传统机械设计精选(九篇)

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第1篇：传统机械设计范文

在工业得到快速发展的过程中，在机械设计制造中液压机械传动控制系统的应用范围逐渐扩大，并且液压机械传动控制系统的作用越来越重要。尤其该系统主要是以液体作为介质，以便达到能量的传动与控制目的，在工业控制当中的应用范围比较广，能够更好地促进工业化的发展。目前，对液压机械传动控制系统需要详细了解，对其基本原理进行分析，以便将其更好地应用于机械设计制造中，从而发挥出最大的应用效果。

1 液压机械传动控制系统的基本原理

液压机械传动控制系统的基本原理主要是在确保液体平衡的系统中能够静止，同时，液压机械传动控制系统中的液体在每个阶段的压强是相同的，并且均处于一个相对平衡的系统中，活塞大小的不同，其承受的压力范围也就不同，还需要根据其大小来施加相应的压力。针对较大的活塞，需要增加相对较大的压力，并且需要以液体为传动媒介来将压力转换为需要的能力。当液压在传动的过程中，需要配备相应的元件设备，以便支持液压的传动。其中主要的元件包括：（1）执行元件。主要是将液压泵提供的液体转换为机械能量，该执行元件的主要装置为液压马达，能够高效地将液压能量转换为机械能，以便确保液体对外的作用力。同时，液压元件可以对液体的流动压力与方向等进行全面的控制，以便有效地保障执行元件能够满足各种工作的需求；（2）动力元件。该元件主要是为系统提供重要的运行动力来源，主要的装置为液压泵。该装置在运行的过程中主要是依靠容量的大小来运行的，其中动力部件也称之为容积液压泵，齿轮泵是其主要的容积液压泵，通常是以齿轮的变化来促进液体的传输；（3）辅助元件。该类元件主要为管道，在液压泵中主要是通过将动力元件、液压马达与管道等共同协作来完成的；（4）辅助元件。液压机械传送控制系统中的元件种类较多，其中辅元件的功能主要是建设液压回路，以便确保液压机械传动控制系统正常运行。液压机械传动控制系统主要由液压泵、液压控制阀、液压执行元件、液压辅件组成，其液压机械传动控制系统的原理如图1所示：

图1 液压机械传动控制系统原理图

2 机械设计制造中液压机械传动控制系统的优缺点

2.1 液压机械传动控制系统的优势

该控制系统具有较广泛的应用范围，并且在各个领域中均有不同程度的应用。不管是在一般性的工业施工塑料加工机械中，还是在钢铁工业冶金机械中均具有较好的实用性价值。在各个领域中使用液压机械传动控制系统，可以取得较好的进展，并通常具备高效率、高压以及高速等优势。同时，由于液压机械的传动动力能量相对较大，该系统自身也具备较高的集成化作用，从而可以更进一步地促进一体化、小型化以及轻量化目标的实现。另外，由于液压机械传动控制系统与相关的电子技术具有紧密的合作关系，能够在相对较小的空间内进行精准的操作，并且还可以在各个领域中均能够发挥出该系统的最大化价值与作用。在当今世界科学技术得到较快的发展前提下，各个行业对液压机械传动控制系统的要求也在不断提高。通过将该系统与电子技术相互结合应用，并且目前在海洋开发事业以及宇宙航行等事业中得到较好的应用，从而促进了该系统在各个领域中的应用进程。另外，由于电液伺服系统的研发与应用，极大地提高了液压机械传动控制系统的使用效率。并且在该系统的控制元件中，通过灵活、便捷的原则来布置，由于液压机械传动控制系统具有体积小、重量轻与反应速度快等特点，在使用过程中进行操作与控制比较方便。另外，这种系统可以在较大的范围内进行调度处理，液压机械传动控制系统还可以对载荷进行适当调整。在该系统中，其主要的工作介质为矿物油，不仅对自身具有一定的作用，还可以有效地延长机械设备的使用寿命，并且能够快速地完成直线运行，可以促进系统的自动化进程，具有较高的自动控制能力，从而可以有效地满足人们工业生产的需求，适应当今时代的

发展。

2.2 液压机械传动控制系统的缺点与不足

首先，液压机械传动控制系统可能会出现漏油现象，并且会影响到该系统的正常运行，对其运行的稳定性与正确性具有一定的损害。其主要是由于漏油缺陷会导致液压机械传动的比率无法得到保存，从而使得液压机械传动控制系统的运行稳定与正确性受到影响。促使系统运行的稳定性与正确性水平下降，并影响整个系统的运行与运行效果。在一定程度上会影响工业的输出产品质量，对企业的经济效益造成一定的不利影响。其次，液压机械传动控制系统中主要是由液体为传动媒介，如果液体的温度发生变化，会导致系统的运动特性出现一定的变化。液压机械传动控制系统对温度的要求比较高。因此，需要在系统运行的过程中，对温度进行有效的控制，尽量减少温度的变化，避免运行结果由于温差而出现偏差。另外，液压机械传动控制系统的故障检查与排查工作存在一定的难度。液压机械传动控制系统在运行的时候，通常会由于液压元件的运行而产生一定的金属粉末，其对机械设备造成一定的污染，并且容易引发机械故障。并且，一些外部的环境灰尘与粉尘等容易吸附在液压机械设备上，从而对该系统造成一定的影响，尤其是对系统的稳定运行造成较大的不利影响。然而这些粉尘与金属粉末在系统的运行过程中是不可避免的，从而给故障的排查与修复提高了难度。最后，液压机械传动控制系统在运行前，需要对系统进行严格的检查与清扫。由于液压机械传动控制系统在运行之前，需要对系统进行全面的检查与清扫，以便确保系统的正常运行，避免在运行的过程中出现一些由于外界因素引起的不良结果。

3 液压机械传动控制系统在机械设计制造中的应用

3.1 液压机械传动控制系统在机械设计制造中的发展

目前，我国现代化进程在不断的加快，大多数行业在施工与运行的过程中需要借助大型的工程装备，而液压机械传动控制系统可以满足这一要求。另外，由于部分机械设备的功率要求较高，同时其生产效率与精准度也相对较高，使得液压机械传动控制系统在机械设计制造中的使用可以有效地满足高集成化的需求，可以较快地满足施工需求与相关环境与条件的需求，具有较高的应用效率。此外，我国一部分高水平的技术设备具备自身的核心技术，自主研发能力较好，可以为极端化的工作环境以及精准度化的工作需求提供较好的前提条件。而液压机械传动控制系统相关技术的发展，促使我国一些技术在研究方面取得了不错的成绩。液压机械传动控制系统的集成化发展也说明了及时把握住系统的研发方向，才能够研究出社会需求的产品，更好地满足当今社会的需求，并发挥出产品的最大化价值与作用。

3.2 液压机械传动控制系统在机械设计制造中应用的不足

我国液压机械哈攒动控制系统在机械设计制造中的应用取得了较好的效果，但是液压机械传动技术在使用的过程中仍然会存在一定的不足与缺陷。其中我国液压机械传动控制系统中的相关元件使用时，部分元件主要依靠国外的液压产品进行辅助，从而使得我国使用的部分产品与国际范围内使用的产品存在一定的差别。为了促进我国液压机械传动技术的发展，要想跻身世界前列，就必须要对液压机械传动控制系统在使用过程中存在的不足与缺陷进行详细的研究，以便采取相关措施解决，以便促进我国液压技术与产品达到国际标准水平。这样一来，才能够促使我国液压技术水平的提高，能够减少或消除液压机械传动技术在使用过程中的不足与缺陷，从而达到液压发展的目标。

3.3 液压机械传动控制系统在更多场合中的应用

随着计算机技术的广泛应用，液压技术得到了较好的应用与发展。液压技术与计算机技术的有机结合应用，可以不断扩大液压机械传动控制系统的应用范围与领域，并且发挥出更大的作用，同时可以高效率地完成预期目标与控制目标。另外，与传统的机械传动技术相比较，液压机械传动控制系统可以更加容易地实现运动与动力参数的控制。可以在一般的条件下提高液压工业的销售额，在工业领域中的应用比较重要。同时具有较好的传递效率，能够对输出进行有效的控制。另外，在该系统中配套的较大系统铜芯装置，可以对正反方向的运转进行有效的控制与实现，在机械操作的过程中能够实现各种操作动作。液压机械传动控制系统在机械设计制造中的应用具有广阔的前景，能够对变量系统进行开发与调节。

