大學機械設計論文發表

　　近些年來,科學技術不斷發展,社會生產對機械設計制作的要求也不斷提高。下文是學習啦小編為大家整理的關于大學機械設計論文發表的范文，歡迎大家閱讀參考!

　　大學機械設計論文發表篇1

　　淺談機械工廠場地豎向設計

　　摘要豎向設計是場地設計中一個重要的有機組成部分，它與總平面布置密切聯系而不可分割。本文通過作者幾個親身設計的機械工廠實例，總結機械工廠場地豎向設計的一般規律。

　　關鍵詞機械工廠豎向設計 物流運輸 場地設計標高

　　一 問題的提出

　　設計地面是將自然地形加以適當改造，使其滿足設計項目對場地平整程度和高差變化的使用功能要求。根據設計地面整平面之間的連接方法不同，地面的豎向布置形式分為以下三種：

　　1.1平坡式

　　平坡式一般適用于自然地形較為平緩(坡度在3%～4%之間)的場地;以及建筑密度大且鐵路、道路、管線較密集，單個建筑占地較大，建筑布置集中，對場地地面坡度要求較嚴格(坡度小于2%)的建設項目。

　　1.2臺階式

　　臺階式布置適用于自然坡度較大(大于4%)、面積較大的場地;或單體建筑占地較小、建筑布置分散，道路交通聯系簡單、管線不多，以及有大量單向重力運輸要求(建筑物之間高差在1.5米以上)的建設項目。

　　1.3混合式

　　混合式(又稱重點式)豎向布置，是混合運用上述兩種形式進行的豎向布置，即根據使用要求和地形特點，把建設用地分為幾個區域，有的區域采用平坦式以利于建筑的布置，而有的區域則采取臺階式以適應自然地形的復雜變化。如丘陵地區，為保證主體建筑的建設及交通等要求，可采用平坡式;而輔助部分則可按階梯式布置。

　　以上三種豎向布置形式適用于各類建設項目的豎向設計，但對于機械工廠場地設計來講，采用那種豎向設計形式才能充分利用、合理改造自然地形?如何合理選擇場地設計標高，使之滿足建設項目的使用功能要求?再者對機械工廠的場地豎向設計有沒有規律可循呢?

　　二 策略與措施

　　2.1平原地區的機械工廠豎向設計

　　廠區豎向設計之前，首先應考慮滿足生產工藝及物料運輸的要求，脫離物流運輸這個重要環節的豎向設計往往是不成熟的。機械工廠外部運輸方式一般為汽車運輸，廠內運輸方式主要采用叉車、平板車、電瓶車等。

　　沈陽機床廠新建廠區位于沈陽市鐵西經濟技術開發區。廠區原始地貌屬東北平原地區,場地自然標高標高在31.97～33.25之間。工廠對外運輸為無軌方式，原材料及成品運輸方式主要靠汽車運輸。根據豎向設計的基本原理，可以確定本廠區的場地豎向布置方式應該為平坡式。

　　場地四周城市道路交叉口設計標高在32.20米～32.60米。根據機械工廠場地設計的一般原則，設計時首先進行了土方計算，考慮基礎及道路路槽開挖的余土，最后得出場地設計標高為32.80米。

　　2.2山區、丘陵地區的機械工廠豎向設計

　　2.2.1項目一：重慶機床廠

　　重慶機床廠新征地塊屬于典型的山區丘陵地帶，土方平整之前地勢山谷交錯，跌蕩起伏。原始自然標高最高點256米，最低點185米。新廠區平整后的場地內最高點標高與地塊周邊道路標高高差也盡20米。

　　下面以甲、乙兩家設計院出現的不同設計方案進行比較說明。

　　甲設計院注重生產的生產工藝流程，將各個生產聯合廠房用平板軌道連接起來，布置在用地的中央位置，各聯合廠房的布置基本占據了地塊的3/4，如果建筑物有引入軌道的，軌道標高宜與建筑物地面標高相同。則各生產廠房室內設計標高應該在一個標高段上。豎向設計時根據工廠出入口標高情況推算出生產廠房的室內設計標高在223.30米。由于地塊四周城市道路設計標高均明顯低于地塊內場地標高。故解決高差的方式只有在邊坡進行處理，邊坡處理的方式有護坡和擋土墻兩種形式。以上可以看出甲設計院的這種豎向布置方式還是平坡式布置。這樣布置的優缺點如下：

