現代機械設計論文匯總十篇

序論：好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程，我們為您推薦十篇現代機械設計論文范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質，帶來更深刻的閱讀感受。

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2計算機輔助機械設計方法

計算機輔助設計（ComputerAidedDesign，簡稱CAD）技術是電子信息技術的一個重要組成部分。因其具有計算機高速運算和快速繪圖的強大功能而被廣泛應用到工程設計及產品設計服務中，從根本上改變了傳統的手工設計繪圖方式，讓設計人員從繪圖板、繪圖鉛筆、丁字尺這些傳統的設計工具中解脫出來，不僅降低了勞動強度，更是極大地提高了產品開發的速度和精度，使得科技人員的智慧和能力得到了延伸。計算機具有運算快、計算精度高、有記憶、邏輯判斷、圖形顯示以及繪圖等功能，而人們則具有豐富的經驗、無窮的智慧和非凡的創造力，兩者相結合，有效地提高設計質量，縮短設計周期，極大地創造社會效益和經濟效益，推動社會文明的進步。CAD系統由硬件系統和軟件系統兩大部分組成。硬件系統是計算機輔助設計技術的物質基礎；軟件系統作為計算機輔助設計技術的核心，決定了系統所具有的功能。軟件分為系統軟件、支撐軟件和應用軟件。系統軟件處于整個軟件的核心內層，它的作用是對計算機資源進行自動管理和控制，主要包括操作系統和數據通信系統等。支撐軟件又稱為軟件開發工具，是一種軟件工具系統，它的作用是幫助人們高效率開發應用軟件。應用軟件是用于解決各種實際問題的程序，它是用戶利用計算機以及它所提供的各種系統軟件和支撐軟件自行編制的。計算機輔助機械設計首先要建立數學模型，雖然對于一般的機械零件有現成的數學模型可以使用，但對于沒有數學模型的就需要建立正確的數學模型，這是成功進行設計的第一步；接下來，根據手工計算的步驟設計程序框圖；然后根據程序框圖用高級語言編制程序；最后進入程序調試環節，程序編好后，要對源程序及程序適用范圍的邊界、轉折點進行試算，試算與手算結果要完全吻合。

3系統化機械設計方法

現代化機械設計正在向智能化、柔性化、系統化、信息化發展，而不再是把實現機械某一個單一的功能來作為設計的目標。從系統的角度為著眼點，機械系統設計過程中，為了讓機械產品能夠創造更高的經濟效益和社會效益，必須要在產品制造技術、功能、性能等方面，充分利用先進的技術，讓產品的結構產生質的飛躍。在對傳統機械設備改造的過程中，系統化設計和控制技術的應用成為了不可或缺的重要因素。人們對于機械產品的功能的需求隨著科學技術的飛速發展日益增多，這就導致了機械構造變得越來越復雜，產品壽命期逐漸縮短，機械產品更替的頻率逐漸加快。盡管如此，機械產品實際上所展現出的功能仍然無法滿足現代社會的需要。現在，計算機輔助設計已經廣泛應用于整個產品設計的過程中，從最初的設計計算，到設計繪圖，再到生產規劃和加工制造，計算機輔助設計都充分表現了獨特的優勢并且成果喜人。然而，對于產品開發初期方案的設計，計算機輔助設計還是有著不足，不能完全滿足設計的預期需求。如何讓整個機械設計更加系統化，設計過程更有規律性，從而更好的應用計算機輔助設計，這是必須要考慮的問題。于是，系統化設計法應運而生，采用這種設計方法，可以將設計任務由抽象到具體，由淺入深進行層次的劃分，然后對每一層次的既定目標和所采取的方法進行規劃。系統化設計法的優勢在于，每一個設計都是相對獨立卻又保持著有機的聯系，這些個設計結合在一起，就構成了完整的機械系統設計。為使設計工作科學有效的進行，在機械系統過程中，首先要把一機械系統分解為若干個子系統，各個子系統相對比較簡單，相互之間存在著聯系，各子系統還可再分解為更小的子系統，以此類推，直至可以滿足設計和分析的需要。系統分解時需要注意：首先要把握好分解數和層次。分解數太少和太多都不可以，太少則導致子系統仍很復雜，不利于進行模型化和系統優化，太多又會對總體系統的綜合造成難題。其次，分界面不能過于復雜，可以在要素間結合枝數（聯系數）較少和作用較弱的地方選擇分界面。此外，通常機械系統工作時，能量、物料和信息三者之間存在著轉換關系，從系統輸入到系統輸出的過程中，按一定的方向和途徑流動，不可以中斷或產生紊流，即便分解成各個子系統，它們的流動途徑仍應暢通和明確，在設計過程中，必須保持能量流、物料流和信息流的合理流動途徑。最后，需要了解到，系統分解與功能分解的不同。系統分解時，它把具有比較密切結合關系的要素結合在一起，其結構組成雖稍微簡單，但其功能往往還有多項，每個系統仍是一個系統。而功能分解時，是按功能體系進行逐級分解，直至不能再分解的單元功能。

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一、機械設計中對材料的選擇

1、機械零件材料的選擇應滿足基本要求

1.1使用性能要求。材料在使用過程中的表現，即使用性能，是選材時應考慮滿足的根本要求。不同零件所要求的使用性能是很不一樣的，有的零件主要要求高強度，有的則要求高的耐磨性，有的甚至無嚴格的性能要求，僅僅要求有美麗的外觀。因此，在選材時，首要的任務就是準確地判斷零件所要求的主要使用性能。

1.2工藝性能要求。材料的工藝性反映的是材料本身能夠適應各種加工工藝要求的能力，即要求所選材料在加工制造時首先能夠造出成品來，并且能夠便于制造、同時必須保證質量。1）熱加工工藝性能熱加工工藝性能主要指鑄造性能、鍛造性能、焊接性能和熱處理性能。2）切削加工性能金屬的切削加工性能一般用刀具耐用度為60min時的切削速度V60來表示，V60越高，則金屬的切削性能越好。

