矿山机械设计

矿山机械设计（通用12篇）

矿山机械设计 篇1

在矿业生产中, 矿山机械所起到的作用和影响是非常重要的, 这一点是毋庸置疑的, 矿山机械质量以及性能的好坏影响着矿山生产的安全。而决定矿山机械质量、性能好坏的影响因素除了制作加工和日常维护水平以外, 最重要的就是其自身的设计水平。二十世纪八十年代, 在矿山机械设计中就已经开始应用诸如优化设计、绿色设计以及CAD等现代设计方法, 也因此在很大程度上提高了矿山机械的质量和性能。所有, 我们应该对现代设计方法在矿山机械设计的应用进行深入研究, 以进一步提高矿山企业的生产效率, 为矿山企业工作人员的生命安全提供保障。

1 有关现代设计方法的简单阐述

以往所采用的传统矿山机械设计方法主要是通过感觉和经验来进行机械设备方面的设计, 由此可见, 传统矿山机械设计方法具有很强的主观性, 其设计思考严重缺乏理性。不同于传统矿山机械设计方法, 现代设计方法则是主要通过现代化的科学技术, 系统的分析和处理生产数据, 从而生产出性价比较高的产品, 进而使其与矿山企业生产需求相符合。对现代设计方法发展产生影响主要有两个方面:一方面是在设计领域充分的利用计算机技术, 在促进设计工作人员工作效率的同时, 也促进设计手段不断向多元化方向发展, 另一方面是将诸如信息、通讯以及控制等多个领域的学科知识进行有机的结合, 对现代设计方法的内涵进行的有效的丰富, 更新设计理念, 进而使现代设计方法能够满足矿山企业生产的发展需求。现代设计方法有很多特点, 其中的多态性、智能性以及系统性等, 都可以在矿产机械设计过程中兼顾设计工作人员和矿山企业生产双方的要求。下面我们将以此为基础, 对现代化设计方法的具体体现进行详细的分析与研究。

2 现代设计方法在矿山机械设计中的具体应用体现

2.1 增强矿山机械设计的可靠性

在矿山机械设计中, 其可靠性的好坏会直接影响到其自身质量的好坏与否, 也就说矿山机械可以在较差的工作环境下完成一定的采矿量, 并能在此过程中保证采矿的安全性。所以, 在对矿山机械进行增强设计时, 首先要做的就是增强其设计的可靠性, 并对此设计进行有效的检验, 以确保设计出来的矿山机械能够完成不同工作量、不同工作环境的采矿工作。要想完成这项检验, 就需要对其设计数据进行进一步的统计与分析, 进行大量的试验, 将此过程中发现的薄弱环节给予及时的处理和改进, 为矿山机械设计的可靠性提供有力的保障和基础, 提高矿山机械设计的质量和性能, 保证矿山机械能够进行安全、可靠的顺利运行。

2.2 在矿山机械设计中应用CAD技术

CAD技术是一种在矿山机械设计中应用最为广泛的技术, 其具体是指设计工作人员利用计算机技术的硬件系统和软件系统来对矿山机械进行设计与开发, 在具体的应用过程中, 主要包括设计分析、工程分析、绘图文档以及制作文档等多个环节。对CAD技术在矿山机械设计中的应用进行加强, 除了可以对设计一体化及模块化进行实现之外, 还可以通过CAPP系统对设计工艺进行合理规划, 将计算机内的产品模型导入到NC编程中, 特别是在NC机床加工中心, 可以将加工代码直接输入其中, 由此可以看出, 加强矿山机械设计中的CAD技术, 可以有效的提高技术效益, 实现将设计和制造进行有机结合的目的。

2.3 在矿山机械设计中应用绿色设计理念

在现代化工业不断发展的进程中, 环境问题越来越受到人们的关注与重视。在这种形势下, 绿色设计理念被提出并不断的被应用到实际设计当中进而成为主流设计理念。绿色设计主要是指设计工作人员在对产品使用方面进行设计时, 还要保证生态环境的和谐发展, 或是以不污染环境或是少污染环境为基础来进行设计。绿色设计理念的主要目的是对现代化工业生产所产生的自然环境破坏进行减少或是消除, 进而达到人和自然和谐相处、共同发展的目标。在矿山机械设计中运用绿色设计理念, 可以在延长矿山机械设备使用寿命的同时, 达到生产发展与环境发展的和谐共处。

2.4 在矿山机械设计中应用优化设计

将优化设计应用于矿山机械设计中最为关键的一个方法就是根据设计所出现的各种问题进行数据模型的建立, 然后通过数学优化设计和现代计算机计划进行计算, 并在行域中进行最佳解答, 进而减少设计的复杂环节, 促进设计水平的提高。

3 结语

综上所述, 在如今信息化时代飞速发展的形势下, 提高了对矿山资源生产的需求, 也间接的提高了对矿山机械技术的要求。因此, 设计工作人员在进行矿山机械设计时, 必须对时代发展要求有所掌握, 将其与设计技术相结合, 运用现代设计方法提高矿山机械设计水平。本文对设计可靠性、CAD技术、绿色设计理念以及优化设计等现代设计方法在矿山机械设计中的应用进行了详细的分析, 希望能够为相关单位或人员提供一些启示和参考。

摘要：在我国社会经济和科学技术不断发展的过程中, 我国对于矿产资源的需求正处于一个逐渐升高状态, 而矿山生产的机械设备工作量较大, 工作环境较差, 这都影响着矿山企业发展的经济效益, 更影响着矿山工作人员的生命安全。因此, 我们必须加强对矿山机械设计的重视程度, 采用现代设计方法对其进行合理、科学的设计, 从而使矿山机械设计能够满足新时期的发展要求, 促进矿产资源生产的效果提高。为此, 本文将对如何在矿山机械设计体现现代设计方法进行详细的分析, 以供参考。

关键词：矿山机械设计,现代设计方法,具体体现

参考文献

[1]任开立, 顾建辉.机械产品方案的现代设计方法分析[J].黑龙江科技信息, 2010 (24) .

[2]张前森.浅析现代机械设计方法及研究进展[J].科技资讯, 2011 (18) .

[3]张志波.现代设计方法在矿山机械设计中的应用[J].科技传播, 2013 (08) .

[4]罗中良, 周有平, 刘小勇.新的矿山机械故障诊断方法研究[J].煤矿机械, 2010 (04) .

矿山机械设计 篇2

这一次的课程设计我们组得到的题目是设计一个，由于理论知识的不足，再加上平时没有什么设计经验，一开始的时候有些手忙脚乱，不知从何入手。在老师的谆谆教导，和同学们的热情帮助下，使我找到了信心。现在想想其实课程设计当中的每一天都是很累的，临答辩那两天更是一直画图到深夜两点才爬到床上去。有的同学更是选择了一整夜的学习画图找资料。其实正向老师说得一样，设计所需要的东西都在书上了，当时自己老是想找到什么捷径来完成这次任务。但是机械设计的课程设计没有那么简单，你想copy或者你想自己胡乱蒙两个数据上去来骗骗老师都不行，因为你的每一个数据都要从机械设计书上或者机械设计手册上找到出处，不让的话就麻烦了。我因为这个就吃了不少的亏，比如在我设计减速器的装配草图时我没有太注意相关尺寸，致使我设计的箱体出现了较大的结构错误，间接导致了我以后的装配图的步履维艰。虽然种种困难我都已经克服，但是还是难免我有些疏忽和遗漏的地方。完美总是可望而不可求的，不在同一个地方跌倒两次才是最重要的。抱着这个心理我一步步走了过来，最终完成了我的任务。

再设计过程中培养了我的综合运用机械设计课程及其他课程理论知识和利用生产时间知识来解决实际问题的能力，真正做到了学以致用。在此期间我我们同学之间互相帮助，共同面对机械设计课程设计当中遇到的困难，培养了我们的团队精神。在这些过程当中我充分的认识到自己在知识理解和接受应用方面的不足，特别是自己的系统的自我学习能力的欠缺，将来要进一步加强，今后的学习还要更加的努力。本次课程设计不仅仅是对自己所学的知识的一次系统总结与应用，还是对自己体质的一次检验，检验结果是不合格。在本次课程设计当中，由于天冷，也由于课程设计的环境艰苦，许多的同学都感冒了，更有几个同学是刚打完点滴，就开始设计，精神可嘉。我在这次课程设计当中，也不幸得感了冒，现在设计完了就可以好好地睡上一觉了。

浅析矿山机械设计的发展 篇3

【关键词】矿山机械；设计；过程；发展

矿山机械是一种直接用于矿物挖掘和开采的一种大型的机械，是煤矿生产中的重要设备之一，它的性能和安全将直接关系到煤矿生产的安全和生产，提高矿山机械的性能，主要是提高矿山机械设计和使用维护的水平，随着科学技术的发展，如设计师不能适当的采用新的设计方法，而是仍然采用古老的，传统的设计方法，不但会影响产品的设计周期，而且必然影响矿山机械的质量，所以经济的发展和社会的进步对矿山机械的设计提出了更高更新的要求。

