机械动态设计篇1

【关键词】工程机械设备；投资决策；经济寿命；投资回收期；净现值

中图分类号：G267文献标识码：A文章编号：

一、前言

工程机械设备是施工企业进行生产经营活动的基础资产，工程机械设备大部分价值较高，并且随着工程施工机械化水平的提高，施工中采用的机械设备的种类和数量越来越多，机械设备投资占工程总投资的比重也越来越大，投资决策的正确与否，将直接影响企业的生存与发展。因此，必须严谨、认真做好投资决策分析，使工程机械设备投资实现最大效益。

二、工程机械设备投资的技术性分析

企业应进行机械设备投资的技术性分析，即机械设备的选型和配置，投资购买的机械设备必须和企业的施工现状和发展情况相适应。机械设备选型必须适用于生产，根据施工特点、生产需要及企业具体情况选择适当的机械设备，既要符合企业装备结构合理化的要求，又要适合于施工需要，使设备充分发挥投资效果。机械设备选型必须技术先进，技术先进是以生产适用为前提，以获得最大经济效益为目的。既不可脱离企业的实际需要而片面追求技术上的先进，也要防止购置技术上已经或即将落后的机型。机械设备选型还必须考虑可靠性、维修性和环保性。可靠性指机械设备在规定的时间和条件下，无故障地完成规定功能的能力。维修性指机械设备保养和维修的难易程度，维修性好的机械设备可延长修理周期，减少维修时间和修理劳动量，降低维修成本。环保性指机械设备的噪声、气体排放、粉尘污染等监测数据是否符合法定环保要求。工程机械设备选型配置的目的在于提高设备的先进性，改变拥有量的构成，提高效率，同时也要根据项目的工作性质、工程量和施工条件，认真审核不同品牌，不同型号设备的优缺点和适用条件，选择恰当的品牌型号，并配备合适的数量。

三、工程机械设备投资的经济性分析

1、分析方法

工程机械设备投资的经济性分析首先要计算出机械设备的经济寿命和投资回收期，然后将二者进行比较，如果投资回收期小于经济寿命，则此设备可列入购买候选名单。从候选名单中选择投资回收期相对较小而经济寿命相对较长的设备，即选择投资偿还速度快，资金占用时间短，能较好的发挥资金使用效果的设备。

2、经济寿命

机械设备经济寿命指设备从投入使用开始，到继续使用在经济上不合理而被更新所经历的时间。它是由维护费用的提高和使用价值的降低决定的，是从经济观点确定设备更新的最佳时间。机械设备经济寿命的计算方法有静态计算法和动态计算法两种方法。

1）静态计算法

静态计算法是不考虑资金的时间价值的计算方法。

P－设备购置费Cj－第j年的运行成本

n－使用年限Ln－第n年末的残值

n年内设备总使用成本TCn=P－Ln＋j

n年内设备平均使用成本ACn=TCn/n=（P－Ln）/n＋j

其中（P－Ln）/n为设备的平均年度资产消耗成本，j为设备平均年度运行成本。

在所有的设备使用期限中，能使设备年平均使用成本ACn最低的那个使用期限就是设备的经济寿命。如果设备的经济寿命为m年，则m应满足如下不等式条件：

ACm-1≥ACn，ACnm+1≥ACn

2）动态计算法

动态计算法为考虑资金的时间价值的计算方法。

i－折现率

TCn=P－Ln（P/F，i，n）＋j（P/F，i，n）

ACn=TCn（A/P，i，n）

3、投资回收期

投资回收期是使累计的经济效益等于最初的投资费用所需的时间。按是否考虑资金时间价值，分为静态投资回收期和动态投资回收期。

1）静态投资回收期计算方法

静态投资回收期计算又分以下两种情况：

机械设备投产后各年的净收益（即净现金流量）均相同，则静态投资回收期的计算公式为：Pt=K/A（其中K为设备投资额，A为使用新设备后年净收益额）

机械设备投产后各年的净收益不相同，则静态投资回收期可根据累计净现金流量求得，也就是在现金流量表中累计净现金流量由负值转向正值之间的年份。其计算公式为：Pt＝累计净现金流量开始出现正值的年份数-1+上一年累计净现金流量的绝对值/出现正值年份的净现金流量

