机械产品设计技术范文

导语：如何才能写好一篇机械产品设计技术，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词:机械产品;设计;结构优化;技术应用

作为系统优化的一个步骤，结构优化设计是其中的重要一环，它需要全方位运用设计方面的技术知识，确定最佳的方法来满足相关的需求。以往传统的设计方法是操作人员选择其他相关产品作为模型，依赖经验和细致的观察来确定方法，在设计后期还要通过测试判断其是否符合要求，此过程不仅会浪费过多的人力物力，并且由于全过程都是人工操作，仍然存在质量等问题的安全隐患，降低了产品的质量。因此，确定结构优化技术，选用拓扑优化技术和尺寸优化技术相结合，并进行理论的计算和设计，确保产品的质量和精细度，才能既提高工作效率，又可以在激烈的市场竞争中占据一席之地。

1结构优化的流程

第一，首先设定好目标函数。作为结构优化的基础，目标函数能够精准确定机械产品的相关标准，并采用此函数做具体设计的要求设置，同时在确定目标函数时，还应当相应缩小应力以及变形程度的设计。第二，设计函数变量。在设定完目标函数后，需要进行函数变量的设计，主要包括过程中的参数，零部件的长度、宽度、角度，这些是影响机械产品质量和水平的重要原因，如果不能科学合理地确定这些参数的设置，就会在生产时出现不合格品，造成原料的大量浪费，直接增加了经济成本，降低经济收益率。第三，确定约束条件。设计完函数变量后，还有一个重要的工作步骤，就是确定约束条件，这些约束条件就是对函数变量施加束缚和一定的约束，包括极值、临界范围等。第四，确定和评估设计方法。确定设计方法是对机械产品进行设计和优化的最后一步，也是最为重要的一步，由于目前的设计方法种类繁多且各具优势，就需要在众多的方法中选出最适合的一种方法，并根据实际操作情况安排确定性价比最高的方法。在确定好方法后，实质上也就确定了机械产品的一套设计方案，但并不能根据这个方法就进行生产，实际投入使用前，还须经过专业技术人员的评估，从技术角度确定方案的可行性，只有这样才能够做到万无一失，降低错误发生的几率。

2结构优化的类型

2.1尺寸优化。尺寸优化是在机械产品外形和拓扑结构不变的情况下，改变设计变量或者进行分析重组，从而优化组合性能的优化方法。2.2形状优化。形状优化和尺寸优化相似，是在保证机械产品设计域内拓扑关系不变的情况下，去求解机械的结构边界，通过改变边界组合，组成新的形状，从而使之表现出最好的性能状态。2.3拓扑优化。按照机械产品设计优化的特点进行划分，优化方法主要有三种:参数优化、形状优化和拓扑优化，其中拓扑优化的工作原理是按照设定的目标采用合适的计算方法将应力较小区域中的材料进行剔除，能够在设定好的空间中选择最佳的材料种类和分布形式，从而帮助设计工作过程做出结构和性能最佳的零部件、框架结构以及内部加强筋的分布形式，从这里可以看出，拓扑优化不仅保证了产品的外观形貌，并且也获得了最合理的理论概念模型，可以有效促进产品的结构设计，充分发挥设计开发人员的创新理念，增强市场竞争力。2.4快速分析方法。提高控制性能函数的计算效率是目前急需克服的重难点问题。加强结构性能的优化才能够有效配合实现综合性能的最优。产品结构的动静结合优化过程在近几年也受到了相关技术人员的关注。采用近似分析技术能够高效提高函数的计算过程，保证工作效率，然而这种方法在使用之前须做好前期的准备分析工作，并且计算过程通常也不够精确。因此，引进新型的计算方法可以有效解决上述问题，实现协同优化。

3机械产品设计优化的方法策略

3.1提高设计人员的素质水平。首先要提高机械技术知识水平，只有熟练掌握机械相关知识，才能够灵活运用，实现产品设计的优化。但除了机械知识以外，还应当加强其他知识的修养，主要有:第一，数学建模能力。这是最基本的工作内容。设计工作人员在进行方案设计时，不仅要规范，还要保证方案能够被他人理解，只有具备一定数学建模能力的人员才能够使用规范标准的数学语言将问题和设计方案表达出来，并在此基础上确定模型，保证模型的实用性。第二，解答问题的能力。仅仅会建模还不够，还应当能够求解所建立模型的变量以及参数，这样才能够高效得出结果。比如对于随机变量模型，一定要能够快速求解随机变量模型，才能够计算出随机变量的目标函数以及变量的数值。第三，对问题的处理能力。这是因为在确定完设计方案后，一个极其重要的步骤就是评价方案，一旦方案投入生产，就需有更多的人共同配合完成，而参与的人越多，就越容易造成大家对问题本身都一知半解，出现问题后也难以找到明确的责任人。这个时候，如果有一个能够全程负责的人去追踪过程，会在很大程度上降低问题的发生概率。3.2综合运用所有学科的知识。设计的过程需要综合运用所有学科的知识点，因为机械产品的结构设计不仅需要机械的专业知识，还附带数学算法、数据分析、计算机等多个其他学科的知识，只有将这些所学的知识综合运用，才能设计出合理、方便的机械产品。在进行学科知识总结运用过程中，首先要放眼全局，从整体角度出发，综合考虑。然后再将设计的产品系统逐步分解，按照知识板块分解成若干个单元，按照相对应的知识体系进行相应目标函数的确定，再按照理论知识的原理进行函数变量和优化方法的设定。分别设计好后，按照它们之间的联系，一个一个地将它们连接起来，这样就组成了一个完整的设计方案，最后可以根据整体设计的需求进行轻微地调试变动。3.3创新思维，杜绝重复。在设计过程中必须要做到自主创新，坚决避免重复，从现实角度出发，一定要有创新才能有广阔的市场空间，重复的、没有创意的东西很难赢得市场的青睐，也就是说，一个公司要想成长和进步，就必须推旧出新，避免墨守成规，最终导致被市场大环境所淘汰。因此，作为一个出色的企业，就要不断创新，不断保持市场活力，但在创新过程中要防止抄袭、重复等，作为设计研发人员，要不断转变思路，积极对产品进行改造，在推出新产品的同时，也要对原有产品进行改造，最终目的都是为了适应市场需求，使企业具有一定的竞争力。

4结语

随着行业的发展，技术的进步，机械设计的难度越来越大，很容易让设计研发人员陷入到无休止且烦琐、混乱的工作中，机械设计优化方法的出现，解放了设计人员，特别是近年来，优化方法和CAE分析技术的结合，大大降低了设计人员的工作强度。随着各种CAE软件，如:ANSYS、MARC、ABAQUS等的投入应用，利用现代化的手段进行新产品的开发设计，满足了越来越多的客户需求。通过优化设计，在降低产品重量、提高产品性能的同时，把设计人员从繁重的工作中解放出来，激发了他们设计创新的热情与积极创新的设计思路。机械制造工业正经历一次深刻地变革。

作者:毕德胜 单位:丰诺植保机械制造有限公司

参考文献:

［1］曾文忠.机械产品设计的结构优化技术应用策略探究［J］．湖南农机，2014，(09):44－45.

