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平面图形设计中的符号学原理 摘 要:图形设计作为视觉空间设计中的一种符号现象，起着沟通人们与文化、信息的作用，因此，我们应该对此进行研究与认识，发掘更多的符号特性，更准确的运用符号学原理来进行平面图形设计。 关键词:符号;符号学;表形性思维;视觉化 引言 赛车场地中，设计者将转弯处的墙壁涂成黑黄相间条纹的图案，借以提醒车手集中注意力，警惕发生意外。这是因为每当人们看到黑黄相间的条纹时，都会不自觉的产生畏惧感和警惕性，这种感觉或不仅仅来自于图案色彩本身具有的视觉特性，可能也与黑黄色条纹使人们产生对虎或是蜜蜂等可能给人带来危险的动物的联想有关，人们对这样的图形的畏惧与警惕是人们共同生活经验中对老虎或蜜蜂的畏惧与警惕的延续；相同的绿色，却常会使人们产生心旷神怡的愉悦感，仿佛置身于茂密的丛林与清新的空气之中，而生命在自然的环境下也得以健康的生长。因此，绿色，被更多的运用于医药，环保等关于生命领域的设计课题中。 这样的例子在生活中不胜枚举，在实际的设计中也常会有类似的应用，这其中的道理何在呢？是什么规律在支配这些现象呢？原来在平面设计中我们正在广泛运用的许多手法背后，都隐藏着符号学原理的影子，在图形设计中也存在着这种现象 。图形本身是视觉空间设计中的一种符号形象，是视觉传达过程中较直接、教准确的传达媒体，它在沟通人们与文化、信息方面起到了不可忽视的作用。在图形设计中，符号学的运用，影响着图形设计的表形性思维的表诉。也正是由于它的存在，使平面图形设计的信息传达更加科学准确，表现手法更加丰富多彩。 1 平面图形设计与符号学的本质联系 1.1 关于符号与符号学 早在春秋战国时期，我国的著名思想家庄子在其著作《庄子外篇》中就已提指出：“言者所以在意，得意而忘言”即：在语言和事物之间存在着表征物与被表征物的关系，语言是事物的表征物，事物是语言的被表征物，语言的任务是事物信息的被传达，语言的角色是传达信息的媒体。符号正是利用一定的媒体来代表或者指示某一事物的东西 ①意大利著名符号学家艾柯提出：将符号定义为任何这样一种东西，它根据既定的社会习惯，可被看作代表其他东西的某种东西 ---- 一个记号X代表并不在的Y，成语“雁泥鸿爪”生动准确地表述了符号的概念，鸿雁在泥沼与雪地上留下的爪印，使人们得知曾有鸿雁经过这里的事实，并且可由此推断出鸿雁的大小多寡等信息。爪印，是记号X，而鸿雁是并不在的Y。符号学，正是研究符号规律的科学。 1.2 符号从何而来？ 由于人类特有的社会劳动和语言，使人的意识活动达到了高度发展的水平，人的思维是一个由认识表象开始，再将表象记录到大脑中形成概念，而后将这些来源于实际生活经验的概念普遍化加以固定，从而是外部世界乃至自身思维世界的各种对象和过程均在大脑中产生各自对应的映像。这些影响是由直接的外在关系中分离出来，独立于思维中保持并运作的。这些印象以狭义语言为基础，又表现为可视图形，肢体动作，音乐等广义语言。 1.3 平面图形设计与符号学原理 A.平面图形设计是一个特殊的思维过程 人类的意识过程，其实是一个将世界符号化的过程，思维无非是对符号的一种挑选、组合、转换、再生的操作过程。因此可以说，人是用符号来思维的，符号是思维的主体。平面图形设计，是以信息传达为目的的，在二维的空间中对字体的位置、比例、相互关系的筹划，无疑，这也是一个思维的过程，但同时，它又不是一个通常意义上的思维过程。 这是一个开始于设计者，延续到受众观者心理活动的思维过程，而这种延续正是依赖于作为思维主体的符号。就像本文开始时提到的例子，设计者将危险动物老虎或蜜蜂符号化为黄黑相间的条纹，并依赖于它将危险与警惕的信息传达到车手的意识中。 B.平面图形设计可以说就是符号 平面图形设计从本质上讲就是以利用平面媒体传达信息为目的的，这决定了它一定是广义语言的一部分。因此，平面图形设计本身就是符号的一种表达方式；同时，它又是以符号的方式，符号的原理为依据与手 段的。由此可以见，对符号运用的合理与准确，对于达到信息传达的目的来说，是多么的重要。找到一个符号X，可以准确的传达Y的信息，成为了一个平面设计作品成败的关键。 2 更多的发掘符号的特性，更准确的运用符号的语言 平面图形设计本身是符号的表达方式，设计者借它向受众传达自身的思维过程与结论，达到指导或是劝说的目的；换言之，受众也正是通过设计者的作品，与自身经验加以印证，最终了解设计者所希望表达的思想感情。显而易见，作为中间媒体的平面图形设计作品，这时就充当着设计者思想感情符号，而这个符号所需表达的信息是否可以被观者准确的、快速的、有效的接受与认知，就成了设计作品成功与否的标志。这正是由设计者在设计的思维过程中对图形符号的挑选、组合、转换、再生把握的准确有效程度所决定的。由此可以说，符号是表达思想感情的工具。而“工欲善其事，必先利其器”这句古训在这里得到了新的诠释。 