机械设计知识范例(12篇)
机械设计知识范文篇1
关键词：机械设计；项目化教学；教学项目设计；课程考核
中图分类号：G522文献标识码：A文章编号：1671―1580（2015）10―0085―03
“机械设计”是机械类专业的一门专业基础课，其目的是培养学生掌握机械设计的基本理论、基本知识和基本技能，学会各种常用基本机构及零部件的分析方法，并具有按照机械的使用要求进行机械传动系统方案设计的初步能力。因此，本课程在学生学习相关技术基础和专业课程中起到承前启后的作用。然而，由于应用型本科的学生理论基础相对较差，不愿意上纯粹的理论课，但动手能力尚可，因此在课程的教学设置上，与应用型本科人才培养的特点和目的不相适应。为此提出对“机械设计”课程进行项目化教学改革。
一、课程的教学现状
我校的机械设计课程包含机械原理和机械零件两部分内容，96个学时。从近几年的教学实践和毕业设计的反馈信息来看，由于传统的授课方式是以教师讲授为主，学生只能被动地接受，在教学设计上通常只孤立地介绍各种机械零件和机构的知识及设计方法。因此给学生的印象是该课程理论性强、内容多且各章节之间没有联系，设计校核内容复杂，且由于学生的工程意识差，没有实践经验，没有良好的自主学习习惯和学习方法，无法综合应用各先修课程的基础理论知识来解决问题。而在该课程的实验教学中主要以验证性实验为主，缺乏综合性和设计性实验。考核方式上，往往是通过笔试的方式进行，学生复习时只能死记硬背，并不能真正检验综合能力。
二、课程项目化教学的具体内容
1.教学项目选取的基本思路
以项目为载体对“机械设计”课程内容进行重新构建，其关键在于选择合适的项目，用来教学的项目必须既能达到锻炼学生工程项目的能力，又能覆盖机械设计课程所授的内容。选择一个好的项目需要认真理解本课程的培养目标和教学大纲，清楚每一章节要求学生掌握的知识和能力，分析各章节之间的联系，将项目的内容分布到各相关章节中去，让学生掌握课程中所涉及的有关知识要点、方法和设计技能，以此提高学生专业技术应用能力和实践动手能力。
2.教学项目的设计
根据上述基本思路，结合本校现有的设备条件，设计了8个教学项目（见表1），项目由简到难，层层深入，逐步增加各知识点的覆盖。
3.项目的教学过程举例
以项目4为例，该项目所涉及到的知识点多且琐碎，要完成此项目必须掌握标准直齿圆柱齿轮传动的设计计算、轴的结构设计和校核、平键的选择与校核及轴承的选择与寿命计算等相关知识。因此，在开始项目前，将原教学班分成一个个的教学小组，表1教学项目、主要知识点和教学目标项目名称项目内容主要知识点教学目标项目1三种典型机械模型的测绘与分析1.鄂式破碎机、内燃机、牛头刨床的测绘与简图绘制；
2.三种典型机械模型的自由度计算。1.机构、机器、零件、构件、部件等机械基本名词术语；
2.平面机构简图绘制、机构自由度计算等。1.具有区分机器和机构、零件和构件的能力；尤其要有具有认识构件的能力；
2.掌握平面机构简图绘制和自由度计算的方法；
3.具备用图形表达运动副和几种常见机构的能力。项目2热处理炉门开闭机构设计根据要求设计热处理炉门的开闭机构1.平面连杆机构的类型、特点、基本特征；
2.用图解法进行平面四杆机构运动原理的设计。1.平面连杆机构的设计方法；
2.能分析炉门启闭机构的工作原理。项目3螺旋千斤顶设计根据使用要求设计螺旋千斤顶用于提升重物1.滑动螺旋传动的结构和特点；
2.螺纹的类型、组成、特点及应用；
3.螺纹联接的强度计算。1.掌握滑动螺旋传动的设计方法和过程；
2.能分析螺旋千斤顶的工作原理。项目4单级直齿圆柱齿轮减速器的设计1.标准直齿圆柱齿轮传动的设计；
2.轴直径估算与结构设计；
3.平键的设计计算；
4.轴承的设计计算。1.标准直齿圆柱齿轮传动的设计计算；
2.减速器中各轴的结构设计；
3.轴上平键的选型和强度校核计算；
4.轴承的选型和寿命计算。1.掌握一对标准直齿圆柱齿轮传动设计计算的方法；
2.初步具备减速器中轴的直径估算与结构设计方法；
3.掌握键联接的主要类型和应用；初步具备进行平键选型及强度校核计算的能力；
4.掌握轴承的主要类型和应用；初步具备进行轴承选型及寿命计算的能力；
