智能機(jī)械設(shè)計(jì)
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智能機(jī)械設(shè)計(jì)范文第1篇
關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容改革 教學(xué)手段改進(jìn) 考核方式優(yōu)化
中圖分類(lèi)號(hào)：TH11 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）07（b）-0092-03
隨著“智能制造”計(jì)劃的制定，加快制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)提上日程。實(shí)現(xiàn)制造強(qiáng)國(guó)的戰(zhàn)略目標(biāo)，為與制造業(yè)相關(guān)的數(shù)控技術(shù)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)帶來(lái)新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)是數(shù)控技術(shù)專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)的一門(mén)重要的技術(shù)基礎(chǔ)課程，該課程作為一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，其實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一個(gè)十分重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)，除了起到加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解、對(duì)課堂上教授的理論知識(shí)的驗(yàn)證作用外，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力、理論聯(lián)系實(shí)際能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，啟迪其創(chuàng)新思維，開(kāi)拓其潛能的重要手段[1-3]。如何結(jié)合專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)同時(shí)迎合中國(guó)制造2025計(jì)劃的需要，舍棄陳舊，吸取精華，接納新鮮內(nèi)容，是機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中面臨的重大 課題。
1 當(dāng)前教學(xué)現(xiàn)狀
機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是該課程教學(xué)的重要組成部分，是學(xué)生將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐中的媒介，更是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力及啟迪其創(chuàng)新思維的重要途徑。然而，目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)以傳統(tǒng)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)為主要內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單一，既不能反映數(shù)控專(zhuān)業(yè)的特色內(nèi)容，也束縛了學(xué)生的思想，更不能適應(yīng)“中國(guó)制造2025”的時(shí)代背景；另外，實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段單一、考核方式不夠科學(xué)[4]，不利于充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，最終導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果與實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)目標(biāo)相差甚遠(yuǎn)。
2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容改革探索
2.1 結(jié)合學(xué)生的興趣點(diǎn)設(shè)置基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)
基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)包括機(jī)構(gòu)認(rèn)知、零部件認(rèn)識(shí)等認(rèn)知性實(shí)驗(yàn)和機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖測(cè)繪、齒輪范成等驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。根據(jù)本課程的特點(diǎn)，巧妙安排該類(lèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和理論教學(xué)的先后順序，使兩者有機(jī)結(jié)合起來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如，在平面四桿機(jī)構(gòu)的理論課程前設(shè)置認(rèn)知性實(shí)驗(yàn)，帶領(lǐng)學(xué)生參觀機(jī)械原理陳列柜，可以使學(xué)生在理論學(xué)習(xí)之前對(duì)該章節(jié)所涉及的典型機(jī)構(gòu)和零件有感性的認(rèn)識(shí)，在此基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手做平面四桿機(jī)構(gòu)的搭接實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生進(jìn)一步理解平面四桿機(jī)構(gòu)的功能性，從而激發(fā)學(xué)生對(duì)理論課程的興趣；而在齒輪范成加工方法的理論課程之前，組織觀看齒輪加工的影像，在理論課程之后設(shè)置齒輪范成實(shí)驗(yàn)，學(xué)生通過(guò)了解實(shí)驗(yàn)原理、記錄和分析實(shí)驗(yàn)參數(shù)，不僅對(duì)齒輪范成加工進(jìn)行了印證，也學(xué)會(huì)了驗(yàn)證某一原理或設(shè)計(jì)成果可行性的方法，然后帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)校實(shí)訓(xùn)車(chē)間，現(xiàn)場(chǎng)觀察滾齒機(jī)切制齒輪的加工過(guò)程，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)信心[5]。
2.2 結(jié)合數(shù)控專(zhuān)業(yè)特色設(shè)置綜合型實(shí)驗(yàn)
機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)是數(shù)控技術(shù)專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)的一門(mén)重要的技術(shù)基礎(chǔ)課程，其實(shí)驗(yàn)教學(xué)是提高本專(zhuān)業(yè)技能最重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)，為更進(jìn)一步的突出課程實(shí)驗(yàn)對(duì)本專(zhuān)業(yè)的服務(wù)性特點(diǎn)，筆者結(jié)合本專(zhuān)業(yè)所涉及的機(jī)床及數(shù)控加工工藝設(shè)置機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)綜合型實(shí)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的實(shí)際零部件的測(cè)量與分析提高學(xué)生分析抽象機(jī)構(gòu)及典型零件的能力，進(jìn)而提高學(xué)生對(duì)數(shù)控加工方法和工藝的分析與設(shè)計(jì)能力[6-8]。
綜合型實(shí)驗(yàn)教學(xué)的具體內(nèi)容設(shè)置如圖1所示。
2.3 結(jié)合“智能制造”設(shè)置創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)
