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现代机械设计理论与方法 摘要：在分析现代机械设计的特点和原则的基础上，介绍了现代机械设计的理论与方法、设计原则等，指出现代机械设计是机械理论与其他理论的有机结合，是传统机械设计的创新发展。 关键词：现代机械设计；系统；机械设计原则；价值 Modern mechanical design theory and method Abstract: Based on analyzing the characteristics and principles of modern mechanical design, this paper introduced the theory and method of modern mechanical design, design principles, points out that the modern mechanical design is the combination of mechanical theory and other theories, is the traditional mechanical design innovation and development. Keywords: modern mechanical design; mechanical system; design principles; value 0、 引言 设计理论与方法是关于设计本质和设计方法的系统理论，目的在于揭示设计过程的本质规律，探索各种有效的设计方法，为实际的设计工作提供指南。而在机械设计中，需要设计者在在力学（特别在动力学）、机械原理、机械设计、摩擦学、强度理论、材料科学、控制理论以及设计理论方面有坚实基础；在传热学、电子技术、计算机及网络技术方面有较强基础；在人工智能科学、管理科学（特别是市场分析和成本分析）、环境科学及人机科学方面有一定的基础。本文重点讲解现代机械设计理论与方法 1、各类机构与机器的总称 1、人工组合物 2、可实现能量的转换； 3、各部分之间具有确定的相对运动关系 4、能够改变或者传递力并产生运动，完成某些工作 2、传统机械与现代机械 1、传统机械 组成：动力机、传动机构、执行机构和操纵控制装置 2、现代机械 定义：由计算机信息网络协调与控制的，用于完成包括机械力、运动和能量等动力学任务的机械或机电部件相互联系的系统 组成：机械本体、动力部分、检测传感装置、控制及信息处理装置、执行机构等 3、现代设计的内涵和范畴 1、现代设计的内涵 通过对其特征的分析，可以认为：“现代设计”就是以市场需求为驱动，以知识获取为中心，以现代设计思想、方法为指导，以现代技术手段为工具，以产品的整个生命周期为对象，考虑人、机和环境相容性的设计。 2、现代设计的范畴 1）、 信息论方法 , 如信息分析法、技术预测法等。它是现代设计方法的前提。 2）、 系统论方法 , 如系统分析法、人机工程以及面向产品生命周期的设计。 3）、 控制论方法 , 如动态分析法等。 4）、 优化论方法 , 它是现代设计方法的目标。 5）、 对应论方法 , 如相似设计、反求工程设计等。 6）、 智能论方法 , 如 CAE 、并行工程、人工智能等是现代设计方法的核心。 7）、寿命论方法 , 如可靠性设计、价值工程和稳健性设计等。 8） 、离散论方法 , 如有限元和边界元方法。 9）、 模糊论方法 , 如模糊评价和决策等。 10）、 突变论方法 , 如创造性设计等。它是现代设计方法的基础。 11）、艺术论方法 , 如艺术造型等。 4、现代机械和设计的特征 现代设计是传统设计的深入、丰富和完善，而非独立于传统设计的全新设计。虽然目前对现代设计尚无确切定义，但可从以下特征来理解。 （1） 以计算机技术为核心 这是现代设计的主要特征。计算机技术的飞速发展对设计产生了巨大影响，表现为以下几方面： ①设计手段的更新 计算机技术推动了设计手段从“手工”向“自动”的转变。 ②产品表示的改变 计算机技术推动了产品表示从“二维”向“三维”的转变。 ③设计方法的发展 促进了一些新的设计方法的出现，高性能的计算机硬件和先进的软件技术是这些方法实施的保证。一些先进的设计方法如有限元分析、优化、模态分析等都涉及大量复杂计算，只有计算机技术的发展才能推动这些方法的进步和应用。新的设计方法如并行设计、虚拟设计、计算机仿真等。 ④工作方式的变化计算机技术促进了设计方式从“串行”到“并行”的变化。 ⑤设计与制造一体化存在于计算机内的产品模型可直接进入CAPP 系统进行工艺规划和NC 编程，进而加工代码可直接传入NC 机床、加工中心进行加工。产品模型加强了设计与制造两个环节的连接，提高了产品开发的效率。 ⑥管理水平的提高产品设计是一个复杂的系统工程，设计过