机械概念设计范文篇1

一、机械工程基础课程特点及内容

机械工程基础是普及机械和机械工程的基本知识、基本概念和基本内容的课程。对文科类、管理类、计算机类、艺术设计类等专业具有开拓学生的视野、增加知识面、拓宽专业、提高学生的工程能力的作用;其任务是培养学生认识机械和机械工程的能力,是工科类非机械类专业具有工程特色,适应高新科学技术社会发展的需要。机械工程基础的内容选择是根据机械工程的基本内容确定的。主要讲授机械发展与人类社会进步的关系及机械工程发展的趋势,介绍工程力学、工程材料、工程制图的基本知识,简述机械的组成原理与工作原理、常用机械零件强度、刚度的概念、机械产品的制造技术、液压传动和气动技术的概念、现代设计方法等等内容。学生通过对各部分内容的学习,了解机械及其产品从设计、制造到使用过程中需要哪些知识及其在机械产品中的地位和作用。

二、机械工程基础实验内容分析

机械工程基础实验按照实验课教学体系分为设计与制造工艺、检测与分析、材料与性能三个部分。机械工程基础实验是一门独立的实验课程,所有实验都在机械基础课实验教学示范中心进行。本实验课与工程力学、工程制图、机械原理、机械设计、工程材料及成型技术基础、互换性与技术测量基础等课程的理论教学相衔接。

1.实验理论

(1)韧、脆性材料在受拉、受压和扭转时力学性能测试的原理和方法;电测法基本原理,单向、平面应力状态的静态应变测量与应力计算的原理和方法;冲击动荷系数测定的原理和方法;现代光弹测量的基本概念。(2)组合体模型的测量和组合体视图及剖视图的绘制方法和尺寸标注方法,机械零件功能和结构分析方法以及机械零件测绘方法和步骤,部件功能和结构分析方法以及部件测绘方法和步骤。(3)机构运动简图测绘与结构分析,机械运动分析方法,渐开线齿轮范成加工原理,刚性转子的动平衡原理,机械动力学,典型机械零件状态测试,滑动轴承性能测试与分析的原理和方法,减速器结构分析方法和步骤,各种典型机构及典型机械的综合分析方法。(4)金相显微分析的原理和方法;试样制备方法,Fe-C状态图、C-曲线;表面强化原理和方法;焊接接头显微组织分析的原理和方法;力学性能(布氏硬度、洛氏硬度、显微硬度、摩擦性能)测试的原理和方法。(5)机械加工完成后零件的尺寸误差、形位误差、表面粗糙度、螺纹几何参数误差的基本原理和方法;零件互换性所进行的必要的精密技术测量的原理和方法;测量数据的处理技术的原理和方法。

2.实验教学

着重讲授如何用科学的手段来完成理论的验证;如何组织实验、处理数据和分析实验现象;介绍常用设备和仪器的原理、构造和使用维护方法以及综合实验内容的思路和方案设计等。

3.对学生能力培养的要求

(1)培养学生运用实验原理和方法进行科学实验的能力,即如何从实验目的出发,根据什么原理,选择何种实验方案,配套哪些仪器设备,确定实验程序从而获得准确的数据并得出正确的结论。(2)通过实验熟悉常用仪器、设备的基本原理、结构、性能;学会调试仪器和排除故障。同时,要培养学生分析问题和解决问题的能力,使学生的实验技能进一步得到训练和提高。(3)通过本课程的学习,加深对相关理论课程教学内容的理解,加固理论知识。(4)通过实验过程以及完成实验报告,培养学生严肃认真、实事求是的科学态度和一丝不苟的工作作风。

三、实验项目的设置

1.机构运动参数测定与分析实验

基本教学要求:初步了解电测机构运动参数的基本原理,利用计算机对平面机构动态参数进行采集、处理、实测、仿真比较优化设计,分析机构参数对机构动态参数的影响。

2.机构运动简图测绘与分析实验

基本教学要求:掌握根据机械实物模型绘制机构运动简图的技能;计算自由度、验证机构运动确定性;了解正确选择长度比例尺方法。

3.轴系结构设计实验

基本教学要求:熟悉和掌握轴的结构与设计,轴上零件的常用定位与固定的技术方法,轴系结构设计的要求与常用轴系结构,为后续机械设计打下良好的基础。

4.金相显微分析法实验(铁碳合金平衡组织显微分析)

机械概念设计范文篇2

关键词：机电一体化；计算机控制；传感器

1机电一体化的概念

人类从使用简单工具到现代的机器发生了巨大的变化。特别是计算机控制技术出现以后，传统机械又有了一个飞跃。

机器应该是机械和电器的合成。传统的机械工程和自动控制工程从专业学习到工程设计应该一体化。目前，关于机电一体化的定义与概念，许多书籍都是根据国外书籍的定义和概念而引用。对于国外的概念基本强调机器人跟数控机床的概念。虽然，机器人和数控机床是机电一体化中具有一定代表性的产品，但绝非是机电一体化的全部内容，机械的内容很多：化工机械、轻工机械、重工机械、纺织机械等。机电一体化强调的是机械产品的自动化和智能化的问题。

2机电一体化的基础知识

机电一体化涉及的知识还是比较广泛的。在机电一体化设计中常常会涉及到机械做功，液体压力做功等理论力学和材料力学的相关知识。对于机械零件还涉及到机械零件的加工方法一些工艺性问题。尤为重要的是数控加工技术。零件的加工精度、材料的选择都是需要学习的。一些机械零件例如：轴和轴承、齿轮、凸轮、链条、链轮等可以说是机电一体化设备中应用极广泛的一类机械零件。对于零件的学习使是我们应具备的基础。还有自动控制和人工控制的内容，电路电器的基本知识。

3传感器

传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息按一定的规律变换成为电信号或其他所需的形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制的要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。

传感器大致可分为物理传感器和化学传感器两大类。在机电一体化中起着至关重要的作用。常见的传感器有：压力传感器、位移传感器、位置传感器、温度传感器、湿度传感器、气敏传感器等等。

4绦凶爸

所谓执行装，就是把从电源、液压、气压等动力源获得的能量变换成旋转运动或者直线运动的一种装置。执行装置主要由执行元件、传动原件等构成。主要的执行装置有如下几种：步进电机装置、伺服电机装置、普通电机装置、液压油缸装置、液压马达装置、气压装置、气动马达装置。这些机械装置是控制系统的控制对象，也叫控制系统的执行装置。普通电机装置也是控制系统的控制对象，如采用变频器可以控制转速，PLC也可以控制转速和角位移。普通电机采用控制器的控制精度和效率没有步进电机和伺服电机高，但是在一些控制要求不太高的机电一体化设备中，目前应用还是比较广泛的，毕竟普通电机价格比步进电机和伺服电机低得多。

5计算机控

机械设备的控制系统从最初的的强电控制到现在的计算机控制，经历了如下过程：简单的开关控制――继电器控制――单片机控制――单板机控制――PLC控制――PC控制。事实上，到现在为止机械设备的控制系统无论从简单的开关控制，继电器控制到复杂的单片机控制、单板机控制、PLC控制、PC控制都有它们的使用价值。随着时间的发展，使用的比例肯定会按上述顺序，前面的越来越少，后面的越来越多。目前来看单片机控制、PLC控制系统在机电一体化应用领域的数量上应该是最多的。

数控技术是指用数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。它所控制的通常是为止、角度、速度、等机械量和开关量，以及温度、流量、压力等物理量。数控技术和计算机控制技术是相互关联的。数控技术的特点：精度高、速度快、可靠性高。

6机电一体化的设计方法

机电一体化设计类型可分为：

根据受控对象的不同，进行机电一体化设计；

改进型机电一体化设计；

创造发明性机电一体化设计；

不同的机电一体化设计类型，也有不同的设计方法。所谓根据受控对象的不同进行机电一体化设计，也就是不同行业有不同的受控对象。比如数控机床、包装机械一类的受控对象基本上是机械动作；在化工机械中，处理机械动作外还有对温度、流量、压力、配比等物理量的控制；也有将化学量作为受控对象的，如土壤分析仪对土壤酸碱度、钙、镁、磷的分析等。当然受控对象最多的还是机械动作问题。

改进型机电一体化设计是应用非常广泛的一类设计。比如，我国数控机场普及度不高的现状的主要原因一方面是数控机床的售价太贵，对于许多企业来说很难承担这笔开支的。所以对现有机床进行数控化改造，提高现有机床的生产效率和质量、节约成本等起到很好的效果。

在机电一体化设计中，我们主要考虑3部分的设计：机械部分、控制部分、传感器部分。事实上，为了简化问题，机电一体化的设计思路完全可以从两部分来考虑。即机械部分和控制部分，因为传感器完全可以在控制部分中一起考虑。机电一体化设计发展到今天，机械部分的设计仍然是这三部分中最重要的部分。过去在机电一体化设计的学习和实际工作中存在一种错误的认识和看法：认为机械设计直观简单，技术含量没有控制部分高。这是一种本末倒置的认识。

