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机械设计和机械原理的区别范文1
关键词:机械设计制造;自动化专业;前景
中图分类号:C913 文献标识码:A 文章编号:1005-5312(2010)20-00184-01
锦秋财智咨询分析认为,未来几年随着国内房地产业和各类基础设施的投资可能仍将以较快的速度增长,国内城镇固定资产投资的增速预计也将维持在高位(预计在20%以上)。由此预计,未来几年国内工程机械的市场容量可能还将以较高的速度增长,国内企业在国内的销量和收入也将保持高速增长。
一、提升内在质量,制造过硬产品
提升产品内在质量的过程侧重于利用市场需求信息完善现有产品质量的再创造过程,依靠用户反馈的使用信息不断改进产品的性能、功能、可靠性、性价比等指标,持续循环使产品走向成熟、可靠,更加符合用户要求,为市场提供可靠性过硬的产品。
二、根据用户需求特点,改进产品和服务质量
工程机械产品区别于一般消费品,属于生产资料范畴,用户购买工程机械产品的目的在于能创造出新的价值,选购更侧重于为用户创造效益的能力,需要企业根据用户不断增长的需求来改进产品质量和服务质量。
三、妥善处理用户意见,维护用户利益促进和谐
企业对待用户意见要认真倾听、分析、妥善处理,找出质量缺陷加以改进,在不断改进过程中使质量日趋完善。企业应该认真倾听用户的意见和抱怨,从理解用户角度帮助用户解决问题,处理用户意见时要为用户提供合理可行的解决方案并主动实施,跟踪服务到用户满意为止。
四、以提升质量为核心,谋求创新发展
我国工程机械质量发展由“中国制造”转向为“中国创造”的新观念已经形成,提高产品质量无疑是企业的核心工作之一。单纯的制造是无法满足市场需求的,在制造的基础上再进行创造,创新不仅仅是制造技术、研发技术的提升,更重要的是经营观念的转变,更多地强调自主创新的思想已经成为企业的自觉行动。
机械设计制造及其自动化专业,本专业设有计算机辅助设计与制造、设备工程和汽车服务三个专业方向。学生入学不分专业方向,前两年学习本专业的平台课程,从三年级开始,根据学生自己的兴趣和学习成绩,可选择计算机辅助设计与制造、设备工程和汽车服务三个专业方向之一学习。学制学位:学制四年,授予工学学士学位。计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)方向培养目标:掌握传统机械设计制造和控制技术的基本理论和成熟技术,同时掌握计算机技术等相关理论,基础扎实、知识面宽、能力强、实践能力突出,具有创新精神,能从事机械设计制造及自动化领域的设计、应用、开发、运行管理、维护和经营销售等方面工作的高级应用型工程技术人才。
主要课程:(1)专业基础课包括工程制图、计算机辅助绘图、理论力学、材料力学、工程材料、电工与电子技术、互换性与技术测量、机械原理、机械设计、机械设计基础实验、流体传动与控制(即液压与气动技术及PLC)、机械制造技术基础、程序设计等;(2)专业课包括机械CAD(即计算机辅助设计)技术、数控技术与CAM(即数控与计算机辅助制造)、先进制造技术、模具设计与制造、工业设计等。
机械设计和机械原理的区别范文2
1 机械设计和制造技术的现状
机械设计制造技术包括了产品的很多个环节，比如：设计、生产等，而且还涉及到产品的销售以及售后服务等过程。从机械设计来讲，在传统的制造业机械设计中很多都是选择手工设计，设计人员使用一些较为简单的工具就能够进行制作，设计的思路相对而言比较封闭，而且不能够在信息上进行动态分析，再加上行业里的沟通过少，限制了以往机械设计发展[1]。我国现在的机械设计和传统的机械设计有着很大的区别，随着社会的不断发展，传统的机械设计制造出来的产品越来越不能满足社会的需求，在计算机网络飞速发展的情况下，机械设计不断运用计算机网络的各种优势进行发展，我国现在的机械设计和传统的机械设计相比较，不仅减少了设计所需要的时间，还让产品的设计更加精确。从制造技术来讲，机械制造技术是国家综合国力的一种表现，制造技术不仅能够促进我国的经济发展，还体现在许多方面，比如提高人们的生活质量等[2]。我国机械设计和制造技术在改革开放以后得到了快速的发展，机械制造产品的数量已经位于国际前列，但是，这些大多数都属于劳动密集型产品，相对而言我国自主研发的产品还需要在高、精、尖等方面加强，在科研方面主要表现于我国制造技术缺少专业性人才，在许多研究方面存在着不确定性，在一定程度上限制了我国机械设计和制造技术的发展。
