導語：如何才能寫好一篇機電一體化機械設計，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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[關鍵詞]煤炭機械;設計;工藝;機電一體化

中圖分類號：TH-39 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）24-0048-01

0 引言

機電一體化技術主要是將應用技術與電子技術相互結合起來，特別是隨著現代技術以及計算機技術的不斷發展和應用，形成了多種技術的交叉使用，并在社會發展中得到普遍利用。其中，它是以微型計算機為主的，在現代化工業發展基礎上，不僅能實現高質量、高精度的技術功能，還能提高其自身價值。

1 技術參數

在對煤炭機械進行合理設計工作中，實現機電一體化技術能夠在較大程度上提高采煤機械的運行效率，從而保證其運行的安全性與經濟性發展。在文章中，對其設計期間，選擇了原始的數據作為參考。其中，整體的工作面長度為150米，煤層的傾角為30度，煤層的厚度將平均保持在3.5厘米。

2 機電一體化設計

（一）滾筒采煤機的選擇

在對滾筒采煤機進行選擇期間，主要在兩個方面進行研究。其一，使滾筒采煤機在使用期間符合一定的運行條件，在對相關的技術特點進行分析過程中，煤層中的傾角將表現在三個方面。其中，緩傾斜煤層的形成，該煤層中的傾斜角一般將其控制在0度到25度之間。傾斜的煤層，該煤層中，要將傾斜角控制在25度到45度之間。對于急傾斜煤層，一般的傾斜角在45度以上，但要將其控制在90度以下。特別注意到是，在為12度以下的傾斜角煤層，利用機械化實施開采將發揮著十分重要的作用，不需要對采煤機械的防滑性進行研究。在對煤炭實施開采工作期間，實際的工作環境一定要保證其干燥性，其中，金屬之間產生的摩擦系數要在0.3以下。但如果煤層的傾斜角為12度以上，利用的采煤機械以及輸送機都需要利用防滑裝置。如果在煤炭開采工作中，執行的工作條件都較為潮濕，金屬之間摩擦的系數就會比較低，在該情況下，不僅會增大傾斜角度，當傾斜的角度在8度以上時候，還需要安裝防滑裝置。如：無鏈牽引采煤機的利用，因為該設備在使用期間具有較為可靠的制動裝置，受較大牽引力的影響，能夠將其應用到40度到50度工作面上。在實際運行工作中，為了保證其運輸的安全性，就要將無鏈牽引作為導向，以保證輸送機的有效運行。

（二）滾筒采煤機適合的采高

在0.55到0.9米之間，一般選擇利用爬底采煤機。在0.8到1.2米之間，利用騎溜子采煤機來實現。在1.1到1.9米之間，使用單滾筒采煤機。在1.2到2.5米之間，要對工作面實施開采工作，單筒采煤機與雙筒采煤機都可以實現。根據煤礦開采工作中的實際發展情況，如果煤層的硬度達到4，說明該煤層比較堅硬，若在傾斜角度30度情況下，就要利用雙筒采煤機來實現。

（三）對滾筒采煤機生產效率進行計算

在對生產率進行分析期間，要將一定的理論公式作為標準，其中，要包括工作面的采高、滾筒上的截面深度，不僅要給出工作面下的最大牽引速度，還要保證煤的實際密度[1]。

3 對支護設備的型號進行選擇

（一）主要遵循的原則

要對支架型號進行選擇，并促進其利用，還要對強度、礦產的壓強等相關因素進行分析。并且，在對支架結構進行選擇過程中，還要分析煤層的儲存條件。

（二）選型期間的依據

在對支護設備進行選擇期間，要具有一定的執行依據。如：考慮煤層的厚度，因為煤層的厚度與支架的高度保持一致性能夠促進支架工作的穩定運行。如：煤層的厚度沒有控制在4米以下，就需要利用具備抗水平推力性能的設備對其保護。還要分析煤層的角度，特別要考慮傾角與支架穩固性之間產生的關系，才能對其有效處理。基于以上這些條件的分析，在對其選擇期間，還要選擇出合理的地板條件、地質構造以及設備的應用成本[2]。

（三）確定出液壓支架與單體支柱的參數

對液壓支架、單體支柱的參數有效明確，要從三個方面進行考慮，如：支護強度以及工作的阻力，要將其控制在合理數值下。還要考慮初撐力，因為初撐力對支架的支護能力、基本的成本產生影響，在初撐力較大情況下，就要保證采煤支架符合實際工作的阻力。這樣不僅能緩解頂板的下沉速度，還能提高其穩固性。還要分析工作的阻力，并保證各個阻力之間的關系。

（四）分析支架的承載過程

1.在初撐階段

在對支架進行升架過程中，為了能使該支架接觸到頂梁頂板，在初撐階段，就要將其慢慢上升，并保證能夠符合所承受的壓力[3]。

2.在增阻階段

在初撐階段完成后，還要對操作閥的移動進行處理。但在具體操作期間，要將單向閥關閉，并觀察立柱中的液體壓力，期間，如果支架的支撐力是呈現上升趨勢的，就會出現一種載增阻礙現象。

3.在恒阻階段

在使用支柱中的液體過程中，隨著液體壓力的不斷增加，如果安全閥符合一定條件，就要降低立柱中存在的相關數據。并且，立柱中存在的液體壓力是無法降低的，如果降低在安全閥的一定數值下，將實施關閉保護行為。

根據以上的分析可以發現，選擇的支架應選擇ZY4800/26/50液壓。利用該支架不僅能有效防止整體的調架結構，還能安裝防滑裝置[4]。

4 對刮板輸送機的型號進行選擇

（一）與其采煤機相關的液壓支架配套原則

在對刮板輸送機進行合理選擇期間，一定要遵循與液壓支架相互配套的相關原則。其中，要保持形式與結構的一致性。對于輸送的能力，要保證其符合性。對于溜槽的長度來說，在滿足其發展需求條件下，還要有效配并促進與移動千斤頂的距離，從而保證結構的符合性。

（二）對刮板運輸機型號合理選擇

根據以上對相關原則的闡述，要合理選擇刮板運輸機，在對刮板運輸機型號選擇期間，還要滿足其一定條件，設備在使用期間，不僅輸送量發揮著較大優勢，設計的長度維持在200米，并且，對于刮板鏈、圓環鏈以及中部槽等都能符合其要求。特別是煤炭開采工作中，由于煤層的傾斜角度比較大，在一定的情況下，需要增加防滑裝置，這樣才能保證刮板運輸機的合理選擇和應用[5]。

5 井下防突打鉆

在煤層開采工作中，常常會遇到一些危險性、突發措施等，為了促進其安全防護性，實現井下防突打鉆工作是更為重要的。在煤層區域，經常會出現危險區域、突出危險以及無突出危險。因此，在鉆井打鉆施工過程中，首先，要促進鉆機與液壓系統的穩定性，并保證各個裝置的結合。然后，將電源接好，在送電運轉過程中，不僅要促進旋轉件的轉動，還要促進操作的規范性。因為鉆機的操作是一個人來完成的，所以，在對其操作期間，一定要提高自身的素質，并掌握充分的技術，這樣才能保證施工工作的有序完成。

6 總結

隨著計算機技術的不斷進步和發展，機電一體化技術也得到更為廣泛的應用，因為該技術是一種綜合性技術，集合了計算機技術、信息技術以及控制技術等，在現代社會中具有更為廣泛的應用。對煤炭機械進行設計，并與工藝實現機電一體化技術具有十分重要的作用，其中，在煤炭機械中的各個方面都能有所體現。文章中，選取了某個部分進行了分析，在對煤炭機械實施制造過程中，不僅要引進現代化設計理念，還要促進工藝流程的完善性，這樣在我國煤炭工業發展下，才能將現代化技術合理使用，才能使其發展為一個新的方向。

參考文獻：

[1]周化文.煤炭機械設計與工藝中的機電一體化技術分析[J].煤炭技術，2013（10）：32-33.

[2] 陳彬.淺談Pro/E三維設計軟件在煤炭機械設計中的應用[J].江西煤炭科技，2015（1）：76-78.

