機械設計成果

A. 機械設計需要磨練多少年才能有所成就

一般三年可出徒，就是基本掌握設計思路和規范，能夠獨立設計系列產品；真正能夠獨當一面、具有思路敏捷、考慮全面的校審能力須有8-10年；您所說的有所成就，真的是少之又少，看看你我周圍這么多的機械設計技術人員，真正能出新產品的人很少，我的觀點是百分之一就已經很不錯了，就我的親身經歷，有創新能力的人就兩個。

B. 機械課程設計心得

課程設計是我們專業課程知識綜合應用的實踐訓練，著是我們邁向社會，從事職業工作前一個必不少的過程．」千里之行始於足下」，通過這次課程設計，我深深體會到這句千古名言的真正含義．我今天認真的進行課程設計，學會腳踏實地邁開這一步，就是為明天能穩健地在社會大潮中奔跑打下堅實的基礎．
說實話，課程設計真的有點累．然而，當我一著手清理自己的設計成果，漫漫回味這3周的心路歷程，一種少有的成功喜悅即刻使倦意頓消．雖然這是我剛學會走完的第一步，也是人生的一點小小的勝利，然而它令我感到自己成熟的許多，另我有了一中」春眠不知曉」的感
悟． 通過課程設計，使我深深體會到，干任何事都必須耐心，細致．課程設計過程中，許多計算有時不免令我感到有些心煩意亂：有2次因為不小心我計算出錯，只能毫不情意地重來．但一想起周偉平教授，黃焊偉總檢平時對我們耐心的教導，想到今後自己應當承擔的社會責任，想到世界上因為某些細小失誤而出現的令世人無比震驚的事故，我不禁時刻提示自己，一定呀養成一種高
度負責，認真對待的良好習慣．這次課程設計使我在工作作風上得到了一次難得的磨練． 短短三周是課程設計，使我發現了自己所掌握的知識是真正如此的缺乏，自己綜合應用所學的專業知識能力是如此的不足，幾年來的學習了那麼多的課程，今天才知道自己並不會用．想到這里，我真的心急了，老師卻對我說，這說明課程設計確實使我你有收獲了．老師的親切鼓勵了我的信心，使我更加自信．
最後，我要感謝我的老師們，是您嚴厲批評喚醒了我，是您的敬業精神感動了我，是您的教誨啟發了我，是您的期望鼓勵了我，我感謝老師您今天又為我增添了一幅堅硬的翅膀．今天我為你們而驕傲，明天你們為我而自豪

C. 求機械設計論文（包含機械設計的概念、設計本質、設計的重要性及設計的主要類型這幾個方面）要2，3千字

關於機械設計的論文.

數控技術和裝備發展趨勢及對策
裝備工業的技術水平和現代化程度決定著整個國民經濟的水平和現代化程度，數控技術及裝備是發展新興高新技術產業和尖端工業（如信息技術及其產業、生物技術及其產業、航空、航天等國防工業產業）的使能技術和最基本的裝備。馬克思曾經說過「各種經濟時代的區別，不在於生產什麼，而在於怎樣生產，用什麼勞動資料生產」。製造技術和裝備就是人類生產活動的最基本的生產資料，而數控技術又是當今先進製造技術和裝備最核心的技術。當今世界各國製造業廣泛採用數控技術，以提高製造能力和水平，提高對動態多變市場的適應能力和競爭能力。此外世界上各工業發達國家還將數控技術及數控裝備列為國家的戰略物資，不僅採取重大措施來發展自己的數控技術及其產業，而且在「高精尖」數控關鍵技術和裝備方面對我國實行封鎖和限制政策。總之，大力發展以數控技術為核心的先進製造技術已成為世界各發達國家加速經濟發展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。
數控技術是用數字信息對機械運動和工作過程進行控制的技術，數控裝備是以數控技術為代表的新技術對傳統製造產業和新興製造業的滲透形成的機電一體化產品，即所謂的數字化裝備，其技術范圍覆蓋很多領域：(1)機械製造技術；(2)信息處理、加工、傳輸技術；(3)自動控制技術；(4)伺服驅動技術；(5)感測器技術；(6)軟體技術等。

