工程机械设计方案精选(九篇)

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第1篇：工程机械设计方案范文

关键词：价值工程；机械产品设计；方案评价

中图分类号：TB472文献标识码： A

引言

机械设计的理论在人们长期的理论研究与工程实践中已经变得很成熟。特别是在满足机械运动特性要求和动力特性要求下设计理论已经很完善。从事机械设计的工程师通常对机械设计及工程设计实践有较高的水平，他们会利用先进的设计方法，如优化设计、CAD、有限元方法等，大大提高了机械设计的效率，所设计的产品的质量是良好的。

一、价值工程

价值工程，它是通过各相关领域的共同协作，以及对所针对研究对象的功能与成本费用进行全面系统地分析，不断地进行创新，目的旨在提高研究对象的价值的一种思想方法或者管理技术。

在价值工程中，价值 V ( Value)、功能 F ( Function)以及成本 C ( Cost )三者的概念分别是：

（一）功能（F）概念

产品的功能是指产品或者产品的作用能够满足人们某种需求的一种属性，它包括质和量的两个方面进行考量，其中质的考量主要是从功能的项目或内容的角度进行，而量的考量主要是从每种功能所能够满足人需求达到的程度来进行的。

（二）成本（C）概念

在价值工程中，它所研究的成本具体是指产品的全寿命周期的费用。至于全寿命周期则是指我们用户从购买产品的这一时刻开始，直到产品的寿命结束那一阶段的全部时间。而全寿命周期费用则是指在这一周期内，所有为实现产品功能而所花费的全部费用。其中，产品的全寿命周期是指产品从最初的产品设计、产品制造、产品销售、产品使用、产品维修到产品报废的整个生命周期。

（三）价值（V）概念

至于价值工程中的价值概念，它是描述产品功能的实现程度与产品全寿命周期费用之间比例关系的量值，是功能与成本的直接综合反映。通常，按价值工程分析，认为如果是按照用户的需求，能够以最低的全寿命周期费用实现产品的必要功能，则认为产品的价值最大。

二、机械设计与产品价值

（一）产品设计决定产品价值

产品设计决定产品价值。在产品设计生产阶段，设计师便要了解用户的需求、确定产品的功能、设计产品的形态、选择产品的材质，所以产品的价值在这个阶段便已经确定，好的产品设计不但能更好地满足用户的需求，也能带来良好的经济效益。

（二）价值分析促进产品改进

价值分析不是单纯的降低成本，而是找到产品功能与成本的平衡点，为企业寻求更长远的经济利益，使产品设计得到重视。随首人们自我意识的增强和消费观念的日趋成熟，“华而不实”、"不好看”的产品渐渐被人们所抛弃，取而代之的是形式与技术完美结合的产品。所谓“形式”是指情感、人机、美学等感觉因素的合理结合并赋予产品的物质呈现形式;而“技术”而是指技术与工艺赋予产品应有的功能，两者之间的相互统一才是消费者理想中的产品状态。当一件产品的形态与技术出现不平衡时，则要通过价值分析对其进行再设计以保证两者之前的平衡。

三、机械产品方案设计原理

（一）总体布局设计

机械产品的总体布局要求布局设计需要有全局的观点，不仅要从机械产品本身的的调度出发，还要考虑到整个产品的人-机关系、环境条件等各项因素在内的综合影响。同时，还需要按照简单、合理、经济等几项原则，具体地来确定产品中各零部件之间的空间位置关系，包括相对位置关系和相对运动关系。此外，总体布局设计还应努力达到以下几个目标：功能表达的合理性、结构的紧凑性、比例的协调性、经济实用等一系列要求。

（二）人机系统设计

机械产品在生产运行过程中，还是需要人的操作和控制，即使是高度自动化的设备在某些时候也是离不开操作人员的操控。因此，研究人机系统的设计是产品设计必不可少的一项任务。 人机系统的设计要求产品的技术参数以及结构需要与人的生理以及心理的习惯相适应，两者关系协调得好，则认为产品是人性化设计的。而且，人机系统的设计的主要目的是为了使得操作更加顺畅、有效以及简单，尽可能减少操作人员操作的复杂性；同时，产品的设计还须要尽可能地减少操作人员在视觉、记忆和逻辑思维等方面的难度，降低操作的错误机率，使得操作人员能够在较短的时间内，达到对产品设备进行熟练的操作的技能水平。与此同时，在设计中也需要考虑人体作业空间的设计等等。

（三）机械环境系统设计

由于我们的机械产品始终是处在外界的环境中的，所以外界环境的好坏对机械产品工作时候的性能、运行的稳定性等一些指标还会有一定的影响。当然，产品设备的运行也可能会对周围的环境产生一定的影响，因此，机械产品与所处的外界环境之间是相互影响的。所以，在进行产品设计的时候，我们还需要考虑机械产品运作时候可能对环境产生的污染，做到尽可能保护环境。

四、基于价值工程的机械产品设计方案评价的研究

（一）选择对象

本文讨论的是南方水田作业的全喂入履带式联合收割机，它是能同时完成收割、输送、脱粒、清选、装袋等联合作业的机械。收割机结构复杂，组成零部件繁多，机器主要由履带行走底盘、割台、中间输送装置、脱粒清选装置、动力系统、液压系统、电气系统及操纵系统等组成，见图 1

图 1 全喂入履带式联合收割机示意图

（二）情报收集

1.用户调查 通过现场访问一些老用户和潜在的用户，选择用户比较关注的方面或潜在的需求进行摸底调查：如期望的功能和理想价格等。

2.同行厂家调查 同类企业的产品覆盖范围、成本、利润情况，市场占有率、产品特色等。

3.外部情况 了解国家相关政策，产品推荐发展方向，配套技术的发展情况等；国外收割机技术的发展方向等。

（三）产品设计方案评价

第一种方案：产品底盘由机械变速改为液压无级变速，液压伺服转向，前进和后退只需拉动主变速杆无需换挡，实现无级变速行走，减轻操作者的工作强度，同时作业效率提高 10%左右，由于采用无级变速整机成本增加约 6000 元。没有解决对作物品种的适应性问题。

第二种方案：采用液压无级变速带来的效率和成本提高基本同第一种方案。采用双横置脱粒滚筒，一定程度上能提高机器对作物品种的适应性，但由于结构原因也不能彻底解决，同时由于流程变化机器需要的功率增大，发动机需要重新选型，综合整机成本需要增加 8000 元左右，受机构宽度和重心影响，该机型以后扩展的潜力不大。

第三种方案：采用液压无级变速带来的效率和成本提高基本同第一种方案。采用纵置脱粒滚筒，大大提高机器对作物品种的适应性，由于流程结构变化，综合整机成本也是需要增加 8000 元左右。该机型最大的优势是结构合理，滚筒沿振动筛长度方向布置，在该机型的基础上扩展的空间很大。

通过产品价值指数的分析可以看出，第三种方案的价值指数最高，综合其它各个方面综合评价，结合自身的设计、制造水平，经过可行性论证，2011 年公司决定以第三种方案为基础开发纵置脱粒装置的收割机。

结束语

价值工程的成功应用，使我们认识到价值工程是一种确保功能、提高价值降低成本的行之有效的科学方法。争的严峻，各个生产部门都对机械产品和技术装备提出了日益增长的需求。这些都要求现代机械设计与价值工程的密切结合，真正做到人无我有，人有我多，人多我优，人优我廉，人廉我周，人周我新。设计出大量切合生产实际、品种齐全、高质量、高性能、多功能的现代化产品，以满足我国经济建设和国际市场的需要。

参考文献：

第2篇：工程机械设计方案范文

【关键词】 虚拟样机 地质工程机械 机械系统动力学自动分析

地质工程机械作为工程机械设备在国民经济建设中国起到重要作用，其应用范围较为广阔，特别是在工程地质勘察、能源开发、地质灾害防治等领域应用更为广泛。虽然我国地质工程机械设备的研发取得了一定成绩，但是其设计和制造所需要的时间较长、投资的成本较大，随着产品老化加剧，其市场竞争力逐渐降低。为了提高地质工程机械制造企业的市场竞争力，需要引用全新的产品开发方法。作为一种全新的产品开发方法，虚拟样机技术是一种基于产品的计算机仿真模型的数字化设计方法，在地质工程机械的应用使地质工程机械的研发过程从物质流和资金流转向为数据流和信息流，体现出数字化设计制造新理念[1]。

1 虚拟样机技术简介

虚拟样机技术（VPT，virtual prototyping technology）就是利用计算机技术建立起机械系统的数字化模型，由于该数字化模型能中的图形能反映系统在真实条件下的各种特性，因此，可以通过对数字化模型图形的修改来实现最优化设计方案的建立。虚拟样机技术集合了多个学科的相关知识，与多体系运行学和动力学建模理论和技术实现之间有密切联系，是一种集建模技术、仿真技术、交互式用户界面技术、虚拟现实技术等众多技术于一身的综合应用技术。虚拟建模技术作为一项技术是计算技术在工程领域的应用，但它又不仅仅是一项技术更是一种崭新的设计理念[2]。从传统的产品设计研发流程中，我们看到产品是由最初产品概念出发，进而进入产品的设计，之后建造物理样机，再进行试验，之后反馈设计，如此循环，最终形成最终产品。这一流程中，每循环一次都要进行一次样机制造，这就使产品的开发周期大大延长，与此同时，产品的开发成本也随之增加，再加上，由于传统产品开发流程中往往将重心放在产品的局部优化上，而对产品的整体性能考虑不周，导致最终形成的产品出现诸多设计上的问题，严重影响了产品设计质量。虚拟样机技术一改传统的产品开发流程，将传统的产品开发流程通过数字化的方式来进行，从而不必进行物理样机的建造，不仅使产品的开发周期大大缩短，而且也节约了大量的产品开发成本。此外，通过设计方案的优化，使产品整体性能得到大幅度提升。