2、機械零件材料選擇的方法

2.1選材對產品壽命周期成本的影響。顯然，材料的選用極大地影響了產品壽命周期成本的各個組成部分。工程實踐中，在保證產品合理功能（或性能）的前提下，雖然一般是選用價格便宜的材料，可降低產品的壽命周期成本；但同時我們更應注意的是，有時若選用成本雖高但性能更優的材料，由于產品的自重減輕、使用壽命延長、維修費用減少、能源費用降低等多方面的有利因素，從產品壽命周期成本角度考慮，反而是經濟的。

2.2制造方法的選擇是材料選擇過程中一個不可分割的因素，即應將結構設計、材料選擇及其可用的加工方法作為一個有機的整體看待。選材時不僅要考慮零件的某單項加工工序的成本，更重要的是應綜合考慮其整個加工路線所涉及的全部加工工序之總成本。

二、機械設計標準化

1、機械零件是機器的基本組成要素，對于機械零件設計工作來說，標準化的作用是很重要的。所謂零件的標準化，就是通過對零件的尺寸、結構要素、材料性能、檢驗方法、設計方法、制圖要求等，制定出各式各樣的大家共同遵守的標準。

能以最先進的方法在專門化工廠對那些用途最廣的零件進行大量的、集中的制造，以提高質量、降低成本。統一材料和零件的性能指標，使其能夠進行比較，并提高零件性能的可靠性。采用標準結構及零、部件，可以簡化設計工作，縮短設計周期，提高設計質量。

2、搞好設計階段的標準化工作是降低產品成本的重要途徑。在市場經濟體制下，生產廠家應根據市場的需求變化，不斷更新產品品種，提高產品質量，降低物資消耗，提高經濟效益。要達到這些目的，都離不開標準化，必須用標準化手段，從嚴把好產品設計這一關，才能使企業在市場競爭中求得生存和發展，加快新產品開發。

三、影響機加工件表面層物理力學性能的因素

機械加工中工件由于受到切削力和切削熱的作用，其表面層的物理力學性能將產生很大的變化，造成與基體材料性能的差異，這些變化主要表現為表面層的金相組織和硬度的變化及表面層出現的殘余應力。

1、表面層金相組織的變化

影響磨削燒傷的因素有：砂輪材料對于硬度太高的砂輪，鈍化磨料顆粒不易脫落，砂輪容易被切削堵塞。因此，一般用軟砂輪好。磨削用量當磨削深度增大時，工件表面及表面下不同深度的溫度都將提高，容易造成燒傷；當工件縱向進給量增大時，磨削區溫度增高，但熱源作用時間減小，因而可減輕燒傷。但提高工件速度會導致其表面粗糙度值增大。提高砂輪速度可彌補此不足。實踐證明，同時提高工件速度和砂輪速度可減輕工件表面燒傷。冷卻方式采用切削液帶走磨削區熱量可避免燒傷。但由于旋轉的砂輪表面上產生強大的氣流層，切削液不易附著，以致沒有多少切削液能進入磨削區。因此，可采用高壓大流量的冷卻方式，一方面可增加冷卻效果，另一方面可以對砂輪表面進行沖洗，使切屑不致堵塞砂輪。

2、加工表面的冷作硬化

加工過程中表面層金屬產生塑性變形，使晶體間產生剪切滑移，晶格嚴重扭曲，并產生晶粒的拉長、破碎和纖維化，引起材料的強化，其強度和硬度均有所提高，這種變化的結果稱為冷作硬化。加工表面層冷作硬化指標以硬化層深度、表面層的顯微硬度及硬化程度表示。一般硬化程度越大，硬化層的深度也越大。

影響冷作硬化的主要因素：切削用量切削速度增大，刀具與工件接觸擠壓時間短，塑性變形小。速度大時溫度也會增高，有助于冷硬的恢復，冷硬較弱。進給量增大時切削力增加，塑性變形也增加，硬化加強。但當進給量較小時，由于刀具刃口圓角在加工表面單位長度上的擠壓次數增多，硬化程度也會增大。刀具刀具刃口圓弧半徑增加，對表層擠壓作用大，使冷硬增加；刀具副后刀面磨損增加，對已加工表面摩擦增大，使冷硬增加；刀具前角加大可減小塑性變形，使冷硬減小。工件材料工件材料的硬度越低，塑性變形越大，切削后冷作硬化現象越嚴重。

3、表面層的殘余應力

切削過程中金屬材料的表層組織發生形狀和組織變化時，在表層金屬與基體材料交界處將會產生相互平衡的彈性應力，該應力就是表面殘余應力。表面層的殘余應力的產生，主要有以下三種原因。

3.1冷態塑性變形引起的殘余應力在切削力作用下，已加工表面發生強烈的塑性變形，表面層金屬體積發生變化，此時基體金屬受到影響而處于彈性變形狀態。切削力去除后，基體金屬趨向恢復，但受到已產生塑性變形的表面層的限制，恢復不到原狀，因而在表面層產生殘余應力。

3.2熱態塑性變形引起的殘余應力工件被加工表面在切削熱的作用下產生熱膨脹，此時基體金屬溫度較低，因此表層產生熱壓應力。當切削過程結束時，表面溫度下降，由于表層已產生熱塑性變形并受到基體的限制，因而產生殘余拉應力。

3.3金相組織變化引起的殘余應力切削時產生高溫會引起表面層金相組織變化。由于不同的金相組織有不同的密度，表面層金相組織變化引起體積變化，當表面層體積膨脹時，因受到基體的限制，產生了壓應力。表面層體積縮小，則產生拉應力。

總之，在市場經濟中，為了更好滿足企業的發展，機械產品越來越先進，品種越來越多。這就要求我們在機械設計當中，對材料的選擇、標準化的應用提高到一個新的認識，在加工過程中，減少影響表面層物理力學性能的因素以及劑的合理運用。努力把我們加工成本降到合理的水平，從而提高企業的經濟效益。

