机械零件现代设计方法简介
一, 概述
现代设计方法
二十世纪六十年代以来, 机械产品
设计领域相继出现了一系列新兴的理论
与方法 。 为区别于过去的传统的方法,
把这些称为现代设计方法 。
设计技术的发展及相关研究
设计技术的发展及相关研究
设计技术的发展及相关研究
设计技术的发展及相关研究
主要现代设计理论与方法
设
计
方
法
学
优
化
设
计
可
靠
性
设
计
计
算
机
辅
助
设
计
有
限
元
法
工
业
设
计
专
家
系
统
价
值
工
程
相
似
性
设
计
动
态
设
计
人
工
智
能
模
块
化
设
计
摩
擦
学
设
计
反
求
工
程
? 二, 计算机辅助设计
? 1,概念
? 以计算机为主要技术手段, 来生成和运
用各种数字信息和图形信息进行工程或
产品设计 。
? 在制造工业中 CAD技术已经成为先进制
造技术群中的一项主体关键技术 。
? 2,CAD技术的优越性
? ① 能显著提高设计效率
? 提高结构设计和工程制图的速度
? ② 有利于产品的标准化, 系列化
? 可利用存储的信息及数据库中的标准件 。
? ③ 设计与分析统一
? 利用 CAE软件进行性能分析
? ④ 设计与制造一体
? CAD数据可生成数据代码，用于数控机
床加工。
? 三, 设计方法学
? 1,概念
? 用系统观点, 考虑自然科学, 社会科学
经济学诸因素以获得优质, 价廉新颖的
产品, 所应用的设计思想, 设计规律及
设计中的设计过程, 设计方法和设计工
具的总和 。
? 2,主要研究内容
? ① 设计规律 。 设计工作应符合客观事物发展规
律
? ② 设计思维规律 。 设计人员运用科学的创造性
思维规律, 方法和技术
? ③ 设计过程 。 研究各设计阶段的任务与特点寻
找符合设计规律的设计方法 。
? ④ 设计步骤 。 研究解决问题的合理逻辑步骤 。
? ⑤ 设计类型 。 研究不同类型的设计特点及方法
步骤 。
? ⑥ 设计信息库 。 大量设计信息的表达存储和使
用 。
? ⑦设计工具。研究先进的高效的设计工具
? 四, 工业设计
? 1,概念
? 以工业产品为表现对象, 在满足工业属性的前提下,
用艺术手段创造出实用, 美观, 经济的产品 。
? 2,基本特征
? ① 批量性：有一定批量有工业属性, 不同于工艺品
? ② 创造性：区别于仿制, 是一种创造活动
? ③ 实用性：考虑产品的规定功能
? ④ 艺术性：造型美是产品整体设计体现出来的全部美
的综合
? ⑤ 舒适性：考虑操作的生理和心理因素
? ⑥ 经济性：应用价值工程学, 设计物美价廉的产品
? ⑦ 时代性：产品具有时尚性和流行性
? ⑧ 社会性：考虑消费者的社会属性和社会环境
? 五, 价值分析
? 1,概念
? 以功能分析为核心以开发创造性为基础, 以科
学分析为工具, 寻求功能与成本最佳比例, 是
产品获得最大价值的一种现代管理技术 。
? 2,分析程序 （ 过程 ）
? ① 确定价值分析对象
? ② 进行成本分析和功能价值估算
? ③ 应用最新成果进行革新和创造提出新方案 。
? ④对新方案进行评价和决策。
? 六, 专家系统
? 1,概念
? 在专家水平上工作的计算机程序系统 。
? 2,应用特点
? ① 具有该领域专家的丰富知识
? ② 具有该领域专家的专门知识和推理能
力
? 七, 模块化设计
? 1,概念
? 对一定范围内的不同功能或相同功能不同性能, 不同
规格的产品进行功能分析的基础上, 划分设计出一系
列的功能模块, 通过模块的不同选择, 可构成不同的
产品 。
? 2,优点：
? ① 减少产品的设计和制造时间
? ② 有利于产品的更新换代
? ③ 有利于提高产品质量降低成本
? ④ 便于产品维修
? 3,举例
? ① 兼容式计算机
? ② 汽车的各总线
? 八, 相似设计
? 1,概念
? 工厂常设计和生产系列产品 。 首先选定
某一型号为基础对它进行最佳方案设计
定出参数和尺寸 。 然后通过相似的原理
求出系列产品中的其它产品的参数和尺
寸 。
? 2,过程
? ① 进行模型试验
? ② 对模型进行仿真
? 九, 优化设计
? 1,概念
? 将设计问题的物理模型转化成数学模型
运用最优化的数学理论, 选适当的优化
方法, 用计算机求解数学模型 。
? 2,优化设计是现代设计方法追求的目标
? 十, 可靠性设计
? 1,概念
? 在满足性能, 费用, 时间等条件下使
产品的可靠性提高或者在保证可靠性指
标下, 使上述因素最佳 。
? 2,失效率曲线
? Ⅰ 区 -早期失效期
? Ⅱ 区 -偶然失效期
