设计的基本原理范文

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引言

当前，我国一直倡导经济的可持续性发展，在机械制造业中因机械设计不够科学合理，造成了大量的能源资源被浪费，违背了可持续发展观的理念。因而研究分析机械设计中节能设计的基本原理与应用方法，对我国机械制造业的健康可持续发展具有重要意义。

1机械设计中节能设计的基本原理

机械设计中的节能设计主要以平衡理念为基本指导思想，平衡节能原理即是机械设计中节能设计的基本原理。功率匹配节能、减小摩擦、动力源改进是机械节能设计的三个主要方面。结合实际情况，在设计前，对机械在操作运行过程之中可能产生的能源消耗与浪费的情况进行充分考虑，从设计中每一环节的细节着手，才能从根本上实现节能的目的。

1．1动力源的节能设计原理

通常情况下一台机械设备的发动机就是其最主要的动力源。节能设计的动力源原理即是，在最大限度增加发动机输出功率的同时，最大限度减少发动机的输入功率。简单来说就是在机械设备运行过程中尽可能地提升电能与热能、动能、势能等的转化率。在实际节能设计过程中，通常是从设备的启动与减速停止这两方面体现动力源的节能设计原理。例如，在设备的启停过程中，惯性会让准备停止的设备继续运行，而通过合理的设计将这部分动能存储起来，用于设备启动时的动力能源。

1．2减小摩擦的节能设计原理

在机械设备运行过程中，各设备之间会互相发生摩擦，造成动力源输出动力的损耗。在设备运行过程中最大限度减少动力传送带、动力传送柱、齿轮等部件之间的摩擦，是节能设计中的一个重要原理。在节能设计中，通常利用表面光滑的构件组成设备的各连接部分，或是使用油、剂减少设备在运行过程中摩擦带来的能源消耗问题。

1．3功率匹配的节能设计原理

机械设备的节能设计需遵循功率匹配的原理，即根据设备具体使用环境与情况设计与之相匹配的运行功率。例如，设计装卸工厂传送带的运行功率必然会远大于设计食品加工传送带的运行功率，同时在节能设计中，对设备进行功率档位的设计，也体现了功率匹配的节能原理。

2当前机械设计中造成能源浪费的原因

2．1节能设计理念缺乏

当前我国机械设计理念依然停留在如何最大限度提升和保证机械设备的生产效益和生产能力上，机械设备的运转速度、负载能力、运行强度等是设计人员在机械设计过程优先考虑的因素，其次才是设备运行的安全性与稳定性，而节能设计被完全忽略。甚至为满足设备性能的最大化，将设备能耗设计到匪夷所思的地步。

2．2设计人员专业素质低

设计人员自身专业素质的高低直接决定机械设备质量的优劣。当前，部分设计人员的设计理念滞后，专业知识水平不高，又对新的设计理念与设计知识抱有抵触心理，这使得机械设备的节能设计难以深入开展。同时，设计与实际脱节的现象也普遍存在，这是由于大多数设计人员在设计前没有充分地考虑及考察设备在具体环境下的使用情况。

2．3技术水平偏低

当前我国机械制造业技术水平偏低的现实，制约了节能设计理念与思想的实现。即便企业引进国外的先进机械生产加工技术勉强实现设计中的节能构想或是直接引进国外节能机械设备，但这无疑大大增加了企业的投入成本。因而许多企业宁愿继续使用高耗能的机械设备，也不愿花费额外成本引进节能技术或节能设备。

3实现我国机械设计中节能设计的方法

3．1选择绿色材料和环保型动力源

在设计过程中，对机械设备的选材应优先考虑无污染、可回收、易处理的绿色环保材料。在动力源的选择尤其是发动机选择上，尽量选择污染排放小或无污染的环保型动力源。如今各种新型能源、可再生能源、洁净能源被不断地开发利用，设计过程中，在不影响机械设备运行效率的情况下，设计工作者应尽量选择环保型能源(如太阳能、风能、煤层气)作为设备的动力源。选用发动机可考虑环保型水冷增压发动机或是电控节能型发动机。

3．2电子控制系统

利用无线网络技术与计算机技术组成的电子控制系统，对机械运行进行精确控制，实现节能的目的。在设计过程中，加入电子控制系统，对机械设备的实际运行状态进行实时监控，智能终端根据设备运行的数据信息，控制设备在每个节点和时间段的功率输出，达到最佳的节能效果。

