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現(xiàn)代機械設計論文范文第1篇

摘要：文章針對傳統(tǒng)機械零部件的設計局限性，提出了現(xiàn)代設計思想和方法。

一、機械零部件傳統(tǒng)的設計局限

傳統(tǒng)機械零部件的設計帶來了運用中出現(xiàn)的許多問題：零部件容易腐蝕損壞；零部件容易疲勞損壞，斷裂、表面剝落等；零部件容易摩擦損壞等等。這些問題的出現(xiàn)，都是機械零部件傳統(tǒng)的設計局限性所產(chǎn)生的。機械機械零部件設計是人類為了實現(xiàn)某種預期的目標而進行的一種創(chuàng)造性活動。傳統(tǒng)機械機械零部件設計的特點是以長期經(jīng)驗積累為基礎，通過力學、數(shù)學建模及試驗等所形成的經(jīng)驗公式、圖表、標準及規(guī)范作為依據(jù)，運用條件性計算或類比等方法進行設計。傳統(tǒng)設計在長期運用中得到不斷的完善和提高，目前在大多數(shù)情況下仍然是有效的設計方法，但是它有很多局限：在方案設計時憑借設計者有限的直接經(jīng)驗或間接經(jīng)驗，通過計算、類比分析等，以收斂思維方式，過早地確定方案。這種方案設計既不充分又不系統(tǒng)，不強調(diào)創(chuàng)新，因此很難得到最優(yōu)方案；在機械零部件設計中，僅對重要的零部件根據(jù)簡化的力學模型或經(jīng)驗公式進行靜態(tài)的或近似的設計計算，其他零部件只作類比設計，與實際工況有時相差較遠，難免造成失誤；傳統(tǒng)設計偏重于考慮產(chǎn)品自身的功能的實現(xiàn)，忽略人―機―環(huán)境之間關(guān)系的重要性；傳統(tǒng)設計采用手工計算、繪圖，設計的準確性差、工作周期長、效率低。

二、創(chuàng)新思維機械零部件的設計思想

機械零部件設計的本質(zhì)是創(chuàng)造和革新。現(xiàn)代機械機械零部件設計強調(diào)創(chuàng)新設計，要求在設計中更充分地發(fā)揮設計者的創(chuàng)造力，利用最新科技成果，在現(xiàn)代設計理論和方法的指導下，設計出更具有生命力的產(chǎn)品。

（一）運用創(chuàng)造思維

設計者的創(chuàng)造力是多種能力、個性和心理特征的綜合表現(xiàn)，它包括觀察能力、記憶能力、想象能力、思維能力、表達能力、自控能力、文化修養(yǎng)、理想信念、意志性格、興趣愛好等因素。其中想象能力和思維能力是創(chuàng)造力的核心，它是將觀察、記憶所得信息有控制地進行加工變換，創(chuàng)造表達出新成果的整個創(chuàng)造活動的中心。創(chuàng)造力的開發(fā)可以從培養(yǎng)創(chuàng)新意識、提高創(chuàng)新能力和素質(zhì)、加強創(chuàng)新實踐等方面著手。設計者不是把設計工作當成例行公事，而是時刻保持強烈的創(chuàng)新愿望和沖動，掌握必要創(chuàng)新方法，加強學習和鍛煉，自覺開發(fā)創(chuàng)造力，成為一個符合現(xiàn)代設計需要的創(chuàng)新人才。

（二）運用發(fā)散思維

發(fā)散思維又稱輻射思維或求異思維等。它是以欲解決的問題為中心，思維者打破常規(guī)，從不同方向，多角度、多層次地考慮問題，求出多種答案的思維方式。例如，若提出“將兩零部件聯(lián)結(jié)在一起”的問題，常規(guī)的辦法有螺紋聯(lián)結(jié)、焊接、膠接、鉚接等，但運用發(fā)散思維思考，可以得到利用電磁力、摩擦力、壓差或真空、綁縛、冷凍等方法。發(fā)散思維是創(chuàng)造性思維的主要形式之一，在技術(shù)創(chuàng)新和方案設計中具有重要的意義。

（三）運用創(chuàng)新思維

創(chuàng)造力的核心是創(chuàng)新思維。創(chuàng)新思維是一種最高層次的思維活動，它是建立在各類常規(guī)思維基礎上的。人腦在外界信息激勵下，將各種信息重新綜合集成，產(chǎn)生新的結(jié)果的思維活動過程就是創(chuàng)新思維。機械機械零部件設計的過程是創(chuàng)新的過程。設計者應打破常規(guī)思維的慣例，追求新的功能原理、新方案、新結(jié)構(gòu)、新造型、新材料、新工藝等，在求異和突破中體現(xiàn)創(chuàng)新。

三、科學的進行機械零部件設計

（一）把握機械零部件設計的主要內(nèi)容

機械零部件設計是機械設計的重要組成部分，機械運動方案中的機構(gòu)和構(gòu)件只有通過零部件設計才能得到用于加工的零部件工作圖和部件裝配圖，同時它也是機械總體設計的基礎。機械零部件設計的主要內(nèi)容包括：根據(jù)運動方案設計和總體設計的要求，明確零部件的工作要求、性能、參數(shù)等，選擇零部件的結(jié)構(gòu)構(gòu)形、材料、精度等，進行失效分析和工作能力計算，畫出零部件圖和部件裝配圖。機械產(chǎn)品整機應滿足的要求是由零部件設計所決定的，機械零部件設計應滿足的要求為：在工作能力上要求具體有強度、剛度、壽命、耐磨性、耐熱性、振動穩(wěn)定性及精度等；在工藝性上要求加工、裝配具有良好的工藝性及維修方便；在經(jīng)濟性上的要求主要指生產(chǎn)成本要低。此外，還要滿足噪聲控制、防腐性能、不污染環(huán)境等環(huán)境保護要求和安全要求等。這些要求往往互相牽制，需全面綜合考慮。

