導(dǎo)語：如何才能寫好一篇機(jī)械設(shè)計的基本要求，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

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關(guān)鍵詞：框剪結(jié)構(gòu)、特點、設(shè)計要求

框架-剪力墻結(jié)構(gòu)也可以稱為框剪結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)是在框架結(jié)構(gòu)中布置一定數(shù)量的剪力墻，構(gòu)成靈活自由的使用空間，即滿足不同建筑功能的要求，同樣又有足夠的剪力墻，保證相當(dāng)大的剛度，框剪結(jié)構(gòu)是由框架和剪力墻結(jié)構(gòu)兩種不同的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)組成的新的受力形式，它的不同于純框架結(jié)構(gòu)中，也不同于純剪力墻結(jié)構(gòu)。

框架-剪力墻在水平力作用下，框架變形曲線為剪切型，樓層越高，水平位移增長越慢，在純框架框結(jié)構(gòu)中，各榀框架的變形曲線類似，樓層剪力按框架柱的抗1貝恫0度D值比例進(jìn)行分配；而剪力墻在水平力的作用下，其變形曲線呈彎曲型，剪力墻是豎向懸臂彎曲結(jié)構(gòu)，樓層越高水平位移增長越快。所以框架-剪力墻的特點因為框剪結(jié)構(gòu)的受力變形是剪彎形，框架結(jié)構(gòu)是剪切形，上部變形大，下部變形?。患袅Y(jié)構(gòu)是彎曲形，上部變形小，下部變形大?？蚣艚Y(jié)構(gòu)是兩種結(jié)構(gòu)的綜合應(yīng)用，減小各曾見到相對位移與頂點位移，側(cè)向剛度得到很大的提高。水平荷載主要由剪力墻承受，一般能承擔(dān)80%的荷載。剪力墻側(cè)向剛度大于框架結(jié)構(gòu)，在沿高度分配的水平荷載就比較均勻，各層梁柱彎矩比較接近，有利于減小梁柱的截面積.所以框剪結(jié)構(gòu)是由延性較好的框架、抗側(cè)力剛度較大的并有帶邊框的剪力墻和有良好耗能性能的連梁組成，具有多道抗震設(shè)防的相對較為合理的結(jié)構(gòu)型式；框剪結(jié)構(gòu)的受力特點，是由框架和剪力墻結(jié)構(gòu)兩種不同的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)組成的共同受力形式。相互彌補(bǔ)不足之處。而純框架結(jié)構(gòu)和純剪力墻結(jié)構(gòu)的特點卻是：1）框架結(jié)構(gòu)的特點為空間分隔靈活，自重輕，節(jié)省材料；具有可以較靈活地配合建筑平面布置的優(yōu)點，利于安排需要較大空間的建筑結(jié)構(gòu)；框架結(jié)構(gòu)的梁、柱構(gòu)件易于標(biāo)準(zhǔn)化、定型化，便于采用裝配整體式結(jié)構(gòu)，以縮短施工工期；采用現(xiàn)澆混凝土框架時，結(jié)構(gòu)的整體性、剛度較好，設(shè)計處理好也能達(dá)到較好的抗震效果，而且可以把梁或柱澆注成各種需要的截面形狀。 但是框架結(jié)構(gòu)體系框架節(jié)點應(yīng)力集中顯著；框架結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度小，屬柔性結(jié)構(gòu)框架，在強(qiáng)烈地震作用下，結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生水平位移較大，易造成嚴(yán)重的非結(jié)構(gòu)性破壞，適用于非抗震設(shè)計；鋼材和水泥用量較大，構(gòu)件的總數(shù)量多，吊裝次數(shù)多，接頭工作量大，工序多，浪費人力，施工受季節(jié)、環(huán)境影響較大；不適宜建造高層建筑， 框架是由梁柱構(gòu)成的桿系結(jié)構(gòu)，其承載力和剛度都較低，特別是水平方向的（即使可以考慮現(xiàn)澆樓面與梁共同工作以提高樓面水平剛度，但也是有限的），它的受力特點類似于豎向懸臂剪切梁，其總體水平位移上大下小，但相對于各樓層而言，層間變形上小下大，設(shè)計時如何提高框架的抗側(cè)剛度及控制好結(jié)構(gòu)側(cè)移為重要因素，對于鋼筋混凝土框架，當(dāng)高度大、層數(shù)相當(dāng)多時，結(jié)構(gòu)底部各層不但柱的軸力很大，而且梁和柱由水平荷載所產(chǎn)生的彎矩和整體的側(cè)移亦顯著增加，從而導(dǎo)致截面尺寸和配筋增大，對建筑平面布置和空間處理，就可能帶來困難，影響建筑空間的合理使用，在材料消耗和造價方面，也趨于不合理，故一般適用于建造不超過15層的房屋。2）剪力墻結(jié)構(gòu)的特點是現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)的整體性好，剛度大，在水平荷載作用下側(cè)向變形小，承載力要求也容易滿足；但剪力墻缺點主要是剪力墻間距不能太大，平面布置不靈活，不能滿足公共建筑的使用要求。而剪力墻的結(jié)構(gòu)自重也較大。剪力墻的變形特點：當(dāng)剪力墻的高寬比較大時，是一個受彎為主的懸臂墻，側(cè)向變形是彎曲型，即層間側(cè)移隨著層數(shù)的增加而增大。適用于剪力墻結(jié)構(gòu)在住宅及旅館建筑中得到廣泛應(yīng)用。因此這種剪力墻結(jié)構(gòu)適合于建造較高的高層建筑。

所以與上訴純框架和純剪力墻結(jié)構(gòu)相比?？蚣?剪力墻中的框架不同于純框架結(jié)構(gòu)中的框架，剪力墻在框剪結(jié)構(gòu)中也不同于剪力墻結(jié)構(gòu)中的剪力墻?？蚣芤患袅Y(jié)構(gòu)使兩者結(jié)合起來，取長補(bǔ)短，在框架的某些柱間布置剪力墻，從而形成承載能力較大、建筑布置又較靈活的結(jié)構(gòu)體系。在這種結(jié)構(gòu)中，框架和剪力墻是協(xié)同工作的，框架主要承受垂直荷載，剪力墻主要承受水平荷載。

框剪-剪力墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計

1.框架-剪力墻的結(jié)構(gòu)形式：因為框架-剪力墻結(jié)構(gòu)由框架和剪力墻組成，以其整體承擔(dān)荷載和作用。所以其組成形式較靈活?？刹捎靡幌滦问?

(1)框架與剪力墻（單片墻、聯(lián)肢墻或較小井筒）分開布置。

(2)在框架結(jié)構(gòu)的若干跨內(nèi)嵌入剪力墻（帶邊框剪力墻）。

(3)在單片抗側(cè)力結(jié)構(gòu)內(nèi)連續(xù)分別布置框架和剪力墻。

(4)上述兩種或三種形式的混合。

2.框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的布置原則：框架-剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)計成雙向抗側(cè)力體系，考慮抗震設(shè)計的結(jié)構(gòu)應(yīng)在兩軸方向布置剪力墻?？蚣?剪力墻結(jié)構(gòu)中的主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間除個別節(jié)點外不應(yīng)采用鉸接；梁與柱或柱與剪力墻的中線宜重合；框架梁、柱中心線之間有偏離時應(yīng)按《高規(guī)》要求。

所以框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中剪力墻的布置應(yīng)遵循以下原則；

（1）剪力墻宜均勻布置在建筑物的周邊附近、樓梯間、電梯間、平面形狀變化及恒載較大的部位，剪力墻間距不宜過大。

（2）平面形狀凹凸較大時，宜在凸出部分的端部附近布置剪力墻。

（3）縱、橫剪力墻宜組成L形、T形和［形等形式。

（4）單片剪力墻底部承擔(dān)的水平剪力不宜超過結(jié)構(gòu)底部總水平剪力的30%。

（5）剪力墻宜貫通建筑物的全高，宜避免剛度突變；剪力墻開洞是，洞口不宜上下對齊。

（6）樓、電梯間等豎井宜盡量與靠近的抗側(cè)力機(jī)構(gòu)結(jié)合布置。

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1.1測井儀器機(jī)械設(shè)計通用規(guī)范

測井儀器機(jī)械設(shè)計通用規(guī)范是機(jī)械工程師在設(shè)計測井儀器時所應(yīng)遵循的通用規(guī)則。具體測井儀器機(jī)機(jī)械設(shè)計原則，連接標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計規(guī)范，儀器材料選擇規(guī)范，鈑金件設(shè)計規(guī)范，耐腐蝕設(shè)計規(guī)范，公差選用規(guī)范，結(jié)構(gòu)工藝設(shè)計規(guī)范，焊接件設(shè)計規(guī)范，可靠性設(shè)計規(guī)范，力學(xué)原理設(shè)計規(guī)范，便于切削設(shè)計規(guī)范，熱設(shè)計規(guī)范，塑膠件設(shè)計規(guī)范，便于裝配設(shè)計規(guī)范。通過這些規(guī)范，來約束工程師日常設(shè)計工程，減少設(shè)計偏差。

1.2承壓外殼機(jī)械設(shè)計規(guī)范

石油測井儀器在井下工作時要承受高溫高壓，溫度可達(dá)175℃，壓力達(dá)140MPa，為保護(hù)好儀器內(nèi)的電子元器件，要求測井儀器的耐壓圓筒必須具有足夠的強(qiáng)度，而且還要考慮測井儀器可靠地連接。本規(guī)范對外殼的設(shè)計流程進(jìn)行了詳細(xì)說明，其中考慮到外殼密封的特殊性，單獨把外殼的密封設(shè)計單獨編制成密封設(shè)計規(guī)范。連接設(shè)計規(guī)范用來約束外殼連接零件和連接螺紋牙型的具體尺寸。外型腔體設(shè)計規(guī)范用來約束外殼零件連接處的軸向和徑向尺寸，以及外殼內(nèi)部空間的尺寸。同時規(guī)定了承壓外殼的檢驗方法，另外提出了標(biāo)識、包裝、運輸及貯存等相關(guān)要求。承壓外殼在設(shè)計過程中需要對密封性、承壓性等進(jìn)行大量校核計算及試驗，通過制定本規(guī)范對于通用結(jié)構(gòu)外殼的本體及配件使用可直接引用，大大減少了外殼設(shè)計的工作量，同時降低了設(shè)計過程中的出錯可能性。

1.3電子骨架機(jī)械設(shè)計規(guī)范

測井儀器電子骨架的機(jī)械設(shè)計以承壓外殼的結(jié)構(gòu)和尺寸為基本依據(jù)，以結(jié)構(gòu)強(qiáng)度堅固耐用、裝配方便、外觀優(yōu)美為主要原則，綜合考慮電路散熱等特殊功能的實現(xiàn)。包括外殼軸向裝配尺寸規(guī)范，外形、接口設(shè)計規(guī)范，電路板安裝設(shè)計規(guī)范，變壓器安裝設(shè)計規(guī)范。其中外殼軸向裝配尺寸規(guī)范中給出了骨架和接頭座齊平的端面在外殼內(nèi)部與外殼最近軸向間距應(yīng)滿足的條件。外形、接口設(shè)計規(guī)范給出了電子線路骨架的結(jié)構(gòu)形式和尺寸系列。接口指的是骨架與標(biāo)準(zhǔn)31芯或者50芯、52芯連接器之間的連接形式及接口配合尺寸，規(guī)范中給出了尺寸系列。電路板安裝設(shè)計規(guī)范給出了電路板安裝的方式和軸向的設(shè)計空間，同時還明確了走線密集、散亂的骨架區(qū)域上開扎線孔以供綁線用。

