1、題 目：油水分離機設計摘 要油水分離機是一種利用高速旋轉所產生的離心力達到不同物質的分離層的分離機的一種。離心機已廣泛用于工業、農業、化工、醫學、紡織、治金、船舶、軍工各個領域。例如：濕法采煤，中粉煤的回收，石油鉆井泥漿的回收，放射性元素，三廢治理污泥脫水，各種石油化工產品的制造，各種抗菌素，淀粉及農藥的制造，牛奶，啤酒，植物油等食物品的制造，織品，纖維脫水及合成纖維的制造，各種潤滑油，燃料油的提純等都采用分離機。離心機已成為國民經濟各個部門廣泛使用的一種通用的機械。本設計是對油水分離機的部分零件進行了改進。對其控制中的問題也進行了分析。對油水分離機的原理，應用，特點進行了分析。對其齒輪進行了

2、較核。其目的是使油水分離機的壽命延長。對電動機也進行了選用，使其匹配。關鍵詞：油水分離機；齒輪；設計abstract the perquisite splitter is the centrifugal force which one kind of use high speed revolving produces achieves different material the disengaging zone splitter one kind. the centrifuge has widely used in the industry, the agriculture, the che

3、mical industry, the medicine, the spinning and weaving, governs the gold, the ships, war industry each domain.for example: aqueous method mining coal, the powdered coal recycling, the petroleum drilling mud recycling, the radioactive element, the three wastes government sludge dewatering, each kind

4、of petroleum chemical industry product manufacture, each kind of antibiotic, the starch and the agricultural chemicals manufacture, the milk, the beer, food goods and so on vegetable oil manufactures, the fabric, the textile fiber dehydration and the synthetic fiber manufacture, each kind of lubrica

5、ting oil, the bunker oil depuration and so on all uses the splitter.the centrifuge has become the national economy each department widespread use one kind of general machinery. this design has made the improvement to the perquisite splitter partial components.has also carried on the analysis to in i

6、ts control question.to the perquisite splitter principle, the application, the characteristic has carried on the analysis.has carried on nuclear to its gear.its goal is causes the perquisite splitter the life extension.also carried on to the electric motor has selected, causes its match. keywords: c

7、onnecting rod; deformination ; processing technology ; 目錄摘 要iabstractii第 1 章緒論21.1分離機的發展概況21.2分離機的應用，特點及分類21.2.1油水分離機的特點及應用21.2.2傳統分離器分類3第 2 章油水分離機組成及工作原理62.1油水分離機的組成62.2油水分離機的工作原理62.2.1分離機的工作原理62.2.2油分計的工作原理62.3油水分離機的主要技術參數7第 3 章傳動系統設計計算93.1電動機選用93.2齒輪參數設計93.2.1初選參數93.2.2按接觸強度設計103.2.3主要尺寸計算113.3大齒

8、輪強度校核113.3.1有關數據及系數確定123.3.2相關系數值123.4核算齒面接觸疲勞強度133.5立軸齒輪齒面接觸疲勞強度校核153.6校核齒根彎曲強度163.7核算齒根彎曲強度173.8軸疲勞強度校核193.9主軸疲勞強度計算21總 結27參考文獻28致 謝29附 錄130附 錄238第 1 章 緒論1.1分離機的發展概況分離機是把混合的物質分離成兩種或兩種以上不同的物質的機器。分離機是一種利用高速旋轉所產生的離心力達到不同物質的分離層的分離機的一種。自從1836年第一臺工業用三足式離心機在德國出現，到今已有一百年的歷史了，現已有了很大的發展，各種類型的離心機繁多，正在向技術發展，系

9、列化、自動化方向發展，結構越來越復雜，專用的分離機也越來越多。分離機已廣泛用于工業、農業、化工、醫學、紡織、治金、船舶、軍工各個領域。例如：濕法采煤，中粉煤的回收，石油鉆井泥漿的回收，放射性元素，三廢治理污泥脫水，各種石油化工產品的制造，各種抗菌素，淀粉及農藥的制造，牛奶，啤酒，植物油等食物品的制造，織品，纖維脫水及合成纖維的制造，各種潤滑油，燃料油的提純等都采用分離機。離心機已成為國民經濟各個部門廣泛使用的一種通用的機械。分離器要能保持良好的分離效果，需對其液位和壓力進行控制。傳統分離器液位和壓力的控制采用定壓控制技術。在分離器的變壓力液面控制中，利用浮子液面控制器帶動油和氣調節閥，使其聯合