为了更好的了解和运用符号这个工具，应该理解三个方面的概念： 2.1 使符号不断的深化 符号的三个类型和层次 从符号与它指涉对象（即其指向与涉及的事物或领域）的关联上，目前在符号理论研究领域普遍认为可以将符号区分出以下三种不同的类型，同时也是符号的三个层次： ■图像符号（ICON） 图像符号是通过模拟对象或与对象的相似而构成的。如肖像， 就是某人的图像符号。人们对它具有直觉的感知，通过形象的相似就可以辨认出来。 ■指示符号（INDEX） 指示符号与所指涉的对象之间具有因果或是时空上的关联。如路标，就是道路的指示符号；而门则是建筑物出口的指示符号。 ■象征符号（SYMBOL） 象征符号与所指涉的对象间无必然或是内在的联系，它是约定俗成的结果，它所指涉的对象以及有关意义的获得，是由长时间多个人的感受所产生的联想集合而来，即社会习俗。比如红色代表着革命，桃子在中国人的眼中是长寿的象征。 上述三者，既是符号的三种类型----并存而不可相互取代，又是符号逐次深化的三个层次，一个由图像符号至指示符号再至象征符号，其程度不断深化，信息含量更加广泛的过程。鸽子的形象，出现在产品的包装上时，无疑它只是包装内商品的符号，向消费者传达的信息是“此包装内的商品是与鸽子有关”，此时，它是作为图像符号出现； 由于鸽子是人们在生活中常见到的动物，具有被人们广泛认可的动物特征，因此，它出现在路牌或是处所的标示中时，它是作为指示符号出现的，传达的信息为“此处属保护动物领域”；当这个形象再次出现，却是与枫叶的造型一起，组成了新的标志，它不再具有上述二者的含义，而是指涉慈善行业，表示一种和平，援助，并与枫叶一起，表示地域，一般人们一看到枫叶就很容易想到加拿大的形象，枫叶以成为加拿大的象征。在这里的鸽子形象，正是以它的象征符号的身份展示在人们面前了。设计师有意制造枫叶的缺角，表示失业者，并把枫叶的缺角刻意演变成一个鸽子形，表示慈善机构，正向你伸出援助之手，精妙至极地表现了“加拿大——慈善事务——恢复”的信息意念。此时，它含义的表达的准确有效无可挑剔，而这正是它由单纯的图像符号经由其内在因果关系变为指示符号，再由长时间多个人对其的感受联想赋予它更广泛的含义，飞跃为象征符号的过程的必然结果。由此可见，为了使思想感情的信息更有效准确的传达，需要一个符号不断深化的过程。但是，一味地，漫无目标的深化符号的指涉是不负责任的，是与初衷背道而驰的。 2.2 把握符号的变量思维，是一个时间和空间的范畴 作为狭义的个人思维，具有与生命等长的长时间性和对不同生活空间的探索性；作为更广义的人类社会的思维活动，具有一般意义上的永恒性与对所有涉及空间的适用性。 作为思维的主体，符号在时间与空间的变换中也是可变的。 ■不同的时间空间，使某一具体符号有着不同的指涉物； ■不同的时间空间，不同的符号指涉同一事物； 在设计中，对于符号的挑选发掘运用，应该把握住这些变量，才能使信息传达准确而不出现歧义。 A. 不同的时间空间，使某一具体符号有着不同的指涉物 河南安阳殷商遗址出土的大量龟甲兽骨上，刻有大量象形文字，称为甲骨文，这是我国可考的最早文字。这些文字当时是用来记录占卜结果的，也就是记录事件的符号。随着时间的推移，到了数千年后的今天，除了在考古工作者的眼中它还保留有记录事件符号的特性外，在绝大多数的人心目中，这些难于辨认的文字，已成为几千年前那个时代的象征。 在大量的平面设计作品中，甲骨文的形象反复出现，它所传达的信息已不再是古人询问命运的结果，而转变为人们对那个时代的追思，在这里这些文字已经成为数千年中华文明荣耀的提示符。 “卐”字符，是古代的一种符咒，护符或宗教标志，通常被认为 是火或是太阳的象征，在许多国家和地区都曾经出现。在中国等亚洲国家“卐”是一个佛教符号，在梵文中意为“吉祥之所集”，认为它是出现在释迦牟尼胸前的瑞相，用作为“万德吉祥”的标志。武则天长寿二年（公元693年）定制读音为“wan，万音”在佛经中也写作“卍”。但是，同样的一个字符，在近代的欧洲却有着完全不同的含义。1920年，当时的德国纳粹党魁希特勒将“卐”用作了纳粹党的党徽，他认为这象征着“争取雅利安人的胜利的斗争的使命”，“卐”遂成为了法西斯统治，暴力和血腥恐怖的象征。② 同一符号，在不同的空间中却有着截然相反的指涉物，“卐”是一个典型的例证。 在中国或是亚洲的设计作品中出现的吉祥含义的“卐”，是绝难被西方国家的民众所接受的，他们无法理解这个符号不同于他们习惯的指涉。 在时间空间相对一致的情况下，社会因素也是符号指涉发生变化主要因素。避孕套本是极普通的一种节育工具，但短短几十年内，不论在世界的角落，它在作为符号的指涉上都发生了巨大的变化。由于它的用途，在早期的设计作品中，它的出现仅仅是影射其行为本身，但是，当20世纪五六十年代，艾滋病的发现及迅速广泛蔓延，使避孕套这一形象在设计作品中的出现更为频繁，其指涉对象也由原来的含义转变为“防止艾滋病的传播”这样的作品在不同的地区出现，人们对它新的含义的认可程度可见一斑。网络也有着类似的经历。由于网络以成为当代人类社会必不可少的交流方式，而符号“@”是网络的表示符号，它原本的象征电脑，网络的含义渐渐被人们淡忘，取而代之的是它已成为交流的标志。。