机械设计方法

机械设计方法（共12篇）

机械设计方法 篇1

伴随技术水平的提升, 有越来越多的方法和工艺被应用到机械系统当中。使得技术的种类以及功能变得越来越强大, 但是, 竞争力的要求也在进一步提升, 如果想让自己的产品能够在市场上获得销路, 除了达到此产品的基本功能之外还应当注意一些细小因素, 例如价格低廉, 性能稳定, 便于操作, 环保, 感官和谐等因素。这要求设计人员能够灵活运用多种技术和措施, 找到技术的最佳结合点, 形成性能与收益之间的最好配比。

1 现代机械设计的特点

现代机械能够分成很多种类, 制造工艺上也很复杂。从功能的分类角度来看, 包括能动, 传输, 运转, 操作以及最终的控制等方面, 每一个子系统又能分成更为细小复杂的小小系统。现代机械设计比起其他系统也有自己的个性。不仅仅是对于机械本身的结构, 性能原理等了如指掌。更了解与之相关的各类学科。包括传播学, 机械学, 甚至包括美学, 生物学, 经济学等等, 使得自己的技术有较为全面的竞争能力。能够立于不败之地。

2 计算机辅助机械设计方法

计算机辅助设计 (Computer Aided Design, 简称CAD) 技术是电子信息技术的一个重要组成部分。这一新的方式方法利用了最先进的计算机手段, 能够快速而高效地完成工程设计方案, 使手动工作的低效率低准确率的弊病得到解决。使构图工艺得到进一步提升。将人的智慧与计算机的高运转能力相结合。计算机作为人的能力的延伸, 主要包括计算能力强, 精准度高, 程序化自动化强大, 这与人的能动性和创造性相互配合, 有利于在发挥人的能力的基础上降低人的劳动强度和时间, CAD系统想要运行必须将硬件与软件相互结合。

硬件系统承载着计算机技术的基础部分, 属于辅助技术, 但是必不可少。而软件是核心, 它是人们想要利用的主要对象。CAD也由这两部分组成。1) 软件可分为系统软件、支撑软件和应用软件3个层次;2) 系统软件对计算机资源进行自动管理和控制, 它处于整个软件的核心内层, 主要包括操作系统和数据通信系统等;3) 支撑软件是帮助人们高效率开发应用软件的软件工具系统, 亦称为软件开发工具;4) 应用软件是用户利用计算机以及它所提供的各种系统软件和支撑软件, 自行编制的用于解决各种实际问题的程序。计算机辅助机械设计的一般过程包括:1) 建立数学模型:一般机械零件基本都有现成的数学模型, 但对没有数学模型的则首先要建立正确的数学模型;2) 设计程序框图:程序框图根据手工计算的步骤来设计;3) 用高级语言编制程序:根据程序框图来编程;4) 程序调试:程序编好后, 先仔细检查源程序, 然后将其输入计算机进行试算, 再对程序适用范围的边界、转折点进行试算, 要求与手算结果完全吻合。

3 系统化机械设计方法

现代机械设计已突破传统的机械设计只注重机械产品单纯能实现预期功能的要求, 使机械设计向自系统化、信息化、柔性化和智能化的方向发展。从系统的观点出发, 机械系统设计及其控制技术把原有机械产品的性能、功能以及制造技术提高到一个崭新的水平, 甚至使原有的机械产品结构发生变化, 所带来的经济效益和社会效益是巨大的。所以机构产品的系统化设计及其控制技术是机械工业发展的必然趋势, 也是用新兴技术改造传统机械工业的有力措施。科学技术发展的速度很快, 产品的属性进一步提升, 而使用周期缩短, 更换的频率越来越高, 在产品的设计中, 特别是在机械工艺方面, 设计者的思路开始赶不上人民不断发展的需要, 现在, 计算机设计应当注意计算与规范等的进一步探究。而且有了一定的效果, 而产品开发初期方案的计算机辅助设计却远远不能满足设计的需要。系统化设计方法将设计任务由抽象到具体 (由设计的任务要求到实现该任务的方案或结构) 进行层次划分, 拟定出每一层欲实现的目标和方法, 由浅入深、由抽象至具体地将各层有机地联系在一起, 使整个设计过程系统化, 使设计有规律可循, 有方法可依, 易于设计过程的计算机辅助实现。系统化设计方法的主要特点是:将设计看成由若干个设计要素组成的一个系统, 每个设计要素具有独立性, 各个要素间存在着有机的联系, 并具有层次性, 所有的设计要素结合后, 即可实现设计系统所需完成的任务。在系统化机械设计过程中, 为使设计工作更为科学合理, 常把一个机械系统分解为若干个相联系的比较简单的子系统, 可使设计和分析比较简便。根据需要和可能, 各子系统还可再分解为更小的子系统, 依次分解, 直至能进行适宜的设计和分析。系统分解时就注意以下几点:1) 分解数量和层次应当相互配合, 如果分的不够, 系统仍不够简单, 不能达到简便工作的目的。分解太多, 每个子系统相对容易解决, 而综合起来难以应用。2) 分界面也应当简单。选择的重点应当放在最简单, 最容易处理的地方。3) 保持能量流、物料流和信息流的合理流动途径。通常机械系统工作时都存在着能量、物料和信息3种转换, 它们从系统输入到系统输出的过程中, 按一定的方向和途径流动, 既不可中断, 也不可紊流, 即使分解成各个子系统, 它们的流动途径仍应明确和畅通;4) 了解分系统分解与功能分解的关系与不同。系统分解时, 每个系统仍是一个系统, 它把具有比较密切结合关系的要素结合在一起, 其结构组成虽稍微简单, 但其功能往往还有多项。而功能分解时, 是按功能体系进行逐级分解, 直至不能再分解的单元功能。

4 结论

网络手段的快速发展, 可以保证两地以上的地点之间相互交流, 达成构造和生产的目的。并使得产品完成的效果能够达到消费者的需求, 不过, 能使这一方式有效实现的一个前提就是完善三维可视效果。这要求相关的软件得到落实。尤其在构图设计方面能够有效得到普及。除了三维可视软件以及智能软件以外更要包括媒体技术的应用。它在计算机技术中的效果也不能忽视, 现在, 机器的设计方案向着辅助功能, 自动化智能化, 两地同步设计等角度发展, 因为产品设计的电脑化方式刚开始, 不算成熟, 其内部方案标准以及相应的软件也不能被充分开发利用, 所以, 应当充分调动人员对于智能, 系统工程, 软件, 硬件等的充分扩展理解。调动各方面的因素, 为最终设计出完整出色的规划方案服务。

摘要：本文说明了机械设计当中一些特性, 并说明了计算机技术在当中所起的效果, 现代机械设计将过去过分看重对于结果的要求, 而在手段上给予了充分的重视, 使机器的科学自动化水平得以提升, 并向着智能程序化方向前进。

关键词：现代机械设计,系统化机械设计,计算机辅助机械设计

参考文献

[1]丁继斌, 封士彩.机械系统设计及其控制技术[M].北京:化学工业出版社, 2007, 3.[1]丁继斌, 封士彩.机械系统设计及其控制技术[M].北京:化学工业出版社, 2007, 3.

[2]魏玉新.现代机械设计的创新方法研究[J].装备制造, 2009 (5) .[2]魏玉新.现代机械设计的创新方法研究[J].装备制造, 2009 (5) .