1.矿山机械设计的过程

矿山工作具有基建工程量大、周期长，建设地点接近矿体，因而工业场地、外部运输受地形条件的制约；生产作业地点分散、多变、生产管理 、劳动组织复杂等特点。

1.1调研预测

调研预测主要包括资源调查、对市场的预测、技术调研、社会环境调研、企业内部调研等内容。资源调 查，通过深入的勘查，摸清矿产资源的储量、埋藏情况、品位及质量；对市场的预测，主要对用户对象及用户需求，产品的市场位置，同行的 竞争分析，外购物资的供应分析。技术调研，主要对有关新工艺、新设备、新技术的发展水平、动态及发展趋势、相关科技成果、相关的标准 、法规、专利、情报等。社会环境调研包括国家的计划与政策、用户的社会心理与需求，如国家是鼓励开采国内矿产还是鼓励进口等。企业内 部调研，包括对生产能力、融资能力、营销能力、供应能力、开发能力（技术创新能力）等的调研。

1.2预可行性研究报告及可行性研究报告

可行性研究是矿山机械设计必须经过的阶段。矿山设计的可行性研究一般包括：总诠、需求预测 和拟建规模、资源、原材料、燃料及公用设施情况、建厂条件和厂址方案、设计方案、安全、环境保护、企业组织、劳动定员培训、拟建项目 实施进度的建议、主体工程和协作配套工程所需的投资、建设项目本身的财务评价、投资回收年限的估算等。

1.3评价决策

在矿山机械设计中的评价决策主要包括针对技术方案、经济指标的评价决策。评价的目标主要包括：技术目标、经济目标和 社会目标。

评价方法包括：评价目标树评价法、目标重要度系数评价法，简单评价法、评分法、技术经济评价法，模糊综合评判法等。

1.4设计任务书与设计工作

根据可行性研究报告及评价决策结果，根据详细而明确、先进而合理的原则拟订设计任务书。根据设计任务书 展开设计工作。矿山设计要多方面统筹兼顾、协调一致，使设计满足：安全要求、环保要求、系统性要求、矿山服务年限要求、生产能力要求 、生产工艺要求、可靠性要求、降低成本要求、矿石加工要求、适应性要求、国家产业政策要求等。

2.矿山机械设计的发展

随着机械行业的飞速发展，矿山作为机械使用的“主战场”之一，得到快速的发展，通过近些年的不断努力创新，我国矿山机械行业得到大力发展，在矿山机械设备的设计中采用先进的技术，不仅能够提升机械设备的质量、增加设备的使用寿命，还可以提高机械设备的工作效率。

2.1设备大型化

随着我国经济的发展，大量的矿产资源逐渐地被开发并利用，这也促进了我国的选矿机械设备向大型化方向发展的速度。当前，相关的工作人员对我国的选矿机械设备已经做了大量的研究，也取得了一定的成果。但依旧有很多没有解决的问题，需要相关的工作人员进一步的进行研究。选矿机械设备是用在矿选过程中的重要设备，根据其基本工作流程来分析，主要的设备分为破碎设备、磨矿设备以及筛选设备、脱水设备和分选设备。现阶段我国的企业都十分的重视选矿机械设备的研发以及应用，因为用于选矿的相关机械设备能够直接的影响到生产的整个过程，并且能够对企业的整体经济效益产生较大的影响。这些设备在科学技术含量等方面的提升，可以有效地提高工作的效率以及企业的经济效益。选矿设备大型化是工作的需要，也是企业提升工作效率以及工作能力的需要。

2.2露天开采设备及其地下化

在对设备进行设计的时候，要注重成套设备的相关匹配性。另外，要考虑到我国高寒地区的特殊性，为特殊地区设计出合适的机械设备，例如，我国的疆域非常的大，各个地区的环境肯定是不一样的，矿山机械在进行设计的时候要根据实际的状况对机械设备进行设计。我国的内蒙古地区不但地域宽广，并且经常需要对软岩褐煤在露天中进行连续的开采，这就需要相关工作人员设计相关的设备来应对此类情况。矿山开采中的相关生产工作本身就非常具有危险性，所以研究出安全、合理的设备并应用到工作中是十分有必要的。随着近几年的发展，很多开采设备逐渐地向地下化的方向发展，设备的使用方向更加的广阔，地下化已成为了设备发展的方向，设备地下化可以有效提升工作的效率。

2.3提升的相关设备并使其与采選设备相适应

现阶段在矿山机械设计中要重点提升设备的相关机械性能及安全性能，增强机械设备的寿命、工作效率等，并将矿山机械设备的使用范围逐渐扩大。在对设备进行设计与开发的过程中，可以运用现在先进的计算机辅助设计功能，以及PC设计、远控和自控等技术，实现相关技术水平的提升，提高工作的效率。在设计发展的过程中将旧的，比较落后的相关技术逐渐的淘汰，例如，气动制动技术是在我国工业时代的发展中做了非常大的贡献的，其非常具有实用性，但是随着科学技术的发展，这样的技术已经影响到工作的效率，所以这一类比较落后的技术就应该被淘汰掉了。

3.结束语

在矿山机械施工中，机械设计的科学性、合理性，是矿山生产顺利实施的重要保障，提高机械设计师的设计水平，提高相关技能培训，做好机电设备的安全监测，不仅能够减少矿山机械设备故障的发生率，为工作人员提供安全的工作环境，还能提高机械设备的工作效率，有效保障矿山生产的顺利进行。 [科]

【参考文献】

[1]饶绮麟.21世纪矿山机械的研究和开发[J].矿冶，2003，12（3）：1-4.

矿山机械设计 篇4

随着国民经济的快速增长,社会对矿产资源的需求量越来越高,也对矿山开采技术提出了更高要求。传统的矿山开采技术不仅工作效率低,而且开采过程安全系数低,严重阻碍了矿山开采行业的快速发展。近年来,我国科学技术水平有了显著提高。为了有效提高开采效率和开采质量,我国相关研究人员在矿山机械设计中融入了现代设计方法,从而使矿山开采技术有了很大提升,促进了我国矿山开采事业的可持续发展。

1 仿生学设计技术的应用

1.1 形态仿生学的应用

形态仿生学是一种重要的现代设计方法,主要是指设计师通过研究大自然中不同形态的生物来获得灵感,进而开展机械设计。因而,形态仿生学设计的主要源泉是大自然。适者生存是自然界所有生物都必须遵循的规律。自然界的生物为了能够生存,拥有自身独特的技能。而设计师正是发现了生物生存的特殊技能,并在此基础上进行创新,将生物生存的本领应用到矿山机械设计中,为矿山开采提供技术支持。如今,形态仿生设计理念已经成为越来越多机械设计人员创新和研究的重要依据。他们通过对大自然生物的相关数据进行提取,进而选择有价值的生物形态,并将其运用到矿山机械设计中。

1.2 功能仿生学的应用

与形态仿生学类似,功能仿生学的主要来源也是自然界的生物。不同之处在于,形态仿生学是利用生物的形态特点,而功能仿生学则是利用生物本身具有的能力。在大自然中,很多生物的本领人类难以想象,这主要取决于其自身构造的独特性。有些对于人类而言很困难的事情,对于某种生物来说非常简单。因而,设计人员要善于发现生物独有的能力,并将其合理应用于矿山机械设计中,使设计更加具有实用性。

2 绿色设计理念的应用

2.1 设计方法探析

近年来,随着人们环境保护意识的逐渐增强,矿山开采对自然环境造成的危害也受到越来越多人的重视,尤其是矿山开采所需要的机械设备。由于其工作需要柴油带动,这势必会排放大量的颗粒物质。同时,柴油发动机工作时会产生较大噪声,这都与当前环境保护理念相违背。因此,现代矿山机械设计中必须加入绿色环保设计理念,改善传统机械设备工作对环境造成的污染。

对于现代矿山机械设计,绿色设计理念是整个设计的核心。无论是设备的结构、所用的材料、包装等,都要符合绿色设计理念。在此基础上,还要加入适当创新,进而使矿山机械设计的整个过程,符合国家对环境综合评价的指标[1]。

所谓环境综合评价体系,主要是指自然环境和生态环境,即必须构建一个自然环境与生态环境相互平衡、和谐统一的体系。对于矿山机械设计而言,要想建立完善的环境综合评价体系,就要从设计过程中对废气物的处理、设备运行所产生的气体来考虑。既要保证机械设备的美观和实用,又要保证设备在运行过程中不会对环境造成影响,包括气体污染、噪声污染等,进而实现一个和谐统一的工作环境。

2.2 绿色设计技术

要想在矿山机械设计中融入绿色设计理念,就必须符合绿色设计技术。而绿色设计技术包括三方面技术,即数据管理技术、评价技术以及建模和仿真技术。在矿山机械设计过程中,这三个技术缺一不可,相互协调,每个技术对矿山机械设计都具有重要作用。此外,绿色设计技术也要以相关的技术规范为依托,保证设计数据符合国家标准。

3 优化设计的应用

伴随科学技术水平的提高、信息时代的到来,计算机技术被广泛应用于各个领域,为人们的工作、学习和生活带来了极大便利。为了满足开采需求、改善矿山开采技术中的不足,矿山机械设计也要加入对计算机技术的应用。而计算机技术主要的应用之处就是将问题转换为数学模型,从而将复杂的问题转化为简单的数字,通过对数字进行准确计算,最终得到一个最佳的且具有可行性研究意义的设计方案[2]。我们将利用计算机技术改善矿山机械设计的手段,称之为优化设计。当前,优化设计已经被广泛应用于矿山机械设计,不仅有利于计算机技术的进一步发展,而且大大提高了矿山机械设备的性能。