10、動作，控制原油和天然氣的液量，完成對分離器中液位的調節，而不對分離器的壓力進行控制。變壓力的液面控制方法可以最大程度地減小油氣出口閥的節流，減小分離器的壓力，提高分離效果。1.2分離機的應用，特點及分類油氣分離器和油氣水三相分離器在油田接轉站和聯合站中有著廣泛的應用。分離器要能保持良好的分離效果，需要對其液位和壓力進行控制。本文從減小工藝流程中的節流損失、節能降耗、提高分離效率的角度，分析了傳統分離器液面和壓力的控制工藝，提出了一種簡單可靠、降低能耗的分離器變壓力液面控制方法。 1.2.1油水分離機的特點及應用油水分離器的原理是采用油水的比重不同，運用過濾、沉淀、浮升等方法匯集一體進行油水分離

11、的。去除效率高，設備對污水進行強化分離，提高出水水質，真正能達到國家要求的排放標準。結構獨特，設計新型，脫離了傳統的結構引進了新的設計思想，體現了在同類產品中的領先地位。結構簡單、可靠，生產成本和使用成本低。在國內本產品的價格也大大低于氣浮等產品的價格,為廣大中小飯店、快餐店連鎖店所接受。占地面積小，施工方便，工程造價低。無能耗、無耗材，使用成本非常低，只需對產品按說明作簡單的維護。浮油和沉渣相對集中，便于收集和清撈，為今后形成高效率、企業型、集中化廢物收集創造條件適用范圍1. 廚房污水的隔油，出水動植物含量為20至500mg/l；2.出水中懸浮物（ss）小于1000mg/l；3.由處理污水量

12、1t/h至50t/h的設備可供選擇；4.可根據用戶實際情況定做非標產品；5.多種材質制造；1.2.2傳統分離器分類 1、油氣兩相分離器 油氣兩相分離器將油氣混合物來液分離成單一相態的原油和天然氣，壓力由天然氣出口處的壓力控制閥控制，液面由控制器控制的出油閥調節。 天然氣出口處的壓力控制閥通常是自力式調節閥或配套壓力變送器、控制器、氣源的氣動薄膜調節閥等。出油閥通常為配套液位傳感器、控制器、氣源的氣動薄膜調節閥或浮子液面調節器操縱的出油調節閥等。 有的油氣兩相分離器是用氣動薄膜調節閥控制分離器的壓力，用浮子液面調節器操縱出油閥控制分離器液面。 2、油氣水三相分離器 油氣水三相分離器在油井產物進行

13、氣液分離的同時，還能將原油中的部分水分離出來。隨著油田的開發，油井產出液的含水量逐漸增多，三相分離器的應用也逐漸增多。結構不同，三相分離器的控制方法也不同。兩種典型分離器的控制原理如下： (1)油氣水混合物進入分離器后，進口分流器把混合物大致分成汽液兩相，液相進入集液部分。集液部分有足夠的體積使自由水沉降至底部形成水層，其上是原油和含有較小水滴的乳狀油層。原油和乳狀油從擋板上面溢出。擋板下游的油面由液面控制器操縱出油閥控制于恒定的高度。水從擋板上游的出水口排出，油水界面控制器操縱排水閥的開度，使油水界面保持在規定的高度。分離器的壓力由設在天然氣管線上的閥門控制。 (2)分離器內設有油池和擋水板

14、。原油自擋油板溢流至油池，油池中油面由液面控制器操縱的出油閥控制。水從油池下面流過，經擋水板流入水室，水室的液面由液面控制器操縱的出水閥控制。 1.2.3傳統分離器液位和壓力控制中存在的問題 分離器定壓控制中，天然氣管線上的壓力控制閥對天然氣進行一定程度的節流，以保證分離器內壓力的穩定。氣量減小或者氣出口處壓力降低時，閥門節流程度增加；反之，閥門節流程度減小。 分離器液面控制中，油水出口閥門也對液體進行節流。液量增大時，節流程度減??；液量小時，節流程度加強，以使液面保持穩定。 為保證液量較大的情況下能夠正常排液，分離器具有較高的壓力。但是在液量減小時，必須通過油水出口閥對液體節流，使液面不至于

15、降低。因此生產中，分離器一般在較高的壓力下工作，液相閥門處于節流狀態。 分離器壓力過高影響分離器的進液，使中轉站或計量站的輸出口以及井口回壓增高，不利于輸油。目前，我國的油井多為機械采油，井口回壓升高，增加了采油的能源消耗。此外，在較高壓力下油中含有的飽和溶解氣，在出油閥節流后，壓力下降時，從油中分離出來，易使下游流程中的油泵產生氣濁。因此較高的分離器壓力不但影響油氣的分離效率，增加生產能耗，而且影響安全生產。 1.2.4變壓力液面控制 浮子液面控制器帶動兩個調節閥，一個調節閥控制天然氣，另一個調節閥控制原油，實現原油和天然氣出口處閥門的聯合調節。當浮子上升時，連桿機構使氣路調節閥的開口減小，

