现代机械设计论文汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇现代机械设计论文范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

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2计算机辅助机械设计方法

计算机辅助设计（ComputerAidedDesign，简称CAD）技术是电子信息技术的一个重要组成部分。因其具有计算机高速运算和快速绘图的强大功能而被广泛应用到工程设计及产品设计服务中，从根本上改变了传统的手工设计绘图方式，让设计人员从绘图板、绘图铅笔、丁字尺这些传统的设计工具中解脱出来，不仅降低了劳动强度，更是极大地提高了产品开发的速度和精度，使得科技人员的智慧和能力得到了延伸。计算机具有运算快、计算精度高、有记忆、逻辑判断、图形显示以及绘图等功能，而人们则具有丰富的经验、无穷的智慧和非凡的创造力，两者相结合，有效地提高设计质量，缩短设计周期，极大地创造社会效益和经济效益，推动社会文明的进步。CAD系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。硬件系统是计算机辅助设计技术的物质基础；软件系统作为计算机辅助设计技术的核心，决定了系统所具有的功能。软件分为系统软件、支撑软件和应用软件。系统软件处于整个软件的核心内层，它的作用是对计算机资源进行自动管理和控制，主要包括操作系统和数据通信系统等。支撑软件又称为软件开发工具，是一种软件工具系统，它的作用是帮助人们高效率开发应用软件。应用软件是用于解决各种实际问题的程序，它是用户利用计算机以及它所提供的各种系统软件和支撑软件自行编制的。计算机辅助机械设计首先要建立数学模型，虽然对于一般的机械零件有现成的数学模型可以使用，但对于没有数学模型的就需要建立正确的数学模型，这是成功进行设计的第一步；接下来，根据手工计算的步骤设计程序框图；然后根据程序框图用高级语言编制程序；最后进入程序调试环节，程序编好后，要对源程序及程序适用范围的边界、转折点进行试算，试算与手算结果要完全吻合。

3系统化机械设计方法

现代化机械设计正在向智能化、柔性化、系统化、信息化发展，而不再是把实现机械某一个单一的功能来作为设计的目标。从系统的角度为着眼点，机械系统设计过程中，为了让机械产品能够创造更高的经济效益和社会效益，必须要在产品制造技术、功能、性能等方面，充分利用先进的技术，让产品的结构产生质的飞跃。在对传统机械设备改造的过程中，系统化设计和控制技术的应用成为了不可或缺的重要因素。人们对于机械产品的功能的需求随着科学技术的飞速发展日益增多，这就导致了机械构造变得越来越复杂，产品寿命期逐渐缩短，机械产品更替的频率逐渐加快。尽管如此，机械产品实际上所展现出的功能仍然无法满足现代社会的需要。现在，计算机辅助设计已经广泛应用于整个产品设计的过程中，从最初的设计计算，到设计绘图，再到生产规划和加工制造，计算机辅助设计都充分表现了独特的优势并且成果喜人。然而，对于产品开发初期方案的设计，计算机辅助设计还是有着不足，不能完全满足设计的预期需求。如何让整个机械设计更加系统化，设计过程更有规律性，从而更好的应用计算机辅助设计，这是必须要考虑的问题。于是，系统化设计法应运而生，采用这种设计方法，可以将设计任务由抽象到具体，由浅入深进行层次的划分，然后对每一层次的既定目标和所采取的方法进行规划。系统化设计法的优势在于，每一个设计都是相对独立却又保持着有机的联系，这些个设计结合在一起，就构成了完整的机械系统设计。为使设计工作科学有效的进行，在机械系统过程中，首先要把一机械系统分解为若干个子系统，各个子系统相对比较简单，相互之间存在着联系，各子系统还可再分解为更小的子系统，以此类推，直至可以满足设计和分析的需要。系统分解时需要注意：首先要把握好分解数和层次。分解数太少和太多都不可以，太少则导致子系统仍很复杂，不利于进行模型化和系统优化，太多又会对总体系统的综合造成难题。其次，分界面不能过于复杂，可以在要素间结合枝数（联系数）较少和作用较弱的地方选择分界面。此外，通常机械系统工作时，能量、物料和信息三者之间存在着转换关系，从系统输入到系统输出的过程中，按一定的方向和途径流动，不可以中断或产生紊流，即便分解成各个子系统，它们的流动途径仍应畅通和明确，在设计过程中，必须保持能量流、物料流和信息流的合理流动途径。最后，需要了解到，系统分解与功能分解的不同。系统分解时，它把具有比较密切结合关系的要素结合在一起，其结构组成虽稍微简单，但其功能往往还有多项，每个系统仍是一个系统。而功能分解时，是按功能体系进行逐级分解，直至不能再分解的单元功能。

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一、机械设计中对材料的选择

1、机械零件材料的选择应满足基本要求

1.1使用性能要求。材料在使用过程中的表现，即使用性能，是选材时应考虑满足的根本要求。不同零件所要求的使用性能是很不一样的，有的零件主要要求高强度，有的则要求高的耐磨性，有的甚至无严格的性能要求，仅仅要求有美丽的外观。因此，在选材时，首要的任务就是准确地判断零件所要求的主要使用性能。

1.2工艺性能要求。材料的工艺性反映的是材料本身能够适应各种加工工艺要求的能力，即要求所选材料在加工制造时首先能够造出成品来，并且能够便于制造、同时必须保证质量。1）热加工工艺性能热加工工艺性能主要指铸造性能、锻造性能、焊接性能和热处理性能。2）切削加工性能金属的切削加工性能一般用刀具耐用度为60min时的切削速度V60来表示，V60越高，则金属的切削性能越好。

2、机械零件材料选择的方法

2.1选材对产品寿命周期成本的影响。显然，材料的选用极大地影响了产品寿命周期成本的各个组成部分。工程实践中，在保证产品合理功能（或性能）的前提下，虽然一般是选用价格便宜的材料，可降低产品的寿命周期成本；但同时我们更应注意的是，有时若选用成本虽高但性能更优的材料，由于产品的自重减轻、使用寿命延长、维修费用减少、能源费用降低等多方面的有利因素，从产品寿命周期成本角度考虑，反而是经济的。