2）动态投资回收期

动态投资回收期就是净现金流量累计现值等于零时的年份。

动态投资回收期的计算在实际应用中根据项目的现金流量表，用下列公式计算：P/t＝累计净现金流量现值出现正值的年数-1+上一年累计净现金流量现值的绝对值/出现正值年份净现金流量的现值

例：某露天矿山开采项目需要采购一台30吨挖掘机，经过市场调查，A、B两个品牌性价比都较高，挖掘机每天工作20小时，全年工作约300天，A挖掘机价格为196万元，使用年限为7年，预计残值为14万元，B挖掘机价格为177万，使用年限为6年，预计残值为12万元，购买哪一个品牌比较好，这就需要比较二者的经济寿命和投资回收期。

A挖掘机的有关资料如下表：

设备年度收入

A挖掘机在不同使用年限的静态年平均成本单位：万元

从上表中可看出，A挖掘机第4年的年平均运行成本最低，则A挖掘机的经济寿命为4年。

A挖掘机现金流量表单位：万元

A挖掘机静态投资回收期为2－1+80.16/（190.08－83）=1.8年

B挖掘机的有关资料如下表：

B挖掘机在不同使用年限的静态年平均成本单位：万元

使用

年限

n资产消耗

成本

P-L平均年资产消耗成本

从上表中可看出，B挖掘机第4年的年平均运行成本最低，则B挖掘机的经济寿命为4年。

B挖掘机现金流量表单位：万元

使用年限现金流入

(收入)累计

现金流入现金流出

(支出)累计

现金流出累计净现金流（净收入）

B挖掘机静态投资回收期为

3－1＋24.72/（144－80）=2.4年

A挖掘机与B挖掘机比较，二者经济寿命相同，但A挖掘机投资回收期比B挖掘机短，因此选择购买A挖掘机。

四、工程机械设备投资的方式

1、企业自有资金采购

主要来源于企业每年的盈余利润，企业对其拥有完全支配权，但资金数额有限。

2、分期付款或按揭贷款采购

分期付款是卖方向买方提供的一种贷款，买方在只支付一小部分货款后就可以获得所需的货物，余款在一定期限内分期向卖方支付。机械设备按揭贷款是指银行向企业发放的专用于购买机械设备,并以该机械设备作抵押的人民币或外币贷款，企业在按揭期限内每月等额还本付息。分期付款和按揭贷款采购机械设备通常用于企业资金困难的情况下，分期付款和按揭贷款最终支出都要大于一次性付款的支出，多支出的部分主要是贷款利息。

机械动态设计篇2

关键词：机械手；STC单片机；Modbus；单片机控制

一、引言

本题目是我校2015大学生大创新项目“单片机机电控制及工控网络应用”的一个组成部分，其设计内容是：用STC单片机控制一台4轴机械手的运动，且单片机的串口与PC电脑通过Modbus网络协议进行通信，PC端则通过运行组态画面对单片机进行实时监控，详见图1机械手实物图。

在图1中，机械手的水平移动由直流电机经齿轮组减速驱动双螺线螺杆，在直流电机轴的另一端安装有光电码盘，以检测电机的角位移。螺杆的转动带动其上的滑块作X轴水平运动。在滑块上安装有一台三坐标机械手，其底盘旋转（A轴），手臂摆动（B轴），夹爪开合（C轴）分别由三只数字舵机S1501驱动。整个机械手由一片STC12C5A32S2单片机控制。该单片机的串口经MAX485与PC进行通信，以ModbusRTU协议实现主从联网。