2 机械设计和制造技术的应用
在机械制造行业里，进一步提高切削和磨削的加工效率历来都是机械制造行业发展的目标，在人们不断地思考和探索下，超高速切削技术和超高速磨削技术被研发出来，并且在实际中得到了相关应用。本文主要阐述超高速切削技术和超高速磨削技术的原理以及应用。
2.1 超高速切削技术和超高速磨削技术的原理
从超高速切削技术来讲，传统切削技术在运用过程中，切削的温度会随着切削的速度加快而升高，当切削速度到达或超过固定的临界点时，过高的温度就会造成刀具的硬度下降，有的刀具会出现软化的现象，大大减小了刀具的耐磨性，使刀具本身产生破裂，无线继续切削。但是，在社会不断发展的形势下，在人们不断的努力下，实现了在切削过程中，当切削速度到达或者超过固定的临界点时，切削温度不但不会随着切削速度的增加而升高，反而会随着切削速度的加快而降低刀具本身的温度[3]。在这一情况下，相同的产品在进行加工时，由于切削速度的大大提高，需要投入的生产时间就变得更短，相同数量生产需要使用的人力资源就会变得更少，从而提高了生产效率和降低了生产成本，这就是超高速切削技术。另外，从超高速切削技术的实验和实践中发现，超高速切削不仅能够使切削力减少百分之三十，还因为在加工过程中引起了激振频率极大地提升了产品加工表面的质量。从超高速磨削技术来讲，超高速磨削技术和超高速切削技术两者原理极为的相似，具体是指在加工工程中，当磨削的速度越快时，由此产生的离心力也会更大，当磨削速度到达一定的临界点时，会引起砂轮的破裂，导致无法继续磨削，与此同时，由磨削速度加快使工具本身的稳定升高，会造成加工产品的损坏，为生产企业带来极大的损失。但是，在人们不断的努力下，也实现了超高速磨削技术，也就是在磨削速度到达或者超过固定的临界点时，产品加工所产生的磨削温度不仅不会继续升高，反而会随着磨削速度的加快而降低磨削工具本身的温度。
2.2 超高速切削技术和超高速磨削技术的应用
根据相关调查，目前超高速切削技术主要应用于一些高级汽车产品加工、航空产品加工等方面，而超高速磨削技术主要应用于高效切深、快速点磨削、硬脆材料加工等方面。实现了超高速磨削技术的企业有很多，比如美国的福特公司已经把膛汽缸用的单轴膛缸床应用于汽车的生产中进行实践。到目前为止，超高速切削技术的作用和价值已经得到了许多行业的认可，被一些大型企业不断运用到生产经营中。当然，实现了超高速磨削技术的企业也有很多，比如Machine公司推出的超高速磨床，使用单层CBN砂轮，圆周数到达了203/s，使用于加工粹硬的齿距等，可以实现非常高的金属切除率[4]。在把超高速磨削技术和普通磨削技术相比较下发现，超高速磨削技术都够把产品在经过磨削这一过程后，取代了在以往需要车、宪、磨等多个工序加工的过程，不仅精简了传统磨削技术的流程，磨削加工的效率还得到了极大的提高。
机械设计和机械原理的区别范文3
关键词：机械设计制造及其自动化 现状 趋势
中图分类号：F407文献标识码： A
一、引言
机械行业是一个国家的基础性和支柱性产业，在国民经济中占有极其重要的地位，它与上游产业（如钢铁、煤炭、有色等）和下游产业（如住房、日用消费品等）关系密切，具有很强的拉动能力。而机械制造自动化技术始终是机械制造中最活跃的一个研究领域。也是制造企业提高生产率和赢得市场竞争的主要手段。没有强大的机械制造业，就不可能实现国民经济的工业化、现代化和信息化。
二、我国机械制造业现状
近年来，我国的制造工业获得持续高速的发展，中国已是一个制造大国：世界各国都在大量进口中国产品，并且中国的出口中，机电产品已占多数。在当前的经济寒 潮和危机中，机械工业虽受到较大影响，但总规模和总产量仅次于美国，超过日本，居世界第二，出口已超过德国，达到世界第一位，2009年中国汽车产量已超 过美国而居世界第一。中国已成为名符其实的世界制造大国。2010年《全球制造业白皮书》公布的《全球10大制造强国》排行榜中，中国名列第三。今年《世 界机械500强》中，美国以126家企业入选而居榜首，日本以124家居第二，我国入选企业77家居第三。改革开放三十年以来，中国制造业有了显著的发展，无论制造业总量还是制造业技术水平都有很大的提高。机械制造业从产品研发、技术装备和加工能力等方面都取得了很大的进步，但具有独立自主知识产权的品牌产品却不多。例如：海尔、海信、TCL等企业的品牌虽然已经“国产化”，但去商场买空调时，导购会告诉你压缩机来自日本，去买冰箱时，导购还是会告诉你压缩机也是来自日本。通过对我国机械制造业现状的分析和研究，业内人士普遍认为，中国的机械制造比欧美发达国家落后了将近30年。