5.初步具备查阅机械设计手册的能力。项目5多级减速器的拆装与设计计算1.多级定轴减速器拆装与动力参数设计计算；
2.行星减速器拆装与传动比计算。1.轮系的功用；
2.定轴轮系传动比计算及动力参数设计计算；
3.行星轮系传动比计算及从动件转向判断。1.通过对两种多级减速器的拆装及组装达到对多级齿轮减速器的类型、结构和组成有实际的认识；掌握多级齿轮减速器中各零件的名称和作用；
2.掌握多级齿轮传动的传动比的计算；
3.掌握多级定轴齿轮传动的动力参数计算。项目6家用切菜机设计1.叶类长茎类蔬菜家用切菜机的方案设计；
2.切菜机切菜部分机构、夹紧机构、传动机构的设计；
3.切菜机其他机构的设计。1.曲柄滑块机构的设计；
2.不完全齿轮齿条的设计；
3.弹簧夹紧机构的设计；
4.带传动的设计；
5.自锁机构的设计；
6.轴承的选用；
7.轴的结构设计与校核。1.掌握曲柄滑块机构、不完全齿轮齿条机构、带传动、轴承、弹簧夹紧机构、轴等的设计与选用；
2.掌握通用机械零部件、机械传动及一般机械设计的基本方法和步骤；
3.提高学生设计计算、制图、查阅设计资料、考虑技术决策等机械设计方面的基本技能。项目7抛射式教学用网球发球机设计1.抛射式教学用网球发球机的方案设计；
2.机械结构设计；
3.零件强度校核。1.链轮的特点及选用；
2.齿轮的设计及强度校核；
3.行星轮减速器的选用；；
4.离合器的选用；
5.飞轮的设计；
6.轴的设计及强度校核。1.掌握行星轮减速器、离合器、链轮、齿轮、轴的设计与选用；
2.通过对网球发射机的设计能灵活综合运用所学的机构与机械传动设计、分析的理论与方法。项目8柔性自动化装配教学实验系统机械传动装置设计1.柔性自动化装配教学实验系统机械传动装置的设计；
2.机械结构设计。1.机构与传动的综合应用；
2.机械系统设计；
3.带传动的特点及设计；
4.减速器的设计；
5.轴的设计；
6.轴承的选用；
7.各种联接。1.通过对柔性自动化装配教学实验系统机械传动装置的设计能掌握机械传动系统的设计方法；
2.掌握减速器、带传动、齿轮、轴、轴承、联接的设计与应用。每个小组在接到项目后必须充分讨论项目，明确项目要解决哪些问题，需要哪些方面的知识，查阅哪些资料并收集信息。教师在教学过程中，可让学生先拆装、测绘单级齿轮减速器，初步建立感性认识，然后讲解减速器中所涉及到的知识点，如齿轮、轴、轴承、键等，每介绍完一个内容，可将齿轮、轴、轴承、键的设计作为教学项目的子项目，这样学生在学习的过程中是带着任务在学习，可激发学生的学习积极性。在学生做项目过程中，教师巡回指导，对学生不完善的思路进行修正，以加强学生的能力训练，提高任务完成的质量，最后要求学生课外进行讨论总结，每组写出设计报告。每一任务完成后，进行课堂交流，对项目中如何解决问题做相关介绍。在该阶段，学生不仅回顾了自己设计过程中存在的问题，知道了如何改进的方法，还锻炼了学生的语言表达能力。
4.课程考核方式
在课程的成绩评定过程中，着重考查学生灵活运用所学知识分析问题和解决问题的能力，采用多元化的成绩评定方式。做项目的学生平时占20%，可以不做常规作业，在每一个项目学习结束后，以小组为单位用PPT展示其学习成果，各个小组再根据每位学生在小组中的综合表现给予评分，项目成绩占50%，期末考试成绩占30%。项目成绩分为过程成绩和最终成绩，在项目进行过程中，教师根据学生的设计方案、创造性、合理性等方面来评分，项目完成后，根据完成的实际情况给予评分，两部分的评分总和即为项目成绩。此外，鼓励学生自己立项，自主设计，参加大学生创新设计，提升学生工程创新意识、实践能力和团队合作精神，促进应用型人才的培养。
三、结束语
机械设计项目化教学改革是将传统课程中的知识点分散到各个项目中去，对培养学生的设计、计算和创新能力有很好的促进作用，能激发学生的学习兴趣，提高学生解决问题的能力，让学生清楚如何应用所学知识，切身体会理论联系实际，对培养应用型人才有重要的意义。
[参考文献]
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[5]邱玉江，张洪峰.“工程项目教学法”在机械设计课程教学中的应用[J].高教论坛，2010（04）.