1.4承壓接頭機(jī)械設(shè)計規(guī)范

承壓接頭是測井儀器上隔離高壓部分與常壓部分的關(guān)鍵零件，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工難度大。此規(guī)范的編制可以減少設(shè)計工作量，提高一次設(shè)計成功率。本規(guī)范適用于高溫高壓作用下測井儀器承壓接頭的機(jī)械設(shè)計，主要包括材料選擇、確定最大外徑、端部連接方式設(shè)計、電氣連接件安裝結(jié)構(gòu)設(shè)計、內(nèi)部走線設(shè)計和油路設(shè)計六部分，另外還給出了承壓接頭型式試驗的具體方法。規(guī)范說明了承壓接頭的設(shè)計流程，規(guī)定了某些功能的具體結(jié)構(gòu)，規(guī)定了某些結(jié)構(gòu)的具體尺寸，對于特殊的需求給出了設(shè)計指導(dǎo)意見。本規(guī)范是機(jī)械工程師進(jìn)行承壓接頭設(shè)計時須參照的標(biāo)準(zhǔn)，也是相關(guān)設(shè)計人員進(jìn)行元器件選型或裝配等工作的參考依據(jù)。此規(guī)范的經(jīng)濟(jì)意義在于減少設(shè)計工作量提高工作效率，提高一次設(shè)計成功率減少加工反復(fù)，使承壓接頭結(jié)構(gòu)趨于統(tǒng)一降低加工難度，使用相同電氣接插件降低采購成本。

1.5壓力平衡機(jī)械設(shè)計規(guī)范

測井儀器通常都工作在高溫、高壓的惡劣環(huán)境中，為了保證儀器在井下的安全，很多測井儀都是通過保持儀器內(nèi)外的壓力平衡來實現(xiàn)耐高壓的性能，其中注油式的壓力平衡結(jié)構(gòu)就是通常采用的結(jié)構(gòu)方式。注油過程中為確保油路腔體充滿油液，需確保油路暢通。壓力平衡系統(tǒng)機(jī)械設(shè)計流程包括：選擇硅油牌號；計算補(bǔ)償量；選擇壓力平衡方法；結(jié)構(gòu)設(shè)計。規(guī)范里分別給出了不同形式的壓力平衡機(jī)械設(shè)計實例。包括，中部活塞式壓力平衡設(shè)計實例，底部活塞式壓力平衡設(shè)計實例，管式皮囊壓力平衡設(shè)計實例以及底部皮囊壓力平衡設(shè)計實例。

1.6密封設(shè)計規(guī)范

密封設(shè)計規(guī)范的目的在于統(tǒng)一密封件的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，方便機(jī)械工程師進(jìn)行密封件的結(jié)構(gòu)設(shè)計，分靜密封的動密封兩種。石油測井環(huán)境要求密封材料滿足高溫高壓的要求。其中密封材料選擇規(guī)范給出了對于不同環(huán)境要求下選取密封件材料的規(guī)則。密封面設(shè)計的基本要求中給出了密封溝槽設(shè)計的結(jié)構(gòu)尺寸。

1.7地面機(jī)箱機(jī)柜設(shè)計規(guī)范

本部分給出了地面機(jī)箱機(jī)柜設(shè)計方法，目的是使地面產(chǎn)品的機(jī)械設(shè)計過程規(guī)范統(tǒng)一，組件選型、加工工藝合理，提高標(biāo)注化程度。地面機(jī)箱采用標(biāo)準(zhǔn)19英寸機(jī)箱結(jié)構(gòu)設(shè)計，尺寸應(yīng)符合IEC-60297標(biāo)準(zhǔn)。地面機(jī)箱設(shè)計規(guī)范包括機(jī)箱設(shè)計基本要求，機(jī)箱設(shè)計的其本步驟，地面機(jī)箱的結(jié)構(gòu)，地面機(jī)箱的外觀，地面機(jī)箱的外形尺寸。地面機(jī)柜設(shè)計規(guī)范包括機(jī)柜前面板安裝孔規(guī)范，結(jié)構(gòu)形式規(guī)范，抗振要求規(guī)范，顏色要求規(guī)范等。

1.8儀器探頭結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范

電法儀器探頭機(jī)械設(shè)計規(guī)范包括線圈系設(shè)計規(guī)范、電極系設(shè)計規(guī)范和極板設(shè)計規(guī)范。線圈系設(shè)計規(guī)范描述感應(yīng)類儀器線圈絕緣體的結(jié)構(gòu)特征，電極系設(shè)計規(guī)范描述側(cè)向類儀器電極的結(jié)構(gòu)特征，極板設(shè)計規(guī)范描述井壁成像類儀器極板的結(jié)構(gòu)特征。聲波儀器機(jī)械設(shè)計規(guī)范包括隔聲體設(shè)計規(guī)范和換能器結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范。隔聲體設(shè)計規(guī)范描述接收和發(fā)射之間的隔聲體結(jié)構(gòu)特征，換能器結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范描述安裝發(fā)射和接收換能器的結(jié)構(gòu)特征。核測井儀器機(jī)械設(shè)計規(guī)范包括源倉結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范和減震設(shè)計規(guī)范。核測井的探頭由放置在源倉內(nèi)的晶體源構(gòu)成，這兩個規(guī)范規(guī)定了源倉結(jié)構(gòu)和晶體減振結(jié)構(gòu)的設(shè)計要素。

2結(jié)論

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關(guān)鍵詞：綠色理念；機(jī)械設(shè)計；機(jī)械制造；應(yīng)用分析

中圖分類號：F407文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

分析我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展現(xiàn)狀以及未來的發(fā)展趨勢，“綠色環(huán)?！?、“節(jié)能”是我們必然的選擇，也是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的唯一、有效策略，目前綠色理念已經(jīng)滲入到各行各業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略。機(jī)械制造業(yè)是我國工業(yè)發(fā)展的重要標(biāo)志，從某種程度上而言，機(jī)械制造的水平代表了一個國家、地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平以及科學(xué)技術(shù)水平，在我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有舉足輕重的地位。綠色理念設(shè)計是一種全新的發(fā)展戰(zhàn)略，符合當(dāng)前時代的發(fā)展需求以及人們的生活要求，傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計制造并沒有融入環(huán)保意識，不僅造成資源的嚴(yán)重浪費，后期加工廢品也并未得到正確的處理，極大的破壞了自然環(huán)境，也極大的限制了機(jī)械制造業(yè)的長久、健康發(fā)展，因此在機(jī)械設(shè)計制造中注入綠色設(shè)計這一全新元素，顯得非常重要，也非常必要。

1 綠色理念設(shè)計的基本概念以及內(nèi)容

機(jī)械設(shè)計是機(jī)械生產(chǎn)的第一步，機(jī)械設(shè)計水平直接決定機(jī)械性能，其主要是結(jié)合機(jī)械產(chǎn)品的使用要求，對產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、零件材料、零件形狀、零件大小、運作原理、運行方式、能量傳遞等各方面內(nèi)容進(jìn)行分析和精密的計算，進(jìn)而設(shè)計出符合使用要求的機(jī)械產(chǎn)品。綠色設(shè)計理念貫穿于產(chǎn)品生命周期的全過程，在考慮產(chǎn)品的質(zhì)量、性能、成本以及開發(fā)周期等問題的同時，充分考慮設(shè)計產(chǎn)品對資源以及環(huán)境的影響，以產(chǎn)品的可循環(huán)使用為導(dǎo)向優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計的各方面因素，最大限度的降低產(chǎn)品及其制造過程中消耗資源總量以及對環(huán)境的危害程度。綠色設(shè)計主要將產(chǎn)品的設(shè)計眼光投放在未來的可持續(xù)發(fā)展上，將綠色產(chǎn)品設(shè)計的要求作為設(shè)計約束條件，提倡無廢物、可回收的產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)。綠色設(shè)計的核心內(nèi)容是減少環(huán)境污染，降低能源消耗，實現(xiàn)產(chǎn)品以及零部件的回收以及循環(huán)利用，降低機(jī)械的更換頻率，大體可概括為“Reduce（減少）”、“Recycle（循環(huán)）”以及“Reuse（重新利用）”--3R理念。

2 基于綠色理念的機(jī)械設(shè)計制造的重要性

近年來，我國機(jī)械制造業(yè)對于綠色機(jī)械設(shè)計的研究內(nèi)容比較多，研究的深度和廣度也不斷拓寬，很多人將綠色機(jī)械設(shè)計也稱為“生態(tài)設(shè)計”、“自然環(huán)境設(shè)計”、“環(huán)境意識設(shè)計”等。和傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計制造理念相比，在產(chǎn)品的設(shè)計與開發(fā)過程中，傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計制造首先立足于市場需求分析，根據(jù)市場需求設(shè)計產(chǎn)品的使用功能、使用壽命等基本屬性，并且需求反復(fù)的修改，往往會導(dǎo)致設(shè)計過程以及產(chǎn)品制造周期延長，生產(chǎn)后不易拆卸，產(chǎn)品以及回收難度較大，部分產(chǎn)品在報廢之后，可能無法回收，造成資源大量浪費以及環(huán)境污染。綠色設(shè)計的重要性主要表現(xiàn)在可節(jié)省原材料，減少能源消耗，減少使用過程中廢水、廢氣、廢料的排放，進(jìn)而保護(hù)自然生態(tài)環(huán)境。更加符合可持續(xù)發(fā)展要求主題，實現(xiàn)更大的經(jīng)濟(jì)價值以及社會價值。

3 綠色理念在機(jī)械設(shè)計中的具體應(yīng)用分析

3.1 綠色設(shè)計方案

目前比較常用的綠色理念設(shè)計方案包括生命周期設(shè)計、可拆卸性設(shè)計以及模塊化設(shè)計三種，生命周期設(shè)計主要是基于環(huán)境保護(hù)、機(jī)械產(chǎn)品的成本需求以及產(chǎn)品性能等方面考慮，包括產(chǎn)品的回收、再利用成本、產(chǎn)品代替以及污染物的處理等問題；可拆卸性設(shè)計主要是在保證產(chǎn)品功能不受影響的前提下，進(jìn)行有規(guī)律拆卸，主要針對產(chǎn)品的再利用設(shè)計以便產(chǎn)品生產(chǎn)后期的維護(hù)；模塊化設(shè)計主要是考慮產(chǎn)品的功能以及模塊，通過產(chǎn)品模塊的重新組合從而形成新的系統(tǒng)，既可以實現(xiàn)產(chǎn)品的更新?lián)Q代，也可以提高零部件的充分利用率。最后應(yīng)建立健全綠色機(jī)械設(shè)計數(shù)據(jù)庫，設(shè)計人員可將機(jī)械設(shè)計制造過程中用到的數(shù)據(jù)以及需要的數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)化儲存，以便日后查詢以及綠色設(shè)計的理論基礎(chǔ)。