16、油路調節閥的開口增大；反之，當浮子下降時，連桿機構將使氣路調節閥的開口增大，油路調節閥的開口減小。通過改變調節閥的開度，改變天然氣和原油的相對流量，對分離器的液面進行控制。這種控制方法不對分離器的壓力進行定值控制，分離器的壓力為天然氣出口處或液體出口處的壓力與天然氣調節閥或液體調節閥前后的壓力差之和。當氣量和液量以及分離器下游壓力變化時，分離器的壓力是變化的，所以這種控制方法為變壓控制。 1、變壓力液面控制在油氣兩相分離器中的應用 進出油氣分離器的液量和氣量不變時，液面穩定在某一位置上；當進入分離器的液量或氣量發生變化，而使液面上升時，浮子連桿機構將使天然氣調節閥的開口關小，原油調節閥的開口開

17、大，使排氣量減小而排液量增大，直到進出分離器的液量和氣量相等時，液面將重新穩定在一個較原來高的位置上；當進入分離器的液量或氣量發生變化，而使液面下降時，浮子連桿機構將使天然氣調節閥的開口開大，原油調節閥的開口關小，使排氣量增大而排液量減小，直到進出分離器的液量和氣量相等時，液面將重新穩定在一個較原來低的位置上。這樣隨著進入分離器的液量或氣量發生變化，浮子連桿機構帶動調節閥產生相應的動作，從而使液面保持相對穩定。 2、變壓力液面控制在油氣水三相分離器中的應用 (1)變壓力液面控制在油氣水三相分離中的應用。原油液面的控制與油氣分離器的液面控制相同，油水界面由油水界面控制器操縱的排水閥控制。 (2)

18、變壓力液面控制在油氣水三相分離器中的應用。油池的液面由其液面控制器操縱的原油調節閥和天然氣調節閥控制，水池的液面由其液面控制器操縱的出水調節閥和天然氣調節閥控制。本設計是油水分離機采用離心形式，屬于碟片分離機，碟片分離機是一種轉鼓高速分離機，它是利用轉鼓內的一組錐形碟片高速旋轉產生強大的離心力達到分層。原油中含有油、水、雜物，它們的密度不同，所產生的離心力也不同，從而能達到分層的效果。油水分離機按照排渣方式：人工排渣，環閥排渣，噴嘴排渣三種形式。本設計的油水分離機采用人工排渣方式，是用于消除燃油和潤滑油以及其他礦物油中水分和雜質，減少機械的磨損，提高原油的燃燒率，延長機械使用壽命。第 2 章

19、油水分離機組成及工作原理2.1油水分離機的組成為滿足marpol73/78公約的要求，凡400總噸及以上的任何船舶應裝設有油水分離裝置(油水分離器)，10000總噸及以上的任何船舶還應裝有應裝設經主管機關批準的濾油設備和當排出物的含油量超過15ppm時能發出報警并自動停止含油混合物排放的裝置。機艙油水分離器主要由濾油設備、油分計（報警器和記錄器組成）和自動停止裝置組成。2.2油水分離機的工作原理2.2.1分離機的工作原理碟式分離機是立式離心機，轉鼓裝在立軸上端，通過傳動裝置由電動機驅動而高速旋轉。轉鼓內有一組互相套疊在一起的碟形零件-碟片。碟片與碟片之間留有很小的間隙。懸浮液(或乳濁液)由位于

20、轉鼓中心的進料管加入轉鼓。當懸浮液(或乳濁液)通過碟片之間的間隙時，固體顆粒(或液滴)在離心機作用下沉降到碟片上形成沉渣(或液層)。沉渣沿碟片表面滑動而脫離碟片并積聚在轉鼓內直徑最大的部位，分離后的液體從出液口排出轉鼓。碟片的作用是縮短固體顆粒(或液滴)的沉降距離、擴大轉鼓的沉降面積，轉鼓中由于安裝了碟片而大大提高了分離機的生產能力。積聚在轉鼓內的固體在分離機停機后拆開轉鼓由人工清除，或通過排渣機在不停機的情況下從轉鼓中排出。2.2.2油分計的工作原理油分計的功能是能連續記錄油水分離器處理水中的油分濃度，并在處理水超過排放標準（15ppm）時通過自動報警器報警，并將不合標準的處理水通過三通電磁

21、閥的啟閉自動泄放返回艙底。目前船上的油分計有：紅外線、紫外線、激光和超聲波等多種油分計，以yny-1型油分計為例，其工作原理如圖2-1示。圖2-1 yny-1型油分計工作原理：測量時，靠定時器把運轉周期控制在120秒，120秒時，試液泵及三通電磁閥啟動，通過紅外線分析儀比較標準液與萃取液的油分濃度，并通過放大器放大，通過電訊號控制。如果處理水超過排放標準（15ppm），報警器報警，并啟動電磁閥，把不符合標準的處理水泄放回艙底。同時記錄器記錄處理水中的油分濃度、日期、時間，并打印在記錄紙上。2.2.3自動停止裝置工作原理 常見的自動停止裝置有兩種，一種是采用氣控或電控三通閥，當排放水樣超過排放標

