机械系统概念设计论文

摘要：随着经济的不断进步和发展，我国的制造业也在不断的进步。机械传动系统作为能够保障机械系统正常运行的系统，能适应不同的运动系统，从而使得整个机械系统的功能性得到更进一步的提高，并可以通过机械传动系统来提高机械系统的实用性和可行性。故在这个基础上文章对机械传动系统保障性以及机械系统的机构进行探讨和分析。以下是小编精心整理的《机械系统概念设计论文(精选3篇)》的相关内容，希望能给你带来帮助!

机械系统概念设计论文 篇1：

全自动叠丝袜机概念设计

摘 要：本文提出了一种基于单片机控制的丝袜折叠机的概念设计。建立简洁明了、实用可调、操作方便的人机界面。主要内容包括以下几个方面：

自动丝袜折叠机机械结构概念设计；驱动、传动、功能系统的机构选取。支撑机构和造型设计的初步分析；电气原理图概念设计；主回路、控制回路、功能回路的绘制。供电回路、通讯回路以及其他回路的技术分析；工作和控制流程、I/O分配、循环程序的设计、人机界面设计。

关键词：自动折叠机；丝袜；皮带轮组；可编程控制；人机界面

1、绪论

1.1课题选题背景

1.1.1丝袜生产工艺流程

袜子是成形产品。以下是丝袜生产工艺：

（1）原料颜色打样─定购原料─袜子设计─袜子打样─确定工艺；

（2）袜子大货生产—下机检验—缝头拷口—定型整烫—整理包装。

本课题研究方向解决最后一步：整理包装。

1.1.2 目前叠丝袜机研究现状

德国Jensen公司的折叠机的种类很多，可以适合不同的洗涤厂的工作量，核心零部件包括控制器、电机、变频器和光电传感器和旋转编码器等等。

江苏泰州市通洋洗涤机械制造有限公司生产的ZD3300-V智能化控制系统，取消了传统的机。

1.2本文主要研究内容

本文在分析国内外折叠机的基础上提出了一种专门用来折叠丝袜的产品概念设计。以最小的动力需求，并基于单片机编程控制，提供简洁的人机界面。通过光电传感器和电磁铁的配合，加以合理的控制程序，完成不同长度丝袜的高效折叠。并且，为了省电节能，利用光电实现自启停功能。

2、机械系统概念设计

2.1 自动叠丝袜机的性能结构分析

2.1.1 功能分析

丝袜整理方法有三种：卷、叠、叠卷合用等方法。

2.1.2 方案分析

丝袜的折叠是一个反复的运动过程，其核心算法是循环：

（1）从一端开始反复折叠

利用摩擦轮和折板构成的步進结构：

2.1从一端开始折叠示意图

工作流程为：①启动光电动作，传动摩擦轮启动；②折叠光电动作，步进摩檫轮开始下行，并将丝袜牵引至可折叠位置，然后上行复位给折叠板留出运行空间；③折叠板开始反转折叠，折叠完成后复位至水平位置；④在折叠光电一直动作的情况下，重复前三步操作，直至折叠光电复位；⑤折叠光电复位后，折板正转将丝袜送至传送到下一步；⑥启动光电设置延时，其时序等于折叠一条丝袜的工序时间。当启动光电复位后，延时一条丝袜时序后，机构自动停止。

（2）从中间开始反复折叠

利用皮带机构的带轮对丝袜挤压折叠：

2.2从中间开始折叠示意图

工作流程为：①启动光电动作，皮带轮组工作；②丝袜挡住1#光电时，延时（可调），1#电磁铁推动切块工作，延时2s复位；③丝袜挡住2#光电时，延时（可调），2#电磁铁推动切块工作，延时2s复位；④丝袜挡住3#光电时，延时（可调），3#电磁铁推动切块工作，延时2s复位；⑤如有必要可以增加带轮组，以及广电和折板来折叠更长的丝袜；⑥启动光电设置延时，其时序等于折叠一条丝袜的工序时间。当启动光电复位后，延时一条丝袜时序后，机构自动停止。