4 可靠性设计的应用

对于矿山机械设备,可靠性是保证机械设备具有较长使用寿命的基础。实际工作中,人们也将可靠性作为评定矿山机械设备性能好坏的标准之一。通常的评价方法,为检测机械设备在一定时间内的工作强度。工作强度越大,证明设备的可靠性能越强。因而,设计人员为了使矿山机械设备达到最优性能,就会在设备材料、尺寸等方面下功夫,使用性能良好的设备材料,确定科学、合理的设备尺寸,进而达到提高设备整体性能的目的,延长机械设备的使用寿命。

5 稳健性设计的应用

矿山开采的工作地点条件往往比较恶劣,因而对机械设备的要求也较高。因此,必须保证机械设备能够在恶劣的环境条件下依然保持高效的工作状态,进而实现良好的开采效果。现代稳健性设计理念的融入,大大增加了矿山机械设备的稳定性,进而保证矿山机械设备在相对恶劣的环境下能够正常且长久的工作。

6 智能设计的应用

当今时代,无论是电子产品还是生活用品,都逐步朝着智能化的方向发展,智能设计理念也日益深入矿山机械设计人员的设计理念中。通过智能设计使矿山机械设备性能得到进一步提高,不仅提高了其工作效率,而且大大降低了运行能耗,对于恶劣环境的适应能力也得到极大增强。这也是所有机械设备发展的必然趋势[3]。

7 结语

矿山机械设计是对矿山开采活动产生直接影响的机械设计活动,其质量和效率甚至会蔓延到社会经济活动中。而现代机械设计方法和理念是提升矿山机械设计质量和效率的重要途径。只有将现代社会技术环境下产生的设计方法和理念融入矿山机械设计,才能依此设计的矿山机械能够适应矿山开采实际、矿山企业发展需求实际和社会经济发展实际,从而促进矿山开采行业的持续稳定发展,推动社会经济的迅速提升。

摘要：本文分别介绍仿生学设计技术、绿色设计技术、优化设计技术、稳健性设计技术等六种现代设计方法在矿山机械设计中的应用,以期为矿山机械设计人员提供帮助。

关键词：设计方法,矿山,机械

参考文献

[1]宋昊妍.论现代设计方法在矿山机械设计中的应用[J].机电技术,2015,(4):158-160.

[2]张艳明.关于现代设计方法在矿山机械设计中的应用研究[J].科技展望,2015,(28):45.

机械设计课程设计小结 篇5

在设计过程中，整个过程培养了我们综合运用机械设计课程及其他课程理论知识和利用生产时间知识来解决实际问题的能力，真正做到了学以致用。在此期间我们同学之间的那些辛酸，那些执着，那些付出。一路走来，我们伴着风雨，携手欢笑，共同面对机械设计课程设计当中遇到的困难，虽然我们做的还是不够完美，但是我们的团队一定很完美。

在这些过程当中我充分的认识到自己在知识理解和接受应用方面的不足，特别是自己对系统的自我学习能力的欠缺，将来一定要进一步加强。而今后的学习还要更加的努力。总之，本次课程设计不仅仅是对自己所学的知识的一次系统的总结与应用，还算是对自己体质的一次检验吧。

矿山机械设计 篇6

在矿山机械设计的过程中通过使用CAD技术来提高机械设计的效率，减少矿山机械在设计过程中的精度问题，本文就CAD技术在矿山机械设计中的应用进行阐述。

【关键词】CAD技术 矿山 机械设计 应用

前言

随着科学技术发展水平的不断提高，计算机技术在矿山机械设计中得到了广泛的应用。本文根据作者的多年实际经验，就CAD技术在矿山机械设计中的应用进行叙述。

1.应用CAD技术对设计者的要求

要打破过去的思维定式，要进行不断的创新，规定工作者要具有创新的思想，而且要将这种思想用到具体的工作中去。创新就表示要打破过去的定式思想，要使用新的思想来分析问题。创新不论是对于国家亦或是区域来讲都是非常关键，对于设计人员来讲，假如不具有创新水平，其活动就不能够被认可。任何优秀而且有一定水平的设计人员要时刻谨记创新思想，要通过创新思想来分析内容，进而结合自身的知识来开展好工作。

2.CAD技术在矿山机械设计中应用的作用

在机械设计中运用CAD技术能够更好的使设计师对产品进行设计和表现，利用CAD技术的能够得到更加生动的三维立体图形，这样能够将设计人员的注意力更好的集中在产品设计方面，同时也能更好的在设计过程中进行深入，这样能够更好对外进行展示和交流。CAD技术在进行新机械设计的时候，已经对一些零件的设计信息进行了继承，因此，在设计中工作人员只要将一些个别零件的数据进行补充即可，这样系统就会自动得到设计的方案，因此，在时间方面是非常节省的，同时在工作效率方面也得到了提高。

2.1减轻了工作量，缩短了设计周期。使用CAD技术进行机械设计，可将原本复杂的几何造型变得简单明了，减轻了机械设计人员的工作强度，缩短了机械设计的周期，提高了设计效率和生产效率。

2.2使零件设计变得方便容易。CAD技术不但可以在具体的装配过程中设计新的零件，也可以根据相邻零件的位置及形状来设计新零件，确保了新零件与相邻零件之间的精确配合，避免了因单独设计零件错误而致使装配失败的现象。

2.3便于零件的修改。若在装配过程中想再修改零件，只需点击相关命令进入到零件修改环境中，即可完成零件修改，这使零件修改的过程变得简单方便。

2.4使零件装配更加直观。CAD系统能够在装配的过程中记录各个零件之间的装配关系，若装配有误便可直接显示出来。而目.还能够通过隐藏外部零件，更清晰地显示内部的装配结构。

2.5提高了产品的技术含量。通过CAD技术能够有效地确保机械产品的设计质量。而且随着各种数控加工手段的不断完善，在合理运用CAD技术进行零件加工时，能使零件达到较好的一致性，进一步保证了机械产品的质量。

3.CAD技术在机械设计中的具体应用

CAD技术在机械设计中的具体应用主要集中在零件与装配图的实体生成、多维几何绘图、模具集成制造、机械CAE应用等方面。CAD技术更新了设计手段和设计方法，摆脱了传统设计模式的束缚，引进了现代设计的观念，促进了机械制造业的高速发展。

3.1零件与装配图的实体生成。CAD的只维建模有3种形式，即线框模型、表面模型和实体模型。具有实体建模功能的CAD软件中都具有一些基本体系，如在CAD的三维实体建模中，系统提供了立方体、球体、圆柱体、圆锥体、环状体和楔形体这6种基本体系。在零件实体模型构造完成后，利用CAD中的只维编辑功能即可实现对零件所在坐标进行装配。

3.2多维几何绘图。机械设计过程中要处理的信息一般包含图形和数据2种。其中，绘图的工作量较大，约占70%左右。而随着CAD技术的发展，CAD各种绘图软件的功能也日趋强大。CAD绘图软件的主要功能包括：交互式绘图、图形编辑、标准尺寸、文字、填充剖面、调用图块、区分层次以及实现图形交换等。

3.3模具集成制造.随着科技发展，制造业的生产技术不断提高，从过去的普通机床到现在的数控机床，从传统的人工设计和绘图到现在的CAD技术，机械制造业逐步走向了信息化。

4.基于CAD技术的机械制造技术的新发展

随着计算机技术的不断革新，信息技术的普及及信息处理的智能化，使得CAD技术正趋于智能化、集成化的方向发展。

4.1智能化

所谓智能化就是将计算机科学领域中富有智能化的学科和技术应用到机械设计CAD系统中，随着计算机硬件性能的迅速提高和三维CAD技术的逐步完善，在辅助设计的基础上，融合机器学习、智能推理和技术，使机械设计的CAD系统提高智能化的水平，具备学习能力，应用专家的经验和知识的机制，已成为众所瞩目的发展方向。这里所指的“智能化”主要是对机器行为的描述，是基于控制理论，吸收人工智能、计算机科学、模糊数学、混沌动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具备逻辑思维、判断推理、自主决策等能力，以期得到更高的控制目标。

4.2集成化

当今CAD技术发展的一大明显趋势为集成化，CAD技术并非孤立存在的，首先其集合了外围设备、计算机软硬件、网络、数据库、图形学等多个应用领域的技术。同时又不断与CAM、CAPP、MIS系统、PDM、MRP等系统相统一。再加上互联网技术的发展，使得种种合理的设想均得以实现。如何构建基于Internet体系的CAD、CAM集成化系统必将成为日后发展的热点。尤其是在全球经济一体化的发展背景下，基于Web技术并兼具工程、异地设计与制造等理念的集大成者的设计制造系统将会成为机械设计与制造企业的新宠。现有的3D-XML、XML可解决异构平台问题，其独有的多层图像表示法对复杂的几何数据具有良好的压缩能力，且生成的3D图形精准度较高，转换后模型可维持原有CAD模型关于产品结构、材质、尺寸等草图信息的描述，以及可实现三维图像在互联网上共享的VRML标准编程软件的出台与运用均为日后建立协同设计与工作的环境打下了坚实的基础。

5.结束语

在矿山机械设计过程中我们要不断借助于先进的计算机技术，通过计算机技术来提高矿山机械的设计水平。

参考文献：

[1]毛银氚.浅谈机械设计技术的现状与趋势[J].装备制造技术.2012.