22、準時，15ppm報警器報警，同時自動打開旁通回流管路，切斷舷外排放管路，將超標污水導回污油水柜；另一種是當排放水樣超過排放標準時，15ppm報警器報警，同時打開旁通回流管路、關閉舷外排放管路的同時停止污水泵。2.3油水分離機的主要技術參數：1、本機采用間歇人工排渣方式，排渣的間隔為11.5h.2、碟片主要尺寸的確定碟片母線與轉鼓軸線所成的錐角與懸浮液中固相在碟片表面上的磨擦角有關。根據tg（其中為固相與碟片表面間的摩擦系數），在30- 45內。dry 15c 型取= 40.8，碟片間隙取1 mm,碟片數79片，內徑395 mm,中性孔8個。3、碟片間生產能力計算：（1）分離因數的計算：分離因數

23、是被分離的物料在分離力場中所受的離心力和它所受重力的比值。r -轉鼓內徑g -重力加速度（2）生產能力的計算：q= vg其中 q - - 生產能力 -效率系數 -生產能力指標vg -沉降系數第 3 章 傳動系統設計計算3.1電動機選用對傳動方案的要求：合理的傳動方案，首先應滿足工作機的功能要求，其次還應滿足工作可靠、傳動效率高、結構簡單、尺寸緊湊、重量輕、成本低、工藝性好、使用和維護方便等要求 。原動機是許多機器中運動和任何一個方案，要統籌兼顧，滿足最主要的和最基本的要求。傳動結構設計：動力的來源，其種類很多，有電動機、內燃機、蒸汽機、水輪機、液壓機等。電動機構造簡單、工作可靠、控制簡便、維護

24、容易，一般生產機械上大多數均采用電動機驅動。本設計也采用電動機作為原動力。我國已制定統一標準的y系列是一般用途的全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動機，適用于不易燃、不易爆、無腐蝕性氣體和無特殊要求的機械。所以本設計采用y系列三相異步電動機。為了客戶，本油水分離機配有交流電動機和直流電動機：電機規格如下：型號 功率（千瓦） 電壓（v） 額定電壓（a） 轉速（r/m）j02-31-4h(t6) 2.2 380 4.92 1435z2c-32(t2) 2.2 220 12.5 15003.2齒輪參數設計因為所設計的齒輪為軟齒面齒輪，故按齒面接觸強度確定齒輪的基本參數和尺寸。3.2.1初選參數選小齒輪齒數

25、z=19大齒輪齒數z=195=95選螺旋角=103.2.2按接觸強度設計由教材查得：載荷系數k=1.2 彈性系數z=189.8 節點區域系數z=因為tan=tan/cos=tan20/cos10=0.3696 =20.28 tan=tan=tan10 cos20.28=0.1654 =9.36所以z=2.464z=1.88-3.2（cos=1.88-3.2（cos10=1.6524z=0.7779螺旋角系數z=0.9848取=1=45.69mm3.2.3主要尺寸計算（1）模數：m=cos10=2.17 取m=2.25（mm）（2）螺旋角大齒輪螺旋角: =33.5立軸齒輪螺旋角 =56.5大齒輪

26、齒數 =95立軸齒輪齒數 =19（3）端面模數 = mn/cos=2.25/cos33.5=2.69 = mn/cos=2.25/cos56.5=4.08（4）分度圓直徑 =mt1 * z1=2.69 * 95 = 255.5 =mt2* z2=4.08 * 19 = 77.5（5）齒頂圓直徑 = d1 + 2m =255.5 +2 * 2.25 =260 mm = d2 + 2m =77.5 +2 * 2.25 =82 mm（6）中心距 a =(d1 + d2)/2 =(255.5 + 77.5 )/2 =166.5 mm3.3大齒輪強度校核根據齒輪轉動強度設計的原則，閉式轉動齒輪（hb=3

27、50）要求保證齒面接觸疲勞為主，而在實際生產中，分離機主要失效的形式是齒面磨損。所以，只對齒面接觸疲勞強度校核。3.3.1有關數據及系數確定1、電動功率p = 2.2 kw大齒輪額定轉矩tt = 9549*p /n =9549 * 2.2 /1435 = 14.64 n.m 2、分度圓上的圓周力ft= 2000t/255.5 = 2000x14.64/255.5 =114.60 n3、分度圓上的計算載荷ftcftc =ka*kv*k*k*ft-使用系數-動載系數-齒間載荷分配系數-齒向載荷分布系數3.3.2相關系數值（1） ;機械設計第六版 p201 表10-2 取 = 1.25(2) ; 機