2.2制造方法的选择是材料选择过程中一个不可分割的因素，即应将结构设计、材料选择及其可用的加工方法作为一个有机的整体看待。选材时不仅要考虑零件的某单项加工工序的成本，更重要的是应综合考虑其整个加工路线所涉及的全部加工工序之总成本。

二、机械设计标准化

1、机械零件是机器的基本组成要素，对于机械零件设计工作来说，标准化的作用是很重要的。所谓零件的标准化，就是通过对零件的尺寸、结构要素、材料性能、检验方法、设计方法、制图要求等，制定出各式各样的大家共同遵守的标准。

能以最先进的方法在专门化工厂对那些用途最广的零件进行大量的、集中的制造，以提高质量、降低成本。统一材料和零件的性能指标，使其能够进行比较，并提高零件性能的可靠性。采用标准结构及零、部件，可以简化设计工作，缩短设计周期，提高设计质量。

2、搞好设计阶段的标准化工作是降低产品成本的重要途径。在市场经济体制下，生产厂家应根据市场的需求变化，不断更新产品品种，提高产品质量，降低物资消耗，提高经济效益。要达到这些目的，都离不开标准化，必须用标准化手段，从严把好产品设计这一关，才能使企业在市场竞争中求得生存和发展，加快新产品开发。

三、影响机加工件表面层物理力学性能的因素

机械加工中工件由于受到切削力和切削热的作用，其表面层的物理力学性能将产生很大的变化，造成与基体材料性能的差异，这些变化主要表现为表面层的金相组织和硬度的变化及表面层出现的残余应力。

1、表面层金相组织的变化

影响磨削烧伤的因素有：砂轮材料对于硬度太高的砂轮，钝化磨料颗粒不易脱落，砂轮容易被切削堵塞。因此，一般用软砂轮好。磨削用量当磨削深度增大时，工件表面及表面下不同深度的温度都将提高，容易造成烧伤；当工件纵向进给量增大时，磨削区温度增高，但热源作用时间减小，因而可减轻烧伤。但提高工件速度会导致其表面粗糙度值增大。提高砂轮速度可弥补此不足。实践证明，同时提高工件速度和砂轮速度可减轻工件表面烧伤。冷却方式采用切削液带走磨削区热量可避免烧伤。但由于旋转的砂轮表面上产生强大的气流层，切削液不易附着，以致没有多少切削液能进入磨削区。因此，可采用高压大流量的冷却方式，一方面可增加冷却效果，另一方面可以对砂轮表面进行冲洗，使切屑不致堵塞砂轮。

2、加工表面的冷作硬化

加工过程中表面层金属产生塑性变形，使晶体间产生剪切滑移，晶格严重扭曲，并产生晶粒的拉长、破碎和纤维化，引起材料的强化，其强度和硬度均有所提高，这种变化的结果称为冷作硬化。加工表面层冷作硬化指标以硬化层深度、表面层的显微硬度及硬化程度表示。一般硬化程度越大，硬化层的深度也越大。

影响冷作硬化的主要因素：切削用量切削速度增大，刀具与工件接触挤压时间短，塑性变形小。速度大时温度也会增高，有助于冷硬的恢复，冷硬较弱。进给量增大时切削力增加，塑性变形也增加，硬化加强。但当进给量较小时，由于刀具刃口圆角在加工表面单位长度上的挤压次数增多，硬化程度也会增大。刀具刀具刃口圆弧半径增加，对表层挤压作用大，使冷硬增加；刀具副后刀面磨损增加，对已加工表面摩擦增大，使冷硬增加；刀具前角加大可减小塑性变形，使冷硬减小。工件材料工件材料的硬度越低，塑性变形越大，切削后冷作硬化现象越严重。

3、表面层的残余应力

切削过程中金属材料的表层组织发生形状和组织变化时，在表层金属与基体材料交界处将会产生相互平衡的弹性应力，该应力就是表面残余应力。表面层的残余应力的产生，主要有以下三种原因。

3.1冷态塑性变形引起的残余应力在切削力作用下，已加工表面发生强烈的塑性变形，表面层金属体积发生变化，此时基体金属受到影响而处于弹性变形状态。切削力去除后，基体金属趋向恢复，但受到已产生塑性变形的表面层的限制，恢复不到原状，因而在表面层产生残余应力。

3.2热态塑性变形引起的残余应力工件被加工表面在切削热的作用下产生热膨胀，此时基体金属温度较低，因此表层产生热压应力。当切削过程结束时，表面温度下降，由于表层已产生热塑性变形并受到基体的限制，因而产生残余拉应力。

3.3金相组织变化引起的残余应力切削时产生高温会引起表面层金相组织变化。由于不同的金相组织有不同的密度，表面层金相组织变化引起体积变化，当表面层体积膨胀时，因受到基体的限制，产生了压应力。表面层体积缩小，则产生拉应力。

总之，在市场经济中，为了更好满足企业的发展，机械产品越来越先进，品种越来越多。这就要求我们在机械设计当中，对材料的选择、标准化的应用提高到一个新的认识，在加工过程中，减少影响表面层物理力学性能的因素以及剂的合理运用。努力把我们加工成本降到合理的水平，从而提高企业的经济效益。

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农业发展过程中，农业生产手段在农业生产中处于一个极其重要的地位，生产手段的先进与否、效率高低都影响了生产的生产效率和生产规模，是推动农业和国家经济的最大劳动力。实现农业生产手段生产过程的机械化改善了农业生产条件，促进了农业的丰产丰收，是农业现代化建设中的一个重要条件。随着社会的发展，农业生产中以机械动力代替传统的人力和畜力，使原有的农业生产规模有了巨大的跨越，在提高了农业劳动力生产水平和生产效率的同时，改善了农作物的生长条件，大大推进了新型生产力在农业中的发展。农业机械化的引入是农业生产方式的一次巨大变革，打破了传统生产方式的局限，其大范围的实现使农业生产向着现代化迈进了一大步，并逐步实现了规模化、标准化和产业化，是农业现代化的一个关键的衡量标准。因此要实现农业现代化建设，提高农业生产的效率和技术水平，作为其中基础性设施的农业机械化的实现和广泛应用是关键所在。