机械设计知识范文篇2
关键词：机械设计基础课程特点教学方法教学内容考核方式
机械设计基础课程是高等学校工科非机类专业学生一门很重要的基础课，其中材料专业、电器专业、工业工程和工业设计，甚至管理类的某些专业等均会学习应用该课程的相关知识。这些专业的学生不具备机械专业相关的基础知识，进行该课程的教学对于老师和学生都是不小的挑战。目前对于该课程教学方式已经进行多方面的研究[1-5]，对相关课程的教学具有一定的指导意义。笔者根据多年从事机械设计基础课程教学的体会，分析该课程的特点，然后了解相关专业学生的特长，从以下几个方面对该课程的教学方式进行探讨。
1.机械设计基础课程的特点
机械设计基础课程包括机械原理和机械设计两门课基础知识的综合，内容多，知识面广，主要研究机械中的常用机构的运动副、自由度计算、一些专用术语、通用零部件的工作原理、结构特点及基本的设计理论和计算方法等。
2.相关专业学生的特点
机械设计基础课程主要是针对非机类专业学生的一门很重要的基础课，这些专业的学生不需要对机械设计的相关理论和方法深入学习只需掌握构件之间的连接、各种传动的结构及工作原理等知识。比如对管理类的学生，偏重文科知识的学习，对于首次接触机械通用零件和常用机构，常常会比较迷茫和不知所措。专业老师也很头疼，认为很简单的专业知识，花很长时间讲解，学生理解还是很困难。但是机械设计基础课程涉及的内容在生活中随处可见，比如一些常用的健身器材四杆机构脚踏器等，无论什么专业的学生在工作和学习中均避免不了会碰到。针对这些情况，根据多年机械设计基础课程教学的体会，在教学方法、教学内容及考核方式上进行改进，因材施教，从而达到比较好的教学效果。
3.教学方法的改进
（1）激发学生的兴趣
机械设计基础课程的内容对于工业工程和工业设计及管理类的某些专业的学生而言比较枯燥，如何激发学生的兴趣呢？首先借助多媒体技术展示一些生活中常见的一些机构比如拖把挤干器、手压抽水机、飞机起落架、画板支撑机构和雨伞等每个人都会接触的常用机构。同时结合机械设计基础的专业术语讲解，学生就相对容易接受和掌握，而且印象深刻。在教学过程中把近几年湖北省学生机械创新大赛的作品展示给学生，同时讲解各种机构设计的巧妙之处，机械设计并不枯燥，也是很有趣的，从而调动学生学习课程的积极性。
（2）加强实验教学
理论讲解对于学生来讲过于抽象，常常如堕五里雾中。结合学生情况，多组织学生到机械实验室参观各种常用机构和通用零件，对一些常用零件分别命名，使学生走近零件和常用机构，并且认识它们，结合处于东风公司专业厂所在的城市，寻找一些汽车零部件及各种不同失效形式的零件，让学生有一个感性认识，结合理论知识从专业的角度对失效方式进行总结和讲解，使学生感觉学有所用。针对一些常用机构，引导学生多动手，让一些机构动起来，然后先让学生寻找原动件，以及运动传递路线和执行构件，分析构件与构件的连接方式。结合课本内容老师演示一步一步讲解，这样学生就会学得有意思。
4.教学内容的改革
针对不同的专业学生，提炼关键内容，有重点地授课。比如对于工业设计专业的学生，毕业后主要从事工业产品创新设计及相关的服务模式和商业模式设计、平面广告设计等领域的开发、研究、策划。对于机械设计基础课程，学生只需掌握各构件之间的连接、一些常用传动机构及相关工作原理等知识，因此重点不在各构件的受力分析、具体设计和详细的理论计算，而是知道生活中有这些机构和通用零件，以及这些机构的工作原理，在具体地进行工业产品创新设计时，在不影响产品的主要功能下，对产品进行有创意的外观设计。
5.考核方式的改革
对于机械类专业的学生，机械原理和机械设计主要是以闭卷考试的方式进行考核，使学生对理论知识有一个深刻的掌握和理解。但是，对于非械机类专业的学生机械设计基础课程的考核方式要有所改变。先要明确学生学这门课的目的是熟悉和了解一些常用机构和通用零件的工作原理，具备最基本的机械设计基础知识。因此在考核方式上可进行如下方面的改革。
（1）课堂考核
