绿色设计背景下机械设计论文

摘要：我国经济不断发展，各行各业都在经济大发展时代背景下呈现迅猛发展速度，工业是行业发展中的佼佼者，更是带动我国经济发展中流砥柱。机械制造业是工业发展中的重要组成部分，但在实际中，机械制造业会消耗大量能源，产生大量的工业垃圾，造成严重的环境污染，不利于企业实现可持续发展。下面是小编为大家整理的《绿色设计背景下机械设计论文(精选3篇)》仅供参考，希望能够帮助到大家。

绿色设计背景下机械设计论文 篇1：

浅谈新背景下机械设计与制造中的绿色设计法

【摘要】绿色设计法是新背景下机械设计与制造环境友好型的保证。本文主要分析了绿色设计的概念，绿色设计的要求及优点，并就绿色设计方法的整个过程和意义进行了探讨。

【关键词】机械；设计；制造；绿色；设计法

机械制造行业在生产机器的同时会产生了大量的工业废水，废气，固体污染废物。随着企业家和技术人员以及普通大众环保意识的增长，人们意识到，如果继续经营这样一个庞大的机械装备制造系统而不作出改变，将不利于整个行业和社会的可持续发展，迫切需要探索符合环保，节能，能源，污染少的绿色的机械设计和制造方法，并采取相应的绿色模式，以适应社会发展所需要的绿色产品诞生的理念设计方法。

一、绿色设计的概念

绿色设计，也叫生态设计，环境设计和环境意识设计。进行绿色设计是为了减少产品的环境破坏度和更好利用自然资源，实现绿色拆解和可循环回收，可重用的设计目标。考虑到产品应具备的基本功能，经济和质量及其他因素，通常的传统的产品设计是根据产品的基本特性的功能、品质、生活、生产、产品开发周期，使用串行方法，即分析市场需求，再由设计部门对结果进行分析，最后由设计师对产品进行设计，并画在图纸上，另一个部门进行模具的设计和制造准备，采购部门按照要求进行采购，然后由生产部门进行生产、加工和测试，得到结果后，再对设计和工艺进行反复修改，最后进行再加工和再检测，直至符合要求。开发周期越长，产品的拆卸及寿命结束，回收就更困难，造成了大量的能源和资源浪费，并会污染环境。

绿色设计是人们基于现代科技文化所引起的环境及生态破坏的反思，它也是设计师道德和社会责任心的回归。

机械设计的绿色设计法包括好几个方面，具体见图1。

在绿色设计中要从选择产品材料、确定生产和加工流程，选定产品包装材料，直到运输到位等整个过程都要考虑资源消耗对于环境的影响，以找到最合理和最优化的结构和方案，最大限度的降低资源消耗和环境负影响。

二、绿色设计的要求及优点

（一）绿色设计的要求

绿色设计是一种全新的设计理念，并且它附带着一定的设计规则。首先，尽量做到以最少的使用原材料，最少的生物降解材料，以及很少或没有毒的物质材料来完成设计和制造。其次，产品在结构上要做到小而精简，尽量减少零件的使用数量。最后，实现生产过程的废物最小化，减少这个过程中的污染物排放量，采用先进的制造装置来减少使用的液体。

（二）绿色设计的优点

使用绿色设计可以实现最大限度地能源节约和材料资源利用；绿色产品设计可以实现材料数量和材料种类的最少使用；尽量简化设备结构，合理使用材料，并可最大限度地实现设备材料的再利用；最大限度地减少污染、保护环境；实现绿色产品从开发设计、生产制造到使用维护乃至报废后回收处理的各个过程的无污染和无负面影响。

三、绿色设计方法

（一）绿色产品的初始设计

准确、全面的描述绿色产品，创建一个绿色产品评价模型系统，认真研究绿色设计实例和其他机械设计，采用多目标模糊优化设计，使产品最轻、最小和使用材料最少；目前国家提出了绿色产品的评价指标体系和评价标准的制定原则，评估绿色产品设计过程采用模糊评价法，并适当的发展评估工具。

（二）绿色设计的材料选择

绿色产品设计的相关要求，使得传统的选择流程和程序发生了改变，需要选择适用的性能，并协调好与环境绿色设计要求的材料的发展，提供再生绿色材料，绿色产品设计，提高输出产品功能，简化结构，减少所用材料，可选易于加工、能耗低、污染少的材料，使用可回收的轻型材料，如汽车使用铝制车身，可减少40%的重量，并节省燃油消耗；使用柳条、竹、麻、木材等可再生的材料在产品包装上。再者，还应加强材料管理，绿色产品设计中的物料管理主要包括两个方面：一方面不能含有对人体有害的成分和配料素材；另一方面，在产品的生命周期中，可以对部分进行可回收使用，争取在处理后将其环境破坏度降到最低。