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農業發展過程中，農業生產手段在農業生產中處于一個極其重要的地位，生產手段的先進與否、效率高低都影響了生產的生產效率和生產規模，是推動農業和國家經濟的最大勞動力。實現農業生產手段生產過程的機械化改善了農業生產條件，促進了農業的豐產豐收，是農業現代化建設中的一個重要條件。隨著社會的發展，農業生產中以機械動力代替傳統的人力和畜力，使原有的農業生產規模有了巨大的跨越，在提高了農業勞動力生產水平和生產效率的同時，改善了農作物的生長條件，大大推進了新型生產力在農業中的發展。農業機械化的引入是農業生產方式的一次巨大變革，打破了傳統生產方式的局限，其大范圍的實現使農業生產向著現代化邁進了一大步，并逐步實現了規模化、標準化和產業化，是農業現代化的一個關鍵的衡量標準。因此要實現農業現代化建設，提高農業生產的效率和技術水平，作為其中基礎性設施的農業機械化的實現和廣泛應用是關鍵所在。

1.2農業機械化是先進科學技術的有效應用

在現代農業發展中，農業機械化的實現是首要環節，在農業機械化中大量引進了先進的機械設備和先進的科學技術，使成為重要組成成分和推動力。先進的科學技術的引進在極大程度對農業的生產環節進行了改進，在農業生產全過程中都得到廣泛的應用，例如機械化插秧、機械化收割、機械化病蟲害防治設備以及洪澇災害設備等機械化設備都在當今農業生產中得到廣泛應用，它們的使用使農業生產過程更加高效、便利，方便和推動農業生產活動的進行。先進的機械設備需和先進的科學技術應用相互配合才能發揮最大的生產能力，近年來我國已大量引進國外先進的科學生產技術，在我國中的農業生產中得到應用和推廣，使機械化設備得以有效地在農業生產中實施，兩者協調共同作用使農業機械化在農業生產中能發揮更大的作用，使農業先進科學生產技術的高效性在其中得以展現。

1.3農業機械化優化生產績效

農業生產發展的目標是農業生產績效的優化，即勞動生產率的提高，而農業機械化的發展對于生產績效的提高有很強的優化作用。伴隨著農業機械化的發展，農業生產過程更加優質和高效，它以機械動力代替人力和畜力作為農業的主要生產力，一方面有效提高了農業生產率，使生產成本大大降低，另一方面使農產品的產量和質量都大大提高，實現農業生產績效的優化，促進農業生產率和生產效益的提高。

1.4農業機械化提高勞動力的素質水平

“科學技術是第一生產力”，農業機械化在生產環節中以機械動力代替人畜力，運用大量先進的農業機器設備，引入現代先進科學技術，使農業生產過程機械化、智能化，在機械使用過程中對農民的技術水平進行訓練，大大提高了農民的科技意識，使其素質在本質上大大提高。這些高科技的新機器和新技術的引進和使用使農民成為高素質的勞動力，成為能夠對生產機械進行操作和管理的具有高素質水平的技術掌握者，有能力走在新農村建設的最前線。

1.5農業機械化有利于農業的可持續發展

農業生態環境的保護是維持農業可持續發展的一大重點，然而由于現代社會中的污水排放、農用化學品污染等問題導致農業生態環境遭到嚴重破壞。農業機械化引進了機械深施化肥技術、機械灌溉技術和機械秸稈粉碎還田技術等高新技術，對生態環境有極大的改善作用。機械深施化肥技術告別以往將化肥撒施或淺施的不合理使用方法，防止作物不能吸收的化肥殘留在土地中對土壤的結構產生破壞，導致土壤質量下降，深施化肥有益農作物的吸收并且對土壤的破壞大大減少。機械灌溉技術克服了傳統農業灌溉過程中水資源利用率低下并且容易造成土壤的沖刷等缺點，有利于保持、改善生態環境。機械秸稈粉碎還田技術減少以往因多余的秸稈稻草腐爛或燃燒導致的環境污染，將秸稈還田改善土質，提高土壤養分，使秸稈的作用得到充分利用并避免了環境污染。農業機械保護了農業生態環境，有利于農業的可持續發展。

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1機械設計發展概述

傳統設計方法是主要采用封閉的收斂設計思維，進行經驗類比設計。在計算方面只進行靜態分析，并將載荷，應力進行集中處理，對計算數據的誤差采用增加安全系數的做法。論文百事通傳統設計以手工設計為主，使用簡單工具，進行人工計算繪圖。除此，傳統設計是一種串行設計，即一個零件從設計到生產是一個階段的工作完成之后才進行下一個階段的工作。所以，一種產品從設計到正式投產要花很多時間，這樣開發周期長，且串行設計過程中，各個環節之間缺乏信息溝通，經常導致設計人員之間的合作不協調。

近年來，由于計算機網絡技術、Web技術和數據庫技術的出現和飛速發展，給現代機械設計注入了新的生機活力，機械設計逐漸向數字化、網絡化方向發展。基于Web的遠程設計是在這種條件下產生的。它使得各制造企業可以充分利用Internet和Web的國際互聯性和資源共享性，建立企業間的動態聯盟或虛擬設計小組，通過分散組合在各地域企業的技術優勢，發揮各個企業的局部特長，所以不同專業的技術人員可以不受地域的限制，在一個統一且易于訪問的平臺下進行異地的合作與設計，實現信息的交流和共享，進而快速開發出所需產品，提高產品設計的一次成功率。

做為現代設計的一個重要組成部分，遠程機械設計是一個多學科、多技術的研究領域，涉及到機械工程及計算機技術等許多知識領域。從機械設計的角度來看，主要研究設計過程的建模、設計優化理論等。從計算機技術方面來看，應研究如何對現有的設計資源進行組織和，使得這些資源能方便異地的設計人員進行查詢和調用。這些資源包括各種專業化的計算、分析程序，供設計使用的數據庫和知識庫等，所以要研究網絡環境下設計資源的獲取與調用，設計過程中設計人員之間信息的交流和反饋等，為遠程設計中分布式資源的獲取和調用提供基礎和借鑒。

2國內外遠程機械設計發展

2.1遠程設計的概念和意義遠程設計讓設計人員通過瀏覽器輸入設計參數，服務器自動進行選擇和計算，根據確定的參數返回產品的規格或設計圖形。遠程設計技術是現代計算機技術、網絡技術和機械設計技術在工程設計上的應用，其縮短了產品的設計周期和節省了設計成本，真正意義上釋放了工程技術人員。與傳統的機械設計相比，遠程設計具有以下優點：縮短產品的開發周期；避免重復開發；降低了企業資金和人員的投入。特別是近年來三層B/S網絡計算模式的出現，極大地降低了客戶端軟硬件的配置要求；因為遠程設計一般都提供給用戶進行交流和討論的平臺，這不僅加強了各領域專家之間信息的共享和交換，而且還大大提高了一次產品設計的成功率。

