前言：想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎？我們特意為您整理了5篇機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計范文，相信會為您的寫作帶來幫助，發(fā)現(xiàn)更多的寫作思路和靈感。

機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計范文第1篇

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計；節(jié)能；環(huán)保；原理

隨著時代的發(fā)展，生態(tài)問題與能源危機(jī)日益嚴(yán)峻，極大影響了人們生活與生產(chǎn)，在這種時代背景下，節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境已成為全球共識。機(jī)械生產(chǎn)作為社會發(fā)展中不可或缺的產(chǎn)業(yè)，節(jié)能環(huán)保問題不容忽視。機(jī)械設(shè)計作為機(jī)械工程領(lǐng)域的第一工序，其在產(chǎn)品設(shè)計中除了考慮產(chǎn)品性能、質(zhì)量外，更要注重設(shè)備的節(jié)能型，盡可能的節(jié)省資源浪費(fèi)，避免因?yàn)樵O(shè)備不具備節(jié)能性能而造成大量材料的浪費(fèi)。文章從機(jī)械設(shè)計節(jié)能的原理入手，從實(shí)際出發(fā)通過能量分析提出了機(jī)械設(shè)計的節(jié)能方法。

1機(jī)械設(shè)計節(jié)能的重要性

我國工業(yè)產(chǎn)業(yè)與西方國家相比，有著起步晚、起點(diǎn)低的特征，但伴隨改革開放以來國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，機(jī)械生產(chǎn)行業(yè)也得到了前所未有的發(fā)展，在國家經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。機(jī)械設(shè)計作為機(jī)械工程領(lǐng)域的重要組成部分，其對機(jī)械工程有著很大影響，近幾年來，受到國家節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境政策的影響，機(jī)械設(shè)計節(jié)能工作的開展已成為不可逆的趨勢，在這種時代背景下，要求機(jī)械設(shè)計人員充分考慮各種因素，除了保證機(jī)械產(chǎn)品的最初性能外，更要做好節(jié)能環(huán)保及經(jīng)濟(jì)性要求，我們首先要對這些內(nèi)容分析和整理，正確認(rèn)識這些環(huán)節(jié)的工作要求。因此，在機(jī)械設(shè)計的時候，我們要對設(shè)備的配合及應(yīng)用更加注意，力求機(jī)械設(shè)計在保持正常運(yùn)轉(zhuǎn)的時候，盡可能的降低能量損耗，從而讓機(jī)械設(shè)計達(dá)到當(dāng)前可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求。

2機(jī)械設(shè)計的節(jié)能原理

在機(jī)械設(shè)計工作中，需要遵守的原則很多，但是在不同時代、不同環(huán)境下，機(jī)械設(shè)計原則也需要隨之變化。近些年來，隨著國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施和節(jié)能環(huán)保理念的提出，機(jī)械設(shè)計中加入節(jié)能要求已刻不容緩。在機(jī)械設(shè)計工作中，節(jié)能策略不僅要從機(jī)械消耗功率入手，更是要對機(jī)械設(shè)計的各個環(huán)節(jié)分析。在機(jī)械設(shè)計中，其原理包含了機(jī)械系統(tǒng)的動能、勢能、輸出作用力以及機(jī)械系統(tǒng)所消耗的功率等。我們首先要對這些內(nèi)容分析和整理，正確認(rèn)識這些環(huán)節(jié)的工作要求。

2.1機(jī)械設(shè)計在動能方面的節(jié)能

在以前的機(jī)械設(shè)計工作中，工作人員通常都將工作重點(diǎn)只放在機(jī)械動能的變化以及輸入輸出功率的控制上，通過調(diào)節(jié)機(jī)械波動、提高機(jī)械周期以及機(jī)械工作精度等方式來保證機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計質(zhì)量，很少主動的去分析動能變化對機(jī)械產(chǎn)品造成的影響，以致機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量往往得不到有效的保證。另外，在傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計中，動能一直沒有得到有效的發(fā)揮，究其原因是機(jī)械在工作中動能并沒有得到有效的轉(zhuǎn)換，機(jī)械設(shè)計中基本工作原理還沿用傳統(tǒng)模式，只要機(jī)械系統(tǒng)中的動能能夠保持在很小的范圍，那么機(jī)械設(shè)計的目的已經(jīng)達(dá)到了。

2.1.1機(jī)械設(shè)計在其他輸出力方面的節(jié)能

不同的機(jī)械設(shè)備在工作過程中所表現(xiàn)的輸出力是不一樣的，而且相同的一款機(jī)械設(shè)備在不同的工作過程中其輸出力也不盡相同，所以機(jī)械的輸出力在不同的工作階段形式也是不一樣的。在機(jī)械工作過程中造成輸出力消耗過高的主要原因是在比較短的時間內(nèi)輸出力變化較大，如果把周期函數(shù)形式的輸出力消耗保持在比較小的范圍內(nèi)變化就能達(dá)節(jié)能到節(jié)能的目的。

2.1.2在機(jī)械設(shè)計時要盡量降低無用功的損耗

任何機(jī)器在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，由于阻力、摩擦、形變等原因一定會產(chǎn)生無用功的損耗，這與機(jī)械在設(shè)計中考慮到的精度、程度等都有莫大的關(guān)系，無用功的損耗大大地降低了機(jī)械設(shè)備的使用效率，所以在機(jī)械設(shè)計時我們要以節(jié)能的基本原理為基礎(chǔ)，盡量減少無用功，以期提高機(jī)械的節(jié)能性。

2.1.3對機(jī)械設(shè)計節(jié)能原理的基本歸納和整理

本文主要是在動能的機(jī)械設(shè)計節(jié)能、減少無用功功率方面以及減少其他輸出力功率方面對機(jī)械設(shè)計節(jié)能基本原理進(jìn)行了簡單的介紹，工程師們在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計時，只要考慮到將機(jī)械系統(tǒng)里面的一些參數(shù)常量等保持在很小的變化范圍內(nèi)，就能極大地增加機(jī)械節(jié)能性，但是想要做到這一點(diǎn)，其實(shí)還是有一定的難度的，這就需要我們廣大的機(jī)械工程師們更加努力的進(jìn)行設(shè)計了。

2.2機(jī)械設(shè)計節(jié)能基本原理的應(yīng)用范圍

機(jī)械設(shè)計節(jié)能基本原理在工程設(shè)計方面的應(yīng)用：

2.2.1機(jī)械節(jié)能原理在升降機(jī)械設(shè)計中的應(yīng)用

升降機(jī)械在工作中消耗的功率是比較大的，為此我們需要對其進(jìn)行節(jié)能設(shè)計改善，那么我們要從哪方面開始著手呢，首先我們要分析主要消耗功率的原因，其主要消耗功率的是機(jī)械在提升或下降貨物的過程中消耗功率比較大，經(jīng)過試驗(yàn)我們得出按照電梯標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計的機(jī)械要比傳統(tǒng)的機(jī)械消耗功率要小的多。要想在升降機(jī)械上進(jìn)行節(jié)能設(shè)計就要參考電梯的設(shè)計方案。把機(jī)械設(shè)計原理應(yīng)用在升降機(jī)的節(jié)能上。我們主要應(yīng)用的公式即為：Q(t)r1=Pr2其中：r1表示貨物卷筒半徑，r2表示配重卷筒半徑，P表示衡量的配重，Q（t）表示可以提升的物體的質(zhì)量。

