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机械产品绿色设计发展研究综述

机械优化设计论文(基于MATLAB工具箱的机械优化设计)

基于MATLAB工具箱的机械优化设计长江大学机械工程学院机械11005班刘刚摘要：机械优化设计是一种非常重要的现代设计方法，能从众多的设计方案中找出最佳方案，从而大大提高设计效率和质量。本文系统介绍了机械优化设计的研究内容及常规数学模型建立的方法，同时本文通过应用实例列举出了MATLAB 在工程上的应用。关键词：机械优化设计；应用实例；MATLAB工具箱；优化目标优化设计是20世纪60年代随计算机技术发展起来的一门新学科, 是构成和推进现代设计方法产生与发展的重要内容。机械优化设计是综合性和实用性都很强的理论和技术, 为机械设计提供了一种可靠、高效的科学设计方法, 使设计者由被动地分析、校核进入主动设计, 能节约原材料, 降低成本, 缩短设计周期, 提高设计效率和水平, 提升企业竞争力、经济效益与社会效益。国内外相关学者和科研人员对优化设计理论方法及其应用研究十分重视, 并开展了大量工作, 其基本理论和求解手段已逐渐成熟。国内优化设计起步较晚, 但在众多学者和科研人员的不懈努力下, 机械优化设计发展迅猛, 在理论上和工程应用中都取得了很大进步和丰硕成果, 但与国外先进优化技术相比还存在一定差距, 在实际工程中发挥效益的优化设计方案或设计结果所占比例不大。计算机等辅助设备性能的提高、科技与市场的双重驱动, 使得优化技术在机械设计和制造中的应用得到了长足发展, 遗传算法、神经网络、粒子群法等智能优化方法也在优化设计中得到了成功应用。目前, 优化设计已成为航空航天、汽车制造等很多行业生产过程的一个必须且至关重要的环节。一、机械优化设计研究内容概述机械优化设计是一种现代、科学的设计方法, 集思考、绘图、计算、实验于一体, 其结果不仅“可行”, 而且“最优”。该“最优”是相对的, 随着科技的发展以及设计条件的改变, 最优标准也将发生变化。优化设计反映了人们对客观世界认识的深化, 要求人们根据事物的客观规律, 在一定的物质基和技术条件下充分发挥人的主观能动性, 得出最优的设计方案。优化设计的思想是最优设计, 利用数学手段建立满足设计要求优化模型; 方法是优化方法, 使方案参数沿着方案更好的方向自动调整, 以从众多可行设计方案中选出最优方案; 手段是计算机, 计算机运算速度极快, 能够从大量方案中选出“最优方案“。尽管建模时需作适当简化, 可能使结果不一定完全可行或实际最优, 但其基于客观规律和数据, 又不需要太多费用, 因此具有经验类比或试验手段无可比拟的优点, 如果再辅之以适当经验和试验, 就能得到一个较圆满的优化设计结果。传统设计也追求最优结果, 通常在调查分析基础上, 根据设计要求和实践

机械设计的发展历史

机械设计的发展历史摘要：设计必须科学化，这意味着要科学的阐述客观设计过程及其本质，分析与设计有关的领域及其单位，在这些基础上，科学的安排设计过程，使用科学的方法和手段进行设计。同时也要求设计人员不仅有丰富的专业知识，而且要掌握先进的设计理论，设计方法及设计手段，科学的进行设计工作，这样才能及时得到符合要求的产品。关键词：机械设计、古代机械设计、近代机械设计、现代机械设计主要内容： 1 机械设计发展的三个阶段机械设计的发展史按时间来分，可分为三个阶段，分别是：从古代社会到17世纪为机械设计起源和古代机械设计阶段，由17世纪至第二次世界大战结束为近代机械设计，第二次世界大战结束直到现在为现代设计阶段。如果按其内容来分，可分为：直觉设计阶段，经验设计阶段和理论设计阶段。两种划分是一一对应的，是从不同角度来划分机械设计的发展史。每一个阶段在设计理论，方法和制造工艺方面都有明显的特色。下面就按时间来划分，把机械设计发展史划分为三个阶段来论述。 1.1 第一阶段：机械设计起源和古代机械设计我国近代的考古发现了一些传说和记载，在浙江余姚河姆渡，河南郑裴李岗等遗址中都发现了七八千年以前制造相当精致的农具如石铲等。我国古代经书中，对古代使用，制造机械的情况有许多记载。《周易》“黄帝，尧，舜氏作，刳木为舟，剡木为楫，剡楫之力以济不通”，“断木为杵，掘地为舀”。可见，在4000多年前，我国古代已经发明了车，船，农具和许多生活用具。在《周易》第47卦“困”的卦辞中有“困于金车”，金车指用铜装饰起来的豪华马车。清代学者章诚说“六经皆史”，在我国古代文献中随处可以见机械产品与人民生活密切的联系，在我国春秋战国时代的著作《道德经》中有“三十辐共一毂，像日月也”的说法，而在秦陵发掘出来的二号铜车马，车融会贯通就有30个车辐。虽然据统计，当时的车每个车轮用30个轮辐，但是对轮辐的数目已经有了一定的规则。此外，我国古代在武器，纺织机械船舶等方面也有许多发明，到秦汉时期我国机械设计和制造已经达到相当高的技术水平，在当时世界上处于领先地位，在世界机械工程史上占有十分重要的的地位。在我国古代，机械发明，设计者与制造者是统一的。有许多著名的人物，他们的成果代表了当时我国的机械的设计水平。唐代的时候我国与许多国家开展了经济，文化和科学技术的交流，与东南亚，南亚，阿拉伯，非洲东海岸贸易频繁，对中国和世界其他的一些国家有很大影响。由于贸易的发展，要求商品增加，从而改进生产设备，使机械设计有了很大的发展，造纸，纺织，农业，矿业，陶瓷，印染，兵器等都有了新的进展，机械设计水平也提高了一大步，宋代沈括的著作《梦溪笔谈》记载了当时的许多科学成就，反映了当时的科学水平。世界其它的国家也有不少机械的成果。但这些设计多是凭设计者的经验完成的缺乏必要的，有一定精度的理论的计算。 1.2 近代机械设计 17世纪欧洲的航海，纺织，钟表等工业的兴起，提出了许多技术部题，1644年英国组成了“哲学学院”，德国成立了实验研究会和柏林学会，1666年，法国，意大利也成立了研究机构。在这些机构中工作的意大利人伽里略（1564~1642）发表了自由落体定律，惯性定律，抛物体运动，还进行过梁的弯曲实验；英国人牛顿提出了到家动的三大定律，1688年，他提出

