機械設計方案精選(九篇)

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第1篇：機械設計方案范文

［關鍵詞］機械產品 方案設計方法 發展趨勢

根據目前國內外設計學者進行機械產品方案設計所用方法的主要特征，將方案的現代設計方法概括為下述四大類型。

一、系統化設計方法

系統化設計方法的主要特點是：將設計看成由若干個設計要素組成的一個系統，每個設計要素具有獨立性，各個要素間存在著有機的聯系，并具有層次性，所有的設計要素結合后，即可實現設計系統所需完成的任務。系統化設計思想于70年代由德國學者Pahl和Beitz教授提出，他們以系統理論為基礎，制訂了設計的一般模式，倡導設計工作應具備條理性。德國工程師協會在這一設計思想的基礎上，制訂出標準VDI2221“技術系統和產品的開發設計方法。由于每個設計者研究問題的角度以及考慮問題的側重點不同，進行方案設計時采用的具體研究方法亦存在差異。下面介紹一些具有代表性的系統化設計方法。

1.設計元素法。用五個設計元素(功能、效應、效應載體、形狀元素和表面參數)描述“產品解”，認為一個產品的五個設計元素值確定之后，產品的所有特征和特征值即已確定。我國亦有設計學者采用了類似方法描述產品的原理解。

2.圖形建模法。研制的“設計分析和引導系統”KALEIT，用層次清楚的圖形描述出產品的功能結構及其相關的抽象信息，實現了系統結構、功能關系的圖形化建模，以及功能層之間的聯接。將設計劃分成輔助方法和信息交換兩個方面，利用Nijssen信息分析方法可以采用圖形符號、具有內容豐富的語義模型結構、可以描述集成條件、可以劃分約束類型、可以實現關系間的任意結合等特點，將設計方法解與信息技術進行集成，實現了設計過程中不同抽象層間信息關系的圖形化建模。

3.“構思”―“設計”法。將產品的方案設計分成“構思”和“設計”兩個階段。“構思”階段的任務是尋求、選擇和組合滿足設計任務要求的原理解。“設計”階段的工作則是具體實現構思階段的原理解。將方案的“構思”具體描述為：根據合適的功能結構，尋求滿足設計任務要求的原理解。即功能結構中的分功能由“結構元素”實現，并將“結構元素”間的物理聯接定義為“功能載體”，“功能載體”和“結構元素”間的相互作用又形成了功能示意圖(機械運動簡圖)。方案的“設計”是根據功能示意圖，先定性地描述所有的“功能載體”和“結構元素”，再定量地描述所有“結構元素”和聯接件(“功能載體”)的形狀及位置，得到結構示意圖。Roper，H.利用圖論理論，借助于由他定義的“總設計單元(GE)”、“結構元素(KE)”、“功能結構元素(FKE)”、“聯接結構元素(VKE)”、“結構零件(KT)”、“結構元素零件(KET)”等概念，以及描述結構元素尺寸、位置和傳動參數間相互關系的若干種簡圖，把設計專家憑直覺設計的方法做了形式化的描述，形成了有效地應用現有知識的方法，并將其應用于“構思”和“設計”階段。

4.矩陣設計法。在方案設計過程中采用“要求―功能”邏輯樹(“與或”樹)描述要求、功能之間的相互關系，得到滿足要求的功能設計解集，形成不同的設計方案。再根據“要求―功能”邏輯樹建立“要求―功能”關聯矩陣，以描述滿足要求所需功能之間的復雜關系，表示出要求與功能間一一對應的關系。將矩陣作為機械系統方案設計的基礎，把機械系統的設計空間分解為功能子空間，每個子空間只表示方案設計的一個模塊，在抽象階段的高層，每個設計模塊用運動轉換矩陣和一個可進行操作的約束矢量表示；在抽象階段的低層，每個設計模塊被表示為參數矩陣和一個運動方程。

5.鍵合圖法。借用鍵合圖表達元件的功能解，希望將基于功能的模型與鍵合圖結合，實現功能結構的自動生成和功能結構與鍵合圖之間的自動轉換，尋求由鍵合圖產生多個設計方案的方法。

二、結構模塊化設計方法

從規劃產品的角度提出：定義設計任務時以功能化的產品結構為基礎，引用已有的產品解(如通用零件部件等)描述設計任務，即分解任務時就考慮每個分任務是否存在對應的產品解，這樣，能夠在產品規劃階段就消除設計任務中可能存在的矛盾，早期預測生產能力、費用，以及開發設計過程中計劃的可調整性，由此提高設計效率和設計的可靠性，同時也降低新產品的成本。Feldmann將描述設計任務的功能化產品結構分為四層，(1)產品(2)功能組成(3)主要功能組件(4)功能元件。并采用面向應用的結構化特征目錄，對功能元件進行更為具體的定性和定量描述。同時研制出適合于產品開發早期和設計初期使用的工具軟件STRAT。認為專用機械中多數功能可以采用已有的產品解，而具有新型解的專用功能只是少數，因此，在專用機械設計中采用功能化的產品結構，對于評價專用機械的設計、制造風險十分有利。

三、基于產品特征知識的設計方法

基于產品特征知識設計方法的主要特點是：用計算機能夠識別的語言描述產品的特征及其設計領域專家的知識和經驗，建立相應的知識庫及推理機，再利用已存儲的領域知識和建立的推理機制實現計算機輔助產品的方案設計。機械系統的方案設計主要是依據產品所具有的特征，以及設計領域專家的知識和經驗進行推量和決策，完成機構的型、數綜合。欲實現這一階段的計算機輔助設計，必須研究知識的自動獲取、表達、集成、協調、管理和使用。

四、智能化設計方法

智能化設計方法的主要特點是：根據設計方法學理論，借助于三維圖形軟件、智能化設計軟件和虛擬現實技術，以及多媒體、超媒體工具進行產品的開發設計、表達產品的構思、描述產品的結構。在利用數學系統理論的同時，考慮了系統工程理論、產品設計技術和系統開發方法學VDI2221，研制出適合于產品設計初期使用的多媒體開發系統軟件MUSE。

我國利用虛擬現實技術進行設計還處于剛剛起步階段。利用面向對象的技術，重點研究了按時序合成的機構組合方案設計專家系統，并借助于具有高性能圖形和交換處理能力的OpenGL技術，在三維環境中從各個角度對專家系統設計出的方案進行觀察，如運動中機構間的銜接狀況是否產生沖突等。

五、各類設計方法評述及發展趨勢

綜上所述，系統化設計方法將設計任務由抽象到具體(由設計的任務要求到實現該任務的方案或結構)進行層次劃分，擬定出每一層欲實現的目標和方法，由淺入深、由抽象至具體地將各層有機地聯系在一起，使整個設計過程系統化，使設計有規律可詢，有方法可依，易于設計過程的計算機輔助實現。

結構模塊化設計方法視具有某種功能的實現為一個結構模塊，通過結構模塊的組合，實現產品的方案設計。對于特定種類的機械產品，由于其組成部分的功能較為明確且相對穩定，結構模塊的劃分比較容易，因此，采用結構模塊化方法進行方案設計較為合適。因此，若將結構模塊化設計方法用于一般意義的產品方案設計，結構模塊的劃分和選用都比較困難，而且要求設計人員具有相當豐富的設計經驗和廣博的多學科領域知識。

機械產品的方案設計通常無法采用純數學演算的方法進行，也難以用數學模型進行完整的描述，而需根據產品特征進行形式化的描述，借助于設計專家的知識和經驗進行推理和決策。因此，欲實現計算機輔助產品的方案設計，必須解決計算機存儲和運用產品設計知識和專家設計決策等有關方面的問題，由此形成基于產品特征知識的設計方法。

目前，智能化設計方法主要是利用三維圖形軟件和虛擬現實技術進行設計，直觀性較好，開發初期用戶可以在一定程度上直接參與到設計中，但系統性較差，且零部件的結構、形狀、尺寸、位置的合理確定，要求軟件具有較高的智能化程度，或者有豐富經驗的設計者參與。

在機械產品方案設計中，視能夠實現特定功能的通用零件、部件或常用機構為結構模塊，并將其應用到系統化設計有關層次的具體設計中，即將結構模塊化方法融于系統化設計方法中，不僅可以保證設計的規范化，而且可以簡化設計過程，提高設計效率和質量，降低設計成本。網絡技術的蓬勃發展，異地協同設計與制造，以及從用戶對產品的功能需求設計加工裝配成品這一并行工程的實現成為可能。但是，達到這些目標的重要前提條件之一，就是實現產品方案設計效果的三維可視化。為此，不僅三維圖形軟件、智能化設計軟件愈來愈多地應用于產品的方案設計中，虛擬現實技術以及多媒體、超媒體工具也在產品的方案設計中初露鋒芒。