（三）拆卸的产品设计

现代机械产品往往需要使用各种不同的材料，目前拆除回收已成为绿色设计研究的主要热点。不可拆卸不仅浪费了大量可重用的组件材料，还形成了许多无法处理的垃圾，而且还严重污染环境。这就使得良性发展现代机械，成为了机械设计的重要内容。可拆卸回收是绿色产品设计的主要内容，它需要产品早期阶段就进行可拆卸的结构设计，这样的设计结构易于拆卸、维修，并且使得产品可进行再利用，充分和有效的回收和重用，以达到节约资源和能源、保护环境，灵活拆卸的目的，改变传统的产品结构设计连接模式，并以轻松卸除连接模式取而代之。可拆卸分为两类：一类是基于成熟的结构耦合的结构设计方法，如螺栓连接，另一类是基于计算机的设计方法发展拆装系统的评价指标体系、评价方法、拆卸卸载结构的设计标准，并制定相应的评价软件。

（四）产品的可回收性设计

回收设计就是在进行产品设计的初期阶段，充分考虑产品零部件及材料的回收可能性、回收价值、回收处理方法、回收处理结构工艺性等与可回收有关的一系列问题，以达到零部件及材料资源和能源的充分有效利用，并在回收过程中对环境污染为最小的一种设计思想和方法。

（五）机械产品绿色设计实例研究

机械产品绿色设计要求在初期设计时考虑其零件回收及再生的可能性，即在其它新产品中，可以利用使用过的或废弃产品中的零部件及材料。从产品的回收层次来看，产品的回收有6个层次，即产品级、部件级、零件级、材料级、能量级和填埋级。

现对某一Z50型装载机变速箱回收处理的过程大致如下：

清除减速箱内的废油，用专门的装置过滤回收，拆卸各轴系零部件，进行重用、修复、材料回收或废弃处理。而拆卸回收优化模型，是一个非线性的、混合离散的，直接求解困难较大。现根据Z50型装载机变速箱拆卸回收的具体情况，假设完全拆卸的边界条件，可近似求出各轴系部件的最优拆卸顺序。例如在求解Z50型装载机变速箱V轴系最优拆卸顺序时，即在装配模型图建立的基础上，通过产品拆卸网络的构建，实现从装配模型图到拆卸模型图的转化。具体步骤是首先对零部件层次划分，形成V轴系的零部件层次图，如图2（b）所示，接着进行装配与拆卸转换，整体拆卸后再进行细拆，最后得出V轴系的拆卸模型如图2（c）所示。由此得出的拆卸序列为：

① ②→1→③→4→3④⑤→④→⑤→2

分析后可知，按以上序列执行拆卸的过程是由外往内进行的，所花费时间最少，因此计算结果符合要求。图2所示为Z50型装载机变速箱V轴系最优拆卸顺序求解结果。

滤清后的柴油和机油进行重用；

拆卸可直接重用的零部件，根據评估对其中可以直接重用的零部件进行回收；

对可修复后重新利用的零部件及可降级使用的零部件进行拆解回收，进入再制造环节；

对材料回收的部分，按回收材料企业的要求进行切割，进入材料回收环节；

对废弃物无害化处理后，进行填埋和焚烧。

其中，对变速箱的每根轴系零部件均需在理论上进行具体的回收方式考察，并在此基础上进行了零件级回收零件的改进设计，从而保证零件的实际回收价值。

参考文献：

[1]曾庆良，许艳.机械工业产品的绿色设计研究[J].现代机械.2005，（2）：58—59.

[2]苏纯，陈志伟.绿色设计法在机械产品设计中的应用[J].中国制造业信息化.2008，4（3）：30-31.

