机械电子概论论文2篇

浅论机械设计制造及其自动化的发展方向械制造业是我国国民经济的重要组成部分，也是提高工业生产效率的关键。因此，我们需要对机械设计制造的自动化进行深入研究，不断创新制造方式与发展形式，逐渐完善我国的工业体系建设。我国在研究与应用机械设计制造及其自动化发展上，虽然取得了一定的成果，但跟其它发达国家相比，还是存在一定的现实差距[1]。所以，我国还需要在理论与实践上面加大创新研究力度，从而为提升机械设计制造的自动化水平奠定良好的基础。一、机械设计制造的主要原则(一)有效满足机器的功能需求机械设计制造首先需要满足机器的功能需求，因为任何一件机械，都需要有自身的功能，能够在某些领域中得到应用。从工业生产上面来看，机械设计制造需要满足三大要素，分别是物质、能量与信息，机械自动化系统要能够对输入的物质、能量与信息进行处理，进而可以输出具有某种所需特性的物质、能量与信息[2]。机械设计制造在满足机器功能需求的前提下，通常可以分成机电一体化产品与机电一体化技术两个方面，机械自动化系统作为一个综合性概念，一般会包括设计、制造以及满足某种特定功能。满足某种特定功能是机械设计制造的关键，这种功能主要是由内部有机联系结构所决定的。(二)采取先进技术来创新设计我们在对系统或者是产品进行分类时，通常是按照系统或产品主功能的不同来进行。以物料加工为主，加工机是通过对输入的物质、能量与信息进行加工处理，可以将改变了形态跟位置的物质系统或产品输出，像印刷机械、纺织机械、食品加工机械等。以能量转换为主，动力机可以将输入的能量与信息转换输出拥有不同能量的系统或产品，像内燃机与电动机[3]。以信息处理为主，信息机可以将输入的信息与能量进行处理，进而输出某种信息，像文字、图像、声音等，信息机通常包括了传真机、计算机等。机械设计制造自动化需要采取先进的技术来进行创新设计，这才能更好满足工业生产的现实需求。二、机械设计制造的自动化发展方向(一)数字化发展机械设计制造自动化发展的重点便在于实现数字化，对于机械制造行业来说，图形、数据、知识以及技能等，都属于数字的形式。机械制造企业利用数字化技术来收集信息资料，进而采取虚拟现实、数据库、多媒体等数字化技术来对信息进行分析、重组与规划。随着网络信息科技的不断发展，当前机械制造企业已经逐步开始采取网络化的经营销售形式，客户只需要将所需的机械产品以信息的形式发布，企业便可以基于网络基础上，结合自身的实际情况，进而在第一时间将机械产品研制出来，从而满足了客户的现实需求。因此，数字化便是今后我国机械设计制造自动化发展的主要方向。(二)绿色化发展随着经济社会的不断发展，我国环境问题越来越突出，资源形势也越来越严峻。基于低碳经济理念的指导下，人们的环保意识正在逐渐增强，这就使得绿色产品设计制造开始兴起。为了减少环境污染，更好实现节能减排的经济发展目标，机械制造行业需要将机械设计制造的自动化与绿色化相融合，满足经济社会发展中节能降耗的基本目标，更好达到节约资源与保护环境的目的。机械设计制造向绿色化方向发展，可以将生产制造过程中产生的一些报废产品实施回收利用，逐步减少了资源的浪费，在一定程度上减轻了环境污染，从而贯彻了科学可持续发展的理念。(三)智能化发展随着网络信息科技的不断发展，今后我国的机械设计制造需要向自动化与智能化相融合的方向发展。智能化主要是指描述机器的行为，基于控制理论的指导下，能够将人工智能、计算机科学、心理学、生理学等有机融合在一起，从而实施智能模拟试验，使得机械产品能够拥有思维判断、逻辑推理以及独立决策的能力，进而更好实现对机械产品的智能化操作控制。目前来讲，有些机械产品已经开始具备一部分智能化的特点，我国机械设计制造今后的发展方向便是将自动化与智能化有机融合在一起，从而逐步提高我国机械制造产品的实际应用水平。三、结语总而言之，实现机械设计制造及其自动化发展具有明显的现实优势，就像是使机械拥有了功能齐全、质量良好以及稳定性与可靠性较强等优点。能够满足节能减排的低碳经济发展目标，逐步贯彻落实了可持续发展理念。随着网络信息科技的不断发展，社会生产对机械设计制造提出了更高的现实要求。这就需要机械设计制造工作人员能够逐步转变自身的设计理念，充分认识到机械设计制造今后的发展方向，有效实现对机械设计制造的创新发展。