3．3新技术的开发与引进

节能设计方案的实施离不开节能技术的支撑，我国应加大对节能技术开发的投入力度，并学习和引进国外先进的节能技术。不能让技术发展水平限制了节能设计的发展。同时，设计工作者也应在设计方案中尝试引入更多的新型节能技术，激励和引导我国节能技术进步与发展。

4结语

除了学习和掌握现有的机械节能设计方法，还需不断地改进和创新机械节能技术。同时我国机械节能设计技术与方法需与时俱进，顺应时展的潮流，以促进我国机械制造业健康持续发展。

参考文献:

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经济的快速发展将会导致环境污染严重和资源短缺情况的出现。这些问题将会反作用到经济与社会发展中。如何妥善地处理好经济发展与环境资源保护之间的关系成为社会稳定发展的重点。节能是环境资源保护的重要形式。加强对机械设计节能基本原理的研究，才能够发挥出机械设计节能效果。机械设计节能应用到工业生产中，对于实现国民经济可持续发展具有重要的影响意义。

1 机械设计节能基本原理

机械设计节能在动能方面的影响最为明显。传统机械设计主要考虑的是输出功率变化，特别是设备在运行过程中产生的波动。机械设计节能对于设备加工精度与周期影响更为突出，在设备加工的时候，需要根据动能状况及时地进行能源回收或者转化。并且根据节能特点，做好设备调节系统动能变化，能够在最小范围之内完成能源的回收。输出力会根据节能状况进行调整。在不同运行环境中，机械设备输出力会有明显的差异。特别是相同机械设备运行过程都会涉及到节能改善。在较短的时间内机械设备运行会产生较大的波动，这些波动出现的阻力都会影响到机械设备的运转情况，并且会随着变化减小，节能的效果也会更加的明显。机械设备在运行的时候都会涉及到摩擦等阻力，调整零件精度或者的方式都能够提升设备的使用效率。因此，在机械设计节能效果上要最大限度地降低无用功的产生，对于节能原理要进行充分的总结，处理好动能、输出力以及无用功之间的关系，能够根据设备情况进行机械设计节能的改进。通过对参数变化的研究，实现能源的有效节约。

2 机械设计节能的应用效果

2.1 人才培养与新技术的应用

机械设计节能涉及到很多多方面的知识，需要专业性较强的工作人员才能够完成。专业人才是开展机械设计节能基本原理研究的核心基础。针对这种情况要持续进行工作人员专业培训，这是实现机械设计节能必要条件。在实际技术基础上进行整体性突破，并且要充分地运用信息技术实现机械设计节能水平的提升。

2.2 强化电子控制系统

电子控制系统对于提升机械设计节能效果的准确性具有重要的作用。电子控制系统能够对机械设计节能进行实时监控，做好机械设计节能控制工作，通过智能化系统对机械设计节能状况进行判断。有效地控制功率输出，并且避免消耗的进一步扩大。使机械设计节能效果达到最大优势。电子控制系统同时还能够对自身进行检测，发现其中存在的限制因素，有效地延长机械使用的寿命。

2.3 加工设备设计

工业生产机器主轴在运行中产生的波动很容易影响到产品的质量。为了能够更好地解决这一个问题。需要利用机械设计节能技术在机器运转过程中加入转动惯量较大的飞轮，这样能够更好地起到调节波动的作用。能够将不均匀系数都调控在合理的范围之内，并且保证机器能够正常的运转。在不均匀状态下的输入功率都会产生较大的能源消耗，并且输出与动能变化产生的数据会持续的叠加。机器运转中的转动惯量飞轮会根据初相位不同进行功率比较。在平衡理论下的机械运转数据差距也会变得更小。

2.4 升降机械设计

升降机在使用的过程中会消耗大量的能源。因此，为了能够实现升降机节能环保，就要在机械设计节能基本原理下对升降机进行能源消耗控制。升降机械主要是大压力容器下驱动的设备移动，这样就能够实现机械在空中进行作业或者维修。升降机产生的消耗主要是来自于货物运输上升或者下降。高空机械作业都需要在实践的过程中对动力与能量进行高度调整。这样才能够进一步地开展高空作业。但是在实际工程作业中，机械设计节能原理会对升降机的结构与设计进行优化。最终将会实现能源的节约。比如，当曳引驱动机构和传统的升降机械以相同的速度提升质量相等的货物或者重物时，前者可以更加有效地实现升降机的平衡，减少升降过程中的能源消耗，使得系统势能在最小范围内变化甚至维持常量。机械设计节能工作的开展需要处理好材料与动力源之间的关系选择。要将设计理念融入到升降机结构中，特别是要注重电子控制系统的应用。电子控制系统能够更加突出升降机的自动性，并且会实时进行监控，提升工作人员的安全性。

