机械设计原理范文10篇

机械设计原理范文篇1

【关键词】机械原理与机械设计；实验教学改革；成效分析

随着现代职业技术的快速发展和社会、行业对技术技能型人才的需求不断提升，机械原理与机械设计课程的实验教学改革面临着诸多挑战。课程涉及的实验设备、教学内容、评量方式以及学生积极性都对教学效果有着显著的影响，如何全面提升教学效果、调动学生积极性，是机械原理与机械设计课程的实验教学改革致力于解决的主要问题。

1课程改革背景

1.1实验教学概况。教研室遵循人才培养方案要求，在机械制造与自动化、机械设计与制造两个专业中开设机械原理与机械设计课程，共计48学时教学外加36学时（两周）课程设计，课程涵盖的实验主要包括以下三类：1.1.1演示类实验。包含机构运动演示和机构运动简图测绘，前者目的是使学生了解构件间运动关系及主动件、从动件概念，并深化机构及其组成概念；后者主要要求学生掌握比例尺运用、视图选取、运动副符号及自由度计算等方面。1.1.2验证类实验。包括齿轮范成原理实验和齿轮参数测绘实验，前者要求学生使用范成仪绘制正、负变位齿轮和标准齿轮，通过观察、分析和比较，了解标准齿轮与变位齿轮的区别；后者要求学生使用游标卡尺测量奇、偶数齿轮基本参数，了解齿数、模数、分度圆、齿顶圆、齿根圆、齿距等参数和尺寸计算基本知识。1.1.3减速机拆装试验。该实验为演示性试验，10-20人一组，部分同学拆装，部分同学观看，主要了解减速机的结构、轴上零件的装配关系、窥视孔、放油塞、油标尺、放气孔、及吊钩等附件的位置、尺寸大小等，为减速机设计奠定基础。1.2教学改革前存在问题。1.2.1部分实验设备老化，无法满足实验要求。由于实验室搬迁和设备自身老化，部分实验设备准确性、稳定性和可靠性不足，此前开设的相当一部分演示与测绘实验已无法开出，教学效果受到了较大影响。课程相关实验在一段时间里主要是减速机拆装实验，但由于设备有限，分组时每组学生较多，限制了学生实践能力的提高。1.2.2教学方法较为模式化。多数实验教学模式较为固定，学生严格按照步骤详细、易于操作的实验指导书完成实验，教师主要指出原则性错误并负责学生安全。该模式在培养学生严谨细致、精益求精的素养方面具有积极意义，但与激发学生求知欲、树立其创新精神并最终解决实际工程问题的目标具有一定的矛盾。1.2.3个性化考核方式有待实现。目前考核内容主要包括实验完成度和按时到课情况。实验内容的设定方面未能充分反映学生的水平差异，学生完成的实验项目以及实验报告内容基本相似，而考勤情况相同的学生基本会取得相同的实验成绩。评量方式与因材施教、个性化评估的初衷存在冲突。1.2.4学生的学习重视度有限。由于上述原因，外加本课程实验为课内实验，并未单独设置考核学分，学生对实验环节的重视程度有限，直接导致日后进行课程设计和毕业设计时毫无头绪，也对学生参与各级各类机械创新设计大赛和学历提升方面产生了一定的负面影响。

2课程实验教学的改革思路

基于上述问题，在学校和分院的支持下，我们从软硬件建设、实验教学运行制度、教师素质方面推进课程的实验教学改革，力求使学生在理实一体、个人素质、团队协作和不断创新思维、创新设计方面得到切实提升。2.1整合提升软硬件建设。2.1.1整合实验教学设备，开设各类综合实验。在认知类实验中，购置现代化的机械原理演示设备和贴合行业企业应用的机械机构模型，提升学生对行业企业发展状况与趋势的认知度；引入信息化教学手段和相关软硬件资源，起到辅助教学和增强实验直观度的作用；充分利用实验室现有的小型车床、铣床、钻床等加工设备加工构件，将教学软件应用和实践动手环节充分结合。在此基础之上，开设机构创新设计、机构组合方案设计和机构运动分析及参数测量等实验，学生根据指导书搭建基本机构后，能够自主进行模组拆分、简图绘制、参数测量和误差分析等实验环节。2.1.2结合网络在线资源，开发虚拟仿真实验。引导学生在学习时利用网络平台上教师上传的理论知识、实验指导书、实验课件和实验设备资料，做好预习复习，同时引入一定数量切合实验内容的精品在线开放课程内容，丰富学习素材。同时，利用计算机虚拟仿真技术，开发虚拟实验项目，如机构运动分析及参数测量虚拟实验，机构组合方案和机构创新设计虚拟实验，V带传动与链条传动仿真实验，齿轮的加工方法及参数测量仿真实验等。将实体设备与仪器上运行的实验与信息化手段充分融合，丰富学生的学习方式与手段，提升学生的学习兴趣与学习接受度。2.2改革实验教学运行制度。2.2.1实验类别从验证型向研究创新和综合设计型转化。综合设计实验内容，从以往的验证型实验向研究创新型实验转化，例如将机构创新设计，机构组合方案设计和机构运动分析及参数测量转化为研究性实验；将齿轮范成原理与齿轮参数测绘实验转化为综合设计性实验；将减速机拆装实验纳入到减速机设计当中，引导学生结合现有减速机设备修正优化手工绘制的减速机设计图纸。转化后的实验主要采用开放方式，学生在其中通过自行设计机构、改变构件的结构尺寸、运动副形式和机架并最终调试成功，在强化基本概念、掌握机构基本组成和各种演化手段的基础上，建立机构运动简图和工程实际结构的联系，不断提升自身在实践过程中的研究创新能力。2.2.2推进科研、创新成果转化，有机结合课内外实验。推动最新的教科研成果和各类大赛优秀学生作品向教学资源转化，相比于成果内容介绍，更注重成果获取过程中值得借鉴的思维方式、创新精神和设计灵感，拓展学生在机构制作创新方面的视野，激发学习兴趣。以此结合虚拟试验和网络平台，将部分开放性实验和优秀教学资源的学习任务放在课外完成，使学生不必完全在固定的时间和地点进行实验及学习。在课程结束之前，学生能够充分利用图书馆、实验室和计算机房等设施完成各类实验任务。2.2.3机械原理与机械设计实验正式纳入课程设计考。机械原理方案的实现是机械设计的关键，通过将实验项目纳入课程设计考核提升学生对实验环节的重视。教师参考学生在运动分析、结构设计、受力分析、强度和自由度计算环节后于实验室拼装的机构，结合其运动特性重点考核学生在机构设计合理性、经济型和实用性方面的优秀程度。实验指导教师通过针对性的意见建业以及公开量化的评分标准，一方面提升学生对于自身作品的理解程度，另一方面将优秀机械设计的标准以较为直观的方式传递给学生。2.3实现理论实验教师“双师化”。实验教学由专职实验人员负责向实验员与“双师型”教师共同负责转化。机械原理与机械设计课程的实验内容除了综合性实验之外，还包含开课前由理论授课教师在机械原理实验室开展的“认知实验”，主要目的是增强学生的工程意识和对机构的感性认识；根据理论授课的进度安排，也会统一安排学生前往校内机械类相关的实验室和加工中心进行参观学习，主要目的是提升学生对先进机械设备在总体设计和操作规范方面的直观认识。上述教学过程对于教师的综合素质有着较高的要求，教师要在掌握课程理论知识的同时熟悉各类行业企业先进设备，并将其原理和相关知识深入浅出地传授给学生。这就需要更多教师“双师化”，在实验教学场所由专职实验人员和“双师型”教师共同完成教学内容，提升学生的学习兴趣与成效。

