浅谈机械结构设计问题

本资料包含pdf文件1个，下载需要1积分

随着科学技术的进步。机械系统引入的新材料、新工艺、新方法越来越多.实现同-种技术功能所具有的功能载体和技术手段也很多，因此 .现代机械系统设计工作者若使 自己设计出的产品能立足市场，除要求机械系统能实现预期的功能外.还应使设计出的机械系统满足物美价廉、运行可靠、操作方便、对环境污染小等-系列要求。设计者只有通晓机、电、液等各种综合技术，才能设计出性能价格比优良的机械系统。

1.机械结构设计概述机械设计首先要进行机械分析.即在产品的方案、结构、材料、尺寸和制造及装配工艺大体确定以后.对该产品的性能作较深入的分析.如运用优化设计、有限元分析 、动态性能分析和 CAD系统中二维工作图的参数化等手段。

机械是机器和机构两者的总称机器由-个或多个机构组成.用于执行机械运动以及变换和传递能量、物料和信息。

实现预定的功能，满足运动和动力性能的要求(功能性要求)(2)经济性要求。

这是-个综合性指标.表现在设计制造和使用两个方面。提高设计制造的经济性的途径有三条：1)使产品系列化、标准化、通用化；2)运用现代化设计制造方法；3)科学管理。提高使用经济性的途径有四条：1)提高机械化、自动化水平；2)提高机械效率；3)延长使用寿命；4)防止无意义的损耗(3)安全性要求。

(5)可靠性要求要求机械系统在预定的环境条件下和寿命期限内.具有保持正常工作状态的性能。这就称为可靠性。

有三个含义：1)设备本身不因过载、失电以及其它偶然因素而损坏；2)切实保障操作者的人身安全(劳动保护性)；3)不会对环境造成破坏。

机构是将运动链中的-个构件作为机架 .并用于传递确定运动(和力)的构件系统。构件可以是-个零件；也可以是由-个以上的零件组成。

各种机器的主要组成部分都是各种机构机构的组成要素包括零件、构件、运动副和运动副元素。

构件类型分为主动件、原动件、从动件、机架。机构类型分为平面机构、空间机构。其中平面机构应用最为广泛，平面连杆机构中最典型的应用最广、结构最简单的是四杆机构。

机械结构设计还包括气液连杆机构设计、凸轮机构设计、棘轮机构设计、槽轮机构设计等。常见的传动机构有带传动机构、链传动机构、齿轮机构、凸轮机构、连杆机构、螺旋机构等等。

进行机构设计.首先要绘制机构运动简图，再进行机构结构分析。

(4)确定比例尺(5)用规定的符号和线条绘制成间图。(从原动件开始画)。

2.机构设计是机械设计中的重要组成部分机构设计是机械设计中的灵魂.-种独特、新颖的机构设计体现了设计者的智慧与创新的精神。谁掌握、了解的机构越多，在研发设计新产品时就越主动，越有办法。但是，熟练的掌握各种机构的设计并非易事，并非-日之功。它又是-种隐眭知识”.不是刚刚毕业就可以掌握的知识。需要 日积月累，不断从实践、生活中学习.结合理论不断的总结。才能逐步地掌握。

从运动角度来看，任何机器(或机构)都是由许多独立运动单元体组合而成的，这些独立运动单元体称为构件。从加工制造角度来看.任何机器(或机构)都是由许多独立制造单元体组合而成零件。这些独立制造单元体称为零件。这些零件分别加工制造。但是当它们装配成连杆后则作为-个整体运动.相互之间不产生相对运动机构具有确定运动的条件是：机构的自由度数等于机构的原动件数，既机构有多少个 自由度。就应该给机构多少个原动件。在工程上。

为了使机构能够J顷利通过死点而正常运转 必须采用适当的措施 .如发动机上安装飞轮加大惯性力.或利用机构的组合错开死点位置.例如机车车轮的联动装置3.机架的设计机架是机器中的基础零件，如基座、床身及箱体等。设计应着重考虑机架的强度、刚度、精度、尺寸稳定性、吸震性及耐磨性等，还要要求造型美观。重量轻、成本低、结构及工艺性合理。