1 數控技術的發展趨勢

數控技術的應用不但給傳統製造業帶來了革命性的變化，使製造業成為工業化的象徵，而且隨著數控技術的不斷發展和應用領域的擴大，他對國計民生的一些重要行業（IT、汽車、輕工、醫療等）的發展起著越來越重要的作用，因為這些行業所需裝備的數字化已是現代發展的大趨勢。從目前世界上數控技術及其裝備發展的趨勢來看，其主要研究熱點有以下幾個方面〔1～4〕。

1．1 高速、高精加工技術及裝備的新趨勢
效率、質量是先進製造技術的主體。高速、高精加工技術可極大地提高效率，提高產品的質量和檔次，縮短生產周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術研究會將其列為5大現代製造技術之一，國際生產工程學會（CIRP）將其確定為21世紀的中心研究方向之一。
在轎車工業領域，年產30萬輛的生產節拍是40秒/輛，而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點問題之一；在航空和宇航工業領域，其加工的零部件多為薄壁和薄筋，剛度很差，材料為鋁或鋁合金，只有在高切削速度和切削力很小的情況下，才能對這些筋、壁進行加工。近來採用大型整體鋁合金坯料「掏空」的方法來製造機翼、機身等大型零件來替代多個零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯結方式拼裝，使構件的強度、剛度和可靠性得到提高。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。
從EMO2001展會情況來看，高速加工中心進給速度可達80m/min，甚至更高，空運行速度可達100m/min左右。目前世界上許多汽車廠，包括我國的上海通用汽車公司，已經採用以高速加工中心組成的生產線部分替代組合機床。美國CINCINNATI公司的HyperMach機床進給速度最大達60m/min，快速為100m/min，加速度達2g，主軸轉速已達60 000r/min。加工一薄壁飛機零件，只用30min，而同樣的零件在一般高速銑床加工需3h，在普通銑床加工需8h；德國DMG公司的雙主軸車床的主軸速度及加速度分別達12*!000r/mm和1g。
在加工精度方面，近10年來，普通級數控機床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密級加工中心則從3～5μm，提高到1～1.5μm，並且超精密加工精度已開始進入納米級(0.01μm)。
在可靠性方面，國外數控裝置的MTBF值已達6 000h以上，伺服系統的MTBF值達到30000h以上，表現出非常高的可靠性。
為了實現高速、高精加工，與之配套的功能部件如電主軸、直線電機得到了快速的發展，應用領域進一步擴大。

1.2 5軸聯動加工和復合加工機床快速發展
採用5軸聯動對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認為，1台5軸聯動機床的效率可以等於2台3軸聯動機床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進行高速銑削淬硬鋼零件時，5軸聯動加工可比3軸聯動加工發揮更高的效益。但過去因5軸聯動數控系統、主機結構復雜等原因，其價格要比3軸聯動數控機床高出數倍，加之編程技術難度較大，制約了5軸聯動機床的發展。
當前由於電主軸的出現，使得實現5軸聯動加工的復合主軸頭結構大為簡化，其製造難度和成本大幅度降低，數控系統的價格差距縮小。因此促進了復合主軸頭類型5軸聯動機床和復合加工機床（含5面加工機床）的發展。
在EMO2001展會上，新日本工機的5面加工機床採用復合主軸頭，可實現4個垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5軸加工可在同一台機床上實現，還可實現傾斜面和倒錐孔的加工。德國DMG公司展出DMUVoution系列加工中心，可在一次裝夾下5面加工和5軸聯動加工，可由CNC系統控制或CAD/CAM直接或間接控制。