2.2.2機(jī)械節(jié)能原理在加工設(shè)備設(shè)計中的應(yīng)用

機(jī)械設(shè)計節(jié)能基本原理在加工設(shè)備中的應(yīng)用可以說最為廣泛，加工設(shè)備在我們?nèi)粘Ｉ钪惺潜貍涞漠a(chǎn)品，可見其節(jié)能性對我們是多么重要。以下我們就針對生產(chǎn)加工中的設(shè)備牛頭刨床進(jìn)行應(yīng)用。牛頭刨床其機(jī)械內(nèi)有一個慣性很大的主軸，它能夠保證機(jī)械的正常穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，但是為了考慮其輸入功率的降低等因素，我們要根據(jù)機(jī)械原理在原來設(shè)備的基礎(chǔ)上再加設(shè)一組牛頭刨床裝置，使新牛頭刨床功率是原來的二倍，這就達(dá)了提高功率的目的。

2.2.3機(jī)械節(jié)能原理在大型沖擊壓路機(jī)設(shè)計中的應(yīng)用

大型沖擊壓路機(jī)其沖擊輪表面特征并不是以周期函數(shù)進(jìn)行體現(xiàn)的，它的變化幅度是比較大的，因此這就給我們的節(jié)能設(shè)計帶來一定的難度，所以要想達(dá)到我們預(yù)期的目的，我們必須得要把沖擊輪系統(tǒng)的勢能在重心最低時其勢能能夠在最大范圍內(nèi)進(jìn)行變化，只要能夠達(dá)到以上要求，就能夠達(dá)到節(jié)能目的。

機(jī)械設(shè)計節(jié)能是可持續(xù)發(fā)展觀念下對機(jī)械領(lǐng)域提出的新要求，更是符合我國社會主義特色社會建設(shè)的發(fā)展理念，只有在工作中將節(jié)能理念深入到底，落實(shí)到每一個工作人員的心中，強(qiáng)化設(shè)計人員自身專業(yè)技術(shù)，提高設(shè)計人員素質(zhì)，才能夠真正的做到節(jié)能設(shè)計。

作者:張宇 單位:中車長春軌道客車股份有限公司

參考文獻(xiàn)

[1]方永鋒，陳建軍，曹鴻鈞.多次隨機(jī)作用下可修復(fù)的k/n表決系統(tǒng)動態(tài)可靠性分析[J].西安電子科技大學(xué)學(xué)報，2014（5）.

[2]開依沙爾熱合曼買買提明艾尼.基于骨骼重建機(jī)理的連續(xù)體結(jié)構(gòu)仿生拓?fù)鋬?yōu)化方法[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報，2014（5）.

機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計范文第2篇

從18世紀(jì)以來，機(jī)器逐步代替人力勞動，用于做功或轉(zhuǎn)換能量。做功的機(jī)器不僅大大提高了勞動生產(chǎn)率，而且很好地保證和提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。由于機(jī)器實(shí)現(xiàn)的能量轉(zhuǎn)換，人們發(fā)明了多種多樣的工作機(jī)械，提高了人類的生產(chǎn)水平，改善了自己的生活條件。機(jī)器的設(shè)計是由具體的機(jī)構(gòu)物化為實(shí)體的產(chǎn)品，以提供用戶所要求的使用功能。因此，機(jī)械的結(jié)構(gòu)設(shè)計是產(chǎn)品設(shè)計的重要一環(huán)，在機(jī)械設(shè)計課程中，機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計也是非常重要的教學(xué)內(nèi)容。在機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，應(yīng)“勤于學(xué)習(xí)、善于思考、勇于探索、敏于創(chuàng)新”，以偉大的接納之胸懷學(xué)習(xí)前人成果，并以開拓的精神實(shí)現(xiàn)偉大的創(chuàng)造。機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計不是具體案例的機(jī)械堆砌，而是有其內(nèi)在的知識基礎(chǔ)、設(shè)計的方法和物理原理。本文擬從機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法和設(shè)計原理兩個方面，討論機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)在知識和結(jié)構(gòu)創(chuàng)新的基本途徑，但本文不討論機(jī)械制造工藝性對機(jī)械結(jié)構(gòu)的要求。

二、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法

1.經(jīng)驗(yàn)設(shè)計。從現(xiàn)代科學(xué)誕生以來，機(jī)械科學(xué)與技術(shù)已有300年的歷史。機(jī)械的連接結(jié)構(gòu)、傳動結(jié)構(gòu)和支撐結(jié)構(gòu)等已經(jīng)積淀有汗牛充棟的實(shí)踐案例，但如何掌握這些案例的基本原理和設(shè)計方法，而不是記憶這些案例的具體結(jié)構(gòu)設(shè)計，這是經(jīng)驗(yàn)設(shè)計中的關(guān)鍵。具體的產(chǎn)品設(shè)計，例如車床，其結(jié)構(gòu)設(shè)計可以參考前人的設(shè)計圖紙，這對于提高設(shè)計效率，汲取前人經(jīng)驗(yàn)、避免犯前人的錯誤具有實(shí)際意義。通過借鑒前人的經(jīng)驗(yàn)，可以吸收他人的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新方法，同時也拓寬了自己的設(shè)計思路。隨著機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫的出現(xiàn)和搜索方式的更新，對他人的相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計的學(xué)習(xí)將更加方便。經(jīng)驗(yàn)知識是結(jié)構(gòu)設(shè)計的寶貴財富，也是公司的知識資產(chǎn)。通過對國內(nèi)外同類型專利知識的學(xué)習(xí)，也是一條提升自己結(jié)構(gòu)設(shè)計能力的途徑。另一方面，要注意避免侵犯他人的知識產(chǎn)權(quán)?！肮湃藗飨聛淼膶W(xué)問，就是裝在船里的貨物。現(xiàn)在的新潮流、新趨勢，就是行船的風(fēng)?！痹趯W(xué)習(xí)他人的結(jié)構(gòu)設(shè)計創(chuàng)新點(diǎn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計者應(yīng)有自己的革新與發(fā)明、自己的創(chuàng)造。