? Ⅲ 区 -损耗失效期
一, 概述
现代设计方法
二十世纪六十年代以来, 机械产品
设计领域相继出现了一系列新兴的理论
与方法 。 为区别于过去的传统的方法,
把这些称为现代设计方法 。
设计技术的发展及相关研究
设计技术的发展及相关研究
设计技术的发展及相关研究
设计技术的发展及相关研究
主要现代设计理论与方法
设
计
方
法
学
优
化
设
计
可
靠
性
设
计
计
算
机
辅
助
设
计
有
限
元
法
工
业
设
计
专
家
系
统
价
值
工
程
相
似
性
设
计
动
态
设
计
人
工
智
能
模
块
化
设
计
摩
擦
学
设
计
反
求
工
程
? 二, 计算机辅助设计
? 1,概念
? 以计算机为主要技术手段, 来生成和运
用各种数字信息和图形信息进行工程或
产品设计 。
? 在制造工业中 CAD技术已经成为先进制
造技术群中的一项主体关键技术 。
? 2,CAD技术的优越性
? ① 能显著提高设计效率
? 提高结构设计和工程制图的速度
? ② 有利于产品的标准化, 系列化
? 可利用存储的信息及数据库中的标准件 。
? ③ 设计与分析统一
? 利用 CAE软件进行性能分析
? ④ 设计与制造一体
? CAD数据可生成数据代码，用于数控机
床加工。
? 三, 设计方法学
? 1,概念
? 用系统观点, 考虑自然科学, 社会科学
经济学诸因素以获得优质, 价廉新颖的
产品, 所应用的设计思想, 设计规律及
设计中的设计过程, 设计方法和设计工
具的总和 。
? 2,主要研究内容
? ① 设计规律 。 设计工作应符合客观事物发展规
律
? ② 设计思维规律 。 设计人员运用科学的创造性
思维规律, 方法和技术
? ③ 设计过程 。 研究各设计阶段的任务与特点寻
找符合设计规律的设计方法 。
? ④ 设计步骤 。 研究解决问题的合理逻辑步骤 。
? ⑤ 设计类型 。 研究不同类型的设计特点及方法
步骤 。
? ⑥ 设计信息库 。 大量设计信息的表达存储和使
用 。
? ⑦设计工具。研究先进的高效的设计工具
? 四, 工业设计
? 1,概念
? 以工业产品为表现对象, 在满足工业属性的前提下,
用艺术手段创造出实用, 美观, 经济的产品 。
? 2,基本特征
? ① 批量性：有一定批量有工业属性, 不同于工艺品
? ② 创造性：区别于仿制, 是一种创造活动
? ③ 实用性：考虑产品的规定功能
? ④ 艺术性：造型美是产品整体设计体现出来的全部美
的综合
? ⑤ 舒适性：考虑操作的生理和心理因素
? ⑥ 经济性：应用价值工程学, 设计物美价廉的产品
? ⑦ 时代性：产品具有时尚性和流行性
? ⑧ 社会性：考虑消费者的社会属性和社会环境
? 五, 价值分析
? 1,概念
? 以功能分析为核心以开发创造性为基础, 以科
学分析为工具, 寻求功能与成本最佳比例, 是
产品获得最大价值的一种现代管理技术 。
? 2,分析程序 （ 过程 ）
? ① 确定价值分析对象
? ② 进行成本分析和功能价值估算
? ③ 应用最新成果进行革新和创造提出新方案 。
? ④对新方案进行评价和决策。
? 六, 专家系统
? 1,概念
? 在专家水平上工作的计算机程序系统 。
? 2,应用特点
? ① 具有该领域专家的丰富知识
? ② 具有该领域专家的专门知识和推理能
力
? 七, 模块化设计
? 1,概念
? 对一定范围内的不同功能或相同功能不同性能, 不同
规格的产品进行功能分析的基础上, 划分设计出一系
列的功能模块, 通过模块的不同选择, 可构成不同的
产品 。
? 2,优点：
? ① 减少产品的设计和制造时间
? ② 有利于产品的更新换代
? ③ 有利于提高产品质量降低成本
? ④ 便于产品维修
? 3,举例
? ① 兼容式计算机
? ② 汽车的各总线
? 八, 相似设计
? 1,概念
? 工厂常设计和生产系列产品 。 首先选定
某一型号为基础对它进行最佳方案设计
定出参数和尺寸 。 然后通过相似的原理
求出系列产品中的其它产品的参数和尺
寸 。
? 2,过程
? ① 进行模型试验
? ② 对模型进行仿真
? 九, 优化设计
? 1,概念
? 将设计问题的物理模型转化成数学模型
运用最优化的数学理论, 选适当的优化
方法, 用计算机求解数学模型 。
? 2,优化设计是现代设计方法追求的目标
? 十, 可靠性设计
? 1,概念
? 在满足性能, 费用, 时间等条件下使
产品的可靠性提高或者在保证可靠性指
标下, 使上述因素最佳 。
? 2,失效率曲线
? Ⅰ 区 -早期失效期
? Ⅱ 区 -偶然失效期
? Ⅲ 区 -损耗失效期