参考文献

机械概念设计范文

关键词：可靠性；机械制造工艺；指标体系；评价

中图分类号：TH16文献标识码：A文章编号：1009-8631（2012）（11-12）-0034-01

1引言

机械制造过程是一个复杂的动态过程，包括加工设备、夹具、刀具、检测设备、加工对象及工艺操作控制人员等。论文将机械制造过程作为研究对象，分析其对产品可靠性的保障能力，因此无论是研究对象还是分析内容都具有其特殊性，不同于普通产品，因而相关的可靠性概念不能简单地采用通常的系统可靠性定义，而需要根据对其规定的功能来加以定义。论文参考可靠性的通用定义，结合机械制造过程的特点，将机械制造的工艺可靠性定义为：机械制造过程在规定的条件下和规定的时间内，保证加工出来的产品具有规定的可靠性水平的能力。这里，机械制造过程就是产品的机械加工阶段，包括了产品的工艺设计与实现。

2机械制造的外部条件

机械制造的外部条件是指机械制造过程在规定的时间内所处的预先规定的全部外部条件，包括人员、设备、材料、工艺、测量、生产环境等条件。人员条件是对与制造过程相关的所有人员的要求，主要包括工艺设计人员、操作员、检验员等应具备的条件。设备条件是指对实现制造任务所需的所有设备的要求，主要包括对完成生产任务所需的生产、工具等所必需达到的要求。材料条件是指对构成产品（工件）实体的主要材料和在制造中起辅助作用而不构成产品实体的辅助材料所需要具备的条件。工艺条件是指完成制造任务所采用的技术方法及相关工艺文件的要求，包括对工艺技术、工艺方案、工艺流程、工艺规程、工艺细则、工艺标准、操作方法和工艺参数等具体的要求。测量条件是指对原材料检测、生产过程控制、产品质量检验、环保监测等过程所需具备条件的要求。生产环境条件是指生产（包括设计、加工、处理、装配、检测、计量、调整、试验等）的空间或厂房的大小、高低、通风、照明、温度、湿度、振动、噪声、洁净度、电磁辐射、静电、动力供应以及现场生产管理等环境条件要求。

3评价机械制造可靠性的基本概念

反应机械制造可靠性的基本概念主要有以下几个：第一，工艺故障发生率。在机械制造过程的工艺故障定义为在规定的条件下，机械制造过程丧失保障产品的可靠性指标这一规定功能的现象。一旦制造过程发生了工艺故障，无论是加工完成后产品的可靠性达不到规定要求的“软故障”还是制造设备自身出现的影响其完成加工任务的“硬故障”，势必影响加工任务的顺利完成，为生产商带来损失。因此，制造过程中应该尽量避免工艺故障的发生。在生产实践中，由于多种因素的影响，工艺故障总是不可避免的，但是对一个工艺可靠性水平令人满意的机械制造过程来讲，工艺故障的发生必然较少，所以这里提出了工艺故障发生率这个指标来评价一个制造过程发生工艺故障的频度。第二，工艺故障平均维修时间。对于复杂系统来讲，高可靠性本身不足以保证系统在需要时是可用的，还需要确保它能够快速地修复，特别是对机械制造过程来讲，只有及时地排除工艺故障，才能尽量减低制造过程工艺故障造成的损失。因此，需要通过工艺故障平均维修时间来衡量制造过程针对工艺故障的修复能力。第三，工艺稳定性。机械制造过程保障产品孔位特征的能力主要表现为产品孔位特征的加工过程是否稳定以及产品是否具有足够的加工精度。工艺稳定性是指在规定的时间内，由机械制造过程加工的产品的孔位特征值保持在一定的范围内，即具备要求的精度和偏差。论文通过机械制造过程的工序能力来衡量工艺稳定性。机械制造过程的工序能力是指工序处于稳定受控状态时，加工出来的产品质量满足技术规范要求的能力，通常通过产品孔位特征值的变异或波动来表示。工序能力取决于机械制造过程的技术能力和管理水平，决定于影响加工过程的因素（人、机、料、法、测、环等），并非决定于孔位特征的公差，但是为了通过机械制造过程的数据来评价其工序能力，需要通过与孔位特征相关的综合工序能力指数来进行评价。第四，工艺自修正性。由于多种因素影响，机械制造中不可避免地会产生加工误差。因此，对产品孔位特征的控制主要是确保加工误差在工艺文件允许的范围内。产品一般都需要按照规定的工艺路线经过多道工序加工完成，在每道工序的加工过程中都可能产生加工误差，而最终决定产品孔位特征的往往是位于工艺路线中靠后的工序，因为在前面工序中产生的加工误差有可能在后续的工序中予以修正。机械制造的工艺可靠性是一个比较抽象的概念，对一个具体的加工过程，需要全面客观地评价其工艺可靠性水平，这就要求在理解机械制造过程功能的基础上，确定评价制造过程保障产品可靠性能力的定量指标。由于产品可靠性的保障涉及多方面因素，因此不可能用单个的指标来评定机械制造的工艺可靠性，只有通过一系列的评定指标才能全面的刻画其完成规定功能的能力，这一系列的评定指标构成了机械制造的工艺可靠性的指标体系。

4工艺可靠性指标体系的选择标准

为了合理准确的评价机械制造的工艺可靠性，将其评定指标体系的选择标准归纳为以下几点：

4.1完备性：指标体系应能够全面地描述机械制造的工艺可靠性要求的各个方面；

4.2适用性：指标体系应能够与机械制造过程的运行机制相适应，即与制造过程功能失效的各种模式相对应；

4.3可计算性：能在实际机械制造过程中进行定量计算，这样才能定量评价制造过程保障产品可靠性的效果；

4.4可达性：指标应对机械制造过程完成其规定的功能起指导作用，只有制定出制造过程能够达到的功能要求，才能够对制造过程的能力提出合理的定量要求；

4.5可组合性：指标体系应能够适用于大多数制造过程，并根据具体的制造过程选取其中部分指标评价其工艺可靠性水平。

5工艺可靠性指标体系

机械制造的工艺可靠性指标体系的确定应依据工艺可靠性的定义，对定义中规定功能所涉及的各要素进行分解描述，然后再进行综合。在指标体系的确定中要考虑到机械制造过程的多加工设备和多工序的特点，同时注意到指标体系的完整性、适用性、可计算性等要求。由于产品的加工数据主要来自产品的孔位特征测量值，因此对机械制造过程的能力评价主要建立在对产品孔位特征测量值进行分析的基础上。根据前面的分析，在人员、材料、测量、生产环境等条件都能够充分保障的条件下，机械制造的工艺可靠性主要受加工设备和工艺的影响。我们用工艺可靠度、工艺故障发生率、工艺故障平均维修时间、工艺稳定性、工艺自修正性几个概念一起作为评价机械制造工艺可靠性的指标体系。

参考文献：

机械概念设计范文篇4

在新世纪兴起的绿色设计理念在机械设计制造中得到大范围的应用。绿色设计理念首先可以减少环境污染，将生产与环保理念结合起来，有效改善环境。其次，其可以帮助实现产品的高质量，增强企业的竞争力，提高企业市场占有率。在机械设计与制造中实现绿色设计理念并不容易，需要从几个方面入手将绿色设计理念运用与机械制造中，以便更好的服务于社会经济的发展。

关键词：

绿色设计理念；机械设计与制造；应用

一、绿色设计理念内涵

(一)绿色设计理念

绿色设计理念的形成是一个长期的过程。人们经过一系列惨痛的教训，逐渐意识到“绿色”在生产生活中的重要性。从工业化初期阶段开始，人们为了攫取更多的经济效益置社会效益和环境效益而不顾，将利润建立在破坏环境的基础上，为此付出了惨痛的代价。经过反思所走过的发展道路，绿色理念在人们心中打下了烙印，并且其重视程度越来越高，在今后会成为工业化道路的首要理念。绿色设计是将产品的生产及使用充分融合产品环境属性，最大限度实现产品的回收、拆卸维护和循环利用的目标。同时，在保证产品的性能、效用、质量和使用期限的基础上，满足产品的环境属性。通常情况下，绿色设计理念的核心包括3R原则，即reduce、recycle及reuse，减少污染、减少消耗及重复利用。绿色设计理念符合国家可持续发展战略，是我国可持续发展理念的重要组成部分，是社会发展的趋势所在，在未来的生产和生活中将得到广泛应用和实践。

(二)机械设计与制造中的绿色设计理念

以往的机械设计制造过程中，人们将重心完全放在了经济利润上，忽视了环保重要性，造成了资源大量浪费，导致目前全球资源匮乏等不利的情况。机械设计及制造是一个系统的加工环节，从设计之初到加工制作再到最后的合格成品，其中的每个环节都需要贯穿绿色设计理念，并且该理念在整个过程中提出的要求非常严格。机械设计是机械生产的第一步，因为关系到产品的尺寸、形状及内部结构，所以设计时必须严格遵照设计要求，确保设计参数的精确性，在加工时才能保证产品产品的质量和效果。设计者将绿色理念运用设计中，综合分析各种因素，可以最大限度地提高材料的利用率，减少浪费和环境污染。从长远来看，运用绿色理念不会损害企业的经济效益，相反会提高企业的社会经济利润。如运用绿色理念的机械设计可减少机械的更新频率，延长使用期限，减少机械报废数，从而降低机械购置费等。

