机械设计及原理精选(九篇)

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第1篇：机械设计及原理范文

关键词：机械原理；机构创新设计；应用；案例

设计是把各种先进科学技术成果转化为生产力的一种方法和手段，是人类征服自然改造世界的基本活动之一，是人们为满足一定的需求而进行的一种创造性活动的实践过程。就机械设计而言，它是从给定的合理的目标参数出发通过各种手段和方法创作出一个所需的优化的机器或机构的过程。机械设计理论和方法是随着人类无止休的需求及科学技术的进步而发展和成熟的。近几十年来电子技术、信息技术、计算机技术的突飞猛进让机械设计发生了翻天覆地的变化，出现了有限元分析、优化设计、可靠性设计、计算机辅助设计等新方法，使设计质量和速度有很大提高。作为将来的机械工程师十分有必要了解机械设计理论和方法的发展历程、研究现状、未来发展趋势，熟悉和掌握现代机械设计方法，应用于实际[1]。

一、机械设计原理概述

机械设计理论与方法论是关于机械设计本质和设计方法的系统理论，目的在于揭示机械设计过程的本质规律，探索各种有效的设计方法，为实际的设计工作提供指南。现代设计理论和方法在现场生产实际中具有广阔的应用天地，它覆盖了所有机械产品的设计及制作过程，对于提高生产率，加快国民经济的发展有着重要的意义。

二、机械创新设计中的机构创新

把含有3个构件以上、且不能再进行拆分的闭链机构称为基本机构，其要素是闭链且不可拆分性。基本机构可以直接应用在机械装置中，只有一些简单机械中才包含一个基本机构，如空气压缩机中包含一个曲柄滑块机构。若干个互不连接、单独工作的基本机构可以组成复杂的机械系统。各基本机构之间进行运动协调设计。各基本机构通过某种连接方法组合在一起，形成一个较复杂的机械系统，这类机械是工程中应用最广泛、也是最普遍的[2]。

1.机构的创新设计

机构组成原理：把基本杆组依次连接到原动件和机架上，可以组成新机构。机构组合原理为创新设计一系列的新机构提供了明确的途径。机构的创新设计分为以下几种形式：（1）机构的串联组合与创新设计：前一个机构的输出构件与后一个机构的输入构件刚性连接在一起，称之为串联组合。前一个机构称为前置机构，后一个机构称为后置机构。其特征是前置机构和后置机构都是单自由度的机构。（2）机构的并联组合与创新设计：可以将几个单自由度的基本机构的输入构件组合起来，保留单自由度构件的输出运动；可以将几个单自由度机构的输出构件组合起来，保留单自由度构件的输入运动；也可以将几个单自由度基本机构的输入构件和输出构件分别都组合起来；均称为并行连接。其特征是各基本机构均是单自由度机构。（3）机构的叠加组合与创新设设计：机构叠加组合是指在一个基本机构的可动构件上再安装一个以上基本机构的组合方式。把支撑其它机构的基本机构称为基础机构，安装在基础机构可动构件上面的基本机构称为附加机构[3]。（4）机构的封闭组合与创新设设计：一个两自由度机构中的两个构件用单自由度的机构连接起来，形成一个自由度的机构系统，称为封闭式连接。其特征是基础机构为二自由度机构，附加机构为单自由度机构。

2.基于原机构的再生创新和综合

基于现有装置的再生创新综合，其设计全过程可分如下5步：（1）明确所设计机器的功能要求，并作相关调研；（2）运动链一般化，把原有机构通过抽象化，转化为只含有只含转动副和构件的运动链；在转化过程中要注意不要改变自由度、转动副和构件的邻近关系；（3）运动链数综合：通过运动链综合的作用，使原有一般化的转动副和构件综合为新的全部可能的一般化运动链。在综合过程中可以利用拓扑理论和图论的相关理论。（4）运动链再生：就是根据设计要求与约束条件，选取满足条件的一般化的运动链；（5）最后进行机构的结构化设计，得到机械装置的运动简图[4]。

三、机构创新设计的应用

机构创新设计有多方面的应用，以凸轮控制机构的机械设计为例，讲解其应用价值。要求根据机械设计的创新路径和方法，设计一个凸轮控制机构，其能够使一个质量为M，并在规定的路程D中作循环往复运动，并要求比原机构能获得更大的机械效益。

首先应明确机械设计的核心问题是如果怎样设计能够使凸轮控制机构去驱动连接点P，并获取最大化的机械效益，同时机构的自由度应为1。为了把复杂的问题简单化，可以忽略次要问题仅关注驱动点P之前的传动机构，它是F=1的凸轮摇杆机构，其对应运动链如图1所示。

其次设计好运动链后，要进行运动链数综合。由于机械设计创新设计的出发点是为了获取较大的机械效益，可以通过增加机构杆件数来满足上述要求，考虑的自由度不能发生变化，增加机构杆件数应不少于两个，设计好新的装置具有六杆运动链，2种独立异构型式，即斯蒂芬森链与瓦特链。比如在进行斯蒂芬森链的设计过程中，需要根据结构与功能相适应的原则对斯蒂芬森链进行结构的改变[5]。由于该装置是一种凸轮控制机构，需要进行运动副的更替，也就是说必然进行运动副的替代，即用一个凸轮副去替代运动链中的一个二元素杆与2个转动副，故得到演化后运动链。

四、结论

进行机械创新设计要有两个必要条件：一是充分获取适用的知识；二是要使用符合创新设计思维并能激发创新思维的设计系统。运用机构学原理进行机械设计创新，首先要学习掌握相关的机构理论与已有的结构，才能在创新思维的指导下进行创新设计。

参考文献：

[1]魏三平.机械原理与机械零件课程设计的关系[J].教育理论与实践.2008（S2）：59-61.

[2]李笑，刘福利，陈明.改革机械原理课程设计注重培养创新设计能力[J].教书育人.2001（02）：79-81.

[3]李法新，王金凤，王利红.机械类专业大学生综合创新能力的培养[J].河南教育（高校版）.2008（04）：89-92.