2 地质工程机械实施虚拟样机技术方法

在地质工程机械实施虚拟样机技术，首先通过市场调查，考察市场需求，根据市场的需求，将地质工程机械系统的总体参数和各项性能指标得以确定下来，之后利用专家系统起草地质工程机械的初步设计方案。根据初步的设计方案，地质工程机械设备总体设计按照模块化设计思路分为一组相互连接的功能模块集合。之后对模块功能进行详细地分析，将地质工程接卸设备划分为多个功能子系统，如机械系统、启动控制系统、液压控制系统等。子系统划分完成以后对每个子系统进行细化，产生概念样机。之后将产生的概念样机通过相关的虚拟样机平台得出地质工程机械的虚拟样机。虚拟样机形成以后，要从产品开发需求角度出发，利用仿真分析平台，对虚拟样机功能性进行仿真分析，并利用仿真分析平台对地质工程机械设备虚拟样机的行为进行模拟分析。产生的分析结果，用于指导产品设计模型的修改以及相应仿真分析模型的修改。在反复的建模、仿真分析、模型改进的流程中，逐渐实现产品的开发需求，形成预期的虚拟样机。

3 虚拟样机技术的应用

以地质工程机械设备中常用的气动潜孔锤为例，介绍虚拟样机技术的应用。气动潜孔锤的工作环境较为特殊，具有复杂性，且气动潜孔锤的运动的耦合、非线性表现明显。从气动潜孔锤的研发上来看，目前大多是建立在传统的产品开发方法基础上。无阀式气动潜孔锤作为气动潜孔锤的一种，在进行建模时，借助机械系统动力学自动分析软件（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems）、Pro/Engineer三维造型软件、ANSYS有限元分析软件[3]。无阀式气动潜孔锤虚拟样机模型得以建立，并对形成的虚拟样机模型进行仿真分析，进而将虚拟样机在地质工程机械产品制造中的巨大作用体现出来。机械系统动力学自动分析软件具有建模、求解、可视化功能，是虚拟样机的重要平台，在世界机械设计制造中得到广泛的应用。通过机械系统动力学自动分析软件可以生成任意机械系统的虚拟样机虚拟模型[4]。由于潜孔锤零件复杂性较强，先利用Pro/Engineer三维造型软件生成参数化的零件实体，后通过机械系统动力学自动分析软件与Pro/Engineer三维造型软件接口将潜孔锤的模型传递给机械系统动力学自动分析软件，同时将由ANSYS有限元分析软件产生机械系统动力学自动分析软件的柔性体零件，之后在机械系统动力学自动分析软件中完成运动约束、运动激励的定义，产生参数化的虚拟样机模型。机械系统动力学自动分析软件Solver模块依据虚拟样机模型生成动力学方程，并提供所需要的解算结果。最后利用后处理模块观察运动与参数变化的对应关系。

4 结语

利用机械系统动力学自动分析软件、Pro/Engineer三维造型软件和ANSYS有限元分析软件成功建立起了气动潜孔锤的虚拟样机模型，并对其动态特性进行了分析，充分显示了虚拟样机技术在地质工程机械产品开发中的重要作用，相信随着虚拟样机技术应用越来越成熟，地质工程机械产品研发水平将会得到进一步提高。

参考文献：

[1]李瑞涛，方湄，张文明，彭龙洲.虚拟样机技术的概念及应用[J].金属矿山，2010，（7）：38-40.

[2]王国彪，程小虎.工矿设备设计新模式）））基于虚拟样机的设计联盟[J].矿山机械，2010（7）：256-257.

第3篇：工程机械设计方案范文

关键词：机械设计；自动化；系统化；微机辅助

中图分类号：F470.4 文献标识码：A 文章编号：

引言

在现代科学技术不断提升的今天，机械产品的设计更加强调创造性，在注重整体功能的基础上用现代设计方法和计算机技术，提高产品设计的质量、效率和精度，满足对产品的适用性，经济性、可靠性、美观性的统一要求。同时，现代机械在进行设计时，不断地加强其自动化程度，对推动机械制造业发展的有利保证。

1、现代机械设计的内涵及特点

1.1 设计内涵

具体来讲，现代机械设计就是将微电子、机械、控制、信息等技术在系统工程的基础上有机地结合到一起，借此来实现机械系统最优化的目标。鉴于机械设计是为系统服务的，故此从系统的角度上看，可将现代机械设计看作是一个三维系统，这里的三维主要是指逻辑维、时间维以及方法维。逻辑维具体是指解决相关问题的逻辑程序或步骤，即分析、综合、评价、决策，这是解决现代机械设计中相关问题最为合理的四个步骤；时间维则是反映时间顺序的设计过程，大致可分为四个阶段，即产品规划、方案确定、技术以及加工设计；方法维指的是机械设计过程中所采用的各种思维方式和设计方法。

1.2 主要特点

(1)计算机化：在人类社会不断发展的过程中，计算机的出现极大程度地推动了生产力的提高。现如今随着计算机技术水平的进步，使其被广泛应用于各个领域当中，在机械设计的各个环节中都需要借助计算机来完成，如优化设计、系统仿真等等。(2)系统性：在应用现代机械设计解决产品设计中的各种相关问题时，其主要通过系统的观点将机械看成是一个具有特定功能以及各部分相互关联的有机整体，这充分体现出了现代机械设计的系统性。(3)动态性：现代机械设计不仅重视产品在静态下的性能，更加重视其在工作环境下的动态性能，这样的设计能够进一步提高产品的整体性能。(4)创新性：由于现代机械设计主要是以科学的设计理论以及先进的设计工具为基础，故此其能够真正发挥出设计者丰富的想象力和创造性思维，并运用各种具有创造性的手段和方法，研发出更多具有创新性的机械产品。

2、机械设计中自动化技术应用

在不断提高产品设计能力时关系到整个企业与国家发展的战略问题，在制定工程设计领域时，创新设计作为重点之一。创新设计关系到未来企业核心竞争能力增加就业机会的战略性问题，在一方面是对个性化发展趋势和快速多变的市场要求企业，能够准确地把握市场脉搏，有能力在最短时间内开发出能够满足市场供应的产品，从而赢得丰厚的利润。然而，产品开发的迅速创新能力能决定未来企业存亡的关键，然而创新能力和迅速性将是21世纪工程设计的重要发展前进方向。产品的概念设计阶段即是产品方案原理设计阶段，是决定产品创新能力的主要环节。为了得到具有创新性的设计，必须从不同的方面角度出发，得到同一个问题的解析。通过分析比较，选取那些创新性和新颖性突出的设计方案。只要与适应市场需求，具有竞争力的创新设计方案。才具有一定价值，才能成为特定市场供应和特定生产条件下最适有创新性的可行的设计方案。因此，产品的创新设计不单纯要求问题的一个解析，而要在于得到现有物质条件下的最实用创新性、新颖性、最具有市场竞争能力的产品。

概念设计产品以及到人慎重的创新能力问题，使思维形象与思维抽象适用的结果，受与人类专家方面与创新能力的有限性人类专家的创新能力方面随机性，但却保不了在特定的时间内创出具有新颖的创新能力的设计方案，然而，要在人类专家在其中最短时间迅速的交出能是市场满足需要的产品是艰难的和不真实的。然而基本与计算机自动化的产品。创新能力设计技术是现实产品迅速创新机械自动化的唯一可行的方法。从意义机构学角度来讲，任何机械含机，电，液，控制等的机电一体化系统，所以都可以视其为机、电、液，控制组成的意义上传动机构与广义机构转动载体两部分组成。系统机电一体化的创新方案，在于关键广义机构的创新能力，因此，提出了一种给予二维设计创新的复杂机械，创新设计系统与其系统自动化方法，重要解决两个问题关键的系统自动化设计和概念设计。

3、机械系统化设计

新时代机械设计已超过传统的机械设计只注重机械制造产品单纯能实现预期供应功能的需求，然而使机械设计方向自系统化，信息化，智能化发展方向。观点从系统出发，机械系统化设计与其技术控制使原有得机械产品的能力功力以及技术制造得到提高一个崭新的水平，甚至使原来有的机械产品制造结构发生变化，所带来的经济收益和社会效率是巨大的利润，所以机构产品的机械系统化设计与其技术控制是机械系统化工业发展的必然形势，也是用新科学技技术改造旧时代机械制造工业的有力措施使新科学技术发展的速度很迅速。使产品的属性进一步提高，纵而使用周期缩短，更换的效率越来越高，在产品的制造设计中，重要是要在机械设计工艺方面，设计者的思路要始而不断的开始赶上人民社会不断发展的新时代社会供应需求，计算机设计要计算与设计规范进一步深探究，而且要有一定的结果，而在制造产品初期开发的计算机设计辅助然而远远不足满足设计的需求，设计系统化方法将与任务设计有抽象到具其由设计的任务要求到实现该任务的方法与结构进行划分层次，制定出每阶段实现的目标和方法，由浅到深处由抽象到具体地将各阶段有机地联系在一起，设计过程使整个系统化，使设计有顺序可循，有方法可依靠，简于设计过程的辅助计算机实现系统化设计方法。