結(jié)合“智能制造”創(chuàng)新發(fā)展和制造業(yè)與信息技術(shù)融合的理念，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)設(shè)置創(chuàng)新拔高型實(shí)驗(yàn)，以適應(yīng)“智能制造”的要求[9]。
如圖2所示，以機(jī)構(gòu)創(chuàng)新認(rèn)知實(shí)驗(yàn)、校園環(huán)保自行車(chē)創(chuàng)新設(shè)計(jì)與制作等為代表的創(chuàng)新發(fā)展類(lèi)實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生層層深入到典型機(jī)構(gòu)與創(chuàng)新產(chǎn)品中去，既能逐步激發(fā)學(xué)生的興趣、鍛煉學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，又能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。利用信息技術(shù)設(shè)置虛擬設(shè)計(jì)與仿真類(lèi)實(shí)驗(yàn)，例如通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造軟件模擬機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)過(guò)程、設(shè)計(jì)與制造實(shí)訓(xùn)車(chē)間智能運(yùn)輸小車(chē)，以有利于學(xué)生實(shí)訓(xùn)的實(shí)際產(chǎn)品勾起學(xué)生的創(chuàng)新欲望[10-12]。設(shè)計(jì)與制造實(shí)訓(xùn)車(chē)間智能運(yùn)輸小車(chē)為例，首先將學(xué)生分成若干組，使各組學(xué)生運(yùn)用其在一年級(jí)所學(xué)的CAD課程、同期CAM課程，分別設(shè)計(jì)智能小車(chē)的各個(gè)零部件并進(jìn)行三維造型，由實(shí)驗(yàn)教師將各組設(shè)計(jì)的零部件組裝，并進(jìn)行編程模擬運(yùn)動(dòng)，讓學(xué)生參與設(shè)計(jì)與制造，真實(shí)體驗(yàn)機(jī)械零件設(shè)計(jì)過(guò)程的實(shí)質(zhì)和樂(lè)趣。
3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段改革探索
3.1 “動(dòng)”與“靜”結(jié)合
在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)室教具、模型設(shè)置，對(duì)學(xué)生動(dòng)手操作興趣的提高有重要影響。“動(dòng)”體現(xiàn)在物品陳列的狀態(tài)和教師講授過(guò)程，根據(jù)陳列物品種類(lèi)的不同，將典型運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)部件及機(jī)械零件設(shè)置為可運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)陳列柜，便于學(xué)生觀察機(jī)構(gòu)的實(shí)際動(dòng)作及零部件的實(shí)際運(yùn)動(dòng)。教師講授過(guò)程配以動(dòng)作演示，將實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)的講解轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)物操作講解。“靜”體現(xiàn)在學(xué)生自動(dòng)作業(yè)以及以小組為主的自主學(xué)習(xí)、合作交流。運(yùn)用“動(dòng)”與“靜”的結(jié)合提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。
3.2 引入信息技術(shù)
教學(xué)輔助材料通常為紙質(zhì)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，大量的文字表達(dá)，學(xué)生往往不能抓住實(shí)驗(yàn)要領(lǐng)。現(xiàn)將實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)涉及的特殊工具、典型量具、專(zhuān)用儀器、操作方法與步驟及實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理手段以電子課件的形式呈現(xiàn)，配以小視頻和動(dòng)畫(huà)促進(jìn)學(xué)生對(duì)
3.3 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)人員
現(xiàn)將理論課主講教師與實(shí)驗(yàn)員共同參與實(shí)驗(yàn)課教學(xué)、教研及科研，使理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)無(wú)縫隙結(jié)合，這一教學(xué)模式獲得學(xué)生的一致好評(píng)[13-14]。
4 優(yōu)化考核評(píng)價(jià)方式
基于基礎(chǔ)型、綜合型及創(chuàng)新型的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置，優(yōu)化考核評(píng)價(jià)方式。基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)考核占比50%，綜合型實(shí)驗(yàn)考核占比30%，創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)考核占比20%。
4.1 基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)考核
基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)考核包括考勤成績(jī)10%、操作過(guò)程成績(jī)20%、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析20%。考勤成績(jī)涉及學(xué)生的出勤率，操作過(guò)程成績(jī)涉及學(xué)生操作的正確性、參與度及團(tuán)隊(duì)協(xié)作度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析成績(jī)涉及學(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析整理的準(zhǔn)確度、是否獨(dú)自思考及書(shū)面整潔度[15]。
4.2 綜合型實(shí)驗(yàn)考核
為了考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的綜合應(yīng)用，對(duì)綜合型實(shí)驗(yàn)的考核包括出勤率10%，操作過(guò)程成績(jī)10%、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析10%。考慮到學(xué)生學(xué)習(xí)層次的差異性，在綜合型實(shí)驗(yàn)考核時(shí)均分比例，促進(jìn)學(xué)生對(duì)此類(lèi)實(shí)驗(yàn)重視程度的提高。
4.3 創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)考核
新考核項(xiàng)，占總評(píng)成績(jī)的20%。包括參與分5%，創(chuàng)新操作10%，實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析5%。鼓勵(lì)學(xué)生積極參與創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能對(duì)本課程所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)或?qū)?yīng)的訓(xùn)練提出自己獨(dú)到的見(jiàn)解并能以一定成果展示即可獲得創(chuàng)新分?jǐn)?shù)。
5 結(jié)語(yǔ)