1.3 智能化、開放式、網路化成為當代數控系統發展的主要趨勢
21世紀的數控裝備將是具有一定智能化的系統，智能化的內容包括在數控系統中的各個方面：為追求加工效率和加工質量方面的智能化，如加工過程的自適應控制，工藝參數自動生成；為提高驅動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機參數的自適應運算、自動識別負載自動選定模型、自整定等；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、智能化的人機界面等；還有智能診斷、智能監控方面的內容、方便系統的診斷及維修等。
為解決傳統的數控系統封閉性和數控應用軟體的產業化生產存在的問題。目前許多國家對開放式數控系統進行研究，如美國的NGC(The Next Generation Work-Station/Machine Control)、歐共體的OSACA(Open System Architecture for Control within Automation Systems)、日本的OSEC(Open System Environment for Controller)，中國的ONC(Open Numerical Control System)等。數控系統開放化已經成為數控系統的未來之路。所謂開放式數控系統就是數控系統的開發可以在統一的運行平台上，面向機床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結構對象（數控功能），形成系列化，並可方便地將用戶的特殊應用和技術訣竅集成到控制系統中，快速實現不同品種、不同檔次的開放式數控系統，形成具有鮮明個性的名牌產品。目前開放式數控系統的體系結構規范、通信規范、配置規范、運行平台、數控系統功能庫以及數控系統功能軟體開發工具等是當前研究的核心。
網路化數控裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點。數控裝備的網路化將極大地滿足生產線、製造系統、製造企業對信息集成的需求，也是實現新的製造模式如敏捷製造、虛擬企業、全球製造的基礎單元。國內外一些著名數控機床和數控系統製造公司都在近兩年推出了相關的新概念和樣機，如在EMO2001展中，日本山崎馬扎克（Mazak)公司展出的「CyberProction Center」（智能生產控制中心，簡稱CPC)；日本大隈（Okuma）機床公司展出「IT plaza」（信息技術廣場，簡稱IT廣場)；德國西門子(Siemens)公司展出的Open Manufacturing Environment（開放製造環境，簡稱OME）等，反映了數控機床加工向網路化方向發展的趨勢。

1.4 重視新技術標准、規范的建立

1.4.1 關於數控系統設計開發規范
如前所述，開放式數控系統有更好的通用性、柔性、適應性、擴展性，美國、歐共體和日本等國紛紛實施戰略發展計劃，並進行開放式體系結構數控系統規范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定，世界3個最大的經濟體在短期內進行了幾乎相同的科學計劃和規范的制定，預示了數控技術的一個新的變革時期的來臨。我國在2000年也開始進行中國的ONC數控系統的規范框架的研究和制定。

1.4.2 關於數控標准
數控標準是製造業信息化發展的一種趨勢。數控技術誕生後的50年間的信息交換都是基於ISO6983標准，即採用G，M代碼描述如何（how）加工，其本質特徵是面向加工過程，顯然，他已越來越不能滿足現代數控技術高速發展的需要。為此，國際上正在研究和制定一種新的CNC系統標准ISO14649（STEP－NC)，其目的是提供一種不依賴於具體系統的中性機制，能夠描述產品整個生命周期內的統一數據模型，從而實現整個製造過程，乃至各個工業領域產品信息的標准化。
STEP-NC的出現可能是數控技術領域的一次革命，對於數控技術的發展乃至整個製造業，將產生深遠的影響。首先，STEP-NC提出一種嶄新的製造理念，傳統的製造理念中，NC加工程序都集中在單個計算機上。而在新標准下，NC程序可以分散在互聯網上，這正是數控技術開放式、網路化發展的方向。其次，STEP-NC數控系統還可大大減少加工圖紙（約75％）、加工程序編制時間（約35％）和加工時間（約50％）。
目前，歐美國家非常重視STEP-NC的研究，歐洲發起了STEP-NC的IMS計劃(1999.1.1～2001.12.31)。參加這項計劃的有來自歐洲和日本的20個CAD/CAM/CAPP/CNC用戶、廠商和學術機構。美國的STEP Tools公司是全球范圍內製造業數據交換軟體的開發者，他已經開發了用作數控機床加工信息交換的超級模型(Super Model)，其目標是用統一的規范描述所有加工過程。目前這種新的數據交換格式已經在配備了SIEMENS、FIDIA以及歐洲OSACA-NC數控系統的原型樣機上進行了驗證。