这也同样反复出现在相关主题的平面设计作品中。 B. 不同的时间空间，不同的符号指涉同一事物 我们的社会正在经历着越来越多越来越快的变化，变化着的时间和空间赋予事物以新的含义，事物也都在不断的变化着代表它的符号来适应它新的含义。生活在这样变化的时间和空间的人们对于事物的认知也在变化，建立在大脑中的映像-符号，自然会出现差别。时尚，也许是社会中变化最快的事物，每年，每月甚至每天都会有所不同。代表时尚的符号，也在随之不断地更新变化。 2002年，流氓兔的造型风靡京城，它以其精彩的情节与令人瞠目的视觉效果征服了广大的观众。很多朋友在见面时都会互相问道“看过流氓兔吗”，无疑，观看这样的一部动画，是时尚的体现，已成为代表“时尚”的众多符号之一。如今市场上很多商家，受到了这部动画的启发，创造了一群在形象上类似电影中主人公造型的形象。目的就是希望借此传达给观众，购买和使用这样的产品，是一种同观看动画流氓兔一样的时尚行为，是你永远紧握时尚脉搏的生活方式之一。而目标消费群正是这样的追求生活时尚的群体。可以想见，在更早些的时候，当这部动画还未为人所知的情况下，设计者是不会想到使用这些形象的，这些形象不可能被人们所认可的。因为当时代表时尚的符号中并没有这样的一部动画或其中的形象。红十字会是一个有战地救护发展起来的，志愿的、国际性的救护、救济团体。到现在为止，以由140个左右的国家成立了红十字会。在大多数的国家，使用白底红十字为标志，并称之为红十字会；也有一些国家和地区，比如一些阿拉伯国家使用白底红色的新月形作为它的标志，并将组织的名称定为“红新月会”；在伊朗，红十字会叫做“红狮和太阳会”，表示是白底的红狮与太阳。但是不论什么样的名称与标志，其效果都是一样的? ���圆煌�皇歉鞲龉�业奈幕�⒆诮獭⒒蚴怯牒焓�只岬睦�吩ㄔ从兴�钜彀樟恕?nbsp; 综上所述，作为思维过程或是符号表达式的平面设计作品，它所挑选、组合、加以运用的的符号元素应是具有明确指涉功能的符号。应与其所处的空间，时间，社会现实的要求或表现相一致，才能恰如其分的发挥应有的效用。这就要求设计者必须把握住他所应用的符号可能存在的变量，保证这些符号的当前值正是设计者表达思想感情的所需值，而不是它们既有的、曾有的、或可能有的其他含义。 “没有什么问题像与符号有关问题那样与人类文明的关系如此复杂如此基本的了， 符号与人类知识和生活的整个领域有关，它是人 类世界的一个普遍工具，就像物理自然界中的运动一样。”③作为人类 表达意识，传达信息的手段与方式之一的平面设计，也同样是依赖于符号学这一工具的。艾柯甚至提出“人是符号的动物”，平面图形设计的目的是人与人的交流，符号，无疑是必然的工具。作为设计者的我们，学习运用符号学的工具，会使设计更具有效的功能。设计，作为传达思想的媒体，本身就是符号，设计又是由符号元素构成的，设计者成功的挑选、组合、转换、再生这些元素，汇集成为指涉自己思想的符号，成为自身与受众共同认可的符号，这是沟通真正形成，信息准确完整的传达，设计这一思维过程才是完满的。 符号学作为一门跨学科的综合科学，其博大精深的原理与方法论在各个应用学科领域中的研究与实践是相当普遍与深入的，在平面图形设计中也是如此。 注释： ①符号正是利用...... -《理论符号学导论》，李幼燕著 P2 社会科学文献出版社1999年6月第一版 ②1920年，当时的德国...... -《辞海》，P96，1979年版 ③ “没有什么问题...... -法国新托马斯派哲学家马里坦 迪利，编，1986，5 参考文献: 1/《理论符号学导论》，李幼燕著 社会科学文献出版社 1999年6月第一版 2/《艺术现象的符号》何新著 人民文学出版社 1987 3/《中国传统吉祥图案 》李祖定主编 上海科学普及出版社 1989.10 4/《生活中的神秘符号》王红旗著 中国华侨出版社 1992.6 5/《科学符号学 》 王德胜等著 辽宁大学出版社 1992.12 6/《符号帝国》(法)巴尔特(Barthes,Roland)著 商务印书馆 1994.2 Semeiology Principle in Plane Graphics Design SONG Dong-hui,GE Jun-jie (Dept.Design,Guilin 541004,China) Abstract: As a symbol in visual design ,Graphics works as a bridge between people and culture and communications. So, we should study and know it. To deal with plane graphics design ,we should dig more symbolic characteristics, use exact semeiology principle. Keywords: symbol Semeiology imaginal thinking(形象思维) visualizati

