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【摘 要】从机械产品总体设计的一般过程出发，分析了机械产品设计的原则，并且结合当前市场经济对产品总体设计的要求，将经济性、创新性和技术性贯穿于整个设计的始终。试图通过本文的分析为当前机械设计领域的研究提供一定的理论借鉴。
【关键词】机械产品 设计 研究 应用
现有的机械产品零部件设计方法很多，设计软件系统也发展得比较成熟，但是相关的总体设计方面的研究还是比较稀少，因此本文的研究具有一定的创新性。在市场竞争时代，简单地关注机械设计的技术领域已经不足以立足，必须要在这个基础上，立足于经济性和创新性，甚至采用个性化的设计理念，因此本文的研究对于机械设计和对于我国的机械制造业都有着巨大的现实意义。
一、设计的原则
基本原则。设计的基本原则主要包括：功能原则，机械产品的功能是否达到标准，是否满足要求，是否处于领先；需求原则，产品是否满足市场需求，是否过剩或者浪费；系统原则，机械产品的设计要和周围的环境相匹配，满足系统性；安全原则；产品必须具有安全性在设计中避免工业环境中的各种危险来源（电源、辐射、有害材料等）和危险操作，并采取一定的保护技术，例如，飞机设计中的救生系统，电梯停电时的保护和自救装置等；经济原则，在满足机械产品的功能前提下，一定要保证产品的低成本，周期短，投入市场迅速；工艺性原则，产品设计加工具有合理的结构工艺性，根据其成本、产量、加工条件等因素确定合理的工艺结构，从而便于加工和装配。简洁性原则，原理、结构、外观造型、甚至使用方式都应当使用方便，便于操作，人机关系应该简化。尽量避免由于人和机械装置的不适应而产生误操作造成事故。
二、设计的要求和特点
（一）设计的要求。机械产品进行设计时，必须要首先满足产品的功能，并且尽可能做到简洁设计，同时还要满足产品的运动形式、运动协调性和运动精度，系统的动力参数也要满足机械的工作需求，具有传动效率高，平衡精度高，速度波动小，冲击振动小等良好的动力特性。产品设计为了投入市场具有竞争力，必须要重点考虑产品的成本，考虑到产品的经济性，保证容易加工制造，便于运输、使用及维修，合理选材，减少材料费用和加工费用。
（二）设计的特点。创新性，这一阶段是检验设计人员智慧和创造力的阶段，机械产品有没有巨大的突破和创新完全取决于这一阶段。总体设计方案就有反复性的特点，同时整个系统和各个子系统之间还存在着特定关系，一般情况包括动力源、传动系统、执行系统和辅助控制系统。机械产品总体设计的阶段，还要充分考虑到环境的相关性，就是外部环境对于机械系统的作用和影响。同时，也是由于总体设计既有创新性，这阶段的设计具有模糊性的特征，并不像后期设计那样精确。
三、设计过程
（一）布局设计。布局设计阶段要本着简单、合理、经济的原则，努力实现：功能表达合理；结构紧凑、层次清楚；比例协调、外形美观；经济实用；传动线路简洁直接等要求。比如，把电动机或传动装置安装在支撑大件的内部以节省空间，或者将机械改装为站立式甚至是折叠式来节省地面空间。在选择产品的布局类型时，也要充分考虑到各种相关因素，我们以轮式装载机的总体布置为例，以车架上平面作为各部件上下位置的基准，也是作为部件垂直方向安装尺寸的基准；以通过后桥中心线并与车架平面垂直的平面作为前后位置的基准，也是部件纵向安装尺寸的基准；以装载机的纵向对称面作为左右位置的基准。
（二）人机系统的设计。在设计过程中，要尽量避免人的过多的复杂操作，获得操作的顺畅性和一致性，减少传统机械工程和加工人的疲劳，确保操作人员在较短时间内熟练操作。在设计中还要充分考虑到考虑人的信息处理能力、感知特性等方面的内容，将信息准确、及时地传递给操作者。对于数控机床和自动化装置而言，要尽量做到简洁设计。
