机械工程分析大全11篇

绪论：写作既是个人情感的抒发，也是对学术真理的探索，欢迎阅读由发表云整理的11篇机械工程分析范文，希望它们能为您的写作提供参考和启发。

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    通过对国内众多开设机械工程专业的高校进行调查研究后发现,我国当前和未来相当长的一段时期内,机械工程专业的大多数本科毕业生将直接进入生产一线,从事机械产品设计、制造、生产组织管理等工作。因此,地方高校机械工程专业的人才培养目标是培养具有较扎实的自然科学、人文社会科学基础,较系统地掌握机械工程专业宽广的技术基础知识,具有较强的创新意识和机械工程专业应用能力,能从事机械产品研发、设计、制造,以及组织管理和市场经营工作的应用型创新人才。

    2 课程体系建设

    2.1 课程体系

    2.2 课程群建设

    14个模块对应着不同的课程群,通过课程群的建设完成对学生不同阶段的培养。

    人文管法社会知识模块是培养学生的法律意识和人文修养,通过这个课程群的学习,使学生具有较扎实的自然科学基础和人文社会素养,具有较强的社会责任感和良好的职业道德,较好的表达能力和交流能力。

    质量安全环保意识模块是使学生了解本专业相关的方针政策、法律、法规和技术标准,具有环境保护和可持续发展意识。

    基本技能模块是通过大学英语、专业英语、双语教学课程的设置,培养学生能较熟练地应用英语进行专业交流的能力,尤其是口头和书面表达能力;通过计算机文化基础、技术基础课程及其应用实践,使学生具备应用计算机解决一般技术问题的能力,为今后应用计算机进行辅助设计、分析、模拟和计算夯实基础;通过信息检索课程的学习,掌握运用现代信息技术获取相关知识的基本方法,使学生具有持续学习和独立获取知识的能力。

    自然科学知识模块是通过数学、物理、化学、力学、电工电子学等课程的学习,培养学生建模求解、设计计算、系统分析与预测能力,为后续专业基础课程和专业课程的学习打下坚实的理论基础,这是工科学生应具备的基本功底。

    专业基础模块是通过机械制图、机械原理、机械工程控制基础等课程的学习,使学生具有本专业必需的机械制图、设计、计算、实验、测试、工艺、操作等基本能力。

    专业应用模块、专业训练模块是通过机械设计、机电系统设计等课程的学习,掌握机械工程设计、制造、性能检测、质量管理的原理与方法,通晓机械工程领域的专业技术标准、安全技术规范等,使学生基本掌握本专业的分析问题、解决问题的能力。

    工程机械模块、起重与运输机械模块是在综合掌握机械工程专业知识基础上,通过工程机械、起重与运输机械、电梯控制技术等课程的学习,加强工程机械、起重与运输机械的设计制造、检测控制、组织管理等知识的学习与实践,使学生具备本行业产品的研发、设计、制造及管理能力。

    创新知识模块、创新训练模块是通过TRIZ理论与方法、专利写作与申请等课程的学习,培养学生

    的创新意识,使学生初步具备机械工程专业创新设计与创新制造能力,能够跟踪本领域科技发展前沿和发展趋势。

    工程认知实践模块、工程项目实践模块、工程岗位实践模块是通过各种教授讲坛、企业家讲坛、前沿知识讲座、企业管理讲座,使学生积累一定的机械工程企业和经济社会环境下的综合工程实践经验,初步培养学生从事机械工程领域新产品开发、生产组织管理、市场经营工作的能力。

    3 结束语

    根据学校自身学科特色和优势,以及人才培养目标,结合地方经济社会发展状况,在产学研合作教育背景下进行教学改革,提出产学研合作教育模式下“四层十四模块”的课程体系,建立与产学研合作教育相匹配的课程群,推进人才培养与企业相结合的模式,利用企业高技能人才和专家参与实践教学,从而培养出高质量能适应地方经济社会发展需求的机械工程专业应用型创新人才。

    在当今社会中,人们不仅需要功能齐全的产品来应对工作、生活中遇到的问题,还需要产品具有较强的可靠性,能够实现其所具有的功能。因此,在产品设计方面,以确保并提高产品可靠性为目的的优化设计得到了迅速的发展和应用。对于机械工程来说,也不例外。

    1 关于可靠性设计的一些问题

    要想弄清楚什么是可靠性优化设计,我们就必须要先了解什么是产品的可靠性。一般来说,产品的可靠性就是指在规定的条件与时间之内完成规定的任务或者实现固定的功能。这里的产品既包含作为单位研究的研究对象,又指各个参与实验的系统、元件或者设备等,在特殊情况之下,我们还可以将人的作用也包含进去。

    在进行可靠性优化设计的过程中,我们必须要以已知的技术和理论为基础,根据日后的实际需要和可能会发生的情况优先考虑产品的可靠性要求,通俗一点的讲,就是要在满足产品费用、性能以及时间等条件之下,确保产品能够满足可靠性的要求。对于产品的可靠性优化设计来说,其是一个多技术、多学科融合的新型技术,既包含价值工程、系统工程的知识,又具有工程心理学、计算机技术以及质量控制技术的相关内容。虽然其名称是产品可靠性优化设计,但是其并非只是存在于产品的设计阶段,在产品的制造阶段、使用阶段以及管理和维护等阶段都会涉及到产品的可靠性优化设计。也正是因为这样的情况,其在机械工程中有着十分广泛的应用。

    在多种历史原因的综合影响之下,我国机械制造业的整体水平要地域西方发达国家,而机械工程的可靠性优化设计也更为落后。虽然上世纪80年代末期由于国家和企业的重视,可靠性优化设计得到了一定发展,个别企业还组建了专职于可靠性优化设计的研究机构,培养了一批具有较高专业素质和扎实专业知识的人才并制定了一系列关于可靠性优化设计的工作标准,但是随着时间的推移以及社会和科学技术的发展,这些机构和标准都渐渐的变得陈旧了。因此,对于我国的可靠性优化设计来说,其具有一定的基础和实力,但是仍旧与发达国家存在着较大的差距。

    2 机械工程中的可靠性优化设计

    (一)存在于设计环节之中的可靠性优化设计

    机械工程的设计工作与一般的产品设计的工作有着本质上的区别,其可以被分成两个方面:一方面是整体装配设计;一方面是组装零件设计。在进行机械工程整体装备可靠性优化设计时,我们可以将其看成是一个整体,而其设计工作则可以被分成两大方面:首先,工作人员必须要对整个系统有一个全面细致的了解,要全面分析并掌握各个零部件可靠性的程度,并要以此为基础推断整体的可靠性程度。这一工作就是我们常说的整体设计可靠性预测工作,在进行这项工作时,必须要确保所获得预测结果满足设计的指标。其次,要将整体对可靠性的要求划分到各个零配件之上,只要确保每一个零件都能够满足可靠性的要求,既能够确保机械工程的整体能够满足可靠性要求。目前,常用的可靠性分配法有以下几种:再分配法、比例分配法、等分配法以及综合评分分配法。

    在进行单个零件的可靠性优化设计时,必须要确保所挑选的零件符合国家的相关规定并且已经在实际生产中有了大量的应用,零件的重要性不同其所选择的设计方法也不相同,对于处于重要部位的零件来说,其必须要进行可靠性试验且要通过可靠性试验。除此之外,还必要反复的修改和验证产品的可靠性,直至所获得可靠性的检测结果符合可靠性优化设计的要求为止。