3.2 綠色機(jī)械設(shè)計制造中的材料選擇

材料是綠色設(shè)計的主要內(nèi)容，在機(jī)械設(shè)計制造過程中應(yīng)首選環(huán)保、健康的制造材料，綜合考慮材料與材料之間的相容性、材料的經(jīng)濟(jì)性和安全性，分析材料對環(huán)境的影響。傳統(tǒng)的機(jī)械制造產(chǎn)品材料主要包括汞、鉛等特殊的有害化學(xué)物質(zhì)構(gòu)成，產(chǎn)品在使用報廢后，回收利用率低，對環(huán)境有極大的損害，為了實現(xiàn)綠色機(jī)械制造工藝，應(yīng)從源頭開始抓起，慎重選擇機(jī)械制造材料。機(jī)械設(shè)計的綠色選材應(yīng)選擇能夠滿足產(chǎn)品需求的基本性能，保證材料的可用性，選擇高溫性能、抗沖擊性能以及耐腐蝕性能材料，避免選擇有毒材料。其次應(yīng)加強(qiáng)綠色材料的管理工作，認(rèn)真審核材料的性能、根據(jù)不同的材料進(jìn)行分類管理并加以標(biāo)注，在材料投入實際生產(chǎn)后應(yīng)實現(xiàn)材料的動態(tài)管理，及時回收和有效利用設(shè)計中產(chǎn)生的副產(chǎn)品以及廢棄物。

4 綠色機(jī)械設(shè)計實現(xiàn)的基本要求

在機(jī)械設(shè)計制造中，若想要真正實現(xiàn)綠色理念設(shè)計，需要國家政策的支持、產(chǎn)品設(shè)計人才以及先進(jìn)的設(shè)計技術(shù)，人才是實現(xiàn)綠色設(shè)計的核心力量，首先應(yīng)加強(qiáng)對機(jī)械設(shè)計人才的培養(yǎng)，重點培養(yǎng)的對象應(yīng)該是高中職院校中機(jī)械設(shè)計專業(yè)的學(xué)生，加強(qiáng)綠色理念設(shè)計的概念，讓他們重視綠色設(shè)計。其次，國家應(yīng)制定相關(guān)的綠色機(jī)械產(chǎn)品支持政策，加強(qiáng)社會以及廣大群眾對機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計的監(jiān)督力度。同時應(yīng)不斷學(xué)習(xí)、引進(jìn)一些先進(jìn)發(fā)達(dá)國家先進(jìn)的技術(shù)，積極實現(xiàn)產(chǎn)品的創(chuàng)新，盡量優(yōu)化設(shè)計方案。

綜上所述，綠色理念是一種符合當(dāng)前經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的重要發(fā)展戰(zhàn)略，可以實現(xiàn)機(jī)械制造產(chǎn)品的低耗能、低成本、高利用率以及高回收率，大大的提高機(jī)械機(jī)械產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)價值以及社會價值，推動我國可持續(xù)發(fā)展觀的實施路徑，是未來世界發(fā)展的主流。

參考文獻(xiàn)

[1]張生泉.機(jī)械產(chǎn)品綠色設(shè)計與制造技術(shù)[J].中國科技縱橫，20I2（9）：288-288.

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[關(guān)鍵詞] 機(jī)械設(shè)計；節(jié)能；基本原理；措施

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2017. 01. 054

[中圖分類號] F273 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2017）01- 0091- 01

0 引 言

環(huán)境與經(jīng)濟(jì)從來都是群眾重點關(guān)注的問題，特別是在社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的今天，人們對環(huán)境和資源保護(hù)逐漸重視起來，人們逐步發(fā)現(xiàn)，正確處理經(jīng)濟(jì)與資源環(huán)境的關(guān)系，對社會的穩(wěn)定發(fā)展和進(jìn)步有著重要作用。其中，節(jié)能減排是促進(jìn)社會可持續(xù)發(fā)展的基本要求之一，機(jī)械設(shè)計應(yīng)該遵循節(jié)能減排，促進(jìn)社會發(fā)展。

1 機(jī)械設(shè)計節(jié)能基本理論

在機(jī)械設(shè)計中，機(jī)械設(shè)計人員對機(jī)械改革結(jié)構(gòu)的組成形式進(jìn)行優(yōu)化，以降低能源損耗為目的，努力達(dá)到節(jié)能指標(biāo)要求。在此過程中，機(jī)械設(shè)計人員努力將各個零件設(shè)施的配合優(yōu)化為最理想模式，減輕機(jī)械使用間的磨損，延長機(jī)械設(shè)備使用手柄，進(jìn)一步達(dá)到節(jié)能需求。此外，機(jī)械設(shè)計人員，在設(shè)計時，借助機(jī)械制圖軟件優(yōu)化機(jī)械結(jié)構(gòu)，同時利用一系列的公式計算，對機(jī)械使用后的節(jié)能指標(biāo)進(jìn)行計算分析，將大部分能源提供到機(jī)械設(shè)備運行階段，將個零件受力形式進(jìn)行科學(xué)安排，進(jìn)一步將科學(xué)節(jié)能落到實處。

2 導(dǎo)致機(jī)械設(shè)計產(chǎn)生能源浪費的主要原因

（1）節(jié)能理念欠缺。受到傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計觀念的影響，大部分機(jī)械設(shè)計人員還是以提高機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)力為主要目的，因此，設(shè)計人員在進(jìn)行機(jī)械設(shè)備設(shè)計的過程中，首先主要考慮如何提高機(jī)械設(shè)備的運轉(zhuǎn)速度和承載量，其次也是對機(jī)械設(shè)備的運行穩(wěn)定性和可靠性進(jìn)行考慮，對機(jī)械設(shè)備的節(jié)能設(shè)計考慮少之又少，有些設(shè)計人員甚至直接忽略了機(jī)械設(shè)備的節(jié)能性能。甚至，為了提高機(jī)械的生產(chǎn)力，有些設(shè)計人員枉顧設(shè)計的節(jié)能性能，反而將設(shè)計能耗提高，這對于社會的發(fā)展和進(jìn)步有著消極作用。

（2）專業(yè)水平不高。由于大部分機(jī)械設(shè)計工作有專門設(shè)計人員進(jìn)行操作，如果設(shè)計人員在只是理論方面故步自封，不愿與更隨時代的發(fā)展，與時俱進(jìn)，與先進(jìn)的設(shè)計方式和設(shè)計理念相脫節(jié)，甚至抵觸新的設(shè)計知識，導(dǎo)致機(jī)械設(shè)計滯后，無法實現(xiàn)節(jié)能。另外，還有很多設(shè)計人員忙于設(shè)計工作，沒有對設(shè)備的使用情況進(jìn)行深入了解，導(dǎo)致設(shè)計理論與實踐相脫節(jié)，所設(shè)計出的機(jī)械設(shè)備無法與實際使用相符合，造成了大量的資源浪費。

（3）設(shè)計水平過低。由于受到現(xiàn)有技術(shù)水平的限制，有很多設(shè)計思想無法實現(xiàn)，及時進(jìn)行勉強(qiáng)實現(xiàn)設(shè)計思想，也會造成機(jī)械設(shè)計成本增加，因此，受限于經(jīng)濟(jì)效益，大部分機(jī)械制造商并不會完全按照設(shè)計要求進(jìn)行節(jié)能技術(shù)的引用。這就導(dǎo)致節(jié)能技術(shù)和節(jié)能理念只停留于表面，并沒有真正的落到實處。

3 做好機(jī)械設(shè)計節(jié)能工作的措施

（1）采用環(huán)保材料，使用環(huán)保設(shè)備。為了明顯減輕機(jī)械設(shè)備的整體重量，并以節(jié)能設(shè)計的方法高校應(yīng)用于設(shè)備使用環(huán)節(jié)中，設(shè)計人員應(yīng)該再用環(huán)保材料。首先，在設(shè)計前期，設(shè)計人員要充分應(yīng)用節(jié)能環(huán)保材料，即材料應(yīng)該具有綠色無污染、可回收等性能，從本質(zhì)上保證設(shè)備的節(jié)能性能。①對電子系統(tǒng)進(jìn)行精確化的控制。在機(jī)械設(shè)備中進(jìn)行電子控制芯片植入，利用程序編寫控制對設(shè)備各項數(shù)據(jù)進(jìn)行控制，且通過電子技術(shù)，可以保證參數(shù)的情趣惡性，有助于幫助設(shè)備實現(xiàn)更理想的節(jié)能目的。同時，如果在芯片植入使用過程中，有設(shè)備需要進(jìn)行控制功能的改變，通過電子系統(tǒng)可以優(yōu)化解決該問題，使問題得到高效快速的解決。②注意對液壓系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。液壓系統(tǒng)在運行過程中，主要為設(shè)備提供運行所需壓力。由于傳統(tǒng)設(shè)計理念中，液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)之間優(yōu)化型欠缺，導(dǎo)致使用期間的液壓系統(tǒng)容易產(chǎn)生泄漏問題，是設(shè)備所得到的壓力不夠，降低了使用效率。因此，設(shè)計人員應(yīng)該重視這一問題，針對液壓系統(tǒng)進(jìn)行加密處理，將防滲漏問題作為解決重點，是定合理的清潔維修周期，對液壓系統(tǒng)進(jìn)行周期性周密檢查。另外，對于液壓系統(tǒng)中內(nèi)存的雜質(zhì)也要進(jìn)行及時清潔。

篇5

【中圖分類號】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-4810（2014）34-0071-01

為重點突出高等職業(yè)技術(shù)教育的應(yīng)用性、技術(shù)性和職業(yè)性特點，機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程的教育觀念，應(yīng)緊密圍繞各專業(yè)人才的培養(yǎng)目標(biāo)，對學(xué)生提出設(shè)計能力、創(chuàng)新能力、工程意識培養(yǎng)的教學(xué)目的，把培養(yǎng)適應(yīng)工程實際的創(chuàng)新人才作為教學(xué)改革的根本目標(biāo)，因此，機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)教學(xué)有必要在減少原理闡述、理論與實踐融為一體、在實驗及創(chuàng)新設(shè)計方面做改革，建立感性引導(dǎo)理性、實踐導(dǎo)入理論，從形象過渡到抽象的高等應(yīng)用性專門人才的認(rèn)識規(guī)律，進(jìn)行實踐教學(xué)改革，以形成符合當(dāng)前實際的應(yīng)用型機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程。

一 目前實踐教學(xué)存在的問題

1.教學(xué)方式陳舊，對實踐教學(xué)重視不夠

教學(xué)仍停留在課堂教學(xué)的傳統(tǒng)模式下，對教學(xué)效果的評價依然是學(xué)生對課堂知識理解了多少，作業(yè)與考試能否順利通過等，幾個傳統(tǒng)實驗并不能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.實驗方式和內(nèi)容缺乏創(chuàng)造性

