什么是机器设计？
机器设计是研究如何创造机器，以使其安全、可靠地事情等的内容。机器的定义是：一个组装的零件系统，可以以预定和受控的办法通报运动和能量。或更大略地说：一个掌握力和运动的系统。
一台机器的基本功能是做有用功，机器或多或少都会涉及到能量的通报。在这里，我们最关注的是力和运动，当能量从一种形式转换为另一种形式时，机器就产生了运动和力。工程师的任务是剖析和打算这些运动、力和能量的变革，以确定机器中的各个干系零部件的尺寸、形状和所须要的材料。这是机器设计的实质。
当一个设计者须要设计机器的一个零件时，首先必须明白：任何一个零件的功能和性能都依赖于机器中的其它许多干系零件。因此，这里我们是要设计整机，而不是大略地设计单独每一个零件。为此，我们必须利用静力学、动力学、材料力学（应力剖析）和材料特性等。
机器设计终极目的是什么？
机器设计的终极目标是确定部件（机器零件）的尺寸和形状，并选择适宜的材料与制造工艺，从而使得设计出来的机器可以完成预定的功能而不发生失落效。这就哀求设计职员能够打算和预测每个零件的失落效形式和条件，然后通过设计预防它失落效。这就须要对每一零件进行应力和变形剖析。由于应力是外载荷和惯性力的函数，也是零件几何形状的函数，以是打算应力和变形前，必须前辈行力剖析、力矩剖析、扭矩剖析，以及系统的动力学剖析。
如果一部待设计的机器中没有运动零件，它的设计任务将变得大略多了，由于这时只须要进行静力剖析。但是，如果一部机器没有运动零件，它就不是机器（由于不符合上面机器的定义）；它实际上是一个构造。当然，构造也须要设计以防止失落效。事实上，大型外部构造（如桥梁、建筑等）也承受着风、地震、交通等引起的动载荷，以是它们的设计也必须考虑这些工况条件。如果机器运动的非常缓慢，且加速度可以忽略不计，那么对它进行静力学剖析就可以了。但是，如果机器有明显的加速度，就必须进行动力学剖析，这时加速的零件将是“自己质量的受害者”。
在静态构造中，如建筑物的地板，是设计用来支承重量的，可以通过添加适当的分散材料构造件来增加构造的安全系数。虽然这将添加物较重（增加了“去世”的重量），但是如果设计得当，地板可能承载比以前更多的“活”的重量（有效载荷）而不会失落效。但对一个动态机器来说，增加运动零件的重量（质量）可能会产生相反的效果，即降落机器的安全系数、许可速率或有效承载能力。这是由于产生应力的载荷是来自于零件的惯性力，我们可以用牛顿第二定律，F=ma，来估算它的大小。由于机器运动零件的加速度取决于它的运动学设计和运行速率，增加运动零件的质量会增加这些零件所受的惯性力，否则就要降落它们的运行速率来避免增加惯性力。纵然人们可以通过增加质量来增加零件的强度，但是这种增加可能会因惯性力的增加而大打折扣，乃至被抵消。
综上所述，我们在机器设计的初始阶段会面临两难选择。常日，在确定零件尺寸大小之前，机器的运动过程已经确定。外界浸染在机器上的载荷被称为外载。请把稳在某些情形下，机器上的外载有可能将很难预测，例如，运动的汽车上的外载。当设计者不能准确预测机器所受的外载（如坑洞，硬转弯等）时，从为设计目的而做的实际测试中网络到的对履历数据的统计剖析可以供应一些信息。
其余，运动加速度已知，但运动零件质量未知，则产生的惯性力也是有待于确定。这时须要通过迭代获取，即不断重复，或返回到以前的状态。为此，我们须要设计一些试验，利用试验装置的质量特性（如质量、重心肠位和迁徙改变惯量）进行动态受力剖析，以确定浸染在零件上的力、力矩和转矩，然后利用试验装置的横截面的几何形状，打算出应力。常日，准确确定机器上所有载荷是设计过程中最困难的事。如果载荷已知，便可以通过打算得到应力。
最可能的是，在第一次试验中，我们会创造，我们的设计材料不能承受当前的应力水平。那么为了实现一个可行的设计，我们必须改变形状，尺寸，材料，制造工艺，或其他成分，重新设计零件（这便是迭代）。常日，没有经由几次迭代设计过程是很难取获胜利的。须要把稳，一个零件的质量改变还会影响到浸染在与它相连的其他零件上的力，从而导致其他零件也须要重新设计。这是便是干系零件的设计。
设计可以令人同时感到有趣和沮丧。一样平常的设计问题方法并不固定，个中很多内容须要具有创造性，是日然会导致有多个办理方案。就如大家可以看到有很不同品牌和型号的新汽车可供选择。显然它们差别很大，但你肯定会有哪些车好、哪些车差的自己的意见。此外，不同设计，终极的目标也不尽相同。一个四轮驱动车的设计与一个两座位跑车设计的目标会有所不同（只管其他的车的例子大概包括这两者的特点）。
对初学设计者来说很主要的是要开拓视野。不要试图以探求“精确答案”的禁绝确方法进行设计，许多问题并没有所谓的“精确答案”。相反，要大胆！
考试测验一些颠覆性的设计。然后，通过剖析进行测试该设计。如果创造这一设计不适宜，也不要失落望；由于通过它，你已经理解了你以前不理解的问题。失落败是成功之母！
我们可以从缺点的设计中学到很多东西，可以使下一个设计方案更好。这便是为什么说迭代对成功设计十分主要的缘故原由。
打算机是当代工程问题求解的必备工具。通过利用打算机赞助工程（CAE）软件，可以更快、更准确和合理解决设计问题。然而，结果是建立工程模型和利用的数据都具有良好质量的根本上的。因此，如果设计者对模型和CAE工具没有深入理解，没有这方面的开拓和实践履历，他不能依赖打算机给出的解答。
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