当学习一些认为学生需要的知识点时，可课前告诉学生这部分要课堂考核，讲解后出一至二个题目让学生做，交上后，再讲一次，以加深学生对知识点的理解。举个简单的例子，公交车门开闭机械传动部分，先放动画，讲解工作原理，指出原动件，以及传动路线和执行构件和构件间的连接方式，让学生画出机构示意图，并且计算机构自由度，然后交上来，最后把正确的机构简图一步一步画出来进行详细讲解。根据学生所交资料的情况给相应的成绩。
（2）课堂讨论和讲解
当讲解到某一个与生活密切相关的零件或者机构，就让学生自由发言并相互讨论。比如火车上常用的拖把挤干器，把照片和工作过程放过以后，问学生坐火车注意到了没有，有没有其他形式的拖把挤干器，同时鼓励学生在生活中要多观察和思考。同时让每一个同学准备自己感兴趣的知识点给五分钟时间到讲台上讲解。这样学生由被动到主动学习课本知识，并且锻炼学生面对多人的敢于表现自己的能力，最后根据学生的表现情况给出成绩。
（3）制作模型
让学生根据观察分析生活中的常用机构，制作实物模型，这让学生兴趣很高。特别是工业设计专业的学生，尽情发挥专业特长，制作出各种各样形状和不同颜色的作品，而且具备机械常用机构的功能。这比一些机械专业的学生做的还要精致和漂亮。而且不同专业，不同的思维方式，常常诱发学生不同的创新思维。根据作品情况给一个成绩。
（4）开卷考试
利用最后一节课，出几道题，开卷考试并结课。结合几部分考核，给一个综合成绩。
6.结语
通过对机械设计基础课程特点及学生的专业特点进行分析，从教学方法、教学内容和考核方式上进行改革。在具体的教学实施过程中，激发学生的兴趣，发挥学生的特长，提高学生的能力。因此，教育工作者要不断探索出更多适合学生的教学方法，切实提高该课程教学质量，培养学生的工程意识，使所培养的学生更贴近、满足社会的需求。
参考文献：
[1]赵海贤，孙占刚.工业设计专业《机械基础》课程改革与实践[J].承德石油高等专科学校学报，2014，16（1）：39-42.
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机械设计知识范文
【关键词】机械专业；应用型人才培养；课程体系；建设；改革
前言
机械是最早的专业之一，由机械装备设计和机械制造工艺专业合并而成。该专业工程实践性较强，属于工科类，是以机械为主，光、机、电、气结合的综合性较强的一个专业[1，2]。结合应用型人才培养方案，针对西部院校机械类专业实际情况及特点，本文讨论我院机械设计制造及其自动化专业课程体系建设，并提出一些改革措施。
1.培养目标及要求
1.1培养目标
机械专业培养德、智、体、美全面发展，具有良好的团队协作能力和创新能力，具备现代机械设计制造及其自动化基础理论知识与应用能力，具有从事本专业实际工作的综合职业能力，能在工业生产第一线或中职、高职院校、科研机构从事机械制造领域内机电产品设计与开发、机械产品制造、科技开发、应用研究、经营销售、运行管理、生产管理、教育研究等方面的工作。
1.2培养要求
具有从事机械产品开发、设计、制造、控制及生产组织管理的基本能力，具体为：
（1）具有扎实的自然科学、社会科学基础知识；
（2）系统掌握本专业领域的技术理论基础知识；
（3）具有本专业必需的制图、计算、实验、测试、文献检索、基本工艺操作等基本技能；
（4）具有初步的科学研究、科技开发和组织管理能力；
（5）具有较高的综合素质和较强的自学能力与创新意识。
2.机械专业存在的问题
西部院校由于资源、师资、教学条件、办学经验等原因仍存在一些不足：
（1）课程设置顺序不合理，学生学习过程中发现一些课程的知识还未学，就已经开始学习后面的内容了，学生学起来比较吃力。故进行课程设置时应考虑课程间的关系，合理安排，让学生学习时有递进感，不断增强学习兴趣和信心。
（2）学生掌握的能力与需要的能力不对接，学生感觉学了四年，什么都没学到，也有学生感觉，毕业出去后需要用到的知识没学，没用的却学了很多。这是因为，知识体系是一个整体，分为不同学科、不同专业和课程。解决工程实际问题时，需要的是系统综合知识，学生只有运用系统的知识才能真正解决问题[3]。
（3）课程设置与社会需求脱节，企业招聘人员反映，学生目前学习的知识比较陈旧，多数都已过时，希望学校跟上社会的需求，不断更新知识，开设一些实用性强的课程。
