1.4 现代机械设计思想和方法的简介
1.4.1传统机械设计的局限性
机械设计是人类为了实现某种预期的目标而进行的一种创造性活动。传统机械设计的特点是：以长期经验积累为基础，通过力学、数学建模及试验等所形成的经验公式、图表、标准及规范作为依据，运用条件性计算或类比等方法进行设计。传统设计在长期运用中得到不断的完善和提高，目前在大多数情况下仍然是有效的设计方法。
1.4.2现代机械设计思想
近30年来，由于科学和技术迅速发展，特别是计算机技术和信息技术的发展和应用，给机械产品设计和制造带来革命性的变化。另一方面，随着社会进步和人类文明的发展，对现代机械产品设计已不能仅考虑产品本身，而且还要充分考虑对系统和环境的影响；不仅考虑当前，还需考虑长远发展。.
汽车设计，不仅要考虑汽车本身的有关技术问题，还要考虑使用者的安全、舒适、操作方便等；此外，还需考虑燃料供应、废气排放污染、车辆存放、道路发展、报废处理等，甚至要考虑地球有限的能源和原料的合理利用问题。
总之，在机械设计已进入现代设计阶段，它要求在继承和发展传统设计的基础上，将自然科学、技术科学、社会科学及艺术科学等有关知识有机地融合在一起，形成一门崭新的设计知识体系。以下概略地介绍现代机械设计思想和方法。
1.4.3现代机械设计方法
由于科学技术的发展，各学科的交叉渗透，机械设计理论和方法已逐渐成为一门崭新的学科。以下扼要介绍机械设计方法的新发展。
1．从"人―机―环境"的系统观及可持续发展战略出发，现代机械设计必须全面考虑、综合平衡、妥善处理系统的各种问题，与此相应的设计方法有：
该方法以机械系统为主，辅助考虑人、环境与机的关系，用功能分析与综合的原理确定机械系统方案，并借助价值工程评价选优。本书的第4篇介绍此方法的内容。
在“人―机―环境”系统中，人与机之间形成一个界面，系统是否良好运转，与这个界面设计的好坏有很大关系。人机工程学的重点就是界面设计。人与机在界面上的耦合可以归纳为基于感觉器官的耦合、基于人体形态的耦合、基于力的耦合，以及人脑和作为现代机械主控设备--计算机之间的耦合。这些耦合涉及人和机各自的特征，界面设计的任务就是深刻认识这些特征，并在界面上建立双方最佳耦合关系。
它是科学与美学、技术与艺术的结合，以产品造型设计为主要对象的创新设计方法。产品造型设计是现代产品具有市场竞争力的要素之一。造型设计研究产品的功能、结构、形态、色彩、肌理（纹理）、装饰等内容，将造型要素（外形、色彩、肌理）按一定原则和方法组合成美的形体，使产品不仅具有实用性、经济性，而且具有良好的人-机-环境的协调性，给人以强烈时代信息的美感、舒适感和安全感。
可持续发展战略从环境的角度，对产品设计提出了全新的要求。绿色产品设计就是把产品视为与人类环境共存的生命体，以其广义生命周期（包括：需求、设计、制造、销售、使用、报废、回收再生等阶段）为研究对象，并行地考虑生命周期内每一个阶段产品与人、环境的相互影响，拟定相应的设计策略，优选设计方案。
2．机械学理论和方法（包括：机构学、机械动力学、摩擦学、机械结构强度学、传动机械学等）及计算机辅助分析（有限元法、模态分析、专家系统等）的不断发展，对机械的方案设计、运动设计、动力设计、工作能力（强度、变形、振动、摩擦与润滑等）设计等关键技术问题能作出很好的处理，一系列新型的设计准则和方法正在形成。
3．可靠性设计
现代机械产品的可靠性已成为其市场竞争力的关键指标之一。可靠性设计是综合可靠性数学、可靠性物理及可靠性工程等学科知识的新兴设计方法。它研究产品全寿命周期内质量指标变化规律，对零部件和整个系统进行可靠性设计。
4．优化设计
机械产品设计的过程就是一个优化的过程。产品的优化是一个从宏观到微观，从全局
到局部，从总体方案到零部件设计的优化过程，即可分为参数优化，结构优化及总体方案优化三个层次。对于三者优化的处理方法还有所不同，但随优化理论和计算机技术的发展，日趋形成完整的优化方法体系。
5. 计算机辅助设计
计算机辅助设计（CAD）是把计算机技术引入设计过程，利用计算机完成选型、计算、绘图及其他作业的现代设计方法。CAD技术促成机械设计发生巨大的变化，并成为现代机械设计重要组成部分。目前，CAD技术向更深更广的方向发展，主要表现为以下几个方面：
（1）基于专家系统的智能CAD；
（2）CAD系统集成化，CAD与CAM（计算机辅助制造）的集成系统（
CAD/CAM）；
（3）动态三维造型技术；
（4）基于并行工程，面向制造的设计技术（DFM）；
（5）分布式网络CAD系统。