二、在机械设计制造中绿色理念的利用优势

(一)可以实现节能环保

在机械制造中利用绿色理念，有效控制了能源消耗，保护了环境，同时也为社会的发展提供了不竭动力，促进资源的可持续运用。人们日常生活角度而言，绿色理念既保证人们可以充分享受物质文明，也可以更好的追求生态文明，实现绿色生活和可持续发展双重需求。从机械制造角度而言，绿色理念不仅节省了材料，还降低了能耗，减少了环境污染，能够帮助企业获得最大化经济效益。传统的机械制造过程中会遗留下大量的氯化物、悬浮物等水污染物质，严重地影响了生态环境(如表1)。将绿色理念运用到机械制造中，可以大大减少污染物的排放，提高环境质量。表1机械制造中的水污染物质排放表

(二)可以促进技术的创新进步

绿色理念运用于在机械设计制造中可以实现社会效益、经济效益和生态环境效益，兼顾三者达到和谐统一，满足环境要求的同时实现企业的长期发展，必然推动着企业研发新型技术，更好地实现经济社会和生态环境的发展，促进技术的更新换代，满足随着时间推移而不断变化的市场需要。

三、机械设计与制造中绿色设计理念的运用

(一)在机械设计中绿色理念的运用

在机械设计中融入绿色理念，符合我国可持续发展要求，也保障了机械设计的绿色发展要求。在产品的设计前期，设计者需要完全了解当前设计存在的问题、绿色设计理念包含的内容，以便克服现有设计的不足之处和结合产品的实际功能及性能进行创新设计，提高产品的环保功能和再利用回收率，尽可能地减少环境污染。在机械设计环境应用绿色理念，主要是确定机械制造的方案，将绿色理念融入到设计方案当中，达到节能环保的目标。可以分析绿色机械产品的成本，即在规划设计方案时，分析产品设计的回收再利用情况和必要的污染物处理措施能否到位。设计中考虑产品的可拆装情况。机械产品的设计需要考虑到拆装难度，可以通过改善拆装的难度达到节约环保的目的。逐步建立机械绿色设计数据库，将机械设计中绿色理念的应用输入数据库中，长此以往，设计者可以通过数据库掌握到相关的设计信息，通过对数据信息的分析，加快设计过程，还可以对比设计的费用开支等。

(二)在机械制造中绿色设计理念的运用

1.选择绿色材料

在机械制造过程中首先是挑选材料，材料的合格和性价比是重点考虑的问题。通常情况下，机械制造的使用材料会包含部分化学成分如汞、铅等，对环境有严重的污染。在选材中，要注意材料的规格和使用属性，同时要确定材料可以通过环保测试。原材料既要符合设计方案中机械性能要求，也要关注原材料的工艺性、回收率、可塑性等，完成产品制造后尽量可以与其他工艺形成联系。同时考虑原材料的绿色性能，如材料的耐高温程度、耐腐蚀程度、抗压能力强度等。

2.配套设施中的绿色理念的应用

机械制造过程中，一些相关的辅助设备也需要有绿色理念来支持。将绿色理念作作为机械制造的前提，得到人力、科学、政策等的支持，对设计人员进行绿色理念的培训，强化绿色理念在机械制造中的认知。相关政府部门也需要完善相应的政策来支持绿色机械产品的绿色制造，建立相应的监督管理制度，进一步落实绿色理念。在科技上，企业可以适当增加在科技上的投入，发展密集型的科技企业，以此建立环境友好型和资源节约型社会。

3.实现绿色制造

通过复杂的产品设计得出方案之后，经过反复实践和审核检验满足设计初衷，最后进行投产计划。在制造环节中，需要尽量减少原材料的浪费、控制资金的投入，在产品的整个生产周期中融入绿色制造概念。目前，部分企业为了吸引消费者的视线，在设计和制造中添加了部分没有价值的设计，美化产品的视觉效果以提高产品的附加值，这在一定程度上提升了生产成本，加重环境污染。如包装设计中，包装并没有有用的使用价值，将包装设计地更为花哨，甚至产品与包装有本末倒置的现象，将包装作为吸引消费者的筹码而忽视了产品本身的质量，这样的设计与绿色理念不符。在机械制造中运用的各种材料，特别是在机械用品里化学和金属材料产品较多，一部分产品或者材料在使用过程中会造成环境污染或浪费，若参照绿色制造理念进行制造，可以多使用无污染的环保材料急性替代，使得制造全过程可以贯穿绿色制造概念。

四、绿色机械制造实例

电视机作为日常必不可少的家电之一，以新型电视机设计与制造为例。在设计初期，需要对电视机行业进行全面了解以及绿色理念在电视机行业中的运用程度，通过实地考察和调查问卷等多重形式收集电视机的绿色设计创意，大概了解消费者能够接受的价格程度，从新闻或者专利中获得法律及科技信息，以帮助选择电视机制作生产材料，确定生产工艺等，结合企业的生产能力和设备情况。在电视机设计中，考虑产品的运用的实际环境、造型、工艺材料及消费心理等多方面因素，把电视机的使用合理性和消费者心理作为研发切入点。收集好市场信息之后，定位好消费者人群，以便设定产品的价格区间。把产品的价格区间设置在4千人民币以下，主要消费人群是刚建立家庭的青中年。这个阶段的人群精力相对旺盛，收入稳定但生活比较紧张，对电视的需求程度较高，他们要求的是性价比较高的电视机产品。电视机对于青中年而言是缓解压力充实生活的主要工具之一，比较关心电视机本身对健康的安全程度、电视机造型情况和其环保节能情况。通过一系列的准备工作后，得出的设计方案。电视机制造所采用的材料是完全可以回收再利用的聚碳酸酯类材料，加上木质壳，尽量少用有毒和有害的材料。包装利用科再生回收纸，把泡沫类材料作内衬防震物。电视机的结构工艺为可拆除、可回收的模块，整个电视机可以分成若干部分，方便产品组装、维修及回收。电视机生产过程中要注意生产环境、使用材料属性等。电视机的运输和销售，可以适当扩展生产点，提高运输率；到货就拆除包装以再利用；电视机使用方面没有任何辐射污染，对人身体无害，采用最新技术达到节能目的。

五、结束语

绿色理念在机械设计和制造中的应用会越来越广泛，并且其应用领域也会不断扩展。这大大提高了资源的利用率，减少了浪费的资源，符合国家可持续战略发展，有利于企业的长远发展，促进机械设计制造行业的绿色发展，实现社会效益、经济效益和经济效益的统一。

参考文献：

[1]方蕾,李金方.浅析绿色设计理念在机械设计制造中的应用[J].机械管理开发,2014,05:60-62+67.

[2]强向红,张丹.绿色理念在机械设计制造中的应用[J].煤炭技术,2013,05:20-21.

[3]陈才辉.基于绿色设计理念的机械设计制造探讨[J].山东工业技术,2015,06:4.

[4]张寿鑫.浅谈绿色理念在机械设计制造中的应用思路[J].科技风,2015,11:29.

[5]慕永成.绿色节能理念在机械设计制造中的应用分析[J].科技传播,2015,18:73-74.

[6]佘俊超.浅析绿色理念在机械设计制造中的应用[J].科技创新与应用,2015,34:142.

[7]亮.绿色设计理念在机械设计与制造中的应用分析[J].现代企业教育,2014,10:614-615.

机械概念设计范文1篇5

机械波概念的教学是概念教学的一个典型例子，在此之前，学生接触的只是单个质点的运动，而波动是多个质点同时又不同步的运动，机械波的学习对学生来讲难度较大.让很多教师感到困惑的是，尽管在机械波的教学中给予了很多关注，但仍然没有达到所期望的教学效果.为了了解学生感到困难的症结在哪里以及在教学中如何改进教学方法，我们采用访谈的方法围绕机械波的概念从几个方面进行了研究.

2学习困难的表现

2.1机械波概念心理模型表现为相关概念、概念原型和概念碎片的堆积

访谈的第一个问题是请学生表达、解释机械波的概念，可以不拘于教材中的表达方式，发现学生有表达困难时，鼓励他们用实例解释.参加访谈的四位学生都认为机械波是在介质中传播的波，学生清楚地知道纵波和横波这两种形式.但是当谈到多少个质点参与波动时，有的同学说“参与波动的质点不是一个质点，至少有两个质点”.有的同学提到“横波是质点上、下运动、纵波是质点左、右运动”.学生对机械波概念的表达是由一些相关概念、概念原型或者概念碎片“堆积”而成的，例如，“机械波就是可以在介质中传播的波，水纹，横波、纵波、无数个质点、某一些粒子”等术语出现在学生表述中，甚至有的学生告诉访谈者说，我不会用语言表达机械波，但是，我会把题目计算正确，事实上，这个学生在测验中也得到了很高的分数.

机械波是由质点、振动、振幅、周期、频率、波长、位移、速度、能量、叠加等等概念支持形成的一个概念，它的内涵十分丰富，这一概念不容易被学生所掌握，但是我们发现，在访谈中学生说出的相关概念、概念原型和概念碎片越多，则对机械波概念的理解越接近准确.

2.2对波形图理解的误区

访谈者给出一列沿着x轴正方向传播的机械波的波形图，引导学生表述波形图所富含的物理意义，以探查学生对机械波的理解.