（二）嚴格計算機械零部件的失效形式

機械零部件由于各種原因不能正常工作而失效，其失效形式很多，主要有斷裂、表面壓碎、表面點蝕、塑性變形、過度彈性變形、共振、過熱及過度磨損等。為了保證零部件能正常工作，在設計零部件時應首先進行零部件的失效分析，預估失效的可能性，采取相應措施，其中包括理論計算，計算所依據(jù)的條件稱為計算準則，常用的計算準則有：一是強度準則。強度是機械零部件抵抗斷裂、表面疲勞破壞或過大塑性變形等失效的能力。強度要求是保證機械零部件能正常工作的基本要求。二是剛度準則。剛度是指零部件在載荷（下轉(zhuǎn)第57頁）（上接第58頁）的作用下，抵抗彈性變形的能力。剛度準則要求零部件在載荷作用下的彈性變形在許用的極限值之內(nèi)。三是振動穩(wěn)定性準則。對于高速運動或剛度較小的機械，在工作時應避免發(fā)生共振。振動穩(wěn)定性準則要求所設計的零部件的固有頻率與其工作時所受激振源的頻率錯開。四是耐熱性準則。機械零部件在高溫工作條件下，由于過度受熱，會引起油失效、氧化、膠合、熱變形、硬度降低等問題，使零部件失效或機械精度降低。因此，為了保證零部件在高溫下正常工作，應合理設計其結(jié)構(gòu)及合理選擇材料，必要時須采用水冷或氣冷等降溫措施。五是耐磨性準則。耐磨性是指相互接觸并運動零部件的工作表面抵抗磨損的能力。當零部件過度磨損后，將改變其結(jié)構(gòu)形狀和尺寸，削弱其強度，降低機械精度和效率，以致零部件失效報廢。因此，機械設計時應采取措施，力求提高零部件的耐磨性。

（三）正確選擇機械零部件表面粗糙度

表面粗糙度是反映零部件表面微觀幾何形狀誤差的一個重要技術(shù)指標，是檢驗零部件表面質(zhì)量的主要依據(jù)；它選擇的合理與否，直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、使用壽命和生產(chǎn)成本。機械零部件表面粗糙度的選擇方法有3種，即計算法、試驗法和類比法。在機械零部件設計工作中，應用最普通的是類比法，此法簡便、迅速、有效。應用類比法需要有充足的參考資料，現(xiàn)有的各種機械設計手冊中都提供了較全面的資料和文獻。最常用的是與公差等級相適應的表面粗糙度。在通常情況下，機械零部件尺寸公差要求越小，機械零部件的表面粗糙度值也越小，但是它們之間又不存在固定的函數(shù)關(guān)系。在實際工作中，對于不同類型的機器，其零部件在相同尺寸公差的條件下，對表面粗糙度的要求是有差別的。這就是配合的穩(wěn)定性問題。在機械零部件的設計和制造過程中，對于不同類型的機器，其零部件的配合穩(wěn)定性和互換性的要求是不同的。在設計工作中，表面粗糙度的選擇歸根到底還是必須從實際出發(fā)，全面衡量零部件的表面功能和工藝經(jīng)濟性，才能作出合理的選擇。

（四）全面優(yōu)化機械零部件設計方法

要充分運用機械學理論和方法，包括機構(gòu)學、機械動力學、摩擦學、機械結(jié)構(gòu)強度學、傳動機械學等及計算機輔助分析的不斷發(fā)展，對設計的關(guān)鍵技術(shù)問題能作出很好的處理，一系列新型的設計準則和方法正在形成。計算機輔助設計（CAD）是把計算機技術(shù)引入設計過程，利用計算機完成選型、計算、繪圖及其他作業(yè)的現(xiàn)代設計方法。CAD技術(shù)促成機械零部件設計發(fā)生巨大的變化，并成為現(xiàn)代機械設計的重要組成部分。目前，CAD技術(shù)向更深更廣的方向發(fā)展，主要表現(xiàn)為以下基于專家系統(tǒng)的智能CAD；CAD系統(tǒng)集成化，CAD與CAM（計算機輔助制造）的集成系統(tǒng)（CAD/CAM）；動態(tài)三維造型技術(shù)；基于并行工程，面向制造的設計技術(shù)（DFM）；分布式網(wǎng)絡CAD系統(tǒng)。

【參考文獻】

[1]王啟，等．常用機械零部件可靠性設計[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1996．

[2]隋明陽．機械設計基礎[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2002．

[3]趙冬梅．機械設計基礎[M]．西安：西安電子科技大學出版社，2004．

現(xiàn)代機械設計論文范文第2篇

摘要：在機械設計中引入CAD技術(shù),可以解決機械企業(yè)中重復性設計多、信息資源利用率低的難題,縮短產(chǎn)品開發(fā)周期,具有巨大的經(jīng)濟效益和應用前景。

關(guān)鍵詞：機械設計；CAD技術(shù)

1CAD技術(shù)的發(fā)展

CAD(ComputerAidedDesign)是計算機輔助設計的英文縮寫，是利用計算機強大的圖形處理能力和數(shù)值計算能力，輔助工程技術(shù)人員進行工程或產(chǎn)品的設計與分析，達到理想的目的，并取得創(chuàng)新成果的一種技術(shù)。自1950年計算機輔助設計（CAD）技術(shù)誕生以來，已廣泛地應用于機械、電子、建筑、化工、航空航天以及能源交通等領(lǐng)域，產(chǎn)品的設計效率飛速地提高。現(xiàn)已將計算機輔助制造技術(shù)（Com-puterAidedManufacturing，CAM）和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理技術(shù)（ProductDataManagement，PDM）及計算機集成制造系統(tǒng)（ComputerItegratedmanufacturingsystem，CIMS）集于一體。

產(chǎn)品設計是決定產(chǎn)品命運的研究，也是最重要的環(huán)節(jié)，產(chǎn)品的設計工作決定著產(chǎn)品75%的成本。目前，CAD系統(tǒng)已由最初的僅具數(shù)值計算和圖形處理功能的CAD系統(tǒng)發(fā)展成為結(jié)合人工智能技術(shù)的智能CAD系統(tǒng)（ICAD）(IntelligentCAD)。21世紀，ICAD技術(shù)將具備新的特征和發(fā)展方向，以提高新時代制造業(yè)對市場變化和小批量、多品種要求的迅速響應能力。