第2篇：机械设计及原理范文

与其他常规的机械设计不同，机械创新设计要求设计人员充分发挥自己的聪明才智和创造力，利用创造性思维，设计出新颖、有创造性、有实用价值的机械装置。机械工程创新设计往往包含了多种科学技术的渗透、综合与交叉，是通过逻辑思维的分析和知识的运用找到创新设计方案，其中存在的部分表现为非数据性、非计算性的，一定要在理论知识的时间基础上思考判断推理的。

2机械设计中设计人员应该树立创新的理念

要想突破传统的模式，在设计上有所创新，对机械人员首先就要要求其具有大胆的创新理念并会将其运用到时间中去。创新就是突破传统的思维模式，运用现代超前的理念进行问题的思考。对于一个设计者而言，缺少创新意味着他在工作上无法得到肯定。优秀的机械设计者要时刻谨记创新理念，要用创新的思维对问题进行深入的思考，再结合自己的专业知识将自己的设想转化成现实。

3机械的优化中应该具备的创新方式

（1）智力思维法———这是一种发挥集体智慧的方法，它通常是通过抓住瞬间的灵感或潜意识的新想法或通过相关专家人士针对某一目标进行讨论，通过相互启发、激励，在越来越多的思路中，在越来越好的方案中取长补短，最终引起创新设计的连锁反应，为机械设计提供更好的创新成果。

（2）列举创新法———这是指依据一定规则，列举研究对象的各种性质，通过对这些性质的逐项分析，寻求改变来又发创新设想的方法。它适合于现有事物的改进及应用型的开发，一般经过的过程如下：列举特征———改变特征———改变事物。

（3）移植技术法———这是指将一个技术领域内的先进原理、方法或成果移植到另一个领域中，或把一种产品内的先进技术应用到另一个产品中，从而设计出新产品。在进行移植技术法的过程中要首先解决移植什么，为什么要移植，要想有效应用移植法就必须注意以下几个必要条件：1）用传统方法难以找到理想的设计方案或阶梯设想，或者利用相关专业领域的技术和知识根本无法找到出路；2）其他技术领域存在解决相似或相近问题的方式方法；3）对移植结果能否保证系统整体的新颖性、先进性和实用性没有定性判断。技术移植法可以分为技术原理式移植、技术手段式移植和技术功能式移植。技术移植法是对科学技术的发展，对促进发明创造具有重要意义，贝弗里奇说过：“使用移植法有可能促进科学发展，这也许是为什么科研人员要对自己狭窄的研究范围之外的发展，至少是重大的发展有所了解的原因。

第3篇：机械设计及原理范文

摘要：主要对机械专业的机械原理课程教学体系进行了探索，通过机械原理课程的理论教学和实践教学的改革，培养了学生的创新思维，激发学生的创新意识，提高了学生的机械设计能力和创新实践能力。

关键词：机械原理；教学；创新

机械原理课程作为机械类专业中一门重要的专业基础课，它具有较强的工程性、实践应用性、创新性，在整个教学体系中起着承上启下的作用。该课程主要讲述机构的结构分析、运动分析、力分析和常用机构的运动原理和应用。学过这门课以后，学生能对现有机械的组成和运动情况进行分析，具有运用所学知识，组合新的机构及创造出新产品的能力。在培养学生的机械设计能力和创新思维、创新能力所需的知识、能力和素质结构中占有十分重要的地位。

一、基于创新能力培养的机械原理课程教学体系的建立

目前，国内外高校都十分注重培养大学生的科技创新和实践能力，德州学院结合机械原理的精品课程建设，以培养和发展机械类本科生的综合素质和实践动手能力为目标，以创新教育为重点，以“激发创新兴趣，培养创新思维，引导自主实践，重在创新过程”为原则，对机械原理课程进行了全面的建设。机械原理课程建设总体框架如图1所示。

二、通过理论教学模块培养学生的创新意识和创新思维

1.改革理论教学内容，培养学生创新意识和思维

随着企业对机械工程技术人员的设计、创新和新产品开发能力越来越重视，机械原理教学内容也应该随之进行改革。以机构设计为核心构建课程体系和组织教学内容，加强对连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等机构的结构、应用特点的介绍，全面、系统地讲授各机构的运动、动力性能。对与理论力学重复的部分如平面机构运动分析、力分析、刚性转子平衡可适当减少课时，简单介绍。

在教学内容上适当增加一些日常生活中的实例和工程机械的结构实例。讲授机构时先以生活中的应用实例导入，再以各种机加工机床的结构作为实际工程机械实例深入学习。如讲解连杆机构时，先以常见的推拉门窗、太阳伞等生活实例应用引入，然后进一步介绍在牛头刨床的传动机构。而这些机床的结构中如牛头刨床中包含了机械中的连杆机构、齿轮机构、间歇运动机构等，使学生能够将感性认识和理论知识结合起来，提高学生对机构有了直观的认识。

同时在讲授各个机构时应将其彼此联系起来，如介绍凸轮机构的工作原理时，可以提问学生前面所学机构中哪些机构能够实现主动件匀速转动从动件移动，学生就会能够将连杆机构中的曲柄滑块机构联想起来，然后可以进一步联想起凸轮机构高副低代后就是连杆机构。接着让学生将自己所知道的凸轮机构和两机构联合使用的应用实例举出一二。这样将前后所学内容连贯在一起，融合贯通起来，培养学生的创新思维和创新意识。

2.改革理论教学方法和手段，强化学生的创新意识和思维

充分利用现代化的教学手段，增加课堂授课的信息量；在对教学内容进行深入研究的基础上，结合机械原理的教学内容建立以图片、动画、录像资料为主的素材库。对各个机构的运动、分析及应用采用三维动画演示，运用其形象、直观、生动的特点，创造生动逼真的教学环境，优化课堂教学，提高学生的学习兴趣和素质。而学生在学习机械原理以前已经进行三维实体软件的学习，大部分三维动画是由学生独立完成的。这样将三维实体软件的应用与专业理论学习结合起来，不但使吸引学生的学习兴趣，更培养了学生利用先进软件工具解决具体工程问题的能力。学生拓宽了思路，进一步提高了创新意识。

同时，在德州学院的教学网中建设了机械原理课程教学网站，并被学院评为优秀网站。网站内容包含教学课件、习题解答、在线复习、实验指导、学生创新实例、师生互动平台等内容。教师可以通过课程网站对学生进行答疑，增强了教师与学生学习的互动性。同时教学网站给学生提供一个自学的平台，学生可根据个人兴趣进行自主性学习，从而有效地化解理论课时少的矛盾。

三、通过实践教学模块提高学生的创新精神和创新能力

1.设计合理的课后大作业，有助于提高学生的创新思维

在教学过程中，除了精选的理论基础作业外，可以适当有针对性地布置课后大作业，规定一段时间内完成，利用课余时间分组进行评价。这些作业可以来源于实际生活，也可以来源于工程实际应用。通过完成作业达到学生对《机械原理》知识的综合应用和提高。特别是学习到几种常用机构时，比如讲到连杆机构时，可以布置自动翻书架的设计、爬楼机器人机构设计等题目让学生任选其一进行设计，也可以让学生自己设计题目进行设计。既提高了学生设计自主性和创新思维，激发学生的学习兴趣，又使不同程度的学生都能有所收获。

