机械设计

机械设计知识概述

第二章机械设计概述

机械是人类进行生产与生活的要紧体力劳动工具。随着生产技术的不断进展与人民生活水平的

日益提高，机械产品品种与门类日益增多，比如，各类各样的金属切削机床、仪器仪表、工程机械、

重型机械、轻工机械、纺织机械、食品包装机械、石油化工机械、产品加工机械、交通运输机械、

海洋作业机械、钢铁成套设备、发电设备与办公设备、家用电器、儿童玩具等等。在现代社会，人

们运用各类类型的机械，以改善劳动条件，提高劳动生产率与产品质量。同时，随着经济的进展，

人们也运用越来越多的机械，以提高自身的生活质量。能够说，国民经济各部门及人类自身生活中

使用机械的程度，是整个社会进展水平的重要标志之一。

机械工程是在西方工业革命后形成系统的技术科学，从明代我国逐步引进了此技术，但是至今

我们在机械设计方面不属于世界先进行列。要紧问题是：1、缺乏技术价值观念。2、缺乏大量技术

实践。3、教学与工厂实际脱离，把机械技术变成了读书，缺乏对机械技术的全面实践，培养的人不

能动手，不可能设计真实东西。

工业设计师应当是通才。从专业要求看，务必熟悉机械工艺、材料、成本等方面的内容，懂得

工程师的思维方式，才能够较顺利设计产品。

此课程要紧培养学生在机械技术与设计方面的职业思维方式与行为方式，对机械产品有实际经

验，通过拆装实验，讨论，解决实际产品设计，从中熟悉设计过程。

照传统说法，一切机器都可分为三部分，动力源、传动与执行机构。一切机器的作用不外两点，

一是利用能量来代替微弱的人力、畜力，另一则用机器的运动来代替人手的动作。尽管两者都是为

了减轻劳动，但是它们进展的历史却很不一样。能源开发是近代的成就，应该说由水车开始，而且

从历史眼光看其进展并不能说很快，通常是量变。用机器运动来代替手工动作则历史长得多，而且

进步也比较大。只要比较一下上古制作陶器的陶车与近代在人的大脑中进行外科手术的机器人便清

晰了。这可能是由于能源开发尽管艰巨，其目标却是单一的。用机器运动代替人工劳动，目的是多

种多样的，随着人类生活的进展而不断变化。因此形成很多复杂的行业。

到底机器的哪部分是用来产生代替人手的动作呢?事实上这与传统的原则性的说法略有不一致。

倘若机器要执行的动作非常简单，则动力源一传动一执行这划分还是对的。但近代机器常常极其复

杂，对它要求的动作也非常精细而且复杂。这种精细复杂的运动，通常要从传动中获得。这就使机

器的传动部分与执行部分的界限模糊了，同时也使传动成为更复杂的技术。表面上好像很简单的问

题，做起来可能会很困难。在这里提及一个历史上的例子：当瓦特设计他的蒸汽机时，他需要一个

直线运动来带动阀门。从表面看这是—个很简单的问题，在今天用一个导轨便成了。但在那时的加

工设备与润滑技术，还不能制出导轨，而须用连杆。但瓦特想不出这样一种连杆，便要求格拉斯哥

大学的数学家们帮忙，但数学家们也想不出。后来情况传开了，竟发现全世界的数学家都解决不了

这问题。瓦特只得用了一个近似的直线机构。这问题直到瓦特死后几十年，才由一位法国数学家解

决了。这一事实说明了在机器上对传动机构要求之高与问题解决之难。只要机器还在使用，传动机

构也必定要继续进展。

各类各样的机械是国民经济许多部门及其他领域的重要装备。随着科学技术与工业生产的进展，

对机械产品不时提出新要求，除了优质、高效、低能耗、低廉价格之外，突出的课题是性能优越的、

习惯高精尖进展的机械功能。通常地说，机械设备均为实现某种工艺动作过程，或者者实现生产过

程与操作自动化。在新形势下，务必致力搞好创新设计，不断推出新产品来抢占市场，满足客观需

求。机械的创新设计的着重点是机构设计，也就是机械运动方案设计。机构系统设计的核心，是选

择灵巧的工艺动作过程、满意地达到特定的机械功能要求。机构系统的开发、设计，机构的选用与

它们的巧妙组合，就是为了实现特定的机械功能。机构系统设计的好坏，直接影响机械产品的性能、

效率、成本，因此愈来愈为人们重视。

不言而喻，产品设计是决定产品性能、质量、水平与经济效益的重要环节。随着市场经济的不

断进展，商品竞争必定愈来愈剧烈。一个产品是否具有市场竞争能力，在很大程度上取决于产品的

设计。产品设计如有闪失，则常常是属于根本性的问题，对产品生产、市场竞争的贻误，可能会造

成灾难性后果。因此，务必高度重视设计，尽心尽力搞好设计。

§2.1机器、机构与机械的基本概念

机械设计的研究对象是机器与机构。那么什么是“机器”与“机构”呢?