機械產品的方案設計正朝著計算機輔助實現、智能化設計和滿足異地協同設計制造需求的方向邁進，由于產品方案設計計算機實現方法的研究起步較晚，目前還沒有成熟的、能夠達到上述目標的方案設計工具軟件。作者認為，綜合運用文中四種類型設計方法是達到這一目標有效途徑。雖然這些方法的綜合運用涉及的領域較多，不僅與機械設計的領域知識有關，而且還涉及到系統工程理論、人工智能理論、計算機軟硬件工程、網絡技術等各方面的領域知識，但仍然是產品方案設計必須努力的方向。國外在這方面的研究已初見成效，我國設計學者也已意識到CAD技術與國際交流合作的重要性，及其應當采取的措施。

參考文獻:

[1]機械設計手冊編委會:機械設計手冊.機械工業出版社,2004

[2]盛伯浩陳宗舜:機械產品設計與CAD技術,2005

第2篇：機械設計方案范文

關鍵詞：高職教育 機械制圖課程 實驗室建設

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1007—3973（2012）009—158—03

1 引言

實驗實訓室是民辦高職院校培養技術應用型人才重要的校內場所，而《機械制圖CAD技術》課程設計和實驗教學，面向我院l5個專業、2000多名學生授課，是機電、汽車、交通類學生必修的技術基礎課，其專業覆蓋面約占工科專業的80%，具有較強的理論性、實踐性、綜合性和創新性，在培養和增強學生對機械技術工作的適應能力方面具有舉足輕重的作用。制圖是大一新生最先接觸到的專業課，好奇激發了學習興趣，但抽象、難學歷來是高職學生對本課程的主要評價。

2 實驗教學預計達到的目標

目前我院已有的制圖模型室承擔了該課程的實驗教學任務，但是作為以汽車和交通類專業為主的民辦高職院校，教學目標不但是本課程知識的掌握，更重要的是動手實踐和創新設計能力的培養。培養應用型人才就是要提高學生的動手能力，在原有模型觀察實驗的基礎上，構建多層次實驗教學體系，引導學生進行有目的、有步驟的實踐學習，提高學生應用能力。

（1）培養學生的工程實踐與動手操作能力。在理論課程中使用實物、模型，甚至錄相，對形體進行拆解分析增加學生的直觀認識。在機械制圖實驗室教學讓學生自己動手操作和繪制圖形，能夠充分調動學生的學習積極性和學習興趣，并加深理對論課程的理解和應用。

（2）培養學生的創新思維和綜合設計能力。在理論教學中要提出各種設計問題，引導并培養學生解決問題的能力和創新意識。比如，教材中零件圖是教學的核心內容，由于其實踐性強和設計靈活的特點，曾經是理論教學和課程設計的難點。現在開設“零件測繪實驗”，通過三維建模可幫助學生理解零件的結構、組成和技術要求，使理論上抽象、模糊的東西變得具體而清晰，易學易懂。

（3）培養學生進行實驗的基本技能。通過測繪實驗，學生可以掌握使用不同測量工具的方法，對各種機械零件測量、采集數據和處理的過程。開設械制圖實驗課，使課堂和實驗室有機地結合、使理論和實踐有機結合，既培養學生的綜合素質，又促進教師的科研教改活動，也成為大學生“制圖技能競賽”的實驗場所。

3 建設思路

3.1 實驗課程建設

機械制圖CAD技術已經建設成為校級精品課，目前要加大實驗課程建設，將其建成市級或省級重點精品課程。因此，根據機械制圖實驗教學要求，編寫“基于工作過程”的實踐性機械制圖教材。在教材中將實驗項目與理論知識相結合，使理論與實踐一體化；將理論課堂搬到實驗室進行，使教室與實驗室一體化；將理論講授、示范演示、實踐操作放在一起完成教學過程，使“教、學、做”一體化。

3.1.1 三層次體系實驗教學方法的實施

（1）基礎實驗教學——網絡虛擬實驗室展示模型與分解示范。

平面圖繪制實驗是最基本的基礎實驗教學，教師先展示實驗任務圖紙，再提出實驗要求，講解運用到的相關知識，最后示范實驗過程。然后要求學生自己動手繪制平面圖，在實踐中掌握繪圖的GB要求、繪制技巧和儀器的使用方法。通過分組討論互動的方式，提出設計方案并對其進行優劣的比較，充分調動學生的積極性，使學生更好地理解投影原理。

（2）綜合實驗教學——任務驅動工作過程引導實踐與分節檢查。

教師展示并分發需要學生測繪的不同汽車零件作為實驗任務，再提出應用的基本知識點，要求學生按照實驗指導書自行完成，收集實驗相關知識資料、擬定實驗方案步驟、測量汽車零件數據、繪制零件投影圖形最后撰寫實驗報告，強調學生實驗過程的“全自主性”；教師可按完成時間或設計環節進行設置檢查節點，及時發現問題并引導學生提出解決方案，進行修正。

（3）創新實驗教學——科研課題驅動任務指導合作與設計創新。

科研創新實驗是與本校科研優勢相結合，與其它發動機、地盤、汽車電氣等實驗室合作，讓學生參與專業相關的科研課題，給予必要的指導，讓學生利用模型、積木、三維軟件、虛擬實驗室等進行創新設計，并根據所設計的模型繪制出圖樣，加工出零件并進行應用型實驗。獨立思考或通過團隊小組共同討論解決遇到的難題和應用缺陷，這種基于任務的研究性實踐學習，極大地提高了學生實踐能力、創新能力和綜合素質，培養了學生發現問題、分析問題與解決問題的能力。

3.1.2 應用基于工作過程的實驗教學內容（見表1）

（1）提高制圖實驗課的比重。開設獨立實驗的方式，如“模型繪制”、“模型制作”、“部件測繪”、“CAD訓練”、“三維建模”等單獨開課，相比原來附屬于制圖理論課的模型和繪圖實驗教學學生更加重視，提高了實驗教學效果。

（2）制圖實驗教學的內容應加強與生產實踐、科學研究的密切聯系。與奇瑞、比亞迪、東風等汽車生產企業合作，認識學習生產圖紙、設計樣圖等；成立興趣科研小組將科學研究引入到實驗教學中，將其轉化為圖紙、模型甚至是樣品，替代傳統的實驗教學內容。

（3）增加汽車零件測繪、發動機裝配圖拆分等綜合性實驗內容，設置汽車變速箱設計等研究探索性實驗項目，培養學生的創新能力。

（4）組織各類技能培訓，增強學生的工程技能。對于社會上需求旺盛，有利于拓寬學生就業渠道和學生綜合能力的技能，如制圖大賽、CAD等級證等，開展培訓與考核。

（5）參與和開展大學生科技競賽活動，提高學生的綜合能力。如機械制圖大賽、模型制作大賽、三維設計大賽等，積極鼓勵學生開展個性化實驗與制作。

3.2 實驗設備建設

力求用有限的經費，創出最大的特色。在機械制圖理論教學中首先應將抽象的圖形形象化，讓學生從空間想象轉化為感性認知。這就要求機械制圖理論課走出教室，在兼具模型室功能的實驗室中進行，在經費有限的情況下，不求規模、檔次，但求齊全。首先應盡量配置或收集齊全常用機構和通用零件的模型或實物，甚至是模型積木或橡皮泥等模型制作材料，讓學生有機會見多識廣、動手實踐。其次，應根據課程大綱對實驗教學的要求，配置足夠數量的常規儀器、工具、設備。例如：制圖實驗臺，出圖儀器等。

（1）設備共享（見表2）。

機械制圖實驗室可實現跨系、跨專業設備共享，如交通工程系的《道路制圖》、《建筑制圖》，機電系、信息系的《電子制圖》等。制圖實驗室可使用已有的模型陳列室，并且陳列模型可與其他機械課程（如：《機械基礎》、《機械設計基礎》、《機械原理》、《工程力學》、《公差與配合》等）共享使用，甚至于機械制圖實驗可共享汽車專業的減速器等設備。CAD制圖設備可使用計算機中心電腦及制圖軟件。

（2）設備布局。

機械制圖CAD技術理論課老師帶模型雖然為了讓學生直觀的認識，但校區的擴大，實驗教學設備的借還制度，后排學生的遠距離，都使其不再現實，因此我們針對民辦高職院校資金不足等方面，機械制圖實驗室的建設布局提出以下構想：

利用原有制圖模型陳列室進行改建，構建教學和實驗一體的多媒體實驗教學課堂。將實驗室前添置投影儀，中間擺放工程制圖桌，每桌旁邊放CAD制圖用電腦，將教學模型及零件展示柜環形分布于教室三面靠墻，使學生在學習理論的同時，可以隨時觀察各種機構模型和常用零件實物，達到“身臨其境”的效果。

為了與工作實踐接軌，通過學生的好奇心理激發學生的學習興趣，可以借助Web 精品課件以AUTOCAD、SOLIDWORKS、FLASH等軟件為平臺，通過校園網絡為渠道，搭建出機械制圖虛擬實驗室，學生在系統中找到所需要的模塊進行自主學習，并針對教學任務設置網絡實驗項目，展開學生實踐操作，網絡提交檢驗，真正做到“教、學、做”一體化。

4 實驗室管理

采用開放式實驗室管理制度。例如，對于科技興趣活動或技能大賽等興趣小組，學生希望能通過預約方式隨時進入實驗室現場。以校內教師和校外工程技術人員為實訓指導將測繪改變為開放式的實踐訓練，即讓學生自己利用模型、積木、三維軟件、虛擬實驗室等進行創新設計并繪制出圖樣，開放性的與車、鉗工實訓車間聯合作業，由學生完成部分零件的生產，從中學習加工技術要求和尺寸標注，熟悉機件加工過程中所涉及到的制圖知識，增強學生成就感。利用網絡技術建立的開放型虛擬實驗室，做到實驗時間開放、內容開放和設備開放。

參考文獻：

[1] 高巍.基于三維CAD平臺的機械制圖課程改革探索[J].職業教學研究，2009（11）：146—147.

