油水分離機(jī)(有CAD電子圖單賣)

1、題 目：油水分離機(jī)設(shè)計(jì)摘 要油水分離機(jī)是一種利用高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力達(dá)到不同物質(zhì)的分離層的分離機(jī)的一種。離心機(jī)已廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、化工、醫(yī)學(xué)、紡織、治金、船舶、軍工各個(gè)領(lǐng)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(chǎn)品的制造，各種抗菌素，淀粉及農(nóng)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(rùn)滑油，燃料油的提純等都采用分離機(jī)。離心機(jī)已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門廣泛使用的一種通用的機(jī)械。本設(shè)計(jì)是對(duì)油水分離機(jī)的部分零件進(jìn)行了改進(jìn)。對(duì)其控制中的問題也進(jìn)行了分析。對(duì)油水分離機(jī)的原理，應(yīng)用，特點(diǎn)進(jìn)行了分析。對(duì)其齒輪進(jìn)行了

2、較核。其目的是使油水分離機(jī)的壽命延長(zhǎng)。對(duì)電動(dòng)機(jī)也進(jìn)行了選用，使其匹配。關(guān)鍵詞：油水分離機(jī)；齒輪；設(shè)計(jì)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(jī)的發(fā)展概況21.2分離機(jī)的應(yīng)用，特點(diǎn)及分類21.2.1油水分離機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用21.2.2傳統(tǒng)分離器分類3第 2 章油水分離機(jī)組成及工作原理62.1油水分離機(jī)的組成62.2油水分離機(jī)的工作原理62.2.1分離機(jī)的工作原理62.2.2油分計(jì)的工作原理62.3油水分離機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)7第 3 章傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算93.1電動(dòng)機(jī)選用93.2齒輪參數(shù)設(shè)計(jì)93.2.1初選參數(shù)93.2.2按接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)103.2.3主要尺寸計(jì)算113.3大齒

8、輪強(qiáng)度校核113.3.1有關(guān)數(shù)據(jù)及系數(shù)確定123.3.2相關(guān)系數(shù)值123.4核算齒面接觸疲勞強(qiáng)度133.5立軸齒輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核153.6校核齒根彎曲強(qiáng)度163.7核算齒根彎曲強(qiáng)度173.8軸疲勞強(qiáng)度校核193.9主軸疲勞強(qiáng)度計(jì)算21總 結(jié)27參考文獻(xiàn)28致 謝29附 錄130附 錄238第 1 章 緒論1.1分離機(jī)的發(fā)展概況分離機(jī)是把混合的物質(zhì)分離成兩種或兩種以上不同的物質(zhì)的機(jī)器。分離機(jī)是一種利用高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力達(dá)到不同物質(zhì)的分離層的分離機(jī)的一種。自從1836年第一臺(tái)工業(yè)用三足式離心機(jī)在德國(guó)出現(xiàn)，到今已有一百年的歷史了，現(xiàn)已有了很大的發(fā)展，各種類型的離心機(jī)繁多，正在向技術(shù)發(fā)展，系

9、列化、自動(dòng)化方向發(fā)展，結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，專用的分離機(jī)也越來(lái)越多。分離機(jī)已廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、化工、醫(yī)學(xué)、紡織、治金、船舶、軍工各個(gè)領(lǐng)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(chǎn)品的制造，各種抗菌素，淀粉及農(nóng)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(rùn)滑油，燃料油的提純等都采用分離機(jī)。離心機(jī)已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門廣泛使用的一種通用的機(jī)械。分離器要能保持良好的分離效果，需對(duì)其液位和壓力進(jìn)行控制。傳統(tǒng)分離器液位和壓力的控制采用定壓控制技術(shù)。在分離器的變壓力液面控制中，利用浮子液面控制器帶動(dòng)油和氣調(diào)節(jié)閥，使其聯(lián)合

10、動(dòng)作，控制原油和天然氣的液量，完成對(duì)分離器中液位的調(diào)節(jié)，而不對(duì)分離器的壓力進(jìn)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(jié)流，減小分離器的壓力，提高分離效果。1.2分離機(jī)的應(yīng)用，特點(diǎn)及分類油氣分離器和油氣水三相分離器在油田接轉(zhuǎn)站和聯(lián)合站中有著廣泛的應(yīng)用。分離器要能保持良好的分離效果，需要對(duì)其液位和壓力進(jìn)行控制。本文從減小工藝流程中的節(jié)流損失、節(jié)能降耗、提高分離效率的角度，分析了傳統(tǒng)分離器液面和壓力的控制工藝，提出了一種簡(jiǎn)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(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用油水分離器的原理是采用油水的比重不同，運(yùn)用過(guò)濾、沉淀、浮升等方法匯集一體進(jìn)行油水分離