2.理論設(shè)計。機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的理論方法，討論的是機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的理性方法，具體的有：模塊化和組合化設(shè)計、復(fù)合化設(shè)計、分級結(jié)構(gòu)設(shè)計、載荷均布性設(shè)計和變結(jié)構(gòu)設(shè)計。隨著結(jié)構(gòu)優(yōu)化、結(jié)構(gòu)可靠性和概率設(shè)計等方面的發(fā)展和具體應(yīng)用，機(jī)械結(jié)構(gòu)的理性設(shè)計方法也在不斷的推陳出新。模塊化和組合化設(shè)計。一臺機(jī)器總體是由提供不同功能的結(jié)構(gòu)單元有機(jī)的組合而成，因此模塊化的以及模塊之間的組合化就是早期的方法之一。在復(fù)雜的機(jī)電系統(tǒng)和設(shè)備中，模塊化和組合化的設(shè)計理念是有效的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，同時也是機(jī)械制造的方法之一。例如，組合航空母艦的設(shè)計概念；我國的組合化機(jī)床的設(shè)計在上世紀(jì)70年代就已經(jīng)取得了很大的成功。模塊化和組合化，一般是按功能單元、結(jié)構(gòu)單元來劃分模塊，然后組合起來成為一臺機(jī)器。復(fù)合化設(shè)計。復(fù)合化的基本特點(diǎn)就是將兩個或兩個以上的功能零件組合成一個部件或構(gòu)件來設(shè)計，其功能可以是運(yùn)動功能、承載功能等。例如，組合凸輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計就是將兩個凸輪設(shè)計成一個零件；一根連桿在組合結(jié)構(gòu)中同時作為兩個或兩個以上機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)件。復(fù)合化方法可以降低機(jī)械的制造成本、減輕機(jī)器的重量、縮小機(jī)器的尺寸和降低產(chǎn)品的成本。分級結(jié)構(gòu)設(shè)計（層次化設(shè)計）。復(fù)雜的制造設(shè)備是由分級的機(jī)械結(jié)構(gòu)組成，大功能層次的結(jié)構(gòu)是由若干個分功能結(jié)構(gòu)組成。層次化不僅是功能樹結(jié)構(gòu)的要求，而且也是制造工藝對結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求。例如，床頭箱由多個輪系組成，而每個輪系又由次一層次的系統(tǒng)組成。復(fù)雜機(jī)電產(chǎn)品的設(shè)計，例如組合挖掘機(jī)的設(shè)計，集推土機(jī)和挖掘機(jī)的功能在一起，而共用一個動力系統(tǒng)，在執(zhí)行系統(tǒng)處分開。層次化結(jié)構(gòu)設(shè)計方法在構(gòu)想分級結(jié)構(gòu)階段，能夠幫助設(shè)計者厘清思路，從而找出結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵點(diǎn)，集中解決結(jié)構(gòu)設(shè)計中的難點(diǎn)問題。載荷均布性設(shè)計。由于機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點(diǎn)，希望載荷分布均勻，充分發(fā)揮材料的機(jī)械力學(xué)性能或者取得降低最大載荷的目的。例如，修形齒輪的設(shè)計、對數(shù)滾子的設(shè)計，為了取得接觸應(yīng)力的均布，從而修形零件，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計。行星齒輪減速器的設(shè)計也體現(xiàn)了載荷均布性的設(shè)計理念，從機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)來看只需一只行星齒輪；然而從受力平衡、承載能力和提高齒面的抗磨損來說，三只行星齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計更好。變結(jié)構(gòu)設(shè)計。機(jī)械結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新常常采用變結(jié)構(gòu)的方法，變結(jié)構(gòu)可以改變機(jī)械結(jié)構(gòu)的功能，例如，非圓連接形式的成形連接、曲柄滑塊結(jié)構(gòu)設(shè)計變?yōu)檗D(zhuǎn)動導(dǎo)桿結(jié)構(gòu)設(shè)計。變結(jié)構(gòu)可以改變實(shí)現(xiàn)功能的形式，例如徑向柱塞泵和軸向柱塞泵的設(shè)計。變結(jié)構(gòu)也可以降低機(jī)器的設(shè)計成本，例如利用死點(diǎn)的桌面支承設(shè)計。

3.模型試驗(yàn)設(shè)計。相似模型試驗(yàn)設(shè)計?；跈C(jī)器物理模型的相似，運(yùn)用相似科學(xué)理論，對于大型的機(jī)器設(shè)備進(jìn)行模型試驗(yàn)設(shè)計。通過模型結(jié)構(gòu)設(shè)計和試驗(yàn)分析，獲取機(jī)械結(jié)構(gòu)的可靠性、并預(yù)測機(jī)器的工作性能。模型相似的設(shè)計方法已在工程領(lǐng)域有廣泛的運(yùn)用，例如大型水輪機(jī)組的結(jié)構(gòu)設(shè)計。通過制造大型水輪機(jī)組的模型，測試試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷墓ぷ餍阅芤约捌淇煽啃缘戎笜?biāo)，優(yōu)化水輪機(jī)組的結(jié)構(gòu)設(shè)計和工作能力。機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法不是一成不變的，而是隨著人們的發(fā)明和新的科學(xué)原理的發(fā)現(xiàn)，在日新月異地發(fā)展，不斷出現(xiàn)新的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，同時對前人的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行革新。

三、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的原理

機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計必然要依據(jù)技術(shù)科學(xué)的原理，例如：理論力學(xué)原理、材料力學(xué)原理、彈性力學(xué)原理、疲勞力學(xué)原理、流體力學(xué)原理、熱力學(xué)原理、摩擦學(xué)原理、聲學(xué)原理、智能原理和一切可能的新物理原理。這里討論以上各種原理在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用，以期總結(jié)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的常用原理，討論機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的原理在今后結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計中的可能性。理論力學(xué)原理。理論力學(xué)是機(jī)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)理論，對于機(jī)器的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)分析，得到的結(jié)構(gòu)必然反映到機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計中來。例如，軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學(xué)的設(shè)計，其動力學(xué)及其穩(wěn)定性的設(shè)計，要求修改軸承的設(shè)計和軸的剛度設(shè)計。材料力學(xué)原理。機(jī)械零件的強(qiáng)度和剛度設(shè)計是基于材料力學(xué)理論的，強(qiáng)度或剛度不足時，就需要修改零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計。例如，齒輪輪齒接觸強(qiáng)度和齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的設(shè)計，當(dāng)齒面接觸強(qiáng)度不足時就要求增大小齒輪的分度圓直徑；當(dāng)齒根彎曲強(qiáng)度不夠時就要求增大齒輪的模數(shù)。彈性力學(xué)原理。彈性力學(xué)分析是零件應(yīng)力應(yīng)變計算的基礎(chǔ)，例如滾動軸承中滾子修形的設(shè)計，基于彈性力學(xué)的接觸分析，確定滾子的修形曲線和修形量。在機(jī)械零件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計中，常常用到彈性力學(xué)理論。疲勞力學(xué)原理。機(jī)械零件上的機(jī)械載荷在工作過程中常常是變動的，例如汽車中的軸、軸承和齒輪上的載荷都是變化的，這種變化的載荷具有一定的統(tǒng)計特征。變載荷下軸和滾動軸承的疲勞壽命設(shè)計等工程內(nèi)容，已經(jīng)發(fā)展成機(jī)械零件的概率設(shè)計。

為了更精確地設(shè)計機(jī)械零部件，疲勞力學(xué)在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計中會得到越來越多的應(yīng)用。流體力學(xué)原理。流體傳動和動靜壓軸承等的設(shè)計是依據(jù)流體力學(xué)原理的，流體力學(xué)也是機(jī)械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新的基本原理之一。例如靜壓導(dǎo)軌的設(shè)計、動壓滑動軸承的設(shè)計，要依據(jù)流體的質(zhì)量守恒定律、平衡原理等，優(yōu)化設(shè)計的結(jié)果要求修改導(dǎo)軌或軸承的結(jié)構(gòu)型式和尺寸參數(shù)。熱學(xué)原理。熱力學(xué)和傳熱學(xué)在機(jī)械零部件的設(shè)計中有很廣泛的應(yīng)用，導(dǎo)軌的熱精度設(shè)計、齒輪和滾動軸承的膠合分析、隔熱結(jié)構(gòu)設(shè)計等等。摩擦學(xué)原理。耐磨或加快磨損是摩擦學(xué)設(shè)計的核心，例如圓錐銷的設(shè)計、組合螺母的設(shè)計，就是為了補(bǔ)償零件的磨損，使得零件在磨損后仍能實(shí)現(xiàn)其設(shè)計的功能。磨削和拋光制造工藝是利用零件磨損的加工方法。聲學(xué)原理。在機(jī)械系統(tǒng)的噪聲分析和研究中，依據(jù)物理聲學(xué)的原理及其分析方法，得到噪聲的頻譜和功率譜等分析結(jié)果，以指導(dǎo)機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計，例如低噪聲滾動軸承的設(shè)計。今后，可以考慮利用機(jī)械噪聲來進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計，例如聲爆彈的設(shè)計、信號中噪聲信息干擾的設(shè)計等。智能原理。機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的原理將向智能化、生物化的方向發(fā)展。隨著智能技術(shù)的應(yīng)用，機(jī)械結(jié)構(gòu)具有靈敏的智能功能。測試技術(shù)、控制理論和信息論是機(jī)械結(jié)構(gòu)智能設(shè)計的基礎(chǔ)。