28、械設計第六版p202 = 1 + k1/(ka*ft/b+k2)z1v =34.8 =0.0087u =19/95=0.2v =*255.5*1435/60000= 19.19 m/s得 = 1.35(3) 查機械設計手冊表35.2-30由*/b =1.25*114.60/20 = 7.16 10得 = 1.1 查機械設計手冊表35.2-31 得 = 1（4）計算載荷 = 1.25x1.35x1.1x1x114.6 =212.73 n（5）材料彈性模數zz = 19查機械設計手冊得大齒輪 = 11300 = 0.34立軸齒輪 =20600 =0.3（6）節點數zh 查機械設計手冊得 =2.16

29、（7）轉動比u = /=0.23.4核算齒面接觸疲勞強度（1）總工作時間 本機每天8h 工作，每年工作150d ,共運轉10年計算。 =10x150x8 =12000 h（2）總應力循環次數n = 60n1 =60x1435x1x12000 =1.05x10 =/u =5.25x10（3）接觸強度壽命系數查機械設計手冊圖35.2-17大齒輪 ： = 1.05 = 1.05（4）工作硬化系數因為大齒輪和立軸齒軸均為軟齒面 =1（5）安全系數查機械設計手冊表35.2-32， 按高可靠度取 =1.50 接觸疲勞極限應力hlimb由機械設計手冊查得hlimb=17.6 mpa 齒面接觸極限應力hlim

30、hlim = hlimb1xzhxzw =176.4x1.05x1 =185.2 mpa 安全系數shsh = hlim/h1=185.2/330.3=0.563.5立軸齒輪齒面接觸疲勞強度校核1、齒面接觸疲勞極限應力hlimb2查機械設計手冊得 =650 mpa2、 齒面接觸極限應力2hlim2 =hlimb2xzn2xzw =650x1.05x1 =685.2 mpa3、 有關系數的確定（1）彈性模數ze2ze2 = 161.2 mpa(2)節點系數zh2(3)重合度系數前面 =1.22 ， =56.5，查機械設計手冊表35.2-15 =0.75（4）計算接觸應力 =xx2=463.04

31、mpa（5）安全系數（6）許用安全系數查機械設計手冊表35.2-32按較高可靠度取 立軸齒輪齒面接觸疲勞強度能滿足要求。3.6校核齒根彎曲強度1、有關系數的確定齒形系數按當量齒數 = 95/(cos33.5)=164 = 19/(cos56.5)=113查機械設計表10-5 = 2.14 = 2.16端面重合度查機械設計表10-26 = 0.65= 0.64 = 1 +2 = 1.29重合度系數= 0.25 +0.75/ = 0.83螺旋角系數= 1 33.5/120=0.75= 1 -56.5/120 =0.43 (查機械設計手冊35.2-19)彎曲強度壽命系數x由機械設計手冊35.2-28

32、 得mn =2.25得相對應力集中系數 由表35.2-3 按可高可靠度 安全系數由表35.232按較高可靠度試驗齒輪彎曲疲勞極限應力由機械設計手冊大齒輪由圖35.216軸齒輪許用彎曲應力3.7核算齒根彎曲強度1、齒根彎曲壓力 2、大齒輪軸疲勞強度的精確校核計算（1）繪制軸的受力荷圖（2）計算周上的作用力大齒輪軸上的轉矩，由前計算知： 圓周力徑向力軸向力3、 繪制垂直平面的彎矩圖支座反力 c截面彎矩(c)彎矩圖如圖（b）所示4.繪水平的彎矩圖 支座反力c截面彎矩（a） 彎矩圖如圖（c）所示5.繪合成彎矩圖mcw(2)=6.繪扭矩圖：（b） 扭矩圖圖（e）所示7.繪聯軸器附加f0的受力圖和彎矩圖t

33、-軸傳遞的彎矩，n*md-聯軸器圓周力作用直徑d2=112mmc截面彎矩mcw(f0)=f0*120=52.25*120=6274.8n*mm力f0作用的彎矩圖如圖（f）所示3.8軸疲勞強度校核較核截面c-c，較核計算按下式進行式中：-只考慮彎矩作用時的安全系數-只考慮扭矩作用時的安全系數s-按疲勞強度計算的安全系數查機械設計手冊表38.3-4s=1.5以下有關系數查機械設計手冊證明橫向的疲勞強度足夠由38.1-1得由38.3-5得由38.3-8得由38.3-11得由38.3-13得證明橫軸的疲勞強度足夠。3.9主軸疲勞強度計算1、繪制軸的受力載荷圖2、 求作用于軸上的力軸設：-電動機額定功率