實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論課教學(xué)是相輔相成，相互促進(jìn)的關(guān)系，結(jié)合學(xué)生特點(diǎn)、專(zhuān)業(yè)特色及行業(yè)趨勢(shì)將機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容設(shè)置成基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)、綜合型實(shí)驗(yàn)及創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)三個(gè)層次，配合多種教學(xué)手段和綜合考核評(píng)價(jià)，使學(xué)生在實(shí)踐學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)逐步深入，提高了學(xué)生的實(shí)踐興趣，同時(shí)激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新潛能，也促進(jìn)了學(xué)生對(duì)理論課程的學(xué)習(xí)和理解。
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智能機(jī)械設(shè)計(jì)范文第2篇
關(guān)鍵詞：節(jié)能設(shè)計(jì)；機(jī)械制造；自動(dòng)化；現(xiàn)代工業(yè)；節(jié)能環(huán)保
科學(xué)技術(shù)的發(fā)展不斷推動(dòng)著勞動(dòng)生產(chǎn)力提高，讓人們的生活方式由最開(kāi)始的手工勞動(dòng)，逐步發(fā)展為簡(jiǎn)單的生產(chǎn)工具和具有簡(jiǎn)單功能的機(jī)械。隨后蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)的出現(xiàn)使利用大規(guī)模的機(jī)械從事生產(chǎn)活動(dòng)成為了可能。再到集成電路和大規(guī)模集成電路的廣泛應(yīng)用，讓自動(dòng)化生產(chǎn)成為了制造業(yè)的常態(tài)，并且朝著智能化的方向發(fā)展。這種技術(shù)進(jìn)步帶來(lái)的生產(chǎn)效率突飛猛進(jìn)的提高，從根本上改變了社會(huì)面貌和人們的生產(chǎn)、生活方式。機(jī)械制造和自動(dòng)化的廣泛應(yīng)用在給人們帶來(lái)光鮮亮麗生活的同時(shí)，卻也帶來(lái)了不小的問(wèn)題。時(shí)至今日，越來(lái)越多的工廠采用自動(dòng)化程度高的生產(chǎn)線，大大減少了工人的數(shù)量，但對(duì)于能源的胃口卻是越來(lái)越大。同時(shí)工廠生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢水、廢氣和廢料都沒(méi)有經(jīng)過(guò)妥善的處理，導(dǎo)致了經(jīng)濟(jì)發(fā)展同日益嚴(yán)重的環(huán)境污染并存的局面。解決這一矛盾的方法除了要對(duì)工廠排放的廢水、廢氣和廢料進(jìn)行治理外，還要使用設(shè)計(jì)、建造能量使用效率高的機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備，從根本上減少能源的消耗，自然也減少了廢水、廢氣的排放和廢料的產(chǎn)生。
1國(guó)內(nèi)機(jī)械制造與自動(dòng)化技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
自20世紀(jì)70年代以來(lái)，中國(guó)的機(jī)械制造技術(shù)飛速發(fā)展，在我國(guó)的工業(yè)中占據(jù)越來(lái)越重要的位置。與此同時(shí)，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展賦予了機(jī)械制造業(yè)更多的活力。借助計(jì)算機(jī)技術(shù)，機(jī)械制造可以用更加高效、安全的方式完成設(shè)計(jì)制造過(guò)程，在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的幫助下高效率和高安全性已經(jīng)成為現(xiàn)今自動(dòng)化機(jī)械制造的顯著特點(diǎn)。但是由于我國(guó)的自動(dòng)化機(jī)械制造起步較發(fā)達(dá)國(guó)家晚，技術(shù)相對(duì)落后，導(dǎo)致與發(fā)達(dá)國(guó)家制造的產(chǎn)品在質(zhì)量、可靠度方面都有很大差距，競(jìng)爭(zhēng)力方面沒(méi)有優(yōu)勢(shì)可言。國(guó)外的機(jī)械制造技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展得很完善，目前正朝著智能、環(huán)保的方向發(fā)展，國(guó)內(nèi)的企業(yè)在這方面還存在很大的差距。國(guó)內(nèi)企業(yè)應(yīng)該積極嘗試與國(guó)際接軌，目前有些企業(yè)通過(guò)加強(qiáng)與國(guó)際公司的交流或建立跨國(guó)公司，已經(jīng)使自身的技術(shù)水平取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，機(jī)械制造的自動(dòng)化程度也越來(lái)越高，縮短了與國(guó)外企業(yè)的差距。但是在最前沿的智能、環(huán)保領(lǐng)域還沒(méi)有跟上國(guó)際的步伐。這需要我國(guó)的企業(yè)改變發(fā)展理念以及國(guó)家相關(guān)政策的積極扶持，只有通過(guò)持續(xù)不斷的發(fā)展及投入，才能在這些領(lǐng)域發(fā)展出我國(guó)企業(yè)特有的競(jìng)爭(zhēng)力。
2機(jī)械制造與自動(dòng)化中的節(jié)能方法
機(jī)械制造與自動(dòng)化的節(jié)能技術(shù)要涉及到從最初的設(shè)計(jì)到最終產(chǎn)品完成的各個(gè)環(huán)節(jié)，需要從多個(gè)方面統(tǒng)籌考慮：
2.1機(jī)械制造與自動(dòng)化中設(shè)計(jì)階段的節(jié)能
在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中，節(jié)能技術(shù)應(yīng)該是首要考慮的事項(xiàng)，尤其是在設(shè)計(jì)階段。通常設(shè)計(jì)階段需要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行總體規(guī)劃，在設(shè)計(jì)階段對(duì)節(jié)能考慮得周全與否以及規(guī)劃得是否合理，對(duì)于最終機(jī)械系統(tǒng)的能源利用效率有著決定性的影響。通常制造機(jī)械中最常見(jiàn)的部分就是發(fā)動(dòng)機(jī)和液壓系統(tǒng)。設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)比選擇優(yōu)良的排放系統(tǒng)，選用低油耗、低排放、低噪音和高效率的環(huán)保型發(fā)動(dòng)機(jī)更為重要。這樣不但可以降低整個(gè)系統(tǒng)的能源消耗，還可以減輕排放系統(tǒng)的負(fù)荷。液壓傳動(dòng)中最重要的是保持傳動(dòng)液壓油的清潔度，精心設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)是保障機(jī)械系統(tǒng)節(jié)能、高效和環(huán)保的重要環(huán)節(jié)。精心設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)可保證油液中微塵垃圾、機(jī)械磨損物等雜質(zhì)長(zhǎng)時(shí)間保持在正常工作范圍，減少液壓元件故障率與磨損、延長(zhǎng)常用液壓元件的使用壽命，降低液壓油的更換頻率，延長(zhǎng)換油間隔時(shí)間，減少對(duì)周邊作業(yè)環(huán)境的污染。比如為了保證液壓系統(tǒng)的壽命，采用耐腐蝕、防老化、具備優(yōu)良密封性能的進(jìn)口優(yōu)質(zhì)膠管；設(shè)計(jì)過(guò)程中在可能的情況下盡量使用硬管，對(duì)只能使用軟管的部分可以設(shè)計(jì)液壓油回收裝置，以便在軟管破裂時(shí)能夠回收液壓油而不致對(duì)環(huán)境造成污染。機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程實(shí)用化虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，成為設(shè)計(jì)初期的主要方式。計(jì)算機(jī)技術(shù)的長(zhǎng)足發(fā)展使得機(jī)械制造和自動(dòng)化的設(shè)計(jì)、優(yōu)化和實(shí)際的使用結(jié)果都可以事先在計(jì)算機(jī)中模擬出來(lái)，這也是機(jī)械設(shè)計(jì)制造設(shè)計(jì)未來(lái)的發(fā)展方向。