[3] 王尚映.煤炭機械設計中材料的選擇及其應用[J].建筑工程技術與設計，2014（16）：1102-1102.

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關鍵詞：機電一體化；機械系統；設計

中圖分類號：TH-39文獻標識碼：A文章編號：

引言：

隨著科技的發展,尤其是:電子技術、信息技術的發展,使得傳統的機械系統的設計受到了極大的沖擊。現在,越來越多的機電‘一體化產品在機械系統中發揮著重要的作用。面對信息時代沖擊,客觀要求工程技術人員改變傳統的設計思維理念,在傳統的機械系統設計的基礎上,結合電子技術、信息技術,設計出更多更好的機電一體化產品。

1.機電一體化機械系統的設計特點

傳統的機械系統和機電一體化機械系統的主要功能都是完成一系列的機械運動,但由于它們的組成不同,導致它們實現運動的方式也不同。傳統機械系統一般是由動力件、傳動件、執行件3部分加上電器、液壓和機械控制等部分組成,而機電一體化中的機械系統應該是“由計算機信息網絡協調與控制的,用于完成包括機械力、運動和能量流等動力學任務的機械和(或)機電部件相互聯系的系統”。其核心是由計算機控制的,包括機、電、液、光、磁等技術的伺服系統。由此可見,機電一體化中的機械系統,已經成為機電一體化伺服系統中的一個重要組成部分,它不再僅僅是轉速和轉矩的變換器,還需使伺服電機和負載之間的轉速與轉矩得到匹配,也就是在滿足伺服系統高精度、高響應速度、良好穩定性的前提下,還應該具有較大的剛度、較高的可靠性和重量輕、體積小、壽命長等特點。

機電一體化機械系統設計與傳統的機械系統設計一樣有傳動設計和結構設計部分,只是由于機電一體化的特征決定了在機械系統設計過程中有它自身的特點,下面就從傳動設計和結構設計兩方面進行敘述。

1.1機械傳動設計的特點

機械傳動設計的任務是把動力機產生的機械能傳遞到執行機械上去,機電一體化系統中機械傳動系統的設計就是面向機電伺服系統的伺服機械傳動系統設計。根據機電有機結合的原則,機電一體化系統中采用了調速范圍大、可無級調速的控制電機,從而節省了大量用于進行變速和換向的齒輪、軸承和軸類零件,減少了產生誤差的環節,提高了傳動效率,因此使機械傳動設計也得到了很大的簡化,其機械傳動方式也由傳統的串聯或串并聯方式演變為并聯的傳動方式,即每一個機械運動都由單獨的控制電機、傳動機構和執行機構組成的子系統來完成,各個運動之間的傳動關系則由計算機來統一協調和控制。因此機電一體化機械傳動系統具有傳動鏈短、轉動慣量小、盡可能采用線性傳遞、無間隙傳遞等設計特點。

1.2機械結構設計的特點

機電一體化的機械結構仍屬于傳統機械技術的范疇,在滿足伺服系統對其穩、準、快要求的前提下,從整體上說應逐步向精密化、高速化、小型化和輕量化的方向發展。因此在進行結構設計時就應綜合考慮到各個零部件的制造、安裝精度,結構剛度,穩定性以及動作的靈敏性和易控性。對具體的零部件的設計提出了更高、更嚴的要求,例如:采用合理的截面形狀和尺寸、采用新材料和鋼板焊接結構來提高支承件的靜剛度;采用高傳動效率和無間隙的傳動裝置和元件,如滾動絲杠,消除間隙的齒輪副、齒輪齒條副、蝸輪蝸桿副來提高運動的靈敏性和定位的準確性;采用低摩擦系數的導軌提高運動的平穩性。近幾年在結構上也出現了并聯形式,如并聯機器人、并聯機床等,極大地簡化了機械結構,提高了產品的剛度重量比及精度。

2.機電一體化機械系統的設計思路

機電一體化的機械系統設計主要包括兩個環節:靜態設計和動態設計。

2.1 靜態設計

靜態設計是指依據系統的功能要求,通過研究制定出機械系統的初步設計方案。該方案只是一個初步的輪廓,包括系統主要零、部件的種類,各部件之間的聯接方式,系統的控制方式,所需能源方式等。有了初步設計方案后,開始著手按技術要求設計系統的各組成部件的結構、運動關系及參數；零件的材料、結構、制造精度確定；執行元件(如電機)的參數、功率及過載能力的驗算；相關元、部件的選擇；系統的阻尼配置等。以上稱為穩態設計。穩態設計保證了系統的靜態特性要求。

2.2 動態設計

動態設計是研究系統在頻率域的特性,是借助靜態設計的系統結構,通過建立系統組成各環節的數學模型和推導出系統整體的傳遞函數,利用自動控制理論的方法求得該系統的頻率特性(幅頻特性和相頻特性)。系統的頻率特性體現了系統對不同頻率信號的反應,決定了系統的穩定性、最大工作頻率和抗干擾能力。

2.3 靜態設計的優勢

靜態設計是忽略了系統自身運動因素和干擾因素的影響狀態下進行的產品設計,對于伺服精度和響應速度要求不高的機電一體化系統,靜態設計就能夠滿足設計要求。對于精密和高速智能化機電一體化系統,環境干擾和系統自身的結構及運動因素對系統產生的影響會很大,因此必須通過調節各個環節的相關參數,改變系統的動態特性以保證系統的功能要求。動態分析與設計過程往往會改變前期的部分設計方案,有時甚至會整個方案,要求重新進行靜態設計。

3.機電一體化機械系統的設計

機電一體化機械系統的設計和傳統的機械系統的設計有很大的不同之處。傳統機械系統一般是由動力元件、傳動元件、執行元件3個部分加上電磁、液壓和機械控制部分,而機電一體化中的機械系統應該是“由計算機信息網絡協調與控制的,用于完成包括機械力、運動和能量流等動力學任務的機械和機電部件相互聯系的系統。”其核心是由計算機控制的,包括機、電、液、光、磁等技術的伺服系統。由于機電一體化機械系統有別于傳統的機械系統,所以在機電一體化機械系統的設計過程中要從以下兩個方面加以重視。

3.1機械傳動設計

機械傳動設計的任務是把動力機產生的機械能傳遞到執行機械上去,機電一體化系統中機械傳動系統的設計就是面向機電伺服系統的機械傳動系統設計。根據機電有機結合的原則,機電一體化系統中采用了調速范圍大、可無級調速的控制電機,從而節省了大量用于進行變速和換向的齒輪、軸承和軸類零件,減少了產生誤差的環節,提高了傳動效率,因此使機械傳動設計也得到了很大的簡化,其機械傳動方式也由傳統的串聯或串并方式演變為并聯的傳動方式,即每一個機械運動都由單獨的控制電機、傳動機構和執行機構組成的子系統來完成,各個運動之間的傳動關系則由計算機來統一協調和控制。因此機電一體化機械傳動系統具有傳動鏈短、轉動慣量小、盡可能采用線性傳遞、無間隙傳遞等設計特點。

3.2機械結構設計

從結構設計來講,應從整體上向精密化、高速化、小型化和輕量化的方向發展。因此在結構設計時應綜合考慮到各個零部件的制造、安裝精度,結構剛度,穩定性以及動作的靈敏性和易控性。對具體的零部件的設計提出了更高、更嚴的要求,如采用合理的截面形狀和尺寸、采用新材料和鋼板焊接結構來提高支承件的剛度;采用低摩擦系數的導軌提高運動的平穩性。除了以上兩個方面以外,機電一體化機械系統設計還需工程技術人員在設計方法上大膽創新,充分利用已有的模塊,,并且在設計之初,就考慮到產品在制造、使用過程中對生態環境的影響。

4.結語

機電一體化技術既是振興傳統機電工業的新鮮血液和源動力,又是開啟機電行業產品結構、產業結構調整大門的鑰匙。設計好機電一體化機械系統是“機電一體化”產品的前提。面對日益發展信息時代,掌握機電‘一體化機械系:統設計的思路,是開發機電一體化產品的關鍵所在。必須結合各自的實際,開發實事求是的機電一體化機械系統,實現效益的提升。