第2篇：传统机械设计范文

[关键词]船舶制造；协同设计；信息集成

中图分类号：U662 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）08-0161-01

船舶并行协同设计成为现代船舶设计的主要方法，该设计理念的先进性主要表现在数字化设计以及行业并行协同设计，通过资源信息的共享与集成，实现船舶设计、决策等方面的协同管理，有助于推动船舶设计与制造的水平。

1.开展船舶协同设计的必要性

船舶是一种大型商品，具有结构和技术复杂、开发设计周期长、配套零件多、产品内容大量等特点，船舶设计对于船舶成本、质量以及生产周期具有重要影响[1]。由于目前市场中的船舶产品的种类多种多样，且客户要求的时间较短，时常出现多种规格船舶同时设计的情况，并且由于船舶设计需要各单位和组织的共同合作，包括船舶商、造船厂、修船厂、客户、船舶设计研究所、零部件供应商、设备生产商以及融资方等机构，利用先进的计算机技术、软件工程进行船舶协同设计，是现代船舶设计的主要趋势[2]。协同设计需要各单位组织的资源共享，提高信息的利用率，从而使船舶设计人员能够减少信息采集的时间，通过行业间的协同设计共同合作。现代XML技术、WEB service技术、软件技术成为船舶协同设计中的关键技术，使得船舶设计向着综合化、整体化发展。利用这些先进技术进行分析与计算，并结合物理仿真试验等功能，构建全面化船舶协同设计系统[3]。

2.船舶协同设计体系结构

目前我国船舶制造行业与国外相比仍存在较大的差距，主要表现在产品的开发水平较低、产品创新少，尤其是设计周期较长、产品成本高以及质量参差不齐等问题的影响。随着日韩两国船舶制造行业的不断发展，给我国船舶制造行业带来了不小的压力。因此，降低制造成本、提高国际市场竞争力，提高船舶技术含量与制造质量，是现代船舶制造工业主要需要解决的问题[4]。随着我国经济市场全球化趋势的加深，船舶企业必须着眼于国际上先进的船舶研究设计机构、加工企业以及供应市场。同时也要加强船舶制造行业上游企业与下游企业的强强联手，从产品研发与创新城面上构建本土优势行业，并不断努力突破劳动成本优势的限制，建立一个设计、计算、仿真试验于一体的系统研发机构具有重要的现实意义。

根据现代信息技术的发展以及船舶协同设计的需求，文章提出的船舶协同设计系统主要由数据库层、协同服务层、协同管理层以及设计工作层组成。数据库层主要是由各企业经由互联网构成的分布在各地的产品数据库、电子仓库以及信息库等。协同服务层主要是由通用服务器或专用服务器构成的服务平台，主要包括了互联网服务器、安全服务器、通讯服务器以及产品记录服务器，能够实现资源共享、信息交换的功能，专用服务器主要用于数字化分析、仿真设计、水动力分析以及船舶零部件整理等方面。协同管理层主要包括用户管理、系统管理、资源管理、产品管理等方面。船舶设计工作层主要包括项目经理任务分配以及设计人员的设计工作。

3.船舶协同设计关键技术

虽然船舶开发期间的成本不高，但是其对船舶产品生产周期具有重要影响。其次在开发过程中随着设计错误的更改，会随着开发进度的增加而不断提升。利用协同设计技术能够大大的缩短设计周期，减少设计错误，实现资源的共享，有助于减少设计成本，缩短产品生产周几，提高各种资源的使用效率，优化资源配置。

3.1 信息集成框架和协同设计体系研究

船舶生产中主要包括产品设计、产品制造、产品销售以及后期维护等环节，而在生产过程中涉及到许多方面，除了质量单位的验收外，还需要船东、制造商的全程参与，并对产品设计提出不同的要求。利用先进的科学技术，构建船舶协同设计系统，有助于更好的研发异构操作系统、如何实现异构软件中的同步、异步等不同情况下的数据交流，研究数据保密技术等。协同服务层主要是对各种数据模型、结构设计、性能设计、仿真实验等进行分析。

3.2 船舶协同本体建模研究

其主要包括人机交互、一体化操作等方面的研究，针对船舶协同设计模型展开研究。通过建立相应的结构模型、船舶协同设计共享数据库等。以STEP标准为基础，并结合我国船舶制造业的实际发展情况，针对整个船舶产品研发周期的产品信息进行建模处理。研究先进的制造方法和技术，并建立各方面协同合作的关系与模型。

3.3 基于工作流的协同设计过程建模和控制研究

协同设计离不开各个环节的协同配合，在同一环节的操作过程中，可能需要多组织或多单位共同合作才能完成，有可能还需要返回至前一个操作步骤。在船舶设计过程中，各方面的参数都可能发生变更，某一处参数发生变更会使得其他部位也需要进行调整，甚至导致设计流程要改变。因此，除了需要建设科学的船舶设计协同模型，并且需要提高控制系统的操作性与灵活性，从而满足设计参数变更的需求。

3.4 船舶产品开发的组织模型

由于船舶设计具有较高的复杂性，且技术含量较高，即使在不远的未来，仍旧需要以人作为主导，利用计算机技术进行设计。科学的组织模型能够帮助设计人员对分配的任务以及合作任务进行更好的管理，组织模型为设计人员的工作提供了更好的交流框架，从而让设计人员能够更好的协同合作，提高设计效率与质量。

3.5 支持图形互操作的协调系统

由于不同人员的学习水平、任务、工作经验、个人能力各有所不同，在研发设计过程中难免会出现意见不统一的情况，设计人员与审核人员需要针对3D建模设计图纸就某一具体问题进行核对、探讨或协作时，其实质上就是3D建模之间的图形互操作协调。协调是解决矛盾的主要途径，需要通过研发图形互操作协调系统，解决设计不统一的问}，保障协同设计的顺利开展。

3.6 船舶协同产品商务研究

产品设计不单单需要考虑到技术因素，同时还需要考虑到市场需求。协同设计时需要将产品设计、制造、采购、销售、服务及客户管理等连成一个整体网络。不同的单位和企业都参与船舶协同设计，从而构成了一个系统，需要对合作伙伴以及单位进行评价，从而选择合适的合作商，优化产业链的结构，促使协同设计目标具有统一性。

4.结束语

船舶协同设计是一项复杂的工程，需要各种工程技术的重组与调整，涉及到各种机构的权值变更，同时也需要各级单位的配合与支持，从思想、组织、技术和资源上进行深入合作，协调好各方面的关系，认清局部与整体之间的利益关系。

参考文献

[1] 刘寅东，苏绍娟.船舶并行协同设计环境及关键技术[J].大连海事大学学报，2015，37（1）：25-28，31.

[2] 王能建，贺泽，邱长华等.协同设计及其在船舶设计中的应用[J].船舶工程，2014，26（4）：16-18.

第3篇：传统机械设计范文

【关键词】GPRS调度卸船机

随着全球贸易一体化的发展，我国对散货（如不加包装的煤炭、矿石等物料）的需求大大增加[1]，我国码头装卸设备也随之取得了飞跃式的进展，码头机械正朝着大型化、高效化、智能化的方向发展。为使运输系统营运更加经济合理，有效的缩短货船在码头的停泊时间，提高货船的周转速度，实现了码头企业对于设备的实时监控，要求卸船机设备具有高效的工作周期，也需要对卸船机设备有高效的调度。而要对这些设备实现远程监控需要处理巨大的信息量，以往的远程RCMS（远程起重机管理系统）多通过工业以太网通过服务器连接入Internet进行远程监控。本文介绍一种基于GPRS通信的卸船机设备调度控制系统，通过采集现场控制设备的状态，将其使用GPRS通信技术传输到调度中心，由中心调度人员和调度软件协调交互完成卸船机设备的工作调度。

一、GPRS通信技术

GPRS（General Packet Radio Service），即通用分组无线业务，是一种以全球移动通信系统（GSM）网络为基础的数据传输方式。它是利用而”分封交换”的概念所发展出的一套无线传输方式，它可以让多个用户共享某些固定的信道资源，资源利用率高。它传输速率高，网络接入速度快，还支持应用最为广泛的IP协议和X.25协议，可以与INTERNET网络进行互通[2]。通过GPRS网络直接将实时的设备过程数据传至WEB服务器，用户可在IE浏览器上进行实时数据监控及设备数据处理实现远程RCMS的功能。在国内，只要有移动网络覆盖的区域，均可以使用，尤其在码头为适用。