机械设计的水平对产品的质量、性能、研发时间和经济效益等有直接或间接的影响。下文是我为大家整理的关于机械设计方面毕业论文的范文，欢迎大家阅读参考!

浅谈机械零部件设计的新思路

摘 要：机械零部件设计是人类为了实现某种预期目标而进行的一种创造性活动，是人们以长期经验积累为基础，通过力学、数学建模及试验等所形成的经验公式、图表、标准及规范作为依据运用条件性计算或类比等方法进行设计。传统设计有很多局限性，因此笔者提出了机械零部件设计的新思路。

关键词：机械;零部件;设计;新思路

机械零部件设计的传统模式是采用手工计算及绘图，虽然现在已有不少设计人员使用了计算机绘图但基本上还停留在计算机绘图的初级阶段段有将计算机在机械零部件设计的优化方面的优势充分发挥出来，就使设计的准确性较差池因为设计思路的老套化，使在生产过程中不断地出现问题设计不断地修改、修正就使其效率更低。

1、设计核心思想――创新思维

1.1运用创造思维

设计者的创造力是多种能力、个性和心理特征的综合表现，包括观察力、记忆力、想象力、思维力、表达力、自控力、文化修养、理想信念、意志性格、兴趣爱好等因素。它是社会前进、科技进步的基本动力之一，其中想象力和思维力是创造力的核心，它是将观察、记忆所得信息有控制地进行加工变换，创造表达出新成果的整个创造活动的中心。设计者不是把设计工作当成例行公事，而是时刻保持强烈的创新愿望和冲动，掌握必要创新方法，加强学习和锻炼启觉开发创造力，成为一个符合现代设计需要的创新人才。创造力的开发可从培养设计人员的创新意识、提高创新能力、士曾加创新实践等方面进行。

1.2运用发散思维

发散思维又称辐射思维，是以欲解决的问题为中心，思维者打破常规，从不同方向，多角度、多层次地考虑问题。通过提出各种不同的解决问题的途径求出多种不同的答案，才从中选出最优解决方案的思维方式。例如若提出“将两个零部件联结在一起”的问题，常规的办法有焊接、胶接、铆接、捆绑、螺栓连接等各种各样的常规方式。但运用发散思维思考以后，就可得到利用电磁力、摩擦力、压合力、抽真空、冷冻等等方法。利用发散思维可能会找到更好的更优化的解决问题的方法。发散思维是创造性思维的主要形式之一在技术创新和方案设计中具有重要的意义。

1.3运用创新思维

创新思维是建立在各类常规思维基础上的。人脑在外界信息激励下，将各种信息重新综合集成产生新的结果的思维活动过程就是创新思维。机械零部件设计的过程是创新的过程。设计者应打破常规思维的惯例追求新的功能原理、新方案、新结构、新造型、新材料、新工艺等在求异和突破中体现创新。

2、科学地进行机械零部件设计

2.1把握机械零部件设计的主要内容

机械零部件设计是机械设计的重要组成部分，是机械总体设计的基础。机械设备中的各种机构和构件及它的各种运动功能，都是通过机械零部件的精心设计、绘制出零部件的加工制造图和各部件的装配图再通过机械制造过程中的精细加工及各合格零部件的组合装配得以实现了机械设备的设计功能。

机械零部件设计的主要内容包括：根据机械设备方案设计和总体设计的要求阴确零部件的工作要求、性能、参数等，选择零部件的构形、材料、精度等，进行失效分析和工作能力计算，画出零部件图和部件装配图。机械产品整机应满足由零部件设计所决定的机械零部件的综合质量对强度、刚度、寿命、耐磨性、耐热性、振动稳定性、精度、加工及装配工艺性、维修、生产成本等方面的要求，还要满足噪声控制、防腐性能、不污染环境等环境保护要求和安全要求等。

2.2严格计算机械零部件的失效形式

机械零部件由于各种原因不能正常工作而失效，其失效形式主要有断裂、表面压碎、表面点蚀、塑性变形、过度弹性变形、共振、过热及过度磨损等。故在设计零部件时应首先进行零部件的失效分析预估失效的可能性采取相应措施，其中包括理论计算及计算准则。

常用的计算准则如下：一是强度准则。强度是机械零部件抵抗断裂、表面疲劳破坏或过大塑性变形等失效的能力;二是刚度准则。刚度是指零部件在载荷的作用下，抵抗弹性变形的能力;三是振动稳定性准则。对于高速运动或刚度较小的机械，在工作时应避免发生共振;四是耐热性准则。为了保证零部件在高温下正常工作，应合理设计其结构及合理选择材料，必要时须采用有效的降温措施;五是耐磨性准则。耐磨性是指相互接触并运动零部件的工作表面抵抗磨损的能力。当零部件过度磨损后，将会导致零部件失效报废。只有综合考虑才能最大可能地避免零部件的失效。

2.3正确选择机械零部件表面粗糙度

表面粗糙度是反映零部件表面微观几何形状误差的一个重要技术指标，是检验零部件表面质量的主要依据;其选择的合理与否，直接关系到产品的质量、使用寿命和生产成本。在机械零部件设计工作中表面粗糙度的选择应用最广的是类比法，此法简便、迅速、有效。最常用的是与公差等级相适应的表面粗糙度。