機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計范文第3篇

關(guān)鍵詞：機(jī)械原理；精品課程；課程建設(shè)

作者簡介：李光煜（1965-），女，內(nèi)蒙古呼和浩特人，黑龍江科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，教授；劉秀蓮（1979-），女，遼寧葫蘆島人，黑龍江科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，講師。（黑龍江 哈爾濱 150027）

中圖分類號：G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）34-0126-02

精品課建設(shè)是教育部為實(shí)施高等學(xué)校教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)改革工程不斷提高教學(xué)質(zhì)量而推出的一項(xiàng)重大舉措。在精品課建設(shè)中，應(yīng)圍繞如何提高教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行研究和實(shí)踐，其主旨在于充分體現(xiàn)精品課的先進(jìn)性、科學(xué)性和示范性，實(shí)現(xiàn)理論知識傳授與應(yīng)用創(chuàng)新能力培養(yǎng)并重的教育目標(biāo)。在這一過程中，通過整合教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建新的教學(xué)體系，改革教學(xué)模式，深化實(shí)踐環(huán)節(jié)，造就一支優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)合理的師資隊伍，吸收和培養(yǎng)年輕教師，優(yōu)化教材，實(shí)現(xiàn)課程建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。[1，2]

一、進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的整合，形成新的教學(xué)體系

近年來，隨著高等教育教學(xué)改革的深入和創(chuàng)新應(yīng)用型人才培養(yǎng)規(guī)劃的調(diào)整，學(xué)生某些科目的教學(xué)時數(shù)有所減少，“機(jī)械原理”課程的教學(xué)時數(shù)也由原來的76學(xué)時減少到56學(xué)時。在教學(xué)時數(shù)減少了20學(xué)時的情況下要保質(zhì)保量地完成“機(jī)械原理”課程的教學(xué)，就要求授課教師對教材內(nèi)容要融會貫通，對理論知識的講解能夠深入淺出，做到舉一反三。通過課程組討論和教學(xué)實(shí)踐，對理論知識體系進(jìn)行了重新整合，把課程內(nèi)容體系歸納為“四大模塊”，即機(jī)構(gòu)的組成與運(yùn)動分析模塊、機(jī)械系統(tǒng)動力學(xué)模塊、基本機(jī)構(gòu)及其設(shè)計模塊和機(jī)構(gòu)組合系統(tǒng)及其設(shè)計模塊。其中，機(jī)構(gòu)的組成與運(yùn)動分析模塊（10學(xué)時）內(nèi)容包括平面機(jī)構(gòu)的組成原理及其結(jié)構(gòu)分析和平面機(jī)構(gòu)的常用運(yùn)動分析方法研究。機(jī)械系統(tǒng)動力學(xué)模塊（16學(xué)時），包括平面機(jī)構(gòu)的慣性力確定和動態(tài)靜力分析方法、機(jī)械的效率確定及自鎖條件分析、機(jī)械的平衡條件及其計算、機(jī)械的運(yùn)動方程的建立及其速度波動的調(diào)節(jié)方法等內(nèi)容?；緳C(jī)構(gòu)及其設(shè)計模塊（22學(xué)時），包括平面連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)和其他常用機(jī)構(gòu)的類型、應(yīng)用及各自設(shè)計方法。最后是機(jī)構(gòu)組合系統(tǒng)及其設(shè)計模塊（8學(xué)時），包括齒輪系的類型、傳動比的計算及輪系的應(yīng)用和機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計。[3]經(jīng)過整合課程體系，使課程內(nèi)容變得更加連貫，學(xué)生在學(xué)習(xí)機(jī)械原理這一學(xué)科時能夠按照認(rèn)知規(guī)律來掌握知識要點(diǎn)，從而使學(xué)習(xí)變得更加容易。即首先學(xué)習(xí)并掌握機(jī)構(gòu)的組成原理和結(jié)構(gòu)分析、機(jī)構(gòu)具有確定相對運(yùn)動的條件和平面機(jī)構(gòu)常用的運(yùn)動分析方法之后，了解和學(xué)習(xí)工程中常用機(jī)構(gòu)的類型、組成、應(yīng)用特點(diǎn)及其設(shè)計方法，最后學(xué)習(xí)和理解機(jī)械系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)組成及其總體方案設(shè)計，從而使各執(zhí)行構(gòu)件間達(dá)到協(xié)調(diào)配合。通過形成和利用“機(jī)械原理”課程新體系，充分體現(xiàn)出了精品課建設(shè)的先進(jìn)性、科學(xué)性和示范性。

二、建立科學(xué)合理的教學(xué)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生掌握知識、運(yùn)用知識及動手創(chuàng)新的能力

學(xué)生對基本概念、基本原理及基本技能掌握程度的關(guān)鍵在于是否建立了科學(xué)合理的教學(xué)環(huán)節(jié)，同時學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力、親自動手實(shí)踐能力和工程應(yīng)用能力的形成與提高也依賴于科學(xué)合理的教學(xué)環(huán)節(jié)。多年來，“機(jī)械原理”課程組建立并應(yīng)用了“三位一體”的教學(xué)環(huán)節(jié)，即把理論教學(xué)作為第一環(huán)節(jié)，第二環(huán)節(jié)為實(shí)驗(yàn)教學(xué)，課外綜合實(shí)踐是第三個教學(xué)環(huán)節(jié)。通過“三位一體”的教學(xué)環(huán)節(jié)全面提高了學(xué)生掌握理論知識的能力、動手實(shí)踐創(chuàng)新能力和工程應(yīng)用能力。[4]