4.机构设计的主要内容(1)机构的组成及其 自由度的计算(2)机构的运动分析(3)机构的力分析和机器动力学分析(4)常用机构的分析与设计(5)机构的选型与组合其特点是基础理论与工程实际的结合结束语：做好机构设计 .可以用简单的机械结构完成所需设计执行的功能与动作.使整体机构运动自如。并可节约材料等相关成本。

5.系统化机械设计方法现代机械设计 已突破传统的机械设计只注重机械产品单纯能实现预期功能的要求，使机械设计向自系统化、信息化、柔性化和智能化的方向发展。从系统的观点出发.机械系统设计及其控制技术把原有机械产品的性能、功能以及制造技术提高到-个崭新的水平.甚至使原有的机械产品结构发生变化.所带来的经济效益和社会效益是巨大的 所以机构产品的系统化设计及其控制技术是机械工业发展的必然趋势，也是用新兴技术改造传统机械工业的有力措施。

科学技术的飞速发展，产品功能要求的日益增多.复杂性增加.寿命期缩短.更新换代速度加快。然而，产品的设计.尤其是机械产品方案的设计手段 .则显得力不从心。跟不上时代发展的需要目前，计算机辅助产品的设计绘图、设计计算、加工制造 、生产规划已得到了比较广泛和深人的研究.并初见成效 .而产品开发初期方案的计算机辅助设计却远远不能满足设计的需要在系统化机械设计过程中.为使设计工作更为科学合理.常把-个机械系统分解为若干个相联系的比较简单的子系统.可使设计和分析比较简便。根据需要和可能，各子系统还可再分解为更小的子系统。

依次分解.直至能进行适宜的设计和分析 系统分解时就注意以下几点：(1)分解数和层次应适宜。分解数太少，子系统仍很复杂，不便于模型化和优化工作。分解数和层次太多又会给总体系统的综合造成困难；(2)避免过于复杂的分界面。应旧能选择在要素间结合枝数(联系数)较少和作用较弱的地方；(3)保持能量流、物料流和信息流的合理流动途径。通常机械系统工作时都存在着能量、物料和信息3种转换，它们从系统输入到系统输出的过程中，按-定的方向和途径流动，既不可中断，也不可紊流，即使分解成各个子系统.它们的流动途径仍应明确和畅通；(4)了解分系统分解与功能分解的关系(下转第 63页)157◇高教论述◇ 科技嗣向导 2013年第09期电力系统和电气设备的接地问题及处理措施分析周 伟(邵阳学院 湖南 邵阳 422000)摘 要在电力系统中，作为保障其安全运行的有效手段，接地技术的正确性意义重大。-方面其能够抑制外部电磁的干扰，另-方面还能对发射外部电磁波的电气设备进行阻止。然而，受我国不完善的电力系统和不成熟的接地技术影响，电气设备和电力系统在接地方面仍然存在着较多的问题。本文通过对接地工作存在的问题进行分析，提出对其处理措施的探究。

关键词电气设备；电力系统；接地技术；处理措施众所周知.将电力系统中的各项电气设备进行接地处置通常是为了对其用电的安全性进行保证 在实际工作中.错误的接地形式通常会埋下安全隐患↑年来，在我国电气设备和电力系统的不断发展和完善中.接地技术也在逐渐提高.但是在其实施和操作中仍然存在较大的问题影响着电力系统的正常安全运行。因此，强化对接地问题的分析十分必要。

1.接地问题1.1定期检查的缺乏在接地装置的不断运行中.在外力的作用下 .通常会使接地体和接地线出现断裂或损伤。另-方面，在长时间的运行中.线路遭受风吹日晒往往会产生腐蚀现象。同时.在时间作用下，发生变化的土壤也会对接地电阻的作用产生较大程度的改变。在实际工作中.由于缺乏对接地装置的定期检查.使这些问题难以有效解决而呈现愈加严重现象.从而使电力系统难以有效正常运行1.2安装技术的欠缺作为占据电力系统重要位置的因素.接地设备的安装技术尤为重要。然而，在大多数施工项目中，技术人员在专业技术方面较为欠缺。

