机械原理设计方案篇1
关键词：机械原理课程设计；机械系统运动方案设计；机构尺度综合；机构仿真
《机械原理》是高等工科院校机械专业必修的一门重要的专业技术基础课[1，2]，《机械原理课程设计》则是使学生较全面系统地掌握及深化机械原理课程的基本原理和方法，培养学生综合运用所学知识，提高分析和解决工程实际问题的能力的重要实践环节。
一、问题的提出
我校《机械原理课程设计》所选用的设计题目以往多为针对不同类型的连杆机构进行运动分析及动态静力分析。机构的类型机构及尺寸由教师指定，一般为平面六杆机构。班级各学生所需分析的机构类型或机构的尺寸不同。
随着科技的进步与发展，对高等教育的要求也在不断提高。培养具有创新精神和实践能力的人才，提高工科学生的综合能力已成为机械工程教育工作者的共识。在此大环境下，对《机械原理课程设计》进行改革，将以分析为主的《机械原理课程设计》改变为“机械系统运动方案设计[3，4]——型综合——尺度综合——运动动力分析”的设计型《机械原理课程设计》，势在必行。
二、设计型《机械原理课程设计》
课题组首次在大三詹天佑班及车辆专业部分学生中试点，进行了设计型《机械原理课程设计》的探索与实践。
课题组在充分调研查阅的基础上，选用文献[5]作为主要参考教材，并自编了与之配套的任务书等教学资料。
1.设计的目的及任务。设计型《机械原理课程设计》的目的在于：使学生巩固理论知识，并使其对于机械的组成结构、运动学以及动力学的分析与设计建立较完整的概念；掌握机械运动方案设计的内容、方法和步骤，培养机构选型与组合和确定运动方案的能力；培养学生表达、归纳、总结和独立思考与分析的能力。其任务为：针对某种简单机器（它的工艺动作过程比较简单）进行机械运动简图设计，包括机械系统运动方案的设计与评定，机构尺度综合等。
2.设计题目。本次《机械原理课程设计》选择了“圆盘型自动包本机进本系统”、“水稻插秧机”等六种机械系统作为设计与分析的对象。各个机械系统由多个能够完成具体工作的机构组成，其各组成机构必须动作协调，方能实现预期要求的功能。教师根据各机械系统所包含的具体工作机构的数目，将学生分为2～4人一组，每位学生在完成所要求的整体机械系统运动方案设计的前提下，还须独立完成该机械系统中的指定工作机构的型综合、尺度综合及其运动分析（动力分析部分为选作）。因此，任意一名学生的工作均需各自完成，不可能“拷贝”他人成果。
3.设计内容及要求。设计型《机械原理课程设计》要求学生根据教师下达的任务书完成：①全组讨论及提出两个以上系统设计方案；②经比较、选优，确定系统最终方案；③每个学生设计分析总体系统中的一个机构；④每个学生对自己设计的机构运用解析法完成机构运动分析；运用解析法选作机构受力分析；⑤每个学生运用软件选作机构的仿真与验证；⑥完成设计说明书。
三、《机械原理课程设计》指导方法的改革
1.《机械原理课程设计》前期工作。《机械原理课程设计》为期两周，为使学生能够有充分的时间消化理解《机械原理课程设计》的内容，做好先期准备工作，我们提前一周半进行《机械原理课程设计》授课。许多学生听课后即开始查阅资料，重温课程设计中所用到的相关先修课程的知识，讨论方案，主动找老师答疑等，教师也插空到班级辅导，收到良好的效果。
2.集思广益，确定机械系统运动方案。各组学生拟定出两个以上机械系统运动设计方案。所有参加设计型《机械原理课程设计》的六十多名学生一起进行讨论，集思广益，优选机械系统运动方案。具体做法为：每组选派一名学生主讲，其他学生补充，借助ppt介绍本组初定的几种设计方案，指出各方案的优缺点及筛选原因，其他学生提出问题及建议。通过讨论，学生对许多概念、基本理论有了新的认识和理解，巩固了课堂教学中学到的知识，并且各组学生取长补短，相互学习，开阔了思路，对本组原有的设计方案又有了许多新的设想。
3.理论联系实际，完成机构设计。由于所承担的任务不同，每个学生必须独立完成总体系统中一个机构的设计，难度较大。指导教师与实验室老师一道，带领学生参观各类机构模型，演示各类机构动画，讲解各类机构的优缺点及适用场合，一一解答学生的各种问题。指导学生运用solidworks软件对自己设计的机构进行仿真与验证。
4.综合运用知识，对机构进行运动分析和力分析。教师对运用解析法对机构进行运动分析和动态静力分析进行了较为详细的讲解，对运用solidworks软件和aDamS软件进行机构的运动分析和力分析的方法及常见问题的解决进行了辅导，使得学生在求解机构的运动过程中即“知其然”又“知其所以然”。
5.在课程设计的各环节中强化学生综合素质的培养。教师在课程设计整个过程中注重对学生查阅文献、基础理论知识的掌握、各科知识的融会贯通、理论联系实际、独立思考、综合运用所学知识解决实际问题、动手能力、克服困难、创新意识、团队协作精神等多方面的能力进行培养，并在对每位学生单独进行答辩的过程中加以考核。强化了对学生综合素质的培养，效果较为理想。许多学生感慨，这次课设虽经历了许多困难，但收获了知识，获得了成功的喜悦。
四、结束语
开展“设计型《机械原理课程设计》”，收效明显：
1.使学生进一步巩固和加深了对理论知识的理解，并逐步掌握了工科学生应具备的理论联系实际的学习方法。
2.调动了学生学习的主动性和积极性，使学生动手实践能力、创新设计能力、团结协作精神和综合素质得到了提高。
3.促进了师资的培养，教师自身的业务水平得到提高，队伍得到了锻炼。
参考文献：
[1]孙桓，陈作模，葛文杰.机械原理[m].第七版.北京：高等教育出版社，2006.
[2]谢进，万朝燕，杜立杰.机械原理[m].第二版.北京：高等教育出版社，2010.
[3]孟宪源，姜琪.机构构型与应用[m].北京：机械工业出版社，2004.
[4]邹慧君.机械原理课程设计手册[m].北京：高等教育出版社，1998.