1.2农业机械化是先进科学技术的有效应用

在现代农业发展中，农业机械化的实现是首要环节，在农业机械化中大量引进了先进的机械设备和先进的科学技术，使成为重要组成成分和推动力。先进的科学技术的引进在极大程度对农业的生产环节进行了改进，在农业生产全过程中都得到广泛的应用，例如机械化插秧、机械化收割、机械化病虫害防治设备以及洪涝灾害设备等机械化设备都在当今农业生产中得到广泛应用，它们的使用使农业生产过程更加高效、便利，方便和推动农业生产活动的进行。先进的机械设备需和先进的科学技术应用相互配合才能发挥最大的生产能力，近年来我国已大量引进国外先进的科学生产技术，在我国中的农业生产中得到应用和推广，使机械化设备得以有效地在农业生产中实施，两者协调共同作用使农业机械化在农业生产中能发挥更大的作用，使农业先进科学生产技术的高效性在其中得以展现。

1.3农业机械化优化生产绩效

农业生产发展的目标是农业生产绩效的优化，即劳动生产率的提高，而农业机械化的发展对于生产绩效的提高有很强的优化作用。伴随着农业机械化的发展，农业生产过程更加优质和高效，它以机械动力代替人力和畜力作为农业的主要生产力，一方面有效提高了农业生产率，使生产成本大大降低，另一方面使农产品的产量和质量都大大提高，实现农业生产绩效的优化，促进农业生产率和生产效益的提高。

1.4农业机械化提高劳动力的素质水平

“科学技术是第一生产力”，农业机械化在生产环节中以机械动力代替人畜力，运用大量先进的农业机器设备，引入现代先进科学技术，使农业生产过程机械化、智能化，在机械使用过程中对农民的技术水平进行训练，大大提高了农民的科技意识，使其素质在本质上大大提高。这些高科技的新机器和新技术的引进和使用使农民成为高素质的劳动力，成为能够对生产机械进行操作和管理的具有高素质水平的技术掌握者，有能力走在新农村建设的最前线。

1.5农业机械化有利于农业的可持续发展

农业生态环境的保护是维持农业可持续发展的一大重点，然而由于现代社会中的污水排放、农用化学品污染等问题导致农业生态环境遭到严重破坏。农业机械化引进了机械深施化肥技术、机械灌溉技术和机械秸秆粉碎还田技术等高新技术，对生态环境有极大的改善作用。机械深施化肥技术告别以往将化肥撒施或浅施的不合理使用方法，防止作物不能吸收的化肥残留在土地中对土壤的结构产生破坏，导致土壤质量下降，深施化肥有益农作物的吸收并且对土壤的破坏大大减少。机械灌溉技术克服了传统农业灌溉过程中水资源利用率低下并且容易造成土壤的冲刷等缺点，有利于保持、改善生态环境。机械秸秆粉碎还田技术减少以往因多余的秸秆稻草腐烂或燃烧导致的环境污染，将秸秆还田改善土质，提高土壤养分，使秸秆的作用得到充分利用并避免了环境污染。农业机械保护了农业生态环境，有利于农业的可持续发展。

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1机械设计发展概述

传统设计方法是主要采用封闭的收敛设计思维，进行经验类比设计。在计算方面只进行静态分析，并将载荷，应力进行集中处理，对计算数据的误差采用增加安全系数的做法。论文百事通传统设计以手工设计为主，使用简单工具，进行人工计算绘图。除此，传统设计是一种串行设计，即一个零件从设计到生产是一个阶段的工作完成之后才进行下一个阶段的工作。所以，一种产品从设计到正式投产要花很多时间，这样开发周期长，且串行设计过程中，各个环节之间缺乏信息沟通，经常导致设计人员之间的合作不协调。

近年来，由于计算机网络技术、Web技术和数据库技术的出现和飞速发展，给现代机械设计注入了新的生机活力，机械设计逐渐向数字化、网络化方向发展。基于Web的远程设计是在这种条件下产生的。它使得各制造企业可以充分利用Internet和Web的国际互联性和资源共享性，建立企业间的动态联盟或虚拟设计小组，通过分散组合在各地域企业的技术优势，发挥各个企业的局部特长，所以不同专业的技术人员可以不受地域的限制，在一个统一且易于访问的平台下进行异地的合作与设计，实现信息的交流和共享，进而快速开发出所需产品，提高产品设计的一次成功率。

做为现代设计的一个重要组成部分，远程机械设计是一个多学科、多技术的研究领域，涉及到机械工程及计算机技术等许多知识领域。从机械设计的角度来看，主要研究设计过程的建模、设计优化理论等。从计算机技术方面来看，应研究如何对现有的设计资源进行组织和，使得这些资源能方便异地的设计人员进行查询和调用。这些资源包括各种专业化的计算、分析程序，供设计使用的数据库和知识库等，所以要研究网络环境下设计资源的获取与调用，设计过程中设计人员之间信息的交流和反馈等，为远程设计中分布式资源的获取和调用提供基础和借鉴。

2国内外远程机械设计发展

2.1远程设计的概念和意义远程设计让设计人员通过浏览器输入设计参数，服务器自动进行选择和计算，根据确定的参数返回产品的规格或设计图形。远程设计技术是现代计算机技术、网络技术和机械设计技术在工程设计上的应用，其缩短了产品的设计周期和节省了设计成本，真正意义上释放了工程技术人员。与传统的机械设计相比，远程设计具有以下优点：缩短产品的开发周期；避免重复开发；降低了企业资金和人员的投入。特别是近年来三层B/S网络计算模式的出现，极大地降低了客户端软硬件的配置要求；因为远程设计一般都提供给用户进行交流和讨论的平台，这不仅加强了各领域专家之间信息的共享和交换，而且还大大提高了一次产品设计的成功率。

