机电一体化机械系统的设计及探讨范文

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摘要：机电一体化系统是借助计算机完成机械设计的方法，该方法与传统机械操作不同，发展前景极为广阔。机械系统由多个部件构成，需要加强各部分的协调管理，保证整个系统更加高效、更加科学。文章针对机电一体化技术的优势进行了分析，提出了相应设计原则、设计方法，旨在为工程实践提供一定的理论基础。

关键词：机电一体化；机械系统；设计

1机电一体化的特点分析

1.1安全性高

工程项目中，机电一体化技术的应用价值较高，相关产品具有性能高、功能全的优势，同时还可以进行监视、报警、自动保护等操作。设备运行中，一旦发生异常问题，系统相关部分可及时进行自我保护，避免人员、设备等受到损坏，整个设备运行的安全性大幅提升[1]。

1.2生产能力强

机电一体化设备应用中，可及时进行信息自动处理和控制，具有较高的控制精度，同时检测灵敏度可满足要求。机电一体化系统一般包含控制元件，设备运行中，相关作业人员需要结合运行条件进行系统启动，设备可根据要求完成对应指令，做出相应规定性动作，可充分保证产品的生产效率，避免产品性能不达标等状况的发生。此外，引入自动化技术之后，整个系统的应用价值大幅提高。

1.3使用价值高

机电一体化设备可及时进行数字显示，还具有程序操控的智能，可避免过多按钮、手柄的设置，人性化程度更高。此外，机电一体化技术可多次重复操作，如果设备较为先进，可自主选择控制程序，降低了操作人员的工作量。

2机电一体化机械系统的设计

2.1原则分析

为了保证机械系统的设计满足要求，需要遵循如下设计原则：①高精度。作为机电一体化产品，必须保证产品精度满足设计要求，方可将优势充分发挥出来。如果机械系统设计精度不够，极易引发产品不合格的状况。相关零部件的尺寸、精度等均需满足评判标准；②稳定性高。机械系统的设计中，需要考虑设备使用寿命、使用效率两方面要求，提高产品性能参数的管理，避免稳定性差引发的危害。一般机械系统的子系统较多，需要考虑各部分机械振动的频率、摩擦系数等要素，提高零部件尺寸的优化，保证整个系统朝着质量轻、体积小的方向发展[2]。

2.2设计流程

1）动力零部件的设计。作为机械系统中的关键部分，动力元件需要引起足够的重视，动力元件一般是由计算机信息网络协调控制的，可为各传导部位提供动力支撑作用。动力元件包括发电机等设备，科技进步带动系统动力元件朝着更加智能化、自动化的方向进步，可避免人力资源过渡浪费[3]。

2）传动元件的设计。一体化系统中传动元件主要承担传导的角色，可将计算机指令翻译成机器可识别的信息，从而指导其进行相应工作。传动元件一般包括两方面：传动机和转矩与转速的变换器。传动机的精度较高，体积小、重量轻、噪音低，还可以满足机械系统的伺服性能，是稳定性非常好的传动元件。

3）机械系统的性能分析。立数学模型、数学表达式来真实反映机械系统的性能。设计系统各个部件运动参数、关系和结构，确定零件的精确度、材料和结构。选择其他部件、原件，配置系统阻尼等等都隶属于机械系统的性能。机械系统的性能对产品性能具有极大影响，高性能的产品方可保证设备具有较长使用寿命，整体灵敏度、耐磨程度等可满足预期要求。

3发展方向分析

首先，系统逐渐朝着智能化方向发展。智能化需求一般需要建立在扎实的理论基础之上，将人工化、动力学、自主决策等技术融入到设计工作中，并加强相关软件的开发，加强芯片技术、模糊技术的应用研发。通过对产品控制系统的智能化处理提高整体性能。其次，系统化发展。该特点是建立在系统结构模式化、开放化的需求之上，内部可进行动态调整，对产品控制管理具有极大意义，同时通信功能强，包括RS232、RS485等格式。机电一体化技术将设备和人的思维进行有效结合，提高了设备使用对象的精确化管理，发展层次更高，具有仿生学的特点。然后，网络化，网络技术是当下较为常见的方法，对经济全球化具有积极影响。机电一体化技术应用中，需要加强网络化技术的应用，在网络环境中进行合理的远程监控、安全监控，方可更加高效的利用当下新技术。最后，机电一体化机械系统正朝着微型化方向发展。现阶段，新型材料、纳米材料的应用逐渐增多，导致电机体积也逐渐减小，加强新技术的开发应用具有重大意义。其应用范围包括：微型机器人、微型传感器等。增加识别装置的低成本、微型化方向研发可极大程度的提高该系统的应用范围。

4结束语

机械系统设计中，相关设计人员需要在满足机械可靠性的前提下进行设计，充分发挥设计优势。这是提高机械产品运行质量，发挥运行效益的基本方法，对未来发展规划具有重大现实意义。此外，还需要加强机电一体化相关人才的培养，保证其可快速适应生产要求。

参考文献：

[1]魏娟.机电一体化及其机械系统的设计特点[J].煤矿机械,2014(7):17-19.

[2]李春雨.机电一体化技术的应用与发展[J].工程技术研究,2016(7):64-65.

[3]叶成毅.机械制造业向机电一体化方向发展的探讨[J].南方农机,2017,48(1):96+102.

作者：张晓勇 单位：宁夏天信建设发展有限责任公司