近些年来,科学技术不断发展,社会生产对机械设计制作的要求也不断提高。下文是小编为大家整理的关于大学机械设计论文发表的范文，欢迎大家阅读参考!
大学机械设计论文发表篇1
浅谈机械工厂场地竖向设计
摘要竖向设计是场地设计中一个重要的有机组成部分，它与总平面布置密切联系而不可分割。本文通过作者几个亲身设计的机械工厂实例，总结机械工厂场地竖向设计的一般规律。
关键词机械工厂竖向设计 物流运输 场地设计标高
一 问题的提出
设计地面是将自然地形加以适当改造，使其满足设计项目对场地平整程度和高差变化的使用功能要求。根据设计地面整平面之间的连接方法不同，地面的竖向布置形式分为以下三种：
1.1平坡式
平坡式一般适用于自然地形较为平缓(坡度在3%～4%之间)的场地;以及建筑密度大且铁路、道路、管线较密集，单个建筑占地较大，建筑布置集中，对场地地面坡度要求较严格(坡度小于2%)的建设项目。
1.2台阶式
台阶式布置适用于自然坡度较大(大于4%)、面积较大的场地;或单体建筑占地较小、建筑布置分散，道路交通联系简单、管线不多，以及有大量单向重力运输要求(建筑物之间高差在1.5米以上)的建设项目。
1.3混合式
混合式(又称重点式)竖向布置，是混合运用上述两种形式进行的竖向布置，即根据使用要求和地形特点，把建设用地分为几个区域，有的区域采用平坦式以利于建筑的布置，而有的区域则采取台阶式以适应自然地形的复杂变化。如丘陵地区，为保证主体建筑的建设及交通等要求，可采用平坡式;而辅助部分则可按阶梯式布置。
以上三种竖向布置形式适用于各类建设项目的竖向设计，但对于机械工厂场地设计来讲，采用那种竖向设计形式才能充分利用、合理改造自然地形?如何合理选择场地设计标高，使之满足建设项目的使用功能要求?再者对机械工厂的场地竖向设计有没有规律可循呢?
二 策略与措施
2.1平原地区的机械工厂竖向设计
厂区竖向设计之前，首先应考虑满足生产工艺及物料运输的要求，脱离物流运输这个重要环节的竖向设计往往是不成熟的。机械工厂外部运输方式一般为汽车运输，厂内运输方式主要采用叉车、平板车、电瓶车等。
沈阳机床厂新建厂区位于沈阳市铁西经济技术开发区。厂区原始地貌属东北平原地区,场地自然标高标高在31.97～33.25之间。工厂对外运输为无轨方式，原材料及成品运输方式主要靠汽车运输。根据竖向设计的基本原理，可以确定本厂区的场地竖向布置方式应该为平坡式。
场地四周城市道路交叉口设计标高在32.20米～32.60米。根据机械工厂场地设计的一般原则，设计时首先进行了土方计算，考虑基础及道路路槽开挖的余土，最后得出场地设计标高为32.80米。
2.2山区、丘陵地区的机械工厂竖向设计
2.2.1项目一：重庆机床厂
重庆机床厂新征地块属于典型的山区丘陵地带，土方平整之前地势山谷交错，跌荡起伏。原始自然标高最高点256米，最低点185米。新厂区平整后的场地内最高点标高与地块周边道路标高高差也尽20米。
下面以甲、乙两家设计院出现的不同设计方案进行比较说明。
甲设计院注重生产的生产工艺流程，将各个生产联合厂房用平板轨道连接起来，布置在用地的中央位置，各联合厂房的布置基本占据了地块的3/4，如果建筑物有引入轨道的，轨道标高宜与建筑物地面标高相同。则各生产厂房室内设计标高应该在一个标高段上。竖向设计时根据工厂出入口标高情况推算出生产厂房的室内设计标高在223.30米。由于地块四周城市道路设计标高均明显低于地块内场地标高。故解决高差的方式只有在边坡进行处理，边坡处理的方式有护坡和挡土墙两种形式。以上可以看出甲设计院的这种竖向布置方式还是平坡式布置。这样布置的优缺点如下：
1)生产区处于一个标高，便于布置各生产厂房的相对位置，厂房之间物流联系方便。
2)厂内运输长期运营费用低。
3)土方工程量相对较大，一次性建设投资大。
4)由于厂区边界处边坡较陡，不便于厂区对外联系，厂外运输困难。
再看乙设计院的设计方案，乙设计院共布置有两个方案，按总平面思路布置的不同竖向台阶均分为三个台阶，厂区北部作为一个台阶，南部自东向西分为两个台阶。台阶高度差最小为0.50米，最大为4.8米。因机械工厂各联合厂房之间物流联系紧密，为便于运输，一般在两个联合厂房之间设置平板车。引入建筑物的铁路轨顶标高，宜与建筑物地面标高相同。乙设计院在处理厂房之间高差时采用如下图所示方案。
可以看出，乙设计院竖向设计方案的优点：
1)因地制宜，按照厂区自然地势布置各生产厂房、办公建筑。
2)节省土石方工程量和建设资金。
缺点是：
1)厂区内部各台阶之间用挡土墙连接，汽车运输不便。
2)厂房室内地坪之间存在高差，不便于零部件的周转。