在实际中，我们使用GPRS无线数传模块为RemoDAQ 8554A GPRS DTU，该模块具有RS232/RS485接口，+12V～30VDC的宽电压供电范围，通信速率以及工作温度范围，很适合工业使用，也较容易与调度控制器（PLC等）协同使用。PLC作为码头机械设备总控制器，将设备信息实时传至DP总线网络下的GPRS终端SYMT上，由SYMT周期性发送给远程数据解析器，进而进入用户数据库及在网站上显现出来。用户可以登录网站通过设备编号查询设备的详细信息，包括实时工况数据、历史工况数据、实时故障报警、历史故障记录，并制作故障诊断知识库。而且，RemoDAQ 8554A GPRS DTU支持GSM900和GSM1800双频，利用GPRS网络平台实现数据信息的透明传输，为可以用户提供高速、永远在线、透明数据传输的虚拟专用数据通信网络，便于中心对多点、点多分散的中小数据量的传输，组网方便。

二、卸船机调度

提高电厂码头卸船机设备的利用率，是缓解资源短缺矛盾的有效途径，也是改善码头作业状况的迫切需求。岸边的卸船机设备为到码头的煤船提供装卸作业。卸船机设备的调度，应有利于尽快完成装卸作业，缩短煤船在码头停留时间，提高停泊区域的周转率。

卸船机设备调度的本质：是分派有限的机器资源来完成作业任务以实现优化目标。图1中所示为卸船机设备调度示意图[3]，其中n表示煤舱的数目，m表示卸船机设备的数目，n>m≥2。

调度算法理论以及模型方面，由于一般的工业控制器在复杂智能算法方面的短板，在实际使用中，根据文献[3]的基础理论引入了单目标线性规划算法。

三、调度系统组成

该调度系统主要由调度中心PC机、GPRS通信网、各装卸设备控制器组成，系统结构示意图见图2。

调度中心PC机上安装有力控组态软件ForceControl V6.1，该软件内组态界面能够实时显示各设备的位置、是否在执行作业、运行时间、运行状况等信息，并提供调度交互界面，由调度人员发出装卸设备是否投入工作，在何时对哪个舱位执行作业任务。而且，ForceControl V6.1软件内置各种工业控制器驱动，还包括无线通信设备驱动，比如ZIGBEE通信驱动、GPRS模块通信驱动等，更方便与GPRS模块进行通信连接。

GPRS通信网，由安装在装卸设备上的各个GPRS模块组成，通信波特率为9600bps，与调度中心的GPRS模块组成STAR网络。

调度控制器与原有装卸设备控制器进行通信，获取装卸设备当前或以前的工况信息，包括是否在作业、运行状况和时间等信息，然后通过GPRS模块传送到调度中心；并接收来自调度中心的控制命令，与原有设备控制器协调工作。由于，当前大多数调度控制器（比如PLC）多支持MODBUS通信，所以调度控制器与原设备控制器使用MODBUS通信。

对于各装卸设备的位置，使用增量编码器来进行检测。由于码头的各装卸设备的工作运行轨道都是直线，更便于编码器的应用。在轨道上按一定的距离设置数个接触限位开关，将其通断信号和编码器信号引入调度控制器，来完成各装卸设备的位置确定以及修正。

四、结束语

GPRS技术的开发与使用，给现代人们的学习、工作和生活带来了极大的便捷，有力地推动了城市化信息交换的进程。相信在不久的将来，GPRS技术会深入到我们生活中的各个方面，有利于减少人类劳动量、提高工作效率、节省人力资源开支，本文简要的介绍了基于GPS通信的卸船机设备的综合调度系统，引入了GPRS无线通信技术，使通信避免了有线传输的布线麻烦，也避免了其它无线通信技术受频带以及距离的制约。另外，在其他学者的研究基础上，引入了单目标线性规划算法，并在ForceControl V6.1组态了调度界面。

当今自动化码头、无人码头等概念已逐渐深入人心，GPRS网络应用于数据传输，稳定性可基本保证，可实现基于GPRS数据的以太网模拟及RCMS数据的远程备份。选用GPRS作为煤码头远程管理与监控应用的一种选择，对研究虚拟码头平台与码头机械监控、码头管理、布局调度等系统集成技术，有着一定的借鉴意义。该系统还存在一些需要改进的地方，应以后的实践中不断探索发展。

参考文献

[1]尚领军，樊军等.全自动卸船机的控制模式[J].科技信息，2008（10）：70.

[2]陈华，叶桦.工程机械车载终端中GPRS通信的分析及实现[J].福州大学学报（自然科学版），2008（36）：8-12.

[3]胡大勇，姚振强.轨道路径约束的散货卸船机调度优化策略[J].上海交通大学学报，2012，9（46）：1432-1435.

[4]燕景.基于GPRS通信模块的无线传输系统[J].信息与电脑，2010，5：133.

[5]霍柳行，董爱华.一种使用Zigbee通信的火灾监测与报警系统设计[J].仪器仪表用户，2011，18（2）：16-20.

第4篇：传统机械设计范文

多模块输入并联输出串联（Input Parallel Output Series，IPOS）变换器系统可以很好地适应需要将较低的输入电压变换为较高的电压输出的场合，有效解决了输入侧开关器件的电流应力大、输出侧器件电压应力的问题。

IPOS由多个变换器模块在输入侧并联、输出侧串联组合而成，其优点是：①每个模块输入电流为Iin/n，可大幅降低开关器件的电流应力，其中，Iin为总的输入电流，n为模块数；②每个模块提供PO/n，单个模块设计和系统热设计更简单，PO为总的输出功率；③若采用交错控制技术，电流纹波抵消效应使得输入电容的容量减小，在相同的输出电压纹波下，输出电容的体积也可减小，由此可以提高变换器的功率密度。

为了保证IPOS变换器系统正常工作，必须使各模块的输出电压均衡，即输出均压。

输出均压控制分析

图1给出了IPOS变换器系统的框图，其中，Cfl～Cfn为输出电容。

IPOS变换器系统中，各模块的输入和输出不能共地，必须选择隔离式变换器。常用的隔离式变换器有正激、反激、半桥、全桥等拓扑，其中移相控制全桥变换器具有电路结构简洁的特点，可充分利用电路中的寄生参数实现开关管的软开关，且为恒频控制等优点得到了广泛应用。这里选择双桥移相控制变换器作为IPOS变换器系统的基本模块，如图2所示。

对于图2所示的由两个模块组成的IPOS变换器系统而言，只要保证其中一个模块输出电容电压为VO/2，就实现了输出电容上的电压均压。选择变换器系统CO1的输出电压作为受控对象，保证其电压为VO/2。图3给出了输出均压控制框图，输出电压调节器的输出信号VO-EA与输出均压调节器的输出信号VOf-EA相加后与锯齿波VRAMP1交截，产生1#模块的移相控制信号。VO-EA与VOf-EA相减后与锯齿波VRAMP2交截，产生2#模块的移相控制信号。两锯齿波通过外同步电路相差180°，以实现两模块的交错控制。

假设系统已经进入稳态，1#模块输出电压受到扰动上升，即VO1>VO/2，输出均压调节器的输出信号Vof-EA下降，VO-EA+VOf-EA减小，使1#模块的移相角减小，VO1减小，形成一个负反馈。同时，VO-EA-VOf-EA增大，使2#模块的移相角增大，VO2增加。从而使VO1稳定在VO/2，实现输出均压控制。类似的，当VO1

参数设计

设计要求：双桥串联谐振DC/DC变换器，输出接电阻性负载；输入V1=30V，输出VO=300V和额定功率PO=3000W，从而实现输入低电压大电流，输出高电压小电流，大功率输出；选定开关频率fs=50kHz。

