摘要:随着人们生活水平的提高，环保意识也在逐渐增强，在生活的各个领域都能够看到节能设计给人们带来的便利，在机械设计中关于节能方面的研究也得到了广泛的关注，就机械设计节能基本原理以及应用进行具体分析，希望能为以后该方面的工作提供一些帮助。
关键词:机械设计;节能设计;基本原理
1机械设计中节能设计的原理
机械设计中的节能设计是将平衡理念作为基本思想，主要包括功率匹配节能、减小摩擦以及动力源改进三个方面。充分结合实际情况来对机械设计进行考虑，并从设计细节入手从而实现真正意义上的节能。首先，在通常情况下，机械设备的发动机是主要的动力源，能够在最大限度上增加发动机输出的功率和减少输入的功率，也就是，机械设备在运行的过程中能够提高电能与热能以及动能的转换，例如在设备停启的过程中，由于惯性设备还可以继续运行，将这一部分的动能通过设计进行存储，以便于以后起动时使用动力能源。其次，对于减小摩擦的节能设计，应该是在机械设备运行的时候，设备之间产生的摩擦造成的动力损耗，在节能设计时，可以利用表面的光滑部分，或者使用润滑油来减少设备的摩擦问题，从一定程度上降低能源损耗的问题。对于功率匹配方面的节能设计，可以根据机械设备的设计来进行，将设备的使用环境与匹配的运行功率相结合。
2机械设计节能原理的基本应用
2．1节能原理在升降机械力的应用
升降机械在实际工作中的应用广泛，且消耗功率及无用功较大，因此要在节能方面进行改善就要先了解消耗的具体原因，一般的消耗是发生在设备提升方面，也就是在设计升降机械之前要进行标准化处理，然后结合电梯的设计原理，在升降机设计中将升降机械与其他的机械相比较，消耗功率主要特征是将货物与人的重量不断提高，在这个过程中消耗的功率也是十分匀速的，工程实践表明利用相同速度来提升质量相同的货物，可以根据电梯标准计算来进行设计，如果按照系统势能作为常量或者在小范围内进行变化，那么可根据平衡升降机以及平衡电梯的设计方案进行，在平衡升降机中利用t表示提升物体的质量，利用P表示不便的配重，利用r1表示升降货物卷筒的半径，r2表示升降配重卷筒的半径，这样平衡的升降机系统势能就为常量，在平衡电梯中利用t表示轿厢与水箱的自重以及人数的变化质量，可以看出轿厢水箱的质量是人质量的1/2，可以对驱动机构、平衡升降机以及电机功率进行对比，就会发现平衡升降机与电梯所需要的电机功率是不同的，还可以发现卷扬驱动机构系统的势能在最大范围的进行变化，平衡升降机或者平衡电梯的势能可以在小范围内进行变化，可以看出系统势能为常量的时候该机构的节能效果是最为明显的。
2．2在加工型设备以及大压路机上的应用
加工型机械设备在实际生活中是十分常见的，在加工时消耗的能源也是最大的，加工型设备的节能显得尤为重要，以牛头刨为例，该设备最主要的问题就是利用质量比较大的主轴来进行一定的操作，从而实现设备的稳定运行最终实现节能的效果，可以降低输入的功率然后结合机械原理，最后增加相应的装置让设备的功率变为原来的2倍，从而更好地提升功率，达到节约能源的效果。大型压路机的轮子表面没有严格的按照周期函数来进行表现，大型压路机的变化范围很大，在一定程度上阻碍了节能方面的设计，如果想要实现节能效果，就要将冲击轮的势能或者重心保持在最低处，或者缩小在最小的区域内，如果这个区间越小那么它的节能效果就会越好。
2．3螺旋机、埋刮板输送机的设计与应用
螺旋的设计最关键的是要确定合适的螺旋导程角、导程以及头数等方面的参数，同时要根据不同方面的工作要求来选择更为合适的参数，螺旋要具有一定的自锁性以及要有较大的减速比，这时可以选择单头螺旋，或者选择较小的导程与导程角，但是这样使用的效率会比较低，为了更好的实现节能的效果，应该选择传递功率比较大的螺旋机构，采用这种方式的优点是回转运动可以转变为直线运动，这样运动的准确性也会比较高，同时复式螺旋能够获得很大的位移，差动的螺旋可以获得较小的位移。这样做既节能又十分的方便，确保工作能够平稳的进行同时传递更大的轴向力。利用埋刮板输送机进行水平输送的时候，物料会受到刮板方面的推力，同时物料之间的摩擦力会不断增大，如果在料层之间的高度与宽度之比满足一定的条件，那么料流就能够被输送。在进行机械节能设计时会采用塑料刮板的形式，塑料刮板有着摩擦力小、噪音小的特点，减速机功率不断降低了，那么成本也就变得更低了。
3结语
综上所述，主要对机械设计节能基本原理以及应用问题进行分析，可以看出，现代机械设计主要是利用降低输入，提高效率的方式来达到最后的目的，在生产基础上添加上新的设计理念，就能够更好的完善生产模式，这也是节能过程中最关键的问题，在机械设计加工行业中不免会出现能源的浪费，实现节能减排也是目前最需要解决的问题，相关工作人员除了要掌握机械节能方面的设计方法与技术，还要不断进行创新，这样才能确保我国机械节能技术能够顺应时代的发展潮流，促进我国制造业更好更快的发展。
参考文献:
［1］李永森．机械设计节能基本原理的分析与应用［J］．科学中国人，2016(6Z):120．
［2］范敬伟．机械设计节能基本原理及其应用的相关研究［J］．山东工业技术，2015(6):10.
作者:安德斌 单位:中国航空工业空气动力研究院