目前的實踐教學(xué)還限于實驗室中少數(shù)的教學(xué)模型和實驗設(shè)備，學(xué)生對實驗過程按部就班，按教師布置流程完成實驗，填寫規(guī)范劃一的實驗報告，不利于培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用技能。

3.學(xué)生的觀察分析問題能力與實際需求嚴(yán)重脫節(jié)

對于生產(chǎn)實踐中的常用機(jī)構(gòu)、機(jī)械連接、機(jī)械零部件的認(rèn)知理解能力明顯缺乏，對于機(jī)械設(shè)計的流程有畏懼感，對于“設(shè)計”有理解上的誤區(qū)，覺得與自己的層次有距離。

4.沒有及時跟蹤先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，學(xué)生學(xué)習(xí)動力不足

學(xué)習(xí)有前瞻性的認(rèn)識，可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，便于一部分學(xué)生對機(jī)械設(shè)計更進(jìn)一步的深入學(xué)習(xí)，有方向感。

二 實踐教學(xué)改革探索

1.靈活運用教材處理知識點，使教學(xué)內(nèi)容符合學(xué)生實際

教材理論內(nèi)容多，有些內(nèi)容不符合學(xué)生實際，一些舉例離學(xué)生的生活和生產(chǎn)實際較遠(yuǎn)，學(xué)生不易理解。如齒輪機(jī)構(gòu)及設(shè)計這部分的內(nèi)容論證較多，有關(guān)實踐方面的內(nèi)容卻介紹得較少，這就要求我們不唯“本”，只唯“實”，通過企業(yè)專家的指導(dǎo)和畢業(yè)學(xué)生的反饋，及時修訂教學(xué)內(nèi)容，靈活處理教材知識點，滿足行業(yè)的需求。

2.構(gòu)建富有層次、內(nèi)容豐富的實踐教學(xué)體系

第一，基礎(chǔ)實驗。在學(xué)習(xí)相關(guān)內(nèi)容之前設(shè)置的“啟蒙作業(yè)”：通過實物和模型的動態(tài)展示，讓學(xué)生得到有關(guān)機(jī)械設(shè)計與創(chuàng)新的“啟蒙教育”。引導(dǎo)學(xué)生對機(jī)械的組成及運動有初步認(rèn)識，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

第二，測繪分析實驗?！皺C(jī)構(gòu)運動簡圖測繪實驗”常使用的測繪裝置涵蓋縫紉機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、牛頭刨床等，學(xué)生通過其中典型機(jī)構(gòu)的運動簡圖的測繪，可以全面地認(rèn)識機(jī)器及機(jī)構(gòu)組成，學(xué)會如何從實物抽象出機(jī)構(gòu)分析和設(shè)計的幾何模型――機(jī)構(gòu)運動簡圖，為今后研究和創(chuàng)新設(shè)計機(jī)構(gòu)奠定良好的基礎(chǔ);軸系結(jié)構(gòu)測繪、帶式運輸機(jī)測繪等對學(xué)生進(jìn)一步掌握機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計知識、了解結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則，并使學(xué)生具備了用基本實驗方法對機(jī)械結(jié)構(gòu)初步剖析的能力，從而對更好地從事實際的工程設(shè)計有很大的幫助。

第三，性能測試實驗。此類實驗是通過實驗裝置測定機(jī)械傳動的各項運動參數(shù)，使學(xué)生加深對常見機(jī)械傳動裝置傳動性能的認(rèn)識和理解，從而掌握機(jī)械傳動合理布置的基本要求和機(jī)械傳動方案設(shè)計的一般方法。

第四，精心設(shè)計拆裝實驗。一組以學(xué)生自我訓(xùn)練為主、培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才的實驗項目，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力。進(jìn)一步正確使用工具和量具分析構(gòu)件相對運動情形，繪出棘輪機(jī)構(gòu)簡圖等，使學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)問題并參與討論探求新知，實事求是解釋出各種問題。

第五，創(chuàng)意組合設(shè)計實驗。利用機(jī)構(gòu)運動創(chuàng)意組合測試分析實訓(xùn)臺等創(chuàng)新設(shè)計裝置，提供多種搭接與運動參數(shù)實訓(xùn)，學(xué)生可根據(jù)功能要求，自己進(jìn)行方案設(shè)計，利用所提供的資源進(jìn)行實訓(xùn)測試操作和數(shù)據(jù)圖形處理，培養(yǎng)學(xué)生的綜合設(shè)計能力、創(chuàng)新能力和工程實踐能力。裝置配備角度傳感器、線性位移傳感器，并可將數(shù)據(jù)通過采集器上傳到上位機(jī)軟件，實時繪制出性能參數(shù)曲線，使學(xué)生對常見機(jī)構(gòu)的組成及運動特點有更全面、更深入的了解，提高其機(jī)械設(shè)計與創(chuàng)新的能力。

第六，綜合性設(shè)計實驗。如帶式運輸機(jī)傳動裝置總體方案設(shè)計，使學(xué)生熟悉總體方案設(shè)計的過程，學(xué)會通過查閱大量的資料做好符合實際需求的設(shè)計，增強(qiáng)成就感，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，樹立學(xué)習(xí)自信心。

三 結(jié)束語

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1.1機(jī)械設(shè)計及其自動化的含義

機(jī)械設(shè)計及其自動化，應(yīng)分為設(shè)計和自動化兩個方面。機(jī)械設(shè)計是依據(jù)各種機(jī)械加工設(shè)備的構(gòu)造、工作原理、運行方法、力和能量的傳遞、不同零件的組成材料、形狀尺寸和方法等進(jìn)行思路構(gòu)建、分析和計算，并將這些結(jié)果轉(zhuǎn)化為人為進(jìn)行制造的具體的工作過程。機(jī)械設(shè)計作為機(jī)械產(chǎn)品加工生產(chǎn)的重要步驟，在工程設(shè)計中占據(jù)有重要地位。機(jī)械設(shè)計水平的高低不僅能代表科學(xué)技術(shù)發(fā)展的水平，而且還能決定轉(zhuǎn)化為實際的經(jīng)濟(jì)成果。機(jī)械設(shè)計發(fā)達(dá)的地區(qū)，其裝備制造業(yè)發(fā)展水平也相對較高。自動化技術(shù)是指能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械設(shè)計和制造過程的自動運行，自主調(diào)控。

1.2自動化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計中的應(yīng)用特征和原則。

自動化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計中的應(yīng)用是以控制理論作為理論基礎(chǔ)，將生產(chǎn)的工序和人工的指導(dǎo)作用進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，從而實現(xiàn)機(jī)械設(shè)計過程的自動化。具體而言，自動化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計中的特征和原則包含以下幾個方面：

（1）加大創(chuàng)新。

隨著科技水平的不斷提升，傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計方式在適應(yīng)當(dāng)前機(jī)械設(shè)計結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工作量大、誤差率小的要求下已經(jīng)出現(xiàn)明顯的弊端。當(dāng)前，智能化、自動化、規(guī)?；钦麄€機(jī)械設(shè)計領(lǐng)域的新要求，只有不斷創(chuàng)新，提高設(shè)計水平，才能滿足日益增長的新要求和新挑戰(zhàn)；

（2）利用各領(lǐng)域先進(jìn)成果。

機(jī)械設(shè)計及其自動化是多學(xué)科、多領(lǐng)域相關(guān)綜合下的產(chǎn)物，要想獲得新的突破和新的科技攻關(guān)，必須保持高度的相關(guān)學(xué)科前瞻性，將最新技術(shù)和理念融入到機(jī)械設(shè)計及其自動化當(dāng)中，如加強(qiáng)對電子學(xué)、計算機(jī)仿真技術(shù)、機(jī)械力學(xué)等學(xué)科新技術(shù)新發(fā)現(xiàn)的引入；

（3）提高管理水平。

機(jī)械設(shè)計及其自動化與傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計相比，所要求的管理水平有較大提升。以往的管理經(jīng)驗不再適用于當(dāng)前機(jī)械設(shè)計及自動化的要求，這就需要研發(fā)人員不斷提升自身管理水平，運用現(xiàn)代化管理模式和手段服務(wù)機(jī)械設(shè)計及自動化。同時，技術(shù)人員也要不斷提升自身技術(shù)水平和專業(yè)知識，與當(dāng)前技術(shù)發(fā)展趨勢保持一致，只有這樣才能順應(yīng)市場發(fā)展要求。

2機(jī)械設(shè)計及其自動化的發(fā)展方向

經(jīng)歷了從無到有，從模仿國外到自主研發(fā)，我國機(jī)械設(shè)計及其自動化取得了驕人的成績，這極大彌補(bǔ)了工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中機(jī)械設(shè)計自動化的空白。但與國外發(fā)達(dá)國家相比，我國機(jī)械設(shè)計及其自動化的發(fā)展還存在一定的差距，通過研究分析，筆者認(rèn)為應(yīng)從以下幾點著手，推動機(jī)械設(shè)計及其自動化的前進(jìn)。

2.1機(jī)電一體化

機(jī)械設(shè)計及其自動化只是機(jī)械設(shè)計領(lǐng)域中的一個重要組成部分，而機(jī)電一體化包含了機(jī)械、電子信息處理、動力、傳感檢測、執(zhí)行元件五大模塊，只有朝機(jī)電一體化方向發(fā)展，才可以具有更加廣闊的市場空間。

2.2智能化

自動化技術(shù)的基本要求之一就是智能化。所謂的智能化，是指在控制理論的基礎(chǔ)上，利用人工智能、計算機(jī)科學(xué)、心理學(xué)、模糊數(shù)學(xué)和運籌學(xué)等新思維、新措施，模擬人類的智能，使之具有邏輯判斷、推理、自主決策的能力，以達(dá)到更高的控制目標(biāo)。智能化的實現(xiàn)可以擺脫人力腦力勞動，大大降低工作強(qiáng)度及錯誤率。

2.3模塊化

由于機(jī)械設(shè)計的復(fù)雜和多樣，模塊化設(shè)計在整個機(jī)械設(shè)計及自動化方面發(fā)揮著重要作用。通過建立模塊化標(biāo)準(zhǔn)，可以實現(xiàn)在設(shè)計過程中多部件同時適用于同一模塊的效果。這不僅可以縮短機(jī)械設(shè)計的時間，而且可以大大降低設(shè)計成本，便于后期零配件的更替和維護(hù)。通過模塊化設(shè)計，機(jī)械制造企業(yè)可以在短時間內(nèi)實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，帶來巨大經(jīng)濟(jì)效益。

2.4網(wǎng)絡(luò)化

如今，網(wǎng)絡(luò)的使用在各行各業(yè)已非常普遍，通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的使用，我們可以隨時控制和操作機(jī)械設(shè)計自動化產(chǎn)品。以家庭為例，現(xiàn)在已經(jīng)實現(xiàn)了以手機(jī)為載體，通過遠(yuǎn)程控制實現(xiàn)家用電器的智能化操作，通過遠(yuǎn)程控制實現(xiàn)汽車的啟停，這些都是利用現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)的機(jī)械設(shè)計自動化產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)化，在為人們提供便利的同時，企業(yè)本身也獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