1.改進(jìn)教學(xué)方法與手段，使理論知識變得生動形象，便于學(xué)生掌握

在“機(jī)械原理”課程教學(xué)中沒有統(tǒng)一的教學(xué)模式，而是根據(jù)章、節(jié)及課程內(nèi)容的不同采用靈活多樣的教學(xué)方法?！皺C(jī)械原理”課程組教師常采用的教學(xué)方法有傳統(tǒng)的課堂講授法、啟發(fā)式教學(xué)法，也有新穎靈活的分析討論式教學(xué)法及現(xiàn)場研究式教學(xué)法、案例教學(xué)法等。例如，在進(jìn)行輪系這一部分內(nèi)容的教學(xué)時，結(jié)合動畫和模型等應(yīng)用實(shí)例，利用分析討論法和學(xué)生一起討論定軸輪系與周轉(zhuǎn)輪系的結(jié)構(gòu)形式的不同、運(yùn)動特性的不同及它們之間的聯(lián)系，從而推導(dǎo)出兩種輪系的傳動比計算方法，通過這樣的教學(xué)，可以開發(fā)學(xué)生智力，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力，使學(xué)生對這一知識點(diǎn)更容易理解和掌握，達(dá)到記憶深刻的教學(xué)效果。而在學(xué)習(xí)輪系中“使用惰輪的必要性”這一內(nèi)容時，采用了案例教學(xué)的方式，把采煤機(jī)搖臂使用惰輪的錄像作為案例讓學(xué)生觀看和了解，從而得出惰輪可以增大傳動距離和改變傳動方向這兩個結(jié)論。在齒輪機(jī)構(gòu)和蝸桿機(jī)構(gòu)的教學(xué)中，組織學(xué)生到機(jī)構(gòu)陳列室及常用機(jī)床車間進(jìn)行現(xiàn)場教學(xué)。在去現(xiàn)場之前要給學(xué)生布置思考題，讓學(xué)生帶著問題去現(xiàn)場觀察，把教材中的理論知識與工程實(shí)際結(jié)合起來，使學(xué)生領(lǐng)會齒輪機(jī)構(gòu)（蝸桿機(jī)構(gòu)）在機(jī)器中的應(yīng)用及其在應(yīng)用中體現(xiàn)出的不同特性，達(dá)到了使學(xué)生把理論知識與生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合起來的教學(xué)目標(biāo)。

處于理論學(xué)習(xí)階段的學(xué)生還沒有接觸生產(chǎn)實(shí)踐，教師不可能每節(jié)課都能帶學(xué)生到現(xiàn)場教學(xué)。鑒于此，在“機(jī)械原理”教學(xué)中，要充分利用機(jī)械的實(shí)物模型直觀教學(xué)或利用教學(xué)錄像片、CAI教學(xué)課件、多媒體flas等比較形象的教學(xué)工具和手段幫助學(xué)生理解和掌握較抽象的理論知識。例如，錐齒輪的當(dāng)量齒輪和當(dāng)量齒數(shù)這一概念就非常抽象，學(xué)生較難理解，但在利用一段錄像片展開背錐并結(jié)合CAI課件講授之后，這一教學(xué)難點(diǎn)也就迎刃而解了。另外，在精品課建設(shè)中還充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源和環(huán)境，建立了機(jī)械原理精品課程網(wǎng)站，網(wǎng)站中包含了本課程的教學(xué)資料，包括自制的CAI教學(xué)課件、多年收集的教學(xué)案例以及多套課程教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)知識的錄像片等，還包括機(jī)械學(xué)科的前沿成果、機(jī)械創(chuàng)新園地及課程習(xí)題及答案等，為學(xué)生的自學(xué)和機(jī)械創(chuàng)新能力的形成提供便利的條件。

2.完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，提高學(xué)生動手實(shí)踐能力

針對“機(jī)械原理”課程對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求以及實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與內(nèi)容的改革與整合，學(xué)院在實(shí)驗(yàn)設(shè)備的種類和臺套數(shù)、實(shí)驗(yàn)場地等方面的投入力度逐年增大，使實(shí)驗(yàn)室在實(shí)驗(yàn)裝備和實(shí)驗(yàn)技術(shù)方面具有較先進(jìn)的水平，為本課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)造了良好的環(huán)境。在實(shí)驗(yàn)室的管理方面上實(shí)行課余時間開放制，學(xué)生實(shí)驗(yàn)時間自定并提前預(yù)約。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面，以前的機(jī)械原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)多是驗(yàn)證性的，很多學(xué)生都只在旁邊觀摩，起不到對學(xué)生鍛煉動手能力的培養(yǎng)目的。通過完善實(shí)驗(yàn)設(shè)備，目前實(shí)驗(yàn)室引進(jìn)了具有研究性、綜合性及創(chuàng)新性內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)，開設(shè)了機(jī)電系統(tǒng)創(chuàng)意組合實(shí)驗(yàn)和機(jī)構(gòu)創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計實(shí)驗(yàn)，學(xué)生利用課堂所學(xué)的基本概念、基本原理和基本技能，獨(dú)立思考，親自動手設(shè)計、組裝新機(jī)構(gòu)，并對所組裝機(jī)構(gòu)的傳動系統(tǒng)方案進(jìn)行評價，通過這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造、創(chuàng)新能力和動手實(shí)踐能力。

3.開展課外綜合實(shí)踐，提高學(xué)生對理論知識的應(yīng)用能力

培養(yǎng)學(xué)生解決機(jī)械工程應(yīng)用及其創(chuàng)新發(fā)展的能力是“機(jī)械原理”課程教學(xué)的總目標(biāo)。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，單憑理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，還要加強(qiáng)對學(xué)生課外綜合實(shí)踐的引導(dǎo)和指導(dǎo)。因此課程組創(chuàng)建了面向全校學(xué)生的“機(jī)械創(chuàng)新訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)室”、“慧魚創(chuàng)新組合制作室”，并由專人管理設(shè)備。教研室及實(shí)驗(yàn)室全體教師均可進(jìn)行指導(dǎo)，為學(xué)生的創(chuàng)新活動提供寬廣的平臺和指導(dǎo)，為學(xué)生個性化創(chuàng)新教育創(chuàng)造廣闊的空間。每年定期舉辦校級機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽和“慧魚”模型創(chuàng)意組合競賽，課程組對在大賽及競賽中出現(xiàn)的優(yōu)秀作品進(jìn)行評價，幫助學(xué)生對所學(xué)基本概念、基本理論知識與工作實(shí)際應(yīng)用做到融會貫通，利用機(jī)械原理知識發(fā)現(xiàn)問題并解決問題能力；并對其中能夠完成實(shí)物或模型的作品提供一定的資助，對其中明顯具有實(shí)用性和創(chuàng)新性的作品給予獎勵，在此基礎(chǔ)上鼓勵和組織學(xué)生參加省級或國家級機(jī)械創(chuàng)新競賽及全國大學(xué)生科技創(chuàng)新大賽等活動。這樣，在培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力的同時，也培養(yǎng)了學(xué)生的組織協(xié)作能力和溝通能力，實(shí)現(xiàn)工科大學(xué)生由理論知識的掌握和積累向機(jī)械創(chuàng)新發(fā)展及工程應(yīng)用能力生成的轉(zhuǎn)變。

4.建立科學(xué)的考核方法，綜合考評學(xué)生成績

近年來，課程組對“機(jī)械原理”課程建立了多元化考核模式，真正發(fā)揮期末考核在課程教學(xué)中的鑒定、督促和激勵作用。具體做法是：首先在考核的內(nèi)容上，不僅考核學(xué)生基本概念、基本理論和基本技能的掌握程度，還要考核學(xué)生綜合性、創(chuàng)造性地應(yīng)用基本概念、基本理論和基本技能解決實(shí)際問題的能力。其次在考核的形式上，加大了平時學(xué)習(xí)表現(xiàn)和實(shí)踐能力考核的力度。不再是由一套試卷和幾道試題決定學(xué)生對本課程的學(xué)習(xí)效果，而是綜合考量學(xué)生的平時作業(yè)、討論課及啟發(fā)式教學(xué)中的表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中動手能力的表現(xiàn)及校級、省級和國家級創(chuàng)新大賽的參加及獲獎情況等多個方面進(jìn)行測評，使期末成績的構(gòu)成多元化。利用考核形式的改革，使每一個教學(xué)環(huán)節(jié)都得到學(xué)生的足夠重視，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)生更加了解“機(jī)械原理”課程在今后從事機(jī)械工程應(yīng)用及其創(chuàng)新發(fā)展中的重要性，通過建立科學(xué)的考核方法，改善了教學(xué)秩序，提高了教學(xué)質(zhì)量。