作者：谭国辉

绿色设计背景下机械设计论文 篇2：

绿色理念在机械设计制造中的应用

摘要：我国经济不断发展，各行各业都在经济大发展时代背景下呈现迅猛发展速度，工业是行业发展中的佼佼者，更是带动我国经济发展中流砥柱。机械制造业是工业发展中的重要组成部分，但在实际中，机械制造业会消耗大量能源，产生大量的工业垃圾，造成严重的环境污染，不利于企业实现可持续发展。当下，为了改善环境，降低能源消耗，国家大力提倡绿色环保理念，机械设计制造应融入绿色环保理念，提升能源利用率，降低能源消耗，科学处理工业垃圾，减轻对环境污染，协调工业发展与环境保护之间的关系，实现企业经济效益与社会效益的同步提升。本文结合绿色机械设计的基本理念，深入分析了机械设计制造中绿色理念应用重要性，以及应用的具体措施，为构建科学完善的绿色机械设计体系，实现机械设计制造的技术化、体系化、规范化与现代化，推动机械制造行业实现健康、可持续发展，提供了宝贵的借鉴性经验。

关键词：绿色设计理念;机械设计制造;应用

引言

经济发展与环境保护之间的矛盾是我国社会发展中的主要矛盾，机械制造业作为能源消耗极大的产业之一，在机械设计制造时，应改善传统的设计理念，融入绿色环保理念，减轻对环境污染，降低能源损耗，提升企业生产效率同时，协调好环境保护之间的关系。所以，在机械设计制造中应用绿色理念，通过节约能源，实现能源的高效可循环利用，能够有效确保企业实现稳步、长久的发展。减少资源浪费的同时，能够将资金投入到产品设计之中，提升产品性能，从而提高企业综合竞争实力，促使企业在激烈的市场竞争中始终占据优势地位。

一、 绿色机械设计的基本概念

机械设计是指对机械产品结构、性能等进行深入分析，科学的合设计各个零部件的环节，需要零部件的尺寸、组合等进行合理配置，确保机械设计产品的质量，确保产品性能满足企业销售需求。在机械制造设计时，融入绿色理念，能够提升结构设计之间的紧密性，提升能源利用率，实现产品高质量高性能与环保性能之间的协调。绿色理念应有在机械设计制造之中具有十分明显优势，主要体现在以下方面：绿色理念、技术与机械设计制造技术具有较高的契合度，能够确保机械产品制造的有序、高效实施，提高产品质量，提升产品环保性能，产品在激烈的市场竞争中保持良好优势;其次，绿色理念应用在机械设计制造之中，具有超强的适用性，绿色技术能够很快适应各个区域的特点，例如：人文历史、自然条件等。

二、 機械设计制造中应用绿色理念的重要性

（一）增强机械设计制造的环保性

在机械设计制造业中，设计方案之中未能融入绿色环保理念，未能科学的应用绿色环保技术，在产品制造时对环境造成一定的污染。近些年来，我国科学技术得到了快速发展，但是与发达国家相比，还是存在一定差距，在我国机械设计制造行业之中，传统的设计理念、制造方法仍然占据主要地位，这种设计理念单纯的重视经济效益的提升，忽视了产品环保性能，忽视了产品生产对环境造成污染，忽视了能源的大量消耗等，存在严重问题。所以，为了能保障机械制造企业实现长久、健康发展，需要在机械设计制造时充分将绿色环保考虑进去，在设计方案中尽量降低对环境污染，提升能源利用率，设计质量有保障、绿色环保的机械产品，在提升企业经济效益同时，实现企业肩负着的重大社会责任。

（二）提升废弃绿色机械产品的循环利用率

我国经济不断发展，人们生活水平逐渐提升，机械产品已经成为人们生活中必不可少的产品。为了满足社会发展需要，以及人们对产品品质的需求，机械铲平更新速度极快，导致机械产品的废弃量逐渐加大，工业垃圾数量逐渐增多，造成严重的环境污染，这些废弃的机械产品大多数都是采用传统的制造方法，环保性差，在淘汰之后可循好利用的几率小。但在机械设计之中应用绿色理念，制造的产品环保性能高，资源消耗少，产品在废弃之后能够实现良好的可循环利用，能够实现对废弃产品的科学处理，最大限度的降低对环境的污染。

三、 机械设计制造中应用绿色理念的措施

（一）选择绿色环保材料应用在机械制造之中

在机械设计制造之中选用绿色环保材料，是贯彻绿色理念的重要体现。绿色材料具体指能够降低机械产品在生产过程中的能源消耗，能够减轻环境污染，能够最大限度的减轻对人们身体健康造成的影响，实现机械制造业发展与环保保护之间的协调。同时在机械设计制造中应用绿色材料，需要同时确保机械产品加工质量、良好外观以及产品的环保性能。当下我国机械设计制造行业之中应用的材料对环境污染严重，能源消耗极大，对人们身体健康产生一定危害，不仅对企业发展造成一定影响，更对构建环境友好型社会的构建产生消极影响。因此在机械设计制造行业之中越来越重视绿色环保材料的应用，应用绿色材料，保障人们健康，实现产品生产过程的绿色、低碳环保，提升产品环保性能。

