机械设计历程及优化诌议

机械设计历程及优化诒议作者姚久军单位一重集团大连设计研究院有限公司设计质量的高低直接关系机械产品的性能、成本及经济效益，机械设计应满足以下几个方面的基本要求功能要求设计的机械能实现

（1）预定的功能，并在规定的工作条件下、规定的工作期限内能正常运行可靠性要求可靠性是机器在使用中性能的稳定性，是机器的一个重

（2）要质量指标.机器是由若干个零件及部件组成，其可靠度取决于零部件的可靠度机械系统的零部件越多，可靠度也就越低，因此在设计机器时要尽量减少零部件的数目经济性要求机器的经济性指标是一项综

（3）合性指标，在产品的设计、制造、使用、维护、管理等各个环节均有所体现经济性要求在满足功能要求的前提下使机器的总费用最低

（4）工作安全、操作方便安全是指使用机器的人的安全及机器工作时本身的安全因此要采取各种防护措施，如暴露运动构件配防护罩、过载保护装置等操作系统简便有利于减轻操作人员的劳动强度造型美观、

（5）减少污染结合工业艺术造型设计方法对机械产品进行工业造型设计，使其外形美观，富有时代特点使产品具有市场竞争力噪声也是反映机械产品质量的一个综合指标，所以要尽量降低噪声，减轻对环境的污染机械设计的程序机械设计是一个反复的构思、决策与修改的复杂过程对于新产品的开发设计，一般要经过以下阶段:计划阶段即预备阶段.首先要根据用户要求了解所设计的机械产品在功能、造价、设计期限上的要求,然后进行调查研究、收集资料，对设计任务进行分析，与用户进行协商，使设计任务既合理又先进，最后写成任务书设计任务书应明确规定机械产品的名称、功用、生产效率、主要性能指标、可靠性和使用维护要求、工作条件、生产批量、预定成本、设计和制造完成日期以及其他特殊要求方案设计阶段根据多方面的调查研究，广泛收集国内外有关的设计资料后，设计者对机械产品的工作原理进行创新构思，提出多种设计方案对满足设计任务书规定的条件和技术限定的少数几个可行方案进行技术经济分析，综合比较技术性能及经济指标,淘汰较差方案对保留下来的方案同时展开下一阶段的设计，待进行到可以较精确地确定技术性能及经济指标时，再确定方案的取舍这一阶段设计内容包括必要的运动学计算、机构原理试验等，最后绘制出机构工作原理图、机构运动简图技术设计阶段在机械产品工作原理图和机构运动简图的基础上设计整机及其零、部件的形状、尺寸,选择零件所用的材料及热处理、加工装配和制定试验的技术条件等这一阶段成果是机器整机及部件的装配图、零件工作图以及计算说明书和其他技术文件（标准件明细表、外购件明细表、协作件明细表、试验和验收条件、检验合格单、使用说明书等）等在整个技术设计阶段，不可避免地要反复修改，与用户反复协商样机试制和鉴定阶段根据技术设计所提供的图样等技术文件进行样机试制，并对试制提供的样机进行性能测试，组织鉴定，进行全面的技术经济评价，主要包括动力特性审查、标准化审查、工艺审查、成本预测等同时可对设计进行适当修改，以完善设计方案产品投产阶段在样机试制与鉴定通过的墓础上，将机械的全套设计图样（总装图、部装图、零件图、电气原理图、安装地基图、备件图等）和全套技术文件（设计任务书、设计计算说明书、试验鉴定报告、零件明细表、产品质盆标准、产品检验规范、包装运输技术条件等）提交产品定型鉴定会评审评审通过后，进行批量生产并投放市场，交付用户使用优化设计方法的分类及其特点有约束优化设计法机械优化问题大多数都是有约束的优化问题,根据处理约束条件的方法的不同可以分为间接法和直接法间接法常见的方法有增广拉式乘子法、罚函数法它是将有约束优化问题转化为无约束优化问题,再通过无约束优化方法来求解或者将非线性约束优化问题转化为线性规划问题来处理直接法常用的方法有复合形法、约束坐标轮换法、网络法等其内涵是构造一个迭代过程，使每次的迭代点都在可行域中，同时逐步降低目标函数值,直到求得最优解无约束优化设计法无约束化优化设计就是没有约束函数的优化设计无约束优化设计法很多,包括牛顿法、坐标轮换法、共扼方向法、单纯形法、变尺度法、梯度法等在寻优过程中是否利用到目标函数的性态（如可微性）是区别无约束优化设计法中直接法和间接法的标准此法具有计算效率高、稳定性好等优点模糊优化设计方法模糊优化设计法是将模糊信息和因素量化,建立由模糊约束条件、模糊变量以及模糊目标函数组成的模糊数学模型,再通过从模糊到非模糊的变化来实现模糊数学模型的转化，最终利用优化算法进行求解结束语实践证明，采用优化设计方法可以有效地提高设计质量，缩短设计周期，取得较好的技术经济效果一般说来，设计问题愈复杂，优化设计取得的技术经济效果就愈显著，尽管机械优化设计方法还正在迅速发展中，但从目前已完成的一些设计实例来看，这种方法的推广和应用，将对机械工业在进一步提高产品质量、降低成本、缩短生产周期等方面产生很大的影响。