4、微机辅助机械设计

微机辅助设计信息技术的是一个重要组成部分，这一款新的方式方法利用了最先进的微机手段，能够迅速而高效的完成工程设计方案，使传统手动工作的低效率低标准率的弊病得到解决。微机的高运作能力相结合微机作为人类的能力的延伸，主要包括计算机能力强，精确度高，程序系统化，自动化强大，这与人的能力动性和创造新颖性相互配合，有利于在创新能力的基础上降低人的劳动力强度和时间，系统想要正常运行必须将硬件与软件结合起来，硬件系统承载着微机技术的基础部分，列属于辅助技术，但是必须不可少，然而软件是核心，它是人们想要得到利用的主要对象元素。软件可分为软件系统，支撑软件和应用软件系统，软件对于计算机资源进行自动控制与管理，在一点它处于整个软件的核心内层，主要包含有操作系统和数据通信系统等一系列；支撑软件是帮助人们高效率迅速开发软件工具系统，简称为软件开发工具；应用软件是用利于与计算机以及它所提供的各种软件系统与软件支撑，自制编制的用于解决各种实际问题的程序操作。

微机辅助设计过程包含建立数学模型：设计机械零件基本都有现成的数学模型，但对没有数学模具的则首先要建立正确的数学模具；设计程序构图：根据手工计算工程步骤来设计计算程序；程序调试：程序编好后，先仔细检查原程序，然后将其输入微机进行试算，然后程序适用范围的边界，转折点进行运算，需求与手算结果完全符合。高级语言编制程序：根据程序构图编程。

结束语

机械制造行业是一个国家综合国力以及技术水平的体现，在市场经济的飞速发展，科学技术的突飞猛进，和现代化建设的急切脚步都让工业机械的市场需求大大提高。同时，也对机械设计自动化程度的要求也在不断的提升，因此，加强机械设计自动化程度成为当前我国机械设计工作中的重要内容之一。

参考文献

[1]李静峰，刘书婷.机械自动化发展的探索[J].大众科技，2008，6.

第4篇：工程机械设计方案范文

机械优化设计概念

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。并且它建立在数学规划理论和计算机程序设计基础上，通过有效的实验数据和科学的评价体系来从众多的设计方案中寻到尽可能完善的或最适宜的设计方案。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。那就让我们关注机械优化设计中那些重要的量。

解决优化设计问题的一般步骤

解决优化设计问题的一般步骤如下：

机械设计问题――建立数学模型――选择或设计算法――编码调试――计算结果的分析整理

优化设计中数学模型的建立

a设计变量

在最优化设计过程中需要调整和优选的参数，称为设计变量。设计变量是最优化设计要优选的量。最优化设计的任务，就是确定设计变量的最优值以得到最优设计方案。但是每一次设计对象不同，选取的设计变量也不同。它可以是几何参数，如零件外形尺寸、截面尺寸、机构的运动尺寸等；也可以是某些物理量，如零部件的重量、体积、力与力矩、惯性矩等；还可以是代表工作性能的导出量，如应力、变形等。总之，设计变量必须是对该项设计性能指标优劣有影响的参数。

b约束条件

设计空间是一切设计方案的集合，只要在设计空间确定一个点，就确定了一个设计方案。但是，实际上并不是任何一个设计方案都可行，因为设计变量的取值范围有限制或必须满足一定的条件。在最优化设计中，这种对设计变量取值时限制条件，称为约束条件，而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，而优化设计问题大多数是约束的优化问题。针对优化设计数学模型要素的不同情况，可将优化设计方法进行分类，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自由的允许范围内，找出一组优化的设计变量值，使得目标函数达到最优值。

c目标函数

在优化设计过程中，每一个变量之间都存在着一定的相互关系着就是用目标函数来反映。他可以直接用来评价方案的好坏。在优化设计中，可以根据变量的多寡将优化设计分为单目标优化问题和多目标优化问题，而我们最常见的就是多目标函数优化。

一般而言，目标函数越多，设计的综合效果越好，但问题求解复杂。在实际的设计问题中，常常会遇到在多目标函数的某些目标之间存在矛盾的情况，这就要求设计者正确处理各目标函数之间的关系。对这类多目标函数的优化问题的研究，至今还没有单目标函数那样成熟

优化设计理论方法

优化准则法对于不同类型的约束、变量、目标函数等需导出不同的优化准则，通用性较

差，且多为近似最优解；规划法需多次迭代、重复分析，代价昂贵，效率较低，往往还要求目标函数和约束条件连续、可微，这都限制了其在实际工程优化设计中推广应用。因此遗传算法、神经网络、粒子群算法、进化算法等智能优化法于20世纪80年代相继提出，并且不需要目标函数和约束条件的导数信息，就可获得最优解，为机械优化设计提供了新的思路和方法，并在实践中得到成功应用。

a遗传算法

遗传算法起源于20世纪60年代对自然和人工自适应系统的研究，最早由美国密歇根大学Holland教授提出，是模拟生物化过程、高度并行、随机、自适应的全局优化概率搜索算法。它按照获得最大效益的原则进行随机搜索，不需要梯度信息，也不需要函数的凸性和连续性，能够收敛到全局最优解，具有很强的通用性、灵活性和全局性；缺点是不能保证下一代比上一代更好，只是在总趋势上不断优化，运行效率较低，局部寻优能力较差。

b神经网络法

神经网络是一个大规模自适应的非线性动力系统，具有联想、概括、类比、并行处理以

及很强的鲁棒性，且局部损伤不影响整体结果。美国物理学家Hopfield最早发现神经网络具有优化能力，并根据系统动力学和统计学原理，将系统稳态与最优化态相对应，系统能量函数与优化寻优过程相对应，与Tank在1986年提出了第一个求解线性优化问题的TH选型优化神经网络。该方法利用神经网络强大的并行计算、近似分析和非线性建模能力，提高优化计算的效率，其关键是神经网络的构造，多用于求解组合优化、约束优化和复杂优化。近些年，神经网络法有较大发展，Barker等将神经网络用于航空工程结构件的优化设计。

c粒子群算法

Kennedy和Ebehart于1995年提出了模拟鸟群觅食过程的粒子群法，从一个优化解集开始搜索，通用个体间协作与竞争，实现复杂空间中最优解的全局搜索。粒子群法与遗传算法相比，原理简答、容易实现、有记忆性，无须交叉和变异操作，需调整的参数不多，收敛速度快，算法的并行搜索特性不但减小了陷入局部极小的可能性，而且提高了算法性能和效率，是近年被广为关注和研究的一种随机起始、平行搜索、有记忆的智能优化算法。目前，粒子群算法已应用于目标函数优化、动态环境优化、神经网络训练等诸多领域，但用于机械优化设计领域研究还很少。

d多目标优化法

功能、强度和经济性等的优化始终是机械设计的追求目标，实际工程机械优化设计都属于多目标优化设计。多目标优化广泛的存在性与求解的困难性使其一直富有吸引力和挑战性，理论方法还不够完善，主要可分为两大类：①把多目标优化转化成一个或一系列单目标优化，将其优化结果作为目标优化的一个解；②直接求非劣解，然后从中选择较好的解作为最优解。具体有主要目标法、统一目标法、目标分层法和功效系数法。

优化设计方法的评价指标

根据优化设计中所以解决问题的特点，选择适当的优化方案是非常关键的。因为解决同

一个问题可能有多种方法，而每一种方法也有可能会导致不同的结果，而我们需要的是可以更加体现生产目标的最优方案。所以我们在选择方案时一定要考虑一下四个原则：

a效率提高。所谓效率要高就是所采用的优化算法所用的计算时间或计算函数的次数要尽可能地少。

b可靠性要高。可靠性要高是指在一定的精度要求下，在一定迭代次数内或一定计算时间内，求解优化问题的成功率要尽可能地高。

c采用成熟的计算程序。解题过程中要尽可能采用现有的成熟的计算程序，以使解题简便并且不容易出错。

d稳定性要高。稳定性好是指对于高度非线性偏心率大的函数不会因计算机字长截断误差迭代过程正常运行而中断计算过程。

另外选择适当的优化方法时要进行深入的分析优化模型的约束条件、约束函数及目标函

数，根据复杂性、准确性等条件结合个人的经验进行选择。优化设计的选择取决于数学模型的特点，通常认为，对于目标函数和约束函数均为显函数且设计变量个数不太多的问题，采用惩罚函数法较好；对于只含线性约束的非线性规划问题，最适应采用梯度投影法；对于求导非常困难的问题应选用直接解法，例如复合形法；对于高度非线性的函数，则应选用计算稳定性较好的方法，例如BFGS变尺度法和内点惩罚函数相结合的方法。

结论

机械优化设计作为传统机械设计理论基础上结合现代设计方法而出现的一种更科学的

优化设计方法，可使机械产品的质量达到更高的水平。近年来，随着数学规划理论的不断发展和工作站计算能力的不断挖掘，机械优化设计方法和手段都有非常大的突破，且优化设计思路不断的开阔。总之，每一种优化设计方法都是针对某一类问题而产生的，都有各自的特点，都有各自的应用领域，机械优化设计就是在给定的载荷和环境下，在对机械产品的性能、几何尺寸关系或其它因素的限制范围内，选取设计变量，建立目标函数并使其获得最优值得一种新的设计方法，其方法多样依据不同情形选择合理的优化方法才能更简便高效的达到目标。当今的优化正逐步的发展到多学科优化设计，充分利用了先进计算机技术和科学的最新成果。所以机械优化设计的研究必须与工程实践、数学、力学理论、计算机紧密联系起来，才能具有更广阔的发展前景。

参考：

[1]白新理.结构优化设计[M]. 河南：黄河水利出版社，2008.