机械原理设计方案篇2
关键词：机械工程；机械设计能力；培养模式；典型案例
机械制造业不仅是现代工业发展建设的发动机，更是国民经济的支柱产业。近年来随着科技的进步，“中国制造2025”正推进制造业由传统制造向现代制造与智能制造进行转型与发展。“科技强国，人才兴国”，为适应产业的飞速发展与转型的需求，社会对具有较强机械工程实践与创新能力的高素质应用型高级专业人才需求量增大。因此，在高校机械专业人才培养中，亟须强化工程实践能力与现代机械设计能力的培养[1]。为提高机械专业人才培养质量，各高校在人才培养体系、核心课程的教学内容与教学方法等方面都进行了大量的有益探索[2-3]。但目前，相关教改研究主要集中在教学内容与教学方法的改进与优化以及实践教学改革研究等方面[4]，而对深度融合多课程、多环节的全过程专业能力培养的研究较少。为提高毕业生的现代机械设计能力，开展基于典型案例的多课程、多环节、深度融合的培养模式研究，符合机械专业工程教育专业认证的大潮流，具有重要的意义和推广价值。
一、现状及问题
地方院校主要为区域经济建设和社会发展服务，承担着为行业技术进步培养卓越工程人才的责任。然而，一直以来部分地方院校沿袭高水平院校机械专业人才的培养模式，未根据自身实际情况修改导致所培养的人才与社会需求错位，社会急需能胜任现代机械制造行业发展的研发、设计工作的专业技术人才。此外，地方院校学科专业硬件建设的投入较小，先进仪器设备与实训平台的台套数少，实践教学环节较为薄弱。我国已广泛开展工程教育认证工作，基于工程认证以成果为导向的教育理念，学生毕业能力是人才培养的核心任务，而现代机械设计能力是机械设计制造及其自动化毕业生的核心能力。由于机械设计类课程多、教学内容比较抽象、理论深奥且比较枯燥，学生多有畏难、厌学情绪，教师授课比较困难，导致学生机械设计知识掌握不扎实、机械设计软件应用不熟练、机械创新设计与综合设计能力较弱等现象，学生的专业能力与机械工程实际需要存在一定的脱节，不能满足机械制造业发展的人才培养需求，人才培养效果还需继续改善。本文以哈尔滨商业大学的机械专业为例，该专业已开展工程教育认证工作，根据培养方案要求毕业生须具备包括机械产品设计能力、机械零件制造能力、机电系统控制能力、特色食品包装机械研发能力的机械工程综合应用能力，其中最基本、最核心的是机械产品设计能力，专业能力形成体系如图1所示。针对培养目标，培养方案中不仅设置了“机械原理”“机械设计”“机械系统设计”等理论课程，也安排了机械设计课程设计、专业综合课程设计、专业生产实习、CaD/Cae实训及毕业设计等实践教学环节，形成了比较完整、规范的现代机械设计能力培养体系（如图2所示）。通过这些教学环节的训练，机械专业的毕业生能比较熟练地掌握现代机械设计方法及手段。但是，由于各门课程、各个实践环节的缺乏交流协商机制，都按各自的思路与模式开展教学，没有形成一个统一、有机的全过程培养体系，导致出现部分基础薄弱的学生工程软件应用不熟练、机械创新设计与综合设计能力较弱等现象，毕业生的现代机械产品设计能力还有待提高。
二、培养模式改革的具体方案与措施
在工程教育背景下，哈尔滨商业大学机械设计制造及其自动化专业优化人才培养途径，研究建立了基于典型案例的深度融合的多课程、多环节的现代机械设计能力全过程人才培养模式。
（一）完善机械设计能力全过程培养体系
为实现符合工程教育专业认证的毕业生专业能力培养要求，机械专业修订了人才培养方案和课程教学大纲，并整合、优化工程案例，通过齿轮传动及减速器设计的典型案例，将现代机械设计的能力培养贯穿课程教学、生产实习与课程设计、毕业设计等人才培养的全过程，全面夯实学生的机械设计能力，提高毕业生的工程素养与工作适应性。基于学科认知规律，从机械专业的初步认识机械→简单机械产品设计→现代机械设计方法设计→机械产品综合设计→复杂机械产品设计→复杂产业机械设计及研发→实际工程应用的人才培养规律，综合分析机械专业的师资队伍、硬件条件以及历史传承，建立机械专业基于典型案例的现代机械设计能力全过程培养体系，如图3所示。
（二）充实机械设计能力培养的教学内容
以齿轮传动及减速器设计为案例，将机械原理、机械设计、机制工艺等核心课程与课程设计、实训、生产实习、毕业设计等实践环节深度融合，经过多轮从理论到实际、从实际到理论的循环培养过程，逐步培养学生运用专业知识去分析、解决机械工程问题的能力。形成规范、完整的机械设计能力培养体系，解决了机械设计类课程追求理论体系完整、忽视工程实践的弊端。1.第三学期。“机械原理”课程教师可通过学生感兴趣的汽车及变速箱动画，使他们了解汽车变速箱的工作原理及齿轮传动原理，增加其对传动机构有感性认识，激发学生的学习热情，同时，着重讲解齿轮传动的工作原理及轮系设计，解决由于课程理论深奥且比较枯燥的难题。2.第四学期。首先，可通过“金工实习”让学生近距离观察Ca6140车床主轴箱，使其对齿轮传动有更深入的认识和理解。其次，教师可通过“机械设计”课程教学，重点讲述齿轮传动设计、齿轮校核等内容。最后，通过齿轮减速器课程设计，让学生深入理解齿轮传动设计过程及设计要点，使他们初步了解机械产品设计的基本过程。3.第五学期。教师可通过“机械CaD/Cae/Cam技术”课程，让学生掌握三维设计软件Solidworks、二维平面设计软件autoCaD的使用，建立轴、齿轮、箱体等典型零件的三维模型，了解anSYS、CoSmoS等先进机械设计软件的应用；通过机械CaD/Cae实训，建立圆柱齿轮减速器三维模型，完成齿轮减速器的装配图及典型零件图，使学生真正理解如何运用先进工具完成机械产品的设计。4.第六学期。可通过大型机械制造企业生产实习，让学生理解齿轮、齿轮轴等典型零件的加工工艺；通过“机械制造工艺学”课程，重点理解齿轮加工工艺、设计计算以及尺寸链等内容；通过齿轮加工工艺及夹具设计，使学生深入理解机械产品、机械零件的设计及加工，形成机械产品设计过程中要综合考虑机械零件加工的良好工程设计习惯。5.第七学期。通过“机械系统设计”课程教学，重点讲述有级变速传动的设计；通过车床主轴变速箱课程设计，让学生能进行复杂机械系统整体布局、传动系统设计、操纵机构设计等，形成复杂机械产品设计的初步能力。6.第八学期。通过毕业设计，让学生运用Solidworks等工程软件完成一个比较复杂的机械产品设计，形成复杂机械产品设计能力。通过6个学期全过程机械产品设计能力的培养，可使学生具备熟练运用机械专业知识和专业技能的能力，能够运用自然科学和工程科学的基本原理，去表述与分析复杂机械工程问题，提出解决方案，完成比较复杂的机械产品的设计与开发，提升专业能力和工程素养。
（三）改革教学方法，提升教学效果
为提升教学效果，教师要全过程贯彻案例式教学方法，并形成自己的课堂教学、实践教学及课外科技活动相结合的立体化教学思路。1.采用案例驱动教学方法，提高学生的工程设计能力。通过齿轮传动及减速器设计的典型案例，全过程贯彻齿轮传动及减速器的工作原理、设计理论及工程实践，逐步培养学生运用专业知识去分析、解决机械工程问题的能力，夯实学生的现代机械设计能力，提升学生的工程素养和工作适应性。2.采用系统论方法，完善机械设计能力培养体系与课程内容。采用系统论方法，将机械设计类各门课程、各个实践环节各自为政开展教学的现状，通过齿轮传动及减速器设计的案例教学，形成一个统一、有机的机械设计能力全过程培养体系，提升学生的工程素养和工作适应性。3.采用重点论方法，提升学生对机械产品设计的理解。教师要全过程地重点讲解齿轮传动及减速器的设计、加工、材料选用、总体设计以及三维建模等，通过课堂讨论及习题课，让学生举一反三，充分调动其学习积极性，促进其对课程内容的消化和理解。4.采用理论联系实际的方法，将教改、科研成果及学科前沿融入教学。教师可采用理论联系实际的方法，将教改、科研成果、学科前沿和高新技术信息有机地融入教学过程，不断补充、更新教学内容，深化学生对机械理论知识的理解和掌握，锻炼其实际动手能力，并向其传授更多、更新、更先进的知识，激发学生的兴趣。5.结合实践教学与课外科技活动方法，提升教学效果。教师可结合生产实习、课程设计与课外科技活动，通过现场实物教学法，提升学生对机械的感性认识，激发他们主动学习的积极性，提升教学效果。
三、结论
本文在对机械制造业发展现状及需求的大量调研基础上，分析地方商科院校的现实困境及现状，并以哈尔滨商业大学机械专业为例，建立了基于典型案例的现代机械设计能力的全过程培养体系。通过齿轮传动及减速器设计的典型案例，将现代机械设计能力的培养贯穿课程教学、实践教学等人才培养全过程，全面夯实机械专业毕业生的机械设计能力，提高毕业生的工程素养与工作适应性。通过对机械专业培养模式的改革，将会使培养出的机械专业人才更符合国家发展战略以及产业转型需要。通过该项目的研究，也可为其他地方院校在进行机械专业培养模式的教育改革与实践中提供有效的经验借鉴与参考。
参考文献：
[1]唐庆菊,陈少云,于凤云.以工程能力培养为导向的“专业综合实践”课程教学改革[J].黑龙江教育(理论与实践),2021(4).
[2]彭翔,李吉泉,姜少飞,等.面向工程能力培养的机械设计课程教学改革研究[J].机械设计,2018(S2).
[3]娄燕.专业认证驱动下的机械专业工程实践能力探讨[J].当代教育实践与教学研究,2019(21).