34、kw-大齒輪的軸功率kw-主軸功率-大齒輪軸滾動軸承的效率 -立軸一對滾動軸承效率-兩齒輪間嚙合效率查機械設計手冊得已知 kw則 軸的扭矩：設 nm r/m 立軸的轉矩 nm 立軸的轉速 r/m已知： 7250 r/min依 nm 求圓周力、徑向力、軸向力、不平衡引起的離心力a) 圓周力 nb）徑向力 nc）軸 nd) 分離體不平衡引起的離心力 因不平衡引起的偏心矩 式中： 分離體上不平衡， 單位：克 分離體上不平衡的半徑位置， g 分離體總重 kg按動平衡精度等級國際標準規定 ， 離心機轉鼓平衡精度等級 g6.3 即 e6.3其中 g = 68 公斤 取 29.6/2 毫米 考慮到動平衡惡劣

35、（船用傾斜情況惡劣）情況，實際平衡精度按g16處理即 e = 16 克即 在分離體，半徑最大處，殘留7.35克不平衡由此產量的離心力 n3、 繪垂直平面的彎轉圓 1）、 圖 (b) 垂直平面的受力由圖得 n立軸疲勞強度計算校核截面i-i 和ii-ii，校核計算按下式：式中-只考慮彎矩作用時的安全系數-只考慮扭矩作用時的安全系數-許用安全系數以下公式及有關系數均查自機械設計手冊查表38.3-4=1.8=由38.1-1得由38.3-5得由38.3-8得由38.3-11得由38.3-13得安全系數由上面計算結果表明：所以，立軸的疲勞強度足夠。總 結 此次設計，使我掌握了機械設計的一般步驟和方法，畢業

36、設計對我而言，是一個全新的鍛煉和考驗，在設計過程中需要經常查閱國內外各種相關的資料，并要到相關的廠家進行實際的參觀和學習，借鑒前人的設計成果，這些工作使我對機床的發展，機械設計過程，和整個工作過程都有了進一步的了解和認識，從而在目前設計的基礎上融入了自己的一些思路與想法。通過這次設計加深了我對所學理論知識的理解，結合各類實習靈活運用相關課程的理論知識，達到設計的預期目的，并對我們所學的理論知識進行了一次很好的總結，同時也為我將從事的工作打下了堅實的理論和實踐基礎。我的畢業設計是行走式小型液壓起重機的設計，在這近三個月的設計期間，我認真地進行了參觀學習，從傳統的原理入手一步一步由淺入深的對課題理

37、解，并進行分析、設計、計算，最后圓滿完成了整個課題的設計任務。在此期間我不斷的查閱資料，請教老師，詢問同學，對方案進行深入細致的分析，并進行了方案的優化選擇，竭盡所思以弄懂每一個結構和安裝的模糊地方。經過計劃，校核和多次的優化選擇，最終設計出一部完整的畢業設計。由于此次畢業設計的時間較短，工作量較大以及我自身知識水平和實踐經驗有限，設計中難免存在一些問題，懇請老師批評指正。 參考文獻1徐灝機械設計手冊3， 機械工業出版社,2徐灝機械設計手冊4 ，機械工業出版社,3徐灝機械設計手冊5 ，機械工業出版社,4機械制圖.大連理工大學工程畫教教研室 高等教育出版社5畢業設計指導書.青島海洋出版社 6王棟

38、梁.主機械基礎 ，中國勞動出版社，7黃鶴汀.機械制造技術 ，機械工業出版社，8盛慧英.染整機械原理，紡織工業出版社9王家禾.機械設計基礎實訓教程，上海交通大學出版社，10方承遠.張振國，工廠電氣控制技術 ，機械工業出版社 11 王紹俊.機械制造工藝設計手冊. 哈爾濱工業大學12劉文劍.曹天河.趙維緩.夾具工程師手冊. 黑龍江科學技術出版社，13 上海市金屬切削技術協會.金屬切削手冊. 上?？茖W技術出版社14 邱仲潘.計算機英語. 科學出版社15 于駿一.典型零件制造工藝.機械工業出版社16 r. c. arkin. motor schema-based mobile robot navigat

39、ion. international journal of robotics research. august 1989, 8(4):92112, 1989. 17 a. atramentov and s. m. lavalle.ecient nearest neighbor searching for motion planning. in submitted to 2002 ieee international conference on robotics and automation.2002.18 h. kitano, m. asada, y. kuniyoshi, i. noda,

40、and e.osawa. robocup: the robot world cup initiative. in proceedings of the ijcai-95 workshop on entetainment and ai/alife. 1995.致 謝經過兩個月的忙碌和工作，本次畢業論文設計已經接近尾聲，作為一個本科生的畢業論文，由于經驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有段老師的督促指導，以及一起工作的同學們的支持，想要完成這個設計是難以想象的。在論文寫作過程中，得到了段老師的親切關懷和耐心的指導。他嚴肅的科學態度，嚴謹的治學精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我

41、。從課題的選擇到項目的最終完成，段老師都始終給予我細心的指導和不懈的支持。多少個日日夜夜，段老師不僅在學業上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，除了敬佩段老師的專業水平外，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。在此謹向段老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意!最后我還要感謝培養我長大含辛茹苦的父母，謝謝你們!最后我還要感謝機械工程學院和我的母校佳木斯大學四年來對我的栽培。附錄1最新機械制造中的人