二、控制电路设计

4轴机械手的控制电路如图2所示。

在图2中，STC12的P1.3/CCP0引脚用于接收与直流电机同轴安装的码盘的光电脉冲信号，并把PCA0设置为对该引脚上升/下降双边沿触发中断的工作方式，每当PCA0中断发生，就根据电机转向对码盘脉冲数加1或减1操作，由此确定出滑块（即X轴）的当前位置。P1.4/PWM1引脚的作用是向直流电机驱动电路发出PWM脉冲，实现直流电机的PWM调速。该PWM脉冲是通过把STC12的PCA1通道设置为8位PWM输出方式来实现的。此外，在X轴两端的极限位置，各安装有一个光电开关，其信号分别接入P3.2/1NT0和P3.3/1NT1引脚。两引脚的下降沿脉冲输入能够触发STC12的1NT0、1NT1中断。P0.0、P0.1、P0.2引脚用于向机械手底盘舵机、手臂舵机和夹爪舵机发出控制信号。STC12的P3.0、P3.1引脚通过MAX485芯片实现TTL/RS485转换，转换后的信号再接到FT232模块的A、B端，经FT232模块把RS485信号转为PC电脑的USB信号。STC12的P3.7引脚用于MAX485的收/发控制。

三、PC组态监控设计

PC端采用uscada组态软件进行上位机监控设计。在用uscada设计监控画面前，要配置串口设备（即从机）的参数和数据区，并进行模拟量和状态量管理。首先，应把串口通信协议设置为ModbusRTU，设置从站地址，该地址应与STC单片机自设的Modbus站址一致。然后再对串口设备数据区进行设置。uscada为从站设备配备了4种类型的数据区：DiscreteInput，即DI，离散量输入；InputRegisters，即AI，输入寄存器；Coil，即DO，线圈输出；HoldingRegisters，即AO，保持寄存器。在uscada这4个区设置的变量应与在单片机XRAM中DI、AI、DO、AO型变量区设置的变量相对应，但名称可以不同。主从机通信时，单片机的ModbusRTU函数将按照这种对应关系处理变量。设置好从站的数据区后，就可以定义模拟量和状态量，并进行监控画面设计。图4为4轴机械手组态监控画面图。

在图4的画面中，分别对机械手的X、A、B、C轴设置了数字框图元，用以显示各轴坐标值，各轴数字框图元右侧的阀门图元用于设定该轴的坐标值。机械手有手动/自动两种工作方式，由图中的档位开关图元进行转换。手动方式下，机械手按图4中左侧各轴坐标设定值进行动作。自动方式下，机械手以手动方式的设定值为起点，以图4中右侧的设定值为终点，进行自动往复循环动作。画面中，滑块起点和终点是DI型变量，手动/自动档位开关是DO型变量，X轴当前位置为AI型变量，其它为AO型变量。当主机与从机通信后，画面即显示出各变量的当前值。

uscada具有串口通道通信数据实时监视功能，图5为主从机通信数据实时监视窗口图。本系统的ModbusRTU从站函数能够处理Modbus01，02，03，04，05，06，15，16功能码。

四、结语

本文所设计的4轴机械手，首先，具有一个由直流电机驱动的水平移动轴，与全部采用舵机驱动的机械手相比，增加了运动方式和控制方式的多样性，并用到了STC增强型单片机的多种片内资源，是更好的单片机教学与实践模型。其次，本机械手能够通过Modbus工控网络与PC机联网，在PC端通过设计组态画面实现对机械手的实时监控，这就把单片机的学习与实践提升到了网络应用的层面。再次，由于利用了STC单片机丰富的片内资源，并通过上位机监控实现人机交互，这就使得系统的控制电路简单，且uscada为永久免费的组态软件，所以使用本设计方案，能够经济的组建具有工控网络应用的单片机实践教学系统。

参考文献

机械动态设计篇3

【关键词】：机械设计与制造；重要性；设计准则；发展趋势

一、现阶段我国机械设计的准则

1.机械设计的标准化准则。在机械设计中，标准化准则具体包括概念标准化、实物形态标准化、方法标准化三个方面。其中概念标准化主要指的是在设计机械的过程中涉及到的符号、名词术语、计量单位等要符合标准；实物形态标准化主要指的是零部件、设备、原材料和能源等在结构形态、性能和尺寸等方面都要在统一的规定中进行选用；操作方法、测量以及试验方法等按照有关的规定来具体实施主要说的是方法的标准化。简而言之，标准化准则是对机械设计全过程的所有行为制定的准则，根据使用的强制性程度不同，现在我国已经的机械零件设计有关的标准可以分为必须执行和推荐使用两种，而根据运用范围的不同，现在我国已经的机械零件设计有关的标准可以分为国家标准、行业标准和企业标准。