机械原理设计方案篇3
机械原理教学方法创新思维一、引言
机械制造业是国民经济发展的基础和支柱产业，我国机械制造业的快速发展，对机械类人才的素质知识与能力结构提出了更高的要求。机械制造企业需要的是既有机械的理论知识，又具有创新精神、团队协作能力与机械产品创新设计能力人才，这一人才需求的变化，使从事机械人才培养的我国大学工科教育必须全方位的改革教学理念与教学模式，迎接新的挑战。因此在机械专业的基础类课程的教学过程中，如何培养学生具有的创新能力、综合设计能力及再学习能力，是摆在我们面前的一项重要课题。
机械原理是机械专业的重要的一门专业基础主干课程，主要涉及的内容是关于常用机构的结构、运动和动力分析及机构运动方案设计。传统的教学模式十分注重各种机构的结构与运动分析等知识的讲解，学生当时虽然学到了这部分的机械知识，但是普遍缺乏创新意识、缺乏发现问题能力与解决问题的能力，往往遇到教科书上没有的实际的机械设计问题，就束手无策。
二、应用案例教学法，将创新思维方法融入整个教学过程中
从心理学角度讲，新奇的事物对学生有特别大的吸引力。在应用案例教学法时，要能针对教学中的重点，进行案例的选择，恰当地设疑，引导学生主动思维，定向探索问题。
在讲解机械原理的基础知识时，我们收集了典型的机构案例，应用多媒体教学手段在课堂上进行模拟再现，并设置问题，这不仅有利于学生感性认识的深化，而且有助于学生进行深入探讨和思考，有利于学生将抽象的机构知识形象化，概念具体化。例如，由机构组成原理可知，任何平面机构都可以看作是由基本机构加若干个基本杆组组成的。在讲解机构组成理论时，我们先出示了一个送杯机构的结构图，请学生分析此送杯机构能否达到其设计目的，这不仅引起了同学的好奇和争论，也在课堂上设置了思维的发散点，在论述了机构具有确定运动的条件后，要学生运用理论知识分析此送杯机构的设计有哪些问题，提出改进方案。这使学生有了充分的发表自己见解的思维空间，活跃了课堂教学气氛。在此基础上，带学生参观实验室的包装机械和各种机构模型，让学生绘出其运动简图，再在实验台上拼接出来。经过这么一个过程，在学生头脑中，机构组成知识就不再是孤立、静止、抽象的符号与线条、呆板的公式，而是有机的、形象、生动的机构知识，同时领悟了机械原理的基本知识来源于工程实践，这为他们将来进行机械方案构思打下基础，激发了学生对此课程的学生兴趣。
三、构建新型的授课体系，启迪大学生创新思维意识
在进行教学过程中，根据学生学习兴趣与层次的不同，我们采用了灵活的教学方法，把课堂教学、学生分组研究、学生课外兴趣小组指导等方法结合起来。
课堂授课中，除了讲授主要教学内容外，还把机械原理课程的有些章节授课方式与内容作了调整，把机构中的一些理论留给学生自己去“发现”，把传授知识的过程转为由学生自己“发现”的过程，使学生受到科学思维的训练。例如在讲连杆机构时，我们运用多媒体课件介绍了连杆机构在实际工程中的应用和连杆机构的类型后，提出了连杆机构为什么在机械工程中得到广泛的应用？有哪些基本特性？连杆机构的尺寸变化对这些基本特性有何影响等问题。让学生每4～5人一组分组课后研究，每组选定一类四杆机构，自己拟定尺寸，应用三维CaD软件，进行建模和仿真，并作出书面报告。通过三维模拟和分析讨论，学生不仅提高了计算机的应用能力，而且因为亲自拟定机构尺寸，分析和观察了四杆机构的急回特性、压力角等现象以及尺寸变化后对上述特性的影响等，学生享受了“发现”知识的快乐，由于是自己构思、自己模拟仿真，生动形象、看得见、印象深，记得牢。我们还布置了一个小论文，论文的题目由学生自己拟定，内容是收集应用连杆机构的实例，要求观察日常生活、生产实践中，哪些物品应用了连杆机构，要求拍出实物照片，研究的实物用途、满足的功能，作出实物的机构运动简图，说明连杆机构的类型、特点；说明研究的物品应用了连杆机构的哪些特性等，分析物品的设计巧妙之处，还有何不足之处，能否改进等。这激发了学生很大的热情，学生走出课堂收集资料，以前熟视无睹的物体，现在看见其能动，就去捉摸其原理，收集了有玩具、健身器、铰链、电动伸缩门、折叠画架等四十多种例子。同时，让小论文写得较好的学生在课堂上进行演示，由全体学生讨论和评价，这使上台演示的学生受到激励，得到了锻炼，也使其他学生受到启发，感受到机械就在我们的身边，消除了对机构设计与创新的神秘感。
在此基础上建立了课外兴趣小组进行辅导，在学生进入课题时，向学生介绍设计思想和创新方法，引导课题小组积极查找资料，相互讨论、相互启发、克服思维定势，发散和激励思维，从功能原理的角度出发，提出多种方案进行比较，让学生在探索和研究中，逐步解决问题，完成设计。
四、以创新大赛等实践活动引路，拓展大学生的创新设计能力
机械原理设计方案篇4
经济在快速进步，这种趋势下的机械制造行业也日益拓展了规模。机械制造的流程包含了复杂的多步骤，若要在根本上提升机械制造的整体水准并且减小成本耗费，那么有必要采纳新阶段的工艺手段。初期在设计时，应当优选合理化的机械方案用来优化设计，这样做才能便于机械制造的展开。这是由于，机械制造的总体质量密切关系着方案设计。对于此，解析了机械制造领域内的常用工艺，结合实际设计出合理化的工艺流程及方式。
关键词：
机械制造工艺；合理化；机械设计
机械制造包含了各步骤的工艺流程，在制造过程中先要选取合适的原材，而后依照给出来的流程予以详细制作。机械设计应能力求合理化，在各类方案中筛选最合适的合理方案用来指导后续设计。若没能设置适当的机械制造方案，那么系列性的设计都将会很难落实。由此可见，初期设计的合理化是尤其必要的，合理化设计决定着后期展开的机械制造流程。
1机械制造工艺
从本质来看，机械制造包含了成品制作的流程及方式。在机械制造中，相关人员先要预备机械原材，经过加工得出某一机械产品[1]。在现今阶段内，制造业表现出日益显著的技术进步，与之相伴的配套工艺也在获得整体性的改进。机械制造若要收获最佳的实效，那么不可缺乏先期性的合理设计。机械设计需要衡量综合的要素，具体策划及后期设计的流程中都应力求完善。设计人员首先就要拟定合理且恰当的总体设计思路，不可忽视细微的设计要点。
2机械设计中的合理化
2.1符合设计标准
机械制造需要配备多步骤的工艺，为此初期在设计中就要符合给出来的设计指标。这样做，才能从整体入手来优化设计。具体动手设计时，设计人员应能实时调整设置的机械精度，确保符合精度需要。某些情况下，机械加工会表现出较大偏差，这种状态增加了额外的机械制造风险同时也损耗了更多资源。情况严重时，还很易带来突然性的故障[2]。由此可见，需要全方位控制并调整标准化的机械设计，这种基础上设置最适当的零件尺寸等。合理的设计应能符合标准，同时也不可忽视数值的精确性。通常在后期加工时，零件的真实尺寸都会与初期设计有所差异，这种差异被视作制造中的偏差。在设计环节内，就有必要防控这种过大的偏差，因此需要衡量全方位的综合设计要素。例如原材的破损或高温带来的机械变形，这些都被归入设计要素。设计人员要兼顾更多的要素，这种基础上选取合适的设计手段及测量用具，经过改进得到优质的设计方式。
2.2确保加工的优质性
确保优质性的机械制造，要从全程入手来提升总体的零件制造质量。具体设计时，应能从严依照给出来的指标予以设计，优先选择最恰当的加工步骤。应当因地制宜，筛选合适的零件原材及型号规格，确保规格及型号的一致性。确保合理且适当的机械设计，在更大范围内减低总体的加工成本。各类机械零件都表现出差异的结构，与之相应的精确度也并不相等[3]。制造零件的流程中很难彻底杜绝隐含的偏差，然而过大的偏差将会干扰到零件的优质性。为此，先期就要详细予以运算，结合实情设置合理的用材总量并且提供全方位的零件检测。针对某些偏差过大的零件还需再次妥善处理，对于表层有必要适当切削以此来确保平整性，这样做就防控了潜在的精度偏差。
2.3采纳新式理念