　　1)生產區處于一個標高，便于布置各生產廠房的相對位置，廠房之間物流聯系方便。

　　2)廠內運輸長期運營費用低。

　　3)土方工程量相對較大，一次性建設投資大。

　　4)由于廠區邊界處邊坡較陡，不便于廠區對外聯系，廠外運輸困難。

　　再看乙設計院的設計方案，乙設計院共布置有兩個方案，按總平面思路布置的不同豎向臺階均分為三個臺階，廠區北部作為一個臺階，南部自東向西分為兩個臺階。臺階高度差最小為0.50米，最大為4.8米。因機械工廠各聯合廠房之間物流聯系緊密，為便于運輸，一般在兩個聯合廠房之間設置平板車。引入建筑物的鐵路軌頂標高，宜與建筑物地面標高相同。乙設計院在處理廠房之間高差時采用如下圖所示方案。

　　可以看出，乙設計院豎向設計方案的優點：

　　1)因地制宜，按照廠區自然地勢布置各生產廠房、辦公建筑。

　　2)節省土石方工程量和建設資金。

　　缺點是：

　　1)廠區內部各臺階之間用擋土墻連接，汽車運輸不便。

　　2)廠房室內地坪之間存在高差，不便于零部件的周轉。

　　可以看出，乙設計院相對甲設計院豎向設計方案要合理一些，但如果采用乙設計院的方案會讓業主將來的運營費用增加，這也是業主在最終選擇方案時采用了甲設計院的方案。

　　2.2.2項目二：大重大起旅順基地建設項目

　　大重大起旅順基地建設項目建設場地位于旅順經濟開發區，場地地勢起伏較大，總體上為東北高、西南低，最高處與最低處相差二十幾米。建設場地南北長約750米，平均坡度約3%。東西寬約650米，寬度不算很大，按地面豎向布置形式應該采用平坡式豎向布置，在設計時根據生產設施之間的相互密切程度和物流強度，考慮到建設進度要求緊急，再者就是場地基巖多為堅硬巖石，為減少人工平整場地的土方工程量，而選擇了臺階式布置形式。如A-A剖面圖所示：將場地基本分為三個標高段，北部生產區域標高為28.00米，南部生產區域標高為16.00米，而位于中部的辦公生活區域標高則定為20.00米。利用位于廠區中部的南北向道路作為三個標高段的連接通道。道路縱向放坡段位于場地中部，按道路設計規范要求，設計時縱向坡度小于8%坡度要求。

　　上述豎向布置形式實際上也是混合式的布置，比如位于場地南北的生產區域，其本身內部又劃分了幾個生產單元，各生產單元的豎向布置形式為平坡式。

　　三 結論

　　機械工廠多數為機械加工為主的生產企業，為企業贏得經濟利益的因素除了工廠管理、生產設備外，更多的是靠工廠內部的物流運輸，而工廠豎向設計的優劣將直接影響工廠運輸的成敗，所以一個好的總平面設計方案也應該是一個合理的豎向設計方案，二者密不可分。

　　機械工廠的豎向設計方案必須與建設成本掛鉤。在確定場地豎向設計標高時一定要與業主有充分的交流與溝通。多了解當地的習慣做法，因地制宜的同時也要考慮入鄉隨俗。

　　參考文獻：

　　機械工廠總平面及運輸設計規范 JBJ 9-1996,1996

　　姚宏韜場地設計 沈陽 遼寧科學技術出版社，2000

　　井生瑞. 總圖設計. 北京:冶金工業出版社,1989

　　廖祖裔. 工業建筑總平面設計. 北京:中國建筑工業出版社,1988

　　大學機械設計論文發表篇2

　　淺談機械設計中的人機工程學

　　摘要：隨著社會的發展與科技的進步，人機工程學得到了廣泛的應用。人機工程學所體現的是產品的“方便、舒適、可靠、價值、安全和效率”等人性化設計，通過對“人—機—環境”的研究，將生理學、心理學等相關知識充分融入到設計當中，結合人與機器條件和特點對人與機器所承擔的操作職能進行合理的分配，以滿足人對舒適性、安全性的要求，提高工作效率。將人機工程學應用于機械設計中也是充分運用了這一原理，來實現“人—機—環境”的有機結合，創造出優質的機械產品。