机械优化设计方法论文

浅析机械优化设计方法基本理论【摘要】在机械优化设计的实践中，机械优化设计是一种非常重要的现代设计方法，能从众多的设计方案中找出最佳方案，从而大大提高设计的效率和质量。每一种优化方法都是针对某一种问题而产生的，都有各自的特点和各自的应用领城。在综合大量文献的基础上，总结机械优化设计的特点，着重分析常用的机械优化设计方法，包括无约束优化设计方法、约束优化设计方法、基因遗传算方法等并提出评判的主要性能指标。【关键词】机械；优化设计；方法特点；评价指标一、机械优化概述机械优化设计是适应生产现代化要求发展起来的一门科学，它包括机械优化设计、机械零部件优化设计、机械结构参数和形状的优化设计等诸多内容。该领域的研究和应用进展非常迅速，并且取得了可观的经济效益，在科技发达国家已将优化设计列为科技人员的基本职业训练项目。随着科技的发展，现代化机械优化设计方法主要以数学规划为核心，以计算机为工具，向着多变量、多目标、高效率、高精度方向发展。]1[ 优化设计方法的分类优化设计的类别很多，从不同的角度出发，可以做出各种不同的分类。按目标函数的多少，可分为单目标优化设计方法和多目标优化设计方法按维数，可分为一维优化设计方法和多维优化设计方法按约束情况，可分为无约束优化设计方法和约束优化设计方法按寻优途径，可分为数值法、解析法、图解法、实验法和情况研究法按优化设计问题能否用数学模型表达，可分为能用数学模型表达的优化设计问题其寻优途径为数学方法，如数学规划法、最优控制法等。 1.1 设计变量设计变量是指在设计过程中进行选择并最终必须确定的各项独立参数，在优化过程中，这些参数就是自变量，一旦设计变量全部确定，设计方案也就完全确定了。设计变量的数目确定优化设计的维数，设计变量数目越多，设计空间的维数越大。优化设计工作越复杂，同时效益也越显著，因此在选择设计变量时。必须兼顾优化效果的显著性和优化过程的复杂性。

石油机械绿色设计通用版

安全管理编号：YTO-FS-PD312 石油机械绿色设计通用版 In The Production, The Safety And Health Of Workers, The Production And Labor Process And The Various Measures T aken And All Activities Engaged In The Management, So That The Normal Production Activities. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards

石油机械绿色设计通用版使用提示：本安全管理文件可用于在生产中，对保障劳动者的安全健康和生产、劳动过程的正常进行而采取的各种措施和从事的一切活动实施管理，包含对生产、财物、环境的保护，最终使生产活动正常进行。文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。可持续发展要求石油机械采用绿色设计的方法, 提高资源利用率, 减少对环境的影响。如何在石油机械制造之中，降低能耗，提高设备的可用性具有非常重要的意义。该文对石油机械的绿色设计与制造进行了研究，希望该文的研究可以推动我国石油机械的绿色制造的发展。石油机械的能耗和污染往往比较高，在石油机械工作过程之中，往往伴随着废水、废气、噪声等环境污染。同时，石油机械也是高能耗设备，同时由于石油机械的特殊结构，使得石油机械往往出现热辐射、泄漏等现象。因此，如何在石油机械中应用绿色和制造具有非常重要的意义。在我国石油机械设备生产行业中，在设备设计制造应用绿色制造和绿色设计理念，并没有得到高度重视[1]。很多石油机械生产企业依然采用高投入、高能耗、高污染的发展模式。因此，如何在石油机械制造之中，降低能耗，提高设备的可用性具有非常重要的意义。 1.石油机械产品绿色制造的概念一般来说，石油机械产品绿色设计的基本内涵主要分为以下几个方面。