问题以询问图1中各点振幅展开，学生都明确表示A、B、C和D点的振幅都是5cm.对于E点的振幅，有的同学认为“E点没有振幅，”有的同学则认为“目前时刻E点振幅为零”，理由是E点没有参与运动，或目前没有参与运动.他们认为在以后的时刻波形曲线移动了E点在曲线上时它的振幅就是5cm了.也就是说他们认为随着波的传播，曲线在移动，曲线画到哪里，哪里的质点就运动.例如，访谈者与一位同学的交流片段：

师：什么叫一列简谐波呢？请说出图1中A、B、C、D、E、F各点的振幅.

生：就是许多粒子按着这一个特定的方式运动，E点振幅是5cm，A、B、C振幅都是5cm，因为它们都在一列简谐波上，F没有振幅，因为它没有参与.

师：你觉得哪些地方的质点参与了运动呢？

生：嗯，应该是这个水平线上的吧.

师：E点在水平线上吗？

生：不在，但是它在这个范围内，也就是说，这个能量会传到它这里.

师：你看这个波形图，当前时刻，E点是运动的还是静止的？

生：在这个时刻应该是静止的.

师：当前这一时刻哪些质点是运动着的？

生：这条线上的点（指图）.

师：是曲线上的点还是x轴上的点？曲线上的点，曲线上的点就是直线上的点？这是这些点的图像.

对于F点，所有学生都认为没有参与振动，振幅为零.

在访谈中学生也谈到波形图反映某时刻各质点的位移.但是对波形图的理解是有局限性的，他们能认识到它反映参与波动质点的位移分布的含义，但丢失了一列波不仅是一条直线上的点在振动，而是波传播到的地方所有质点都在振动的含义，他们曲解为波形图上振幅大小范围所限定那些点才有可能参与振动，而且波形曲线上的那些点才会运动.

2.3波速、波长和周期概念的理解和表达

访谈的第三个问题是关于波速、波长和周期的概念以及用波形图表达上述物理量的问题.对于这三个内涵比较简单的概念，虽然有的学生不能够用教科书中那么严谨的语言来概括，但是，能用自己的语言来表达它们，比如，“它是周期性的，从一个点的运动到下一个点的运动跟它相同的话，就是一个波长.”再如，“它是周期性变化的.我觉得从质点振动开始，质点一振动波就传播了，波的周期和振动周期一样的.”访谈过程中，学生语言表达的困难显而易见，但是在这些概念上没有出现明显的心理模型的异构，学生的心理模型和概念模型是基本一致的.

3访谈的主要结论及其给我们的启迪

访谈发现，学生对内涵较为简单的概念如振幅、波长等掌握较好，能够顺利构建相应概念的正确心理模型.

学生对机械波的概念理解不透.没能从众多的概念原型中抽取出本质特征，形成稳定正确的心理模型，而是构建了因人而异的、不稳定的心理模型.学生对机械波概念的表达是由一些相关概念、概念原型或者概念碎片“堆砌”而成的.由于机械波概念丰富的内涵和概念原型丰富的属性，若教学素材单一或呈现时间不当，都会导致学生在形成心理模型过程中，附加上或遗失掉部分非本质属性纳入认知结构，导致建构机械波概念模型时出现异构.

机械概念设计范文篇6

第五阶段,进入21世纪,互联网技术的进步带来了机械设计的新的发展契机,计算机和互联网的结合,产生了大量极具实用价值的协同设计软件和绘图软件,极大的丰富了机械设计的技术手段,同时产生了全新的设计理念和设计范式。

传统机械设计的基本方法和局限性

传统机械设计基本上经过了一个由直觉设计到经验设计再到经验和理论结合设计的过程。这是一种基于不断地摸索和改进,充分利用经验总结,利用前人的研究成果和设计理论,形成相应的设计公式、图表、规范,利用近似技术和类比等方法并结合自己的思想所进行的设计,这种设计方法主要体现在细节的设计、优化分析和可靠性分析以及设计模型的制作等方面。传统机械设计思路的基本流程大概包括以下几个方面:首先确定方案,然后进行分析,最后选择可实际操作的技术将方案落实。

传统机械设计是一种经验的累积,同时又是现代设计理念产生的基石。从设计学的角度来看,传统机械设计是一种经验设计,这种设计思路着眼于产品的技术层面和物质属性,看重数据的计算和校核,可以利用比较直接的方式获得具有实际可操作性的效果。传统机械设计因其简便实用的特点大受欢迎,并成为了所有机械设计工作的基础。

传统机械设计具有比较成熟的理论依据和可参考的操作方法,而且目标明确、功能单一,易于取得成绩,而且一旦设计成功,非常适合机器大工业的生产流程,具有很高的可靠性。但同时,传统机械设计的缺陷也同样明显。首先是这种设计方法不够灵活,很难对瞬息万变的市场变化做出及时反映,在节约成本、提高效率、绿色环保的设计要求方面显得力不从心。

传统机械设计不能及时利用先进的设计手段,往往造成精度不高、效率低下的情况,跟不上社会发展的需要,也不能满足可持续发展的要求。传统机械设计的局限性主要表现在以下几个方面:(1)设计的规范性和结构设计的工艺性比较差;(2)设计周期比较长、成本比较高;(3)设计完成后,一些较小的调整有可能会带来整个设计较大的改动,造成整体设计的动态性较差。

现代机械设计发展趋势

现代机械设计注重高科技的技术手段和对传统机械设计方法的改良。现代机械设计根植于传统机械设计,但它更是一系列新的设计观念的产物,这些观念产生了很多的新的方法和技术,而这些方法和技术也在不断的发展变化和组合中。数字化技术创造了数字仿真和虚拟现实,这为机械产品设计开辟了全新的视野。虚拟现实技术来自于电子学和生物学的科研成果,它利用多媒体仿真技术形成一个具有一定目标性的特殊的三维环境,并且通过传感技术实现了人机对话和交流。在这种环境下,机械设计工作者可以得到更加真实的设计感受。利用数字化仿真技术,虚拟环境可以创造出足以取代物理模型的数字化设计模型,并且可以完成各种在物理真实环境下很难实现的试验和测试。

仿真实验技术有效地缩短了设计周期,减少了成本,极大地提高了设计的质量和效果。现代设计已经越来越像一个集团化的产品。随着设计内容的复杂性越来越高,不同领域、不同技术层面的专业人员相互之间的协同也变得越来越重要。人员协调和信息的实时交互已经成为机械设计中的重要课题。由此,协同设计理念应运而生。

协同设计是一个复杂的组合体,计算机技术、行为科学、认知科学、网络通讯、人工智能等领域都有涉及。协同设计有效地协调了设计工作者不同的专业特长和主观能动性,在较少的时间和空间内分析并组合了各种设计信息,从而实现了极高的设计效率。全生命周期设计是现代机械设计所提出的全新的设计理念,这一理念从根本上颠覆了传统设计的设计思路。全生命周期设计就是指机械设计要对产品的规划、制造、使用、报废、回收等各个历史阶段全面负责。现代机械设计工作人员不但要熟悉自己的技术领域,同时也要熟悉相关的其他方面的技术领域,要能清晰的了解全盘的设计意图。生命周期设计是一个平行的设计流程,所有设计人员都要考虑到机械产品使用周期的各个环节和所有因素,要以最优的方法解决产品的加工性、可靠性和维护性等方面的问题。与此同时,设计人员还要思考产品包装的美观性、装配的便利性和报废后的可回收性。

机械概念设计范文1篇7

1.1绿色理念的概念和内容

机械设计在机械生产中处于基础地位，设计水平会直接影响机械性能。这就要求全面分析和研究机械的设计，要考虑到产品的结构，零件材料，零件的形状、大小和运行原理等内容。绿色的设计理念在产品设计的过程中发挥着重要的作用——全面分析机械设计的产品质量、性能、成本和开发周期，在设计中重点考虑产品设计对资源的消耗、对环境造成的影响和产品在可循环利用方面是否能够体现出绿色的观念，要最大限度地降低能源消耗和对环境造成的危害。绿色的设计理念就是要将眼光放在长远的发展上，走可持续发展的绿色道路，将绿色产品设计的要求作为设计的约束条件。绿色设计的核心内容是减少环境污染，降低能源消耗，实现产品和零部件的回收、循环利用，不断提高机械的可利用率，降低机械的更换频率。

1.2绿色理念的重要性

目前，我国机械制造业对绿色理念的使用和研究还在不断深入，很多绿色理念在机械产品的设计和制造过程中被称为是生态设计或环境意识设计。在传统的机械设计制造业中，最关注的是市场需求分析，而忽视了对机械设计制造的能源消耗、环境污染方面的分析。在机械的使用功能方面，并没有探讨机械的使用寿命和产品的拆卸等问题，这就大大增加了产品在报废以后的回收难度，而产品更换频率比较高则引发了能源消耗的问题。引入绿色设计理念后，在机械的设计和制造过程中，要注意节省材料，减少能源消耗，减少制造过程中废水、废气的排放，最大限度地保护周围的生态环境，走可持续发展道路，提高机械制造和设计中的经济价值和环保价值。