根据电阻性负载能量优化方案，设计过程如下：

1.因为电路输入均流输出均压，VO1=VO/2=150V， PO1=PO/2=1500W。

仿真验证

为了验证前面理论分析的正确性，将所有设计参数代入PSIM中，进行仿真验证。

闭环控制电路如图4所示，双桥移相串联谐振DC/DC模块1和模块2采用交错控制技术，输出电压V。，和V。：的电压纹波可以相互抵消，有效减小输出电压VO的纹波系数。

闭环控制输出电压波形如图5所示。

可见，在闭环中，输出电压VO=300V，电压纹波系数σ

为了检测当双桥串联谐振变换器主电路参数不一致时，输出均压控制闭环能否实现输入均流输出均压，人为将谐振电感和谐振电容设定不一致，其仿真结果分别如图6和图7所示。

图6给出当谐振电感不一致（Lr1=2.39μH、Lr2=2.59μH）时的仿真波形，从中可看出，此时各模块输入均流、输出均压。

图7给出当谐振电容不一致（Cr1=6.63μF、Cr2=6.33μF）时的仿真波形，从中可看出，此时各模块输入均流、输出均压。

为了检验所设计的双桥串联谐振变换器的IPOS系统抗负载突变能力，对其输出负载进行突减和突加操作。

图8给出了采用输出均压控制时，在额定输入电压30V的条件下，输出电流从满载突变到1/3负载后又突变到满载时的仿真波形。变换器进入稳态工作后，在t1时刻，输出电流从满载突变到1/3负载，经过一段时间后，系统进入稳态。在t2时刻，输出电流从1/3负载突变到满载，经过一段时间后，系统进入稳态。从中可以看出，对于负载扰动，采用输出均压控制，变换器可以实现输出均压。

结论

第5篇：传统机械设计范文

关键词：电能无线传输 磁耦合谐振 拓扑结构 传输效率

传统的电能传输通过有线方式进行，该方式会产生线路老化、尖端放电严重等不可避免的问题，这对用电设备的可靠性和安全性提出了更高的挑战。一方面，在一些特殊场合，如矿井、水下、加油站等，传统电缆线会产生严重的安全隐患，并可能造成巨大的经济损失；另一方面，生活中使用的大量用电设备需电源线，势必会带来电线交叉繁杂的不便。

无线电能传输技术（WPT），又称无接触能量传输（Contactless Power Transmission，CPT）技术，顾名思义，即以非接触的无线方式实现电源与用电设备之间的能量传输。早在1890年，由著名电气工程师尼古拉・特斯拉（Nikola Tesla） 提出，因而有人称他为无线电能传输之父；2007年6月麻省理工学院的研究人员已经实现了在短距离内的无线电力传输，他们通过电磁感应利用磁耦合共振原理成功地点亮了离电源2m多远处的一个60w灯泡。

迄今为止，实现无线电能传输技术的方式主要有电磁感应式、核磁共振式、辐射式等三种方式如图1所示。

磁耦合谐振的工作原理

磁耦合谐振式无线输电是非接触式无线能量传输方式的其中一种，该方式的特别之处在于共振环节中的两个共振线圈会发生高频自激振荡，使线圈的回路阻抗为最小值，从而使大部分能量在谐振的路径上传递。

一个完整的磁耦合谐振式无线电能传输系统如图2所示，除两个发生自激振荡的开路线圈外，还必须有带有发射线圈的高频发射功率源和带有接收线圈的接收功率设备。

图2中，高频振荡电路用于控制谐振频率；由于振荡电路的驱动能力很弱，需要用高频功率放大电路驱动后面用于电磁交换的空心线圈 ；空心线圈 能将电能转化为磁场能，并将其感应到与他相邻的发射线圈 上；高频共振环节是实现能量无线传递的发射线圈 和接收线圈 。电阻用于测量电流；负载回路中的将磁场能转化为电能。为了减少接收线圈 自激振频率受到负载回路电抗的影响， 的感抗应该尽量小，负载回路可认为是纯电阻回路，它反射到线圈 的阻抗即为纯电阻，单匝线圈 从线圈 上感应到的能量给负载 供电，从而完成整个能量的无线传输。

1、磁耦合谐振无线电能传输基本谐振拓扑结构

磁耦合谐振无线电能传输技术通常需要对发射端和接收端绕线电感进行补偿，根据发射端补偿环节接收端补偿环节结构的不同，可分PSSS，PSSP，SSSS，SSSP这4种拓扑结构，如图3所示。其中， （Parallel）代表并联型补偿， （series）代表串联型补偿。图中， 为电压型磁共振电能传输系统经过高频逆变电路之后的等效电压源； 为电流型磁共振电能传输，系统经过高频逆变电路之后的等效电流源； 、 分别为共振线圈1和共振线圈2的电感； 分别为发射端和接收端电感 的补偿电容； 分别为发射端和接收端的等效串联电阻； 分别为共振线圈1，2的等效串联电阻； 为负载； 为接收端到共振线圈2的反射阻抗； 为共振线圈2到共振线圈1的反射阻抗； 为共振线圈1 到发射端的反射阻抗； 为发射端和共振线圈1之间的互感系数； 为两共振线圈之间的互感系数； 为共振线圈2和接收端之间的互感系数。

谐振电容实际是通过多个电容并联达到所要用到的值，由于每个电容电感都不是完全相同，所以最终计算出来的谐振频率也并不一致，但基本保持256KHz。实验中各个主要元件的相关参数如表1所示。

发射模块原理如图4所示，本设计采用15V直流电源供电，晶振电路产生8.192MHz频率方波信号，通过CD4060芯片5分频后产生256KHz的频率脉冲，由于该脉冲的驱动能力弱，这里采用了L6384D高压半桥驱动芯片进行驱动。该芯片产生的两个独立电位，分别控制功率场效应管工作来产生交变信号，通过串联谐振电路发射能量。

实验装置如图6所示，利用晶振电路产生256KHz的高频信号，采用15V直流电源供给发射模块（5），通过高压半桥驱动芯片进行驱动，在发射线圈（1）上具有一定功率的正弦电磁波，经过共振线圈（2）将能量传递到共振线圈（3）上，接收线圈（4）接收共振线圈（3）上的能量，经过接收模块（6）供给负载（7）使用。这里的4个线圈直径均为20cm，共振线圈（3）由细铜线绕制而成，其他3个由粗铜线绕制而成。

实验与分析

为保持4个线圈都在通一条直线上，在实验台上贴了黑胶带，另用黑胶带对线圈进行固定，防止因线圈的晃动对实验结果的产生干扰。发射线圈（1）共振线圈（2）之间的距离和共振线圈（3）接收线圈（4）均保持在D=10cm，共振线圈（2）和共振线圈（3）之间的距离记为S，当负载阻值R为10Ω时，从S=5cm开始实验，每隔5cm测一组数据，总共测6组。同理对负载阻值R为20Ω、30Ω时进行实验。

通过信号发生器直接读出供给的电流值和电压值，用万用表测量出流过负载的电流和负载两端的电压。利用公式分别求装置的出输入功率和输出功率，利用公式求出装置的传输效率。实验数据分别如表2、表3和表4。

从以上实验得出：负载R相同的条件下，随着距离S的增加，传输效率先增大后迅速减小；距离较近时，传输效率处在一个比较高的水平上；距离较远时，传输效率很低，基本处于难以有效利用状态。距离S相同的条件下，随着负载R的增加，传输效率也会有增加，但后期效果不明显。

结语

采用四线圈结构磁耦合谐振无线电能传输装置的设计，相比两线圈结构，很大程度的隔离了电源和负载对谐振线圈的影响，传输距离和传输效率也有了进一步的提升。目前，磁耦合谐振式无线电能传输正在得到更多、更深入的研究，装置的传输距离、传输效率和装置小型化等方面还有待解决，相信不远的将来，利用磁耦合谐振式无线传输技术的产品会逐渐普及。

参考文献：

[1]黄学良，谭林林，陈中等.无线电能传输技术研究与应用综述[J].电工技术学报，2013，28（10）：1-11.

[2]李阳，杨庆新，闫卓等.磁耦合谐振式无线电能传输方向性分析与验证[J].电工技术学报，2014，29（2）：197-203.

[3]储江龙.磁耦合谐振式无线电能传输系统高效E类功放设计和实现[D].浙江大学，2014.

[4]于春来.磁耦合谐振式无线电能传输系统的研究[D].哈尔滨工业大学，2012.

[5]傅文珍，张波，丘东元.自谐振线圈耦合式电能无线传输的最大效率分析与设计[J]. 中国电机工程学报，2009，45（18）：21-26.

[6]翟渊，孙跃，戴欣.磁共振模式无线电能传输系统建模与分析[J].中国电机工程学报，2012，48（12）：155-160.

[7]薛明，杨庆新，李阳等.磁耦合谐振式无线电能传输系统存在干扰因素下的频率特性研究[J]. 电工电能新技术，2015，33（4）：24-30.