（二）产品设计方面的应用情况

当下我国机械制造行业的发展之中，绿色理念没有充分应用在机械设计之中，反而是传统的设计理念依然占据主导地位，只考虑到产品经济效益，导致产品环保性能较差，不能满足市场需要，面临被市场淘汰的问题。所以，在机械设计制造之中，设计人员应认识到绿色理念对产品的重要性，掌握绿色理念相关知识，能够切实的将绿色理念应用在机械产品设计之中，在提升产品质量同时，充分考虑到机械产品对环境产生影响，提升产品环保性能，降低能源消耗，有效满足市场对机械产品的需求。

（三）加大绿色理念在机械设计制造中的应用

要想充分落实绿色环保理念在机械设计制造中的应用，需要确保政策、人才、技术等多方面的大力支持。首先，政府作为绿色理念的推广的主体，需要制定相应的绿色环保政策，为企业实现绿色理念提供优惠政策、加大资金投入，同时需要加强对机械制造行业绿色理念落实的具体实施，是确保绿色理念快速发展的重要巴保障;其次，机械制造企业应重视绿色环保技术的发展与创新，积极引入先进的环保技术，优化机械设计方案，实现机械产品生产环保性;最后，机械制造企业应重视技术人才的培养，只有构建专业热绿色设计人员团队，才能实现机械产品绿色制造，提升机械产品环保性能，推动机械制造企业实现健康的可持续发展。

结束语

机械制造业作为能源消耗量极大的产业之一，需要秉持我国绿色环保理念，在机械设计制造中全程贯彻绿色理念，确保产品质量，提升产品环保性能，才能满足市场需求，推动我国机械制造行业实现更好、更快发展。

参考文献：

[1] 文云亮 . 绿色理念在机械设计制造中的应用 [J]. 建筑工程技术与设计，2017，（23）：5000-5000.

[2] 戴治敏.浅析绿色设计理念在机械设计制造中的应用[J].科技咨询，2016（14）：205.

[3] 赵荐轩 . 绿色理念在机械设计制造中的应用 [J]. 中国石油和化工标准与质量，2018，38（9）：74-75.

作者简介：

时鑫凯（1998.11-），男，河南省杞县人，郑州市郑州大学机械与动力工程学院机械工程专业，本科生。

王勃衡（1999.03-），男，河南省南阳人，郑州市郑州大学机械与动力工程学院机械工程专业，本科生。

王瑞（1999.02-），男，吉林省长春人，郑州市郑州大学机械与动力工程学院机械工程专业，本科生。

作者：时鑫凯 王勃衡 王瑞

绿色设计背景下机械设计论文 篇3：

绿色设计理念在机械设计与制造中的应用分析

摘要：随着我国工业发展进入一个新的时期，我国工业领域面临的主要问题是环境污染日渐加剧，所以为了促使我国工业健康、稳定发展，如何加强工业生产与生态环境之间的和谐已成为社会共同关注的问题。机械制造业在工业生产领域占有很大比重，同时也是我国国民经济支柱型产业，所以加强绿色设计理念在机械设计与制造中的应用，对我国工业良性发展与经济增长有着特殊意义。本文就现阶段绿色设计理念核心内容进行分析，探讨绿色设计理念在机械设计与制造中的实际应用。

关键词：绿色设计理念机械设计与制造应用现状

随着我国工业不断发展，“绿色环保”与“节能”是现阶段工业生产领域主要发展方向，同时也是促进我国可持续发展的主要方针政策。机械制造业总体水平可以代表一个国家整体科技水平，而我国机械制造业在经济发展中占有很大比重，所以发展绿色设计理念是当前机械制造业一个新的战略理念。将绿色设计理念有效融入机械设计与制造领域中，可以优化机械制造产业能源配置，减少其在生产过程中对环境产生的污染，从而促进机械制造产业健康、高效的可持续发展。