以智能CAD（ICAD）為代表的現(xiàn)代設計技術(shù)、智能活動是由設計專家系統(tǒng)完成。這種系統(tǒng)能夠模擬某一領(lǐng)域內(nèi)專家設計的過程，采用單一知識領(lǐng)域的符號推理技術(shù)，解決單一領(lǐng)域內(nèi)的特定問題。該系統(tǒng)把人工智能技術(shù)和優(yōu)化、有限元、計算機繪圖等技術(shù)結(jié)合起來，盡可能多地使計算機參與方案決策、性能分析等常規(guī)設計過程，借助計算機的支持，設計效率有了大大地提高。

2三維CAD技術(shù)在機械設計中的優(yōu)點

通過實際應用三維CAD系統(tǒng)軟件,筆者體會到三維CAD系統(tǒng)軟件比二維CAD在機械設計過程中具有更大的優(yōu)勢,具體表現(xiàn)在以下幾點:

2.1零件設計更加方便

使用三維CAD系統(tǒng),可以裝配環(huán)境中設計新零件,也可以利用相鄰零件的位置及形狀來設計新零件,既方便又快捷,避免了單獨設計零件導致裝配的失敗。資源查找器中的零件回放還可以把零件造型的過程通過動畫演示出來,使人一目了然。

2.2裝配零件更加直觀

在裝配過程中,資源查找器中的裝配路徑查找器記錄了零件之間的裝配關(guān)系,若裝配不正確即予以顯示,另外,零件還可以隱藏,在隱藏了外部零件的時候,可清楚地看到內(nèi)部的裝配結(jié)構(gòu)。整個機器裝配模型完成后還能進行運動演示,對于有一定運動行程要求的,可檢驗行程是否達到要求,及時對設計進行更改,避免了產(chǎn)品生產(chǎn)后才發(fā)現(xiàn)需要修改甚至報廢。

2.3縮短了機械設計周期

采用三維CAD技術(shù),機械設計時間縮短了近1/3,大幅度地提高了設計和生產(chǎn)效率。在用三維CAD系統(tǒng)進行新機械的開發(fā)設計時,只需對其中部分零部件進行重新設計和制造,而大部分零部件的設計都將繼承以往的信息,使機械設計的效率提高了3~5倍。同時,三維CAD系統(tǒng)具有高度變型設計能力,能夠通過快速重構(gòu),得到一種全新的機械產(chǎn)品。

2.4提高機械產(chǎn)品的技術(shù)含量和質(zhì)量

由于機械產(chǎn)品與信息技術(shù)相融合,同時采用CADCIMS組織生產(chǎn),機械產(chǎn)品設計有了新發(fā)展。三維CAD技術(shù)采用先進的設計方法,如優(yōu)化、有限元受力分析、產(chǎn)品的虛擬設計、運動方針和優(yōu)化設計等,保證了產(chǎn)品的設計質(zhì)量。同時,大型企業(yè)數(shù)控加工手段完善,再采用CAD/CAPP/CAM進行機械零件加工,一致性很好,保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。

3CAD技術(shù)在機械設計中的應用

3.1零件與裝配圖的實體生成

3.1.1零件的實體建模。CAD的三維建模方法有三種,即線框模型、表面模型和實體模型。在許多具有實體建模功能的CAD軟件中,都有一些基本體系。如在AutoCAD的三維實體造型模塊中,系統(tǒng)提供了六種基本體系,即立方體、球體、圓柱體、圓錐體、環(huán)狀體和楔形體。對簡單的零件,可通過對其進行結(jié)構(gòu)分析,將其分解成若干基本體,對基本體進行三維實體造型,之后再對其進行交、并、差等布爾運算,便可得出零件的三維實體模型。

對于有些復雜的零件,往往難以分解成若干個基本體,使組合或分解后產(chǎn)生的基本體過多,導致成型困難。所以,僅有基本體系還不能完全滿足機器零件三維實體造型的要求。為此,可在二維幾何元素構(gòu)造中先定義零件的截面輪廓,然后在三維實體造型中通過拉伸或旋轉(zhuǎn)得到新的“基本體”,進而通過交、并、差等得到所需要零件的三維實體造型。

3.1.2實體裝配圖的生成。在零件實體構(gòu)造完成后,利用機器運動分析過程中的資料,在運動的某一位置,按各零件所在的坐標進行“裝配”,這一過程可用CAD軟件的三維編輯功能實現(xiàn)。

3.2模具CAD/CAM的集成制造

隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展,制造行業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)不斷提高,從普通機床到數(shù)控機床和加工中心,從人工設計和制圖到CAD/CAM/CAE,制造業(yè)正向數(shù)字化和計算機化方向發(fā)展。同時,模具CAD/CAM技術(shù)、模具激光快速成型技術(shù)(RPM)等,幾乎覆蓋了整個現(xiàn)代制造技術(shù)。

一個完整的CAD/CAM軟件系統(tǒng)是由多個功能模塊組成的。如三維繪圖、圖形編輯、曲面造型、仿真模擬、數(shù)控加工、有限元分析、動態(tài)顯示等。這些模塊應以工程數(shù)據(jù)庫為基礎,進行統(tǒng)一管理,而實體造型是工程數(shù)據(jù)的主要來源之一。

3.3機械CAE軟件的應用

機械CAE系統(tǒng)的主要功能是:工程數(shù)值分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計、強度設計評價與壽命預估、動力學/運動學仿真等。CAD技術(shù)在解決造型問題后,才能由CAE解決設計的合理性、強度、剛度、壽命、材料、結(jié)構(gòu)合理性、運動特性、干涉、碰撞問題和動態(tài)特性等。

4CAD前沿技術(shù)與發(fā)展趨勢

4.1圖形交互技術(shù)