机械设计方法 篇2

根据长期总结出来的设计理论和实验数据所进行的设计，称为理论设计，现以简单受拉杆件的强度计算为例来讨论理论设计的概念。设计时强度计算公式为：

σ≤σlim/S 或 F/A≤σlim/S

式中：F——作用于拉杆上的外载荷;A——拉杆横截面面积;σlim——拉杆材料的极限应力;S——设计安全系数(简称为安全系数)

1.设计计算

由公式直接求出杆件必须的横截面尺寸A，即：A≥SF/σlim

2.校核计算

在按其它办法初步设计出杆件的横截面尺寸后，可选用下列四式之一进行校核计算：

σ=F/A≤[σ]F≤σlimA/SSca=σlim/σ≥Sσlim≥Sσ

式中：Sca为安全系数计算值，或简称为计算安全系数，

设计计算多用于能通过简单的力学模型进行设计的零件;校核计算则多用于结构复杂，应力分布较复杂，但又能用现有的应力分析方法(以强度为设计准则时)或变形分析方法(以刚度为设计准则时)进行计算的场合。

经验设计

根据对某类零件已有的设计与使用实践而归纳出的经验关系式，或根据设计者本人的工作经验用类比的方法所进行的设计叫做经验设计。这对那些使用要求不大变动而结构形状已典型化的零件，是很有效的设计方法。例如箱体、机架、传动零件的各结构要素等。

模型实验设计

探讨现代机械设计方法 篇3

【关键词】机械 计算机 设计 探索

机械设计是根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算，并将其转化为具体的描述以作为制造依据的工作过程，其目标是在各种限定的条件下设计出最好的机械，即做出优化设计。随着科技的进步，特别是计算机科学、系统科学的发展，机械设计水平发展得很快。多种设计技术和理论交叉融合，使得机械设计方法进一步拓展，设计手段也更加精确化和智能化。

1现代机械设计概述

1.1现代机械设计的内涵

在20世纪60年代初期，人们将机械设计方案的过程分为不同的设计阶段，如用户体验阶段、设计方案阶段、技术设计与工艺设计阶段等。但是随着科技的不断发展，产品技术的发展不再单纯依赖于设计者的思想灵感或经验技术，而是逐渐发展成为一门科学，并且是以知识为基础，具有科学设计手段的现代机械设计技术。随后，现代机械设计又引进了多种不同的设计方法理念，例如系统科学、信息科学、计算机技术等，这些都为我国的机械设计理念增色不少。

1.2现代机械设计的特点

现代机械设计种类繁多，其结构也越来越复杂。现代机械设计可以从实现功能的角度来考查，其中包括系统功能、传统功能、执行功能和操作功能等，这些功能都可以用来协助机械的运作，每一种功能都有其自身的特点。现代机械设计方法一般都是凭借计算机网络或其他一些现代化机械设备，引进先进的现代化设计理念及方法，创造出具有现代化机械设计特点的作品。现代机械设计的主要工具也是计算机，如利用计算机计算、分析、绘图等，可以大大提高现代机械设计的效率。

2现代机械设计方法

2.1现代机械设计的优化

设计的优化就是通过不同的方式进行方式的优化，在机械设计的过程中对产品的结构以及性能进行优化设计，这样的优化是为了保证设计出的机械产品一方而具有外在的品质保证，另一方面是保证产品的内在的质量。优化设计一般分为两种方式。

2.1.1数学规划实现的设计优化

我们说的数学规划法，就是把数学规划的理论作为基础，是一种严格意义上的优化方法。这种算法对理论依据有很高的要求，同时对设计流程的规格也有着严格的标准。因为这种规划方法在计算的过程中要进行很多的迭代，并对数学模型要求高性态。所以这样的优化方式的适用范围很小，适用于目标明确，容易建立数学模型或者结构不复杂的机械设计中。

2.1.2人工智能实现的设计优化

现代机械设计是我国人民创造型劳动中的一种，机械设计的过程需要进行以下四个步骤，任务的明确，设计方案，设计技术以及设计施工，并且每个环节都要及时地对建立的模型进行仔细分析，对设计的模型进行修改与合理性评价。人工智能优化设计活动有下面两种，一直对设计数值的计算，内容主要是大量的绘图与计算分析；二是对设计方案进行设计以及推理，内容主要是方案的提出，方案的优化以及设计结构等方面。因为思考和推理是这种优化活动的基础，所以这就要求设计人员要有丰富的专业知识和设计经验。

作为机械设计重要的内容，设计方案的设计以及推理设计的结果对产品的质量起养关键性的作用，在这种情况下使用人工智能技术能为设计中的非数值计算工作提供保障。

2.2现代机械设计的并行设计

我们说的机械设计的并行设计就是在对机械产品进行设计的时候，通过应用IT技术中的CAM或者CAD技术，以集成或者并成的方式对产品设计出合适的生产步骤。这种设计方法要求机械设计人员，从设计的最初阶段就要对机械产品的整个生产过程，包括生产周期内的设计，测试，工艺规划以及配置进行细致的考虑和规划，将产品的概念设计到产品的报废等一切可能发生的问题进行分析，最大限度地对用户的需求进行把握。根据设计的效果，通过对并行设计进行全面的评价，对产品的设计进行改进，能有效地保证产品生产过程中的一次成功率，还能够增强企业的自身管理以及提高资源的利用率，减少生产成本，提高生产效益。

2.3现代机械的网络协同设计

一般来说，所谓的网络协同设计，就是通过利用现代的网络机制，将分布在不同地方的设计资源以及设计任务进行统一，以协同工作中的机制以及平而支撑工具为基础对信息进行有效的管理，进而完成对机械产品的研发以及设计工作。随着现代IT技术的不断发展与成熟，网络时代中的宽带也得到了很大程度上的提高，所以利用现代化中多媒体实时数据的传输特性，一方面能够对机械设计中的相关数据进行了解，另一方面还能建立起数据平台，这个数据平台是以web为基础的，进而解决web中数据的修改、访问以及传输工作，从而进一步实现数据的共享，进一步满足现代机械设计过程中的技术要求。

结语

总之，我们在未来的工作中，首先要进一步分析市场需求、国家的发展方向，居民对机械设备的具体诉求，之后采用有效的方式进行系统优化，保证现代机械设计方法可以长久地被应用，最后再应用到实际的生产和加工工作中。相信在日后的相关工作中，现代机械设计方法能够取得更大的经济效益和社会效益。

【参考文献】

[1]开依沙尔？热合曼 买买提明？艾尼.基于骨骼重建机理的连续体结构仿生拓扑优化方法[J].农业机械学报.2014（05）

[2]尤芳，陈建军，曹鸿钧，谢永强.随机变量下的热传导结构拓扑优化设计[J].西安电子科技大学学报.2014（06）

机械设计方法 篇4

机械制造业为整个国民经济提供技术装备, 其发展水平是一个工业化程度的主要标志之一, 是国家重要的支柱产业。而要想在现代化的机械制造业获得一席之地, 设计出高性能高水平的、符合生产技术要求的机械装备尤其重要。而机械装备的设计生产中, 机械零部件的优劣直接影响了装备性能的优劣。因此, 一部机器的质量基本上决定于设计质量。