3改革取得的初步成效分析

经过课程组教师的不懈努力，在学校和学院的大力支持之下，课程的教学改革在诸多方面取得了较好的效果。实验设备和教学环境方面，通过充分发挥演示陈列室功能，全面整合新老设备，目前开出的实验项目能够充分实现实验教学目标，外加新配备的投影仪等多媒体设备，实验教学环境得到了较大改善。实验教学方法方面，新增的各类综合实验内容较为开放，教师在教学环节中主要进行方向引导、兴趣激发和工程问题情境创设等方面的工作，学生在方案设计、软件应用和设备操作方面具有较高的自主性，有利于培养学生创新精神并提高其解决实际问题的能力。相应的成绩考核方面，由于自主性高的实验过程具有众多潜在的评分细节，同时采用2-3人的小组人数，指导教师能够全面细致地评价每一名学生在实验过程中的表现情况，最终给出充分体现学生个人水平的考核成绩。最后实验室全开放制度持续推行，目前已有10名学生长期参与实验室管理工作，并结合工作经验和理论知识在职业院校技能大赛、“互联网+”大赛等项目中得到了良好的锻炼并获得各类奖励。这些成果起到了一定示范辐射作用，大部分学生的主动性和积极性随着实验室的全面开放不断改善，整体教学效果逐渐提升。

4结语

机械原理与机械设计的实验教学改革不仅需要充分认识课程的教学概况和存在问题，还需要有科学清晰的教学改革思路，将软硬件条件、实验教学运行制度和教师素质等多方面综合考虑、整体设计。但整个教学改革过程中最重要的是学校为实验教学创造了良好的教学环境，培养了学生们积极学习的良好作风；课程组教师用先进知识武装自己，不断提升自身“双师”素质；全体学生主动学习、重视创新，不断探索新知、锐意进取。

总之，教学改革任重而道远，培养高素质军工特质技术技能人才，服务地方经济发展将是我们不懈追求的目标。

参考文献

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机械设计原理范文篇2

关键词：工程教育专业认证；课程设计；陶瓷机械；教学改革

工程教育专业认证是针对高等学校工科专业实施的专门性认证，也是实现工程教育和工程师资格国际互认的重要基础[1]。高等教育质量问题成为社会关注重点，为进一步提高工科专业教学质量，对标国际标准，教育部于2006年启动了工程教育专业认证试点工作，2013年，中国成为《华盛顿协议》预备会员，2016年正式加入国际工程教育组织[2]。“机械原理与机械设计课程设计”是机械类专业培养学生综合机械设计能力和创新能力的重要实践教学环节[3]。课程主要任务为简单结构运动分析，简单的机械设计，旨在引导学生整合机械原理和机械设计的所学知识：机构运动简图、基本零部件设计校核、传动方案设计等，以期培养学生工科思维。如何对“机械原理”和“机械设计”课程设计教学进行改革，以适应新时代工程教育认证的新要求，是摆在各工科院校面前的一大挑战。

1对“机械原理”和“机械设计”课程设计现状的分析

“机械原理”和“机械设计”作为机械专业学科非常重要的专业基础课程，其课程设计大纲明确了常用机械零部件、机械传动系统、联系实际设计过程、正确的设计思想、分析和解决问题能力等要求指标。但传统的课程设计难以满足新时代工程教育专业认证标准。本校目前仍存在以下问题：①机械课程设计的选题较为单一。“机械原理”课程设计只是对典型机构、四杆机构或凸轮机构运动分析。“机械设计”课程设计一直以来都是以二级圆柱齿轮减速器作为设计题目。题目传统单一，学生抄袭现象严重，不求甚解风气较重。与工程教育专业认证标准的符合学校定位、适应经济发展需要的培养目标尚有差距。机械作为一门工科，理应与实际接轨，应与生产实践相结合，与社会发展需要契合，充分体现出各地区高校的机械专业特色。②机械课程设计的相关性不足。虽然机械原理中的执行机构和机械设计中的零部件设计都得到了训练，但学生学完机械基础系列课程后，缺乏对整体机械的认识，“机械原理”课程设计着重于运动分析，“机械设计”课程设计着重于机构零部件性能参数，二者甚至不在同一机构中，两门课程没有建立必要的对接点，使学生没有形成一个有机的整体系统工程的认识以及掌握机器设计的完整过程。

2课程设计改革探索

[4]景德镇陶瓷大学于2019年全面启动工程教育专业认证工作，“机械原理”和“机械设计”课程设计正是培养机械电子工程学院学生创新及实践能力的关键教学环节之一。对照工程教育专业认证标准，考虑将“机械原理”和“机械设计”课程设计在选题和内容上加以融合，实行统一题目，并且结合立足于本校特色的陶瓷机械，以期满足工程教育专业认证标准的培养目标、课程体系、毕业要求等要求。对照标准，在教学内容、教学目标和组织实施上提升对机械课程设计的改革。2.1教学内容的改革。对照工程教育专业认证标准的培养目标标准：突出学校特色、学校课程特色。根据本校培养方案和要求指标，教研组对课程设计大纲进行探讨，将课程设计的选题立足于极具本校的陶瓷机械特色。从实际陶瓷机械中提炼难度适中又符合机构运动和传动教学重点来自陶瓷生产中实际的设计题目，如颚式破碎机、高压注浆机、厢式压滤机、真空练泥机等。并且带学生进入现场参观陶瓷生产过程，讲解陶瓷机械的内部结构和动作。例如讲解颚式破碎机连杆机构的粉碎黏土材料过程，辊压机的电机到辊轴上的传动过程，在学习专业知识的同时还与实际结合、与陶瓷特色相融合。另一方面，结合教师的科研项目拟定合适的课程设计题目，允许并鼓励学生根据经验和兴趣自己拟定课程设计选题。2.2教学目标的改革。工程教育专业认证标准的课程体系标准为工程类专业课程要体现整体系统设计和实现能力的培养。本课题课程设计的选题需具有综合性，全面培养学生的机械设计能力，所选的设计题目所需的机构应覆盖“机械原理”课程中所学的主要机构和“机械设计”重点讲授的带传动系统。在工程教育专业认证理念指导下，将“机械原理”课程设计和“机械设计”课程设计结合起来，统一题目，完成设计的全过程训练。使学生将“机械原理”和“机械设计”的课程设计为相同机构的不同题目，例如高压注浆机机构及传动装置设计、厢式压滤机机构设计及传动装置设计、真空练泥机机构设计及传动装置设计、颚式破碎机机构及传动装置设计，如图1所示。内容之间逐步递进，深入完成课程设计，并且题目贯穿两个课程，由浅而深引导学生自主思考，完成综合性的课程设计。2.3组织实施的改革。工程教育专业认证标准的工程能力和工程要求标准：能否解决简单的实际工程问题，能否就复杂工程问题和同行、其他专业人士及社会公众有效沟通。考核的标准重点分别放置在如下方面：①学生的工程实践性。学生查阅资料的能力、观察分析问题的能力和设计计算的能力，学生对设计课题的理解程度，传动方案和执行机构是否可行。特别关注受力分析、材料选择、工作能力计算、主要参数及尺寸确定、结构设计、设计资料和标准的运用等。鼓励利用计算机二维CAD或者等三维软件进行课程设计。培养学生的创新精神，应对未来工程挑战。②学生撰写报告、文稿设计和发言表达能力，答辩时学生的语言表达能力和对问题的论述能力。并全面分析所设计的机构的优缺点。剖析整个设计计算过程，对设计资料和标准的运用情况的表述，提出今后在设计中应注意的问题，并设想出改进方案。通过这个综合课程设计掌握机械设计的方法和步骤，培养学生发现和分析、解决工程实际问题的能力。