CAD軟件是產(chǎn)品創(chuàng)新的工具,務求易學好用,得心應手。一個友好的、智能化的工作環(huán)境可以開拓設計師的思路，解放大腦，讓他把精力集中到創(chuàng)造性的工作中。因此,智能化圖標菜單、“拖放式”造型、動態(tài)導航器等一系列人性化的功能，為設計師提供了方便。此外，筆輸入法草圖識別、語言識別和特征手勢建模等新技術(shù)也正在研究之中。

4.2智能CAD技術(shù)

CAD/CAM系統(tǒng)應用逐步深入,逐漸提出智能化需求.設計是一個含有高度智能的人類創(chuàng)造性活動。智能CAD/CAM是發(fā)展的必然方向。智能設計在運用知識化、信息化的基礎上，建立基于知識的設計倉庫,及時準確地向設計師提品開發(fā)所需的知識和幫助,智能地支持設計人員，同時捕獲和理解設計人員意圖、自動檢測失誤，回答問題、提出建議方案等。并具有推理功能,使設計新手也能做出好的設計來,現(xiàn)代設計的核心是創(chuàng)新設計,人們正試圖把創(chuàng)新技法和人工智能技術(shù)相結(jié)合應用到CAD技術(shù)中,用智能設計、智能制造系統(tǒng)去創(chuàng)造性指導解決新產(chǎn)品、新工程和新系統(tǒng)的設計制造,這樣才能使我們的產(chǎn)品、工程和系統(tǒng)有創(chuàng)造性。

4.3虛擬現(xiàn)實技術(shù)

虛擬現(xiàn)實技術(shù)在CAD中已開始應用,設計人員在虛擬世界中創(chuàng)造新產(chǎn)品,可以從人機工程學角度檢查設計效果,可直接操作模擬對象,檢驗操作是否舒適、方便,及早發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)空間布局中的干涉和運動機構(gòu)的碰撞等問題,及早看到新產(chǎn)品的外形,從多方面評價所設計的產(chǎn)品.虛擬產(chǎn)品建模就是指建立產(chǎn)品虛擬原理或虛擬樣機的過程.虛擬制造用虛擬原型取代物理原型進行加工、測試、仿真和分析,以評價其性能,可制造性、可裝配性、可維護性和成本、外觀等,基于虛擬樣機的試驗仿真分析,可以在真實產(chǎn)品制造之前發(fā)現(xiàn)并解決問題,從而降低產(chǎn)品成本.虛擬制造、虛擬工廠、動態(tài)企業(yè)聯(lián)盟將成為CAD技術(shù)在電子商務時代繼續(xù)發(fā)展的一個重要方向.另外,隨著協(xié)同技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)、概念設計面向產(chǎn)品的整個生命周期設計理論和技術(shù)的成熟和發(fā)展,利用基于網(wǎng)絡的CAD/CAPP/CAM/PDM/ERP集成技術(shù),實現(xiàn)真正的全數(shù)字化設計和制造,已成為機械設計制造業(yè)的發(fā)展趨勢。

參考文獻

[1]黃森彬主編.機械設計基礎.高等教育出版社.

[2]榮涵銳.新編機械設計CAD技術(shù)基礎〔M〕.北京:機械工業(yè)出版社,2002.

[3]徐建平,盛和太.精通AutoCAD2005[M].北京:清華大學出版社,2004.

現(xiàn)代機械設計論文范文第3篇

關(guān)鍵詞：機械基礎實驗平臺；實驗室建設；整合優(yōu)化

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）25-0252-03

大學生的實踐能力不強及創(chuàng)新能力薄弱是當前高等教育最突出的問題。實踐環(huán)節(jié)是培養(yǎng)學生實踐能力、創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)創(chuàng)新能力的重要載體，故加強實踐環(huán)節(jié)是形勢所趨。中南大學機械基礎實驗平臺主要承擔全校工科類本科生的機械設計基礎、工程制圖、創(chuàng)造工程學等課程的實驗教學與管理工作。為了滿足中南大學首創(chuàng)的創(chuàng)新型大學辦學要求和“A”型人才結(jié)構(gòu)目標，本文探討如何整合優(yōu)化大機械基礎實驗平臺，建立符合創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標，集知識、能力、素質(zhì)結(jié)構(gòu)為一體的基礎性實驗平臺。

一、大機械基礎實驗平臺建設方案

（一）搭建六個開放性實驗教學平臺

實驗中心根據(jù)獨創(chuàng)的“五個層次”實驗教學體系，搭建了六個實驗教學平臺：引導認知平臺、基本訓練平臺、基礎實驗平臺、綜合實驗平臺、創(chuàng)新實踐平臺和開放實踐平臺。

（二）建立實驗室開放管理機制

實驗中心通過采用信息技術(shù)和計算機技術(shù)，建立了實驗教學全過程和實驗室基本信息計算機管理系統(tǒng)，實現(xiàn)實驗室管理信息化和網(wǎng)絡化，建立了開放性實驗教學網(wǎng)絡管理系統(tǒng)。

（三）隊伍建設及激勵機制

學校和實驗中心通過制定一系列優(yōu)惠政策、激勵措施、監(jiān)督機制，激勵實驗教學人員在職攻讀碩士、博士學位，同時鼓勵實驗技術(shù)人員參加科研工作，使實驗教學人員與教師一樣可在學術(shù)上有所發(fā)展，穩(wěn)定了實驗隊伍。

（四）建設三個特色示范基地

按照從機械測繪、機械設計、機械制造的創(chuàng)新過程，建設三個特色示范基地：圖形三維可視化虛擬技術(shù)示范基地、現(xiàn)代測繪制造基礎技術(shù)示范基地和機械創(chuàng)新實驗示范基地。

圖形三維可視化虛擬技術(shù)示范基地其組成部分有：大幅面沉浸式虛擬現(xiàn)實投影系統(tǒng)、小型桌面虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)、6自由度交互式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實及視景仿真軟件系統(tǒng)。