2.机械设计的安全性准则。在机械设计中机械如果能够在规定的条件下没有故障，能正常的实现总体功能就可以称作是整机安全性；如果我们在机械设计的过程中能够确保操作人员的生命健康安全，能够对操作人员进行适时地保护就可以称作工作安全性；如果能确保在机械设计的过程中不对机器周围的环境和人造成污染和危害就可以称作环境安全性；同样在机械设计过程中能确保有关的零件在规定外载荷和规定时间内零件不发生如断裂、过度变形、过度磨损和不丧失稳定性等情况就可以称作是零件安全性。整机安全性、工作安全性、环境安全性和零件安全性都是机械设计安全性准则的重要内容。

3.机械设计的技术性准则。技术性准则是指在机械设计中相关的技术性能必须达到规定的要求，技术性能既可以指静态性能也可以指产品的功率、效率、使用寿命、抗摩擦、振动稳定性等动态性能，也就是说产品功能、制造和运行状况在内的一切性能都可以称作是技术性能。以振动稳定性准则为例，振动会产生额外的动载荷和变应力，尤其是当其频率接近机械系统或者零件的固有频率时就会产生共振现象，这时的振幅会有明显的增大，很有可能会立刻损坏零件甚至是损坏整个系统，这时就需要振动稳定性准则的约束，具体来讲是该准则可以将机械系统或者是零件的相关振动参数（频率、振幅、噪音等）控制在规定的允许范围内。

二、我国机械设计与制造行业的发展现状和未来发展趋势

1.我国机械设计与制造行业的发展现状

一直以来，中国的工程机械行业就发展的不错，现在已经成为最大的工程机械制造国家之一，同时还是世界上最大的工程机械销售市场。目前机械制造和市场已经发展的比较完善，但是工程机械行业的资源流通状况却一直是我们许多人的心病，如资源利用方式的粗犷等，这在一定程度上成为阻碍我国机械设计与制造行业可持续发展的制约因素。尤其是和欧美国家相比较起来，中国想要走节能、绿色、环保的生产方式还有许多的困难要克服，我们要向欧美国家成熟的工程机械产品回收体系和工程机械再制造技术学习，就现在我国工程机械的发展现状来看，向工程机械再制造领域进军是非常可行的。

虽然这些年我国一直在出台各种各样的政策为再制造行业的健康有序发展保驾护航，但是和国外成熟的再制造行业相比较，还是有一些非常实际的问题需要我们高度重视并想出解决措施。如，在我国工程机械再制造处于发展初期的现状下，国家的各项有关政策的制定还存在许多的漏洞；我国再制造行业的行业标准几乎是一片空白；我国在对再制造产品的宣传引导上做的工作不够完善，对再制造产品存在排斥心理的用户大有存在。需要明确的是，虽然我国的工程机械设计与制造行业中还有许多的问题，但是政策的支持和丰厚的利润成为我们克服这些困难的最大动力，我们该有信心使我们的机械设计图制造行业发展的越来越好。