矿山机械设计 篇7

机械原理、机械设计和机械设计基础三门课程是机械类、近机械类专业学生必修的技术基础课, 在教学计划中起着承前启后的作用, 是学生学习后续专业课程的基础。三门课程不仅具有较强的理论性, 同时具有较强的实践性和应用性, 在培养机械类、近机械类工程技术人才中, 具有增强学生机械理论基础, 培养学生实践能力和创新能力的重要作用。

我校机械原理及机械设计教研室承担全校机械原理、机械设计和机械设计基础三门课程的教学任务, 通过几十年的教学实践, 课程建设取得了较好的成绩, 三门课程先后在2003年、2004年和2008年被评为河南省精品课程, 机械原理、机械设计先后在2012年、2013年成为河南省精品资源共享课程。

为了进一步加强课程建设, 自2008年开始, 我们陆续编写出版了三门课程的教材和配套作业集, 现已出版《机械原理》《机械设计基础》《机械原理作业集》《机械设计基础作业集》和《机械设计作业集》5本教材。

1 教材编写指导思想

在教材编写过程中, 我们遵循的指导思想是, 以教学大纲为依据, 以培养学生的综合设计能力为主线, 紧扣学科前沿发展动态, 注重培养学生的工程实践能力和创新设计能力, 为培养应用型高级技术人才奠定良好基础。同时, 力求使教材体现我校办学特色, 结合普通高等院校的学生特点与需求, 遵循适用、够用的原则, 符合地方普通高等院校特点。

2 教材的主要特点

在内容取舍方面, 注意传授知识与培养能力并重;加强逻辑思维能力与形象思维能力的共同培养, 特别加强结构设计能力和计算机应用能力的培养。机械原理着重讲解有关基本概念、基本理论和基本方法, 以传统的机构结构分析、机构运动分析、机器动力学及常用机构的分析与设计为重点, 为提高学生的设计思维和设计创新能力、机构选型、分析与设计的综合能力, 适当增加了有关机构变异创新、组合创新和机械系统运动方案设计的内容;在机构分析与设计的方法上, 既保留了形象直观、易于理解且仍有实际应用价值的图解法, 也介绍了解析法。在机构运动分析的章节中, 不仅介绍了解析法数学模型的建立, 而且介绍了程序设计的方法, 并给出了相应的程序框图和子程序, 这样利于学生熟悉解析法计算、上机的全过程, 真正让学生掌握学过的程序设计知识, 也使学生充分感受到图解法和解析法各自的优势。机械设计内容则重点介绍各种通用机械零部件的设计原理、设计方法及机械设计的一般规律。为了提高学生的结构设计能力, 特别增加了结构设计章节。

在内容的阐述方面, 我们特别注重教学方法的选择。对于学生必须掌握的内容, 尽量讲解详细、分析透彻;而对于一些偏难、繁杂的数学推导, 则适当简化;对教学中学生难以掌握的难点、疑点, 由浅入深, 循序渐进, 重点论述, 使之符合学生认知规律。教材在各章首辅以内容提示, 在各章末增加学习要点, 对各章节的内容进行梳理、总结, 突出重点, 便于学生自学。教材中的图形简洁、形象、直观, 在机械设计教材中, 还增加了机械零件实物图形。为了使学生更好地理解教学内容, 增加了一些典型例题。在传统板书教学的基础上, 结合当前多媒体教学特点, 我们将教材与多媒体教学课件协调配合, 以提高学生听课效率。

作业是课程内容的重要补充, 用以巩固课堂知识。学生通过作业掌握课程基本内容, 学会举一反三, 从而更灵活地应用知识。为了达到这样的目的, 我们编写的作业集, 在题目的内容、覆盖知识点及难易程度等方面与教材一致, 重要的知识点都有对应的作业题, 而且有选择题、判断题、填空题、问答题、设计计算题和结构题等多种题型, 在难度上由浅入深、循序渐进, 题目的数量有一定余量, 可供不同要求、不同层次的学生选择使用。学生在完成作业集的作业后, 即可掌握机械原理、机械设计和机械设计基础解题的基本方法, 掌握课程的主要内容。作业集采用活页形式, 既方便学生作业, 也有利于教师批改, 并使作业规范化。

3 教材的使用情况

《机械原理》等5本教材自出版以来, 面向全国发行, 累计印数达到32 000册, 并在20余所高校中使用或参考, 受到师生广泛好评。师生普遍认为:教材重点突出, 叙述详细, 取材精炼, 深入浅出, 较好地满足了当前高等教育教学的实际需求。

4 体会

通过几年的努力, 机械原理、机械设计和机械设计基础三门课程的教材建设取得了一定的成绩, 教师通过编写教材提高了教学水平。

4.1 教材编写应考虑学生特点与基础

我校是地方普通高等院校, 学生的层次、水平与重点院校不同, 在编写教材的过程中, 要充分考虑学生的知识水平、接受能力, 对课程内容的叙述要更为详细, 过难、过繁的内容要适当简化。

4.2 教材编写应注重实用性

三门课程实践性强, 与生产实际联系紧密, 在教材编写中要注重理论联系实际, 树立工程观念, 如在教材的例题中, 有不同的设计方案, 对不合理的设计有不同的改进方案, 使学生真正理解设计不是千篇一律的, 强化学生的工程意识, 提高设计能力。

4.3 编写教材应遵循教学规律

要尊重学生的认知规律, 先易后难、循序渐进, 根据课程的内在联系, 使教材各部分之间前后呼应、紧密配合。教材的内容要主次分明、详略得当, 文字通俗易懂, 语言自然流畅, 便于组织教学。

5 结束语

新疆某露天石灰岩矿矿山机械设计 篇8

1矿区概况

1.1矿区位置

矿区位于中天山东段的中山地带, 北端为中天山的高山区, 东侧为吐鲁番—鄯善—托克逊盆地。矿区最高点海拔3 009.25 m, 地形切割甚剧, 山坡陡峭, 最大比高达540 m以上。山体自然坡度为40°~60°, 第四系覆盖较少, 植被不发育。矿区总体地势呈北高南低之势。

1.2 矿体特征

该矿体呈层状产出, 规模巨大, 据区域资料记载, 该矿体长约10 km, 宽约2.6 km, 石灰岩出露于下石炭统牙曼苏组。而此次工作范围是该矿体南部的一部分, 长为1 500 m, 出露宽在166~270 m之间, 平均宽约196 m, 厚度在35~96 m之间, 平均厚约70 m, 变化系数为0.31, 产状为185°~215°∠50°~61°。矿体南侧的石灰岩小透镜体, 通过地质填图及观察, 其周围几乎被火山岩包围, 由于规模小, 石灰岩蚀变强烈, 硅质结核随处可见, 其Si O2含量高。该矿矿石自然类型单一, 镜下鉴定为微晶球粒生物碎屑灰岩。矿石呈灰—灰白色, 粒屑为块状构造。

2 矿体开拓运输

2.1 矿体开拓运输条件

矿区外部公路可利用现有的与乌鲁木齐市相通的柏油公路, 距离乌鲁木齐市中心120 km。设计开采最低标高2 600 m, 位于当地侵蚀基准面2 500 m以上。矿体出露地表, 倾角在50°~60°之间。

2.2 开拓运输方案选择

该石灰石矿主要为山坡露天矿, 山体自然坡度为40°~60°, 设计采用公路开拓运输方案, 利用矿区现有外部公路, 沿矿体在采场外修筑上山公路到达各个采场。

3 采矿方法

3.1 矿床采掘方式

采用一端开沟向另一端推进的横向采掘方式。3.2 采矿方法的选择

该矿设计生产规模160 万t/a, 采矿方法为台阶露天开采, 台阶高度选择10 m或15 m。综合考虑该矿地形地质条件和爆破安全要求以及矿石块度、规模、现有设备设施的要求等, 确定采用15 m台阶, 自上而下水平分层台阶式露天采矿[1]。

3.3 采剥工艺

用KQG150Y型潜孔钻机按照排间距3.0 m ×4.5 m的参数进行梅花型布置4 排炮孔, 凿岩机穿孔依靠电动移动式空压机供气, 穿孔完成要洗孔、吹孔, 炮孔清理干净后, 爆破工应严格按照操作规程和设计要求进行装药[2]。然后进行爆破网络连接和检测, 检测正常后, 由MFB-200 型起爆器起爆。爆破结束后, 经爆破工和安全员检查排险后, 工作人员进入工作面进行铲装和二次破碎工作。800 mm以下的矿石直接由电铲装车, 矿石块度大于800 mm的, 经过工人二次破碎后装车, 废石由电铲直接装车运往排土场。

4 矿山机械设备设计

4.1凿岩设备需要量计算

4.1.1潜孔钻机需要量

1) 穿孔设备选择。一是根据矿山现状、生产规模等因素, 设计选用KQG150Y型凿岩机穿孔。二是按年采剥数量确定凿岩机台数

式中:N为凿岩机台数;K为凿岩机富裕系数, 1.25;V为年爆破矿岩量, 7.89 万m3;T为凿岩机年工作天数, 330 d;H为每天工作班数, 3 班;V1为每米孔爆破量, 13.5 m3/m;B为凿岩机台班生产能力, 40 m/班;D为凿岩机成孔率, 0.95;凿岩机取2 台, 备用1 台, 共3 台。