三、加大師資隊伍建設(shè)力度，提高師資隊伍的學(xué)歷水平和教學(xué)能力

師資隊伍的建設(shè)和師資水平的提升是精品課程建設(shè)的關(guān)鍵。“機(jī)械原理”課程組教師共9人，其中教授3人，副教授1人，高工2人，講師3人，高級職稱人數(shù)占67%。課程組全體教師不斷進(jìn)取，抓住各種機(jī)會努力提高自身的學(xué)歷水平和教育教學(xué)能力。[5]目前博士學(xué)位1人，在讀博士后1人，在讀博士3人，碩士學(xué)位2人，學(xué)士學(xué)位2人。對青年教師實(shí)行導(dǎo)師制培養(yǎng)計劃，對每一位新進(jìn)教師均配一名骨干教師進(jìn)行指導(dǎo)，并制訂明確具體的培養(yǎng)計劃，幫助他們提高教學(xué)能力，過好教學(xué)關(guān)、育人關(guān)、實(shí)踐關(guān)。要求新進(jìn)教師必須經(jīng)過聽課、輔導(dǎo)答疑、批改作業(yè)、指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)、指導(dǎo)課程設(shè)計、試講、點(diǎn)評等階段后，才能上講臺講課。鼓勵青年教師積極開展教學(xué)與科學(xué)研究，提高學(xué)術(shù)水平和工程實(shí)踐能力，并促進(jìn)教學(xué)水平的提高。幾年來，共有5人次參加校級、院級教學(xué)大賽，分別獲得一、二、三等獎，課程組的教學(xué)質(zhì)量受到學(xué)校師生的一致好評。

四、引進(jìn)國內(nèi)優(yōu)秀教材， 完成自編規(guī)劃教材和自制課件的配套體系

課堂教學(xué)的主要載體是教材，教師通過教材把知識傳遞給學(xué)生，教材也是學(xué)生課前和課后自學(xué)的主要工具，所以精品課程教學(xué)效果的改善和教學(xué)質(zhì)量的提高都與教材的選擇和建設(shè)息息相關(guān)。課程組教師長期重視教材的選用與建設(shè)，選用的教材均為高教出版社推薦使用的國家優(yōu)秀獲獎教材，并購買了與教材配套的CAI電子教案。同時以“21世紀(jì)規(guī)劃教材”為依托，抓住北京大學(xué)出版社“全國高等院校機(jī)械類創(chuàng)新型人才培養(yǎng)規(guī)劃教材”的契機(jī)，課題組共同努力出版了與課程建設(shè)配套的機(jī)械原理教材，并在教學(xué)實(shí)踐中得到應(yīng)用，師生反映良好。為提高教學(xué)效果，增加課堂的信息量，黑龍江科技大學(xué)的教師們還自己制作了CAI課件，實(shí)現(xiàn)教材立體化，效果很好。

參考文獻(xiàn)：

[1]曲向榮.精品課建設(shè)的實(shí)踐與思考[J].沈陽工業(yè)大學(xué)學(xué)報：社會科學(xué)版，2008，（2）.

[2]侯治富， 金祥雷，谷樹嚴(yán)，等.精品課程建設(shè)目標(biāo)及實(shí)現(xiàn)途徑的研究與實(shí)踐[J].中國大學(xué)教學(xué)，2006，（1）：22.

[3]孫桓，陳作模，葛文杰.機(jī)械原理[M].第八版.北京：高等教育出版社，2007.

機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計范文第4篇

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)備；機(jī)械可靠性；可靠性設(shè)計

中圖分類號： TU85文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

一、我國機(jī)械設(shè)備的可靠性現(xiàn)狀

我國機(jī)械工業(yè)底子薄，上世紀(jì)七八十年代不少大型成套設(shè)備和精密自動化設(shè)備不能自行設(shè)計制造。產(chǎn)品可靠性差、能耗高，有效壽命多數(shù)只相當(dāng)先進(jìn)國家相應(yīng)產(chǎn)品的1/3~1/2。萬元產(chǎn)值的能耗及鋼材消耗大大高于發(fā)達(dá)國家。我國1988年機(jī)電產(chǎn)品出口額僅占世界機(jī)電產(chǎn)品出口總額的0.5%。

改革開放以來，特別是我國加入WTO之后，極大地促進(jìn)了我國機(jī)械工業(yè)的進(jìn)步。機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計和制造水平不斷提高，出口額不斷增大。但困擾我國機(jī)械產(chǎn)品參與國內(nèi)外競爭的主要因素仍然是產(chǎn)品的可靠性差。主要表現(xiàn)：目前國民經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)化所需裝備近2/3依賴進(jìn)口；機(jī)械制造業(yè)典型產(chǎn)品的技術(shù)來源57％依靠國外；儀表、氣液元件、低壓電器等的平均無故障工作時間低于國外同類產(chǎn)品一至兩個數(shù)量級；拖拉機(jī)和工程機(jī)械的平均無故障工作時間是國外的1/2~1/3，甚至1/10；國產(chǎn)越野車的無故障里程在380~800km，而進(jìn)口車卻為28 000km；國產(chǎn)儀表和日本儀表在同樣工作條件下，故障率是9:1。諸多類似的事例導(dǎo)致用戶提出“寧愿犧牲先進(jìn)性，也要保證可靠性”的要求，許多用戶抱怨國產(chǎn)機(jī)電產(chǎn)品是買得起，修不起。由于可靠性問題，加劇了機(jī)電產(chǎn)品出口出不去，進(jìn)口擋不住的局面。可靠性嚴(yán)重制約了我國機(jī)械工業(yè)的快速發(fā)展，影響到我國機(jī)械工業(yè)的聲譽(yù)。

二、可靠性設(shè)計理論的基本任務(wù)

可靠性設(shè)計理論的基本任務(wù)，是在可靠性物理研究的基礎(chǔ)上結(jié)合可靠性試驗(yàn)及可靠性數(shù)據(jù)的統(tǒng)計與分析，提出可供實(shí)際設(shè)計計算用的物理數(shù)學(xué)模型和方法，以便在產(chǎn)品設(shè)計階段就能規(guī)定其可靠性指標(biāo)，或估計、預(yù)測機(jī)器及其主要零、部件在規(guī)定的工作條件下的工作能力狀態(tài)或壽命，保證所設(shè)計的產(chǎn)品具有所需要的可靠度。機(jī)械零件的可靠性設(shè)計是以應(yīng)力-強(qiáng)度分布干涉理論為基礎(chǔ)的。

三、機(jī)械可靠性設(shè)計的原理分析

可靠性是一門學(xué)科，它涉及的范圍廣泛，是一門綜合了系統(tǒng)工程、管理工程、價值工程、人機(jī)工程、電子計算機(jī)技術(shù)、產(chǎn)品檢測技術(shù)以及概率、統(tǒng)計、運(yùn)籌、物理等多種學(xué)科成果的應(yīng)用科學(xué)?？煽慷纫步锌煽啃裕傅氖钱a(chǎn)品在規(guī)定的時間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能的能力，它包括結(jié)構(gòu)的安全性，適用性和耐久性，當(dāng)以概率來度量時，稱可靠度。