2.我国机械设计与制造行业未来发展趋势

全球经济的增长和各国的机械设计与制造业的持续发展密切相关，2008年全球经济危机爆发之前，在新兴国家尤其是中国强劲增长的需求拉动下，全球的机械设计与制造业保持了连续几年高度发展的状态，但是在全球经济危机的影响下，全球的机械制造业受到了不同程度的重创。根据现在全球机械制造业的发展现状，未来全球机械设计与制造业的发展主要有三大趋势：（1）整个机械设计与制造业的发展重心将逐步向亚洲迁移，这样迁移的趋势是为了获得本地化的成本优势并很好地位本地客户服务。另外，以我国机械设计与制造业为主的亚洲竞争对手成长速度非常迅速，在全球市场中所占的份额也在逐年的增加，现在我国在2010年成为全球最大的机械制造国已经成功地印证了这一产业向亚洲迁移的方向，在未来，我国必将成为主导全球机械制造业的主要力量。因为在二零一零年到二零一五年这五年间，我国的国内生产制造业保持着远高于发达国家普遍将近百分之三的增长速度，这对未来几年中国机械制造业的高速增长是一种拉动，并且我国的机械制造业在以其巨大的规模优势争取着全球机械制造业的领导权，到二零一五年我国将能领导接近半数的全球细分市场，最主要的是我国正在努力地缩短和领先国家技术水平上的差距；（2）全球市场的竞争将聚集在中端市场；（3）节能环保类产品将会越来越受用户和制造商的重视和关注。

参考文献：

[1]刘斌，刘安心.先进制造技术与先进制造模式[J].机械制造与自动化，2009年第1期.

[2]张宝坤，王淑霞，王艳.机械设计制造及其自动化的发展方向[J].化工装备技术，2011.

[3]陈静，机械设计技术的发展现状与趋势[J].中国石油和化工标准与质量，2011.

机械动态设计篇4

我国在上世纪70年代开始注意到西方和东欧猪场实现机械化的现实，并作了一些低层次的尝试。80年代初，首次在广东引进美国三德公司的养猪机械设备，国人便积极对此设计开展研究，并大胆推进国产化设计的探索。一些农业机科研部门和农机生产厂家经过多年努力，无论是成套设备或单项机械都做出了成绩。

目前国内已建成投产的大中型猪场约3000个，它们不同程度地实行了机械化生产，而为数更多的小型猪场，也部分用上了各种机械。猪场机械化设计不少由科研部门或专业厂家负责，但为数不少的猪场，特别是小型猪场，是由地方技术力量自行研制。

近年随着人类生态文明意识的觉醒，特别是面对大型猪场严重污染环境的残酷现实，业界在猪场机械化设计思想方面渐渐意识到把环境生态的理念融入到猪场机械化设计工作上去的重大意义，并且开始有了变革的具体行动。行业的共识开始落实到目前设计工作存在的盲点（环境生态意识淡薄）上去。业界统一行动起来，对设计工作全面进行生态化的思考，认真落实改革措施，改变成为重大环境污染源的机械化猪场的落后面貌，促进机械化猪场与自然共生，已是急不容缓的了。

2科学要与人文同步

解读猪场机械化设计思想的盲点，归根结底是一个科学与人文思想结合的问题。设计思想要贯彻人文的终极关怀。生态文明也就是人文精神表现的一个重要方面。

猪场机械化原有模式的塑造，由于历史的局限，在始创阶段，因世界上环境生态意识还为启蒙，对构建猪场的设计思想，当然缺少人文的考虑。今天文明社会对环境管理已有共识，我们就要对猪场设计作人性化的思考，其重点应该是生态化的思考。对业者来说，重中之重是改变旧思维——单纯着眼于机械化程度高低的思维。认定旧模式已是最先进的模式的观念必先打破，而追求可持续发展以及人类与自然的和谐共处。

今天的养猪机械设备，应该符合绿色环保要求。设计者和生产厂家努力打造绿色环保的养猪设备品牌，实有必要。

3整改思路

机械动态设计篇5

近年来自动化控制技术被引入机械制造工艺中之后，很多自动化机械设备转变了生产控制方式。基于此，本文将结合机械设备生产工艺的相关内容，深度分析自动化控制的重点和难点问题。