2.2远程设计的国内外研究现状

2.2.1在国外领域，有关远程协同设计的研究和应用起步比较早，主要有：①上世纪80年代中期，麻省理工学院学者就从事了这方面的研究，首次提出T计算机支持的协同工作的概念。②20世纪90年代中期，美国伯克利加州大学的集成制造实验室开展了一个名为Cybercut的研究项目，建立了世界上第一个基于WWW的设计和制造系统。③英国建立EdinburghEngineeringVirtualLibrary网站，提供工程设计、制造需要等各种信息，建立了基于Web的虚拟制造中心，提高了企业特别是中小企业的市场竞争能力。④美国的Microsoft公司和UnigraphicsSolutions公司联合研究面向产品全生命周期基于知识的协同设计支持网络环境“DesignKnowledgeNetwork”，减少了时间，降低了成本，快速获取全球设计知识的基础的同时，进行产品创新设计。⑤英国Liverpool等大学研究并且应用人工智能和Internet提供滚动轴承的网络化的设计服务。

2.2.2在国内，这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西安交通大学理论与轴承研究所为主、国内多家企业和研究机构共同参并建立了国内第一个支持产品协同设计的网站-现代产品设计与研究开发网络（），旨在推进现代设计，主要提供设计知识的获取，参加的单位还有清华大学、机械科学研究院、华中理工大学、重庆大学、上海交通大学等国内许多著名的高校和科研院所。②清华大学精密仪器及机械系摩擦学国家重点实验室开发出了基于Web的异地合作设计系统Cdesign，其采用了Client/Serveer构架，客户与服务器之间通过VAW来完成。③上海先进制造工程技术研究中心与上海飞机制造公司开发了一个基于Intemet/web的异地设计和制造系统，利用它进行跨企业、跨地域的协同产品设计与制造。

除此之外，国内也有一些相关的网站，如：中国机械网（china-）、材料与制造综合信息服务平台等，它们提供机械设计技术数据、制造工艺技术数据等，并把机械设计技术、制造工艺技术、远程设计技术、产品数据库、计算机辅助设计都实现了网络化。

可是远程设计由于刚刚起步，像其它新兴技术一样还不够完善。随着CAD技术、计算机网络技术、数据库技术及人工智能技术的不断发展，远程设计的内容必将越来越丰富，功能越来越强大，所提供的服务也将越来越完善。新晨

3远程设计系统的技术研究

任何系统的总体结构模式的确定是系统在设计初步阶段要完成的一项主要任务。它的总体结构模式是系统的基础，只有确定了系统的结构模式才能进行下一步的设计和开发。而且应用软件的架构是建立在计算模式基础之上的，所以，必须先对网络计算模式进行分析。

计算机网络技术的发展过程中先后出现了大型机为中心的计算模式，服务器为中心的计算模式和客户机/服务器(Client/Server)计算模式，还有随着Web技术的成熟而发展起来的浏览器/服务器(Browse/Server)计算模式。

对两种计算模式经过分析和研究，CS模式和B/S模式比较，具有以下优点:界面风格统

一、可移植；跨平台性，B/S模式的系统较US模式的系统有更好的跨平台性，客户端可位于任意的软、硬件平台；易于管理和维护。

4远程设计系统的支撑技术

基于Web的远程设计是一项涉及多学科多功能的综合活动，其中包括现代机械设计技术、Web技术、数据库技术、计算机编程技术、多媒体技术和图形浏览技术等。

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机械设计课程是一门老课程，人们已经积累了丰富的教学经验，但也存在传统的习惯和间题。机械设计及制造专业（简称机械设计专业）是一个新专业，人们具有许多教学创新的机会，却也存在不同的看法和做法。这种情况促使作者在教学研究中注从理论上探索设计教育与设计教学的规律，三年连续写出数篇论文。从局部的、具体的教学问题开始做深入的理论分析到从总体的教育规律和策略方法出发做系统的理论研究，取得了认识上和观念上的飞跃。

综合设计教育理论研究的内容有：

（1）运用拓扑理论的基本概念，构筑人类设计思维的拓扑模型，从而得出培养设计人才的实质内容和必由之路，使之成为教学改革的理论依据。

（2）运用系统理论的基本方法，建立高校设计教育的策略进程，从而澄清了各门课程的分工联系，确定了机械设计专业的教学进程和机械设计课程的边界、联系及教学秩序。

（3）运用信息理论的主要论述，分析教学过程中信息传递的本质、质量、数量、通道和空间，进行教学方法的改革和课程教学的荃本建设。

（4）运用耗散、突变与协同理论的基本观点，分析创造性设计思维的内部因素、外部条件、观念更新和行动指南，作为教师对学生进行创新思维能力培养的指导思想。根据设计教育理论确定的设计教学规范.大大地提高了教学改革的目的性和自觉性，必然引导教学水平的大幅度的提高。这种以科学理论为依据，以大量生产实践为基础的教学研究取得了预期效果。根据“实体概念集合是设计思维空间的支柱”这一原理，坚定地在机械设计课程中引进认识实习。进行实习基地课程建设和组织教学，这样从根本上解除了长期存在的由于学生缺乏感性认识和实体概念所带来的一系列的教学间超，并使学生提离觉悟，开始树立工穆愈识和生产观念，参加这一教学活动的青年教师也得到锻炼和培养。同理，在机械设计专业生产实习中，作者着重地进行实习基地选择和课程建设，针对所选的现代大工业厂矿的特点，不断地改革传统的实习内容和指导方法，大大提高了机械设计专业生产实习的教学质量。