[8]林宁.无接触电能传输系统的设计研究[D].浙江大学，2011.

[9]雷阳.用于家用电器的双负载无线电能传输系统的研究[D].哈尔滨工业大学，2014.

第6篇：传统机械设计范文

关键词：串行通信；电磁兼容；电磁屏蔽

中图分类号：TP302 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）35-0052-03

A Kind of Electromagnetic Capability Design of Multiple Serial Communication Protocols

WANG Jian-bo

（Xi’an Aeronautics Computing Technique Research Institute， AVIC， Xi’an 710068， China）

Abstract： At now， there are many serial communication boards which integrated different kinds of standards of serial communication on sale. In the case of mutual crosstalk between the different high-speed serial communication modes and external interference， which the electromagnetic compatibility of these boards put forward higher requirements than before. This article designed a kind of multi-way serial communication board which integrated three kinds of standard of serial communication―RS-232， RS-422 and RS-485 protocols based on the actual demand and proposed a new method by using the electromagnetic shielding method without changing the electrical performance of the board. The electromagnetic compatibility design of the multi-protocol serial communication board was accomplished excellently.

Key words： serial communication； electromagnetic capability； electromagnetic shielding

1 引言

串行通信作橐恢质分常见的通信方式，为计算机与其他设备之间广泛使用。但是由于串行通信的高速率造成了诸多电磁兼容性问题，集成多协议串行通信的板卡因高集成度也对板卡的电磁兼容性提出了更高的要求，因此能否在不改变原有电气设计的情况下，满足对高集成度串行通信板卡的电磁兼容性要求，就显得相当重要，该问题也日益成为高速板卡性能的瓶颈。

2 设计方案

多协议串行通信卡是将RS-422、RS-485、RS-232三种串行通信标准集成于一块标准CPCI 6U板卡上，完成外接设备与上位机使用多种串行通信方式相互通讯的需要。由于其所处电磁环境复杂，电磁干扰程度强，而又需满足多路传输的需求，因此需要尽量不改动原电路设计的情况下完成电磁兼容性设计，在本文中主要采用一种新的电磁屏蔽的方法，使其完成电磁兼容要求。

2.1硬件设计方案

本系统的硬件部分主要是由具有SCSI（Small Computer System Interface）标准[1]接口的板卡来实现的，板卡上总共有8路串行通道，每路通道的RS-232、RS-422及RS-485的标准协议的转换控制、同异步串行方式的转换选择均由 Xilinx Spartan6系列的FPGA芯片XC6SLX45完成，FPGA通过PCI9030与上位机控制程序完成通信。PCI9030将复杂的PCI总线转换为简单的Local bus 总线[2]，FPGA通过对Local bus的读写完成与上位机的通信。由于FPGA芯片的管脚电平一般为标准的TTL电平，与RS-232、RS-422和RS-485串行协议的输入电压的电平不符，故还需要相应的电压转换芯片进行电平转换。同时，为了使8路串行通道能够兼容多种串行接口标准，每路通道需要有一款通道转换芯片完成RS-232/RS-422/RS-485协议的电路转换工作，FPGA通过对通道转换芯片进行控制从而配置每路通道所支持的通信协议[3]。图1是多协议串行通信卡的硬件结构图。

影响该板卡的电磁兼容性问题主要有三个：一是每路串行通信通道之间互相串扰的问题；二是因为自身干扰源高速时钟和FPGA、PCI总线的工作频率较高，对板卡自身具有较高的干扰；三则是因为外部干扰源外部电源、线缆、模块等外界干扰大。三种电磁兼容性问题叠加，而又不能改变电路设计的性能，给很好的解决该板卡的电磁兼容性问题带来了难度。

2.2电磁兼容设计方案

电磁兼容的三要素为干扰源、耦合通道和受感器，进行电磁兼容设计即对干扰源进行抑源，对耦合通道进行切断，对受感器进行减敏。多协议串行通信卡面临上述三个主要的电磁兼容性问题，单一的措施已经无法完全解决，为解决该板卡的电磁兼容性问题，其电磁兼容设计包含了5个部分内容：印制板电路设计和有源器件的选用、布线、接地、屏蔽及滤波。本文主要阐述就该板卡进行的电磁屏蔽设计。

屏蔽技术主要解决的是抑制在空间传播的电磁噪声，即切断辐射电磁噪声的耦合途径的问题。采用金属材料或磁性材料把所需要屏蔽的区域包围起来，使屏蔽体内外场隔离是屏蔽技术的主要手段。在本文中，采用双层金属屏蔽腔对多路串行通道进行隔离屏蔽，这样既解决了不同串行通道之间的串扰问题，又切断了内部干扰源及外部强干扰的耦合通道，比较好的解决了上述问题。

3 电磁兼容设计

3.1 预期电磁环境

电磁骚扰沿空间的传播是以电磁波的方式进行的，可分为近场和远场。多协议串行通信卡所处的电磁环境应该是设备内部各电气板卡引入的电磁干扰，根据判别条件：

[d=λ/2π] （1）

多协议串行通信卡与设备内部各部件的距离一般不大于0.1m，可求出对应的临界频率为[f0=477MHz]。目前，计算机内部CPU工作频率已达到2.5GHz以上，某些接口控制器芯片的频率低于临界频率。所以说，多协议串行通信卡的辐射场既有远场也有近场。

3.2 元器件敏感度分析

在多协议串行通信卡中，为接收和信号处理所设计的芯片或器件分为调谐器件和基本频带器件两类。低电平、高密度组装、高速、高频器件很容易受到骚扰，尤其是脉冲骚扰。

为了降低相邻电路之间的串扰，当今电子产品大量应用表面贴装技术，多协议串行通信卡为由SMC所采用的多层板迹，SMD占所用元器件比例超过90%，可以使板卡的辐射量大大低于单面板迹线引起的辐射。

多协议串行通信卡采用的芯片主要有MAX211E用于协议电平转换芯片、MAX3088E转换收发器、XC6SLX45-FGG484处理芯片。它们都是由大量的逻辑门电路组成，这些大规模集成电路是印制电路板的电磁辐射的主要来源，影响了电子设备电磁兼容性。

多协议串行通信卡所处的机箱内，存在来自板卡间的电磁干扰，比方说主板、电源等。它们对多协议串行通信卡上的电气部件除了线上串扰，还可通过辐射产生影响。

3.3 电磁兼容屏蔽设计

3.3.1 屏蔽原理

电磁屏蔽是为避免其它不希望的电磁波对目标电磁场产生耦合干扰进而影响目标电路电气性能而采取的措施，其中最常用的手段是实体性屏蔽。

在物理意义上，常把屏蔽实体看成是完整、电气上连续均匀的金属板，其屏蔽效能由公式3-2给出，式中A为吸收损耗（倍），R为反射损耗（倍），B为多次反射修正系数（倍）。根据Schelkunoff电磁屏蔽理论，屏蔽效能以dB表示时，式中A、R、B均用dB表示。

SE =A+R+B（dB） （2）

吸收损耗的计算公式为：

[A=20lgetδ=0.131tfμrσr] （3）

公式（3）中t―金属板的厚度（mm），f―电磁波频率，[μr]―相对磁导率，[σr]―相对电导率，吸收损耗正比于金属板的厚度，随着磁导率和电导率的提高而增加。

公式（2）中的反射损耗R和多重反射修正因子B的计算方法这里不予赘述，详情参看参考文献[4]。

3.3.2 材料的选择

选择屏蔽材料主要考虑材料的电磁特性，即主要看屏蔽材料的导磁和导电率。下面针对金属材料的特性和电磁环境的不同，总结了以下几个设计要素：

1） 近场电场屏蔽：采用高导电率金属屏蔽体并接地。宜采用的屏蔽材料，比如铜；

2） 近场低频磁场屏蔽：采用铁等高导磁率的材料作为屏蔽体，为增强屏蔽效果可增加屏蔽体厚度或采用多层屏蔽；

3） 近场高频磁场屏蔽：对高导磁材料来说，高频磁场会导致较高的磁损耗，故应采用高导电金属作为屏蔽体，此时若接地即可屏蔽高频电场；

4） 远场电磁场：采用高导电率金属并良好接地。

多协议串行通信卡所处电磁环境相对复杂。该情况下，屏蔽采用双层屏蔽方式。从具体设计上来说，屏蔽腔外层为铜板具有高导电率，内层为冷轧钢板具有高导磁率。两种金属材料以屏蔽舱壁的形式与印制板的顶层连接，良好接地。