机器这个概念，在18世纪工业革命以后，得以逐步充实与完善。随着科学技术的飞跃进展，特

别是70年代末、80年代初兴起的世界范围的新技术革命，关于机器的设计与制造具有深刻与广泛

的影响，“机器”的含义相应逐步在更新与变化。关于现代机器，由于广泛使用机电一体化，能够把

机器定义为：机器是一种具有操纵操纵系统的、作机械运动的装置，它用来变换能量、物料与信息，

以代替或者减轻人的体力劳动与脑力劳动。在这个定义中，物料是指被加工的对象、被搬运的重物。

根据机器用途的不一致，我们又可把机器分为动力机器、加工机器与信息机器。

动力机器是把任何一种能量变换成机械能，或者者把机械能变换成其他形式的能量。比如，内

燃机、压气机、涡轮机、电动机、发电机等等都属于动力机器。

加工机器的用途是完成有用的机械功或者搬运物品。比如，金属切削加工机床、轧钢机、织布

机、缝纫机、包装机、汽车、机车、飞机、起重机、输送机等等都是。

信息机器是用来获得与变换信息。假如信息是以数字形式表示的，则该信息机器就称之计数机

或者计算机。计数机有计算器、机械式积分仪、记账机等。打字机、绘图仪等等也是属于信息机器。

关于实现数学运算的电子计算机（指CPU、操纵器、运算器与内存等），由于它并没有机械运动的存

在，从机构学的观点来看，电子计算机不能算是机器，但计算机整机中的软盘驱动器、硬盘（驱动

器）、光盘驱动器、电源风扇、CPU风扇等仍包含有机械运动，需要相应的传动机构去完成各类运动

要求。

在这里，务必指出的是机器与其他装置(或者设备)的要紧不一致点：机器一定要作机械运动，

并用机械运动来实现能量、物料与信息的变换。

凡是在没有人的直接参与下，能完成能量、物料与信息的整个变换过程的机器，称之自动机。

自动机中的各个机械动作，通常都使用各类各样的机构来完成的。

完成一定工艺过程的自动机群，通过自动运输装置联接起来，可构成自动线。

机器，特别是自动机，在正确使用的情况下，能减轻人的劳动、提高生产率与保证高质量地完

成工作过程。

随着各类各样新机构的出现，“机构”的定义也应有所变化。往常人们认为机构只能由刚体所构

成（狭义机构），现在已经把液体与气体都认为直接参与机械运动的变换，同时把在特定条件下的可

变形体与挠性体参与机械运动的变换（广义机构）。因此，机构能够定义为：机构是用作把一个或者

几个刚体的运动变换成其他刚体所需的运动的机械装置。假如液体或者气体也参与运动的变换，这

种机构就相应地称之液动机构或者气动机构。

从对各类各样机器的分析能够看出，各个机器的要紧构成部分都是各类机构。一部比较复杂的、

完整的机器，可能包含多种类型的机构。比如，内燃机由曲柄滑块机构、凸轮机构与齿轮机构构成

的。但是，简单的机器，也可能只包含一种机构，比如，手工送料的冲床就是由曲柄滑块机构单一

机构构成的。

一部机器，特别是自动机，由于要实现较为复杂的工艺动作过程，往往有较多的各类类型的机

构来构成的。近年来，随着机电一体化的广泛应用，一部机器中的机构数目与复杂程度都有下降的

趋势，但是从机器务必实现某一工艺动作过程来看，机构还是大多数机器的最重要部分。此外，在

仪器、设备与日常用具中，也大量用到各类机构；因此，研究机构的结构与设计受到了机械设计人

员的重视。

各类类型的机器，尽管它们的用途、结构与性能不相同，但都有如下三个共同的特征：

（1）它们都是人为的实物组合；

（2）它们各部分之间具有确定的相对运动；

（3）在工作时能代替或者减轻人类的劳动，或者完成有用的机械功，或者转换机械能。

作为机构，只具备机器的前两个特征，而不能完成有用的机械功或者转换机械能。