在实习教学的基础上，作者担任一系列课程的教学任务，其中有机械设计、机械概论、现代设计方法学和机械设计学等裸程。在系列课程的讲授方面具有以下共同特点：

（l）口绷粉设什知识传授，培养设计能力，

（2）充实大t设计实例，达到理论联系实际，实际提高到理论的认识；

（3）调整完善讲授的系统，使之规范，消除内容零徽、多杂的现象；

（4）用现代设计的概念和方法有效绝更新教学内容，

（5）总结出“讲授法十则”进行课程内容的讲授，并在机械设计课程中采用课内系统讲授与课外集体质疑讨论（每周1次）的方式文替进行教学，取得极好的教学效果。

作者研究了设计方法学、机杖零件学习指导和自学笔记、现代设计方法学简明教程等5种文字教材和齿轮传动电视教材。这些教材在内容、形式和编制技法上都有所创新，进一步提高了教学质量。在教学中，作者肩挑起培养学生创新设计思维的重担，加强创新设计思维的教育。为此，除编写讲义、教材外，还设计了概念设计表格图册，用来系统地培养学生的设计思维能力，组织和进行机械设计课程教学的专用教室的建设，这样解除了长期教学环节多、教具重和电化教室分徽带来的困难。这种专用教室因其功能多、占地少、经费投入低、效益面宽、利用率离等特点，收到很好的教学效果。经过以上综合地进行教学改革和课程建设工作，使得课堂教学的质量得到进一步的提高。

为了对设计作业做系统的组织和指导，把学生的设计能力一步一步地提高到不同层次的高度，作者多年来做了大量的设计教学改革的试点.在机械设计课程教学中，做了习题的改革、作业的改革和课程设计的改革，形成新的作业的系统，并开拓了20个新课题，真正地培养学生的设计能力；在机械设计学和设计方法学课程中，指导学生做概念性设计作业；在专业课程设计中指导学生做结合生产实际的技术性设计；在毕业设计中指导学生做较大系统的全程设计及单项优化设计等公学生最终达到的设计水平，无论在难易程度、熟练程度、图面质量、思维能力以及知识的全面应用等方面都能达到优良的水平。

几年来，教学研究和教学改革的内容丰富、全面、系统，有所创新，教学实践效果始终保持优良，成效显著.成果的取得是由于党的教育方针正确、组织的领导、行政的支持、群众的帮助和师生共同的努力的结果.其中，作者出于对教育事业的满腔热情和创业精神，把近代数学及现代科学理论引入教学研究，把生产实践与理论教学、科研与教学结合起来，进行系统的教学改革和课程建设，大大地提高了教学研究和教学实践的水平。我校在夯实专业基础课的同时，特别注重应用技术型人才的培养，不断地在提高机械设计课程设计这一实践环节的教学质量上下功夫，经过我几届毕业学生的工作实践，取得了一些成果，愿与同仁共享，文中不妥之处还望指出。

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中图分类号：G642 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2012）07-0253-02

0引言

机械设计课程是机械专业的重要技术基础课，它在学生学好专业课程和培养实际设计能力等方面起着重要作用。其教学目标是使学生掌握常见零部件的基本知识，初步建立机械零件和简单机械系统设计的能力。近年来，我校机械设计课程经过省、校、院各级教改项目、精品课程建设，已经取得了一定的教改成果。本文结合笔者的教学实践，谈一些体会。

1针对教学内容特点，合理组织教案[1，2]

1.1 以工程设计过程为背景机械设计课程基本概念多，逻辑性差，缺乏系统性，实践性强。因此，不少学生在学习中感到比较吃力，没有头绪，抓不住重点。为解决这一问题就需要教师在组织教学活动中，充分理解教材内容的特点，合理组织教案。在教学内容的组织方面，我们追求教学内容新、课堂教学信息量大，注意将学生的能力培养和素质教育结合起来。在课堂教学以及实验教学中，设置了很多启发点，激励学生的学习积极性。具体方法：①以工程设计过程为背景，以掌握通用零部件设计能力和创新能力培养为主线，从整体和系统的角度，将课程知识体系整合为“机械设计总论”、“连接零部件的设计”、“机械传动设计”、“轴承设计”和“轴系部分设计”五大模块，体现学生设计能力培养的循序渐进性。②在强调和培养传统设计能力的基础上，结合具体章节（如齿轮传动、蜗杆传动及轴设计等）介绍现代机械设计的方法，旨在开阔学生的视野，提高学习兴趣。③对传统内容精简压缩，简化公式演绎推导，重结论、重应用。

1.2 突出工程观点机械设计课程是一门实践性很强的课程，而学生缺乏实践经验和感性认识，因此我们充分利用实验课、课程设计等实践环节，培养学生应用工程观点提高分析问题和解决问题的能力。实验课在传授知识和技能方面有着理论课无法替代的作用，它的特点是观察目标明确、清晰，原理结构易懂、有针对性，可动手操作等。我们要求学生仔细观察、分析，并将实际结果和有关原理进行分析、对比和归纳总结。如动平衡实验、螺栓组连接实验等几个验证性实验，目的就是验证理论知识，培养实验动手能力，同时提高学生应用工程观点分析问题的能力。课程设计是本课程及相关课程知识的一次综合运用，是学生第一次较全面的设计训练，是对学生设计思想、设计方法和设计能力的一次锻炼和检查。在此过程中，前一阶段教学中存在的问题会显露出来，因此这是系统培养和强化学生工程观点的一次难得的机会。

1.3 将单个零部件的设计与整机设计结合起来在实际的工业应用中，零部件往往不是单独使用的，它们要相互连接、配合形成系统进行工作。因此，机械设计课程教学的目标决不仅仅是为了能够进行单个零部件的设计，而是面向实际机械系统的设计。但目前国内高校机械设计课程的内容在编排上都是以零部件进行分块讲解，各个零部件之间没有很好地建立有机的联系，学生在学完整个课程之后虽然能够进行单个零部件的设计，但面临整机设计中的零部件之间相关问题设计往往无所适从。为此，我们在教学中每讲到某一个零部件的设计时总要抽出一定的时间详细介绍一下该零部件与其他零部件之间的关系、设计中如何进行相互协调等。

