機械電子概論論文
機械電子工程與人工智慧對於當今時代來說已經不是陌生事物,在日常生活與生產行為中機械電子工程的應用普遍存在,而且越來越趨向於人工智慧化發展。下文是小編為大家蒐集整理的關於的內容，歡迎大家閱讀參考!
篇1
淺論機械設計製造及其自動化的發展方向
械製造業是我國國民經濟的重要組成部分，也是提高工業生產效率的關鍵。因此，我們需要對機械設計製造的自動化進行深入研究，不斷創新制造方式與發展形式，逐漸完善我國的工業體系建設。我國在研究與應用機械設計製造及其自動化發展上，雖然取得了一定的成果，但跟其它發達國家相比，還是存在一定的現實差距[1]。所以，我國還需要在理論與實踐上面加大創新研究力度，從而為提升機械設計製造的自動化水平奠定良好的基礎。
一、機械設計製造的主要原則
一有效滿足機器的功能需求
機械設計製造首先需要滿足機器的功能需求，因為任何一件機械，都需要有自身的功能，能夠在某些領域中得到應用。從工業生產上面來看，機械設計製造需要滿足三大要素，分別是物質、能量與資訊，機械自動化系統要能夠對輸入的物質、能量與資訊進行處理，進而可以輸出具有某種所需特性的物質、能量與資訊[2]。機械設計製造在滿足機器功能需求的前提下，通常可以分成機電一體化產品與機電一體化技術兩個方面，機械自動化系統作為一個綜合性概念，一般會包括設計、製造以及滿足某種特定功能。滿足某種特定功能是機械設計製造的關鍵，這種功能主要是由內部有機聯絡結構所決定的。
二採取先進技術來創新設計
我們在對系統或者是產品進行分類時，通常是按照系統或產品主功能的不同來進行。以物料加工為主，加工機是通過對輸入的物質、能量與資訊進行加工處理，可以將改變了形態跟位置的物質系統或產品輸出，像印刷機械、紡織機械、食品加工機械等。以能量轉換為主，動力機可以將輸入的能量與資訊轉換輸出擁有不同能量的系統或產品，像內燃機與電動機[3]。以資訊處理為主，資訊機可以將輸入的資訊與能量進行處理，進而輸出某種資訊，像文字、影象、聲音等，資訊機通常包括了傳真機、計算機等。機械設計製造自動化需要採取先進的技術來進行創新設計，這才能更好滿足工業生產的現實需求。
二、機械設計製造的自動化發展方向
一數字化發展
機械設計製造自動化發展的重點便在於實現數字化，對於機械製造行業來說，圖形、資料、知識以及技能等，都屬於數字的形式。機械製造企業利用數字化技術來收集資訊資料，進而採取虛擬現實、資料庫、多媒體等數字化技術來對資訊進行分析、重組與規劃。隨著網路資訊科技的不斷髮展，當前機械製造企業已經逐步開始採取網路化的經營銷售形式，客戶只需要將所需的機械產品以資訊的形式釋出，企業便可以基於網路基礎上，結合自身的實際情況，進而在第一時間將機械產品研製出來，從而滿足了客戶的現實需求。因此，數字化便是今後我國機械設計製造自動化發展的主要方向。
二綠色化發展
隨著經濟社會的不斷髮展，我國環境問題越來越突出，資源形勢也越來越嚴峻。基於低碳經濟理念的指導下，人們的環保意識正在逐漸增強，這就使得綠色產品設計製造開始興起。為了減少環境汙染，更好實現節能減排的經濟發展目標，機械製造行業需要將機械設計製造的自動化與綠色化相融合，滿足經濟社會發展中節能降耗的基本目標，更好達到節約資源與保護環境的目的。機械設計製造向綠色化方向發展，可以將生產製造過程中產生的一些報廢產品實施回收利用，逐步減少了資源的浪費，在一定程度上減輕了環境汙染，從而貫徹了科學可持續發展的理念。
三智慧化發展
隨著網路資訊科技的不斷髮展，今後我國的機械設計製造需要向自動化與智慧化相融合的方向發展。智慧化主要是指描述機器的行為，基於控制理論的指導下，能夠將人工智慧、電腦科學、心理學、生理學等有機融合在一起，從而實施智慧模擬試驗，使得機械產品能夠擁有思維判斷、邏輯推理以及獨立決策的能力，進而更好實現對機械產品的智慧化操作控制。目前來講，有些機械產品已經開始具備一部分智慧化的特點，我國機械設計製造今後的發展方向便是將自動化與智慧化有機融合在一起，從而逐步提高我國機械製造產品的實際應用水平。
三、結語
總而言之，實現機械設計製造及其自動化發展具有明顯的現實優勢，就像是使機械擁有了功能齊全、質量良好以及穩定性與可靠性較強等優點。能夠滿足節能減排的低碳經濟發展目標，逐步貫徹落實了可持續發展理念。隨著網路資訊科技的不斷髮展，社會生產對機械設計製造提出了更高的現實要求。這就需要機械設計製造工作人員能夠逐步轉變自身的設計理念，充分認識到機械設計製造今後的發展方向，有效實現對機械設計製造的創新發展。不斷提高機械設計製造的實際應用水平，為工業生產提供源源不斷的動力支援，從而促進我國機械製造業的蓬勃發展。
篇2