2.积极进行实验教学改革，提高学生的创新能力

2010年的人才培养改革中，提高了机械原理实验课时量，增加到了12学时。近几年，学院加大了对机械专业实验室的投入，增加了创新实验设备的购进。目前可做机械原理课程实验的有机械设计基础实验室和机械创新实验室。目前机械课程实验教学中已由原来的以演示性、验证性实验为主转变为以综合性和设计性实验为主。现在的实验教学中除保留了机械原理的认知实验、机构运动简图的绘制、齿轮齿廓范成原理实验等基本实验外，增加了平面机构创意组合实验、机构运动方案创新设计实验、轮系创意组合实验、慧鱼创意组合实验等实验。规定了必修实验的个数为5个，除此之外为选修实验项目和学生自行设计实验。为了提高学生的实践动手能力和创新能力，我们将机械创新实验室对外开放，学生可以根据自己的实验设想和具体方案，用现有的仪器设备，利用业余时间去实验室将自己的实验设计构思进行验证。整个过程都是由学生亲力亲为，不但提高了学生对各种仪器的综合操作技能，同时也加强了他们独立思考、分析解决问题的能力和创新精神。

3.积极进行课程设计改革，鼓励学生大胆创新

为了体现专业特色，同时又兼顾课程教学理论知识，我们对机械原理课程设计的题目、内容和考核方法进行了改革。课程设计题目避免重复，设计内容不光要有图纸和设计说明书，还鼓励学生要采用计算机软件对自己所设计的方案进行三维虚拟造型，进行运动学仿真及可行性验证。学生们对三维虚拟造型都很感兴趣，学习Pro/E等三维设计软件的积极性也较高。通过这一环节的训练，不仅提高了学生对三维设计软件的熟悉程度，而且还调动了他们的创新积极性，扩大了他们的思考空间，激励他们改进设计，大胆创新。课程设计的考核还鼓励学生做出所设计机构的实物，若方案可行并有实物模型做出的则课程设计成绩评定为优秀，鼓励学生动手实践，提高自身的实践能力。

4.科技创新模块以科技设计竞赛为载体，促进学生创新素质提高

德州学院大力支持广大学生参与各类科技文化竞赛活动，制订了《德州学院大学生科技文化竞赛管理办法》、《德州学院创新学分和技能学分认定办法》等，对学生在第一课堂外实施的一系列创新和技能活动中取得的创新或技能成果给予一定的学分和物质奖励，大大提高了学习的创新意识。而竞赛都要求在符合大赛主体与内容的前提下，学生自行选择设计题目。设计大赛一般要求提交模型或样机，因此参赛学生不仅要构思，还要设计、制作和调试。将创新构思和实践能力紧密结合起来。所以在竞赛的具体实施过程中，从查资料、绘制图纸、撰写说明书到自己亲手制作，以及作品的调试以及最后的竞赛答辩，学生们经历了各个环节，对创新所需的实践能力进行了全方位的训练。

四、结论

经过几年的机械原理课程的建设，取得了较好的效果。机械原理课程被评为德州学院优秀课程。通过机械原理课程的学习，一方面，培养了学生独立思考问题、分析问题的主动性；另一方面，也激发了学生的学习兴趣，提高了他们的工程意识和创新设计能力。

参考文献：

［1］ 管锋.机械原理课程实践性环节的教学改革与实践［J］.

长江大学学报（社会科学版），2011，（4）：121-122.

第4篇：机械设计及原理范文

关键词：机械原理；课程设计；教学研究；课外科技活动

中图分类号：G642.3 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）05-0217-02

一、引言

机械原理是机械类各专业必修的一门重要技术基础课，在培养学生的机械设计能力和创新能力所需的知识、能力和素质结构中，占有十分重要的地位。其课程设计是教学过程中的一个重要实践环节，通过课程设计实践，使学生更好地理解和掌握课程的基本理论和方法，进一步提高学生查阅技术资料、绘制工程图和应用计算机等能力，特别是加强培养学生创新意识和分析问题、解决工程实际问题的能力。就我校而言，机械原理课程设计是我校机械类学生在本科学习阶段的第一门工程设计类课程设计，在培养学生的实践能力方面具有特殊的地位和作用。[1]

二、现状分析

（一）机械原理课程设计教学现状分析

1.我校机械原理课程设计的内容是对牛头刨床、插床等传统加工设备的传动机构进行运动分析和动态静力分析，并在此基础上计算其机械动力学问题。课程设计模式缺乏整体性思维，设计题目陈旧且与工程实际结合不紧密，缺少机械系统的方案设计和机构的选型设计等。

2.题目相同，设计的机构一致，只是原动件的位置不一样。故对学生而言，缺乏创新能力的训练。

3.课程设计的设计方案与内容相同，学生缺乏查找资料、方案陈述与讨论、团队协作与沟通交流等环节的训练，与当前企业的需求脱节。

（二）学生课外科技活动开展情况分析

目前，我校十分重视学生科技活动的开展，学生科技活动的种类繁多，面向机械类专业学生的科技活动有机械创新设计大赛、大学生科技创新计划项目、大学生“挑战杯”课外科技作品竞赛、机械制造综合实践创新能力-数控加工大赛、三维数字化创新设计大赛、机器人应用技术大赛、汽车节能竞技大赛、大学生方程式汽大赛等等，对提高机械类专业学生的创新和实践能力起着重要的作用。然而在实践过程中遇到一些问题，如积极参加各种课外科技活动的学生人数有限、部分学生不知道如何开展课外科技活动、缺乏主动性等等，这些问题都是亟待解决的。

课外科技活动参与的学生人数有限，单纯地为了竞赛而组织的实践活动，由于受时间和名额等因素限制，难以在学生中广泛地组织开展，从而使受益学生的数量受到了限制。

三、教学研究思路

参与各种课外科技活动的学生有兴趣和热情，但人数有限；参与课程设计的学生人数多，但积极性不高，过程不认真，往往抄一份报告敷衍了事。因此，如何利用学校目前课外科技活动开展良好的氛围，将科技活动融入课程设计教学中，使科技活动与课程设计相结合，是主要的研究内容。

四、教学研究内容

结合学校的实际情况，以培养学生工程实践能力和创新能力为目标，课题从以下三个方面进行了研究。

（一）课程设计题目研究

为达到课程设计的目的，全面培养学生的综合能力，课程设计的题目可借鉴课外科技活动的主题，或参考具有生产实践背景的工程实际项目，并在此基础上结合机械原理课程课题讲授内容设计课程设计的题目，使课程设计的内容更贴近生活，从而提高学生对课程设计的兴趣。

譬如，借鉴第六届全国大学生机械创新设计大赛的主题“教室用设备和教具的设计与制作”，提炼出“多功能黑板的设计”、“便携式可调折叠桌椅的设计”、“自动黑板擦的设计”等设计题目；借鉴第七届全国大学生机械创新设计大赛的主题“钱币的分类、清点、整理机械装置；不同材质、形状和尺寸商品的包装机械装置；商品载运及助力机械装置”，提炼出“硬币分拣器的设计”、“硬币包装机的设计”、“纸币分类与计数装置的设计”等设计题目。