［2］刘海涛.小议机械产品设计中结构优化技术的运用［J］．工业设计，2012，(02):70.

［3］方子帆，杨守期，曹刚，等.随动装置数字化设计关键技术及其应用研究［J］．三峡大学学报(自然科学版)，2016，(02):65－70.

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甲方：

乙方：

甲方因设计产品需求，需要乙方提供技术咨询和技术服务，为明确双方权利义务，特约定如下，以资共同遵守： 

一、服务内容、要求和方式

1、服务内容和要求：

1.1乙方为甲方提供对产品技术进行技术支持。 

1.2甲方在遇到技术问题时，应及时跟乙方联系，如实向乙方描述故障现象，积极协助乙方解决问题。

1.3乙方为甲方提供的产品性能试样进行实验分析。 

1.4乙方为甲方所使用的量具进行周期性检定及校准。

1.5甲方如需乙方提供上门技术服务，应及时跟乙方联系，乙方会按照标准的上门服务收费标准收取一定的费用。

2、服务方式： 

2.1服务采用按次服务方式，并一次性付清所有费用，服务地点在乙方公司。 

二、协议期限 

本协议约定的服务期限自 2015 年 12月  12日  至    2016年  5月  12日，期限届满前双方协商是否续签，未续签的，期满自动终止。 

三、服务费用 

1、具体服务次数以甲方要求和乙方实际提供服务为准。 

2、甲方应在本协议签署后，向乙方支付 40000.00           元的技术服务费。

四、双方权利和义务 

1、甲方有权按照约定要求乙方完成服务任务，并按时支付服务费用。 

2、当甲方有需要时，乙方有义务为甲方提供人员与使用费用证明 。

五、违约责任 

1、甲方未按时支付服务费用的，应按照未付部分银行同期贷款利息支付违约金。 

2、乙方未按照甲方要求按时按质完成服务内容的，甲方有权不支付服务费用。 

六、合同终止或解除 

1、甲方因业务变化，无需乙方继续提供服务的，需提前一周通知乙方解除合同。 

2、乙方违反本协议任何约定的，甲方可以随时解除本协议。 

3、对因不可抗力（包括但不限于如地震、洪水等自然灾害，战争、暴乱等）、政府行为及其他乙方不能控制或避免的原因致使本协议部分或全部不能履行，双方均不承担违约责任。

七、争议解决 

本合同履行期间产生的争议，双方友好协商解决。

八、其他约定 

本协议一式二份，双方各执一份，签字盖章之日起生效。 

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利用这些优势，基于D类技术的音频芯片正在对今天的消费类产品产生着巨大的影响，尤其是在平板数字电视和便携式应用领域。

数字电视与D类技术的结合

虽然传统的模拟放大器对CRT电视来说是一种很好的选择，但是对平板电视就显得力不从心了。这是因为设计师必须为了实现轻薄的产品，在限制音频输出功率和质量方面做出极大的让步。A类和B类放大器不但效率低，还会产生不必要的热量，引发难以处理的设计挑战，而且还需要散热器，导致了进一步的设计问题。大多数平板电视都面临着来自视频系统本身功耗和散热问题的很大挑战。因此，许多平板电视只能在每个声道提供大约5W的功率。D类数字放大技术已经可以提供解决平板电视主要挑战的解决方案，即可以在最大限度地减少热耗散的同时，在轻薄尺寸中获得高质量的音频效果。

目前，D类技术可在一个芯片上集成功率级和控制器，可以实现超过85％的效率，而且不需要散热器。将新型D类芯片集成在系统中，平板电视就可以提供增强的音频功率(每声道大约15W)，音质水平也得到了全面提升。因此，OEM厂商可以实现增强的音频功率和质量，以更好地匹配视觉体验。

目前，D类技术已接近模拟放大器的性能水平，在某些方面甚至超过了性能期望值。其目前的功率水平已经相当于模拟放大器，而总谐波失真(THD)也与模拟放大器处于同等水平。事实上，其动态范围已超过了集成的模拟放大器性能的平均值，后者通常低于80dB。先进的数字放大器可以实现超过100dB的动态范围――静音与最大功率输出之差。

出现在导通期间的噪声是另一个挑战。虽然使用继电器和较大的隔直流电容器相当昂贵，但是数字集成有助于实现对放大器启动的更强大的控制，而无需增加材料成本。因此，Cirrus Logic公司简化了音频通道，不使用反馈即可获得较好的音质。已有的开关电源足以提供稳定的电压。不过，那些采用传统变压器和担心滤波的高端应用还是在采用本地电源反馈。

为了满足平板数字电视独特的系统设计需求，Cirrus Logic最近推出了一种高度集成的、基于D类技术的音频放大器CS4525。它集成了立体声ADC、采样率转换器、数字音频处理器，以及包括控制器和功率级的完整的30W D类放大器(例如每声道15W)。CS4525的独特之处在于，它支持输入的模拟和数字音频信号，其高效的功率级无需在系统设计中使用散热器。

便携式产品中的D类技术优势

通常，D类技术可以利用更小的面积为便携式产品提供更高的输出功率和更低的电压。这种降低的功耗可以实现更长的电池寿命。D类技术也减少了系统设计的元件数，从而有助于降低成本。此外，采用D类技术的芯片尺寸通常比较小，可以更好地匹配空间有限的便携式产品电路板设计。

D类系统设计的另一个问题是滤波。D类放大器的输出需要滤波，一些倡导者把电感线圈作为驱动扬声器滤波器的一部分，而另一些人则创建了一套独立于扬声器特性的全滤波输出的完整设计。对那些将扬声器作为产品一部分的音频系统来说，在扬声器中使用电感有助于节省元件成本。