3课程设计具体实施

工程教育专业认证标准提倡的是“做中学”的教学模式和“以工程为导向”的教学方法，以期培养学生的工程设计能力与实践操作能力，有效地提高教学效果。以“化整为零”的教学方式进行课程设计改革，结束“机械原理”和“机械设计”课程学习后再将相关课程设计的集中式设计模式，变为先分散再集中的设计模式，使课程设计所进行的理论设计计算与结构分析设计与理论教学同步进行。具体措施如下。在开始学习“机械原理”课程时，介绍“机械原理”和“机械设计”课程设计的相关内容和设计要求，让学生按自愿组合的方式组成研究学习小组，一般为3～5人，并要求学生优先选择从陶瓷机械中广泛搜集的合适的综合性课程设计题目。在“机械原理”课程教学结束后，进入综合设计的第一阶段，时间为1周。此阶段包含两方面的内容：方案设计，典型机构的分析与综合。方案设计阶段以小组为单位，组织学生参观讨论，在分析机器的结构、传动方式、工作原理以及各部件的功能顺序的基础上，绘制机器运动循环图，确定最佳设计方案；机构的分析与综合阶段主要是从设计方案中选取最具代表性的机构，进行机构的尺寸综合、机构运动分析和力分析，并初步确定其传动方案，编写机构设计说明书，准备第一阶段答辩。“机械设计”课程教学结束后，进入综合课程设计的第二阶段——机械设计课程设计部分，时间为3周。针对第一阶段确定的最佳设计方案中的执行机构及其传动方案，在理论教学中，以课外作业形式要求学生完成挠性传动、齿轮传动、键、轴、轴承等零件的设计计算和选用；在“机械设计”课程教学结束后的集中设计阶段，学生利用所学的零件设计的相关知识，评价在第一阶段初定的传动方案的合理性，并加以优化改进。传动方案确定后，进行传动装置的设计计算、零件的结构设计和强度校核，然后绘制装配图和零件图，编写此阶段的设计说明书，准备第二阶段答辩。明确有目的性的考核。增大课程设计在总分中的比例，以还原工科课程实际工作时的能力要求。考核的标准重点放置在学生的实践性和创新性上，主要考察学生观察分析能力和机械设计计算能力。其中课程期末考试占40%，课程设计占40%，平时成绩占20%。鼓励学生学习并且利用CAD完成课程设计，或者用ADAMS、UG等三维软件进行三维建模或仿真设计，对做出正确仿真的学生给与一定加分。全面准确地反映学生学习能力，刻意地引导学生解决可提升实际运用能力的问题[5]。

4结束语

传统机械课程设计已然无法满足新时期的工程要求，对机械设计及其自动化专业学生的课程设计进行改革迫在眉睫。工程教育专业认证作为推进工程教育改革的主要手段，是增强工程教育人才培养对产业发展的重要保障，是促进工程教育的竞争力的关键因素。实现工程教育标准对学生能力的要求，在学习中走向实践，在实践中把知识反馈给社会，还需不断探索。

参考文献：

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机械设计原理范文篇3

随着社会经济的快速发展，对于能源的利用和消耗逐渐增大，导致环境恶化问题日益严重，对于自然生态和人们日常生活的影响越来越严重。由于中国在改革开放初期一直注重工业化的发展，没有对环境问题给予相当程度的重视，造成环境问题被破坏的现象越来越严重。因此，需要关注环境问题的发展和保护。

1.1机械设计节能的背景

我国在1972年就提出了“可持续发展”的战略，注重经济增长处于长期发展的模式中，但是由于这一时期，我国还没有开始改革开放，经济发展和社会效益比较落后，工业化发展比较落后，国家的生态环境还比较好，但是在1978年，改革开放之后，国家在初期一直大力发展重工业，为了提高经济效益的发展，对我国的资源和能源进行过度开采，导致我国的环境破坏现象越来越严重。因此，我国在2003年提出“科学发展观”的政策，促进人与自然和谐发展，合理有效的保护生态环境，增强生态资源和能源的使用效率，减少工业废水和污染物的排放，是我国发展的当务之急。机器设备的能源消耗和尾气排放是我国环境污染和破坏的重要原因之一，为了对环境进行合理有效的保护和治理，就需要开展节能减排促使，进行机械设计节能的开展，对环境进行有效的治理，提高经济效益。

1.2机械设计节能的基本原理

机械设计是按照使用要求对机械的工作原理、组成部分、运行模式、能量传送、各部件的形态等进行规划、分析、研究和计算，以及将其从理论的规划转变为实际制作基础的工作流程。机械设计是机械工程主要的构成成分，也是决定机械效能的重要因素。为了减少机械类机器对环境的污染和破坏，就需要开展机械设计节能，其基本原理为：对实际机械体系的效能、动力能量、运行的使用效力以及机械体系的耗能速率等进行整合，然后运用相关的数学函数进行分析计算，通过一系列的设计计算和合理分析最终有效归纳合成，形成机械设计节能的工作原理，减少能源的消耗，促进可持续发展政策的进行。

2机械设计节能基本原理的应用

开展机械设计节能，对于环境保护而言，有非常重要的作用。在机械设计节能中，为了减少能源的浪费，就需要对动力效能进行深入研究，包括：机械体系的动力势能、机械运行时效以及运行速率等进行调整，增强机械使用的时效性和有效性，在一定程度上降低机械使用能源的功率，优化机械体系动力势能的变化速率和实际机械运行功率相结合，为了实现有效的节能减排，将机械体系中的动力势能用多个周期函数进行表示，合理计算动能的结合，从而提高机械的使用效率，以及降低机械的能源消耗，从而起到保护环境的目的。由于机械设计节能基本原理，能够有效的减少能源的消耗，因此，机械设计节能基本原理被广泛的应用在实际生活和发展中，由于机械设计节能的基本原理是利用质点系动能定理所研究出来的，质点系动能定理即在静止参考系中，系统由多个质点组成，对每一质点用动能定理，然后求和后得到质点组动能定理，，即质点组动能的变化等于质点组受的外力和内力做功之和（动能定理），也被称为系统动能定理。因此机械设计节能的实用性和有效性也非常明显。

