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摘要:隨著人們生活水平的提高，環保意識也在逐漸增強，在生活的各個領域都能夠看到節能設計給人們帶來的便利，在機械設計中關于節能方面的研究也得到了廣泛的關注，就機械設計節能基本原理以及應用進行具體分析，希望能為以后該方面的工作提供一些幫助。

關鍵詞:機械設計;節能設計;基本原理

1機械設計中節能設計的原理

機械設計中的節能設計是將平衡理念作為基本思想，主要包括功率匹配節能、減小摩擦以及動力源改進三個方面。充分結合實際情況來對機械設計進行考慮，并從設計細節入手從而實現真正意義上的節能。首先，在通常情況下，機械設備的發動機是主要的動力源，能夠在最大限度上增加發動機輸出的功率和減少輸入的功率，也就是，機械設備在運行的過程中能夠提高電能與熱能以及動能的轉換，例如在設備停啟的過程中，由于慣性設備還可以繼續運行，將這一部分的動能通過設計進行存儲，以便于以后起動時使用動力能源。其次，對于減小摩擦的節能設計，應該是在機械設備運行的時候，設備之間產生的摩擦造成的動力損耗，在節能設計時，可以利用表面的光滑部分，或者使用潤滑油來減少設備的摩擦問題，從一定程度上降低能源損耗的問題。對于功率匹配方面的節能設計，可以根據機械設備的設計來進行，將設備的使用環境與匹配的運行功率相結合。

2機械設計節能原理的基本應用

2．1節能原理在升降機械力的應用

升降機械在實際工作中的應用廣泛，且消耗功率及無用功較大，因此要在節能方面進行改善就要先了解消耗的具體原因，一般的消耗是發生在設備提升方面，也就是在設計升降機械之前要進行標準化處理，然后結合電梯的設計原理，在升降機設計中將升降機械與其他的機械相比較，消耗功率主要特征是將貨物與人的重量不斷提高，在這個過程中消耗的功率也是十分勻速的，工程實踐表明利用相同速度來提升質量相同的貨物，可以根據電梯標準計算來進行設計，如果按照系統勢能作為常量或者在小范圍內進行變化，那么可根據平衡升降機以及平衡電梯的設計方案進行，在平衡升降機中利用t表示提升物體的質量，利用P表示不便的配重，利用r1表示升降貨物卷筒的半徑，r2表示升降配重卷筒的半徑，這樣平衡的升降機系統勢能就為常量，在平衡電梯中利用t表示轎廂與水箱的自重以及人數的變化質量，可以看出轎廂水箱的質量是人質量的1/2，可以對驅動機構、平衡升降機以及電機功率進行對比，就會發現平衡升降機與電梯所需要的電機功率是不同的，還可以發現卷揚驅動機構系統的勢能在最大范圍的進行變化，平衡升降機或者平衡電梯的勢能可以在小范圍內進行變化，可以看出系統勢能為常量的時候該機構的節能效果是最為明顯的。

2．2在加工型設備以及大壓路機上的應用

加工型機械設備在實際生活中是十分常見的，在加工時消耗的能源也是最大的，加工型設備的節能顯得尤為重要，以牛頭刨為例，該設備最主要的問題就是利用質量比較大的主軸來進行一定的操作，從而實現設備的穩定運行最終實現節能的效果，可以降低輸入的功率然后結合機械原理，最后增加相應的裝置讓設備的功率變為原來的2倍，從而更好地提升功率，達到節約能源的效果。大型壓路機的輪子表面沒有嚴格的按照周期函數來進行表現，大型壓路機的變化范圍很大，在一定程度上阻礙了節能方面的設計，如果想要實現節能效果，就要將沖擊輪的勢能或者重心保持在最低處，或者縮小在最小的區域內，如果這個區間越小那么它的節能效果就會越好。

2．3螺旋機、埋刮板輸送機的設計與應用

螺旋的設計最關鍵的是要確定合適的螺旋導程角、導程以及頭數等方面的參數，同時要根據不同方面的工作要求來選擇更為合適的參數，螺旋要具有一定的自鎖性以及要有較大的減速比，這時可以選擇單頭螺旋，或者選擇較小的導程與導程角，但是這樣使用的效率會比較低，為了更好的實現節能的效果，應該選擇傳遞功率比較大的螺旋機構，采用這種方式的優點是回轉運動可以轉變為直線運動，這樣運動的準確性也會比較高，同時復式螺旋能夠獲得很大的位移，差動的螺旋可以獲得較小的位移。這樣做既節能又十分的方便，確保工作能夠平穩的進行同時傳遞更大的軸向力。利用埋刮板輸送機進行水平輸送的時候，物料會受到刮板方面的推力，同時物料之間的摩擦力會不斷增大，如果在料層之間的高度與寬度之比滿足一定的條件，那么料流就能夠被輸送。在進行機械節能設計時會采用塑料刮板的形式，塑料刮板有著摩擦力小、噪音小的特點，減速機功率不斷降低了，那么成本也就變得更低了。

3結語

綜上所述，主要對機械設計節能基本原理以及應用問題進行分析，可以看出，現代機械設計主要是利用降低輸入，提高效率的方式來達到最后的目的，在生產基礎上添加上新的設計理念，就能夠更好的完善生產模式，這也是節能過程中最關鍵的問題，在機械設計加工行業中不免會出現能源的浪費，實現節能減排也是目前最需要解決的問題，相關工作人員除了要掌握機械節能方面的設計方法與技術，還要不斷進行創新，這樣才能確保我國機械節能技術能夠順應時代的發展潮流，促進我國制造業更好更快的發展。

參考文獻:

［1］李永森．機械設計節能基本原理的分析與應用［J］．科學中國人，2016(6Z):120．

［2］范敬偉．機械設計節能基本原理及其應用的相關研究［J］．山東工業技術，2015(6):10.

作者:安德斌 單位:中國航空工業空氣動力研究院