为了简化叙述，人们常常用“机械”一词作为“机构”与“机器”的总称。

图0—1所示的内燃机即为常见通用机械

之一，它由气缸体(连同机架)、活塞、连杆、

曲轴、齿轮、凸轮、进气阀推杆与排气阀推杆

等构成。燃烧的气体膨胀时推动活塞，通过连

杆推动曲轴转动。转动的曲轴通过齿轮带动凸

轮轴操纵进气与排气，同时输出机械能。内燃

机工作时能将燃气的热能转变为曲轴旋转的

机械能，因此，它是一台典型的机器。

能够将其它形式的能量转换为机械能的

机器称之原动机，如电动机、内燃机、涡轮机

等。能够利用机械能来完成有用功，或者者能

将机械能转变为其它形式能量的机器统称之

工作机，如金属切削机床、起重机，空气压缩

机等。

在图0—1所示的内燃机中，为了将热能

转换为机械能，务必依靠各个最基本的组合体

的协调动作。这些最基本的组合体就是机构。

图中凸轮4、进气阀2的推杆与气缸体1构成

一凸轮机构；凸轮5、排气阀3的推杆与气缸

体1也构成一凸轮机构；活塞11(称之滑块)、

连杆10、曲轴8(称之曲柄)与气缸体1构成曲

柄滑块机构；齿轮7、6与气缸体1构成齿轮

机构。

机构是由各个具有确定相对运动的运动单元所构成的。这些运动单元称之构件。构件能

够是单一的零件，也能够是几个零件构成的刚性整体。比如齿轮、轴与键这三个零件可联接

成一个构件。构件与零件的区别是。构件是运动的单元，而零件是制造的单元。在各类机械

设备中都会用到的零件，称之通用零件，如螺栓、键、轴承、齿轮等。只是在某些机械设备

中用到的零件，称之专用零件，如活塞、曲轴等。

§2.2机械设计概述

一、设计基本概念

设计一词的英语为Design，它源于拉丁语Designar，由De（记下）与Signare（符号、

记号、图形等）两词构成。因此，“设计”的最初含义是将符号、记号、图形之类记下来的

意思。随着生产的进展与科学技术的进步，设计的内涵不断向深度与广度进展，设计的含义

愈来愈深刻与愈来愈先进。

设计是人类改造自然的基本活动之一，设计是复杂的思维过程，设计过程蕴含着创新与

发明的机会。设计的目的是将预定的目标，通过一系列规划与分析决策，产生一定的信息（文

字、数据、图形），形成设计，并通过制造，使设计成为产品，造福人类。

设计过程是指明确设计任务到编制技术文件所进行的整个设计工作的流程。通常来说，

整个设计过程可分为明确设计任务要求、原理方案设计、技术设计、施工设计四个要紧阶段。

现代设计是过去设计活动的延伸与进展。随着设计实践经验的积存，生产与科技的飞速

进展，使设计思想、理论、方法与手段得到不断的丰富、充实与进展，促进了传统设计方法

的变革，使现代设计方法随之产生。现代设计方法使机械产品的设计工作发生了质的变化，

促进了机械产品的改进、更新、升级、换代速度的加快。

机械产品的设计由于情况不一致能够有三类不一致的设计：

1．开发性设计：在工作原理、结构等完全未知的情况下，应用成熟的科学技术或者通

过实验证明是可行的新技术，设计出过去没有过的新型机械。这是一种完全创新的设计。

2．习惯性设计：在原理方案基本保持不变的前提下，对产品作局部的变更或者设计一

个新部件，使产品在质与量方面更能满足使用要求。

3．变型设计：在工作原理与功能结构都不变的情况下，变更现有产品的结果配置与尺

寸，使之习惯于更多的容量的要求。这里的容量含义很广，如功率、转矩、加工对象的尺寸、

速比范围等等。

在机械产品设计中，开发性设计目前还占少数，为了充分发挥现有机械产品的潜力，习