3.课程体系
3.1课程设置框架
3.2专业必修课程
（1）为了培养学生具备一定的计算、运算等能力，以为后续的机械设计、模具设计、机电一体化技术等课程服务，同时掌握一定的英语运用能力，开设了一些比修的基础课程，如数学、物理、力学、英语等。
（2）机械类开设的主要课程有机械制图、机械CAD、机械原理、机械设计、互换性与测量技术、工程材料及成形技术、数控机床与编程等。
①机械制图：能够培养学生掌握相应的CAD绘图能力；提高学生的三维空间想象能力；为学好后续课程（机械设计、机械原理、互换性也测量技术、机械制造技术、冲压工艺与模具设计等）打下坚实基础。
②机械原理：机械原理是从基础理论课到专业课之间的桥梁，在课程学习中起着承上启下的作用。学习该课程，能使学生掌握机构运动学和机械动力学的基本理论，具备拟定机械运动方案、分析和设计机构的能力。
③机械设计：机械设计是机械专业的核心基础，也是学习机械制造技术、模具设计与制造等课程前的必备知识。学好机械设计能为后续学习模具、机电产品设计奠定基础。
3.3专业限选课程
机械专业分为两个方向：（1）模具制造工程方向，该方向主要开设机械制造技术基础、模具制造工艺和冲压工艺及模具设计等三门课程；（2）机械电子工程方向，该方向主要开设机械工程控制基础、机电传动控制和机电一体化技术等三门课程。
3.4实验及实践教学
为了巩固学生对理论课知识的理解和消化，针对机械应用型人才培养特点，除了对一些专业课开设课程实验外，还开设了系统的实践教学环节，如表1所示。
课程实验：目前开设的实验或建立的实验是只要有机械设计实验室、机械原理实验室、测量实验室、液气压实验室等，而模具实验室、机电一体化实验室等则还在筹划之中。
课后实训：目前机械专业开设的实训有车工实训、钳工实训、焊工实训、数控技术实训、电子线路实训、机械设计课程设计、模具设计课程设计、机电一体化系统课程设计等。电火花成形、线切割、模具、铣削、铸造等方面的实训及实训中心则在完善和建设之中。
3.5课外科技活动
课外科技活动是一个能提高学生自学能力、团队合作精神、遇到问题解决问题等能力的重要教学环节。在课外科技活动中，学生相互讨论，相互学习，相互影响，相互督促，共同进步。此外，在指导过程中，教师也能不断更新知识，提高自身能力。我院机械专业主要的课外科技活动主要体现在学生第二课堂、专业相关比赛、大学生创新设计制作大赛、科研活动等几个方面。
4.课程体系改革措施
根据上述讨论，与以往相比，机械专业课程体系的建设有了一定的进步，也取得了一定成绩，但也存在一些不足。针对上述的不足，现对理论教学、实践教学等方面提出一些改革措施。
4.1理论教学方面
（1）将冲压模具课程设置在模具制造工艺前讲授；
（2）模具制造工程方向增设注塑模课程；
（3）机电方向增设测试技术课程，机电方向学生必须具备一定的测试知识。
（4）将机械制造技术基础设置为专业必修课。机械制造基础是主要讲授车、铣、刨、磨、钻等常规的机械加工方法、加工刀具、加工设备等，是机械专业学生必须掌握的专业基础知识，所以，机电和模具方向学生都应掌握。
（5）选择通俗易懂的教材，如高等教育应用型教材；
（6）课程设置跟上行业步伐，如增设先进制造技术、有限元原理、机械CAD/CAM/CAE等课程。
4.2实践教学方面
（1）加强实验室和实训中心建设；
（2）实践性强的课程增加相应的实验环节。
4.3其他方面
专业分方向时间从大二上学期延迟至大三下学期；从企业引进经验丰富的教师，开展必要的实训课程；加强教师培训，提高教师技能。
5.结束语
我院机械类学生偏多，师资薄弱，教师队伍年轻化严重，经验不足，目前只能勉强维持基本的教学工作，对于一些实践性较强的实训项目和深度、难度较大的专业改革或专业建设方面还无法开展。总之，我院机械专业的应用型人才培养工作还任重道远。
参考文献：
[1]刘国昌.机械制造专业课程体系改革初探[J].教育与职业，2005，17：65-67.
[2]刘迎春，宁立伟，邓奕等.应用型本科机械设计制造及其自动化专业人才培养课程体系的研究[J].湖南工程学院学报，2004，14（3）：59-62.