【关键词】机械制造自动化控制方法研究

前言

自动化制造控制管理是在机械制造生产的过程中，合理分配生产原料、人力资源、生产技术、制作工艺等生产要素，以满足企业生产需求为主要发展任务的新型管理控制体系。

1.机械制造中的自动化控制模式

一个自动化程度非常高的机械设备，其对生产原料的控制能力非常强，并能保证生产商品的质量安全。与此同时，机械制造的自动化控制模式还可以帮助生产设备完成多个复杂的生产任务，只需更换生产程序，机械生产结构会自动按照预设的轨道运行，生产出截然不同的工业产品[1]。自动化控制模式不仅可以有效节约生产资源，还能提高生产效率，在规定时间内，机械制造设备会按照设定好的运行程序运行，只要动能充足、机械设备工作状态良好，机械制造设备就会高效完成生产任务。

2.机械制造过程中的自动化控制方法研究

2.1质量检验

2.1.1聚类分析

当制造机械设备在失控状态下运行时，其运行数据会大大偏离原始数据，负责检测机械制造设备运行状态的仪器显示出来的数据会“超常规”。由此可见，利用运行数据机械制造设备的运行生产状态十分有效[2]。聚类分析是常用的数据分析模式，通过对生产工艺数据的相关参量进行统计和分析之后，质量检测人员会对机械设备的运行状态提出相对准确的预判，运行参数、故障源、故障规模和状态都可以从数据中检索出来。

2.1.2非参数检验

非参数检验控制方法是美国著名机械制造工程师沃德发明的，这种检验控制模式可以将不同种类的设备运行参数融合在统一的测算系统中，创建一个统计总体。制造机械设备中的非参数检验项目在数据系统中的组织结果不对称，则非参数将无法作为有力证据，参与控制管理。因此，在进行质量检验之前，工作人员需根据不同非参数检验项目进行价值测评，如果价值符合数据分部要求，则可以选定该非参数检验项目参与质量检测[3]。

2.2自动化加工生产控制

机械生产加工的自控能力很差，一旦出现生产编程数据错误或设备陷入非正常生产状态等现象，则以“故障”为节点的后续生产工作都会受到相应的影响（如表1所示）。自动化加工在生产控制中需要进行周期性的监督和管理，有效的监督和管理会增加商品质量，检修出来的故障被及时修复，会弱化失误数据对整个加工生产中的影响效果。同时，管理者可以分派不同工作人员监督机械设备生产运行状态，分析设备运行数据是否处在正常的范围。同时，在更换生产产品种类时，程序编程人员应严格按照设计图纸和编程规范来编程，以最大限度防止编程失误现象的发生。

2.3统计过程控制

统计数据不仅可以表现一段时间内设备的实际运行状态，还能客观的反应设备潜在的运行故障问题。因此，开展自动化控制工作必须以统计过程控制为基准，其他质量检测、生产控制工作为辅，切实有效的对机械制造设备的运行状态进行监督和控制。

除此之外，工业制造企业还应引进先进的设备检修仪器，将机械制造设备与检修仪器相互连接，一旦设备出现运行故障，检修仪器会随即发出预警信号，提醒生产施工人员与质量检测人员对设备进行运行状态检查和故障维修。统计过程控制的重点工作内容是数据的搜集、分析和处理工作，质量检修人员与技术员应开展联合工作活动，针对机械制造设备的敏感故障问题，展开学术讨论，以制定出合理、规范的控制方案[4]。同时，企业还可以利用科学的数据统计系统来完成控制工作，将运行数据引入工程模型当中，数学模型会自动检验运行数据的准确性和时效性。

3.结论

运行数据以及生产产品是反映设备生产模式是否科学的主要依据，所以在自动化控制管理应从上述两方面入手，利用质量检验和数据统计来优化设备生产结构和控制制度。针对多品种、大批量的高度自动化生产模式，本文提出了三种自动化控制方法：质量检测法、生产控制和统计过程控制。这三种方法的控制效果显著，可以帮助企业控制机械制造设备，完成自动化生产目标。

参考文献：

[1]聂斌.高度自动化的机械制造过程控制方法[J].机械设计.2012，12（08）：109-122.

[2]唐苏州.机械制造企业面向生产过程的成本分析与控制方法研究[J].大连理工大学学报（社会科学版），2012，11（12）：110-123.