对便携式音频应用来说，由于耳机电线比较长，其输出必须经过全滤波而不出现带外噪声。但是，电线可能成为EMI的天线。由于需要电感器，用一个D类放大器实现这一点是很困难的，因为电感器的体积比较大，可能使应用中的音频性能受到影响。因此，一些产品，例如CS42L52立体声D类放大器，为了实现更低的功耗，耳机输出采用了一个传统的低EMI模拟放大器，以及一个用于扬声器输出的更大功率的D类放大器，这些通常都集成于产品本身，可最大限度地减少所需的滤波量。

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机械产品绿色设计的概念

机械产品绿色设计是以产品的生命周期为限，在产品的设计过程中重点考虑产品的环境属性，并在保证产品应有功能和品质的前提下最大限度地满足生态环境目标要求。也就说基于绿色理念设计的机械产品不仅能够满足基本的功能、寿命、成本等经济属性，还要体现产品在设计、制造、使用、废弃与回收过程中的环境要求。

其基本思想有：1)产品的设计要优先考虑环境属性，并以此为前提满足技术属性和经济属性；2)将产品的废弃与回收纳入设计范畴，并做好相关技术研发；3)强调产品设计者和生产企业在实现环境属性时应承担的社会责任，鼓励企业实行生产、回收与再利用，并制定相应的约束机制；4)是对传统设计理念与方法的升华与提炼，体现了人类对机械产品设计思维的创新。

与传统设计模式相比，基于绿色理念的机械产品设计具有能源清洁化、产品材料绿色化、生产过程绿色化、工作介质绿色化以及减振降噪、结构密封、连接与拆卸灵活、造型优美等优点。另外，传统的设计方法只注重产品的设计阶段，较少或基本没有考虑产品的回收与再利用，缺乏对环境要素的必要思考，且对材料的选择也只是参照技术原则和成本原则进行，而基于绿色理念的机械产品设计将产品的生命全过程纳入设计的范畴，并以产品环境属性为核心要求（图1）。总之，基于绿色理念的机械产品设计技术不仅为人类提供了一种绿色生存方式，还极大地促进了技术进步和技术创新，并对区域社会经济的可持续发展具有巨大的推动作用，是知识经济时代的重要举措。

基于绿色理念的机械产品设计关键技术

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【关键词】机械产品设计；有限元分析；应用

1、引言

随着现代计算机信息技术的不断发展，越来越多的工业产品在设计、研发时借助计算机软件进行，不但提高了设计精度，而且还能够提前对应力、性能等方面进行计算与预测。有限元计算是近几年来在机械产品设计中应用较为广泛的一种程序。通过它实现了设计团队的工作效率，极大地降低了设计成本，为企业创造了更高的经济效益。

2、有限元分析法概述

有限元法最早是在上个世纪五十年代提出的，当初的主要目的是为了处理固体力学问题。后来特纳等人把单元刚架法思路进行推广，开始应用于力学平面领域。有限元法的概念即为通过建立结合点位移与结合点间的单元刚度方程法。有限元理论随着现代计算机信息技术的不断发展得到了迅速的发展，同时它的功能也不断广泛。[1]

3、有限元法在机械产品设计中的应用作用

3.1降低成本

在传统的机械产品设计中，多是采用借鉴改进的方式进行的，通过已有的机械产品图纸进行细微改动或简化处理，通过经验来进行优化设计，总体思路还是不变，这一过程中需要大量的设计工作，周期非常长，通过这种方法设计的产品相对性能差一些，在传统的机械产品设计中多是采用二选一或多选的方案进行的，从多个方案中选择质量最优的方案进行进一步设计。这就造成了工作量非常大。通过有限元法来对机械产品进行设计分析时，可以直接确定出最优的方案，而且设计与修改工作都会容易一些。通过有限元优化设计分析，可以有效减轻机械产品的自重，对零件形状进行优化，从而降低材料消耗，拉动成本下降，能使企业获得更好地经济效益。[2]

3.2提高设计可靠性

在传统的机械产品设计思路中，多是采用实验的办法，把设计的产品经过样品、手工样机、实验样机等多个阶段才能制造出性能完全符合需求的产品，在这一过程中，不但周期较长，而且修改难度增大，造成浪费问题严重。从整体来讲，传统的设计思路无法完全确保设计的可靠性。而采用有限元分析可以直接从计算机中对零件的形状、应力与尺寸进行完全检验，而不再需要真正加工出成品。通过这种精细化的反复模拟，可以有效提高零件设计的可靠性，确保零件产品精度的同时，也提高了产品的质量与应用效果。[3]

3.3有限元法在机械产品设计中的应用案例

本文以橡胶衬套为例来对有限元法进行分析。橡胶衬套主要由内衬套、外衬套与天然橡胶组成。在设计时，首先，要对整个的模型进行简化处理，在模型中对整体分析无作用的部分可以进行清除，如相关的倒角与圆角等。这些因素如果水去除的话，将会对单元格的划分质量产生影响，增大运算量。在对橡胶衬套进行分析时，首先要分析它在径向的受力时，外形发生的变化，内衬套保持固定，在径向增加荷载，当大小为5KN时，加载的速度为5mm/min。当简化橡胶模型后，需要对其进行离散模拟分析，根据不同的模型来分为多个单元格。对于模型要输入基本的尺寸信息，给定模型相关的材料参数，对于非线性比的材料需要把其拉伸或压缩应力曲线输入至计算机，通过拟合来得到更多的系数。[4]

之后分别进行接触条件定义、设定边界定义与载荷工况定义等。把已经设置好的工况信息选择到作业中，结合应力结果，对平面应变进行分析。在提交时，要根据运行结果进行一定的处理，只有在处理后的运行结果，才能更直观地表达在我们面前。[5]

4、有限元软件介绍

有限元软件不仅适用于机械产品领域，对于橡胶、塑料等多个领域都有着良好的应用。一般来讲，设计单位都会选择商业的有限元软件，在近几年来，商业软件在数量与规模上取了长足的进步。现代的有限元软件功能非常强大，具有丰富的材料库，能够实现单元形态与求解精度的检查与修正，能够处理好图像显示，具有多种CAD系统直连接口。CAD软件主要是实现平面的产品轮廓设计，可以进行基本的造型设计，通过一定的传输后，直接在CAE软件中进行有限元网格划分并计算，通过不断的自动修正，大大提高了设计水平与效率，得到现代工程师们的一致认可。另外有限元软件还具有良好的用户开发环境与不错的培训维护能力。随着经济的发展，软件开发商为了获得更多的市场份额，对于用户的需求无法一一满足时，将会给出一个相对开放的环境，由客户根据自己的产品特点对自定义内容进行设置与二次开发。[6]