2.2 可行性方案概念结构设计

2.2.1 动力系统选用

本方案主要以旋转机构为主，采用电动机驱动，正确选择功率、转矩、转速、以及启动、调速、制动和过载等要求。

2.2.2 传动系统选用

齿轮传动功率范围大、传动效率高、使用寿命长。但需要较高的制造和安装精度，成本较高。其优可良好的在本机构应用，其缺点可很好的在本机构规避。

2.2.3 功能系统选用

本文利用光电传感器检测丝袜的行程，利用电磁铁推动折刀完成折叠过程，对这两个功能器件进行选型：

（1）光电传感器是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的。

（2）电磁铁是利用载流铁心线圈产生的电磁吸力来操纵机械装置，以完成预期动作的一种电器。因交流电磁铁启动力较大，换向时间短，能轻松推动折刀动作，因此选用交流电磁铁。

2.2.4 总装设计与造型设计分析

（1）总装设计

充分考虑驱动轴的上下移动以便调整带轮之间的间隙；光电传感器的前后左右可调性以保证光电动作精准且不会误动作；电磁铁的前后和上下的可调整性，保证折刀能正确的引导丝袜进入折叠程序。

（2）造型设计

造型设计，是指利用形状、图案或者其结合以及色彩与形状、图案的结合所做出的富有美感并能应用的形体新设计。非流水线的丝袜折叠机可借鉴打印机的造型设计。

3、电气控制系统概念设计

3.1 自动叠丝袜机的电气原理图设计

3.1.1 主回路设计

为了拥有良好的启动性能，采用星三角启动方式。

3.1.2 控制回路设计

为实现折叠功能的控制回路主要需要四个光电输入和五个输出。

3.1.3 功能回路及其他回路设计

功能回路主要由电磁铁和折刀实现，其要点是电磁铁要有延时复位功能，电磁铁动作2秒后立即复位，不影响下一条丝袜的进入。

其他回路主要围绕三个主回路进行设计。

3.2 控制回路打包方案设计

3.2.1 基于电气原理图自制PCB板

自制PCB板有助于节约成本，只需采购简单的延时继电器和输出继电器，便可焊制所需的电路板，但仅限于实验或测试使用。

3.2.2 基于C语言编程控制

C语言含有丰富的类能很好的满足客户的变更需求，成本比PLC低廉，适用于小型的非流水线的打包方案。

3.3 优化设计构想

3.3.1 人机界面

增加显示屏、旋钮、按钮给用户提供良好的人机界面，便于使用者依据丝袜的尺寸对折叠机时序进行任意调整。

3.3.2 测试参数包

对市场上的大部分丝袜进行折叠机测试，给出绝大部分丝袜的折叠机参数包；另外对折叠机设置多个出料口，不同长度的丝袜从不同的处理口出料。

作者：李小陈

机械系统概念设计论文 篇2：

关于工程机械传动系统的研究与应用

摘 要：随着经济的不断进步和发展，我国的制造业也在不断的进步。机械传动系统作为能够保障机械系统正常运行的系统，能适应不同的运动系统，从而使得整个机械系统的功能性得到更进一步的提高，并可以通过机械传动系统来提高机械系统的实用性和可行性。故在这个基础上文章对机械传动系统保障性以及机械系统的机构进行探讨和分析。

关键词：机械传动系统 保障性 自动化

0前言：

机械传动系统概念设计自动化的概念设计可以分为这几个阶段：需求阶段、描述阶段、综合阶段。体现一种组合创新的策略，以及对功能的分解和、功能与结构进行匹配和基于功能分解的结构重组之中。因为功能描述的阶段一般都有着不确定性和抽象性，这一般情况下都会设计过程带来不便，所以有国外研究者通过将机构用于功能与结构之间的搭接作用，形成“功能—机构—结构”的模式，通过这种模式可以实现基本机构的重组，而且能将系统转化为一个全部由转动副所组成的机构链。如果去进一步的对机构链中的机架、执行构件等等进行处理，就可以得到一个运动链。机械保障性是衡量产品的好坏的指标，决定了产品的生命周期。我国的机械传动系统的发展比较快，但是起步却相对较晚。在技术方面与发达国家比较还有很大的差距。而且我国的保障性分析主要是在功能与寿命这两个阶段。但是在机械传动系统这个方面还是有所欠缺的。而且作为机械传动系统的主要使用者，很多的企业并不重视经机械传动系统的保障性。另外，我国机械传动系统的保障性发展由于受技术水平的限制，所以在保障性方面还有很大的进步空间。除此之外，对于机械系统的组合方式，国内外早已经开始了研究，机械系统是一个由若干个机械组成的。构成机械系统的机构及其耦合的方式不同，那么传动的特性也就不同，而且也能实现不同的工作的需要。在机械系统的的结构研究中，传统的研究方法从构件和运动副出发、研究机构自由度的计算和具有确定运动的条件。近几十年来，由于组合机械的广泛使用和机械传动系统综合工作的需要，许多的研究人员开始了研究机械接传动系统的组合以及综合方法。