2 传统设计方法和现代设计方法的比较

2.1 传统设计方法简介

传统设计方法是以直觉设计、经验设计、静态设计为基础的设计方法。在传统的机械设计方法进行设计时, 不能预测零部件在运行中破环的概率, 一是因为在设计中所采用的载荷、材料性能等数据, 是他们的平均值, 没有考虑到数据的分散性。而是为了保证机械的可靠性, 往往对计算载荷、选用强度等分别乘以各种系数, 如载荷系数、尺寸系数、齿宽系数等, 对于实际的应力或者其他数值与理论推导不同时, 还要有各种修正系数;最后, 还要考虑到安全系数。这种传统方法是人们对这些因素的随机变化所做的经验估计, 并不等于因素的实际情况。与此同时, 由于对这些随机变化的因素无法进行精确计算, 只好将尺寸、重量等作经验的又不精确的放大。

传统的机械零部件的设计方法有:

1) 理论设计

根据长期总结出来的设计理论或者实验数据所进行的设计, 称为理论设计。现以起重机吊钩的螺纹连接为例来讨论理论设计的概念。设计时拉伸强度条件为

或

式中:

F:工作拉力, N;

d:螺栓危险截面的直径, mm;

[σ]:螺栓材料的许用拉应力, MPa。

对于理论计算的运算过程, 可以有设计计算和校核计算两大类不同的处理方法:设计计算多用于能通过简单的力学模型进行设计的零件;校核计算则多用于结构复杂、应力分布较复杂, 但又能用现有的应力分析方法 (以强度为设计准则时) 或变形分析方法 (以刚度为设计准则时) 进行计算的场合。

根据对某类零件已有的设计或使用实践而归纳出经验关系式, 或根据设计者本人的工作经验用类比的方法所进行的设计叫做经验设计。这对那些使用要求变动不大结构形状已经典型化的零件, 是很有效的设计方法。但是这种方法是经验设计, 精确度和可靠性无法定量化的保证, 并且现在的机械系统越来越复杂, 技术含量越来越高, 经验设计的方法已经不能再满足市场需要。

3) 模型试验设计

对于一些尺寸巨大而结构又很复杂的重要零件, 尤其是一些重型整体机械零件, 为了提高设计质量, 可以采用模型实验设计的方法。即把初步设计的零、部件或者机器制成小模型或小尺寸样机, 经过实验的手段对其各方面的性能进行检验, 根据实验结果对设计进行逐步修改达到完善。但是这种方法费时、昂贵, 因此只用于特别重要的设计中。

2.2 现代设计方法简介

现代设计方法是新理论和与计算机应用相结合的产物, 它是以思维科学、设计理论系统工程为基础, 以方法论为手段, 以计算机为工具的各种技术和程序的总和。

现代的机械零部件的设计方法有:

1) 机械零部件的可靠性设计

在机械可靠性设计中, 将载荷、材料性能与强度及零部件的尺寸, 都视为属于某种概率分布的统计量, 应用概率论与数理统计理论及强度理论, 求出在给定的设计条件下零、部件不产生破环的概率公式, 应用这些公式, 就可以在给定可靠度下求出零、部件的尺寸, 或者给定其尺寸确定安全寿命。

机械可靠性设计的特点, 首先是它采用了可靠度或其他可靠性指标, 来表示结构的可靠性, 而传统的机械设计是用安全系数来保证结构的可靠性。因此, 机械可靠性设计方法对失效可能性的认识和估计都比较合理。其次, 机械可靠性设计除了引入可靠度和其他可靠性指标外, 还对结构的安全系数做了统计分析, 这样得出的安全系数比传统机械设计中的安全系数更符合实际。因为它已经是与可靠度相联系的安全系数了。从对结构安全性的评价来看, 传统机械设计只有安全系数这一个指标, 二机械可靠性设计则有可靠度和安全系数 (指在一定可靠度下) 两个指标。

2) 机械零部件的可靠性优化设计

机械可靠性设计虽然可以确保或预测所涉及的产品在规定使用条件下和规定使用时间内完成规定功能的概率, 但是并不能保证产品具有最佳的工作性能和参数匹配, 最小的结构尺寸和质量, 最低的成本和最大的效益。机械零件设计中包含了许多优化问题, 例如零件设计方案的优选问题、零件尺寸参数优化问题、零件设计性能优化问题等。因此, 要是产品还有最优的设计结果, 就必须将可靠性设计理论和最优化技术联系起来, 即可靠性优化设计。

可靠性优化设计的特点是, 只能定量的给出产品在使用中的可靠性, 又能得到产品在功能、参数匹配、结构尺寸与质量、成本等方面的参数的最优解。另外, 在产品的可靠性设计中, 也常采用最优化方法进行系统的可靠性优化研究。

3) 机械零部件的计算机辅助设计

计算机辅助设计, 是利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作。简称CAD。

在工程和产品设计中, 计算机可以帮助设计人员担负计算、信息存储和制图等项工作。在设计中通常要用计算机对不同方案进行大量的计算、分析和比较, 以决定最优方案;各种设计信息, 不论是数字的、文字的或图形的, 都能存放在计算机的内存或外存里, 并能快速地检索;设计人员通常用草图开始设计, 将草图变为工作图的繁重工作可以交给计算机完成, 这样既大大减少了设计人员的劳动量, 又缩短了设计周期, 获取最大的效益。

3 综述

机械设计发展到今天, 传统的以直觉设计、经验设计、静态设计为基础的设计方法已经不能完全满足市场的需求, 因此现代的机械设计方法应运而生。现代设计方法以其更加科学性和和系统性弥补了传统设计的不足, 两者是相辅相成的。

参考文献

[1]濮良贵, 纪名刚.机械设计.8版.北京:高等教育出版社, 2006

机械设计时选择电动机的方法 篇5

选择电动机时，除了正确的选择功率外，还要根据生产机械的要求及工作环境等，正确的选择电动机的种类、型式、电压和转速，

A 电动机种类的选择：电动机的种类分为直流和交流电动机两大类。直流电动机又分为他励、并励串励电动机等。交流电动机又分为笼型、绕线转子异步电动机及同步电动机等。电动机种类的选择主要是从生产机械对调性能的要求来考虑，例如，对于调速范围、调速精度、调速平滑性、低速运转状态等性能来考虑。凡是不需要调速的拖动系统，总是考虑采用交流拖动，特别是采用笼型异步电动机。长期工作、不需要调速、且容量相当大的生产机械，如空气压缩机、球磨机等，往往采用同步电动机拖动，因为它能改善电网的功率因数。如果拖动系统的调速范围不广，调速级数少，且不需要在低速下长期工作，可以考虑采用交流绕线转子异步电动机或变级调速电动机。因为目前应用的交流调速范围拖动，大部分由于低速运行时能量损耗大，鼓一般均不宜在低速下长期运行。对于调速范围宽、调速平滑性要求较高的场合，通常采用支流电动机拖动，或者采用近年来发展起来的交流变频调速电动机拖动。B电动机型式的选择：各种生产机械的工作环境差异很大，电动机与工作机械也有各种不同的连接方式，所以应当根据具体的生产机械类型、工作环境等特点，来确定电动机的结构型式，如直立式、卧式、开启式、封闭式、防滴式、防暴式等各种型式。C 电动机容量的选择：（1）等效电流法等效电流法的基本的基本思想是用一个不变的电流Icq来等效实际上变化的负载带暖流，要求在同一个周期内，等效电流Icq与实际变化的负载电流所产生的损耗等，假定电动机的铁损耗与绕组电阻不变，损耗只与电流的平方成正比，由此可得等效电流为Icq =   I12t1+I22t2+…+In2tnt1+t2+…+tn式中，tn为对应负载电流In时的工作时间。求出Icq后，则选用电动机的额定电流In应大雨或等于Icq。采用等效电流法时，必须先求出用电流表示的负载图。（2）   等效转矩法如果电动机在运行时，其转矩与电流成正比（如他励直流电动机的励磁保持不变，异步电动机的功率因数和气隙磁通保持不变时），则式（9.3.1）可以改写成等效转矩公式。Teq=    T12t1+T22t2+…+Tn2tnt1+t2+…+tn此时，选用电动机的额定转矩T应大于或等于T，当然，这时应先求出用转矩表示的负载。（3）等效功率法如果电动机运行时，其转速保持不变，则功率与转局成正比，于是由式可得等效功率为Peq=    P12t1+P22t2+…+Pn2tnt1+t2+…+tn此时，选用电动机的功率P大于或等于P即可。必须注意的是用等效法选择电动机容量时，要根据最大负载来校验电动机的过载能力是否要求，如果过载能力不能满足，应当按过载能力来选择较大容量的电动机。