    在完成整体设计和零件设计之后,需要进行人机系统的设计工作,在这方面所考察的重点是操作的适应性设计与舒适性设计。

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中图分类号：E271文献标识码： A

一、前言

创建机械工程产品设计的过程中，同时要将可靠性原理和技术有效的结在一起，并按照相关的标准需求，可以把产品的可靠性放在首要位置，在延长设计时长，提高成本和功能的基础下，尽量是机械工程产品达到一定的可靠性标准。因为可靠性设计属于多领域学科范围的现代化设计，所以可靠性设计会包括很多方面的技术应用。

二、机械工程设计的可靠性常用方法

1.鲁棒设计方法

鲁棒设计方法着重强调减弱产品的敏感度。保证产品的各项功能在应用条件改变的情况下依然稳定运行，同时确保产品在规定的使用时长期间，不会因为产品内部组成产生改变，系统陈旧或者参数不稳定等原因影响产品正常运行的设计方法。此方法是以综合分析处理为前提由日本著名机械设计师田口玄一首先提出来的，主要是依据产品的使用对使用者产生的经济损失程度的大小作为设计可靠性的评价标准，可以说是它的基础理论，所说的损失程度大体是说用户经济流失与产品目的和功能的正比大小，简而化之就是损失越大证明偏差越大，客观的区分出产品质量的优劣，降低偏差程度会使产品质量得到有效的提升，绝大部分经过严格筛选的材料和产品技术，都是把最大程度降低错误的出现率作为最终目标。

2.降额设计

降额设计方法是指产拼运行过程中零部件受到的应力大小没有超过其规定的应力范围，为了有效的减少部件所受应力，可以提高质量或者在选材上加以深究。大量的机械工程实践记录显示，机械工程零部件在低于它额定的使用压力下进行工作的时候机械工程事故率是十分低的，也就是说可靠性是十分高的。因此反复的进行研究和设计就成为了降额的有效途径，可以通过降低平均应力，提高零件使用强度等方法改变应力、降低强度，达到提升可靠性的目的。

三、可靠性优化设计在机械工程中的应用

1.工程机械产品的使用和维护的可靠性优化设计

对机械类的相关产品进行定期的维护和检修，这种措施能够很大程度上延长产品的工作寿命，公司的发展和扩大始终需要一个强大的售后服务系统，所以，售后维修系统的运行关系到所有机械设备生产厂家的生死存亡，通过现代化的数据分析，根据人们需求和使用环境的不同，制定全面的维护和检修方案，再依照机械使用程度和参数规定合适使用寿命。机械工程产品的可维护性也可以看成是可靠性，二者没有什么本质的区别，工程机械产品设计最开始的时候要最先考虑产品的可维护性，产品结构越是不复杂，出现故障需要对其进行维修时的处理速度就会越快，切实的减少了经济损失。机械工程产品维修可靠性的优化设计时，维护费用则是需要讨论的重中之重，要尽量用最少的资金达到最大限度的可靠标准，努力降低维修的时长，设计职工要以此作为设计基准实现机械工程可靠性优化设计。所以，把维修设计作为可靠性优化设计的前提是切实可行的。由此可以看出，设计和创建既保证经济性有保证合理性的维修方案是非常重要的。进行维修的过程中，必须使用规范的维修机械设备，工作人员也要不断提高自身的技术能力，使维修工作得到进一步的提升。

2.机械工程产品设计环节可靠性优化设计

零件安装设计和整体规划设计是机械工程设计的两个主体设计。而进行产品可靠性优化设计的过程中可以将它们视为一个整体，主要分为以下两种设计方法，一种是：首先对整体的机械体系进行综合分析，同时估算并掌握零部件的最大可靠性，通过对零部件结构组成的可靠性分析，估测出得到的结果必须要强于设计目标或者与设计目标持平。另一种是：在优化可靠性设计过程中将所有参数平均分配到各个零部件上，每个零部件都一定要符合这些参数的标准要求，按比例、综合分配以及等参数分配是经常用的可靠性分配方法，在设计机械结构时，零部件的选取首先考虑的必须是达到国家标准的同时已经大批生产的零部件，这样能够适当且合理的节省资金和生产时间，对于关键结构的部件要试着改变零件的使用方式并对其进行优化设计，与可靠性有关的实验要在设计之前就完成，另外，机械工程产品设计的可靠性要不断重复检验，直到所有参数都达到设计指为止，机械工程设计的人机设计也具有重要的意义，其中包括机械的可操作性和零部件适应性。

3.工程机械产品在可靠性优化设计制造

为了保证产品的质量，企业必须对生产过程中的所有环节都进行严格的掌控，所以机械工程的可靠性优化设计就显得尤为重要。因此要加强对工艺流程的选择以及对技术操作水平的提升，工艺流程包含许多分系统，在设计的最后要将所有分系统的数据进行整合分析，并通过有效的措施和手段进行可靠性优化。

四、总结

总而言之，机械工程产品所涉及的技术研究随着时代的进步变得更加复杂化，因此机械工程产品的可靠性优化设计就成为了产品设计的主要研究对象，前景十分广阔，其可靠性优化设计会越来越得到更多人的使用和肯定。

参考文献：

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二、自动化技术出现的历史背景

机械制冷加工生产中,于二十世纪的八十年代开始出现最早的机械自动化,该技术的使用对冷加工中大批量的生产过程起到至关重要的作用。而在此后,为了适应当时市场的变化和需求,开始对该技术进行修改补充,以增强我国的机械制造业对当时高速灵活的市场的适应能力,最突出的就是建立一种可变的自动化式生产系统,也就是通过计算机来实现制造技术的高度柔性自动化。这种可变的自动生产系统进行工作的前提是制造系统不改变或者是变化的可能性很小,只有在这种情况下,才能使机器设备以及生产管理的过程中实现自动检测和信息的处理,并能进行合理的分析判断,然后自动进行预定的操作其中的某一过程,同时,从制造某一零件能够自动转换到制造其他的不同的零件。经过实践分析发现,在这一时期定义的自动化制造系统和现在大多数实际运用中的企业存在很多不相融合的地方。现在,除了少数工业比较发达的国家中一些生产部门使用的机械自动化水平较高外,其他的大多数国家机械自动化的水平还处在操作的初级阶段,我国也处在其中,因此,需要对该技术进行不断的研究探索,循序渐进,经过不懈的努力和创造来实现自动化最理想的高级阶段。

三、自动化技术在机械工程中应用的重要意义

1.自动化技术本身是一种高新技术,融入到机械工程当中能够使企业的生产工艺发生很大的变化,可提高企业生产的整体运行效率。

2.在机械工程中,生产加工是重要的操作环节,而自动化技术主要就是给生产加工提供便捷,给企业带来更多的经济效益。

3.增强企业的市场竞争力。在机械工程中,应用自动化技术调控整个生产流程,能够很好地保证生产成本和质量,从而在很大程度上缩短生产周期。目前,自动化技术在机械工程中的应用已经取得了明显的效果,随着社会的不断进步,其必然会普及到各行各业当中。