1机械传动系统的保障性探讨

保障性分析是提高机械传动系统保障性的基础，需要根据系统的要求、参数等等去选择最佳的保障方案。为了确保机械传动系统保障性设计工作的顺利实施，必须建立完整的保障性设计模型，首先，是对传动系统使用要求与系统特性的分析，为保障性设计提供参考资料，并在此基础上展开保障性分析工作，确定机械传动系统定量与定性要求；其次，细化机械传动系统保障性设计的相关要素，将保障性要求转化为具体的设计规范及设计要求；最后，是系统保障性方案的提出，根据机械传动系统的具体工作要求，确定最优的设计方案。在确定保障性要求时首先应考虑以下几个问题：一是系统应用的设备类型，二是系统的工作环境，三是系统的工作强度，四是保障条件的具体要求，五是成本方面的约束。在考虑上述要求的基础上，需要确定具体的保障性定量要求以及保障性定性要求。其中，保障性定量要求包括系统级总体性能需求、保障型设计特性要求、保障系统及资源要求等三个方面的内容；而定性要求则包括稳定性、维修性、测试性、安全性、运输型、标准化、经济性、特殊要求等。机械传动系统是传递运动和力的重要机械部件，常见的传动系统包括齿轮传动、蜗轮蜗杆传动、带传动、链传动、轮系等。我国机械传动系统的发展较晚，虽然发展较为迅速，但在系统整体的稳定性、安全性以及保障性方面存在诸多问题，一方面是由于技术基础及研究力度的差距，另一方面也归咎于开发者与使用者对机械传动系统保障性设计的重视程度不足。因此，必须重视机械传动系统的保障性设计，做好前期的保障性设计工作，建立科学的保障性设计模型，最终达到提高机械传动系统保障性的目的。

2机械传动系统的机构分析

根据机械传动系统的自由度的数目可以将机械传动系统划分为一级系统、二级系统等等。但是根据机械传动系统的结构形式可以将传动系统划分为串联系统、关联系统以及混联系统。对于耦合方式，现在的传动系统中存在两种耦合方式，主要为线性耦合和非线性耦合。线性组合是组成机械传动系统的最常用的联结方式，主要用来建立一级的机构之间的联系。可以形成串式的线性结构，也可以进行运动的一个分流。线性的耦合是全部由线性耦合连结的机械传动系统称为线性系统。根据线性耦合的特性 ，可知线性系统的分析与综合都是比

较容易的。按照递推关系可以由前到后地逐一进行运动分析 ，还可以由后到前 （由最终目标出发 ）逐一地确定齿数的简单过程。由于线性耦合不改变相关机构的基本性态 ，前一机构对后一机构的作用仅在于提供某种输入运动 ，而后一机构的输出运动 （尤其是实现某种运动轨迹时 ）主要取决于它自身的性能及尺寸参数。因此 ，对于几个基本机构组成的线性系统 ，前 n - 1个机构的累加作用 ，往往可由更加简化的方案替代。例如 ，串联线性系统类的轮系有时就可以由一个大减速比的新型传动机构 （摆线针轮 ，谐波传动等 ）替换。但线性累加难以使机构系统性能发生质变性的飞跃 ，这就决定了利用线性系统难以实现特殊的运动规律。从思维活动的特点来看 ，线性系统的综合较多程序化 ，而较少创造性。通过一个共同的活动构件和一个低副相连接。它的两个基本构建不改变原有的基本形态。然而非线性耦合主要用于混合系统中一级机构与更高类别机构之间的联接 ，也可用于二级机构之间和二级机构与更高类别机构之间的联接。非线性耦合的基本特征是为后续基本机构提供所需的多个输入运动。