机械动态设计篇6

现代机械设计是根据机械产品的使用要求，通过对机械工作的各个方面、机械零件的材料和形状以及方法等诸多内容进行构思、分析和计算，并将分析的结果积极转化成具体的机械制造方法，作为机械制造的依据，从而生产出高质量创新产品的一项复杂的工作过程。现代机械设计与传统的机械设计相比，具有一些鲜明的特点。

（1）计算机化。随着高科技技术的不断发展，计算机技术能够有效地推动社会生产力的发展，并且逐渐不断介入与运用社会生产的各领域。现代机械设计中的优化设计、系统仿真等各个设计过程，都需要在计算机的帮助下才能完成。

（2）系统性。在现代机械产品设计中常常会遇到各种相关问题，就需要应用现代机械设计系统性观点来解决这类问题。把机械看成一个具有特定功能的有机整体，并且这个整体中的各部分相互作用、相互联系，这充分体现了现代机械设计具有系统性。

（3）动态性。现代机械设计不仅要考虑设计产品在静态状态下的功能作用，更注重产品在工作环境下的动态功能。机械设计产品的动态功能不仅体现在设计对象方面，也体现在合作协调设计组织这个层面。现代机械设计能够有效地连接各个设计系统，汇集不同的设计数据，进一步提高产品的整体性能。

（4）创造性。科学先进的设计理论和设计工具是现代机械设计的重要基础，机械设计者通过对设计过程、产品材料等方面进行科学分析，能够真正发挥出设计者的想象力和创造思维，并运用各种具有创造性的手段和方法，研究出更多具有创新性的机械产品。

2现代机械设计的创新原则

现代机械设计的创新是一项复杂、耗时的脑力活动。在创新过程中，机械设计者要遵循机械设计系统化方法之外，还必须遵守设计创新准则，严格约束现代机械的设计过程。其具体原则如下：

（1）经济效益最优化原则。现代机械设计的创新产品必须保证既能最大程度的满足客户要求,又能合理有效的控制生产成本，使生产成本最低廉。这就需要从机械的设计和制造两个方进行综合考虑，在设计方面，要保证采用合理的设计方案,选用正确的材料；在制造方面，要时刻关注机械的加工工艺和装配工艺，从而实现了经济最佳性。

（2）生态效益最好原则。现代机械设计的创新产品在制造和使用过程中都有极高的要求,要求产品本身无毒、无害，并且不能对周围环境产生污染，属于绿色环保产品。这就要求在现代机械设计过程中，对于材料的选择要有极高的要求，原则上尽量选择低污染或无污染的环保材料,避免采用有毒、有害和有辐射性对人体有害的材料。

（3）安全可靠原则。安全可靠性是机械设计产品质量的重要保障。因此在现代机械设计过程中，必须保证机械设备在强度、刚度、耐磨性、稳定性及热平衡性上能够满足设计要求，从而使设计出来的产品安全可靠性。

3现代机械设计的创新方法

社会经济和机械制造业的不断发展，推动了现代机械设计的不断改革与创新，使现代机械设计的创新方法日趋成熟。当前，在现代机械设计中常用的创新方法具有以下几种：

（1）仿生类比设计法。这种设计方法是利用仿生学的原理，通过充分对自然界的动植物进行分析与类比，从中受到启发而产生的一种创造性方法。由于自然系统中的生物具有许多无可比拟的结构和功能，这就给机械设计者提供了创作的灵感和思路。机械设计者把机械运转和生物运动两者放在一起进行全面的分析与对比，发现两者之间的差异性和相似性，激发了机械设计者的创作思维，产生了现代机械设计的创新灵感，从而完成了现代机械设计的创新方案。

（2）智力合成设计法。这种设计方法主要依靠发挥团体精神，注重集体智慧的力量。在现代机械设计过程中，要以小组为单位，每一位成员都要提出自己的设计构想，然后进行集体分析讨论，通过不同创新构想之间的碰撞和融合，抓住瞬间的灵感或潜意识的新想法，激活和发散创新设计的思维，进一步促进机械创新设计的全面性。