惯性设计与变型设计就显得格外重要。但是，作为一个设计人员，不论从事哪一类设计，都

应该在“创新”上下功夫。“创新”能够使开发性设计、习惯性设计与变型设计别具一格，

耳目一新。市场竞争的日益加剧，设计人员务必把新产品的开发放在重要位置上，使产品不

断更新、技术储备更加增强，这样才能在市场竞争中立于不败之地。

二、机械设计进展情况

人类的设计工作大致经历了三个阶段：

(一)直觉设计阶段

为了有效地从事生产、抵御野兽的侵害与其他部落的掠夺，人们发明了弓箭、杠杆、辘

轳、轮车、风车、水力机械、畜力机械等等。那时人们只是从自然现象中得到启示，或者是

全凭直观感受来设计制作工具与机械。通常只明白这些工具与机械能够省力、提高工效，但

不知其因此然。直觉设计往往带有一定的盲目性。

(二)经验设计阶段

自17世纪数学与力学的结合以后，人们开始运用经验数学公式来解决设计中的一些问

题，如材料与结构件的应力与强度计算等。18世纪工业革命后，机器的制造发明层出不穷。

19世纪科技进展更是促进设计工作的进展。这阶段设计的特点是要紧依靠个人的才能与经

验，运用一些基本设计计算理论借助类比、模拟与试凑等设计方法来进行的。通常来说，经

验设计只能满足基本的功能要求，但在成本、性能、质量诸方面都可能有很大的局限性。这

一阶段的产品完善周期通常很长，一个产品从发明到实际应用，往往需要几十年甚至上百年

的改进演变过程。

(三)半理论半经验设计阶段

本世纪初，图纸设计法替代了试凑法，大大提高了设计效率与设计质量，减少了设计中

的浪费。这个阶段由于加强了设计基础理论与各类专业机械产品设计机理的研究，从而为设

计提供了数据、图表与手册等；由于加强了关键零部件的设计研究，大大提高了设计速度与

成功率；由于加强了“三化”研究，即零件标准化、部件通用化、产品系列化，进一步提高

了设计的速度与质量，降低了产品的成本。这样也能够使设计减少盲目性，增加合理性。

但是，这一阶段的设计还缺乏系统化的观点，尚无创新开发的办法与综合优化的思想。

因此，它还没有完全摆脱经验设计的局面。

三、现代设计方法的产生

如上所述，现代设计是过去设计活动的延伸与进展。50年代后期到60年代初期，由于

电子计算机日渐广泛的使用、设计方法学与制造方法学的迅速进展与科学技术的进步，使人

们在掌握事物的客观规律与人的思维规律的同时，运用有关科学、技术原理进行复杂的、甚

至在这往常认为不可能的计算与设计，从而机械产品的设计工作发生了质的变化。大约于本

世纪六十年代末期，在机械产品设计领域中，国际上相继出现了一系列新兴学科分支，要紧

有设计方法学、优化设计、价值工程、计算机辅助设计(CAD)、可靠性设计、工业艺术造型

设计、模块化设计、反求工程；有限元法、机械动态设计等等；还有很多新的设计方法，如

相似性设计、系统化设计、人机学、模态设计、动态设计、疲劳设计等等。其中很多技术已

日趋成熟，并得到广泛应用。人们把国际上新崛起的有关设计的新兴学科称之现代设计。

现代设计在设计指导思想、设计对象、设计方法与设计手段都有着显著特点与先进性。

从设计指导思想来看，它由过去的经验、类比方法提高到逻辑的、理性的、系统的新设计方

法；从设计对象上来看，它考虑了人、机、环境的相互协调，从而发挥产品的最大潜力或者

提高系统的有效性；从设计方法上来看，它广泛使用CAD、优化设计、可靠性设计、工业

艺术造型设计、制造性设计，使设计的水平有一个质的飞跃；从设计手段上来看，它充分使

用电子计算机进行计算、自动绘图与数据库管理等。这样大大提高了设计的准确性、稳固性

与设计效率，同时使修改设计十分方便。设计思想、设计方法、设计工具。