[2] 叢文靜，朱璽寶.工程制圖虛擬實驗室的建設及應用[J].實驗技術與管理，2011（11）.

[3] 王洪欣，李愛軍.機械基礎系列實驗教學體系的構建[J].實驗科學與技術，2010（1）：141—143.

第3篇：機械設計方案范文

【關鍵詞】螺旋卸煤機；大臂；設計改造

螺旋卸煤機是新疆八一鋼鐵集團煉鐵分公司焦化分廠儲煤作業區原煤卸車任務的重要設備，焦化分廠生產的第一道工序，是衡量焦化分廠吞吐能力的關鍵設備，是保證鐵路運輸安全、正點、準時的重要生產環節。

1.卸煤機旋臂存在的問題

煉鐵分公司 焦化分廠儲煤作業區使用的1#螺旋卸煤機是1986年投入運營時，由于年限卸煤量跟不上，以前螺旋卸煤機作業時間短，1#螺旋卸煤機大臂故障不太明顯，可以跟上卸煤要求，隨著煉鐵分公司，焦化分廠焦爐的擴建，進煤量的增加，車幫加焊槽鋼而加高，致使原螺旋卸煤機大臂臂長不足，經過測量，螺旋卸煤機下擋輪軸在與車幫頂不接觸時，徹底余煤高度有400mm。

2.卸煤機旋臂的改造

鑒于螺旋卸煤機大臂存在的上述問題，對旋臂進行改造，加大旋轉機構主從動鏈輪中心距如圖：

初定在原始鏈輪中心距863.6mm基礎上增加395mm即鏈輪中心距增至863.6+395=1258.6mm

主從動鏈輪分度圓直徑均為324.8mm，則：

鏈長L′=2（1258 + 324.8π/2）=3563.39mm，根據此數據推算鏈節數n為：

n =3583.39÷50.8=69.6 取整70節

根據70節鏈節推算鏈輪實際中心距a ：

實際鏈長L=70×50.8 = 3556 mm

3556 = 2（a + 324.8π/2） 則 a = 1267.8mm

則鏈輪中心距實際變化量為：

= a - 863= 1267.8 - 863 = 404.8 mm

鏈輪中心距的計算要符合要求。

為了減輕加長后螺旋卸煤機自重比較重的問題，對旋轉減速器自重和升降機構的扭矩，在不影響卸煤機卸煤和結構情況下，現將原立式減速器（A400-1-14.6）立式減速機自重（230公斤），更換為擺線針輪減速器（BW33-11）擺線針輪減速器自重（160公斤）。

3.螺旋旋臂改造方案

改變結構.加長旋臂，螺旋臂加長是螺旋能夠提高產量 ，這是對螺旋卸煤機大臂 設計改造的關鍵，經過現場測量和計算，我們從以下方面進行了設計和改造。

大臂的設計改造：

螺旋卸煤機大臂和車皮的深度不相符卸煤，螺旋卸煤機大臂太短

1螺旋卸煤機大臂加長：

通過對螺旋卸煤機的現場測量計算，螺旋卸煤機大臂加長長度=404.8 mm

2螺旋卸煤機大臂加長方案

1）針對現場是高空作業的具體情況，經過反復修改先掛重錘，每個大臂需要吊四個重錘，找出左右兩邊大臂正面及側面的中心線，找出三條平行線并在旋臂上做好記號；

2）確定螺旋卸煤機被加長部位的下刀位置，即在確定好下刀位置后用氧氣割刀將大臂割斷；下刀要準確。

3）螺旋卸煤機大臂加長板（長度=404.8 mm）提前備好，準備對接，必須對準中心線，必須符合加長尺寸要求，焊接加長板，然后加裝附板（長度=500mm），附板需要焊接，螺栓連接，附板左右各兩塊，按焊接要求焊接。

第4篇：機械設計方案范文

關鍵詞：機械設計 架構方案 零部件

如今機械產品已經被廣泛應用于各種行業當中，由于行業的不同，其架構方案和架構要求也是存在一定差異的，當然，還是具有相當一部分的相同之處。本文就機械設計中架構方案和架構要求進行了簡單的分析。

一、機械設計架構的基本概念及主要特點

1.機械設計架構的基本概念

機械設計的架構是基于整體的設計，再結合規定的原理及方案，制出相應結構圖的具體過程。在結構圖中應體現該機械的所有具體要求及功能，并將抽象的工作原理量化為具體的零件。機械設計架構的具體內容是在對零部件的外觀、材質、尺寸、耐熱性、公差、表面處理等參數進行確定的同時，也不能忽略該零件的工藝參數，例如強度、硬度、及各種零件之間的影響等。

2.機械設計架構階段的主要特點

機械設計架構的主要特點包括以下內容：設計架構是將思考、繪圖、計算等環節相結合而形成的設計過程，該階段在整個機械設計過程中是最為復雜的，它涉及的問題非常多，且工作量極大，所需時間占了總設計時間的百分之八十以上，由此可見該階段對整個機械設計起著舉足輕重的影響和作用。此外，機械設計架構中遇到的問題具有多重解答，換句話說，也就是若想滿足同一個設計要求，其架構方式并不是唯一的。最后，機械設計的架構階段具有很強的活躍性，需要循環進行，所以在開展該階段工作的同時，必須先了解整個機械的結構與設計的基本要求。

二、機械設計中的架構方案與應用

1.機械中各種零部件的幾何要素

機械設計中的加工功能只要是通過其零部件的幾何形狀及關聯實現的。零部件的表面形成了其幾何形狀，一般情況下，每個零件都會有多個表面，而在這些不同的表面中，有些表面會與其他零部件的表面進行直接接觸，則這種表面被稱為功能表面，而功能表面中連接其他表面的部分叫做聯接表面。由于零部件中的功能表面可以直接影響到機械的功能，因此在機械設計的架構時，功能表面的設計是核心環節。對功能表面進行描述的重要幾何參數只要有幾何形狀、尺寸、表面數量、位置度等等。設計者可以對功能表面進行各種變換式設計，來達到同一技術多種架構方案的目的。

2.零部件之間的連接與架構

在任何機械中所存在的零部件都不是獨立運作的，它們互相聯系互相影響。所以在架構過程中，不僅要對每個零部件本身的性能和特征進行研究分析，還應對各個零部件之間的聯系和相互間的影響進行探究。

所有零部件之間的關系均可以分為兩大類，即直接相關和間接相關。當兩個零部件之間存在直接組裝關系，則這兩個零件之間的關系成為直接相關，以此類推，兩個零部件之間不存在直接裝關系，被稱為間接相關。而間接相關又包含位置相關與運動相關兩種類型，位置相關兩個零件在位置上相互制約相互要求，例如減速器中相間的傳動軸中心距離必須確保規定的精度，來保證兩軸之間的平行度，這樣才能使齒輪在運轉的時候保持吻合。運動相關是指每個零部件的運動軌跡均影響著另一個零件的，例如在車床刀架中，它的運動軌跡必須與主軸的中心線保持平行，因此主軸與導軌之間的關系是位置相關，而刀架與主軸之間的關系為運動相關。一般來說，大部分零件都有兩個或者兩個以上的直接相關零件，因此每個零件最少都有兩個部分在結構上受到其他零部件的影響。在對機械設計進行架構時，必須同時分析兩個零部件之間的直接相關部位，這樣可以針對不同的材料選擇更合適的熱處理加工方式，也能更合理地確定相關尺寸、形狀、表面處理等參數。除此之外，還應滿足間接相關的一些要求，例如精度計算等參數。通常來講，若一個零件的直接相關零件越多，它的結構和功能就越復雜。若一個零件的簡介相關零件越多，它在精度方面的要求也就越高