四、自动化技术在机械工程中的实际应用效果

下面以SCADA系统和PLC控制系统为例,说明自动化技术在机械工程中的实际应用效果。

1.SCADA系统是以计算机技术为基础的对生产过程进行调控的自动化系统,能够对现场设备进行监测和控制。在煤矿机械自动控制系统中,主要通过以下方式产生实际的应用效果:在电压自动控制系统中要采用数字滤波的形式,将系统中电压以及无功的干扰排出,减少控制系统中出现的误动。在运行前,要注意将滤波时间、显示方式、检测周期等提前设置好。在电容器运行期间,工作人员要主动记录投切变动后电压的变化,不能在运行过后再记录这些数据。由于电压的无功补偿量在运行中受到的损失不等于其额定容量,且工作人员不能清楚地知道所需的电压变化量,所以通过记录可以为系统的控制提供更好的凭据。在使用设备时,要注意不引起设备短路或者由于其他原因导致设备寿命减短,因此在使用电容器时要循环投切,而母线上的开关要在电容器上统一投切。在设备的可控状态下,要对其进行检修,以免出现问题。通过这种方式,就可以实现对煤矿电压自动控制系统的调节。

2.PLC是机电一体化的重要组成部分。在安装设备时,由于PLC模块体积很小,而且很轻,所以特别容易安装,在连接器件时操作也十分方便。建立PLC控制系统所消耗的时间并不是很长,而且其操作界面上简单明了地给了用户指示,这为使用者的操作带来了很大方便。同时,在PLC系统中每个模块都安装了故障检测系统,通过监视器可以准确地判断故障的位置,当其中某个模块存在问题时,可以利用其他模块代替发生故障的模块继续工作,从而使系统快速地恢复正常,不影响系统的整体运行。所以通过PLC技术能够提高机械工程系统的运行效率。

在机械工程中应用自动化技术可以使生产效率明显得到提升。首先,在工程建设和生产中应用自动化技术,能够提高建设和生产的安全可靠性,保证生产的正常稳定运行。其次,在实际操作中应用自动化技术能够缩短生产周期,提高产品质量和生产效率。最后,自动化技术在机械工程中的应用能够节约能源,减少原材料的浪费,对节能减排有着非常重要的作用,不仅可为环境保护做贡献,而且还能够降低企业的运营成本。所以自动化技术和机械工程的有机结合,在工业生产中发挥了巨大的作用。目前,我国机械自动化水平还处于初始阶段,所以要不断地加强对机械自动化技术的研究和创新

五、自动化技术在机械工程中的应用前景

在我国社会经济高速发展的新世纪,我国机械制造技术逐步实现了以自动化为主的新趋势,也逐渐朝着高度密集化、智能化和虚拟化发展。这种发展技术的应用为机械制造业的综合、全面发展提供了广阔的空间,也促使了与之相关的计算机技术、集成制造技术和辅助管理技术的优化与个性,为机械制造业的发展指明了新方向。

1.集成化

集成化已成为目前机械制造自动化技术发展的主要方向,也是新世纪机械制造产业进行工作和生产的核心理念之一。在当前工作中,随着信息时代的到来与信息概念的普及,信息自动化集成系统也越来越受到人们的关注与重视,逐渐成为一个有若干个相互关联的子系统构成的综合性整体。这种工作整体在通常情况下都是按照工程系统化和信息项目的分层设计为主,对于保证生产质量和产品的可靠性有着极为关键的作用与意义。

2.智能化

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    1.1课程设计环节

    传统实践教学中存在题目单一及陈旧问题,不能与实际生产紧密结合,学生应付实验的现象较为严重。

    1.2实习环节

    目前仍有高校采取参观实习的教学模式,学生缺乏动手机会,难以达到预期目的。而且有的实习内容涉及企业技术保密,学生一般难以到相关技术部门实习。

    1.3毕业设计环节

    题目来源有限,一般是根据导师的在研项目或实验项目拟定,与工程实际紧密联系不密切。而且一名指导教师指导的学生组中研究的题目比较单一,难以体现学生个人的创新性,设计的内容雷同情况比较多。

    2实践教学改革措施

    2.1专业实验教学内容优化

    机械工程中的新理论、新方法随着科学技术的飞速发展不断涌现,机械工程专业教学计划中的课程数目繁多,但由于总课程教学时数有限,许多课程的教学时数不断减少。如何处理少学时课程中理论教学与实践教学的关系,是各高校不断探讨的问题。实验教学是机械工程专业培养学生实践能力的重要环节,可以通过实验内容设计的不断优化,及时更新实验教学内容。实验教学内容的优化在于对传统教学内容精细筛选,增加部分创新性、设计性、综合性的实验。教学过程中应充分尊重学生的主体地位,条件许可时应允许学生按照教学要求自行设计实验方案,从而充分发挥学生的想象力和创造力。实验教学内容优化还应适当减少验证性的实验比例。即尽量减少单纯验证实验、简单重复实验、模仿操作等实验,注重实验质量,减少实验个数及实验时间。可以根据实验技术手段和实验研究方法的共性特点构建综合性实验,把相互关联的实验整合成综合性实验,甚至可以把多门课程的实验构成有机系列的结合体。设计探索性实验有利于学生接触精密仪器和先进的实验手段,拓宽学生眼界,提高学生分析、解决问题的综合能力。根据教学与生产的实际需要应该及时调整实验内容,使实验内容紧跟科学技术的发展步伐,有助于学生及时了解国内外的研究动态,使学生与现代前沿的科研及实践对接,学会从专业的视角广泛了解和摄取新知识及新信息。通过对实验内容提出优化方案,并针对具体情况进行相应的改进或调整,能够有效激发学生的实验兴趣,从而锻炼学生解决实际问题的综合能力。根据机械工程学科专业特色,结合高校的特点和行业需求,对实验环境以及实验设备配置进行优化,多增设综合性、探索性实验项目。

    2.2多元化实践教学模式研究

    通过加强实践内容和科研的衔接,督促学生积极参与指导教师的各项科研活动,达到提高学生实践能力和综合运用所学知识的能力。实践教学是教学与科学研究相结合的特定形式,是高校中教学过程融入科学研究的具体体现。将科研项目纳入实践教学,可以丰富和更新实践教学内容,提高实践教学质量,有利于活跃学生思维,提高学生的创造性思维。课程设计是实践环节的重要组成部分,教师应该充分意识到其重要性,防止题目雷同,尽可能做到一人一题。条件允许时可与学生的毕业设计联系起来,引起学生的足够重视,并投入足够的精力,在指导教师的协助下,学生也可以根据教学要求自行选择课程设计题目。确定课程设计题目时,尤其需要注重结合工程实践选择与课程相关、难易适中的题目。实践教学中的毕业设计是与教学其他环节相互融合、相辅相成的,一定程度上是其他教学环节的延续、检验和深化。其实践性和综合性是其他教学环节不能替代的。毕业设计更加有助于提高学生解决问题的综合能力,它不仅是理论教学的补充,也是培养创新型人才的必要手段]。毕业设计过程中可将学生进行分类,根据不同类型学生的特点,研究实施多元化毕业设计模式,进行个性化差别培养[2]。毕业设计题目应符合机械工程专业培养目标,尽可能倾向各类高新技术、社会生产实际、教师的科研项目等,体现理论与实际的结合,符合学科的应用性和发展性。特别需要注意毕业设计选题的难度、深度和学生实践能力之间的协调。

    2.3实践教学方法和手段改革

    把现代教育技术引入实践教学,从技术方面提高实践性教学的实施效果。如声像技术、仿真技术、网络技术、虚拟现实技术等各类现代教育技术可广泛应用于实践教学过程,能够极大地提高实践教学的效果,有利于为学生提供必需的工程训练环境。也可以在实验教学系统中,开发出现代教育技术平台,形成现代技术支撑环境。特别是对尚不具备实践教学条件的部分教学内容,可广泛利用网络、仿真技术、录像及多媒体课件等各种手段,让学生形象、直观、生动地获得知识。也可以利用网上资源进行教学,将仿真实验、虚拟实验和实践操作相结合,拓宽学生的知识面,从而培养学生的实践技能。