42、機交互的應用摘要：為滿足客戶需求，十分必要去繼續發展，以先進的控制系統為支持，基于現今在計算機和軟件方面技術的現代機器和生產設備。在雇員有限的操作下，很多制造系統能自動工作。不過，即使在先進的生產系統中，最重要的因素之一仍然是人。通常，總的系統性能取決于人的決定，并且隨著生產系統的復雜和昂貴，人類決定的意義比過去更重大。在這樣的情況下，十分必要通過適當的人機交互，有效地應用本文涉及到人機交互的相應問題，以及對人類活動模型的嘗試性研究。本文還解釋了相互作用媒介，以及提供了該領域里的部分研究結果。目的是對人機交互方面的內容進行分類。關鍵詞：制造系統 人機交互 人為因素 計算機集成制造 控制系統1

43、簡介通過著重強調人為因素，可以達到競爭和有效地利用，越來越計算機化的機器制造系統。在不遠的將來，為了生產產品，人類與先進的數字設備之間的適當合作，例如工藝流程與機器的過程監控，將會成為生產中的重要部分。在設計控制系統和新機器上，應該考慮人為操作的利與弊。更好的業務組織應該做到使動力高漲、能力增加、人員穩定和人的工作效率提高?；谲浖こ谭矫娴淖钚鲁删停约靶碌牟⑶曳浅Ｒ幍挠布到y，還有對人類行為的深入研究，三者相結合的方法，將會大力發展人機交互技術。這樣一個多學科研究的目的，是想通過適當的人機交互設計，使人會更好地使用人機交互系統。2 人與軟件系統的交互生產可認為是分離的生產。由于控制參數和限

44、制條件的數目和相互聯系，意味著分離的生產可看成為一個復雜的系統。此系統的主要特征是1：眾多的組成部分組成類型的多樣性組成部分的特殊連接不穩定性的存在沒有靈活性損失和故障發生，能實現自動控制功能的生產系統，是不可能存在的這一點，正體現了現代生產系統的重要性、復雜性。以下兩個方面，都需要在信息技術和人為因素之間密切合作。一方面，需要性能高、質量好、系統靈活；另一個方面，需要能解決復雜問題，可基于經驗去學習。為了考慮合作的有效性，人和信息系統的特性也必須考慮在內。人和信息系統的合作很依賴于人和電腦系統的行為。由于人類具有天生獨特操作能力，那么就確定了他們在生產過程中所扮演的角色。重要的是：基于經驗的

45、自我學習能力、適應新環境能力、良好的動手操作能力、敏銳的感覺反饋能力（如視力、聽力，等等）、控制動態形勢能力、預先控制基于反饋的系統性能的能力，以及對未預見到形勢的反應能力，這些能力對于在機器控制和管理方面，都是非常重要的優點。人類欠缺的地方在于：難于或不可能去控制，快速變化的有限信息處理過程。一旦任務變化頻繁，人類將會失去決定性行為，增加錯誤。當工作的目標不明確或者他或她不能作出決定時，人類的工作效率將會降低。通過適當的業務組織，將會消除那些缺陷或者限制它們對生產過程的影響。一個操作者應該了解工作目標，至少也應該對其工作地點做少許決定。應該為特別的操作者或者眾多操作者設計一款既實用又容易操作

46、，能與軟件系統合作的可視化接口。然而，一些不了解工作場合的特殊性或者人機交互系統細節的程序員，卻應用計算機去設計可視化接口。設計軟件系統時，主要側重于信息處理，而不是外觀設計。計算機系統操作者，經常被認為是“擴展的計算機”，他們能計算、分析、合成大量的數據，而軟件系統卻不能?，F代計算機信息系統，具有快速處理、高精度運算以及儲存處理大量數據能力。信息系統的主要缺陷在于：拘泥于嚴格的算法工作、缺乏創新的反應以及真正的智力工作，那些也被認為是新算法條件下的技能。在人配合的情況下，需要練習人的任務識別以及準確的數據輸入。人電腦系統合作基于兩個完全不同特點的系統綜合。一方是智慧的人類，他們能憑借直覺能力

47、，解決不同的問題并且從經驗中學習。另一方是信息系統，它們能短時間內處理大量的數據，并且能夠做到詳細，而且是瞬時反應。雖然這樣的綜合問題是困難的，但是它卻在適當的計算機系統設計情況下提出了補充合作的可能性。表格1顯示了，基于計算機系統結構的人類行為。3 人機交互現今，大多數機器在其生產過程使用中都有特別的控制系統，這樣的系統能控制機器運行?？刂葡到y大多是基于簡單的可編程控制器的簡易系統，或者基于先進的多層分級控制模型的復雜系統。復雜的系統多用于控制和監測先進的機器和工藝流程。然而，所有種類的機器控制系統不得不通過人類操作來監控，這個操作員應具有解決復雜問題的能力，例如機器故障或系統癱瘓等情況。s

