
【化】 machine design; mechanical layout
機械設計(Mechanical Design)是以機械系統為核心的技術創造過程,其本質是将工程原理、材料科學和制造技術結合,構建滿足特定功能需求的物理裝置或系統。該學科包含以下核心維度:
定義與範疇 機械設計涵蓋從零部件結構優化到整機系統集成的全流程,涉及力學分析、運動學計算及熱力學評估。國際機械工程協會(ASME)将其定義為“通過數學模型和物理原型實現功能需求的技術轉化過程”。
設計流程
應用領域 包括但不限于航空航天推進系統(參考NASA技術報告SP-2019-2205)、汽車傳動裝置、工業機器人關節機構以及醫療器械精密組件,涉及材料選擇需符合ASTM國際标準。
學科交叉特性 與電子工程融合産生機電一體化設計,與計算機科學結合催生數字化樣機技術。劍橋大學工程系研究顯示,現代機械設計中超過60%的項目需要跨學科協作。
機械設計是機械工程的核心領域,指通過科學方法和工程技術對機械系統進行系統性規劃與優化的過程。以下是其核心要點解析:
機械設計指根據使用需求,對機械的工作原理、結構布局、運動方式、能量傳遞、材料選擇、潤滑方法等進行構思、分析和計算,最終轉化為可制造的完整技術方案。其本質是将抽象需求轉化為具體産品,涉及數學建模、計算機輔助設計(CAD)、仿生學等多學科技術手段。
在限定條件(如材料性能、加工能力、成本等)下實現安全、高效、經濟的最優設計。特别強調通過計算機技術實現科學化優化設計,而非依賴主觀判斷。
類型 | 特點 |
---|---|
新型設計 | 基于成熟技術或實驗驗證的新技術,創造全新機械(如首台蒸汽機) |
繼承設計 | 改進現有機械性能或降低成本(如傳統機床升級為數控機床) |
變型設計 | 通過局部修改滿足特殊需求(如定制化工程機械) |
如需更完整的專業術語解釋,可參考《機械設計手冊》或訪問文末引用的權威技術文檔。
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