2.5微型化

微型化設(shè)計是要求機(jī)械設(shè)計產(chǎn)品在便攜性、體積、能耗、性能等方面做到統(tǒng)籌兼顧，不但要求體積小，能耗低，還需要兼?zhèn)涓咝阅艿奶卣?。微型化設(shè)計在醫(yī)學(xué)、軍事、電子等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。

2.6綠色化

工業(yè)水平的不斷提升在改善了人們生活水平的同時，也對環(huán)境造成了一定的影響。工業(yè)經(jīng)濟(jì)想要走可持續(xù)發(fā)展道路，必須要堅持綠色化發(fā)展方向。在機(jī)械設(shè)計及其自動化快速發(fā)展的今天，只有不斷降低對環(huán)境的污染，與環(huán)境和諧共生，才能持久長遠(yuǎn)發(fā)展下去。

3結(jié)語

篇7

摘 要：目前，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，我國的科技水平發(fā)生了日新月異的巨大變化，諸如核電、高鐵等相關(guān)機(jī)械設(shè)備已經(jīng)走出了國門，走向了世界，成為"中國制造"新的代表產(chǎn)品，這充分說明了我國綜合國力有了顯著增強(qiáng)，機(jī)械設(shè)備制造業(yè)水平已位居世界前列，成為我國具有國際競爭力的新行業(yè)。只有不斷更新技術(shù)、創(chuàng)新思維源源不斷地生產(chǎn)出新產(chǎn)品，使"中國制造"變?yōu)?中國智造"，才能使我國在世界之林永立于不敗之地，因此，加強(qiáng)機(jī)械設(shè)備設(shè)計研發(fā)具有舉足輕重的現(xiàn)實意義?；诖?，本文通過對機(jī)械設(shè)計研發(fā)的基本步驟和相關(guān)問題的論述，提出機(jī)械設(shè)計研發(fā)的綠色化概念，希望通過本文的闡述能為相關(guān)行業(yè)的發(fā)展起到一定的參考和借鑒作用。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計；機(jī)械研發(fā)；綠色機(jī)械

無論社會如何發(fā)展，科技如何進(jìn)步，追求質(zhì)量永遠(yuǎn)是各行業(yè)發(fā)展不變的主題。現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展和技術(shù)的飛速進(jìn)步給“機(jī)械質(zhì)量”提出了新的更高的要求，工業(yè)在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)著重要的地位，因此加強(qiáng)機(jī)械設(shè)計研發(fā)成為促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要手段。以下就機(jī)械設(shè)計研發(fā)概述、基本步驟和設(shè)計研發(fā)過程中存在的問題展開闡述，并在此基礎(chǔ)上提出綠色發(fā)展的概念。

一、機(jī)械設(shè)計研發(fā)概述

機(jī)械設(shè)計研發(fā)必須按照規(guī)定的工作流程進(jìn)行，是一項十分縝密的工作。科學(xué)合理是機(jī)械設(shè)計研發(fā)的基本要求。機(jī)械設(shè)計研發(fā)要與世界相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展同步，確保信息暢通，這樣才能使設(shè)計研發(fā)的產(chǎn)品滿足市場需求，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。

二、機(jī)械設(shè)計研發(fā)的基本步驟

一是申請：首先要有機(jī)械設(shè)計研發(fā)的需求，并由需求者提出設(shè)計申請。二是確認(rèn)需求：經(jīng)機(jī)械設(shè)備需求者提出申請之后，要經(jīng)過領(lǐng)導(dǎo)或者主管部門對申請進(jìn)行確認(rèn)并批準(zhǔn)。三是下達(dá)設(shè)計研發(fā)任務(wù)書：確認(rèn)機(jī)械設(shè)備需求之后，要把需求內(nèi)容按照具體要求細(xì)化成設(shè)計研發(fā)要求和內(nèi)容，對設(shè)計研發(fā)要求進(jìn)行明確，同時將任務(wù)書下達(dá)給相關(guān)承擔(dān)部門。四是成立設(shè)計研發(fā)工作組：相關(guān)部門接收任務(wù)之后，根據(jù)相關(guān)設(shè)計研發(fā)要求、內(nèi)容，組織相關(guān)專業(yè)人員組建設(shè)計研發(fā)項目組，明確責(zé)任。五是確定初步設(shè)計研發(fā)方案：設(shè)計研發(fā)項目組根據(jù)工作任務(wù)，開展設(shè)計研發(fā)方案討論，形成設(shè)計初步方案。如果是成套或者大型的機(jī)械設(shè)備，要先進(jìn)行關(guān)鍵功能部件或小樣機(jī)的設(shè)計方案。六是設(shè)計方案草圖：根據(jù)擬定的初步方案，組織相關(guān)人員設(shè)計草圖。七是對設(shè)計草圖方案進(jìn)行評審：草圖設(shè)計完成以后，項目組要組織有關(guān)人員開展對設(shè)計方案的評審，對草案的主要部分和關(guān)鍵環(huán)節(jié)開展深入研討，并提出相關(guān)的意見和建議，制作修改方案。八是修改方案、正式設(shè)計：借鑒相關(guān)的修改意見進(jìn)行修改之后，按照修改后的設(shè)計草案開展設(shè)計。九是審核、批準(zhǔn)圖紙：完成設(shè)計之后，組織有關(guān)人員審核，經(jīng)相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)批準(zhǔn)后制作正式圖紙。十是按照圖紙加工制造：設(shè)計出圖紙以后，制造加工之前，要針對圖紙的設(shè)計內(nèi)容與加工單位進(jìn)行深入溝通，就設(shè)計相關(guān)疑問進(jìn)行磋商，保證加工單位對設(shè)計要求充分領(lǐng)會和思路明確，以便開展施工。十一是對加工過程進(jìn)行跟蹤：交付圖紙進(jìn)行加工以后，加工單位要和設(shè)計人員經(jīng)常保持聯(lián)系，及時反映工作進(jìn)度和在加工過程中遇到的難題，設(shè)計人員除了要及時解決出現(xiàn)的問題之外，還要詳細(xì)記錄相關(guān)問題的內(nèi)容，以便日后參考和查閱。十二是驗收機(jī)械設(shè)備：在加工制造完成之后，設(shè)計人員要到加工單位對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行驗收，通過機(jī)械設(shè)備連續(xù)運行，觀察機(jī)械設(shè)備的可靠性和相關(guān)要求是否達(dá)標(biāo)，如果發(fā)現(xiàn)存在問題要及時提出，讓加工單位立即糾正。在通過驗收之后，才能允許發(fā)貨，這樣能有效避免機(jī)械設(shè)備運到安裝地點后發(fā)現(xiàn)問題不容易處理的問題。十三是設(shè)備的安裝和調(diào)試：機(jī)械設(shè)備運到安裝地點之后，設(shè)計人員要全過程參與對機(jī)械設(shè)備的安裝、調(diào)控，并提供實地技術(shù)指導(dǎo)。這對提高設(shè)計人員的設(shè)計水平有著非常重要的現(xiàn)實意義。例如，對于機(jī)械液壓系統(tǒng)的調(diào)試，應(yīng)當(dāng)調(diào)試的內(nèi)容包括液壓系統(tǒng)的參數(shù)（如速度、力、行程等），系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，可調(diào)元件的可靠程度等。各項操作機(jī)構(gòu)的靈敏性等。測試步驟包括泵站調(diào)試、系統(tǒng)壓力調(diào)試、系統(tǒng)流量調(diào)試等。十四是試產(chǎn)運行：機(jī)械設(shè)備經(jīng)過安裝調(diào)試之后，生產(chǎn)管理人員和設(shè)計人員要共同參與組織對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行試生產(chǎn)，同時對試用效果進(jìn)行鑒定和評價。十五是正式交付使用：機(jī)械設(shè)備試產(chǎn)通過之后，由設(shè)計人員對機(jī)械設(shè)備的操作、維護(hù)、工藝等相關(guān)資料和圖紙交給機(jī)械設(shè)備使用單位，并開展對機(jī)械設(shè)備相關(guān)操作、使用方面的技能培訓(xùn)，在完成上述工作之后，才可以將機(jī)械設(shè)備正式投入交付使用。

三、機(jī)械設(shè)計研發(fā)中的幾個問題

1.研制階段的問題

研制階段對于機(jī)械設(shè)計研發(fā)具有非常重要的意義，是設(shè)計方案得以實現(xiàn)的基礎(chǔ)階段，對機(jī)械設(shè)備質(zhì)量的高低起到了至關(guān)重要的作用，直接影響到設(shè)計方案的預(yù)期效果，決定機(jī)械設(shè)備能否正常交付使用。在這個階段，制造加工單位要嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙的相關(guān)要求進(jìn)行操作，同時還要加強(qiáng)與設(shè)計人員之間的溝通和交流。機(jī)械設(shè)計人員也要積極主動地經(jīng)常過問制造加工過程中的相關(guān)情況，經(jīng)常和加工制造單位就機(jī)械圖紙相關(guān)設(shè)計進(jìn)行深入探討，合理改進(jìn)安排加工工藝。同時，設(shè)計人員要認(rèn)真聽取制造工人和現(xiàn)場技術(shù)人員提出的改進(jìn)建議和意見，對加工精度、零件結(jié)構(gòu)等相關(guān)事項開展及時調(diào)整。不能認(rèn)為制造加工過程只是加工單位的事，與設(shè)計人員沒有關(guān)系。機(jī)械設(shè)備設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)清醒地認(rèn)識到，在加工手段、制造能力和加工工藝方面，制造單位提出的一些建議和意見是非常有價值的，甚至?xí)鸬經(jīng)Q定性的作用，他們最具有發(fā)言權(quán)。

2.安裝調(diào)試中的問題

在安裝調(diào)試階段，設(shè)計人員必須要對調(diào)試過程進(jìn)行監(jiān)控和技術(shù)指導(dǎo)，及時處理各種技術(shù)問題。設(shè)計人員在調(diào)試過程中能夠獲得第一手資料，哪些地方還存在什么問題，哪些地方需要進(jìn)一步的改進(jìn)，在調(diào)試過程中都可以找到答案。在安裝調(diào)試完成后，要進(jìn)行設(shè)備的試產(chǎn)鑒定，確定設(shè)備達(dá)到使用要求后，設(shè)計人員要組織開展對設(shè)備操作、使用、維護(hù)工作的培訓(xùn)，并將相關(guān)資料交給使用單位。同時要注意知識產(chǎn)權(quán)的保護(hù)工作。