因而缺乏对具体施工步骤的明确认识 .从而使安装工作中出现较多的失误 在这-行为下.电气设备的接地系统难以充分有效的将其作用进行发挥，严重的还将埋下较大的安全隐患。

1-3测量方法的失误近年来 ，在测量接地电阻时.仍然有较多的人对万用表进行运用事实上.在运用万用表两点法进行测量时.测出的往往是存在于两个连接点之间的具体环路电阻，其中涵盖着土壤电阻。因而其难以对瞬变电流存在的情况下形成的误差进行消除.通常会使测量结果出现失误而难以为接地系统的正确安装提供切实可靠的依据1.4土壤的特性问题在对电力系统进行接地施工时.往往面临着多变的土壤条件.收相对较低的土壤温度和含水量影响 .电阻率具有增高性 在这-前提下，在实地接地施工前，若施工人员未进行正确有效的土壤测量，很容易使 自身和线路面临着安全问题2.处理措施针对电气设备和电力系统存在的接地问题.可以从以下措施进行解决和处理：2.1定期检查接地装置在对接地装置进行检查时.要结合差异地点及其差异接地装置。

确定不同的检查周期。在实际工作中，通常要每年检查-次变电所安装的接地装置；在每年的雨季对防雷装置进行-次检查：对于接地电阻的测量则可以保持 l～3年 /次2.2不断强化设备安装技术(1)连接机壳地线。在连接机壳地线时.要在电气设备的机壳上对安全接地螺栓进行设置。对于部分较为独立的电气设备.应该将安全接地螺栓在其金属外壳上设置.其他的相关接地设置则在最终全部向其安全螺栓汇聚。而后 ，利用接地母线 .使建筑设施的大地”得以与安全接地螺栓进行可靠连接。同时。对于具有两个以上机柜的电力系统.还要确保各机柜之间安装的安全接地螺栓进行了安全可靠的连接。

(2)连接电路地线。为使高电流、高电压等干扰低电平电路。在连接电路地线时，需要将其进行分开接地，并确保其合理的地点距离。另- 方面，为是环路产生的干扰得以抑制，在进行电路地线设计时.需要对公共接地阻进行旧能小的减少。在对地点位置进行选择时.要遵循科学性、合理性原则.使地环路得以尽量减少。

23正确测量接地电阻作为衡量接地系统的安装能否满足相关要求的依据.需要对接地电阻进行精准、明确的测量。在实际工作中.为使接地电阻的具体测量结果精准化 .需要工作人员在对具体环境的结合中.运用科学的测量方法和适宜的测量仪器进行测量。通常情况下.工作人员往往运用欧姆定律与所测数据相结合的方法对接地电阻进行测量。从而使顺便电流造成的干扰得以有效摆脱2.4正确应对土壤特性为确庇地系统能够正确埋设 .从而使接地系统的作用得以充分发挥.在具体施工建设前.需要施工人员对土壤电阻率进行明确精准的测量.从而使土壤的特性得以明确。在对土壤电阻率进行明确掌握后.还要结合差异于接地施工要求的相关因素对相应的处理措施进行采取.从而使电阻率得以降低。在实际工作中。通成以采用接地增效剂、在土壤中加入部分盐类物质及提高土壤含水量等方法使土壤的电阻率得以降低，从而使土壤特性造成的接地问题得以有效解决。

3.结束语作为为电力系统顺利正常运行提供保障的有效手段 .电气设备的接地施工是-项复杂性、技术性和综合性较强的工程。在进行电气设备接地施工的过程中，为使施工事故得以杜绝，使施工风险得以减少，也为了使电气设备得以可靠安全运行.需要对接地问题进行全面明确的分析和处理。因此，相关人员要在对 自身能力和素质的不断提高中，对电气设备接地施工过程中的各项技术进行完善和健全 .从而使相关人员的安全得以保障，使电力系统得以稳定安全的运行!