現(xiàn)代測繪制造基礎技術(shù)示范基地主要由三坐標測量儀、影像測量儀、復合式激光掃描機及小型快速成型系統(tǒng)組成。

機械創(chuàng)新實踐示范基地主要組成部分有：學生創(chuàng)意制圖、創(chuàng)新設計展示廳、機構(gòu)概念創(chuàng)新設計和機械設計展示廳、機械創(chuàng)新設計多功能自控展示廳、機構(gòu)創(chuàng)意組合實驗室、機械傳動設計及多軸搭接實驗室、平面機構(gòu)創(chuàng)新設計及運動分析實驗室、平面機構(gòu)設計分析及動態(tài)仿真實驗室、TRIZ創(chuàng)新實驗室、機械系統(tǒng)集成組合實驗、機器人機構(gòu)與控制搭接實驗室。

二、大機械基礎實驗教學體系構(gòu)建

（一）實驗教學理念

1.實驗教學要與我校首創(chuàng)的創(chuàng)新型大學辦學要求和“寬專業(yè)、厚基礎、高素質(zhì)、突出創(chuàng)新能力”人才培養(yǎng)模式緊密結(jié)合。

2.在教學過程中，應給學生自我發(fā)展的空間，對不同能力、不同潛力、不同志向的學生實現(xiàn)個性化培養(yǎng)，提高其應變能力，以創(chuàng)新型人才、具有市場競爭力的多樣化綜合型高級人才為培養(yǎng)目標。

3.將資深教授實質(zhì)性地引入實驗中心的關(guān)鍵崗位，使之在實驗室規(guī)劃、建設中發(fā)揮引領(lǐng)和主導作用，實現(xiàn)理論教學和實驗教學師資的有機融合以及實驗教學與科學研究、產(chǎn)品研發(fā)的有機融合。

4.本著讓實驗教學覆蓋廣、受益大、影響深的原則，大機械基礎實驗平臺應該成為全校學生工程實踐訓練和素質(zhì)教育基地。

5.通過學、研、產(chǎn)平臺培養(yǎng)大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，依托我院學科性公司――山河智能和中大創(chuàng)遠，工藝實習、生產(chǎn)實習、畢業(yè)實習設計與論文等實踐教學到科技成果產(chǎn)業(yè)化學科性公司進行，教師和學生置身于科技成果轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的實際工作之中。

6.加強與國內(nèi)外學校、科研機構(gòu)和工廠企業(yè)的合作、共建和交流，引進先進的教學理念和技術(shù)與裝備，實現(xiàn)開放辦學。

（二）實驗教學體系建設

構(gòu)建分層次、多模塊、相互銜接的開放型、綜合性大機械基礎實驗教學體系，包括以下四個層面。

1.認知性工程訓練：以建立大工程背景知識為目標，以激發(fā)學生對工程實踐的興趣和好奇心為出發(fā)點，開設機械結(jié)構(gòu)認識、制造工藝認識、控制技術(shù)認識及工程管理認識等四個教學單元，面向全校理、工、文、經(jīng)、管及法學6個學科門類數(shù)十個專業(yè)的大一學生開放，為全校各個專業(yè)提供多種選擇，使每位學生在不同的層面上認識工業(yè)系統(tǒng)實現(xiàn)的主要流程和涉及的關(guān)鍵技術(shù)，由此建立基本工程素養(yǎng)。

2.工程技能基礎訓練：以培養(yǎng)學生在知識經(jīng)濟時代應該具有的工程師意識和職業(yè)轉(zhuǎn)移能力、工程實踐能力和與他人溝通合作的能力為目標，在保留傳統(tǒng)實訓項目基礎上，增加了綜合性、創(chuàng)新性的實習實訓項目，把機、電、計算機、數(shù)控技術(shù)相結(jié)合，突出先進制造技術(shù)的訓練和培訓，面對全校機械專業(yè)、非機械工科專業(yè)以及經(jīng)濟、商學、管理等文科專業(yè)大一、大二年級學生開課，將實踐教學及其工藝理論知識的學習內(nèi)容分為若干個教學模塊：材料成形模塊、常規(guī)機械加工模塊、數(shù)控加工與CAD/CAM模塊、特種加工與快速成形模塊，不同專業(yè)學生可選擇其中若干個模塊進行教學。在這個層次的工程訓練中，學生通過自己動手完成基礎工程技術(shù)和現(xiàn)代制造技術(shù)等一系列的工程訓練項目，直接獲得對現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)方式和生產(chǎn)工藝過程的基本認識，接受生產(chǎn)工藝技術(shù)組織管理能力的基本訓練。

3.機械工程學科基礎訓練：以培養(yǎng)學生的綜合實驗能力和嚴謹細致的工作作風，加強其機械基礎系列課程之間的聯(lián)系為目標，通過讓學生按幾何體表達機構(gòu)綜合機械設計機械創(chuàng)新的認識規(guī)律依次進行引導認知、基本訓練、基礎實驗、綜合實驗和創(chuàng)新實踐，將工程制圖、機械設計基礎、創(chuàng)造工程學等課程的實驗教學環(huán)節(jié)融為一體，形成完整的機械基礎課程實驗教學體系，面向機械類和近機類專業(yè)大二、大三學生開課。該實驗教學體系打破過去為實驗而實驗的封閉的實驗教學體系。

4.科技創(chuàng)新實踐：以機電系統(tǒng)工程為背景，以培養(yǎng)與訓練學生對產(chǎn)品的全數(shù)字化設計、制造、測試、管理及創(chuàng)新能力為目標，中心主辦了“數(shù)字化制造三維建模競賽”、“湖南省機械設計創(chuàng)新競賽”、“中南地區(qū)港澳特區(qū)金工設計制造創(chuàng)新競賽”，并組織參加全國各類競賽，使學生在實踐過程中通過創(chuàng)造性地集成運用所學知識，掌握全數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)的基本原理、知識、技能及創(chuàng)新能力，支持高年級本科生、研究生從事創(chuàng)新性科學研究及實踐。