2) 按照年需孔米数计算。一是年需穿孔米数。需要开采最大矿岩量210 万t/a, 即7.89 万m3/a。设计炮孔爆破面积为4.5 m×3 m=13.5 m2, 则7.89 万m3/a÷13.5 m2=5.85 万m/a。二是需要的潜孔钻机台数为KQG150Y型潜孔钻机台班穿孔能力54 m[2]。年穿孔量40×3×330=3.96 万m, 成孔率95%, 有效进尺3.76 万m, 则5.85 万m/a ÷3.76 万m/a =1.554 m, 完全满足生产的需要。

3) 按照一次爆破进尺校核。 设计每7 d爆破一次, 一次爆破炮孔84 个, 进尺84×17 m=1 428 m。凿岩机台班生产能力为40 m/班, 两台凿岩机7 d可以完成2×40×3×7×0.95=1 596 m, 完全满足生产需要。

4.1.2 二次破碎凿岩机需要量

大块产出率按照7%计算, 年需要二次破碎4.42 万m3。按照年采掘量计算

式中:V为年爆破矿岩量, 5.96万m3;H为每天工作班数, 1班;V1为每米孔爆破量, 5 m3/m;B为凿岩机台班生产能力, 20 m/班;取Y23手持式凿岩机2台, 备用1台, 共3台。

4.1.3 辅助凿岩机需要量

受地形条件限制, KQG150Y凿岩机在开段沟或剥离穿孔时, 可能有到达不了的部位, 设计采用2 台DQ100B型辅助凿岩机[3]。

4.2 装载设备计算

1) 设计年最大矿岩量。 年需要铲装矿岩量210 万t。

2) 电铲生产能力计算。

式中:Qw为挖掘机台班生产能力, t/台·班;T为班工作时间, 8 h;η为班工作利用率, 0.55;E为铲斗容积, 4 m3;Km为铲斗装满系数, 0.8;γ为矿岩体重, 2.66 t/m3;t为次作业的循环时间, 50 s;Kc为矿岩松散系数, 1.5;按照年工作330 d, 每天3班计算, 电铲台年生产能力为330×3×1 797.73×0.85=151.28万t/a。

3) 所需电铲台数。N=210 万t/a÷151.28 万t/a=1.4 台, 设计选用2 台4 m3电铲, 备用1 台, 共计3 台;配套选择20 t自卸汽车, 可以满足生产需要。

4) 装载机。矿山生产除了主要的采剥穿爆装载作业外, 还有许多辅助作业。需要配备相应设备才能保证矿山的正常生产[4]。辅助作业包括:连接道路清理、清理工作面、归整爆堆、平整机台工作面、维修运输道路及平整排土场。露天采场选用1台ZL50-F型装载机进行作业。

5) 推土机。为了完成场地平整、排土场平整, 清扫平台等工作, 设计选择1 台TY160A型推土机[5]。排土场年排弃废石量15.79 万m3, 按照排土场平台留余20%计算, 需要推土3.16 万m3/a, 日推土量31.90 m3, 即47.85 m3。TY160A型推土机班工作能力为

式中:Q为推土机生产能力, m3/班;q为铲土板中的容土量, 3.58 m3;T为作业循环所需时间的平均值, 2.63 min;Kt为时间利用率, 0.75;Ks为废石松散系数, 1.5;1 台推土机可以满足生产需要。

4.3 压缩空气设备

根据矿山用风设备特点, 设计采用集中与单独供气方式, 即对用风量相对集中、用风量大的潜孔钻采用集中供气, 而对用风量小、移动频繁的二次破碎凿岩机采用单独供气的方法[6,7]。

4.3.1 设备需风量计算

KQG150Y潜孔钻机单台耗风量为22 m3/min, 考虑漏气系数1.1, 则单台需风量24.2 m3/min, 工作压力1.05~2.4 MPa。DQ100B潜孔钻机单台耗气量为12 m3/min, 考虑漏气系数1.1, 则单台需风量13.2 m3/min, 工作压力0.5~0.7 MPa。Y23 手持凿岩机单台耗气量为3.3 m3/min, 考虑漏气系数1.1, 则单台需风量3.63 m3/min, 工作压力0.63 MPa[8]。

4.3.2 设备选型

为了减少输送管道长度, 降低风损, 选择寿力E900H型电力驱动移动式螺杆空压机为KQG150Y潜孔钻机供气, 每台KQG150Y潜孔钻机配备一台空压机, 共计3 台。选择LGFYD-10/8 型电力驱动移动式螺杆空压机为DQ100B潜孔钻机和Y23 手持式凿岩机供气, 经计算确定为4 台[9]。

4.3.3 空压机的冷却

采用风冷却系统。

4.3.4压气管网

E900H型空气压缩机直接通过I-51-4 型高压橡胶软管与KQG150Y浅孔凿岩机相连接, 软管连接长度在50 m以内, 接头为全扣压式高压胶管。其他用气设备和空压机之间用胶管连接, DQ100B潜孔钻机选用 φ51 mm×6-20 m胶管, 手持式凿岩机采用 φ25 mm×6-20 m的胶管[10]。

4.4 运输车辆

1) 全矿的运输车辆。通过计算核准, 矿用车辆需要13 辆, 废石用车需2 辆, 合计15 辆。

2) 运输车辆配备。为完成全年运输任务, 设计矿山配备以下运输车辆:一是矿山运输所需要的20 t自卸车辆, 为内部运输到破碎站的需用车辆。二是矿山购置康明斯153 型8 t自卸汽车1 辆, 用于材料运输。三是庆铃1.5 t汽车1 辆, 作为日常业务用车[11]。

4.5 矿山机械维修

矿山交通便利, 为满足设备正常生产, 机、汽修设施仅做一般性配置。对于矿山设备的大修、三级保养、大型的零配件加工均需外协解决。采场机修车间主要工作内容包括:一是承担部分机械配件、旧件的加工修理;二是凿岩用钻头的磨制和合金修补;三是开采设备的一级、二级保养和小修[12]。

5结论

通过对新疆天山石灰岩矿的地理位置、开采运输条件及开采运输方式的分析, 选出了该矿山的开拓运输方案、开采方法和采剥工艺, 进而确定了矿山开采需用的机械设备, 为矿山今后的生产施工做好了准备工作。

摘要：通过对新疆某露天石灰岩矿条件进行分析, 设计出合理的开采方法和台阶高度, 进而确定开采设备和运输设备, 以完成矿山计划生产任务。

关键词：矿体,开采方法,采剥工艺

参考文献

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矿山机械设计 篇9

关键词：CAD绘图技术,矿山机械,机械设计

1 矿山机械设计

一般意义上的矿山机械, 指的是直接用于矿物的探查、开采、富选等作业的机械, 包括磨矿机、破碎机、钻机、球磨机、振动筛、起重机、输送机、通风机、水泵等多种机械设备。这些机械设备由于其工作环境的特殊性和工作功能的复杂性, 需要对其进行特别的设计。

1.1 矿山机械设备工作环境特殊

以某煤炭地下采矿系统为例, 为避免自动化机械对操作人员的损伤以及采矿过程中可能引起的冒顶片帮、透水、中毒、火灾、爆炸等事故, 需要对矿山机械进行防触电设计, 并对作业环境进行通风、排水、巷道加固支护、瓦斯浓度监控、防静电、防火设计, 这就要求所采用的机械设备具有一定的防触漏电结构, 并设置一定的紧急联锁制动系统, 防止机械设备在工作中出现异动对作业人员造成机械伤害等。

1.2 矿山机械设备结构较为复杂

相较于其他机械设备, 矿山机械由于工作的特殊性常常需要更精密、更复杂的结构设计。以某金属地下采矿系统为例, 矿井里由于空间受限, 岩层坚硬, 这就要求着采矿掘进机械设备结构强度较高、各部件力学性能要求较高、结构也相应更紧凑。如图1所示为某掘进机截割部结构图。

1截割头组件;2悬臂段;3截割减速器;4、6、8销轴;5盖板;7截割电机

2 CAD技术及软件功能

2.1 CAD技术

CAD技术指的是计算机辅助设计技术 (CAD-Computer Aided Design) , 是利用计算机及其图形设备软件帮助设计人员进行图形参数计算、设计、绘制、修改、尺寸标注、信息储存等工作的计算机应用技术。

2.2 CAD软件功能

目前Auto-cad软件开发出了平面图形处理的二维cad和立体图形处理的三维cad图形处理模块, 用户可根据各自的需要对图形进行设计与处理。软件提供了二维平面绘图、绘图辅助工具、图形编辑、文字书写与修改、尺寸标注及计算、图层管理、三维图形绘制、网络共享、数据交换等多种功能, 使用时根据用户的特殊需要选取不同功能进行工作, 操作极为方便。