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基金项目：
广西教育厅科研项目（2013YB208）；部级大学生创新创业训练计划项目（201310605006）。
机械设计知识范文篇4
【关键词】机械设计基础教学改革
机械设计基础包含机械原理和机械设计两门课程，是机械类各专业重要的技术基础课，起着从基础课过渡到专业课的桥梁作用。机械设计基础是对学生进行设计能力、创新能力、工程意识训练的主要课程。因此，课程教学内容和体系改革的基本思想是既要让学生能够较扎实地掌握从事工程技术常规工作所需要的基本理论、基本技能，还要让学生了解新知识及本学科的新发展，拓宽知识面，开阔学生的思路，从而更有利于学生工程实践能力和创新能力的培养。
1理论教学环节
理论教学环节是机械设计基础教学改革的一个重要方面，我们主要从教学内容、教学方法及教学手段三方面进行了新的尝试。
1.1教学内容
目前高校都提出了“厚基础、宽口径、重能力”的人才培养模式，因此，理论课程的课时压缩严重。而《机械设计基础》由于融合了《机械原理》和《机械设计》两门课程，故涉及的内容多，理论性、实践性都比较强，如果面面俱到，老师讲解起来感觉力不从心，学生听课时如听天书。因此，为了适应新的人才培养模式，必须对教学内容做相应的调整。
1.1.1对与先修课程重复的内容进行必要的精简。比如在平面机构的运动分析和力分析这两章中，很多知识都是理论力学中的重点内容。以往在讲授图解法分析机构的运动时，会花费大量学时讲有关理论力学的知识，严重影响了其他内容的讲解。可以考虑先让学生预习有关理论力学的知识，然后着重对方法进行介绍和讲解，既节约了学时，也收到了预期的教学效果。
1.1.2在机构分析中，增加了解析法内容。以往在机构分析和设计中，因图解法形象、直观，有利于学生对问题的理解，有助于数学模型的建立，同时对某些简单的问题比解析法更有效，因此在学时安排上占有较大的比重。为了适应人才培养的需要，增加了解析法讲解的力度。
1.2教学方法
《机械设计基础》课程主要研究常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本的设计理论和计算方法，由于大多数学生缺乏实践知识，他们在学习过程中普遍感到抽象、枯燥、难学，尤其是机械原理这部分知识，认为机构运动简图与实际机器相差甚远，很难将两者统一起来。因此有必要对教学方法进行改革。
1.2.1采用启发式教学，培养创新意识，提高教学质量。如在讲授“铰链四杆机构的演化”内容时，我们就地取材，用雨伞作教具。采用学生熟悉的生活工具模拟学习内容，不仅取材简单，而且生动形象，容易与实际的机器相结合，克服结构运动简图抽象的特点。
1.2.2采用师生互动、类比等教学方式，激发学生创造性思维。教师可将自己的工作实践及创新经历介绍给学生，这对培养学生的创新意识、提高综合素质有很大作用。并且鼓励学生自由选题开展小发明制作、软件开发和教学论文撰写等多种形式的创新活动。这种创新环境和氛围几乎能够适应每一名同学，因而有利于学生脱颖而出，做出较好的创新业绩。
1.3教学手段
传统的教学系统是由老师、学生和教材这三个要素构成的，以教师为中心的传统教学模式，它的特点就是由教师通过讲授、板书，把教学内容传递给学生。随着机械原理教学改革地深入，教学手段也必须进行改革，否则难以完成相应的教学内容，也达不到相应的教学效果。机械原理部分有一些机构的原理比较抽象，无法用语言形象地表达清晰，学生认知困难，很难在学生中形成深刻的印象。运用计算机的动画制作技术，可将一些难以想象和无法用语言表达的机械运动过程和工作原理制成多媒体课件，在讲授相关内容时巧妙的将现有教具与多媒体课件结合使用，将那些难以想象的机械运动过程和工作原理演示出来。
2实践教学环节
《机械设计基础课程》教学的另一重要部分是实践性教学环节，它包括实验教学和课程设计。
2.1实验教学
实验教学也是机械设计基础课程的一个重要的实践性环节，是培养学生动手能力和工程意识、检验知识的重要手段。对机械设计基础课程实验教学的改革，应从以下几个方面进行：一是将某些验证性的实验通过电教片播放，为学生增加一些感性认识即可。二是新增设设计型机构方案构思组装实验，要求学生自己设计实验，自己动手完成，不再依赖于教师。三是设计综合性的实验，通过对实际机器的综合研究，培养学生的整体意识和工程意识。
2.2课程设计
机械设计基础课程设计是机械设计基础课程教学的最后一个环节，其目的是培养学生综合运用基础理论知识的能力、工程分析能力和运用资料等基本设计能力。对于学生中普遍存在的工艺知识和公差知识的不足，应在设计中逐步给予讲解和补充，使学生通过设计全面掌握和巩固机械设计的相关知识。
