機械工程專業(yè)論文范文
【導語】機械工程是一門涉及利用物理定律為機械系統(tǒng)作分析、設計、制造及維修的工程學科。 下面關于機械工程專業(yè)論文范文 ，祝您生活愉快!
摘 要:通過介紹人機工程的應用技術,論述人機工程學在機械工程中的應用以及如何應用。凸顯了人機工程學在機械工程中的重要性。
關鍵詞:人機工程學;機械工程;人性化設計
0 前言
人機工程學是一門運用系統(tǒng)科學理論和方法,正確處理人、機、環(huán)境之間的關系,研究人――機――環(huán)境系統(tǒng)相互作用及最優(yōu)組合的工程技術科學。其研究的對象是人在某種工作環(huán)境中的解剖學、生理學和心理學等方面的各種因素;其研究的內(nèi)容是人和機器及環(huán)境之間的相互作用;其研究的目的是提高工作效率,保證人的健康、安全和舒適性等問題。
機械設計是一項極其復雜的工程,在設計過程中不僅需要設計人員考慮機械的材料、力學、溫度、工作環(huán)境、工作強度和頻率等因素外,還要求充分考慮人 ――機――環(huán)境之間的關系。因而人機工程學在機械工程領域,扮演著非常重要的角色。人們在設計機械產(chǎn)品的時候會因為所設計的作業(yè)空間的不同,顏色、溫度、亮度等因素考慮角度的不同,對人的作業(yè)效能和作業(yè)疲勞等方面考慮的不同,使同一種機械產(chǎn)品在工作中產(chǎn)生不同的效果。這些效果可能表現(xiàn)在工作效率的不同,工作者安全的保障與否,工作者工作時間的長短差異等等。因此,在機械工程中,我們一定要綜合考慮人、機、環(huán)境三者之間的關系,不僅要注重工作效率,還要注重作業(yè)人以及環(huán)境。
1 人機工程學的應用技術
人機工程學是一門新興的邊緣學科。它是運用人體測量學、生理學、心理學和生物力學及工程學等學科的研究方法和手段,綜合地進行人體結(jié)構(gòu)、功能、心理以及力學等問題研究的`學科。通過人機工程學的研究與應用,可為機械設計中考慮“人”的因素提供人體尺寸參數(shù);為機械設計中考慮“物”的功能合理性提供科學依據(jù);為機械設計中考慮“環(huán)境”因素提供設計準則;為進行人、 機、環(huán)境系統(tǒng)設計提供理論依據(jù)。
1.1 人體尺度在機械工程中的應用
為了使各種與人體尺度有關的設計對象能符合人的生理特點,讓人在使用時處于舒適的狀態(tài)和適宜的環(huán)境之中,就必須在設計中充分考慮人體的各種尺度。在進行各種機械、設備、設施和工具等的設計時,首先要考慮的問題就是如何使它們適合于人的形態(tài)和功能的范圍的限度。例如,所有的作業(yè)動作都必須在人的肢體活動所能及的范圍之類,其高低位置必須與人體相應部位的高度位置相適應;同時還要考慮將其布置在人操作方便,反應最靈敏的范圍之內(nèi)。其目的是為了提高設計對象的宜人性,讓使用者能夠安全、健康、舒適、高效率的工作,從而有利于減少人體的疲勞和提高人機系統(tǒng)的效率。
人體不同部位的尺寸在機械設計中扮演著不同的角色,現(xiàn)舉一些人體主要尺寸的應用原則:
(1)肘部高度:對于確定柜臺、梳妝臺、廚房案臺、工作臺、以及其他站著使用的工作表面的舒適高度,肘部高度數(shù)據(jù)是必不可少的。通過科學研究發(fā)現(xiàn),最舒適的高度是低于人的肘部高度7.6cm。休息平面的高度大約應該低于肘部高度的2.5-3.8cm。
(2)大腿厚度:這是設計柜臺、書桌、會議桌、課桌、家具及其他一些室內(nèi)設備和為人們提供座位的設備的關鍵尺寸。要是大腿和大腿上方的物體有一定間隙。