　　關鍵詞：機械;人機工程學;應用;設計

　　1 前言

　　在進行機械設計進應當對操作人員的心理以及生理特點予以充分考慮，以此為操作人員構建一種高效、健康、安全以及舒適的工作環境，這樣能夠使操作變得更為簡捷與方便，進而充分將人機效能予以發揮，對系統的效率予以提高。這也正是對機械設計中人機工程學研究的重點內容。

　　2人機工程學在機械設計中的應用

　　機械設計是一項極其復雜的過程，在設計過程中除了應考慮機械的工作原理、結構、運動方式、力和能量的傳遞方式、各零件的材料和形狀尺寸、潤滑方法等因素外，還要求充分考慮人—機—環境之間的關系，堅持“以人為本”的核心理念。要求在設計機械產品時充分考慮如何適應人的要求，以保證人在操作過程中簡便省力、迅速準確、安全舒適，使人機系統整體效率達到最大值。機械產品設計，就是科學地利用人—機—環境三要素間的有機聯系來尋求系統的最佳參數。

　　2.1人機匹配與人機系統總體設計

　　人機匹配是指人的特性與機器的特性進行恰當合理的分配。在人機系統中，人是系統的主體，機器是人創造出來的，為人服務，所以機器應當適應人的特點。相對于機械而言，人的體能是有限的，但是，體現在機器設計中的人類智慧卻永遠超過先進的機器設備本身。所以在設計機器或裝置時，應盡可能考慮人體的機能和人的心理生理特征，例如，人體形態特征參數、人的感知特性、人的反應特性以及人在勞動中的心理特征和人為差錯等，力求在人操縱機器時所接觸的部位盡量符合人體的要求，須使人體骨架結構能夠適應它，肌肉組織能夠操縱它，精神系統能夠控制它。其目的是為減少人在使用過程中的差錯，發揮人和機器各自的特點，以提高機械產品的可靠性，為操作者(或使用者)創造安全、舒適、健康、高效的工作條件。

　　在人機系統設計中，首先要按照科學的觀點來分析人和機器各自的特點，以便研究人與機器的功能分配，從而揚長避短，各盡所長，充分發揮人與機器的各自優點。在設計中盡量防止產生人的不安全行為和機器的不安全狀態，做到安全生產。

　　人體的功能動作具有對稱性及協調性，因此在設計操作動作時除考慮人的形體和最佳用力范圍外，還應使操作簡便、連貫、協調。人機系統中，操作空間的設計應同人機界面設計結合起來，操作空間主要應根據人們的習慣和人體外形尺寸來考慮工作空間、工作姿勢、座椅形式、工作臺面、照明以及工具安放位置的設計;人機界面的設計應適應人的視覺、聽覺和觸覺的特性，一般要求控制裝置集中方便、儀器顯示明顯、人機信息交換迅速及時等。

　　2.2人與機器間信息傳遞裝置和工作場所的設計

　　信息傳遞裝置包括顯示裝置和操作裝置。據統計，人有80%以上的信息是靠視覺獲得的，因此視覺顯示裝置在人機界面的設計中尤為重要。一般人的眼睛習慣自左向右、自上而下、順時針方向圓周運動掃視，人眼的觀察效率依次由左上方、右上方、左下方、右下方遞減，所以盡量采用水平式顯示，儀表排列順序也應遵循這一原則。

　　研究表明，人的正常操作視距為38cm～76cm，最佳視距為50cm～55cm。雙眼視區大約在左右60°以內的區域，字的辨別視角為10°～20°，字母的辨別視角為5°～30°，對于特定顏色的辨別，視角為30°～60°。人最敏銳的視力是在標準視線每側1°的范圍內。