3 CAD技术在矿山机械设计中的应用

CAD技术很好地解决机械设计过程中图形绘制困难的问题。通过计算机软件绘制的机械设备图纸, 设计、生产加工、维修人员可以在计算机上轻松地利用CAD图形阅读软件进行尺寸的标注和修改、结构部件的位置调整和准确定位, 并可以对局部区域进行放大和缩小查看, 既方便设计人员对整体-局部位置关系的设计, 又有利于生产加工及维修人员对部件细节和部件结构位置的把握。因此在目前的机械设计尤其是装备复杂结构紧凑化、大型化、特种化的矿山机械中得到了广泛的应用。

利用CAD技术在矿山机械设备设计中的好处主要有:

3.1 减少设计工作的工作周期和工作量

采用CAD技术进行机械设备的设计工作, 一方面使得机械设备的复杂构造转化成简单的几何图形, 这既方便图形的绘制, 也利于生产加工制造单位对于机械设备构造的整体把握;另一方面也使得机械设备设计工作量减少, 设计周期变短, 更方便机械设备的设计工作。

3.2 有利于机械设备构件细节的设计

CAD技术软件能够对图形的局部区域进行放大和缩小查看、编辑处理, 在实际的图形绘制过程中, 可以更加注重细节的把握。将平常很难准确把握的部件结构细节处理清楚, 并且保证精细构件与周边构件的精确结合, 尤其是涉及齿轮咬合部分, 这就有效地避免了由于机械设备构件结合不准造成的机械设备故障, 给机械的日常工作提供保障。

3.3 有利于机械设备构件的修改

CAD图形编辑软件提供了图形修改功能, 主要包括线条修改 (打断、延伸、删除等) 、尺寸修改 (拉伸) 等。在机械设备设计中图形绘制出现问题时, 可以方便地利用软件提供的编辑模块进行修改, 操作极为方便。

3.4 有利于机械设备的直观装配

CAD技术绘制的图形对于各部件的安装位置及大小有着精确的标注, 因此在进行机械设备的生产加工制造过程中, 各部件组合安装更加直观。在图形绘制过程中, 随时利用软件对机械设备进行模型演示, 以方便查找设计中存在的问题。

3.5 保证机械设备设计质量

CAD技术是计算机应用技术的一种, 有力地避免了机械设备设计中人为的失误造成的设计质量降低问题, 并且其智能控制系统可以精确地查找设计中存在的问题, 因此, 更容易保证机械设备设计质量, 更利于机械设备的设计工作。

4 CAD技术未来的发展趋势

随着计算机技术的发展与进步, CAD技术也相应的得到飞速的发展, 通过CAD技术在实际机械设计中的设计讨论, 我们认为未来的CAD技术会越来越向着标准化、智能化、普及化发展。

4.1 CAD技术的标准化

CAD技术在机械设计制造中图形的绘制、编辑、修改中占据有重要的地位, 越来越多的设计单位、机械制造公司和机械使用单位利用CAD技术来进行日常的工作。因此, CAD技术必定向着应用技术的标准化发展以逐渐减少在交流过程中引起的误解, 这既是CAD技术日常应用的需要, 也是CAD技术发展的必然要求。

4.2 CAD技术的智能化

CAD技术软件如果只是单纯的提供图形绘制和编辑修改工具模块, 那么在实际的工作过程中会因为操作复杂而“难以上手”从而导致设计人员工作效率的下降, 并且在实际的工作中可能会由于操作困难而导致图形绘制出现偏差和错误, 不利于设计工作的进行。因此, CAD技术在未来发展过程中需要重点注意智能化发展, 以完整的模块功能代替繁琐的编辑技巧, 更方便设计工作图形绘制的进行。

4.3 CAD技术的普及化

CAD技术在图形绘制应用上的强大功能优势保证着它的使用市场空间, 那么在未来的工作过程中, CAD技术会得到越来越广泛的应用和普及, 不仅局限于机械设备的图形设计, 包括房屋装修、管线敷设、工艺流程设计等多种实际生产生活活动都可以应用CAD技术, 极大地方便人们的日常生活。

5 结束语

机械设计中现代设计探讨 篇10

1 现代机械设计的特点

现代社会科技发展日新月异, 各种现代化新技术和新的发明如雨后春笋不断出现, 各种电子技术以及机械技术与现代化的机械设备正在渐渐融合, 各种机械器材的设计理论以及制作的方法都有了一定程度的改善。现代化机械设计过程也利用了计算机技术, 来使得机械设计的过程更加合理, 步骤更为清晰, 同时还能够使设计更加趋向于人性化。规范而有效的机械设计相比于传统意义上的技术设计更具有远瞻性和创新性的特点。首先, 利用现代设计的理论方法来考虑整个产品的细节问题, 可以比传统机械设计方法更在的发现潜在问题, 减少未来出现故障的可能, 同时, 现代化机械设计可以更加充分的考虑到产品的静态属性和动态属性。另外, 计算机技术的日益成熟可以运用到现代的机械设计方方面面中, 优化现代设计的仿真性。

2 现代机械设计技术的应用技术

通过对大量机械产品的研究分析, 现代设计在机械设计中应用较为广泛的技术大致可以分为四大类, 分别是能提高产品优良性能的设计技术, 能够满足市场要求的创新设计技术方法, 能够优化产品使用寿命的设计技术以及发展绿色技术的设计技术。

2.1 提高产品性能的设计

机械产品必须具有优良的性能, 只有良好的性能才能够保证机械产品的生命力, 提高产品优良性能的设计方法有很多, 最重要的内容和特点有:

(1) 能够消除并及时的预防产品可能产生的故障, 这种技术特点是围绕产品的可靠性而设计的, 主要是研究产品和系统所产生的故障的原因, 来提出相应的解决方案。

(2) 能够提高材料抵御破坏能力的设计方法技术。当材料和结构在外界因素如高温、电荷强度等的影响作用下, 其性能会受到较大的影响, 所以, 其设计的重点是要提高产品的结构承受能力以及抗疲劳强度, 来提高产品在各种工作环境中的使用寿命。

(3) 解决物体表面的摩擦和润滑等问题的设计技术。这种设计技术综合运用了摩擦学的理论研究方法和基本数据, 将产品的磨损降低到最低的水平, 目的是为了降低产品原材料的消耗, 节约了部分能源, 同时提高机械装置的可靠性, 有效的提高设备的使用寿命, 提高其在市场中的竞争力。

(4) 防腐蚀的设计技术。这种设计技术要科学合理的选择材料并制定出相应的加工工艺, 来提高产品的抗腐蚀能力, 防腐蚀的设计加工方法能够有效的延长产品使用周期以及使用效率。

2.2 满足需求的创新产品设计技术

当今社会市场经济体制存在着强烈的竞争机制以及供求关系, 在当今瞬息万变的市场经济中, 产品的创新能够有效的提高企业产品的核心竞争力, 满足顾客的市场需求同时提高企业的核心竞争能力, 产品创新设计技术的主要特点包括:

(1) 解决发明问题的创新技术。这种创新设计技术包含对新产品的适应性和变参数的设计, 主要是在设计的起初阶段运用创造性的思维来构建出一个原来并不存在的全新产品技术的过程, 这是解决掉发明问题的非常重要的阶段。适应性设计主要是为了满足莫忠需要和要求, 对现有的产品进行合理的改进, 变参数设计是在原有的设计原理基础上, 对部分零件进行的完善和改进过程。

(2) 复杂产品的创新设计技术。对于复杂的产品设计要利用到信息网络的仿真虚拟技术来只能设计产品, 这种设计方法能够有效降低产品的功能与结构的复杂性以及组织过程与系统的复杂性。这种设计的核心就是概念的设计, 设计的关键技术包括概念设计建模技术、产品的布局设计、产品的形状设计、多目标协同工作技术以及产品方案的综合评价技术等。当前主要是应用于航空航天事业、汽车制造行业以及数控机床等方面。

(3) 降低设计成本, 优化设计资源的设计技术。为了能够在保证产品的功能与质量的条件下增强自身的市场竞争力, 提高企业的经济收益, 就必须要优化产品资源, 降低设计的产品的生产成本。这种设计技术是在设计目标产品的时候约束好一个基本的成本, 以成本为前提, 保证产品质量的基础上, 通过理论的分析计算, 对于全过程的连续优化来降低成本, 追求出更高的产品经济效益以及社会的综合运用性能。

(4) 缩短产品的研究周期。在对新的机械产品进行研究设计的时候, 可以利用三维的CAD系统来使新的产品继承以往的数据信息, 仅仅对其中的部分构造进行重新的计算和设计, 提高新产品的研发效率, 降低研究周期, 尽量缩短产品从研发到投入市场的周期时间, 来保证企业的核心竞争力。

2.3 提高产品寿命的设计

产品的整个寿命周期是指从产品的原材料选取加工制造开始, 知道消费者使用完毕宣布产品报废将其拆卸成原材料的整个过程, 提高产品的全寿命周期设计技术主要包含以下几个方面:

(1) 具有集成特性的并行设计。这种设计技术是在产品的规划和设计阶段, 将所有能够支持产品全寿命使用周期的信息用并行的方式来对工艺规划制造转杯试验、运输、维护以及回收等相关环节综合的整合起来, 集成设计的目标, 处理好各个任务间的耦合关系, 应用计算机辅助系统来进行评价决策, 达到降低成本, 提高使用寿命的目的。