參考文獻：

[1]汪丁丁.機電一體化機械系統設計.濟南:山東出版社,2003

[2]楊光化.機電一體化與微電子技術的整合.計算機教育,2004(5)

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【關鍵詞】機械電氣一體化；設備安裝；技術要點；發展

一、機械機電一體化設備安裝技術要點分析

（一） 設備安裝的前期準備要點

機械電氣一體化設備安裝工作需要在前期進行準備，確保后期安裝過程不出以外，這也是設備安裝的基礎和前提。機械設備安裝中，首先是要根據要求完善設施、做好施工鋪墊所需要的機械化輔助設備和相關的文件備案。機械電氣一體化要進行預估，對施工技術要點進行分析和判斷，合理編制施工方案，以確保施工的安全。在一些復雜或大型的機械電氣一體化設備安裝施工中這些前期準備工作都是非常重要的，這就需要技術人員對采購或租用的設備做好檢測適用，對設備的狀態進行評估，分析生產可能出現的問題和缺陷。此外設備的運輸過程要加強技術指導，確保沒有損壞。再次就是基礎設備中的構件和元件的種類、數量進行清點，做好充分準備工作，保證工程安裝器具使用不會存在缺失。最后則是安裝施工人員的綜合素質評定，機械電氣一體化設備安裝有較為復雜的技術工藝，需要專業人員進行施工操作，在安裝施工前對技術工作人員進行施工培訓和技能考察，這也是設備安裝工程質量的保證。

（二）設備基準線規劃

為了實現設備一體化的安裝，在實際的安裝階段，需要將設備的基準線的規劃好，確定好設備軸線位置，才能夠保障設備后期安裝環節在一體化的運行系統中。在對設備的基準線進行調節時，需要找正設備的運行路線，排除設備在實際運行中的相互干擾。當一體化的設備安裝放線完成之后，需要進行線路的復檢，避免出現錯誤。

（三）地腳螺栓安裝

為確保設備牢固，不容易發生移動，必須安裝地腳螺栓，這是設備的重要組成部件，需要在安裝中引起重視，安裝過程中要注意規范，確保安裝精度符合規定。在施工安裝有詳細的圖紙比例，地腳螺栓的長度要按照規定進行安裝。在埋設地腳螺栓的過程中要確保垂直埋設，來減小安裝過程中的中心偏差，只有按照規范操作，安裝的地腳螺栓才能夠保持穩固，為機械電氣一體化設備的安裝打下基礎。

（四） 放松裝置進行鍵連接

當不同的設備之間進行螺栓連接時，設備在運行環節中比較容易受到環境、運行方式等的影響，在強振動、沖擊下螺栓會出現自鎖，因此進行設備的裝配時，需要進行螺栓的放松裝置。鍵連接方式是設備一體化安裝中的重點連接方式，通過鍵將軸上的零件固定，能夠實現設備的軸向固定和傳遞軸向力，并且能夠實現設備的軸向動連接。在進行鍵連接裝配中，其連接類型有松鍵連接和一般鍵連接和緊鍵連接。此外，在進行鍵連接的環節中，需要對設備軸線的直線度、軸心線的對稱度等進行檢測。

（五）設備裝配

安裝施工階段，機械設備裝配非常關鍵，需要進行整體組裝，和廠家設備裝配的原始裝配有一定的差別。安裝之前，施工人員要對相關元件的精度和尺寸嚴格檢測，裝配過程中要把控元件的使用情況，保證機械設備元件的質量符合規范，此外，在運輸之前的廠家已經成型的部件不能進行拆分，后期改動會引起不必要的麻煩。裝配需要引起重視的問題主要有：第一，找正分析。機械電氣一體化設備安裝需要嚴格遵循設計圖示。所用的基點要以規范為準，安裝施工過程中要進行測量，確保精度并對基準配點的具置進行標注（點位和標高）。第二，滑動軸承的安裝。部件是為了滿足滑動摩擦而設置的軸承，為確保安裝施工的減噪和工作平穩，使用過程中需要對軸承進行液體油處理，避免部件的直接摩擦，可以有效保護部件，減少磨損。此外華東軸承摩擦面膜能夠吸收振動沖擊，

承受一定的沖擊荷載。在設備維修檢測中對軸承部件加注油，此外一些運轉關鍵部位也需要添加，以確保設備安全運行。設備不見安裝要保證軸承靈活和平穩、軸瓦部分高出預留，其做空與軸瓦貼實壓緊。整體式的軸瓦需要進行螺釘穩固，避免偏斜。

（六）齒輪傳動機的安裝

在機械電氣一體化的設備安裝中，齒輪傳動機、渦輪蝸桿傳動機以及軸聯節的安裝將會為設備的運行帶來比較好的影響，能夠保障設備能夠穩定運行。設備安裝人員需要根據實際的設備安裝需求制定設備監督檢查機制，根據施工設計圖的標準，以及設備操作規范進行不同類型的設備安裝。

（七） 設備管道安裝

在設備管道的安裝中，需要注意三個問題，第一，管道連接。管道連接環節中需要弄清晰不同設備之間的連線。第二，焊接安裝。管道焊接需要施工人員的技術過硬，避免設備焊接不牢固，導致設備在運行中管道被振裂。第三，特殊形式管道的安裝，在一體化設備安裝中，管道安裝中存在著很多擴口式、卡套式等特殊形式安裝，這些特殊形式的管道安裝更需要按照設計意圖進行操作。

（八） 機械電氣一體化設備試運行

在完成安裝后，企業還需要對機械電氣一體化設備進行試運行。機械電氣設備試運行要按照規范先安全性檢測，對運行所需條件進行監控，只有符合所有標準才可進行，主要是成套空負荷、單機空符合與負荷暈妝，一次確定設備的有效性。

二、機械電氣一體化設備安裝發展

機械機電一體化中電機的保護裝置，機電一體化技術在未來電機保護方面發展趨勢主要有以下方面：

（一）集成化與創新性

而集成化模塊的發展是在原有電機基礎上，對機電一體化電機功能進行拓展，不僅便于用戶使用，還實現了設備應用的不斷更新。與機械電氣一體化設備生產相關的生產廠家眾多，由于研制標準接口的機電一體化單元模塊，是一項非常復雜的工作。

（二）智能化

在現代機械控制理論中，隨著人工智能、模糊數學等都融入到了機電一體化的生產中，電機控制與保護所能夠實現的控制目標更加的精確。機電一體化中的電機控制與保護逐漸實現了智能化。不僅在電機保護方式，在其他領域中，智能化也依然是機械技術的重要發展方向。

三、結束語

綜上所述，機械電氣一體化設備的安裝施工需要針對施工各個環節進行分析，把控操作和工藝要點，按照安裝工程的規范和設計意圖，組裝施工。一體化設備安裝施工需要業界操作人員加強自身技能的培養，對不斷革新的工藝和技術采取合理有效的施工，確保設備安裝精確高效。

參考文獻：

[1] 姜蘭蘭. 淺談機械電氣一體化設備安裝技術要點[J]. 中國科技投資， 2014（A17）：224-224.