5、有限元在机械产品中的设计趋势

根据国际上CAE软件的不断发展，有限元分析方法将会向着以下趋势不断前进。首先，为了具有更加全面的适应性，有限元方法将会与更多的CAD软件实现无缝对接，这些良好的对接有利于工程师更加快捷地解决复杂工程中的问题；其次，有限元分析将会具有更为网格处理能力。[7]在实际的工程设计过程中，模型某区域交会容易出现较大的应变，从而导致单元畸变，最终造成求解不能进行下去，所以需要网格自动划分。自动划分网格将会成为裂纹扩展等应变问题分析的必要条件；第三，有限元法将会从处理线性问题发展到处理非线性问题，随着曲面设计在现代造型设计中的比重不断增多，同时对材料等要求不断提高，对于非线性求解器的需求也更多；第四，有限元法将会由单一的结构场发展到耦合场问题的求解，最后是面向所有用户的开放性，让客户列加体会到软件的人性化与适应性，提高应用范围。[8]

6、结语

有限元的设计方法极大地提高了设计企业的工作效率，缩短了设计周期，实现了经济效益的及时化与最大化，通过降低成本，为企业创造了更多的经济价值。有限元分析法将会在未来的机械产品设计中体现着更加重要的作用，随着社会的发展，经济的进步，将会创造出更多的发展思路与经济财富。

参考文献

[1]孙博宇.拓扑优化方法在机械产品设计中的若干关键问题研究[D].合肥工业大学，2012.

[2]胡光忠.模糊可重构设计关键技术研究及其在转向架中的应用[D].西南交通大学，2012.

[3]王灿明.不确定理论在机械产品设计维修中的应用[A].中国运筹学会不确定系统分会.第十一届中国不确定系统年会、第十五届中国青年信息与管理学者大会论文集[C].中国运筹学会不确定系统分会，2013：5.

[4]李进.基于规则和统计的组合类新词识别技术研究及其在机械产品设计中的应用[D].西安电子科技大学，2013.

[5]彭沁.基于篇章的名词省略恢复研究及其在机械产品设计中的应用[D].西安电子科技大学，2011.

[6]满意，朱单群.人性化设计在机械产品设计中的应用[J].南通航运职业技术学院学报，2007，04：56-58.

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绿色设计是指利用产品制造中经济性、环境协调性与技术应用等方面的信息，采用优化技术措施方式以提高产品的经济合理性、技术先进行和环境协调性的过程。将绿色设计理念引入到煤矿机械制造中，可有效提高煤矿机械开发产品的再利用性、可维护性和经济性，从而满足煤矿生产的低能耗、低污染、小体积要求。因此，加强有关煤矿机械绿色设计与制造工艺的分析，对于改善煤矿机械的制造水平与质量具有重要的现实意义。

1.煤矿机械的绿色设计

1.1.可回收性设计

可回收性设计是指在对煤矿机械产品进行设计时应全面考虑零部件及材料的处理工艺、处理方法、回收价值、回收可能性等问题，以尽可能完成对材料能源、零部件、资源的有效利用，从而最大程度的降低回收过程对环境影响的理念与方法。在产品可回收性评价体系中主要包括对产品级、材料级、零件级与部件级四个方面的回收和填埋级与能量级两层次上的环境污染分析，相应提出的产品回收性能指标与规范可以用于对产品设计进行指导。在煤矿机械可回收性设计中可先全面评估产品的回收价值与可回收性，利用评估结果制定相应的可回收性建议，以此为机械设计提供调整性分析。

1.2.材料选用

传统的煤矿机械产品设计中，在对材料选用时常关注材料的成本水平与技术性能，而不重视材料对环境的影响。而产品材料的环保性能将直接关系着机械产品的绿色程度，所以在材料选用时，应在材料符合规定功能标准的基础上尽量选择具有高环境兼容性的材料。在煤矿机械产品材料选用过程中应注意以下两个要点：（1）环境友好性，在选择材料时应尽可能选择环境兼容性高、低能耗、污染少、无辐射、无毒无害的材料；（2）可持续性，材料选择时应尽量考虑使用可回收材料和再生材料，材料应方便进行再制造、再利用或回收。

1.3.绿色CAD设计

现代工业产品设计中多采用CAD技术进行，在开展产品设计时，CAD技术能够根据提供信息量形成参数化的产品模型，并能依据模型分析产品的工艺特征、强度刚度、结构空间等。目前使用的CAD软件同时具有CAE技术功能，可以采用模块化方式对煤矿机械的工作环境进行真实模拟，从而进行抗冲击性、刚度、强度试验等。将CAD软件技术应用到煤矿机械绿色设计中，可建立并行设计平台，有效改善产品设计效率，提高零件模型在各部门间的共享水平，对于改善产品的绿色设计质量具有重要作用。

1.4.可拆卸性设计

可拆卸性设计是指在产品设计过程中，采用多种优化改进措施使产品的连续结构间能够方便维护、拆卸与制造，且在产品回收时仍能有效利用各部分零件的过程。拆卸是保证产品有效回收的重要手段，其设计质量的好坏将直接关系到材料的再制造与回收效果。由于煤矿机械产品结构复杂、体积较大、零件较多，在加工设计是应充分考虑其合理的结构要素，以改善机械产品的可拆卸性。

具体措施有：（1）注意在部件拆卸部位应尽可能降低紧固件的用量，以提高拆卸效率和方便性；最好采用一致的紧固件类型，以减少拆卸工具类型、优化拆卸流程； （2）由于煤矿机械产品的零件之间需要较多的连接构件，常用的有铆接、螺纹连接、搭钩式连接、销接、焊接、键连接等方式。采用合理的连接方式可有效提高产品的可拆卸性。在机械产品设计时应尽可能采用破坏性小的、简捷连接方式；在金属零部件间应采用键连接、销接、螺纹连接方式，以降低产品回收时的拆卸分离工作量（3）在选择制造材料时应尽量选用利用分类和分离的材料类型，并考虑材料之间的兼容性与材料种类；（4）在设计过程中应尽可能降低零件的用量和组合数量，减少拆卸时间、工作量和拆卸工具的复杂程度。