2.1将机械设计节能原理应用在升降机械的设计中

升降机械是利用也太压力容器或者链条促使升降设备进行移动，主要进行高空作业或者高空维修。由于升降设备主要是进行高空作业，就需要很大的动力能量才能将设备送至一定的高度，进行实际施工作，因此，升降机械的能源消耗量是比较大的，就需要对其进行改进。从升降机械实际工作的流程中，可以发现其在升降这一环节中消耗的能源比较大，产生的功率比较高，由此，将机械设计节能的工作原理应用在升降机械设计中，依据电梯的设计标准进行合理的机构优化和设计，降低升降机械的耗能量，升降物品的质量。将机械设计节能基本原理应用在升降机械设计中，能够有效地降低升降过程中的能源消耗和浪费。

2.2将机械设计节能基本原理应用在机械加工设备的设计中

机械加工是指一种机械设备对需要加工对象实现外观形状或者实际效能方面改变的流程，在实际生活中，很多的日常设备都是经过机械加工形成的，比如：衣柜、电脑桌等。由于现在生产经营讲究效率和质量，一直采用电脑自动机械化进行生产，因此，在进行机械加工设备中，就避免不了使用冲压、焊接等机器，就利用焊接工具而言，对加工对象进行加工按照图纸改造时，需要电力给予支持，势必会在整个加工流程中，浪费一定的能源。

3结束语

机械设计原理范文篇4

关键词:机械设备;设计理念;节能环保

现阶段，节能已经成为了所有行业的发展目标，作为我国的重点行业，机械制造业在机械设计的过程中，也必须要遵循这样的设计理念，通过设计理念的优化，减少各种机械设备在使用过程中对能源的消耗，这样的机械设计方式，充分迎合了我国当前的节能理念，同时，也可以缓解现阶段的能源压力。下文对此进行简要的阐述。

1机械设计节能技术的原理

地球上任何机械运动都要遵循牛顿的力学定律，机械设计的节能原理，就是以能量守恒为理论基础，通过能量的高效运用，实现机械设备的节能设计。在机械运动的过程中，各种能量之间可以实现互相转化。在机械设备运行的过程中，势能与动能之间往往不能实现完全转化，势能在向动能转化的过程中，会产生一定的变动，这样就造成了能量的损耗，从而产生能源的过量消耗。而机械节能设计，就是对机械设备运行过程中产生的势能波动进行控制，使势能处于合理的范围之内，提升势能与动能之间的转化率，从而达到节能的设计效果;在机械设备的运行过程中，动能是保证设备运行的主要能量，机械设备的结构复杂，许多因素都会对设备的动能造成影响，产生了能量的消耗。为了减少这种现象的发生，在机械设计的过程中，着重减小设备构件之间的摩擦力，降低机械设备运行过程中能量的损耗，通过这样的方式，来实现机械设备的节能设计。在实际的设计过程中，可以从以下几个方面入手，减少设备对能源的需求，首先，对设备的各种配件进行检查，保证配件之间运行的默契程度，保证配件的精确度与设计精度充分吻合，减少运行问题的发生;其次，要在配件的材料上下功夫，选择性能优良的材料来制作各种构件;最后，要对机械设备的启停程序进行优化，通过上述方式，可以实现机械设备对能源的消耗，达到预期的设计目标。

2机械设计节能原理的运用

机械节能设计对于社会和行业发展都有非常重要的意义，是机械制造行业进步的必然趋势。通过这种先进设计理念的导入，可以有效减少能源的消耗，缓解我国当前的能源压力。在机械设备的运行过程中，由于设备种类的不同，其中的结构和运行方式都有很大的差异，各种能量之间的转换也存在不同。在实际的机械设计过程中，要充分地把节能理念带入其中，实现各种能量之间的高效转化，减少设备运行过程中能源的损耗。2．1机械设计节能原理在升降机械设备中的应用。升降设备是机械设备中的重要组成部分，这种设备主要是负责垂直运输的，升降设备的运行模式主要包括压力传导方式和链条动力传导方式。由于升降设备运行轨迹的特殊性，需要大量的动力，才能驱动设备运行到指定的高度，实现垂直运输作业。升降机械在运行中，主要是把能量转化为重力势能，这样的转化方式，会消耗大量的能源，在对其进行设计的时候，可以对链条等动力传输装置进行优化设计，提升能量之间的转换率，达到节能的目的。2．2机械加工设备设计中应用节能原理。机械加工就是把机械设备由图纸上的方案，转化为真正的设备。这也是机械制造业的核心工序，所有的机械设备都要通过这项工序才能形成具体的实物。在机械加工设备设计的过程中，要充分融入节能的设计理念，要对机械加工设备的节能系统进行优化，通过这样的方式，达到节能的目的。2．3调节功率匹配节能。在机械设计的过程中，要充分考虑机械设备在不同的环境中对能源消耗的差异性，合理制定设备的运行功率，通过设备功率的优化，发挥出节能理念的重要作用，减少对能源的消耗，保证机械设备的运行功率与实际的需求功率相一致，例如出现小马拉大车或者功率输出过大等情况，都会造成能源的浪费。在实际的设计环节，设计人员要对设备的用途和设备在使用时承受的荷载进行精准的分析，合理地对设备的输出功率进行调节，保证设备的输出功率与实际的需求功率相匹配，通过这样的方式，来达到节能的目的。

综上所述，节能是我国当前社会的主要基调，所有的行业在生产过程中，都必须要遵循节能的理念，减少对能源的消耗。在机械设计的过程中，也必须要把节能理念带入其中，通过设备结构的优化和功率的调整，实现机械设备的高效运转，提升设备运行中各种能量之间的转换率，减少对能源的消耗，达到预期的设计目标。利用节能理念，推动我国机械制造行业的进步。

参考文献:

机械设计原理范文篇5

关键词：机械设计；节能；环保；原理

随着时代的发展，生态问题与能源危机日益严峻，极大影响了人们生活与生产，在这种时代背景下，节约能源、保护环境已成为全球共识。机械生产作为社会发展中不可或缺的产业，节能环保问题不容忽视。机械设计作为机械工程领域的第一工序，其在产品设计中除了考虑产品性能、质量外，更要注重设备的节能型，尽可能的节省资源浪费，避免因为设备不具备节能性能而造成大量材料的浪费。文章从机械设计节能的原理入手，从实际出发通过能量分析提出了机械设计的节能方法。