第5篇：工程机械设计方案范文

关键词：机械原理课程设计；虚拟样机技术；ADAMS；教学研究

作者简介：黄小龙（1977-），男，广西梧州人，北京信息科技大学机电工程学院，高级实验师。（北京 100192）

基金项目：本文系北京信息科技大学2010年度高教研究课题资助项目（项目编号：2010GJZD02）的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）04-0102-02

《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》明确指出：高等教育须提高人才培养质量，其措施之一就是强化实践教学环节。在工程技术人才的培养中，实践教学的意义是不言而喻的。“机械原理课程设计”是机械原理课程教学的一个重要实践环节。而“机械原理”课程是高等学校工科机械工程类本科生必修的“机械设计系列课程”之一，是一门主干技术基础课程，在学生的知识、能力和素质培养体系中占有十分重要的地位。[1]因此，为了提高机械类人才培养的质量，充分调动学生学习积极性和主动性，十分有必要对“机械原理课程设计”这一实践教学环节进行建设。

一、教学现状分析

“机械原理课程设计”的任务是使学生更好地理解和掌握“机械原理”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、解决问题的能力。课程设计实施基本要求是按照一个简单机械系统的功能要求，综合运用所学知识，拟定机械系统的运动方案，并对其中某些机构进行分析和设计。[1]

目前，北京信息科技大学（以下简称“我校”）在“机械原理课程设计”教学过程中遇到了以下几个问题：

1.设计题目单一

课程设计的选题主要是插床或牛头刨床导杆机构的运动分析与动态静力分析，这也是很多高校在“机械原理课程设计”中的选题。设计方案及参数往往已给定，课程设计过程中学生只是按照设计说明书上的设计步骤对拟定好的执行机构进行运动和动力分析设计，没有机械系统的方案设计和机构的选型设计。从知识层面上说，学生缺乏进行系统设计创新的机会和能力锻炼的机会，也导致了学生处于被动的学习状态。课程设计中，让学生自主设计和发挥主观能动性的内容少，无法激发学生的创造力，不利于创新思维和工程实践能力的培养和训练。

2.设计方法陈旧

目前学生课程设计所采用的方法主要是图解法，少数学生还应用了解析法。不管是图解法还是解析法均是传统“机械原理课程设计”通常采用的设计方法。图解法形象直观、清晰，便于学生理解与分析检查，但作图复杂、工作量大、准确性差、效率低，[2]一张图只能反映一个位置的情况，当全班或半个班同学同做一个题目，只是机构的运动参数有所区别时，一部分同学存在依赖或抄袭他人的情况，这样导致了这些学生只是按照设计说明书走过场的情况。解析法可以获得精确的计算结果，且可以获取任意点位置的情况，但建立数学模型以及编制计算程序较为烦琐复杂，[3]计算结果不便于分析，同时学生往往不具备独立完成编程求解的能力，他们几乎不得不把全部精力都放在提高计算机编程能力上，这样使“机械原理课程设计”变成了计算机语言课的训练，[4]偏离了课程设计的目的。而若指导教师将已编好的计算程序交给学生，由学生上机输入并调试程序，进行计算，将计算结果与图解法所得结果相比较，它只是起到对图解法的结果进行检验的作用，[2]学生应用计算机解决实际问题的能力没有得到有效的锻炼。若想进一步对机构方案进行对比分析或深入探讨，以上两种方法很难实现，这在很大程度上影响到课程设计的教学效果，不利于培养学生的工程应用能力以及创新能力，也不易调动学生的学习积极性。

3.学时相对较少

《机械原理课程教学基本要求（机械类专业适用）》中要求“机械原理课程设计”时间不应少于1.5周。[1]我校目前设置的课程设计时间为1周，并且根据教学计划“机械原理课程设计”安排在学期末最后1周，若除去设计准备和答辩的时间等，实际工作日不到四天，并且学生此时心思往往不在学校，急于回家，从时间跨度来说学生主动思考和解决问题的机会较少，完全处于被动的地位，他们很少有机会进一步优化设计或方案，与教学指导委员会制定的基本要求有一定的距离。学生课程设计的成果仅仅是一份图纸和书面报告，体会不到学习的乐趣，更不能提高创新能力。

二、虚拟样机技术

虚拟样机技术是随着当代科学的飞速发展在设计领域新兴的一种计算机辅助工程技术，是一种用来代替真实的物理样机设计、基于产品的计算机仿真模型的数字化设计方法。虚拟样机技术涉及机械、电子、计算机图形学、协同仿真技术、系统建模技术、虚拟现实技术等多个领域、多项技术，其本质是以计算机支持的仿真技术和生命周期建模技术为前提，以多体系统运动学、动力学和控制理论为核心，借助计算机图形技术、交互式用户界面技术、并行工程技术、信息技术、集成技术等，从外观、功能和空间关系上模拟真实产品，模拟在真实环境下系统的运动学和动力学特性并根据仿真结构优化系统，为物理样机的设计和制造提供参数依据。[5]虚拟样机技术改变了传统的设计思想。

借助于虚拟样机技术，设计工程师可以在计算机上建立机械系统的模型，伴之以三维可视化处理，模拟在现实环境下系统的运动学和动力学特性，并根据仿真结果对整个系统进行不断改进，直到获得最优设计方案。这极大地缩短产品的开发周期，节约产品的开发成本。目前，国外虚拟样机相关技术软件的商业化过程已经完成。其中美国MSC公司的软件产品ADAMS就是虚拟样机技术平台的杰出代表，该软件可以对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析，并且方便快捷地可视化输出位移、速度、加速度和反作用力曲线等。随着虚拟样机技术在机械工程领域的应用和发展，ADAMS已成功应用于航空航天、汽车工程、铁路车辆、工业机械、工程机械等领域。

三、将虚拟样机技术引入“机械原理课程设计”教学

1.必要性

教育部高等学校机械基础课程教学指导分委员会2009年制定了“关于深化机械原理课程实践教学改革的意见”，其中明确指出目前机械原理课程实践教学改革应当重点关注的问题之一是商业软件（如ADAMS、Pro/E等），在实践教学中应用的相关问题，比如是否有必要对学生提出在软件应用方面的要求等。[6]面对新形势下“机械原理课程设计”教学出现的问题，有必要探索一种可激发学生学习兴趣、提高实践能力的新教学方法。

ADAMS软件具有快捷的、形象的动画展示等功能，采用ADAMS软件可快速方便地创建完全参数化的机构模型，快速对各种设计方案进行仿真分析，结果以曲线图和动画显示的方式形象展示，使机构运动学、动力学问题的分析变得简单、直观和精确，可弥补学生实践经验的不足，使学生有更充足的时间进行方案设计，方便学生对各种设计方案进行对比分析以及参数优化等，有利于激发学生的好奇心，提高学生自主学习的积极性，培养学生进行创新设计的能力，以及营造支持学生独立思考、自由探索的良好环境。在近几年，国内已有多所高校将ADAMS软件应用到“机械原理课程设计”中。[2-4，7-9]

2.实施过程

将ADAMS软件引入“机械原理课程设计”教学中，将会改变传统的教学模式，为了能增强教学实践效果、真正提高课程设计质量，笔者进行了以下的工作：

（1）课堂引导。根据教学计划，课程设计安排在第二学年，此时了解ADAMS软件的学生相对较少，基本上没有学生使用过，其原因一方面是由于该软件被引入国内的时间比较晚，另一方面是由于该软件的专业性强。学习和掌握ADAMS软件是关系到“机械原理课程设计”改革实践的关键，因此笔者在“机械原理”课程理论教学课堂中有意识地引导学生关注该软件，并在一些教学案例中演示如何应用ADAMS软件解决问题，使学生自主学习的目标得以明确。

（2）设置开放实验。在学生学习“机械原理”课程过程中，同时设置“典型机构运动仿真分析与验证”开放实验，实验内容为应用ADAMS软件建立一些简单、典型的连杆机构、凸轮机构以及齿轮机构模型，进行仿真分析，得到相关参数值，并以曲线图和动画等方式显示仿真结果。开放实验为选修实验，由学生自愿报名参加。在开放实验中，指导教师讲授并演示ADAMS软件基本操作以及连杆机构、凸轮机构、齿轮机构建模与仿真分析的内容和操作步骤，分3次讲授，每次3课时。每次相关内容讲授完毕后，由学生自主完成实验指导书提供的典型机构，同时开放机房，学生可利用课余时间学习。通过开放实验的锻炼，学生掌握ADAMS软件的基本操作，并对此产生浓厚的兴趣，同时为学生应用ADAMS软件进行“机械原理课程设计”打下基础。

（3）实际指导。编制一本应用ADAMS软件进行“机械原理课程设计”的指导书，明确课程设计的内容与要求。在课程设计周指导学生上机操作，与学生讨论、分析问题，引导学生与应用图解法的同学相互讨论、检验结果，从而体现学生主体、教师主导的教学思想。