11、的。去除效率高，設(shè)備對(duì)污水進(jìn)行強(qiáng)化分離，提高出水水質(zhì)，真正能達(dá)到國(guó)家要求的排放標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)構(gòu)獨(dú)特，設(shè)計(jì)新型，脫離了傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)引進(jìn)了新的設(shè)計(jì)思想，體現(xiàn)了在同類產(chǎn)品中的領(lǐng)先地位。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠，生產(chǎn)成本和使用成本低。在國(guó)內(nèi)本產(chǎn)品的價(jià)格也大大低于氣浮等產(chǎn)品的價(jià)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(jià)低。無(wú)能耗、無(wú)耗材，使用成本非常低，只需對(duì)產(chǎn)品按說(shuō)明作簡(jiǎn)單的維護(hù)。浮油和沉渣相對(duì)集中，便于收集和清撈，為今后形成高效率、企業(yè)型、集中化廢物收集創(chuàng)造條件適用范圍1. 廚房污水的隔油，出水動(dòng)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(shè)備可供選擇；4.可根據(jù)用戶實(shí)際情況定做非標(biāo)產(chǎn)品；5.多種材質(zhì)制造；1.2.2傳統(tǒng)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(lái)液分離成單一相態(tài)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(diào)節(jié)。 天然氣出口處的壓力控制閥通常是自力式調(diào)節(jié)閥或配套壓力變送器、控制器、氣源的氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥等。出油閥通常為配套液位傳感器、控制器、氣源的氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥或浮子液面調(diào)節(jié)器操縱的出油調(diào)節(jié)閥等。 有的油氣兩相分離器是用氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥控制分離器的壓力，用浮子液面調(diào)節(jié)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(chǎn)物進(jìn)行

13、氣液分離的同時(shí)，還能將原油中的部分水分離出來(lái)。隨著油田的開發(fā)，油井產(chǎn)出液的含水量逐漸增多，三相分離器的應(yīng)用也逐漸增多。結(jié)構(gòu)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(jìn)入分離器后，進(jìn)口分流器把混合物大致分成汽液兩相，液相進(jìn)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(guī)定的高度。分離器的壓力由設(shè)在天然氣管線上的閥門控制。 (2)分離器內(nèi)設(shè)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(guò)，經(jīng)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(tǒng)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(duì)天然氣進(jìn)行一定程度的節(jié)流，以保證分離器內(nèi)壓力的穩(wěn)定。氣量減小或者氣出口處壓力降低時(shí)，閥門節(jié)流程度增加；反之，閥門節(jié)流程度減小。 分離器液面控制中，油水出口閥門也對(duì)液體進(jìn)行節(jié)流。液量增大時(shí)，節(jié)流程度減小；液量小時(shí)，節(jié)流程度加強(qiáng)，以使液面保持穩(wěn)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(shí)，必須通過(guò)油水出口閥對(duì)液體節(jié)流，使液面不至于

15、降低。因此生產(chǎn)中，分離器一般在較高的壓力下工作，液相閥門處于節(jié)流狀態(tài)。 分離器壓力過(guò)高影響分離器的進(jìn)液，使中轉(zhuǎn)站或計(jì)量站的輸出口以及井口回壓增高，不利于輸油。目前，我國(guó)的油井多為機(jī)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(jié)流后，壓力下降時(shí)，從油中分離出來(lái)，易使下游流程中的油泵產(chǎn)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(chǎn)能耗，而且影響安全生產(chǎn)。 1.2.4變壓力液面控制 浮子液面控制器帶動(dòng)兩個(gè)調(diào)節(jié)閥，一個(gè)調(diào)節(jié)閥控制天然氣，另一個(gè)調(diào)節(jié)閥控制原油，實(shí)現(xiàn)原油和天然氣出口處閥門的聯(lián)合調(diào)節(jié)。當(dāng)浮子上升時(shí)，連桿機(jī)構(gòu)使氣路調(diào)節(jié)閥的開口減小，

16、油路調(diào)節(jié)閥的開口增大；反之，當(dāng)浮子下降時(shí)，連桿機(jī)構(gòu)將使氣路調(diào)節(jié)閥的開口增大，油路調(diào)節(jié)閥的開口減小。通過(guò)改變調(diào)節(jié)閥的開度，改變天然氣和原油的相對(duì)流量，對(duì)分離器的液面進(jìn)行控制。這種控制方法不對(duì)分離器的壓力進(jìn)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(diào)節(jié)閥或液體調(diào)節(jié)閥前后的壓力差之和。當(dāng)氣量和液量以及分離器下游壓力變化時(shí)，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(yīng)用 進(jìn)出油氣分離器的液量和氣量不變時(shí)，液面穩(wěn)定在某一位置上；當(dāng)進(jìn)入分離器的液量或氣量發(fā)生變化，而使液面上升時(shí)，浮子連桿機(jī)構(gòu)將使天然氣調(diào)節(jié)閥的開口關(guān)小，原油調(diào)節(jié)閥的開口開

