机械设计：创造性思维与技术成果的融合

“机械设计”课程的研究对象是机器及组成机器的机械零部件。

机器是执行机械运动的装置，可用来变换或传递能量、物料和信息。在人类的生产和生活中，使用机器可以代替或减轻人的体力劳动和辅助人的脑力劳动，极大地提高了劳动生产效率和改善劳动条件，显著提高了产品质量和生活质量。在人们难以从事或无法从事的复杂、艰难、危险的某些场合，机器更是一种不可缺少的重要工具。大量设计制造和广泛使用各种先进机器既是促进国民经济发展的重要内容，又体现了一个国家的技术水平、综合国力及现代化程度。

机器的种类极多，其构造、性能及用途的差异显著，但从机械设计的角度来看，它们都具有许多共同的特点。

例如常见的一些机器（汽车、车床、洗衣机等），它们都装有一个（或几个）原动机（电动机、内燃机等），并通过机器中的一系列传动，把原动机的动作转变为完成机器功能的执行动作（汽车的前进、倒退，机床主轴的旋转等），用以克服工作阻力，输出机械功。所以，一台完整机器的核心组成主要是原动部分、传动部分和工作执行部分。尽管在现代化机器的正常工作中还需要一些辅助系统，如电气系统、液压系统、气动系统、润滑系统、冷却系统、控制系统、监测系统等，但机器的主体部分仍然是其中的机械系统。

从制造装配的角度来看，任何机器的机械系统都是由独立加工、独立装配的基本单元体所组成的。此基本单元称为机械零件，简称零件，如单个的螺钉、齿轮、轴等。所以，机器的基本组成要素是机械零件。此外，为了实现某一功能，并便于机器的设计、制造、装配和维修，通常把由一组协同工作的零件组合起来形成一个相对独立的装配单元，这一独立的装配单元称为部件，如联轴器、滚动轴承、减速器等。机械零件与部件常合称为机械零部件。(www.xing528.com)

机械零部件可分为两大类：一类是在各种机器中普遍使用的零部件，称为通用零部件，如螺钉、齿轮、带轮、直轴、弹簧等零件，联轴器、离合器、减速器、滚动轴承等部件；另一类是专用零部件，专用零部件只在特定类型的机器中使用，如直升机的螺旋桨、水泵的叶轮、内燃机的曲轴和活塞、纺织机中的织梭和纺锭、离心分离机中的转鼓等。

应注意，本课程主要研究的是在普通条件下工作的、具有一般尺寸与参数的通用零部件，并不包括专用零部件、巨型的和微型的通用零部件，以及在高温、高压等特殊条件下工作的通用零部件，对机器的原动部分和工作执行部分也不进行专门研究。

机械设计是指根据对机械产品的使用要求，经过调查研究，应用当代先进技术成果，并通过设计人员的创造性思维，做出分析和决策，最终将输入的物料（毛坯及各种物体）、能量（机械能、电能、光能等）或信号（测量值、控制信号等）转化为技术先进、性能优良、经济性好、造型优美、满足用户需要的技术装置或机械的过程，或者是在现有机器的基础上，进行创新或局部改革而推出新一代产品的过程。

机械设计是创新或改造机械产品的第一步，也是决定机械产品性能、质量、成本等的最主要、最重要的环节。据统计，机械产品的生产成本中约有70%由设计阶段决定。这是因为包括选择零件材料，选用标准通用零部件，对零部件、整机的结构设计与优化，设计工艺流程及估算成本等工作，均已在设计阶段基本确定。因此，机械工程类专业的学生学习本课程，无疑是十分必要和非常重要的。