3.应用实例

笔者连续两年在2009级、2010级机械设计制造及其自动化专业和车辆工程专业进行了“机械原理课程设计”试点教学。

2011年，首次将虚拟样机技术引入“机械原理课程设计”教学，在设置“典型机构运动仿真分析与验证”开放实验时，面向2009级机械设计制造及其自动化、车辆工程专业共8个班，采取学生自愿报名的方式。考虑到第一次进行尝试，为保证实验质量及效果，开课之前通知学生每班限额5名，但实际报名情况超出预想，达到了74人，择优选择52名同学。在开放实验过程中，学生学习了ADAMS软件基本操作以及连杆机构、凸轮机构、齿轮机构建模与仿真分析的内容和操作步骤，为下一步进行机械原理课程设计打下了良好的基础。在机械原理课程设计周，笔者指导其中一个班，在该班参加过开放实验的同学中选择了部分有意向的同学进行试点，要求这些同学除了完成图解法的课程设计内容之外，还须运用ADAMS进行机构建模、仿真分析，并验证图解法的结果等。试点的结果是仅有少数同学能达到要求，即利用图解法进行课程设计之外，还能运用ADAMS软件，经调查获知原因是时间紧、工作量大。试点后同学对运用ADAMS软件进行课程设计产生了兴趣，有自主学习的积极性。

2012年，结合2011年经历并为保证教学效果，仅从2010级机械设计制造及其自动化专业其中2个班选择31名同学参加开放实验。由于人数得到控制，指导教师有更多的时间与精力辅导学生，因此学生对ADAMS软件的掌握更为熟练。在机械原理课程设计周，笔者同样是指导其中一个班并选择了有意向的同学进行试点。根据2011年经验，这次允许学生不使用图解法，而是直接运用了ADAMS进行机构建模、仿真分析，但须对设计方案进行比较分析，并优化各个设计参数。这样，学生有更多的时间相互讨论并设计各种方案，对计算结果分析得更为透彻，能独立思考问题，真正锻炼分析问题、解决问题的能力，变学生被动学习变为主动学习。

四、结束语

将虚拟样机技术引入课堂使教学效果有了明显的提高，真正体现了学生主体、教师主导的教学思想，学习的兴趣较浓。经过课程设计锻炼后，学生普遍认为收获较大，实践能力得到了提高，随之积极参加、开展各种课外科技活动。实践中也发现了一些新的问题，如指导教师工作量大大增加、知识面不足等，这样就对指导教师提出了更为严格的要求。如何解决这些新问题以及如何将试点普及到整个专业所有同学，使更多的同学受益，需进一步研究与探索。

参考文献：

[1]教育部高等学校机械基础教学指导分委员会.高等学校机械基础系列课程现状调查分析报告暨机械基础系列课程教学基本要求[M].北京：高等教育出版社，2012.

[2]宜亚丽.机械原理课程设计教学改革的探索[J].太原理工大学学报（社会科学版），2008，26（s1）：51-53.

[3]朱玉.Pro/E和ADAMS在《机械原理课程设计》教学中的应用[J].江苏教育学院学报（自然科学版），2006，23（4）：112-114.

[4]席本强，王琦，曲辉.机械原理课程设计的创新型教学模式[J].中国现代教育装备，2010，（21）：94-95.

[5]陈德民，槐创锋，张克涛，等.精通ADAMS2005/2007虚拟样机技术[M].北京：化学工业出版社，2010.

[6]教育部高等学校机械基础教学指导分委员会机械原理组.关于深化机械原理课程实践教学改革的意见[J].辽宁师范大学学报，2009，

32（8），增刊：14-17.

[7]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6篇：工程机械设计方案范文

关键词：虚拟制造技术；现代机械工程设计；机械制造；机械产品；机械设计

文献标识码：A中图分类号：TH166文章编号：1009-2374（2016）05-0073-02

作者简介：伊纪斌（1994-），男，山东淄博人，山东理工大学国防教育学院学生，研究方向：机械设计

随着知识经济和工业制造的快速发展，现代化的市场要求产品生产厂商要以最快的速度、最优的品质、最短的研发时间、最低的成本消耗和最佳的服务来满足顾客的需求。传统设计一般是在图纸结合产品的特性和设计的具体要求进行的，在机械设计的过程中需要提前对设计中的设备装配的干扰因素的不确定进行考虑，但是产品在装配中的缺陷只有在产品开发的后期才能暴露出来或者在产品的试制阶段和装配中显现出来。如果设计的零件已经开始投入生产了，那么损失就更加严重了。产品的质量在传统的设计和制造方式上不能得到很好的保证，并且传统设计的工艺比较粗糙、开发的效率低、花费时间比较长、耗费的资金比较大。在变化速度快、持续性发展和不可预测性市场中难以适应。因此，企业的生产活动需要具备高度的柔性和快速的反应，与此同时信息技术的飞速发展保证了机械制造的先进性，信息化的使用对于现代机械工程设计十分重要。

1虚拟机械制造技术

以往传统的机械设计技术的设备条件比较差，设计技术性不强，传统的设计观念比较保守，设计的手段主要依靠的是粗略的计算和估算，主要是在较多的简化和静止化假设中完成机械工程的设计，传统设计具有较大的随意性，并且设计的关键过程还对设计者的经验和设计习惯具有很大的依赖性。设计的过程很难实现合理、高效和准确。但是在现代化虚拟设计的相关技术可以很好地实现设计经验依赖性强、设计过程静态性和设计理念随意性向现代化设计精确性、以数据知识工程和专家系统为保证的设计方式的发展，虚拟计算机技术需要对必要的信息进行检索、分析和收集。最终找出最优的设计方案和数值运算的方式，当然也会对CAD技术和人工智能技术、数据库技术等进行大量的应用。虚拟机械制造技术主要是在虚拟环境下对计算机的模型进行虚拟分析的一种计算机设计技术。该技术集成并综合应用了综合性的机械制造环境，主要包括了各种仿真、分析、应用等工具以及信息模型和控制工具等。虚拟制造需要经历的主要阶段有装配产品的概念设计、动态仿真、回收利用。依靠虚拟制造技术，机械设计人员不需要将所有的零件设备生产制造出来，可以通过对零件模型的建立，随后对零件进行虚拟装配，并对各零件部位之间的装配间隙进行干涉、对装配的状态实现检查，对零件设计中的错误及时发现，如果零件不符合设计要求，可以依靠计算机技术方便及时更改模型，最后形成新的零部件设计图和装配图，达到设计、装配和制造检验的协调。

2虚拟制造技术的关键

虚拟制造技术包含了许多方面，主要有设计技术的提出、产品制造过程的抽取、原模型的建立、集成基础结构、建模仿真等。下面就对虚拟制造技术中的关键技术进行详细的介绍：

2.1虚拟技术中的建模技术

虚拟指的是在系统中将现实制造系统映射到虚拟环境下，主要涉及了RMS的模型化、形式化、计算机化的抽象描述和表示。VMS建模的主要内容有生产模型建立、产品模型建立、工艺模型建立的信息化体系结构的建立。生产模型中有静态描述和动态描述两种。静态描述主要是关于对系统生产能力和生产特性。动态描述是在已经被得知的系统状态和需求的性质上对产品的整个过程进行全面的预测。在制造过程中我们将种种实体对象总的称之为产品模型。在产品的模型建立中需要对产品的明细、形状特征等方面进行描述。对于VMS而言，要实现产品实施过程的全部继承必须具备完整的产品模型。因此在虚拟制造中的产品模型不再是单一和静止的，它可以运用抽象的技术实现各种模型面貌的提取。工艺模型主要指的是在制造过程中对产品的工艺参数和关于产品功能的各种因素进行联系，最终实现对产品模型和生产模型之间相互作用的反映。

2.2虚拟制造技术中的仿真技术

仿真指的是通过计算机实现复杂现实系统的抽象化和简洁化最终形成的系统模型，并且在仿真的基础上对模型进行应用，最终得到相应的系统性性能分析。仿真主要以系统模型为主体的研究方法，它对实际的生产系统没有直接的干扰作用，并且仿真系统可以对计算机的计算能力进行应用，实现在短时间内完成在实际工作中需要很长时间的工作，有效缩短了生产决策的时间，最大化地避免了对人力、物力和资金的投入以及浪费。计算机技术还有很好的仿真修复功能，最大化地保证了方案的最优。仿真技术过程的主要步骤有系统研究、数据收集、系统模型建立、仿真算法的确定、仿真模型的计算、仿真模型的运行、结果的输出和分析。仿真在产品的制造过程主要被分为制造的仿真和加工的仿真。在系统产品的开发中主要涉及的是产品建模、设计交互行为仿真等。方便对设计结果的评价，及时进行反馈，降低产品设计中的错误。加工过程的仿真主要有切削、装配、检验及焊接、压力加工和铸造等。以上两种仿真过程是相对独立的，两者不能实现集成，而VM中应建立全面过程的统一仿真。

2.3虚拟制造中的虚拟现实技术

虚拟现实技术的目的是改善计算机的交互方式，提高计算机的可操作性，它是在对计算机图形系统和多种显示以及控制等接口设备的基础上，以交互的三维环境为人提供沉浸体验的技术。虚拟现实技术主要由图形系统和多种接口设备组成，使人在虚拟环境中感受到真实的沉浸感觉，交互性计算机系统是虚拟现实系统的基础。虚拟现实系统中有操作者、机器和人机接口。它帮助提升人和计算机间的和谐度，同时也是最有力的仿真工具。在VRS的作用下实现对真实世界的模拟。在用户交互输入以及输出修改虚拟环境的条件下，使人达到身临其境的沉浸感觉。VM的关键技术之一就是虚拟现实技术。