　　人對視野最佳范圍內的目標，認讀迅速而準確，且不易引起視覺疲勞。因此，重要的顯示儀表應布置在最佳視野范圍內，而視野最大范圍以外不應布置顯示儀表，或只布置不經常認讀的儀表。工作場所的設計一般包括工作空間設計、作業場所的總體布置、工作臺或操縱臺的設計以及座位設計等。其設計符合人體尺度的特點，而人體尺度又因為年齡、性別、種族、地區等不同而具有明顯的差異性。合理的工作場所設計可保證操作者安全、舒適、高效地完成工作，且操作者感到舒適和不易產生疲勞。

　　2.3環境控制和人身安全裝置的設計

　　安全生產在機械作業中是最重要的。機械產品在長期使用后會出現故障，操作人員在長時間的工作中也會出現差錯而導致事故的發生。因此為了確保安全，不僅要研究產生不安全的因素，并采取預防措施，而且要探索不安全的潛在危險，尋求減小人為差錯的途徑，力爭把事故消滅在設計階段。

　　人機工程學對環境控制的重點就是減少環境對操作者的消極影響，從而提高生產效率。環境對人的影響主要有溫度、濕度、噪聲、粉塵、照明、輻射以及有毒氣體等因素。例如人在低溫環境下長時間工作，不僅肢體易麻木，而且靈活性也會降低。研究表明，夏季的溫度在18℃～24℃、冬季的溫度在17℃～22℃是最適宜的，人的精力與體能最旺盛，工作效率最高。

　　如果室內溫度長時間過高，會影響人的體溫調節功能，使人精神疲憊、四肢乏力、頭暈腦漲、思維遲鈍，甚至記憶力變差。工作環境的濕度對人的工作效率也有一定的影響，長期工作在潮濕的車間里會出現四肢乏力，全身關節疼痛，影響操作者對加工零件尺寸精度的把握，且潮濕的環境極易腐蝕設備，誘發事故。一般來說最適合的濕度范圍為40%～60%，過于干燥，將會使人心情煩躁不安。此外，噪聲也同樣會影響人的工作效率，人長時間的工作在噪聲很大的車間里，其聽力會逐漸下降，注意力和記憶力也會受到一定程度的影響，且操作者易燥易怒，不能高效地完成作業。

　　最后，光照和色彩對人的工作效率影響也是不容忽視的，如機床上照明條件不好又恰逢陰雨天氣或者黑天，就會嚴重影響操作者的視線范圍，極易產生誤操作，輕則產品報廢，重則危及操作者的人生安全。而色彩對人們的心理影響也是非常微妙的，明快的色彩使人心情愉悅，而厚重的色彩使人壓抑，易產生孤獨感，嚴重影響生產效率的提高。環境的好壞，直接影響人們的身心健康，影響產品的質量，惡劣的環境會腐蝕損壞設備，誘發事故，因此對作業環境應定期檢測，及時治理，排除隱患。

　　在設計中還應考慮安全防護問題。安全防護主要包括兩方面的內容：一是采取有效措施避免錯誤的操作，對機器進行防護;二是對操作者人生安全的防護。除要求設備具有設計合理、安裝可靠和不影響操作的防護裝置如防護罩、防護檔板、防護欄外，還要求安裝保險裝置如超負荷安全保護裝置、行程保險裝置、制動保險裝置、順序動作聯鎖裝置和意外事故聯鎖裝置等，同時還應對操作者進行安全生產輔導。

　　3結束語

　　科學技術日新月異的發展，使人類駕馭、控制和改造自然的能力有了巨大的提高。現代化的技術裝備正是新科技和上述能力的具體體現。目前，企業已越來越多地將人機工程學的設計理念即人性化設計應用于新產品的開發和設計中，給操作者或用戶構建一個安全、舒適、健康、高效的工作環境，從而充分發揮人機效能，提高系統效率，增強產品的市場競爭力，進而實現人與產品的完美和諧統一。

　　參考文獻：

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