2合理使用教学方法与教学手段

2.1 采用多媒体教学，提高教学效果学校在多个校区建立了设备先进，条件优越的多媒体教室，能保证全校机械设计课程的多媒体教学。从2000年开始研究利用信息技术进行教学手段和教学方法的改革，进行多媒体课件的研制工作，完成了《机械设计基础》、《机械工程基础》、《机械设计》三门课程的多媒体课件，所用素材内容丰富、经典生动，学生反映良好，使用方便省时高效；使教师授课空间由二维的黑板扩展到了更真实、自然的多维空间，为改革传统的教学方法和教学手段提供了新的发展机遇。

2.2 多样化的课堂教学帮助学生掌握重点、克服难点理论课加强启发式，采用多媒体和黑板相结合，并辅以配套电子版教材，帮助学生听课与复习；习题课通过抓住典型习题，举一反三，以点带面；讨论课以实际工程为背景，使学生在分析能力提高中理解重点；实验课充分发挥开放实验室的作用，使学生在自主动手能力提高中突破难点。

2.3 建设“机械设计”省级精品课程网站利用校园网提供的网络教学平台, 为学生提供了教学课件、学习指导、复习思考题、练习题等大量的学习资源，节省了学时，提高了教学效率和教学质量，也培养了学生的自学能力。

3开放主题的小论文，培养学生主动获取知识的能力

由于学时的限制，在讲授机械发展史等内容时，只能给学生一些很粗浅的认识。我们尝试让学生对这部分内容进行自学，并且给学生获取比教材上内容更丰富和具体的知识的途径，要求学生以“各种机械的发展史”为主题写成学习小论文。学生通过查阅相关资料，对各种机器的相关技术及发展有了较深入的认识，并完成了诸如“机器人的发展”、“抽油机的发展”、“联合收割机的发展”、“轮式拖拉机的发展”等小论文的写作，并编辑成册，培养了学生主动获取知识的能力。

4工程实践能力和创新能力的培养[3-4]

以机械设计课程体系的教学内容为背景，以强化设计型、综合型和加强学生动手能力培养为目标，我们将原“机械设计”的实验环节从课程中剥离出来，于2006年构建了单独设置、学分单列的机械设计实验课程,并新编了“机械设计实验指导书”和“机械设计实验教学大纲”，按五大模块体系设置了5个实验项目，其中：创新设计型实验1个，综合型实验3个，验证型实验1个。对每个实验项目规定了难度等级，要求每位学生至少完成3个实验项目，其中包括2个必做项目和1个选做项目，便于因材施教和培养学生个性发展。

为进一步提高本科生科研能力、创新能力和实践动手能力，进一步激发学生的科技创新热情，依托西南地区较早建立的机械创新设计实验室，我校每年都举办大学生机械创新设计大赛，学生可根据自身的兴趣爱好和创新需求自由申请项目，也可申请参加教师从现有教学、科研、生产和管理研究课题中细化出来的项目或企业界设立的项目，学校给予经费支持，机械基础教学部配备指导教师。近几年来，学生的科技创新活动如火如荼的进行，优秀作品曾多次获得四川省“挑战杯”、全国“挑战杯”、全国大学生机械创新设计大赛奖项以及全国机器人足球锦标赛冠、亚军。

5加强师资队伍建设

机械设计课程教学组鼓励和支持青年教师在职提高学位，实行指导教师责任制，安排富有教学经验的老教师在教学和科研上对新进教师进行指导和帮助，实行一对一的传、帮、带，并订有明确具体的培养计划，帮助他们提高教学能力，过好教学关。要求新进教师必须经过听课、辅导答疑、批改作业、指导实验、指导课程设计、试讲、点评、讲近机类课程等阶段后，才能讲机类课程。经常开展有关本课程的教改与建设、教材建设、教学方法与手段运用以及老教师示讲、试讲等教学法活动；鼓励青年教师在教学方法、教学手段等方面勇于创新，创造条件鼓励教师参加各种学术会议。鼓励青年教师积极参与本课程组主持或参加的校级及省教育厅立项的课程建设与教改研究项目。另外，加大引进具有丰富实践经验的高级工程技术人才，把不同经历的教师融为一个有机整体，使教师间共同磋商，相互学习，取长补短。

6结束语

经过几年的实践，我校机械设计课程的教学取得了较好的效果。机械设计作为专业技术基础课，课程内容多且实践性强，需要积极探索各种教学方法和手段，紧密结合工程实际，培养学生的工程意识和创新设计能力。

参考文献：

[1]朱维兵.加强机械基础系列课程建设的思路和构架[J].高等教育研究(成都)，2004，20(2):71-72.

篇（8）

机电一体化是机械自动化的高级形态，是机械工业发展的延伸，也是机械工业的重要的发展方向。机电一体化改变了人类对机器的看法，机电一体化使得机器不在是冷冰冰的钢铁，是机器拥有了智能化的特点。改变了机器的模式。

1.2把机械设计制造与信息技术有机结合

现代社会信息技术已经成为人类不可分离的一部分，随着信息技术的强大，机械设计制造没有跟上信息技术发展的脚步。信息技术日新月异，但在我国，大部分的机械制造乃至大部分的工厂都是以密集的人力劳动为主，随着劳动力成本的上升，这些工厂面临市场的洗礼，实时转型成为工厂生存的关键。机械制造与计算机结合，可以有效的把人从繁重的体力劳动中解放出来，实现我国从劳动密集型向知识密集型转型，增加企业抵抗市场洗牌的能力，增强抗风险能力。