四、機(jī)械設(shè)計研發(fā)的綠色化趨勢

機(jī)械設(shè)備在運行過程中，會產(chǎn)生廢氣、噪聲、熱輻射等現(xiàn)象，造成對環(huán)境的污染，設(shè)備腐蝕和磨損，增加設(shè)備故障率，導(dǎo)致停產(chǎn)和事故發(fā)生。因此，在機(jī)械設(shè)計研發(fā)過程中要引入“綠色環(huán)?！崩砟睿D(zhuǎn)變傳統(tǒng)制造模式，推行綠色制造技術(shù)，減少對環(huán)境的污染，走可持續(xù)發(fā)展道路。綠色設(shè)計主要是指在產(chǎn)品的設(shè)計過程中，要充分減少對環(huán)境的影響和資源的消耗，在考慮到產(chǎn)品質(zhì)量、功能、成本和開發(fā)周期的同時，對各相關(guān)因素不斷進(jìn)行優(yōu)化，實現(xiàn)產(chǎn)品資源消耗的最小，制造過程對環(huán)境影響的最少。近年來，隨著科技的發(fā)展，新技術(shù)、新材料、新能源不斷涌現(xiàn)，這也為綠色設(shè)計提供了有利條件，開辟了廣闊的發(fā)展前景。

結(jié)語

總而言之，在開發(fā)新產(chǎn)品的過程中，機(jī)械設(shè)計研發(fā)起著非常重要的作用，目前，機(jī)械設(shè)備正在向著精密化、高效化、集成化、智能化、數(shù)字化的方向發(fā)展，我們要不斷提高機(jī)械設(shè)計研發(fā)質(zhì)量，將我國的機(jī)械設(shè)備不斷推出國門，推向世界！

參考文獻(xiàn)：

篇8

    一、機(jī)械類專業(yè)實驗室的創(chuàng)新背景及現(xiàn)狀

    1、實驗設(shè)備仍比較短缺,缺乏全面系統(tǒng)的實驗訓(xùn)練就滿足實驗的教學(xué)需要來說,目前眾多的實驗室與國內(nèi)一流水平高校的差距仍將長期存在。實驗設(shè)備的局限性導(dǎo)致動手訓(xùn)練的機(jī)會不夠充分。許多的實驗都純粹以教學(xué)教材涉及的理論和知識中的基本要求來配置,此類實驗皆屬于驗證性的實驗。對學(xué)習(xí)者的分析思考、發(fā)散思維沒有直接性的啟發(fā)。傳統(tǒng)的實驗室不利于學(xué)習(xí)者創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)。

    2、過分強(qiáng)調(diào)理論知識,實驗效率低下許多時候過于強(qiáng)調(diào)課本上的理論知識,忽視了實驗室的工作效率。例如,在溫度傳感器的實驗中,用萬用表測出的數(shù)據(jù)以手工做出記錄,組織和效率明顯不高,因此沒有達(dá)到現(xiàn)代數(shù)字化處理模式的要求和水平。檢測技術(shù)、單片機(jī)等的實驗室應(yīng)相應(yīng)地進(jìn)行創(chuàng)新探索。

    3、實驗種類單一,缺少綜合型的知識實踐目前中多的實驗室中,雖然有一定數(shù)量的配套實驗設(shè)備,但設(shè)備的配套上仍存在一定的局限性,導(dǎo)致實驗的內(nèi)容、種類單一,不利于靈活地應(yīng)用機(jī)械設(shè)計的知識與要求,也不能有效率地綜合運用知識。在沖擊相關(guān)試驗中,缺乏相應(yīng)接口,不能與單片機(jī)實現(xiàn)相連。二、實驗室創(chuàng)新的預(yù)期目標(biāo)機(jī)械類專業(yè)之實驗室創(chuàng)新應(yīng)針對以上的背景現(xiàn)狀,通過有針對性的創(chuàng)新建設(shè),力求較大限度地克服機(jī)械類專業(yè)實驗室中原有的缺點,使實驗室的實驗實踐與課本上的理論知識實現(xiàn)真正的結(jié)合從而激發(fā)出對機(jī)械知識學(xué)習(xí)的熱情,從被動的實驗和學(xué)習(xí)模式轉(zhuǎn)為積極主動善于創(chuàng)新的新型學(xué)習(xí)實踐模式。從實驗室的操作環(huán)節(jié)入手,在掌握經(jīng)典理論基礎(chǔ)上,促進(jìn)實踐性知識的應(yīng)用,展示出最新的設(shè)計方法,實現(xiàn)分析、綜合、轉(zhuǎn)換的數(shù)學(xué)模型和程序。與此同時,使機(jī)械原理及機(jī)械設(shè)計上的實驗進(jìn)行大膽的改革創(chuàng)新,使實驗室變成受學(xué)習(xí)者歡迎的實踐型基地。以實驗室的改革創(chuàng)新為橋梁和紐帶,幫助學(xué)習(xí)者提高實踐動手能力,助其分析和思考問題。

    三、建設(shè)創(chuàng)新型的機(jī)械類專業(yè)實驗室之重點實驗項目

    在合理利用實驗室的硬件資源的基礎(chǔ)上,充分地與機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)相結(jié)合,完成學(xué)習(xí)者運用獨立自主創(chuàng)新思維和設(shè)計的過程,從而構(gòu)思機(jī)械設(shè)計的傳動構(gòu)思,到完成成套的設(shè)計圖紙,最后實現(xiàn)簡單機(jī)械模型的制造和加工。

    1、實現(xiàn)運動方案的組合創(chuàng)新實驗在此類實驗中,采用獲得國家的專利產(chǎn)品:創(chuàng)新機(jī)構(gòu)組合試驗臺2套,其中含有機(jī)構(gòu)形式的高副桿組和低副桿組,另外還包括組成以上桿組的各種構(gòu)件和機(jī)架等組件。這些設(shè)置既能夠靈活方便地使曲柄滑塊機(jī)構(gòu)與連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)以及間歇運動機(jī)構(gòu)相拼接,還能使鏈傳動、帶傳動和渦輪蝸桿等的傳動形成平面與空間有機(jī)交叉組合的機(jī)械傳動系統(tǒng)和組合機(jī)構(gòu),最后與出輪齒條傳動相結(jié)合,并通過帶傳動和連接電機(jī)令拼接的機(jī)構(gòu)有效地進(jìn)行運動。通過以上的創(chuàng)新實驗,能使學(xué)習(xí)者對機(jī)構(gòu)組成這一部分知識內(nèi)容在理解的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)與識記,通過實驗培養(yǎng)其工程實訓(xùn)的動手能力,對日后的實際生產(chǎn)和運作也有指導(dǎo)作用。機(jī)構(gòu)運動實驗的創(chuàng)新體現(xiàn)了設(shè)計思維和綜合實踐設(shè)計能力的提升,按以上的操作要求進(jìn)行拼接實驗,并觀察其運動情況,能及時準(zhǔn)確地檢驗出機(jī)構(gòu)運動方案的科學(xué)性與可行性。

    2、對平面機(jī)構(gòu)的創(chuàng)意組合和可視化分析的實驗在平面機(jī)構(gòu)的創(chuàng)意組合與可視化分析實驗中,配備電腦4臺,實驗臺8套,機(jī)構(gòu)模型8套。利用設(shè)計和并接能夠使機(jī)構(gòu)傳感之系統(tǒng)實現(xiàn)種類不盡相同的運動要求。與此同時,實驗臺的創(chuàng)新之處在于,在主要的構(gòu)件中設(shè)置出安裝傳感器的具置,并且添加了數(shù)據(jù)處理軟件和檢測系統(tǒng)之類的配置。通過數(shù)據(jù)處理軟件與檢測系統(tǒng),能夠看到運動參數(shù)變化的系列曲線,從而了解和探索不同類別的機(jī)構(gòu)運動的特定條件下的運動規(guī)律。利用速度、位移和加速度等的要素進(jìn)行分析,研究運動構(gòu)件的特點。最后,實驗室中的其他設(shè)備也應(yīng)同時跟上更新的步伐,因此要求能進(jìn)行機(jī)構(gòu)模型拆裝、機(jī)械原理的課程設(shè)計、計算機(jī)的輔助設(shè)計和機(jī)械設(shè)計課程的設(shè)計等,是實驗室真正成為搞實驗和研究的重要陣地。對于參數(shù)化設(shè)計、仿真設(shè)計、工程圖生成、基于特征之實體造型、工程數(shù)據(jù)與文件管理、裝配造型等也可在實驗室中進(jìn)行。這樣的實驗室創(chuàng)新設(shè)置能進(jìn)一步提高對計算機(jī)的輔助設(shè)計能力和實際應(yīng)用能力,對實際的工作生產(chǎn)具有很大的幫助。

    3、機(jī)械設(shè)計創(chuàng)新陳列實驗展示在這個實驗當(dāng)中,主要展示的是近幾年公開展示過的機(jī)械原理和設(shè)計、機(jī)械設(shè)計和創(chuàng)新等方面知識的國家和區(qū)域地優(yōu)秀例子。另外還有以國外先進(jìn)企業(yè)和高校的優(yōu)秀展示為主要設(shè)計依據(jù)的陳列專柜,其目的在于突出地展示出不同產(chǎn)品的創(chuàng)新創(chuàng)造工藝、原理方案、機(jī)構(gòu)創(chuàng)新、組合結(jié)構(gòu)方案創(chuàng)新與外觀的設(shè)計創(chuàng)新,以上的創(chuàng)新展示均采集了各種各樣思考獨到和設(shè)計特別的機(jī)電類模型與產(chǎn)品,在對應(yīng)的文字和圖片示例資料的配套下,能對機(jī)械類板塊創(chuàng)新設(shè)計的主要原理和基本方法進(jìn)行形象生動的介紹。這樣的示例實驗?zāi)軐?chuàng)造思維有一定的啟發(fā)意義,也對機(jī)械創(chuàng)新的能力和創(chuàng)造意識有提高作用[2]。

    4、軸系結(jié)構(gòu)的設(shè)計實驗實驗室配置了具有創(chuàng)意組合形式的軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計的試驗箱,這樣能比較完整系統(tǒng)地概括總結(jié)出軸系方面的知識結(jié)構(gòu),一套實驗箱里一般含有8類40種168個零件。如果能達(dá)到以上標(biāo)準(zhǔn),那么實驗室就能在國內(nèi)同類產(chǎn)品的配置中達(dá)到前列的地位,因為其產(chǎn)品的種類比較齊全,數(shù)量也非常豐富,覆蓋的知識內(nèi)容也十分廣泛。這樣能自由地組合出30種或以上的軸系結(jié)構(gòu)參考。此實驗?zāi)芙鉀Q諸如,在軸上,回轉(zhuǎn)零件中的軸向和軸向固定,受傷的零件裝拆和軸承里軸向位置的固定等問題,是機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計中的打基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。

    5、常用構(gòu)建制作的加工實驗在設(shè)計好的創(chuàng)新方案中,需要利用設(shè)計圖紙來加工對應(yīng)的機(jī)械零件。關(guān)于加工機(jī)方面,選擇一些知名的加工機(jī)品牌,能實現(xiàn)組合式、多功能的加工要求,同時具備耐用安全等特點,能組合為鉆床、磨床、金屬車床,特別是采用數(shù)控機(jī)床?？筛鶕?jù)用戶的具體要求來配合使用。