机械制造相关的技术都在更新，有必要接纳新式的机械设计理念。从行业特性来看，机械制造附带的污染是较高的，因而应当优选可持续性的新式加工理念。设计人员要摒除不适当的认识，在具体设计时也要注重选取污染更小的新式设计思路。在日常设计中，可以提供绿色理念用来指引机械设计，融入节能且环保的新式绿色技术。与此同时，设计者也不应忽视附带性的资源损耗，应当优选最佳环保性的机械材质用来设计。针对报废后的机械零件，还可以有序予以回收。
3合理化机械设计的建议
机械设计构建于机械工艺的基础上，在详细设计过程中应能衡量综合的设计要点，例如零件的特性、尺寸以及精度。经过全面的衡量及考虑，才能妥善把握设计流程内的技术要点。进行合理的设计，不可以忽视消耗的机械设计成本，要在确保优质的前提下着力减低成本。如果条件允许，设计人员还可借助于巧妙构思来减小机械原材的总消耗量，用更低的成本投入来收获优良的设计实效[4]。设计人员在给出了某一制造方案后，需要经过调试的步骤才可以进入安装。因此，也应当注重设计后的安装调试。调试过程中通常可以测出隐含的设计偏差，各类零件表层也会呈现出不同层次的粗糙度。调试的过程中，需要优选恰当的刀具以此来提供必备的保障，调试得出的机械制造方案才会真正符合现今的市场需要。
3.1全面更新加工程序
在机械制造领域内，工艺流程体现为更高的技术特性。经过详细的制作后，机械制造可以把某一原材转为可用的产品。具体在制作时，先要初步加工而后才可以获得某类成品或半成品。在某些情况下，还需针对于半成品予以再次加工，进而构成全方位的制造流程。
3.2调整为合适的加工精度
具体而言，精度控制包含了零部件的尺寸、加工的位置及形状、零件的表层质量。有序控制零件的精度，才能在总体上获得更优的零件加工实效。未来的探索中，需要深入完善自动形成法、固定标准下的刀具控制法以及试切法等。机械制造应能确保最佳的精确度，唯有如此才能落实后续的顺利加工。
3.3改进装夹工艺
从加工角度来看，装夹的工序可用来定位精确的零件位置。在制造零件前，先要安放于特定的模具或者机床上方，这个步骤即为装夹操作。经过装夹操作，零件可以被固定至机床。装夹的具体操作也关系到总体性的零件质量。可以选用特定的夹具用来装夹，也可依照实情来选用其他方式。若要加工得到精准的零配件，那么不可缺乏初期的装夹定位。设计机械产品时，通常可选多类的定位方式。相关人员应能结合实情来适当设置定位，这是因为恰当的定位更加便于后续施工。针对各异的情况，机械制造可选的定位方式也表现出多样性。
4结束语
技术进步的总体趋势下，机械制造也提升了综合的水准。具体在制造各类机械零件时，先要给出全方位的机械设计。合理的设计思路可用来提供明确的机械制造指导，服务于根本性的制造质量提升。机械设计中的合理化思路可以缩减消耗的总成本，同时也避免了冗余的设计流程。然而从目前看，机械设计并没能达到完善，仍有待长期改进。未来的实践中，有必要继续摸索合理化设计的珍贵经验，从全面入手来确保机械制造及设计的优质性。
作者：曾华单位：重庆机床(集团)有限责任公司
参考文献：
[1]朱晓丽.基于机械制造工艺的合理化机械设计[J].硅谷，2014(11):200+48.
[2]谢有龙.关于基于机械制造工艺的合理化机械设计探讨[J].商,2015(46)：287.
机械原理设计方案篇5
机械原理课程设计的内容主要分为两个阶段:第一阶段为机械系统的运动方案设计，要求学生通过对常用机构的组合或创新设计，实现简单机械系统的功能需求;第二阶段为机构尺度综合，以及对机械系统中指定机构进行运动分析和动态静力分析。目前在机械原理课程设计的教学过程中主要存在问题:
(1)设计题目类型单一，实践过程枯燥。设计任务主要以典型加工设备为对象，拟定机械传动方案，对其主传动机构进行运动分析和动态静力分析，并在此基础上通过限定执行构件的速度波动以确定飞轮的转动惯量，最后设计其中的齿轮机构或凸轮机构。这样的设计题目单一且缺乏新颖性，与学生的实际生活脱节。设计过程的枯燥使得学生无法正确认识课程设计的重要性，设计兴趣不强，参与积极性不高，难以达到实践目的。另外，由于设计题目比较成熟，与之配套的设计手册和指导书等资料较多，其设计思路和模式比较程式化，因而学生不需太多思考，仅仅只是按照指导书的要求翻书查表，按部就班地进行模仿设计，这样的题目不利于学生创新思维和工程实践能力的培养和训练。
(2)设计方法陈旧，实践重点偏移。目前，在机构运动尺寸确定、机构运动分析及力分析等基本知识和基本技能的训练中，学生主要采用图解法或解析法。图解法概念清晰，形象直观，便于学生理解与分析，但设计精度差，效率低，当学生需要分析多个瞬时的运动情况时，需要花费大量时间作图，工作量大。解析法能获得精确的计算结果，学生通过模型建立和程序设计可以分析任意点位置的运动情况。解析法的求解过程要求学生具备较好的数学功底和编程设计能力，但实践证明多数学生欠缺独立完成编程求解的能力，他们不得不把大部分精力放在程序实现上，这样机械原理课程设计就演变成了计算机语言的训练］，偏离了机构综合设计与分析的实践目的。同时，繁琐的程序编写，也会影响学生创新设计的积极性。
(3)设计时间紧张，实践内容缩水。学校目前将机械原理课程设计和机械设计课程设计整合为3周的“机械综合课程设计Ⅰ、Ⅱ”。由于从内容上设置为同一机械系统的不同阶段性设计，因而从时间上两者并没有严格区分开。统计表明历届学生完成机械原理课程设计所需的时间约为1－1．5周，相对而言学时紧张。为了追赶进度，学生避重就轻甚至是掩盖问题。比如在机械系统运动方案设计阶段，学生普遍采用仿型设计和改型设计的方法，照搬相近的设计案例，或是仅改变某些结构和尺寸，更有甚者忽略创新构思的环节设计直接进入常规设计，整个设计过程中，机械系统的方案设计和机构的选型设计等相关内容体现不足乃至缺失，无法锻炼学生的系统设计能力和创新设计能力。
2机械原理课程设计的教学改革与实践
教育部高等学校机械基础课程教学指导分委员机械原理课指组2009年制定了《关于深化机械原理课程实践教学改革的建议》，明确提出了新形势下机械原理课程设计教学改革应关注的重点问题。近年来，学校针对相关内容也开展了一系列的改革，主要集中在设计内容、设计方法及组织管理等方面。
2．1设计内容强调“理实一体”，避免纸上谈兵
考虑到实践教学环节是对前期所学知识综合应用的阶段性检查，机械原理课程设计的内容应尽量包含各种运动形式和传动机构的基本技能训练，同时为了提高学生应用所学知识解决实际问题的能力，在题目的选择上强调了“理实一体”的原则。结合专业方向，突出特色，如包装工程专业选用石蜡叠摞包装机构设计，机制方向选用冲床和插床的传动机构设计，机设方向选用往复式物料运输机构设计，模具方向选用造型机翻箱机构设计等。这样将题目与专业有机结合起来，使设计过程充满现实感，可以有效激发学生设计兴趣，端正其设计态度;借鉴学科竞赛主题，推动学赛融合，学科竞赛的特点在于规定竞赛主题的前提下为学生提供更大的创作空间，更符合工程设计的实际情况。因而在题目选择时，也借鉴了学科竞赛中有关无碳小车、家居机械、环保机械以及康复机械等方面的设计主题，一方面能让更多的学生了解和参与到学科竞赛中，加强其在自主设计方面的锻炼，激发其创造力，另一方面也能发掘和培育优秀的学生和作品，为后续的学科竞赛做准备;贴近实际生产生活，倡导学生自主选题，鼓励学生个人或小组结合学习和生活中遇到的问题，自主拟定课程设计题目，通过发现问题、分析问题和解决问题这一较为系统的实践过程，全面培养学生主动实践能力。
2．2围绕机械系统的运动方案设计和机构综合，注重“虚实结合”的设计方法