现代设计方法在机械运动简图设计中的应用，必定会使这项设计摆脱经验、类比设计的

局面，能在较短的时间内得到一个较为理想的机械运动简图。

四、机械设计的通常进程

机械设计过程并没有一个通用的固定的顺序，而须按具体情况确定。机械设计的通常进

程，可分为产品规划、方案设计、全面设计与改进设计四个阶段。下面探讨其各阶段的设计

任务。

(一)产品规划阶段

在产品规划阶段的中心任务包含：确定设计目的（需求分析、市场预测）与设计思想，

可行性分析，确定设计参数及制约条件，最后给出全面的设计任务书（或者要求表），作为

设计、评价与决策的根据。

产品开发是从需求识别开始的。优秀的设计人员应该具有敏锐的预感能力，在市场竞争

形势中，分析出社会的需要，并抢在市场需要前完成产品的开发与试制工作。需求有两种：

一种为显需求，即人们都明白的需求；另一种是隐需求，即人们还没有意识到的、但客观存

在的那种需求。设计人员的任务，不仅仅去不断改进、提高那些满足人们显需求的产品，更

重要的是要去开发那些满足人们隐需求的产品。

需求：发现现有产品中存在的问题（普遍性问题与难点性问题），包含产品功能、性能

质量、数量等的具体要求；竞争对手在技术、经济方面的优缺点；现有产品的销售情况等等。

对产品开发中的重大问题，通过技术、经济、社会各方面条件的全面分析与对开发可能

性的综合研究，提出产品开发的可行性报告，报告通常包含下列内容：

(1)产品开发的必要性，市场需求预测；

(2)有关产品的国内外水平与进展趋势；

(3)预期达到的最低目标与最高目标，包含设计水平、技术、经济、社会效益等；

(4)提出设计、工艺等方面需要解决的关键问题；

(5)在现有条件下开发的可能性论述及准备采取的措施；

(6)预算投资费用及项目的进度、期限。

(二)方案设计阶段

市场需求的满足或者习惯，是以产品的功能来表达的。产品功能与产品设计是因果关系，

但又不完全相同。表达同一功能的产品，能够多种多样。因此这一阶段就是在功能分析的基

础上，通过创新构思、探赜索隐、优化筛选，取得较理想的功能原理方案。关于机械产品来

说，机械运动示意图(机械运动方案图)与机械运动简图的设计就是方案设计阶段的要紧内

容。产品功能原理方案的好坏，决定着产品性能与成本，关系到产品水平及竞争能力，是这

一设计阶段的关键。

方案设计阶段要完成产品功能分析、功能原理求解与评价决策得到最佳功能原理方案，

也就是初步完成机械运动方案的设计，为进一步进行机械运动简图设计打下基础。

(三)全面设计阶段

将表述功能原理的机械运动简图使之实现功能原理方案，须得予以具体化，成为机器及

其零部件的合理结构，这是全面设计阶段的任务。因此，要完成产品总体设计、部件与零件

设计、全部生产图纸，并编制设计说明书等有关技术文件。在此阶段中，零部件的结构形状、

装配关系、材料选择、尺寸大小、加工要求、表面处理、总体布置等设计合理与否，对产品

的技术性能与经济指标都有着直接的影响。为此，设计人员应注意：

(1)零部件设计务必满足其设计功能要求；

(2)要考虑功能的合理分配与零件结构形状的合理设计；

(3)从便于制造加工与降低成本考虑，力求零件结构形状简单，加工面少，材料利用率

高；

(4)常用零件尽可能标准化、通用化、组合化；

(5)总体设计还应满足总功能、人机工程、造型美学、包装与运输等方面的要求。

全面设计的步骤通常由总装草图分拆成部件、零件草图，经审核无误后，再由零件工作

图、部件图绘制出总装图。

最后还要编制技术文件，如设计说明书，标准件、外购件明细表，备件、专用工具明细