1.3在机械设计制造与信息技术结合的基础上实现机械自动化的网络化

同计算机一样，网络也成为人们生活的一部分，机械的制造、组装、推广都离不开网络，特别是机械成品的使用和推广离不开网络的作用。

1.4机械设计制造及其自动化同样要走可持续发展之路

环境污染已经成为当今社会一个很重要的问题，前些年，我们一味追求经济效益，牺牲了环境，现在我们正在品尝环境污染的恶果，特别京津冀地区饱受雾霾的侵袭。从食品工业的机械自动化来看，我国和其他国家有着很大的差距。本身机械工业是一个污染比较强的工业类型，发展见效快的低成本自动化技术，潜力大、前景好、投资不多、见效快，是比较符合我国现阶段的工业水平，但在发展过程中，要节约能源、减少耗材，走绿色化、可持续化之路，总之，经济不应该以环境作为代价。

1.5机械设计制造及其自动化需要较强的自学和创新能力

理论是实践的基石，因此，在本专业的学习中，要注重对专业知识的学习，只有打下良好的专业基础，才能在实践中学以致用。现代社会技术日新月异，只具备良好的专业素质也是远远不够的，我们要在专业知识的基础上增强自身的创新能力。把理论和创新能力结合，才能跟上科技发展的步伐。机械设计制造及其自动化并不是单纯的机械零部件的加工，本专业涉及范围较广，不仅要去具备本专业必需的制图、计算、实验、测试、文献检索和基本工艺操作等基本技能；还要具备本专业领域内某个专业方向内所必要的专业知识，了解其科学前沿发展趋势。

篇（9）

[作者简介]孙芹（1979- ），女，山东威海人，山东英才学院机械学院，讲师，硕士，研究方向为机械制造、数控加工。（山东 济南 250104）

[中图分类号]G712 [文献标识码]A [文章编号]1004-3985（2013）29

当今社会机械制造业的发展壮大，得益于日趋激烈的市场竞争。面对机遇与挑战，制造业只有不断吸收机械、电子、信息及现代企业管理等多方面的成果，并应用于产品生命周期的全过程，才能不断推出新品，富有竞争力。集成化、网络化、数字化、虚拟化以及智能化是使传统制造系统成为信息时代、知识经济时代的先进制造系统的最主要内容。目前，在众多企业中广泛应用的CAD/CAM技术是现代先进的计算机技术成功渗入传统制造业的结果。

为使学生进入企业后，能够熟练掌握一门CAD/CAM软件，尽快适应自己的工作岗位，山东英才学院结合机制专业的自身特点，选择NX（UG）作为CAD/CAM教学软件。通过到兄弟院校走访调研发现，在教学过程中，CAD/CAM单独作为一门课程一般开设在第六学期或第七学期，虽然该课程设置的目的是为了起到连接作用，为后续的毕业设计和学生就业提供好的绘图工具。但作为一门课程，学生学完后，很难做到融会贯通，没有达到预期的教学效果。为了提高学生学习的主动性，让枯燥的机械课程变得简单易懂，提高学生学习的兴趣，增强各门课程之间的联系。在机制本科的教学过程中，尝试运用NX的CAD/CAM一体化功能来辅助教学，实践表明，这对学生理解和掌握专业课程有很大的帮助。

一、NX软件在“机械制图”课程中的应用——NX 三维造型模块

“机械制图”是工科重要的主干专业技术基础课程，在机械工程科学人才培养体系中占有重要地位。该课程以形体构造和图形表达为核心，以形象思维为主线，培养学生空间想象能力、形象思维能力、图形表达能力和创新构形能力等工程科学的基本素质，并为进一步学习机械设计类、机械制造类和工程实践类后续课程提供必备的制图基础知识与基本技能。

在制图的教学过程中，仍以讲授为主，部分教学环节借助模型和挂图等辅助工具，学生往往是被动学习，建立空间思维相对困难，学生普遍反映课程太难学，从而对课程产生了厌倦，降低了学习积极性。到了高年级，进入专业课程学习、课程设计和毕业设计阶段，学生反而不会画图了。毕业后，进入社会，就业将更加困难。因此，尝试将NX软件引入“机械制图”课程教学环节。建立机械制图虚拟模型库，让学生有整体的概念，通过旋转、剖切三维图形，可以对三维模型进行动态仿真，让学生理解模型各个方向的形状，增加图形的直观性，搭建投影和三维实体之间的桥梁，这样再来学习制图的投影原理及其他表达方式，将变得非常轻松。同时，NX为参数化建模，方便对模型进行修改，可以根据教学大纲的变化，及时修改模型。可将模型库上传到网络课程中，学生自主学习，大大提高了学生学习兴趣，为后续课程的学习奠定了坚实的基础。

二、在“数控机床编程”课程中的应用——NX加工模块

“数控机床编程”课程是机械制造本科专业重要的专业课程。大部分院校数控机床编程主要以手工编程为主，讲授数控车床编程和数控铣床（加工中心）编程。为了提高学生的学习兴趣，手工编程的内容也会借助NX软件，讲授自动编程应如何实现。如在车削的教学过程中，相应会讲解轴类零件、螺纹类零件、综合实例等自动编程过程，通过手工程序和自动生成程序的对比，学生对编程有更深刻的理解，更喜欢数控编程课程，为机床实训打下基础。

手工编程虽然有不少优点，如方便快捷，可以省略很多走空刀的地方，能最大地优化加工路径等。但手工编程无法编制复杂工件，如非常规曲面的程序编制，同时手工编程对编程人员有较高的要求，一个点计算错误，将会造成严重的后果。当手工编程无法完成或是编程比较困难的零件，可以通过自动编程完成，NX软件有强大的数控加工CAM模块，包括平面铣削、型腔铣削和深度铣削、固定轴曲面轮廓铣削、多轴铣削和孔加工等，基本可以加工任意复杂的曲面。NX数控加工的一般流程为零件3D建模—指定工艺方案—进入CAM环境—创建程序节点、创建刀具节点、创建几何节点、创建加工方法节点—设定参数—生成刀轨并验证—机床后置处理—数控程序（NC代码）。

三、在“机械设计基础”课程中的应用——NX仿真、装配和工程图模块

“机械设计基础”课程主要包括机械原理和机械零件设计两部分，以机械原理部分学习过程中的四连杆机构为例，在学习四连杆机构时，如果仅仅通过理论讲解，学生对四连杆的运动特性理解的不够充分，可以利用NX运动仿真模块，首先通过三维建模，虚拟装配，设定连杆，设定驱动，完成平面四连杆机构的三维动画运动仿模拟。