(2) 面向制造的设计方法。这种方法主要由面向制造的机械零部件结构模型、机械零部件结构设计、机械部件和整机装配的设计、以及环境模拟装配等, 让设计出的产品综合性能最好, 保证产品的设计制造的成功性。

(3) 全寿命周期设计数据管理。这种设计技术主要是利用跨平台数据集成于共享的PDM系统, 来将网络上不同的东西同系统之间形成一体化, 高效且完整的将产品从规划生产到报废处理整个使用寿命周期内复杂的数字化信息记录下来, 是产品所需的重要数据完整的保留下来并进行有效的管理。

2.4 绿色产品的设计

绿色产品要求既能够满足使用的要求, 同时还必须有利于环境的保护。当前人类正面临资源短缺和人口过生的问题, 设计绿色有效的产品也是社会向前发展的必然选择和整体的趋势。绿色的产品设计技术包含以下几点:

(1) 面向环境的技术。在产品的整个使用寿命期间, 能够有效的保护环境的关键技术包括绿色产品集成设计理论、绿色产品建模研究技术、绿色产品的环境指标等等。在保证不会影响到环境质量的情况下, 具有优良的质量保证。

(2) 面向能源的设计。这种设计技术是为了提高能源的利用效率以及降低资源的浪费, 以保护环境为目的的设计方法。这种方法的设计即可以优惠能源的供给以及驱动的方式, 同时还能够有效的回收并实现能源的重新利用。在产品的功能特点等基本要素已经明确的条件下, 在设计时确定产品的结构制定、材料选择以及加工的工艺方法、可重新利用的能力以及是否具有装配性, 用最少的能源消耗来设计并生产出新的产品。

(3) 面向材料选择的设计。材料的选择是绿色产品设计的关键所在, 能够在根本上来减少对环境的污染, 同时降低能源的消耗。当前应用较为广泛的设计方法有新材料实用化设计技术、材料回收以及二次利用的技术、基于材料选择的CAD技术等等。

(4) 人机工程设计技术是以人机工程学理论为研究基础, 面向人的产品设计技术。这种技术是以人的心里特点和生理特征为参考依据, 利用科学的技术成果数据来设计的技术方法。目前所使用的关键技术有心里模型技术、人机界面设计技术、人机工程测量技术以及产品设计中的人机工程。

3 结语

现代设计在机械设计的应用主要是体现在创新性技术在现代机械设计中的应用。在整个智能化的机械设计中, 基础的设计细节是可以利用计算机来进行精准的计算的, 选择出最好的设计方法并且形成一套独特的智能化设计体系, 不仅仅可以有效的减少机械设计工作人员的工作量, 同时还能够大幅度提高机械设计的准确性以及设计的效率, 为机械设计的不断发展提供强大的技术支持。

摘要：伴随着我国的经济发展和科学技术的全面提高, 人民群众对于社会各类设施的期待也越来越高, 机械设计作为我国发展的重要力量, 一直受到广泛的关注。若想让机械产品更具有竞争的优势, 让人们更加的接受它, 就必须要把社会科学技术真正的应用到机械设计中去。本文结合了相关文献理论基础, 对于目前我国机械设计中的现代技术进行了简单分析。

关键词：机械设计,现代设计,探讨

参考文献

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机械设计与机械制造技术的探讨 篇11

【摘要】工业化的快速发展是社会经济发展进步的前提，机械又决定了工业化的进程，因此，机械是社会经济发展进步必不可少的一部分。企业在生产过程中，要对机械设备的研发创新予以足够的重视，无论是制造新产品，还是实施新技术，都必须要有坚实的机械设备基础。科学、合理、有序、规范地的开展机械设备的设计研发工作，能促使技术创新整体水平的提高。正是由于在国民经济中，产品生产类设备是重要的组成部分，本文主要分析了此类机械设备的设计研发工作，并提出了机械设备在设计加工过程中常见的问题和对策。

【关键词】机械设计 常见问题 解决策略

机械设计主要是指机械零部件及总体设计全过程，该过程主要是基于机械应用要求下而实现，其间机械工作原理及运行方式和机械结构，加上力及能量传递方式和机械各零件材料形状、润滑程度、零件尺寸等方面总体构思及设计和计算，利用设计方案将设计转化成实际描述，同时作为机械加工制作时期的依据。按照服务行业及工作原理和产品要求等各方面标准，则机械设计均有其不同特点。机械设计通常是分为三种，新型设计及变型设计和继承设计。其间新型设计主要是利用最新技术试验以证明可行性，再利用此类技术展开新型机械设计。而变型设计则是为了满足不同环境对现存机械施以局部设计及再加工，以便适应于现代社会具体发展需求。继承设计则主要是基于现有机械设计而进行改善及发展，从而充分提升其工作效率且健全其工作技能。

一、机械设计加工中应注意的问题

（一）加工精度较低

在机械设计加工过程中容易受到多种因素的影响，从而影响加工精度，例如，机械设计加工系统受热变形、受力变形、夹具和刀具的磨损及制造误差、刀具不合适、机床磨损以及运动误差等因素，在机械设计加工中这些误差是难以进行消除的，只能在设计加工过程中，深入分析和研究误差的原因，及时采取有效措施，最大程度地提高机械设计加工精度，提高機械设计加工产品的质量。

（二）机械设计加工零件质量难以保障

机械设计加工零件质量直接关系着加工零件的使用寿命和使用性能，深入分析和研究影响机械设计加工零件质量的影响因素对于降低机械设计加工次品率和提高机械设计加工产品质量有着非常重要的现实意义。当前，影响机械设计加工零件质量最主要的因素是机械设计加工的切削用量和材料性质，切削用量越大，零件材料塑性变形和韧性越大，机械设计加工出来的零件表面质量越差。如果机械设计加工的塑性材质的零件，在使用刀具进行加工时，难免会导致加工零件受力发生塑性变形，并且由于零件和刀具切削分离时还会产生撕裂作用，避免会影响零件的表面质量。如果机械设计加工的是脆性材质的零件，在切削过程中很容易出现断续的零件碎粒，影响零件的表面和边缘光滑度。另外，在机械设计加工过程中，还有很多因素会影响机械设计加工零件的物理性能，总的来说主要包括：零件的结构组织发生变化和机械设计加工零件发生冷作硬化。为了不断提高机械设计加工零件的表面质量，还需要注意机械设计加工零件的表面预应力，尽量简化加工工艺，提高加工精度。

（三）机械设计加工产品的性价比较低

机械设计加工是一项精密性和专业性很强的工作，工作人员必须具有强烈的责任心，充分考虑到多方面的影响因素，不断优化和改进机械设计加工工艺，才能更好地保障机械设计加工零件的质量。但是在实际的机械设计加工过程中，很多企业依然采用的是比较落后的加工设备，设计加工的产品性价比较低，多种设计加工成本都很高，在激烈社会主义市场环境下，企业的综合竞争力很低，不仅影响了机械设计加工产品的使用性能，而且影响了机械设计加工企业的可持续发展。

二、机械设计加工中常见问题的解决策略

（一）原材料的合理选择

在进行机械设计加工的时候，首先要注意的就是原材料的选取，原材料是整个生产过程中的基础，原材料质量选取的高低，不但影响了企业的生产成本，而且极易造成产品出现后期质量问题。为了确保企业以高效益成产机械产品，一定要在开始做好原材料质量关。在进行原材料选取的时候，要科学合理，一定要本着提高产品质量的宗旨来选取，在开始环节花费大量时间检验是为了大大减少后期维护时间，选取原材料的科学性表现在与时俱进，因地制宜。在进行材料选取过程中，要按照机械生产实际情况，满足基本的性能要求及工艺要求，不同的零件要具备不同的性能，耐磨性要求高的就提高选取标准，材料强度要求高的就选取高强度材料，不管怎样在选取的时候要综合考虑生产条件，根据材料所要求的物理条件和价格条件来科学选择，进一步提高产品的性价比。

（二）标准化、批量化的设计加工

标准化、批量化发展是提高企业市场竞争的一种方式，这种生产方式不但能够提高产品的质量，还能够提高企业的综合竞争力，以最小的生产成本创造企业最大的经济效益。零件标准化就是按照尺寸要求、结构性能及设计方式，设计出最优的标准，之后在此基础上在进行批量化的生产，在生产过程中对材料进行严格的要求，之后对成产流程进行简化，创造最优的成产流程，在这种生产流程中集中、批量生产，这样提高了产品生产效率和质量。对零件进行优化处理，降低了设计周期，同时也减少了工作中的一些没必要的浪费，为产品提高经济效益注足动力。一个科学合理的工艺流程对于机械设计加工至关重要，在进行零件加工过程中要尽量缩短加工工期，因为对于零件加工的时间越长会起到相反的效果，加工时间越长可能会对零件造成没必要的损害。