2 對我國數控技術及其產業發展的基本估計

我國數控技術起步於1958年，近50年的發展歷程大致可分為3個階段：第一階段從1958年到1979年，即封閉式發展階段。在此階段，由於國外的技術封鎖和我國的基礎條件的限制，數控技術的發展較為緩慢。第二階段是在國家的「六五」、「七五」期間以及「八五」的前期，即引進技術，消化吸收，初步建立起國產化體系階段。在此階段，由於改革開放和國家的重視，以及研究開發環境和國際環境的改善，我國數控技術的研究、開發以及在產品的國產化方面都取得了長足的進步。第三階段是在國家的「八五」的後期和「九五」期間，即實施產業化的研究，進入市場競爭階段。在此階段，我國國產數控裝備的產業化取得了實質性進步。在「九五」末期，國產數控機床的國內市場佔有率達50％，配國產數控系統（普及型）也達到了10％。
縱觀我國數控技術近50年的發展歷程，特別是經過4個5年計劃的攻關，總體來看取得了以下成績。
a.奠定了數控技術發展的基礎，基本掌握了現代數控技術。我國現在已基本掌握了從數控系統、伺服驅動、數控主機、專機及其配套件的基礎技術，其中大部分技術已具備進行商品化開發的基礎，部分技術已商品化、產業化。
b.初步形成了數控產業基地。在攻關成果和部分技術商品化的基礎上，建立了諸如華中數控、航天數控等具有批量生產能力的數控系統生產廠。蘭州電機廠、華中數控等一批伺服系統和伺服電機生產廠以及北京第一機床廠、濟南第一機床廠等若干數控主機生產廠。這些生產廠基本形成了我國的數控產業基地。
c.建立了一支數控研究、開發、管理人才的基本隊伍。
雖然在數控技術的研究開發以及產業化方面取得了長足的進步，但我們也要清醒地認識到，我國高端數控技術的研究開發，尤其是在產業化方面的技術水平現狀與我國的現實需求還有較大的差距。雖然從縱向看我國的發展速度很快，但橫向比（與國外對比）不僅技術水平有差距，在某些方面發展速度也有差距，即一些高精尖的數控裝備的技術水平差距有擴大趨勢。從國際上來看，對我國數控技術水平和產業化水平估計大致如下。
a.技術水平上，與國外先進水平大約落後10～15年，在高精尖技術方面則更大。
b.產業化水平上，市場佔有率低，品種覆蓋率小，還沒有形成規模生產；功能部件專業化生產水平及成套能力較低；外觀質量相對差；可靠性不高，商品化程度不足；國產數控系統尚未建立自己的品牌效應，用戶信心不足。
c.可持續發展的能力上，對競爭前數控技術的研究開發、工程化能力較弱；數控技術應用領域拓展力度不強；相關標准規范的研究、制定滯後。
分析存在上述差距的主要原因有以下幾個方面。
a.認識方面。對國產數控產業進程艱巨性、復雜性和長期性的特點認識不足；對市場的不規范、國外的封鎖加扼殺、體制等困難估計不足；對我國數控技術應用水平及能力分析不夠。
b.體系方面。從技術的角度關注數控產業化問題的時候多，從系統的、產業鏈的角度綜合考慮數控產業化問題的時候少；沒有建立完整的高質量的配套體系、完善的培訓、服務網路等支撐體系。
c.機制方面。不良機製造成人才流失，又制約了技術及技術路線創新、產品創新，且制約了規劃的有效實施，往往規劃理想，實施困難。
d.技術方面。企業在技術方面自主創新能力不強，核心技術的工程化能力不強。機床標准落後，水平較低，數控系統新標准研究不夠。
3 對我國數控技術和產業化發展的戰略思考