机械设计文献综述最终版

1课题的背景和意义扫描式三维形貌检测系统即为三坐标测量机，是经过40多年发展起来的一种高效率的新型精密测量仪器，有着非常广泛的用途。 20世纪60年代以来，工业生产有了很大的发展，特别是机床、机械、汽车、航空航天和电子工业兴起后，各种复杂零件的研制和生产需要先进的检测技术与仪器，因而体现三维测量技术的三坐标测量机应运而生，并迅速发展和日趋完善。作为近40年发展起来的一种高效率的新型精密测量仪器，三坐标测量机已广泛地用于机械制造、电子、汽车和航空航天等工业中。它可以进行零件和部件的尺寸、形状及相互位置的检测，例如箱体、导轨、涡轮和叶片、缸体、凸轮、齿轮、形体等空间型面的测量。此外，还可用于划线、定中心孔、光刻集成线路等，并可对连续曲面进行扫描及制备数控机床的加工程序等。由于它的通用性强、测量范围大、精度高、效率高、性能好、能与柔性制造系统相连接，已成为一类大型精密仪器，故有“测量中心”之称。三坐标测量机主要由四大部分组成：主机机械系统（X、Y、Z三轴或其它）、测头系统、电气控制硬件系统、数据处理软件系统（测量软件）。三坐标测量机的出现是标志计量仪器从古典的手动方式向现代化自动测试技术过渡的一个里程碑。三坐标测量机在下述方而对三维测量技术有重要作用: （1）解决了复杂形状表面轮廓尺寸的测量，例如箱体零件的孔径与孔位、叶片与齿轮、汽车与飞机等的外廓尺寸检测；（2）提高了三维测量的精度，目前高精度的坐标测量机的单轴精度，每米长度内可达1μm以内，三维空间精度可达1μm一2μm。对于车间检测用的三坐标测量机，每米测量精度单轴也可达3μm一4μm；（3）由于三坐标测量机可与数控机床和加工中心配套组成生产加工线或柔性制造系统，从而促进了自动化生产线的发展；（4）随着三坐标测量机的精度不断提高，自动化程度不断发展，促进了三维测量技术的进步，大大地提高了测量效率。尤其是电子计算机的引入，不但便于数据处理，而且可以完成CNC的控制功能，可缩短测量时间达95%以上。 2本课题相关技术的国内外发展概况 2.1三坐标测量机的发展历程三坐标测量机是集机械、光学、控制技术、计算机技术为一体的大型的精密测量仪器，由于它的通用性强，测量范围大、精度高、效率高、性能好，因此自1959年

机械优化设计综述及其应用举例

机械优化设计综述与应用苟晓明（重庆理工大学重庆汽车学院，重庆市400054）摘要：机械优化设计是一门实践性很强的综合性学科，在现代机械设计中占有非常重要的地位，其应用价值十分高，是非常有发展潜力的研究方向。文章对机械优化设计的基本理论，基本研究思路、优化设计方法、软件的应用情况以及应用中可能遇到的问题等分别进行了简述，分析了优化设计应用的发展趋势。并应用Matlab优化工具箱对产品进行了优化设计应用实例分析。关键词：机械优化设计；优化方法；蜗杆传动；Matlab Summary of Mechanical Optimal Design and Application GOU Xiao Ming (Chongqing University of Technology, Chongqing Automobile Institute,Chongqing,400054,Chain) Abstract: Mechanical optimal design is a very practical comprehensive discipline, it plays a very important role in modern mechanical design. Its value is very high, and is very promising research direction. This article summarized the basic theory of optimal design, research ideas, optimal design method, the application of software and possible problems in use the software. Analyze the application and trends of optimization methods. And use Matlab optimization toolbox to analyze the optimal design of products. Key words：mechanical optimal design; optimization method;worm transmission; Matlab 0 引言优化设计是20世纪60年代发展起来的，以数学规划理论为基础，根据最优化的原理和方法，应用计算机技术，寻求最优设计参数的一种新方法，为工程设计提供了一种重要的科学设计方法。优化设计首先需根据工程需要将实际问题转化成数学模型，然后选择合理的优化方法，通过计算机求得最优解。能使设计周期大大缩短，提高计算精度、设计效率和设计质量。因此优化设计是现代设计理论和方法的一个重要领域，它已广泛应用于各个工业部门，已成为设计方法的一个重要发展趋势。 1 优化设计基本概念机械优化设计就是在满足给定的载荷、环境条件、产品的形态、几何尺寸关系或其它约束条件下,以机械系统的功能、强度和经济性等为优化对象,选取设计变量,建立目标函数和约束条件, 利用数值优化计算方法使目标函数获得最优设计方案一种现代设计方法]3 1[ 。进行最优化设计时，首先必须将实际问题加以数学描述，形成一组由数学表达式组成的数学模型，然后选择一种最优化数值计算方法和计算机程序，在计算机上运算求解，得到一组由数学表达式组成的最优设计参数。利用优化设计，可进一步改善和提高产品的性能；在满足各种设计条件下减少产品或工程结构重量，从而节省产品成本消耗、降低工程造价;可以进一步提高产品或工程设计效率。因此，优化设计是直接提高产品设计性能、降低产品成本的有效设计方法。优化设计可给企业带来直接的经济效益，从而提高企业产品的竞争能力。优化设计的目标是使设计对象最优，而优化设计的手段是计算机及优化计算软件。优化计算软件是以优化计算方法为基础而形成的应用程序系统。因此，优化设计还可以被理解为采用计算程序的从设计空间搜索最佳设计方案的现代设计手段。优化设计与常规设计相比具有借助计算机为工具的明显特征。优化设计中优化计算方法的数学基础包括线性规划、非线性规划、动态规划、几何规划等内容的数学规划理论。优化设计一般包含如下主要内容:①将设计中的实际物理模型抽象为数学模型。确定设计过程中主要的设计目标和设计条件，在此基础上构造评价设计方案的目标函数和约束条件等。②数学模型的求解。根据数学模型的性质，选择合适的优化方法，并利用计算机进行数学模型的求解，得到优化设计方案。任何机械设计问题，总是要求满足一定的工作条件、载荷和工艺等方面要求，并在强度、刚度、