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【關鍵詞】現代機械；設計；制造工藝

按照產品使用要求，機械設計的結構、形式、工作原理等，展開合理分析和科學計算，并通過機械設計方法，實現產品設計的具體運用。在傳統機械設計中，主要依靠設計人員手工計算、手工繪圖和檢索資料，產品設計的周期較長，且無法保證設計質量。近些年來，隨著科學技術迅猛發展，機械產品不斷更新，傳統機械設計方法無法適應新時展，因此催生了現代機械設計工藝。不斷改變了傳統設計方法，對設計理論、設計方法不斷改進，使產品設計周期明顯縮短，產品質量明顯提高。筆者根據自身多年的機械設計經驗，主要分析現代機械設計的制造工藝。

1.現代機械設計方法的優點分析

1.1通過現代化機械設計，可提升產品質量、工作效率

針對現代化機械設計，可實現生產、作業的現代化處理，通過機械設計的優質產品，可靈敏、精確控制作業流程，準確把握生產控制，利用機械操作系統，確保機械制造程序現代化設計，保證產品設計達到規定操作。采取現代化設計，可實現操作系統全程數據化控制，無主觀因素影響，確保操作流程科學、有序運行，通過精確規定動作，提升產品質量、工作效率。

1.2通過現代化機械設計，可改善勞動條件

現代化發展的機械設計，屬于技術密集型、知識密集型的集合技術，通過現代化機械設計，降低作業人員勞動負擔，使作業人員擺脫繁重手工作業。隨著機械現代化產品的逐漸推廣應用，使機械行業生產環境得以有效改善，有利于提高行業勞動條件，實現機械制造的現代化辦公，進而使機械制造勞動條件得以有效改善。

1.3通過現代化機械設計，提高機械設備可靠性、安全性

對于機械設計所包含的現代化功能，包含了問題診斷、警報處理、系統保護、系統監視等現代化、對于機械生產，若遭遇電壓短路，或超負荷運載問題，利用現代化系統，可采取控制保護措施，實現系統現代運行，可降低人身事故發生率，對設備起著良好保護作用，使設備損壞率明顯下降。對于機械設計、現代化發展，電子元件是其主要部件，可有效降低元件磨碎率，提高機械現代化產品可靠性、安全性，進而使設備故障率明顯降低，延長機械設備的使用壽命。

2.現代化機械設計的主要工藝

2.1智能化設計方法

對于機械設計而言，實現現代化控制技術，就是為提高生產作業、機械制造的智能化。立足現代化機械設計角度，智能化是立足動力學、社會學與心理學理論角度，結合人工智能技術與計算機技術學科等，將其納入機械設計學科。通過交叉學科建設，有效吸取機械設計智能化發展新方法與新思維。利用人工智能模擬技術，就是使機器行為與人腦推理、邏輯、決策等思維能力類似，智能化機械設計是機械制造領域的重要設計工藝。

2.2機電一體化設計方法

按照現代學科發展模式，使傳統單一學科模式被打破，逐漸往學科融合方向不斷發展。對于現代機械設計而言，也必須轉變傳統設計思維，創新機械設計思路，趨向學科融合發展。立足學科建設角度，在未來發展中，機電一體化是機械設計的重要發展方向。機電一體化，是通過機械、微電子、電子信息、傳感器、電子工程等技術，相互結合而產生，從這些技術理論中，吸取機械設計所需理論、技術，在機械設計、現代化發展中，不斷綜合運用，使機械產品往機電一體化方向不斷發展，機電一體化設計，極大推動機械制造行業的積極、健康發展。可以說，機電一體化設計，是機械設計的關鍵工藝。

2.3網絡化設計方法

近些年來，隨著互聯網技術興起和日益發展，使人民生產、生活發生巨大改變。隨著互聯網快速發展，加速了全球經濟一體化。對于機械設計而言，其產品換代、理論更新，均離不開互聯網發展。提高機械設計、現代化發展，必須緊密聯系互聯網，利用互聯網監控技術、遠程控制技術，實現實時操作、動態化控制，利用計算機安全、云計算數據、局域網等互聯網技術，為機械設計、現代化發展創造良好網絡運行環境。總之，隨著互聯網不斷發展，機械設計產品和互聯網聯系日益緊密。

2.4模塊化設計方法

針對機械設計產品研發，現代化屬于系統性、復雜性的工程，所涉及產品規格、種類繁雜。現階段，對于機械設計現代化研發，若想實現產品接口生產標準化，還存在一定難度。所以，通過模塊化處理技術，目的就是為簡化設計流程。系統模塊化，就是復雜、龐大的設計系統進行分解，建立良好管理模塊。利用標準單元模式，實現產品的快速研發，使產品生產規模日益擴大，進而分解模塊，簡化處理機械產品。

2.5綠色化設計方法

由工業革命開始，全球進入工業化社會，影響著人們的生產、生活，有效提升了人們物質、文化生活。然而，隨著粗放型經濟不斷發展，人們生態環境遭到嚴重破壞，環境污染與資源浪費問題日益突出。因此，工業改革是社會發展的必然趨勢，發展綠色工業，保護生態環境，降低資源浪費率，要求機械設計必須提倡綠色、環保，設計出環保型、節能型的現代化產品，是機械制造發展不可小視的問題。

3.結束語

綜上所述，現代機械設計工藝，主要是完善、補充傳統機械設計工藝，主動性較強，且設計周期較短，可明顯降低設計耗費。通過現代機械設計方法，不管是產品設計、產品制造，或報廢回收方面，比傳統機械設計工藝明顯要好。對于現代機械設計工藝，是諸多學科知識、領域的完美融合，并實際運用于產品設計中，不僅是單獨個人設計，還是一個設計團隊的設計，在設計設計中，運用現代機械設計方法，確保每個設計人員做到相互了解，運用模塊化、網絡化、智能化等設計工藝，通過設計工藝的有機融合，方可設計出完美、優質的機械產品。 [科]

【參考文獻】

[1]王秀鳳.現代機械設計制造工藝綜述[J].科技與企業，2014，（2）：217-217.

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關鍵詞：機械制造 自動化 發展趨勢

1 機械自動化的定義

對于現代機械的定義，由于研究的角度不同，進而給出不同的定義。例如美國機械工程師協會，在1984年將其定義為：“現代機械就是通過計算機信息網絡協調與控制的機械和（或）機電部件相互聯系的系統，該系統可以完成機械力、運動和能量流等動力學任務”。而國際機器與機構理論聯合會將現代機械定義為：機電一體化是精密機械工程、電子控制和系統思想在產品設計和制造過程中的協同結合。

2 機械設計制造及自動化的設計原則

2.1 滿足機器的功能要求 機械自動化系統通過處理進入系統的物質、能量和信息等，進而在一定程度上輸出所需特性的物質、能量與信息。

2.2 利用先進技術進行創新 基于物料搬運、加工、能量轉換、信息處理等功能構成原理，便于對各種機械自動化的產品進行設計或分析。

3 機械自動化系統的應用

3.1 鍋爐汽包水位控制

3.1.1 單沖量控制系統

汽包水位控制是通過對給水控制來實現的，單沖量控制系統如圖1所示：

3.1.2 雙沖量控制系統

引入蒸汽流量信號，購入雙沖量控制系統，如圖2所示：

3.1.3 三沖量控制系統

在實施方案方面，三沖量控制系統比較多，典型控制方案如圖3所示：

三沖量控制系統的方框圖，如圖4所示：

加法器可以接在控制器之前或者之后，如圖5（a）、（b）所示：

3.2 冷卻器控制方案的研究

3.2.1 冷卻劑流量的控制

如圖6所示：

物料出口溫度與液位的串級控制方案，如圖7所示，對液位的上限進行限制。或者采用選擇性控制方案，如圖8所示：

3.2.2 控制氣氨排量

4 機械自動化的優勢

4.1 提高工作質量 根據設計的要求，機械的執行機構完成預定的動作，自動化控制系統提供了精確地保證，工作質量和產品合格率得到有效地保證。

4.2 安全和可靠性高 機械自動化產品在工作過程中，由于使用電子元器件，可動構件和磨損部件在機械產品中明顯減少，在一定程度上確保了靈敏度和可靠性。

4.3 調整和維修方便 借助被控對象的數學模型和外界參數的變化，高級機械自動化產品在一定程度上尋找最佳的工作程序，進而對自動化操作進行最優化。

4.4 復合功能 自動化控制，以及自動補償、校驗、調節、保護等，以及智能化是機械自動化產品必須具備的基本功能，通常情況下都能滿足用戶的需要。

4.5 改善勞動條件 機械自動化產品自動化程度高，工廠、辦公、農業、交通等的自動化，以及家庭的自動化等，在一定程度上都可以實現。

4.6 節約能源 對于機械自動化產品來說，通過降低驅動機構的能耗，通過調節控制，在一定程度上提高了能源的利用率，實現節能效果。

5 機械設計制造自動化的發展方向

5.1 機電一體化 機械工業發展的唯一出路就是向著機電一體化的方向發展和延伸。

5.2 智能化 機械自動化產品具有低級智能或人的部分智能。

5.3 模塊化 電氣產品的模塊化在一定程度上為機械自動化企業指明方向。

5.4 網絡化 以計算機為中心，將各種家用電器利用家庭網絡進行連接，構成計算機集成家電系統，讓人民享受高科技帶來的便利和快樂。

5.5 微型化 微機械自動化具有不可比擬的優勢。

5.6 綠色化 通常情況下，機械自動化產品的綠色化是指使用時不對環境構成污染，報廢后能回收利用。

5.7 人性化 一方面人是機械自動化產品的最終使用者，另一方面結合生物機理、研制機械自動化產品。

6 結論

綜上所述，我們可知，機電一體化的發展從本質上就是機械自動化的發展，為此，廣大設計人員需要對機械設計制造提高認識，因為只有機械自動化設計制造才是未來的發展方向。

參考文獻：

[1]劉武發，劉德平.機電一體化設計基礎[M].北京化學工業出版社，2007.5.