2.煤矿机械绿色制造工艺技术

2.1.煤矿机械产品的再制造

再制造技术的主旨在于全面提升废旧机电产品的性能，其以机电产品的寿命周期管理与设计作为主要依据，按照节能、优质、环保、节材、高效等基本原则，采用先进产业化生产技术手段，对废旧机电产品进行有效的改造和修复。再制造过程不仅仅是废弃品的再利用过程，其采用的表面工程技术既能准确改善产品尺寸，还能全面提高产品性能，且具有能耗低、利用率高、节能效果好等优点。再制造中所采用的关键技术主要有：废弃产品回收利用与高效拆卸技术、再制造零部件与废气零部件的寿命检测技术、表面工程技术、数字化成行平台关键技术、再制造部件检测与质量控制技术等。将再制造技术应用到煤矿机械零部件的制造中，可有效提升机械产品的环保、节材、节能优势。

2.2.虚拟制造

虚拟制造技术是一种集成生产管理、CAM、CAD的软件技术，其能够创造一种真实有效的建模与仿真环境，实现了产品装配、规划、制造、设计的计算机化发展，且能控制产品生产的基本过程，并提供虚拟企业、虚拟生产与虚拟开发等功能。在煤矿机械产品设计中采用虚拟制造技术可有效改善生产效率、提高生产效益。利用信息化技术建立有关切削刀具、切削用量的基本数据信息煤机数据库，并采用自动化技术对高速切削、硬切削、干切削等制造技术进行虚拟制造，可有效简化制造过程，改善机械产品制造效果。另外将虚拟技术与CAX技术相结合可充分提高产品制造的虚拟化程度、降低机械制造中材料与资源浪费、降低产品制造与设计周期等。

2.3.集成化技术

按照系统与集成优势对煤矿机械产品的绿色制造过程进行分析，将产品工艺设计与材料选用集成和产品使用与设计需求集成充分结合，重点考虑绿色制造过程的信息集成，从而形成具有环境影响评估、绿色设计、质量检测、制造过程分析等功能的集成式制造系统体系。

3.结束语

绿色设计与制造工艺水平的应用质量将直接影响着煤矿机械产品的整体质量和性能，因此，相关技术与设计人员应加强有关煤矿机械产品的绿色设计与制造技术研究，总结绿色设计要点及制造技术措施，以逐步提高煤矿机械产品的绿色设计质量。

参考文献：

[1]王昱.浅谈煤矿机械的绿色设计及制造[J].科技致富向导.2012，13（14）：74 75

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17世纪和18世纪初叶是钟表时代，18世纪末叶和19世纪是蒸汽机时代。机构学的发展，出现了曲柄滑块原理的内燃机、汽轮机和水轮机等，实现了将柴油和汽油的化学能转化为机械能；原煤的化学能经热能转化为机械能；水的动能和势能转化为电能或机械能。这些技术发展进程中，诞生了机械设计课程。机械设计包括机械原理、机械零件和机械系统设计三部分内容。机械原理讨论机构的设计、运动分析和动力学分析。机械零件部分讨论机械零件的强度、刚度、振动稳定性和耐磨性等设计方法，并且介绍机械的结构设计。机械系统设计部分讨论机械系统的动平衡、速度波动调节以及系统方案优化设计等。机械产品的创新设计以上述三部分内容为基础，对产品设计进行改进或革新。

1.机械原理。机构的设计与分析是机械原理的核心内容。常用的机构有：连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、蜗杆结构、摩擦轮机构、棘轮机构、槽轮机构等。机构的演变或创新方法有：机构的组合、机构的演绎、机构的逆向设计以及新原理的应用等。机构组合是常用的设计方法，通过不同类型机构组合或者同类型机构的组合，得到实现运动轨迹的新组合机构。机构的演绎是通过改变机构的运动副、构件几何设计、机构的变结构等方法，获得新的机构设计。机构的逆向设计，常用主动构件和输出构件互换、增加或减少自由度数即原动件数，来获得新的机构设计方案。机构的运动分析和动力学分析，常用计算机辅助设计的方法来分析，以获得运动轨迹、加速度和跃度的变化曲线。机构的创新设计是机械产品创新的基本内容，也是对产品在较大程度上的革新。

2.机械零件。机械零件分为通用零件和专用零件。机械零件部分介绍的是各类通用零部件，包括连接零件、传动零件、轴系零部件以及弹簧、机架和导轨等。连接零件有螺纹连接、销、键和花键、过盈连接、胶接、焊接和铆接等。传动部分有带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动、摩擦轮传动等。轴系部分有轴承和轴的设计，其中轴承有滑动轴承、滚动轴承、空气轴承、电磁轴承和静电轴承等。机械零件的设计是针对零件的失效形式来进行的。首先由实践确定机械零件的失效形式，然后选择零件的材料和表面处理技术，以抵抗其失效形式，再依据相应的设计理论提出设计准则和设计公式，最后是设计零件的所有结构尺寸。另一方面，机械零件是物化的产品，其结构设计和制造工艺性设计也是关键方面。机械零件的创新设计方法有变结构的设计、组合设计以及采用新原理的设计等。

3.机械系统设计。机械产品越来越复杂，组成机械产品的零件个数越来越多。机械系统的传统设计内容有动平衡、速度波动调节和分系统之间的匹配等。机械子系统的设计，包括动力系统、传动系统、执行系统、控制系统和辅助系统的设计。在计算技术发展后，针对系统层面出现了系统优化设计、系统可靠性设计和系统摩擦学设计，并且在产品设计中得到应用和推广。随着生态设计、全寿命周期设计、维修设计和自动化设计的发展，基于系统分析和计算仿真的设计软件包日益增多。经典的设计内容都可以由软件包来完成，然而对于新材料的机械零部件设计及其系统设计，仍需要理论和实验的应用基础研究，以获得设计准则和相应的设计方法。

机械设计面临的挑战

我国的机械工程高等教育是从20世纪初开始的，落后于欧洲的第一次产业革命200余年。因此，我国的机械工程科学与技术距世界先进水平有差距是有其历史原因的。在改革开放后，国家的载人航天、高速铁路和青藏铁路等重大工程的建设推动了机械、电气、信息和材料等学科技术的进步，同时也促进了不同学科的技术整合，以新的系统产品提供给消费者。然而，我国的工程教育历史较短，仍有待借鉴国外先进的工程教育经验和教育方法。目前，机械设计教学与产品设计面临的挑战有创新能力的培养、系统性的思维观、新的科学原理带来的挑战等。