通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬環(huán)境先將所要設(shè)計(jì)的系統(tǒng)建立虛擬模型，并賦予這些模型同現(xiàn)實(shí)中同樣的物理性質(zhì)，使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行預(yù)先演算，尋找設(shè)計(jì)產(chǎn)品的缺陷。在這個(gè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的缺陷可以直接修改計(jì)算機(jī)模型，然后重新演算，直到符合要求之后再進(jìn)行生產(chǎn)制造。與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程相比，很多需要設(shè)計(jì)圖紙和樣品制造的環(huán)節(jié)都可以減少甚至完全不需要。這樣的設(shè)計(jì)方法可以縮短設(shè)計(jì)周期，減少生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題的可能性，由于成功率的提升，消耗資源環(huán)節(jié)的減少可以有效降低企業(yè)的成本，同時(shí)也能減少環(huán)境污染。
2.2材料的選擇和結(jié)構(gòu)優(yōu)化
機(jī)械設(shè)計(jì)制造過(guò)程中，選擇環(huán)保、可回收的材料是節(jié)約能源的一個(gè)重要方面。機(jī)械制造過(guò)程中一直固有的理念是：為了保證設(shè)備的使用壽命和功能，通常都是要選擇更好的材料或者是要采用更加厚重的結(jié)構(gòu)。但是隨著進(jìn)一步的研究，通過(guò)對(duì)各個(gè)構(gòu)件的受力分析各個(gè)構(gòu)件的受力特點(diǎn)，可以有針對(duì)性地對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，降低材料等級(jí)或者減少使用量。比如受扭矩的圓柱狀結(jié)構(gòu)，通過(guò)受力分析就可以發(fā)現(xiàn)承受的扭力都集中在圓柱的部分，圓柱中心位置受到的扭力很小，這樣就可以將圓柱簡(jiǎn)化為空心結(jié)構(gòu)，在能夠承受的扭力不變的情況下減少材料使用，減輕設(shè)備重量。此外，一些結(jié)構(gòu)用零件一定要采用比較容易裝配和分解的大模塊化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在選用材料的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)優(yōu)先選取可回收、易分解、能再生，而且在加工過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生對(duì)環(huán)境有害的“三廢”的材料以及其在報(bào)廢后對(duì)環(huán)境污染最小的材料。
2.3合理工藝的選擇
機(jī)械制造業(yè)中另一個(gè)重要的環(huán)節(jié)就是工藝和流程的選擇，這一階段如果可以對(duì)能量加以充分利用和回收則可以節(jié)省大量資源。傳統(tǒng)的制造工藝通常都是使用冷鍛與熱鍛。冷鍛的過(guò)程都是在低于回復(fù)溫度下進(jìn)行，冷鍛可以保證尺寸精度，并且表面粗糙度好、勞動(dòng)條件好、生產(chǎn)效率高，但是由于在加工過(guò)程中金屬的變形抗力大、塑性差并積聚有殘余內(nèi)應(yīng)力，需中間退火后才能繼續(xù)變形。熱鍛的溫度在再結(jié)晶溫度以上，這就需要對(duì)材料再加熱和采用相應(yīng)的加熱設(shè)備。可以發(fā)現(xiàn)冷鍛和熱鍛都需要再加熱的過(guò)程，這就造成了能源消耗增加。與之相比，采用溫鍛工藝，制造過(guò)程在相對(duì)較低的溫度下進(jìn)行，也不需要二次加熱到較高的溫度，可以節(jié)省大量的能源消耗。作為長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展方向，制造廠應(yīng)該同金屬材料生產(chǎn)廠商合作，將生產(chǎn)出來(lái)的材料直接熱送到加工車(chē)間，充分利用生產(chǎn)工序中的余熱，這樣既回收了材料本身的熱量，還免去了二次加熱過(guò)程，一舉兩得。
2.4設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程的節(jié)能措施
機(jī)械設(shè)備在制造完畢后，就是在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的消耗能源，利用先進(jìn)的完全智能化的管理系統(tǒng)，可以控制運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中實(shí)時(shí)消耗的能量。智能化的管理系統(tǒng)可以控制大到整個(gè)生產(chǎn)線小到每個(gè)開(kāi)關(guān)，通過(guò)各種先進(jìn)的傳感器實(shí)施收集生產(chǎn)過(guò)程中的相關(guān)數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)生產(chǎn)設(shè)備令其同生產(chǎn)負(fù)荷相適應(yīng)，用最小的能源消耗來(lái)滿足生產(chǎn)需求。以制造業(yè)的一般生產(chǎn)線來(lái)講，通常只是某一部分的設(shè)備需要一直運(yùn)轉(zhuǎn)，其他的部分設(shè)備是在需要的時(shí)候才使用。這些設(shè)備有的可以直接關(guān)閉，有的需要保持在待機(jī)的狀態(tài)，通過(guò)及時(shí)關(guān)閉不需要的設(shè)備并讓必須待機(jī)的設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)在最小消耗下，這就可以減少不必要的能源消耗，降低生產(chǎn)成本。
2.5機(jī)械運(yùn)輸過(guò)程的節(jié)能環(huán)保
一提到節(jié)能環(huán)保，大多數(shù)人的思考角度多是從機(jī)械本身的改進(jìn)上考慮，都忽略了設(shè)備在包裝和運(yùn)輸過(guò)程中所消耗的能源。隨著制造工藝的進(jìn)步，現(xiàn)在的機(jī)器越做越精細(xì)，工藝也日趨復(fù)雜，在運(yùn)輸過(guò)程中如何能夠保證精密部件的完好成為運(yùn)輸過(guò)程的首要問(wèn)題。在運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中選擇合適的運(yùn)輸方式、減少包裝的復(fù)雜程度以及包裝材料的選擇都是環(huán)保節(jié)能的手段。首先，機(jī)械設(shè)備的精密部件需要多層保護(hù)才能抵消在運(yùn)輸過(guò)程中的磕碰和損壞。這就需要在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)就考慮到這一問(wèn)題，盡量將精密的部件與其周?chē)牟考O(shè)計(jì)為一個(gè)整體，運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中將這個(gè)整體作為運(yùn)輸單位，其周?chē)臉?gòu)件自然成為了保護(hù)，這就可以有效地降低包裝的保護(hù)級(jí)別；其次，包裝材料的選擇。過(guò)度使用木板勢(shì)必會(huì)對(duì)環(huán)境造成危害，而使用傳統(tǒng)的紙板又不能達(dá)到保護(hù)的需要，聚乙烯包裝材料回收非常困難，焚燒又會(huì)造成空氣污染。相比之下，蜂窩紙板材料成為了理想的選擇，其蜂窩結(jié)構(gòu)可以有效地降低機(jī)械在運(yùn)輸過(guò)程中受到的損害，其生產(chǎn)和使用都對(duì)環(huán)境的影響較小，并且紙板回收和再利用也相對(duì)容易，是目前來(lái)講最環(huán)保、最具性價(jià)比的選擇；最后，運(yùn)輸方式的選擇也應(yīng)該注意節(jié)能環(huán)保，海、陸、空三種運(yùn)輸方式各有利弊。海運(yùn)雖然運(yùn)輸?shù)娘L(fēng)險(xiǎn)和成本比較低，但是耗時(shí)較長(zhǎng)。陸路運(yùn)輸?shù)臅r(shí)間和成本都比較折中，但設(shè)備裝載困難，還有一定的風(fēng)險(xiǎn)性。空運(yùn)安全、高效，但是價(jià)格昂貴，所以根據(jù)實(shí)際需求選擇最適合的運(yùn)輸方式也可以達(dá)到降低運(yùn)輸成本、節(jié)能環(huán)保的效果。
3結(jié)語(yǔ)