机械设计方法 篇6

关键词：现代设计方法、矿山机械设计

1.前言

目前，由于我国经济的快速发展，对于各种资源的需求也越来越大，尤其是煤炭资源的需求。因此矿山机械受到了很大的关注。以往的矿山机械已经跟不上时代发展的步伐，只有在传统的矿山机械设计上，结合时代的发展，优化设计方案，才能满足矿山的生产需求。本文针对近年来的现代设计方法，论述现代设计方法在矿山机械设计中的应用。

2.现代设计方法的内容

随着科技的不断进步，传统的设计方法已经不适用于现代的工业发展。现代设计是根据市场的需求，通过设计人员的准确推演、规划制定出来。主要优点有：智能性高、系统性强、动态稳定、比较先进和包容性强等。通过推行现代的设计方法可以推动企业技术的发展和提高产品质量，节约了生产成本，提高了市场竞争力。因此，传统的设计方法将会被现代设计方法取缔。

3.现代设计方法在矿山中的运用

3.1 优化设计

随着科技的不断进步，优化设计在矿山机械设计中已经有了广发的运用。优化设计是指将设计中遇到的问题转化为数学模型，利用计算机技术运算得到最佳的可行方案。优化设计不但推进了计算机辅助设计的进程，同时也提高了很多产品的性能，如：煤电钻电动机的优化设计、单级直齿圆柱齿轮减速器的优化设计等。

3.2 可靠性设计

机械在一定的时间和条件下能够完成的工作强度的能力是衡量设计产品质量的一个重要评定条件。为了提高设备的性能，必须根据机械的性能、材料等做出大量的实验并分析，得出具体的数据，根据机械的强度、尺寸、材料等进行设计来提高设备的使用年限、提高机械的可靠性。

3.3 有限元法设计

有限元法是一种便于使用且有效的工程分析方法，不但能够分析材料的几何非线性、非线性等复杂问题，而且能够分析各种受力对象。因此很适用于矿山机械受力的分析。例如：找到钢板的应力薄弱点。王营等人在对盘式制动器摩擦片温度场的研究中和郭燕华在多绳摩擦提升机的设计中也都科学地运用了有限元法。

3.4 绿色设计

我国目前正在走可持续发展道路，因此要加大对环境的保护。绿色设计不只是能够减少对环境的污染，更是能可以重复使用的设计。这就要求设计的环节中要使接卸能够做到噪声小，能耗少，工作效率高。在满足使用性能的同时要有安全保证。矿山机械产品的绿色设计在开发过程中应该针对可拆卸、可回收、可维护、可重复利用、能耗低、质量高等特点尽享设计。因此，绿色设计在矿山机械设计中的应用是大势所趋的。

3.5 创新设计

创新设计是针对人们的以往的理论、经验中利用创造性思维设计出全新的技术。创新设计的特点是以往人们从来没有用到过的或者从未见到的全新事物。主要体现在设备的结构方式、材料工艺、施工技术等方面，通过人们的好奇心理来提高企业的竞争力。

3.6 CAD技术

设计人员利用计算机的软件和硬件系统对产品进行的设计技术就是CAD技术。主要是对产品的设计，施工工程的因素分析、施工前的设计方案和图纸等。CAD技术实现了模块化和一体化设计，在产品的模型导入时可以进行系统规划。矿山机械产品的设计采用CAD技术效益较为显著，通过对设计和制造环节的结合，极大的提高施工和设计效率。

3.7 人机工程设计技术

矿山机械的工作环境比较恶劣，对操纵者的精神和机器的运转带来了极大的影响，稍有误差就可能引发安全事故。所以在设计中，矿山机械设计必须把环境的影响考虑进去。只有考虑到环境的影响和人身安全，才能保证系统的运转达到最优化。

3.8 稳健性设计

利用系统的非线性，通过多可控因素的合理优化，对产品的性能进行优化，提高机械的稳定性。矿山机械的工作环境是极为恶劣的，只有稳健性的设计技术运用，才能使机器能够在恶劣的环境中稳定、长久的运转。

3.9 智能设计

经过长期的科技发展，只能机器的出现已经不可避免。因此，在矿山机械设计中应该采用智能设计。通过集成传感器、控制器及执行器能够大幅度的提高机械适应环境的能力，达到降低能耗，提高性能的目的。

3.10 并行设计

并行设计是充分利用计算机技术、通信技术和现代管理技术，对产品设计及其相关过程（包括设计过程、制造过程和支持过程）进行并行、一体化设计的一种系统化设计模式。现在很多煤矿设备安装有故障监测设备，但是和原设备并不能和谐使用，满足不利使用需求。如果把故障检测仪器设计到产品之中，就会提高设备的功能。

3.11 虚拟设计

矿山机械的缺点是体积过大，不方便运输，制作成本高。因此在实际使用过程中如果发现不足之处就需要耗费大量的人力物力。采用虚拟技术能够轻易的解决这种情况。通过使用虚拟技术对机械的运行进行研究不但能减少人力物力的浪费，还能及时找到设备的不足之处，立即优化产品的设计方案。

3.12 动态模拟设计

因为机械产品在运行过程中总会产生干扰信号，而人们是对机械在运行的状态下进行设计，这种设计与实际结果并不相符。目前我国在大型采掘机械动态设计方面的系统研究还很少，致使大型采掘机械新机型的设计和老机型的结构改进举步维艰。又如提升容器在进入楔形箱道、紧急制动和切换电阻起动等工作状态下的外载荷与时间的关系问题等，都需要用动态模拟设计来解决。

4.结语

综上所述，矿山施工存在很多的安全风险。矿山机械作为矿山生产的重要设备，必须要有良好的性能和过硬的质量，只有这样才能保证矿产的出产率和施工环境的安全。随着科技的不断发展，古老的矿山机械已经不适用于现代的空山工作，对矿山机械的设计提出新的要求，因此，设计师要采用新颖的设计方法解决以往矿山施工中存在的不足，确保施工人员的安全和矿山的出产率。

5.参考文献：

[1]张凯 李岁学：《利用CAD技术建立露天矿山测量信息系统》，《金属世界》，2008年01期

[2]崔汉涛 李永强 董润滋：《基于Pro/E和ANSYS软件的液压支架三维设计》，《机械管理开发》，2009年05期

浅谈现代机械设计方法 篇7

1 现代机械设计的特点

现代机械种类很多, 结构也越来越复杂。但从实现系统功能的角度上看, 它主要包括动力系统、传动系统、执行系统、操纵及控制系统等, 每个系统又可根据需要继续分解为更小的子系统。现代机械设计有其鲜明的特点, 即不但要求设计对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、物流技术、各零部件的材料、形状、尺寸、润滑方法等进行构思、分析、计算, 而且还需融通多门科学知识, 如创造性工程、美学、仿生学、控制论、机械电子学、价值工程等, 使设计出的产品在市场中具有竞争力。