2.2遠程設計的國內外研究現狀

2.2.1在國外領域，有關遠程協同設計的研究和應用起步比較早，主要有：①上世紀80年代中期，麻省理工學院學者就從事了這方面的研究，首次提出T計算機支持的協同工作的概念。②20世紀90年代中期，美國伯克利加州大學的集成制造實驗室開展了一個名為Cybercut的研究項目，建立了世界上第一個基于WWW的設計和制造系統。③英國建立EdinburghEngineeringVirtualLibrary網站，提供工程設計、制造需要等各種信息，建立了基于Web的虛擬制造中心，提高了企業特別是中小企業的市場競爭能力。④美國的Microsoft公司和UnigraphicsSolutions公司聯合研究面向產品全生命周期基于知識的協同設計支持網絡環境“DesignKnowledgeNetwork”，減少了時間，降低了成本，快速獲取全球設計知識的基礎的同時，進行產品創新設計。⑤英國Liverpool等大學研究并且應用人工智能和Internet提供滾動軸承的網絡化的設計服務。

2.2.2在國內，這方面的研究主要集中在高等院校和科研院所，其中主要有：①西安交通大學理論與軸承研究所為主、國內多家企業和研究機構共同參并建立了國內第一個支持產品協同設計的網站-現代產品設計與研究開發網絡（），旨在推進現代設計，主要提供設計知識的獲取，參加的單位還有清華大學、機械科學研究院、華中理工大學、重慶大學、上海交通大學等國內許多著名的高校和科研院所。②清華大學精密儀器及機械系摩擦學國家重點實驗室開發出了基于Web的異地合作設計系統Cdesign，其采用了Client/Serveer構架，客戶與服務器之間通過VAW來完成。③上海先進制造工程技術研究中心與上海飛機制造公司開發了一個基于Intemet/web的異地設計和制造系統，利用它進行跨企業、跨地域的協同產品設計與制造。

除此之外，國內也有一些相關的網站，如：中國機械網（china-）、材料與制造綜合信息服務平臺等，它們提供機械設計技術數據、制造工藝技術數據等，并把機械設計技術、制造工藝技術、遠程設計技術、產品數據庫、計算機輔助設計都實現了網絡化。

可是遠程設計由于剛剛起步，像其它新興技術一樣還不夠完善。隨著CAD技術、計算機網絡技術、數據庫技術及人工智能技術的不斷發展，遠程設計的內容必將越來越豐富，功能越來越強大，所提供的服務也將越來越完善。新晨

3遠程設計系統的技術研究

任何系統的總體結構模式的確定是系統在設計初步階段要完成的一項主要任務。它的總體結構模式是系統的基礎，只有確定了系統的結構模式才能進行下一步的設計和開發。而且應用軟件的架構是建立在計算模式基礎之上的，所以，必須先對網絡計算模式進行分析。

計算機網絡技術的發展過程中先后出現了大型機為中心的計算模式，服務器為中心的計算模式和客戶機/服務器(Client/Server)計算模式，還有隨著Web技術的成熟而發展起來的瀏覽器/服務器(Browse/Server)計算模式。

對兩種計算模式經過分析和研究，CS模式和B/S模式比較，具有以下優點:界面風格統

一、可移植；跨平臺性，B/S模式的系統較US模式的系統有更好的跨平臺性，客戶端可位于任意的軟、硬件平臺；易于管理和維護。

4遠程設計系統的支撐技術

基于Web的遠程設計是一項涉及多學科多功能的綜合活動，其中包括現代機械設計技術、Web技術、數據庫技術、計算機編程技術、多媒體技術和圖形瀏覽技術等。

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機械設計課程是一門老課程，人們已經積累了豐富的教學經驗，但也存在傳統的習慣和間題。機械設計及制造專業（簡稱機械設計專業）是一個新專業，人們具有許多教學創新的機會，卻也存在不同的看法和做法。這種情況促使作者在教學研究中注從理論上探索設計教育與設計教學的規律，三年連續寫出數篇論文。從局部的、具體的教學問題開始做深入的理論分析到從總體的教育規律和策略方法出發做系統的理論研究，取得了認識上和觀念上的飛躍。

綜合設計教育理論研究的內容有：

（1）運用拓撲理論的基本概念，構筑人類設計思維的拓撲模型，從而得出培養設計人才的實質內容和必由之路，使之成為教學改革的理論依據。

（2）運用系統理論的基本方法，建立高校設計教育的策略進程，從而澄清了各門課程的分工聯系，確定了機械設計專業的教學進程和機械設計課程的邊界、聯系及教學秩序。

（3）運用信息理論的主要論述，分析教學過程中信息傳遞的本質、質量、數量、通道和空間，進行教學方法的改革和課程教學的荃本建設。

（4）運用耗散、突變與協同理論的基本觀點，分析創造性設計思維的內部因素、外部條件、觀念更新和行動指南，作為教師對學生進行創新思維能力培養的指導思想。根據設計教育理論確定的設計教學規范.大大地提高了教學改革的目的性和自覺性，必然引導教學水平的大幅度的提高。這種以科學理論為依據，以大量生產實踐為基礎的教學研究取得了預期效果。根據“實體概念集合是設計思維空間的支柱”這一原理，堅定地在機械設計課程中引進認識實習。進行實習基地課程建設和組織教學，這樣從根本上解除了長期存在的由于學生缺乏感性認識和實體概念所帶來的一系列的教學間超，并使學生提離覺悟，開始樹立工穆愈識和生產觀念，參加這一教學活動的青年教師也得到鍛煉和培養。同理，在機械設計專業生產實習中，作者著重地進行實習基地選擇和課程建設，針對所選的現代大工業廠礦的特點，不斷地改革傳統的實習內容和指導方法，大大提高了機械設計專業生產實習的教學質量。

