机械工程师职称论文机械设计的基本原理与方法
亓洪训++黄贇鹤
[摘 要]随着创建资源节约型、环境友好型社会的理念日渐深入人心，机械制造领域的大量能源消耗开始引起越来越多人的关注，节能的机械设计也因此在我国实现了较为长足的进步，而由此本文就机械设计节能基本原理的分析与应用展开了具体研究，希望这一研究能够为我国机械制造领域的更好发展带来一定启发。
[关键词]机械设计；节能；基本原理
中图分类号：R915 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）21-0130-01
前言：在近年来经济与社会的快速发展中，我国环境污染严重与资源短缺的问题不断暴露出来，这就使得经济发展与环境资源保护之间的关系处理，已经成为我国经济与社会长期可持续发展实现的关键，而为了能够为这一长期可持续发展实现提供有力支持，正是本文就机械设计节能基本原理的分析与应用展开具体研究的原因所在。
1.机械设计节能基本原理
为了能够较高质量完成本文就机械设计节能展开的相关研究，我们首先需要深入了解这一节能实现的原理，而结合相关同类研究，本文将机械设计中机器系统的输入功率用公式表示为，而结合这一机器系统的输入功率的公式，我们就可以开展具体的机械设计节能原理分析，这一分析需要得到系统势能、系统动能、其他输出力、无用损耗力等四方面消耗功率的支持，只有这样才能够较为深入了解机械设计节能基本原理[1]。
1.1 系统势能分析
为了能够顺利完成机械设计节能基本原理的总结，我们首先需要深入开展系统势能分析，而结合所有势力消耗功率的计算公式
，
我们就能够较为直观机械设备运作过程中发生的势能变化，而由此开展更为深入的分析笔者发现，机械设备势能变化过程中一部分势能的能量出现了浪费，能源损耗便由此出现，为此笔者建议通过缩小机械势能变化范围实现机械的设计节能[2]。
1.2 系统动能分析
在系统动能分析环节中，由于机器系统结构复杂，我们就需要应用公式进行机器系统动能的表达，而由此结合角加速度与加速度等数值，我们就能够完成系统动能变化率的求得，即，而在结合这一公式进行的深入分析中笔者发现，机械设备中零件制作的精确程度、零件的材质、机械设备的启停频率等都会直接影响机械动能的做工情况，而为了能够从机械动能这一能源消耗最关键部分实现机械设计节能，增加零件之间的装配精度、减少制动以及启停的频率都属于我们可以采取的具体措施[3]。
1.3 其他输出力分析
在其他输出力分析环节中，这一分析中的其它输出力主要包括车辆输出力、刨床输出力、液压机械输出力等内容，而为了能够对这些输出力进行较好的分析，我们就需要应用输出力的公式，即，而深入分析这一公式我们不难发现，其他输出力所带来的能源消耗主要源自车辆行驶阻力与坡道阻力、振动机械激振力等，而设法降低这些阻力就能够较好实现机械设计节能[4]。
1.4 无用损耗力分析
除了上述几方面外，想要较好实现对机械设计节能的分析，我们还需要进行无用损耗力分析，这一分析中的无用损耗力主要是指摩擦发热、发声、塑性变形所带来的功率损耗，而考虑到这些损耗的周期性特点，笔者将这一无用损耗力通过函数表示为，而结合这一函数我们能够较为直观发现，想要实现机械设计中无用功率的降低，我们就可以通过无用功率在较小范围内变化实现这一目标，也就是说我们需要考虑材料弹性、塑性变形等因素带来的损耗，并通过具体措施将其降到最低[5]。
2.机械设计节能基本原理的应用
结合上文内容我们能够较为直观了解机械设计节能的基本原理，而为了能够更为深入完成本文研究，我们还需要就机械设计节能基本原理的应用展开详细论述，为此笔者围绕升降机械设计应用、大型冲击压路机设计应用、加工设备设计应用三方面展开了这一环节的具体论述。
2.1 升降机械设计应用
对于升降机械设计中的机械设计节能基本原理应有来说，我们首先需要进行升降机械的分析，而通过分析不难发现这一机械的能耗主要源于货物与人重量在提升与下降过程中产生的功率，而结合相关文献资料我们能够了解到相同速度提升质量相等的重物时能耗消耗最小，为此笔者确定了实现系统势能为常量的设计理念。在实现系统势能为常量设计理念影响中，我们需要设法实现平衡升降机械和平衡电梯，图1对这一平衡进行了直观展示，而由此我们就能够更加直观认识到整个升降机械系统势能为常量时其节能效果最为明显。
2.2 大型冲击压路机设计应用
除了升降机械外，大型冲击压路机设计也能够较好应用机械设计节能基本原理，这里笔者选择了平衡冲击压路机作为研究对象。对于平衡冲击压路机来说，考虑到其单个冲击轮势能以周期函数呈现，我们就需要设法降低这一势能的变化范围实现大型冲击压路机的节能，而考虑到前后冲击轮势能的初相位，笔者应用了理论计算与作图法进行了大型冲击压路机系统势能在不同范围内变化的对比，而通过这一对比笔者发现大型冲击压路机系统最小分为内的变化所需的牵引力和功率也最小，这就较好验证了笔者的认知与上文进行的机械设计节能基本原理研究，由此我们也能够顺利开展大型冲击压路机的设计节能。
2.3 加工设备设计应用
除了上述两方面外，加工设备的设计同样能够应用机械设计节能基本原理，这里笔者选择了牛头刨床作为研究对象。在牛头刨床这一加工设备的运转中，由于其内部往往会设置转动惯量较大的飞轮控制机器运转不均匀系数，我们就必须将这一飞轮纳入机械设计节能基本原理应用的考虑范围，而通过分析这一飞轮设计的必要性，笔者决定通过取消这一飞轮设计实现机械设计节能基本原理的应用，而为了避免飞轮设计取消后牛头刨床的平衡出现问题，笔者在原工作装置初相位180°新加了一组牛头刨床工作装置，这就实现了对飞轮设计的取代，牛头刨床的功效由此上升到原来的2倍，由此可见机械设计节能基本原理在加工设备设计应用中拥有的不俗效果。
结论
在本文就机械设计节能基本原理的分析与應用展开的研究中，笔者详细论述了机械设计节能基本原理、机械设计节能基本原理的应用等内容，而结合文中总结的系统势能、系统动能、其他输出力、无用损耗力等机械设计节能基本原理，我们就能够对本文研究产生较为深入的理解，希望这一理解能够为我国机械制造业的更好发展带来一定启发。
参考文献
[1] 车胜创.机械设计节能基本原理的分析与应用[J].长安大学学报（自然科学版），2011，03：95-101.
[2] 王世鹏.节能设计理念应用在机械制造与自动化中的策略分析[J].科技风，2017，02：120+123.
[3] 高钧，范兴，何涛.机械设计节能基本原理的分析与应用探讨[J].科技创新与应用，2017，06：154.
[4] 陈巧莲.机械设计节能基本原理的分析与应用研究[J].科技展望，2016，13：76.
[5] 杨增光.浅析机械设计节能基本原理的分析与应用[J].山东工业技术，2016，11：78.