2 计算机辅助机械设计方法

计算机辅助设计 (Computer Aided Design, 简称CAD) 技术是电子信息技术的一个重要组成部分。这一新兴学科能充分运用计算机高速运算和快速绘图的强大功能为工程设计及产品设计服务, 彻底改变了传统的手工设计绘图方式, 极大地提高了产品开发的速度和精度, 使得科技人员的智慧和能力得到了延伸。它把计算机所具有的运算快、计算精度高、有记忆、逻辑判断、图形显示以及绘图等特殊功能与人们的经验、智慧和创造力结合起来, 从而减轻设计人员的体力劳动, 提高设计质量, 缩短设计周期。

CAD系统包括硬件系统和软件系统两大部分。硬件系统是计算机辅助设计技术的物质基础;软件系统是计算机辅助设计技术的核心, 它决定了系统所具有的功能。硬件和软件的组合形成了CAD系统:1) 软件可分为系统软件、支撑软件和应用软件3个层次;2) 系统软件对计算机资源进行自动管理和控制, 它处于整个软件的核心内层, 主要包括操作系统和数据通信系统等;3) 支撑软件是帮助人们高效率开发应用软件的软件工具系统, 亦称为软件开发工具;4) 应用软件是用户利用计算机以及它所提供的各种系统软件和支撑软件, 自行编制的用于解决各种实际问题的程序。

计算机辅助机械设计的一般过程包括:1) 建立数学模型:一般机械零件基本都有现成的数学模型, 但对没有数学模型的则首先要建立正确的数学模型;2) 设计程序框图:程序框图根据手工计算的步骤来设计;3) 用高级语言编制程序:根据程序框图来编程;4) 程序调试:程序编好后, 先仔细检查源程序, 然后将其输入计算机进行试算, 再对程序适用范围的边界、转折点进行试算, 要求与手算结果完全吻合。

3 系统化机械设计方法

现代机械设计已突破传统的机械设计只注重机械产品单纯能实现预期功能的要求, 使机械设计向自系统化、信息化、柔性化和智能化的方向发展。从系统的观点出发, 机械系统设计及其控制技术把原有机械产品的性能、功能以及制造技术提高到一个崭新的水平, 甚至使原有的机械产品结构发生变化, 所带来的经济效益和社会效益是巨大的。所以机构产品的系统化设计及其控制技术是机械工业发展的必然趋势, 也是用新兴技术改造传统机械工业的有力措施。

科学技术的飞速发展, 产品功能要求的日益增多, 复杂性增加, 寿命期缩短, 更新换代速度加快。然而, 产品的设计, 尤其是机械产品方案的设计手段, 则显得力不从心, 跟不上时代发展的需要。目前, 计算机辅助产品的设计绘图、设计计算、加工制造、生产规划已得到了比较广泛和深入的研究, 并初见成效, 而产品开发初期方案的计算机辅助设计却远远不能满足设计的需要。

系统化设计方法将设计任务由抽象到具体 (由设计的任务要求到实现该任务的方案或结构) 进行层次划分, 拟定出每一层欲实现的目标和方法, 由浅入深、由抽象至具体地将各层有机地联系在一起, 使整个设计过程系统化, 使设计有规律可循, 有方法可依, 易于设计过程的计算机辅助实现。系统化设计方法的主要特点是:将设计看成由若干个设计要素组成的一个系统, 每个设计要素具有独立性, 各个要素间存在着有机的联系, 并具有层次性, 所有的设计要素结合后, 即可实现设计系统所需完成的任务。

在系统化机械设计过程中, 为使设计工作更为科学合理, 常把一个机械系统分解为若干个相联系的比较简单的子系统, 可使设计和分析比较简便。根据需要和可能, 各子系统还可再分解为更小的子系统, 依次分解, 直至能进行适宜的设计和分析。系统分解时就注意以下几点:1) 分解数和层次应适宜。分解数太少, 子系统仍很复杂, 不便于模型化和优化工作, 分解数和层次太多又会给总体系统的综合造成困难;2) 避免过于复杂的分界面。应尽可能选择在要素间结合枝数 (联系数) 较少和作用较弱的地方;3) 保持能量流、物料流和信息流的合理流动途径。通常机械系统工作时都存在着能量、物料和信息3种转换, 它们从系统输入到系统输出的过程中, 按一定的方向和途径流动, 既不可中断, 也不可紊流, 即使分解成各个子系统, 它们的流动途径仍应明确和畅通;4) 了解分系统分解与功能分解的关系与不同。系统分解时, 每个系统仍是一个系统, 它把具有比较密切结合关系的要素结合在一起, 其结构组成虽稍微简单, 但其功能往往还有多项。而功能分解时, 是按功能体系进行逐级分解, 直至不能再分解的单元功能。

4 结论

网络技术的蓬勃发展, 异地协同设计与制造, 以及从用户对产品的功能需求、设计、加工、装配、成品这一并行工程的实现成为可能。但是, 达到这些目标的重要前提条件之一, 就是实现产品方案设计效果的三维可视化。为此, 不仅三维图形软件、智能化设计软件愈来愈多地应用于产品的方案设计中, 虚拟现实技术以及多媒体、超媒体工具也在产品的方案设计中初露锋芒。目前, 机械产品的方案设计正朝着计算机辅助实现、智能化设计和满足异地协同设计制造需求的方向迈进, 由于产品方案设计计算机实现方法的研究起步较晚, 目前还没有成熟的、能够达到上述目标的方案设计工具软件。因此, 机械设计方法的发展趋势是综合运用系统工程理论、人工智能理论、计算机软硬件工程、网络技术等各方面的领域知识, 以产品方案设计为方向。

摘要：介绍了现代机械设计的特点, 及计算机辅助机械设计方法。现代机械设计已突破传统的机械设计只注重机械产品单纯能实现预期功能的要求, 使机械设计向自系统化、信息化、柔性化和智能化的方向发展。

关键词：现代机械设计,系统化机械设计,计算机辅助机械设计

参考文献

[1]丁继斌, 封士彩.机械系统设计及其控制技术[M].北京:化学工业出版社, 2007, 3.