在實習教學的基礎上，作者擔任一系列課程的教學任務，其中有機械設計、機械概論、現代設計方法學和機械設計學等裸程。在系列課程的講授方面具有以下共同特點：

（l）口繃粉設什知識傳授，培養設計能力，

（2）充實大t設計實例，達到理論聯系實際，實際提高到理論的認識；

（3）調整完善講授的系統，使之規范，消除內容零徽、多雜的現象；

（4）用現代設計的概念和方法有效絕更新教學內容，

（5）總結出“講授法十則”進行課程內容的講授，并在機械設計課程中采用課內系統講授與課外集體質疑討論（每周1次）的方式文替進行教學，取得極好的教學效果。

作者研究了設計方法學、機杖零件學習指導和自學筆記、現代設計方法學簡明教程等5種文字教材和齒輪傳動電視教材。這些教材在內容、形式和編制技法上都有所創新，進一步提高了教學質量。在教學中，作者肩挑起培養學生創新設計思維的重擔，加強創新設計思維的教育。為此，除編寫講義、教材外，還設計了概念設計表格圖冊，用來系統地培養學生的設計思維能力，組織和進行機械設計課程教學的專用教室的建設，這樣解除了長期教學環節多、教具重和電化教室分徽帶來的困難。這種專用教室因其功能多、占地少、經費投入低、效益面寬、利用率離等特點，收到很好的教學效果。經過以上綜合地進行教學改革和課程建設工作，使得課堂教學的質量得到進一步的提高。

為了對設計作業做系統的組織和指導，把學生的設計能力一步一步地提高到不同層次的高度，作者多年來做了大量的設計教學改革的試點.在機械設計課程教學中，做了習題的改革、作業的改革和課程設計的改革，形成新的作業的系統，并開拓了20個新課題，真正地培養學生的設計能力；在機械設計學和設計方法學課程中，指導學生做概念性設計作業；在專業課程設計中指導學生做結合生產實際的技術性設計；在畢業設計中指導學生做較大系統的全程設計及單項優化設計等公學生最終達到的設計水平，無論在難易程度、熟練程度、圖面質量、思維能力以及知識的全面應用等方面都能達到優良的水平。

幾年來，教學研究和教學改革的內容豐富、全面、系統，有所創新，教學實踐效果始終保持優良，成效顯著.成果的取得是由于黨的教育方針正確、組織的領導、行政的支持、群眾的幫助和師生共同的努力的結果.其中，作者出于對教育事業的滿腔熱情和創業精神，把近代數學及現代科學理論引入教學研究，把生產實踐與理論教學、科研與教學結合起來，進行系統的教學改革和課程建設，大大地提高了教學研究和教學實踐的水平。我校在夯實專業基礎課的同時，特別注重應用技術型人才的培養，不斷地在提高機械設計課程設計這一實踐環節的教學質量上下功夫，經過我幾屆畢業學生的工作實踐，取得了一些成果，愿與同仁共享，文中不妥之處還望指出。

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中圖分類號：G642 文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2012）07-0253-02

0引言

機械設計課程是機械專業的重要技術基礎課，它在學生學好專業課程和培養實際設計能力等方面起著重要作用。其教學目標是使學生掌握常見零部件的基本知識，初步建立機械零件和簡單機械系統設計的能力。近年來，我校機械設計課程經過省、校、院各級教改項目、精品課程建設，已經取得了一定的教改成果。本文結合筆者的教學實踐，談一些體會。

1針對教學內容特點，合理組織教案[1，2]

1.1 以工程設計過程為背景機械設計課程基本概念多，邏輯性差，缺乏系統性，實踐性強。因此，不少學生在學習中感到比較吃力，沒有頭緒，抓不住重點。為解決這一問題就需要教師在組織教學活動中，充分理解教材內容的特點，合理組織教案。在教學內容的組織方面，我們追求教學內容新、課堂教學信息量大，注意將學生的能力培養和素質教育結合起來。在課堂教學以及實驗教學中，設置了很多啟發點，激勵學生的學習積極性。具體方法：①以工程設計過程為背景，以掌握通用零部件設計能力和創新能力培養為主線，從整體和系統的角度，將課程知識體系整合為“機械設計總論”、“連接零部件的設計”、“機械傳動設計”、“軸承設計”和“軸系部分設計”五大模塊，體現學生設計能力培養的循序漸進性。②在強調和培養傳統設計能力的基礎上，結合具體章節（如齒輪傳動、蝸桿傳動及軸設計等）介紹現代機械設計的方法，旨在開闊學生的視野，提高學習興趣。③對傳統內容精簡壓縮，簡化公式演繹推導，重結論、重應用。

1.2 突出工程觀點機械設計課程是一門實踐性很強的課程，而學生缺乏實踐經驗和感性認識，因此我們充分利用實驗課、課程設計等實踐環節，培養學生應用工程觀點提高分析問題和解決問題的能力。實驗課在傳授知識和技能方面有著理論課無法替代的作用，它的特點是觀察目標明確、清晰，原理結構易懂、有針對性，可動手操作等。我們要求學生仔細觀察、分析，并將實際結果和有關原理進行分析、對比和歸納總結。如動平衡實驗、螺栓組連接實驗等幾個驗證性實驗，目的就是驗證理論知識，培養實驗動手能力，同時提高學生應用工程觀點分析問題的能力。課程設計是本課程及相關課程知識的一次綜合運用，是學生第一次較全面的設計訓練，是對學生設計思想、設計方法和設計能力的一次鍛煉和檢查。在此過程中，前一階段教學中存在的問題會顯露出來，因此這是系統培養和強化學生工程觀點的一次難得的機會。

1.3 將單個零部件的設計與整機設計結合起來在實際的工業應用中，零部件往往不是單獨使用的，它們要相互連接、配合形成系統進行工作。因此，機械設計課程教學的目標決不僅僅是為了能夠進行單個零部件的設計，而是面向實際機械系統的設計。但目前國內高校機械設計課程的內容在編排上都是以零部件進行分塊講解，各個零部件之間沒有很好地建立有機的聯系，學生在學完整個課程之后雖然能夠進行單個零部件的設計，但面臨整機設計中的零部件之間相關問題設計往往無所適從。為此，我們在教學中每講到某一個零部件的設計時總要抽出一定的時間詳細介紹一下該零部件與其他零部件之間的關系、設計中如何進行相互協調等。