对机械类学生而言，当通过机械原理学习了常用机械的工作原理、组成原理和设计原理后，为满足工程实际需要或功能需求，首先面临的是如何构想出一些新的机械系统，或是如何对熟知机构构造出新的集成。因此，机械原理课程设计应注重机械系统的运动方案设计和机构综合，再辅以对主体机构的运动分析和动态静力分析。但是由于设计方法和学时等问题，现有课程设计过程中对运动方案进行优化比较以及对运动学和动力学的变参数分析存在诸多局限性，因而将CaD/Cae技术引入课程设计中，通过“虚实结合”的方式提升学生运动方案设计能力，加强其对机构的分析和综合训练。当经过初步分析拟定传动方案后，要求学生利用UG、pro/e等软件对传动机构进行三维建模，并借助aDamS等仿真软件对主体机构进行运动或力分析，学生通过对理论分析结果和仿真分析结果进行比较，检验其传动方案的合理性。接下来学生可以利用实验平台，自己动手对主体机构进行实际搭接并测试主要运动参数，通过分析实际测试结果进一步证明传动方案的正确性，从而辅助机构设计。通过这样的实践过程，学生可以直观地体会设计的各个环节，而CaD/Cae技术的应用也让学生可以及时发现设计过程中的错误和问题，使其可以将更多地精力投入到改良设计和创新设计中去，更有利于学生设计能力和创新能力的培养。
2．3加强课程设计的组织和过程管理，强调互助学习和团队协作
为了克服学时短、任务重的矛盾，在理论课程开始阶段，就将课程设计任务书在课程网站上，使学生有充分时间熟悉设计题目，思考设计内容。同时在授课过程中，将设计内容与知识点讲解结合起来，既用实例引导加强了学生对基础知识的学习，又能让学生提前开展方案的构思。考虑到学生学习能力存在差异，在设计过程中不能一味强调独立完成，应引导学生互助学习，强调团队合作。要求学生以小组的形式选定设计题目，然后根据学生的学习能力和兴趣特点将设计内容任务化。在设计过程中，指导老师把控该小组的总体任务框架，负责解决团队所遇到的共性问题，具体任务则由学生通过交流讨论，利用合作与他人共同完成。而设计结束时，小组须采取答辩的形式来汇报其设计成果，老师则通过面对面的问答来检验学生的设计能力，了解学生对课程设计中相关问题的掌握程度。最后在成绩评定环节，老师根据小组的任务难度、设计结果和水平给定该团队成绩范围，然后各小组根据组员的工作量大小、团队参与程度等进行自评，两者相结合客观地评定每个学生的课程设计成绩。
3结论
机械原理设计方案篇6
【关键词】高职；机械创新设计；策略分析
【中图分类号】tH122-4【文献标识码】B【文章编号】2095-3089（2015）35-0018-01
1.引言
创新是人类文明进步、技术进步、经济发展的原动力，是国民经济发展的基础。技术进步一般通过技术创新来实现。我国《高等教育法》第五条指出：“高等教育的任务是培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才”[1]。高等职业教育作为高等教育的组成部分，任务就是培养一大批具有必要的理论知识和较强实践能力、创新能力的一线高级技术人才，以填补我国人才结构中的巨大缺口[2]。
高职机械类学生作为将来中国机械行业人才的重要组成，培养其技术创新意识，提高其机械创新设计（mechanicalCreativeDesign，mCD）能力，以备将来在行业竞争中，甚至在提高综合国力与提高国际竞争力的过程中起到至关重要的作用。高职机械类学生动手能力强，能较快的接受新事物，但是对于工作出现的新问题，新困难接受能力低，难以独立的思考与解决新问题，更不用说发现新问题的能力了。个人总结，对于高职机械类学生创新设计能力的培养主要从学生为主体的主观策略及学校与老师为主体的客观策略两个方面进行分析。
2.主观策略分析
2.1.专业知识的深度掌握
以机械设计和制造专业为例，大部分高职院校都开设了四大专业课程领域：（1）专业基础课程，如机械制图、工程力学、工程材料与热处理、公差配合与技术测量、电子电工基础等；（2）设计类核心课程，如机械设计基础、塑料模设计、冲压模设计、夹具设计等；（3）制造类核心课程，如机械制造工艺、金属切削原理与刀具、金属切削机床、数控加工与编程等；（4）计算机辅助设计与制造课程，如autoCaD、UG、pro/e、masterCam等。专业创新能力的提高，离不开专业基础知识的掌握，没有专业知识作为基础，创新设计能力就如无源之水，无本之木。如采用功能原理方案进行机械运动方案的创新设计，就必须对机械运动过程中的原动机、执行机构，传动方案，控制方式的特点和适应性有熟悉的了解和掌握，再從中选取最优良的方案作为设计方案，这其实就是功能组合与分解的创新设计。而设计出来的产品要进行理论仿真验证和图纸表现，这时就用到了我们学过的机械制图知识与相关的计算机辅助设计软件。所以专业知识的掌握是一切创新设计的基础，虽然创新思维的形成过程离不开灵感与顿悟，但专业知识才是一切的前题。而且由此可知，大学生机械创新设计能力的培养，并非是一、二门课程就能解决的问题，它是一种观念、一个目标、一个过程。
2.2.创新原理与创新技法的深刻理解
总的说来，机械创新设计的创新原理有组合原理、分离原理、还原原理、移植原理、迂回原理、完满原理等。机械创新设计的方法有智力激励法、提问追溯法、联想类推法、返向探求法、系统分析法、组合创新法等[3]。不管是教学还是科研，世界上任何一种事物都有其规律可循，创新设计也是一样，我们的先辈在不断的探索与总结中才使科学发展到今天，技术在不断的进步，科研方法也在不断的归纳与总结，前人已经求证且证明正确的方法是宝贵的经验，只有在深刻掌握和理解这些方法和经验的基础上，我们才有资格去寻求新的方法。
2.3创新思维的训练与形成
一般认为，每个人都有创新思维的生理机能，但大多数人处于休眠状态。学源于思，业精于勤，我们有意识的培养自己的创造性思维，并且成为一种习惯。首先培养创新意识，善于在生活中发现问题，比如人们发现不管是滚动轴承还是滑动轴承，只要轴孔相接触，摩擦便不可避免，精度、效率、寿命都达不到最佳要求，近年来，人们利用电磁学原理，开发出了轴颈与轴瓦不接触的磁悬浮轴承，并已推广利用。其次要培养创新思维能力。车工实习后，我曾经问过学生一个问题：你们想一想，能不能用一台普通车床加工出一个正方体出来呢？同学们想一想，表示不能。问题留到第二天，有同学找到我说，这是可行的，只是相当于车六个端面。主动的同学就在主动的培养这种意识。还要是要善于归纳和总结，机械专业的同学都学习了机械设计基础，那么，大家可曾归纳过运动的相互转化吗？周转运动转化为直线运动，直线运动转化为周转运动。运动方向，运动形式，运动轨迹的改变我们学到过哪些？我们还能想到新的方法吗？
3.客观策略分析
3.1通过改善课堂教学方法，使学生授受知识变被动为主动
大力倡导采用现代化的教学方法，综合运用图片、视频、实物等更加直观的方法进行启发式教学，教师由主体变成主导，促进教与学的互动。在专业课教学过程中，适当安排跨课程设计案例，将多学科知识与经验综合应用，强调解决问题的新颖性，不追求答案的标准，只追求思维的活跃。灵活运用课堂教学，指导学生多角度、多方向、多途径思考问题，既加深了所学知识的掌握，又培养了学生创造性思维的提高。
3.2创新设计平台的建立
强调运用CaD/Cam/Cae等计算机辅助软件进行机械设计、三维造型、仿真分析等。开始培养学生运用计算机辅助创新技术（Computeraidedinnovation，Cai），如运用aDamS软件进行机构虚拟设计；运用快速成型技术（Rapidprototyping，Rp）进行反求设计；anSYS软件进行仿真分析等。
3.3课堂外，多渠道多种形式拓展学生见识
如成立大学生机械创新设计活动社团，定期邀请相关专家进行现场讲授，了解创新设计的理论，方法及最新发展；带领同学参观工厂，科技博览会，甚至到商店里的各种产品，建立创新设计产品陈列室，让同学们在实物中切身感受到创新设计带给科技与生活的变化；自己组织各类机械竞赛到参加各级创新设计大赛，开拓视野，激发同学们的创新热情。
4.结束语
高职机械类毕业生主要为相关机械类企业输送能服务于一线生产的高技能型人才，随着机械工程技术的日新月异，对机械类学生的素养要求也有了新的要求，尤其是机械创新能力。因此我们要未雨绸缪，为了适应新的形势，努力提高学生专业技能的同时，也要提高学生机械创新设计的能力。
参考文献
[1]吕晓辉.提高高职学生创新能力的途径探析[J].吉林省经济管理干部学院学报，2014（5）