    3实践教学改革途径探索

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自动化技术的广泛推广是有其现实依据的，将这项技术应用到机械工程中去，可以在提高生产效率的同时不断的促进经济的稳步发展。随着自动化技术在企业和相关行业中的普及应用，我们对于自动化技术的要求越来越严格，对于这项技术的研究也越来越复杂。我国正处于科学技术飞速发展的时期，尽管我们的相关技术的发展水平有了一定程度的提高，但是，我国机械自动化水平仍然有待提高，现状依然十分严峻。

1.1 机械自动化的定义

我们通常所说的机械自动化就是指运用机器装置将操作和控制的过程实现自动化。我们主要通过事前对相关机械进行预设，然后运用相关程序达到自动操作或者自动控制的目的。这种技术的广泛应用符合我国经济可持续发展和科技强国的发展理念，它的广泛运用有利于为我国的机械生产行业开拓新的发展前景和发展方向。这也是市场经济发展的必然趋势，毫不夸张的说，自动化技术在机械生产中的应用决定着相关企业的成败。

1.2 我国机械工程中应用自动化技术的现状

在传统的机械化生产应用中，我们的机械工程制造只能实现单一的、片面的系统应用，这使得企业的生产效率和生产效益都受到很大的影响。随着科学技术的发展，我国的自动化技术有了很好的发展平台和发展前景。现今的自动化技术主要是通过结合集成技术和智能网络在企业生产中发挥巨大的作业，使得生产效率大大提高。我国还处于自动化技术发展的初级阶段，与其他自动化技术发展较为成熟的国家相比，仍然存在一定的差距，这主要表现在我们的实际应用还没有从根本上发挥自动化技术的优势。我国的企业生产模式过于单一化，管理方式也比较粗放，管理阶层的素质不一，这就无法为自动化技术的应用创造一个良好的环境。我们当前的相关企业管理人员多停留在对理论的理解上，但在实际的应用过程中，操作水平欠佳，这也是自动化技术与机械工程技术无法完美结合的主要原因。我国正处于市场经济发展的重要时期，我们的人才在机械化和自动化设计上的水平仍然不高，我国的机械化生产水平仍然处于初级阶段，大多数的设计人员和技术人员仅仅停留在对设计图纸的生搬硬套上，没有能够实现很好的创新，这就使得我们无法使科技成果转换为实际的生产成果。而且，我国现今的机械自动化工艺有些粗糙，对于自动化技术的应用还处于初级阶段，这也是我们生产效率低下的主要原因。

2、自动化技术在机械生产中的主要应用

自动化技术的出现和发展，就是为了满足不断发展和壮大的工业生产制造的需要。我们大力提倡要发展自动化技术，不仅仅是为了满足机械生产的需要，更是提高生产效益的关键。随着自动化技术越来越成熟，我们在实际应用中也面临了更严峻的挑战。我们通过对自动化技术应用现状的分析，应该认识到我国机械工程生产中的不足，加强创新和研发，为今后的机械工程大发展和大进步打下坚实的基础。

2.1 在机械工程中应用自动化技术

首先，柔性自动化技术的应用，其核心动力就是数控技术，将这种技术广泛的应用到企业生产中去，有利于提高生产效率和缩减生产成本，在一定程度上也降低了人工劳动的强度，为扩大产品效益做出了贡献。第二，集成自动化技术主要是将机械生产中运用的所有生产技术和生产信息进行集成和统一，这种技术的优势很明显，正处于不断发展的时期。目前已经广泛应用到工业系统设计中去了。第三，智能自动化技术是将集成措施和智能化机械融为一体的综合技术，该系统的特性就像人类的大脑一样，它广泛的使用并采集了人工智能技术和神经网络技术，使得系统能够很好的对突发事件进行应对和适应，这种技术能够在短时间内有效的解决生产过程中遇到的各种突发事件。最后，自动化技术在机械工程中的应用还有很多，主要体现在加工自动化、装备系统自动化和物流供输系统自动化多个方面。

2.2 自动化技术的发展前景

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1.引言：

随着我国装备制造业的与时俱进，机械加工制造工程也开始蓬勃发展，应用在机械工程中的自动化技术也正在经历着蜕变，有以往的简单化向如今的集成化、智能化、复杂化、多功能化发展的规模和超大规模的模式发展。，如此便在机械加工、设计、生产效率上较以往有了翻天覆地的变化，如今的机械加工制造业可谓日新月异。当自动化技术有了长足快速的发展后带动了机械工程产业翻天覆地的变化。接下来我们对自动化技术在机械工程中的应用做一简要地分析与阐述，并且对其未来大发展进行相应的探讨。

2.机械工程自动化技术

作为全世界最大且发展最快的发展中国家，我国装备制造业的全部技术都必须建立在这样一个基本前提之下，即发展这样一门产业是否与我国的基本国情相匹配，是否能够将我国的经济迅速的带动起来、是否能够加快促进我国传统工业的发展及转型，并且不会造成无论是对人来本身还是对整个生态环境产生严重的后遗症，因此，针对上述问题，我们必须对我国装备制造业的基本情况有一个明确地认识，即现阶段我国装备制造业所面临的基本国情是，我国是要通过不断的对国外的柔性制造系统中的优良成果进行快速的消化吸收来完成对本国装备制造工业发展的成熟壮大，这是我国装备制造业所面临的一个最基本的事实，同时也是最关键的，而针对此种情况我们提出的解决方法就是，以国外的先进技术为依托，结合当前我国装备制造业的实际情况，通过引进、学习、消化、仿制、研制、改进、开发以及推广出适合我国装备制造业发展的现代机械加工自动化制造技术。

3.自动化技术在机械工程中的应用

3.1.柔性自动化技术的应用

柔性自动化技术是伴随着计算机技术的产生而出现的，所谓柔性自动化技术，其功能已不仅仅是能够自动进行技术性的操作的一项传统意义上的自动制造技术，而是以最终机械加工要求为引导对机械零部件进行自动化加工的技术。将这种自动化技术运用到机械部件的加工制造上面，不仅能够节约成本减少劳动力的输出，而且对于机械加工的生产效率而言更是起到了巨大的推动作用，进而促进整个装备制造业的发展。就当下来看，柔性自动化生产加工技术机械加工制造业中已变得不可替代，占有十分重要的位置。现代柔性制造自动化技术是以数字控制技术为核心，以高端的计算机设备为依托、借助于先进的信息处理科技手段最终将这些技术运用到机械生产加工领域中对机械工业制造的发展注入强大的动力。将柔性加工自动化技术应用到机械加工制造工程中对于装备制造业的发展来说有着深远的意义。

3.2.集成自动化技术简介

集成自动化技术的基本含义就是对现有的信息技术加以改进推广，使整个机械制造过程更加具体化、高效化和易操作化的同时，将整个与机械加工制造生产流程中有关的多种技术、相关的生产信息及其控制反馈信息进行有效的集成，最终实现以扩大机械生产、提高机械加工效率和零件加工精度为目标的一种自动化加工技术。鉴于以上优势，目前集成自动化技术在我国机械加工制造行业中已被广泛认可，并且在计算机集成系统技术日新月异不断改进和不断的完善的条件下，集成自动化技术对于诸如质量系统工程、数据库信息集成以及一些比较复杂的工业系统设计的涵盖面越来越广越来越深。就目前集成自动化技术的市场发展来看，该项技术的应用所取得的成果是最为显著也是最为直接的。

3.3.机械工程自动化技术的发展.