3.3.3 屏蔽效能的计算

多协议串行通信卡与计算机主板、电源等模块工作在机箱里，根据需求所配置的板卡也不相同，根据电磁学原理，由图2可知双层屏蔽的屏蔽效能表示为公式（4）：

[SE∑=SE1+SE2+j8.682πdλ+20lg1-Zs1-ZW1Zs1+Zw1Zs2-Zw2Zs2+Zw2ej4πλd] （4）

公式3-4的第三和四项，如果在一定的频率范围内为负值，说明在该频率范围内双层屏蔽效能小于单层屏蔽之和，这是由于电磁波在两层屏蔽层之间的空间内产生多次反射，会有部分电磁波穿透内屏蔽层进入屏蔽空间，从而造成屏蔽效能反而不如单层屏蔽的效果[5]。

3.3.4 结构设计

根据以上分析，多协议串行通信卡的屏蔽腔采用双层复合金属材料，由双层金属腔壁和双层金属盖构成，见图3。屏蔽腔底部与印制板铜箔通过螺钉连接，为了补偿接缝在压紧时所出现的不均匀性，接触面间安装导电衬垫。屏蔽腔的外层金属为铜，内层为冷轧钢材料。双层金属采用结构胶粘接。相应地，在印制板上依据屏蔽腔的区域划分，敷设导电接地层，见图4，W纹填充区域即为接地层。

在设计过程中屏蔽舱的盖板要距离板上电路5～10h以上，腔体壁要距离板上电路的边缘3h以上，这样是为了避免屏蔽腔体的导电壁对板上电路电场的扰动。

当电路工作频率接近屏蔽腔的谐振频率时，有部分能量被吸收，可能发生衰减尖峰，影响电路的正常工作。因此在设计屏蔽腔尺寸时，为避免此种情况发生，让屏蔽腔体的谐振频率避开电路的工作频率，使它们不一致。屏蔽腔体的谐振频率与其尺寸参数的关系为公式（5）和公式（6）：

[lcM=λ021-Nλ02ac2] （5）

[c=11-hb1-1ε] （6）

式中：λ0―谐振波长；M、N―谐振模次数；l―谐振腔体长；a―谐振腔体宽；b―谐振腔高度；h―介质厚度（印制板厚度）；ε―介质的相对介电常数。一般情况下M和N最大取2和3，因为更大的谐振模式已很微弱。ε=4.2～4.7。

多协议串行通信卡印制板厚度h=1.6mm，屏蔽腔高度b=8mm，屏蔽腔长l=200mm，两个屏蔽腔的宽度分别为a1=40mm，a2=60mm。

4 结论

本文在最后对经过电磁兼容设计的多协议串行通信板卡进行了RE102试验，该板卡如图5所示，实验对该多协议串行通信卡分别在低频2Mhz―30Mhz、中频30Mhz―200Mhz及高频200Mhz―10Ghz的频谱进行了扫描，结果表明，该多协议串行通信卡在低中高频均满足GJB151B-2013的要求。

参考文献：

[1] ANSI SCSI Standard[S]， X3.131-1986， June 23， 1986， 2nd， foreword.

[2] PLX SDK user manual[Z]. PLX Technology， Inc，2006.

[3] 铭. 基于PCI总线的高速串行通信研究与实现 [D]. 厦门：厦门大学，2006：1-70.

第7篇：传统机械设计范文

一、新形势下抓好私个协会组织建设凸显重要

一是贯彻《宪法》的必须。我国现行《宪法》第11条规定，“在法律规定范围内的个体经济、私营经济等非公有制经济，是社会主义市场经济的重要组成部分。……国家鼓励、支持和引导非公有制经济的发展，并对非公有制经济依法实行监督和管理。”现行《宪法》首次以国家根本大法的形式明确了私个经济的重要地位，明确了鼓励、支持和引导私个经济发展的基本方针。贯彻《宪法》必须要充分认识私个经济的重要地位和作用，全面理解把握促进私个经济发展的基本方针，进一步认清自身的职责和使命，根据私个经济发展实际，不断加强组织建设，改进工作方式方法，完善制度措施，把促进私个经济发展工作提高到一个新水平。对于私个协会而言，这不仅是一项新的要求和任务，更是一项基本的法律义务。

二是进一步促进私个经济发展的必须。改革开放以来，首都私个经济从无到有、从小到大，经过二十余年的发展，已经成为首都经济的重要组成部分，各方面发生了重大而深刻变化。当前，首都私个经济发展势头十分迅猛，已成为首都经济重要推动力量：私个经济经营主体接近百万。超过全市市场主体的80％：私个经济涉及的行业领域不断拓宽，经济实力显著增强：大批科技人员、归国留学人员、应届大学毕业生踊跃投身私个经济，私营高新技术企业异军突起，已成为首都科技创新的重要力量：私个经济从业人员整体素质大大提高，经营者法律意识普遍增强，自身利益诉求日益鲜明和强烈，首都私个经济的飞速发展和深刻变化给私个经济发展、管理和服务工作带来新的重大挑战，我们只有把握时代脉搏，紧跟时代步伐，不断加强组织建设，摒弃一切与私个经济发展实际不相适应的政策、制度和措施，不断加强和改进管理服务工作，才能在新形势下，充分发挥自身职能作用，促进私个经济新发展。

三是构建和谐社会的必须，私个经济是首都经济的重要组成部分，其经营者队伍人数近百万，包括城镇失业人员、农村村民、下岗职工、外来人员、归国留学人员、应届大学毕业生、复转军人、离退休干部、社区矫正人员等人员在内的庞大复杂的队伍。构建首都和谐社会不能也不可能不考虑私个经济，不能也不可能没有私个经济的参与。和谐社会是民主法治、公平正义、诚信友爱、充满活力、安定有序、人与自然和谐相处的社会。构建首都和谐社会，就要全面落实科学发展观、妥善处理私个经济发展与首都经济和社会整体发展的关系，促进私个经济全面协调可持续发展：就要妥善处理私个经营者群体内部及与其他社会群体的利益关系，实现社会的公平正义：就要加强对经营者的民主法治教育、社会公德教育、，诚信教育，维护经济社会秩序的安定有序、促进全民素质的整体提高。构建首都和谐社会为私个协会工作指明了新方向、赋予了新任务、提出了新要求，私个协会只有不断加强组织建设，转变服务理念、把握工作方向、改进工作方式，才能不断推进和谐社会建设并为之做出贡献。

四是完善市场监管体系的必须。党的十六届三中全会提出要“完善行政执法、行业自律、舆论监督、群众参与相结合的市场监管体系”。实践证明，维护社会主义市场经济秩序不能仅仅依靠行政机关，只有行政机关、行业组织、广大经营者以及社会各界的共同参与，构建行政执法、行业自律、舆论监督、群众参与相结合的市场监管体系，才能达到维护良好市场秩序的监管目标。当前。行业自律体系和机制建设相对缓慢，行业自律对于维护市场秩序的作用远未发挥，制约了市场监管体系建设的进程。私个协会作为私个经济管理服务组织，作为成立时间早、组织职能健全、规模较大的组织，加强行业自律建设不仅是我们的职责所在、也是我们的优势所在。我们必须发挥优势、积极有为，推进行业自律建设，发挥协会自律作用，为完善市场监管体系、加强市场监管服务，并以此促进协会自身的建设和发展。

二、私个协会组织建设要着力抓好四方面工作

第一，坚持党和政府的领导。坚持党和政府的领导是私个协会的宗旨要求，是始终保持正确的政治方向、发挥桥梁纽带作用、团结带领广大私营企业、个体工商户沿着正确的发展道路不断前进的根本保障。坚持党和政府的领导，就要坚持“两个毫不动摇”，全面贯彻落实科学发展观。按照全面建设小康社会和社会主义和谐社会的要求，坚定不移地鼓励支持引导私个经济健康发展：就要不断加强自身建设，加强对党的路线方针政策的学习、理解和领会，强化自身政治素质和理论政策素养：就要加强教育引导，善于运用更加丰富多彩、灵活有效、经营者易于接受的方式方法，将党和政府的路线方针政策宣传到位、落实到位；就要进一步发挥桥梁纽带作用，把党和政府的关心关注传达下去，把经营者的意见呼声反映出来，使党和政府的政策措施更加符合实际、贴近民意，使广大经营者更加自觉紧密地团结在党和政府周围，为国家经济社会发展和现代化建设共同努力。