3.1 戰略考慮
我國是製造大國，在世界產業轉移中要盡量接受前端而不是後端的轉移，即要掌握先進製造核心技術，否則在新一輪國際產業結構調整中，我國製造業將進一步「空芯」。我們以資源、環境、市場為代價，交換得到的可能僅僅是世界新經濟格局中的國際「加工中心」和「組裝中心」，而非掌握核心技術的製造中心的地位，這樣將會嚴重影響我國現代製造業的發展進程。
我們應站在國家安全戰略的高度來重視數控技術和產業問題，首先從社會安全看，因為製造業是我國就業人口最多的行業，製造業發展不僅可提高人民的生活水平，而且還可緩解我國就業的壓力，保障社會的穩定；其次從國防安全看，西方發達國家把高精尖數控產品都列為國家的戰略物質，對我國實現禁運和限制，「東芝事件」和「考克斯報告」就是最好的例證。

3.2 發展策略
從我國基本國情的角度出發，以國家的戰略需求和國民經濟的市場需求為導向，以提高我國製造裝備業綜合競爭能力和產業化水平為目標，用系統的方法，選擇能夠主導21世紀初期我國製造裝備業發展升級的關鍵技術以及支持產業化發展的支撐技術、配套技術作為研究開發的內容，實現製造裝備業的跨躍式發展。
強調市場需求為導向，即以數控終端產品為主，以整機（如量大面廣的數控車床、銑床、高速高精高性能數控機床、典型數字化機械、重點行業關鍵設備等）帶動數控產業的發展。重點解決數控系統和相關功能部件（數字化伺服系統與電機、高速電主軸系統和新型裝備的附件等）的可靠性和生產規模問題。沒有規模就不會有高可靠性的產品；沒有規模就不會有價格低廉而富有競爭力的產品；當然，沒有規模中國的數控裝備最終難以有出頭之日。
在高精尖裝備研發方面，要強調產、學、研以及最終用戶的緊密結合，以「做得出、用得上、賣得掉」為目標，按國家意志實施攻關，以解決國家之急需。
在競爭前數控技術方面，強調創新，強調研究開發具有自主知識產權的技術和產品，為我國數控產業、裝備製造業乃至整個製造業的可持續發展奠定基礎。

參考文獻：
〔1〕 中國機床工具工業協會 行業發展部.CIMT2001巡禮〔J〕.世界製造技術與裝備市場

D. 機械設計的階段成果

機械設計在一般情況下分為三個階段：方案、技術和施工。其成果也就分為三種，方案成果根據難易或創新及可比性等方面，可占項目的總設計費的10--30%。技術設計約佔50%，施工設計約佔20--40%。

E. 機械設計製造及其自動化專業的成就

具體可以做很多工作，畢業五年工程師，工資7000左右！當然，也得努力的！

F. 機械類高級工程師事跡成果如何寫

機械類高級工程師的事跡成果包括有以下幾類：機械類的研究成果（含論文、科技文章、產品研發成果等等，這些都要有1定的發表或鑒定檔次，1般的出發點均為省部級以上）、技術成果（含參加各級各類比賽所獲得的成果或帶徒弟參賽獲得的成果，技術革新節儉經費的成果，這些都要有證書為憑），簡單地說，事跡成果就是指能夠體現你本人學術水平和技術水平和能力的成果。這些回答謹供你參考。