三、機械設計架構中各種零部件中應注意的問題

由于機械設計中可使用的材料多樣化，每種材料都具有不同的特性和性能，且不同的加工工藝所要求的材料也是不同的，在對機械設計進行架構時，必須結合功能需求來選擇合適的材料，再根據所選取的材料來選擇不同的工藝，最后根據不同的加工工藝所對應的條件來確定合適的架構方案。只有選擇了合理的架構方式，才能最大限度地利用該材料所具備的優勢，達到利益最大化。因此，設計者要想選擇最恰當的材料，必須首先對材料進行一個充分的了解，包括材料的物理性能、加工性能等等。在架構過程中，應根據材料的性能及加工工藝來選擇相應的設計原理。例如，在受到拉力時的力學特征與受到壓力時的大體上一致，這一特性決定了鋼梁結構基本上都為對稱結構。而在鑄鐵材料中，它的抗壓強度遠遠高于抗拉強度，所以鑄鐵結構多數為非對稱結構，這種架構方式可以是負重時它的最大壓力大于最大拉力。在塑料材料中，由于其剛度非常差，在鑄造后會由于冷卻不均勻等因素，導致結構變形，因此在對塑料結構進行架構時，其筋板與壁厚應均勻分布并對稱。

有些零件在制造完成之后需要進行熱處理，因此在前期的架構設計中應考慮以下幾點：一是零件的形狀應確保對稱均勻，球形是最合理的形狀；二是若某零部件具有不同的截面，則這些截面之間的國度必須保持平緩，防止過大變化而引起的內應力；三是應避免產生銳邊尖角結構，這種結構通常會發生熔化或過熱的情況，為了避免這種情況的發生，應在槽或孔的邊緣上倒出2至3厘米的倒角；四是要避免厚度不均勻的截面產生，這種厚度不均勻的截面在遇到烈火，冷的情況下，會容易產生變形和開裂。

四、結語

目前，機械設計的架構僅僅局限在數理模型方面的問題上，將來會逐漸轉向以加工工藝、數量、尺寸、材料、順序、連接方式等參數為基礎的架構進行發展。這種模式的機械設計架構會更具潛力，且更適合現有的發展現狀。

參考文獻

[1]王杰，程明遠，李士曉.淺談機械設計加工中應注意的幾個問題[J].科技信息，2011（11） [2]戴華麗.對機械設計加工過程中注意點的分析[J].電子世界，2012（12）

第5篇：機械設計方案范文

1.1系統開發工具的使用

在Web的數據庫中實現對信息的查詢，現在在食品廠已經得到了廣泛的應用，Web界面操作過程不復雜，而且Web界面能夠支持多種協議，而且數據傳輸的效率很高，其說明語言來對數據進行定義，而且能夠自動地建立數據模型，數據獲取的方法也是多種多樣，數據的儲存比較安全可靠，而且不會造成數據的丟失，使數據保持高度的完整性。在使用Web數據庫對自動查詢時，要采用Access2000作為輔助軟件，通過使用PS進行設計。

1.2系統的任務分析

基于Web的食品設備查詢軟件的設計主要包括兩個方面的信息，一個是作為信息查閱者的客戶的信息，還有一個是信息提供者的信息，對于用戶而言，運用Web的查詢系統能夠對設備的信息進行查詢，對設備的運行狀況進行分析，及時診斷設備的故障，及時地進行維修。而且，食品設備的制造廠家也可以運用這一系統實現對該設備信息的，讓用戶通過直觀地方法了解食品設備的使用方法。

1.3系統設計的思想分析

基于Web的查詢系統的設計能夠實現在用戶不連接網絡的條件下對設備使用信息的查詢，而且用戶可以在任何地方對設備的運行狀態查詢，不用親自到設備放置的地方查詢，而且運用此查詢系統能夠實現與生產廠家的溝通，在Web查詢系統中通常使用的是B/S模式。

1.4基于Web查詢系統的實現

Web查詢系統可以在沒有連接網絡的情況下實現查詢，但是該系統必須在能夠對網頁支持的條件下實現查詢功能，只有能夠實現上述的條件，用戶才能夠運用網頁實現直觀的查詢。用戶在使用Web查詢系統時需要運用統一的瀏覽器，而且系統要是最新的，系統要是Win-dows98的平臺。只有滿足以上的條件，而且要確保計算機的內存足夠大，才能夠實現Web查詢功能。

2機械工業食品裝備的腐蝕問題和腐蝕性結構的設計

2.1機械工業食品裝備的應力腐蝕

應力腐蝕是機械裝備在應力的作用下產生的腐蝕現象，當食品裝備發生腐蝕現象時，裝備的應力主要分為殘余應力、熱應力和結構方面的應力，當食品進行加工時很容易出現殘余應力，當裝備對食品進行加熱和冷卻處理的過程中很容易產生熱應力，當裝備由于在生產食品時發生劇烈的振動而導致零部件松動時，會產生結構應力。對食品裝備的設計應該防止應力過于集中，在對食品裝備的結構進行設計的時候應該控制好食品裝備的最大應力，可以采用流線型設計的方法，這樣能夠使裝備的應力能夠均勻的分布，防止死角的出現。在食品裝備焊接的地方，一定要將應力分散，如果焊接處的斷面是不同的，應該采取對接的方法。如果食品裝備結構的厚度不同，則不能焊接在一起，以免因為厚度不同不能焊接牢固。在對薄板面和后板面進行焊接的時候，會導致應力過于集中的問題，這時，可以采用K形焊接的方法。

2.2機械工業食品裝備的縫隙腐蝕

機械工業食品裝備的縫隙腐蝕指的是設備結構內部由于強化作用發生的腐蝕問題，裝備的金屬和非金屬之間如果存在縫隙，當雜物進入到縫隙中時，就會導致金屬的腐蝕。在防止機械工業食品裝備發生縫隙腐蝕問題時，在進行焊接時，盡量避免采用螺栓，盡量將焊接后出現的縫隙填充，避免大量的雜物進行縫隙中造成裝備金屬材質的腐蝕。在對食品裝備進行焊接的時候，要將焊接的部件盡量焊接完整，在對容器進行設計的時候，應該將容器內的液體排出，保持容器的干燥。在焊接的時候盡量不要使用陰極較大的材料，如螺栓，不同材質的金屬部件不能直接進行焊接，應該墊上一層絕緣的材料。

3結語

第6篇：機械設計方案范文

關鍵詞：東方電機QFSN-660-2-22D型發電機，發電機定子，行車并車分段吊裝，推進器（又稱大件推移機），推移，液壓千斤頂，鋼軌、滑道、托運架

中圖分類號：TB857+.3文獻標識碼： A 文章編號：

一、施工方案

1.工程概況

國電都勻發電有限公司2×600MW級機組新建工程汽機主廠房跨度為29m，檢修場縱長11500mm，汽輪發電機沿主廠房縱向順列布置，發電機中心線距A排軸為14.2m，距B排軸為14.8m，汽機房運轉層平臺標高為13.7m。#2發電機基座位于12～13軸之間。發電機選型為東方電機股份有限公司生產QFSN-660-2-22D型“水、氫、氫”冷發電機，定子為三段式：中段254t，汽端端罩29t，勵端端罩32t。定子中段尺寸8.9×3.82×3.85m，外圓尺寸為3800mm，定子高度為4250mm,同側吊攀間距為2830mm，兩側吊攀間距4424mm。本次定子起吊作業使用的兩臺汽機房行車為江西起重機械總廠生產的QD80/32t-27m-26/29m橋式起重機，行車主鉤最大起吊高度為26m。

2．施工簡介：

發電機定子組裝就位方案：發電機臺板就位后，在其上方制作臨時支架平臺，將勵端端罩臨放在平臺上且靠死勵端基坑，兩臺行車并車、抬吊定子中段與提前臨放在支架平臺上的勵端端罩進行穿裝組合，利用2臺100t在軌重物推移機將與勵端端罩組合完畢的定子依舊靠死勵端基坑，然后用行車吊起汽端端罩、靠緊汽端基坑下落臨放在支架平臺上，行車配合、利用在軌重物推移機將與勵端端罩組合完畢的定子中段沿縱向中心線平移至定子就位位置（此時發電機定子線圈已部分穿入汽端端罩內），接著用行車吊起發電機汽端端罩與定子中段進行組裝，最后用4臺200t同步液壓千斤頂將發電機定子整體頂起、拆除臨時平臺，垂直下落定子，完成最終就位。