篇6

世界各國制造業廣泛采用數控技術，以提高制造能力和水平，提高對動態市場的適應能力和

競爭能力。此外，世界上各工業發達國家還將數控技術及數控裝備列為國家的戰略物資。我

國在這方面發展相對落后，迫切需要加強數控專業人才培養。

關鍵詞：裝備制造業，數控銑床，機電一體化

數控銑床是一種自動加工設備，在普通銑床的基礎上，集成了數字控制系統，可

以在系統程序的控制下精確地進行銑削加工的機床。數控銑床通常由以下幾個部分組

成：主傳動系統、數控系統、進給伺服系統、冷卻系統等。

機電一體化是技術密集型系統工程，通過將機械技術、信息技術、電工電子技術、微電

子技術、傳感器技術、接口技術、信號變換技術等多種技術進行有機地結合，并將這種技術

應用到實際設計中。當今的機電一體化技術正向著智能化、高性能、系統化以及輕量、微型

化方向發展。

一、數控銑床機電一體化工程

隨著數控技術的應用，機械制造設備數控化趨勢越來越明顯，給傳統制造業帶來了革命

性的變化，如今制造業已經成為工業化的象征。

數控銑床機電一體化設計要突出以下特點。在數控銑床設計時，不能只依賴一種技術，

要通過電子技術與機械技術有機的結合開展設計，還要對技術方案開展評估，使設計產品符

合了機電一體化要求，并且在機械設備和電子元件匹配的情況下，選擇最優的技術方案。

要實現數控銑床產品的性能，必須通過機械技術和電子技術的配合才能實現，這其中如

何實現兩種技術相互補充、相互聯系是關鍵。如果只依靠電子元件或者機械裝置簡單的結合

是無法完成的，必須考慮電子元件與機械裝置的控制，通過軟件和硬件相互結合，才能將多

種技術統一并發揮協同效應。當然，在進行數控銑床產品設計時，還需要考慮產品成本、穩

定性、加工精度、市場需求情況等要求。

通常數控銑床機電一體化的設計要經過兩個階段，即開發設計階段和適應性設計階段。

其中開發設計具有一定的難度，因為開發設計需要在沒有任何參照的情況下開發設計產品，

同時產品要滿足性能要求，這就對設計人員的想象力、理論基礎及市場經驗提出了考驗。適

應性設計，則是對已經設計出來的產品進行修改、加工，完善產品的功能和對進行局部改進，

此外，還可以改變產品的外型尺寸、精度、速度等參數來增加產品性能比，使數控銑床產品

的性能、功能符合設計要求。如今，計算機技術已經廣泛應用在各行各業，在進行數控銑床

機電一體化設計也要充分利用計算機技術，借助計算機設計、分析、模擬、優化設計方案，

來提高產品設計的效率及精度，同時降低產品研發費用。還有在設計產品時要充分考慮產品

的用途、成本、性能等因素，使設計出的產品經濟實用、穩定性高、消耗少，以增強產品在

市場的競爭力。

二、數控銑床機電一體化設計探討

從機械技術和電子技術兩門專業的差異來看，兩者在設計方法上有很大的不同。由于沒

有計算機輔助設計。以往傳統的機械設計通常是借鑒前人的經驗，并著重于形象思維的運用，

所以很多工作都是在圖紙上完成的，并力求在圖紙設計階段不斷論證完善。電路的設計一般

是建立在實驗的基礎上，從設計過程來看，因為連接線路的部件都規格化、標準化，而且在

電路板上更換幾個部件比較容易，不象機械設計，對于改變其中的零部件不但時間長，而且

浪費大。所以機械設計缺乏靈活性，而電路設計更注重的是邏輯思維。

從以上機電之間設計上的差別來看，在科學技術日新月異的今天，數控銑床機電一體化

產品的研制，傳統的方法研發周期長，消耗大，已經是很難適應。所以在此探討數控銑床機

電一體化設計方法具有有一定的意義。

1、物理模型方法

追根溯源，機械學、電子學都是建立在物理學的基礎上，而縱觀自然科學的發展的歷史，

兩者之間的聯系更加緊密。電路理論研究是由早期的力學研究推動的，現在電子學的許多概

念和理念都有模仿機械學的痕跡。如非常相似的MKB 機械振動系統和電子學方面的LCR 電路

系統。另外熱傳導系統、旋轉運動系統、液壓系統等也都基本上能摸擬成LCR 電路系統，并

且其狀態方程是一樣的。所以在進行機電一體化模型設計時，設計者可以據這個相似原理將

電子系統和機械系統都抽象成物理系統進行處理，這將使得對實體系統的分析變得簡單易

行。然后結合狀態變量法抽象出數學模型，即狀態變量方程。并借助于計算機分析、計算、

處理或直接控制。

2、系統尋優原則

數控銑床機電一體化設計的核心思想是如何將各種技術有機的融為一體。所以產品設計

應從整體上研究把握。因為產品越復雜，穩定性越差，所以產品的結構和功能要力求以最簡

單可行的手法實現復雜的功能。這就意味著要從系統角度優化，使機械與電子技術有機結合

得恰到好處。因為機電系統是一門綜合學科,單一技術可能是很平常的，但多種這樣的技術

的融合，可能得到協同效應。出現一加一大于二的結果。因此在系統總體設計開始的時候，

系統總的功能指標實現途徑、保證方法的尋優是機電一體化設計的關鍵。

三、結語

數控銑床機電一體化技術和產品將是今后技術裝備中非常重要的一部分，對關系國計

民生的一些行業的發展起著越來越重要的作用，但是從目前來看，我國在數控裝備領域系統

研發與制造實力仍不是很強，相比發達國家差距很大。隨著國家產業振興計劃的出臺，裝備

篇7

關鍵詞：機電一體化；數控機床；應用

中圖分類號：TH-39文獻標識碼： A 文章編號：

前言

隨著經濟社會的不斷發展和科學技術的更新進步，使工業生產由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發展階段。由于大規模集成電路和超大規模集成電路的出現，特別是微型電子計算機的空前發展，促進了機械技術和電子技術的相互交叉和相互滲透，并使機械技術和電子技術在系統論、信息論和控制論的基礎上有機地結合起來，形成了機電一體化技術。數控機床作為機電一體化產品的典型代表在當今制造業中扮演著非常重要的角色，本文就機電一體化在數控機床中的應用進行分析探討。

1 機電一體化的基本概念

機電一體化的基本概念是根據系統功能目標和優化組織目標。機電一體化發展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術的不斷發展。由此而產生的功能系統---機電一體化是指在機構得主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，成為一個機電一體化系統或機電一體化產品。機電一體化是從系統的觀點出發，合理配置與布局各功能單元，還將被賦予新的內容。并使整個系統最優化的系統工程技術，將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統的總稱，是綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術，在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值。具有智能化的特征是機電一體化與機械電氣化在功能上的本質區別。即機電一體化產品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的眼神，還能賦予許多新的功能。其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外，但是發展到機電一體化后。“機電一體化”涵蓋“技術”和“產品”兩個方面，其主要功能依然是代替和放大的體力，機械工程技術有純技術發展到機械電氣化，如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調節與控制自動診斷與保護等。而不是機械技術、微電子技術以及其它新技術的簡單組合、拼湊，這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區別。因此，機電一體化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術。