[2]陈峰等.高职“机械创新设计”课程教学探索[J].广西轻工业，2007（8）
机械原理设计方案篇7
【关键词】创新思想创新机械设计特点思维
一、创新机械设计的特点
创新机械设计并不是凭空想象，而是在当前领域已经实现的设计成果的基础上，发挥设计者的想象力和创造力进行再创造。主要的设计依然是依托于传统的机械设计原理，同时从实用性的角度出发，尽可能的综合设计领域，结合其他学科进行更为奇特的设计，以求设计出更加创新，提高新产品的实用性。
从创新机械设计的特点来看，我们总结了以下几个方面：
（一）多学科综合性。创新机械设计往往会将多个实用性学科结合在一起设计，除了考虑到机械设计原理方面的知识，我们也会在其他方向的功能上作出开发，使产品的功能更为全面。
（二）低实验性。由于创新机械设计是建立在现有设计成果的基础上进行再创造，所以省去了大量测试性的计算工作，而重点考虑创新的思路和方法。
（三）多方案判断。在创新机械设计的过程中往往会产生多个不同的设计方案，最终执行者必须根据设计目标和需求选择正确合适的方案，或者对备选的方案进行修改至可执行。
（四）方案变化性。在设计过程中，每个阶段都可能出现需求变更，或者技术变更等情况，导致对接下来的设计方案进行调整。这时候，要求设计者拥有良好的应变能力，能够快速的根据当前情况制定新的设计方案。
二、研究创新机械设计的目的以及意义
大力开展创新机械设计的研究工作，不但能够提高机械设计领域的水准，还能获得良好的经济和社会效应。在多个方面具有积极的意义：
（一）提高设计水准，制造更多更新功能更强大的新产品，将会提高人类的生活水平和工作条件。推动人类文明的发展。
（二）促使设计者、制造者提升自身水平，带动机械设计领域的发展，为社会做出更大贡献。
（三）创新机械设计出来的产品，往往都具有专利权，具备很强的时代性、时尚性、功能性。能够获得大量的用户追捧，能够给设计方带来巨大的收益。
三、创新思想的思维模式
（一）发散思维。
发散思维的特点决定了最终能够得到很多也想不到的结果，能够极大的激发设计者的灵感。这是一种没有固定目的和方向，不受任何固定思路约束的思维模式。发散思维在思考过程中，将已知的信息归纳整理，并通过这些信息运用立体、扩散、反向等思考方式向外扩展思路，寻求更多的信息。由于不受约束，没有固定答案，发散思维往往能获得让人出乎意料的设计思路。
（二）聚合思维。
聚合思维其实是一个甄选的过程，相对于发散思维的扩散性，聚合思维则是一种有着明确目的或者目标的思维模式。这种模式一开始就会设定一个具体的目标，围绕这个目标展开探索，从不同的方向制定不同的方案来实现这个具体的目标，最后选择最合适的方案来执行。
（三）想象思维。
想象是创造创新思想中，最为奇特的能力，人类文明历史长河中的无数发明创造都是在想象思维的作用下诞生的。想象思维的基础也是现实生活积累的信息，可以分成再造和创造两类。再造想象是在已知信息的基础上对事物进行的重新想象。而创造想象则更为天马行空，更加的抽象，往往会想象出一些不在人类认知范畴，或科学技术暂时无法实现的事物。只有不断的想象、探索未知的事物，才能使得科学技术的不断进步。想象思维对人类文明发展起到了不可磨灭的作用，而且在以后还会一直积极的推动人类发展。
四、创新机械设计思维的2个原则
对机械进行设计的整个过程，首先是以功能导向，以作用的原理为基础，之后再思考物理
原则1：最短路径
第一，要明确机械产品的所有功能；第二，寻找方便设计的最好的实例，提高设计效率；第三，使用最为准确的价值工程；第四研究最低价值的一些组件，得出它们现在所存在的冲突，并且以最小变动为目的，解决这些冲突。这一过程可以实现消耗最少的能量，即实现最短路径。
原则2：相似性联想
分析各相似的事件，并对其进行分类，对这一工作进行联想。而联想是否正确则在事物是否相似中得到答案。利用产品实例决定产品的相似性。若多种产品，它们都有同一种功能需求，则这些产品有相似性。
五、创新机械设计的实例：开发新型的内燃机
创新机械设计的实例中，无曲轴式的活塞发动机是在机器的中心位置安装圆柱的凸轮，在这一凸轮近处装多个气缸，于是该发动机就成为了多缸发的动机。在这个发动机内部，如果圆柱凸轮的轮廓形状有变时，则输出轴转动的速度也会发生变化，在减速过程中可以实现增矩。这一发动机目前使用较为广泛，被应用机械与船舶两大行业中。
同以往复工的发动机相比，旋转式的发动机有体积小、噪声低、结构简单、重量轻等显著优点，而在实际使用中仍然存在很多不足，在技术上需要对这一发动机进行改进。
六、结语
必须多多吸收来自各方的经验。当我们寻找最成熟的方案时，吸收的经验、技术就能直接运用中方案中。由于，机械设计涉及知识广，因此需要有较强的学习能力，这样在对机械进行设计时才能在自学中解决各种问题。自信、努力、勤奋是得到最成熟设计方案的基础与必备条件。
参考文献：
[1]李竞，蒲明辉，卢煜海，李兆龙.三点悬挂装置下甘蔗种植机动力学性能分析[J].装备制造技术.2013，（02）.
[2]蒲明辉，李兆龙，李竞，李敏，徐磊.基于Recurdyn和anSYS的甘蔗切割机构研究[J].农机化研究.2012，（12）.
机械原理设计方案篇8
关键词：现代机械；机械设计；特点；创新
中图分类号：S611文献标识码：a文章编号：
1、现代机械设计的内涵及特点
1.1设计内涵
具体来讲，现代机械设计就是将微电子、机械、控制、信息等技术在系统工程的基础上有机地结合到一起，借此来实现机械系统最优化的目标。鉴于机械设计是为系统服务的，故此从系统的角度上看，可将现代机械设计看作是一个三维系统，这里的三维主要是指逻辑维、时间维以及方法维。逻辑维具体是指解决相关问题的逻辑程序或步骤，即分析、综合、评价、决策，这是解决现代机械设计中相关问题最为合理的四个步骤；时间维则是反映时间顺序的设计过程，大致可分为四个阶段，即产品规划、方案确定、技术以及加工设计；方法维指的是机械设计过程中所采用的各种思维方式和设计方法。
1.2主要特点
(1)计算机化：在人类社会不断发展的过程中，计算机的出现极大程度地推动了生产力的提高。现如今随着计算机技术水平的进步，使其被广泛应用于各个领域当中，在机械设计的各个环节中都需要借助计算机来完成，如优化设计、系统仿真等等。(2)系统性：在应用现代机械设计解决产品设计中的各种相关问题时，其主要通过系统的观点将机械看成是一个具有特定功能以及各部分相互关联的有机整体，这充分体现出了现代机械设计的系统性。(3)动态性：现代机械设计不仅重视产品在静态下的性能，更加重视其在工作环境下的动态性能，这样的设计能够进一步提高产品的整体性能。(4)创新性：由于现代机械设计主要是以科学的设计理论以及先进的设计工具为基础，故此其能够真正发挥出设计者丰富的想象力和创造性思维，并运用各种具有创造性的手段和方法，研发出更多具有创新性的机械产品。
2、现代机械设计的理念
设计过程要遵循一些理性的、科学的基本原则，一般来说包括逻辑关系的确定，物理关系的确定，结构关系的确定，总体层面设计的最终确定。现代机械设计的理念是把信息技术、计算机辅助技术、智能技术和机械工程技术相结合，通过建立数学模型进行优化，融合数学、物理学、电子信息学、化工学、人体心理学、测量学等学科知识，从形象思维开始，综合运行各种思维方式，经过逻辑推理和判断及相应的综合、分析与决策，产生设计创意，经过精确的数据分析和操作，反复操作循环，最终完成设计方案。设计过程要充分考虑到设计任务，清晰设计目标，充分收集资料和数据，要设计出新结构和新方案，还要和客户进行讨论，注重各专业知识的配合，力求方案的科学性，要以严谨的态度对待设计图，不断修改方案，直到最佳，最后，现代机械设计的一个重要理念就是要将设计的过程贯彻于机械制造的始终，即使是草图结束以后也要动态进行调整。现代机械设计的理念秉承创新精神，注重逻辑和思维方式，运用科学合理的设计方法，结合最先进的科学技术，并且还要综合考虑经济性、稳定性、精确性、智能性等相关因素，充分融合环保设计、人性化设计、高性能设计、低能耗设计等理念，并且借鉴国内外的相关理论，实现设计理念的创新和发展。