G. 機械設計發展史

按時間來分，可分為三個階段，分別是：從古代社會到17世紀為機械設計起源和古代機械設計階段，由17世紀至第二次世界大戰結束為近代機械設計，第二次世界大戰結束直到現在為現代設計階段。如果按其內容來分，可分為：直覺設計階段，經驗設計階段和理論設計階段。兩種劃分是一一對應的，是從不同角度來劃分機械設計的發展史。每一個階段在設計理論，方法和製造工藝方面都有明顯的特色。下面就按時間來劃分，把機械設計發展史劃分為三個階段來論述。1.1 機械設計起源和古代機械設計 我國近代的考古發現證明了一些傳說和記載。在浙江餘姚河姆渡，河南鄭裴李崗等遺址中都發現了七八千年以前製造相當精緻的農具如石鏟等。我國古代經書中，對於古代使用，製造機械的情況有許多記載。《周易》「系辭下」中有「黃帝，堯，舜氏作，刳木為舟，剡木為楫，剡楫之力以濟不通」，「服牛乘馬，引以致遠」，「斷木為杵，掘地為舀」。由此可見，在4000多年以前，我國古代已經發明了車，船，農具和許多生活用具。在《周易》第47卦「困」的卦辭中有「困於金車」，金車指用銅裝飾起來的豪華馬車。清代學者章誠說「六經皆史」，在我國古代文獻中隨處可以見機械產品與人民生活密切的聯系，在我國春秋戰國時代的著作《道德經》中有「三十輻共一轂，像日月也」的說法，而在秦陵發掘出來的二號銅車馬，車融會貫通就有30個車輻。雖然據統計，當時的車每個車輪用30個輪輻，但是對輪輻的數目已經有了一定的規則。此外，我國古代在武器，紡織機械，農具，船舶等方面也有許多發明，到秦漢時期（公元前221至公元220年）我國機械設計和製造已經達到相當高的技術水平，在當時世界上處於領選地位，在世界機械工程史上佔有十分重要的位置。 在我國古代，機械發明，設計者與製造者是統一的。有許多著名的人物，他們的成果代表了當時我國的機械的設計水平。唐代的時侯我國與許多國家開展了經濟，文華和科學技術的交流，與東南亞，南亞，阿拉伯，非洲東海岸貿易頻繁，對中國和世界其它的一些國家有很大的影響。由於貿易的發展，要求商品增加，從而改進生產設備，使機械設計有了很大的發展，造紙，紡織，農業，礦業，陶瓷，印染，兵器等都有了新的進展，機械設計水平也提高了一大步，宋代沈括的著作《夢溪筆談》記載了當時的許多科學成就，反映了當時的科學水平。世界其它的國家也有不少機械的成果。但這些設計多是憑設計者的經驗完成的缺乏必要的，有一定精度的理論的計算。1.2 近代機械設計 17世紀歐洲的航海，紡織，鍾表等工業的興起，提出了許多技術部題，1644年英國組成了「哲學學院」，德國成立了實驗研究會和柏林學會，1666年，法國，義大利也成立了研究機構。在這些機構中工作的義大利人伽里略（1564~1642）發表了自由落體定律，慣性定律，拋物體運動，還進行過梁的彎曲實驗；英國人牛頓提出了到家動的三大定律，1688年，他提出了計算流體黏度阻力的公式，奠定了古典力學的基礎；英國人虎克建立了在一定范圍內彈性體的應力 - 應變成正比的虎克定律；1705年伯努力提出了梁彎曲的微分方程式，在古典力學的基礎上建立和發展了近代機械設計的理論（也稱常規機械設計理論），為18世紀產業革命中機械工業的迅速發展提供了有力的技術理論支持； 1764年英國人瓦特發明了蒸氣機，為紡織，采礦，冶煉，船舶，食品，鐵路等工業提供了強大的動力，推動了多種行業對機械的需求，使機械工業得到迅速的發展，而機械化使生產力迅速提高，進入了產業革命時代。這一時期，對機械設計提出了很多的要求，各種機械的載荷，速度，尺寸都有很大的提高，因此機械設計理論也在古典力學的基礎上迅速發展。