1机械设计节能的重要性

我国工业产业与西方国家相比，有着起步晚、起点低的特征，但伴随改革开放以来国内经济的迅速发展，机械生产行业也得到了前所未有的发展，在国家经济中占有重要地位。机械设计作为机械工程领域的重要组成部分，其对机械工程有着很大影响，近几年来，受到国家节能减排、保护环境政策的影响，机械设计节能工作的开展已成为不可逆的趋势，在这种时代背景下，要求机械设计人员充分考虑各种因素，除了保证机械产品的最初性能外，更要做好节能环保及经济性要求，我们首先要对这些内容分析和整理，正确认识这些环节的工作要求。因此，在机械设计的时候，我们要对设备的配合及应用更加注意，力求机械设计在保持正常运转的时候，尽可能的降低能量损耗，从而让机械设计达到当前可持续发展战略的要求。

2机械设计的节能原理

在机械设计工作中，需要遵守的原则很多，但是在不同时代、不同环境下，机械设计原则也需要随之变化。近些年来，随着国家可持续发展战略的实施和节能环保理念的提出，机械设计中加入节能要求已刻不容缓。在机械设计工作中，节能策略不仅要从机械消耗功率入手，更是要对机械设计的各个环节分析。在机械设计中，其原理包含了机械系统的动能、势能、输出作用力以及机械系统所消耗的功率等。我们首先要对这些内容分析和整理，正确认识这些环节的工作要求。

2.1机械设计在动能方面的节能

在以前的机械设计工作中，工作人员通常都将工作重点只放在机械动能的变化以及输入输出功率的控制上，通过调节机械波动、提高机械周期以及机械工作精度等方式来保证机械产品的设计质量，很少主动的去分析动能变化对机械产品造成的影响，以致机械产品设计质量往往得不到有效的保证。另外，在传统的机械设计中，动能一直没有得到有效的发挥，究其原因是机械在工作中动能并没有得到有效的转换，机械设计中基本工作原理还沿用传统模式，只要机械系统中的动能能够保持在很小的范围，那么机械设计的目的已经达到了。

2.1.1机械设计在其他输出力方面的节能

不同的机械设备在工作过程中所表现的输出力是不一样的，而且相同的一款机械设备在不同的工作过程中其输出力也不尽相同，所以机械的输出力在不同的工作阶段形式也是不一样的。在机械工作过程中造成输出力消耗过高的主要原因是在比较短的时间内输出力变化较大，如果把周期函数形式的输出力消耗保持在比较小的范围内变化就能达节能到节能的目的。

2.1.2在机械设计时要尽量降低无用功的损耗

任何机器在运转过程中，由于阻力、摩擦、形变等原因一定会产生无用功的损耗，这与机械在设计中考虑到的精度、润滑程度等都有莫大的关系，无用功的损耗大大地降低了机械设备的使用效率，所以在机械设计时我们要以节能的基本原理为基础，尽量减少无用功，以期提高机械的节能性。

2.1.3对机械设计节能原理的基本归纳和整理

本文主要是在动能的机械设计节能、减少无用功功率方面以及减少其他输出力功率方面对机械设计节能基本原理进行了简单的介绍，工程师们在进行机械设计时，只要考虑到将机械系统里面的一些参数常量等保持在很小的变化范围内，就能极大地增加机械节能性，但是想要做到这一点，其实还是有一定的难度的，这就需要我们广大的机械工程师们更加努力的进行设计了。

2.2机械设计节能基本原理的应用范围

机械设计节能基本原理在工程设计方面的应用：

2.2.1机械节能原理在升降机械设计中的应用

升降机械在工作中消耗的功率是比较大的，为此我们需要对其进行节能设计改善，那么我们要从哪方面开始着手呢，首先我们要分析主要消耗功率的原因，其主要消耗功率的是机械在提升或下降货物的过程中消耗功率比较大，经过试验我们得出按照电梯标准进行设计的机械要比传统的机械消耗功率要小的多。要想在升降机械上进行节能设计就要参考电梯的设计方案。把机械设计原理应用在升降机的节能上。我们主要应用的公式即为：Q(t)r1=Pr2其中：r1表示货物卷筒半径，r2表示配重卷筒半径，P表示衡量的配重，Q（t）表示可以提升的物体的质量。

2.2.2机械节能原理在加工设备设计中的应用

机械设计节能基本原理在加工设备中的应用可以说最为广泛，加工设备在我们日常生活中是必备的产品，可见其节能性对我们是多么重要。以下我们就针对生产加工中的设备牛头刨床进行应用。牛头刨床其机械内有一个惯性很大的主轴，它能够保证机械的正常稳定运转，但是为了考虑其输入功率的降低等因素，我们要根据机械原理在原来设备的基础上再加设一组牛头刨床装置，使新牛头刨床功率是原来的二倍，这就达了提高功率的目的。

2.2.3机械节能原理在大型冲击压路机设计中的应用

大型冲击压路机其冲击轮表面特征并不是以周期函数进行体现的，它的变化幅度是比较大的，因此这就给我们的节能设计带来一定的难度，所以要想达到我们预期的目的，我们必须得要把冲击轮系统的势能在重心最低时其势能能够在最大范围内进行变化，只要能够达到以上要求，就能够达到节能目的。

机械设计节能是可持续发展观念下对机械领域提出的新要求，更是符合我国社会主义特色社会建设的发展理念，只有在工作中将节能理念深入到底，落实到每一个工作人员的心中，强化设计人员自身专业技术，提高设计人员素质，才能够真正的做到节能设计。

作者:张宇 单位:中车长春轨道客车股份有限公司

参考文献

[1]方永锋，陈建军，曹鸿钧.多次随机作用下可修复的k/n表决系统动态可靠性分析[J].西安电子科技大学学报，2014（5）.

[2]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（5）.

机械设计原理范文篇6

机械设计节能原理又称之为平衡节能原理，平衡理念是节能设计的主要指导思想。机械节能设计应当从改进动力源、减小摩擦、功率匹配节能这三个方面入手，充分考虑机械设备在实际应用中所存在的能耗问题，尽量在设计环节就加以改善，从源头上减少能源的浪费。

1.动力源动力源通常指的是机械设备的发动机，在节能设计的过程中要求尽量的减少发动机的输入功率，同时尽可能增大其输出功率，简单的说就是提高机械设备电能与动能、势能、热能等的转化率。在实际的应用中这一设计理念体现在机械设备的启动、减速停止这两个阶段中。例如，在停止设备的动力输入之后由于惯性的因素机械设备还会运行一小会儿，通过合理的设计将这一部分动能或者势能储存起来，在机械需要发动的时候提供一部分初始动力。

2.在设计过程中减小摩擦发动机所产生的动力必须通过齿轮、动力传送柱、动力传动带等传递给机械设备需要作用的部位，在这个过程中难以避免的会产生摩擦，损失一部分动能。因此，需要在设计的过程中尽量较小各个组件之间的摩擦。例如，在“机械手”的设计环节，对于其关节处都会采用光滑的圆柱、轴承和液压柱进行连接，同时在使用的过程中还会定期的用油进行润滑。目的就是为了减少机械设备活动处的摩擦，减少动力的损失。