3 结束语

可持续发展成为我国经济与社会不断进步的重要载体。可持续发展道路能够实现自然、资源、人类等方面的和谐统一。特别是工业生产中融入可持续发展理念将会实现节能减排。针对这种情况要强化机械设计节能效果，明确掌握全面的机械设计节能基本原理，通过掌握理论知识指导工业实践生产，这样能够实现成本投入得到有效的控制，避免资源出现严重浪费，在根本上保o环境。对于构建和谐文明健康的社会具有重要的意义。机械设计节能在社会发展充分发挥巨大作用。保证机电产品消耗得到控制，实现降低输入功率。

参考文献

[1]宫浩.浅谈机械设计中的材料选择和应用[J].科技致富向导，

2015，08.

[2]石建.关于机械设计加工中应注意的一些问题[J].科技致富向导，2015，09.

[3]万仑仑.浅谈机械设计的发展方向[J].科学中国人，2015，18.

[4]石磊.机械设计自动化设备安全控制分析[J].科学家，2016，09.

[5]谈亮鸿.浅析食品机械设计与普通机械设计的对比研究[J].科技致富向导，2014，14.

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中图分类号： K928 文献标识码： A

引言:我国园林有着悠久的历史，是中华民族灿烂文化的标志与结晶，并对世界园林产生过巨大影响。新的历史时期赋予园林学科新的历史使命。广泛地借鉴、利用人类已有的文明成果，将园林学科与其它新兴边缘学科接轨已势在必行。

1.基本要求

1.1自然化

休闲生活是逃避城市的紧张和喧嚣，是对大自然的回归，故而园林景观的影响和作用十分突出。一般来说，休闲地景观和园林安排一定要自然，要么体现出大自然原始的美，要么体现出田园风光，避免过分人工雕琢的痕迹。即使是在原天然生态系统已严重破坏的废弃地上，也应尽量恢复当地原生态系统的面貌或向与当地大环境条件相适应的田园风光的方向营造。植物是景观园林的第一要素，在其选择上，应多使用当地的乡土树种，生长好，能提供最大的生态服务功能，维护成本又低。

1.2人心趋静

休闲地景观园林规划设计，应立足于引导人们心情趋于舒缓平静，一入区就有一种绝尘脱俗的感觉，觉得和外面紧张的世界就是不一样，整个人一下子就放松了下来。植物色彩搭配不要反差太大，慎用大面积的简单而又紧张的几何构成，要有线条引导，当然也要避免又碎又乱。

水景的安排也应该安静多于喧闹。小品和雕塑要宁静温馨，不要张狂。引入动物要温和美丽的而不要丑陋吓人的。当然，不要理解为把休闲住区里搞得到处都静悄悄。局部热闹的地方也还是需要的，比如俱乐部、沙滩、码头、零售商业区等。

2.美学的要求

2.1主题原则

任何园林规划都应有其主题，包括总主题和各分片、分项主题，它是景观园林规划的控制和导引，起到提纲挈领的作用。但在浮燥的城市住区规划中，主题往往被取消，而满足于一张毫无思想性、科学性和功能安排的信口标注、指鹿为马的所谓“漂亮”的画。和城市住区比起来，休闲住区档次更高，规划水准也理应更高，更体现功力，只有选一个有思想深度的主题，才能做出真正好的景观园林规划。

2.2点-线-面的原则

所谓面，是指整个小区或小区的某个相对独立的部分，是从事景观园林建设的空间。但整个小区平面的均质化不能造成良好的视觉效果，就要有一些界限为其纲，分割空间、强调差别、引导或阻隔视线。

线和线会有交叉，太长的线因易引起视觉模糊也需要间断，就会有点的存在。处理好这三者的关系，景观园林就走不了大样。如果把握不住，细部做得再多，图纸画得再"好看"，也做不出好景观来。