非线性的耦合会使机械传动系统的结构复杂化 ，给运动分析和型综合带来一定的困难。但其综合效果好 ，适应能力强。对于实现特殊运动规律而言 ，型综合的质量不但关系着机构综合的最终结果 ，也直接影响着尺度综合工作的难易的程度。恰当的非线性耦合可能会减少尺度综合工作的难度。

3结语

经济的快速发展以及国家政策的大力支持，机械系统的保障性分析和机械系统的机构分析的研究更为深入。整个机械系统中，机械传动系统是系統的核心力量，而传动系统保障性和传动系统的机构分析则是核心力量中的关键，它们影响着整个机械系统的性能。

参考文献：

[1]赵晓波.机械传动系统保障性设计研究[J].机械制造，2013（1）.

[2]王凯.机械传动系统综合测试与故障诊断探微[J].新课程（中旬），2012（7）.

[3]刘行远 .机械传动系统中机构的组合方式.西北工业大学科学报告会论文 ， 1983年 6月

[4]从晓霞 .关于机构形式综合与创造性设计的探讨 .机械科学与技术 ， 1994（ 1）

作者简介：

李德浩（1989-），男，民族：汉，籍贯（精确到市）：广东省珠海市，学历：本科，研究方向：机械。

作者：李德浩

机械系统概念设计论文 篇3：

现代机械设计的创新设计理论与研究

摘要：目前国内的社会经济发展已进入了崭新的阶段，过去的经济发展模式要展开创新以完成更快的发展壮大。而在当代阶段，创新打造是社会经济发展的核心价值，完成创新打造要有相应的技术工艺支撑及其经济形势当做发展壮大的前提，更要现今的设计创意概念及其打造形式。当代高端创新科技的运用于扩展要在社会经济发展中重视起来。鉴于此，文中将对当代机械设计展开基本的探究，以更快的打造新的设计创新科技，培育出更成熟的创新能力思维形式。

关键词：现代机械设计;设计创意概念;创造形式

在创新科技与信息科技迅猛发展的时代特征下，对机械设计尤其是工业设计强调了严格规范。机械设计技术人员不但要具备牢固的理论基础，还要具备极强的创新意识与思维能力。在设计概念上需要与时俱进，设计出达到人们所需的设备。

一、现代机械设计概念与形式需具備的特点

（一）创新能力与系统化

创新是各个行业发展壮大的根本，假如企业不及时创新改善，设备会慢慢被市场所击败。因而当代机械设计概念需具备创新能力，探究技术人员能够在过去设计概念的前提上，推陈出新，并对于存在的不足展开成熟，发挥思维能力，发挥创造力。将当代高端技术工艺及概念融合进来，能够在机械产品质量问题和构造上展开创新，尽量节省成本，提升设计能力，进而使当代机械概念达到市场的需求，为出色机械设备的制造给予有效的前提。此外，设计技术人员还需展现当代机械设计的系统化特点，运用诸多组成形式，发掘本质魅力，展开机械设备优化设计，在每个环节中展开创新。

（二）前沿性与融合性

人们为何要展开当代机械设计，是为了能达到市场的需求，为生活和生产给予便捷。因而在设计过程中，要展现前沿性特点，融合不一样的机械的生产及运用环境展开多方位考虑，防止设计出的设备脱离实际，因外部多种要素没法顺利运作。另外，与过去机械设计概念对比，当代概念和形式发展过晚，应属新型科目，为了能推动当代机械设计的迅速发展壮大，要将结构力学、互联网技术等科目内容融合进来，充实机械设计概念，突出其融合性特点[1]。

二、现代机械设计与创新的标准

推进机械创新不但规定设计出的物件具备很强的经济收益，让机械设备制造企业得到经济收益。并且还要有相应的社会服务性，达到这两种特点才可以让机械设备制造设备有更快的发展趋势。因此，这类设计与创新达到相应的标准，当代机械设计与打造出的仪器设备必定会对人们的生活形式带来较大的影响，对人们的生活形成大转化。选用创新的机械设备必须是方便了人们的生产生活，机械系统的创造设计一定要和人的思维模式结合起来，适用以人为本的设计[2]。在创新创造高科技产品的阶段中，要充分考虑市场的特征，充分考虑设备如果完成有关的效益，生产一定要创造出昂贵的社会与经济收益。在机械设备的制造培育阶段中，要对设计的设备具有必须的创新思维能力，让这类设备转化为一类创新的工具或是创新的形式。