机械设计——中国机械发展史

中国机械发展史摘要：如果说书籍是人类精神文明进步的阶梯，那么机械无疑是人类物质文化前进的动力。作为有五千年历史的大国，中国是世界上机械发展最早的国家之一。中国的机械工程技术不但历史悠久，而且成就十分辉煌，不仅对中国的物质文化和社会经济的发展起到了重要的促进作用，而且对世界技术文明的进步做出了重大的贡献。关键词：发展史、传统机械、近代机械、现代机械我国机械的发展大致可以分为三种：早期的传统机械；中期的近代机械；发展至今的现代机械。传统机械方面，我国在很长一段时期内都领先于世界。到了近代由于特别是从18世纪初到19世纪40年代，由于经济社会等诸多原因，我国的机械行业发展停滞不前，在这100多年的时间里正是西方资产阶级政治革命和产业革命时期，机械科学技术飞速发展，远远超过了中国的水平。这样，中国机械的发展水平与西方的差距急剧拉大，到十九世纪中期已经落后西方一百多年。一、传统机械传统机械发展这一时期是中国机械发展的第一个时期，然而石器的使用标志着这一时期的开始。青铜器的出现，铁器的使用标志着我国传统机械的发展进入了一个新的时期。唐宋时期我国传统机械发展进入一个高水平发展的时期。石器时代：初期出现了磨制的石器，弓箭等一些简单的机械制造。到新石器时代对石器的选择、切割、磨制和钻孔等有了更高的要求，以及出现了桔槔、辘轳等复合机械工具和原始纺织机、制陶转轮等较复杂的机械，这都反映了这一阶段机械的发展水平有了显著的提高。但这一时期在动力方面只有人力、畜力等并用。在材料方面多以石质材料为主发展为以木、铜质材料为主。商周时期：这一时期青铜冶铸技术达到了高潮。青铜器的出现标志着一种新的机械技术和制造工艺的诞生。到商中期已广泛使用分铸法等先进工艺，体现出机械工程的不断进步。并且这一时期机械在结构方面由简单工具发展为复合工具和较为复杂的机械。在原理方面从杠杆、尖劈等原理的利用发展为对惯性、摩擦、弹性和重力等原理的利用。在制造工艺方面经历了由石器制造工艺向铜器和其他机械工艺的转变。这充分说明在这一时期中国传统机械技术已经形成并有了

机械设计工艺夹具设计开题报告(含文献综述、外文翻译)

毕业设计开题报告（含文献综述、外文翻译）题目姓名学号班级专业机械设计制造及其自动化学院机械工程学院指导教师（职称）

1. 获得广泛的应用，1.1 1.2 选题意义 2．设计内容 2.1 主要设计内容 …………………………… 2.2 拟解决的关键问题 …………………………… 3．设计的方法及措施 3.1 可行性分析 ……………………………

3.2 方法及措施 …………………………… 4．预期设计成果 …………………………… 5．设计工作进度计划本毕业设计的阶段划分与进度安排如下：第一阶段：第七学期第10～12周（2010.11.1～2010.11.19），查阅文献和撰写第二阶段：第七学期第13 第三阶段：第八学期第1～ ……….； ……； ……….； ……….； ……….；第六阶段：第八学期第10～12周（2011…..～2011…..），整理和撰写设计论文，形成终稿，送审、修改、并装订。

1. 获得广泛的应用，分子合成技术，……2．研究方向 2.1 2.1.1 机械结构设计

参考文献（含开题报告和文献综述） [1] 蒋继红, 虞贤颖, 王效岳. 塑料成型模具典型结构图册出版社, 2006. [2] 朱祖超. ARKKIO A. Determination [S]. 北京: 中国标准出版社, 1996. 期刊 [序号] 主要责任者. 文献题名[J]. 刊名, 出版年份，卷号(期号): 起止页码. 专著 [序号] 主要责任者. 文献题名[M]. 其他责任者. 出版地: 出版者, 出版年. 国际、国家标准 [序号] 标准代号, 标准名称[S]. 出版地: 出版者, 出版年. 学位论文 [序号] 主要责任. 文献题名[D]. 保存地: 保存单位, 年份.

机械优化设计的应用及展望解博

机械优化设计的应用及展望解博（陕西理工学院机械工程学院，陕西汉中７２３００３［摘要］论述了机械优化设计的内涵；分析了机械优化设计在机械工业、汽车工业、航空航天工业的应用；并对机械优化设计的发展进行了展望。［关键词］机械优化设计；应用；展望机械优化设计是最优化设计技术在机械设计领域的和应用，机械优计，涉及到飞机机身及飞机结构整体机械优化设计；涉及到火箭发动机化设计基本思想是根据机械设计的基本理论，方法和现有的标准规范等壳体及航空发动机轮盘机械优化设计；涉及到潜艇结构及潜艇外部液压建立起能够反映工程设计问题和符合优化所需数学要求的数学模型，并舱机械优化设计；涉及到机器人等机械优化设计。机械优化设计的理论采用数学规划的基本方法和计算机技术自动找出优化设计问题的最优方与方法也应用于大规模的工程建设，涉及到筑桥梁及石油钻井井架机械案。当前，机械优化设计的基本理论和基本方法随着现代设计理论及方优化设计；涉及到大型水轮机结构等机械优化设计。机械优化设计还应法的发展不断更新，并且优化设计所用工具软件也随着科学技术的发展用于运输工具零件的优化设计，涉及到汽车车架及悬挂机械优化设计；不断扩展和深化。目前机械优化设计主要是将优化设计的基础理论、国涉及到车身箱形梁结构及起重机机械优化设计；涉及到装载机平面或空际大型通用化的优化设计工具软件与现代工程应用实例密切结合，通过间桁架结构机械优化设计；涉及到各类减速器及制动器圆锥机械优化设机械工程实际应用使得工程技术人员掌握优化设计方法的实质内容及工计；涉及到圆柱齿轮及连杆机构和凸轮机构机械优化设计；涉及到各类程应用技巧。所以，加强机械优化设计的应用研究具有一定的实际意义。弹簧及轴承等机械优化设计。 1 机械优化设计的内涵机械优化设计随着现代制造科学的发展应用领域更加广泛。机械机械优化设计是一门综合性的学科，既涉及到数学、物理学知识，优化设计正以微电子、信息、新材料为代表的新一代工程科学与技术的又涉及到应用化学、应用力学和材料学知识，具有理论价值和应用价发展为基础。所以，机械优化设计一方面极大地拓展了制造领域的深度值，是非常有发展潜力的学科。机械的优化设计与机构设计、机械传动和广度，另一方面改变了现代制造过程的设计方法、产品结构。同样，设计和机械强度评价共同组成了机械设计的内涵。机械