第二，坚持促进私个经济又好又快发展。促进私个经济又好又快发展是私个协会的根本任务和中心工作。要紧紧抓住当前大好机遇，全面贯彻落实国务院《关于鼓励支持和引导个体私营等非公有制经济发展的若干意见》和市政府《关于鼓励支持和引导个体私营等非公有制经济发展的意见》，进一步促进首都私个经济快速健康发展：要充分发挥联席办作用，组织协调督导有关部门加快制定各项实施细则。细化政策措施，明确工作步骤，确定工作时限，检查督促有关部门将各项政策措施落到实处：要加强私个联席办组织建设，健全组织机构，充实人员力量，加大物力财力投入，制定完善各项工作制度，使联席办工作进一步规范化、常态化、正规化。要加强对私个经济发展的研究，组建政府机关、院校研究机构的专家、学者组成的顾问团，充分利用内外两种资源，全面、动态把握私个经济发展状况、特点及发展趋势，始终站在促进私个经济发展研究工作的前沿，为政府政策的制定和重大决策提供基础性、前瞻性的理论和事实依据。要准确掌握私个经济发展及政策执行中的新情况、新问题，掌握私个经营者最关心、最实际的问题，及时向政府反映或协调有关部门研究

解决，切实为私个经济发展使实劲儿、办实事。

第三，坚持“三自”方针。“自我服务、自我教育、自我管理”是私个协会基本职责和日常工作。这方面我们具有良好的工作基础。要以强化服务为先导，做私个经济共同意志的代表者，共同利益的维护者。共同发展的推动者，增强协会的凝聚力和向心力，真正成为私个经营者的“娘家人”，为实施自律性管理奠定坚实基础：要进一步了解掌握私个经营者的实际需要、实际困难、实际问题，既服务于个体、局部，更服务于整体、全局，既注重解决个别问题。更注重解决整体问题，使我们的服务、教育、管理方向明确、重点突出、贴近实际；要着力加强自律机制建设。“三自”的核心是自律。无论自我服务、自我教育、自我管理，主要目的在于约束经营者在国家法律法规和全体会员共同利益的框架内开展自我的经营活动，不得进行损害会员整体利益的活动。有自律，协会才有权威和地位；有自律，私个经济才会健康发展。要根据私个经济和私个协会自身的特点，进一步研究探索，加快协会自律机制建设。要建立健全制度措施，强化会员资格管理。制定会员自律规则，明确会员行为规范，明确约束和惩戒措施，明确自律管理组织架构和自律运行机制。要依规实施自律监管，强化自律管理和监督的有效性。

第8篇：传统机械设计范文

【关键词】现代机械；设计；制造工艺

按照产品使用要求，机械设计的结构、形式、工作原理等，展开合理分析和科学计算，并通过机械设计方法，实现产品设计的具体运用。在传统机械设计中，主要依靠设计人员手工计算、手工绘图和检索资料，产品设计的周期较长，且无法保证设计质量。近些年来，随着科学技术迅猛发展，机械产品不断更新，传统机械设计方法无法适应新时展，因此催生了现代机械设计工艺。不断改变了传统设计方法，对设计理论、设计方法不断改进，使产品设计周期明显缩短，产品质量明显提高。笔者根据自身多年的机械设计经验，主要分析现代机械设计的制造工艺。

1.现代机械设计方法的优点分析

1.1通过现代化机械设计，可提升产品质量、工作效率

针对现代化机械设计，可实现生产、作业的现代化处理，通过机械设计的优质产品，可灵敏、精确控制作业流程，准确把握生产控制，利用机械操作系统，确保机械制造程序现代化设计，保证产品设计达到规定操作。采取现代化设计，可实现操作系统全程数据化控制，无主观因素影响，确保操作流程科学、有序运行，通过精确规定动作，提升产品质量、工作效率。

1.2通过现代化机械设计，可改善劳动条件

现代化发展的机械设计，属于技术密集型、知识密集型的集合技术，通过现代化机械设计，降低作业人员劳动负担，使作业人员摆脱繁重手工作业。随着机械现代化产品的逐渐推广应用，使机械行业生产环境得以有效改善，有利于提高行业劳动条件，实现机械制造的现代化办公，进而使机械制造劳动条件得以有效改善。

1.3通过现代化机械设计，提高机械设备可靠性、安全性

对于机械设计所包含的现代化功能，包含了问题诊断、警报处理、系统保护、系统监视等现代化、对于机械生产，若遭遇电压短路，或超负荷运载问题，利用现代化系统，可采取控制保护措施，实现系统现代运行，可降低人身事故发生率，对设备起着良好保护作用，使设备损坏率明显下降。对于机械设计、现代化发展，电子元件是其主要部件，可有效降低元件磨碎率，提高机械现代化产品可靠性、安全性，进而使设备故障率明显降低，延长机械设备的使用寿命。

2.现代化机械设计的主要工艺

2.1智能化设计方法

对于机械设计而言，实现现代化控制技术，就是为提高生产作业、机械制造的智能化。立足现代化机械设计角度，智能化是立足动力学、社会学与心理学理论角度，结合人工智能技术与计算机技术学科等，将其纳入机械设计学科。通过交叉学科建设，有效吸取机械设计智能化发展新方法与新思维。利用人工智能模拟技术，就是使机器行为与人脑推理、逻辑、决策等思维能力类似，智能化机械设计是机械制造领域的重要设计工艺。

2.2机电一体化设计方法

按照现代学科发展模式，使传统单一学科模式被打破，逐渐往学科融合方向不断发展。对于现代机械设计而言，也必须转变传统设计思维，创新机械设计思路，趋向学科融合发展。立足学科建设角度，在未来发展中，机电一体化是机械设计的重要发展方向。机电一体化，是通过机械、微电子、电子信息、传感器、电子工程等技术，相互结合而产生，从这些技术理论中，吸取机械设计所需理论、技术，在机械设计、现代化发展中，不断综合运用，使机械产品往机电一体化方向不断发展，机电一体化设计，极大推动机械制造行业的积极、健康发展。可以说，机电一体化设计，是机械设计的关键工艺。

2.3网络化设计方法

近些年来，随着互联网技术兴起和日益发展，使人民生产、生活发生巨大改变。随着互联网快速发展，加速了全球经济一体化。对于机械设计而言，其产品换代、理论更新，均离不开互联网发展。提高机械设计、现代化发展，必须紧密联系互联网，利用互联网监控技术、远程控制技术，实现实时操作、动态化控制，利用计算机安全、云计算数据、局域网等互联网技术，为机械设计、现代化发展创造良好网络运行环境。总之，随着互联网不断发展，机械设计产品和互联网联系日益紧密。

2.4模块化设计方法

针对机械设计产品研发，现代化属于系统性、复杂性的工程，所涉及产品规格、种类繁杂。现阶段，对于机械设计现代化研发，若想实现产品接口生产标准化，还存在一定难度。所以，通过模块化处理技术，目的就是为简化设计流程。系统模块化，就是复杂、庞大的设计系统进行分解，建立良好管理模块。利用标准单元模式，实现产品的快速研发，使产品生产规模日益扩大，进而分解模块，简化处理机械产品。

2.5绿色化设计方法

由工业革命开始，全球进入工业化社会，影响着人们的生产、生活，有效提升了人们物质、文化生活。然而，随着粗放型经济不断发展，人们生态环境遭到严重破坏，环境污染与资源浪费问题日益突出。因此，工业改革是社会发展的必然趋势，发展绿色工业，保护生态环境，降低资源浪费率，要求机械设计必须提倡绿色、环保，设计出环保型、节能型的现代化产品，是机械制造发展不可小视的问题。

3.结束语

综上所述，现代机械设计工艺，主要是完善、补充传统机械设计工艺，主动性较强，且设计周期较短，可明显降低设计耗费。通过现代机械设计方法，不管是产品设计、产品制造，或报废回收方面，比传统机械设计工艺明显要好。对于现代机械设计工艺，是诸多学科知识、领域的完美融合，并实际运用于产品设计中，不仅是单独个人设计，还是一个设计团队的设计，在设计设计中，运用现代机械设计方法，确保每个设计人员做到相互了解，运用模块化、网络化、智能化等设计工艺，通过设计工艺的有机融合，方可设计出完美、优质的机械产品。 [科]

【参考文献】

[1]王秀凤.现代机械设计制造工艺综述[J].科技与企业，2014，（2）：217-217.