因为机械产品的加工制造的根本目的就是为了产品日后的高效利用，而最终目的就是获取最大的经济效益；因此，就以整个装备在造业的大前提而言，凭借自动化技术而快速发展的机械加工制造工程的进一步发展是要以企业的生产需要以及利益需求为最根本条件的。假如机械生产只注重于眼前所带来的经济效益而非整个机械加工的整体质量，那么机械工程中的自动化技术就已经不能够满足一个国家的国民经济的发展和进步，同样受其影响制造行业的发展将受到前所未有的威胁。因此对于现代机械加工制造业而言，就应该放慢自动化发展的进程，避免过于追求速度来追求经济效益的最大化而忽视了产品的质量。因此，本着以加快我国自动化技术在机械加工制造工程中能够更好的应用为前提，各大企业应该对原有的技术设施进行不断的改进与完善，防止因为技术落后而被行业所淘汰，为日后的企业发展创造更为有利的条件。但这并无非是为了顺应先进科技的发展来纷纷加快了产品的生产速度而对对人们赖以生存的环境造成严重破坏为前提的，如此本末倒置的行径是万不可取的。

4.机械工程与自动化技术的关系及其发展策略

4.1.应用现状我国有关自动化在机械工程的应用方面还很有限，在管理和生产方面还采用传统的方式，人才管理机制模式方面大多数企业也是直接由外国引进，这种管理模式表现在理论性强，人员专业素质高，但实用性不高，因为没有形成适合企业自身与中国国情的人才模式，使得其在本土不适用。从机械设计方面来说，现阶段大多设计部分都是照搬照抄，而且设计水平较为低下，且设计常常不能有效转化为具体科技成果。从工艺技术水平方面来说，目前加工初级阶段如精细加工等已经得到较为广泛的应用，但是复合加工还有待加强。

我国自动化在机械工程方面尽管已经等到了广泛应用，但是仍然存在一些问题：（1）缺乏实用型人才。最近一段应用过程中，企业大多过分重视理论人才和研究的培养，使得在实际工程应用中，技术应用程度低下。（2）实践经验不足。目前我国主要注重理论知识的培养，而实践经验不足，当然在理论知识和实践经验的培养中，应不断培养创新精神，这样才能不断在实际中提高机械自动化技术。

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引 言：机械工程发展的目标是让中国机械工程行业走向世界化，即在不断地进行技术创新、研发新产品、建设齐全的设备，从而使我国变成机械工程制造业的强国。只有正确地认识现状，准确的预测未来所面临的严峻形势，积极做出解决方案，在不断地摸索与实践中创新，才能不断推动机械工程行业的健康发展。

一、 机械工程自动化技术的现状及问题

（一）机械工程自动化技术的现状

我国的机械自动化在自动化技术方面，还处于单子自动化、刚性自动化阶段。而工业发达国家自动化技术方面普遍实现了智能化、柔性化和集成化；在机械自动化的生产管理方面，我国的大多数企业依然采用传统的管理模式，而工业发达国家已经实现了计算机管理，并且在工业组织与管理、生产模式方面不断进行着创新和升级；在人才管理方面，没有好的、适宜的人才管理机制，理论人才过多，不够全面性；在机械设计方面，我国还没有做到及时更新，设计水平也没有很大的提升；在工艺水平方面，我国的数控加工技术还多停留在精细加工等初级阶段，在复合加工手段的采用上尚未真正掌握，仍处于追赶阶段。

（二）机械工程自动化技术存在的问题

自动化技术在我国的机械工程中存在着一些问题，例如缺乏相关技术人才，自动化技术相对落后，自动化技术的应用范围不够宽广等等。人才是发展进步的关键，我国大多数人只有知识理论而没有实践经验技术，对人才的管理培养不够合理、全面。要结合理论和实践经验，不断研究创新，才能提高实际自动化技术。自动化技术的进步将会大大推动我国现代机械制造产业的发展和进步，但是我国的自动化技术尤其是数控系统是传统的封闭式体系结构，必须提高水平，改变落后的状况我国的自动化技术应用的领域还不够广泛，缺乏自动化技术的科研投入和制定自动化技术的管理策略。

二、改善机械工程自动化技术的措施

（一）充分认识机械自动化的发展方向

改革开放以来，我国大力引进国外机械制造技术的引进和学习，国家重视教育行业，科研实力逐步增强，我国的机械制造业逐渐发展起来了。目前我国机械制造行业虽然有了突飞猛进的发展，与发达国家的机械制造业水平相比，我国的机械制造业技术水平还处于较低阶段。针对我国的具体国情，发展机械自动化技术，应该以企业的生产和发展的实际需要以及市场需求为基本导向，以“科技是第一生产力”为指导，大力发展科技创新，加大技术投资，优化产业链为首要任务。在我国，切忌盲目搞自动化、搞自动生产线的做法。以往的经验告诉我们，盲目生产只能造成低效率、低质量的生产，不仅产生不了经济效益，还会浪费大量的人力、物力和财力。做到效率和质量的有机统一，充分考虑市场经济下的物资平衡，才是我们发展机械自动化技术所要达到的目标。

（二）加强机械自动化技术的发展力度

机械制造业作是我国基础工业，对国家经济基础命脉，机械制造业自动化技术的先进程度也决定了国家经济的强弱。我国机械制造业各企业具有大量的通用设备，在发展机械自动化技术时，应将原有设备作为基础，合理调整机床布局，通过添置少量的数控设备，充分发挥电子计算机自动化管理的优势，充分发挥人的创造性，共同创造一个以人为中心、以信息自动化为先导，建立自主的单元化生产系统。我国经济发展很快，问题也相对较多，首先是能源的巨大消耗，和环境的破坏。虽然说我国的能源相对来说比较丰富，用我们13亿人口这个庞大的数字平均一下，就显得非常匮乏。党和国家在新的历史时期提出了经济发展要遵循“节能减排”的目标，这样就要求我们在产业方面要加大科研创新力度，大力发展节能型产业和经济性产业，利用最少的能源创造最大的利润的同时要注重环境的保护和能源的可持续利用。发展机械自动化技术应该立足于自我研发，然后配套国外先进技术的引进，共同来完成技术的升级和改造，要重视降低能源消耗，并减少污染物的排放，走一条低成本的机械自动化发展之路。

（三）合理地使用机械自动化技术

目前，中国机械制造业同世界先进水准之间存在着阶段性的差距。在这种情况下，普遍应用电子计算机集成制造系统的高度自动化，并不具备相应的基础技术、发展经验和所需资金。因此，应该发展生产工艺成熟的大批量生产的自动化技术。目前在我国，在数量较大的同类产品连续流水作业的切削加工生产中，自动化设备被仍然是以半自动机床、自动机床、组合机床及其组成的自动线、回转体零部件加工自动线等为主。在大批量的铸造、锻造、焊接、冲压、热处理以及装配等生产过程中，采用自动单机和自动线则是符合现实的，也是可行的。针对品种较多的成品生产，应该采用可快速重新调整的设备组成成组工段或者流水线可更换主轴箱组合机床自动线、短自动线和复合制造单元从而实现成组自动化。针对单件小批量生产，应该从推广成组技术人手，适当发展采用数控机应用或加工中心。近20年来，制造系统正在由原来的能量驱动型转变为信息驱动型，这就需要制造系统不但要具备一定的柔性，同时还要表现出一定的智能，实现在对大量复杂信息处理的同时，能够自主进行选择与处理这既是现代科学技术发展的必然结果，也是人类社会进步的重要标志。