1.新材料带来的挑战。人类的发展史从某种意义上说也是人类利用和制造材料的历史。随着人们对石头、铜及其合金、铁及其合金、半导体材料的制造和使用，人类社会经历了石器时代、青铜时代、铁器时代和半导体时代。在上个世纪末，智能材料的发展非常迅速，例如压电材料、磁致伸缩材料、光敏材料等，机敏材料正得到更多的应用。在量子力学基础上出现的新智能材料，将为机械产品设计提供更广阔的空间。作为机械产品设计工程师，要时刻关注智能材料的进展及其制备技术。纳米材料作为一种介观尺度的材料，已在纳米添加剂方面得到工程应用。另一方面，材料的成本与市场供应也是产品设计阶段需要考虑的内容。新材料的发展与研制，为机械产品设计提供了更多的设计选择，也同时使得以前不可实现的产品功能得以实现。生物材料及其仿生技术是新材料的发展方向之一，设计师应关注这一方面的新进展、新技术和制造过程，在较短时间内将其应用于产品设计，为人们的安全、舒适的生活和健康提供新的产品。

2.信息科技带来的挑战。从信息论和控制论的诞生开始，人们就进入了信息社会。计算技术的软件、硬件和系统技术，作为20世纪的标志性进展，以此为阶梯，人们开始了信息社会的生产与生活。信息技术使得地球变成了地球村，各地信息及时传递与互享共用，改变着人们的生活方式、生产方式和思维习惯等。毫无疑问，我们已经生活在信息社会里，信息技术对机械系统中的控制单元设计进行了彻底的变革。产品的设计涉及功能、结构、外部界面、用户界面和成本五个方面。产品的创新设计方法很多，例如前苏联学者G.S.Altshuller提出了创新问题解决方法。无人车间、无人制造工厂不再是人们的向往，而是已经成为现实。信息技术已经提供了虚拟战场、3D虚拟电影、虚拟产品模型、虚拟产品装配等一系列产品和相关的技术。机械制造的核心，机床已经是计算机控制的可编程设备，机械制造过程也已经是柔性的可变制造系统的生产线。可以预见，信息技术不仅会为人们的生活提供手机和无线网络等，也将提供虚拟的生活体验，例如虚拟的蹦极、虚拟侏罗纪公园等。信息科技对机械设计和机械制造的变革不会比电气化革命带来的少，而且更加深刻、更加深远。机械设计工程师要学习新的信息科学与信息技术，用其革新机械产品的设计、机械制造过程和管理过程。

3.智能科学带来的挑战。21世纪是生命科学与技术的时代，生命的基本特征就是智能与生长。智能科学的发展与信息科学密切相关，也可以说是以信息科技为基础的。简单智能产品，例如冰箱、空调等，已成为商用产品，而且新的更高智能程度产品也在日新月异的发展之中。基于信息技术的智能交通系统、公园导游系统、空中管制系统等产品已具雏形，随着信息处理的高度智能化发展，这些信息管理系统也需不断地升级。1956年到1961年可以说是AI研究的形成时期，卡内基－梅隆大学、麻省理工学院和IBM公司开始了AI的早期研究。1961年到20世纪80年代是AI成长期，80年代是其快速发展期，80年代后人工智能技术步入实用化成熟期。取得了国际象棋、口语识别、机器视角和专家系统等研究成果。

4.生态环境带来的挑战。随着生产的规模扩大，对自然资源的消耗日益严重，伴随出现的环境污染也日益突出。在今天的生产发展阶段，保护自然生态环境的压力更加突出。为了保护人类的生活环境，必须从产品设计、产品制造到产品回收循环利用的全周期，考虑产品的环境绿色性。产品供应链的全球化、网络化与节能设计，是新世纪机械产品设计需要考虑的新问题。机械产品的设计阶段就很大程度上决定了产品的环境友好性。从材料选择来说，应采用材料种类更少的设计方案；从计算参数设计来看，应提高功能参数与质量之比，更大程度地发挥材料的性能；从结构设计来说，应尽可能地循环利用报废机器的零件，或者通过最低成本的再制造，然后循环利用零部件；在功能设计来说，应尽可能发挥产品的设计构思，提供更多、更便捷、更低成本的功能实现方案。如此等等，在整个产品设计阶段贯彻生态设计的理念，为保护自然环境和最大效能利用资源做出努力。

小结

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就目前而言，从市场需求出发，大量仿生机械产品推出。通过设计师综合分析归纳，同时经工程师工艺分析和反馈，仿生学应用在机械设计领域中越来越受到重视，要求各类学科的美学设计思想的综合。机械仿生设计无疑正向着多元化发展，仿生设计作为人类向大自然学习的途径，相应的研究投入也正逐年增加。产品设计反复从结构、外形与材料、功能等各方面进行优化，逐步从传统的基础设计走向了新型的创新设计。通过结构仿生设计、材料仿生设计与运动控制仿生设计四个方面，机械设计行业已然建立起了全面的仿生体系，主要实现了以下几个方面的仿生设计：

（1）机械仿生设计功能特性仿生

近年来机械仿生设计方面取得的成就也不在少数，产品设计在运用仿生学设计理念的前提下，在自然界的长期发展演变中，产品设计既提升了艺术品位又满足了用户需求，并随着时代的发展而得到了不断深入。现今已有的设计实例中，通过将自然界生物体的形态、结构、材料和功能等各类要素融入产品设计的思路中，为我国生产机械化的推进提供了巨大的动力。工程师在利用现有工程技术的前提下，适应周围环境的改变，运用发散性思维，使得机械设计不再拘泥于传统的模型设计，结合仿生设计的理念和方式，更多拥有了其灵活性与实效性。通过发掘了解自然界各类动植物的结构与生存方式，在机械仿生设计中，实现产品更好的服务人类，为各方面的工作指引一个新的方向，具有独特的创新性，并使之有效抓住技术创新的突破口。

（2）机械仿生设计运动特征仿生

机械仿生设计是指设计出创新性的机械产品与结构材料的过程，其中，生物运动特征的仿生也必不可少。基于机械设计的基本理论和方法，做好运动体系的规划。对于这些生物与生俱来的特点，将研究发现运用到产品设计中，充分理解掌握自然界生物体的结构形式与相应功能原理，通过将其板块化、细节化，作为机械仿生设计的源泉，找出与实际生产工作的良好结合点，并对其结构和功能进行仿生设计而为人类使用。也使得相应的机械设计更贴合自然，形成了各种具有高度复杂的结构形式和功能形态，应用水平也随之提高。作为机械仿生设计的关键部分，目前的运动特征仿生中，机械结构仿生设计对生物基本运动方式、运动系统的调节等都进行了全面的研究，通过综合力学分析证明，能够在提高结构的同时而减少材料的使用。而实际生活中的一些相关机械设备也为生产工作带来了极大的便利。