3. 施工準備：

砂漿墊塊接觸檢查驗收完、發電機臺板正式就位。

在發電機臺板上鋪設由43Kg/m重軌及δ=20鋼板構成的支架平臺。

用Φ325×13、Φ159×4.5無縫鋼管及δ=20鋼板制作4件液壓千斤頂支座。

行車負荷試驗及并車（在定子中段吊裝措施中已作闡述，在此不再重復）。

行車并車前，將出線罩臨放發電機基坑下方，清理勵端端罩，將勵端端罩靠死勵端基礎臨放在支架平臺上。

4.臨時支架平臺安裝。

支架平臺鋪設前，將支架平臺重軌上表面及與臺板接觸墊板的下表面清理平整、防止高點對臺板結合面的損傷。臨時支架平臺鋪設時，將臺板間空擋處用I20工字鋼及鋼板墊實并與支架平臺點焊牢固，每段支架平臺雙拼重軌的端部用鐵板貼焊連接，支架平臺與發電機基礎周圍埋件用槽鋼連接、增加整體穩固性。

5. 臨時支架平臺及砂漿墊塊抗壓強度校核：

選用43Kg/m重軌雙拼及δ=20鋼板構成的支架平臺，平臺的最大受力位置的截面積A=0.7×2×0.0145=0.0203m²，最大受力P=64t，重軌受到實際壓縮應力σ= P /A=64÷2.03=31.53MPa＜[σ]= 320 MPa（16MnR材質的許用應力），滿足要求。

發電機中段臺板下方砂漿墊塊最大受力為P=64t，此處砂漿墊塊承力面積A=0.1716×0.5=0.0858m²(墊塊與臺板間按50%接觸考慮)，最大載荷σ=P/A=64÷8.58=7.46MPa,小于墊塊的抗壓強度55 MPa，故滿足要求。為確保臺板下方砂漿墊塊不受損傷，在受力較大的墊塊兩側適當增加臨時墊鐵。

6.端罩穿裝組合、定子垂直下落就位

6.1雙車抬起定子中段，調整兩臺行車的主起升機構，同步走小車至定子中段與基礎中心線重合，緩緩下落定子中段調整至可穿裝端罩高度，緩慢行走大車，將定子中段穿入勵端端罩內正式組合位置時（此時暫不組合），下落定子中段在支架平臺上，此時勵端端罩仍靠死勵端基坑，定子中段汽側線圈端部與基坑間距為2200mm，汽端端罩長度為2110mm，間距足夠、具備下落汽端端罩條件

6.2解除扁擔與定子中段吊攀間的千斤繩，用行車吊起汽端端罩并用倒鏈將其調平后、靠緊臨放在汽端基坑內。

6.3將汽端端罩臨放完畢后，將起吊扁擔與定子中段吊攀間的千斤繩重新捆綁，同步操作

兩臺行車的主起升機構，稍微提升定子中段（使兩行車承載約200t、定子中段線圈與兩側端罩四周要保持間隙），利用2臺100t在軌重物推移機配合行車走大車將定子中段推移至至正式就位位置上方、下落定子中段于支架平臺上。

6.4解列行車，拆除并車裝置、去除起吊扁擔及千斤繩等，恢復行車的單車性能，分別吊起兩側端罩與中段進行試組及正式組合工作。

6.5雙車抬吊定子中段行走過程中，兩臺行車主起升系統應以0.18m/min慢速同步起吊。大車以3.15m/min慢速同步行走，小車以1.2 m/min慢速同步行走。

6.6定子中段與兩端罩正式組裝完畢后，拆除2臺100t在軌重物推移機，利用2臺100t、2臺32t螺旋千斤頂前后左右調整定子、使定子臺板螺栓孔與地腳螺栓對正。

6.7在定子4個吊攀位置下方的基礎平臺上放置千斤頂支座，架設4臺200t同步液壓千斤頂將發電機定子整體頂起、拆除臨時支架平臺，垂直下落定子，完成最終就位。

6.8定子調整時摩擦力：定子三段組裝完后整體重量315t，調整時滑動摩擦力為：

f滑=315×0.25=78.75t

本次定子橫向水平調整時所用千斤頂為100t及32t，穿裝端罩過程中縱向調整使用2臺100t在軌重物推移機，滿足調整要求。定子垂直頂升所用千斤頂為4臺200t同步液壓頂，定子組裝完后整體重量315t，滿足垂直頂升定子的要求。

6.8千斤頂支座制作校核：擬選用Φ325×13、、Φ159×4.5無縫鋼管及δ=20鋼板制作焊接而成，共4件，支座高度H視千斤頂處的支撐基礎與吊攀間高差而定

定子垂直頂升時每個千斤頂座實際承力315÷4≈80t，千斤頂座截面積A=127+40=167cm2，

則每個千斤頂座可承受壓力為：P =117.5×167=19622.5KN≈200t，滿足要求。

二、現場施工環境和場地情況調查分析

汽機房內發電機基礎已經交付安裝施工，預留、預埋件、孔、管等已完成。發電機運轉層為13.7米，布置于12＃～13＃軸，A～B列之間，其座板、端蓋座板、軸承座板的頂面與運轉層平臺平齊。發電機轉子中心線距運轉層平面為800 mm，機組縱向中心線與30#軸中心線距離為6400。發電機基坑的尺寸：11415×5000 (長×寬)。進入#1、2機組檢修通道大門高度和寬度為9300×6000，大門口到廠區道路之間的地面為斜坡，高低點之間的最大高差為450，且大門口到廠區道路間有地下管網設施，地下-1.6米處埋有發電機循環水管和雨水管。

現場和市場適合于本工程的施工機具情況調查分析

本工程施工現場沒有大型吊車機具，只有發電機房內的80/32t的行車，結合本工程2#發電機定子相關參數和現場環境的特點，對市場上工程施工中使用的液壓千斤頂，液壓推進器（又稱大件推移機）等機具進行結構、性能、及使用情況進行調查、分析。

三、結束語

本文僅通過對貴州福泉電廠項目工程#2機發電機定子雙機抬吊、推移就位，從定子輔助措施開始制作到成功就位在座板上的施工，整個工作僅用時7天。此結果是對施工方案選用的可行性和正確性最有力證明。

在整個方案中，主要的工作是制作、安裝輔助措施，以及定子轉向、推移、垂直下落。本工程施工方案所進行的安全性、經濟性、合理性、可行性分析和相關計算，是建立在現場實際情況進行設計的，其主要體現了對不同的工程，對施工方案從發展、創新、靈活的角度進行編制，對工程中新施工機具使用和施工技術的大膽嘗試和創新，本工程施工方案的成功運用，為其他類似工程重大件設備就位起到借鑒啟示作用，從施工方面講起到一定的經驗積累作用。

編制依據

1.東方電機集團股份有限公司提供的發電機安裝相關圖紙資料

2.《電力建設安全工作規程（火力發電廠部分）》DL5009.1-2002

3. 江西起重機械總廠QD80/32t-27m-26/29m型橋式起重機技術資料

4. 《電力建設施工及驗收技術規范（汽輪機機組篇）》DL5011－92

5. 材料力學（第二版）；高等教育出版社

第7篇：機械設計方案范文

關鍵詞：公路建設；新理念；路線設計；通盤考慮；；合理選線

中圖分類號：X734 文獻標識碼：A 文章編號：

1 引言

路線設計方案是路線設計中最根本的問題，路線方案一經確定，整個工程的設施布局及工程造價便基本確定，因此，在設計過程中，既要防止忽視標準過分遷就現有公路，又要避免片面追求過高標準，大量廢棄原有公路，而應綜合考慮，不僅要做到美觀實用，還要與地形地貌吻合，造價經濟合理，為項目所在地區的美麗風光錦上添花。

2 設計原則

路線線型選擇涉及諸多因素，如地質條件、地形條件、交通流量、景觀協調等等【1】。在具體項目的路線設計過程中應符合一定的設計原則：

（1）安全性原則

設計中要把安全放在首位，對控制性的工程通過綜合比較論證，合理選擇線位和工程方案，保證公路設施自身安全、運行車輛行駛安全及行人的安全。

（2）可持續發展原則

根據可持續發展原則進行方案論證。盡量少占農田，少干擾居民村落及學校，保護名勝古跡及人文景觀，促進社會經濟發展。

（3）尊重地區特性原則

根據具體項目的方位，設計中應充分考慮并尊重其地理位置，地形地貌特征、氣候及社會環境特征以及當地的文化傳統、風俗習慣及審美觀。

（4）整體協調性原則

在公路景觀環境設計中，高度重視公路自身的平縱線形、路基寬度、橋隧、路線交叉、沿線設施等與沿途地形、地貌、生態特征以及其他人工系統配合協調，并努力使公路在滿足運輸功能的基本前提下，完善原有的景觀環境【2】。

（5）自然性原則

重點體現對原有景觀資源的尊重、保護、利用和開發，確保公路主體與原有景觀的相融和有環境景觀。

3 實例參照

下面我們以大神項目寧武北互通為例，來看一下路線方案的選定。

（1）位置及其在路網中的作用、設置理由、集散交通量、銜接道路

寧武北互通為寧武縣、S305車輛上下高速公路而設，位于寧武縣石湖河村西側，距上一互通（原平北互通）37.21km，距下一互通（神池北互通）14.93km。此互通的設置可直接帶動寧武縣城的發展，方便百姓出行；寧武縣有山西六大煤田之一的寧武煤田，可方便煤炭資源流通；可帶動寧武萬年冰洞、天池、管涔山、內長城等多處旅游景點的發展。