材料力學，彈性力學，流體力學，機械力學。疲勞力學，疲勞強度理論，實驗應力分析方法等都取得了大量的成果，建立了自己的學科體系。 在1854年德國學者勞萊克斯發表了著作《機械製造中的設計學》把過去溶在力學中的機械設計學獨立出來，建立了以力學和製造為基礎的新科學體系，由此放生了「機構學」，「機械零件設計」，成為機械設計中的基本的內容。在這一基礎上，機械設計學得到了很快的發展。在疲勞強度，接觸應力，斷裂力學，高溫蠕變，流體動力潤滑，齒輪接觸疲勞強度計算，彎曲疲勞強度計算，滾動軸承強度理論等方面都取得了大量的成果，新工藝，新材科的，新結構的不斷涌現沒什麼械設計的水平也取得了很大的發展。機器的尺寸減少，速度增加，性能提高，機械設計的計算方法和數據積累也相應有了很大的發展，反映了時代的特色。1.3 現代機械設計 第二次世界大戰以後，作為機械設計的理論基礎的機械學繼續以更加迅猛的速度發展，摩擦學，可靠性分析，機械優化設計，有限元計算，尤其是計算機在機械設計中迅速推廣，使機械設計的速度和質量都有大幅的提高。在機械中廣泛運用計算機和自動化程度的提高，使現代的具有明顯的特色。因此，機械設計在理論，內容和方法方面與過去相比都有了劃時代的發展。而國際市場的激烈競爭，是現代機械設計的方法和發展的催化劑。世界各國逐漸認識到產品市場競爭對各國經濟發展的重要作用。在產品競爭中，德國臨於印有「MADE IN USA」的美國產品充斥德國市場，計劃努力恢復德國產品的信譽，使「MADE IN GERMANY」風靡世界，提出了「關鍵在於設計」（Der Engpass ist die Knostrution)的口號。日本雖然在某尖端科學研究方面走在了一些國家的後面，但是，在產品設計的方面發展很快，迅速擺脫了二次世界大戰以前「東洋貨不好」的印象，大量生產各國市場上需要的產品，取得了巨大的經濟效益。美國，英國也逐漸認識到產品設計的重要性，美國提出了「為競爭的優勢而設計」(Designing for Compentitive Advance)的口號，有人說「21世紀將是設計的世紀」。因些，機械產品設計在這一時期獲得了空前的發展。機械設計目前已經不宜作為機械學的一個分支，而應該認為是與機械學並立的一門技術科學了。 現代機械設計方法的特徵是，它具有自己的學科體系和專門的內容。其核心技術有3個方面： （1）以產品的「功能」作為機械計的核心目標。美國麥爾斯提出了「顧客購買的不是產品的本身，而是產品所具有的功能」，明解地說明了「功能」是產品的本質和靈魂。這一原理的提出大大地解放了設計師的思想，為了實現某一功能，可以採用各種不同的原理和結構。我們可以從近年來的計時裝置，文件復制設備，通訊方法等方面的飛速發展看出，設計師的聰明才智得到了空前的發揮，多方面的滿足了社會的需要。 （2）「人機學」的形成和發展。機械的工作往往與人是不可分的，如汽車，飛機有些操縱的信號要靠人輸入。必須考慮操縱者的反映速度和能力限制，還必須考慮操縱者和乘客的傳舒適性。如有一些武器設計者已經考慮使用者中，雖然磊部分是作右手方便的，但是習慣於用左手的（稱為左利手或左撇子）也佔有一定的百分率。雖然許多產品已經向自動化發展，許多民用產品對使用者的拔術要求日益降低（俗稱 「傻瓜化」）。但是機械產品競畢竟是為了人類設計的。考慮「人機學」是提高產品的競爭能力的重要方面。實際上「傻瓜化」就是當前處理人機問題的一個重要的途徑。（3）建立系統的「工業設計」學科體系。工業設計是設計者使產品在外觀，色彩，形狀，尺寸比例等方面的合理設計，使產品與人，環境更協調，以得到更好的使用效果與況爭力。