17、大，使排氣量減小而排液量增大，直到進(jìn)出分離器的液量和氣量相等時(shí)，液面將重新穩(wěn)定在一個(gè)較原來(lái)高的位置上；當(dāng)進(jìn)入分離器的液量或氣量發(fā)生變化，而使液面下降時(shí)，浮子連桿機(jī)構(gòu)將使天然氣調(diào)節(jié)閥的開口開大，原油調(diào)節(jié)閥的開口關(guān)小，使排氣量增大而排液量減小，直到進(jìn)出分離器的液量和氣量相等時(shí)，液面將重新穩(wěn)定在一個(gè)較原來(lái)低的位置上。這樣隨著進(jìn)入分離器的液量或氣量發(fā)生變化，浮子連桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)調(diào)節(jié)閥產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作，從而使液面保持相對(duì)穩(wěn)定。 2、變壓力液面控制在油氣水三相分離器中的應(yīng)用 (1)變壓力液面控制在油氣水三相分離中的應(yīng)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(yīng)用。油池的液面由其液面控制器操縱的原油調(diào)節(jié)閥和天然氣調(diào)節(jié)閥控制，水池的液面由其液面控制器操縱的出水調(diào)節(jié)閥和天然氣調(diào)節(jié)閥控制。本設(shè)計(jì)是油水分離機(jī)采用離心形式，屬于碟片分離機(jī)，碟片分離機(jī)是一種轉(zhuǎn)鼓高速分離機(jī)，它是利用轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的一組錐形碟片高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生強(qiáng)大的離心力達(dá)到分層。原油中含有油、水、雜物，它們的密度不同，所產(chǎn)生的離心力也不同，從而能達(dá)到分層的效果。油水分離機(jī)按照排渣方式：人工排渣，環(huán)閥排渣，噴嘴排渣三種形式。本設(shè)計(jì)的油水分離機(jī)采用人工排渣方式，是用于消除燃油和潤(rùn)滑油以及其他礦物油中水分和雜質(zhì)，減少機(jī)械的磨損，提高原油的燃燒率，延長(zhǎng)機(jī)械使用壽命。第 2 章

19、油水分離機(jī)組成及工作原理2.1油水分離機(jī)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(yīng)裝設(shè)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(yīng)裝有應(yīng)裝設(shè)經(jīng)主管機(jī)關(guān)批準(zhǔn)的濾油設(shè)備和當(dāng)排出物的含油量超過(guò)15ppm時(shí)能發(fā)出報(bào)警并自動(dòng)停止含油混合物排放的裝置。機(jī)艙油水分離器主要由濾油設(shè)備、油分計(jì)（報(bào)警器和記錄器組成）和自動(dòng)停止裝置組成。2.2油水分離機(jī)的工作原理2.2.1分離機(jī)的工作原理碟式分離機(jī)是立式離心機(jī)，轉(zhuǎn)鼓裝在立軸上端，通過(guò)傳動(dòng)裝置由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)而高速旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)鼓內(nèi)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(zhuǎn)鼓中心的進(jìn)料管加入轉(zhuǎn)鼓。當(dāng)懸浮液(或乳濁液)通過(guò)碟片之間的間隙時(shí)，固體顆粒(或液滴)在離心機(jī)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(dòng)而脫離碟片并積聚在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)直徑最大的部位，分離后的液體從出液口排出轉(zhuǎn)鼓。碟片的作用是縮短固體顆粒(或液滴)的沉降距離、擴(kuò)大轉(zhuǎn)鼓的沉降面積，轉(zhuǎn)鼓中由于安裝了碟片而大大提高了分離機(jī)的生產(chǎn)能力。積聚在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的固體在分離機(jī)停機(jī)后拆開轉(zhuǎn)鼓由人工清除，或通過(guò)排渣機(jī)在不停機(jī)的情況下從轉(zhuǎn)鼓中排出。2.2.2油分計(jì)的工作原理油分計(jì)的功能是能連續(xù)記錄油水分離器處理水中的油分濃度，并在處理水超過(guò)排放標(biāo)準(zhǔn)（15ppm）時(shí)通過(guò)自動(dòng)報(bào)警器報(bào)警，并將不合標(biāo)準(zhǔn)的處理水通過(guò)三通電磁

21、閥的啟閉自動(dòng)泄放返回艙底。目前船上的油分計(jì)有：紅外線、紫外線、激光和超聲波等多種油分計(jì)，以yny-1型油分計(jì)為例，其工作原理如圖2-1示。圖2-1 yny-1型油分計(jì)工作原理：測(cè)量時(shí)，靠定時(shí)器把運(yùn)轉(zhuǎn)周期控制在120秒，120秒時(shí)，試液泵及三通電磁閥啟動(dòng)，通過(guò)紅外線分析儀比較標(biāo)準(zhǔn)液與萃取液的油分濃度，并通過(guò)放大器放大，通過(guò)電訊號(hào)控制。如果處理水超過(guò)排放標(biāo)準(zhǔn)（15ppm），報(bào)警器報(bào)警，并啟動(dòng)電磁閥，把不符合標(biāo)準(zhǔn)的處理水泄放回艙底。同時(shí)記錄器記錄處理水中的油分濃度、日期、時(shí)間，并打印在記錄紙上。2.2.3自動(dòng)停止裝置工作原理 常見的自動(dòng)停止裝置有兩種，一種是采用氣控或電控三通閥，當(dāng)排放水樣超過(guò)排放標(biāo)

22、準(zhǔn)時(shí)，15ppm報(bào)警器報(bào)警，同時(shí)自動(dòng)打開旁通回流管路，切斷舷外排放管路，將超標(biāo)污水導(dǎo)回污油水柜；另一種是當(dāng)排放水樣超過(guò)排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，15ppm報(bào)警器報(bào)警，同時(shí)打開旁通回流管路、關(guān)閉舷外排放管路的同時(shí)停止污水泵。2.3油水分離機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)：1、本機(jī)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(zhuǎn)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(guān)。根據(jù)tg（其中為固相與碟片表面間的摩擦系數(shù)），在30- 45內(nèi)。dry 15c 型取= 40.8，碟片間隙取1 mm,碟片數(shù)79片，內(nèi)徑395 mm,中性孔8個(gè)。3、碟片間生產(chǎn)能力計(jì)算：（1）分離因數(shù)的計(jì)算：分離因數(shù)

