機械電子概論論文
機械電子概論論文
機械電子工程與人工智能對于當今時代來說已經(jīng)不是陌生事物,在日常生活與生產(chǎn)行為中機械電子工程的應用普遍存在,而且越來越趨向于人工智能化發(fā)展。下文是學習啦小編為大家搜集整理的關于機械電子概論論文的內(nèi)容，歡迎大家閱讀參考!
機械電子概論論文篇1
淺論機械設計制造及其自動化的發(fā)展方向
械制造業(yè)是我國國民經(jīng)濟的重要組成部分，也是提高工業(yè)生產(chǎn)效率的關鍵。因此，我們需要對機械設計制造的自動化進行深入研究，不斷創(chuàng)新制造方式與發(fā)展形式，逐漸完善我國的工業(yè)體系建設。我國在研究與應用機械設計制造及其自動化發(fā)展上，雖然取得了一定的成果，但跟其它發(fā)達國家相比，還是存在一定的現(xiàn)實差距[1]。所以，我國還需要在理論與實踐上面加大創(chuàng)新研究力度，從而為提升機械設計制造的自動化水平奠定良好的基礎。
一、機械設計制造的主要原則
(一)有效滿足機器的功能需求
機械設計制造首先需要滿足機器的功能需求，因為任何一件機械，都需要有自身的功能，能夠在某些領域中得到應用。從工業(yè)生產(chǎn)上面來看，機械設計制造需要滿足三大要素，分別是物質(zhì)、能量與信息，機械自動化系統(tǒng)要能夠?qū)斎氲奈镔|(zhì)、能量與信息進行處理，進而可以輸出具有某種所需特性的物質(zhì)、能量與信息[2]。機械設計制造在滿足機器功能需求的前提下，通?？梢苑殖蓹C電一體化產(chǎn)品與機電一體化技術兩個方面，機械自動化系統(tǒng)作為一個綜合性概念，一般會包括設計、制造以及滿足某種特定功能。滿足某種特定功能是機械設計制造的關鍵，這種功能主要是由內(nèi)部有機聯(lián)系結(jié)構(gòu)所決定的。
(二)采取先進技術來創(chuàng)新設計
我們在對系統(tǒng)或者是產(chǎn)品進行分類時，通常是按照系統(tǒng)或產(chǎn)品主功能的不同來進行。以物料加工為主，加工機是通過對輸入的物質(zhì)、能量與信息進行加工處理，可以將改變了形態(tài)跟位置的物質(zhì)系統(tǒng)或產(chǎn)品輸出，像印刷機械、紡織機械、食品加工機械等。以能量轉(zhuǎn)換為主，動力機可以將輸入的能量與信息轉(zhuǎn)換輸出擁有不同能量的系統(tǒng)或產(chǎn)品，像內(nèi)燃機與電動機[3]。以信息處理為主，信息機可以將輸入的信息與能量進行處理，進而輸出某種信息，像文字、圖像、聲音等，信息機通常包括了傳真機、計算機等。機械設計制造自動化需要采取先進的技術來進行創(chuàng)新設計，這才能更好滿足工業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)實需求。
二、機械設計制造的自動化發(fā)展方向
(一)數(shù)字化發(fā)展
機械設計制造自動化發(fā)展的重點便在于實現(xiàn)數(shù)字化，對于機械制造行業(yè)來說，圖形、數(shù)據(jù)、知識以及技能等，都屬于數(shù)字的形式。機械制造企業(yè)利用數(shù)字化技術來收集信息資料，進而采取虛擬現(xiàn)實、數(shù)據(jù)庫、多媒體等數(shù)字化技術來對信息進行分析、重組與規(guī)劃。隨著網(wǎng)絡信息科技的不斷發(fā)展，當前機械制造企業(yè)已經(jīng)逐步開始采取網(wǎng)絡化的經(jīng)營銷售形式，客戶只需要將所需的機械產(chǎn)品以信息的形式發(fā)布，企業(yè)便可以基于網(wǎng)絡基礎上，結(jié)合自身的實際情況，進而在第一時間將機械產(chǎn)品研制出來，從而滿足了客戶的現(xiàn)實需求。因此，數(shù)字化便是今后我國機械設計制造自動化發(fā)展的主要方向。
(二)綠色化發(fā)展