在实际应用中，对于不同类型的机器，其零部件在相同尺寸公差的条件下对表面粗糙度的要求是有差别的。这就是配合的稳定性问题。对于不同类型的机器，其零部件的配合稳定性和互换性的要求是不同的。故在设计工作中，表面粗糙度的选择归根到底还是必须从实际出发，全面衡量零部件的表面功能和工艺经济性才能作出合理的选择。

2.4全面优化机械零部件设计方法

要充分运用机械学理论和方法包括机构学、机械动力学、摩擦学、机械结构强度学、传动机械学等及计算机辅助分析的不断发展，对设计的关键技术问题能作出很好的处理，一系列新型的设计准则和方法正在形成。计算机辅助设计(CAD)是把计算机技术引入设计过程环节，用计算机完成选型、计算、绘图及其他作业的现代设计方法。

CAD技术促成机械零部件设计发生巨大的变化并成为现代机械设计的重要组成部分。目前，CAD技术向更深更广的方向发展，主要表现为：基于专家系统的智能CAD;CAD系统集成化，CAD与CAM(计算机辅助制造)的集成系统(CAD/CAM);动态三维造型技术;基于并行工程面向制造的设计技术(DFM);分布式网络CAD系统。

参考文献：

[1]王月强：《现代机械产品的零部件设计创新研究》[J]交通世界(建养.机械)，2012(06)

[2]谢志坤/路平/史科科/刘伯聪：《轻量化技术在机床设计中的应用》[J]制造技术与机床，2012(12)

机械设计制造自动化探讨

摘要：本文对机械自动化与传统的机械制造技术进行了比较分析，指出了智能化的机械设计制造成为发展趋势。机械自动化在机械制造上具有低成本、高效率和多功能的有点，能够满足人民生活和生产的多元化需求。本文中论述了机械自动化的设计的原理、优点与效益以及发展方向。

关键词：机械制造自动化原则发展方向

1 机械制造自动化符合设计的原则

1.1 满足对机器的功能要求。

任何一种产品的开发都是为了满足人们某种需求为目的的，不同的产品具有不同的性能。任何机械设计都要能够对输入的物质、能量和信息进行处理，输出需要的物质、信息和能量。机械自动化系统也应该具有这种功能，能够对物质、信息和能量进行处理。机械自动化系统包括和机电一体化产品和机电一体化技术的内容，作为产品， 又包含着设计、 制造和特定的功能以满足使用要求，而功能是由其内部有机联系的结构所决定的。

1.2利用先进技术不断创新。

根据产品或系统的功能不同，可对产品或系统进行分类。以物料搬运、加工为主，输入物质、能量和信息，经过加工处理，主要输出改变了位置和形态的物质系统称为加工机。以能量转换为主，输入能量和信息，输出不同能量的系统，称为动力机，其中输出机械能的为原动机。以信息处理为主，输入信息和能量，主要输出某种信息。

机械自动化系统除了具备上述必须的主功能外，还应具备其它内部功能，即 控制功能、动力功能、检测功能、构造功能。基于上述的功能构成原理，既有利于设计或分析各种机械自动化的产品，又有利于开拓思路，便于创造发明和创新。

2 机械自动化系统的优点与效益

2.1生产能力和工作质量提高。

机械自动化产品具有信息自动控制和自动处理的功能，其检测的精度和灵敏度有很大的提高，通过自动化控制系统能够保证机械的能按照计划完成动作，使制造过程不受操作者主观因素的影响，保证最佳的工作质量和较高的产品合格率。同时，由于机械自动化产品实现了工作自动化，所以生产力大大提高。

2.2使用安全性和可靠性提高。

机械自动化系统都有报警、监视、诊断和保护等功能。如果在工作中遇到过流、过压、过载、短路等电力故障时，能够自动停止工作，保护机械设备的完好，避免或减少人身事故，提高了设备的安全性。机械自动化产品由于采用电子元器件，减少了机械产品中的可动构件和磨损部件，从而使其具有较高的灵敏度和可靠性，故障率降低，寿命得到了延长。

2.3调整和维修方便，使用性能改善。

机械自动化产品在安装调试时，可通过改变控制程序来实现工作方式的改变，以适应不同用户对象的需要以及现场参数变化的需要。这些控制程序可通过多种手段输入到机械自动化产品的控制系统中，而不需要改变产品中的任何部件和零件。对于具有存储功能的机械自动化产品，可以事先存入若干套不同的执行程序，然后根据不同的工作对象，给定一个代码信号输入，即可按指定的预定程序进行自动工作。机械自动化产品的自动化检验和自动监视功能可对工作过程中出现的故障自动采取措施，使工作恢复正常。

2.4改善劳动条件，有利于自动化生产。

机械自动化产品自动化程度高，是知识密集型和技术密集型产品，是将人们从繁重的体力劳动中解放出来的重要途径，可以加速工厂自动化、办公自动化、农业自动化、交通自动化甚至是家庭自动化，从而可促进我国四个现代化的实现。

3机械设计制造及其自动化的发展方向

3 .1智能化。

智能化是21 世纪机械自动化技术发展的一个重要发展方向。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混饨动力学等新思想、新方法。模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得更高的控制目标。诚然，使机械自动化产品具有低级智能或人的部分智能，则是完全可能而又必要的。