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，產(chǎn)品的可靠度是指：產(chǎn)品在規(guī)定條件下、在規(guī)定的時間內(nèi)完成規(guī)定的功能的能力。

對產(chǎn)品而言，可靠度越高就越好?？煽慷雀叩漠a(chǎn)品，可以長時間工作；從專業(yè)術(shù)語上來說，就是產(chǎn)品的可靠度高，產(chǎn)品就可以無障礙工作的時間就越長。

機(jī)械結(jié)構(gòu)的可靠性仿真算法經(jīng)過幾十年的發(fā)展已經(jīng)比較成熟，大致分為兩類：解析方法和抽樣方法。解析方法通過尋找和優(yōu)化設(shè)計驗(yàn)算點(diǎn)計算功能函數(shù)的可靠指標(biāo)，進(jìn)一步計算機(jī)構(gòu)的失效概率。解析方法主要包括：一次二階矩法、二次二階矩法、響應(yīng)面法等；抽樣方法通過隨機(jī)變量的抽樣計算結(jié)構(gòu)的失效概率，抽樣方法主要包括：直接蒙特卡洛法、半徑重要度抽樣、自適應(yīng)重要度抽樣等。

在確定功能函數(shù)的基礎(chǔ)上，多次調(diào)整不同的變量分布類型、變量的統(tǒng)計特征，選擇不同的可靠度計算方法，可以是零件的可靠度得到提高，從而提高整個組件級、系統(tǒng)級的可靠度。對于同一系統(tǒng)進(jìn)行不同情況的可靠度分析，可以得到系統(tǒng)可靠性的提升，滿足設(shè)計的要求。

可靠度函數(shù)可用關(guān)于時間t的函數(shù)表示，可表示為R(t)=p(T>t),其中，t為規(guī)定的時間，T表示產(chǎn)品的壽命。由可靠度的定義可知，R(t)描述了產(chǎn)品在（0，t）時間內(nèi)安好的概率，且R(0)=1，R（+∞）=0。下面是一些可靠性常用的分布：

指數(shù)分布：浴盒曲線對應(yīng)的指數(shù)分布為F（t）=1-e- t；如何得到這一分布？

設(shè)產(chǎn)品在t時間內(nèi)總的失效率F（t），則：

在t時刻產(chǎn)品的存活率R（t）=1-F（t）；

在t時刻的失效為t時間的是效率的導(dǎo)數(shù)、即f（t）/F’(t)；

在t時刻的失效率為t時刻的失效比t時刻的存活率，即f（t）/R（t）。

根據(jù)浴盆曲線，當(dāng)產(chǎn)品在穩(wěn)定失效階段時任意時刻的失效率為λ。

綜上，即得到等式：λ=f（t）/R（t）/（1-F（t））；

解此微分方程得到一個特解：F(t)=1-e-t;

所以R（t）e-t，這就是指數(shù)分布：

威布爾分布：與指數(shù)分布相比，只是變量λ不一樣。威布爾分布的F（t）=e^（-t/a）^b;當(dāng)b=1時，F(xiàn)（t）=e^（-t/a）^b,這也就是指數(shù)分布；從威布爾分布來看看其他參數(shù)；

R（t）=1-F（t）=e^（-t/a）^b；

F(t)=F(t)=（b/t）*（t/a）^b*e^(-t/a)^b;

失效率=f（t）=F（t）/R(t)=（b/t）*（t/a）^b;

對數(shù)正態(tài)分布：顧名思義，說明產(chǎn)品在t時間內(nèi)的失效率與t服從對數(shù)正態(tài)分布，也就是說F（t）與ln（t）成正態(tài)分布。標(biāo)準(zhǔn)表達(dá)式為：F（t）=Φ（（lnt-ln（T50））/δ）；

根據(jù)各種分布，都可以方便地求出產(chǎn)品MTBF。

要求出的MTBF就必須找到樣品的失效時間，這樣我們必須取出一定的樣品做特定的測試、記錄樣品的失效時間，然后計算產(chǎn)品的MTBF。

有時候，我們?；诟拍钸M(jìn)行可靠性設(shè)計與分析。于是就涉及到了隨機(jī)變量。

隨機(jī)變量分布類型選擇

機(jī)械產(chǎn)品可靠性定量分析理論根據(jù)產(chǎn)品基本變量存在隨機(jī)分散特性，應(yīng)用概率論和數(shù)理統(tǒng)計的方法，分析計算機(jī)械產(chǎn)品在使用期內(nèi)滿足規(guī)定功能的概率。一般情況下，影響產(chǎn)品可靠性因素有所承受的外載荷、結(jié)構(gòu)的幾何形狀和尺寸，材料的物理特性、工藝方法和使用環(huán)境等。

隨機(jī)變量統(tǒng)計特性參數(shù)選擇

一般來講，各類型統(tǒng)計變量的統(tǒng)計特性參數(shù)選擇都應(yīng)來源于試驗(yàn)數(shù)據(jù)，但是存在一些共性;泊松比的離散程度較小，其變異系數(shù)僅為0.01~0.03左右，機(jī)械零部件壽命的變異系數(shù)均是小于1的數(shù)值，使用指數(shù)分布描述機(jī)械零部件的壽命會帶來較大的誤差；對于產(chǎn)品整機(jī)壽命，在第一次大修前的變異系數(shù)較小，而經(jīng)過大修后的整機(jī)，其壽命的變異系數(shù)加大；原來材料的機(jī)械強(qiáng)度是接卸設(shè)計的基礎(chǔ)，一般原材料機(jī)械強(qiáng)度的變異系數(shù)屈指都比較小。

故障樹分析法（FTA）能形象的顯示出產(chǎn)生系統(tǒng)故障的外在與內(nèi)在原因以及他們之間的邏輯關(guān)系。這樣，為設(shè)計、管理、維護(hù)人員提供了一個形象的的基礎(chǔ)資料。這對提高產(chǎn)品的可靠度與改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計都是很有幫助的。對于簡單故障樹，可以用直觀的方法，即按照故障樹結(jié)構(gòu)及邏輯的性質(zhì)求最小割集。但對于復(fù)雜故障樹就要利用系統(tǒng)的方法求最小割集。

故障樹中各基本事件對頂上事件影響程度不同。從故障樹結(jié)構(gòu)分析，個基本事件的重要度或嘉定個基本事件發(fā)生概率相等，分析個基本事件的發(fā)生對頂上事件發(fā)生的影響程度，叫結(jié)構(gòu)重要度。結(jié)構(gòu)重要度分析是分析基本事件對頂上事件的影響程度，為改進(jìn)系統(tǒng)安排全性提供信息的重要手段。

四、結(jié)語

本文在回顧機(jī)械產(chǎn)品可靠性定性分析和定量設(shè)計分析方法后，探討了一些簡單的機(jī)械產(chǎn)品可靠性設(shè)計分析的方法，明確了設(shè)計分析方法流程，并提出了基于可靠性產(chǎn)品的參數(shù)設(shè)計方法，為機(jī)械零件的可靠性設(shè)計提供了系統(tǒng)的解決方案。對零件進(jìn)行可靠性設(shè)計分析，并且對零件的具體參數(shù)實(shí)施基于可靠性的參數(shù)設(shè)計，為可靠性提供了方向。

