机械设计方法如何分类?

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机械设计方法如何分类?

机械设计方法，可以从不同的角度做出不同的分类。目前较为流行的分类方法是把过去长期采用的设计方法称为常规的（或传统的）设计方法，近几十年发展起来的设计方法称为现代设计方法。本节主要阐明常规设计方法，至于现代设计方法在下一节中介绍。机械的常规设计方法可概括地划分为以下三种：
（1）理论设计。
根据长期研究与实践总结出来的设计理论和实验数据所进行的设计，称为理论设计。理论设计的计算过程分为设计计算和校核计算两部分，如图4-13所示。前者是指按照已知的运动要求，载荷情况及零、部件的材料特性等，运用一定的理论公式设计零、部件尺寸和形状的计算过程。设计计算多用于能通过简单的力学模型进行设计的零、部件，如转轴的强度、刚度计算等；后者是指，先根据类比法、实验法等其他方法初步定出零、部件的尺寸和形状；再用理论公式进行精确校核的计算过程，它多用于结构复杂，应力分布较复杂，但又能用现有的应力分析方法（以强度为设计准则时）或变形分析方法（以刚度为设计准则时）进行计算的场合。理论设计可得到比较精确可靠的结果，重要的零、部件大都选择这种方法。
（2）经验设计。
根据对某些零、部件已有的设计与使用实践而归纳出的经验关系式，或根据设计者本人的工作经验用类比的办法所进行的设计称为经验设计。对一些次要的零、部件；或者对于一些理论上不够成熟或虽有理论但没有必要用繁复、高级的理论进行设计的零、部件大多采用这种设计方法。这对那些使用要求不大变动而结构形状已典型化的零件，是很有效的设计方法，例如，箱体、机架、传动零件的各结构要素的设计等，如图4-14所示。

图4-13　理论设计

图4-14　现场实践（3）模型实验设计。
把初步设计的零、部件或机器，做成小模型或小尺寸样机，通过实验的手段对其各方面特性进行检验，根据实验结果对设计进行逐步修改，从而达到完善，这样的设计过程称为模型实验设计。对于一些尺寸巨大而结构又很复杂的重要零件，尤其是一些重型整体机械零件，为了提高设计的可靠性，则可采用模型实验设计的方法，如图4-15所示。这种设计方法费时、昂贵，因此只用于特别重要的设计中，例如，新型、重型设备及飞机的机身，以及新型舰船的船体设计等。

图4-15　汽车模型制作

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哈豆1988

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