（二）课程设计内容研究

课程设计内容着重于机械方案的设计与选择、机构运动的分析与设计、机械动力学的分析与设计等三个方面，注重培养学生的设计能力，引导学生应用ADAMS等软件进行机构设计与分析，完成机器总体方案设计。由于将科技活动融入课程设计教学，设计题目多样化、生活化，[2]体现以学生为主的理念，扩大学生的视野，使设计内容改为与科技活动相关的产品综合设计，保证设计的完整性、系统性和综合性。

此外，课程设计增加查找文献资料、设计方案陈述与讨论等环节，旨在锻炼学生资料文献综述能力，提高学生表达能力，加强团队协作交流，使学生熟悉产品设计流程和报告书写格式。以往笔者在指导学生科技活动过程中发现：学生开展科技活动的第一项任务往往是调研，即通过查找相关文献资料，分析现有产品的现状与技术特点，归纳出开展科技活动的技术线路、研究方法等等，这时学生往往不知所措，究其原因是目前教学模式往往忽略这一项内容。

为了保证课程设计的质量，笔者对课程设计过程进行了监控，在相应时间节点安排了必要的教学活动以及详细的设计任务，如表1所示。

（三）课程设计方法研究

近几年指导学生科技活动过程中发现，几乎每项科技活动都需要应用到计算机辅助设计技术。以往课程设计结果往往停留在几份图纸和书面报告，学生对自己设计的机构或机器是否可行不得而知，所以积极性不是很高。随着计算机应用技术的发展，运用计算机进行机构运动仿真已轻而易举，学生学习计算机软件的积极性普遍很高，且企业对应聘者也有这方面的要求。因此，可在机械原理课程设计中引入计算机辅助设计方法。如引导学生应用ADAMS软件对机构设计方案进行设计和运动学仿真，[3，4]使学生的创新积极性得到提高。

五、结论

将机械原理课程设计与学生科技活动相结合，既丰富课程设计的内容，增加课程设计的实用性和针对性，还可以激发学生参与课程设计的兴趣，吸引更多的学生积极投身于科技活动，切实提高学生的创新设计能力、工程实践能力和沟通交际能力、以及团队协作意识等。

经过教学研究与实践，机械原理课程设计教学效果得到改善，使学生能学以致用。近三年，学院学生积极参加各种课外科技活动，取得了优异成绩。

参考文献：

[1]黄小龙，刘相权.机械原理课程设计改革的研究与实践[J].中国科技信息，2011，（24）：182.

[2]孙志宏，单洪波，庄幼敏，等.提高学生创新能力改革机械原理课程设计[J].实验室研究与探索，2007，26（11）：98-99.

第5篇：机械设计及原理范文

关键词：CAD/CAM/CAE；机械专业；教学改革

中图分类号：G642.0？摇 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）12-0231-02

随着计算机技术及应用的快速发展，CAD、CAM等新技术得以迅猛发展。CAD、CAM已经在电子、造船、航空、航天、机械、建筑、汽车等各个领域中得到了广泛的应用，成为最具有生产潜力的工具，展现了光明的前景。而随着CAD/CAM/CAE技术的日益成熟以及计算机技术的不断发展，产品的设计与制造方法、方式也随之发生了根本性的改变[1]。为了更好地满足使用者的需求，现代企业越来越关注产品质量、产品的开发周期和开发成本，CAE作为产品开发的重要技术之一，其应用价值日益显现。CAE技术是以科学和工程问题为背景，建立计算机模型并进行计算机仿真分析，对工程和产品进行性能与可靠性分析，对其未来的工作状态和运行状态进行模拟，及早发现设计中的不足，加以修改，并证实未来工程、产品性能的可行性和可靠性[2]，能够大大缩短设计开发周期。越来越多的企业也将CAE技术引进到产品开发设计、制造等环节，对CAE技术人才的需求越来越大，由于我校是一所培养应用型本科人才的独立学院，应及时开设CAE技术相关课程，以适应市场对这方面人才的需求。

一、培养模式的调整

目前，我校机械工程及自动化专业为宽口径专业，培养能在工业生产第一线从事机械工程及自动化领域内的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理和经营销售等方面工作的高级机械工程及自动化技术和管理人才，设有数控技术、模具与计算机辅助设计两个专业方向。开设的课程除了专业基础外，还有《模具CAD/CAM》《三维实体软件》《精密与超精密加工技术》《快速成型技术》《自动化机械设计》等。可见，本专业在课程设置上，比较重视对学生CAD/CAM知识和技术的培养，而缺少CAE相关课程的设置，这样将导致学生的学习、知识系统不够完整。虽然学习了CAD/CAM的基础知识，掌握了一些相关应用软件的操作，但是对实际生产的后续工序没有深刻的了解，更无法解决实际工程中的一些问题。在现有的专业课程中增设CAE相关课程，培养学生CAD/CAM/CAE技术的一体化应用，尤其是利用CAE知识和应用软件完成对实际生产问题的模拟分析，并根据模拟分析结果提出改进和优化措施，是教学改革的目标。

二、课程改革及其要求

1.完善课程体系，健全知识结构。新增CAE课程的教学对象为四年级上学期的学生，该层次的学生经过前面三年的学习，对专业的基础知识有了一个比较全面的了解，基本熟悉CAD/CAM技术的概念，掌握了一些相应的二维/三维的软件的操作，能够利用CAD软件完成一些产品设计任务，初步具备了CAD技术的应用能力。在机械专业中增设CAE的相关课程，培养学生学习CAE技术的理论基础和相关软件，全面掌握CAD/CAM/CAE的一体化知识结构。最终达到在具备了CAD/CAM技术的应用能力的前提下，能够利用CAE技术进行机械生产工艺的模拟仿真和结构分析的目的。在这个过程中，必须要做好与前面专业知识以及CAD/CAM技术的衔接，使学生在所学知识的结构基础上理顺所学的新知识。如针对模具与计算机辅助设计方向的学生，他们学习模具CAE的目的是利用CAE技术来预测成型过程中的各种缺陷，优化工艺参数，以期得到合理的模具结构和优化的工艺参数，所以必须结合模具设计的相关专业知识，与CAE技术穿插讲解，做好专业知识与CAE技能训练的自然衔接和结合，使学生的知识结构更为系统。