3机械虚拟样机技术介绍

虚拟样机技术在机械工程设计中被称作机械系统动态仿真技术，它是20世纪80年代在计算机技术的快速发展中发展起来的一种计算机辅助技术。在计算机建立样机模型后，对模型的多种动态性能进行具体的分析，最后对样机方案实现改进。用数字化模型代替物理性的样机。通过虚拟样机技术的作用，简化了机械产品的设计开发过程，有效缩短产品开发的时间，最大程度降低产品的开发成本和费用，实现产品质量和系统性能的提升，使设计产品实现最优化和最具创新性。综合以上优势，该技术一经出现就受到了众多工业发达和高等院校及设计和生产企业的重视，许多著名的产品开发设计者都对该技术进行了引入并运用在自身产品的开发中，并且取得了极好的经济和生产效益。在机械工程设计

中应用仿真技术对零件进行设计、生产工序等方面的选用以及工艺参数、加工工艺、装配工艺等构件的运动性等均可以实现建模仿真。

4虚拟制造技术在机械工程中发挥的优势

4.1强大的通用性和分析处理复杂问题的能力

虚拟样机技术建立和发展的基础是分析力学和多体运动力学，该技术的关键是对复杂机械系统进行自动建模。因此，大多数的虚拟样机技术软件主要运用的是带约束乘子的微分代数混合方程。令每个构件都有六个自由度是它的核心，还要要求其对多余的自由度进行限制，实现其具有良好的通用性，达到适用性强的目的。与此同时，虚拟样机技术还对机械系统的详细环节进行考虑，具体指弹性、接触和摩擦等因素。

4.2为机械系统建模带来便利

传统的机械系统建模中要先建立运动分析，随后在运动分析的基础上进行动力分析，这中间需要许多的图形分析和公式推导。但是图形的分析和公式的推导过程往往比较复杂，并且错误率高。同样的建模过程中设计人员只需要将机械的构成方式和连接方法以及相应的物理参数实施输入，其后的建模和求解只需要计算来完成就可以了，极大地帮助设计人员承担了许多的设计难度。

4.3强大的后期处理能力

在传统的分析方法上通常得出的是大量的数据，数据的理解还要依靠丰富的经验和理论。但是运用虚拟样机计算软件为复杂性的数据提供了可视化技术，使得设计人员直观地看到机械设计的性能和运动效果。

5结语

虚拟制造技术实现了现代工程机械工程设计领域中的设计、试制等一系列过程的直观性。实现了在产品真正制造出来前，可以在虚拟的制造环境中生成产品的原型，更好地替代现实中的硬件产品，更方便地对设计产品的性能和可生产性进行评估，极大地缩短了产品的设计和生产周期，最大化地节约了产品开发的成本，保证产品的开发和设计可以适应市场的灵活性的变化。虚拟制造技术是现实技术和计算机仿真技术在机械制造中的综合应用。在现代化计算机虚拟设计技术的帮助下实现对众多产品的开发和设计，不仅不会造成实际物质的浪费，并且还能更直观地了解产品生产的具体情况，打开了机械制造和设计的全新局面。

参考文献

[1]李锐．虚拟制造技术在现代机械工程设计领域中的应用[J]．河南科技，2013，（13）．

[2]刘玲娣．浅谈虚拟制造技术在农机设计制造中的应用[J]．河北农机，2013，（2）．

[3]孙福臻，阎勤劳，单忠德，等．机械虚拟现实技术的应用与发展[J]．机械设计与制造，2010，（5）．

[4]郝虎．虚拟样机技术在采煤机械设计中的应用[J]．城市建设理论研究（电子版），2011，（25）．

[5]陶表达，姚桂玲．虚拟技术在现代机械产品研发中的应用[J]．湖北第二师范学院学报，2010，（2）．

第7篇：工程机械设计方案范文

(1)能减少大量的人工计算工作，避免多次试制零部件及机构过程，节省材料、人力资源。

(2)仿真后能及时快速修改数据和设计图纸，缩短时间，可重复仿真实验修改，做到一次试制成功达到更高的质量要求，抢占市场先机。

(3)能适应当前以计算机为主要的办公平台需要，开展网络化协同设计制造新模式，快速传输、交换数据和图纸，实现由过去的串行设计制造过渡到并行设计制造的模式，提高创新机械设计生产效率。

2虚拟样机技术应用现状

2．1虚拟样机技术应用现状及常用软件

仿真软件如ADAMS(Aut01natjcDynamicAnal-ysisofMechanicalSystem)、DADS、SIMPACK、ANSYS、WorkingModel、SolidWorks、IDEAS、PHOERNIS(Para-bolicHyperbolicOrEllipticNumericalIntegrationCodeSeries)、SIMILINK等，这些软件的功能各有侧重并均有各自的优势和应用领域。

2．2我国虚拟样机技术应用农机设计领域现状分析

2．2．1两种设计方式

前后两种方式比较:前者受试验室外环境影响，存在用时长，材料和人工费高，静态和动态分离设计等缺陷;后者时间明显缩短，计算分析准确，静态和动态结合优化设计，试制物理样机次数少，能保障质量优，出新产品快，物料、人工成本较低，还可实现并行多公司同时设计生产后迅速组装等优点，因此新的设计开发过程明显优于传统的开发过程。

2．2．2虚拟样机技术在农业机械中应用现状特点

(1)农机企业发展存在滞后性虚拟样机技术依托计算机技术而存在和发展，因此我国的农机设计行业计算机技术应用相对于其他如航空和汽车等设计制造业有一定的滞后性，原因有以下几点:由于行业的资金实力不够，农业机械类院校发展重视不够，学习农业机械专业的积极性不高，导致农业机械专业院校投入不足、发展缓慢，因而高技术农机设计开发人才规模小，农机企业的销售方式单一，销售量及利润低，技术人员待遇低，导致企业壮大困难，缺少足够的资金投入研发，引进、留住人才困难。农机企业上市较少，目前有一拖股份，吉峰农机等十余家上市公司，很多农机企业还是作坊式企业，科研和先进制造技术运用较少。因此制约了虚拟样机技术的应用和推广实践。

(2)在农业机械装备中的应用，在高校研究机构中逐渐形成团队化，成果转化步伐加快。如中国农业大学，华南农业大学，广西大学，分别在不同的应用方向取得了显著的效果，华南农业大学首次把虚拟样机技术应用到机械手的研究中，并相继开展机械手在水稻抛秧机和水果采摘机器人等方面的应用，实现了整体设计方案的优化;广西大学对甘蔗收获机整机及关键部件的虚拟样机模型进行了一系列连续深入的研究后，建立了基于产品数据管理(PDM)的甘蔗收获机可视化虚拟设计平台，涉及整个产品生命周期的描述、控制和管理，基于虚拟样机技术的农业机械装备正逐渐从对虚拟样机模型的理论研究指导物理样机试制阶段发展到产品化生产阶段，并取得了一定的经济效益。另外如山东农业大学，华南理工大学、沈阳农业大学等学校的学者们也致力于研究这项技术在农机设计制造中应用与推广实践。

(3)国内的研究者越来越多，并取得了一定成果。庞思红等完成了液压挖掘机虚拟样机技术的实现，李寒杰在虚拟样机技术及其在工程机械领域的应用中构建了研究平台，王朝娜等通过比较传统产品开发模式和基于虚拟样机技术的产品开发模式的不同来说明虚拟样机技术在我国农业装备中的应用及发展前景。李勇等将虚拟样机技术应用在小型农用装载机设计中的，利用Solid－Works设计装载机虚拟样机的过程，实现了设计制造周期不足两个月。马斌强等阐述了虚拟样机技术的内涵和特点，并结合农业机械系统的特点，概述了虚拟样机技术在农业机械领域中应用的情况。马少辉，韩勇总结了虚拟样机在农机设计中应用存在四个方面的制约因素。李杰等展望了农业机械虚拟样机设计发展方向:①多柔体系统的建模与仿真技术;②协同仿真技术;③多目标(学科)设计优化技术。还有马少辉、王刚、陆林、李霞、李勇、王凯湛、张布、苏中滨等很多学者、专家都在为虚拟样机技术在农业机械设计生产中的应用做出了贡献，并取得了一定成果。这些科技工作者的辛勤劳动和努力，使虚拟样机技术更加快速的应用和普及到农机设计制造的各个环节及各类农机的设计生产中。

3虚拟样机技术对农业机械设计助推作用

任何一项技术的诞生对社会发展都会起到一定推动作用，虚拟样机技术对航空、汽车等行业的促进作用已经凸显，它在农机设计与制造领域中的应用已经起步，随着我国现代化进程加快，应用的科研机构、企业不断增多，领域日益广泛，正是由于科研机构的应用，培养出了大量的相关技术人才，企业的实践已不再限于实验室。我国近几年农机企业和研发机构发展也在提速，国家的农机补贴政策落实，劳动强度减少，我国社会财富积累增加，使农机的购买力增强;航空、汽车行业的发展带动，给农机企业的扩张提供了动力;企业竞争加剧，因此运用新技术新工艺的欲望和可行性也在提升，这推动了虚拟样机技术在农机设计中的运用和推广。这种推动作用会促使农机的设计制造更快更好的发展，由我国现阶段的农机制造大国成为农机设计制造强国迈进早日变为现实，真正实现农机设计制造的现代化。推动作用会使农机的设计呈现以下特点:①发展和创新设计速度更快;②规模增大，应用程度更深;③由单个的设计变为多个设计同时进行的协同设计;④单机的模拟仿真变为多机的系统仿真;⑤创新设计和优化设计必然。