不断提高机械设计制造的实际应用水平，为工业生产提供源源不断的动力支持，从而促进我国机械制造业的蓬勃发展。浅谈机械可靠性优化设计的应用可靠性、稳定性是衡量机械产品的重要指标，也是工业生产中机械正常运行的可靠性保障。工业的发达是依靠科技推动的，科技推动工业发展的承载点则表现在机械产品中。因此，在科技高速发展的今天，对于机械产品的可靠性要求变得越来越高，那么在实际工作中要想提升机械产品的可靠性与稳定性则必须加入机械可靠性优化设计。将机械产品与日常工作环境联系起来，然后展开优化设计，并及时更新机械零部件的性能配置，实现机械产品可靠性提升。本文针对机械优化设计相关问题进行研究，以实际机械产品优化案例进行分析，为实现机械可靠性优化提供相应指导。1机械可靠性优化设计的重要性机械可靠性设计时以成品的可靠性作为基准，将外载力、零部件尺寸、承受能力等各项参数融合起来考虑。然后应用力学理论、概率理论、数据统计学等做出机械可靠性保障方案。传统机械设计方法又被称为安全系数法，其在机械可靠性优化设计的时候只要确保安全设计系数大于规定的数值即可，但是在实际应用中机械可靠性设计往往忽略了设计参数的随机性。因此在实际研究中应注意将力学作为随机变量，机械可靠性设计中认为各个受力因素会受到环境的影响，因为环境因素也是一个变量，还存在着一定的规律性可循[1]。机械强度受到材料的性能、加工精度、工艺环节的波动等影响，也呈现出一种波动性规律变化。机械可靠性设计的时候，应根据设计的不同的要求选取不同的特征函数，注意在计算的时候应考虑其离散性，使用概率统计方法进行计算求解。机械可靠性设计的时候应考虑到各个参数的随机分布，还应据此来分析出机械的实际工作状况。2机械可靠性优化设计案例本次机械可靠性优化设计研究选取蜗杆减速器优化设计作为研究的主要内容，一级蜗杆减速器的主要失效形式有：涡轮齿面点蚀、涡轮齿折断、键压溃、轴折断、轴承实效等几类。针对蜗杆进行可靠性优化设计的时候，其优化模型为：Rs=Rcf?Rch?Rz?Rj?Rg。其中Rcf表示蜗轮齿根弯曲疲劳的可靠度;Rch表示涡轮齿面接触疲劳可靠度;Rz表示轮轴的可靠度;Rg表示滚动轮轴可靠度;Rj表示键可靠度。蜗杆减速器进行变量设计的时候，将蜗杆的模数定为m，蜗杆直径系数为q、蜗杆轴直径ds、蜗杆头数zl、传动比i、涡轮轴长度L。可靠性设计变量表示如图1所示，其中X={m，z1、q、L、i、ds}。图1蜗杆减速器变量优化设计图蜗杆减速器的体积主要受到蜗轮、蜗轮轴、蜗杆等因素的影响，因此取三者的体积作为目标函数：Minf1(x)=π/4{B2(mz2)2+L1(mq)2+m?(q-2.4)2(0.9mz2-L1)+ds2[L-(1.5ds-B2)]}。其中蜗轮齿宽度为B2=[m(q+2)-0.5m]sina+0.8m。a=50°，a表示蜗轮齿宽度。则根据蜗杆可靠性优化设计相关计算，必须建立相应的约束条件，其中，其中式子中的表示蜗杆允许的接触应力。蜗轮轴的强度为。其中式子中的MD表示危险截面积的弯矩均值。3机械可靠性设计建议3.1权衡和耐环境设计针对机械进行耐环境和权衡和设计，有利于设计者找出机械相对可靠的设计方案，并对机械的质量、成本、体积以及可靠性等完成优化。耐环境设计主要是基于综合考虑的一种设计方式，从机械的零部件出发，将零部件的寿命周期内的各种环境考虑进去[2]。3.2预防故障设计法机械设备正常运行与否关系到机械设备的整体运作功能是否在完整的串联中各自发挥出自身的作用。整体功能大于部分功能将成为机械可靠性设计的重要目标，机械优化设计中首先要重视机械设备的可靠性，并对零部件进行严格的需求控制和选择控制。预防故障法设计中应对选用的零部件和通用不见进行验证分析，最大限度对故障进行分析。3.3简化以及余度设计优化机械优化设计中，简化设计作为一种基础设计，其设计思路明确，即零部件的数量应尽可能避免冗余，减少故障出现。机械的可靠性优化设计中必须对其错误故障进行统计分析，从小故障处理做起尽可能保障机械的可靠性。通过简化和余度设计优化可以有效提升可靠性生产以及避开故障的能力[5]。简化优化设计即对机械生产中的一些不必要方式进行优化，减少一些超标负荷承载工作，调