3、运用创新思维实现机械设计的重要意义
机械创新设计能够提高机械设计人员的智能化水平，达到建立有效的机械设计“专家”系统的目标，加速机械设计向着智能化、自动化、最优化以及集成化的方向迈进。另外，机械设计的创新探索能够有效地锻炼机械设计人员的创造性思维，激发他们的潜在能力，提高人员自身实现技术创新的自觉意识。依据机械设计的划分阶段，在方案结构设计、运动设计和动力设计3个阶段中，创新思维下的机械制造产品，通常会含有较高的科技含量，从而在市场推进的过程中就会回收到不可估量的经济与社会效益。
4、机械创新设计思维的原则
4.1最短路径原则
首先要对产品具有的功能进行明确，然后找出最佳的设计例子，以便在最快的时间内接近目标，然后选用正确的价值工程方法，再将价值较低的极少数组件找出来，当做研究的对象，分析出对象当前存在的矛盾，尝试在最小的变动之下将矛盾解决。这种方法需要消耗的能量是最少的，也就是所说的选用的路径是最短的。
4.2相似性联想原则
联想是要针对事物之间的相似性进行分析和归纳，联想合理与否的一点重要依据就是是否具有相似性，相似性由产品的实例进行决定，如果多样产品实例同时满足一种功能要求，那么它们之间就可以说是存在着一定的相似性。
5、现代机械设计模式创新的有效途径
5.1优化设计
现代机械设计模式的创新应当朝着优化设计的方向发展，而所谓的优化设计则是指以数学规划为理论依据、以计算机为设计工具，并在充分考虑与设计有关的各种制约因素的基础上，寻求与预定目标相符的最优方案的设计过程。简单来讲，优化设计方法是现代机械设计创新中比较先进的一种，其建立在计算机技术和最优化的数学理论基础上，并借助计算机和数学函数得出效率最高、最优化的设计方案，这种设计理念完全符合时展对机械设计的要求。设计人员在利用该方法进行机械设计时，能够对各方面的影响因素进行综合考虑，这样可以更加系统和全面地对问题进行分析和解决，从而获得最为精确的设计数据，达到缩短设计周期的目的。优化设计是CaD设计中最为重要的组成部分之一，其充分体现出设计最优的原则，通过找寻最优的设计方案，极大程度地提高了机械设计质量。
5.2系统化设计
现代机械设计模式的创新应当以突破传统设计仅重视产品实现预期功能这一目标，借此来使机械设计朝着智能化、自动化、柔性化、信息化和系统化的方向发展。通过系统化设计能够在原有机械设计的基础上使产品的各方面功能和整体性能提高到一个全新的水平线上，而且有极大可能使产品的结构发生变化，从而带来巨大的经济效益和社会效益。为此，系统化设计必然会成为现代机械设计未来的发展趋势。系统化设计通过层次划分、逐层实现的方式，将原本抽象的设计任务转变为具体化，使整个设计过程变得更加系统，有规律可循、有方法可依，更容易实现计算机辅助设计。
5.3变型设计
所谓的变形设计实质上就是在原有的设计基础之上进行新的研发，借此来使机械上的零部件更加标准、通用化水平更高，由此生产出具有系列化的产品，满足更多用户的不同需求，变形设计其实就是一种创新，这种设计方法有三种形式：其一，纵系列变形设计，即在产品结构、原理以及功能都相同的条件下，改变尺寸和性能参数的设计；其二，横系列变形设计，即以基础型产品为基础对其各方面功能进行扩展的设计；其三，跨系列变型设计，即设计具有先进动力参数的不同类型产品。采用变型设计能够在确保产品原有功能以及原理不变的前提下，按照用户的使用需求对相关参数进行调整，以此来设计出更加完善且符合用户要求的产品。在机械设计中比较常用的变型设计是产品三维参数化变形设计，即以工程、拓扑及尺寸这三者的约束驱动为技术基础的一种设计方法，它能够实现各类相关信息的自动更新，如视图位置、尺寸、比例等，而且还能实现整个产品生命周期的参数化设计。
结束语
现代机械制造行业的发展彰显了一国的综合国力和技术水平，市场经济的飞速发展，科学技术的突飞猛进，和现代化建设的急切脚步都让工业机械的市场需求大大提高。现代机械设计相对于传统的机械设计而言，具有动态性、系统性、创新性、计算机化等特点。不断地创新现代机械设计方法，是确保机械制造业发展的有利保障。
参考文献
机械原理设计方案篇9
机械原理和机械设计是机械专业的两门主干课程，因此这两门课的教学工作就显得比较重要。机械类课程的特点就是机械零部件种类比较多，相对比较复杂。在机械原理和机械设计课程的教学过程中，运用立体化教材可以对教学进行辅助，使教学更加形象、生动，从而提高课堂教学的效果。
1立体化教材简介
立体化教材主要是指通过现代教育技术，将多种具有相互作用的媒体和资源有效整合，从而形成的更加直观形象的教材。立体化教材就外在形式来讲可以分为纸质教材、电子资料、音像制品和网络出版物等种类。立体化教材不仅能够满足教育市场的需求和教学的需要，而且可以促进教学改革，改变教学方式，提升教学能力。立体化教材主要由主教材、学习指导书、参考书和试题库等内容组成，这几种教材相互配合、共同作用，促进课堂教学的实施。以下我们就重点介绍机械原理、机械设计课程立体化教材的几种形式。
2机械原理、机械设计课程立体化教材的主要形式
2.1Cai课件
Cai课件是一种教学系统，它主要通过三维动画和仿真等技术对教学内容进行呈现，最终达到教学的目的。同时Cai课件还是一种计算机软件，它是相关专业人员专门开发的、用于教学的单独运行软件，该软件主要包括图形、图像、动画、声音和文本等媒体素材，对于提高课堂的教学效果和提高授课效率都有很大的帮助。机械原理和机械设计等课程由于包含许多复杂的机械结构和机械运动，传统的教学方法不能很好展示，因此运用Cai课件可以把这些机械零部件的结构和运动过程更好地展示出来，更加有利于教学。Cai课件还可以在教师、同学之间相互传阅，方便快捷，避免了频繁更换光盘等麻烦。
2.2电子教案
电子教案在现代的教学活动中得到了广泛的应用，它不仅能够供教师在课堂上教学使用，而且能够方便学生在复习的时候使用。教学内容通过电子教案展现出来，更加生动形象，不仅能够激发学生的学习兴趣，拓展学生的思维，而且能够改变教师传统的教学方式，控制教学节奏，优化教学效果。此外，幻灯片等电子教案在实际应用的过程中，教师可以根据实际情况和需要进行修改，可操作性强，能够满足不同层次的学生和学校教师的需要。在机械原理和机械设计等课程的教学过程中，电子教案的应用比较广泛，但是要想能够发挥更好的教学效果，电子教案的制作应该具有更高的要求。比如在教学的过程中，教师应该合理地控制好教学的进度，这就要求电子教案能够过程放慢或者过程加快，以适应教师教学的节奏。因此，要想使电子教案更好地发挥作用，我们就应该对电子教案的制作更加合理、更加完善。
2.3试题库
试题库不仅包括大量的试题，还应该包括整个试题管理系统。试题库管理系统不仅能够根据不同学科和章节自定义目录，而且能够对试题进行编辑，这样我们就可以快速方便地对试题进行录入。对于学校而言，试题库软件能够快速生成一份完美的试卷，这样就可以把老师从繁琐的命题工作中解放出来，不用再为出题、命题而烦恼。利用试题库，教师可以根据大纲的要求和实际需要，给学生提供在线测试。试题库还能够很好地实现教考分离，为教学质量评估创造好的条件，因此我们应该合理地利用试题库资源。在机械原理和机械设计的教学过程中，教师可以通过试题库生成一份试卷，让学生完成，以达到检验学生的学习成果和教师的教学效果的目的。此外，教师可以把与机械原理和机械设计相关的典型例题录入试题库管理系统，学生通过试题库完成这些试题，避免以后在这些问题上出现错误。
2.4网络课程
网络课程同样是立体化教材的主要形式之一。随着计算机网络技术的发展，网络课程在教学的过程中起到越来越重要的作用。网络课程主要是以网页的方式为使用者呈现，它是学生通过网络进行远程学习的教材，对于学生的自主学习、课外辅导等方面都有很大的作用。