（3）机械仿生设计组织结构仿生

伴随着工程技术的不断发展与人民对于现代生活方式的需求，机械仿生设计组织结构这方面的仿生已不再仅仅局限于服务工厂，而是结合生物科学而进行的深层应用，在人类的日常生活中已逐渐普及使用，也从微观角度上实现了人与自然的协调发展。经过复合材料做成的通过气动方式驱动的机构设计，在相关的机械仿生设计中，关键技术参数上，如应力、刚度要求，其在材料生产方面收效较为显著，在弹性收缩比率等都与自然界生物体的肌肉相近，因此而推出的一系列仿生材料也良好地适应了高强度、高效率的性能需求，通过机械加工成特殊壳结构从而使其具有良好的运动特性，为生产发展带来了极大的经济效益。通过研究生物组织的结构、构成原理和材料的联系，对生物内部组织机制一些必要性联系的分析，并指导材料的设计、制造与加工，机械微组装、分级结构设计等也都有了新的发展方向。

（4）机械仿生设计信息控制仿生

在产品机械设计领域，随着信息化时代的到来，通过获得所需要的启示最终达到所需要的材料特性，人们对于信息的传递与控制要求也越来越高，从而满足机械的性能需求。在这一方面，生物在不断进化过程所拥有的一些结构、原理等能力同样可以借鉴。机械人工智能控制是现代机械系统整体运行性能的基本保证。具体地，在机械仿生设计中，对天然生物材料的表面功能、形成原理进行研究分析，信息管理设备往往能通过生物的一些信息获取方式、反馈系统以及自主控制能力等得到全新的发展空间，是现代仿生设计中的一个关键研究点，作为一种新型的设计方法，不仅生产质量得以有效保证，而且相对传统的产品机械设计方法，实际效率也随之大大提高。

二．基于仿生学视觉下的机械设计技术探究

过去的一段时间里，对于生活在粘湿环境中穿山甲、蜣螂等典型土壤动物进行防粘持性研究，规定形状等规范化的对象。发现土壤动物经亿万年进化而形成的防粘特性突出地表现在体表上，进一步研究与总结产品机械仿生设计的系统理论，发现其体表的几何非光滑形态是可以减粘降阻的重要原因之一，它是产品机械设计理念的一次跨越性的进步。同时发现上述土壤动物体表普遍具有一种鳞片形非光滑形式，是现代新型复合材料研究的蓝本，其中穿山甲体表最为明显。提高地面触土机械部件质量、延长使用寿命、产品的发展与进步使得产品设计的道路越走越宽，针对各种形态的动植物的工农业机器人也广受欢迎。它代替了现有的金属材料与高分子材料，更有效地提高地面机械触土部件的使用寿命。

三．总结

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【关键词】 机械产品 现代设计 计算机

1 现代设计理念概述

所谓设计就是根据一定的设计目的和产品应用要求，借助一定媒体将软性思维转化为相关产品信息、产品模型的过程。因此，机械产品的设计必须具有目的性、结构性和严谨性，而现代设计是基于提高设计速度和设计水平为出发点，将智能化和自动化充分运用于产品设计与研发当中的一种设计方法。因此，机械产品现代设计理念的特点就是智能化和自动化。在上世纪80年代以前，我国在设计领域中的一些设计技术、设计方法、设计理念相比国际上相对落后，对于一些先进科学技术的应用知之甚少，而为了强调设计技术的变革，通常把我国过去常用的设计称为传统设计，而把国际上兴起的新兴设计技术称为现代设计。经济的快速发展必然要求生产效率的提高，而生产效率的提高必须要将新兴科学技术充分运用于生产领域中，因此机械产品功能的多样性、机械产品结构的复杂性、机械产品使用寿命的长期性必然会给机械设计提出时代课题。随着科学技术的高速发展，在产品设计绘图、加工制造等方面的研究已经取得了一定的成果，但计算机在产品初期设计中的应用却少之又少，因此计算机在设计中的应用是机械产品现代设计方法的必然选择。

2 机械产品现代设计方法类型

2.1 系统化设计方法

所谓系统就是整体与部分之间相互联系、密不可分的一种构成方式。同时，每个组成部分又具有独立性，每个组成部分发挥的作用也不尽相同，这些不同的作用对于整体而言又是必不可少的，正是由于不同元素之间的相互作用，才维持了整体作用的持续发挥。系统化设计方法正是对系统原理的充分体现，系统化设计方法理论源于德国学者Pahl和Beitz教授，我国多学着在设计实践中充分借鉴西方国家设计理念，同时根据我国实际情况对系统化设计理论不断进行深化，一是从产品开发过程的宏观性为出发点，根据用户需求，利用质量功能布置法，以产品开发阶段技术要求为目标，系统地将客户需求转化为实际产品功能。二是借助生命系统理论将产品视作为层次分明的生命系统，在产品设计过程中进行层次上的划分，以达到产品功能结构的系统性。设计就本质来说是产品要求和设计者自身思想的有效结合，因此不同设计者对待同一产品会有不同的角度和思路，总的来说，具有代表性的系统化设计方法主要包括设计元素法、图形建模法、“构思”―“设计”法、矩阵设计法、键合图法等等。

2.2 结构模块化设计方法

结构模块化设计方法是从规划产品的角度出发而提出的，而这种方法的设计任务又是以产品结构为基础，利用产品通用零部件来确定设计任务，同时在分解设计任务时就要充分考虑好不同零部件之间存在的作用冲突，解决好矛盾，同时还要及早预测生产能力和费用，由此来提高设计效率，从而降低产品研发成本。设计任务的功能化产品结构共分为四层：产品―功能组成―主要功能组件―功能元件。为了更好地评价专用机械设计和更有效地规避制造风险，在专用机械设计中采用功能化的产品结构将充分发挥优势作用。

2.3 基于产品特征知识的设计方法

利用计算机的语言识别功能来描述产品特征及相关专家的知识经验是基于产品特征知识设计方法的主要特点，这种方法实际上是利用知识库和推理机及已储存领域知识来实现计算机辅助产品的方案设计。产品特征是机械系统方案设计的主要依据，而设计领域相关专家的知识和经验又是对机械系统特征的规律性把握，基于产品特征知识的设计就是利用这两个方面来进行推量和决策，从而来完成机构的型、数综合。而知识的自动获取、表达、集成、协调管理和使用，又是实现这一阶段计算机辅助设计的必然前提。综观国内外设计学者针对机械系统方案设计知识的自动化获取的研究，采用的方法主要包括：编码法、知识的混合型表达法、利用基于知识的开发工具、设计目录法、基于实例的方法这五种。