2.教学新要求。在进行CAE课程的授课过程中，教师要注意做好以下几点：①将课程体系做相应的调整，使CAE理论与CAE软件融合在一起，二者充分结合，以突出知识结构的完整性。②注重知识点面结合。课堂授课要讲、练结合，知识的重点和难点应结合适当的实例进行练习和重点剖析。既保证了重点，又兼顾了全面，使学生能够掌握其中的要领和技巧。③课后要布置相应的思考题和练习题，以帮助学生消化、巩固和深化教学内容以及进行实际工程训练。④坚持理论与实践紧密结合的原则，注意介绍相应的实际生产中各类缺陷问题的解决方案以及这些方法的缺点，利用CAE分析预测、解决这些缺陷的优越性。通过教师对实际工程问题解决过程的讲解，提高学生的实际工程意识，学会在实际遇到问题时，能正确地去分析问题、解决问题，或者是能够对现有方案进行优化设计等。通过这样的形式来促进CAE理论与软件的学习、应用和普及。另外，教师除了在课堂上的讲授之外，在相应的课程设计、毕业设计以及学生课外科研项目等教学环节，应指导学生充分利用掌握的CAD/CAM/CAE技术针对实际课题来进行设计和分析，包括利用CAD技术进行产品设计，运用CAE技术进行数值仿真模拟和结构分析，根据模拟分析的结果，对产品设计提出反馈意见，再利用CAD技术对产品或工艺设计的不合理之处进行修改，之后再进行分析，直至分析结果达到工艺设计要求。在有条件的情况下，将实际生产结果与CAE分析结果做比对，验证CAE技术与实际的匹配度，最后应用CAM技术进行数控加工编程。通过这样的实践训练过程，提升学生对实际的应用软件的操作能力，也加强了学生解决实际生产项目的能力，学生自己也会觉得本来很多书本上的抽象的知识在实际的应用过程中有了解释，也更加强了他们的工程实践能力，从而提高教学质量和效率。

3.对教师的要求。开设CAE课程，同时对教师队伍建设以及专业教师本身都提出了更高的要求。不仅要求教师必须具有本专业扎实、系统的专业理论知识，同时要具备很强的专业实践能力，要实时关注市场、企业的需求和技术的发展，并且在教学上能够将理论知识与实际工程问题结合，具有指导学生将系统理论知识转换成系统的应用知识的能力。所以，作为独立院校的专业教师，以培养应用型本科人才为目的，应不断强化自身的专业知识，还应密切关注本行业的企业人才需求和技术发展，争取与企业开展产学研合作项目，深入到企业、工厂，尽量利用工厂、企业的实际生产实例为学生进行讲授，也可作为学生学习训练的素材，以提高学生的实际应用能力。

随着计算机的飞速发展和广泛应用，各种行之有效的数值计算方法得到了巨大的发展，CAE技术在制造行业获得越来越广泛的应用。而随着高等院校独立学院教学改革的不断深入，我校机械专业增设了CAE课程并在实践中不断进行教学改革，完善课程体系和教学方法，以提高学生CAD/CAM/CAE的综合应用能力，为制造业培养更多适应市场技术需求的合格人才。

参考文献：

[1]尹飞鸿.有限元法基本原理及应用[M].北京：高等教育出版社，2010.

第6篇：机械设计及原理范文

[关键词]《机械原理》；机械运动；教学设计；学生能力

1 前 言

中职机械专业教学的现状不容乐观，主要是其专业自身存在不足，但为了促进机械专业的发展，使其教学质量得到可靠的保障，中职机械专业在教学方法等均展开了研究。

《机械原理》课程是机械专业的一门基础课，其任务之一就是为后续的专业课打好基础，因此在教学计划中占有重要地位。而机械运动方案设计是整个机械设计工作的第一步，它对于机械性能的优劣及其在市场上的竞争能力都具有决定性的作用。在机械类各专业学生的整个教学计划中，只有《机械原理》这门课讲授机构运动方案设计的内容。因此，在教学过程中注重培养学生运动方案设计的能力，使学生得到这方面的锻炼，是《机械原理》课程的一项重要任务。

在以往的《机械原理》教学过程中，机构运动方案的设计是一个比较薄弱的环节，为了使学生及早地树立工程设计观点，培养学生独立工作能力，近年来，我们在教学过程中采取了若干措施，力图加强这一环节，取得了可喜的成果。

2 提高学生对机构运动方案设计重要性的认识及学习兴趣

课程开始，除了介绍本课程的研究对象、内容，它在教学及国民经济中的地位和本课程的学习方法外，有意识地强调以下两方面的内容：

（1）本课程除了讲解各种机构进行分析以外，最主要的任务是设计，而分析是设计的第一步，也是设计的基础。

（2）本课程是与工程密切联系的一门技术基础课，在学习本课程的过程中，对日常生活中司空见惯的东西要注意观察，注意用所学的知识对其加以分析，不仅能达到对所学知识的加深理解，灵活运用，举一反三的目的，而且可以启发创造灵感。例如，我们通过公共汽车车门和小轿车车门开、闭方法的对比以及载重汽车和人力平板三轮车实现转弯方法的对比，使学生对运动方案设计和工程实际应用背景间的密切关系以及运动方案设计的重要性有了较初步的认识，所有这些都激发了对机构运动方案设计的兴趣。

3 通过“机构方案小设计”的教学环节，使学生得到运动方案设计的初步锻炼

在本课程开始2～3周后，等学生对机械原理课程有了初步的了解后，开始这一教学环节。向学生提出几个日常生活中司空见惯的用具，如：能自动打开而不能自动合拢的二折伞；只能用双手打开而不能自动打开的三折伞；普通的用链条链轮传动的自行车；只能在固定角度范围内摇头的电风扇等。要求学生在学习本课程的过程中，结合所学知识对他们的优缺点进行分析，研究做进一步改进设计。要求学期末每个学生交一张在A4图纸上按比例绘制的、改进了的、用具的机构运动简图和一份简单说明书，在课程进行过程中，组织适当的辅导、讨论。实践结果表明，虽然有些改进设计还比较粗糙，存在一些缺点，但也确有一些设计构思巧妙，有一定的独创性和实用价值。

由于这个教学环节是在机械原理讲课过程中进行的，教学内容与改进设计有密切联系，需要改进的用具既是学生们日常生活中司空见惯的，又具有实用价值，因此是一次密切联系实际的实践性教学环节，大大激发了学生们的学习兴趣。课堂设计是学生将所学知识转化为能力的重要实践环节。以设计为中心，以培养能力为目的，安排教学内容，按设计的顺序安排教学顺序，目的是使学生通过课程学习，提出问题和解决问题的能力得到很好的锻炼。可以说这一教学环节对培养学生运动方案设计的能力打下了一定的基础。

4 开阔学生视野，帮助学生较系统地了解和掌握机构运动方案设计的知识

在讲述各种常用机构的分析和设计后，安排了一章“机构的组合及机构总体方案设计”的教学，目的在于使学生较系统地了解和掌握机构运动方案设计的知识。这一章的内容从基本机构固有的局限性讲起，讲述了机构的组合方式，通过工程实际中的若干实例，介绍了常用组合机构的类型及应用，使学生们开阔了视野，明白了机构的组合是发展新机构的重要方法，在此基础上介绍了各种常用组合机构的设计方法。