隨著經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展，我國環(huán)境問題越來越突出，資源形勢也越來越嚴峻?；诘吞冀?jīng)濟理念的指導下，人們的環(huán)保意識正在逐漸增強，這就使得綠色產(chǎn)品設計制造開始興起。為了減少環(huán)境污染，更好實現(xiàn)節(jié)能減排的經(jīng)濟發(fā)展目標，機械制造行業(yè)需要將機械設計制造的自動化與綠色化相融合，滿足經(jīng)濟社會發(fā)展中節(jié)能降耗的基本目標，更好達到節(jié)約資源與保護環(huán)境的目的。機械設計制造向綠色化方向發(fā)展，可以將生產(chǎn)制造過程中產(chǎn)生的一些報廢產(chǎn)品實施回收利用，逐步減少了資源的浪費，在一定程度上減輕了環(huán)境污染，從而貫徹了科學可持續(xù)發(fā)展的理念。
(三)智能化發(fā)展
隨著網(wǎng)絡信息科技的不斷發(fā)展，今后我國的機械設計制造需要向自動化與智能化相融合的方向發(fā)展。智能化主要是指描述機器的行為，基于控制理論的指導下，能夠?qū)⑷斯ぶ悄?、計算機科學、心理學、生理學等有機融合在一起，從而實施智能模擬試驗，使得機械產(chǎn)品能夠擁有思維判斷、邏輯推理以及獨立決策的能力，進而更好實現(xiàn)對機械產(chǎn)品的智能化操作控制。目前來講，有些機械產(chǎn)品已經(jīng)開始具備一部分智能化的特點，我國機械設計制造今后的發(fā)展方向便是將自動化與智能化有機融合在一起，從而逐步提高我國機械制造產(chǎn)品的實際應用水平。
三、結(jié)語
總而言之，實現(xiàn)機械設計制造及其自動化發(fā)展具有明顯的現(xiàn)實優(yōu)勢，就像是使機械擁有了功能齊全、質(zhì)量良好以及穩(wěn)定性與可靠性較強等優(yōu)點。能夠滿足節(jié)能減排的低碳經(jīng)濟發(fā)展目標，逐步貫徹落實了可持續(xù)發(fā)展理念。隨著網(wǎng)絡信息科技的不斷發(fā)展，社會生產(chǎn)對機械設計制造提出了更高的現(xiàn)實要求。這就需要機械設計制造工作人員能夠逐步轉(zhuǎn)變自身的設計理念，充分認識到機械設計制造今后的發(fā)展方向，有效實現(xiàn)對機械設計制造的創(chuàng)新發(fā)展。不斷提高機械設計制造的實際應用水平，為工業(yè)生產(chǎn)提供源源不斷的動力支持，從而促進我國機械制造業(yè)的蓬勃發(fā)展。
機械電子概論論文篇2
淺談機械可靠性優(yōu)化設計的應用
可靠性、穩(wěn)定性是衡量機械產(chǎn)品的重要指標，也是工業(yè)生產(chǎn)中機械正常運行的可靠性保障。工業(yè)的發(fā)達是依靠科技推動的，科技推動工業(yè)發(fā)展的承載點則表現(xiàn)在機械產(chǎn)品中。因此，在科技高速發(fā)展的今天，對于機械產(chǎn)品的可靠性要求變得越來越高，那么在實際工作中要想提升機械產(chǎn)品的可靠性與穩(wěn)定性則必須加入機械可靠性優(yōu)化設計。將機械產(chǎn)品與日常工作環(huán)境聯(lián)系起來，然后展開優(yōu)化設計，并及時更新機械零部件的性能配置，實現(xiàn)機械產(chǎn)品可靠性提升。本文針對機械優(yōu)化設計相關問題進行研究，以實際機械產(chǎn)品優(yōu)化案例進行分析，為實現(xiàn)機械可靠性優(yōu)化提供相應指導。
1 機械可靠性優(yōu)化設計的重要性