机械设计基础课程学完后，要进行课程设计。以减速器课程设计为例，学生要完成减速器装配图及零件图的绘制。给定参数后，如果学生凭空想象，采用二维软件即使完成了减速器的装配图，并拆画零件图，也不知道所绘制的减速器各零件间是否会产生干涉，能否保证加工后的零件能够安装。因此，可以利用NX的装配模块，将所设计的减速器零部件进行装配，通过仿真建模，查看各个零部件之间是否存在干涉，为后续加工的零件的顺利装配打下基础。并且，NX软件可以将三维模型转换为二维工程图形。如果零部件模型尺寸进行了修改，装配图形也会自动做相应的修改。

四、在本科毕业（论文）设计中的应用——NX 综合运用

毕业（论文）设计是每个本科生毕业前要完成的最重要的一项任务。机械设计制造及其自动化专业的本科毕业生主要从事的工作岗位为：数控机床操作岗位（数控车床、数控铣床、数控线切割机床的机床操作工），数控工艺技术岗位（数控加工工艺设计师、数控工艺文件管理员、数控程序编写技术员、电脑绘图员等），普通机电设备设计师助理等技术工作岗位，这些岗位的共同特点是动起手来能干活，拿起电脑可设计。因此，毕业设计对他们来说尤其重要，毕业论好了，进入企业后，就能更快适应工作岗位。

在教学过程中，为实现应用型本科的人才培养目标，减少理论型、研究型论文，要求毕业论文题目需“来自企业”，即学生的毕业论文内容既要包含设计又要包含制造，而且学生必须在数控机床上至少加工出毕业论文中的一个中等复杂的零件，若能借助NX软件，自动生成数控加工程序，并对刀路和程序进行优化，会起到事半功倍的效果。通过毕业设计，让学生掌握机械零件从设计到制造的全过程，为工作后以最短的时间适应企业要求奠定基础。

五、在机制专业各种大赛中的应用――NX 提升

虽然将NX软件融入多门专业课程的教学过程，使学生学习积极性大大提高了，教学效果明显，但由于课时的限制， NX软件强大的功能模块，教学过程不可能面面俱到，很多模块不能深入讲解，一般是按照一定的讲课模式完成教学任务。

教学过程中理论讲解的思路和方法肯定与实际工作有一定的差距。针对学生的不同要求，鼓励学生参加竞赛来提高自己的能力。主要组织学生参加山东省数控大赛、山东省机电产品设计大赛和全国3D大赛等。在每项技能竞赛中，都要求学生完成真实的产品，大赛的环境更接近于真实的工作环境，通过参加不同类型的大赛，学生会对NX软件更加的熟悉，对自己感兴趣的模块有更深刻的了解。同时，大赛能拓宽学生的视野，提高团队合作精神，提升自身的设计、制造和创新能力，拓宽将来的就业范围，提高了就业机会。教师通过指导大赛，与学生进行沟通，更了解学生的想法。通过参加大赛，与其他院校进行交流，相互借鉴，获得更多的信息，把握更新的教学理念，并不断渗透到自己的教学过程中，使教学更贴近实际，使本来枯燥的课堂变得更加生动。技能大赛可以让学生认识到学习中的不足，明确自己的学习方向。

把NX（UG）软件应用于机制本科“机械制图”“数控机床编程”“机械设计基础”等课程中，使学生感觉枯燥、难懂专业课程变得生动、易懂、易学，学生自主学习能力得到了提升，学习积极性得到了提高，同时，在本科毕业（论文）设计和各种大赛中，充分合理地选用NX软件的相应模块，满足了不同层次、不同要求的学习需求，教师更容易了解学生，可使教学更能满足学生的需求，更能贴近社会实践的要求。学生上学期间打下的坚实基础，也为今后的就业奠定了坚实的基础。

[参考文献]

[1]程德蓉，何玉林，李彩霞.基于CBR的“CAD/CAM技术-UG”课程的教学改革[J].教育与职业，2011（6）.

[2]焦丽丽.UG软件用于机械专业课程的教学改革[J].装备制造技术，2008（12）.

[3]严潮红，夏建生，王旭华，等.基于UG NX的工程本科应用型人才培养[J].盐城工学院学报：社会科学版，2010（3）.

篇（10）

我国大型工业逐渐在复苏，社会对于精通现代机械设计与管理人才的需求正逐渐增大。今后一段时间内，机械类人才仍会有较大需求，具有开发能力的数控人才将成为各企业争夺的目标，机械设计制造与加工机械专业人才供需比越来越高。

机械行业就业前景还是十分乐观的，毕业生如果具备与本行业领域方向相适应的文化水平与素质、良好的职业道德、创新精神和职业能力，掌握模具设计与制造基础理论知识，具有模具设计与制造技术专业知识和专业技能，具备相应实践技能以及较强的实际工作能力一定能够找到一份满意的工作。

机械工程专业毕业生的就业方向多种多样，除了教学、营销外，常见的有生产总监、物流管理、设备管理、质量管理、项目管理、机电产品开发、机械产品开发、液压产品开发、仪器仪表开发、武器开发、汽车工业、环保设备开发、矿业设备设计、模具设计制造、机械制造工艺师、CNC工程师等。本专业学生毕业后可在工业生产第一线从事机械工程及自动化领域内的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理和经营销售等方面工作。可以说就业方向已经很广了。

机械工程专业主要课程有哪些

机械工程专业培养德、智、体、美全面发展，具有一定的文化素养和良好的社会责任感，掌握必备的自然科学基础理论和专业知识，具备良好的学习能力、实践能力、专业能力和创新意识，毕业后能从事专业领域和相关交叉领域内的设计制造、技术开发、工程应用、生产管理、技术服务等工作的高素质专门人才。

主干学科：力学、机械工程。