（三）选择适合的工具和设置合理的切削参数

对于材料韧性很强的表面，在进行切割的时候极易造成材料发生塑性变形，对于脆性材料在进行切割的时候，选取的刀具不适合就会造成材料碎屑，从而导致材料表面粗糙而影响产品整体效果。刀具的选择必须按照原材料的材质来选取，在根据不同材料选取刀具后，还要重视机械设计中的切削用量因素的影响，还要注意到切削深度及切削速度都会影响零件的质量，这个时候就要按照零件的不同性质来确定切削的速度及切削的深度。在进行切削的同时要配合使用切削液，这样可以可以控制切削的温度，从而保证切削质量。切削用量是机械设计加工过程中的重要参数，上文提到切削深度和切削速度对机械加工出来的产品非常重要，直接影响了零件的质量水平。要保证切削深度和切削速度恰到好处就需要制定合适的切削参数，制定参数的时候要根据加工零件的自身属性和材料的特性来制定，设定切削参数的过程要综合考虑设计加工中的一切因素，比如材料的特征、刀具的选择及润滑油的使用，从而制定很合理的切削深度和切削速度，确保零件加工的表面光滑整洁。为了保证切削效果更佳，可以在零件加工过程中使用切削液，因为加工过程会产生温度，这些温度时高时低，而且在加工过程中，切削力度也是不均匀的，使用切削液可以避免这种情况，适当降低加工过程中产生的不均匀温度和力度。

（四）合理选择润滑剂

机械加工过程常常处于一种高温状态下，为了使得机械加工质量得到保障，就需要在加工过程采取冷却处理，这时候就需要科学的使用润滑剂，润滑剂的使用可以在切削、冲压及研磨阶段，润滑剂的使用可以增加产品的精度，将润滑剂涂抹到零件表面不但可以加大零件光滑度，还能够在此基础上延长零件的使用寿命。润滑剂的使用还能及时的处理掉金属碎屑，从而降低材料腐蚀的程度，润滑剂对机械设计非常重要，因此在选取的时候首选具备冷却作用、防腐蚀作用和润滑作用的润滑剂。比如在高速钢刀具的低速切削过程中，选择润滑剂时候选择那种纯油性润滑剂，在高速切削过程中选择水溶性的润滑剂，还有切削深度与切削速度都要选择不同标准的润滑剂，不要盲目选择，那样不但导致产品质量降低而且还会加大后期维护成本。

三、结束语

工业社会的飞速发展，使得机械设计加工业之间竞争持续激化，因此企业想要于激烈环境中持续发展，应根据机械设计加工主要程序严格落实，设计加工时企业还需科学有效的选用材料且实行标准化生产模式，运用适当的润滑剂且统筹考虑表面物理力学性能，以便提升机械设计加工水平。机械设计加工中常见问题涉及到精度及零件材质和产品性价比和润滑剂选用等方面问题，这些问题应及时发现且处理以确保机械设计加工质量，充分改善产品功能。本文深层分析了机械设计加工重要性，着眼于目前所存在的各方面问题，提出针对性处理方式。随着科技水平的持续提升，则相关部门和设计人员对于该方面应提高重视度，详细考虑机械设计加工的各大环节以增强国际先进技术交流，从而提升国内机械加工行业在市场上的竞争力。

【参考文献】

[1]刘毅，张振洪.浅谈机械设计加工中应注意的几个问题[J].科技风，2014（08）.

[2]王清成，范高锋，李赵胜.浅谈机械设计加工中应注意的几个问题[J].科技创新与应用，2014（04）.

机械设计基础课程设计教学实践 篇12

1 课程设计目的

机械设计基础课程设计是一个重要教学环节, 也是学生一次综合能力的训练。其基本目的有三个方面: (1) 使学生进一步巩固、深化本课程所学到的理论知识, 并能灵活运用有关先修课程的理论, 结合生产实际分析和解决工程实际问题的能力。 (2) 学习和掌握设计的一般步骤和方法。通过制定设计方案合理选择传动机构和零件类型, 正确计算零件工作能力、确定尺寸和选择材料, 以及较全面的考虑制造工艺、使用和维护等要求, 进行结构设计, 达到了解和掌握机械零件、机械传动装置的设计过程和方法。 (3) 进行设计基本技能的训练。例如计算、绘图、熟悉和运用设计资料手册、图册、标准和规范等。

2 课程设计内容

根据教学大纲及教学计划, 本学期在学习完机械设计基础内容之后, 要进行一次具有实践性的课程设计。机械设计基础课程设计选择圆柱齿轮减速器作为设计题目, 因为减速器的设计基本包括了机械设计基础理论课程的具有典型性、代表性的通用零件。设计内容包括7个部分:总体方案确定、传动方案确定、传动装置的总体设计、零件的设计计算和选择、箱体及其附件的设计、装配图和零件图的绘制和编写设计说明书。

3 实施方式

机械基础课程设计一般安排在学期未进行, 时间为1周, 时间短, 课程设计期间学生还要复习, 参加其他科目的考试, 不能全身心的投入到课程设计中来, 针对目前存在的问题, 我在教学和实践环节进行了一些初步尝试。为避免以往教师指导过细、设计作品千篇一律的弊端, 对课程设计的辅导重点在于方法, 教会学生从原理方案的设计和论证、各系统的实施到系统总成的整个过程能够自主进行, 加深对减速器系统的整体认识, 培养他们的创新设计能力, 充分发挥学生的创新潜能。

3.1 设计前准备工作

由于本门课程理论教学学时数较少, 而且内容抽象, 对于生产实践能力欠缺的学生来说, 激发他们的学习性趣很难, 而课程设计安排在考试前一周内完成。作为指导教师为了使学生能顺利地完成所布置的任务, 在设计过程中要加以指导。在设计开始时, 轴的结构设计和减速器的外形尺寸的确定对于学生来说是难点, 所以对减速器的设计专门进行了一次多媒体授课。首先让学生看减速器设计和制造录像片, 了解减速器产品及其设计过程。然后做减速器的装拆试验, 形象地认识减速器的结构。本课程设计之前, 指导教师根据课程设计指导书进行了具体安排, 并且制定了具体的设计安排计划和详细的设计任务书。对全体学生就设计的步骤、要求、说明书的书写格式等进行总体的指导, 在设计过程中, 指导教师坚持每天都到现场进行指导。

由于课程设计工作量大, 为了确保设计工作的顺利进行, 要求学生制定大致的设计时间分配表, 同时, 指导教师在设计开始时要对学生进行集中讲解和辅导, 帮助学生明白设计任务及要求.同时对学生掌握程度不够的设计工具的使用方法进行集中辅导.本课程设计集中1周进行, 但在实施的过程中发现时间不够, 实际执行时, 应在机械设计基础课程结束后就布置设计任务, 要求学生早做前期准备, 查找相关的资料和手册, 但是从最后的结果来看, 大部分学生都没有做好这部分工作, 都是临到课程设计的一周来做, 结果未能在规定的时间内完成任务。

3.2 结构设计

研究设计任务书, 分析设计题目, 了解原始数据和工作条件, 明确设计内容和要求。结构设计是确定零部件形状和尺寸的主要阶段。重点是设计齿轮的结构和轴的结构, 对于小齿轮的设计, 应采用较小模数和较多齿数, 这样, 即可以增加重合度, 又减少了小齿轮的齿顶圆直径, 从而使箱体外廓尺寸变小, 节省了材料, 减轻了重量。对于轴的结构设计, 为了便于轴上零件的装拆, 轴一般做成中间粗两端细的阶梯轴, 然后设计成合理的形状和尺寸。为了清楚的表达设计意图, 装配草图的绘制尤其重要。该阶段不仅要确定减速器的结构和尺寸, 更重要的是通过装配草图的设计过程体会边计算、边画图、边修改的设计方法。

装配草图设计阶段从时间分配和学生成绩考核方面都占较大比例, 为保证装配草图的设计质量, 学生自检后必须教师签字审核草图, 然后才能在图纸上画图。设计过程中教师严格检查、记录和掌握每个学生的设计进度和质量, 并适时地给予学生指导。学生在设计过程中必须做到: (1) 随时复习教科书、听课笔记及习题。 (2) 及时了解有关资料, 做好准备工作, 充分发挥自己的主观能动性和创造性。 (3) 认真计算和制图, 保证计算正确和图纸质量。

4 几点体会

教师每天到教室指导学生设计、计算、绘图以便及时发现问题和解决问题。要求每位学生在设计过程中充分发挥自己的独立工作能力及创造能力, 对每个问题都应进行分析、比较并提出自己的见解, 反对盲从、杜绝抄袭。在课程设计过程中, 发现学生主要存在以下问题: (1) 学习态度不够认真, 不能按进度计划表执行。少数同学刚开始时, 手忙脚乱, 第二天才进入状态。不能按时在规定的教室设计, 出现迟到, 矿课现象, 虽然一再强调平时出勤记入课程设计总成绩。 (2) 独立工作能力差, 设计时不能或不进行独立思考, 学生的依赖性太强, 碰到什么问题都来问老师。 (3) 图纸质量较差, 特别是标准画法、尺寸标注, 出现问题较多, 表达不清楚。 (4) 说明书内容不够完整、工整。设计说明书是对整个设计过程的总结和提升, 要求文字简明、通顺, 尽量使用专业术语。

5 结语

如何把专业课教学与工程实际联系起来, 一直是工程教育者努力的方向.目前高校的专业课教学存在与工程实际脱节的问题, 坚持理论教学与实践教学并重, 可大幅提高教学效率和教学质量。

参考文献

[1]杨可桢, 程光蕴.机械设计基础[M].北京:高等教育出版社, 1999.

[2]吴宗泽, 罗圣国.机械设计课程设计手册[M].北京:高等教育出版社, 2011.