3.功率匹配节能，合理运用节能合理的分析不同应用环境下所需要的功率大小，有依据的设计机械设备的标准功率。例如，饮品加工传动带所需的功率就远远小于装卸工厂所用的传动带的功率。为了节约机械的购买费用还可以利用汽车发动机的原理，设置不同的档位，根据实际功率需求进行调节。

二、机械设计能源浪费的原因

1.缺乏节能设计理念传统的机械设计理念是尽可能的提高机械设备的生产能力，设计人员在设计的过程中首先考虑到的就是如何提高机械设备的载重量、运转速度等，其次便是机械设备的稳定性和可靠性，完全忽略了节能设计，甚至为了提高之前的两方面性能而使得设计能耗更高。

2.设计人员专业水平低机械设计工作都是由专门的设计人员完成的，部分设计人员的理论知识匮乏，固步自封、不愿意学习新的知识，导致与先进的新型设计方式脱节。同时，很多设计人员长期忙于设计工作，不愿意深入基层考察设备的使用情况，导致理论脱离实践，设计出的机械设备不具有可实现性。

3.技术水平无法满足设计需要受到现有技术水平的限制很多设计思想很难得到实现，即使勉强得以实现也会大大增加机械设备的制造成本。所以，处于经济效益的角度考虑，很多机械制造商并不愿意完全按照设计要求引入相应的节能技术。

三、如何做好机械设计节能

1.选用环保型材料和环保型发动机从设计环节入手，在满足设计要求时，优先选取环保型的材料，材料尽量能够做到可回收、易处理、无污染。发动机是机械设备的主要污染源之一，对减少污染物排放具有重要的意义，比如可以选用环保型水冷增压柴油机作为发动机，此发动机具有油耗低、排放低、使用寿命长等优势，条件允许的话，电控高性能长寿命节能型发动机也是不错的选择。

2.电子控制系统的精确化控制利用电子计算机和无线网组成的控制系统，实现对机械的精准控制是机械节能的又一项措施。智能化终端可以依据设定的程序对机械的运行情况实行实时监控，做出智能化判断，控制发动机的输出功率等，以达到减少消耗的最佳标准，同时，其自我检测还能及时发现、处理问题，延长机械的使用寿命。

3.做好液压系统的清洁和防渗漏工作液压系统的污浊物加快机械设备的磨损和腐蚀，液压系统渗漏直接浪费了宝贵的资源，因此，机械液压系统也是机械节能设计时要重点考虑的问题之一。比如，加装一个高效率、高精准度的过滤装置就可以过滤掉大部分掺杂物，降低杂物与机械的物理磨损。采用防渗透的新材料或改变零部件结构，如密封的销轴等防止渗漏。

4.引入新的技术机械设计节能的实现离不开技术的支持，在设计的过程中不能脱离实际的技术发展水平。但是，又不能完全禁锢设计思想，要大胆的进行创新与尝试，积极的将各种先进的新型技术应用到设计中去。例如，利用太阳能发电技术为机械设备提供动力，再外加传统的动力系统以备不时之需，特别是对于小型机械设备，具有很强的可操作性。

四、结语

机械设计原理范文篇7

机械设备在工作的过程中，机械工作的损失功率以及有效功率之和就是能源消耗的功率。按照机械守恒原理，我们能够推导出以下公式:NM=NSF+NCF+NR+dT/dt其中，NSF指的是其他作用力消耗的功率;NCF指的是有势力所消耗的功率;NR表示的是无用功率;dT/dt指的是系统动能的变化率;NM指的是机械输入的总功率。通过对该公式进行分析，可以得出机械设计节能基本原理如下:1．1减小机械势能的变化范围。由上述公式可知，系统势能会对有势力所消耗的功率造成一定的影响，当机械设备在工作的过程中，系统势能一定会出现变化，在变化的过程中，会有一些势能没有得到有效应用的，这就会提高机械设备的有势力消耗，从而增加机械设备的能源消耗。因此，在进行机械设计时，需要减小机械势能的变化的范围，以此来降低有势力所消耗的功率，从而设计出节能的机械设备。1．2减少机械动能。动能是机械进行工作的最关键部分，一般来说，能源消耗就是在转变成有效动能时产生的，在进行和动能有关机械的设计中，有很多影响动能的因素，比如:零件的材质和制作的精确程度、机械设备的启动和停止频率等。因此，要想使机械设备具有更好的节能减排效果，就要减少机械设备生产和工作中的制动作用力以及摩擦力，增加机械设备有效动能的转化。比如，选用新型的材料进行机械设备的生产、降低机械设备启动和停止的频率等。1．3减少无用功。机械设备在工作的过程中，会产生非常多的无用功，这些无用功会造成大量的能源消耗。比如，机械设备的工作表面和物体之间以及零件之间，都会产生一定的摩擦力，摩擦力做功会产生非常多的热量，这些热量就是无用功。另外，有些机械设备的部件会出现塑性或者弹性变形，这些变形就是由无用功引起的。因此，在进行机械设计时，需要降低机械设备的产生的无用功，从而减少机械设备的能源消耗，达到节能减排的目的［1］。

2机械设计节能基本原理的应用

2．1在升降机械方面的应用。升降机械主要是应用链条或者大压力容器移动升降设备，进行高空维修或者高空作业。在实际的工作中，升降机械需要非常大的动力能量才能将升降设备送到需要的高度。观察升降机械工作的过程可以看出，升降机械需要消耗很大的功率，从而产生非常大的无用功，亟需采取相应的节能措施。因此，需要根据机械设计节能，再结合电梯的设计原理进行升降机械的设计和优化，以此来降低升降机械的能源浪费以及能源消耗。比如，当升降机械与曳引驱动机构保持一致的速度进行同等质量货物的提升时，曳引驱动机构可以有效维持升降机械的平衡，降低提升货物过程中造成的能源损耗，确保升降机械的系统势能维持常量或者在最小的范围内变化。2．2在机械加工设备方面的应用。机械加工设备在生活中的应用非常广泛，机械加工设备在工作时消耗的能源也非常多，因此，机械加工设备也要采取一定的节能措施。比如，牛头刨床，这种机械加工设备是依靠一个质量比较大的主轴来进行操作的，这个主轴可以确保设备的稳定运行，要想节约该设备的能耗，就要降低设备的输入功率，应用机械设计节能的基本原理，在该设备的基础上增加一个惯量比较大的飞轮，以此来降低设备主轴的速度变化，从而提升机械加工设备的功率，节约能耗。另外，在进行桌椅、衣橱或者电脑等生活设备的加工时，可以采用电脑机械化来进行加工生产，减少冲压以及焊接等设备的应用，以此来降低机械加工设备生产时造成的资源浪费。2．3在大型压路机上的应用。大型压路机是由三边弧形的前冲击轮以及后冲击轮所组成的，冲击轮的势能是按照周期函数来呈现的，具有很大的变化空间以及变化范围。因此，根据机械设计节能的基本原理可知，要想使大型压路机节能，就要缩小大型压路机系统势能的变化范围，当大型压路机前冲击轮以及后冲击轮的势能出相位达到一定的条件时，系统势能就会在最小的范围内变化。另外，还可以将重心最低时候的冲击轮势能变化减小到最小的区间内，这个区间越小，大型压路机的节能效果就越好［2］。