3结束语
总之，机械设计基础课堂教学的改革是一个系统工程，涉及课程教学的各个环节，全面推进教学改革措施，才能取得良好的效果。必须删掉陈旧或重复的教学内容，增加新发展的内容，拓宽学生的知识面；在教学方法上，充分利用计算机的辅助教学作用，使计算机贯穿于整个教学环节，使教学方法上一个台阶，为学生学习专业课和走向工作岗位打下坚实的机械设计基础。
【参考文献】
机械设计知识范文篇5
关键词：智能设计技术；农业机械研发；应用探讨
1智能设计技术概述
智能设计技术是近年来逐渐兴起的技术类型，它在传统研发设计的基础上，融入了大数据、智能制造、虚拟现实、智能建模、知识工程等技术形态，并根据行业设计研发的需求，形成适配于行业产品研发生产的一种全新技术形态[1]。换句话说，智能设计技术虽然基于智能制造、大数据、虚拟现实等技术范畴，但在不同行业的应用中却体现出了差异性。本文主要探讨农业机械研发制造中智能设计技术的应用，结合农业机械研发制造行业的具体情况，重点探讨了CAD智能建模技术、知识工程智能技术和虚拟现实智能验证技术三种智能设计技术的应用。
2农业机械研发制造中智能设计技术的应用
2.1CAD智能建模技术及应用
传统的CAD设计技术已被广泛应用在农业机械制造领域，能够辅助农机产品的设计、研发和三维仿真等设计工作，但在产品设计知识的高效利用领域体现了诸多问题，例如：传统CAD技术能够解决农业机械产品研发的结构性问题，但在建模设计知识与建模生成的融合上，存在灵活性、适应性和移植性不强的弊端。基于知识的CAD智能建模技术能够较好地攻克这一难题，该技术以智能化设计为基础，涵盖CAD建模标准规范、材料特性、装配语义、建模融合等新的技术形态，在农业机械研发制造中的应用体现出了新的价值。国内山东农业大学最新研发了一种基于CAD智能建模技术的农机产品制造模型特征提取方法，该方法将三维小波变换和CAD智能建模技术融合在一起，构建了农机产品设计ESB通用智能模型库，技术人员在设计农业机械产品时，可以从智能模型库中直接调取通用的设备模型，并运用三维小波变换进行智能分析，得到匹配性能最佳的产品模型，大大提升了大型复杂农业机械产品研发制造的效率和建模仿真的准确性[2]。
2.2知识工程智能技术及应用
知识工程智能技术源于专家系统的研究分支，贯穿于整个智能设计和制造领域，它以知识设计内容为基础，通过科学的表示、获取和推理过程，获得制造产品的最佳研发方案。以知识推理智能技术为例，它根据待制造产品的设计需求，从已知的知识判断得出新的设计思维方案，通过基于规则、实例和模型的推理过程，完成制造产品的智能设计过程。近年来，随着现代农业机械产品功能和性能的多元化发展，设计一款农机产品所需的知识系统越来越复杂，传统单一的设计推理模式难以满足产品的设计和研发需求，采用集成的多推理知识工程智能技术能够更好地解决现代农机产品研发面临的这一问题。例如：中国农业大学研究了一种基于知识工程的快速设计推理方法，该方法以相似度匹配算法为核心，能够对履带式收获机传动系的机械构件进行快速推理，有效地缩短了产品设计周期，提升了产品的设计智能性[3]。
2.3虚拟现实智能验证技术及应用
虚拟现实技术能够对结构复杂且设计困难的大型农业机械产品研发起到很好的辅助作用，研发人员运用虚拟现实技术能够实现对农机产品结构、外观和进行的仿真建模，在虚拟现实系统中构建真实感很强的运作场景，完成对研发农机产品的仿真运行。近年来，在传统虚拟现实技术的基础上，一种新的虚拟现实智能验证技术被逐渐应用在农业机械研发制造中，该技术不仅能够实现传统虚拟现实技术的所有功能，还能够对仿真的效果进行智能验证，验证的效果与产品开发出的实际使用效果无限接近。例如：中国农业机械化科学研究院采用虚拟现实智能验证技术，开发了基于视景仿真的联合收获机虚拟研发系统，该系统能够在虚拟现实情境下建立联合收获机轮胎模型，并对联合收获机作业过程进行虚拟受力分析，进一步通过对收获机运行时周边环境如农田、树木、草地等地表环境的虚拟建模和仿真，在VegaPrime中设计运动路径，实现了联合收获机作业的3D视景仿真和作业效果测定，结果表明：虚拟环境下的仿真测定结果与后期开发的联合收获机运行效果误差率小于1%[4]。
机械设计知识范文篇6
1.课程设置目的
《机械设计》课程是培养学生具有机械设计能力的技术基础课，通过本课程的学习使学生获得机械设计的基本知识、理论和方法.而且要求学生结合本课程的学习，能够综合运用所学基础理论、技术知识，联系生产实际和机器的具体工作条件进行设计构想和设计技能基本训练，以便为顺利地过渡到专业课程的学习，并为进行专业产品与设备的设计打下良好基础。