今年世界机械500强前10名中，中国无一入 选；世界机械100强中，中国仅入选9名。应该认识到，我国制造业大而不强，虽然是制造大国，但不能称为制造强国。例如钢铁，我 们大量出口低价钢材而进口高附加值的合金钢。机床也是出口廉价的中低档机床，而进口昂贵的数控和精密机床。中国制造业的劳动生产率，仅是美国、日本的 1/3～1/5。中国很多机械产品价虽廉，但质量也低。近期，由于人民币升值和国内劳动成本迅速升高，再加上经济寒潮和危机，严重影响了中低档产品的出 口，更迫使我们要尽快提高机械工业技术水平，变危机为机遇，向制造强国奋进。
近年来，我国工具工业虽有不小发展，但远 落后于机床业的发展。生产中使用的高效先进刀具，大部分是从国外进口的（含外国资企业在中国生产的刀具）。我们现在也出口不少刀具，但主要是廉价低档的标 准刀具。2004年我国生产刀具约25亿件，其中20亿件是廉价低档刀具（大部分出口），这以后几年出口的仍基本是中低档刀具。在美国市场上，中等规格的 麻花钻每支价格约10美元，而市场上中国生产的低档麻花钻价格仅1美元，被用作手工工具。我国现在有世界规模第一的汽车工业，但汽车工业从国外引进的高效 生产线，所用的刀具80%～90%至今仍是进口刀具（含国内的外资企业产品）。现在我国刀具生产供销情况是，高端先进刀具产品主要依靠从国外进口，而低档 刀具产品恶性膨胀（大部出口），这种情况必须尽快改变。
三、我国机械制造业趋势与前景
机械制造自动化技术始终是机械制造中最活跃的一个研究领域，也是制造企业提高生产率和赢得市场竞争力的主要手段。机械制造自动化技术自20世纪20年代出现以来，经历了三个阶段，即刚性自动化、柔性自动化和综合自动化。综合自动化常常与计算机辅助制造，计算机集成制造等概念相联系，它是制造技术、控制技术、现代管理技术和信息技术的综合，旨在全面提高制造企业的劳动生产率和对市场的响应速度。机械制造业作为一个传统的领域已经发展了很多年，积累了不少理论和实践经验，但随着社会的发展，人们的生活水平日益提高，各个方面的个性化需求越加强烈。作为已经深入到各行各业并已成为基础工业的机械制造业面临着严峻的挑战。
先进制造技术这个概念的提出为机械制造业的发展指明了方向。虽然这个名词没有确定的定义，但目前公认的认识是：先进制造技术是传统制造技术不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理等方面的成果，并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务的制造全过程，以实现优质，高效，低耗、清洁、灵活的生产，并取得理想技术经济效果的制造技术的总称。它具有以下几个特点：从以技术为中心向以人为中心转变，使技术的发展更加符合人类社会的需要；从强调专业化分工向模糊分工，一专多能转变，使劳动者的聪明才智能够得到充分发挥；从金字塔的多层管理结构向扁平的网络化结构转变，减少层次和中间环节；从传统的顺序工作方式向并行工作方式转变，缩短工作周期，提高工作质量；从按照功能划分部门的固定组织形式向动态的自主管理的小组工作方式转变。机械制造技术的发展趋势可以概括为：机械制造自动化；精密工程；传统加工方法的改进与非传统加工方法的发展。
四、自动化水平的优势可以在机械设计中提升
1.因为在自动化机械设计当中，会包括较为广泛的技术范围，将机械设计当中所涉及到的自动化水平提升，定会增进有关产业的一同进步，还能够有助于对原有产业结构开展调整优化。具体需要优化的设计系统包含：构造功能、控制功能、检测功能以及动力功能等。这一系列功能一方面能够分析和设计不同机械制造自动化的产品，另一方面还能够以此来拓宽思路，开展不同形式下的创新和发明。此外，针对机械设计制造及其自动化具备着一定的外延空间，能够进行持续的创新发展，可以将功能更具完善的机械设计制造及其自动化产品设计出来。
2.早期的机械设计与现代化的机械设计制造及其自动化有所区别，最为本质的区别就是自动化与智能化。早期在设计机械的过程中，一般都是按照相应的目标和任务，做出不同形式的方案，接着开展多次的试验，运用这样的方式，不单耗力耗时，还极易导致资源的不必要浪费。在机械产品不断提升自动化水平的过程中，应用自动化操作能够降低物力、人力等资源对机械制造当中的不必要投入，同时还能够实现整体的统一，有助于有限资源的节约，同时也能够改善我国机械制造行业的发展趋势[3]。