三、 机械工程科学发展和展望

在机械工程科学方面，虽然已经取得了瞩目的创新及进展，但必须清醒地认识到，我国机械工程科学总体上还处于落后状态。主要体现在这方面：中国机械工程的理论、方法和技术对中国制造业的自主创新和发展的贡献不显著；所提出的机械领域的新概念、新理论不多；有重要国际影响的机械工程理论、方法和技术不多；国际机械领域学术界有较大影响的中国学者很少。总体上中国机械工程学术领域在国际上的地位滞后于中国制造业在国际制造界的地位。

机构学是机械工程学科中最有代表性的学科之一，机构学研究一方面应注重机构学基础理论研究，以使我国在国际机构学界保持优势地位，另一方面应注重与制造和控制的学科交叉，在设计理论和关键技术两个方面同时取得突破，以开发出性能优良新机构和新装备。航空航天器、机器人机构、纺织机械、工程机械、微纳机构、仿生机构等工程中存在大量机构问题，机构学大有用武之地。

四、结束语

从现状分析到展望未来，这是一个复杂而漫长的过程，需要一定的时间来实现发展目标。虽然我国在机械工程领域已经取得一定的成果，可是离国际化还有一段距离，因此我们必须坚持不断自主创新、坚持不懈的努力，制定科学的、合理的发展战略计划。在继续保持现有技术的基础上，总结经验并作出合理的判断，开发新技术工程，健全机械工程制造体系。

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    随着世界经济一体化趋势不断增强,我国市场经济不断发展与完善,对现代工程的概念也产生了一种新的理论,即“工程是关于科学知识和技术的开发与应用,以使在物质、经济、人力、政治、法律和文化限制内满足社会需要的一种创造性专业”。从中我们可以看出,工程的本质在于创造,而创造的本质就是对科学知识和技术的开发与运用。从这个意义上理解,工程就可以理解为通过科学知识和技术的开发与应用,通过创造出当前没有的产品或者是系统,以此来满足经济和社会发展的需要。从某种意义上说,工程与其他的专业有着很大的区别,最为主要的就是工程专业可以理解为创造力专业,这也是工程教育的本质特征。当前,知识经济时代的到来,使得知识成为了人类社会进步的源动力,一切的经济活动和社会活动也都要依赖于知识的开发与运用,而高素质的创造型人才正是对知识的开发与运用的实施者,培养创造型人才也成为了当前我国教育事业的根本任务,对工程教育进行创新与改革也是当前高等教学改革的一个必然方向。

    二、机械工程及其自动化专业综合创新实验的开发研究

    通过对高校理工科专业教学体系的分析可以看出,实验教学被安排的位置是在理论教学之后,其实验的目的就在于为学生提供应用理论知识进行实践和应用的机会。工程能力也可以称之为创造能力,这是对于理工科学生基本的素质要求之一,因此可以说,创新实验教学的开发和研究,是为学生提供应用理论进行创造的平台,也是培养学生工程素质和创新能力的主要途径。综合创新实验的开发与研究是一项复杂的、系统的工程,需要以现代教育思想作为根本的指导思想,科学的处理实验教学与理论教学的关系。笔者认为,综合创新实验应当根据专业特点,同时结合学校教学的实际情况,在现有的实验设备的基础上,进行改进和研发,而不需要投入大量的资金进行新设备的购置,通过对现有的实验设备进行优化和整合,引入计算机技术和智能化技术,则能够实现对综合创新实验的整体优化,达到培养学生创新能力和实践能力的目标。综合创新实验的教学目的很明确,就是为了给学生提供一个工程应用教学环境,使学生通过实验来加强对理论知识的理解和掌握,并且学会用知识分析问题和解决问题,进而培养学生的综合能力。实施综合创新实验通常是在理论课教学结束之后,综合创新实验打破了学科之间的界限,其实验内容的设计以培养学生的创新能力作为指导思想。学生在完成一项创新实验的过程中,要对各种实验的设备进行熟练的掌握,也需要借助多个学科知识的综合运用,才能够完成实验。

    机械工程及其自动化专业综合创新实验Ι

    1、实验设备:细纱机,计算机,测试系统,机构测绘工具。

    2、实验内容:(1)测绘细纱机钢领板运动机构;(2)应用测试系统检测钢领板运动规律;(3)根据检测的钢领板运动规律,反求设计控制凸轮机构;(4)对细纱机钢领板运动机构进行综合分析,提出新的设计方案;(5)在计算机上实现新设计方案的仿真设计或者虚拟设计。

    机械工程及其自动化专业综合创新实验Ⅱ

    1、实验设备:机器动力学实验台,计算机,测试系统。

    2、实验内容:(1)应用测试系统检测机器动力学实验台,当载荷一定时,在安装飞轮和不安装轮飞两种状态下主轴转速的变化情况;(2)建立实验台等效主轴的运动方程,分析飞轮的调速作用;(3)按新给定的主轴运转不均匀系数反求设计飞轮;(4)在计算机上实现不同主轴运转不均匀系数条件下飞轮的仿真设计或者虚拟设计。

    机械工程及其自动化专业综合创新实验Ⅲ

    1、实验设备:1511织布机,计算机,测试系统,机构测绘工具。

    2、实验内容:(1)测绘1511织布机打纬机构和棕框机构的机构运动简图;(2)应用测试系统检测检验棕框机构运动规律;(3)根据检测的棕框机构运动规律,反求设计棕框共轭凸轮机构;(4)对1511织布机打纬机构和棕框机构的运动进行综合分析,提出新的设计方案;(5)在计算机上实现新设计方案的仿真设计或者虚拟设计。

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CAD 技术是Computer Aided Design d 的简称，也叫做计算机辅助设计技术， 具体指的是在进行设计的时候，工程师将计算机作为设计的工具的计算机技术的总称。各种设计技术、计算技术、设计工具乃至新材料、新工艺在机械设计与制造中的应用，使机械工程设计过程中单调机械的工作大幅度持续减少，设计人员的创造性思维得到前所未有的解放。与此同时，传统的理论体系、方法体系也受到强烈的冲击。CAD 技术是先进制造技术的重要组成部分，是计算机技术在工程设计、机械制造等领域中最有影响的一项高新应用技术。CAD技术作为现代设计方法的一种，为设计人员解开了诸多束缚，创造了一个便利快捷的设计平台。人们的思维得到了解放，设计工作的强度也降低了不少，这对于机械工程设计行业发展而言具有极其重要的意义。

1. CDA技术应用于机械工程设计中的主要优势

1.1促进机械设计的数字化升级

随着科技水平的不断提高，计算机辅助设计软件的系统也在不断地进行优化升级，由于计算机辅助设计软件的数字化工程比较明显，所以机械制造业的机械设备的生产装置也慢慢地实现了数字化的控制和设计。因此，计算机辅助设计技术促进了机械设计的数字化发展。