2 機電一體化在數控機床中的應用

2.1 機械設計技術的應用

機械技術是機電一體化的基礎。在機械與電子相互結合的實踐中，機電一體化不斷對機械設計技術提出更高的要求（如結構更新穎、體積更小、質量更輕、精度更高、動態性能更好等），使現代機械技術相對于傳統機械技術發生了很大改變。所謂數控機床，它主要還是一臺用來加工零件的設備，但其在應用機電一體化之后，已不再是原來意義上簡單的機床。數控機床的主傳動、各個坐標軸的進給傳動都由單獨的伺服電動機驅動，并且各個坐標軸之間的運動關系通過計算機來進行協調控制。數控機床的機床本體部分相對于以往的普通機床做了很大的改進，主要包括以下幾點：（1）采用了全封閉或半封閉防護裝置。數控機床采用封閉防護裝置可防止切屑或切削液飛出，給操作者帶來意外傷害。（2）采用自動排屑裝置。數控機床大都采用斜床身結構布局，便于采用自動排屑機，排屑方便。（3）主軸速高，工件裝夾安全可靠。數控機床主軸箱大都由電主軸或傳統機械主軸單元加變頻電動機和變頻器組成，以適應更高的轉速要求；采用液壓卡盤，夾緊力調整方便可靠，同時也降低了操作工人的勞動強度。（4）可自動換刀數控機床都采用了自動回轉刀架，在加工過程中可自動換刀，連續完成多道工序的加工。（5）主、進給傳動分離。數控機床的主傳動與進給傳動采用了各自獨立的伺服電機，使傳動鏈變得簡單、可靠。同時各電機既可單獨運動，也可實現多軸聯動。這些都是機電一體化總體設計技術和機械設計技術的成功應用。

2.2 自動控制等技術的應用

在數控機床中，主要采用高精度定位控制、速度控制等自動控制技術，來保證數控機床的正常運行。信息處理技術包括信息的輸入、識別、變換、運算、存儲及輸出，它們大都依靠計算機來進行，因此計算機技術與信息處理技術是密切相關的。所謂數控機床，其與普通機床的最大區別即在于“數控”，數控就好比給一臺機器裝上了一個“腦袋”，這是機電一體化應用中最為普遍的一點，同時它也是數控機床的核心。這部分集合了計算機技術、信號變換技術、軟件編程技術等多項機電一體化技術，通過接收操作者通過輸入裝置輸入的加工機電一體化在數控機床中的應用信息，經數控裝置的系統軟件或邏輯電路進行譯碼、運算和邏輯處理后，發出相應的脈沖到伺服系統，以驅動機床。如廣泛應用于數控機床的可編程控制器（PLC），它主要是接收數控裝置的 M、S、T 指令，對其進行譯碼并轉換成相應的控制信號，控制輔助裝置完成機床的相應開關動作，同時接收操作面板和機床的 I/O 信號，送給數控裝置，經其處理后，輸出指令來控制數控裝置的工作狀態和機床的動作。數控機床中，計算機與信息處理裝置指揮整個產品的運行，信息處理是否準確、及時，直接影響到產品的質量和效率。

2.3 執行與驅動技術的應用

數控機床中的伺服系統主要包括主軸驅動單元、進給驅動單元、主軸電機和進給電機等，完成接收數控裝置輸出的指令信息，經功率放大后，驅動機床執行機構按規定的路徑運動，以加工出符合要求的零件。伺服驅動技術的主要研究對象是執行元件及其驅動裝置。執行元件一方面通過電氣接口與數控裝置相連，以接收數控裝置的控制指令；另一方面又通過機械接口與機械傳動和執行機構相連，以實現規定的動作，因此伺服驅動技術是直接執行操作的技術，對機電一體化產品的動態性能、穩態精度、控制質量等具有決定性的影響。伺服系統在數控機床中的成功應用，使得數控機床具有較高的精度與穩定性。

2.4 檢測與傳感技術的應用

在數控機床中測量與反饋是由檢測元件和相應的電路組成，它們將檢測到的信號反饋至比較電路，經信號比較和信號放大驅動機床，以準確的速度做準確的定位。這是由于檢測與傳感技術是機電一體化的關鍵技術，它主要是將所測得的各種參量如位移、位置、速度、加速度、力、溫度、酸度和其他形式的信號燈轉換為統一規格的電信號輸入到信息處理系統中，并由此產生出相應的控制信號以決定執行機構的運動形式和動作幅度。傳感與檢測技術是數控機床不可或缺的一部分，它實現的是數控機床自身的實時監控與檢測，保證每一個行動都按照下發的指令去操作，從而有效地保證了機床的正常運行與產品的質量。

結束語

隨著經濟社會的不斷發展和科學技術的更新進步，和微電子技術突飛猛進的發展，計算機本身也發生了巨大變革。以微型計算機為代表的微電子技術逐步向機械領域滲透并與機械技術有機結合所形成的機電一體化，使機械工業的技術結構、產品結構、功能、生產方式及管理體系均發生了重大改變，從而使工業生產進入了一個嶄新的“機電一體化時代”。機電一體化技術的廣闊發展前景也將越來越光明。

參考文獻：

［1］袁中凡.機電一體化技術［M］.北京：電子工業出版社，2006

篇8

摘 要：基于培養創新型人才的目的，本文以機械設計基礎為例，從課程設置、課程內容、課堂設計以及考核方式等方面介紹了如何設計說課，這對提高教師的素質以及教學團隊建設具有極大的幫助，并能提高機械設計基礎課程教學質量。

關鍵詞 ：機電一體化專業 機械設計基礎 技工院校

說課有利于老師之間進行交流學習，有利于提高老師的教學質量，有利于促進教學改革等。為此，本文以機電一體化專業為基礎，基于培養創新型人才的目的，從三個方面介紹如何進行機械設計基礎說課設計。

一、課程設置

1.課程性質

本門課程是基礎課程，學生在對本門課程學習后，能夠掌握機械基礎知識，比如讓學生了解一些常見機械的構成特征、常見機械設備的工作原理等，為學生學習機電一體化其他課程奠定了基礎。

2.課程地位

本門課程的前置課程有工程力學與機械制圖等，學生通過學習這些前置課程，能夠識別基本的機械零件圖樣，了解機械零件材料特性，會進行簡單繪圖等。這些都為學好本門課程奠定了基礎。此后，本課程為機電一體化專業學生進行機械設計實訓、電動機實訓等實訓課程提供了理論基礎。總而言之，機械設計是一門承前啟后的課程，在機電一體化專業中具有重要的地位。

3.課程目標

學習本門課程，要求學生實現三大目標：

（1）知識目標領域，要求學生了解機械設計的基本要求，熟悉一些常見機械設備的工作原理。

（2）能力知識領域，使學生掌握機械零件的結構以及制動原因，使學生掌握簡單的機械傳動裝置的設計。

（3）素質目標領域，培養學生愛崗敬業、勤勞苦練的優良品質。

4.教材選擇

對于技工院校一體化專業，筆者推薦選擇國家規劃教材，課外一些資料多登錄國家精品課程資源網上下載資料進行學習。

二、課程內容

基于培養創新型人才，機械基礎設計課程應該根據機電一體化專業對培養學生職業能力的要求，突出提高學生技術應用能力以及創新能力。

1.理論知識的安排

機械設計基礎課程中計算公式比較多，但是實際案例比較少，而且實際案例還比較陳舊。因此，在實際教學中，可以選擇機械行業零部件設計為主線，來優化本門課程的理論知識內容，教學過程中多舉例，多安排機械設計習題，讓學生在實際設計中提高機械創新能力。

2.課程設計內容

現在技工院校機械設計基礎課程中的課程設計內容大多選擇減速器為對象，并且在課程設計內容中設定好了設計數據與方案，學生在進行減速器設計時，只需要按照設計思路進行，這種課程設計說到底還只是對以前學過的知識進行再一次鞏固罷了，很難提高學生的創新能力。為了真正提高學生的創新能力，在畢業前半學期，筆者安排給學生一個課程設計內容，要求學生利用剩下的半學期完成一個創新發明型任務，為了減輕學生的壓力，課程設計任務可以只要求學生提出設計思路，發明創新點或者發明價值。