可以看出，乙设计院相对甲设计院竖向设计方案要合理一些，但如果采用乙设计院的方案会让业主将来的运营费用增加，这也是业主在最终选择方案时采用了甲设计院的方案。
2.2.2项目二：大重大起旅顺基地建设项目
大重大起旅顺基地建设项目建设场地位于旅顺经济开发区，场地地势起伏较大，总体上为东北高、西南低，最高处与最低处相差二十几米。建设场地南北长约750米，平均坡度约3%。东西宽约650米，宽度不算很大，按地面竖向布置形式应该采用平坡式竖向布置，在设计时根据生产设施之间的相互密切程度和物流强度，考虑到建设进度要求紧急，再者就是场地基岩多为坚硬岩石，为减少人工平整场地的土方工程量，而选择了台阶式布置形式。如A-A剖面图所示：将场地基本分为三个标高段，北部生产区域标高为28.00米，南部生产区域标高为16.00米，而位于中部的办公生活区域标高则定为20.00米。利用位于厂区中部的南北向道路作为三个标高段的连接通道。道路纵向放坡段位于场地中部，按道路设计规范要求，设计时纵向坡度小于8%坡度要求。
上述竖向布置形式实际上也是混合式的布置，比如位于场地南北的生产区域，其本身内部又划分了几个生产单元，各生产单元的竖向布置形式为平坡式。
三 结论
机械工厂多数为机械加工为主的生产企业，为企业赢得经济利益的因素除了工厂管理、生产设备外，更多的是靠工厂内部的物流运输，而工厂竖向设计的优劣将直接影响工厂运输的成败，所以一个好的总平面设计方案也应该是一个合理的竖向设计方案，二者密不可分。
机械工厂的竖向设计方案必须与建设成本挂钩。在确定场地竖向设计标高时一定要与业主有充分的交流与沟通。多了解当地的习惯做法，因地制宜的同时也要考虑入乡随俗。
参考文献：
机械工厂总平面及运输设计规范 JBJ 9-1996,1996
姚宏韬场地设计 沈阳 辽宁科学技术出版社，2000
井生瑞. 总图设计. 北京:冶金工业出版社,1989
廖祖裔. 工业建筑总平面设计. 北京:中国建筑工业出版社,1988
大学机械设计论文发表篇2
浅谈机械设计中的人机工程学
摘要：随着社会的发展与科技的进步，人机工程学得到了广泛的应用。人机工程学所体现的是产品的“方便、舒适、可靠、价值、安全和效率”等人性化设计，通过对“人—机—环境”的研究，将生理学、心理学等相关知识充分融入到设计当中，结合人与机器条件和特点对人与机器所承担的操作职能进行合理的分配，以满足人对舒适性、安全性的要求，提高工作效率。将人机工程学应用于机械设计中也是充分运用了这一原理，来实现“人—机—环境”的有机结合，创造出优质的机械产品。
关键词：机械;人机工程学;应用;设计
1 前言
在进行机械设计进应当对操作人员的心理以及生理特点予以充分考虑，以此为操作人员构建一种高效、健康、安全以及舒适的工作环境，这样能够使操作变得更为简捷与方便，进而充分将人机效能予以发挥，对系统的效率予以提高。这也正是对机械设计中人机工程学研究的重点内容。
2人机工程学在机械设计中的应用
机械设计是一项极其复杂的过程，在设计过程中除了应考虑机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各零件的材料和形状尺寸、润滑方法等因素外，还要求充分考虑人—机—环境之间的关系，坚持“以人为本”的核心理念。要求在设计机械产品时充分考虑如何适应人的要求，以保证人在操作过程中简便省力、迅速准确、安全舒适，使人机系统整体效率达到最大值。机械产品设计，就是科学地利用人—机—环境三要素间的有机联系来寻求系统的最佳参数。
2.1人机匹配与人机系统总体设计
人机匹配是指人的特性与机器的特性进行恰当合理的分配。在人机系统中，人是系统的主体，机器是人创造出来的，为人服务，所以机器应当适应人的特点。相对于机械而言，人的体能是有限的，但是，体现在机器设计中的人类智慧却永远超过先进的机器设备本身。所以在设计机器或装置时，应尽可能考虑人体的机能和人的心理生理特征，例如，人体形态特征参数、人的感知特性、人的反应特性以及人在劳动中的心理特征和人为差错等，力求在人操纵机器时所接触的部位尽量符合人体的要求，须使人体骨架结构能够适应它，肌肉组织能够操纵它，精神系统能够控制它。其目的是为减少人在使用过程中的差错，发挥人和机器各自的特点，以提高机械产品的可靠性，为操作者(或使用者)创造安全、舒适、健康、高效的工作条件。
在人机系统设计中，首先要按照科学的观点来分析人和机器各自的特点，以便研究人与机器的功能分配，从而扬长避短，各尽所长，充分发挥人与机器的各自优点。在设计中尽量防止产生人的不安全行为和机器的不安全状态，做到安全生产。