23、是被分離的物料在分離力場(chǎng)中所受的離心力和它所受重力的比值。r -轉(zhuǎn)鼓內(nèi)徑g -重力加速度（2）生產(chǎn)能力的計(jì)算：q= vg其中 q - - 生產(chǎn)能力 -效率系數(shù) -生產(chǎn)能力指標(biāo)vg -沉降系數(shù)第 3 章 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算3.1電動(dòng)機(jī)選用對(duì)傳動(dòng)方案的要求：合理的傳動(dòng)方案，首先應(yīng)滿足工作機(jī)的功能要求，其次還應(yīng)滿足工作可靠、傳動(dòng)效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸緊湊、重量輕、成本低、工藝性好、使用和維護(hù)方便等要求 。原動(dòng)機(jī)是許多機(jī)器中運(yùn)動(dòng)和任何一個(gè)方案，要統(tǒng)籌兼顧，滿足最主要的和最基本的要求。傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：動(dòng)力的來(lái)源，其種類很多，有電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、蒸汽機(jī)、水輪機(jī)、液壓機(jī)等。電動(dòng)機(jī)構(gòu)造簡(jiǎn)單、工作可靠、控制簡(jiǎn)便、維護(hù)

24、容易，一般生產(chǎn)機(jī)械上大多數(shù)均采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。本設(shè)計(jì)也采用電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)力。我國(guó)已制定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)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(dòng)機(jī)，適用于不易燃、不易爆、無(wú)腐蝕性氣體和無(wú)特殊要求的機(jī)械。所以本設(shè)計(jì)采用y系列三相異步電動(dòng)機(jī)。為了客戶，本油水分離機(jī)配有交流電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)：電機(jī)規(guī)格如下：型號(hào) 功率（千瓦） 電壓（v） 額定電壓（a） 轉(zhuǎn)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(shù)設(shè)計(jì)因?yàn)樗O(shè)計(jì)的齒輪為軟齒面齒輪，故按齒面接觸強(qiáng)度確定齒輪的基本參數(shù)和尺寸。3.2.1初選參數(shù)選小齒輪齒數(shù)

25、z=19大齒輪齒數(shù)z=195=95選螺旋角=103.2.2按接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由教材查得：載荷系數(shù)k=1.2 彈性系數(shù)z=189.8 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)z=因?yàn)閠an=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(shù)z=0.9848取=1=45.69mm3.2.3主要尺寸計(jì)算（1）模數(shù)：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(shù) =95立軸齒輪齒數(shù) =19（3）端面模數(shù) = 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(qiáng)度校核根據(jù)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)強(qiáng)度設(shè)計(jì)的原則，閉式轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪（hb=3

27、50）要求保證齒面接觸疲勞為主，而在實(shí)際生產(chǎn)中，分離機(jī)主要失效的形式是齒面磨損。所以，只對(duì)齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核。3.3.1有關(guān)數(shù)據(jù)及系數(shù)確定1、電動(dòng)功率p = 2.2 kw大齒輪額定轉(zhuǎn)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(jì)算載荷ftcftc =ka*kv*k*k*ft-使用系數(shù)-動(dòng)載系數(shù)-齒間載荷分配系數(shù)-齒向載荷分布系數(shù)3.3.2相關(guān)系數(shù)值（1） ;機(jī)械設(shè)計(jì)第六版 p201 表10-2 取 = 1.25(2) ; 機(jī)

28、械設(shè)計(jì)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(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表35.2-30由*/b =1.25*114.60/20 = 7.16 10得 = 1.1 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表35.2-31 得 = 1（4）計(jì)算載荷 = 1.25x1.35x1.1x1x114.6 =212.73 n（5）材料彈性模數(shù)zz = 19查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得大齒輪 = 11300 = 0.34立軸齒輪 =20600 =0.3（6）節(jié)點(diǎn)數(shù)zh 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得 =2.16

29、（7）轉(zhuǎn)動(dòng)比u = /=0.23.4核算齒面接觸疲勞強(qiáng)度（1）總工作時(shí)間 本機(jī)每天8h 工作，每年工作150d ,共運(yùn)轉(zhuǎn)10年計(jì)算。 =10x150x8 =12000 h（2）總應(yīng)力循環(huán)次數(shù)n = 60n1 =60x1435x1x12000 =1.05x10 =/u =5.25x10（3）接觸強(qiáng)度壽命系數(shù)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)圖35.2-17大齒輪 ： = 1.05 = 1.05（4）工作硬化系數(shù)因?yàn)榇簖X輪和立軸齒軸均為軟齒面 =1（5）安全系數(shù)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表35.2-32， 按高可靠度取 =1.50 接觸疲勞極限應(yīng)力hlimb由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得hlimb=17.6 mpa 齒面接觸極限應(yīng)力hlim