我國(guó)作為一個(gè)生產(chǎn)制造大國(guó)，每年的能源消耗量驚人。根據(jù)最近的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，我國(guó)近幾年的年消耗的能源總量折合為標(biāo)準(zhǔn)煤都超過(guò)420000萬(wàn)噸。其中消耗的能源大部分都是傳統(tǒng)的能源，在消耗大量能源的同時(shí)也對(duì)我國(guó)的環(huán)境造成了極大的破壞。雖然我們?nèi)〉玫倪M(jìn)步有目共睹，但這絕不是可以持續(xù)發(fā)展的方式。能源危機(jī)的問(wèn)題已經(jīng)越來(lái)越凸顯，在短期還不能找到能夠替代傳統(tǒng)能源的大背景下，如何減少我國(guó)工業(yè)能源消耗、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、充分回收浪費(fèi)的能源是我們現(xiàn)在的重中之重。節(jié)能技術(shù)應(yīng)該受到各行業(yè)的重視，并付諸實(shí)踐。大到宏觀的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，小到每條生產(chǎn)線、每件設(shè)備都應(yīng)該將節(jié)能、環(huán)保的理念貫徹到底。
作者:王小梅 田鵬 單位:長(zhǎng)江師范學(xué)院機(jī)械與電氣工程學(xué)院
參考文獻(xiàn):
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智能機(jī)械設(shè)計(jì)范文第3篇
關(guān)鍵詞：機(jī)械制造工藝；設(shè)計(jì)能力；重要性
前言
我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)發(fā)展時(shí)間已經(jīng)超過(guò)半個(gè)世紀(jì)，整體機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)已經(jīng)建立綜合形式規(guī)模，形成品質(zhì)優(yōu)良、品種多樣、布局合理的機(jī)械制造工業(yè)體系。機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)作為當(dāng)前我國(guó)的機(jī)械制造工藝的重要內(nèi)容，對(duì)我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)發(fā)展具有非常好的促進(jìn)作用。通過(guò)培養(yǎng)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)能力，確保提高整體機(jī)械制造技術(shù)水平，完成對(duì)我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)的改進(jìn)，已經(jīng)成為當(dāng)前機(jī)械制造工作順利展開(kāi)的關(guān)鍵。當(dāng)前我國(guó)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)主要是為加強(qiáng)對(duì)機(jī)械制造企業(yè)各項(xiàng)資源的綜合應(yīng)用，進(jìn)而提高企業(yè)的設(shè)計(jì)能力。本文就企業(yè)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)能力的方法進(jìn)行探究，現(xiàn)研究結(jié)果如下。
1. 我國(guó)機(jī)械制造工藝發(fā)展
機(jī)械制造業(yè)指從事各種動(dòng)力機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、冶金礦山機(jī)械、化工機(jī)械、紡織機(jī)械、機(jī)床、工具、儀器、儀表及其他機(jī)械設(shè)備等生產(chǎn)的行業(yè)。機(jī)械制造業(yè)為整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)提供技術(shù)裝備，其發(fā)展水平是國(guó)家工業(yè)化程度的主要標(biāo)志之一。21世紀(jì)初，機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的特點(diǎn)是現(xiàn)代化高新技術(shù)的綜合利用，其趨勢(shì)是四化：即柔性化，敏捷化，智能化和信息化。我國(guó)機(jī)械制造從技術(shù)中心轉(zhuǎn)向以理念為中心，積極樹(shù)立自己的品牌，強(qiáng)化品牌效應(yīng)和危機(jī)意識(shí)，要有自己的品牌特點(diǎn)和企業(yè)文化理念，創(chuàng)建獨(dú)特的企業(yè)發(fā)展模式和理念。強(qiáng)調(diào)專(zhuān)業(yè)化分工向一專(zhuān)多能轉(zhuǎn)變最大發(fā)揮勞動(dòng)者的聰明才智，在該過(guò)程中勞動(dòng)者可以相互合作，發(fā)揮各自聰明才智來(lái)完成相機(jī)的組裝，提高工作效率。
當(dāng)前我國(guó)的工藝設(shè)計(jì)能力較為低下，整體設(shè)計(jì)工藝性較差，在很大程度上造成我國(guó)機(jī)械制造工藝發(fā)展緩慢。培養(yǎng)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)能力已經(jīng)成為機(jī)械制造工藝發(fā)展的關(guān)鍵，在我國(guó)機(jī)械制造發(fā)展中勢(shì)在必行。
2. 培養(yǎng)機(jī)械制造工藝能力的重要性
我國(guó)在一定的程度上加強(qiáng)機(jī)械工藝的科研投入和人才培養(yǎng)力度，充分挖掘機(jī)械行業(yè)的高科技人才，在機(jī)械制造工藝能力培養(yǎng)上已經(jīng)取得非常顯著的進(jìn)步。但是我國(guó)的整體機(jī)械制造工藝能力較為低下，機(jī)械工藝能力還有待進(jìn)一步提高。機(jī)械制造工藝能力主要指相關(guān)人員對(duì)機(jī)械制造工藝產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和實(shí)際應(yīng)用能力。設(shè)計(jì)人員通過(guò)機(jī)械制造工藝能力能夠?qū)a(chǎn)品設(shè)計(jì)和實(shí)際生產(chǎn)結(jié)合在一起，增強(qiáng)機(jī)械制造工藝效果。
通過(guò)機(jī)械制造工藝能力，設(shè)計(jì)人員可以對(duì)機(jī)械制造工藝產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)研、計(jì)算、設(shè)計(jì)和修改，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)圖紙完善，提高工藝效果和產(chǎn)品成效。機(jī)械制造工藝能力的高低直接決定著我國(guó)當(dāng)前的設(shè)計(jì)成本和設(shè)計(jì)質(zhì)量，對(duì)我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展具有非常大的影響。通過(guò)提高設(shè)計(jì)人員的機(jī)械制造工藝能力可以很好地協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)資源，對(duì)機(jī)械制造工藝資源進(jìn)行合理配置，實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造工藝的效益最大化，對(duì)我國(guó)機(jī)械制造的發(fā)展具有至關(guān)重要的作用。
培養(yǎng)機(jī)械制造企業(yè)的工藝設(shè)計(jì)能力，不僅是對(duì)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的完善，也能夠?qū)⑵髽I(yè)的效益明顯提高，推動(dòng)企業(yè)的良好穩(wěn)定發(fā)展。
3. 機(jī)械工藝設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)措施
3.1. 加強(qiáng)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)力量