2.3收放的原则

一个好的休闲住区景观园林规划，应把放开视线和隐蔽景物尽量结合起来。开放式大空间给人的震撼是其它手法无法替代的，只要有足够的空间，都应该给出适当的大空间来，如成片的绿地、水面、酒店、公建等。隐蔽的含义有两层，一是指把有碍观瞻的东起来，如垃圾站、园艺堆肥场、管线井、过滤池、挡土墙等，是一种被动的应付。

更重要的一层含义是把景观有层次地布局，在最佳时机展现（就像说相声的“解包袱”），是一种主动的造景。当然还有半隐半现的，如山地的休闲别墅，在景观上处理成若隐若现于树林中是很好的选择。

2.4均衡原则

和城市住区建设中常见的大面积推平场地的做法不同，休闲住区在总体布局中贯彻"尽量尊重自然地形"的原则，这是一种维护和强调差别的作法。但这不等于说不要均衡，即使是在自然地形地貌十分复杂的地段，也要尽量使各部分、各主题、各细部有所响应，避免偏沉和杂乱感。

当然，也不是追求绝对化的几何或力学对称，从而给人一种活泼而不是死板的感觉。实现这条原则难度很大，对规划师素质的要求极高。

2.5节点的原则

节点是由线的交叉而产生的，是网络中聚合视线和辐散视线的地方，最先引起人的注意，留下的印象也最深，因此应竭力处理好节点。节点是属于不同层次的，如有的节点是整个小区这个层次上的，有的节点则是住宅组团这个层次上的。但在相应的层次上，都应着意强调它们，使之在整个面上凸显出来。

3.园林景观生态建筑设计的基本原理

3.1景观与外部系统的相互关系

例如一条城市滨江景观带,可能会遭受台风、暴雨和洪水等自然因素的影响,同时还会遭受空气污染、交通、人流等人类社会因素的影响。因此,风景园林设计师在进行景观生态设计时,需要处理好目标景观与其外部的自然系统和人类社会系统之间的相互关系,以期尽可能实现景观生态系统与其外部系统之间达到一种和谐共生的动态平衡。我认为,任一场地都必需被视为包含了该场地的较大一级生态系统的一部分,并且必需根据该生态系统整体面临的问题来处理该场地。

3.2景观内部各元素之间的生态关系

景观内部各元素之间的生态关系,是一种水平生态过程与景观空间格局之间的相互关系。即水流、物种流（包括动物和植物）、营养流、人流与景观空间格局之间的相互关系,也是景观生态学研究的主要对象。景观生态学用斑块、廊道、基质和边界作为景观结构的基本模式。这一基本模式普遍适用于各类不同尺度的景观,如森林景观、农业景观、城市建成区景观、郊区景观、校园景观等。景观中的任意一点,如一片树林,一个亭子,一座小桥,一排行道树,一个池塘等,都将落在这个基本模式之内,或落在斑块内,或落在廊道内,或落在基质内。这一模式为比较和判别景观的结构,分析结构与功能之间的关系,继而改变和调整景观提供了一种通俗、简明和可操作的语言。

3.3景观元素内部的结构与功能之间的相互关系

从大的尺度来看,一片森林作为一个森林生态系统,一片水域作为一个水域生态系统,一片湿地作为一个湿地生态系统;从小的尺度上看,景观内的一个池塘、一小片树林、一条溪流同样可以被视为生态系统。它们的内部均具有自身的结构与物质和能量流的关系。在对某一尺度上的景观进行规划设计时，在这个层面上所要考虑和实现的目标,是运用生态学原理使各个生态系统内部的结构与物质和能量流尽可能达到动态平衡,同时与相邻生态系统保持有机的联系。例如,在做一个居住区或一个公园的景观设计时,把这个居住区或公园视为一个景观生态系统,其内部设计有一个小湖泊,在其相邻区营造一座栽植各种植物的森林小山体。那么景观设计需要考虑的是,既要使小湖泊和小森林符合各自的生态系统原则,又要使两者达到有机的联系。具体到设计的手法上,如在城市中,一个水体的四周用宽阔的硬质铺装围合封闭,称为湖边休闲游步道。这种全封闭的硬质道路布局就会切断湖泊生态系统与其相邻的森林生态系统之间的有机联系,两者的能流就会中断,这样的设计就不符合生态原则。