H. 機械設計是如何發展的

18世紀以前，機械匠師全憑經驗、直覺和手藝進行機械製作，與科學幾乎不發生聯系。到18～19世紀，在新興資本主義經濟的促進下，掌握科學知識的人士開始注意生產，而直接進行生產的匠師則開始學習科學文化知識。他們之間的交流和互相啟發取得很大成果。在這個過程中，逐漸形成一整套圍繞機械工程的基礎理論。

動力機械最先與當時的先進科學相結合。蒸汽機的發明人T．薩弗里、J．瓦特應用了物理學家D．帕潘和J．布萊克的理論，在蒸汽機實踐的基礎上，物理學家S．卡諾、W. J. M．蘭金和開爾文建立起一門新的科學——熱力學，圖4-1是早期蒸汽機。內燃機最重要的理論基礎是法國的羅沙在1862年創立的，1876年奧托應用羅沙的理論，徹底改進了他原來創造的粗陋笨重、雜訊大、熱效率低的內燃機，從而奠定了內燃機的地位。其他如汽輪機、燃氣輪機、水輪機等都是在理論的指導下得到發展，而理論也在實踐中得到改進和提高。

早在公元前，中國已在指南車上應用復雜的齒輪系統，如圖4-2所示的指南車，是中國古代用來指示方向的一種機械裝置。車中，除兩個沿地面滾動的足輪（即車輪）外，尚有大小不同的7個齒輪。它利用差速齒輪原理，通過齒輪傳動系統，根據車輪的轉動，由車上木人指示方向。不論車子轉向何方，木人的手始終指向南方。古希臘已有圓柱齒輪、錐齒輪和蝸桿傳動的記載。但是，關於齒輪傳動瞬時速比與齒形的關系和齒形曲線的選擇，直到17世紀之後才有理論闡述。手搖把和踏板機構是曲柄連桿機構的先驅，在各文明古國都有悠久歷史，但是曲柄連桿機構的形式、運動和動力的確切分析與綜合，則是近代機構學的成就。機構學作為一個專門學科遲至19世紀初才第一次列入高等工程學院（巴黎的工藝學院）的課程。通過理論研究，人們方能精確地分析各種機構，包括復雜的空間連桿機構的運動，並進而能按需要綜合出新的機構。

機械工程的工作對象是動態的機械，它的工作情況會發生很大變化，這種變化有時是隨機的因而不可預見；實際應用的材料也不完全均勻，可能存在各種缺陷；加工精度也存在一定的偏差等。與以靜態結構為工作對象的土木工程相比，機械工程中各種問題更難以用理論精確解決。因此，早期的機械工程只運用簡單的理論概念，結合實踐經驗進行工作。設計計算多依靠經驗公式，為保證安全，都偏於保守。結果，製成的機械笨重而龐大，成本高，生產率低，能量消耗很大。

從18世紀起，設計計算從兩個方面不斷提高了精確度：

（1）在材料強度方面，從早期按靜強度除以安全系數（考慮一切不精確性和分散性因素的經驗系數）的粗糙計算，提高到考慮材料的疲勞（19世紀後半期）；從一律按材料的無限疲勞壽命進行設計，改為按照實際要求的壽命進行有限壽命設計（20世紀前半期）；從認為材料原則上不能有裂紋，發展到以斷裂力學理論為依據，考慮裂紋材料的強度和壽命。

圖4-2指南車在機械結構的力學分析方面，從應用經驗公式和簡化的力學分析來確定各種受力和力矩，發展到應用復雜的力學分析和數學計算方法。進入20世紀，又出現各種實驗應力分析方法。人們已能用實驗方法測出模型和實物上各部位的應力，在發現應力過高或過低時，便可能作出必要的調整。20世紀後半葉，人們開始應用有限元法和電子計算機迅速可靠的數值計算，對復雜的機械及其零件、構件進行力、力矩、應力、應變等的分析和計算。對於掌握有充分的實踐或實驗資料的機械或其元件，已經可以運用統計技術，按照要求的可靠度科學地進行機械設計，或者按機械的實際情況（實際的質量、實際的使用條件等）科學地判斷其可靠度和壽命。但在許多機械工程工作中，還應用一些經驗方法、經驗公式和經驗系數等，不過其中的科學成分在不斷增加，經驗成分則不斷減少。