4结语

第8篇：工程机械设计方案范文

驱动桥设计开题报告1论文选题的目的和意义

随着时代的发展，汽车的作用日益明显，已成了我们生活比不缺少的工具。汽车发展程度也成为衡量一个国家工业发展程度的重要标志。汽车不仅作为一种代步工具，同时它在运输业中也有着非常重要的地位，特别是在一些短途运输中。因此载货汽车的发展也非常迅速，载货汽车总的分为重型和轻型两种。

汽车驱动桥在汽车的各种总成中是涵盖机械零件、部件、分总成等的品种最多的总成。例如，驱动桥一般由主减速器、差速器、车轮传动装置和桥壳组成。

由此可见，汽车驱动桥设计涉及的机械零部件及元件的品种极为广泛，对这些零部件、元件及总成的制造也几乎要设计到所有的现代机械制造工艺。

并且随着近年来油价的上涨，汽车的运输成本也越来越高，因此在保证汽车的动力性的前提下，提高其燃油经济性也变得非常重要。为了降低油耗，不仅要在发动机的环节上节油，而且也需要从传动系中减少能量的损失。

这就必须在发动机的动力输出之后，在从发动机—传动轴—驱动桥这一动力输送环节中寻找减少能量在传递的过程中的损失。在这一环节中，发动机是动力的输出者，也是整个机器的心脏，而驱动桥则是将动力转化为能量的最终执行者。

因此，在发动机相同的情况下，采用性能优良且与发动机匹配性比较高的驱动桥便成了有效节油的措施之一。同时，人们对于汽车的行驶平顺性、操作稳定性和平均行驶速度有了更高的要求，这都和汽车驱动桥的选择有着非常重要的关系。

综上所述，通过对汽车驱动桥的学习和设计，可以更好的学习并掌握现代汽车设计与机械设计的全面知识和技能。

2国内外研究现状及发展趋势

（一）国内现状

我国正在大力发展汽车产业，采用后轮驱动桥的汽车平衡性和操作性都将会有很大的提高。后轮驱动的汽车加速时，牵引力将不会由前轮发出，所以在加速转弯时，司机就会感到有更大的横向握持力，操作性能好。

维修费用低也是后轮驱动的一个优点，尽管由于构造和车型的不同，这种费用将会很大的差别。

如果变速器出了障碍，对于后轮驱动桥的汽车就不需要进行维修，但是对于前轮驱动的汽车来说也许就有这个必要了，因为这两个部件是坐在一起的。所以后轮驱动必然会使得乘车更加安舒适，

从而带来可观的经济效益。

国产驱动桥在国内市场占据了绝大部分份额，但仍有一定数量的车桥依赖进口，国产车桥与国际先进水平仍有一定差距。国内车桥长的差距主要体现在设计和研发能力上，目前有研发能力的车桥厂家还不多，一些厂家仅仅停留在组装阶段。实验设备也有差距，比如工程车和牵引车在行驶过程中，齿轮啮合接触区的形状是不同的，国外先进的实验设备能够模拟这种状态，而我国现在还在摸索中。

在具体工艺细节方面，我国和世界水平的差距还比较大，归根结底后桥的功用是承载和驱动。在这两方面，今年来出现了一些新的变化。另外，在结构方面，单级驱动桥的使用比例越来越高；

技术方面，轻量化、舒适性的要求将逐步提高。总体而言，现在汽车向节能、环保、舒适等方面发展的趋势，要求车桥向轻量化、大扭矩、低噪声、宽速比、寿命长和低生产成本。

目前，国内生产驱动桥的厂家较多，品种和规格也较齐全，其性能和质量基本上能够满足国产农业机械和工程机械的使用需求，呈现了明显的产业特点：由进口国外产品向国产化发展，由小作坊向正规化产业化发展，由低端产品向高端产品发展，由引进国外技术向自主研发发展。在技术方面，通过不断提高自身铸锻造技术及工艺水平来保证研发产品制造质量；

通过利用先进科学的设计辅助手段来达到设计优化的目的；

通过不断学习吸收国外先进的技术逐步实现技术与国际接轨的目标，从而提高产品的核心竞争力；

通过运用先进的技术及方法来提高产品的性能，满足市场需求，推进机电一体化进程。

（二）国外现状

在西欧，带轮边减速的双级主减速器后驱动桥只占整个产品的40%，且有呈下降趋势，在美国只占10%。其原因是这些地区的道路较好，采用单级减速双曲线螺旋锥齿轮副成本较低，故大部分均采用这种结构。国外汽车驱动桥已普遍采用限滑差速器《N一Pin牙嵌式或多片摩擦盘式》、湿式行车制动器等先进技术。限滑差速器大大减少了轮胎的磨损，而湿式行车制动器则提高了主机的安全性能，简化了维修工作。

国内仅一部分车使用N。一Pin牙嵌式差速器。限滑差速器成本较高，因而在多数国产驱动桥上一直没有得到应用。

目前向国内提供限滑差速器的制造商主要是美国TraCtech公司和德国采埃孚公司。美国Tractech公司在苏州的工厂即将建成投产，主要生产牙嵌式、多片摩擦盘式和比例扭矩(三周节)差速器(锁紧系数3.5)。国内如徐工、鼎盛天工等主机制造商等原来自制一部分牙嵌式差速器，后因质量不过关而放弃。

亚洲、非洲和南美国家则采用带轮边减速的双级主减速器的驱动桥，用于非道路和恶劣道路使用的车辆。因此可以得出结论:一个国家的道路愈差，则采用带轮边减速双级主减速器驱动桥愈多，反之，则愈少。

国内有几个制造商生产比例扭矩差速器，但均为单周节，锁紧系数138，较三周节要小得多。徐州良羽传动机械有限公司在停车制动器(液压)上也做了一些工作，主要用于重型卡车产品，但国产此类产品的可靠性还有待提高。

3 本课题的重点和研究方法

（一） 主要技术分析

载货汽车驱动桥主要由主减速器部分、差速器部分、半轴部分和桥壳部分等几大部分组成。通过比较国内外货车驱动桥的不同之处，使我们能更好地认识我国载货汽车驱动桥系统的不足之处，积极吸取国外先进技术，更好的应用于我国载货汽车驱动桥生产中。

（二）主要设计内容

(1) 驱动桥结构方案的选择与分析；

(2) 主减速器结构参数的选取；

(3) 差速器结构参数的选取；

(4) 桥壳参数的选取与强度的分析。

（三）本文研究的思路和方法

(1) 通过查阅书籍、上网搜索以及文献检索等多种有效方法，系统收集驱动桥的研究成果和相关信息；

(2) 在对国内外驱动桥的技术现状、发展趋势、市场等情况进行系统分析研究的基础上，确定设计策略，作为构思总体设计方案的指导思想；

(3) 选型设计：根据汽车行驶的路况条件和设计参数要求进行驱动桥的选型；

(4) 参数化设计：根据整体设计要求，质量、轴荷、载重量、动力性、制动性、平顺性要求，确定发动机动力参数，确定主减速器、差速器、车轮传动装置和桥壳的件结构形式和基本参数；

（5）计算机二维图纸绘制：根据理论计算的主要参数，对各零件和总成进行二维图纸绘制和装配。

（四）参考文献：

[1] 刘惟信.汽车设计[M].北京:清华大学出版社,2001.

[2] 陈家瑞. 汽车构造[M]. 北京：机械工业出版社，2003.

[3] 汽车工程手册编辑委员会.汽车工程手册[M]：设计篇.北京：人民交通出版社，2001.

[4] 成大先.机械设计手册[M].北京：化学工业出版社，2004.1.

[5] 余志生. 汽车理论[M]. 北京：机械工业出版社, 1990.

[6] 杨朝会，王丰元，马浩.基于有限元方法的载货汽车驱动桥壳分析[J].农业装备与车辆工程.2006，（10）：19-21

[7] 胡迪青，易建军，胡于进，李成刚.基于模块化的越野汽车驱动桥设计及性能综合评价[J].机械设计与制造工程，2000，（3）：8-11.

[8] 唐善政.汽车驱动桥噪声的试验研究与控制[J].汽车科技，2000，（3）：14-24

[9] 石琴，陈朝阳，钱锋，温千红．汽车驱动桥壳模态分析[J].上海汽车，1999，(4):1-3，8.

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[11] 王聪兴,冯茂林. 现代设计方法在驱动桥设计中的应用[J].公路与汽运，2004，(4):6-8.

[12] 杨锁望，韩愈琪，杨钰.矿用自卸驱动桥壳结构分析与改进设计[J].专用汽车，2005，（1）：21-23.

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[14] 常曙光.重载汽车驱动桥齿轮用钢的成分设计[J].现代零部件，2006，（1）：90-95.

[15] 徐灦. 机械设计手册[M]. 北京：机械工业出版社，1991.