在培養(yǎng)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)能力時(shí)，相關(guān)人員要加強(qiáng)對(duì)機(jī)械制造工藝科研力量的投入與建設(shè)，確保對(duì)專(zhuān)業(yè)高素質(zhì)人才的吸收引進(jìn)。通過(guò)企業(yè)原有設(shè)計(jì)人員同和相關(guān)技術(shù)人員的共同合作，來(lái)切實(shí)提高工藝設(shè)計(jì)力量。在進(jìn)行機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)的過(guò)程中，各位設(shè)計(jì)人員都應(yīng)不斷提高對(duì)該方面的意識(shí)，確保加強(qiáng)對(duì)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)效果。
3.1.1. 全面專(zhuān)業(yè)知識(shí)和能力
在進(jìn)行機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)教導(dǎo)的過(guò)程中，工作人員要具有專(zhuān)業(yè)的機(jī)械制造知識(shí)和能力，具有較高的職業(yè)素質(zhì)，能夠高質(zhì)量、高效益地完成機(jī)械制造工藝教學(xué)任務(wù)。要對(duì)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)進(jìn)行全面了解和掌握，對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行準(zhǔn)確分析。設(shè)計(jì)人員不斷提高自身專(zhuān)業(yè)素質(zhì)，將機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)精神和設(shè)計(jì)要點(diǎn)全部討論，提高機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)能力。
3.1.2. 輔助使用計(jì)算機(jī)工具
在當(dāng)前的機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中，計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)成為影響設(shè)計(jì)的重要因素。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及制造（CAD/CAM）在很大程度上方便了當(dāng)前的機(jī)械制造工藝操作和流程，實(shí)現(xiàn)了對(duì)整體機(jī)械制造工藝的簡(jiǎn)化，改善了傳統(tǒng)機(jī)械制造工藝技術(shù)低下、無(wú)法滿足市場(chǎng)研究的現(xiàn)狀。因此，要掌握計(jì)算機(jī)輔助機(jī)械制造，培養(yǎng)自身對(duì)計(jì)算機(jī)工具的使用能力，確保能夠獨(dú)立完成計(jì)算機(jī)輔助機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)的相關(guān)操作。
3.1.3. 培養(yǎng)工作人員操作能力
在進(jìn)行學(xué)習(xí)及提升的過(guò)程中，要增強(qiáng)自身的實(shí)踐能力，將機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)和實(shí)際操作結(jié)合在一起，從本質(zhì)上實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)際操作能力的培養(yǎng)和鍛煉。要支持和鼓勵(lì)工作人員將學(xué)習(xí)到的機(jī)械制造工藝知識(shí)進(jìn)行日常運(yùn)用，不斷增強(qiáng)自身的專(zhuān)業(yè)操作能力和動(dòng)手能力，培養(yǎng)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)意識(shí)和能力。
3.2. 加強(qiáng)對(duì)社會(huì)環(huán)境建設(shè)
機(jī)械制造工藝社會(huì)環(huán)境建設(shè)主要包括提升社會(huì)對(duì)機(jī)械制造工藝的關(guān)注度、創(chuàng)造良好社會(huì)環(huán)境、加大對(duì)機(jī)械制造工藝的投資和管理等方面，通過(guò)對(duì)上述方面進(jìn)行建設(shè)和管理，確保提高對(duì)機(jī)械制造工藝能力的培養(yǎng)。社會(huì)環(huán)境建設(shè)已經(jīng)成為影響機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)能力的一個(gè)重要因素。
3.2.1. 提高對(duì)工藝的關(guān)注度
機(jī)械制造工藝能力培養(yǎng)在很大程度上是對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)。在社會(huì)職業(yè)機(jī)能中，相關(guān)人員要加強(qiáng)對(duì)機(jī)械制造工藝的關(guān)注度，提高社會(huì)對(duì)技術(shù)能力的培養(yǎng)。當(dāng)前我國(guó)已經(jīng)在很大程度上加強(qiáng)對(duì)機(jī)械制造工藝能力培養(yǎng)的關(guān)注度，但是這些關(guān)注度在社會(huì)中僅起到很小的影響。因此，在培養(yǎng)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)能力的過(guò)程中，我們要提高社會(huì)對(duì)其的關(guān)注，對(duì)機(jī)械制造工藝能力進(jìn)行宣傳和發(fā)展。
3.2.2. 創(chuàng)造良好社會(huì)環(huán)境
企業(yè)在進(jìn)行機(jī)械能力工藝設(shè)計(jì)培養(yǎng)的過(guò)程中企業(yè)資源在一定程度上限制了機(jī)械制造工藝能力的發(fā)展，因此相關(guān)人員要加強(qiáng)對(duì)社會(huì)環(huán)境的建設(shè)，確保社會(huì)積極為設(shè)計(jì)人員提供良好的機(jī)械制造學(xué)習(xí)環(huán)境，提供鍛煉的機(jī)會(huì)。除此之外，相關(guān)人員還要增加對(duì)社會(huì)資源的管理，尤其是機(jī)械制造工藝相關(guān)的企業(yè)資源。企業(yè)可以將上述資源和自身的工藝設(shè)計(jì)結(jié)合在一起，為機(jī)械制造工藝能力的培養(yǎng)提供合適的場(chǎng)所，為創(chuàng)建良好的機(jī)械制造工藝培養(yǎng)空間。政府要加大對(duì)此方面的投入和管理力度，增強(qiáng)綜合協(xié)調(diào)。
3.2.3. 加強(qiáng)對(duì)企業(yè)設(shè)計(jì)研究的投資管理
培養(yǎng)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)能力在很大方面與企業(yè)的資金和管理有關(guān)，因此管理部門(mén)要加強(qiáng)對(duì)企業(yè)該方面的管理。企業(yè)和部門(mén)一方面要加強(qiáng)對(duì)企業(yè)的投資管理，確保相關(guān)投資落實(shí)到位，為機(jī)械制造工藝能力的培養(yǎng)提供堅(jiān)實(shí)的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)。另一方面，管理部門(mén)要加強(qiáng)對(duì)企業(yè)的管理力度，對(duì)企業(yè)機(jī)械制造工藝進(jìn)行管理制度改革和調(diào)整，確保機(jī)械制造程序滿足社會(huì)需要，能夠從本質(zhì)上對(duì)機(jī)械制造工藝能力培養(yǎng)的要求。
4. 總結(jié)
機(jī)械制造工藝是當(dāng)前世界關(guān)注的重點(diǎn)領(lǐng)域，對(duì)社會(huì)的發(fā)展具有非常大的影響，機(jī)械制造工藝在一定上已經(jīng)成為國(guó)家機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的指標(biāo)。加強(qiáng)對(duì)企業(yè)的機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)，提高整體機(jī)械設(shè)計(jì)效果，已經(jīng)成為當(dāng)前機(jī)械工藝教育和建設(shè)的關(guān)鍵。只有通過(guò)對(duì)企業(yè)加強(qiáng)管理、增強(qiáng)研究投資、豐富企業(yè)資源，才能確保增加我國(guó)的機(jī)械制造工藝效益，從本質(zhì)上確保我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)飛速發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