2绿色理念的具体应用

2.1绿色理念的机械设计应用分析

在机械设计中，绿色理念的植入主要针对的是前期方案的设计，在设计的方案中要体现环境保护、资源节约、降低能源消耗的思想。在机械设计中，绿色理念具体表现在以下3方面：①绿色机械产品的成本分析。机械产品的前期规划设计就是要分析产品的回收利用情况及其成本、污染物处理等。②机械产品的再利用和可拆装设计的分析。改善拆装的难度，节约成本，减少资源浪费，将可回收、便于拆装的设计理念融入产品中，充分利用资源。③建立完善的绿色机械设计信息数据库。该数据库能够充分掌控设计数据，设计人员可以根据数据中的相关信息分析机械制造过程，并将自己的设计数据也进行系统化的存储和分析。这样做，能够将机械设计中的相关开支和资源的选用呈现在数据库中，而这些数据都是绿色设计的理论基础。

2.2关于材料的选择分析

材料的选择对于机械制造是非常重要的，在选择材料和使用材料时，首先要考虑材料是否符合健康环保的标准。在传统的设计制造过程中，在选材时，往往只关注材料的使用属性，常常忽视了材料的环保性能。因为材料中会含有一些化学物质，例如铅、汞等，如果产品材料中包含这些有害物质，就会对环境造成严重的伤害。在产品的后期使用中，还会加重对环境的污染。在选择材料时要注意以下3点：①材料的选择必须满足机械设计的性能要求，这是选择材料时应遵循的最基本的原则；②材料要具有可塑性和工艺性，即产品成形后要能够与其他工艺有一定的联系；③将绿色理念植入机械设计和制造中后，所选的材料要具有耐高温、耐腐蚀的性能，要拥有较好的冲击性。

2.3绿色理念在机械制造中的应用

机械制造是从机械设计上发展起来的，对于绿色的机械制造，要在绿色理念的支持下全面分析制造资源，创造绿色工艺、绿色制造手段和绿色制造目标。绿色制造是要将整个制造过程中的负面影响降到最低，提高资源利用率。它致力于保证质量、降低成本、降低消耗、保护环境，提高产品的可靠性，不断完善产品的功能，使机械制造的各方面都达到绿色标准。

2.4其他配套设施的绿色理念分析

机械产品的设计、制造都离不开绿色理念的支持，但是，相应的胚胎设施也能起到一定的辅助作用。在绿色理念下，政策支持、人才支持、科学技术支持在制造业中发挥着积极的作用。在绿色理念的引导下，要对绿色设计人员进行培训，提高设计开发人员对绿色理念的认识，特别是企业的新进职工，要通过培训提高他们对绿色设计理念的认识。与此同时，我国政府相关部门要在政策上扶持绿色产品的设计，建立健全相关的制度体系，完善社会对企业的监督机制，保证绿色设计理念的开展。另外，在企业中，要不断投入更多的科学技术，使传统劳动密集型企业向技术密集型企业转变，为建立资源节约型、环境友好型社会而努力。在优化机械设计方案时，要学习相关企业先进的绿色技术手段，降低成本，减少能源消耗，在原有设计制造的基础上不断创新和完善自己的设计和制造工艺。

3结束语

机械概念设计范文篇8

关键词：一次性；机械设计；理念

1一次性机械设计概念

工业零部件主要为了更好促进大型机械设备生产和加工水平，为大型工业生产提供多种途径，我国现阶段工业生产，需要进一步提高研究力度，需要不断提高产品水平，建立非常健全的一次性机械设计理念体系，促进我国机械设计发展，推动机械领域整体发展模式。在我国工业生产中，对于零部件要求非常严格，按照传统机械设计方法进行设计，设计人员会对于零件耐久性问题不断研究，提高一次性设计耐久性，需要通过计算机对于机械系统加强安全系数，保留安全系数，在工业设计中要不断提高零部件生产，丰富一次性机械设计理念，加强推广应用模式，丰富机械设计创新模型，改善零部件机械设备，多方面和多角度促进我国工业生产发展。

2一次性机械设计特点

（1）随着国家经济发展和社会建设不断提高，一次性机械设计理念需要不断得到推广应用，对于一次性机械设备使用中，要对于指标标准进行合理规划，保证一次性机械设计理念严格，通过大量分析研究可以看出一次性机械设计理念需要从各种方面进行研究。首先要从寿命和体系上优于传统机械设计方法，相对于一次性机械设备，一次性设计理念优于传统设计理念，需要更好保证一次性机械在实际生活中机械设计合理性。（2）通过大量对比分析可以看出一次性机械设备在实际生活中需要不断优于常规发展模式，具体表现就是要采用常规机械设计模式，不能降低工业生产经济效益，要能够做到有效促进动力传递，优化设计模式，保证机械负荷能力，提升机械内部结构稳定性问题。（3）尽管一次性机械设计理念和常规机械技术理论存在一定差异化问题，但从实际使用可以看出具有一定优势，在实际工作中需要一次性机械设计明确机械设计标准，结合现代设计理念进行技术整合，促进工业发展。

3一次性机械设计应用

（1）设计电动结构以一次性机械设计理念为主要标准，保证电动机械结构合理化，不断提升机械设计能力，确保机械设备设计方案合理。对于锥齿轮进行设计时候，要求与材料，进行调质处理，采用正火处理模式，对于造成齿轮失效问题要及时处理，从传统设计理念上分析可以看出由于齿轮疲劳导致失效问题需要及时处理。跟齿轮表面接触强度计算齿轮模型，使用高强度计算方法，运用常规设计模式，提高接触强度对比，对于柔性材料，要根据齿轮计算方法进行数量计算。（2）在设计完成后，要对于机械设计装置进行性能测试工作，主要内容就是最大负荷保证减速器装置寿命，采用直流机械控制模式，不断减少齿轮运转模式，在测试过程中，如果发生减速问题，要结合一次性机械设计理念进行工作，保证我国工业生产，提高生产加工水平，让产品质量得到良好保证。通过对于我国现阶段一次性机械设计理念实践经验分析，了解我国工业生产过程中一次性机械设计内容存在问题，提出有效针对性解决措施，对于一次性机械进行合理设计，不断丰富一次性机械设计理念内容，不断提高加工生产水平和我国社会经济效益，保证一次性机械设计发展新模式，提供科学合理有效保障措施。

4一次性机械设计使用条件

（1）和一次性机械使用相互协调的机械使用状况，需要在设计过程中对于人员进行很好把握，依照运行余量、使用时间和使用环境确定设计参数，长期使用设备会导致磨损和失效问题，在设计过程中需要对于相关人员进行全面分析，形成高强度核心设计体系，提高周期设计效率，在设计过程中合理传递动力，将一次性机械设计核心最大限度提升。一次性机械设计是一个新设计概念，应用于航天工程和很多其他领域，提出一次性机械新设计理念，在设计过程中需要不断考虑周期疲劳因素，考虑强度设计要求，最大限度提高机械设计新模式，对于设计型号和齿轮柔性强度设计，在相同荷载情况下，要采用一次性设计理念，提高设计质量，不断满足新设计要求。（2）在电动机实现航行器控制上，工业领域得到非常广泛应用，受到设备空间限制，需要运用长期设备涉及方法进行装置设计，减速装置提高指标，运用适当一次性机械设计理念，结合实际内容形式进行装置设计，实现装置效益最大化提高。电动机运转设计过程中需要系统进行降低复杂程度，减小传动机质量，提升创建良好设备条件，在转动过程中需要对于转动效率进行合理分析，按照指标确定传动形式，形成系统化方案，实现转动效益最大化，提高装置齿轮转动模式。（3）有效控制好转动过程中齿轮接触面疲劳强度，依照一定标准结合分析设计结果，纠正疲劳折断问题，按照疲劳强度计算分析，研究荷载作用下齿轮计算模式，对于齿轮接触面数据进行分析，计算弯曲力度，解决齿轮弯曲导致危险问题。工业生产过程中为了很好降低成本投入，需要选取寿命短设备，使用一次性机械设计，就是为了有效满足系统负荷要求，实现短期传动模式，进行长期负荷运转，在设计过程中合理运行，实现运行环境实施设计指标合理化，保证机械设计安全负荷标准。

5结论

综上所述，通过对于一次性机械设计相关内容认识，阐述一次性机械设计特征，将内容和常规设计相互对比，可以全面分析出一次性机械设计特点，在基础上提出静强度新设计理念，用电动设计模式提高一次性静强度设计，有效证明设计新模式，提高机械设计研究价值。一次性机械设计使用寿命非常短，需要运用于军事领域、航空领域等，工业生产和社会建设多需要机械设计，我国国内工业生产社会建设需要不断完善设计理念，依照具体设计要求改善设计标准，进行内容新设计，最大程度提高一次性机械设计发展，构建高质量和高效益一次性机械设计体系，形成非常新颖设计方案，为一次性机械设计体系建立非常完整设计思路。

作者:董永康单位:中航工业导弹院

参考文献：

[1]王全先,张玉华.机械类专业人才三维数字化设计能力培养的研究[J].安徽工业大学学报(社会科学版),2007(03).