3.在生产机械自动化产品的阶段，一般情况下都能够将控制、信息的自动化实现，在一定程度上减少了人工操作当中所产生的失误率，能够给产品质量以及生产效率方面，提供较为安全、可靠的保障，极大的增进了机械行业的飞速进展。
结语
随着我国加入WTO，新技术、新工艺的不断开发和引进，今后外语、计算机应用将成为每个技术工人的必备素质，市场需要“一专多能”的复合型人才，同时也希望这些人才有继续提高发展的能力（文化基础扎实），我国要成为制造大国，就必须有成千上万的有知识和技术的劳动者。本专业的学习特点要求我们要有有较强的理工科基础，不能偏科，所以我要努力提高自身素质，学好专业技术，并用自己一流的技术、高尚的道德情操去回报祖国，成就人生的辉煌！
参考文献
[1]《我国机械制造业现状与发展前景》 苏生荣 中国科技信息 2010.
[2]《机械制造业的发展趋势与先进制造模式》 邓武 科协论坛（下半月） 2009.
机械设计和机械原理的区别范文4
［关键词］机械设计现代设计方法优化设计
中图分类号：TD404 文献标识码：A 文章编号：
一、机械设计
机械设计（machine design），根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、方法等进行构思、分析和计算并将其转化为具体的描述以作为制造依据的工作过程。
二、机械设计面临的形势
1、设计对象由单机趋向系统,如机械行业中的普通机床发展成为机械加工中心。
2、设计所涉及的领域由单一领域向多领域发展,如系工程、人机工程、价值工程等许多学科正不断地应用到设计领域中来。
3、承担设计的技术人员由单人变为小组甚为大到群体,许多原本不属于设计领域的技术人员参与到重大课题的设计中来。
4、产品更新换代的速度加快,产品设计由自由发展变化为有计划有组织分阶段的展开。
5、计算机技术的应用和发展对工程设计提出了新的更高的要求。
三、传统机械设计方法
传统的机械设计过程:
1、市场(用户)对产品的需求调查；
2、工程设计问题的归纳定义;
3、工程设计问题的综合；
4、设计问题的分析和方案的优化;
5、已有设计方案的反复评价修改;
6、是绘制工程图样和撰写设计文件。
上述设计过程分别涉及以下各方面的工作和相关的技术人员:市场预测、科学思维方法学、相似理论和模型试验、价值工程、可靠性设计、测试与分析技术、类比设计和设计信息管理。传统的设计技术受低劣的设备条件和落后的技术方法所限,只能在保守的观念下,依据粗略的验算甚至估计,通过大量的简化和静止化假设完成机械工程设计,它必然使设计存在随意性，灵感和经验的成分占有很大的比例，思维带有很大的被动性。对个人的经验和习惯的依赖性极大,极难实现合理、准确和高效的设计。
传统的机械设计过程, 往往是根据任务和目标先做出第一方案,甚至造出样机,然后通过评定与考核进行修改形成第二方案;如此反复直到满意为止。这一设计过程历时长,耗费大。所谓满意,往往带有很大的主观性。
四、现代机械设计方法
进入21世纪以来“, 现代设计方法”已经发展成为一门新的学科或一个新的技术领域,相当时髦,应用广泛。
“现代设计方法是对应于传统设计方法”而提出与发展的,为一种大概念,有大的范畴,其下位可有现代机械设计方法、现代模具设计方法等。
《中国机械设计大典》第1 卷第1 篇总论的前言中指出,什么是“现代设计方法”，很难有一个明确的界限来划分“现代设计方法”和“传统设计方法”之间的区别。“这是因为传统的设计方法会不断发展,注入新的内容和活力;而新近涌现出来的设计方法,可能因为迅速和大面积的普及而被认为是很一般的设计方法”。
目前,最具权威的《中国机械设计大典》第1 卷“现代机械设计方法”选列了设计方法中的十个题目,然而它们是创新设计、生命周期设计、有限元设计、虚拟设计、优化设计、稳健设计、并行设计、智能设计、机电一体化设计和计算机辅助设计。该书中指出,以上这些选题分为两大类:一类是过去的设计手册中曾经出现的选题,另一类则是在以前的手册中未曾出现过的选题。
现代机械设计方法的分类基于上述认识，按照分类学的基本原理,应该选择一个划分标准来进行分类。从应用成熟度的角度,对现代设计方法进行分类,可以将它们分成相对应的两类:
①比较成熟,应用正普及类:有限元设计(有限元分析)、优化设计(最优化方法)、机电一体化设计(或光机电一体化设计)、计算机辅助设计(CAD)......