机械设计(1.1)--机械设计概述

第 0 章机械设计概述

0-1 机械设计概述一、机械定义一、机械定义（机构+ 机器）具有确定相对运动的构件组合能实现能量转换或作有用功机械的作用：改善劳动条件、提高生产效率、提高产品质量

0-1机械设计概述二、机械的组成二、机械的组成原动机工作机传动装置控制系统抽象：制造角度（机械设计）零件:制造单元具体：运动角度（机械原理）构件:运动单元零件—构件—机械（机构、机器）

三、机械设备应满足的要求 4. 操作、维护方便； 5. 造型美观； 6. 运输方便等。 3. 制造、运行费用低； 1. 使用要求--完成预定功能，生产率高；2. 安全可靠、寿命足够； 0-1机械设计概述三、机械设备应满足的要求

四、机械设计一般程序明确设计目的、要求拟定系统组成、方案选择确定原动机功率、零件运动动力参数、零件参数设计、系统总装图设计考虑结构、公差工艺要求，绘装配图、零件工作图调试测试控制功能 0-1机械设计概述四、机械设计一般程序设计任务分析方案设计技术设计施工设计控制系统设计调试仿真分析、修改设计、工程试验定型产品设计

0-1机械设计概述五、课程的内容与特点五、课程的内容、任务、特点阐述机械设计的共性问题研究通用机械设计的理论、方法通用零件的工作原理、设计方法、标准规范等。内容：工作特点、失效形式、设计准则、参数选择、结构设计、整机应用机械零件设计基础知识—共性基础理论联接件：螺纹联接、键联接、轴毂联接…… 传动件：齿轮、蜗杆、带、链…… 支撑件：轴、轴承（滚动、滑动）…… 其他：联轴器、离合器、弹簧……

(机械制造行业)机械设计概述

第二章机械设计概述机械是人类进行生产和生活的主要体力劳动工具。随着生产技术的不断发展和人民生活水平的日益提高，机械产品品种和门类日益增多，例如，各种各样的金属切削机床、仪器仪表、工程机械、重型机械、轻工机械、纺织机械、食品包装机械、石油化工机械、产品加工机械、交通运输机械、海洋作业机械、钢铁成套设备、发电设备以及办公设备、家用电器、儿童玩具等等。在现代社会，人们运用各种类型的机械，以改善劳动条件，提高劳动生产率和产品质量。同时，随着经济的发展，人们也运用越来越多的机械，以提高自身的生活质量。可以说，国民经济各部门及人类自身生活中使用机械的程度，是整个社会发展水平的重要标志之一。机械工程是在西方工业革命后形成系统的技术科学，从明代我国逐步引进了此技术，但是至今我们在机械设计方面不属于世界先进行列。主要问题是：1、缺乏技术价值观念。2、缺乏大量技术实践。3、教学与工厂实际脱离，把机械技术变成了读书，缺乏对机械技术的全面实践，培养的人不能动手，不会设计真实东西。工业设计师应当是通才。从专业要求看，必须了解机械工艺、材料、成本等方面的内容，理解工程师的思维方式，才能够较顺利设计产品。此课程主要培养学生在机械技术和设计方面的职业思维方式和行为方式，对机械产品有实际经验，通过拆装实验，讨论，解决实际产品设计，从中了解设计过程。照传统说法，一切机器都可分为三部分，动力源、传动和执行机构。一切机器的作用不外两点，一是利用能量来代替微弱的人力、畜力，另一则用机器的运动来代替人手的动作。虽然两者都是为了减轻劳动，可是它们发展的历史却很不一样。能源开发是近代的成就，应该说由水车开始，而且从历史眼光看其发展并不能说很快，一般是量变。用机器运动来代替手工动作则历史长得多，而且进步也比较大。只要比较一下上古制作陶器的陶车和近代在人的大脑中进行外科手术的机器人便清楚了。这可能是因为能源开发虽然艰巨，其目标却是单一的。用机器运动代替人工劳动，目的是多种多样的，随着人类生活的发展而不断变化。因此形成很多复杂的行业。到底机器的哪部分是用来产生代替人手的动作呢?事实上这和传统的原则性的说法略有不同。倘若机器要执行的动作非常简单，则动力源一传动一执行这划分还是对的。但近代机器常常极其复杂，对它要求的动作也非常精细而且复杂。这种精细复杂的运动，通常要从传动中获得。这就使机器的传动部分和执行部分的界限模糊了，同时也使传动成为更复杂的技术。表面上好像很简单的问题，做起来可能会很困难。在这里提及一个历史上的例子：当瓦特设计他的蒸汽机时，他需要一个直线运动来带动阀门。从表面看这是—个很简单的问题，在今天用一个导轨便成了。但在那时的加工设备和润滑技术，还不能制出导轨，而须用连杆。但瓦特想不出这样一种连杆，便要求格拉斯哥大学的数学家们帮忙，但数学家们也想不出。后来事情传开了，竟发现全世界的数学家都解决不了这问题。瓦特只得用了一个近似的直线机构。这问题直到瓦特死后几十年，才由一位法国数学家解决了。这一事实说明了在机器上对传动机构要求之高和问题解决之难。只要机器还在使用，传动机构也必然要继续发展。各种各样的机械是国民经济许多部门及其他领域的重要装备。随着科学技术和工业生产的发展，对机械产品不时提出新要求，除了优质、高效、低能耗、低廉价格之外，突出的课题是性能优越的、适应高精尖发展的机械功能。一般地说，机械设备均为实现某种工艺动作过程，或者实现生产过程与操作自动化。在新形势下，必须致力搞好创新设计，不断推出新产品来抢占市场，满足客观需求。机械的创新设计的着重点是机构设计，也就是机械运动方案设计。机构系统设计的核心，是选择灵巧的工艺动作过程、满意地达到特定的机械功能要求。机构系统的开发、设计，机构的选用和它们的巧妙组合，就是为了实现特定的机械功能。机构系统设计的好坏，直接影响机械产品的性能、效率、成本，因此愈来愈为人们重视。不言而喻，产品设计是决定产品性能、质量、水平和经济效益的重要环节。随着市场经济的不断发展，商品竞争必然愈来愈剧烈。一个产品是否具有市场竞争能力，在很大程度上取决于产品的设计。产品设计如有闪失，则常常是属于根本性的问题，对产品生产、市场竞争的贻误，可能会造