三、现代机械与自动化创新设计的方法

（一）行业领域技术学习法

行业领域技术学习法主要是将别的行业中所创造的优秀成果、近代化方式和技术应用到机械与自动化设计中，或是将一类机械设备设备的工作思路选用到别的机械设备产品中，设计出最新型的机械设备设备。在具体工作上，机械设备设计产品团体将全新的AI芯片运用到无人飞行器机械设备设计产品上，从而进一步提高了设备的便捷性，推动了无人飞行器行业领域的改革创新。

（二）选用并行与融合设计方法

过去的机械设备概念选用串行形式完成设计，可是过程中将会不停调整，消耗许多时间与成本。为了能防止此问题出现，设计技术人员可选用并行与融合形式完成设计，即在机械制造同一时间范围内，一起完成设计产品及运作检测[3]。此技术应用方式能够在设计生产周期内及早发现并处理问题，减少反复调整频次。因而在机械设计及研发过程中，工作者要选用创新方式融合设计，全方位思考各类原因，调整各类参数，健全产品功能与特征，从而减少研发时间，提高设计质量。

（三）团体工作理念

借助团结合作，充分运用团体中每一个人的价值。在当代机械与自动化设计过程中，团体队长会将团体设备的工作规定拆分为多个小方面，将技术人员分为不一样的工作组。由每一个工作组技术人员依照所划分到的产品需求方面，论述自己的设计构思，互动交流。用讨论法来扩散他们的设计创意，更加健全当代机械设备设备的设计构思。

四、现代机械设计的创新设计概念与方式的运用方式

（一）培育专业性当代机械设计的创新设计优秀人才

对当代机械设计设计理念与方式完成合理的运用，最重要的便是有关的专业性设计优秀人才。这类设计优秀人才要具有专业性的机械设计基础知识，一起要对当代机械设备创新设计的关键方式和当代这类设计的标准及特征，完成一定的掌握，在全面性的基本上强调有关的创新方法。并且社会在不断创新和发展有关的最新型技术应用也在不停的规划和发展。

（二）中国的经济政策援助

机械设计的创新与当今社会各层面都是密切相关的，与当今社会的经济增长融合至关重要。在以往的俗话所说到要想富先修路，故此修路历程中就必须要运用到当代机械设备。在近代化时期便捷的交通依然是考量一个地方经济增长的关键标准，便捷的交通能够为本地的经济带来快速的进步，故此经济与机械制造也是紧密联系的。这就必须要中国有关部门对机械制造进行相应的财力政策开展经济政策援助，助推机械制造更快的完成理论创新与方式的探讨。在当中都必须要财力的许多援助，除去机械制造领域自身因产品收益所获得的经济效益外，还必须要多数的依赖于中国的资金援助。

（三）学习培训并参考发达国家的相关经验

当代机械设计理论与方式在发达国家早已处于稳定时期，中国依然处于这类设计概念与方式，探讨的发展时期。在目前经济全球化的发展趋势中，中国应当积极地向发达国家学习培训相应的机械设计与制造创新的方式与理论，也需要融合中国机械制造领域的具体情况;有目的性有可选择性的开展运用，让当代机械设计的创新理念与方式在中国获得有效的进步与运用，为中国的机械制造行业发展带来充裕的动力[4]。

五、结束语

为达到当代市场多样化要求，机械设计行业需加强计算机技术的运用，依靠计算机技术完成生产数据和制造资源数据等的互享。对于目前存在的问题，坚持实事求是具体分析，为进一步提高机械化设计自动化能力，促进中国机械设计自动化能力踏入快速进步道路助推，努力争取与世界领先地位接轨，创造出更大的社会经济效益。

参考文献

[1]张克啸.浅谈现代机械设计的创新设计理论与方法研究[J].内燃机与配件，2020，000（004）：P.177-178.

[2]刘嘉璐.现代机械设计的创新方法研究[J].内燃机与配件，2020，000（004）：P.222-224.

[3]王世强.现代机械设计的创新设计理论与方法[J].时代汽车，2019（11）：62-63.

河南工学院，河南新乡 453003

作者：李俊男 陈诚