机械概念设计范文篇9

摘要：随着社会经济不断发展，我国机械设计制造行业发展迅速，相应提高了对于机械设计制造技术的实际要求。工业设计具体是指人们根据某一目标，而进行的创造性设计，其本质是对美学、工学等学科知识的综合性运用。发展工业设计，对于企业核心市场竞争力的提高具有重要意x。笔者从工业设计和机械设计制造技术基本特点入手，就机械设计制造技术的未来发展趋势进行了探讨，以供相关单位及人员参考。

关键词：工业设计；机械设计制造技术；应用探讨

工业设计是一种在工业革命之后受到广泛重视的综合性学科，主要分为传统工业设计和现代工业设计两类。美学和工学是工业设计的重要实施基础，体现了工业设计的基本特征和要求。近几年，我国机械设计制造行业发展迅速，传统模式下的机械设计制造技术，无法再满足现代行业的实际发展需求，继续对其进行创新和优化调整就显得至关重要。本文从工业设计和机械设计制造技术有关基本特点入手，就现代机械设计制造技术的未来发展趋势，进行了探讨，具体内容如下。

一、工业设计基本概念及特点分析

（一）工业设计基本概念分析

工业设计具体是指人们为达到某一理想目标，而进行的创新性设计，涉及多个学科知识的设计应用，其中工学和美学是其重要的实施基础。自第一次工业革命之后，工业设计收到了越来越广泛的重视和应用，并逐渐发展出传统工业设计和现代工业设计两个类别。

传统工业设计侧重于产品设计，主要追求人与物品间的良好匹配效果。现代工业设计相关理念，是在传统工业设计理念基础上，融合现代工业发展需求提出的全新理念，其包含设计构思到方案完成的全部过程，同时包含使用工程手段进行设计表达，并达到相应的设计目的的所有工作，具体表现就是现代设计制造及相关服务的设计过程。

（二）工业设计基本特点分析

1、知识综合性特点分析

通常情况下，人们习惯将工业设计片面地理解为外形设计，同时习惯将其与“嘈杂的环境、冰冷的机器、机械化的劳动以及油污”等概念联系到一起。但通过其基本概念分析可知，工业设计不仅包含工业产品设计相关内容，其也是促进“人-机器-环境”三者和谐发展的重要手段，涉及多种学科理论的实践应用，具有鲜明的知识综合性特征。

2、实践性和应用性征分析

工业设计是为了实现或达到人们某一期望或目的而存在的学科，其根本目的在于通过不断的设计和创造，改变人们的生活环境和品质，优化人们的生活方式，从而创建出更加个性、自然、便捷的生活，故而其具有突出的实践性和应用性特征。

3、时代性特征

随着科学技术的发展和时代的变化，工业设计体现出的基本要求也会随之变化。目前，工业设计以“绿色节能、健康环保”作为基本设计要求。

二、现阶段机械设计制造技术发展动态分析

对于机械工程来说，制造技术和机械设计是其重要组成部分，直接决定机械的综合性能和质量。信息时代背景下，现代信息技术尤其是计算机技术得到了越来越广泛的重视和应用，机械设计制造方法也因此得到了有效的创新和发展。包括借助相关计算机应用程序和数学规划理论，确定最优化方案，或者通过结构离散化，使相互连接且分析容易的单元节点，进行综合求解的设计方法，都是现代计算机在机械设计制造领域的创新应用成果。

三、机械设计指导技术与工业设计的关系及发展趋势分析

（一）工业设计领域中机械设计制造技术的重要作用分析

工业设计具有鲜明的知识综合性特征，其兼顾艺术领域和科学领域两方面的技术知识应用。其中，科学技术占据重要的核心地位，是工业设计实施的先决条件，所有产品的设计和生产都需要满足科学技术的实际要求，如设计违背客观的科学规律，就说明其缺乏科学性且无法实现。因此，机械设计制造技术在工业设计领域占据重要地位，相关设计人员必须在充分掌握机械工程有关基础理论的基础上进行工业设计，以确保工业设计的科学性和合理性，避免功能、外观等设计与力学、结构等客观规律相违背，从而提高工业设计的整体设计水平。此外，设计师应充分发挥自身工业设计专业优势，通过结构、外形、色彩的优化设计手段，提高用户的产品满意度。

（二）机械设计制造技术领域中工业设计的重要作用分析

就机械设计制造技术而言，工业设计的重要作用，主要表现于人机工程方面。“以人为本”围绕人的本质需求进行产品设计，是人机工程学的核心理念。这种环境背景下，所有的设计理念都需要从人的本质需求中获得，并对收集到的信息进行综合分析，完成设计的基本判断。除传统的“人、机器、环境”三要素外，人机工程学额外引入了使用者和消费者的理念，使人和产品联系成为一个完整的系统，进行共同的深入讨论。随着社会经济不断发展，人机工程学受到了越来越广泛的重视和关注，是现代机械设计制造不可或缺的关键性因素。

（三）二者的结合应用趋势分析

无论是工业设计，或是机械设计制造技术，都有其独特的特点，加强二者间的结合应用，可实现二者特点间的有效融合，进而产生更多的经济效益，促进企业良性的可持续性发展。对于当前的企业而言，应在“绿色节能、健康环保”的基本要求基础上，积极促进工业设计和机械制造技术的两盒应用，探索二者间有效的融合渠道和方式，同时加强企业内部的人才培养，进而为企业的未来发展，奠定扎实的基础。

结语：

综上所述，工业设计是一种以工学和美学作为实施基础的综合性学科，在机械设计制造技术有着极为重要的应用。加强二者间的结合应用，可进一步发挥二者各自的优势特征，提高企业核心竞争和经济效益，实现企业良性的可持续发展。

参考文献：

[1]段巍迪.试论工业设计与机械设计制造技术的相关运用[J].科技与创新，2016（11）.

[2]陈宗涛，熊巍，吴昊等.浅谈工业设计及机械设计制造技术的应用[J].科教导刊，2014（02）.

[3]陈永胜.工业设计及机械设计制造技术的应用[J].企业技术开发（下半月），2015（03）.

机械概念设计范文篇10

【关键词】教学方法;实例;贴近生活;环环紧扣

Abstract：Inthefirstclassatthebeginningofthetermofteachingdesignisparticularlyimportant，inthepartofintroductioncoursewegenerallychoosetointroducebasicrequirementcourseofthetask，thecontentandcurriculum，alsoincludingthebasicconcept，mechanismandmachinemachinery，ifintheexplanationoftheseconcepts，wecanborrowsomespecialmethods，canimprovethestudents'learningefficiency.

Keywords：Theteachingmethod;Example;Closetolife;Interlocking

《机械设计基础》对于机械专业来说，是一门必修的基础课，它涵盖了材料、理论力材料力学、机械原理等多门课程的教学内容，由于其理论性较强，内容多，学生在学习的时候兴趣缺缺，提高学生的学习兴趣，成了每一位机设教师一直在探索的问题。

因此，在学期伊始第一次课的教学设计尤为重要，在课程的绪论部分我们一般选择介绍课程的任务、内容和课程的基本基本要求，还包括机器、机构与机械等基本概念，如果在讲解这些概念时，我们能够借用一些特殊的方法，就可以提高学生的学习效率。

具体教学内容设计如下：

一、引入需要讲解的概念“机器”

提出“机器”这个名词，引导学生在大脑里想象机器的样子，在此可以请学生表达自己所想象的“机器”是什么样子的，大多数同学都会认为机器就是我们在平时加工时所接触的机床等大型设备;这时教师就指出：“除了同学们所想到的大型设备属于机器以外，我们日常生活中经常接触的洗衣机、汽车等也属于机器。”

图1内燃机

分析：洗衣机和车床比较，都是由人组合起来的;设备内部都存在相对运动并且运动目标明确;都是把电转换为机械能。

缝纫机也是属于机器的，可是它是将机械能传递给针完成缝补工作的。可以进行能量传递。

从而引出机器具备的三个条件：

1.是一种人为的实物组合。

2.形成的各单元之间具有确定的相对运动关系。

3.能实现能量转换或完成有用的机械功。

最后综合三个条件总结出机器的概念：执行机械运动的装置，用来变换或传递能量、物料与信息。

实例分析：请学生分析，拧螺丝的螺丝刀手动的和电动的哪一个属于机器，为什么？

理解：电动的螺丝刀属于机器，因为手动的螺丝刀的手柄和刀头之间没有确定的相对运动，不满足第二个条件。

以汽车内燃机为例说明以下零件、构件、运动副和机构的概念。

图2组成内燃机的机构

二、引入“零件”的概念

由提问引出：“机器是由什么组成的？”（给学生观看多媒体视频，观察内燃机的组件）说明组成：（说出几个即可），曲轴、活塞、连杆、螺钉等。

结论：从装配的角度分析，机器是由零件装配而成的。

零件的概念：机器的制造单元

分析：

1.观察内燃机的装配组件图，请学生观察零件的种类，引导学生说出几种常用的零件，如螺钉、螺母、销钉、曲轴、连杆等，找出日常生活中常见的几种，不常见的有哪些。

结论：零件的分类

通用零件：各种机器中都经常使用，并完成同一功用的零件。

专用零件：只适用于一定类型机器使用的零件。

2.请学生观察图形，说明曲轴和连杆的不同点

注意：在此对比零件的概念，讲解部件也称组件。

三、构件、运动副、机构的讲解

1.构件

引题：对比装配的观点分析机器的组成，机器的最主要作用是要实现能量转换或完成有用的机械功，因此必须要有预期确定的相对运动，所以我们必须从运动的角度分析机器的组成（重点）。要求学生观察内燃机的组图，说明原来的有一些零件在运动的角度讲现在我们加构件。