2.4 智能化设计方法

根据设计方法学理论，借助三维图形软件、智能化设计软件和虚拟现实技术，以及多媒体工具来进行产品开发设计是智能化设计方法的主要特点。数学系统理论和系统工程理论是智能化设计方法的理论支柱，在利用这两个理论时，充分利用产品设计技术和系统开发方法学研制出与产品设计初期相适应的多媒体开发系统软件是智能化设计方法的基本原理。

3 结语

机械产品的系统化设计方法、结构模块化设计方法、基于产品特征知识的设计方法、智能化设计方法是机械现代化设计的主要内容，而这四者之间又有着密切的联系。在信息化的时代背景下，科学技术飞速发展带来了机械产品功能与结构的深刻变革，但机械产品功能与结构的变革与机械设计的发展却并不同步，机械产品方案的设计手段显得力不从心，跟不上时展的需要。由于这四者之间密切的联系，要想有效的实现机械化设计的现代化，还必须对这四种方法进行综合运用。而计算机辅助功能在机械设计领域的运用也必然会带来新技术、新方法、原理的大量涌现。因此，在机械现代化设计中必须将计算机功能充分运用其中，因为计算机的运用本身就是信息化、智能化的一个重要标志，计算机在机械设计中的应用也必然会在很大程度上提高设计水水平、加快设计速度。所以机械现代化设计是机械设计的必然发展趋势。机械产品作为生产领域的重要生产工具，它的变革往往会带来整个生产领域的变革，从而带动经济的发展，而机械设计已经从传统走向了现代，这是思想变革和技术变革的有效结合，为了实现我国机械设计的现代化，必须完善创新机制，加大科研投资力度，培养机械设计人才队伍，只有通过技术创新才能够保证我国机械设计能够步入世界先进行列。

参考文献：

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【关键词】 机械产品安全设计

【abstract】 this paper discusses the meaning of product safety， describes the security content of mechanical product design technology to analyze the basic factors affecting the safety of their products. by analyzing the underlying factors that affect product safety， establish the basic security design ideas， basic program and basic methods.

【key words】 mechanicaldesign product safety

1 引言

安全性是产品的一种共有的固有属性。它指产品所具有的不导致人员伤亡、系统毁坏、重大财产损失或不危及人员健康和环境的能力。这里，这种能力是由设计所决定的，它与可靠性、维修性和保障性等密切相关，是各种产品必须满足的首要设计要求，是通过设计所赋予的固有属性，产品一旦被设计制造出来，其安全性也随之固定。安全性所具有的品质是产品设计所赋予的。面向安全性的产品设计强调的是从物（产品）的因素考虑，用设计手段改善和完善产品在全生命周期内避免发生事故的能力。

因此，产品的形成过程也就是产品安全性的形成过程，影响产品质量的因素贯穿于产品设计、制造、使用的全过程，甚至是产品整个生命周期。经济地取得满意的产品安全涉及到产品的整个生命环的所有阶段。只有了解了产品安全形成的过程，才能寻找相应的技术和手段来控制和提高产品安全性。产品的安全性是设计和制造进去的，并非检验出来的，因此，产品设计是决定产品最终安全性和成本的关键。

2 机械产品安全设计的内容

2.1 安全设计的基本要求

产品设计应满足其安全要求，包括在生产、安装、使用以及维护过程中，在预计的条件下使用不会对人员以及财产带来风险。目的是消除产品整个寿命周期内（包括安装和拆卸）的任何事故风险，及时这些风险时由于可预见的非正常情况产生的。产品设计必须满足相关技术标准，符合相应的设计规范与程序，如设计要求、计算方法等等的规定，同时应满足各类部件以及材料性能的约束。按照实现产品具备本质安全特性的要求进行设计，利用产品自身所具备的安全特性防止危险的产生，尽可能消除或减少风险。

2.2 危险识别

危险识别在机械安全设计中占有十分重要的地位，它的目的是描述危险的性质和识别它们各自危险所产生的后果。在对机械进行安全设计、制定有关安全标准和风险评价时，必须要对必须要对机器可能产生的危险进行识别。它是安全评价和安全设计的主要依据，危险识别的准确与否，直接影响到安全性能的好坏[1]。机器可能产生的危险主要分为2大类：

（1）机械危险；主要包括挤压危险、剪切危险、切割危险、缠绕危险、吸人或卷入危险、冲击或碰撞危险、刺伤或扎伤危险、摩擦和磨损危险、高压流体喷射危险等。（2）非机械危险；主要包括电气危险、热危险、噪声危险、振动危险、辐射危险、材料或物质产生的危险、未遵循人类工效学原则而产生的危险及综合性危险等。

2.3 安全评价

风险评价是在危险分析的基础上，根据现有工艺水平对机器在每种危险状态下可能产生伤害的概率和严重度进行全面评估和判定。安全评价的目的是帮助设计者根据现有技术水平，以及由此引起的各种约束确定最优的安全措施，使机器达到最高安全水平。风险评价通常包括以下3个方面的要素[2]：

（1）评估可能伤害的严重度。可通过伤害的范围、伤害的限度、伤害的严重度等因素进行评估。（2）人们暴露于危险区的频率。通过对进入危险区的性质、频次、持续时间和人数等因素来进行评估。（3）预测危险出现的概率。主要对以下因素进行预测：机器及其它元器件的可靠性及有关统计数据，类似机器事故历史资料。

3 机械产品安全设计

根据风险评估的结果进行安全设计，在选择安全设计的最优方法时，必须遵循以下原则：

3.1 结构安全设计

机械安全设计的第一步是对其进行结构设计，结构安全设计应考虑的主要因素如下：（1）使机器外观达到本质安全的结构设计；（2）使机器有关运动参数达到安

的设计；（3）合理规定和计算零部件的强度和应力；（4）合理选用材料；（5）选用本质安全技术和动力源；（6）应用强制机械作用原则；（7）应用人机工程原则；（8）应用人类工效学原则；（9）提高机器及零件的可靠性；（10）使机器的调整、维修点位于危险区之外。

3.2 安全防护措施的选用与设计

对通过合理的结构设计仍不能避免或充分减小的危险或风险，应合理选用和设计安全装置和（或）防护装置进行防护。

3.3 提供充分的安全使用信息

对通过合理结构设计和采用安全防护措施都无法消除或充分减小的那些遗留风险，应通过提供安全使用信息的方式通知和警告用户和使用者，使他们在使用机器时采取相应的补救安全措施。

参考文献：