第9篇：工程机械设计方案范文

[关键词] 煤矿机械； 电子式变频控制； 晶闸管

1 引言

目前变频控制技术比较普遍的工作机理是采用特殊制造的离合器使机械的减速机构和机械主驱动电机相连接，这种特殊制造的离合器是根据液体粘性传动机理制造完成的。这种技术的开发与应用最早可以追溯到上世纪70年代的西方发达国家。在这种零负载的工况下启动机械设备，其从初始状态达到额定速率只需要很短的时间，而系统的控制依托于相应的液压装置，逐步驱使机械的静摩擦片和动摩擦片相互趋近，从而达到传递动力的目的。

随着时代的发展，变频控制技术不光在西方国家逐步推广应用，在中国很多学者机构也开始着手研究这项技术并取得了不错的成绩。本文通过分析对比不同启动方式的优缺点，阐述工作机理，从而引出设计思想和方法。

2 重要性

随着现代工业规模的扩大和技术的发展，煤矿机械尤其是带式传送机在向大载荷、长距离、高功率、高带速、大倾角方向发展。基于物体传送过程中惯性的原因，其启动、减速及运行过程中存在许多急需解决难题，相应的技术先进的控制系统也就应运而生，解决这些难题，优化设备系统，完善控制过程。

与变频控制相对应的是硬启动方式，其工作原理简单来讲就是供电装置与电机直接相连，这种启动方式存在很多的缺点，例如在设备刚开始启动时会产生过高的电流，这种冲击电流会在电机轴承上产生很大的扭矩，甚至会超过正常扭矩的300%，促使供电装置过载，从而加大了电机的机械磨损和齿轮损耗，对其造成了很大的冲击。这种所谓的硬启动方式也是根据很多煤矿机械设备自身的特性所发展衍生的。而变频控制方式的工作机理简而言之便是使机械设备平稳启动以及稳定停车，这种可控性的实现正式由于这种启动方式的原因。和上文硬启动方式的比较，变频控制方式最大的特点便是变频控制方式拥有限制电流功能，即通常所说的限流，显而易见，这样的话便可以很好地避免过高的冲击电流对机械设备以及供电装置的冲击和机械损耗，延长设备的使用寿命和周期。在整个系统中，触发系统可以说是其最重要的也是最核心的部分，正是因为这一点，才对触发系统提出了很多严格性的要求，例如抗干扰能力，这里的干扰指的是噪声或者其他的干扰项。此外在可控硅方面也必须具有极高的操纵性和灵敏度。

由此可以看出，开发与推广煤矿机械变频控制方式技术具有重要性和必然性。

3 工作机理

煤矿机械电子变频控制装置可以有效的控制机械在启动的初期所产生的相关的负效应，比如明显的电压减低以及过大的冲击电流，根据载荷的大小智能的调节电流的大小，减小电机轴的不利扭矩，减轻机械磨损，这一点在前文中进行了相关的阐述，这样的有点不光是可以延长机械设备的使用周期，而且也可以有效的保护在实际生产过程中不可避免与机械设备相接触的操作人员，实现安全生产，也可以节约能耗，实现可持续发展，此外电子变频控制方式也具有硬启动方式无法比拟的系统优势，由于其体积小，操作方便，构造也很简单，因此故障率极低，这也是机械电子变频控制方式装置得到重视的原因之一。

对于机械硬启动方式来讲其主回路是通过普通的晶闸管作为开关，但是变频控制技术方面，大功率的晶闸管是作为主回路开关元件的首选，导通角的智能化系统控制是通过单片机的应用实现的。煤矿机械电子式变频控制装置的具体工作机理是：①在最开始的启动阶段，晶闸管的导通角逐渐升高，电机两端的电压也会随之产生变化，由此会对晶闸管的输出电压产生调节功能，当电机转速升高到启动扭矩时，启动过程便结束。②机械电子式软起动装置还具有一个关键的功能――限流，当晶闸管处于完全导通状态时，电机便会处于额定功率下工作，再加上旁路接通起的同时启动，可以有效地延长晶闸管的使用周期，此时电机进入到稳定运行状态。③当机械需要停车时，第一步是旁路接通起器的断开，这样做的直接目的是减小旁路接通器内晶闸管的导通角，这样的话电机转速归零，机械停车，处于关闭状态。启动过程如图1。

3.1 传统启动方式的阐述

煤矿领域内的常用工程机械例如带式输送机因为可靠性高、运行连续、工作效率高以及适应能力强等优点，已成为现代重载荷运输的常用设备，尤其是在煤矿采矿领域内得到广泛的重视，但是伴随着机械化工业化程度的不断提高，各种机械设备的运行功率也在不断攀升，输送机当然也不例外。在采矿机械的不断发展应用的过程中，人们发现传统的启动方式不能满足大规模生产发展的需要，归结于一点就是其无法避免的诸多缺点。在这种情况下，电子式变频控制装置的出现，很好地解决了一系列难题，因其运行稳定，体积小，故障发生率低，不光是在煤矿采矿领域内，在冶金、码头、港口领域内也达到了很好地应用。本文列举若干传统的启动方式的弊端：①故障率较高，由此引发了高昂的维修养护费，并且在启动初期在供电装置与电机之间会产生很强的冲击电流，在电机轴内会有很高的扭矩，往往会超过正常扭矩的150%，这种弊端使得其具有很大的局限性，即工作条件比较苛刻，例如无法满足井下防爆安全的要求；②启动过程中的冲击电流会对机械部件产生很大的不利影响，增加机械磨损，对供电系统造成冲击，限制了启动周期和频率；③在一些已经安装了软起动装置的相对比较现代化的煤矿机械里，在实际的生产经验来看，运行比较平稳，但是电流智能化调节无法实现，承受载荷能力也不会有很大提高。

3.2 电子式变频控制过程分析研究

电子式变频控制不仅能够保证机械装置在启动、运行以及停车过程中的平稳而且能够有效地减少冲击电流的危害，降低机械磨损，伴随着计算机技术的发展，启动过程与计算机相连，实现交互式操作智能化程度更高。由此不难发现机械电子式变频控制装置具有很大的发展潜力与发展前景。解决机械震荡以及冲击电流的不利影响的最为有效地途径便是运行前根据预定的可控曲线进行设置，分阶段慢速有序的启动机械系统，这样一来便可以解决很多动力学问题。现在简单介绍几种常用的电子式变频控制方式：①斜坡恒流：电流升高的速度越快，启动速率越高。这种方式是以一定的速率提高电流，直到预定的制定电流后，再以恒定的电流运行，直到启动阶段完成；②斜坡电压：启动电压由低到高逐步攀升，不需要闭环控制电流的过程。这种启动方式的最大优点是机理简单易懂，系统故障率低，但是缺乏对电流的控制，因此晶闸管会受到电流的冲击，使用寿命降低；③阶跃式：启动阶段加载启动扭矩，这个扭矩一般很大，这样可以有效降低负载的静摩擦力，但是这种方式的弊端是会对供电装置产生强干扰；④矩形转矩：这种启动方式相比较上述三种而言，体积较小，故障率低，结构完善紧凑，设计更加合理优化，安全措施齐全，载荷能力大。

4 煤矿机械电子式变频控制装置的设计思想与方法

4.1 硬件设计

煤矿机械电子式变频控制装置的硬件设计主要集中在电路设计上，其中主回路的控制是核心因素，关键是晶闸管的设计，连接顺序为供电装置与电动机，其中晶闸管的导通角设计也是重要的一点，前文讲到单片机技术的应用可以有效控制导通角的变化，使输出电压逐步升高直至额定电压。以采矿领域内常用的带式输送机为例，通过流程图的方式简明说明硬件设计过程，如图2。

4.2 软件设计

在电子式变频控制装置中，控制器的质量以及工作原理直接决定着控制系统的优劣，目前通常的控制器为可编程化的控制器，这种控制器的可靠性较高，可以实现系统的优化和平稳运行，整个运行系统的控制上位机通常是由电子计算机来担当，由此可见，可编程控制器以及电子计算机是关键的两个因素，需要进行相应的程序计算与设计，这种程序设计的过程优化以及结果的完备性、可靠性、准确性直接影响到机械运行的可靠性、稳定性。

具体而言，可以从以下几个方面来阐述电子式变频控制装置的软件设计：①可编程控制器往往采用面向运行过程的control language和面向问题的image language，其特点是结构简单紧凑，过程直观易懂，它的程序设计方案一般是根据流程图来实现的；②以电子计算机为上位机的计算机软件选取，伴随着现代科技的不断发展，现代计算机软件的功能也日趋强大与完善，可靠性不断提高，这些软件通常都会选择面向对象以及可视化的设计方法，同样，煤矿机械电子式变频控制装置控制系统的控制软件应该具有响应速度快、敏感度高和分析点准确、过程优化等特点，操作界面与接口模块采用不同的程序语言编写也就成了必然条件。这是软件设计里面比较重要的一步，首先要把握操作主界面的设计，要求界面简单，直观，功能齐全。

5 结束语

从目前的使用状况和调查分析来看，煤矿机械电子式变频控制装置仍然无法满足我国大规模现代化建设的需要，无法满足煤矿产值的增长需要，这不仅仅表现在数量上的缺乏以及普及度的欠缺，也表现在使用中的装置系统也存在许多缺陷，例如系统优化程度不高，程序化设计欠缺，结构紧凑度较低，故障率无法实现理论值等，这也需要我们在生产实践的过程中不断地发现问题，进而分析问题解决问题，不断完善变频控制技术，使之与生产实际相结合，提高生产率，减少风险点，更好地为我国的现代化建设服务。

[参考文献]

[1] 李润方，龚剑霞.接触问题数值方法及其在机械设计中的应用[M].重庆大学出版社，1991.2（8）：64-70.