3结语

综上所述，机械设备的设计中亟需进行节能设计。分析可得，通过对机械设计节能基本原理的分析与应用可知，机械制造企业要将节能基本原理作为依据，通过改变机械势能、动能以及无用功的方式进行节能设计，降低机械生产和工作中的能耗，真正实现节能减排，提高机械制造企业的经济效益和社会效益，从而提高机械制造业的发展。希望本文的研究可以帮助机械制造企业意识到节能的重要性。

参考文献:

［1］王玉莲．机械设计中节能设计的基本原理与方法［J］．技术与市场，2016，23(07):206．

机械设计原理范文篇8

关键词：机械设计;节能;分析和应用

社会不断的发展，机械设备不断的更新。机械行业的发展正处于飞速发展的时代，机械行业是现代社会中的新宠儿。但是在机械行业中也存在着很大的竞争，机械的成本，机械的质量和机械的工作能力对需求者来说都是关注的热点。能创新出新的机械的发明，能够有效的节约能源和保护环境对于机械企业来说也是非常重要的。在现代可持续发展的理念下，能的机械能够获得国家和社会的不断支持。

1机械设计节能背景和基本原理

1.1机械设计节能背景。随着我国的经济发展与高速的经济贸易交流，我国迎来了许许多多的挑战和机遇。这对我国的经济发展来说起着积极的促进作用，但同时一些国外的先进设备也流入我国，对我国的现有的一些机械行业和相关企业发展都存在着巨大挑战。这一挑战促进了我国的机械设计发展，各种新型设备不断更新，各个新技术不断的出现。促进了我国的经济发展。机械节能设计，我国从很早就提出了可持续发展战略，对于环境和资源的开采都必须要有节制的开采，要从长远的角度去看待资源问题。不能过度的开发资源，导致生态破坏。所以在这可持续发展的理念的指导下，促进了机械设计技能的发展。1.2机械节能设计的基本原理。机械节能设计是从机械的各个层面出发，对机械的组成部件和运转原理以及能量传送等进行合理的设计，以达到使用目的。机械的前期设计准备阶段时机械工程中的重要组成部分，设计对于机械来说决定了机械产品的使用原理和使用性能及外观。机械在使用中存在着巨大的能源消耗和污染排放，人们为了很好的解决这一问题保护环境减少机械排放，对机械节能设计重视了起来。机械技能设计的基本原理是对机械的工作效率，机械的运转效率，所需能量通过合理的设计进行一个整合。运用相关的先进的科技来达到节能目标。实现可持续发展理念。

2机械设计节能基本原理的应用

实现机械设计节能，是符合我国社会发展理念的需求，也是社会选择的必然发展。机械设计节能对于保护社会环境来说有着十分重要的作用。在机械设计中要想合理的减少能源的消耗，就需要对机械的动力系统进行研究，以及及时的了解社会上先进的动力技术好机械体系的动力势能。在设计中增强机械使用的效率节省能源，对机械中的机械体系的势能与动能及功率相互结合，达到优化机械的目的，实现有效的节能减排。以及达到减少机械的使用，从而起到保护环境实现可持续发展。在目前的机械应用中，机械设计节能原理被广泛的应用到生活当中的一些方面。同时这一原理的应用达到了非常好的节能效果，被人们不断的发展与制造，产生了很好的社会经济效果。2.1将机械设计节能基本原理应用到升降机械的设计中。升降机械在机械应用中是最常见的，不仅在施工工程中，在我们平时的生活中也能经常看到。升降机械的使用范围可以说是非常广的了。所以在这一方面上面应用节能基本原理对能源消耗来说是非常有帮助的。能够帮助社会减少巨大的能源消耗。升级设备是通过链条和传统设备进行工作的，由于升降设备是将物体提大很高的势能所以需要消耗很大的能源。在传统的升降设备中，对于能源的设计也没有一个统一的标准。所以要想将能源节约下来就要将机械节能设计原理合理的应用到升降设备中去。升降设备中，在升降环节的进行过程中所消耗能量是最大的，产生的功率比较高。所以在这一环节的节能设计要格外的注意节能设计，积极的采用绿色环保的先进技术应用，并对一些老旧设备，高能耗设备进行及时的更换处理。通过这种方式去降低能源消耗。所以将机械设计节能基本原理应用到升降机械的设计中能够促进升降机械的环保应用。能够有效的节约社会资源，能够保护生态环境，促进人与自然的协调发展。2.2将机械设计节能基本原理应用到机械加工设备中。机械加工设备对于人们的生产和生活都有着巨大的帮助，通过应用机械来帮助人们进行食物，产品的加工，能够有效的促进产品的生产效率，帮助产品企业的经济发展。将机械设计节能基本原理应用到机械加工设备中能够使得日夜运作的加工设备得到有效的改善，帮助企业节约能源，降低污染排放。同时避免了在加工流程中的一些能源浪费，资源消耗。

3结束语

综上所述，本文主要阐述了机械设计节能基本原理和一些生活生产中的实际应用，目的就是为了能够让机械的生产和设计的同时能够考虑对社会环境，自然生态的保护。从而达到可持续发展的社会发展理念。对于这一理念是当代人民和国家所需要的，机械设计也应当顺应这一理念去发展。将机械节能设计合理的应用在机械生产过程中，能够有效的促进社会经济的发展，实现社会和人们的共同富裕。

参考文献

[1]李征.机械设计节能基本原理的分析与应用策略[J].内燃机与配件,2017(10):130.

[2]张宇.机械设计节能基本原理的分析与应用[J].黑龙江科技信息,2017(14):60.

[3]朱萍.机械设计节能基本原理的研究[J].中国管理信息化,2017,20(01):91.

机械设计原理范文篇9

1系统化设计方法

系统化设计的主要特征方法是：将设计的几个设计元素组成的一个系统，每一个设计拥有独立的设计元素，各元素之间存在有机的联系，并具有层次性，这样的话，所有的设计要素进行组合后，可以达到设计系统所需的任务。我国设计者在进行产品方案设计时，基本上沿用了德国标准设计方式。另外，还借鉴了其他发达国家的系统化设计思想，如下：

(1)产品功能特征构思、结构设计和零件设计等都来源于用户的需求，具体设计时，利用质量功能布置方法从产品开发的宏观过程出发，系统地将用户需求信息合理有效地转换为产品开发各阶段的技术目标和作业控制规程的方法。

(2)借助于生命系统理论，将产品看作有机体的生命系统，就是产品的设计过程可以看成：功能需求层次、实现功能要求的概念层次和产品的具体设计层次。同时，产品的功能要求由生命系统图符抽象地表达，形成产品功能系统结构。