30、hlim = hlimb1xzhxzw =176.4x1.05x1 =185.2 mpa 安全系數(shù)shsh = hlim/h1=185.2/330.3=0.563.5立軸齒輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核1、齒面接觸疲勞極限應(yīng)力hlimb2查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得 =650 mpa2、 齒面接觸極限應(yīng)力2hlim2 =hlimb2xzn2xzw =650x1.05x1 =685.2 mpa3、 有關(guān)系數(shù)的確定（1）彈性模數(shù)ze2ze2 = 161.2 mpa(2)節(jié)點(diǎn)系數(shù)zh2(3)重合度系數(shù)前面 =1.22 ， =56.5，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表35.2-15 =0.75（4）計(jì)算接觸應(yīng)力 =xx2=463.04

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

32、 得mn =2.25得相對(duì)應(yīng)力集中系數(shù) 由表35.2-3 按可高可靠度 安全系數(shù)由表35.232按較高可靠度試驗(yàn)齒輪彎曲疲勞極限應(yīng)力由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)大齒輪由圖35.216軸齒輪許用彎曲應(yīng)力3.7核算齒根彎曲強(qiáng)度1、齒根彎曲壓力 2、大齒輪軸疲勞強(qiáng)度的精確校核計(jì)算（1）繪制軸的受力荷圖（2）計(jì)算周上的作用力大齒輪軸上的轉(zhuǎn)矩，由前計(jì)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(lián)軸器附加f0的受力圖和彎矩圖t

33、-軸傳遞的彎矩，n*md-聯(lián)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(qiáng)度校核較核截面c-c，較核計(jì)算按下式進(jìn)行式中：-只考慮彎矩作用時(shí)的安全系數(shù)-只考慮扭矩作用時(shí)的安全系數(shù)s-按疲勞強(qiáng)度計(jì)算的安全系數(shù)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表38.3-4s=1.5以下有關(guān)系數(shù)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)證明橫向的疲勞強(qiáng)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(qiáng)度足夠。3.9主軸疲勞強(qiáng)度計(jì)算1、繪制軸的受力載荷圖2、 求作用于軸上的力軸設(shè)：-電動(dòng)機(jī)額定功率

34、kw-大齒輪的軸功率kw-主軸功率-大齒輪軸滾動(dòng)軸承的效率 -立軸一對(duì)滾動(dòng)軸承效率-兩齒輪間嚙合效率查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得已知 kw則 軸的扭矩：設(shè) nm r/m 立軸的轉(zhuǎn)矩 nm 立軸的轉(zhuǎn)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(dòng)平衡精度等級(jí)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 ， 離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓平衡精度等級(jí) g6.3 即 e6.3其中 g = 68 公斤 取 29.6/2 毫米 考慮到動(dòng)平衡惡劣

35、（船用傾斜情況惡劣）情況，實(shí)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(chǎn)量的離心力 n3、 繪垂直平面的彎轉(zhuǎn)圓 1）、 圖 (b) 垂直平面的受力由圖得 n立軸疲勞強(qiáng)度計(jì)算校核截面i-i 和ii-ii，校核計(jì)算按下式：式中-只考慮彎矩作用時(shí)的安全系數(shù)-只考慮扭矩作用時(shí)的安全系數(shù)-許用安全系數(shù)以下公式及有關(guān)系數(shù)均查自機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)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(shù)由上面計(jì)算結(jié)果表明：所以，立軸的疲勞強(qiáng)度足夠?？?結(jié) 此次設(shè)計(jì)，使我掌握了機(jī)械設(shè)計(jì)的一般步驟和方法，畢業(yè)

36、設(shè)計(jì)對(duì)我而言，是一個(gè)全新的鍛煉和考驗(yàn)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要經(jīng)常查閱國(guó)內(nèi)外各種相關(guān)的資料，并要到相關(guān)的廠家進(jìn)行實(shí)際的參觀和學(xué)習(xí)，借鑒前人的設(shè)計(jì)成果，這些工作使我對(duì)機(jī)床的發(fā)展，機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程，和整個(gè)工作過(guò)程都有了進(jìn)一步的了解和認(rèn)識(shí)，從而在目前設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上融入了自己的一些思路與想法。通過(guò)這次設(shè)計(jì)加深了我對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的理解，結(jié)合各類實(shí)習(xí)靈活運(yùn)用相關(guān)課程的理論知識(shí)，達(dá)到設(shè)計(jì)的預(yù)期目的，并對(duì)我們所學(xué)的理論知識(shí)進(jìn)行了一次很好的總結(jié)，同時(shí)也為我將從事的工作打下了堅(jiān)實(shí)的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。我的畢業(yè)設(shè)計(jì)是行走式小型液壓起重機(jī)的設(shè)計(jì)，在這近三個(gè)月的設(shè)計(jì)期間，我認(rèn)真地進(jìn)行了參觀學(xué)習(xí)，從傳統(tǒng)的原理入手一步一步由淺入深的對(duì)課題理

37、解，并進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)、計(jì)算，最后圓滿完成了整個(gè)課題的設(shè)計(jì)任務(wù)。在此期間我不斷的查閱資料，請(qǐng)教老師，詢問同學(xué)，對(duì)方案進(jìn)行深入細(xì)致的分析，并進(jìn)行了方案的優(yōu)化選擇，竭盡所思以弄懂每一個(gè)結(jié)構(gòu)和安裝的模糊地方。經(jīng)過(guò)計(jì)劃，校核和多次的優(yōu)化選擇，最終設(shè)計(jì)出一部完整的畢業(yè)設(shè)計(jì)。由于此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)間較短，工作量較大以及我自身知識(shí)水平和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)有限，設(shè)計(jì)中難免存在一些問題，懇請(qǐng)老師批評(píng)指正。 參考文獻(xiàn)1徐灝機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)3， 機(jī)械工業(yè)出版社,2徐灝機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)4 ，機(jī)械工業(yè)出版社,3徐灝機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)5 ，機(jī)械工業(yè)出版社,4機(jī)械制圖.大連理工大學(xué)工程畫教教研室 高等教育出版社5畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書.青島海洋出版社 6王棟