机械优化设计方法基本理论

机械优化设计方法基本理论一、机械优化概述机械优化设计是适应生产现代化要求发展起来的一门科学，它包括机械优化设计、机械零部件优化设计、机械结构参数和形状的优化设计等诸多内容。该领域的研究和应用进展非常迅速，并且取得了可观的经济效益，在科技发达国家已将优化设计列为科技人员的基本职业训练项目。随着科技的发展，现代化机械优化设计方法主要以数学规划为核心，以计算机为工具，向着多变量、多目标、高效率、高精度方向发展。]1[ 优化设计方法的分类优化设计的类别很多，从不同的角度出发，可以做出各种不同的分类。按目标函数的多少，可分为单目标优化设计方法和多目标优化设计方法按维数，可分为一维优化设计方法和多维优化设计方法按约束情况，可分为无约束优化设计方法和约束优化设计方法按寻优途径，可分为数值法、解析法、图解法、实验法和情况研究法按优化设计问题能否用数学模型表达，可分为能用数学模型表达的优化设计问题其寻优途径为数学方法，如数学规划法、最优控制法等 1.1 设计变量设计变量是指在设计过程中进行选择并最终必须确定的各项独立参数，在优化过程中，这些参数就是自变量，一旦设计变量全部确定，设计方案也就完全确定了。设计变量的数目确定优化设计的维数，设计变量数目越多，设计空间的维数越大。优化设计工作越复杂，同时效益也越显著，因此在选择设计变量时。必须兼顾优化效果的显著性和优化过程的复杂性。 1.2 约束条件约束条件是设计变量间或设计变量本身应该遵循的限制条件，按表达方式可分为等式约束和不等式约束。按性质分为性能约束和边界约束，按作用可分为起作用约束和不起作用约束。针对优化设计设计数学模型要素的不同情况，可将优化设计方法分类如下。约束条件的形式有显约束和隐约束两种，前者是对某个或某组设计变量的直接限制，后者则是对某个或某组变量的间接限制。等式约束对设计变量的约束严格，起着降低设计变量自由度的作用。优化设计的过程就是在设计变量的允许范围内，找出一组优化的设计变量值，使得目标函数达到最优值。