(3)将系统科学的应用(机械设计中)分为两个问题：

(1)应用系统处理的方法处理所设计的产品，最佳地确定其组成部分(单元)及其相互关系；

(2)为了根据设计目标，合理地确定设计中各个方面的工作和各个不同的设计阶段，可将产品设计过程看成一个系统。

2结构模块化设计方法

通过结构模块的组合，实现产品的方案设计的方法被称为结构模块化设计方法。其具体的应用场合为：适用于特定种类的机械产品：由于其组成部分的功能较为明确且相对稳定，结构模块的划分比较容易。结构模块化设计方法的基本要求是：在产品功能分析的基础上，将产品分解成具有某种功能的一个或几个模块化的基本结构，不同的产品可以通过选择和组合这些模块化基本结构组建而成。

3智能化设计方法

借助于三维图形软件、智能化设计软件和虚拟现实技术，根据设计方法学理论，以及多媒体、超媒体工具进行产品的开发设计、表达产品的构思、描述产品的结构是智能化设计方法的主要特点。目前，利用三维图形软件和虚拟现实技术进行设计是智能化设计方法的主要途径，因其直观性好而被用户接受。但其系统性较差，且零部件的结构、形状，尺寸，位置的台理确定，要求软件具有较高的智能化程度，一般有丰富经验的设计者可以熟练应用。虚拟现实技术在我国还处于刚刚起步阶段。利用面向对象的技术，主要是研究按时序合成的机构组合方案设计专家系统，并借助于具有高性能图形和交换处理能力的OpenGL技术，在三维环境中从各个角度对专家系统设计出的方案进行观察。利用智能型CAD系统SIGRAPH—DESIGN作为开发平台，将产品的开发过程分为概念设计、装配设计和零件设计，并以变量设计技术为基础，建立了胶印机凸轮连杆机构的概念模型。其概念模型是在确定了机构型、数综合的基础上，借助于软件sIGRAPH—DEsIGN提供的变量设计功能，使原理图随着机构的结构参数变化而变化，并将概念模型的参数传递给下一级的装配模型、零件设计。

4基于产品特征知识的设计方法

用计算机能够识别的语言描述产品的特征是基于产品特征知识设计方法的主要特点，其特点还有可以表述其设计领域专家的知识和经验，并建立相应的知识库及推理机，计算机辅助产品的方案设计可以利用已存储的领域知识和建立的推理机制进行相关应用。机械系统的方案设计主要是依据产品所具有的特征，以及设计领域专家的知识和经验进行推量和决策，完成机构的型、数综合。欲实现这一阶段的计算机辅助设计，必须研究知识的自动获取、表达、集成、协调、管理和使用。为此，国内外设计学者针对机械系统方案设计知识的自动化处理做了大量的研究工作，采用的方法可归纳为：编码法、知识的混合型表达法，设计目录法、利用基于知识的开发工具、基于实例的方法等。采用纯数学演算的方法无法正常对机械产品的方案设计进行描述，也难以用数学模型进行完整的描述。机械产品的方案设计需根据产品特征进行形式化的描述，借助于设计专家的知识和经验进行推理和决策。因此，解决计算机存储和运用产品设计知识和专家设计决策等有关方面的问题，是实现计算机辅助产品的方案设计的必然之路。由此，形成了基于产品特征知识的设计方法。

机械设计原理范文篇10

1绿色设计技术的特点

绿色设计虽然发展的时间并不长,但是已经形成了一套完整的技术系统,有它特有的技术特点。绿色设计是融产品的质量、功能、寿命和环境于一体的系统设计方法。设计是工业制造企业生产产品的第一步,在设计的时候要考虑到产品制造过程中的每一部,确保每一步都是于环境无害的。设计之初,设计者就应该在产品生命周期的各个环节考虑产品的环境属性,比如说机械制造成成品之后的可拆卸性、可回收性、可维护性以及可重复性等。在进行机械设计时上述性质应该作为设计时的指导原则,时刻在设计的过程中体现出来。绿色设计方法具有绿色性、集成性和并行性。在设计的过程中,它首先是在绿色设计指导的原则下进行的,设计时需要考虑的因素很多,有产品的质量、成本、进度计划和用户要求等,在绿色设计时要考虑这些因素,确保生产产品的这些因素都是环保的。在设计时,一个很重要的因素是制造材料,由于材料不环保而导致生产的产品产生污染是现代很多机械产品的通病。在设计的过程中使材料选择、结构设计、工艺设计、包装运输设计、使用维护设计、拆卸回收设计、报废处置设计等多个设计阶段同时进行、相互协调。在设计的各个阶段,都需要将设计信息以及评价结果等进行及时的交流和反馈等,至于整体的设计方案更是要进行反复论证,确保在制造过程中的每一个环节都是对环境无污染的,使产品设计达到最优化。

2发展工业机械绿色设计制造的途径

2.1重视绿色意识教育,建立并遵守环境保护体系

工业机械设计要实现绿色设计、绿色制造,首要的一步是重视绿色意识教育。在我国的机械行业内大力宣传环保意识,让企业的每个员工都对环保有所了解并将环保进行到底。在机械制造的整个周期中伴随的环境问题进行正确识别。只要是发现是有害环境的,立刻采取措施加以预防和有效处理。在产品设计在制造的过程中,都要以环境控制的思维方式和行为模式制度化、惯性化,也就是说在设计和制造的过程中,每一个步骤、每一个环节都是环保的,甚至还要在设计时就要考虑到产品报废后的处理是否是符合可持续发展的原则的。

2.2注重绿色设计,实施绿色制造工艺艺术

绿色设计是绿色制造技术的核心。我们要做的环境保护是从源头上控制污染,而设计就是产品生命周期的源头。所以说实现绿色设计,就是从源头上控制环境要素,这样的方式对环保来说无疑是最有效的。绿色设计的内容应该包含三个方面:第一,选用绿色材料和绿色零部件进行设计。在设计时,必要的一步是选择制造的原材料,在选择的时候为了环保,所以最好是选用那些采用绿色工艺生产出来的原材料或者是零件。在产品的实现方式上应该选择的是节能、节水、省料的方式,这样可以保证资源发挥了最大的效用。第二,在评价设计方案时,应该采用绿色指标,比如说有节能、节水认证和再商品化率等,将这些指标作为产品设计的评价指标,这样设计出来的产品才是符合环保的观点的。第三,将产品进行绿色排序,采用第三方随机抽样的方法,让顾客对同行业同类的产品的能耗、美感、安全、健康、使用性能等做出评价,然后根据客户反馈的结果进行排序和改进。

2.3创新技术工艺,发挥环保效益

绿色设计最终会反映到生产工艺中,在生产的过程中,应该将理念落实到具体的生产技术工艺中。这样才能保证在设计中的绿色理念得以实现,才能最大限度的发挥其环保效益。在技术工艺中,每一个步骤都应该有意识的注意环境保护。比如说,在磨削加工时,采用油基磨削液会产生油气、烟雾,这样是会严重影响环境的,而且磨削液的后期处理成本太高。所以说,这种情况不能再延续下去了,要改善目前的局面,可以采用干磨削或者是准干式磨削的方式来加工,这样催环境的影响会小得多。