篇9

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計制造；自動化；發(fā)展方向

機(jī)械設(shè)計制造一般指的就是通過分析機(jī)械原理、結(jié)構(gòu)、零件尺寸等，得出計算結(jié)果，并將其轉(zhuǎn)化為較為具體的描述，指導(dǎo)產(chǎn)品制作[1]。結(jié)合近年來機(jī)械設(shè)計制造迅速發(fā)展的形勢來看，其發(fā)展的主要推動力在于系統(tǒng)科學(xué)以及信息技術(shù)的進(jìn)步。在當(dāng)前機(jī)械設(shè)計制造水準(zhǔn)不斷提高、理論持續(xù)擴(kuò)展的基礎(chǔ)上，機(jī)械制造更關(guān)注新技術(shù)和新設(shè)備的開發(fā)，自動化是其未來發(fā)展的總趨勢。

1機(jī)械設(shè)計制造及自動化發(fā)展原則

1.1采用新技術(shù)，不斷創(chuàng)新

一般來講，不同產(chǎn)品的性能和系統(tǒng)是不一樣的，因此，在產(chǎn)品開發(fā)出來之后，將不同種類分別投入市場，觀察市場的接納情況和消費者的反應(yīng)，若效果良好，說明此項產(chǎn)品值得繼續(xù)研究和大力推廣。對于受到大眾青睞的產(chǎn)品，應(yīng)對其受歡迎的原因進(jìn)行全面分析，并積極應(yīng)用新技術(shù)持續(xù)開發(fā)，同時，還要將原料都處理好，以便提高產(chǎn)品質(zhì)量。對于機(jī)械設(shè)備來講，技術(shù)含量與功能是成正比的，因此，技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用是改善產(chǎn)品性能的主要途徑之一。自動化系統(tǒng)具有多種功能，不僅可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，還能夠指定機(jī)械產(chǎn)品的功能。

1.2以功能要求為導(dǎo)向

產(chǎn)品性能不同，其制造設(shè)備通常也不一樣[2]。結(jié)合當(dāng)前的市場行情來講，一般用戶對于機(jī)械產(chǎn)品的需求數(shù)量都比較小，所以，批量小是機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)的基本特征。功能差異是不同產(chǎn)品之間必然存在的，其對設(shè)備的功能形成了挑戰(zhàn)。所以，機(jī)械設(shè)計制造及自動化發(fā)展必須以設(shè)備為基礎(chǔ)?，F(xiàn)代化技術(shù)在機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用，提高了機(jī)械的靈活性和使用效率[3]。產(chǎn)品需要經(jīng)過設(shè)計和制造的過程，在這個過程中，需將內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效結(jié)合，才能使產(chǎn)品盡可能的滿足使用要求。

2自動化系統(tǒng)優(yōu)勢分析

2.1高效

自動化技術(shù)在生產(chǎn)過程中的應(yīng)用，使得失誤和錯誤的發(fā)生率大為降低，控制變得更加容易和簡單。自動化系統(tǒng)能夠顯著提高生產(chǎn)效率，對于錯誤根源也可以及時發(fā)現(xiàn)，有助于實現(xiàn)有效的控制。自動化控制系統(tǒng)能夠保障設(shè)備遵循設(shè)計流程運作，同時，模擬仿真技術(shù)的應(yīng)用，使得生產(chǎn)環(huán)節(jié)和流程得到優(yōu)化。機(jī)械自動化的優(yōu)勢在于其在保障操作實現(xiàn)自動化的同時，還可以確保產(chǎn)品質(zhì)量滿足規(guī)定要求。另外，在生產(chǎn)過程中應(yīng)用的計算機(jī)技術(shù)，可以實現(xiàn)編程修改，有助于開發(fā)和生產(chǎn)多樣產(chǎn)品。所以，借助自動化技術(shù)，產(chǎn)品更新周期會更短。機(jī)械設(shè)計制造及其自動化如圖1所示。

2.2便捷

信息技術(shù)在自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用，使得在生產(chǎn)過程中能夠依據(jù)需要對設(shè)備進(jìn)行調(diào)試，確保最終產(chǎn)品可以很好的滿足現(xiàn)實需求。同時，這樣的調(diào)控?zé)o需拆除部件，只需輸入控制系統(tǒng)即可實現(xiàn)，非常便利。存儲能力是自動化產(chǎn)品的基本能力，將型號存入設(shè)備，使用時將執(zhí)行程度調(diào)出，能夠確保自動化生產(chǎn)的正常進(jìn)行。檢測技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)自動化的事故修復(fù)，穩(wěn)定性得到了保障。另外，電子技術(shù)的應(yīng)用，使得多數(shù)機(jī)械的開關(guān)數(shù)量大為減少，操作更為方便。由于工作內(nèi)容是提前預(yù)定的，所以，系統(tǒng)可以實現(xiàn)自動的轉(zhuǎn)換、循環(huán)，還可以根據(jù)控制對象，對產(chǎn)品進(jìn)行自動調(diào)整。

2.3安全

自動化系統(tǒng)在保障設(shè)備安全、穩(wěn)定方面，具有十分顯著的優(yōu)勢。對于生產(chǎn)設(shè)備來講，安全是必須要考慮的因素，因此，應(yīng)盡量排除生產(chǎn)過程中的隱患。自動化系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)危險情況預(yù)防控制，對于安全生產(chǎn)意義重大[4]。由于各個環(huán)節(jié)都設(shè)置了相應(yīng)的監(jiān)控設(shè)施，所以，對于設(shè)備生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的故障和意外，系統(tǒng)能夠進(jìn)行自動的診斷并及時發(fā)出警報。在設(shè)備使用的過程中，一旦發(fā)生短路或者過壓等問題，系統(tǒng)能夠在切斷電路的同時，實現(xiàn)工作模式的調(diào)整，對于降低事故危害、保障設(shè)備正常運轉(zhuǎn)的積極作用十分明顯。自動化設(shè)備中包含了大量的電子元件，這些元件可以對部分可動構(gòu)件起到替代作用，降低了出現(xiàn)事故的幾率，生產(chǎn)過程中的安全隱患大為降低，安全生產(chǎn)有了可靠保障。

3機(jī)械設(shè)計制造自動化發(fā)展方向的探討

3.1綠色化、生態(tài)化

隨著環(huán)境條件的改變，當(dāng)前的人們對于環(huán)境保護(hù)的重要性有了新的認(rèn)識，環(huán)境影響經(jīng)濟(jì)已經(jīng)是大眾的普遍認(rèn)知。在這樣的背景下，人們對于生態(tài)、綠色、節(jié)能、環(huán)保等新興理念極為關(guān)注，機(jī)械制造也受到了一定的影響。綠色設(shè)計在機(jī)械設(shè)計制造中主要體現(xiàn)在盡可能的利用資源獲取綠色產(chǎn)品設(shè)計。因此，新時期的機(jī)械設(shè)計制造，除了要保障產(chǎn)品的功能與成本之外，還要使其符合環(huán)保的基本要求，重視其環(huán)境屬性。一般意義上的綠色產(chǎn)品，指的就是既能夠滿足性能要求，也符合低損害要求的產(chǎn)品?？沙掷m(xù)發(fā)展觀要求經(jīng)濟(jì)發(fā)展走生態(tài)之路，因此，機(jī)械設(shè)計制造中也要對生態(tài)化、綠色化給予重視。從另一方面來講，機(jī)械設(shè)計制造的生態(tài)化不僅可以起到節(jié)能環(huán)保的作用，還可以在一定程度上提升產(chǎn)品的市場競爭力。

3.2系統(tǒng)化

對于當(dāng)前的機(jī)械設(shè)計制造來說，其中的邏輯性更高。將產(chǎn)品視作一個完整的整體，并利用計算機(jī)技術(shù)，能夠協(xié)調(diào)人與自然界的關(guān)系。系統(tǒng)化指的是把系統(tǒng)細(xì)化為子系統(tǒng)，并積極應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)與方法，協(xié)調(diào)各個子系統(tǒng)，以促進(jìn)系統(tǒng)化的順利實現(xiàn)。傳統(tǒng)設(shè)計模式下，采取的是靜態(tài)分析，依據(jù)主要是經(jīng)驗，動態(tài)化與定量設(shè)計均無法使用，與當(dāng)今的要求存在一定的距離。功能設(shè)計一般在隨機(jī)動態(tài)下進(jìn)行，因此，定量化、系統(tǒng)化將是機(jī)械設(shè)計制造未來的發(fā)展趨勢之一。

3.3智能化

計算機(jī)技術(shù)對時代的影響力毋庸置疑，其推動了各項技術(shù)的革新。CAD技術(shù)以計算機(jī)應(yīng)用為基礎(chǔ)，推動了設(shè)計工作水平和效率的顯著提升。在未來的發(fā)展中，人工智能與CAD技術(shù)將會實現(xiàn)更為高效的結(jié)合，將會大大提升CAD系統(tǒng)的創(chuàng)造力，設(shè)計的智能化程度也會更高。另外，得益于現(xiàn)代機(jī)械在集成性以及智能性方面的優(yōu)勢，CAD技術(shù)與人工智能等現(xiàn)代技術(shù)的結(jié)合，將使得計算機(jī)的功能更為“強(qiáng)大”。以其為基礎(chǔ)建設(shè)的整體模型，能夠描述產(chǎn)品工況，再加上智能化處理，產(chǎn)品設(shè)計將會得到更好的優(yōu)化。3.4微型化與模塊化自動化產(chǎn)品具有體積小、使用靈活的顯著特征，備受用戶青睞，在市場中處于非常重要的地位。這些產(chǎn)品被稱為微電子機(jī)械，其發(fā)展方向是微米級、納米級。所以，伴隨著相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步，自動化產(chǎn)品將朝著微型化的方向發(fā)展。自動化機(jī)械種類繁雜，開發(fā)過程中的需求也各不相同，但共同點是均需要利用標(biāo)準(zhǔn)單元。就當(dāng)前來講，由于生產(chǎn)高效的引導(dǎo)作用，產(chǎn)品單元正在朝著模塊化的方向快速發(fā)展。

4結(jié)束語

在機(jī)械設(shè)計制造發(fā)展的過程中，需要不斷總結(jié)經(jīng)驗、加強(qiáng)改進(jìn)。在改進(jìn)的過程中，新技術(shù)的應(yīng)用是一個十分重要的方面。產(chǎn)品制造需要兼顧成本和效率，因此，自動化技術(shù)的應(yīng)用是機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢。自動化系統(tǒng)具有高效、便捷、安全等明顯優(yōu)勢，在推動機(jī)械制造發(fā)展方面功不可沒。

作者:劉春朝 單位:中鐵電氣化局集團(tuán)有限公司

參考文獻(xiàn)

[1]柳景亮.現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計理論與方法最新進(jìn)展[J].河北農(nóng)機(jī)，2015（7）：53~54.

[2]趙文增.機(jī)械設(shè)計加工中應(yīng)注意的問題及對策探討[J].科技致富向?qū)В?015（17）：232.