（2）地質、地形、地物情況

地形屬于山區大型沖溝之間的山前坡麓地帶，表現為黃土梁峁狀，一般由馬蘭組（Q3m）、離石組（Q2l）黃土和石炭系、二疊系砂泥巖組成。其特點為陽坡面一般為黃土，陰坡面一般為基巖，斜坡上的黃土比坡頂的黃土層厚，溝底兩側常出露有小面積的基巖。地表由于受到強烈侵蝕，地形破碎，沖溝發育，切割深度10～40m，地下水位埋深大。

（3）互通方案與指標的選用

根據遠景預測交通量、實際地形及地物等情況，寧武北互通采用單喇叭A型，匝道下穿主線，方案示意圖見圖1-2。寧武北互通主要技術指標及工程數量詳見下表:

寧武北互通式立體交叉主要技術指標及工程數量表表1-1

寧武北互通式立體方案示意圖1-2

（4）匝道車道數的確定，變速車道設置

根據交通量和匝道長度確定匝道車道數和路基寬度，A匝道為對向分離式雙車道，路基寬度15.5m，出收費站廣場后，A匝道路基寬度為23m，B、C、E匝道為單向單車道，路基寬度8.5m，D匝道為單向雙車道，路基寬度10.5m。

加速車道采用平行式，減速車道采用直接式，在規范的基礎上根據縱坡要求給予修正。

根據交通工程設計單位提供的近遠期車道數，收費站機電與土建采用4進6出設計，收費站用地采用5進7出設計，考慮安裝ETC系統。

收費廣場設計考慮了出口計重收費和進口超限檢測設施的技術要求,設置了超載車輛專用的勸返車道，將超載車輛引出互通區，避免超載車輛在收費廣場內調頭引起的交通堵塞，勸返車道終點接S305，超限檢測勸返車道路基寬度8.5m。設置兩條超限檢測車道，一條為主治超車道，一條為備用治超車道，車道寬度均為4.5m。

（5）排水方案及跨線構造物的方案

根據整個互通區各段的平、縱面線形、地形、水文狀況等，通過邊溝、排水溝、及涵洞將水排出互通區，該互通在方案中，設置結構型式為1-30m裝配式預應力砼簡支箱梁。

（6）寧武北互通L匝道

寧武北互通L匝道采用一級公路標準，設計速度60km/h，路基寬度23m,L匝道起點接單喇叭互通A匝道終點，終點接寧武縣規劃外環路，長2.9km，公路用地為147.18畝。技術指標按《公路工程技術標準》（JTGB01-2003）執行【3】。

4 與周圍環境和自然景觀相協調

在路線布設中，除考慮有關線形指標外，充分考慮了國家對環境保護的有關法規，結合實際地形，對修建項目可能對環境造成的影響采取了相應措施。

（1）在設計中盡量少占用、少拆遷。盡量避免高填深挖，注意與自然景觀相協調。線路盡可能避讓村莊、學校、文物。

（2）路基設計時加強對路基邊坡和公路用地范圍的地表進行防護。

（3）通過綜合排水設計將截水溝、排水溝、急流槽、橋涵等構造物相互溝通，使水流匯入自然溝渠或河流，避免浸濁地表，造成水土流失。

（4）對互通立交綠化美化、對取土場進行復耕等工程環保措施，使水土流失得到有效控制【4】。

由于高速公路的工程建設中，高填深挖不僅給生態帶來了不良影響，同時也嚴重破壞了人們的視覺感受。因此在景觀設計中，通過植物高低的變化引導視線【5】，構造景觀的節奏感，從公路線形入手，優化平縱組合、改善線形，使其流暢連續，確保車輛快速安全通過，提供舒適的行車條件，營造出“車在路上走，人在畫中游”的優美的公路交通環境。

5 結論

路線設計是一項綜合性的設計工作，它涉及并影響到公路設計的各個方面。由于公路建設對自然環境、生態環境破壞較為嚴重,而環境恢復又是一個非常困難和漫長的過程，所以必須綜合考慮各種影響因素，樹立“環保優先”的設計理念,靈活運用線形指標,充分使用先進的測量和設計手段,結合三維數字地面模型做詳細的方案分析和比較,使公路以最少的干擾與天然地形、地貌適度吻合,盡可能遠離環境敏感點,減少土方填挖,避免高填深挖,努力將公路建設對環境的破壞程度降至最低,爭取做到既使公路迅速、舒適、安全、經濟的運行,又滿足社會可持續發展的需要。

參考文獻

【1】陳斌、袁偉，交通安全的公路因素分析，廣西交通科技，2002.4

【2】范振宇等，運行車速概念及在我國線形設計中的應用研究，山西交通科技，2001年第二期.

【3】公路工程技術標準 JTG B01-2003，北京：人民交通出版社，2004

【4】劉天玉.交通環境保護[M].人民交通出版社, 2004.

第8篇：機械設計方案范文

關鍵詞：暖通空調設計方案技術經濟比較

引言

設計方案對暖通空調工程設計的成敗優劣關系重大。近年來，隨著科學技術的迅速發展以及對節能和環保要求的不斷提高，暖通空調領域中新的設計方案大量涌現，針對同一個設計項目，往往可以有幾種、十幾種甚至幾十種不同的設計方案可以選擇，設計人員不得不進行大量的方案比較和優選的工作，設計方案技術經濟性比較正在成為影響暖通空調設計質量和效率的一項重要工作。暖通空調設計方案的評價因素很多，一些因素很難定量表述，許多因素又不具可比性，每種設計方案往往都有各自的優缺點，面對眾多的設計方案，由于考慮問題的角度不同，各方的看法往往各不相同，甚至大相徑庭。目前在設計方案比較中存在的一些混亂狀況使設計人員無所適從。如何對暖通空調設計方案進行科學的比較和優選，是暖通空調設計人員在實際設計工作中經常遇到的一個重要技術難題。筆者根據從事設計、審圖和方案評審工作的一些體會，對暖通空調設計方案比較中應注意的一些問題進行粗淺的分析。

1、可行性和可靠性問題

能夠滿足使用要求，這是方案可行性應考慮的主要問題。設計方案應符合國家和當地政府有關法規和規范的要求，包括有關環境保護的要求；設計方案應能滿足有關方面的要求（如供電、供氣、供水、供熱等），并應特別顧及這些條件的長期、變化情況。例如采用水源熱泵設計方案時應考慮當地地質情況、地下水資源的現狀和變化趨勢、冬季熱負荷和夏季冷負荷不平衡所產生的熱（冷）蓄積效應等問題。對于溫濕度等參數要求較高或比較特殊的工藝性暖通空調設計項目，應對設計方案進行全年工況分析，以確保其在全年各種室外氣象條件下的適應性。對于一些無法采用標準設備的特殊情況，對非標準設備應提出詳細的參數要求，并且所提出的參數要求應合理可行。能否有足夠的機房面積也是評判設計方案可行性必須考慮的問題，尤其是對于一些改造工程和建筑面積比較緊張的情況。對于一些要求全年保證室內空氣參數的重要工程以及空調系統故障停機將產生嚴重損失的場所，如航天發射場，應考慮系統中設備的工作可靠性和備份問題，進行系統工作可靠性分析。在這種情況下，室外氣象參數和安全系數的確定也應特殊考慮。

2、經濟性比較問題

經濟性比較是目前暖通空調方案比較中考慮最多的一個問題。在經濟性比較時首先應注意比較基準必須一致。應采用相同的設計要求、使用情況、設備檔次、能源價格、舒適狀況、美觀情況等基準條件進行比較，這樣才能保證方案比較結果的科學性和合理性。如果對采用名牌設備和采用低檔設備的方案進行經濟性比較，顯然是不合理的；如果不考慮舒適性的區別，對有新風供應和沒有新風供應的方案進行經濟性比較，顯然不可能做出正確的選擇；如果不考慮美觀性和舒適性進行經濟性比較，對集中式空調方案顯然是不公平的。

一次投資是投資方最為關注的一個參數，在計算投資時應全面準確、不能漏項。暖通空調設計方案的一次投資不僅包括各種設備、管道、材料的投資，而且應包括各種相關收費（如熱力入網費、用電設備增容費、天然氣的氣源費等），相應的安裝、調試費用，相關的工程管理等各種收費，相關水處理和配電與控制投資，機房土建投資與相應室外管線的費用，而這些在實際設計工作中容易被遺漏。由于同一種設備的生產廠家較多，價格各異，因此在不同方案經濟性計算比較時各種設備的價格應采用平均價格。以上都是直接費用，在一些情況下間接效益也應綜合考慮。如賓館、飯店、寫字樓的空調機房節省的面積，作為商業用房可產生的效益。如果采用貸款進行建設，全面的經濟性比較還應考慮貸款利率和還貸期限等動態因素。