3.4景观生命体与其环境之间的生态关系

这个层面的生态关系包含植物个体与个体之间、个体与群体之间的竞争与共生关系;动物个体与个体之间、个体与群体之间的竞争与共生关系;是生物对环境的适应,以及生物个体与群体的进化和演替过程。人也是景观生命体的一个组成部分,因此也需要考虑人的个体与个体之间、个体与群体之间的相互关系。

3.5人类与景观生态系统之间的生态关系

实质上,任何尺度意义上的景观,大到整个地球、一个国家、一个区域;小到一个公园、一座校园、一幢房子的花园,特别是城市景观系统,与其关系最紧密的是人类自身。人类的活动和影响自始至终全方位的贯穿于整个景观系统。无论是在时间和物质空间上,还是在精神空间上,均对不同尺度的景观系统产生巨大的影响。实质上,上面所述的4个层面上的生态关系中,均包含着这一生态关系。

4．结束语

目前在园林景观设计领域内,生态设计的理论和方法还不够成熟,没有完全适用于它的生态学原理作为其生态设计的理论基础,把对保护生态环境、实现可持续发展的概念融汇到园林景观设计的每一个环节中去。

参考文献：

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2机械设计节能浪费因素

2.1缺少节能技术理念

首先是设计人员的节能思想比较落实，在设计期间以提升设备使用效率为主要研究对象，而设备的节能性并没有得到充分认识。虽然在设计期间已经能够针对设备的承载能力、运动速度进行提升，但从整体设计形式上来看，受设计技术落后的影响，节能性并没有达到足够的优化标准，设备使用后的能源损耗量也比较大。

2.2设计人员没有节能意识

设计人并没有针对自身能力进行提升，仍然按照传统的设计理念来进行机械设备模块设计。虽然在长期设计中，设计人员已经积累了足够的经验，却很难通过技术方法来解决常见的能耗过大问题。设计理念更新进步需要工作人员之间的共同努力，突破现状将先进的节能设计技术应用在其中。

2.3设计水平不满足工程需求

机械设计的技能水平整体比较低，仍然停留在理论层面，很多先进的节能措施并没有真正应用在设备的使用环节中，长时间处于这样的环境下，造成理论性强但实践应用能力不足的现象。很多节能设计理念虽然先进，但设计中并没有结合设备的实际使用情况来进行设计优化，导致机械设备制造任务难以实现。需要在实践方面强化。

3机械设计节能的应用

3.1使用环保发动机和环保材料

环保材料的使用，使机械设备的整体重量有明显减轻，设计后的方法也能更合理高效的投入到使用环节中。在前期设计期间，要充分的应用节能环保材料，材料要具有绿色无污染、可回收等性能，这样能够提升发动机的运转效率，将燃料更充分的转换成机械设备运动的能量，发动机内部摩擦被减小后，还能够提升设备的安全使用年限。发动机属于机械设备的心脏部分，选择材料时要从节能与高效两方面考虑。

3.2精确化控制电子系统

在机械设备中植入电子控制芯片，通过对控制程序的编写达到更理想的控制效果，电子系统能够将控制参数精切到人力控制所不能达到的标准，并且使用期间如果出现其他的控制功能改变需求，也能通过这种方法来优化解决。智能控制系统设计完成后，能够将机械设备运行时的输出功率检测并反馈，对比参数是否达到最优化的标准，如果存在误差控制系统也能自动发出调节指令，达到理想的节能设计标准。

3.3液压系统的防渗漏和清洁

液压系统在运行使用期间，能够为设备提供运行需要的压力，传统设计理念中，结构之间的优化性不足，导致使用中的液压系统发生泄漏问题，设备所得到的压力不足，使用效率自然也会下降。设计时要针对液压系统进行加密处理，重点对防渗漏部分进行加强，并制定合理的情结周期，液压系统内存在杂质也很容易导致损坏问题出现。

3.4新技术的应用

设计过程中要注重对创新技术方法的应用，观察在现场是否存在需要完善的内容，为新技术应用创造空间。新能源代替传统能源也能够达到节能效果，比较典型的是太阳能技术应用，这样能够节省一部分油品的损耗。在对设备进行设计时，由于制造工艺已经足够先进，在设备的体积与重量上也有明显减小，投入使用后效果才更加理想。

3.5应用在加工设备中