1.2有利于缩短机械工程设计时间

机械设计是一个需要大量时间的工作，自从引用了CAD 技术，机械设计周期就大大减少了。因为，CAD 三维机械设计有利于解决复杂的几何造型问题。它可以由简单几何实体通过布尔运算等功能组合出各种复杂的几何实体，并能自动生成相贯线和截交线，大大减轻了设计工作量，缩短机械设计周期近一半以上，大幅度地提高了设计和生产效率。在使用三维CAD 系统进行新机械的开发设计时，只需对其中部分零部件进行重新设计和制造，而大部分零部件的设计都将继承以往的信息，使机械设计的效率提高了好几倍。同时，三维CAD系统具有高度变型设计能力，能够通过快速重构，得到一种全新的机械产品。

1.3有利于确保机械产品质量

在机械设计当中，计算机辅助技术系统中通过一些软件系统， 使机械设计当中的机械产品的参数实现了精确化和精准化，除此之外，计算机辅助设计软件系统当中的系统模型的体系都是计算机软件进行精确设计的，此外，计算机辅助设计软件系统融合了力学体系和结构优化系统等内容，使设计出来的机械产品既具有精确的设计，而且承受力的程度也能够得到科学的保证，因此，利用计算机辅助设计系统，机械产品的质量得到了保证。

2. CDA技术应用于机械工程设计中的具体体现

2.1计算机辅助绘图

计算机辅助绘图是CAD技术在机械工程设计中最早的应用，也是最基本的功能。传统的手工绘图工作量大，且图纸的质量受到诸多外界因素的影响，其准确性和美观性都难以得到保证。而利用CAD软件中自带的丰富的图形库和绘图命令，可以轻易画出高质量的工程图。且打印出来的图纸整洁清晰，易于保存。计算机辅助绘图使得广大绘图人员可以不再需要长时间伏案绘图，减轻了绘图工作的劳动强度。同时，充分利用CAD软件中的图形库和功能完备的绘图命令，可以大大提高工程图绘制的效率。

2.2 CAE机械软件

CA E 在机械工程设计当中的软件系统的实际功能主要包括：结构优化设计、工程数值分析、运动学/动力学仿真、强度寿命预估与设计评价等等。在设计的过程中，CA E系统软件要在等CAD 技术解决完机械产品的造型问题之后，方可进行产品刚度、强度、材料、寿命、合理性、运动特性以及结构等方面的动态特性问题和其他问题的设计。

2.3应用于机械工程设计建模

建模工作是机械设计工作当中最关键的部分。在计算机辅助设计软件当中， 三维建模技术是使用最为广泛的技术，在三维模型当中，线框模型、表面模型以及实体模型是三个使用特别广泛的建模技术。三维设计的最主要的设计理念就是对建模设计实现参数化和变量化的设计，传统的机械设计技术当中，很难实现对建模技术的三维化处理，然而计算机辅助设计软件通过一些最基本的技术体系的建设， 实现了对机械设计建模技术的三维模型处理。在计算机辅助设计系统当中一共拥有六种建模体系，分别是立方体、球体、圆柱体以及圆锥体，除此之外还包括环状体和楔形体。机械设计工程师按照设计的需要，通过将一些不同的体系进行相应的分解和组装，来完成机械的模型设计工作。然而，在机械设计当中，如果遇到一些设计比较复杂的零件，就需要机械设计工程师先画出零件的二维图像， 在此基础上，机械设计工程师再将这些二维图像利用计算机辅助技术软件进行三维的处理，最终构建出零件的三维模型。借助于计算机辅助技术软件，机械设计的工程师可以实现机械设计当中参数的精确化和准确化， 使设计出来的模型更接近于实际生活当中的需求，从而最终将机械设计当中的误差降到最低。

2.4集成制造CAD/CAM模具

随着CAD技术的不断应用和更新，机械制造业的生产设备也从过去的普通机床逐步的向着数控机床进行转变，通过运用CAD设计技术，能够将模具制造向着数字化、集成化的方向发展。CAD/CAM技术的功能主要包括：图形编辑、三维绘图、仿真模拟、曲面造型有限元分析、数控加工以及动态显示等等。

结 语

中国制造业不断发展强大，在未来的社会发展中，信息化、自动化、智能化必将成为

社会各行各业发展的主要趋势，在机械工程设计当中应用CA D技术是非常必要的，也是顺应当前整个社会大环境发展的要求。机械企业要大力引进和推广CA D技术，积极地扩大它在机械设计领域内的应用范围，促进机械制造行业的现代化、智能化发展。

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从十八世纪六十年代，也就是第一次工业革命起，人们的生产方式有了巨大的改变，机械正在逐渐代替人类进行生产，机械生产不仅速度快，而且质量高，逐渐获得了人们的青睐而大力发展，于是到了如今的机械自动化技术。这一技术的出现，使得工业生产对人的依赖度更低了，解放了大量的劳动力。而有的不利于人类生产的工作场合都可以使用机械代替生产，意义非常重大。

1.2生产精度高

机械化能够生产处叫高精度的产品，因为输入到控制其中的数据都是固定的，通过机械化控制可以很好地达到要求，比人工控制更具优势。

1.3生产效率高

机械自动化技术可以实现多个产品同时进行生产，并且速度很快，而人工操作却不能做到同时生产，因此机械自动化技术在生产效率上要远远大于人工生产。

1.4机械自动化生产地位重要

机械自动化技术是目前最先进的技术，是推动企业发展与进步的主要方式，机械自动化的水平甚至可以代表一个国家的地位，因此，机械自动化无论对于企业还是国家都是非常重要的。

2机械工程自动化的应用现状及注意问题分析

2.1机械工程自动化的应用现状

（1）由于我国在机械自动化方面起步晚，所以无论是技术层面还是管理层面，都与西方发达国家都有一定的差距，一些管理模式依然比较落后，也有的企业还没有注意到机械自动化的重要性，大多数还停留在单子自动化或者刚性自动化阶段，在实际应用各种自动化程度不高，大大降低了生产效率。而国外的管理方式已经是柔性化、集成化以及智能化，生产与管理模式正在不断地推陈出新，而我国的技术与管理更新速度较慢，还有很长的发展过程。

（2）我国的机械工程自动化人才管理也没有系统、有效的管理模式，技术人员相对缺乏，在培养时过于偏向理论，导致一些技术人员理论知识很强而实际操作经验却相对缺乏，形不成有效的推动我国机械自动化发展的力量。另外，我国对机械自动化的科研投入力度不大，导致一些技术还比较落后，一些技术体系还很封闭，严重阻碍了我国机械自动化的发展。2.2机械工程自动化应用中需要注意的问题我国应该大力推广机械自动化的应用，对与主要的应用方面要注重更新，积极吸取国外先进经验，对我国的技术体系进行改进；一些自动化元件要及时更换；加大成本投入，及时更新换代配件，例如控制器、传感器、控制软件等。另外，还要注意引进高新技术产品。还要注意对机械自动化系统进行检查，避免由于系统的问题影响产品的质量。

3自动化技术在机械工程中的应用

随着科学技术的不断进步，机械自动化技术在生产中的应用越来越多，为企业带来了更多的经济效益，而我国想要实现发展，就必须大力推进机械自动化技术的使用。目前，机械自动化技术主要应用在以下几个方面。

3.1信息技术方面

信息技术中，计算机辅助设计、制造、数据管理等方面会应用到机械自动化技术。计算机辅助设计就是设计人员利用计算机内的软件、图形与数据处理等设备对机械进行设计。而对计算机辅助制造应用最多的就是数控机床，将控制数值输入到计算机中，来控制机床的生产。

3.2加工方面

传统的工业生产中，想要提高生产效率就必须投入大量的人力资源，而这些工作大多数是高强度、高污染的，对人体的危害相当大，还会因为操作失误而引发安全事故，为企业带来经济损失。而使用机械自动化技术进行生产就能有效解决上述问题，机械自动化技术不仅能提高生产效率，解放劳动力，还能提高操作精准度，有效防止安全事故的发生。