2合理使用教學方法與教學手段

2.1 采用多媒體教學，提高教學效果學校在多個校區建立了設備先進，條件優越的多媒體教室，能保證全校機械設計課程的多媒體教學。從2000年開始研究利用信息技術進行教學手段和教學方法的改革，進行多媒體課件的研制工作，完成了《機械設計基礎》、《機械工程基礎》、《機械設計》三門課程的多媒體課件，所用素材內容豐富、經典生動，學生反映良好，使用方便省時高效；使教師授課空間由二維的黑板擴展到了更真實、自然的多維空間，為改革傳統的教學方法和教學手段提供了新的發展機遇。

2.2 多樣化的課堂教學幫助學生掌握重點、克服難點理論課加強啟發式，采用多媒體和黑板相結合，并輔以配套電子版教材，幫助學生聽課與復習；習題課通過抓住典型習題，舉一反三，以點帶面；討論課以實際工程為背景，使學生在分析能力提高中理解重點；實驗課充分發揮開放實驗室的作用，使學生在自主動手能力提高中突破難點。

2.3 建設“機械設計”省級精品課程網站利用校園網提供的網絡教學平臺, 為學生提供了教學課件、學習指導、復習思考題、練習題等大量的學習資源，節省了學時，提高了教學效率和教學質量，也培養了學生的自學能力。

3開放主題的小論文，培養學生主動獲取知識的能力

由于學時的限制，在講授機械發展史等內容時，只能給學生一些很粗淺的認識。我們嘗試讓學生對這部分內容進行自學，并且給學生獲取比教材上內容更豐富和具體的知識的途徑，要求學生以“各種機械的發展史”為主題寫成學習小論文。學生通過查閱相關資料，對各種機器的相關技術及發展有了較深入的認識，并完成了諸如“機器人的發展”、“抽油機的發展”、“聯合收割機的發展”、“輪式拖拉機的發展”等小論文的寫作，并編輯成冊，培養了學生主動獲取知識的能力。

4工程實踐能力和創新能力的培養[3-4]

以機械設計課程體系的教學內容為背景，以強化設計型、綜合型和加強學生動手能力培養為目標，我們將原“機械設計”的實驗環節從課程中剝離出來，于2006年構建了單獨設置、學分單列的機械設計實驗課程,并新編了“機械設計實驗指導書”和“機械設計實驗教學大綱”，按五大模塊體系設置了5個實驗項目，其中：創新設計型實驗1個，綜合型實驗3個，驗證型實驗1個。對每個實驗項目規定了難度等級，要求每位學生至少完成3個實驗項目，其中包括2個必做項目和1個選做項目，便于因材施教和培養學生個性發展。

為進一步提高本科生科研能力、創新能力和實踐動手能力，進一步激發學生的科技創新熱情，依托西南地區較早建立的機械創新設計實驗室，我校每年都舉辦大學生機械創新設計大賽，學生可根據自身的興趣愛好和創新需求自由申請項目，也可申請參加教師從現有教學、科研、生產和管理研究課題中細化出來的項目或企業界設立的項目，學校給予經費支持，機械基礎教學部配備指導教師。近幾年來，學生的科技創新活動如火如荼的進行，優秀作品曾多次獲得四川省“挑戰杯”、全國“挑戰杯”、全國大學生機械創新設計大賽獎項以及全國機器人足球錦標賽冠、亞軍。

5加強師資隊伍建設

機械設計課程教學組鼓勵和支持青年教師在職提高學位，實行指導教師責任制，安排富有教學經驗的老教師在教學和科研上對新進教師進行指導和幫助，實行一對一的傳、幫、帶，并訂有明確具體的培養計劃，幫助他們提高教學能力，過好教學關。要求新進教師必須經過聽課、輔導答疑、批改作業、指導實驗、指導課程設計、試講、點評、講近機類課程等階段后，才能講機類課程。經常開展有關本課程的教改與建設、教材建設、教學方法與手段運用以及老教師示講、試講等教學法活動；鼓勵青年教師在教學方法、教學手段等方面勇于創新，創造條件鼓勵教師參加各種學術會議。鼓勵青年教師積極參與本課程組主持或參加的校級及省教育廳立項的課程建設與教改研究項目。另外，加大引進具有豐富實踐經驗的高級工程技術人才，把不同經歷的教師融為一個有機整體，使教師間共同磋商，相互學習，取長補短。

6結束語

經過幾年的實踐，我校機械設計課程的教學取得了較好的效果。機械設計作為專業技術基礎課，課程內容多且實踐性強，需要積極探索各種教學方法和手段，緊密結合工程實際，培養學生的工程意識和創新設計能力。

參考文獻：

[1]朱維兵.加強機械基礎系列課程建設的思路和構架[J].高等教育研究(成都)，2004，20(2):71-72.

篇（8）

機電一體化是機械自動化的高級形態，是機械工業發展的延伸，也是機械工業的重要的發展方向。機電一體化改變了人類對機器的看法，機電一體化使得機器不在是冷冰冰的鋼鐵，是機器擁有了智能化的特點。改變了機器的模式。

1.2把機械設計制造與信息技術有機結合

現代社會信息技術已經成為人類不可分離的一部分，隨著信息技術的強大，機械設計制造沒有跟上信息技術發展的腳步。信息技術日新月異，但在我國，大部分的機械制造乃至大部分的工廠都是以密集的人力勞動為主，隨著勞動力成本的上升，這些工廠面臨市場的洗禮，實時轉型成為工廠生存的關鍵。機械制造與計算機結合，可以有效的把人從繁重的體力勞動中解放出來，實現我國從勞動密集型向知識密集型轉型，增加企業抵抗市場洗牌的能力，增強抗風險能力。