②比较新颖,内容正发展类:有创新设计、生命周期设计、虚拟设计、稳健设计、并行设计、智能设计……参见图1。
图1 现代设计方法一级分类
其次,从工程领域角度,现代设计方法可以分为:现代机械设计方法、现代模具设计方法、现代材料设计方法……[5]
计涵盖范围的角度可将现代设计方法划分为:广义设计类:设计内容针对其对象实体化的全过程。狭义设计类:设计内容仅为完成图样(包括计算机绘图)。
中义设计类:设计内容介于两者之间。比如,当今数字化时代着重于数学计算的现代工程分析设计方法,比较时兴的有:有限元分析、最优化方法、数值仿真、动态设计。其原理与特点参考图2。
图2 着重数字设计的设计方法
现代设计技术具有以下特点:
一是智能化。大型复杂机械的设计必须完成“分析—分解—综合”的过程。其中包含了大量创造性思维过程和智能活动。
二是经济性，市场的竞争、用户的选择使对产品的经济性要求越来越高。
三是并行性。必须超前考虑后续过程,实现DFM、DFA,以压缩废品、库存的消耗,确保上述经济性。
四是集成化。即树立人—机一体化、机—电一体化、硬件—软件一体化观念,综合多方面测试分析数据指导、评价设计,融多种现代科技成果和技术,特别是CAD技术于机械产品之中。
五是精确性。这是机械工程产品复杂度、综合性提高的必然结果,现代先进的计算技术、计算理论和计算分析工具的使用也使之得以迅速提高。
六是动态性。不仅分析设计对象要从动态的观点出发,设计组织的合作协调也具有动态性,后者要求设计数据集成、设计系统无缝连接。
现代机械设计的规律:
在进行新的设计或改进老的设计过程中,设计者应遵循一种理性化的规律,一步步地进行设计,这样才有利于对设计工作进行科学的管理。现代机械设计规律分四个步骤:①确定设计的逻辑关系;②确定设计的物理关系;③确定设计的结构关系;④确定总体设计。四个步骤中各含七个过程:①将机械基础特性化;②确定计算数据;③应用收集数据;④确定处理数据的原则;⑤确定应用的数学方法;⑥优化准则;⑦将计算结果具体化。
优化设计
选定设计目标(单个或多个),找出目标与设计变量的函数关系式,列出各项设计要求所对应的约束条件,对这个数学模型求它的最优解。如一个圆柱形容器,求容积一定的条件下,用料最省。其数学模型如下:
极小化满足于: 其中, 分别表示容器的半径和高度,为容积常数。计算后得出时,用料一定最省,但在设计中能满足的设计方案有无数个。
五、结束语
总之,只有掌握好现代科学知识,运用好现代的科学技术和工具,保持创新意识, 才能为工业企业的发展和竞争创造一个较宽松的技术环境。既然现代机械设计与传统的机械设计相比,已经发生了很大的变化,当然也就必须改革以往的传统教学模式, 才能培养出真正的高素质人才,以适应现代机械设计的需要。
参考文献
［1］邱宣怀等编著.机械设计［M］.北京：高等教育出版社，2007
［2］华同曙.浅谈现代机械设计的特点及其教育模式［J］.江苏石油化工学院学报，2002,3(3):53
［3］中国机械工程学会中国机械设计大典编委会.中国机械设计大典:第1 卷:现代机械设计方法［M］.南昌:江西科学技术出版社, 2002
［4］卢险峰.现代设计方法的定义及一级分类［J］. 南昌大学学报·工科版，2009， 31（1）
机械设计和机械原理的区别范文5
关键词：机械制造；设计原则；感想
机械制造，要求产品具有较低的开发成本和使用费用。从以技术为中心向以人为中心转变，使技术的发展更加符合人类社会的需要，从强调专业化分工向模糊分工，一专多能转变，使劳动者的聪明才智能够得到充分发挥。从金字塔的多层管理结构向扁平的网络化结构转变，减少层次和中间环节，从传统的顺序工作方式向并行工作方式转变，缩短工作周期，提高工作质量，从按照功能划分部门的固定组织形式向动态的自主管理的小组工作方式转变，机械制造技术的发展趋势可以概括为：机械制造自动化；精密工程。