（三）工作环境的设计因素。机械产品的运行和环境密不可分，在保障操作人员的健康和安全的前提下，设计还要考虑到常规的防尘、防腐、防爆等设计，除此之外，还要考虑到特殊工作环境的设计，比如煤矿井下的机械，就要具有独立的防爆电气设备，避免发动机启动或者制动时产生火花，还要考虑到尾气的处理。同时，考虑到坑道的特殊环境，还要减小工作体积和空间，保持良好的通风环境。还要考虑降低对环境的污染，比如在机床加工中的废料和润滑液等都要妥善处理。
（四）造型设计。造型设计是针对客户来考虑的，传统丑陋的机器时代已经一去不返了，在考虑造型美观、个性、吸引人的同时，当然也要考虑到工艺技术对于机器造型的影响，比如，电气控制柜的造型及加工，在结构方式一样，且采用相同钢板材料的条件下，用手工方法折板成型很难达到预期效果，而采用机器弯板成型工艺方法就便于成型，这就是通用模具的优势所在。
（五）系统设计。系统设计要分别从动力源、传动系统、执行系统和控制与辅助系统等几个子系统来进行设计，选择原动机的时候，其机械特性和性能指标应与机械系统的负载特性（包括功率、转矩、转速等）相匹配。同时要选择合理的执行系统方案，最好选择出备选方案，以备使用。传动系统的设计要根据执行机构所需的运动和动力条件及原动机的类型和性能参数，来进行传动系统的方案设计。设计机械控制系统时，应根据设计具体要求对其稳定性、响应速度和控制精度进行权衡，最终得到合理的设计方案。
市场经济时代和大机器生产时代的不同点就在于在市场经济时代，机械产品面临着市场的竞争和消费者的选择，机械产品首先要在竞争中立足，才能够大量推广。因此，机械产品总体设计阶段就显得尤为重要，因为这一阶段的设计决定了机械产品在市场上的生存和竞争力。相信，在未来实际设计应用不断完善的时候，机械产品的总体设计还会进一步发展。
参考文献：
[1]邹惠君主编.机械设计原理[M].上海：上海交通大学出版社，2008
[2]孔庆华.机械设计基础[M]..上海：同济大学出版社，2006.4
[3]王伟.基于产品工艺性的造型设计方法分析[J].机械研究与应用，2007.6，P7-8，11
[4]戴振东，岳林.机械设计基础[M].北京：国防工业出版社，2010.8
【关键词】机械产品 设计 研究 应用
现有的机械产品零部件设计方法很多，设计软件系统也发展得比较成熟，但是相关的总体设计方面的研究还是比较稀少，因此本文的研究具有一定的创新性。在市场竞争时代，简单地关注机械设计的技术领域已经不足以立足，必须要在这个基础上，立足于经济性和创新性，甚至采用个性化的设计理念，因此本文的研究对于机械设计和对于我国的机械制造业都有着巨大的现实意义。
一、设计的原则
基本原则。设计的基本原则主要包括：功能原则，机械产品的功能是否达到标准，是否满足要求，是否处于领先；需求原则，产品是否满足市场需求，是否过剩或者浪费；系统原则，机械产品的设计要和周围的环境相匹配，满足系统性；安全原则；产品必须具有安全性在设计中避免工业环境中的各种危险来源（电源、辐射、有害材料等）和危险操作，并采取一定的保护技术，例如，飞机设计中的救生系统，电梯停电时的保护和自救装置等；经济原则，在满足机械产品的功能前提下，一定要保证产品的低成本，周期短，投入市场迅速；工艺性原则，产品设计加工具有合理的结构工艺性，根据其成本、产量、加工条件等因素确定合理的工艺结构，从而便于加工和装配。简洁性原则，原理、结构、外观造型、甚至使用方式都应当使用方便，便于操作，人机关系应该简化。尽量避免由于人和机械装置的不适应而产生误操作造成事故。
二、设计的要求和特点
（一）设计的要求。机械产品进行设计时，必须要首先满足产品的功能，并且尽可能做到简洁设计，同时还要满足产品的运动形式、运动协调性和运动精度，系统的动力参数也要满足机械的工作需求，具有传动效率高，平衡精度高，速度波动小，冲击振动小等良好的动力特性。产品设计为了投入市场具有竞争力，必须要重点考虑产品的成本，考虑到产品的经济性，保证容易加工制造，便于运输、使用及维修，合理选材，减少材料费用和加工费用。