现代包装机械设计方法 篇8

一、包装机械特点及其设计要求

包装机械与其他机械不同, 它具有如下特点:首先, 包装机械的种类比较繁多。由于包装工艺和包装对象的多样化, 导致包装机械物理在原理还是在结构上都存在着很大的差异, 即便是完成同样功能的机械, 也很有可能具有不同的工作原理与结构特征。其次, 该设备的更新换代比较快。由于该包装机械正在朝着高速化方向发展, 所用的机械零部件很容易出现疲劳;随着社会的不断进步, 对包装机械要求也逐渐的严格起来, 为了满足市场的需求, 这些包装机械应当及时地更新换代。再次, 控制要求比较高。由于该包装机械的结构一般都非常的复杂、包装工艺的动作配合要求也较高, 自动控制直接影响着包装机械的可靠性、生产效率、包装质量以及能量消耗与操作环境, 因此对这些包装机械有较高的控制要求。同时, 包装机械还具有多功能性的特点。一般而言, 包装机械多是生产数量非常有限的一些专业机械, 为了提高作业生产效率、方便其制造与维修以及减少设备的投资, 当前所用的包装机械基本上都具有很强的通用性与多功能性。

基于以上对包装机械的特点及其发展方向分析, 包装机械设计方法应当采用模块化的设计思路, 实现其多功能和多用途, 综合运用机、电、光、气一体化的先进技术来提高包装机械的自动化控制, 保证该机械的可靠性。包装机械必须易于调节, 并具有柔性、灵活性等特点。同时, 设计过程中应当充分考虑人机工程思想的运行, 坚持以人为本的理念。

二、现代包装机械设计方法

从我国包装机械的设计方法来看, 多呈现出比较单一的特点, 并未进行任何的优化设计。目前最常用的几种设计方法是:模块化设计法、机电一体化设计法、标准化与系列化设计法、可靠性设计法、人机工程设计法、绿色设计法以及仿真设计法等, 以下以模块化设计法与绿色设计法为例进行说明。

1、模块化设计法。

模块化设计法是当前最为先进的设计方法之一, 它核心在于根据该系统的功能将其划分为若干个模块, 并将包装机中的同一功能单元设计成为性能不同的可互换模块, 通过这些模块之间的不同组合, 从而使包装机具有多功能化和系列化的特点。该种方法具有如下优点:第一, 可以使包装机的更新换代速度不断加快。新机型不的替代主要表现在局部的改进, 将先进的技术引入相应模块之中, 很容易实现该机械设备的局部改进;第二, 可缩短包装机械设备的设计周期。当客户提出了一定的要求之后, 只需将模块更换, 或者设计和制造部分的模块即可得到一种新的机型, 从而满足客户的需求;第三, 可以有效地降低生产成本, 而且便于维修和改进;同时, 模块化设计方法还具有性能稳定、可靠等优点。

2、绿色设计法。

随着社会的快速发展, 现代包装机械的设计应当不断满足“绿色设计”的要求, 即人性化的设计要求。从实践来看, 绿色设计法主要是面向包装机械的质量设计、制造设计、装配设计、维修设计以及可靠性设计等方面的综合设计。我国的特点是人口众多, 人均消费水平也比发达国家要低很多, 因此在包装系统的设计上应当以物美价廉为宗旨, 不能盲目地追求高、精、尖设计方案, 而是要充分地考虑到包装的安全性、可靠性、环保性以及低噪音等方面的影响因素, 充分体现结构优化、设计原理优化、制造优化以及造型优化的时代要求。

三、现代包装机械的优化设计方法

通过以上分析可知, 若想成为一种优化了的包装机械设计方法, 应当满足一下条件:第一, 应当以模块化的设计作为指导思想, 并对该包装机械的总功能进行全面的分解和优化组合;第二, 要严格按照各种模块之间的动作配合顺序进行要求和操作, 并进行科学合理的控制系统设计。在具体的设计过程中, 一定要将机、电、气、光以及液等各种先进的技术集合为一体, 并充分地发挥各种先进技术的优势;在此基础上, 再进行包装机械设备的标准化和系列化, 从而提高它们的可靠性、绿色化、柔性化以及人机工程的优化设计;第三, 要将上述的各种设计方法进行有机地融合并优化, 最终得出最佳的设计方法。需要指出的是:为了进一步提高新产品的开发速度, 并缩短其开发周期, 在对包装机械进行设计时可采用计算机仿真技术来进行仿真设计, 这对提高包装机械的设计质量非常有利。

四、结语

总而言之, 在包装机械的设计过程中不断地引入现代机械的设计方法, 对于缩短设计周期, 提高产品的性能以及经济效益至关重要。

摘要：近年来, 随着我国社会经济的飞速发展, 人民的生活水平在不断的提高, 同时也对食品的包装提出了更高的要求。从实践来看, 在食品的包装上国内的发展水平还非常的有限, 尤其是设计和制造两方面, 而设计方法的选择在很大的程度上决定着包装机械的设计优劣, 因此加强包装机械设计方法的研究迫在眉睫。

关键词：包装机械,设计方法,研究

参考文献

[1]郝玉龙、徐泰燕:《现代包装机械设计方法》, 《农村经济与科技》, 2011 (04) 。

[2]朱建萍、王鹏:《包装机械设计方法研究》, 《包装工程》, 2007 (07) 。

[3]贺兵、刘扬:《模块化设计在包装机械设计中的应用》, 《包装工程》, 2008 (10) 。

[4]李善为:《Pro/E软件在包装机械设计中的技术应用》, 《中国包装工业》, 2011 (04) 。

“机械设计基础”教学方法研究 篇9

1. 理论知识要与实际应用相结合

“机械设计基础”课程综合应用“机械制图及CAD”“公差与配合”“金属材料”“工程力学”等课程理论知识解决常用机构及通用零部件的分析和设计工作, 使学生掌握常用机构及通用零部件的工作原理、类型、特点及应用, 了解常用机构的基本理论和设计方法, 让学生拥有机械设计能力, 能独立设计简单机械及传动装置, 让他们掌握系统的理论知识。由于该课程教学内容理论性强, 内容抽象、知识繁杂、逻辑性差, 内容枯燥、乏味, 学生在学习本课程时, 总是有些不力不从心, 因此, 教师在教学过程中要注意将理论知识与实际联系起来讲解。

2. 课堂教学导入应该形象、生动、直观

一堂课中有效的教学导入不但能使学生积极地接受教师所授新知识, 而且还可以控制学生的非智力因素, 让学生快速将把注意力集中到学习任务上, 起到事半功倍的效果。中职学生好奇心极强, 做事凭兴趣, 且自我约束能力差。因此, 在讲授每个新的机构或零件时, 教师应该要让学生对其有良好的感性认识, 让学生通过有声、有色、直观的教学模型学习信息。这样能将学生的多种感官调动起来, 参与教学活动中来, 利用知觉规律组织教学, 从而提高教学效率。

3. 多媒体教学与传统教学模式有机结合

随着科技的飞速发展, 教学手段越来越丰富, 也越来越先进。在本课程各个教学环节中有机地运用多媒体教学, 以克服传统教学模式的时间和空间限制, 具有非常显著的效果。具体地讲, 这门课程主要涉及常用机构与通用机械零部件, 教师除了可以利用大量的实物模型进行讲授外, 还应该结合学生学习情况制作多媒体课件, 以此增强学生的感性认识, 使教学活动变得生动、形象, 教学内容更加丰富。

4. 及时进行阶段总结、考核

这门课对中职学生来讲, 还有一个学习特点, 就是老师讲解时明白, 看书一看也懂些, 但就是不会应用相关知识解决实际问题。总而言之, 学生对该课的学习还只是停留在表面的形式上, 对课程的实质、其中的奥秘还没有真正领悟。当然, 这需要从量变到质变的漫长过程。因此, 教师要及时进行教学阶段总结, 并分析它们之间的关系和注意事项, 从而逐渐提高学生综合分析和解决问题的能力。

5. 搞好系统总结与复习

课程结束后, 老师要进行一次全面、系统的总结与复习, 使学生对课程有较全面、深入的理解。复习时教师只需概括性地总结, 没必要详细讲解, 可针对学生情况编写复习材料。在复习材料中, 教师应对各教学难点从不同深度进行全面、系统的总结和分析, 使学生从复习资料中能一目了然地检阅自己的学习, 老师再通过答疑、做示范答案等形式使问题得到及时有效的解决。这样, 可以保证每位学生在复习过程中内最大限度地弥补学习的薄弱之处, 收到最佳的学习效果。

“机械设计基础”课是中职学校机械类专业一门重要的技术基础课, 是连接专业基础课和机械专业课的桥梁, 在学生的知识结构中处于关键位置。这门课的学习为学生学习后续专业课及毕业后从事各种机械的维修和开发设计打下坚实的基础。因此, “机械设计基础”课程进行教学改革改进势在必行, 提高教学质量是从事机械专业教学的每一位教师永恒的追求, 也是一项长期而艰巨的任务。改良教学方法, 对于该课程的教师而言任重道远, 教师需要不断地探索和实践新的教学方法、不断地总结经验, 才能适应当前社会对高技能人才的需求。

参考文献

[1]陈立德.机械设计基础[M].北京:高等教育出版社, 2007.