參考文獻(xiàn)：

1、《ANSYS10.0有限元分析自學(xué)手冊》 鄧凡平.人民有點(diǎn)出版社。

機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計范文第5篇

關(guān)鍵詞：園林設(shè)計；施工；協(xié)調(diào)管理模式

近年來，在社會經(jīng)濟(jì)不斷進(jìn)步的背景下，人們的生活質(zhì)量有所提升，對日常生活及工作環(huán)境的綠化程度要求越來越高，園林設(shè)計與施工的重要性日益凸顯。

1 園林設(shè)計與施工中不協(xié)調(diào)性產(chǎn)生的原因

1.1 設(shè)計意圖往往忽略實(shí)際施工的可行性和實(shí)用性

首先，設(shè)計綠化工程時，獨(dú)具匠心的設(shè)計理念很容易忽略施工現(xiàn)場的可實(shí)施性，只看到表面的施工環(huán)境。園林設(shè)計師為了能夠創(chuàng)造良好的景觀，應(yīng)追求物種的多樣性，力求通過對灌木、喬木等植物的合理搭配和精心設(shè)計，提升園林景觀的整體效果。然而在此基礎(chǔ)上設(shè)計，不能深入探究地質(zhì)情況，設(shè)計圖紙中的物種不符合施工現(xiàn)場地質(zhì)狀況等現(xiàn)象，往往導(dǎo)致施工人員很多時候無法完全按圖施工，造成園林設(shè)計與施工的不協(xié)調(diào)。其次，一味地追求綠化實(shí)時效果，一些本應(yīng)該重修剪的苗木沒能適當(dāng)?shù)匦藜?，以致于在追求景觀和綠化效果的過程中，苗木成活率不高?？偠灾?，這種忽略實(shí)際施工的可行性和實(shí)用性的設(shè)計意圖，不僅導(dǎo)致園林設(shè)計與施工的不協(xié)調(diào)性，還導(dǎo)致工程施工成本大大增加。

1.2 設(shè)計師過度重視效果圖而忽視工程效果

園林設(shè)計過程中，在沒有對施工現(xiàn)場進(jìn)行充分考察的基礎(chǔ)上設(shè)計的效果圖，盡管擁有迷人的圖片效果，但在實(shí)際施工過程中，由于難度過大、不符合實(shí)際，因此，工程效果不夠理想[1]。例如，在改造道路綠化的過程中，要求設(shè)計師在現(xiàn)有道路綠化狀況的基礎(chǔ)上，豐富植物層次，因此，實(shí)際是將中層灌木和2排喬木應(yīng)用于現(xiàn)有道路綠化中，實(shí)現(xiàn)了色葉物種和常綠搭配，這種設(shè)計雖擁有迷人的圖片效果，然而在實(shí)際的施工過程中，例如，種植灌木，必須大規(guī)模破壞原有的模紋，導(dǎo)致連續(xù)性在現(xiàn)有模紋當(dāng)中遭到破壞，無法實(shí)現(xiàn)園林設(shè)計的預(yù)期效果。

2 園林設(shè)計與施工協(xié)調(diào)管理模式

2.1 在施工可行性和經(jīng)濟(jì)性基礎(chǔ)上進(jìn)行園林設(shè)計

園林景觀建設(shè)是一項(xiàng)復(fù)雜的工程，需要經(jīng)歷多個環(huán)節(jié)，包括招投標(biāo)、設(shè)計以及施工等，每一個環(huán)節(jié)對工程整體質(zhì)量以及園林綠化的效果都具有直接的影響，而各個環(huán)節(jié)也處于相互影響的關(guān)系之中。針對設(shè)計和施工來講，現(xiàn)階段，要想提升園林工程質(zhì)量，設(shè)計人員在設(shè)計階段必須增加對該工程實(shí)際施工的可行性以及經(jīng)濟(jì)性的考慮[2]。因此，設(shè)計師應(yīng)做好充分的現(xiàn)場勘查工作，全面考慮當(dāng)?shù)刂参锸袌鰻顩r、植物生長環(huán)境、地形等因素。同時，同施工專業(yè)人員進(jìn)行充分溝通，在充分了解園林工程實(shí)際施工的基礎(chǔ)上開展設(shè)計工作，能夠有效提升設(shè)計的可行性。因此，設(shè)計人員在開展工作前，應(yīng)當(dāng)首先進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)研，單純依靠建設(shè)單位提供的圖片以及現(xiàn)場資料是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有在充分了解施工現(xiàn)場實(shí)際狀況的基礎(chǔ)上，才能夠提升設(shè)計方案的實(shí)用性。

2.2 應(yīng)用設(shè)計指導(dǎo)施工

園林施工過程中，施工人員必須首先深刻掌握設(shè)計圖紙以及設(shè)計理念，同設(shè)計師充分溝通，正確理解設(shè)計師的意圖，并在實(shí)際施工過程中，有針對性地采取有效措施，提升工程質(zhì)量。在實(shí)際施工過程中，由于施工人員擁有不同的理解能力、審美水平等，同樣的設(shè)計圖紙會創(chuàng)造出完全不同的園林景觀。在實(shí)際施工過程中，會對不同的植物樹種、色彩以及大小等進(jìn)行搭配，從而造成施工同設(shè)計目標(biāo)之間的差異。因此，現(xiàn)階段，要想提升園林設(shè)計與施工的協(xié)調(diào)性，應(yīng)積極應(yīng)用督導(dǎo)制協(xié)調(diào)管理模式，設(shè)計師定期深入施工現(xiàn)場，充分了解施工進(jìn)程和某一階段的施工質(zhì)量以及創(chuàng)造效果，并根據(jù)設(shè)計圖紙對施工人員的技術(shù)以及施工途徑進(jìn)行指導(dǎo)，促使園林施工同設(shè)計理念保持高度的一致性。

設(shè)計師在深入施工現(xiàn)場的過程中，可以及時給予施工人員相關(guān)建議，同施工人員溝通，并及時糾正施工中的錯誤行為。值得注意的是，應(yīng)用督導(dǎo)制模式的過程中，設(shè)計師同施工人員最主要的任務(wù)就是提升園林工程的藝術(shù)性，為構(gòu)建出具有意境美的園林工程做出貢獻(xiàn)。設(shè)計師同施工人員只有同時身臨施工現(xiàn)場，才能夠從整體上有效地控制工程質(zhì)量以及所營造出來的藝術(shù)效果。

3 結(jié)論

在社會經(jīng)濟(jì)不斷進(jìn)步的背景下，人們的生活質(zhì)量明顯提升，對于日常生活及工作環(huán)境的綠化程度要求越來越高，園林綠化工程的重要性日益凸顯。然而，園林工程要想實(shí)現(xiàn)綠化以及美化環(huán)境的效果，必須能夠在設(shè)計和施工過程中實(shí)現(xiàn)高度的協(xié)調(diào)性。施工專業(yè)人員參與設(shè)計，促使設(shè)計師充分掌握工程實(shí)際限制性因素，從而提升園林設(shè)計的可行性。設(shè)計人員也應(yīng)適當(dāng)參與施工，保證實(shí)際施工能夠真正體現(xiàn)出設(shè)計意圖。

參考文獻(xiàn)