人体的功能动作具有对称性及协调性，因此在设计操作动作时除考虑人的形体和最佳用力范围外，还应使操作简便、连贯、协调。人机系统中，操作空间的设计应同人机界面设计结合起来，操作空间主要应根据人们的习惯和人体外形尺寸来考虑工作空间、工作姿势、座椅形式、工作台面、照明以及工具安放位置的设计;人机界面的设计应适应人的视觉、听觉和触觉的特性，一般要求控制装置集中方便、仪器显示明显、人机信息交换迅速及时等。
2.2人与机器间信息传递装置和工作场所的设计
信息传递装置包括显示装置和操作装置。据统计，人有80%以上的信息是靠视觉获得的，因此视觉显示装置在人机界面的设计中尤为重要。一般人的眼睛习惯自左向右、自上而下、顺时针方向圆周运动扫视，人眼的观察效率依次由左上方、右上方、左下方、右下方递减，所以尽量采用水平式显示，仪表排列顺序也应遵循这一原则。
研究表明，人的正常操作视距为38cm～76cm，最佳视距为50cm～55cm。双眼视区大约在左右60°以内的区域，字的辨别视角为10°～20°，字母的辨别视角为5°～30°，对于特定颜色的辨别，视角为30°～60°。人最敏锐的视力是在标准视线每侧1°的范围内。
人对视野最佳范围内的目标，认读迅速而准确，且不易引起视觉疲劳。因此，重要的显示仪表应布置在最佳视野范围内，而视野最大范围以外不应布置显示仪表，或只布置不经常认读的仪表。工作场所的设计一般包括工作空间设计、作业场所的总体布置、工作台或操纵台的设计以及座位设计等。其设计符合人体尺度的特点，而人体尺度又因为年龄、性别、种族、地区等不同而具有明显的差异性。合理的工作场所设计可保证操作者安全、舒适、高效地完成工作，且操作者感到舒适和不易产生疲劳。
2.3环境控制和人身安全装置的设计
安全生产在机械作业中是最重要的。机械产品在长期使用后会出现故障，操作人员在长时间的工作中也会出现差错而导致事故的发生。因此为了确保安全，不仅要研究产生不安全的因素，并采取预防措施，而且要探索不安全的潜在危险，寻求减小人为差错的途径，力争把事故消灭在设计阶段。
人机工程学对环境控制的重点就是减少环境对操作者的消极影响，从而提高生产效率。环境对人的影响主要有温度、湿度、噪声、粉尘、照明、辐射以及有毒气体等因素。例如人在低温环境下长时间工作，不仅肢体易麻木，而且灵活性也会降低。研究表明，夏季的温度在18℃～24℃、冬季的温度在17℃～22℃是最适宜的，人的精力与体能最旺盛，工作效率最高。
如果室内温度长时间过高，会影响人的体温调节功能，使人精神疲惫、四肢乏力、头晕脑涨、思维迟钝，甚至记忆力变差。工作环境的湿度对人的工作效率也有一定的影响，长期工作在潮湿的车间里会出现四肢乏力，全身关节疼痛，影响操作者对加工零件尺寸精度的把握，且潮湿的环境极易腐蚀设备，诱发事故。一般来说最适合的湿度范围为40%～60%，过于干燥，将会使人心情烦躁不安。此外，噪声也同样会影响人的工作效率，人长时间的工作在噪声很大的车间里，其听力会逐渐下降，注意力和记忆力也会受到一定程度的影响，且操作者易燥易怒，不能高效地完成作业。
最后，光照和色彩对人的工作效率影响也是不容忽视的，如机床上照明条件不好又恰逢阴雨天气或者黑天，就会严重影响操作者的视线范围，极易产生误操作，轻则产品报废，重则危及操作者的人生安全。而色彩对人们的心理影响也是非常微妙的，明快的色彩使人心情愉悦，而厚重的色彩使人压抑，易产生孤独感，严重影响生产效率的提高。环境的好坏，直接影响人们的身心健康，影响产品的质量，恶劣的环境会腐蚀损坏设备，诱发事故，因此对作业环境应定期检测，及时治理，排除隐患。
在设计中还应考虑安全防护问题。安全防护主要包括两方面的内容：一是采取有效措施避免错误的操作，对机器进行防护;二是对操作者人生安全的防护。除要求设备具有设计合理、安装可靠和不影响操作的防护装置如防护罩、防护档板、防护栏外，还要求安装保险装置如超负荷安全保护装置、行程保险装置、制动保险装置、顺序动作联锁装置和意外事故联锁装置等，同时还应对操作者进行安全生产辅导。
3结束语
科学技术日新月异的发展，使人类驾驭、控制和改造自然的能力有了巨大的提高。现代化的技术装备正是新科技和上述能力的具体体现。目前，企业已越来越多地将人机工程学的设计理念即人性化设计应用于新产品的开发和设计中，给操作者或用户构建一个安全、舒适、健康、高效的工作环境，从而充分发挥人机效能，提高系统效率，增强产品的市场竞争力，进而实现人与产品的完美和谐统一。
参考文献：
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