淺談機械可靠性優化設計的應用
可靠性、穩定性是衡量機械產品的重要指標，也是工業生產中機械正常執行的可靠性保障。工業的發達是依靠科技推動的，科技推動工業發展的承載點則表現在機械產品中。因此，在科技高速發展的今天，對於機械產品的可靠性要求變得越來越高，那麼在實際工作中要想提升機械產品的可靠性與穩定性則必須加入機械可靠性優化設計。將機械產品與日常工作環境聯絡起來，然後展開優化設計，並及時更新機械零部件的效能配置，實現機械產品可靠性提升。本文針對機械優化設計相關問題進行研究，以實際機械產品優化案例進行分析，為實現機械可靠性優化提供相應指導。
1 機械可靠性優化設計的重要性
機械可靠性設計時以成品的可靠性作為基準，將外載力、零部件尺寸、承受能力等各項引數融合起來考慮。然後應用力學理論、概率理論、資料統計學等做出機械可靠性保障方案。傳統機械設計方法又被稱為安全係數法，其在機械可靠性優化設計的時候只要確保安全設計系數大於規定的數值即可，但是在實際應用中機械可靠性設計往往忽略了設計引數的隨機性。因此在實際研究中應注意將力學作為隨機變數，機械可靠性設計中認為各個受力因素會受到環境的影響，因為環境因素也是一個變數，還存在著一定的規律性可循[1]。機械強度受到材料的效能、加工精度、工藝環節的波動等影響，也呈現出一種波動性規律變化。機械可靠性設計的時候，應根據設計的不同的要求選取不同的特徵函式，注意在計算的時候應考慮其離散性，使用概率統計方法進行計算求解。機械可靠性設計的時候應考慮到各個引數的隨機分佈，還應據此來分析出機械的實際工作狀況。
2機械可靠性優化設計案例
本次機械可靠性優化設計研究選取蝸桿減速器優化設計作為研究的主要內容，一級蝸桿減速器的主要失效形式有：渦輪齒麵點蝕、渦輪齒折斷、鍵壓潰、軸折斷、軸承實效等幾類。針對蝸桿進行可靠性優化設計的時候，其優化模型為：Rs=Rcf?Rch?Rz?Rj?Rg。其中Rcf表示蝸輪齒根彎曲疲勞的可靠度;Rch表示渦輪齒面接觸疲勞可靠度;Rz表示輪軸的可靠度;Rg表示滾動輪軸可靠度;Rj表示鍵可靠度。蝸桿減速器進行變數設計的時候，將蝸桿的模數定為m，蝸桿直徑係數為q、蝸桿軸直徑ds、蝸桿頭數zl、傳動比i、渦輪軸長度L。可靠性設計變量表示如圖1所示，其中X={m，z1、q、L、i、ds}。
圖1 蝸桿減速器變數優化設計圖
蝸桿減速器的體積主要受到蝸輪、蝸輪軸、蝸桿等因素的影響，因此取三者的體積作為目標函式：
Minf1x=π/4{B2mz22+L1mq2+m?q-2.420.9mz2-L1+ds2[L-1.5ds-B2]}。其中蝸輪齒寬度為B2=[mq+2-0.5m]sina+0.8m。a=50°，a表示蝸輪齒寬度。則根據蝸桿可靠性優化設計相關計算，必須建立相應的約束條件，其中 ，其中式子中的 表示蝸桿允許的接觸應力。蝸輪軸的強度為 。其中式子中的MD表示危險截面積的彎矩均值。
3 機械可靠性設計建議
3.1 權衡和耐環境設計
針對機械進行耐環境和權衡和設計，有利於設計者找出機械相對可靠的設計方案，並對機械的質量、成本、體積以及可靠性等完成優化。耐環境設計主要是基於綜合考慮的一種設計方式，從機械的零部件出發，將零部件的壽命週期內的各種環境考慮進去[2]。
3.2 預防故障設計法
機械裝置正常執行與否關係到機械裝置的整體運作功能是否在完整的串聯中各自發揮出自身的作用。整體功能大於部分功能將成為機械可靠性設計的重要目標，機械優化設計中首先要重視機械裝置的可靠性，並對零部件進行嚴格的需求控制和選擇控制。預防故障法設計中應對選用的零部件和通用不見進行驗證分析，最大限度對故障進行分析。
3.3 簡化以及餘度設計優化
機械優化設計中，簡化設計作為一種基礎設計，其設計思路明確，即零部件的數量應儘可能避免冗餘，減少故障出現。機械的可靠性優化設計中必須對其錯誤故障進行統計分析，從小故障處理做起儘可能保障機械的可靠性。通過簡化和餘度設計優化可以有效提升可靠性生產以及避開故障的能力[5]。簡化優化設計即對機械生產中的一些不必要方式進行優化，減少一些超標負荷承載工作，調整機械各個部件的生產情況。
4 結語
機械可靠性關係著機械日常生產的安全穩定執行，因此其重要性不言而喻，那麼在實際工作中必須對機械可靠性進行優化。通過優化機械可靠性執行模式，使得機械在日常工作中發揮出其主要功用，為保持機械穩定生產做出努力。本文針對機械可靠性優化設計相關問題進行研究，針對蝸桿減速器優化設計案例進行分析，最後提出了一些建設性意見與相關研究同仁共同學習和交流。
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