3.2模块化。

模块化是一项重要而又艰巨的工程。 由于机械自动化产品种类和生产厂家繁多， 研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机械自动化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能减速、 电动机于一体的动力单元， 具有视觉、 图像处理、 识别和测距等功能的控制单元以及各种能完成典型操作的机械装置。 这样， 可利用标准单元迅速开发出新的产品，同时也可扩大生产规模。

3.3网络化。

网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育以及人们日常生活带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一体，企业间的竞争也趋于全球化。机械自动化的新产品一旦研制出来，只要其功能独到，质量可靠，很快会畅销全球。由于网络化的普及，基于网络的各种远程控制和监测技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是机械自动化产品。现场总线和局域网技术使家用电器网络化已成大势。

3.4微型化。

微型化指的是机械自动化向微观领域发展的趋势。国外将其称为微电子机械系统，或微机械自动化系统，泛指几何尺寸不超过1 cm3的机械自动化产品，并向微米、纳米级发展。微机械自动化产品体积小、耗能少、运动灵活， 在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机械自动化发展的瓶颈在于微机械技术，微机械自动化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术两类。

4结论

现代机械自动化在设计和制造上具有多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义，所以机械的设计、制造都是围绕着机械自动化来进行的。机械自动化技术所面临的共性关键技术是传感检测技术、信息处理技术、伺服驱动技术、自动化控制技术、接口技术、精密机械技术及系统总体技术等。设计人员不能只热衷于技术引进，不能仅仅安心于作为新技术的传播者， 而应该作为新技术产业化的创造者，为机电一体化技术发展开辟广阔的天地。

参考文献：

[1]吴俊松.机械设计制造及其自动化的发展方向[J].黑龙江科技信息，2013(11)：45-46.

[2]罗碧龙.机械设计制造及其自动化发展方向的研究[J].科技与企业，2013(8)：105-106.

[3]刘超.我国机械设计制造及其自动化发展方向研究[J].河南科技，2013(6)：66-67.

随着社会的进步,工业的发展,我国机械制造业得到了巨大的发展。下文是我为大家整理的关于机械设计方面毕业论文例文参考的内容，欢迎大家阅读参考!

浅析大型机械驾驶室减振设计

摘要：本文概述了工程机械减振技术的发展概况，并以大型机械的驾驶室减振设计为背景，探讨了发动机悬置设计的基本原则，并对发动机减振的布置的力学特性进行分析，最后提出了以驾驶室模态试验为基础来检验现有类型的驾驶室的结构弱点检验和构件加强的方法。

关键词：机械 驾驶室 减振设计

1、概述

工程机械在水利工程、道路施工、矿山等场合得到大量的使用，其性能的可靠性直接影响到工程建设的正常开展。这类机械的设计时通常采用静态设计，设计理念上更多的是考虑机械的强度、耐久性等和机械的工作性质直接相关因素。但从实际使用情况来看，国产的大型工程机械普遍存在着施工过程中振动过大的问题，这将间接影响设备的抗疲劳特性和操作人员的舒适性和操作的稳定性。

由于工程机械的工作环境恶劣，车体结构的振动问题更加明显，直接影响到驾驶员的舒适性和驾驶的安全性。因此对于大型工程机械而言，控制车体振动尤其是驾驶室的振动，寻求有效的减震设计方法，对于提高驾驶员的舒适度和车体驾驶室构件的疲劳寿命都是有重要意义的。大型工程机械的振动控制问题是个非常复杂的问题，本文将这一问题缩小到驾驶室的减振设计上，主要通过发动机悬置位置的优化设计，以及基于模态分析和被动隔振理论来降低驾驶室的振动效应。

早期的汽车发动机减振方法是利用硫化橡胶，但硫化橡胶在耐油和耐高温方面表现不够理想。20世纪40年代设计出了液压悬置装置来降低发动机的振幅，并取得了较好的使用效果。但液压悬置减振装置在高频激励下会出现动态硬化的问题，已经逐渐不适应汽车发动机减振的要求。

上述几类减振方式都属于被动减振技术，在此基础上，随着发动机减振技术的进步，半主动减振技术开始应用到发动机减振中，这类减振技术的代表作是半主动控制式液压悬置装置，这类减振技术的应用最为广泛。尽管后来又出现了由被动减振器、激振器等所构成的主动减振技术，这一技术能够较好的实现降噪性能，但结构非常复杂，在恶劣工作环境下的工程车辆较少使用。

在工程车辆驾驶室的舒适度设计方面，主要所依据的是动态舒适性理论，用以评价驾驶人员在驾驶室振动的条件下对主观舒适程度。从驾驶员所承受的振动来源来看，主要是受发动机的周期性振动和来自于路面的随机激励。其传递机理较为复杂，跟发动机、驾驶室、座椅等的减振都有关系。因此为便于分析，本文中只针对驾驶室的减振问题展开研究。

2、大型工程机械驾驶室的减振设计

如前文所述，驾驶室的振源激励主要来自于路面和发动机及其传动机构。来自于路面的振源激励具有很大的随机性，要进行理论分析非常困难。加之在需要使用大型工程机械的场合机械的运动速度一般都较慢，随之产生的路面激振频率较低。因此相比之下，大型机械的发动机在运行时一直都处在高速运转状态，由此产生的激振频率很高，也更容易导致构件的疲劳损坏，实践证明发动机及其附件的疲劳损坏主要是由发动机周期激振力产生的交变应力引起的。从物理背景来看，工程机械的驾驶室所受到的振动激励主要来从车架传递到台架，驾驶室的振动行为属于被动响应。为了便于分析，将驾驶室的隔振系统进行简化，以单自由度弹簧阻尼系统来对驾驶室受到振动激励过程进行分析。