一、我国机械制造业趋势与前景
先进制造技术这个概念的提出为机械制造业的发展指明了方向。虽然这个名词没有确定的定义，但目前公认的认识是：先进制造技术是传统制造技术不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理等方面的成果，并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务的制造全过程，以实现优质，高效，低耗、清洁、灵活的生产，并取得理想技术经济效果的制造技术的总称。
的发展
二、机械制造业工艺优良原则，指设计能够且容易通过生产过程实现，它包括：利用现有设备能够制造出满足精度等要求的零件，且制造成本低，效率高，可制造性；零件能够装配成满足装配精度要求的部件和整机，且装配成本低、效率高，可装配性；指产品能够且容易通过适当方式进行有关测试，以评估设计、制造和装配，可测试性。
三、社会使用原则，考虑产品投放市场后的表现行为，安全性。保证不对人的生命财产造成破坏。可安装性。保证产品使用前安装容易、可靠，且安装费用最小；可拆卸性；考虑产品的材料回收和零组件的重新使用；可回收性。考虑产品报废及回收方式。环境友好性；保证产品产生尽可能少的废水、废气、噪声、射线等，符合环保法规，对生态环境破坏最小；环境适应性。适应使用环境的湿度、温度、载荷、震动等特殊条件；人机友好性。满足使用者生理、心理等方面要求，使产品外形美观，色彩宜人，操作简单、方便、舒适；可维修性；使产品能够且易于维修，维修的停机时间、费用、复杂性、人员要求和差错尽可能最小；
机械可以将能量（或者力）从一个地方转移到另外一个地方。在我们的生活中有数以
百计的机械包围着我们，为我们做各种各样的工作。从小小的楔子和螺丝钉；到人类的身体；
到最智能化的计算机控制的遗传设备；机械在生活的许多方面承担着重要的工作。要发展工业，就必须有新的动力。所以对我们日后学习工作皆有帮助。
四、努力学好工具学科如何研究现代机械，学科耦合，产生新的理论与方法；更为深入地认识各个学科在理论和方法上的发展，用系统的观点考查其依赖与渗透；用信息流的观点观察机械各部分之间的关系；用动态的观点研究机械性能（全寿命周期的要求）。现代设计原则，设计原则是为设计产品应满足的条件，也是对设计行为的约束。使设计理论具体化和实用化的条件：能反映设计对象有关本质方面并能定量描述，有完整的设计准则、设计步骤和各种系数在实践或实验验证了的选择方法，能用试验测定与设计准则有关的指标，设计结果有实用价值，有良好的再现性。
五、参加活动，展才练志。受设计水平、观念、体制等限制，传统设计所考虑的原则着眼于产品的功能和技术范畴，而设计的影响贯穿产品整个生命周期，所以设计原则必须面向生命周期内的各个阶段。现代设计原则是传统设计原则的扩充和完善，两者并无本质区别。可归纳为以下几类。
第一 功能满足原则，产品设计的目的是构造能够实现规定功能的产品。如果产品不具备要求的功能，设计就失去价值。因此满足功能是各类产品设计的必要原则。
第二、质量保障原则，保证质量是产品设计的重要原则。产品质量主要由性能和可靠性决定，计算机辅助设计的过程，首先进行功能设计，选择合适的科学原理或构造原理，然后进行产品总图的初步设计、产品选型和外型的初步设计；从总图派生出零件，对零件的造型、尺寸、色彩等进行设计，对零件进行有限元分析，使其结构及尺寸与应力状态相适应；对零件进行加工模拟，对其性能做出评价、分析和优化，最终完成零件的工作图；虚拟设计能实现在产品加工制造之前，建立产品的功能、结构模型，并能对其进行修改和评审，以满足不同客户的要求。