運(yùn)動(dòng)力學(xué)在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，生產(chǎn)生活各個(gè)領(lǐng)域也有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，機(jī)械制造業(yè)作為工業(yè)行業(yè)中的重要行業(yè)，對(duì)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著重要貢獻(xiàn)，隨著生產(chǎn)力水平的不斷提高，機(jī)械制造業(yè)在社會(huì)生產(chǎn)生活中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，近年來(lái)，我國(guó)已經(jīng)逐漸躍入世界機(jī)械制造生產(chǎn)大國(guó)行列。我國(guó)生產(chǎn)力的提高，促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，也帶動(dòng)了科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，機(jī)械技術(shù)中也不斷融入先進(jìn)的科學(xué)知識(shí)和技術(shù)，新的知識(shí)與技術(shù)的融入，帶來(lái)了機(jī)械制造業(yè)的革新，這其中運(yùn)動(dòng)力學(xué)就是與機(jī)械制造業(yè)逐漸緊密結(jié)合的力學(xué)知識(shí)。

關(guān)鍵詞：運(yùn)動(dòng)力學(xué)；力學(xué)；機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；應(yīng)用

“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”，我國(guó)生產(chǎn)力水平的不斷提高與快速發(fā)展的科學(xué)技術(shù)水平有著密不可分的關(guān)系。機(jī)械制造也作為工業(yè)領(lǐng)域的代表行業(yè)，機(jī)械技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展離不開科學(xué)知識(shí)的完善和創(chuàng)新，更離不開對(duì)科學(xué)知識(shí)的積極運(yùn)用與實(shí)踐，正是將不斷進(jìn)步的科學(xué)知識(shí)和技術(shù)融入到機(jī)械制造業(yè)中，從而為機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展提供了動(dòng)力，也為促進(jìn)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)進(jìn)步提供了有力支持。在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，運(yùn)用到的科學(xué)知識(shí)種類繁多，其中運(yùn)動(dòng)力學(xué)的應(yīng)用十分廣泛。

一、運(yùn)動(dòng)力學(xué)在機(jī)械結(jié)果設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)在機(jī)械制造中是很重要的一個(gè)工作環(huán)節(jié)，其對(duì)科學(xué)知識(shí)和技術(shù)的運(yùn)用程度也較高，通過(guò)不斷完善理論知識(shí)，增強(qiáng)理論知識(shí)對(duì)機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)作用，使得機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅僅符合實(shí)際需求，還能夠?qū)⒐ぷ魅藛T從繁重的流水線作業(yè)中解放出來(lái)。

（1）在機(jī)械結(jié)構(gòu)零部件的聯(lián)接方面

機(jī)械結(jié)構(gòu)是由多個(gè)零部件和元器件組裝而成的，其中零部件的聯(lián)接作用十分重要，而零部件的聯(lián)接又分為直接聯(lián)接和間接聯(lián)接兩種類型。根據(jù)聯(lián)接緊密程度的不同，二者在機(jī)械結(jié)構(gòu)中的作用也不盡相同，因此，在這兩種不同類型的聯(lián)接零部件上運(yùn)用的運(yùn)動(dòng)力學(xué)知識(shí)也存在著一定差異。進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，運(yùn)用力學(xué)的作用不容小覷，其對(duì)設(shè)計(jì)的抽象指導(dǎo)作用尤其重要。例如，在零部件的各個(gè)聯(lián)接點(diǎn)建立數(shù)學(xué)關(guān)系模型，通過(guò)對(duì)力矩知識(shí)的運(yùn)用，計(jì)算出各處聯(lián)接的摩擦力和壓力，從而根據(jù)摩擦力和壓力數(shù)值結(jié)果與設(shè)計(jì)方案中設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)型指標(biāo)進(jìn)行比較，以此來(lái)決定生產(chǎn)制造零部件需要的選材和零部件件之間的位置排列等。

（2）指導(dǎo)合理解決零部件的損耗

機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)制造完成后多投入到生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行工作，真正投入使用后的機(jī)械設(shè)備必然存在損耗，實(shí)際上，機(jī)械設(shè)備的損耗和老化也就是構(gòu)成機(jī)械設(shè)備的零部件的損耗和老化，正是由于各種類型的機(jī)械設(shè)備中的零部件都存在不同程度的損耗問題，因此，在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中運(yùn)用運(yùn)動(dòng)力學(xué)的相關(guān)理論知識(shí)對(duì)零部件損耗問題進(jìn)行指導(dǎo)解決就顯得格外重要。尤其是處理零部件在摩擦作用下產(chǎn)生損耗，可以運(yùn)用運(yùn)動(dòng)力學(xué)的理論知識(shí)，計(jì)算處機(jī)械結(jié)構(gòu)中零部件在具體工作中可能會(huì)產(chǎn)生的損耗值，然后通過(guò)摩擦損耗系數(shù)的技術(shù)按，判斷零部件的損耗程度、速度以及損耗位置。最后結(jié)合預(yù)判結(jié)果，在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)、零部件選材等數(shù)據(jù)進(jìn)行改進(jìn)和完善，從而降低損耗率，使得機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加完善，制造處更加優(yōu)秀的機(jī)械產(chǎn)品。