2.1发动机的悬置设计

发动机在工作过程中的振动原因主要是不平衡力和力矩，这类振动不仅会引起车架的的振动，也会形成较强烈的噪声，不仅会影响到构件的使用寿命也会影响驾驶员的舒适度。要缓解发动机振动所造成的负面影响，采用悬置的设计方式是比较有效的途径，其实现方式是在动力总成和车架之间加入弹性支承元件。悬置设计方式的理论基础是发动机解耦理论，通过解除发动机六个自由度解耦，改变发动机的支撑位置，从而实现发动机自由度间振动耦合的解除。

此外，需要配合使用解除耦合后的各自由度方向的刚度与相应的阻尼系数，但应注意在解耦之后振动最强的自由度方向的共振控制，可应用主动隔振理论来确定减震器的刚度和阻尼系数。采用合适的刚度和阻尼系数的目的在于控制发动机悬置系统的减振区域。

具体到悬置设计的细节方面，主要是确定发动机支撑的数目和相应的布置位置。在考虑发动机动力总成悬置系统的支撑数目时，考虑的因素包括承重量和激振力两大类。在设计时通常都会依据车辆类型的不同选择三点或者四点支撑方式。对于大型机械而言，在实践中一般都会采用四点支撑的方式，本文中作为算例的发动机属于某型重型挖掘机的发动机。因此采用经典的四点支撑。其支撑位置选择在飞轮端和风扇端，上述两个位置分别设置两个对称的支撑点，采用支撑对称的目的在于后期解耦方便。从布置的方式上看，主要有平置、汇聚和斜置三种典型布置方式，具体采用哪种方式取决于发动机周围附属配件的布局方式以及车架所能提供的空间有关。本文中不重点讨论减振支撑的布置方式，因此仍然采用平置式的减振布置方式。

2.2悬置系统的动力学分析

为减少研究成本，在支撑的材料上选用橡胶减振器。由前节所述，由于采用的是四个平置式的橡胶减震器，因此可以在进行力学分析时将其简化为三个互相垂直的弹簧阻尼系统，从而可以构建一个发动机主动隔振的力学模型。

2.3驾驶室模态试验

在上述基本力学分析的基础上，进一步采用驾驶室模态试验的方法来检验整个驾驶室的减振效果，其目的在于掌握驾驶室的动态特性和找出驾驶室结构上的薄弱部位，同时以试验为基础还可以调整驾驶室减震器的系数匹配，减小驾驶室的整体振动响应。在试验时以快速傅里叶变换为以及，测量激振力和振动响应之间的关系，从而得到二者之间的传递函数，而模态分析的目的是通过实现来实现传递函数的曲线拟合和确定结构的模态参数。本试验中采用LMS模态测试分析软件，驾驶室所受的激振用力锤激振器来模拟。

在试验时用力锤敲击驾驶室从而制造出1-200HZ脉冲信号。通过记录下在不同激振频率下驾驶室结构的反应来确定驾驶室各个构件的强度，以及应该避免的激振频率。在得到这些基础数据后可为后续的驾驶室减振设计的选择悬置系统的减振区域的临界值，使得驾驶室所有构件的固有频率都能够位于减振器的减振区域内，从而起到抑制驾驶室结构的振动响应。

参考文献

[1]司爱国.轮式装载机行驶稳定系统开发与研究[D].北京：北京科技大学硕士学位论文.

[2]王敏.轻卡动力总成悬置系统的隔振性能[D].合肥：合肥工业大学硕士学位论文.

浅谈机械的可靠性设计

【摘要】本文主要叙述机械可靠性设计的一些基本内容，在此基础上进一步的分析了机械可靠性的优化设计，以及重点的分析了机械可靠性设计的稳健设计，希望能够对我国的机械可靠性设计发展有所帮助。

【关键词】机械可靠性设计;发展沿革;优化设计;稳健设计

引言：20世纪40年代的时候出现了可靠性设计思想，这种思想主要是将安全度作为主题所研究的可靠性理论，这项技术出现后在理论学术界以及实际工程界都有了很大的关注度，相关的理论以及方式也是不断的出现。比如：M onte C arlo 模拟法 、矩方法和以矩方法为基础的可靠性理论、响应面法、支持向量机法 、最大熵方法、随机有限元法和非概率分析方法等这些理论设计到了静强设计、疲劳强度设计、有限寿命设计的各个方面，对于结构系统、机构系统、震动系统等有这可靠性的研究。

1.机械可靠性设计的概述

在产品质量中可靠性是其最为主要的指标以及最重要的技术指标，工程界对于这一点也是越来越重视。在产品的设计、研制、装配、调试等各个环节中可靠性都有着一定的关联性，所以说在概率统计理论的基础上要加大其的推广认识，这样对于原本传统的相关问题能够很好的解决点，同时将产品质量提升上去而且使得产品成本有所降低。经过多年的发展，可靠性技术的不断发展，使得机械可靠性以及设计方式出现了很好的种类，但是就具体的实质来说，大致的分为数学模型法以及物流原因方式两种。