38、梁.主機(jī)械基礎(chǔ) ，中國(guó)勞動(dòng)出版社，7黃鶴汀.機(jī)械制造技術(shù) ，機(jī)械工業(yè)出版社，8盛慧英.染整機(jī)械原理，紡織工業(yè)出版社9王家禾.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)教程，上海交通大學(xué)出版社，10方承遠(yuǎn).張振國(guó)，工廠電氣控制技術(shù) ，機(jī)械工業(yè)出版社 11 王紹俊.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè). 哈爾濱工業(yè)大學(xué)12劉文劍.曹天河.趙維緩.夾具工程師手冊(cè). 黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，13 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì).金屬切削手冊(cè). 上海科學(xué)技術(shù)出版社14 邱仲潘.計(jì)算機(jī)英語(yǔ). 科學(xué)出版社15 于駿一.典型零件制造工藝.機(jī)械工業(yè)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(jīng)過(guò)兩個(gè)月的忙碌和工作，本次畢業(yè)論文設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè)本科生的畢業(yè)論文，由于經(jīng)驗(yàn)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(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。在論文寫作過(guò)程中，得到了段老師的親切關(guān)懷和耐心的指導(dǎo)。他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我

41、。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，段老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個(gè)日日夜夜，段老師不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想、生活上給我以無(wú)微不至的關(guān)懷，除了敬佩段老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹(jǐn)向段老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。 在論文即將完成之際，我的心情無(wú)法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無(wú)言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意!最后我還要感謝培養(yǎng)我長(zhǎng)大含辛茹苦的父母，謝謝你們!最后我還要感謝機(jī)械工程學(xué)院和我的母校佳木斯大學(xué)四年來(lái)對(duì)我的栽培。附錄1最新機(jī)械制造中的人

42、機(jī)交互的應(yīng)用摘要：為滿足客戶需求，十分必要去繼續(xù)發(fā)展，以先進(jìn)的控制系統(tǒng)為支持，基于現(xiàn)今在計(jì)算機(jī)和軟件方面技術(shù)的現(xiàn)代機(jī)器和生產(chǎn)設(shè)備。在雇員有限的操作下，很多制造系統(tǒng)能自動(dòng)工作。不過(guò)，即使在先進(jìn)的生產(chǎn)系統(tǒng)中，最重要的因素之一仍然是人。通常，總的系統(tǒng)性能取決于人的決定，并且隨著生產(chǎn)系統(tǒng)的復(fù)雜和昂貴，人類決定的意義比過(guò)去更重大。在這樣的情況下，十分必要通過(guò)適當(dāng)?shù)娜藱C(jī)交互，有效地應(yīng)用本文涉及到人機(jī)交互的相應(yīng)問題，以及對(duì)人類活動(dòng)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(lǐng)域里的部分研究結(jié)果。目的是對(duì)人機(jī)交互方面的內(nèi)容進(jìn)行分類。關(guān)鍵詞：制造系統(tǒng) 人機(jī)交互 人為因素 計(jì)算機(jī)集成制造 控制系統(tǒng)1

43、簡(jiǎn)介通過(guò)著重強(qiáng)調(diào)人為因素，可以達(dá)到競(jìng)爭(zhēng)和有效地利用，越來(lái)越計(jì)算機(jī)化的機(jī)器制造系統(tǒng)。在不遠(yuǎn)的將來(lái)，為了生產(chǎn)產(chǎn)品，人類與先進(jìn)的數(shù)字設(shè)備之間的適當(dāng)合作，例如工藝流程與機(jī)器的過(guò)程監(jiān)控，將會(huì)成為生產(chǎn)中的重要部分。在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)和新機(jī)器上，應(yīng)該考慮人為操作的利與弊。更好的業(yè)務(wù)組織應(yīng)該做到使動(dòng)力高漲、能力增加、人員穩(wěn)定和人的工作效率提高?；谲浖こ谭矫娴淖钚鲁删?，以及新的并且非常規(guī)的硬件系統(tǒng)，還有對(duì)人類行為的深入研究，三者相結(jié)合的方法，將會(huì)大力發(fā)展人機(jī)交互技術(shù)。這樣一個(gè)多學(xué)科研究的目的，是想通過(guò)適當(dāng)?shù)娜藱C(jī)交互設(shè)計(jì)，使人會(huì)更好地使用人機(jī)交互系統(tǒng)。2 人與軟件系統(tǒng)的交互生產(chǎn)可認(rèn)為是分離的生產(chǎn)。由于控制參數(shù)和限