[2]朱如鹏, 郭学陶.机械设计课程设计[M].北京:航空工业出版社, 1995.

浅析现代机械设计的创新方法 篇10

1 树立全新的创新理念

1.1 设计计划阶段

机械设计的计划阶段, 需要查找大量资料。机械产品必须满足行业标准, 因此, 需要对资料进行细致分析, 及时预测设计中的问题, 使产品质量、安全性和性能都满足要求[1]。该阶段是整个设计的初始阶段, 直接关系产品的质量和性能, 为后续设计工作做好充分准备。因此, 在该阶段, 设计人员要具有创新理念, 并将创新理念融入到机械设计中, 使创新贯穿于各个环节。

1.2 方案阶段

方案阶段是对设计中的每个环节进行详细设计, 包括机械的每个部分, 是机械设计的关键环节。方案设计重在方案的选择, 从多个方案中选出符合设计要求且兼顾实用性和经济性能的方案, 此外, 方案还要具有可操作性和创新性。

1.3 技术设计阶段

技术设计关系到机械产品开发的效率, 其是对技术部分的完善和优化。这一阶段, 根据初步设计的草图, 查找资料, 提高技术设计的有效性和合理性。此外, 要保存好该阶段的方案, 并加大技术创新, 利于后续设计工作的进行。

2 机械设计的优化设计

机械产品市场是一个重要因素, 产品具备市场是设计的前提。随着人们生活水平的提高, 经济的发展, 消费者的需求也不断提升, 对产品的性能提出了更高标准。机械设计是一个以数学理论为基础, 以计算机技术为工具, 在充分考虑各个条件下, 满足目标的最佳方案。优化设计是创新设计的重要内涵, 它以最优数学理论为基础, 运用数学函数和计算机计算最优的设计方案, 其理念适应时代的发展要求。我国在优化设计方面取得了很大进步, 设计了一些程序, 在业界得到强烈反响, 但优化设计方法还未普及设计的诸多方面, 优化设计是机械设计创新的一个方向。同样, 优化设计需要较高的专业技能, 具备创新理念, 不断完善原有方案。采用优化设计方法, 能使我们更好地分析问题, 解决问题, 提高设计效率, 摆脱传统设计模式。

3 机械设计的变型设计

机械设计涵盖的内容广, 要考虑的问题较多, 如产品的物理性质, 刚度、耐磨度、强度等, 同时设计还要考虑环保、节能, 尽量减少噪音, 采取合理有效的降热措施。其中, 产品的刚度、耐磨度、强度, 受力均衡是重要考虑因素, 因为受力不均直接导致整个结构不完善, 稳定性、可靠性降低, 要把支撑点和受力点的距离控制在合理范围。机械设计的变型设计都是以原有产品为基础, 进行新的开发, 使零件规格更加标准, 满足使用者要求[2]。机械设计变型设计是保证其在功能和原理不变的情况下, 根据用户需要调整其参数, 以设计完善的产品。三维参数化设计是机械设计变型设计方法的一种, 它不仅包含传统设计中对部分特征驱动尺寸做出修改, 调整其他关联尺寸, 得到结构相同但尺寸不同的系列零件三维模型, 还包括三维参数化模型驱动后与其相关的工程图的视图位置、比例等参数设计, 甚至整个产品生命周期的参数设计[3]。

4 机械设计的反求设计

关于反求工程的设计, 应注意以下问题:第一, 更加合理的测量方法和设备, 提高精度, 减小误差;第二, 设计更加合理的三维重构方法, 提高设计精度, 减少误差;第三, 将智能技术和信息化技术结合起来, 形成参数还原技术, 解决设计参数还原问题;第四, 研究设计产品装配关系的建模体系, 以解决参数还原;第五, 开发软件, 有原型产品设计精度分析功能, 可以实现还原原始设计参数。

5 结语

随着经济的发展, 人们生活水平的提高, 现代设计理念和设计方法逐渐被应用到设计领域。进行机械设计需要考虑诸多因素, 只有树立全新创新理念, 优化机械设计, 加强机械设计的变型设计, 增加机械设计的反求设计, 才能创新机械设计方法, 设计出满足人们需要的产品, 提高机械设计水平。

摘要：随着经济的发展, 社会的进步, 人们生活水平不断提高, 现代设计理念和设计方法逐渐被吸收到设计领域。为满足人们对机械化产品的要求, 机械设计流程日益复杂和多样化。本文主要对当前机械设计情况进行分析, 对现代化机械设计的创新方法进行探讨, 为机械设计快速发展提供参考。

关键词：机械设计,创新方法,优化设计,变型设计,反求设计

参考文献

[1]徐功森.机械制造行业的生产特点及发展趋势[J].中小企业管理与科技, 2010, (9) :73.

[2]邢爱红.浅析现代机械设计管理[J].商品与质量:学术观察, 2011, (9) .

机械设备设计研发的过程及其方法 篇11

关键词：机械设备；设计研发；方法

一、机械设备设计研发的过程

（一）机械设备设计研发的目的。机械设备设计研发的目的归纳起来讲，就是根据用途和实际需要，设计研发出能有效地实现一种或多种功能的机械装备，满足社会的需求。

（二） 机械设备设计研发的基本步骤。（1）需求申机械设备的设计研发，首先必须有需求，由需求者提出申请。（2）需求的确认：机械设备的需求申请必须由主管部门或领导确认并批准。（3）设计研发任务书的下达：机械设备的需求申请被确认批准后，必须将需求申请中的具体要求细化成设计研发任务的内容和要求，使设计研发者明确任务及目标，便于组织实施，并将任务书下达到承担任务的部门。（4）组建设计研发项目组：承担设计研发任务的部门收到设计研发任务书后，应根据任务书的内容、要求，选配适当的各类专业人员，组成设计研发项目组，并明确项目组成员的各自责任。（5）初步确定方案：设计研发项目组根据设计任务书，组织对设计研发方案的讨论，并形成最初的设计方案。如果是大型或成套的机械设备，应先进行小样机或关键功能部件的方案设计。（6）方案草图的设计（形成总图及部分主要部件图）：根据初步拟定的方案，有关人员进行相关部分的草图设计。（7）设计方案草图的评审：设计草图完成后，项目组应再次组织相关人员对设计方案展开评审，对方案的关键环节和主要部分的合理性进行深入研讨，并综合各方面的建议和意见，形成修改方案。（8）方案修改、正式设计：根据修改方案，对原设计方案进行修正，并开展正式设计。（9）图纸审核、批准：设计完成后，由相关人员进行审核，经领导批准后正式出图。（10）机械设备的验收：机械设备加工制造完成后，设计人员应到加工制造单位进行设备验收，尽可能让机械设备进行连续试运转，观察其运行动作和可靠性是否达到设计要求，发现问题要求加工制造单位及时纠正。验收合格后，方能允许发货，以避免设备到达安装场地后发现问题难以处理。（11）机械设备的安装、调试：机械设备到达安装现场后，设计人员应亲临现场，对设备安装、调试的全过程进行监控、跟踪和技术指导，这一时期的工作对于设计人员来说既很重要也非常必要。可以说，安装、调试阶段的工作质量，对机械设备的最终使用效果起着极为重要的作用。（12）试产鉴定：机械设备安装、调试完成后，设计人员与生产管理人员共同组织机械设备的试产，并对其使用效果进行评价和鉴定。如果达到使用要求，交付使用；如未达到要求，需找到原因，采取措施，修正调试后再行试产，直至满足要求。如果是小样机或关键部件的研制，此步骤完成后，应当对此前的整个过程进行认真总结，并提出中试设备的改进设计方案，进入新一轮中试设备的研制。如果有必要，也可再进行一轮样机及关键部件研制试验。（13）交付使用：机械设备试产达标后，设计人员必须整理出机械设备操作、工艺、维护的相关图纸和资料交付使用部门，并对机械设备的使用、操作人员进行必要的培训，在此基础上，机械设备才能正式交付使用。