（二）设计的特点。创新性，这一阶段是检验设计人员智慧和创造力的阶段，机械产品有没有巨大的突破和创新完全取决于这一阶段。总体设计方案就有反复性的特点，同时整个系统和各个子系统之间还存在着特定关系，一般情况包括动力源、传动系统、执行系统和辅助控制系统。机械产品总体设计的阶段，还要充分考虑到环境的相关性，就是外部环境对于机械系统的作用和影响。同时，也是由于总体设计既有创新性，这阶段的设计具有模糊性的特征，并不像后期设计那样精确。
三、设计过程
（一）布局设计。布局设计阶段要本着简单、合理、经济的原则，努力实现：功能表达合理；结构紧凑、层次清楚；比例协调、外形美观；经济实用；传动线路简洁直接等要求。比如，把电动机或传动装置安装在支撑大件的内部以节省空间，或者将机械改装为站立式甚至是折叠式来节省地面空间。在选择产品的布局类型时，也要充分考虑到各种相关因素，我们以轮式装载机的总体布置为例，以车架上平面作为各部件上下位置的基准，也是作为部件垂直方向安装尺寸的基准；以通过后桥中心线并与车架平面垂直的平面作为前后位置的基准，也是部件纵向安装尺寸的基准；以装载机的纵向对称面作为左右位置的基准。
（二）人机系统的设计。在设计过程中，要尽量避免人的过多的复杂操作，获得操作的顺畅性和一致性，减少传统机械工程和加工人的疲劳，确保操作人员在较短时间内熟练操作。在设计中还要充分考虑到考虑人的信息处理能力、感知特性等方面的内容，将信息准确、及时地传递给操作者。对于数控机床和自动化装置而言，要尽量做到简洁设计。
（三）工作环境的设计因素。机械产品的运行和环境密不可分，在保障操作人员的健康和安全的前提下，设计还要考虑到常规的防尘、防腐、防爆等设计，除此之外，还要考虑到特殊工作环境的设计，比如煤矿井下的机械，就要具有独立的防爆电气设备，避免发动机启动或者制动时产生火花，还要考虑到尾气的处理。同时，考虑到坑道的特殊环境，还要减小工作体积和空间，保持良好的通风环境。还要考虑降低对环境的污染，比如在机床加工中的废料和润滑液等都要妥善处理。
（四）造型设计。造型设计是针对客户来考虑的，传统丑陋的机器时代已经一去不返了，在考虑造型美观、个性、吸引人的同时，当然也要考虑到工艺技术对于机器造型的影响，比如，电气控制柜的造型及加工，在结构方式一样，且采用相同钢板材料的条件下，用手工方法折板成型很难达到预期效果，而采用机器弯板成型工艺方法就便于成型，这就是通用模具的优势所在。
（五）系统设计。系统设计要分别从动力源、传动系统、执行系统和控制与辅助系统等几个子系统来进行设计，选择原动机的时候，其机械特性和性能指标应与机械系统的负载特性（包括功率、转矩、转速等）相匹配。同时要选择合理的执行系统方案，最好选择出备选方案，以备使用。传动系统的设计要根据执行机构所需的运动和动力条件及原动机的类型和性能参数，来进行传动系统的方案设计。设计机械控制系统时，应根据设计具体要求对其稳定性、响应速度和控制精度进行权衡，最终得到合理的设计方案。
市场经济时代和大机器生产时代的不同点就在于在市场经济时代，机械产品面临着市场的竞争和消费者的选择，机械产品首先要在竞争中立足，才能够大量推广。因此，机械产品总体设计阶段就显得尤为重要，因为这一阶段的设计决定了机械产品在市场上的生存和竞争力。相信，在未来实际设计应用不断完善的时候，机械产品的总体设计还会进一步发展。
参考文献：
[1]邹惠君主编.机械设计原理[M].上海：上海交通大学出版社，2008
[2]孔庆华.机械设计基础[M]..上海：同济大学出版社，2006.4
[3]王伟.基于产品工艺性的造型设计方法分析[J].机械研究与应用，2007.6，P7-8，11
[4]戴振东，岳林.机械设计基础[M].北京：国防工业出版社，2010.8