運行能耗和運行費用是暖通空調設計方案技術經濟性比較必須考慮的重要參數。運行能耗除了應計算暖通空調主機（鍋爐和制冷機等）的能耗外，還應計算其他輔助設備（如風機和水泵等）的能耗。不能簡單按照設備銘牌功率和運行時間的乘積來計算能耗而應考慮在全年季節變化的情況下，建筑物實際負荷的變化，同時應考慮設備非標準狀態下的效率。辦公樓、教學樓、寫字樓和游泳館等建筑物的暖通空調設備通常間歇運行，其運行時間應為扣除停機時間后的實際運行時間。在計算過程中應注意不同地區、不同時期、不同時段各種能源的價格可能不同。由于影響因素和不確定因素較多，如何準確地計算建筑物暖通空調設備全年的實際能耗和運行費用，目前仍然是一個沒有完全解決的技術難題。運行費用除了能耗費用如電費、燃油費、燃煤費、燃氣費外，還應包括消耗的水費、人工費等。

在經濟性比較時，切忌圖省事可直接采用有關廠家給出的比較數據和結果。筆者曾發現，對電供暖的運行費用，3個不同設備（電鍋爐、水源熱泵和戶式燃氣供暖爐）廠家提供的計算結果大相徑庭。通過對其計算過程的詳細核對，發現不同設備生產廠家由于考慮問題的角度不同，計算中存在一些有利于自己產品、不利于他人產品的失誤或假設。對此設計人員應給予足夠重視，對廠家提供的數據應認真分析和核對。

在設計方案經濟性比較時應綜合考慮投資、運行費用以及設備的使用壽命，以相同的使用周期為基準，進行綜合經濟性的計算比較，而不能簡單地根據設備報價進行比較。對于同時有供暖和空調要求的項目，應考慮冬季和夏季設備綜合利用問題，進行冬夏季綜合經濟性比較。對于可以兼供生活熱水的工程，應綜合考慮生活熱水供應的投資和能耗。

3、調節性和可操作性問題

暖通空調系統的容量通常是按接近全年最不利的氣象條件確定的，因此系統應有較好的調節性能，以適應全年負荷的變化。調節性能好的系統方案，如采用VAV空調系統和VRV變頻空調系統的方案，其一次投資通常較高，但運行能耗較小，在經濟性計算和比較時應綜合考慮這些因素。對于部分時間使用的辦公建筑、寫字樓和教學樓，設計方案應能適應其夜間不工作時的調節要求。

設計方案的管理操作方便性是用戶十分關心的問題。空調系統自動化水平的提高，可以減少管理人員的數量和勞動強度，從而使人工費減少，但使一次投資增加，對操作人員素質的要求提高。空調系統是否采用自動控制，應根據實際情況和要求，經技術經濟性比較來確定。對于大型空調系統和需要經常調節控制的設備較多的工程，宜采用自動控制，以減少操作管理的工作量。但自動控制系統應盡可能簡化，以提高系統的經濟性和可靠性。對于只有季節轉換時才操作的閥門不宜采用自動控制。對于一些各部分不同時使用的建筑物或各部分出租給不同使用單位的商業建筑，系統設置應考慮分別管理控制和運行費用分別統計交納的要求。

4、安全性問題

設計方案的安全性是以往考慮較少的問題，隨著美國“9·11”等恐怖襲擊事件的發生以及SARS的出現和迅速蔓延，暖通空調系統的安全性問題已經成為公眾關注的焦點，在SARS嚴重流行時期，人們甚至對空調系統產生恐懼而不敢使用，這將對暖通空調行業的發展產生深遠的影響。經過對這些事件的認真分析、研究和反思，將會在工程設計、設備研制、運行管理、規范和技術措施等諸多方面進行改進，使暖通空調系統的安全性得以提高。在大中型建筑方案設計階段，對其暖通空調系統進行安全性評估將是十分必要的。

暖通空調系統的安全性主要包括易燃易爆環境安全、防火安全、人員環境安全、重要設備物品環境安全、系統設備運行安全5個方面的問題。在設計彈藥廠房和庫房、煤礦等易燃易爆工程的通風空調系統時，安全性成為必須考慮的重要因素，應采取相應的防爆技術方案和措施。在設計燃油燃氣鍋爐房時應考慮可燃性氣體、液體泄漏帶來的安全性問題，應設置可燃性氣體泄漏報警系統和事故通風系統，并相互聯鎖。防火安全問題應按照有關防火設計規范來考慮，在此不作詳述。設備安全運行的問題主要包括制冷系統的安全保護、北方暖通空調系統冬季防凍、空調系統電加熱與風機聯鎖保護等問題。在方案設計時應注意考慮暖通空調系統故障可能對室內重要設備和物品產生的不利影響，例如，重要機房、重要資料庫和文物庫房不應采用在吊頂設置風機盤管的空調方案，因為一旦空調水系統漏水將造成嚴重損失。

人員環境安全主要包括暖通空調系統對人體的危害、防止恐怖襲擊和防止傳染性疾病擴散這3個方面的問題。采用氨制冷方案時，應考慮氨泄漏對人體的危害。鍋爐房的布局應考慮人員安全性問題。在防止恐怖襲擊方面和防止傳染性疾病擴散方面，應注意空調新風口是最薄弱環節，因此必須采取可靠的防范措施，新風口應設置在人員難以接近、不易受到污染的地方。由于全空氣空調系統回風口很多，因此它是最容易遭受恐怖分子生化襲擊的空調系統形式，如果不采取特殊的措施，它也是最容易造成流行性疾病擴散的空調系統形式。從這方面來說，分體空調、一拖多空調系統、風機盤管空調系統的安全性較好。在確定系統新風量時，除了要考慮以往的一些因素外，還要考慮在流行性疾病暴發期間，稀釋室內有害病毒濃度的要求。在這方面，應注意不要走向另一個極端，對空調系統安全性的過度恐慌是沒有必要的。例如，為了防止傳染性疾病擴散而采用全新風直流系統，顯然是不合理的，這將使投資、能耗和運行費用大大增加，關鍵是要合理確定系統方案和新風量，加強有組織排風，并采用隔絕式的熱回收裝置、加強對空氣的過濾與消毒處理。系統新風量應能調節，平時按正常風量運行，流行性疾病暴發期間或室內受到生化污染的情況下按較大風量運行。吊頂暗裝風機盤管的回風應采用風管連接，不應采用將吊頂作為靜壓箱的吊頂回風方式。另外在表冷器、蒸發器和冷卻塔等結露積水、病菌容易繁殖的地方應采取可靠的排水和消毒措施。

5、環境影響問題

隨著工業生產的迅速發展和人們生活水平的日益提高，環境保護問題越來越受到人們的重視，而燃煤鍋爐的排煙又是北方城市大氣的主要污染源，因此北京等大城市對燃煤鍋爐進行了嚴格的限制，而且限制的區域不斷擴大。在這些區域內，環境影響成為了關系到設計方案可行性的一個重要因素。在設計方案選擇時應特別注意環境保護要求不斷提高的趨勢，避免建筑物建成不久就進行改造。在空調設備選型時，要特別注意各種氟利昂制冷劑替代的進程要求，不能選用以已經或即將禁用的制冷劑為冷媒的空調產品。在這方面暖通空調設計人員既要有環境保護的責任感，同時也要考慮建設方和用戶的經濟承受能力，不要盲目冒進，以免給建設方和用戶增加不必要的經濟負擔。在對設計方案進行經濟性比較分析時，還應綜合考慮暖通空調設備的廢氣、廢水、廢渣和噪聲等污染治理的費用。如何對設計方案污染物排放的危害、對臭氧層的破壞和產生的溫室效應的危害、系統和設備全過程（包括設備制造、使用和淘汰處理的全過程）的能源和資源消耗等進行全面、科學、定量的經濟性評估比較，是一個需要深入研究的問題。