1.3在機械設計制造與信息技術結合的基礎上實現機械自動化的網絡化

同計算機一樣，網絡也成為人們生活的一部分，機械的制造、組裝、推廣都離不開網絡，特別是機械成品的使用和推廣離不開網絡的作用。

1.4機械設計制造及其自動化同樣要走可持續發展之路

環境污染已經成為當今社會一個很重要的問題，前些年，我們一味追求經濟效益，犧牲了環境，現在我們正在品嘗環境污染的惡果，特別京津冀地區飽受霧霾的侵襲。從食品工業的機械自動化來看，我國和其他國家有著很大的差距。本身機械工業是一個污染比較強的工業類型，發展見效快的低成本自動化技術，潛力大、前景好、投資不多、見效快，是比較符合我國現階段的工業水平，但在發展過程中，要節約能源、減少耗材，走綠色化、可持續化之路，總之，經濟不應該以環境作為代價。

1.5機械設計制造及其自動化需要較強的自學和創新能力

理論是實踐的基石，因此，在本專業的學習中，要注重對專業知識的學習，只有打下良好的專業基礎，才能在實踐中學以致用。現代社會技術日新月異，只具備良好的專業素質也是遠遠不夠的，我們要在專業知識的基礎上增強自身的創新能力。把理論和創新能力結合，才能跟上科技發展的步伐。機械設計制造及其自動化并不是單純的機械零部件的加工，本專業涉及范圍較廣，不僅要去具備本專業必需的制圖、計算、實驗、測試、文獻檢索和基本工藝操作等基本技能；還要具備本專業領域內某個專業方向內所必要的專業知識，了解其科學前沿發展趨勢。

篇（9）

[作者簡介]孫芹（1979- ），女，山東威海人，山東英才學院機械學院，講師，碩士，研究方向為機械制造、數控加工。（山東 濟南 250104）

[中圖分類號]G712 [文獻標識碼]A [文章編號]1004-3985（2013）29

當今社會機械制造業的發展壯大，得益于日趨激烈的市場競爭。面對機遇與挑戰，制造業只有不斷吸收機械、電子、信息及現代企業管理等多方面的成果，并應用于產品生命周期的全過程，才能不斷推出新品，富有競爭力。集成化、網絡化、數字化、虛擬化以及智能化是使傳統制造系統成為信息時代、知識經濟時代的先進制造系統的最主要內容。目前，在眾多企業中廣泛應用的CAD/CAM技術是現代先進的計算機技術成功滲入傳統制造業的結果。

為使學生進入企業后，能夠熟練掌握一門CAD/CAM軟件，盡快適應自己的工作崗位，山東英才學院結合機制專業的自身特點，選擇NX（UG）作為CAD/CAM教學軟件。通過到兄弟院校走訪調研發現，在教學過程中，CAD/CAM單獨作為一門課程一般開設在第六學期或第七學期，雖然該課程設置的目的是為了起到連接作用，為后續的畢業設計和學生就業提供好的繪圖工具。但作為一門課程，學生學完后，很難做到融會貫通，沒有達到預期的教學效果。為了提高學生學習的主動性，讓枯燥的機械課程變得簡單易懂，提高學生學習的興趣，增強各門課程之間的聯系。在機制本科的教學過程中，嘗試運用NX的CAD/CAM一體化功能來輔助教學，實踐表明，這對學生理解和掌握專業課程有很大的幫助。

一、NX軟件在“機械制圖”課程中的應用——NX 三維造型模塊

“機械制圖”是工科重要的主干專業技術基礎課程，在機械工程科學人才培養體系中占有重要地位。該課程以形體構造和圖形表達為核心，以形象思維為主線，培養學生空間想象能力、形象思維能力、圖形表達能力和創新構形能力等工程科學的基本素質，并為進一步學習機械設計類、機械制造類和工程實踐類后續課程提供必備的制圖基礎知識與基本技能。

在制圖的教學過程中，仍以講授為主，部分教學環節借助模型和掛圖等輔助工具，學生往往是被動學習，建立空間思維相對困難，學生普遍反映課程太難學，從而對課程產生了厭倦，降低了學習積極性。到了高年級，進入專業課程學習、課程設計和畢業設計階段，學生反而不會畫圖了。畢業后，進入社會，就業將更加困難。因此，嘗試將NX軟件引入“機械制圖”課程教學環節。建立機械制圖虛擬模型庫，讓學生有整體的概念，通過旋轉、剖切三維圖形，可以對三維模型進行動態仿真，讓學生理解模型各個方向的形狀，增加圖形的直觀性，搭建投影和三維實體之間的橋梁，這樣再來學習制圖的投影原理及其他表達方式，將變得非常輕松。同時，NX為參數化建模，方便對模型進行修改，可以根據教學大綱的變化，及時修改模型。可將模型庫上傳到網絡課程中，學生自主學習，大大提高了學生學習興趣，為后續課程的學習奠定了堅實的基礎。

二、在“數控機床編程”課程中的應用——NX加工模塊

“數控機床編程”課程是機械制造本科專業重要的專業課程。大部分院校數控機床編程主要以手工編程為主，講授數控車床編程和數控銑床（加工中心）編程。為了提高學生的學習興趣，手工編程的內容也會借助NX軟件，講授自動編程應如何實現。如在車削的教學過程中，相應會講解軸類零件、螺紋類零件、綜合實例等自動編程過程，通過手工程序和自動生成程序的對比，學生對編程有更深刻的理解，更喜歡數控編程課程，為機床實訓打下基礎。

手工編程雖然有不少優點，如方便快捷，可以省略很多走空刀的地方，能最大地優化加工路徑等。但手工編程無法編制復雜工件，如非常規曲面的程序編制，同時手工編程對編程人員有較高的要求，一個點計算錯誤，將會造成嚴重的后果。當手工編程無法完成或是編程比較困難的零件，可以通過自動編程完成，NX軟件有強大的數控加工CAM模塊，包括平面銑削、型腔銑削和深度銑削、固定軸曲面輪廓銑削、多軸銑削和孔加工等，基本可以加工任意復雜的曲面。NX數控加工的一般流程為零件3D建模—指定工藝方案—進入CAM環境—創建程序節點、創建刀具節點、創建幾何節點、創建加工方法節點—設定參數—生成刀軌并驗證—機床后置處理—數控程序（NC代碼）。

三、在“機械設計基礎”課程中的應用——NX仿真、裝配和工程圖模塊

“機械設計基礎”課程主要包括機械原理和機械零件設計兩部分，以機械原理部分學習過程中的四連桿機構為例，在學習四連桿機構時，如果僅僅通過理論講解，學生對四連桿的運動特性理解的不夠充分，可以利用NX運動仿真模塊，首先通過三維建模，虛擬裝配，設定連桿，設定驅動，完成平面四連桿機構的三維動畫運動仿模擬。