基于机械产品绿色设计与开发策略研究

基于机械产品绿色设计与开发策略研究发表时间：2019-02-19T10:45:47.013Z 来源：《基层建设》2018年第36期作者：李建华 [导读] 摘要：随着社会的不断发展，人们越来越关注低碳、环保与可持续发展等。中山佳维电子有限公司广东省中山市 528403 摘要：随着社会的不断发展，人们越来越关注低碳、环保与可持续发展等。机械产品在生产和使用的过程中，会产生大量的工业废液、废气和废弃物。尤其是我国目前仍采用高投入的粗放型发展模式，资源和能源消耗大，效益低，环境污染严重，这种发展模式给制造业的发展带来了严峻的挑战，也成为制约中国制造业发展的瓶颈。关键词：机械产品；绿色设计；开发策略引言人们生活水平越来越高，人们的环保意识也变得更加强烈，对于绿色产品具有较大的需求量。我国发展过程中，机械制造业属于重要的部分，要想保障生产出来的产品符合大众需求，就要重视绿色设计的重要性。当前社会已经高度关注机械制造业引发的环境问题，绿色设计理念也符合我国的发展需求。 1.概述机械设计制造中绿色设计理念 1.1概念。绿色设计指的就是在生产过程中充分考虑到产品环境属性，保证产品实现可拆卸、可回收等要求，满足产品质量和功能等基本要求之后，需要考虑产品的环境属性等。绿色设计要减少环境污染和能源消耗，实现产品回收再利用。绿色设计理念符合我国的可持续发展理念，是社会发展的趋势。在工业化发展初期，人们过于注重经济利益，付出了巨大的环境代价，于是人们开始逐渐重视绿色设计理念。为了促进经济建设获得良好的结构，更好的贯彻科学发展观，开始利用绿色设计指导工业化发展。 1.2机械设计制造的绿色理念。机械设计制造发展初期，人们过于重视利润和效率，忽视了环境保护，浪费了大量的资源。在机械设计制造加工过程中，绿色设计理念对于其中每个环节都提出了很高的要求。首先设计是机械生产的第一个步骤，机械的设计要求比较高，因为产品的内部结构和尺寸等方面都具有密切的联系，因此需要通过精密的计算才可以保障产品质量。利用绿色理念，设计者需要综合各种因素，减少消耗材料，此外设计者需要通过长远的眼光，结合当前利益和长远利益。 2.针对基于绿色理念的机械产品设计关键技术的研究 2.1绿色机械产品数据库绿色机械产品数据库主要是机械产品生命周期中和经济、技术、环境相关的数据，比如说，机械产品制造与装配涉及的数据、原材料的成分数据、材料的人工讲解时间、各种原材料对自然环境的影响数据、机械产品在使用过程中产生附加物的数量与质量、机械产品设计的有效经验等。在机械产品设计的过程中，建立绿色机械产品数据库，既可以在很大程度上提升设计的进度与质量，又可以改善机械产品的设计技术与流程。 2.2绿色机械产品成本的分析与处理绿色机械产品的成本分析是产品设计中不可缺少的组成部分，在绿色机械产品的设计过程中起着重要的作用。它不同于传统机械产品设计的成本分析。在成本分析过程中，考虑了产品的拆卸、污染物的更换、机械产品的回收和特种材料的成本。企业机械产品的附加值直接取决于机械产品的成本，在很大程度上优化了机械产品的设计和成本分配。 2.3绿色机械产品中材料的选择与管理绿色机械产品中绿色材料的选择主要有以下四个标准：一是材料对自然环境的破坏与污染少；二是运用这种材料设计出的机械产品具有更好的使用功能；三是对能源与资源的消耗少；四是可以在最大程度上得到循环再利用或者降解循环利用。对于机械产品中的绿色材料进行科学管理，需要做到以下四点：一是要坚持选择容易回收、耗能低、污染少的原材料，尽量避免使用辐射性强、有毒的原材料；二是要将选择好的材料做标记，对不同性能或者种类的原材料要分类管理，以免将无毒的材料与有毒的材料放在一起，引起交叉感染；三是对于在使用的一些机械产品要做好回收工作，一些不可回收再利用的材料要采取特殊的国将其处理，从而减少对自然生态环境的影响；四是要利用先进的计算机技术建立材料信息数据库，对于一些具有特殊性能的材料数据要认真存储，以便以后的查询与使用。 2.4绿色机械产品的制造与装配在绿色机械产品的制造和装配过程中，应坚持三个原则：一是尽量减少制造和装配过程中的废物和污染物排放；二是采用先进的生产技术改进机械产品的生产工艺，提高产品的性能；三是优化机械产品的制造和装配过程。 2.5绿色机械产品的回收设计在绿色机械产品的循环设计过程中，应遵循以下四条原则：一是坚持模块化、系统化原则，二是选择可更新的零部件。第三是减少机械产品原料的种类和性能，第四是对可重复使用的零件和材料进行重新分类。 3.绿色理念在机械设计制造中的应用 3.1健康环保的绿色制造材料绿色设计的主要内容是在机械设计和制造过程中选择健康、环保的材料，并在选材过程中考虑材料与材料的安全性、经济性和兼容性。最重要的考虑是材料的使用是否会污染环境。传统的机械制造材料主要是钳子、汞等有害化学品。这些材料不仅对环境造成严重污染，而且回收利用率低。因此，要实现绿色机械设计与制造的目的，就必须科学合理地选择机械制造材料，从机械制造的源头出发，从绿色理念入手。在机械设计和制造中，绿色材料的选择首先要满足产品基本性能的要求，保证材料的实用性，无论它们是否具有耐高温、耐腐蚀、耐冲击等基本性能。避免选择危害人类健康的有毒原料。其次，要加强绿色环保材料的管理，注重对不同类型材料的分类管理。对物料进行动态管理，仔细检查材料的性能，特别是材料进入实际生产过程后，应及时回收和处理生产后的残余物和废品。 3.2绿色理念的设计方案目前，绿色设计的概念有很多设计方案和技术，但常见的设计方案有三种：可拆卸设计、模块化设计和生命周期设计。可拆卸性设计是指对产品进行定期拆卸，主要是为了后期的维护和产品的再利用设计，但只能在不影响产品功能的情况下进行。模块化设计是对产品模块进行重组的新系统。它主要考虑产品的模块和功能，既可以提高零件的回收效率，又可以实现产品的更新换代。生命周期设计主要考虑

机械产品创新设计方法之绿色设计

机械产品创新设计方法之绿色设计摘要：本文提出了以绿色为原型的创新设计原理，对于以往的经验型设计提供了新的理论思维工具；介绍了面向产品全生命周期的机械产品设计系统，分析了创新设计、绿色设计的基本理念及方法；阐述了基于绿色原型的创新设计原理、特点和实现过程，并充分运用绿色设计理念和创新智能。关键词：机械产品；创新设计；创新点；绿色设计；绿色原型机械制造业的信息化和经济全球化使机械产品的全球市场竞争加剧，人们对产品设计的要求越来越高。如何尽快地推出性价比高的新产品，不断满足消费者个性化和多样化需求，已经成为企业吸引消费者，进而占有更大市场份额的关键要素。这就要求加快产品的开发速度，迅速提高产品的设计水平，实现产品的创新与绿色设计，从而满足用户的需求。全球性的环境和资源制约强有力地呼唤市场上有更多环保、资源节约、可持续发展的机械产品、产业涌现。我国制造业的工业增加值已经名列世界前茅，成了制造大国，但远远不是制造强国。与发达国家的差距还很大，主要表现在产品的性能和品质上，但更为关键的是缺乏自主知识产权，缺乏自主创新产品。这就要求我们加快机械产品的现代设计理论与方法学研究，走可持续发展的道路。 1机械产品现代设计理论与方法现代机械产品通过增加传感器，已经具有某些感知能力，计算机的应用又使产品具有智能性，其构成要素如图1所示。机械产品设计可以是应用新的原理或新的概念，开发制造出新的机器，也可以是在已有机器上的重新设计或改进。现代产品设计，设计者不仅只是考虑自然科学技术，还要求面向产品的全生命周期进行设计，将“产品—人—环境—社会”看成是设计中完整的一个系统。既要考虑产品本身，又要考虑产品对环境的影响；既要考虑技术层面，又要考虑经济社会层面；既要看当前发展，又要看长远发展。面向产品全生命周期的机械产品设计系统通常可分为如图2所示的6个阶段来实现。 1．1 创新设计就创新设计本身，是要求设计者充分发挥创造性思维，吸收最新科技成果，运用现代设计理论和方法，设计出更具竞争力的新颖产品。“Creative leap”概念认为：创新是经过一系列思维飞跃而最终获得的，每一次飞跃中都蕴藏着潜在的方法，而这些方法是可供借鉴和遵循的。