三、大機械基礎實驗課程體系設置

（一）課程建設理念

圍繞加強學生理論與實踐相結(jié)合的能力、綜合分析與創(chuàng)新能力、自主設計與創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)為目標，在總結(jié)了中心近幾年的教學及改革研究成果的基礎上，提出了“一條主線、二者服務、三點結(jié)合、四個轉(zhuǎn)變、多種模塊”的非技術(shù)性工程素質(zhì)培養(yǎng)四年不斷線教學的課程建設理念。一條主線：以培養(yǎng)學生的工程意識、工程實踐能力及創(chuàng)新意識為主線；二者服務：教師、實踐實驗指導人員聯(lián)手為學生服務，工程實踐與學科基礎實驗聯(lián)手為啟迪創(chuàng)新思維、培養(yǎng)創(chuàng)新能力服務；三點結(jié)合：實現(xiàn)理論教學、實踐教學、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)三點有機結(jié)合；四個轉(zhuǎn)變：由實踐教學從屬于理論教學向理論、實踐教學成功接軌轉(zhuǎn)變，由傳統(tǒng)的金工實習和課程設計向現(xiàn)代工程實踐教學轉(zhuǎn)化，由操作技能培訓向技能、管理與創(chuàng)新實踐相結(jié)合轉(zhuǎn)變，由單項技能傳授向基于網(wǎng)絡的集成技術(shù)傳播轉(zhuǎn)化；多種模塊：將實踐教學內(nèi)容分為若干個教學模塊，根據(jù)不同專業(yè)、不同學生來進行模塊式教學。

（二）課程體系結(jié)構(gòu)

實驗中心以培養(yǎng)創(chuàng)新型人才為宗旨，為打破原有教研室的束縛，擬采用全新的大機械基礎實驗教學體系，在現(xiàn)有課程設置基礎上進行調(diào)整優(yōu)化。其課程分布如圖1所示。

四、成效與展望

整合優(yōu)化后的大機械基礎實驗平臺實施效果顯著，主要表現(xiàn)在四個方面。

1.調(diào)動了學生實踐學習的積極性。大量的設計型、研究型的實驗項目和開放型的體系，提高了學生積極學習工藝知識、系統(tǒng)的分析與設計制作技能和先進制造技術(shù)的主動性。

2.學生的動手能力和綜合性工程素質(zhì)有較明顯的提高。來自后繼專業(yè)課任課教師、學校教學質(zhì)量評價系統(tǒng)、不同院系的以及研究生培養(yǎng)部門或用人單位的反饋意見表明，在大機械基礎實驗平臺實施的實踐教學對學生綜合能力的培養(yǎng)起到了重要作用。

3.通過實驗教學的改革，學生對創(chuàng)新實踐的興趣有了很大提高，綜合實驗能力和研究創(chuàng)新能力得到加強。學生畢業(yè)論文的質(zhì)量有了很大的提高，幾年來共有100多篇論文公開發(fā)表，平均每年有30篇評為校優(yōu)秀畢業(yè)設計論文。學生的綜合素質(zhì)也有了明顯提高，在各類比賽中取得了驕人的成績。

4.通過各層次實踐教學鍛煉和創(chuàng)新設計的磨練，學生的才智與潛力得到了充分的發(fā)揮，優(yōu)化了各類專業(yè)的本科生知識結(jié)構(gòu)，畢業(yè)生就業(yè)率高，他們的實踐能力與吃苦精神受到用人單位的高度評價。

眾所周知，古代科學的突出特點是知識體系的統(tǒng)一性；近代科學的典型特征是知識的分化；而現(xiàn)代科學則是在高度分化的基礎上，朝著知識綜合化的方向發(fā)展。本文所探討的大機械基礎實驗平臺正是順應現(xiàn)代科學發(fā)展趨勢而構(gòu)建的符合大機械學科發(fā)展規(guī)律與國際先進水平接軌的基礎實驗教學平臺。放眼未來，大機械基礎實驗平臺的建設和完善將持續(xù)不斷的服務于培養(yǎng)與造就具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高素質(zhì)人才。

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現(xiàn)代機械設計論文范文第4篇

1.1課程教學體系現(xiàn)狀

《機械設計基礎》課程開設在大學農(nóng)牧學院的能源與動力工程專業(yè)，共有三個模塊，分別為理論教學模塊60學時、實驗教學模塊4學時以及課程設計1周。

1.2教學體系中存在的問題

課堂教學模式陳舊，重講輕練。課堂教學中，教師常過分強調(diào)知識的全面性，造成課堂教授內(nèi)容過多，與學生互動較少，同時沒有給學生留下足夠“學”的時間。例如在講平面四桿機構(gòu)設計時，課堂時間大部分在講授其設計基本思路與方法，很少講習題，更沒有時間讓學生練習，嚴重阻礙知識體系的掌握。實驗教學條件和內(nèi)容不完善，學生缺乏參與感。受實驗教學條件的限制，現(xiàn)有實驗教學內(nèi)容僅包括機械原理認識實驗與機械零件認識實驗，均為參觀性實驗。學生在實驗過程中只能對常用機械零件產(chǎn)生感性認識，而沒有實際動手操作，致使參與感嚴重缺失。課程設計時間短，題目單一，且與實際脫節(jié)。課程設計的時間為一周，只能做一個題目，即二級變速器的設計。在這一周的時間內(nèi)，需對設計的各環(huán)節(jié)進行分析、計算、選型和作圖等，時間非常倉促，學生非常吃力。加之設計題目與實際脫節(jié)，學生對設計內(nèi)容不感興趣，阻礙了學生設計能力的提高。課程考核方式單一，偏重于理論知識的考核，實驗等實踐內(nèi)容幾乎不在考核之列，造成學生對實驗課程和課程設計不重視，專心于理論知識的學習，不利于學生機械設計綜合設計能力的提高。

2教學體系改革措施

課堂教學、課程設計、實驗教學是機械設計課程整個教學體系中不可忽略的三個重要環(huán)節(jié)，本課程的教學改革也應從這三個環(huán)節(jié)入手。課堂教學應提高教學效率，課程設計應提高學生的工程設計能力，實驗教學應以培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)新能力為目的。同時理順課堂教學、課程設計與實驗教學之間的關(guān)系，建立多元化的教學體系。