它不仅继承了传统CAD设计的优点也具备了仿真技术可视化的特点，更能支持协同工作和并行设计，从而缩短了产品开发周期并通过各先进技术的利用和补充，使产品保持技术上的优势。性能指标；可靠性；强度原则，要求产品零件具有抵抗整体断裂、塑性变形和某些表面损伤的能力。刚度原则。要求在外载作用下产品变形在规定的弹性变形之内；稳定性；指产品在外载作用下能够恢复其平衡的特性；抗磨损性；要求零件在规定时间内材料的磨损量在规定值以内；抗腐蚀性；要求产品在恶劣环境下不被周围介质侵蚀的特征；抗蠕变性；要求高温环境工作的产品不发生蠕变或蠕变变形在规定值以内；动态特性；指在动载荷作用下产品具有良好的抗振特性，以保证产品的平稳和低噪声运行；平衡特性；指旋转产品具有良好的静平衡和动平衡特性；热特性；保证产品具有要求的温度大小、温度分布和热流状态，以及热应力、热变形在规定值以内。
综合上述，现代机械设计的发展趋势可概括为以下三个方面：性能上，向高精度、高效率、高性能、智能化的方向发展；功能上，向小型化、轻型化、多功能方向发展；层次上，向系统化、复合集成化的方向发展。现代机械设计的优势，在于它吸收了各相关学科之长，且综合运用各学科知识并加以整体优化。随着计算机技术、网络技术、检测技术、控制技术等学科的飞速发展，现代机械设计的内涵将更加丰富。设计出的产品将更加符合科学原理、结构更加新颖、更加富有实用价值。
参考文献：
[1]谢里阳 主编 现代机械设计方法 机械工业出版社2005-5-1
机械设计和机械原理的区别范文6
关键词：仿生学；仿生机械；遗传算法
中图分类号：TD44 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）07-0098-02
在人类发展的过程中，是通过不断的学习和总结才能达到今天这样的文明程度的。其中学习包括人类自身总结出来的一些自然规律和了解自然界动植物的活动规律来获得的。现有的很多领域的科学制造技术都是在动物和植物的生活环境中学结出来的。这些动、植物为了更好的适应自然的变化，自身拥有一些本能，这些本能被人们所发现，并在一定的改造基础上成为人类自身的本领和技术，这就衍生出了一个学科——仿生学。
在现有的煤矿生产当中，存在很大的安全隐患，在一些机械设计中存在设计和使用脱节的情况，导致经常出现人员伤亡的现象。在了解了仿生技术之后，能够将仿生科技和现有的机械设备结合在一起，能够很大程度上降低生产中出现的安全事故，也能够将机械设计更加的人性化，智能化。
1 煤矿仿生机械的分类
仿生机械在煤矿生产中的使用类型很多，具体可以细分飞生产中的抓取、移动、开挖等四类。
1.1 仿生抓取机械
目前仿生机械在抓取功能方面的研究集中于仿人形机械手，主要因为人手（含手臂）共有36个自由度，自由度的增多可以改善以往机械设备活动不灵活的情况，而且还能精确定位还能做出复杂精细的动作，这些都是传统机械很难做到的。它们可分为工业机器人用机械手和科研智能机器人用机械手，在煤矿开挖时出现的复杂情况下，人工难以胜任工作的情况下，可以使用仿生抓取机械进行挖掘工作。
1.2 仿生移动机械
移动机构作为煤矿运输的平台在汽车领域、机器人领域及各类特种任务完成领域有着举足轻重的作用，传统移动机构的主要形态是轮式，结构相对简单可靠，技术成熟，且科技的发展使得现代移动机构负重能力不断加强，灵活性不断提高，在大多数情况下都能满足要求。然而随着人类涉足领域越来越广泛，在煤矿挖掘某些特殊环境下却不见的是最佳选择。研究者也看到了生物体的移动能力对环境的适应性是机械无可比拟的，部分生物在特殊环境中的移动能力更是令人叫绝。正是由于认识到了这一点，仿生机械学者在仿生移动机构方面做了大量大的工作，取得了许多成果。在煤矿生产中，地形复杂的情况出现的概率很高，相关的仿生机械移动机械可以很好的适应复杂条件的施工要求，确保了开挖的安全。
