传统设计方法的局限性与突破

传统设计方法是综合运用与机械设计有关的基础学科，如理论力学、材料力学、弹性力学、流体力学、热力学、互换性与技术测量、机械制图等，逐渐形成的机械设计方法。传统设计方法是以经验总结为基础，运用力学和数学形成经验公式、图表、设计手册等作为设计依据，通过经验公式、近似系数或类比等方法进行设计的方法。这是一种以静态分析、近似计算、经验设计、人工劳动为特征的设计方法。目前，在我国的许多场合，传统设计方法仍被广泛使用。传统设计方法可以划分为以下三种。

1）理论设计

根据长期研究和实践总结出来的传统设计理论及试验数据所进行的设计，称为理论设计。理论设计的计算过程又可分为设计计算和校核计算。设计计算是按照已知的运动要求、载荷情况及零件的材料特性等，运用一定的理论公式设计零件尺寸和形状的计算过程，如按转轴的强度、刚度条件计算转轴的直径等；校核计算是先根据类比法、试验法等方法初步定出零件的尺寸和形状，再用理论公式进行零件的强度、刚度等校核及精确校核的计算过程，如转轴的弯扭组合强度校核和精确校核等。设计计算多用于能通过简单的力学模型进行设计的零件；校核计算则多用于结构复杂、应力分布较复杂，但又能用现有分析方法进行计算的场合。

理论设计可得到比较精确而可靠的结果，重要的零部件大多数都应该选择这种设计方法。

2）经验设计(www.xing528.com)

根据对某类零件已有的设计与使用实践归纳出的经验公式或设计者本人的工作经验，用类比法所进行的设计，称为经验设计。经验设计简单方便，是比较实用的设计方法。对于一些不重要的零件，如不太受力的螺钉等，或者对于一些理论上不够成熟或虽有理论方法但没有必要进行复杂、精确计算的零部件，如机架、箱体等，通常采用经验设计方法。

3）模型试验设计

将初步设计的零部件或机器制成小模型或小尺寸样机，经过试验手段对其各方面的特性进行检验，再根据试验结果对原设计进行逐步的修改，从而获得尽可能完善的设计结果，这样的设计过程称为模型试验设计。该设计方法费时、昂贵，一般只用于特别重要的设计中。一些尺寸巨大、结构复杂而又十分重要的零部件，如新型重型设备及飞机的机身、新型舰船的船体等的设计，常采用这种设计方法。