篇10

關(guān)鍵詞:機(jī)械設(shè)計；自由度；機(jī)械

中圖分類號：TU85文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

科學(xué)技術(shù)的進(jìn)行帶動了各行各業(yè)，創(chuàng)新技術(shù)在機(jī)械行業(yè)方面的應(yīng)用尤為突出，比如機(jī)器人技術(shù)的上市，整個社會發(fā)生了翻天履地的變化，其在工業(yè)、軍事、日常生活中的積極意義值得肯定。對于機(jī)械行業(yè)來講，像機(jī)械手可以模仿人手臂

動作功能進(jìn)行工作，在一定的技術(shù)力量支持之下，機(jī)械手能夠按照固定程序進(jìn)行抓取、搬運、自動操作相應(yīng)工具等，從而代替了一部分人工繁重的、危險的勞動程序，真正意義上實現(xiàn)了工業(yè)的機(jī)械化和自動化，機(jī)械手也算是機(jī)器人系統(tǒng)中的重要組成部分。目前，盡管在理念研究方面，國內(nèi)外學(xué)者都做出了許多努力，不斷構(gòu)建六自由度機(jī)械手運動學(xué)模型，但是復(fù)雜環(huán)境中工作中仍然面臨難題，像排爆機(jī)械手在工作時，難以提前預(yù)知抓取物體的具置，導(dǎo)致抓取物體的速度緩慢，甚至不準(zhǔn)確。因此，必須對此類機(jī)械手運動軌跡進(jìn)行控制，探討機(jī)械設(shè)計中運動機(jī)構(gòu)自由度的控制問題將是當(dāng)前機(jī)械行業(yè)研究的難點和重點。

一、機(jī)械設(shè)計概述

機(jī)械行業(yè)不同于其他行業(yè)，它有自身獨特的一面，主要對機(jī)械設(shè)計領(lǐng)域的內(nèi)容要求極高，在各種各樣有所限定的條件下，機(jī)械行業(yè)力求設(shè)計出最理想的機(jī)械，比如：材料加工能力方面的相關(guān)知識，不同材料尺寸的相關(guān)計算手段等等。換句話說，只要從事機(jī)械設(shè)計，不管是在哪種類別的機(jī)械行業(yè)，大家都有一個共同的目標(biāo)，就是要充分發(fā)揮自己的想象力將機(jī)械設(shè)計工作做得精通，直至天衣無縫，所以，在實際工作中，一定要綜合考慮機(jī)械行業(yè)中存在的各種技術(shù)要求。通常來說，最優(yōu)化的設(shè)計占有絕對優(yōu)勢，它大大滿足了最好的工作性能、最低成本、最小尺寸，以及最低消耗、最少污染等方面的基本要求，細(xì)細(xì)觀察這些要求，似乎互相矛盾，但是它們之間的關(guān)聯(lián)密不可分，而且在機(jī)械設(shè)計的整個環(huán)節(jié)上占有著舉足輕重的地位。另外，每種要求都有其重要的一面，都會根據(jù)機(jī)械種類和用途的不同而存在差異。當(dāng)然，作為一名優(yōu)秀的機(jī)械設(shè)計人員，無論在哪種機(jī)械行業(yè)中，他們必須明確自己的主要任務(wù)，必須進(jìn)行具體問題具體分析，以各種各樣的復(fù)雜情況為依據(jù)，盡量堅持“縱覽全局、統(tǒng)籌兼顧”的原則，工作時要權(quán)衡輕重，確保機(jī)械設(shè)計內(nèi)容具有綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，并且使之達(dá)到最大化。

二、機(jī)械行業(yè)中的自由度及其計算

2.1關(guān)于機(jī)構(gòu)自由度

機(jī)構(gòu)自由度，指的是依據(jù)機(jī)械學(xué)原理，確定機(jī)構(gòu)具體的運動時，有必要為之提供獨立運動參數(shù)的數(shù)目，也就是說，給定機(jī)械獨立的廣義坐標(biāo)數(shù)目，可以確定使機(jī)構(gòu)的確切位置。其中，給定的數(shù)目表示：如果一個構(gòu)件組合體自由度F>0時，則它就是一個機(jī)構(gòu)，同時表明各個構(gòu)件之間可以有的相對運動；如果一個構(gòu)件組合體自由度F=0，則它就是一個結(jié)構(gòu)，同時表明它已退化為一個構(gòu)件。此外，機(jī)構(gòu)自由度還可以細(xì)分，主要包括平面機(jī)構(gòu)自由度和空間機(jī)構(gòu)自由度。

2.1.1平面機(jī)構(gòu)自由度

所謂平面機(jī)構(gòu)的自由度，指的是一個剛體桿件可以由平面上任意一點A 的坐標(biāo)（X，Y），以及通過 A點的垂線 AB與橫坐標(biāo)軸的夾角這三個個參數(shù)來決定，即它的桿件擁有3個自由度。

2.1.2空間機(jī)構(gòu)自由度

所謂空間機(jī)構(gòu)的自由度，指的是一個剛體桿件完全不受空間約束，而且在三個正交方向上可以平行移動，甚至可以在三個正交方向上以軸為中心而進(jìn)行轉(zhuǎn)動，即它的桿件就擁有6個自由度。

由此可見，在平面上，桿件只存在3個自由度，一個自由度表現(xiàn)為面的旋轉(zhuǎn)，另兩個自由度表現(xiàn)為前后、左右2個角度進(jìn)行移動；在立體空間中存在6個自由度，三個自由度表現(xiàn)為前后、上下、左右三個角度進(jìn)行移動，另三個自由度表現(xiàn)為前后、上下、左右三個面進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。簡言之，就是沿著三個坐標(biāo)軸移動，以及繞三個坐標(biāo)軸轉(zhuǎn)動，構(gòu)建相對的獨立運動參數(shù)數(shù)目稱作構(gòu)件自由度。

2.2自由度的計算法

一般來說，對于自由度進(jìn)行計算，主要表現(xiàn)為：一旦增加約束時，自由度就會減少，而且機(jī)構(gòu)自由度等于組合而成的桿件自由度之和減掉運動副的約束。

三、平面機(jī)構(gòu)自由度的分析

3.1分析構(gòu)件的自由度

在平面機(jī)構(gòu)運動過程中，作為一個單元體，構(gòu)件屬于組成機(jī)械設(shè)計中運動機(jī)構(gòu)自由度的控制。作為機(jī)構(gòu)的基本要素之一，構(gòu)件自由度是構(gòu)件在機(jī)械運動過程中可能會發(fā)生的一項獨立運動。與此同時，對于任意一個構(gòu)件來說，它在空間進(jìn)行自由運動時，都會存在6個自由度，它具體地表現(xiàn)為：在直角坐標(biāo)系內(nèi)，沿著三個坐標(biāo)軸進(jìn)行移動，或者繞三個坐標(biāo)軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動;對于一個在平面上進(jìn)行運動的構(gòu)件來說，僅有3個自由度，即構(gòu)件AB在XOY平面內(nèi),不但可以在任一點M處 繞著Z軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動，而且還可以沿著X軸、Y軸方向進(jìn)行移動。

3.2分析平面機(jī)構(gòu)的自由度

在平面機(jī)構(gòu)中，每個平面都有低副，即轉(zhuǎn)動副和移動副，并且都需要引入2個約束數(shù)，使構(gòu)件同時失去2個自由度，然后只保留其中1個自由度；每個平面都有高副，即齒輪副和凸輪副，并且都需要引入的約束數(shù)為1個，讓構(gòu)件失去1個自由度，只留下2個自由度。不難發(fā)現(xiàn)，在某個平面機(jī)構(gòu)中，假如含有N個可動構(gòu)件，即機(jī)架僅作為參考坐標(biāo)，相對進(jìn)行固定，未用運動副聯(lián)接前，這些可以運動的構(gòu)件自由度總數(shù)應(yīng)當(dāng)是3N；當(dāng)各個構(gòu)件用運動副連接后，運動副引入約束而減少構(gòu)件自由度；如果機(jī)構(gòu)中存在PL個低副PH個高副，那么所有運動副引入約束數(shù)可以表示為2PL加上PH。因此，自由度的計算公式也可以表現(xiàn)為：可移動構(gòu)件自由度的總數(shù)減去所引入約束的總數(shù)來計算平面機(jī)構(gòu)。

四、關(guān)于六自由度機(jī)械手復(fù)雜運動的控制

為了探討機(jī)械設(shè)計中運動機(jī)構(gòu)自由度的控制，本文主要針對六自由度機(jī)械手復(fù)雜運動的控制進(jìn)行分析，為了挖掘其內(nèi)在規(guī)律和有效對策。大體地說，在實際應(yīng)用過程中，如果六自由度機(jī)械手的某些關(guān)節(jié)發(fā)生故障，機(jī)械系統(tǒng)將會鎖定該關(guān)節(jié)在當(dāng)前角度，直接導(dǎo)致六自由度機(jī)械手無法順利工作，嚴(yán)重阻礙了六自由度機(jī)械手作用的正常發(fā)揮，往往呈現(xiàn)五自由度機(jī)械手，即欠自由度機(jī)械手等不良現(xiàn)象。

毫無疑問，針對欠自由度機(jī)械手問題來說，有效的運動控制和軌跡規(guī)劃尤為重要，只有這樣，才能保證其完成預(yù)期任務(wù)。比如：在航空航天工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)，要是某航天飛行器所載的六自由度機(jī)械手的一個關(guān)節(jié)發(fā)生故障，從而變?yōu)榍纷杂啥葯C(jī)械手，極易導(dǎo)致此機(jī)械手無法再正常工作，即影響飛行任務(wù)，這種現(xiàn)象在其它方面亦如此。

此外，在工作空間中，欠自由度機(jī)械手只能達(dá)到全部或部分定位，而對于軌跡規(guī)劃的中間位姿點沒有對應(yīng)的逆解。在實際應(yīng)用中，機(jī)械設(shè)計師經(jīng)常采用向量代數(shù)線性變換法，而由關(guān)節(jié)故障形成的欠自由度機(jī)械手可用容錯性能的機(jī)械手位置進(jìn)行逆解，而且算法實用。因此，容錯性能的機(jī)械手位置逆解法在探究機(jī)械設(shè)計中運動機(jī)構(gòu)自由度的控制方面具有很高的研究價值。

結(jié)束語：

總之，通過對機(jī)械設(shè)計中運動機(jī)構(gòu)自由度的控制進(jìn)行探討，在一定程度上豐富了機(jī)器人運動學(xué)的相關(guān)理論，經(jīng)過分析六自由度機(jī)器人在復(fù)雜運動中的控制問題，對目前機(jī)械行業(yè)中各種復(fù)雜軌跡的設(shè)計工作提供了有價值的技術(shù)支持。展望未來，更多結(jié)構(gòu)六自由度機(jī)器人的應(yīng)用將越來越廣泛，不同方式下的復(fù)雜運動控制值得深入研究，需不斷優(yōu)化和拓展其仿真易用性，努力實現(xiàn)更加理想的自由度控制方式，將復(fù)雜控制簡單化。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙軍華，袁世先.機(jī)械設(shè)計中運動機(jī)構(gòu)自由度的控制［J］.煤炭技術(shù).2013，（4）.