機械可靠性設計時以成品的可靠性作為基準，將外載力、零部件尺寸、承受能力等各項參數(shù)融合起來考慮。然后應用力學理論、概率理論、數(shù)據(jù)統(tǒng)計學等做出機械可靠性保障方案。傳統(tǒng)機械設計方法又被稱為安全系數(shù)法，其在機械可靠性優(yōu)化設計的時候只要確保安全設計系數(shù)大于規(guī)定的數(shù)值即可，但是在實際應用中機械可靠性設計往往忽略了設計參數(shù)的隨機性。因此在實際研究中應注意將力學作為隨機變量，機械可靠性設計中認為各個受力因素會受到環(huán)境的影響，因為環(huán)境因素也是一個變量，還存在著一定的規(guī)律性可循[1]。機械強度受到材料的性能、加工精度、工藝環(huán)節(jié)的波動等影響，也呈現(xiàn)出一種波動性規(guī)律變化。機械可靠性設計的時候，應根據(jù)設計的不同的要求選取不同的特征函數(shù)，注意在計算的時候應考慮其離散性，使用概率統(tǒng)計方法進行計算求解。機械可靠性設計的時候應考慮到各個參數(shù)的隨機分布，還應據(jù)此來分析出機械的實際工作狀況。
2機械可靠性優(yōu)化設計案例
本次機械可靠性優(yōu)化設計研究選取蝸桿減速器優(yōu)化設計作為研究的主要內(nèi)容，一級蝸桿減速器的主要失效形式有：渦輪齒面點蝕、渦輪齒折斷、鍵壓潰、軸折斷、軸承實效等幾類。針對蝸桿進行可靠性優(yōu)化設計的時候，其優(yōu)化模型為：Rs=Rcf?Rch?Rz?Rj?Rg。其中Rcf表示蝸輪齒根彎曲疲勞的可靠度;Rch表示渦輪齒面接觸疲勞可靠度;Rz表示輪軸的可靠度;Rg表示滾動輪軸可靠度;Rj表示鍵可靠度。蝸桿減速器進行變量設計的時候，將蝸桿的模數(shù)定為m，蝸桿直徑系數(shù)為q、蝸桿軸直徑ds、蝸桿頭數(shù)zl、傳動比i、渦輪軸長度L?？煽啃栽O計變量表示如圖1所示，其中X={m，z1、q、L、i、ds}。
圖1 蝸桿減速器變量優(yōu)化設計圖
蝸桿減速器的體積主要受到蝸輪、蝸輪軸、蝸桿等因素的影響，因此取三者的體積作為目標函數(shù)：
Minf1(x)=π/4{B2(mz2)2+L1(mq)2+m?(q-2.4)2(0.9mz2-L1)+ds2[L-(1.5ds-B2)]}。其中蝸輪齒寬度為B2=[m(q+2)-0.5m]sina+0.8m。a=50°，a表示蝸輪齒寬度。則根據(jù)蝸桿可靠性優(yōu)化設計相關計算，必須建立相應的約束條件，其中 ，其中式子中的 表示蝸桿允許的接觸應力。蝸輪軸的強度為 。其中式子中的MD表示危險截面積的彎矩均值。
3 機械可靠性設計建議
3.1 權衡和耐環(huán)境設計
針對機械進行耐環(huán)境和權衡和設計，有利于設計者找出機械相對可靠的設計方案，并對機械的質(zhì)量、成本、體積以及可靠性等完成優(yōu)化。耐環(huán)境設計主要是基于綜合考慮的一種設計方式，從機械的零部件出發(fā)，將零部件的壽命周期內(nèi)的各種環(huán)境考慮進去[2]。
3.2 預防故障設計法
機械設備正常運行與否關系到機械設備的整體運作功能是否在完整的串聯(lián)中各自發(fā)揮出自身的作用。整體功能大于部分功能將成為機械可靠性設計的重要目標，機械優(yōu)化設計中首先要重視機械設備的可靠性，并對零部件進行嚴格的需求控制和選擇控制。預防故障法設計中應對選用的零部件和通用不見進行驗證分析，最大限度對故障進行分析。
3.3 簡化以及余度設計優(yōu)化
機械優(yōu)化設計中，簡化設計作為一種基礎設計，其設計思路明確，即零部件的數(shù)量應盡可能避免冗余，減少故障出現(xiàn)。機械的可靠性優(yōu)化設計中必須對其錯誤故障進行統(tǒng)計分析，從小故障處理做起盡可能保障機械的可靠性。通過簡化和余度設計優(yōu)化可以有效提升可靠性生產(chǎn)以及避開故障的能力[5]。簡化優(yōu)化設計即對機械生產(chǎn)中的一些不必要方式進行優(yōu)化，減少一些超標負荷承載工作，調(diào)整機械各個部件的生產(chǎn)情況。
4 結(jié)語
機械可靠性關系著機械日常生產(chǎn)的安全穩(wěn)定運行，因此其重要性不言而喻，那么在實際工作中必須對機械可靠性進行優(yōu)化。通過優(yōu)化機械可靠性運行模式，使得機械在日常工作中發(fā)揮出其主要功用，為保持機械穩(wěn)定生產(chǎn)做出努力。本文針對機械可靠性優(yōu)化設計相關問題進行研究，針對蝸桿減速器優(yōu)化設計案例進行分析，最后提出了一些建設性意見與相關研究同仁共同學習和交流。