(3)立姿垂直手握高度:可用于確定開關、控制器、拉桿、把手、書架以及衣帽架等等的高度。
以上只是列舉了一部分。在設計過程中要充分考慮人體的各種尺寸,使設計出來的產(chǎn)品讓人用著舒服,并盡量減輕人的疲勞感;同時還要注重工作效率的提高。
1.2 人體機能的應用
人主要有9個子系統(tǒng),其中與外界直接發(fā)生聯(lián)系的主要有三個系統(tǒng),即感覺系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)和運動系統(tǒng)。人在人機系統(tǒng)中作用過程大致，要使系統(tǒng)有效運行,要求人體各部位協(xié)調(diào)工作。感覺器官感受外界的信息;大腦理解和決策信息;運動器官執(zhí)行相應的動作。
1.2.1 感覺系統(tǒng)
不同的感覺通道有不同的適應場合。例如視覺通道適合傳遞比較復雜或抽象的信息,比較長或需要延遲的信息,與空間方位、空間位置有關的信息等;聽覺通道傳遞比較復雜的信息,短的或無需延遲的信息,與時間無關的信息,快速響應的信息等;觸覺通道適合非常簡明的、需要快速傳遞的信息,經(jīng)常用受觸摸的機器或裝置的場合等。
當我們的信息用視覺通道傳遞時,我們設計機械裝置時,要綜合考慮人的視角與視力,視野與視距,中央視覺和周圍視覺,色覺與色視野,暗適應和明適應等各方面的因素。例如眼睛沿水平方向運動比沿豎直方向運動快而且不宜疲勞;視線的變化習慣從左到右,從上到下;顏色對比與人眼也有一定關系,所以危險等信號標志都用紅色。
當信息用聽覺通道傳遞時,要綜合考慮聲音的頻率,動態(tài)范圍,人耳的方向敏感度,掩蔽效應等。同時,還要注意考慮人耳的安全。
1.2.2 神經(jīng)系統(tǒng)
通過感覺通道傳入的信息,在大腦中樞進行復雜的處理。大腦處理信息的速度以及對信息的記憶活動等都具有很重要的意義。對于人腦反應的速度,我們在設計產(chǎn)品的過程中不能使之快于人腦的速度。同時,我們又要充分利用人腦的記憶功能,進行復雜只能活動的能力,來合理設計,從而提高效率,創(chuàng)造價值。
1.2.3 運動系統(tǒng)
運動系統(tǒng)是人體完成各種動作和從事生產(chǎn)勞動的器官系統(tǒng)。骨的功能,各種關節(jié)的活動范圍,肌肉的強度與力度等,都是我們設計機械器件時應該考慮的。例如關節(jié)必須處在一定的舒適調(diào)節(jié)范圍內(nèi)。對于肢體的運動,要考慮肢體的出力范圍,運動范圍,動作速度與頻率等。
因此為了使操作者可以靈活、方便、快捷地執(zhí)行動作,我們要考慮被 操作對象的空間與操作者肢體所能及的范圍的關系,完成工作所需要的力與操作者可以提供的力之間的關系等。
2 環(huán)境因素的影響
在機械設計中經(jīng)常要考慮的環(huán)境因素很多,如溫度、濕度、照明、噪聲、振動、粉塵、風力及有毒物質(zhì)等;隨著人類生產(chǎn)活動領域的擴大,影響因素還有失重、超重、異常氣壓、加速度及電離輻射等。設計者必須全面考慮各種條件和要求,將環(huán)境因素和人的因素與機器的所要達到的要求結(jié)合起來進行綜合分析和決策,求得正確的解決方案。
3 結(jié)束語
綜上所述,現(xiàn)代機械工程的設計階段要充分考慮人機工程學原理,進行人性化的設計。綜合考慮環(huán)境因素,人的因素在設計中的影響。在保證工作者舒適、安全、健康、方便、快捷、靈活工作的同時,保證工作效率,尋求更優(yōu)更高效的方法,找到人――機――環(huán)境間的最佳組合。
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