48、tahre和交互作用模型的提出者sheridan正在討論“機器操作員應該與機器或者內外部的系統控制進程進行合作”的問題。在人類操作和計算機系統與受控機器之間存在著6種交互模塊：1.操作者通過電腦系統間接地控制過程。2.操作者間接地接收過程數據。3.操作者向計算機詢求或者接收信息。4.進程向計算機詢求或者接受信息。5.操作者直接操作進程。6.操作者通過自身的感覺觀察過程。以上14的交互模型，通過計算機系統控制，即：系統設計者已經設定好它們。14模型會適用于控制系統以及操作者的需求。操作系統最難的事情在于，控制系統中或者機器中的直接操作交互（5）與（6）之間的交互）。這樣的交互作用通常在機器的錯誤

49、情況下發生或被處理，那時人的涉入才是必要。除了控制系統外，人機交互也可以用不同的方式實現。正確設計的機器控制系統，應該不僅在可預測的形勢里考慮到相互作用，也應該能處理無法預言的形勢。例如：在受控機器或者進程中的直接人為干涉。這些在自動機器和監控機器進程中尤為重要。4 人操作模型生產系統設計者，通常把注意力集中于適當的材料和信息加工，但是沒有足夠的關注人類行為對系統性能的影響。由于這樣的情況，系統經常不能配合人的工作。在這個領域里曾經做過一些研究，但大多集中于工效學或者心理學問題。建立一個描述制造系統中人類行為的數學模型是非常重要的?；谶@樣的一個模型，作為對制造系統或者組成部分設計者的輔助。這

50、類模擬軟件將會有所發展。不過，找到人類行為模型是比較困難的。人類的行為具有較大的不確定性。因此，描述人類行為的方程式，不能夠精確地表現人類。在本文中，找到了一種這類問題的描述方法。然而，描述的目的是描述人類，而不是建立一個精確的數學模型，來描述諸多因素中的重要關系。下面列舉了控制系統中，人的特征因素，應該將這些因素降到最小。：控制延遲可以描述為，在異常情況出現時，與返回到系統鎖定狀態之間所需要的時間：0；t：人反應時間表現了操作者的行為，可以認為是在異常情況出現下與操作者決定控制方式之間，所需要的時間：t0；：系統慣性控制決定和控制實施與通過系統達成適當的狀態之間的時間：0；：人為決定性正確：

51、0，與決定的正確性同時增加；：問題困難期：0，與解決問題的困難程度同時增加；：人的疲倦：0，與操作者的疲倦程度同時增加；：為錯誤決定而擔心：0，與對錯誤決定的擔心程度同時增加；：人的經驗：0，與操作者的經驗同時增加；：人為擴展：0，與操作者對工作中內容擴展程度同時增加；：問題理解：0，與問題的理解程度同時增加；：教育：0，與教育水平同時增加；：控制系統的友好程度：0，與系統友好程度同時增加；：工作條件：0，與工作條件同時增加；：工作動力：0，與操作者的工作動力同時增加；v：工作負荷：v0，v與手工工作負荷同時增加；：典型問題：0，與問題的典型程度同時增加；：責任：0，與操作者的認真態度同時增加

52、；：公司目標理解：0，與對公司目標的理解和認同程度同時增加；：工作環境；0，與工作環境的質量同時增加；：滿意度：0，與可接受范圍內滿意度同時增加；：其它動力因素（例如：就業機會、培訓等等）：0，與動力因素同時增加；t:設定或者相似情況下的工作時間；td:設定天數內的工作時間；r：工作種類；w：操作者的年齡；o：人的個性；在確定了最重要的人性特征之后，可以給出描述人類行為因素之間的一般公式：控制決定延遲：人類反應時間：決定質量：經驗值：工作概況：人的疲倦度：動力值：以人決定為主導的控制系統的反饋時間：其中：ch:以上所描述的人為因素；cp:非人為因素（例如：控制系統的友好程度、控制系統的反應時間等等）；提議此模型的目的是指出人類行為的最重要的特征和表達它們之間的關系。下一個研究階段將會做特殊的測試。測試的結果會提供一個更加具體的人類模型，它是通過精心分析特殊因素的重要性而建立起來的模型。制造系統或者它們的部分設計者，以及業務主管可以使用這個人類行為模型。5 交互媒介人機交互或者制造過程中的信息系統，能夠通過不同類型的媒介來實現。通常，交互是在雙向進行：從操作者到機器，或者從機器到操作者。從機器或者系統觀點出發，人類到機器的交互是輸入，在相反方向的交互就是輸出。最常用