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智能機(jī)械設(shè)計(jì)范文第4篇
【關(guān)鍵詞】 8051芯片；嵌入式微處理器；VHDL語(yǔ)言
便攜式智能設(shè)備包括PDA、智能手機(jī)、PSP、數(shù)碼播放器、電子書(shū)以及平板電腦等等。而8051芯片正是面向便攜式智能設(shè)備的一種常用核心部件。8051芯片作為一套完整的微處理器體系結(jié)構(gòu)，擁有大量的內(nèi)置控制存儲(chǔ)器（ROM和EPROM）和RAM，增強(qiáng)型的I/O端口和訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器的能力。8051的體系結(jié)構(gòu)非常靈活，除具有許多高效率位處理特性外，還能利用高級(jí)語(yǔ)言和較大的數(shù)據(jù)空間（64KB的控制存儲(chǔ)器和64KB的RAM）。
一、8051芯片概述
8051是MCS-51系列芯片的一個(gè)子系列，除此之外還有80 52子系列和8051CMOS芯片。8051子系列主要的技術(shù)特點(diǎn)有：提供不同類(lèi)型的存儲(chǔ)器。除掩模ROM、EPROM以外，還能提供E2 PROM或 FLASH MEMORY。擴(kuò)展的存儲(chǔ)器容量。ROM擴(kuò)展到64KB ，RAM擴(kuò)展到512B。提高運(yùn)行速度。時(shí)鐘頻率已達(dá)16MHZ/ 24MHz。發(fā)展低電壓專(zhuān)用芯片。工作電壓可低于1.8V。擴(kuò)大接口功能，如設(shè)置高速口，擴(kuò)展I/O數(shù)量，增加外部中斷源以及將ADC，PWM做到片內(nèi)。擴(kuò)展定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的數(shù)量和功能。提高可靠性，如設(shè)置看門(mén)狗（WDT）、電源監(jiān)測(cè)和時(shí)鐘監(jiān)測(cè)。完善和發(fā)展串行總線，促進(jìn)單片機(jī)多機(jī)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的發(fā)展，提供多種封裝形式。
二、芯片結(jié)構(gòu)
MCS-51系列芯片的主要組成有CPU系統(tǒng)（CPU，時(shí)鐘系統(tǒng)，總線控制邏輯），功能單元和歸一化的I/O端口。8051子系列的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：（1）外部引腳。RST系統(tǒng)復(fù)位用，ALE數(shù)據(jù)（地址）復(fù)用控制；EA 外部/內(nèi)部程序存儲(chǔ)器選擇；PSEN 外部程序存儲(chǔ)器的取址控制。（2）中斷系統(tǒng)。2個(gè)外部中斷源 INT0，INT1；2個(gè)定時(shí)器溢出中斷（T0，T1）；1個(gè)串行中斷。（3）串行接口UART。1個(gè)帶有移位寄存器工組方式的通用異步收發(fā)器。（4）I/O端口。四個(gè)8位端口 P0，P1，P2，P3；P0為數(shù)據(jù)總線，P1為用戶端口，P2 為基本輸入輸出端口，P3為并行擴(kuò)展總線的讀寫(xiě)控制。（5）CPU：有突出控制功能的指令系統(tǒng)。8051芯片的處理器部件主要體現(xiàn)了一般嵌入式芯片軟硬件可裁減的特點(diǎn)，可以靈活配置芯片的各項(xiàng)性能參數(shù)。
三、基于VHDL語(yǔ)言的實(shí)體設(shè)計(jì)
超高速集成電路硬件描述語(yǔ)言，簡(jiǎn)稱VHD（VHSIC Hardware Description Language）語(yǔ)言。在實(shí)現(xiàn)8051芯片實(shí)體設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需利用硬件描述語(yǔ)言VHDL對(duì)8051芯片進(jìn)行編程。8051編程的基本接口實(shí)體設(shè)計(jì)為：
entity uart_top_tb is
――定義類(lèi)屬參數(shù)
Generic（
DATA_BIT：INTEGER：= 8；
TOTAL_BIT：INTEGER：= 10；
PARITY_RULE：PARITY：= none；
FULL_PULSE_COUNT：BD_COUNT：= BD9600_FPC；
――5208 if testing 9600 baudrate
RISE_PULSE_COUNT：BD_COUNT：= BD9600_HPC
――2604 if testing 9600 baudrate）；
Port（
clk_in：in std_logic；
RxD_in：in std_logic；
send_bus：in std_logic_vector（7 downto 0）；
TxD_out：out std_logic
recv_out：out std_logic；
send_over_out：out std_logic；
recv_bus_out：out std_logic_vector（7 downto 0））；
end uart_top_tb。
四、綜述
8051芯片是便攜式智能設(shè)備硬件架構(gòu)的重要組成部分，它的產(chǎn)生對(duì)于便攜式智能設(shè)備微處理器的發(fā)展有著巨大的推動(dòng)作用。而8051芯片實(shí)體設(shè)計(jì)，也是嵌入式系統(tǒng)教科書(shū)般的研究課題。希望通過(guò)此文的淺析，能為智能設(shè)備核心處理器的設(shè)計(jì)做出重要貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
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智能機(jī)械設(shè)計(jì)范文第5篇
關(guān)鍵字：機(jī)械制造；自動(dòng)化；優(yōu)化設(shè)計(jì)；合理選材；改進(jìn)工藝
中圖分類(lèi)號(hào)：U673.38文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
一、機(jī)械的節(jié)能與優(yōu)化設(shè)計(jì)
（一）低公害發(fā)動(dòng)機(jī)的選用
發(fā)動(dòng)機(jī)作為工程機(jī)械系統(tǒng)中的最大部件，對(duì)環(huán)境有著很大的影響。因此，采用噪聲低、排放量低、油耗低的環(huán)保型發(fā)動(dòng)機(jī)有助于緩解環(huán)境的壓力，提高機(jī)械的加工效率。
（二）液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
液壓系統(tǒng)一定要保持清潔，這樣才能有助于液壓的有效傳動(dòng)，這就要求設(shè)計(jì)師們對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行精心設(shè)計(jì)，將油液中的磨損物以及微塵垃圾雜質(zhì)進(jìn)行徹底清除，使故障發(fā)生的幾率減小，從而延長(zhǎng)其使用壽命，減少配件的更換次數(shù)，增加換油的時(shí)間間隔，嚴(yán)格控制污染。滲漏是港口機(jī)械液壓系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中常見(jiàn)的現(xiàn)象，會(huì)對(duì)周?chē)沫h(huán)境造成極大的污染，因此，液壓管的設(shè)計(jì)常使用密封優(yōu)良、防老化能力突出、耐腐蝕性強(qiáng)的優(yōu)質(zhì)管路。此外，為了有效降低軟管的損壞與廢棄量，還應(yīng)在設(shè)計(jì)過(guò)程中盡可能以硬管代替，減少由于管道破裂而造成不必要的環(huán)境污染。
（三）環(huán)保安全關(guān)懷型駕駛室的設(shè)計(jì)
如采用防紫外線輻射玻璃的全密封整體式、經(jīng)減震降噪處理的“安全環(huán)保型”駕駛室，室內(nèi)配置無(wú)氟環(huán)保型冷暖空調(diào)，并設(shè)計(jì)FOPS及POPS駕駛室以確保駕駛員的安全；充分運(yùn)用人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)原理，如司機(jī)座椅可全方位調(diào)節(jié)、功能集成的單操縱手柄、可調(diào)式轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)器、全自動(dòng)換擋裝置、電子監(jiān)控與故障自診斷系統(tǒng)，再輔以合理美觀的顏色搭配，可大大改善司機(jī)的工作環(huán)境，緩解疲勞，提高作業(yè)效率。
（四）配備自動(dòng)加脂裝置