1.3 仿生开挖机械
机械的分类在不同的行业当中有不同的使用效果，具体的工作选取的机械也有很大的区别。在煤矿机械开挖设备的使用中，涉及到煤矿开挖的安全，在机械选择上有着特殊的需求。利用仿生原理下的设计方案，摒弃了传统的器械工作原理，使用更加人性化的机械设备，达到安全的目的。
2 仿生原理的使用案例
基于遗传算法技术的计算机网络设计是在以往传统的程序设计理念上加上了更多的计算机数据编程，是一种更加科学的现代化机械开挖手段。这也是煤矿开挖中使用仿生技术最为重要的案例之一。为在生产效率中也得到了很好的优化，也能使网络安全达到更好、更高的要求。接下来，我们将着重介绍在机械设备中使用仿生安全技术优化方案中的遗传算法。
遗传算法是20世纪70年代初期由美国密执根大学霍兰教授提出的一种为煤矿突水事故提供预测方法的一种提前预案。GA是一种在人为施工条件下非确定性的拟自然算法，这种算法是根据自然界仿照生物的固有进化规律，对一个大的群体进行随机抽样，观测其繁衍变化以及淘汰机制。其中就会有适者生存，不适者就会被淘汰，按照这样的规律不断重复，使整个群体在繁衍的素质上和种群的数量上都会有很大的提高，时间变长，这样的趋势会显现的更加明显，最终会以一种优化平衡的态势趋于平衡，并且保持最优配合比。遗传算法具有鲁棒性、自适应性、全局优化性和隐含并行性。
图1 遗传算法
尽管遗传算法在计算机网络可靠度技术指导下已解决煤矿生产中了许多难题，但还存在许多不足之处，如算法本身的参数优化问题、如何避免过早收敛、如何改进计算机有效的工作时间和工作方法来提高算法的效率、遗传算法与其它优化算法的结合问题等。用遗传算法求解约线性和非线性优化问题时，一般采用共轭发散函数法，如何合理的选择共轭因子是算法的难点之
所在。
煤矿机械设备中使用仿生遗传算法是一个很好的切入点，同时，在使用中对于遗传算法的使用也在不断的完善过程中，对于算法的根式也在不断的更新，为了提高算法在使用中的准确度，作为算法的设计与机械操作相互结合的理论基础，不仅要使得设备的使用年限增加，还要对机械使用的效率进一步提升。在遗传算法的基础上，改进的算法在以往六个高速运算的设计布局中，重新组成新的装配方式，在基本联接关系上也从原来的两个变成了四个，更加贴合了煤矿机械在操作中细部的指示命令的落实。使用更加符合机械运转的改进遗传算法可以将机械的整体布局系统的串联情况与设计模拟方程的构造结合在一起，对于函数的提出在机械的设计中更加重要，最终通过建立模型的方式来将复杂的机械系统的优化组织方案简化。
仿生遗传算法在用模型描述煤矿机械动力学研究的过程中，在开挖优化方案上提出了一些不同之处，在数据的编码上和变量的估算上略有不同。因此，在这就对变量本身进行了遗传算法模型的设计，对于机械的悬挂系统和传动系统分部进行了弹性模量的检测和调整，用日常机械工作状态下的发动机功率和受到的阻力作为设计的相关参数，借此来对整体的机械有更好的全局优化，大大提高了传统工艺下完全靠人为的检测要更加稳定和准确。为求解复杂的非线性约束优化问题，对二级斜齿圆柱齿轮减速机的概率可靠性等机构进行了优化
设计。
3 结语
基于仿生技术下的煤矿开挖设备的使用是在机械应用领域的一项革命性的技术，同时在许多行业中都有着巨大的发展空间及应用价值。在矿区机械设计进程中引入仿生技术有着明显的优势，它在简化管理，加强安全监控等方面具有不可比拟的优势，十分适合我国煤矿行业的发展。在本文中还就仿生科技中的遗传算法的优化方面的内容进行研究，目的是使得煤矿机械设备在使用中更加安全、稳定，操作起来更加人性化，促使煤矿行业更快、更好的发展。
参考文献
[1] 濮良贵.机械零件[M].北京高等教育出版社，
1982，5（13）.
[2] 蒲俊，吉家锋.可靠度可视化技术数学手册[M].