6、設計方案比較中的一些誤區

由于設計方案比較是一項影響因素多、專業技術性很強的復雜技術工作，即使是暖通空調專業的設計人員，要在眾多設計方案中選出最佳方案也非易事，對于局外人更是霧里看花。目前在該項工作中仍然存在一些認識上的誤區。例如，認為采用最新技術的設計方案就是最佳的設計方案，出現不管使用條件而盲目追求新技術的傾向，甚至以此作為賣點進行炒作。實際上每種方案都有其適用條件和范圍，在其適用范圍之外，先進的技術方案就可能變成不合理甚至是不可行的方案。一種設計方案對某個工程項目可能是最佳方案，但對于另一個工程項目就可能是不可行的方案，因此在方案選擇時不能趕時髦、搞攀比。另外往往認為投資最低的方案就是最佳方案，但是一次投資低的方案有可能因為其運行費用很高或設備壽命很短，需要經常更換，從長期運行來說并不合算。在評價設計方案時，往往認為復雜的方案就是高水平的方案。但實際上因為系統越復雜，通常其設備越多、投資就越高，系統的可靠性、可操作性、可控性和可維護性就越差，因此復雜的方案并不一定就是高水平的設計方案，在滿足使用要求的前提下，系統越簡單越好。此外，在選擇設計方案時切忌不加分析地采用建設方的意見，因為建設方通常不是暖通空調專業設計人員，不可能對設計方案進行全面技術經濟性分析比較。因此應對建設方的意見進行認真的分析，通過全面技術經濟性分析比較來確定最佳的設計方案。

7、結語

第9篇：機械設計方案范文

關鍵詞：舞臺機械設備；電氣控制

舞臺機械設備控制系統是根據舞臺機械方案的特殊要求，通過最具先進性的系統和編碼器的準確計算來定位，全套控制模式，由專業技術人員開發軟件來事例系統；以工業總線通訊的方式進行數據的高速傳輸，使系統達到高精度、高響應、全自動動作。

一、控制系統通用技術

1、電源

舞臺機械設備供電電源為50HZ，三相380V.AC，單相220V AC，電壓波動范圍為-10%～+10%。電源引自貴場館的分區配電室。舞臺機械設備的380V.AC/220V.AC級配電系統為TH-S系統（H線和PE線分開）。

2、控制系統的總體要求

我們提供的控制系統已經過可靠性測試及充分的論證，完全可以完成所要求的功能。同時滿足各種技術規范與要求。控制系統能穩定、安全、可靠地監控分散在臺上、臺下范圍內的舞臺機械設備，并滿足裝臺、排練、演出對舞臺機械設備的控制和操作要求。

控制系統高速實時監視設備運動的參數（速度、位置、限位等信號），各設備按設定的運動參數和內置于控制系統中的保護措施運行，以保證設備安全，并滿足定位精度和同步精度的要求。當有緊急情況發生或運動誤差超過允許范圍時，采取有效的措施。設備運行的距離必須受到行程終止限位開關或超程限位開關的控制。單體設備的控制裝置相互獨立。

3、控制方式的基本要求

控制系統提供對舞臺機械設備的不同控制方式。控制系統的不同控制方式滿足下面的基本要求。

（1）主控制系統

主控制系統由標準的可編程序控制器和計算機用網絡總線方式構成。主控制系統提供正常情況下的全功能控制與操作，包括單體設備的控制、設備聯鎖、設備狀態監視、預選擇設備、設定運動參數、編組運行、場景記憶、場景序列、故障診斷、系統維護、操作向導等。主要操作以屏幕窗口、圖形、表格方式結合功能鍵盤或鼠標，并有適當的手動介入功能；可靈活進行返回、重復、跳躍和連續運行等操作。

為了充分滿足裝臺、排練、演出等各種控制與操作要求，主控制系統的操作設備是多個操作臺的組合，包括：主操作臺、移動式操作盤，以方便在主控制室、舞臺臺面、臺下、各層天橋等不同位置完成對設備運動的監控。

（2）緊急控制系統

緊急控制系統應提供在設備旁就地控制的功能，就地控制可在現場控制器或附近的電氣機柜面板上進行控制，可完成對單臺設備的單獨運行控制。這種控制功能的實現不應受到來自主控制系統和智能型手動控制系統的任何影響。

二、基本功能構成

1、設備編組運行

系統存儲盡可能多的設備編組，可存貯的設備編組數量不應少于3000個。根據設備組運行狀況的不同，系統有幾種編組形式，并以不同顏色對設備編組進行區分。

鎖定型編組：吊掛或運載的場景需要固定連接到多個舞臺機械設備上時，該組中所有的舞臺機械設備必須以相同的速度同時運行并移動相同的距離。

安全型編組：用于控制速度、距離等參數組合復雜的設備組的運行，操作的失誤將導致場景及設備碰撞或損壞等危險情況。系統規定更高的操作權限，系統必須高速監控該組中所有運行設備的速度和位置，當該組中的任一設備沒有按照預設定或計算出的速度曲線運行，速度或位置偏差超出了系統允許的誤差范圍時，系統必須立即停止該組內所有設備的運行，系統發出的停止命令應該是緊急停機命令（EMS），以免損壞場景和發生危險情況。

自由型編組：用于控制相互之間獨立的多個設備的聯合運行，適用于在演出中需要經常調用的多個設備的同時運行。自由型編組中允許各設備的運行獨立于其它設備，按照已定的速度圖和動作距離來運行，當該組中任一設備的速度或位置偏差超出系統允許的誤差范圍時，系統發出針對單個設備的停止命令，而其它正常運行的設備不受任何影響。

2、預設停車位置

系統具有支持任意設定停車位置的功能。停車位置參考點的設定，對懸吊設備或升降設備以舞臺臺面為參考點，對水平運行設備或旋轉運行設備以設備原始配置為參考點。預設停車位置的設定可以在主操作臺及相應授權的操作盤面上方便的進行。設定好的預設停車位置數據可以通過網絡或用數據盤傳輸到系統中。

3、設備起動

設備的起動可以按照預選擇、預設定的方式通過屏幕窗口、圖形或表格方式用功能鍵盤或鼠標進行，也可利用操作臺上的按鈕、操作桿等操作部件起動單個設備或編組設備的運行。設備的運行將按照預設定的速度、預設定的時間等參數從一個預設停車位置運行到另一個預設停車位置，或者從任意有效位置起動運行到另一個有效位置。單個設備、設備編組、場景記憶、場景序列等運行方式中都有手動介入功能來控制設備運行。

4、設備運動的挑選和忽略

在自由型編組設備運行控制中，系統允許操作人員從中選擇幾個設備處于可控狀態，而該組中其余設備可以被忽略，同樣也可以選擇幾個設備被忽略，其余設備為可控狀態。

在場景記憶運行中，系統允許操作人員從中選擇幾個設備編組處于可控狀態，而其余設備編組可以被忽略。系統還允許操作人員在設備編組之間進行跳躍操作。

5、默認速度

在缺省對設備的速度設定或無法進行速度設定時，設備按照系統默認的速度運行。默認速度隨不同的設備而不同，對此作出合理的設計，通過軟件或硬件方式內置于控制系統中。

三、電氣元件與裝置

所有電氣元件與裝置選用高質量的產品，在滿足舞臺機械設備的傳動和控制系統要求和前提下，采用國產知名的標準產品。所有電氣元件或裝置有永久標簽，包括制選商名稱、型號、技術參數（額定值、接點組態方式等），快速更換和查找故障的操作方法等。

1、所有斷路器、接觸器、繼電器、變壓器和其他帶電磁設備都靜噪工作，必要時采用柔性安裝，以限制傳遞噪聲和振動。所有框架和外罩都結實堅固，不隨元件振動而振動。

繼電器一般為組合型，安裝在DIH標準導軌上。控制按鈕和控制開關滿足控制與操作的要求，并符合有關標準和人體工程學。其防護等級為IP65，最短工作壽命為100000次。指示器滿足各種信號顯示的要求，并符合有關標準和人體工程學要求。其防護等級為IP65，指示器型號和種類越少越好。

2、驅動裝置

電源隔離及保護：每一特定電氣柜組的電源進線電纜至柜內電源母線之間設置負荷開關（或斷路器）。電氣柜面板上設有控制按鈕，電源接通指示器、電壓表等電源信息元件；控制電源設熔斷器或其他保護。

定速裝置：不需要調速的舞臺機械設備的主回路由斷路器、熱繼電器、正反向接觸器組成。

操作設備：操作臺具有控制按鈕和控制開關，指示器、緊急停車按鈕等。操作臺的設計制造和安裝符合人體工程學且滿足電氣安全的要求。

3、電氣設備柜

電氣設備柜的機柜和機架都采用經過防銹處理的金屬或鋼板鋼性制作，必要時用鋼板或型鋼的框架加強。電氣設備柜具有防塵措施。除電纜進出口外，所有機柜和機架都全部封閉，每個機柜的深度能保證適當的設備和接線空間。

機柜或機架加壁掛式，背靠背安裝或自由固定式；安裝的固定點和安裝板在安裝時不對設備造成變形或應力。

所有鋼結構件，機械設備、操作臺、電氣機柜、金屬外罩，金屬管以及設備部件都有效的接地，并符合有關標準。

結語：該系統具有結構清晰、可靠性高、操作靈活、快速、控制線路少等優點，實現了軟件及硬件的模塊化擴展性，滿足了舞臺機械設備對各種工況的控制和操作要求。

參考文獻：