表等等。

(四)改进设计阶段

试制产品根据试验、使用、鉴定中所暴露的问题，进一步从设计上完善相应的技术与效

能，以确保产品质量。这是改进设计阶段的要紧任务，是整个设计过程中不可分割的一部分，

决不同意可有可无。通过这一阶段的工作，产品的效能、可靠性与经济性提高之后，产品就

更具有生命力。

总之，按上述通常进程有步骤地设计对提高设计质量有较好的效果。

五、机械设计的基本要求

一个产品，只有在技术性能、经济指标、整体造型、操作使用与可维修性等方面得到统

筹兼顾、协调一致等得以满足，这样的设计才是合理的，才会受到用户的欢迎。因此，如何

拟定机械设计的要求，是产品设计中一个重要的前提。

(一)拟定设计要求的原则与方法

设计要求拟定的通常原则是：全面而明确，合理而又先进。全面就是尽可能列出全部设

计要求，编制出一份设计要求明细表；明确就是对设计要求尽可能定量化。合理就是对设计

要求的提出要适度、要实事求是；先进就是与国内外同类产品相比，产品的功能或者技术性

能、经济指标方面具有一定的领先优势。

设计要求定量化方法，视具体产品的情况而定。有些产品可根据国际标准、国家标准或

者专业标准来确定；有些可通过直接计算而得；有些可通过统计法、类比法、估算法、试验

法等来确定。

(二)设计要求

设计要求可分为要紧要求与次要要求。要紧要求是指直接关系到产品的功能、性能、技

术经济指标的那些要求，次要的要求是指间接关系到产品质量的那些要求。

1．要紧要求

(1)功能要求：即产品的功用。能够从人机功能分配、价值工程原理与技术可行性等三

方面来分析。

(2)习惯性要求：即对作业对象的特征、工作状况、环境条件等工况发生变化的习惯程

度。

(3)性能要求：即指产品所具有的工作特征。

(4)生产能力要求：是指产品在单位时间内所能完成工作量的多少。

(5)可靠性要求：是指产品在规定使用条件下，在预期使用寿命内能完成规定功能的概

率。

(6)使用寿命：是指正常使用条件下，因磨损等原因引起产品技术性能、经济指标下降

在同意范围内而无需大修的连续工作的期限。

(7)效率的要求：是指输入量的有效利用程度。

(8)使用经济性要求：是指单位时间内生产的价值与同时间内使用费用的差值。

(9)成本要求。

(10)人机工程学要求。

(11)安全防护、自动报警要求。

(12)与环境习惯的要求。

(13)运输、包装的要求。

2．其他设计要求：为了保证实现要紧设计要求而提出的要求。要紧有：

(1)强度、刚度要求。

(2)制造工艺要求。

(3)零件加工技术要求。

(4)各作业动作间的协调配合要求。

以上的各项设计要求关于各类产品设计都是适用的。但是，某一具体的产品设计，所

涉及的设计要求的内容，其主次轻重是不一致的。设计人员应作具体分析，以拟订出祥细、

明确、合理而又先进的设计要求。在拟定设计要求时，要着重考虑人、机、材料、成本，通

常就简称之四个“M”(Man，Machine，Material，Money)。关于机械设计的可靠性、适用

性与完善性的考虑，通常能够归结为：保证功能要求与适当使用寿命下的不断降低成本。

六、机械设计的原则与法规

在机械设计过程中，还应遵循一些基本的原则与法规，以确保设计的质量，杜绝不应有

的浪费。

(一)基本原则

关于设计过程中普遍适用的基本原则，现简述如下：

1．需求原则：产品的功能要求来自于需求。产品要满足客观的需求，这是一切设计最

基本的出发点。不考虑客观需要会造成产品的积压与浪费。客观需求是随着时间、地点的不

一致而发生变化的，这种变化了的需求是设计升级换代产品的根据。客观需求有显需求与隐