2.1改革課堂教學方法，整合教學內(nèi)容，提高教學效率

針對教學模式陳舊、重講輕練的現(xiàn)狀，課堂教學應遵循精講多練的原則。在理論授課時精講基本概念、基本理論和基本方法，使知識易于理解、掌握和記憶。同時給學生留出一定的思維空間，避免滿堂灌和填壓式的教學方法。同時課堂教學應多采用現(xiàn)代教學手段，例如對于一些較為復雜的空間模型和機械運動規(guī)律的講授，應采用幻燈片、動畫或錄像等方式，更有利于對常用機械零件的結(jié)構(gòu)和特點的認識和掌握。在課程教學體系改革的大背景下，課程教學內(nèi)容需要整合，應以機械零件設計為主線，以基礎理論側(cè)重實用為原則。機械原理和機械零件設計都是以機構(gòu)運動簡圖為研究模型建立機械運動簡圖，因此應把結(jié)構(gòu)分析，機構(gòu)運動簡圖的定義、性質(zhì)和常用運動副的代號，機構(gòu)運動簡圖的建立作為重點講授內(nèi)容。對于機構(gòu)原理部分的內(nèi)容，過去主要是采用講授圖解法。隨著計算機輔助機械設計的應用與推廣，其教學內(nèi)容應該以講授解析法為主，并增加計算機輔助機械設計的內(nèi)容，向?qū)W生簡單介紹AutoCAD的操作知識以進行機械設計，課后要求學生利用計算機完成簡單機構(gòu)的設計任務。對于機械傳動和零件設計，應盡量減少理論計算公式的推導，增加零件細部結(jié)構(gòu)的設計介紹和常用設計參數(shù)的選取原則的介紹，并加強對機械組合的介紹，比如多種傳動方式的組合、原理、特點以及工程實際中的應用、維護等。多向?qū)W生介紹機械方面的新發(fā)展、新思路，以開闊學生的眼界。此外，參考教材的選用應著眼應用性和先進性。將版本較老、內(nèi)容較難的教材改為內(nèi)容較為簡單、學生感興趣、應用型強的教材。

2.2完善實驗條件，注重實驗教學，重點培養(yǎng)學生的動手和創(chuàng)新能力

針對學生對本課程的學習積極性很高，但學習很吃力的現(xiàn)狀，分析其原因，主要是因為學生對理論推導的課程內(nèi)容有所排斥。但學生對事物的感性認識能力較強，且比較愛動手操作。應對實驗條件和實驗教學內(nèi)容做出調(diào)整。例如建設機械設計綜合實驗室，購買機械設計課程相關(guān)教學儀器設備，用于滿足教學實驗條件，并在維持總學時（64學時）不變的情況下，大幅加大實驗學時所占的比例。其中，理論學時由60學時壓縮至36學時，實驗學時由4學時增加至28學時。為增加學生對機械機構(gòu)的操作能力和創(chuàng)新能力，實驗教學在課程教學中所占的比例大幅增加，實驗教學內(nèi)容也有了相應的調(diào)整，包括認識實驗、操作實驗和創(chuàng)新實驗。其中，認識實驗主要是參觀機構(gòu)工作原理，4個實驗共8學時；操作實驗主要是常用機械模型的制作，3個實驗共14學時；創(chuàng)新實驗主要是根據(jù)學生的興趣進行機械模型創(chuàng)新設計，1個實驗共6學時。

2.3健全課程設計內(nèi)容，全面提高學生機械設計能力

機械設計課程設計是提高學生機械零件設計能力的一個重要環(huán)節(jié)。課程設計給定的時間短，涉及知識面廣，完成的內(nèi)容多，計算量大，繪圖工作繁重，有時一個普通的傳動方案就需要幾個小時甚至幾天的時間。鑒于該現(xiàn)狀，應使課程設計的題目多樣化，并給出設計功能要求，讓學生根據(jù)自己的興趣選題并擬定結(jié)構(gòu)方案，指導教師給出合理建議，并盡量借助于現(xiàn)代設計手段、設計方法指導學生完成課程設計任務。在課程設計過程中，要求學生在手工計算的基礎上，完成裝配草圖設計，并運用CAD軟件完成裝配工作圖和零件工作圖的繪制。這樣不僅能使學生在學習期間接觸和掌握計算機輔助繪圖技巧，又可以加深學生對行業(yè)標準和設計規(guī)范的理解掌握，全面提高學生的機械設計能力，為其今后從事設計工作打下良好基礎。

2.4考核形式多樣化，全面考察學生的學習成果

傳統(tǒng)的機械設計課程的課堂教學多，考核多以閉卷考試為主，因而導致學生對實驗、設計不感興趣，偏重于書本知識的掌握，形成了“高分低能”的不良現(xiàn)象。而社會的發(fā)展要求學生具有理論聯(lián)系實際、分析問題和解決問題的能力，因此，課程的考核形式應多樣化，以全面考察學生的學習成果為目的，不能單純以書面考試為主。按照這一思路，課程的考核形式也應作出相應的調(diào)整。例如新制定的考試方案中，閉卷（或開卷）考試占30%，實驗完成情況占30%，課程小論文占20%，平時表現(xiàn)占20%。其中，閉卷（或開卷）考試內(nèi)容為課堂教學的重點及難點；實驗成績包括實驗模型制作水平、實驗積極性及實驗團隊合作情況；學生可自行擬定課程小論文題目及內(nèi)容，但論文中必須能反應學生對本課程結(jié)構(gòu)體系的認識及學習感受（需對課程教學提出合理建議或意見）或?qū)φn程某一典型章節(jié)（典型機械結(jié)構(gòu)）的深入理解；平時表現(xiàn)包括課堂教學及實驗教學出勤率、學習積極性及作業(yè)完成情況。

3結(jié)論

3.1《機械設計基礎》課程教學體系的改革應從課堂教學、課程設計和實驗教學三個環(huán)節(jié)著手，應理順課堂教學、課程設計和實驗教學之間的關(guān)系，建立多元化且結(jié)構(gòu)合理的教學體系。