二、運(yùn)動(dòng)力學(xué)在機(jī)械結(jié)果設(shè)計(jì)中應(yīng)用的準(zhǔn)則

（1）要能夠滿足力學(xué)的各方面綜合要求

機(jī)械制造業(yè)作為我國(guó)工業(yè)的典型代表行業(yè)，對(duì)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著重要影響，機(jī)械制造業(yè)本身是一個(gè)工程復(fù)雜、科學(xué)技術(shù)含量高、影響力大的行業(yè)。機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為機(jī)械制造業(yè)中的一個(gè)環(huán)節(jié)，既是機(jī)械制造業(yè)中的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)也是機(jī)械制造業(yè)的指導(dǎo)環(huán)節(jié)，機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作能夠順利開展，對(duì)機(jī)械制造整個(gè)工作流程起著關(guān)鍵作用。

在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中，力學(xué)原理和其他方面的物理學(xué)原理都有著廣泛運(yùn)用，由于機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是機(jī)械制造的前提和基礎(chǔ)，因此，在進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要綜合全面的考慮各種情況下，力學(xué)原理的使用準(zhǔn)則，將利用力學(xué)原理的情況進(jìn)行全面綜合的考量，有利于機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的順利開展。例如，根據(jù)機(jī)械產(chǎn)品在具體應(yīng)用中的作用不同，機(jī)械結(jié)構(gòu)中不同部位運(yùn)用所要結(jié)合的力學(xué)原理也不盡相同，結(jié)合實(shí)際工作開展中，不同結(jié)構(gòu)部位的運(yùn)轉(zhuǎn)速度、工作強(qiáng)度等實(shí)際情況，考慮需要采用的具體運(yùn)動(dòng)力學(xué)原理，也正是因?yàn)闄C(jī)械設(shè)備在實(shí)際工作中，不同部位，不同零件受到的作用力不同，對(duì)不同零件和不同部位的疲勞性也會(huì)有影響，因此，在分析探討運(yùn)用力學(xué)應(yīng)用問題的時(shí)候，要綜合考慮材料力學(xué)、疲勞力學(xué)以及其他涉及到的物理學(xué)變化，才能達(dá)到更好的在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用運(yùn)動(dòng)力學(xué)原理的目標(biāo)。

（2）創(chuàng)新機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理念

當(dāng)下隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平的不斷能提升，機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對(duì)運(yùn)動(dòng)力學(xué)的應(yīng)用方式也不斷創(chuàng)新和完善，與此同時(shí)，針對(duì)運(yùn)動(dòng)力學(xué)在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用的理念也不斷更新。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，不僅要求對(duì)運(yùn)動(dòng)力學(xué)的應(yīng)用要達(dá)到效機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)科學(xué)合理的目標(biāo)，還要達(dá)到機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)滿足機(jī)械設(shè)備使用的經(jīng)濟(jì)效益。機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，最終會(huì)體現(xiàn)在機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)使用上，大型的機(jī)械設(shè)備在工作運(yùn)轉(zhuǎn)中會(huì)產(chǎn)生結(jié)構(gòu)組織的變化，有可能會(huì)造成結(jié)構(gòu)零部件之間的作用力發(fā)生轉(zhuǎn)變，這就要求在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中運(yùn)用運(yùn)動(dòng)力學(xué)的時(shí)候，要實(shí)事求是。

例如機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中運(yùn)用較多的設(shè)計(jì)理念——變?cè)O(shè)計(jì)，其核心和內(nèi)海就是解決上述問題，將機(jī)械設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)中可能出現(xiàn)的零部件之間作用力轉(zhuǎn)化情況詳細(xì)考慮在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中，從而通過(guò)對(duì)變量的調(diào)整，做到即使機(jī)械設(shè)備在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)中出現(xiàn)了零部件之間作用力轉(zhuǎn)化的情況，機(jī)械設(shè)備依舊能夠良好運(yùn)轉(zhuǎn)的目標(biāo)。

運(yùn)動(dòng)力學(xué)在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用是物理學(xué)知識(shí)和力學(xué)知識(shí)在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用的一種體現(xiàn)，也是科學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的一種直接表現(xiàn)形式。通過(guò)對(duì)運(yùn)動(dòng)力學(xué)在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中的應(yīng)用方式和應(yīng)用準(zhǔn)則進(jìn)行深入的分析探討，進(jìn)一步明確了運(yùn)動(dòng)力學(xué)在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要作用，由此可知，科學(xué)理論知識(shí)的進(jìn)步和完善，對(duì)社會(huì)生產(chǎn)生活而言有著重要影響。另外，由于機(jī)械產(chǎn)品在當(dāng)下生產(chǎn)生活中應(yīng)用廣泛，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著重大的促進(jìn)作用，所以，不斷完善運(yùn)動(dòng)力學(xué)在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用的相關(guān)理論知識(shí)，有利于提高機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量，從而促進(jìn)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)步。

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作者簡(jiǎn)介：

鄧富華（1979.08-），性別：男，民族：漢，籍貫：廣西，當(dāng)前職務(wù)：設(shè)計(jì)員，當(dāng)前職稱：工程師，學(xué)歷：大學(xué)本科，研究方向：工程技術(shù)方面。

（作者單位：貴州航天控制技術(shù)有限公司）