完整的网络课程主要包括教学内容系统、虚拟实验系统和学生档案系统。教学内容系统主要包括教学目标、教学内容、教学计划、多媒体素材等方面，它是网络课程的主要组成部分，学生进行网上学习主要就是通过教学内容系统实现的。虚拟试验系统主要是指教学过程中的实验情景、结果呈现、数据分析等。学生档案系统主要包括学生的密码、个人账号等。大力发展网络课程不仅是教育信息化建设的需要，而且是教学模式改革的需要和创新人才培养的需要，因此大力推广网络课程具有十分重要的意义。在机械原理和机械设计的学习过程中，学生可以利用网络课程进行自主学习，对没有听懂的内容可以在网上多看几遍，这样不仅锻炼了学生的自主学习能力，而且拓宽了学生的思维，使学生对知识的学习更加有兴趣，学习效果也得到了很大提升。
3机械原理、机械设计课程立体化教材的主要特点
3.1利用先进教学手段充实教学内容
由于机械原理和机械设计等课程属于比较传统的课程内容，因此课程内容上面变化不大。通过立体化教材和先进的教学手段，可以使教学内容更直观、更形象、更具体，使学生对学习更有积极性，更加愿意主动学习。立体化教材还可以对机械原理和机械设计课程中的内容全新阐述，赋予课程内容新的理解，拓宽学生的思维角度。对于课程原文中一笔带过的概念和内容学生如果有不理解的地方，可以通过立体化教材进行更深入的学习，这无疑增加了学生的课外辅导，使学生的知识体系更加完善。此外，有一些高等出版社研制开发的新教材还加入了最新的科研成果，使学生随时关注科技发展的新动态，这样可以让学生更加关注各项科技成果在机械行业中的应用，增加机械专业学生的自豪感，激发他们的学习兴趣。
3.2利用网络课程锻炼学生的自主学习能力
目前来说，我国大力开展素质教育。素质教育的实施注重学生的全面发展，随着教学改革的不断深入，部分课程的基础内容被大量削减，同时新的教育政策要求学生更加自主地学习。尤其是我国的大学教育，传统的教学方式已经不能满足社会发展的需要，现代社会要求的是更加自主的学习。网络课程能够为学生提供自主学习的平台，有效弥补教师课堂讲授内容的不足，为学生提供更为广阔的学习空间。学生可以登录相关的网站下载关于机械原理和机械设计课程的资料，这样可以为自主学习提供很好的帮助。学生还可以在网上找到机械课程方面的试题，自我在线检测答疑。网络课程可以有效地锻炼学生的自主学习能力，弥补了课堂教学中存在的不足，使很多优秀的学生变得更加优秀，没有掌握好相关专业知识的学生能够提升自己的学习效果。此外，有一些比较抽象复杂的机械原理，学生在课堂上难以理解，这时候就可以通过网上的视频、动画展示等资料来对这些难题进行逐一破解。
3.3利用辅助教材补充主教材内容
对于机械专业的学生来讲，机械原理和机械设计这两门课程非常重要，是整个专业课的基础课程。然而，要想在机械行业有所发展，单单掌握这两门课程是远远不够的，因此需要辅助教材发挥作用。机械原理和机械设计这两门课程传授的仅仅是理论上的知识，没有与实际情况具体结合，因此远远不能满足学生专业发展的需要。
3.4紧密结合课程内容和体系的改革进行立体化教材建设
机械原理和机械设计的立体化教材建设必须与课程的内容和体系的改革进行结合，才能发挥出作用，提高教学效果，提升教学效率。在进行立体化教材建设时，不能脱离了机械课程的实质，要围绕着教学内容和教学本质进行教材建设，否则不仅不能使教学效果提高，还会起到相反的作用。此外，机械原理和机械设计的立体化教材建设还应该与我国教育体系的改革相结合，适应新时代培养机械类人才的要求。立体化教材的建设还应该不断推陈出新，打破固有的教材模式，在教材的设计上讲究创新，使教材更加直观形象、容易理解。此外还应该体现立体化教材设计的人性化，使学生更喜欢这种立体化教材的方式，这样才能激发学生的学习兴趣，改变学生的学习方式，使学生更加愿意学习，更加积极地探索新的学习方法和思路，从而最终提高教师课堂的教学效果，提高教学效率。
机械原理设计方案篇10
摘要：基于培养创新型人才的目的，本文以机械设计基础为例，从课程设置、课程内容、课堂设计以及考核方式等方面介绍了如何设计说课，这对提高教师的素质以及教学团队建设具有极大的帮助，并能提高机械设计基础课程教学质量。
关键词：机电一体化专业机械设计基础技工院校
说课有利于老师之间进行交流学习，有利于提高老师的教学质量，有利于促进教学改革等。为此，本文以机电一体化专业为基础，基于培养创新型人才的目的，从三个方面介绍如何进行机械设计基础说课设计。
一、课程设置
1.课程性质
本门课程是基础课程，学生在对本门课程学习后，能够掌握机械基础知识，比如让学生了解一些常见机械的构成特征、常见机械设备的工作原理等，为学生学习机电一体化其他课程奠定了基础。
2.课程地位
本门课程的前置课程有工程力学与机械制图等，学生通过学习这些前置课程，能够识别基本的机械零件图样，了解机械零件材料特性，会进行简单绘图等。这些都为学好本门课程奠定了基础。此后，本课程为机电一体化专业学生进行机械设计实训、电动机实训等实训课程提供了理论基础。总而言之，机械设计是一门承前启后的课程，在机电一体化专业中具有重要的地位。
3.课程目标
学习本门课程，要求学生实现三大目标：
（1）知识目标领域，要求学生了解机械设计的基本要求，熟悉一些常见机械设备的工作原理。
（2）能力知识领域，使学生掌握机械零件的结构以及制动原因，使学生掌握简单的机械传动装置的设计。
（3）素质目标领域，培养学生爱岗敬业、勤劳苦练的优良品质。
4.教材选择
对于技工院校一体化专业，笔者推荐选择国家规划教材，课外一些资料多登录国家精品课程资源网上下载资料进行学习。
二、课程内容
基于培养创新型人才，机械基础设计课程应该根据机电一体化专业对培养学生职业能力的要求，突出提高学生技术应用能力以及创新能力。
1.理论知识的安排
机械设计基础课程中计算公式比较多，但是实际案例比较少，而且实际案例还比较陈旧。因此，在实际教学中，可以选择机械行业零部件设计为主线，来优化本门课程的理论知识内容，教学过程中多举例，多安排机械设计习题，让学生在实际设计中提高机械创新能力。
2.课程设计内容
现在技工院校机械设计基础课程中的课程设计内容大多选择减速器为对象，并且在课程设计内容中设定好了设计数据与方案，学生在进行减速器设计时，只需要按照设计思路进行，这种课程设计说到底还只是对以前学过的知识进行再一次巩固罢了，很难提高学生的创新能力。为了真正提高学生的创新能力，在毕业前半学期，笔者安排给学生一个课程设计内容，要求学生利用剩下的半学期完成一个创新发明型任务，为了减轻学生的压力，课程设计任务可以只要求学生提出设计思路，发明创新点或者发明价值。
三、课堂设计
1.教学内容的重点与难点
本门课程的教学重点是常用机械设备的工作原理、结构特征，常用零部件的设计原则与方式等。教学难点是常用机械设备的工作原理、齿轮与轴等不标准零件的设计方法。
2.教学方法
本门课程教学可以采用多媒体教学法、案例导入教学法、模型演示教学法、同类比较教学法、启发教学法、现场教学法、分组讨论教学法等。比如在讲授牛头刨床以及轮系变速动画等知识时可以利用多媒体教学法；讲解连杆机构时可以应用案例导入教学法；在剖析机械零部件时，可以利用模型演示教学法；在讲解不同传动时，可以利用同类比较教学法；对于一些相关联知识可以利用启发式教学法，由旧知识引入新知识；可以视条件应用现场教学法让学生直接到实训现场观摩机械的实际运行过程；分组讨论法则是组织学生共同分析问题与解决问题。
3.考核方式
当前大多技工院校机械设计基础课程的考核方式采用理论笔试形式，这并不能真实反映学生的创新能力。因此，需要对课程考核方式进行改革：笔试考核环节，可以多增加设计类知识；讲授完一个主要零件的时候，可以留下一个大作业，即要求学生上交一个设计性作业，提高学生的设计创造性。特别地可以安排一个课外机械创新训练，采用考核的方式要求所有学生都参与这个课外机械创新训练。
4.教学质量监控
老师可以要求学生课前进行预习，对于课前预习，老师可以不定期进行抽查，比如随机抽查学生，让学生面对全体同学讲解课前预习。老师可以对学生在课堂上听讲情况进行监控以及对课后作业进行质量监控等。
参考文献：