現(xiàn)代機械設計論文范文第5篇

機械工程與自動化學院有碩士學位授予權(quán)，擁有機械工程一級學科碩士專業(yè)。注重學生厚基礎、寬口徑、重素質(zhì)培養(yǎng)。在全國及省部級大學生機械創(chuàng)新大賽、國際工業(yè)設計作品大賽、全國大學生“挑戰(zhàn)杯”科技大賽、全國大學生數(shù)學建模等重大賽事中屢屢取得優(yōu)異成績。三十多年來，為國家經(jīng)濟建設培養(yǎng)了大批合格的有用人才，畢業(yè)生受到社會普遍歡迎。學院科學研究和學術(shù)交流也取得了顯著的成績，已成為學校人才培養(yǎng)和科學研究的重要基地。當然我校在機械設計及自動化專業(yè)實踐方面需要針對技術(shù)發(fā)展、社會需求做出相應調(diào)整，實踐內(nèi)容相互聯(lián)系與協(xié)調(diào)。因此，積極開展機械設計專業(yè)的教學實踐改革與研究十分必要，如何能夠在現(xiàn)有的條件下真正提高機械設計專業(yè)實踐教學的質(zhì)量和水平是我們必須要解決的問題。

二、機械設計制造專業(yè)綜合實踐教學改革方案分析與研究

新的機械工程及自動化專業(yè)是一個口徑更寬的專業(yè)，要求學生既能搞設計也能搞實際操作，因此，要求設計綜合性實踐提高學生動手能力、實踐能力、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)是十分必要的。其實，國內(nèi)高校不同專業(yè)的許多教師進行了不斷的探索與研究。傳統(tǒng)實踐教學的實踐多為驗證性實踐，不利于培養(yǎng)學生的工程應用能力。緊密結(jié)合我校實際，根據(jù)我們的機械工程學院院級教學研究項目的實踐情況經(jīng)認真分析、充分討論，提出先組合、后融合，循序漸進的改革思路，綜合實踐內(nèi)容的規(guī)劃方案體現(xiàn)出發(fā)展的動態(tài)特點。最終提出該發(fā)展過程需要解決的問題和解決途徑為機械設計制造及自動化專業(yè)基礎綜合實踐提供一條可持續(xù)的發(fā)展近期和遠景規(guī)劃。具體的實踐方案是針對傳統(tǒng)的實踐教學體系，重組實踐教學內(nèi)容，提升教學實踐檔次，加強基礎動手訓練、學科強化訓練以及綜合調(diào)試設備訓練的能力。本項目根據(jù)擬訂實施方案重組實踐教學體系將培養(yǎng)學生實踐能力的總目標分解為基礎訓練、學科訓練、綜合訓練三個層次。

①基礎訓練包括工程認知、計算機制圖與測繪等。通過實踐教學能掌握到基本的實踐操作方法，能夠正確地使用儀器設備，準確地采集實踐數(shù)據(jù);認真觀察實踐現(xiàn)象，進行分析判斷、邏輯處理、做出結(jié)論的能力。

②學科訓練包括電工電子技術(shù)、先進制造技術(shù)、材料成形技術(shù)等。該層次實踐主要機械原理、機械零件設計、電工電子技術(shù)等。

③綜合訓練:該層次實踐主要結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)過程、模具CAO/cAM基礎、CAE技術(shù)與應用、應用微機原理、自動控制原理、計算機仿真技術(shù)與應用等焙養(yǎng)學生解決實際問題的能力;同時所提供的實踐設備覆蓋面寬、專業(yè)性強河適應機電類類多門課程實踐。其中將AD/數(shù)據(jù)采集引入氣動拼裝綜合實踐臺，數(shù)控設備網(wǎng)絡遠程程序上傳下載實踐裝置和伺服運動控制臺等設備填補了國內(nèi)在實踐設備上的空白。

三、機械設計制造專業(yè)教學改革的價值和體現(xiàn)

1.學術(shù)價值

研究的理論成果被國內(nèi)外近十種刊物所發(fā)表發(fā)表的十多篇論文被中國科學引文數(shù)據(jù)庫、中國人文和社會科學論文統(tǒng)計與分析研究數(shù)據(jù)庫所收錄;被國際三大檢索收錄5篇。理論成果和教學實踐是教學改革廣泛開展的有利條件。

2.實踐意義和社會影響

①提高了教師的科研意識和能力。實踐教改的深入開展對廣大教師的科研能力提出了更高的要求周此教師開始關(guān)注研究方法和教育理論知識進行學科交叉知識的學習。

②初步構(gòu)建了富有教育特色的有效教學理論體系頌目的實施，減少了授課時間，提高了學生自主能動性和動手實踐能力。必須開拓新的思路提高整個教學系統(tǒng)的效率，精心落實每個教學環(huán)節(jié)，構(gòu)建有效教學。

③探索行之有效的實踐模式和教學方法素質(zhì)教育的實施也促進了教科研的發(fā)展。教師和學生更加關(guān)注教學模式和教學方法的創(chuàng)新實施高效教學，適應未來社會對人才的培養(yǎng)需要。

3.成果的特色

實踐教改為本科生課程設計、畢業(yè)設計和課外創(chuàng)新制作提供訓練平臺，為教師和相關(guān)技術(shù)人員提供技術(shù)研究開臺為改善辦學重要任務，提高學科水平，增加學校亮點服務，具有以下幾個特色:

①綜合性。為了體現(xiàn)這種課程與課程之間的聯(lián)系設計實踐基地將大學的各種實踐課程進行了有效的連接與實驗。通過實驗更深刻地體現(xiàn)專業(yè)課程之間的緊密聯(lián)系，提高學生的專業(yè)課程學習的興趣。

②開放性。教學實踐采用模塊化設計各模塊之間相互獨立，功能各異，可選擇合適的模塊進行連接和實驗，可以深刻地體會到工程項目的設計思想，加深了學生對機械產(chǎn)品的設計、組裝和調(diào)試過程認識。

③實際操作性強。所有實驗均需學生自主動手完成實驗的連線、程序編程和調(diào)試通過實驗提高在未來進入社會后的適應能力。另外通過實驗學生不僅可以對前期學習課程進行總結(jié)還可以對其他專業(yè)課程進行學習，如電氣、計算機和電子等課程。