3.3运输方面

大型的工业生产中，一些原材料或者生产号的产品都需要及时运输出去，利用机械自动化技术能有效提高运输的速度与效率，能有效保证生产不间断，提高生产效率。

3.4产品检测方面

社会的进步与发展带动了各行各业的迅速发展，因此对生产应用中用到了零部件提出了更高的要求，而传统的检验方式，也就是人工检验方式已经无法满足当今社会的要求了。因此，想要进一步提高产品生产的质量，最好的解决方法就是利用机械自动化技术建造一套智能化的检测系统，这对提高检测质量与检测效率都有很大的帮助，从而变相的提高了各行业的生产效率，推动了社会的进步。

3.5产品组装方面

将零部件组装成最终的形式就是产品的组装，机械自动化技术能有效提高产品组装的速度与精度，提高产品的合格率。而传统的组装是靠人工来完成的，一些复杂的作不得不耗费很长的时间来完成，并且人工组装失误的案例屡见不鲜，利用机械自动化建立产品组装系统能够有效解决组装问题，大大提高生产效率。

4机械自动化技术的发展方向

4.1绿色环保

我国是一个发展中国家，想要提升国家的经济就必须依靠工业生产，而这些工业生产又会排放出大量污染物对环境造成严重的危害，例如雾霾等。因此，机械自动化技术要朝着绿色化方向发展，力求在工业生产中用最小的排放创造出最大的经济效益，在保护环境与社会发展中寻求一个平衡点。

4.2经济适用

我国由于起步晚，导致机械自动化技术目前与西方国家之间还存在不小的差距，因此在以后的发展中，要考虑到我国的实际情况，不能好高骛远，先从基础做起，逐渐缩小与西方国家的差距。

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多体力学是一门综合性质的学科，这门学科中包含了计算力学与工程力学等很多学科，是推动机械工程产业的重要支撑学科之一。一般机械系统能够通过多体系统获得较为全面的以及完整抽象的有效描述与高度概括，在对机械系统进行研究与分析时，是一个最优模型形式。在当前先进的航空航天也、技术制造也以及人体与假肢等高科技领域中，多体系统这门高新学科得到了广泛的推动与发展。在机械工程领域，多体力学有着十分重要的作用，并且逐渐的也引起了人们的重视。

一、对多体力学进行模型构建

机械多体系统是由很多不同的部件进行连接进而构建而成的，机械装置中的每个部件都会在机械设备进行运作时发生位移、更改速度以及其它方面的作用力参数。在对多体力学系统实施建模的过程中，一般需要构建出系统中的坐标系、构建系统中各个部件的模型并且还要对一些相关的约束以及力偶进行定义。在对多体动力学进行研究的过程中，最为主要的两个方向就是动力学与运动学。同经典力学相比较而言，使用多体力学来研究出的系统一般都会较为复杂，同时每个部件在自由度方面都会存在着不同程度的区别，并且各个部件在相对位移上也会发生很大的变化。故此，建立与求解运动微分方程的过程都是十分复杂的，并且想要准确的对运动方程进行求解还需要计算机技术辅助。

（一）多体动力学模型在表述上的分析。机械系统中的基础构件就是多体动力学中的各个部件，这些部件会承受来自于系统内外其他部件施加的约束作用，在对多体动力学进行机械设备模型的构建时，就会涉及到对各个部件的定义。力元：就是指多体力学环境中各个部件之间的相互作用。理想的力元可以等效成弹簧（扭转弹簧）或-阻尼器-致动器。铰：是机械设备中的运动副，会在实际应用的过程中，称多体力学中每个部件之间产生的约束叫做铰。外力偶：是多体系统内部的各个部件所承受的外力作用。拓扑结构：系统以及系统内部中的所有构件间存在相互关系以及链接的方式。

（二）模型和模型元素。以上描述的部件、力元以及约束等各种要素构成的这种拓扑结构系统都涵盖在多体动力学系统中动力学模型内。针对机械设备而言，在机械设备中的力元、铰、力偶以及部件等这些要素有着很多的种类。故此，想要方便对机械件各个要素进行更好地管理，可以将其按照不同的属性归类处理，一般 可以划分成约束模型约束、分析力模型元素、力模型约束以及部件模型约束。

（三）参考框架与坐标系。我们称机械运动中能够在两者之间永久保持不变距离的物理为刚体。任一选择刚体上的一点A构建出一个空间三角坐标系将刚体固定住，并且将A点视为该坐标系中的原点，这个坐标系对于刚体而言是连体基，也可以将其称作是局部坐标系。连体基需要全部固定与机械的部件上，一旦部件发生运动，连体基就相应的随之运动，并且连体基也不会由于刚体发生了运动状态的变化就随之发生变化。这样说来，只要是连体基的位置确定了，也就能够对刚体中任意一点的位置进行确定了。通常用地面坐标系作为连体基的参考对象，地面坐标系可以看成是全局坐标中的一个固定值。刚体与柔体在多体系统中的坐标定义是存在一定差异的，在对刚体坐标进行定义时，可以选择固定的坐标定义，这样一来，当刚体在状态上发生变化时，其坐标不会跟着发生变化。在对柔体进行定义时，需要选择浮动的坐标进行定义，这样一来柔性性的变化就会使坐标系发生线与角的位移，还能将柔体在局部发生的变化清晰的表现出来。

二、机械领域中对多体力学的实际应用

（一）柔性机械臂实施振动控制。作为一种精度较高的航天技术设备，轻质重载航天机械臂在端点处需要完成高精度大范围的位置跟踪任务，故此，需要对该机械臂在振动情况上实施必要的控制。对于那些需要在很大范围内进行运行的柔性臂，想要对其端点的振动进行关键性的抑制需要选择一个恰当的时间并在设备的端头出施加一个制动力。应当注意的是，这个时间点同柔性臂固有频率与固有阻尼之间存在着密切的关联。此外，想要实施有效的控制，还需要对伺服系统在动态特征上进行周全的考虑。相关研究发现，最佳的效果就是实施柔性臂端点变形进而实现全闭环反馈，可以令机械臂的振幅控制在一定数量级内。

（二）工业机器人中的应用。多体动力学中，工业机器人是十分经典的模型，其构成为一个分支、六个自由度，由铰对各个部件进行衔接。以PUMA760这一常用的机器人为例进行分析，从时间域以及频率域进行考虑，使用高速摄像仪对设备的一些相关的运动参数进行测量，并且将获得的电枢电流值向驱动转矩进行转化，大臂值为7.1N・m/A。把已经拟合好的模态参数向物理参数进行转化，能够对工业机器人在当前的阻尼系数还有刚度系数进行识别。对于机器人在关节上的特性研究来说，多体力学的应用是十分有意义的。

结束语：综上所述，多体动力学能够为机械航空领域、机器人领域以及兵器领域提供有利的理论工具以及技术支撑。一般机械系统能够通过多体系统获得较为全面的以及完整抽象的有效描述与高度概括，在对机械系统进行研究与分析时，是一个最优模型形式。对于多体力学在机械工程方面的研究，我们应该投入更大的精力，进而使机械工程能够得到更好的发展，最终为人们提供更加便捷的服务。

参考文献：

[1]产文兵.球轴承―齿轮系统多体动力学建模与仿真分析[D].昆明理工大学，2014.