1.绿色设计理念基本概念简述

机械设计是机械制造企业生产中的第一步，机械设计水平同时也对机械总体性能有着直接影响，所以机械设计是根据机械产品总体要求对产品结构、运行方式、能源动力、零件结构与材质等进行分析，经过精密计算从而设计出符合实际使用要求的机械产品。绿色设计理念在机械设计原有基础上，充分考虑机械产品对能源、自然环境产生的影响，使机械产品在保证稳定性与实用性基础上，最大限度的降低机械产品对能源的消耗，同时减少机械产品对自然环境产生的污染。绿色设计理念是建立在可持续发展理念基础上，同时也是促进机械制造业达成可持续发展这一理念的主要途径，现阶段绿色设计理念在机械制造业广受亲睐，使其在降低机械产品对环境污染的同时，对机械制造产业能源结构进行有效优化，从而使产品在生产与使用环节有效降低能源消耗，从而促进机械制造产业可持续发展。

2.绿色设计理念对机械设计与制造的影响

近年来，绿色设计理念在我国机械制造产业应用范围逐渐增加，随着绿色设计理念在各机械制造企业中的应用与发展，绿色设计理念与传统设计理念之间的优劣性一目了然。传统机械设计主要围绕市场需求为中心，再根据市场需求机械功能、质量以及使用寿命进行设计，而这个设计周期与生产周期相对较长，部分机械产品在报废之后很难进行拆卸与回收，造成这部分资源被浪费以及对环境产生直接污染。绿色设计理念的核心是减少机械产品对环境的污染，在保障机械产品质量的同时，也能减少其在生产过程中的资源消耗以及其使用中的能源消耗，机械产品在使用寿命上也相对较长的同时更加方便拆卸与回收，不仅有效减少机械产品在使用中对环境污染，同时也使机械产品在报废之后有效回收与循环使用，在保障机械产业可持续发展的同时，促进机械产业取得更大的经济效益。

3.绿色设计理念在机械设计与制造中的实际应用分析

3.1优化产品原材料选择

绿色设计理念要求机械产品原材料选择以可循环使用、对环境污染少的材质为主，同时也要注重材质在能源消耗量方面的选择，减少

具有放射性与有毒有害材料的使用量。绿色设计理念要求机械产品在原材料选择过程中，主要以可循环利用材质为主，减少机械再制造过程中原材料种类繁多现象，从而减少机械报废后的回收成本。

3.2优化产品拆卸性设计

绿色设计理念要求机械产品在报废后易于拆卸与回收，所以机械机构设计更加易于拆卸。机械产品结构优劣性是考验机械设计的主要标准，同时也是对机械在报废后拆卸性的前提条件，绿色设计理念更加注重机械产品总体的可循环利用性能，通过优化机械产品可拆卸性能设计，使机械产品在报废之后更加易于拆卸与回收。

3.3优化产品生产成本投入

绿色设计理念要求机械产品在保障质量的同时，优化其原材料配置以降低原材料种类，从而達到降低生产成本以及减少机械产品对环境产生的污染。机械产品在原材料选择时以可回收循环利用的材质为主，部分污染程度较高、带有辐射的材料使用其他材料代替，使机械产品在使用与生产过程中更加环保，同时促使机械产品在生产过程中成本控制更加优越。

3.4优化产品包装设计

绿色设计理念要求机械产品在包装设计过程中，要减少包装材料使用量与可循环使用性，从而减少机械产品包装因不可回收对环境产生的污染。绿色产品包装设计以在满足产品需要的同时，使包装材料使用量得到优化选择，同时在包装材质选择上更加倾向于可循环利用性能，同时减少对人体与环境产生危害的包装材质使用。

3.5优化产品设计数据库

绿色设计理念要求机械产品数据库在存储机械基本数据的同时，将产品使用寿命周期、环境性与经济性相关数据有效融入其中，同时对机械产品所有材质成分以及对环境产生的不同影响数值、机械回收利用参数等都能录入产品数据库。机械产品设计数据库在优化处理后，可以为维修人员提供更加精准的数据，同时也使机械环境影响调查更加便捷。

4.结束语

随着经济全球化对我国各领域影响力逐渐增加，机械制造业在面临国际市场竞争的同时，更要面临我国资源储量与能源储量日益减少的严重形势，所以加强绿色设计理念应用范围对我国机械设计与制造产业发展有着特殊意义，同时也是机械制造产业可持续发展的重要前提保障。

参考文献：

[1]于崇飞.解析新时期背景下机械设计与制造中的绿色设计法.科技论坛，2013.

[2]龚林生.绿色理念在机械设计与制造中的应用.工业技术.2014.

[3]张向红，张丹.绿色理念在机械设计制造中的应用.煤炭技术.2013.

作者：徐发亮