在机构总体方案设计一节中，我们结合具体实例从工艺动作的分解讲到机械运动方案的选择，机构选型应遵循的原则及注意事项。如尽量简化和缩短运动链；尽可能选择较简单的机构；尽量减少机构尺寸，选择合适的运动副形式；选择合理的动力源形式；合理安排传动机构的顺序；合理分配传动比；使机械具有有利的传力条件和良好的动力特性；使机械具有调节运动参数的能力，保证机械安全运转，等等。此外，还介绍了机械中各执行构件之间的运动协调配合和机械运动循环图，并举例说明了机械总体运动方案设计的步骤。

如果说“机构方案小设计”这一教学环节还只是一个单一机构运动方案设计的锻炼的话，那么这一步就是为向综合性的机械运动方案设计打基础，为进一步在机械原理课程设计中进行机械总体运动方案设计作准备。

5 在课程设计中进一步加强对机械运动方案设计能力的培养

第7篇：机械设计及原理范文

从18世纪以来，机器逐步代替人力劳动，用于做功或转换能量。做功的机器不仅大大提高了劳动生产率，而且很好地保证和提高了产品的质量。由于机器实现的能量转换，人们发明了多种多样的工作机械，提高了人类的生产水平，改善了自己的生活条件。机器的设计是由具体的机构物化为实体的产品，以提供用户所要求的使用功能。因此，机械的结构设计是产品设计的重要一环，在机械设计课程中，机械结构设计也是非常重要的教学内容。在机械结构的设计中，应“勤于学习、善于思考、勇于探索、敏于创新”，以伟大的接纳之胸怀学习前人成果，并以开拓的精神实现伟大的创造。机械结构的设计不是具体案例的机械堆砌，而是有其内在的知识基础、设计的方法和物理原理。本文拟从机械结构的设计方法和设计原理两个方面，讨论机械结构设计的内在知识和结构创新的基本途径，但本文不讨论机械制造工艺性对机械结构的要求。

二、机械结构设计的方法

1.经验设计。从现代科学诞生以来，机械科学与技术已有300年的历史。机械的连接结构、传动结构和支撑结构等已经积淀有汗牛充栋的实践案例，但如何掌握这些案例的基本原理和设计方法，而不是记忆这些案例的具体结构设计，这是经验设计中的关键。具体的产品设计，例如车床，其结构设计可以参考前人的设计图纸，这对于提高设计效率，汲取前人经验、避免犯前人的错误具有实际意义。通过借鉴前人的经验，可以吸收他人的结构创新方法，同时也拓宽了自己的设计思路。随着机械结构数据库的出现和搜索方式的更新，对他人的相关结构设计的学习将更加方便。经验知识是结构设计的宝贵财富，也是公司的知识资产。通过对国内外同类型专利知识的学习，也是一条提升自己结构设计能力的途径。另一方面，要注意避免侵犯他人的知识产权。“古人传下来的学问，就是装在船里的货物。现在的新潮流、新趋势，就是行船的风。”在学习他人的结构设计创新点的基础上，设计者应有自己的革新与发明、自己的创造。

2.理论设计。机械结构设计的理论方法，讨论的是机械结构设计的理性方法，具体的有：模块化和组合化设计、复合化设计、分级结构设计、载荷均布性设计和变结构设计。随着结构优化、结构可靠性和概率设计等方面的发展和具体应用，机械结构的理性设计方法也在不断的推陈出新。模块化和组合化设计。一台机器总体是由提供不同功能的结构单元有机的组合而成，因此模块化的以及模块之间的组合化就是早期的方法之一。在复杂的机电系统和设备中，模块化和组合化的设计理念是有效的结构设计方法，同时也是机械制造的方法之一。例如，组合航空母舰的设计概念；我国的组合化机床的设计在上世纪70年代就已经取得了很大的成功。模块化和组合化，一般是按功能单元、结构单元来划分模块，然后组合起来成为一台机器。复合化设计。复合化的基本特点就是将两个或两个以上的功能零件组合成一个部件或构件来设计，其功能可以是运动功能、承载功能等。例如，组合凸轮结构的设计就是将两个凸轮设计成一个零件；一根连杆在组合结构中同时作为两个或两个以上机构的结构件。复合化方法可以降低机械的制造成本、减轻机器的重量、缩小机器的尺寸和降低产品的成本。分级结构设计（层次化设计）。复杂的制造设备是由分级的机械结构组成，大功能层次的结构是由若干个分功能结构组成。层次化不仅是功能树结构的要求，而且也是制造工艺对结构设计的要求。例如，床头箱由多个轮系组成，而每个轮系又由次一层次的系统组成。复杂机电产品的设计，例如组合挖掘机的设计，集推土机和挖掘机的功能在一起，而共用一个动力系统，在执行系统处分开。层次化结构设计方法在构想分级结构阶段，能够帮助设计者厘清思路，从而找出结构设计的关键点，集中解决结构设计中的难点问题。载荷均布性设计。由于机械结构设计的特点，希望载荷分布均匀，充分发挥材料的机械力学性能或者取得降低最大载荷的目的。例如，修形齿轮的设计、对数滚子的设计，为了取得接触应力的均布，从而修形零件，实现结构的优化设计。行星齿轮减速器的设计也体现了载荷均布性的设计理念，从机构运动学来看只需一只行星齿轮；然而从受力平衡、承载能力和提高齿面的抗磨损来说，三只行星齿轮的结构设计更好。变结构设计。机械结构的创新常常采用变结构的方法，变结构可以改变机械结构的功能，例如，非圆连接形式的成形连接、曲柄滑块结构设计变为转动导杆结构设计。变结构可以改变实现功能的形式，例如径向柱塞泵和轴向柱塞泵的设计。变结构也可以降低机器的设计成本，例如利用死点的桌面支承设计。

3.模型试验设计。相似模型试验设计。基于机器物理模型的相似，运用相似科学理论，对于大型的机器设备进行模型试验设计。通过模型结构设计和试验分析，获取机械结构的可靠性、并预测机器的工作性能。模型相似的设计方法已在工程领域有广泛的运用，例如大型水轮机组的结构设计。通过制造大型水轮机组的模型，测试试验模型的工作性能以及其可靠性等指标，优化水轮机组的结构设计和工作能力。机械结构的设计方法不是一成不变的，而是随着人们的发明和新的科学原理的发现，在日新月异地发展，不断出现新的机械结构设计方法，同时对前人的机械结构设计进行革新。

