
【化】 machine design; mechanical layout
机械设计(Mechanical Design)是以机械系统为核心的技术创造过程,其本质是将工程原理、材料科学和制造技术结合,构建满足特定功能需求的物理装置或系统。该学科包含以下核心维度:
定义与范畴 机械设计涵盖从零部件结构优化到整机系统集成的全流程,涉及力学分析、运动学计算及热力学评估。国际机械工程协会(ASME)将其定义为“通过数学模型和物理原型实现功能需求的技术转化过程”。
设计流程
应用领域 包括但不限于航空航天推进系统(参考NASA技术报告SP-2019-2205)、汽车传动装置、工业机器人关节机构以及医疗器械精密组件,涉及材料选择需符合ASTM国际标准。
学科交叉特性 与电子工程融合产生机电一体化设计,与计算机科学结合催生数字化样机技术。剑桥大学工程系研究显示,现代机械设计中超过60%的项目需要跨学科协作。
机械设计是机械工程的核心领域,指通过科学方法和工程技术对机械系统进行系统性规划与优化的过程。以下是其核心要点解析:
机械设计指根据使用需求,对机械的工作原理、结构布局、运动方式、能量传递、材料选择、润滑方法等进行构思、分析和计算,最终转化为可制造的完整技术方案。其本质是将抽象需求转化为具体产品,涉及数学建模、计算机辅助设计(CAD)、仿生学等多学科技术手段。
在限定条件(如材料性能、加工能力、成本等)下实现安全、高效、经济的最优设计。特别强调通过计算机技术实现科学化优化设计,而非依赖主观判断。
类型 | 特点 |
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新型设计 | 基于成熟技术或实验验证的新技术,创造全新机械(如首台蒸汽机) |
继承设计 | 改进现有机械性能或降低成本(如传统机床升级为数控机床) |
变型设计 | 通过局部修改满足特殊需求(如定制化工程机械) |
如需更完整的专业术语解释,可参考《机械设计手册》或访问文末引用的权威技术文档。
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