第9篇：传统机械设计范文

1 现代机械设计方法的发展过程及其面临的形势

1.1 现代机械设计方式的发展历程

迎合科学技术的发展是现在机械设计理念的重要要求，实现机械设计工作的现代化标准。同时要求机械设计的产品质量得到保障，进一步加快机械设计产业链条的生产速度，逐步摸索出了对现代机械设计的方法，形成了相关的理论与实践基础。将这样的理论实践基础与传统的机械设计向结合，形成了当前的设计方法，也即现代机械设计方法。由于机械设备的设计和设计方法存在已久，对于机械设计的形成，可以分为传统设计方法和传统设计理论，它的存在仅有100多年的历史。由于传统的机械设计方法存在着诸多的局限性，导致其已经逐渐的推出了机械设计的历史舞台。随着社会经济环境的不断发展，人们的生活水平也得到了显著提升计算机科学也得到了广泛地普及和应用，以致人们对设计的要求更加的严格，这使得人们对现代机械设计理念的产生了巨大的转变。传统的经验设计方法向现代化的设计理念发展，全面利用优化设计、计算机辅助设计和机械仿真模拟等方法进行更加精确的计算和图形显示进而使机械设计更加的人性化合理化。

1.2 现代机械设计所面临的形势

对于现代机械设计来说它所面临的主要形势为：设计领域逐渐由单一性趋向于多元化发展，机械领域多学科渗透，机械设备的设计由单机转向系统，从业人员由原来的单人扩大到群体合作分工明确，产品的更新速度加快，出产的设计更加稳定，面对当今先进的科技技术发展有进一步对现代化机械设计理念提出了全新的设计要求。

2 现代机械设计方法的特征

2.1 与传统机械设计方法的对比

对于传统的机械设计过程我们可以把它分为：分析和方案优化、评价修改、绘制图样和撰写文件、问题综述、产品需求调查、问题归纳定义。传统的机械设计依赖于设计人员或者行业经验以及类比，而当今的机械设计则上升到理性逻辑以及系统的方式。由于传统的机械设计方法存在着很多的局限性：利用经验类比进行数据的分析，致使机械设计的水平低下；人员通过试凑的方式得到参数以致设计的指标不准；采取静态假设为基础，致使机械的设计成功率低，花费较大，而且对于信息的反馈周期较长效率差。对于现代机械设计来说是以传统的机械设计为基础进行继承和发展的，期间现代设计又将系统科学引入机械设计，这使得机械设计的技术水准更加准确，技术水平更为先进。所需要设计的产品被视为一个总的系统，在CAD的基础上使得从事设计的人员、计算机和现场工况等有充分的互相促进；也就是把一个设计产品划分为几个部分，在当今的设计理念和方法基础上，在各部分独自设计基础上，最终协调配合，完成整个系统的设计。就目前而言，我们可以看出现代机械设计技术是一门综合性强、多学科交叉渗透的基础科学，它将信息技术、机械技术、设计方式、控制技术等通过系统的工程设计把它们更加有效的结合，最终通过系统的结合实现整个机械设计技术的最有配置。

2.2 现代机械设计方法分类

现代机械设计的方法可从多层面多角度进行划分。

2.2.1.从机械的工程学角度分类：机械模具设计方法、机械材料设计方法等。

2.2.2.从其是否成熟得到应用分类：应用计算机数据设计、模型一优化设计、机电一体化设计等：

2.2.3.从其涵盖范围的角度对现代机械设计方法进行分类：可分为狭义设计类和广义设计类。

2.3.机械设计的两类现代机械设计方法

2.3.1.专业的现代机械设计方法

随着现代科技技术的不断进步和高速发展，由计算机系统专业从业人员和专业的机械设计人员共同协作开发设计的计算机应用软件，使的该应用软件可以快速准确的反应机械产品在工况中的损伤、失效以及破坏机理，根据这些数据定量出针对各零件和机械的动态行为的分析，形成稳定的机械设计程序，即专业的现代机械设计方法。例如：摩擦学设计、强度设计和温度场分析等。

2.3.2.通用的现代设计方法

伴随着计算机技术的应用与普及，为了进一步使产品的设计满足机械性能的需求，厂家在进行机械设计时需要应用计算机技术进行数据分析和机械的辅助设计，这被称为通用的现代机械设计方法。传统的设计停留在静态设计的水平上，基本依靠机械设计人员的经验，对于设计产品的定量分析比较困难，对于产品完成后的工况不能有动态的反应。而计算机辅助设计的产品是在随机动态条件下完成的，定量设计是机械设计的发展方向。这些主要包括的内容有可靠性、最优化、专家系统、仿真和CAD图形分析。

3.计算机辅助机械设计方法

CAD（ComputerAidedDesign，即计算机辅助设计）是计算机技术运用于工程设计的产物，这项技术既发挥了计算机的快速运算能力，也节省了工程制图的时间成本，很大程度上使得工业设计的周期得到缩短，同时绘图的精度也得到了很好的改善。使得工程设计人员有更多的精力放在相关的创意上，很好地解放了工程人员的大脑。考虑所设计产品整个生命周期的运行工况，考虑其裁量强度以及各机械部分的损伤，通过有限元法以及数学规划的方法来达到整个产品设计的目标，既极大地降低了设计时间，又保证了产品设计的可靠性。CAD作为一项计算机基础上的新兴技术，必然要以硬件系统和软件系统为基础，软件则需要有系统软件，支撑软件和应用软件三部分；其中系统软件为了很大的统筹管理计算机资源，完成管理控制和数据通信的功能，支撑软件则是为了便于软件开发者开发应用软件，或者用户依据自身需求对软件进行二次开发；应用软件是用户或者开发者为了所确定的需求开研制的具有特定功能的程序。

而对于计算机辅助设计的机械设计来说，一般过程为：a）建立数学模型，常用的机械零件都有比较成熟的数学模型，对于没有的，则首先要建立其模型；b）设计程序框图，程序框图则是人工设计及计算的步骤来实现；c）使用相应的高级语言编程；d）调试，在经过上一个步骤之后，还需要使程序进行检验性计算，甚至是边界、转折点的计算，要就与手算结果基本相符。

4.现代机械设计的发展趋势

4.1.智能化

随着人工智能的快速发展，计算机辅助设计也随之有了很大的进步。基于范例推理和约束满足的工程设计新方法使得CAD软件有了一定程度的智能性。而专家系统可以对于在设计周期中进行方案综合与设计评价。计算机技术在不断地发展，而现代机械设计也在变得智能化、集成化。计算机正在变得日渐通用，不但可以用来进行对于工程零件的机械设计，还可以经由模型来描述机械产品的各种工况，在智能化的基础上，为设计的工程零件的整个生命周期都有很好地把握。

4.2.注重环保

当前，随着环境问题正在变得日益严峻，人们的环保观念也在变得越来越强。反映在工程设计行业中，人们开始逐步推行了绿色设计的环保理念，也即在整个工程设计周期中，注重所设计产品的环境属性，在达到环保目标后，尽量追求产品的功能可靠、质量稳定以及性价比等目标。环保设计出的产品既要有所需功能，又要使得对人与环境的危害降至最低。环保设计理念是人与自然和谐相处，改造自然同时注意保护环境，这是科技发展的必然，这样既能很好地控制企业的风险，又能迎合消费者的需求，增强市场竞争力。

5.结语

随着计算机技术运用于机械设计的不断进步，机械设计有了质的变化，很好地结合了计算机技术的强大运算能力与图形处理技术，节省了人力，提高了工程设计的产品质量，很好地减少设计时间，开发成本也得到了有效控制，在一定程度上使得产品的竞争力得到提高。计算机辅助设计的发展趋势也变得智能化、注重环保、系统和量化；而随着更深一步与计算机技术的结合，机械设计的内容正在变得更加丰富，而得到的产品也会更加的富有解放人力后的富有新意和精确。

参考文献：

[1]王举群，王海伟.现代机械设计方法支撑理论及相关问题研究[J].科技和产业，2012，01：157 162+170.

[2]李龙，李国新.机械设计中对现代设计技术应用的分析[J].机电信息，2012，21：103104.