三、課堂設計

1.教學內容的重點與難點

本門課程的教學重點是常用機械設備的工作原理、結構特征，常用零部件的設計原則與方式等。教學難點是常用機械設備的工作原理、齒輪與軸等不標準零件的設計方法。

2.教學方法

本門課程教學可以采用多媒體教學法、案例導入教學法、模型演示教學法、同類比較教學法、啟發教學法、現場教學法、分組討論教學法等。比如在講授牛頭刨床以及輪系變速動畫等知識時可以利用多媒體教學法；講解連桿機構時可以應用案例導入教學法；在剖析機械零部件時，可以利用模型演示教學法；在講解不同傳動時，可以利用同類比較教學法；對于一些相關聯知識可以利用啟發式教學法，由舊知識引入新知識；可以視條件應用現場教學法讓學生直接到實訓現場觀摩機械的實際運行過程；分組討論法則是組織學生共同分析問題與解決問題。

3.考核方式

當前大多技工院校機械設計基礎課程的考核方式采用理論筆試形式，這并不能真實反映學生的創新能力。因此，需要對課程考核方式進行改革：筆試考核環節，可以多增加設計類知識；講授完一個主要零件的時候，可以留下一個大作業，即要求學生上交一個設計性作業，提高學生的設計創造性。特別地可以安排一個課外機械創新訓練，采用考核的方式要求所有學生都參與這個課外機械創新訓練。

4.教學質量監控

老師可以要求學生課前進行預習，對于課前預習，老師可以不定期進行抽查，比如隨機抽查學生，讓學生面對全體同學講解課前預習。老師可以對學生在課堂上聽講情況進行監控以及對課后作業進行質量監控等。

參考文獻：

篇9

關鍵詞：機械設計制造；自動化；發展方向

中圖分類號： S611 文獻標識碼： A

1、引言

眾所周知，機械制造業是我國國民經濟以及各部門技術裝備的主要來源之一，也是制造產業的重要組成部分，并且對我國工業體系的不斷完善有著十分重要的意義，因此就有必要對機械設計制造及其自動化進行系統的研究，并且用此來推動它的不斷發展以及創新。最近幾年來，我國開始了對機械設計制造及其自動化進行研究和應用，同時也取得了一定的成果，但是同歐美發達國家相比而言，還是存在著一定的差距。雖然，我國機械自動化在技術以及工程系統方面就有了很大的發展，但是基礎理論方面則還需要進一步的研究以及完善。

2、 機械自動化的概念

機械設計制造以及自動化是結合多種技術同時開展起來的一門新興的學科，并且到現在為止還在不斷的發展以及探索之中。機械設計制造以及自動化可以使機械自動化特征表現的更加的明顯，并且可以為工業生產帶來技術性的革命。在結合多種技術進行控制之時，可以使得機械系統質量得到保證，并且使其的功能更加的強大，同時也可以增強它的穩定性以及可靠性，同時也會使得現代機械兼具智能化以及人性化，所以這就是傳統機械無法企及的。機械設計制造以及自動化的發展并不是僅僅限于此 ，因為它的潛力巨大，并且發展空間廣闊 ，所以還將會不斷的完善進步。

3、機械設計制造及自動化的設計原則

3.1、 應該滿足對機器的功能的要求

機械自動化系統的設計以及制造必須應該滿足人們的需求 ，同時也應至少具備一個核心功能 ，并且把信息以及能量進行必要的轉換之后這才可以變成人們需要的信息以及能量。機械自動化系統可以把產品以及技術融成一體，從設計、制造直到功能，如此便可以形成一個相對來說完整的機械自動化系統。

機械自動化系統它是一個綜合的概念，其中包括的主要內容有機電一體化技術以及機電一體化產品這兩個方面的內容來作為產品，同時又包含著設計、制造以及特定的功能這樣來滿足使用的要求，而且其功能主要是由它內部有機聯系的結構來決定的。

3.2、應注重使用利用先進技術

眾所周知各種先進技術是機械設計制造以及自動化的重要保證和基礎，不管是產品或是系統，它所具備的功能依然應該要以技術為主，這樣的話才可以充分的表現出現代機械的人性化以及智能化。

3.2.1、能量轉換機械動力機的主要工作是以能量的轉換為主 ，比如水輪機、電動機、內燃機等各種能量轉換的機械。

3.2.2、 信息處理機械

它是將輸入信息同時經過處理后輸出所需要的信息 ，在生產當中常見的信息處理機械主要包括有傳真機、計算機等等各種辦公使用設備。同時以信息處理為主的機械可以稱為信息機 ，主要是用來傳遞人們所需的直觀信息 ，如圖像、文字等。

3.2.3、各種加工設備

通過加工以及處理過程則會改變其本來的形態 ，并且可以增加輸出物質或者產品的功能 ，比如說機床、各種加工設備等等現代機械。

3.2.4、其他功能的機械

只有在充分了解機械自動化的主要功能的基礎之上 ，才可以設計出不同的產品以及培養創新思維。不同用途的機械具有不同的運作方式，同時這也有效地說明了機械自動化具有廣大的發展空間，同時也根據人們的創新以及設計，而未來的機械自動化內容則將會更加豐滿以及完善。但我們要看到這一切依然需要強大的技術做支撐，因此應該做出合理的設計以及科學的規劃。

4、當前機械設計制造以及自動化發展的方向

我國從改革開放之后才開始機械設計制造以及自動化發展方向方面的研究以及應用工作。研究機構以及一些大中型的企業在該技術的發展以及應用上做了大量的工作，同時取得了一定的成果。然而我們也應該看到這同歐美、日本等發達國家相比的話。依然存在著一定的差距。并且任何一門科學都必須由基礎理論、技術以及工程系統等才可以組成一個完善體系。同時機械自動化在技術以及工程系統等方面都已有很大的發展，但是基礎理論方面則還處于在發展之中。也還很不是完備。而其的發展方向主要有：

4.1、機電一體化

機電一體化是機械自動化的發展以及延伸 ，機電一體化技術是機械技術、電工電子技術、微電子技術等多種技術的交叉所形成的一門綜合技術 ，現代化機械設備離不開機電一體化技術。

4.2、智能化

智能化它會是未來機械自動化技術發展的一個十分重要的方向。同時也是機械自動化產品的重要標志以及機械自動化技術發展的必然趨勢。這里所講的“智能化”的概念是對機器行為的一種描述，是在控制理論的基礎之上，同時吸收了人工智能、運籌學、模糊數學、計算機科學、生理學、心理學以及混飩動力學這些新思想、新方法，同時模擬人類智能，這樣可以使它具有判斷推理、邏輯思維以及自主決策等能力。這樣來求得更高的控制目標。誠然，使得機械自動化產品那就具有比較低級智能或者人的部分智能，那么則是完全可能以及十分必要的。

4.3 模塊化

機械自動化產品種類比較多 ，所以在研發之時的各種需求則相對就顯得比較復雜 ，但是許多新產品的開發以及發展都會離不開標準單元的使用 ，各類產品單元則就需要進一步模塊化這樣才能提高產品的生產效率以及質量。

同時模塊化也是一個比較重要而又艱巨的工程， 因為機械自動化產品種類以及生產廠家比較多。 而開發研制具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環境接口的機械自動化產品單元是一件特別復雜以及重要的事，比如說智能減速、研制集減速、電動機于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別以及測距等功能的控制單元以及各種能完成典型操作的機械裝置。

4.4、 微型化

當前，相當多的機械自動化產品以其體積小以及操作靈活等這些優點而占據市場的主要位置，這些體積輕巧的產品統一被稱為微電子機械，并且逐步向微米以及納米級的方向發展。也可以說未來的時代，將會是一個微時代。

4.5、 網絡化

在上個世紀末期，計算機技術的最為突出的成就即是網絡技術。同時網絡技術的興起以及飛速發展將會給科學技術、政治、軍事、工業生產、教育以及人們日常生活帶來了相當大的變革。同時各種網絡則會將全球經濟、生產連成一體，因此企業間的競爭也逐漸趨于全球化。機械自動化的新產品一旦被生產出來， 在功能可以做到獨到，同時將保證質量，那么將會很快的在全球的范圍內暢銷。