三、机械结构设计的原理

机械结构的设计必然要依据技术科学的原理，例如：理论力学原理、材料力学原理、弹性力学原理、疲劳力学原理、流体力学原理、热力学原理、摩擦学原理、声学原理、智能原理和一切可能的新物理原理。这里讨论以上各种原理在机械结构设计中的应用，以期总结机械结构设计的常用原理，讨论机械结构设计的原理在今后结构创新设计中的可能性。理论力学原理。理论力学是机构设计的基础理论，对于机器的运动学和动力学分析，得到的结构必然反映到机械结构的设计中来。例如，轴承转子系统动力学的设计，其动力学及其稳定性的设计，要求修改轴承的设计和轴的刚度设计。材料力学原理。机械零件的强度和刚度设计是基于材料力学理论的，强度或刚度不足时，就需要修改零件的结构设计。例如，齿轮轮齿接触强度和齿根弯曲疲劳强度的设计，当齿面接触强度不足时就要求增大小齿轮的分度圆直径；当齿根弯曲强度不够时就要求增大齿轮的模数。弹性力学原理。弹性力学分析是零件应力应变计算的基础，例如滚动轴承中滚子修形的设计，基于弹性力学的接触分析，确定滚子的修形曲线和修形量。在机械零件的结构优化设计中，常常用到弹性力学理论。疲劳力学原理。机械零件上的机械载荷在工作过程中常常是变动的，例如汽车中的轴、轴承和齿轮上的载荷都是变化的，这种变化的载荷具有一定的统计特征。变载荷下轴和滚动轴承的疲劳寿命设计等工程内容，已经发展成机械零件的概率设计。

为了更精确地设计机械零部件，疲劳力学在机械结构设计中会得到越来越多的应用。流体力学原理。流体传动和动静压轴承等的设计是依据流体力学原理的，流体力学也是机械结构创新的基本原理之一。例如静压导轨的设计、动压滑动轴承的设计，要依据流体的质量守恒定律、平衡原理等，优化设计的结果要求修改导轨或轴承的结构型式和尺寸参数。热学原理。热力学和传热学在机械零部件的设计中有很广泛的应用，导轨的热精度设计、齿轮和滚动轴承的胶合分析、隔热结构设计等等。摩擦学原理。耐磨或加快磨损是摩擦学设计的核心，例如圆锥销的设计、组合螺母的设计，就是为了补偿零件的磨损，使得零件在磨损后仍能实现其设计的功能。磨削和抛光制造工艺是利用零件磨损的加工方法。声学原理。在机械系统的噪声分析和研究中，依据物理声学的原理及其分析方法，得到噪声的频谱和功率谱等分析结果，以指导机械结构的设计，例如低噪声滚动轴承的设计。今后，可以考虑利用机械噪声来进行产品设计，例如声爆弹的设计、信号中噪声信息干扰的设计等。智能原理。机械结构设计的原理将向智能化、生物化的方向发展。随着智能技术的应用，机械结构具有灵敏的智能功能。测试技术、控制理论和信息论是机械结构智能设计的基础。

第8篇：机械设计及原理范文

关键词：声学共振排烟 赫姆霍兹共振 单片机

中图分类号：O442 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）09（a）-0073-02

本设计利用有机玻璃模拟KTV房的环境，运用赫姆霍兹机械共振原理和声学共振的方法实现有效排烟功能。多腔共振原理拓宽了共振的频率带，利用一定频带的音乐可实现共振排烟。

系统要求：自动状态下，单片机提供共振源以实现模拟赫姆霍兹共振结构箱随烟雾浓度自动排烟调节，通过温湿度传感器，实现对环境检测，实现小幅度的空间去潮。

1 系统设计

1.1 系统组成

系统选用STC12C5A60S2作为主控芯片，用以完成对系统执行机构的控制、信息处理和液晶显示。单片机产生共振结构箱所需的机械共振源，检测空间烟雾浓度和温湿度参数，并实现系统自动控制。系统结构设计如图1所示。

1.2 系统的硬件设计

根据设计方案和要求，可将系统分为赫姆霍兹共振结构，传感器数据采集，机械共振源和单片机主控4部分。

1.2.1 赫姆霍兹共振结构

赫姆霍兹共鸣器是一种高效率的声能转换装置：通过驱动其内部空气，可将微小振动转换为高强度的振动把烟雾从管口排出。

单节赫姆霍兹消声结构如图2所示。

赫姆霍兹共振消声结构的消声性能以共振频率和传递损失来评价。常用于古典赫姆霍兹理论设计或预测共振消声器的传递损失和共振频率，该理论采用集中参数模型给出共振消声结构的共振频率和传递损失。

式子1： （1）

式子2：

（2）

式中：为声速（取=340 m/s），为管的长度，为连接管道的截面积，V为共振腔体积，为频率，为共振频率。

从消声联想到排烟除尘：赫姆霍兹共振消声结构中，腔体空气在扬声器的作用下达到声共振，腔内的气体能量最大以至于剧烈振动，产生的强烈气流与外界的气体交换，便实现了排烟效果。因此，当腔内存在大量浓烟时，系统可自动通过气体的流动来实现排烟效果。

1.2.2 单片机主控

STC12C5A60S2单片机内部集成MAX810专用复位电路，2路PWM，8路高速10位A/D转换（250K/S），强干扰场合，适合系统设计应用。单片机最小系统组成（包括I/O口，复位电路，晶振和LCD1602等部分）作为系统的主控部分，主要完成对共振箱内部烟雾浓度和温湿度信息的采集与显示，通过处理实现控制共振源放大共振排烟。

1.2.3 传感器数据采集

（1）烟雾报警模块。

烟雾浓度的采集使用MQ-2烟雾传感器，具有模拟量及TTL电平信号输出，TTL输出有效信号为低电平，模拟量输出0～5 V电压，浓度越高电压越高。其具有长期的使用寿命和可靠的稳定性、快速的响应恢复特性。用于家庭或工厂的气体泄漏监测装置，适用于液化气、丁烷、酒精、氢气、烟雾等监测。

（2）温湿度传感器模块。

采用传感器DHT11对环境温度和湿度参数进行采集，该传感器具有相对温度和湿度测量，全部校准及数字输出，采用单总线协议的串行接口，直接单片机相连。DHT11校准系数以程序形式储存在OTP内存中，在传感器内部检测信号处理时调用。防止电源不稳定，常加电容滤去干扰信号，DATA引脚直接与单片机I/O引脚连接，单片机对其进行控制处理。

1.2.4 机械共振源模块

机械共振源模块包括机械源、信号放大器和扬声器。由式子1可以计算出共振腔所需的共振频率。共振源利用单片机输出，主要通过定时器或PWM发出方波的共振源。在赫姆霍兹共振结构箱中进行排烟测验时，方波作为共振源能使扬声器振动更完整，因而形成的声场能量和气流更大，排烟效果达到最佳。方波的产生利用单片机PWM产生，STC12C5A60S2单片机具有模块0和模块1两路可编程计数器阵列 PCA/PWM寄存器，使用计数器0的溢出作为时钟源可实现低频方波的输出。