构件的概念：机器中的运动单元。

根据图形分析：构件可以是一个零件也可以是若干个零件的刚性组合即没有相对运动，所谓的刚性组合即组成构件的各个零件之间没有相对运动。例如构件曲轴、连杆等。

2.运动副

引题：观察图2a中，活塞1与连杆2，观看动画运动简图，可以发现两个构件之间肯定不是紧固的关系，在运动中我们把这种有相对运动的连接成为运动副。

运动副的概念：构件与构件直接接触所形成的可动联接。

可以概括出具有运动副的三个必备条件：

a）两个构件、

b）直接接触、

c）有相对运动

实例分析：根据运动副的概念举实例请学生分析是否存在运动副，以教师的讲桌为例，讲桌是由几块木板拼成的，是问：“将讲桌移到教室的门口，那么相邻的两块木板是否存在运动副。”该问题由学生分析给出正确答案，并请分析原因。

3.构件

引题：请学生思考：现在我已经有了构件和运动副，那么要组成机器，必须将他们组合起来，才能传递能量和运动（请学生观察图2），这样的系统就叫做机构。

概念：用运动副将若干个构件联接起来以传递运动和动力的系统。

说明：为了帮助理解，我们也将机器的前两个条件作为判断机构的依据。如图2所示，为了方便研究，将机构分为三类齿轮机构、凸轮机构、连杆机构，机器的正常运转与机构的准确设计是分不开的。

四、机械的概念

引题：“机械”是一个名词，但是如果我们把它分开理解的话，“机”在汉语词典中我们可以发现，它可以解释为“机动”，机动就是“运动的意思”，而我们刚刚学习的“机构”就是用于研究运动的，“械”可以理解为“机器”，所以实际上“机械”就是机构和机器的统称。

五、小结

实际上，我们要研究机械，首先要研究是的就是机器和机构，而机器和机构又同时都与零件和构件产生直接的关系，对于这些概念的掌握就尤为重要。通过这样的教学过程，学生在愉快轻松的心情中学习知识，并且知识点之间环环紧扣，可以大大提高学生的学习效率。

参考文献

[1]陈红.汽车机械基础[M].机械工业出版社，2008.

机械概念设计范文篇11

[关键词]模糊数学模型；机械设备；优化设计；遗传算法

1引言

煤矿行业作为我国的一种重要的传统能源行业，在国民经济、人民生活等众多领域中起着举足轻重的作用。但现阶段我国的煤矿企业普遍存在着机械化的建设水品严重的滞后，在生产中，技术资源严重的不足，开挖的成本居高不下。而与其相对的是近些年来，模糊数学模型技术的兴起，改变了传统机械设备的诸多不足之处，使得机械化技术渗透了人们生活的每个角落。在很多地方已经将引进模糊数学模型技术这种重要的辅技术作为一种衡量公司运营好坏的标准。

而现阶段我国的煤矿企业基本上受制于机械化系统不发达，从而使得各个单位之间缺乏机械运转中的协调，同时，机械内部的各个应用之间也难以连通，不利于系统集成，致使系统内沟通繁琐。不止如此，缺乏有效的机械化技术也使得领导缺乏及时有效的数据用于推断预测企业的发展与行业的发展趋势。这些问题在一定程度上严重的制约了我国的煤矿行业发展，利用现有基于模糊数学模型的煤矿机械设备优化技术完全可以大大改善这种现象。因此，将模糊数学模型的技术引入我们煤矿行业势在必行。而将机械设备的优化方案在煤矿行业可以有效的将信息资源集中到各个管理机构，从而推进煤矿行业的机械化进程，促进煤矿行业的发展。

2模糊数学模型技术优化的应用方案

模糊数学是研究和处理模糊性现象的数学，是在美国控制论专家A.Zadeh教授于1965年提出的模糊集合（FuzzySet）基础上发展起来的一门新兴的数学分支。这门学科经过多年的发展。它在现实世界中的应用越来越广泛。对于普通集合A及其余集AC，任何元素x∈A或x∈AC，二者必居其一，且仅居其一；用特征函数来表示就是？滋A（x）=0或？滋A（x）=1有且仅有一个成立。然而，客观世界中存在着大量的模糊概念，如“高个子”，“老年人”，这些概念无法用普通集合表示，因为这些概念与其对立面之间无法划出一条明确的分界线。为了研究和处理这类模糊概念（或现象），就需要把普通集合引申到模糊集合，用特征函数来描述就是将集合的特征函数的值域由{0，1}两个数扩展到闭区间[0，1]，这就是建立模糊集合的基本思想。模糊数学模型是一款强大的计算数值模型，高效率的数值分析软件，正是因为它的超强数值分析能力，受到了很多行业的青睐。在煤矿机械设备建设的领域也有不俗的变现。在基于模糊数学模型的煤矿机械设备安全优化设计方案中，改善了原有的单一矩阵单点计算的方法，加强了数据终端的信号联接，让显影的图像和数字更加直观的显现在屏幕上。在动态扑捉成像中，有更多的高保真设计，完全可以满足在煤矿生产中对井下情况的有效控制。

模糊数学模型技术正由于其强大的数值处理能力，因而用于机械的优化设计，这种设计也是最近几年才开始使用，它将机械的运转原理与数值技术应用联接在一起，最生产中自动得出施工的最佳方案组合，为生产提供了很好的科学方案设计。在使用了模糊数学模型技术优化机械系统后，可以大大提高设计效率和质量，还保障了煤矿生产中的安全。基于模糊数学模型的煤矿机械设备优化设计方案优化的目的是让机械在最少的材料和最低成本的情况下，用最合理的技术完成要求的工作，最大程度的完成机械在结构方面的性能指标，把机械内部的强度、刚度、稳定性能都发挥出来。模糊数学模型软件就是比人工系统多出了智能识别，自动的在系统内部生成机械的最有配置，这样也可以合理的使用材料的性能，在一些技术，如切割上，达到更大的精度，对于几何尺寸要求高的构建，使用优化技术后可以完全达到设计的要求。接下来我们就优化的方法进行简单的叙述。

⑴非线性的优化设计法

非线性的优化设计是不同的约定的函数数值所产生的一种优化方案。系统在使用时，会自动生成约定之外的函数数值，这些数值直接用于机械的编程使用中，指导机械运行。这种非线性方案可以分为两种。一种是利用目标定位将一次积分和二次积分在相乘的情况下，再次加权，以得到相应的优化设计方案。这种方法具体有共轭替代法、变化模式阶层法以及多普勒开根号法。这些在基于模糊数学模型的机械优化方案中正是由于稳定性能良好，计算较为简便，所以使用比较广泛。另外一种就是假定一个多元函数，将函数在定义域范围内缩减至有效值，把目标函数的第三种类型编程可分析区域加以利用。这种方法虽然比较简单，但是用于机械优化中却很少，最主要的原因是在转变编程中多次使用模糊数学模型，导致系统的数据无法完全复制到机械中，机械执行的命令和指令都是很片面，具体变现在工作断断续续，不能系统的完成整个工程的协调指令。

⑵线性优化设计法

在机械设备安全优化设计问题大多要使用线性函数，根据线性函数出来数据时又可以分为直接法和间接法。直接法通常有复杂图形静态变现法，在机械设备在运转中会遇到一些人为情况下无法处理的事情，这时利用模糊数学模型所生成的处理技术，可以很好的在具体的点位固定目标，将机械设备指引到正确的位置。构造中，函数不断的迭代，自动加载出合适的运行模式，在一系列的数学计算后，得出线性解答，最终得到合理的解决方案。

间接法常见的有共轭函数法、增广矩阵变化法。它是将机械设备的线性优化问题转化成非线性优化问题，再通过非线性优化方法来求解，或者非线性优化问题转化成线性规划问题来处理。加运转的指令以坐标的形式发散出去，得到的目标函数在通过重复的验算，再次得到模糊数学模型中所要求的优化方案。

3基于模糊数学模型的煤矿机械设备优化设计分析

基于模糊数学模型的煤矿机械设备优化设计是在以往传统的机械设计理念上加上了更多的计算机数据编程，是一种更加科学的现代化手段。为在煤矿生产效率中也得到了很好的优化，也能使机械产品的质量达到更好、更高的要求。接下来，我们将着重介绍在煤矿机械设备中使用模糊数学模型优化方案中的遗传算法。

遗传算法，是20世纪70年代初期由美国密执根大学霍兰教授提出的一种基于模糊数学模型下全新机械设备全带概率优化方法。GA是一种在人为施工条件下非确定性的拟自然算法，这种算法是根据自然界仿照生物的固有进化规律，对一个大的群体进行随机抽样，观测其繁衍变化以及淘汰机制。其中就会有适者生存，不适者就会被淘汰，按照这样的规律不断重复，使整个群体在繁衍的素质上和种群的数量上都会有很大的提高，时间变长，这样的趋势会显现的更加明显，最终会以一种优化平衡的态势趋于平衡，并且保持最优配合比。遗传算法具有鲁棒性、自适应性、全局优化性和隐含并行性。