因為網絡的普及， 使得網絡的各種遠程控制以及監測技術方興未艾，而遠程控制的終端設備的本身即就是機械自動化產品。 現場總線以及局域網技術使得家用電器網絡化成為大勢所趨。并且可以利用家庭網絡把各種家用電器連接成，以計算機為中心的計算機集成的家電系統。 如此，則可以使人們在家里充分感受到各種高技術帶來的方便。 所以，機械自動化的產品的發展方向最終還是網絡化。

4.6、 人格化

機械自動化產品的人格化主要指的機械自動化產品給予人的智能以及情感，這樣就可以使他們充分智能化以及人性化。除此之外 ，還可以模仿生物機理，進而研制出機械自動化產品，實際上，很多機械自動化產品都是通過動物的行為而獲得啟發而研制出來的。

4.7、 綠色化

在國家的倡導之下市民對綠色產品概念也逐漸接受。綠色產品的概念是指那些對環境沒有污染或者污染非常小的產品 ，機械自動化產品的綠色化則是主要體現在對環境無污染，同時也可以進行二次回收以及利用。

5、結語

由于現代機械自動化在設計以及制造上具有多功能、高質量、高可靠性以及低能耗的意義， 因此機械的設計以及制造都是伴隨著機械自動化來進行的。同時機械自動化技術所面臨的共性關鍵技術則是傳感檢測技術、接口技術、信息處理技術、自動化控制技術、伺服驅動技術、精密機械技術及系統總體技術等。因此就可以說，機械自動化系統即是機電一體化系統。

參考文獻

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關鍵詞：機械設計制造；自動化；發展方向；前景分析

一、前言

隨著先進科學技術的發展，機械設計制造與應用成為了當前人們關注的焦點。伴隨著計算機技術的發展和提高，自動化的機械應用為人們的生產生活帶來了很大的影響，機械自動化的發展更代表著機械制造技術的革新。下文就機械設計制造的含義與機械自動化的現狀展開分析，就機械設計制造與自動化的未來發展方向進行研究。

二、機械設計制造的發展歷程

1、機械自動化的含義

機械自動化是在制造生產的過程中很少、甚至不會用到人力參與的生產過程。自動化發展最初起源于工業革命時期，利用蒸汽技術是最原始的自動化萌芽，通過其利用發展，減少了人力的中間成本，加快了制造與生產的效率，促使了工業生產的一次大變革。而到了20世紀大約70到80 年代，當時企業生存艱難，技術相對落后，制造業承擔風險大，制造成本高，其中為減少成本，便出現很多企業運用機械自動化代替人力手工作業，機械自動化的發展逐步開始走向了成熟。直至今日，我國各種機械設計制造企業基本上已采用了機械自動化建造生產模式，使廠房車間制造生產的效率達到最大，以圖能得到最大的收益。

2、機械設計制造自動化的發展優勢

機械設計制造自動化是機械的運用，通過電力或其他形式的能源來使其工作運行。和以前的手工制作或者是半自動制造相對比，能很清晰的得出很多機械自動化所特有的優勢。機械自動化具有管理統一化，純粹的機器，不會像人一樣出現各種意外，更加利于一個內部的管理。機械自動化能解放工人的雙手，有利于公司的成本控制，能最大限度的降低企業機械制造的人力成本，不會為工人發放薪資，不會為員工福利而做過多的煩惱。機械自動化更大程度體現的是一個國家的科技發展力量，一個企業機械制造的機械自動化有利于公司內部處于一個十分良好公司氛圍，會使管理者不在為公司人員的變動而一籌莫展。機械自動化制造能夠使企業生產制造的產品更加精密、準確，通過機械的尺量，能更大程度的提升零件的合格率，可以更加有效的節約生產制造的原料成本。

3、機械自動化的發展現狀

我國機械制造業現階段為了企業利益最大化都著眼于發展機械自動化，但是其發展不是很成熟完善，很多地方還需要更加先進的科學技術作為支撐。現在的機械自動化很多的制造精準度還有一定的欠缺，所生產的產品的精細程度也有一定的局限性，而且機械自動化的低技術限制了制造生產的效率，相當大程度上阻礙了我國機械制造自動化的前進。機械自動化的發展會有很多的便利，但是在優勢產生的同時，也不得不承認事物總是好與壞同時存在的，所以機械自動化也給社會帶來了很多的問題。我國人口多，所以工作問題是我國一直以來的大問題，而機械自動化的出現使得工廠和企業都辭退了大量員工，使得原來很多的工作崗位都消失，沒了存在的必要性，這一現象的出現使得我國本就十分嚴重的就業問題更加的危急。機械自動化的發展還會使得機械生產制造產業變得門檻更低，讓原就火熱的行業會有更多的人迅速涌入，造成行業的一時崩潰，然后大量的人力資源流失，造成機械生產制造的頹敗。

三、機械設計制造與自動化的發展趨勢分析

1、機電一體化的發展方向

前面說到，隨著計算機技術的飛速發展，機電一體化的機械設計制造將成為機械自動化的主要發展趨勢，這也是機械設計制造技術與系統的升級和提高。當前，很多工業化生產已經開始使用現金的機電一體化技術，并在應用和生產生得到了良好的效果，這也使得機械設計制造與自動化技術進一步向機電一體化的方向靠攏。以機械設計制造和自動化技術為基礎，通過機電一體化的指導，重新組合不同的機械和電子設備，形成電子控制機械，同時實現了自動化和智能化的系統控制。可以說，機械設計制造與自動化的機電一體化發展是一種科技的延伸，機電一體化是機械設計制造與自動化發展的必然趨勢。

2、智能化、數字化以及網絡化的發展方向

事實上，智能化與數字化是機械設計制造與自動化技術的主要特點，也就是說，未來的機械設計制造與自動化技術會不斷向全智能化和全數字化的方向發展。就當前的情況來看，很多機械在投入使用的過程中雖然有一定的智能化技術，但出于半智能化，仍需要人的參與，相信在未來，實現全數字化與全智能化的機械設計、制造以及生產操作全過程。同時，數字化的技術具有很大的發展意義和前景，包括機械制造過程中涉及的圖形、技能、數據以及聲音等都可以進行數字信息的高校處理，并建立起數字化的模型對產品進行模擬，進而提高設計和制造的效率。除此之外，在機械設計和制造的過程中，盡管預警實現了網絡技術的系統化控制，但卻沒能實現對機械的生產控制網絡化。相信在未來，我們更能利用起網絡技術、信息技術以及傳感技術等來實現機械設計制造與自動化生產的網絡化，最終實現對系統的遠程操控目標。

3、機械自動化的前景分析

機械自動化的快速成型會使的采用自動化的機械制造獲得更加可觀的經濟效益，能夠讓一個企業的行業話語權更加快速的提升，也會代表著一個國家科技水平的高度。我國的機械制造業其本身的規模范圍很大，如要將企業提升到一個較可觀的高度，就必須要注意企業生產轉型為機械自動化的類型，這其中不僅會因為轉型研究成本高昂，還需要選擇適合企業發展、符合中國國情的自動化類型，只有這樣的變換才能夠讓企業具有更超值的轉型。我國的科技研究相對落后，需要在自身不斷的研究發展下，引進國外的機械自動化相關的科技技術作為借鑒參考，以此來讓我國的這個方向的發展產生蛻變。增強行業中智能科技的研發，以此讓機械自動化變得更加智能化、高效化，使機械制造業在機械自動化下能制造出更為復雜、精密的物品。

四、結束語

總而言之，機械設計制造與自動化的發展不僅為人們的生產生活帶來了便利，更對提高我國經濟有著重要的作用。隨著智能化、網絡化以及數字化等技術的不斷發展，相信在未來，機械設計制造與自動化生產還能得到進一步的發展，為人們的生產生活帶來不斷的創新。（作者單位：西安石油大學機械工程學院）

參考文獻：

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