需求之分，显需求的进展可导致产品的不断改进、升级、更新、换代；隐需求的开发会导致

制造发明，形成新颖的产品。

2．信息原则：设计过程中的信息要紧有市场信息、科学技术信息、技术测试信息与加

工工艺信息等。设计人员应全面、充分、正确与可靠地掌握与设计有关的各类信息。用这些

信息来正确引导产品规划、方案设计与全面设计，并使设计不断改进提高。

3．创新原则：设计人员的大胆创新，有利于冲破各类传统观念与惯例的束缚，制造发

明出各类各样原理特殊、结构新颖的机械产品。

4．系统原则：每个机械产品都能够看作一个待定的技术系统，设计产品就是由系统论

的方法来求出功能结构系统，通过分析、综合与评价决策，使产品达到综合最优。

5．收敛原则：为了寻求一个崭新的产品，在构思功能原理方案时，使用发散思维；为

了得到一个新型产品，则务必综合多种信息，实行收敛思维。在发散思维基础上进行收敛思

维，通常都会取得很好效果。

6．优化原则：这是属于广义优化，包含方案择优、设计参数优化、总体方案优化。也

就是高效、优质、经济地完成设计任务。

7．继承原则：将前人的成果，有批判地汲取，推陈出新，加以发扬，为我所用，这就

是继承原则。设计人员悟性地掌握继承原则，能够事半功倍进行创新设计，能够集中要紧精

力去解决设计中的要紧问题。

8．效益原则：设计中务必讲求效益，既要考虑技术经济效益，又要考虑社会效益。

9．时间原则：加快设计研制时间，以利抢先占领市场。同时，在设计时，要预测产品

研制阶段内同类产品可能发生的变化，保证设计的产品投入市场后不至于沦为过时货。

10．定量原则：在方案评选、造型技术美学、产品技术性能、经济效益等等的评价，都

尽量使用科学的定量方法。

11．简化原则：在确保产品功能前提下，应力求设计出的产品简化，以降低产品成本，

并仍确保质量。在产品初步设计阶段与改进设计阶段，尤应突出运用这个基本原则。

12．审核原则：要实现高效、优质、经济地设计，务必对每一项设计步序的信息，随时

进行审核，确保每一步做到正确无误，尽力提高产品设计质量。

设计的基本原则是过去设计经验的科学总结，能够帮助在设计中少走弯路，提高质量。

关于设计的基本原则，设计人员还可根据情况的进展变化与自己的经验不断加以补充、完善。

(二)基本法规

设计过程中还必定会涉及一些基本法规，比如各类标准、政策与法令。设计人员对此务

必十分熟悉，并在设计中加以贯彻执行。

1．标准化：与设计有关的标准有如下：

(1)概念的标准化：即各类名词术语、符号内容、计量单位等等的标准化。

(2)实物形态的标准化：即产品及其零部件的结构型式及其尺寸、性能、性质等的统一

规定或者标准。比如各类标准零件、通用部件，在设计时应查照有关机械设计手册，凡有标

准的均应按标准来设计。

(3)方法的标准化：即对生产技术有关的设计方法、操作方法、测量方法、试验方法、

抽样验收方法、成本核算方法等等的统一规定。

(4)程序的标准化：即对设计程序、加工步骤等等的统一规定。

标准化的水平，是衡量一个国家的生产技术水平与管理水平的尺度之一，是衡量设计现

代化程度的一个重要标志。

2．政策与法令：设计人员除了熟知本身的业务外，还应熟悉国家有关的政策法令，并

在设计中认真贯彻执行。与没计有关的许多政策、法令，比如原材料与能源方面的政策；对

某些企业、产品的优惠政策；企业的技术改造政策；技术与设备的引进政策；海关法；商品

检验法；专利法；食品卫生法；环境保护法；技术协议与同法等等。关于出口产品，还要熟

悉与遵循国际标准或者有关国家的法规。