单片机输出共振源控制方便，比传统文氏桥波形产生要易于控制，相比教学信号发生器有着成本上的优势。机械共振源从单片机发出，经过信号放大器进行电压幅值放大后驱动扬声器，最后驱动腔体内气体强烈振动，产生气流实现共振箱的排烟。在扬声器性能允许的范围内，提高扬声器的输出功率，排烟效果更佳。

2 系统软件设计

系统编程采用C语言的模块化设计思想，在主程序调用定义的子程序实现系统的信息采集、处理和共振源的开/关。系统软件主要包括主控模块，控制模块和检测模块3部分，软件流程图如图3所示。

3 结语

该共振排烟系统由赫姆霍兹共振结构、传感器探测模块、机械共振源模块和单片机主控模块组成。通过烟雾浓度的探测，利用低音扬声器使烟雾共振，从而使烟雾快速从排气孔排除。串联共振腔在多个频率产生共振，通过腔体结构实现低音音乐共振排烟。利用K房的低音效果，实现排烟换气的效果。系统结构简单、工作快捷、低能耗，尤其适合于小空间的排烟除尘。

参考文献

[1] 李增光.机械振动噪声设计入门[M].北京：化学工业出版社，2013.

第9篇：机械设计及原理范文

关键词：化工机械；承压设备；故障；原因；处理策略

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.14.014

化工机械的承压设备作为化工机械系统运转中的重要组成部分，对化工机械工作过程中的影响重大，承压设备在运转中出现故障，就会导致化工企业的工作停产，严重的影响企业的生产效率和企业效益，为了使承压设备在运转过程中可以安全稳定的进行工作，避免在运行过程当中出现故障，所以需要定期的对化工机械中的承压设备进行检修，避免产生设备故障的情况。

1 化工机械中承压设备常见故障及原因

1.1 承压设备产生腐蚀现象

化工机械中的承压设备在长时间的使用过程当中会出现腐蚀点，导致设备产生点蚀破损，设备的整体承压能力出现薄弱点，降低了承压水平，时间长了在出现腐蚀点的地方很容易形成大面积腐蚀，影响设备的正常使用寿命。化工机械中承压设备出现腐蚀现象的主要原因是化工机械中经常性的储存带有腐蚀性质的化学物质，在化工承压设备中储存的化学物质在高温过程中会汽化，在汽化的过程当中产生了许多气泡，气泡在破损过程当中会产生很多腐蚀性气体，承压设备长时间的浸染在这些腐蚀性气体当中，承压设备的金属表面很容易被腐蚀，导致承压设备表面腐蚀脱落，不仅影响了化工企业的正常生产，还对作业施工人员的生命安全造成威胁[1]。

1.2 承压设备的严重磨损泄露

设备在使用过程当中在外力的作用下使承压设备产生磨损，比如设备中经常性的储存腐蚀性物质，造成的承压设备磨损程度随着使用强度的加强和时间长度延长，导致承压设备的磨损程度越来越严重，当设备在运转过程中，也很容易受到自然因素的影响造成化工机械中承压设备的磨损，例如设备产生零件锈蚀、老化等情况。导致承压设备产生故障。化工机械中承压设备通常都是以非常精密的零部件进行连接，零部件的选择不当，尺寸不合适、零部件质量不过关，存在裂缝气孔等现象都可能造成设备连接不严密，导致承压设备中存放的腐蚀性物质泄露，对承压设备本身造成腐蚀出现漏洞，最终会造成承压设备泄露的严重问题。

1.3 承压设备超出荷载率导致承压设备的失效

当载荷在一定范围内做周期性的变化或按其它规律变化时，需要在变动加载作用下，要计算承压设备的安定载荷。当外载荷控制在安定载荷以下时，承压设备除了在最初几次加载循环中产生少量的塑性变形外，在以后的加载过程中将始终保持弹性变形，不会出现新的塑性变形。如果承压设备在经历有限次塑性变形而达到一定的残余应力状态后，外载荷的继续作用将使该承压设备在此残余应力之上仍作弹性响应的话，则可认为承压设备是安全的，我们就称之处于安定状态[2]。当外载荷超过安定载荷以后，每次加载循环都会产生新的塑性变形，经过有限次循环后，塑性变形的不断累积将导致承压设备的最终破坏。

1.4 承压设备受到冲击产生振动

化工机械承压设备在运行过程中，很容易受到冲击使产生设备震动而产生噪音，异常震动产生的噪音对承压设备的零部件造成变形损坏，导致设备接触不良，管道产生裂缝导致物质泄露，影响了化工机械承压设备的稳定性和安全性，承压设备的使用寿命得不到保障。

2 化工机械中承压设备故障的处理策略

2.1 认真分析承压设备工作状态，作好准确的诊断

化工机械承压设备中的其中任何一个环节出现问题都会对机械承压设备的正常使用造成影响甚至造成安全事故的产生，因此化工企业的管理人员提高设备安全管理意识[3]，对可能出现的故障问题作出相关的预案，避免在发生紧急状况时不能及时进行处理，造成事故问题的加重。还需要对承压设备容易发生故障的部分需要定期的安排专业人员进行检修，针对具体问题提出解决方案，做好定期检修的监管工作，避免产生遗漏造成安全事故隐患。化工机械中承压设备的结构复杂性、设备的特殊性就要求化工企业提高对承压设备安全管理意识。

2.2 加强对承压设备的设计与制作的严谨性

化工机械设备的特殊性就要求在设备设计和制造过程中严格按照生产工艺和施工标准，保证设备的制造符合设计理念的科学性和严谨性，设备中的每一个零件的质量都关乎到整个设备是否可以投入使用，在设计过程中的一点疏忽都会对设备质量产生影响，因此在零件尺寸的精准度上要做到零误差，保证零件的强度可以满足设备的正常使用，提高设备运行强度用以保证设备的稳定性。

2.3 注意承压设备的保养和维修

化工企业需要配备相关的专业检修设备，安排专业的设备检修人员定期的对承压设备进行检修，在检修过程中要严格要求检修工作的认真细致，对机械设备的每一个环节都要进行检查，因为化工企业应用的腐蚀性材料较多，尤其要注重承压设备的连接零件，避免因为零件的老化和锈蚀使设备连接产生裂缝导致腐g性材料的泄露，不仅会造成设备的腐蚀，还对施工作业人员的安全产生威胁。因此注意承压设备的保养和维修可以避免安全事故的产生，最大限度的延长设备的使用寿命。

3 结束语

在当前中国经济快速发展的条件下，化工企业迅速发展，有了机遇也有了挑战，尤其在环保和安全方面，所以，对化工设备的要求越来越高，化工设备的安全性与环保性影响着化工企业的发展水平，一旦化工机械发生故障，就会对企业的正常运转产生影响，因此本文对化工机械中承压设备故障原因及处理策略进行浅析，希望对化工企业生产安全提供帮助。

参考文献：

[1]董鑫. 化工机械中承压设备故障原因及对策分析[J].河南科技， 2015（08）：47-49.