主要应用领域有：函数优化方面、机械的组合优化、机器概念学习、设备的控制方面、三维图型显示、机械设备故障诊断、人工生命、神经网络等最近几年中遗传算法在机械工程领域也开展了多方面的应用。本文中提到的基于模糊数学模型下的设计优化就是选取这样的设计理念，在优势上有了很大的突显，主要表现在：

（1）煤矿机械设备结构优化设计：在煤矿生产中，多考虑到机械的方便和使用性，遗产法在结合模糊数学模型软件后，针对多样的遗传算法中的弹性改变量、固定动态与波段概率等是不能够改变机械设备的运行模式，也就不能对煤矿机械设备有任何的优化过程。在提出了交叉适应变于线替改变的方法后，弹性改变量就会维持在一个平稳的状态，遗传算法中的频率会体现在设备的转动上，这种遗传算法为解决机械设备在工程使用中结构优化设计、多峰值函数求极值等问题提供了参考。

（2）可行性分析：在机械的整个框架系统中，模拟了固定模式中的运行，加上基于模糊数学模型下的运转方式，把整个系统的优化性再次提升，能够在加工材料和零件上的加工都有很好的保护作用，避免了很多机械设备在使用中对于不明施工环境变化导致的机械损坏，提出框架结构系统可靠性优化的遗传算法在机械设备升级优化都有积极的帮助。

尽管遗传算法在模糊数学模型指导下已解决煤矿生产中了许多难题，但还存在许多不足之处，如算法本身的参数优化问题、如何避免过早收敛、如何改进机械有效的工作时间和工作方法来提高算法的效率、遗传算法与其它优化算法的结合问题等。共轭因子取得过小时，可能造成整个发散函数的极小解不是原目标函数的极小解；共轭因子取得过大时，搜索过程增加困难，所以对基于模糊数学模型的煤矿机械设备优化中遗传算法中的一系列问题还有待于进一步研究、讨论。

4结束语

基于模糊数学模型的煤矿开采优化设计作为一项革命性的技术，在许多行业中都有着巨大的发展空间及应用价值。利用机械设备的优化方能能实现对煤矿资源的合理开发利用，使得煤矿行业能可持续发展。可以预见的基于模糊数学模型的煤矿开挖安全优化设计能推进我国煤矿企业的升级。但作为一个长期复杂的建设工程，在这个建设过程中定会有一些困难的出现。希望通过相关部门的共同努力，让基于模糊数学模型的煤矿开挖安全优化设计的整体系统能早日实现，并且进一步推进我国煤矿企业的发展。

[参考文献]

[1]濮良贵.机械零件[M].北京高等教育出版社，1982，5（13）：23-26

[2]蒲俊，吉家锋.模糊数学模型数学手册[M].上海浦东电子出版社，2002，9（11）：100-108

机械概念设计范文

关键词：机械加工工艺；本体论知识；检索实现

习惯于网络检索知识的人都知道，网络能够存储的信心量是非常庞大的。而针对于某一个特定的机械来说，其小零件的制作工艺，其的制作步骤，其的制作要求都可以在计算机中进行存储。虽说，利用互联网技术进行存储确实方便，但是如何才能够让我们检索的时候也得到同样的便利呢？谷歌搜索引擎今天之所以能够受到大家的喜爱，正是其的关键词检索功能比其它的搜索引擎要强大很多。发挥出现代信息处理技术的最大优势，才能促进机械加工工艺知识检索的最大进步。

1.本体论的基本介绍

1.1什么是本体论

本体是一个源于哲学的概念，原意是指事物的本源及本性。后来被人工智能领域引入，特指对概念化的显式说明（anontologyisanexplicitspecificationofaconceptualization.）。有的哲学家，如柏拉图学派认为：任何一个名词都对应着一个实际存在；另外一些哲学家则主张有一些名词并不代表存在的实体，而只代表一种集合的概念，包括事物或事件，也有抽象的，由人类思维产生的事物。例如“社团”就代表一群具有同一性质的人组成的集合；“几何”就代表一种特殊知识的集合等。在计算机科学与信息科学领域，理论上，本体是指一种“形式化的，对于共享概念体系的明确而又详细的说明”。本体提供的是一种共享词表，也就是特定领域之中那些存在着的对象类型或概念及其属性和相互关系；或者说，本体就是一种特殊类型的术语集，具有结构化的特点，且更加适合于在计算机系统之中使用；或者说，本体实际上就是对特定领域之中某套概念及其相互之间关系的形式化表达（formalrepresentation）。

1.2计算机中本体论的表述

就现有的各种本体而言，无论其在表达上采用的究竟是何种语言，在结构上都具有许多的相似性。大多数本体描述的都是个体（实例）、类（概念）、属性以及关系。在这一节当中，我们将分别依次论述本体的这些构成要素。常见的本体构成要素包括：一、个体（实例）：基础的或者说“底层的”对象。二、类：集合（sets）、概念、对象类型或者说事物的种类。三、属性：对象（和类）所可能具有的属性、特征、特性、特点和参数。四、关系：类与个体之间的彼此关联所可能具有的方式。五、函式术语：在声明语句当中，可用来代替具体术语的特定关系所构成的复杂结构。六、约束（限制）：采取形式化方式所声明的，关于接受某项断言作为输入而必须成立的情况的描述。七、规则：用于描述可以依据特定形式的某项断言所能够得出的逻辑推论的，if-then（前因-后果）式语句形式的声明。八、公理：采取特定逻辑形式的断言（包括规则在内）所共同构成的就是其本体在相应应用领域当中所描述的整个理论。这种定义有别于产生式语法和形式逻辑当中所说的“公理”。九、事件（哲学）：属性或关系的变化。

2.利用本体进行检索的模型建立

2.1什么是机械加工工工艺

机械加工工艺流程是工件或者零件制造加工的步骤，采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等，使其成为零件的过程称为机械加工工艺流程。比如一个普通零件的加工工艺流程是粗加工-精加工-装配-检验-包装，就是个加工的笼统的流程。机械加工工艺就是在流程的基础上，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品，是每个步骤，每个流程的详细说明，比如，上面说的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分为车，钳工，铣床，等等，每个步骤就要有详细的数据了，比如粗糙度要达到多少，公差要达到多少。

2.2机械加工工艺领域中的本体获取

本体是概念模型的明确规范化说明，领域本体则是对具体领域中概念和关系的抽象描述，其功用和关系模式相似，是相关领域信息资源的组织框架。机械加工工艺知识本体则是这里所要建立的领域本体，它贯穿于整个体系结构中，为其它模块（本体推理、检索模块等）提供了参考和依据，是整个系统中的最为基础的模块。本体模型中的概念主要是指功能、概念、策略、任务、过程、行为等。若以“类”来表示的话，概念体系在任何领域中都是一个庞大的系统结构。比如对于工艺层中的机械加工方法，可分为磨削、车削、撑削、钻削和铣削等；模具可分为铣夹具、车夹具以及钻夹具等。基于本体的建模过程主要分三个步骤：一、分析相关领域知识；二、列举领域本体的概念，建立概念分类层次，形成概念本体树；定义类、关系和属性及实例等，用本体建模语言对本体进行形式化描述；三、本体的一致性及完备性评价。

2.3机械加工工艺中本体评估

本体的评估标准就是清晰性、一致性、完善性和可扩展性。清晰性是指本体中的术语被无歧义的定义，通俗点来说，指的就是本体的建立选择需要经过专家学者们的几番谈论之后，方可确定下来。经过专家学者研究之后的本体，其最后的本体科学率应该是最高的；一致性是指术语之间的关系逻辑上应一致，在本体中不应该出现术语和关系逻辑这样的低级错误；完整性是指本体中的概念和关系应该是完整的，应该包括机械加工工艺知识中的所有概念。同时完整性还需要保证本体的可用，也就是确定下来的本体，能够被人们所使用。可扩展性即是本体在以后的应用中能够扩展，随着机械行业的发展能加入新的概念。关于本体论的评估，这仅仅只是几个评论的方面，具体的评估手段，评测员们可以从实际生活经验出发，灵活地运用评估技巧。

2.4机械加工工艺中的本体名词

概念集合中，名词概念并非专属于机械加工工艺学，而是整个机械制造学共有的概念，谓词概念则并更是不仅仅属于机械类学科特有的概念而是某类通用概念的词汇，这些概念之下的实例概念则多半为机械类专用词汇，只有少量为工艺学特有概念。这些词汇在处于机械加工工艺学领域的时候，具有的属性和约束条件是其共同构成领域内的概念集合。

3.结语

我们知道，现在的机械种类繁多，要对之行之有效地管理，就必须得借助于计算机科学技术。我们可以设想一下，当我们身临机械加工工艺知识烟海中，若想要快速的检索出我们想要的知识，若没有明确的指导，是很难在短时间内将其找出的。科学地利用本体论的方法，有分别地将机械加工工艺知识进行归类，才能够将其进行良好地管理。■

参考文献

[1]宋海峰技工学校《车工工艺与技能训练》一体化教学研究[J].湖南农机，2013，（7）：215-215，217