数学模型法就是通过某种实验数据所得概率统计为基础，逐渐的划分为两点，第一点为时间范畴中所涉及的量是可靠性质的，也是就是说因为依据某种规律在时间变动下，疲劳寿命以及耗损失都是在一定的范围之内的;第二种为，将某种偶然因素所发生结果所表现的可靠性，主要是因为不定期所出现的偶然因素所波动的，都是通过概率可靠性对于随机事件计算的，也会发展为两个方面：第一种是对模型法或者相关扩展方式，这样的方式主要是对于产品实效原因产生与产品上应力大于产品本身的强度，所以说应力概率是低于可靠度强度的，第二种为随即过程中或者是随机场不超出规定水准的概率。

2.可靠性优化设计

2.1可靠性优化设计的基本理论

无论是什么样的机械产品，在最开始的方案构建到后期的生产制造实施，都是需要经过一个设计过程的，但是现在计算不断发展，新的知识、新的材料、新的手工艺、新的会计不断的出现，使得机械产品日益在完善，这就是所谓的知识成就了技术、技术成就了产品时间。使得研究的时间越来越短，但是结构确实越来越复杂，这样的情况下顾客对于产品功能、性能、质量、或者是相关服务都有着很大的要求。

这样的趋势下，对于设计整个过程要加大进度，设计周期要缩短。同时需要注意的是，对于设计是不是能够完善来说，产品的力学性能或者是使用价值、制造成本都是有着一定行的影响的，但是对于产品企业的工作质量或者是仅仅效果也是有着相对影响的，所以说，如何将设计质量提升上去，设计理论怎么发展下去，设计技术怎么做到更好，设计过程怎么才能加快嫉妒，都是现在机械设计中所研究的重要问题。

60年代的时候是机械优化设计发展最为迅速的时候，将数学规划以及计算机技术这两种结合在一起。所谓的数学规划理念在现在已经是不断的成熟起来，计算机技术也是高速的发展和广泛的使用中，在工程设计中为最普遍使用优化设计提供相关理论以及方式。

国家能源以及相关资源的是否被合理使用都受到了产品最佳、最可靠性的问题影响，通过使用最佳或者是最可靠性设计能够得到小体积、轻质量、节能材料的产品，同时这样产品有着一定的可靠性，机械产品所进行优化设计的主要目标就是根据一定的预期点或者是安全需要，通过一种最优化的形式将产品展示处理，在进行设计的同时需要将各种载荷随机性考虑到位，同时不能忽略的是结构参数的随机性，这两点对于产品都有着一定性能的影响。

所谓的可靠性优化设计是指质量、成本、可靠度这三方面的，将产品的总体可靠度进行一定的性能约束优化，将所出现的问题合理安全性的相结合，这样也是在结构布局或者是产品质量有保证情况，使得产品有了最大化的可靠度。

2.2近年来可靠性优化设计发展

最近的30年内，机械设计领域中，因为科技的融入使得现代化设计方式以及相关的科学方式不断的出现，在可靠性设计或者是优化设计方面一定有着很高的水准，但是就单方面来说，无论是可靠性设计或者是优化设计，都不能很好的将其所具备的巨大潜力展示出来。一点是因为可靠性设计和优化设计是不相同的，在机械产品经过可靠性设计之后，不能将其工作性能或者是参数达到最为优秀的一点，还有一点是因为优化设计所包含的不是可靠性设计，机械产品要是在不可靠性情况下所进行的优化设计，不能保证产品在一定的条件下或者是时间内，能够将所规定的功能很好的完成，有的时候也许会出现一定的事故，这样直接都有着经济损失。

除此之外，因为机械产品有着很多的设计参数，要是对于多个设计参数进行确定的时候，单纯的可靠性设计就不是这样有地位了，所以在进行可靠性优化设计研究的前提下，要将机械产品可靠性要求先保证，同时保证所运行的环境是最佳的工作性能以及参数，将可靠性或者是优化性设计很好的结合在一起，然后在发展研究设计，才能得出最为优秀的设计方式。

2.2关于可靠性的稳健设计

产品质量是企业赢得用户的关键因素 。任何一种产品，它的总体质量一般可分为用户质量if't-部质量)和技术质量(内部质量)。前者是指用户所能感受到、见到、触到或听到的体现产品优劣的一些质量特性 ;后者是指产品在优良的设计和制造质量下达到理想功能 的稳健性。稳健设计作为一种低成本和高质量的设计思想和方法，对产 品性能、质量和成本综合考虑，选择出最佳设计，不仅可以提高产品的质量，而且可以降低成本。在机械产 品设计中，正确地应用稳健设计的理论与方法可以使产品在制造和使用中，或是在规定的寿命期 问内当设计因素发生微小变化时都能保证产品质量的稳定 。

结束语：总而言之，对于机械的可靠性设计而言，设计人员应该根据实际，做出最优的设计，只有这样的设计才能将可靠性或者是优化设计巨大潜力发挥出来，将两点所具有的优势已近特长全部发挥出来，才能达到产品最佳以及最可靠点，这样的设计有着最为先进和最实用的设计特点，才能最好的达到预定的目标，和保证在设计中的机械产品的质量以及经济效益。

【参考文献】

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