通常情況下，以傳統(tǒng)手動(dòng)方式來(lái)進(jìn)行脂的加注工作往往既耗時(shí)又費(fèi)力，同時(shí)，溢出的油液還會(huì)對(duì)周邊的環(huán)境造成污染。因此，應(yīng)給機(jī)械系統(tǒng)配備自動(dòng)加脂系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)設(shè)備的定時(shí)加脂，比如集中系統(tǒng)，該系統(tǒng)能對(duì)各鉸銷(xiāo)定時(shí)加注黃油，其油量已于事前計(jì)算并設(shè)定好，在保證銷(xiāo)軸充足油量的同時(shí)還不會(huì)造成油液溢出浪費(fèi)，方便又環(huán)保。此外，小型機(jī)械出于對(duì)設(shè)計(jì)成本的控制，可使用新型軸套材料與密封性的銷(xiāo)軸，或者安裝二級(jí)防塵裝置，有效防止內(nèi)部油脂排出以及外部異物進(jìn)入，使油加注的時(shí)間間隔得以延長(zhǎng)，從而降低環(huán)境污染。
（五）系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)
盡量運(yùn)用高可靠性的成熟技術(shù)和借用經(jīng)市場(chǎng)考驗(yàn)后的成熟系列零部件可延長(zhǎng)各關(guān)鍵系統(tǒng)或零件的使用壽命，減少更換次數(shù)。例如降低制動(dòng)元件的更換頻率就相當(dāng)于減輕了對(duì)周?chē)h(huán)境的破壞與污染。盡可能使用硬管，以免軟管發(fā)生破裂而造成油液的流出，進(jìn)而對(duì)環(huán)境造成污染。
二、環(huán)保型材料的使用與節(jié)能
（一）設(shè)計(jì)盡量采用可再生、可回收的材料和資源，降低資源消耗
在選取機(jī)械制造與自動(dòng)化的相關(guān)材料時(shí)，應(yīng)遵循可再生、能回收、易分解的原則，且這些材料在加工時(shí)不會(huì)排出有害物，無(wú)法對(duì)環(huán)境造成污染。特別是一些結(jié)構(gòu)用零件，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一定要滿足易裝配與易分解的原則，杜絕有毒材料的使用，提高材料的循環(huán)利用率。
（二）在設(shè)計(jì)中盡量利用長(zhǎng)壽命、低能耗、輕重量原則
一般情況下，產(chǎn)品的壽命得到延長(zhǎng)就意味著機(jī)械生產(chǎn)產(chǎn)量的減少及其報(bào)廢速度的降低，對(duì)原材料的消耗也有所減少。與此同時(shí)，產(chǎn)品能耗的降低也從另一方面減少污染，保護(hù)了環(huán)境；輕重量更是有助于降低對(duì)材料的能耗。此外，還應(yīng)從減少對(duì)環(huán)境的負(fù)荷方面展開(kāi)設(shè)計(jì)，讓設(shè)計(jì)符合通用標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械構(gòu)件的通用性，為此在設(shè)計(jì)中要從綜合性考慮設(shè)計(jì)對(duì)象的具體功能，將結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、尺寸標(biāo)準(zhǔn)、材料選取綜合的權(quán)衡，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。
（三）盡量考慮采用低環(huán)保負(fù)荷，并保證零件報(bào)廢后的處理污染最小，綜合成本最小化的材料機(jī)械制造與自動(dòng)化設(shè)計(jì)中盡量不要使用氟利昂、含氯橡膠、樹(shù)脂和石棉等材料。如非主要部位的零件應(yīng)當(dāng)盡量采用工程塑料或非金屬材料，在設(shè)計(jì)中盡量開(kāi)發(fā)和使用新型的環(huán)保材料，還要減少重金屬的使用。另外，在材料選取的時(shí)候也要考慮到零件報(bào)廢后的處理過(guò)程，做到處理簡(jiǎn)單、費(fèi)用低、污染小等環(huán)保要求。零件的肢解、破碎等簡(jiǎn)單方便或者滿足焚燒或者回收。
三、合理的設(shè)計(jì)制作工藝保證節(jié)能
（一）優(yōu)化或改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)
1.前面已經(jīng)提到了設(shè)計(jì)的優(yōu)化，可見(jiàn)一般情況下，機(jī)構(gòu)越簡(jiǎn)單，涉及的產(chǎn)品零件越少就可以在制造過(guò)程中減低能耗。另外，零件本身的形狀對(duì)于制造過(guò)程中的能耗也有影響。所以應(yīng)當(dāng)發(fā)揮零件設(shè)計(jì)的優(yōu)化的作用，即保證產(chǎn)品的基本性能的情況下，盡可能的簡(jiǎn)化零件、減小體積、優(yōu)化產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)減少零件數(shù)量。
2.根據(jù)生產(chǎn)的條件選用合理的材料，在前面已經(jīng)詳細(xì)的表述了材料選取的原則和實(shí)現(xiàn)的目的，在這里再次強(qiáng)調(diào)材料的適應(yīng)性，即考慮實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程不同材料對(duì)能源消耗的差異來(lái)選擇低能耗的材料。
（二）設(shè)計(jì)低能耗的工藝流程
對(duì)于同一種零件或者產(chǎn)品，在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中可以采用不同的工藝進(jìn)行加工，但是不同的加工工藝消耗的能源是不同的，合理的設(shè)計(jì)加工工藝可以減少加工載荷的波動(dòng)，即利用合理的工藝設(shè)計(jì)讓設(shè)備達(dá)到最佳的運(yùn)行載荷，盡量的讓設(shè)備處在滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，避免出現(xiàn)能量的浪費(fèi)。因此在保證生產(chǎn)效率和制造質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性等前提下，降低制造工藝能耗。
1.選擇正確的加工方式。
在一個(gè)零件的多種加工方式中，應(yīng)當(dāng)選擇適合現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的最佳加工方式。例如：鍛壓，可以是冷鍛壓、溫鍛壓、熱鍛壓。其中冷鍛和溫鍛的能量利用效率高于熱鍛壓，但是冷鍛壓的工藝要求往往會(huì)造成環(huán)境的危害，所以采用溫鍛壓將優(yōu)于冷鍛和熱鍛。
2.選擇合理的工藝參數(shù)。
在確定加工方式后，恰當(dāng)?shù)墓に噮?shù)就是節(jié)能的另一個(gè)重要因素，如毛坯形狀和加工余量等。比如對(duì)于直徑相差較大的階梯軸類(lèi)零件，可以采用直徑棒料作毛坯，也可以采用精鍛毛坯，但在毛坯制備方面所消耗的能量卻相差很大，因此應(yīng)綜合考慮，優(yōu)化選擇。
3.選用可以節(jié)能的冷卻工藝。
在機(jī)械制造與自動(dòng)化的過(guò)程中一般都需要使用到冷卻液，因此在加工中冷卻液的選擇也是工藝性節(jié)能的重點(diǎn)考慮層面。在原則上應(yīng)盡量少用或者不用油冷卻。
4.進(jìn)行合理工序改進(jìn)和設(shè)計(jì)。
在節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要正確選用合理的節(jié)能工藝，還應(yīng)合理地安排加工工序。例如：普遍用于港口機(jī)械生產(chǎn)中的冷軋薄板，因?yàn)槔滠堖^(guò)程中，鋼板要經(jīng)受七成以上的塑性變形，其結(jié)晶組織延伸為纖維狀，并極端硬化，因此必須經(jīng)過(guò)退火處理，才能適于復(fù)雜的成形加工。
四、結(jié)束語(yǔ)
本文主要從機(jī)械優(yōu)化的設(shè)計(jì)與節(jié)能、環(huán)保型材料的使用與節(jié)能、合理的設(shè)計(jì)制作工藝保證節(jié)能三方面進(jìn)行了探討，闡述了節(jié)能設(shè)計(jì)理念的具體內(nèi)容，將節(jié)能設(shè)計(jì)理念融入到機(jī)械制造及其自動(dòng)化的過(guò)程當(dāng)中，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更具高效性，材料更環(huán)保，設(shè)備能耗更低，使整個(gè)制造與自動(dòng)化過(guò)程更加節(jié)能。
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