机械设计文献综述要点

课题名称：PE(400*600)颚式碎石机的设计一、课题国内外现状：破碎机械通常可以分为6类，除了其中的锤式破碎机和辊式破碎机2类外，砂石场常见的破碎机械还有复摆颚式破碎机、圆锥破碎机、反击式破碎机和立轴冲击式破碎机（VSI）等4类。主要介绍下复摆颚式破碎机复摆颚式破碎机是砂石场的初级破碎设备。以下主要从3个方面来分析国内外产品差异。（一）产品的品种规格复摆颚式破碎机以进料口的长度和宽度来标定机器的规格，国内制造商基本上按行业标准制造约8种规格粗碎系列产品。国际上主要制造商的产品有更多的规格。例如：美卓集团的诺德伯格公司，有C、VB和重型3个系列合计22种规格；特雷克斯集团的锡达公司有28种规格；爱斯太克集团的先锋公司有15种规格。（二）产品的性能复摆颚式破碎机的主要技术参数是处理能力和最大允许进料尺寸。同一规格的复摆颚式破碎机由于设计不同，其最大允许进料尺寸也不相同，我国参照采用原苏联标准，进料口宽度以固定齿板齿尖（齿底）与活动齿板齿底（齿尖）距离为计算标准，而国际上不少企业以固定齿板和活动齿板之间距离计算，由此，标明相同规格的产品，国内产品与国外企业的产品相比实际上往往小一个齿深的距离，大规格的破碎机齿深为60-100mm，因而国内产品的允许进料尺寸往往偏小50-80mm。（三）产品的设计与制造工艺近20年来，针对复摆颚式破碎机运动方法的四连杆机械设计理论有很大进展。例如：破碎腔的双向啮角，短肘板大摆角，减少传动角与偏心距等，国外公司所提供的产品往往已采用这些经过验证的先进设计理论来提高产品性能和使用可靠性。我国国内制造商由于种种原因采用先进设计理论甚少，其主流产品几乎都是20世纪70年代之前定型的产品，采用耐磨材料，（如高锰钢）和重要配套件（如调心滚子轴承）等国产基础件，使用寿命低于国际先进水平

机械设计的发展史

机械设计的发展史 20100313 哈工程摘要：如果说书籍是人类精神文明进步的阶梯，那么机械无疑是人类物质文化前进的动力。而机械设计则是机械发展过程中必不可少的一个环节。设计必须科学化，这意味着要科学的阐述客观设计过程及其本质，分析与设计有关的领域及其单位，在这些基础上，科学的安排设计过程，使用科学的方法和手段进行设计，这样才能及时得到符合要求的产品。关键字：机械设计、古代机械设计、近代机械设计、现代机械设计、展望 “设计"的最初含义是将符号，记号的意思。随着生产的发展和科技的进步，设计的内涵不断向深度和广度发展，设计的含义愈来愈深刻和愈来愈先进。机械设计是人类改造自然的基本的活动之一，是复杂的思维过程，过程中蕴含着创新和发明的机会。机械设计的发展史按时间来分，可分为三个阶段，分别是：从古代社会到17世纪为机械设计起源和古代机械设计阶段，由17世纪至第二次世界大战结束为近代机械设计，第二次世界大战结束直到现在为现代设计阶段。如果按其内容来分，可分为：直觉设计阶段，经验设计阶段和理论设计阶段。两种划分是一一对应的，是从不同角度来划分机械设计的发展史。每一个阶段在设计理论，方法和制造工艺方面都有明显的特色。下面论述一下机械设计发展史的三个阶段及中国机械发展。一、机械设计发展史的三个阶段第一阶段机械设计起源和古代机械设计我国近代的考古发现了一些传说和记载，在浙江余姚河姆渡，河南郑裴李岗等遗址中都发现了七八千年以前制造相当精致的农具如石铲等。我国古代经书中，对古代使用，制造机械的情况有许多记载。《周易》“黄帝，尧，舜氏作，刳木为舟，服牛乘马，引以致远”。可见，在4000多年前，我国古代已经发明了车，船，农具和许多生活用具。在我国古代文献中随处可以看见机械产品和人民生活密切联系。此外，我国古代在武器，纺织机械船舶等方面也有许多发明，到秦汉时期我国机械设计和制造已经达到相当高的技术水平，在当时世界上处于领先地位，在世界机械工程史上占有十分重要的地位。在我国古代，机械发明，设计者与制造者是统一的。有许多著名的人物，他们的成果代表了当时我国的机械的设计水平。唐代的时候我国与许多国家开展了经济，文化和科学技术的交流，与东南亚，南亚，阿拉伯，非洲东海岸贸易频繁，对中国和世界其他的一些国家有很大影响。由于贸易的发展，要求商品增加，从而改进生产设备，使机械设计有了很大的发展，造纸，纺织，农业，矿业，陶瓷，印染，兵器等都有了新的进展，机械设计水平也提高了一大步，宋代沈括的著作《梦溪笔谈》记载了当时的许多科学成就，反映了当时的科学水平。在国外，这一时期以16世纪达芬奇的创造活动为顶点，由于作为机械设计的基础知识—力学尚未成熟，因此这一阶段设计最高水平就是达芬奇所构想的齿轮，螺旋，而中国的记里鼓车和秦代出现的齿轮传动则比达芬奇更早的达到这个水平。世界其他的国家也有不少的机械成果，但这些设计多是凭设计者的经验完成的，缺乏必要的，要有一定精度的理论的计算。