44、制條件的數(shù)目和相互聯(lián)系，意味著分離的生產(chǎn)可看成為一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)。此系統(tǒng)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(wěn)定性的存在沒有靈活性損失和故障發(fā)生，能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制功能的生產(chǎn)系統(tǒng)，是不可能存在的這一點(diǎn)，正體現(xiàn)了現(xiàn)代生產(chǎn)系統(tǒng)的重要性、復(fù)雜性。以下兩個(gè)方面，都需要在信息技術(shù)和人為因素之間密切合作。一方面，需要性能高、質(zhì)量好、系統(tǒng)靈活；另一個(gè)方面，需要能解決復(fù)雜問題，可基于經(jīng)驗(yàn)去學(xué)習(xí)。為了考慮合作的有效性，人和信息系統(tǒng)的特性也必須考慮在內(nèi)。人和信息系統(tǒng)的合作很依賴于人和電腦系統(tǒng)的行為。由于人類具有天生獨(dú)特操作能力，那么就確定了他們?cè)谏a(chǎn)過(guò)程中所扮演的角色。重要的是：基于經(jīng)驗(yàn)的

45、自我學(xué)習(xí)能力、適應(yīng)新環(huán)境能力、良好的動(dòng)手操作能力、敏銳的感覺反饋能力（如視力、聽力，等等）、控制動(dòng)態(tài)形勢(shì)能力、預(yù)先控制基于反饋的系統(tǒng)性能的能力，以及對(duì)未預(yù)見到形勢(shì)的反應(yīng)能力，這些能力對(duì)于在機(jī)器控制和管理方面，都是非常重要的優(yōu)點(diǎn)。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(guò)程。一旦任務(wù)變化頻繁，人類將會(huì)失去決定性行為，增加錯(cuò)誤。當(dāng)工作的目標(biāo)不明確或者他或她不能作出決定時(shí)，人類的工作效率將會(huì)降低。通過(guò)適當(dāng)?shù)臉I(yè)務(wù)組織，將會(huì)消除那些缺陷或者限制它們對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的影響。一個(gè)操作者應(yīng)該了解工作目標(biāo)，至少也應(yīng)該對(duì)其工作地點(diǎn)做少許決定。應(yīng)該為特別的操作者或者眾多操作者設(shè)計(jì)一款既實(shí)用又容易操作

46、，能與軟件系統(tǒng)合作的可視化接口。然而，一些不了解工作場(chǎng)合的特殊性或者人機(jī)交互系統(tǒng)細(xì)節(jié)的程序員，卻應(yīng)用計(jì)算機(jī)去設(shè)計(jì)可視化接口。設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)時(shí)，主要側(cè)重于信息處理，而不是外觀設(shè)計(jì)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)操作者，經(jīng)常被認(rèn)為是“擴(kuò)展的計(jì)算機(jī)”，他們能計(jì)算、分析、合成大量的數(shù)據(jù)，而軟件系統(tǒng)卻不能?，F(xiàn)代計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)，具有快速處理、高精度運(yùn)算以及儲(chǔ)存處理大量數(shù)據(jù)能力。信息系統(tǒng)的主要缺陷在于：拘泥于嚴(yán)格的算法工作、缺乏創(chuàng)新的反應(yīng)以及真正的智力工作，那些也被認(rèn)為是新算法條件下的技能。在人配合的情況下，需要練習(xí)人的任務(wù)識(shí)別以及準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)輸入。人電腦系統(tǒng)合作基于兩個(gè)完全不同特點(diǎn)的系統(tǒng)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(jīng)驗(yàn)中學(xué)習(xí)。另一方是信息系統(tǒng)，它們能短時(shí)間內(nèi)處理大量的數(shù)據(jù)，并且能夠做到詳細(xì)，而且是瞬時(shí)反應(yīng)。雖然這樣的綜合問題是困難的，但是它卻在適當(dāng)?shù)挠?jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)情況下提出了補(bǔ)充合作的可能性。表格1顯示了，基于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的人類行為。3 人機(jī)交互現(xiàn)今，大多數(shù)機(jī)器在其生產(chǎn)過(guò)程使用中都有特別的控制系統(tǒng)，這樣的系統(tǒng)能控制機(jī)器運(yùn)行?？刂葡到y(tǒng)大多是基于簡(jiǎn)單的可編程控制器的簡(jiǎn)易系統(tǒng)，或者基于先進(jìn)的多層分級(jí)控制模型的復(fù)雜系統(tǒng)。復(fù)雜的系統(tǒng)多用于控制和監(jiān)測(cè)先進(jìn)的機(jī)器和工藝流程。然而，所有種類的機(jī)器控制系統(tǒng)不得不通過(guò)人類操作來(lái)監(jiān)控，這個(gè)操作員應(yīng)具有解決復(fù)雜問題的能力，例如機(jī)器故障或系統(tǒng)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(jī)器操作員應(yīng)該與機(jī)器或者內(nèi)外部的系統(tǒng)控制進(jìn)程進(jìn)行合作”的問題。在人類操作和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與受控機(jī)器之間存在著6種交互模塊：1.操作者通過(guò)電腦系統(tǒng)間接地控制過(guò)程。2.操作者間接地接收過(guò)程數(shù)據(jù)。3.操作者向計(jì)算機(jī)詢求或者接收信息。4.進(jìn)程向計(jì)算機(jī)詢求或者接受信息。5.操作者直接操作進(jìn)程。6.操作者通過(guò)自身的感覺觀察過(guò)程。以上14的交互模型，通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制，即：系統(tǒng)設(shè)計(jì)者已經(jīng)設(shè)定好它們。14模型會(huì)適用于控制系統(tǒng)以及操作者的需求。操作系統(tǒng)最難的事情在于，控制系統(tǒng)中或者機(jī)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(jī)器的錯(cuò)誤