二、机械设备设计研发的方法

在上述设计研发程序的执行过程中，每个阶段都有自己的工作重点，都应正确把握方法，确保设计研发取得良好的效果。在整个过程中特别要注意系统性、科学性和合理性。

（一）研制阶段的工作方法及需要注意的问题。研制阶段是设计方案实现的基础阶段，机械设备制造质量的高低，直接影响到能否取得设计的预期效果，甚至影响到设备能否正常使用。在此阶段，除了制造加工的承担单位应当注意严格按照图纸设计要求合理安排制造工艺外，还应当加强设计者与制造者之间的沟通。设计者应积极、主动地经常关心制造过程的情况，与制造者共同商讨合理的加工工艺方法，并虚心听取制造现场技术人员及工人的意见和建议，及时对零件结构、加工精度等做适当的调整。切不可认为：制造加工只是制造加工单位的事，与设计者无关；能否按图纸设计要求进行加工，也都是制造加工者自己的事。机械设备的设计者应当知道，对于制造能力、加工手段和加工工艺，制造加工单位最有发言权，他们的许多意见和建议，甚至判断，是很有价值的，有时是决定性的。

机械设计方法 篇12

关键词：机械设计,节能设计,基本原理与方法

0引言

当前,我国一直倡导经济的可持续性发展,在机械制造业中因机械设计不够科学合理,造成了大量的能源资源被浪费,违背了可持续发展观的理念。因而研究分析机械设计中节能设计的基本原理与应用方法,对我国机械制造业的健康可持续发展具有重要意义。

1机械设计中节能设计的基本原理

机械设计中的节能设计主要以平衡理念为基本指导思想,平衡节能原理即是机械设计中节能设计的基本原理。功率匹配节能、减小摩擦、动力源改进是机械节能设计的三个主要方面。结合实际情况,在设计前,对机械在操作运行过程之中可能产生的能源消耗与浪费的情况进行充分考虑,从设计中每一环节的细节着手,才能从根本上实现节能的目的。

1.1动力源的节能设计原理

通常情况下一台机械设备的发动机就是其最主要的动力源。节能设计的动力源原理即是,在最大限度增加发动机输出功率的同时,最大限度减少发动机的输入功率。简单来说就是在机械设备运行过程中尽可能地提升电能与热能、动能、势能等的转化率。在实际节能设计过程中,通常是从设备的启动与减速停止这两方面体现动力源的节能设计原理。例如,在设备的启停过程中,惯性会让准备停止的设备继续运行,而通过合理的设计将这部分动能存储起来,用于设备启动时的动力能源。

1.2减小摩擦的节能设计原理

在机械设备运行过程中,各设备之间会互相发生摩擦,造成动力源输出动力的损耗。在设备运行过程中最大限度减少动力传送带、动力传送柱、齿轮等部件之间的摩擦,是节能设计中的一个重要原理。在节能设计中,通常利用表面光滑的构件组成设备的各连接部分,或是使用润滑油、润滑剂减少设备在运行过程中摩擦带来的能源消耗问题。

1.3功率匹配的节能设计原理

机械设备的节能设计需遵循功率匹配的原理,即根据设备具体使用环境与情况设计与之相匹配的运行功率。例如,设计装卸工厂传送带的运行功率必然会远大于设计食品加工传送带的运行功率,同时在节能设计中,对设备进行功率档位的设计,也体现了功率匹配的节能原理。

2当前机械设计中造成能源浪费的原因

2.1节能设计理念缺乏

当前我国机械设计理念依然停留在如何最大限度提升和保证机械设备的生产效益和生产能力上,机械设备的运转速度、负载能力、运行强度等是设计人员在机械设计过程优先考虑的因素,其次才是设备运行的安全性与稳定性,而节能设计被完全忽略。甚至为满足设备性能的最大化,将设备能耗设计到匪夷所思的地步。

2.2设计人员专业素质低

设计人员自身专业素质的高低直接决定机械设备质量的优劣。当前,部分设计人员的设计理念滞后,专业知识水平不高,又对新的设计理念与设计知识抱有抵触心理,这使得机械设备的节能设计难以深入开展。同时,设计与实际脱节的现象也普遍存在,这是由于大多数设计人员在设计前没有充分地考虑及考察设备在具体环境下的使用情况。

2.3技术水平偏低

当前我国机械制造业技术水平偏低的现实,制约了节能设计理念与思想的实现。即便企业引进国外的先进机械生产加工技术勉强实现设计中的节能构想或是直接引进国外节能机械设备,但这无疑大大增加了企业的投入成本。因而许多企业宁愿继续使用高耗能的机械设备,也不愿花费额外成本引进节能技术或节能设备。

3实现我国机械设计中节能设计的方法

3.1选择绿色材料和环保型动力源

在设计过程中,对机械设备的选材应优先考虑无污染、可回收、易处理的绿色环保材料。在动力源的选择尤其是发动机选择上,尽量选择污染排放小或无污染的环保型动力源。如今各种新型能源、可再生能源、洁净能源被不断地开发利用,设计过程中,在不影响机械设备运行效率的情况下,设计工作者应尽量选择环保型能源(如太阳能、风能、煤层气)作为设备的动力源。选用发动机可考虑环保型水冷增压发动机或是电控节能型发动机。

3.2电子控制系统

利用无线网络技术与计算机技术组成的电子控制系统,对机械运行进行精确控制,实现节能的目的。在设计过程中,加入电子控制系统,对机械设备的实际运行状态进行实时监控,智能终端根据设备运行的数据信息,控制设备在每个节点和时间段的功率输出,达到最佳的节能效果。

3.3新技术的开发与引进

节能设计方案的实施离不开节能技术的支撑,我国应加大对节能技术开发的投入力度,并学习和引进国外先进的节能技术。不能让技术发展水平限制了节能设计的发展。同时,设计工作者也应在设计方案中尝试引入更多的新型节能技术,激励和引导我国节能技术进步与发展。

4结语

除了学习和掌握现有的机械节能设计方法,还需不断地改进和创新机械节能技术。同时我国机械节能设计技术与方法需与时俱进,顺应时代发展的潮流,以促进我国机械制造业健康持续发展。

参考文献

[1]车胜创.机械设计节能基本原理的分析与应用[J].长安大学学报(自然科学版),2011(3):95-101.