機械設計基礎課程學完后，要進行課程設計。以減速器課程設計為例，學生要完成減速器裝配圖及零件圖的繪制。給定參數后，如果學生憑空想象，采用二維軟件即使完成了減速器的裝配圖，并拆畫零件圖，也不知道所繪制的減速器各零件間是否會產生干涉，能否保證加工后的零件能夠安裝。因此，可以利用NX的裝配模塊，將所設計的減速器零部件進行裝配，通過仿真建模，查看各個零部件之間是否存在干涉，為后續加工的零件的順利裝配打下基礎。并且，NX軟件可以將三維模型轉換為二維工程圖形。如果零部件模型尺寸進行了修改，裝配圖形也會自動做相應的修改。

四、在本科畢業（論文）設計中的應用——NX 綜合運用

畢業（論文）設計是每個本科生畢業前要完成的最重要的一項任務。機械設計制造及其自動化專業的本科畢業生主要從事的工作崗位為：數控機床操作崗位（數控車床、數控銑床、數控線切割機床的機床操作工），數控工藝技術崗位（數控加工工藝設計師、數控工藝文件管理員、數控程序編寫技術員、電腦繪圖員等），普通機電設備設計師助理等技術工作崗位，這些崗位的共同特點是動起手來能干活，拿起電腦可設計。因此，畢業設計對他們來說尤其重要，畢業論好了，進入企業后，就能更快適應工作崗位。

在教學過程中，為實現應用型本科的人才培養目標，減少理論型、研究型論文，要求畢業論文題目需“來自企業”，即學生的畢業論文內容既要包含設計又要包含制造，而且學生必須在數控機床上至少加工出畢業論文中的一個中等復雜的零件，若能借助NX軟件，自動生成數控加工程序，并對刀路和程序進行優化，會起到事半功倍的效果。通過畢業設計，讓學生掌握機械零件從設計到制造的全過程，為工作后以最短的時間適應企業要求奠定基礎。

五、在機制專業各種大賽中的應用――NX 提升

雖然將NX軟件融入多門專業課程的教學過程，使學生學習積極性大大提高了，教學效果明顯，但由于課時的限制， NX軟件強大的功能模塊，教學過程不可能面面俱到，很多模塊不能深入講解，一般是按照一定的講課模式完成教學任務。

教學過程中理論講解的思路和方法肯定與實際工作有一定的差距。針對學生的不同要求，鼓勵學生參加競賽來提高自己的能力。主要組織學生參加山東省數控大賽、山東省機電產品設計大賽和全國3D大賽等。在每項技能競賽中，都要求學生完成真實的產品，大賽的環境更接近于真實的工作環境，通過參加不同類型的大賽，學生會對NX軟件更加的熟悉，對自己感興趣的模塊有更深刻的了解。同時，大賽能拓寬學生的視野，提高團隊合作精神，提升自身的設計、制造和創新能力，拓寬將來的就業范圍，提高了就業機會。教師通過指導大賽，與學生進行溝通，更了解學生的想法。通過參加大賽，與其他院校進行交流，相互借鑒，獲得更多的信息，把握更新的教學理念，并不斷滲透到自己的教學過程中，使教學更貼近實際，使本來枯燥的課堂變得更加生動。技能大賽可以讓學生認識到學習中的不足，明確自己的學習方向。

把NX（UG）軟件應用于機制本科“機械制圖”“數控機床編程”“機械設計基礎”等課程中，使學生感覺枯燥、難懂專業課程變得生動、易懂、易學，學生自主學習能力得到了提升，學習積極性得到了提高，同時，在本科畢業（論文）設計和各種大賽中，充分合理地選用NX軟件的相應模塊，滿足了不同層次、不同要求的學習需求，教師更容易了解學生，可使教學更能滿足學生的需求，更能貼近社會實踐的要求。學生上學期間打下的堅實基礎，也為今后的就業奠定了堅實的基礎。

[參考文獻]

[1]程德蓉，何玉林，李彩霞.基于CBR的“CAD/CAM技術-UG”課程的教學改革[J].教育與職業，2011（6）.

[2]焦麗麗.UG軟件用于機械專業課程的教學改革[J].裝備制造技術，2008（12）.

[3]嚴潮紅，夏建生，王旭華，等.基于UG NX的工程本科應用型人才培養[J].鹽城工學院學報：社會科學版，2010（3）.

篇（10）

我國大型工業逐漸在復蘇，社會對于精通現代機械設計與管理人才的需求正逐漸增大。今后一段時間內，機械類人才仍會有較大需求，具有開發能力的數控人才將成為各企業爭奪的目標，機械設計制造與加工機械專業人才供需比越來越高。

機械行業就業前景還是十分樂觀的，畢業生如果具備與本行業領域方向相適應的文化水平與素質、良好的職業道德、創新精神和職業能力，掌握模具設計與制造基礎理論知識，具有模具設計與制造技術專業知識和專業技能，具備相應實踐技能以及較強的實際工作能力一定能夠找到一份滿意的工作。

機械工程專業畢業生的就業方向多種多樣，除了教學、營銷外，常見的有生產總監、物流管理、設備管理、質量管理、項目管理、機電產品開發、機械產品開發、液壓產品開發、儀器儀表開發、武器開發、汽車工業、環保設備開發、礦業設備設計、模具設計制造、機械制造工藝師、CNC工程師等。本專業學生畢業后可在工業生產第一線從事機械工程及自動化領域內的設計制造、科技開發、應用研究、運行管理和經營銷售等方面工作。可以說就業方向已經很廣了。

機械工程專業主要課程有哪些

機械工程專業培養德、智、體、美全面發展，具有一定的文化素養和良好的社會責任感，掌握必備的自然科學基礎理論和專業知識，具備良好的學習能力、實踐能力、專業能力和創新意識，畢業后能從事專業領域和相關交叉領域內的設計制造、技術開發、工程應用、生產管理、技術服務等工作的高素質專門人才。

主干學科：力學、機械工程。