49、情況下發(fā)生或被處理，那時(shí)人的涉入才是必要。除了控制系統(tǒng)外，人機(jī)交互也可以用不同的方式實(shí)現(xiàn)。正確設(shè)計(jì)的機(jī)器控制系統(tǒng)，應(yīng)該不僅在可預(yù)測(cè)的形勢(shì)里考慮到相互作用，也應(yīng)該能處理無(wú)法預(yù)言的形勢(shì)。例如：在受控機(jī)器或者進(jìn)程中的直接人為干涉。這些在自動(dòng)機(jī)器和監(jiān)控機(jī)器進(jìn)程中尤為重要。4 人操作模型生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)者，通常把注意力集中于適當(dāng)?shù)牟牧虾托畔⒓庸?，但是沒有足夠的關(guān)注人類行為對(duì)系統(tǒng)性能的影響。由于這樣的情況，系統(tǒng)經(jīng)常不能配合人的工作。在這個(gè)領(lǐng)域里曾經(jīng)做過(guò)一些研究，但大多集中于工效學(xué)或者心理學(xué)問題。建立一個(gè)描述制造系統(tǒng)中人類行為的數(shù)學(xué)模型是非常重要的。基于這樣的一個(gè)模型，作為對(duì)制造系統(tǒng)或者組成部分設(shè)計(jì)者的輔助。這

50、類模擬軟件將會(huì)有所發(fā)展。不過(guò)，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(xiàn)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(gè)精確的數(shù)學(xué)模型，來(lái)描述諸多因素中的重要關(guān)系。下面列舉了控制系統(tǒng)中，人的特征因素，應(yīng)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(xiàn)時(shí)，與返回到系統(tǒng)鎖定狀態(tài)之間所需要的時(shí)間：0；t：人反應(yīng)時(shí)間表現(xiàn)了操作者的行為，可以認(rèn)為是在異常情況出現(xiàn)下與操作者決定控制方式之間，所需要的時(shí)間：t0；：系統(tǒng)慣性控制決定和控制實(shí)施與通過(guò)系統(tǒng)達(dá)成適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)之間的時(shí)間：0；：人為決定性正確：

51、0，與決定的正確性同時(shí)增加；：?jiǎn)栴}困難期：0，與解決問題的困難程度同時(shí)增加；：人的疲倦：0，與操作者的疲倦程度同時(shí)增加；：為錯(cuò)誤決定而擔(dān)心：0，與對(duì)錯(cuò)誤決定的擔(dān)心程度同時(shí)增加；：人的經(jīng)驗(yàn)：0，與操作者的經(jīng)驗(yàn)同時(shí)增加；：人為擴(kuò)展：0，與操作者對(duì)工作中內(nèi)容擴(kuò)展程度同時(shí)增加；：?jiǎn)栴}理解：0，與問題的理解程度同時(shí)增加；：教育：0，與教育水平同時(shí)增加；：控制系統(tǒng)的友好程度：0，與系統(tǒng)友好程度同時(shí)增加；：工作條件：0，與工作條件同時(shí)增加；：工作動(dòng)力：0，與操作者的工作動(dòng)力同時(shí)增加；v：工作負(fù)荷：v0，v與手工工作負(fù)荷同時(shí)增加；：典型問題：0，與問題的典型程度同時(shí)增加；：責(zé)任：0，與操作者的認(rèn)真態(tài)度同時(shí)增加

52、；：公司目標(biāo)理解：0，與對(duì)公司目標(biāo)的理解和認(rèn)同程度同時(shí)增加；：工作環(huán)境；0，與工作環(huán)境的質(zhì)量同時(shí)增加；：滿意度：0，與可接受范圍內(nèi)滿意度同時(shí)增加；：其它動(dòng)力因素（例如：就業(yè)機(jī)會(huì)、培訓(xùn)等等）：0，與動(dòng)力因素同時(shí)增加；t:設(shè)定或者相似情況下的工作時(shí)間；td:設(shè)定天數(shù)內(nèi)的工作時(shí)間；r：工作種類；w：操作者的年齡；o：人的個(gè)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(yīng)時(shí)間：決定質(zhì)量：經(jīng)驗(yàn)值：工作概況：人的疲倦度：動(dòng)力值：以人決定為主導(dǎo)的控制系統(tǒng)的反饋時(shí)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(tǒng)的友好程度、控制系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)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(dá)它們之間的關(guān)系。下一個(gè)研究階段將會(huì)做特殊的測(cè)試。測(cè)試的結(jié)果會(huì)提供一個(gè)更加具體的人類模型，它是通過(guò)精心分析特殊因素的重要性而建立起來(lái)的模型。制造系統(tǒng)或者它們的部分設(shè)計(jì)者，以及業(yè)務(wù)主管可以使用這個(gè)人類行為模型。5 交互媒介人機(jī)交互或者制造過(guò)程中的信息系統(tǒng)，能夠通過(guò)不同類型的媒介來(lái)實(shí)現(xiàn)。通常，交互是在雙向進(jìn)行：從操作者到機(jī)器，或者從機(jī)器到操作者。從機(jī)器或者系