2.课程教学基本要求
（1）要求掌握的基础知识：机械设计的一般知识，机械零件的主要类型、性能、结构特点、应用、材料、标准。
（2）要求掌握的基础理论和方法：机械设计的基本原则。机械零件的工作原理、受力分析、应力分析、运动分析、失效分析等。机械零件工作能力计算准则：体积强度和表面强度，静强度和疲劳强度，刚度与柔度、摩擦、磨损和，寿命与可靠性以及热平衡、稳定性等。计算载荷，条件性计算等强度计算，当量法或等效转换法等。机械零件简化的物理模型和数学模型，改善载荷和应力的分布不均匀性，提高零件疲劳强度，降低或增强摩擦，改善局部品质，提高零部件工艺性的途径和手段，以及预应力、冷作硬化、变形协调原则在设计中的应用。
（3）要求掌握的基本技能：设计计算、结构设计、绘图技能、实验技能、编程技能、计算机辅助设计技能、编制技术文件技能等。
二、机械设计课程中培养学生创新能力的环节
1.优化课堂教学环节
（1）运用启发式和讨论式教学引导学生创新。在机械设计教学过程中，教师应该组织学生根据提出的问题进行分组讨论，学生通过分组讨论可以提高自己对于机械设计课程知识的感知度和理解程度，以激发他们的学习情感和思维能力，使学生对课堂上学到的知识，形成理性认识和学科认知。
（2）全面实施项目教学法。以项目为背景，引导学生从项目的角度去思考问题和学习知识。教师在每学期第一堂课的开始，就把机械设计课程的要求、题目和方法融入到课堂教学之中，以项目为背景引导学生查阅资料和组织材料。最后通过相关调查研究，使学生开脱与机械设计课程设计的相关知识，转变学生的观念和态度。
（3）教学过程中适当使用多媒体辅助教学。采用多媒体辅助教学手段，使枯燥无味静止的机构动起来，以更丰富多彩的方式展示给学生。学生也可以观察动态机构，获得感性认识，激发自己的学习兴趣。同时，通过一些多媒体教学手段的展示，也可以提高课堂教学效果。
（4）引入工程实例引导学生创新。教师在对每章内容进行讲授时，结束基本知识教授后要结合课堂教学的相关内容引入与课程教学有关的工程实例。通过联系工程实例，提高学生理论联系实际的能力。教师也可以在课堂上引入机械创新设计方法的内容，提高学生的创新能力。在课堂教学授课中要以工程为主线和背景，怒力培养学生的工程素质、工程意识和工程实践能力。
2.优化实验教学环节
教师还应该依托学校的教学环境，构建一些专门的机械设计实验室，设计并购买一些能吸引眼球并具有创新意识的机电产品，比如精巧的机构、玩具，典型的教学机构和机器。实验室应该全面向学生开放，并让学生参与实验室的建设。学生可以观察分析机构的运动方案、工作原理、关键技术和机械结构，也可以参与重新构思组装机构和机械，学生设计的一些新型机构也可以展示在实验室中。
3.优化课程设计教学环节
在机械设计课堂上，为了培养学生的创新能力，教师应该增添一些机械系统运动方案选型设计的内容。布置的设计题目可以是：水果去皮机、自卸车举升机构、擦窗机、折叠椅、扫地机等。教师也可以引导学生利用课余时间对常见的机械装置、玩具或工具进行观察，分析它们的运动原理和机构形式。对于那些课程设计题目，教师可以教会学生查阅相关参考资料。结合实际题目拟定机械系统传动方案，并结合这些方案的要求建立机构力学模型。同时利用计算机进行运动参数的设计和仿真分析，最后结合这些设计方案鼓励学生做出实物。例如，在机械设计课程中带式输送机传动装置中的圆柱齿轮减速器设计是一个经典的课程设计内容，传统的教学方法是教师将班级分为若干小组，每个小组的设计参数相同，这样的教学方法使一部分的同学对设计图纸和结果进行了抄袭。为了解决这样的弊端，教师可以在课程设计之中为每个同学设置不同的参数，要求学生用计算机绘图取代传统手工画图。这样既增加了课程设计的难度，又强化训练了学生的计算机绘图能力，提高了学生的创新能力。
三、案例分析
本文以机械设计中“平面四杆机构”知识点的学习为研究对象，介绍“以培养学生创新意识为主线”的教学模式的具体实施。
1.创设问题情境
教师在上次课结束时对课后作业进行了布置：要求学生对公共汽车门的启闭机构进行观察，并分析公共汽车门的启闭机构由几个可以活动的构件组成。在本次课的开始时，教师对几个学生的观察结果进行了抽查，引导学生对各种不同的观察结果进行比较和评价。
学生讨论之后，教师对观察作业的正确答案进行公布，对那些仔细观察的学生进行鼓励，然后引出本堂课的教学目标，对平面四杆机构进行定义，并提出启发式的问题，例如在日常的生活中可以见到哪些平面四杆机构？怎样设计四杆机构？这些平面四杆机构有什么样的基本特性？
2.学生分组讨论
学生根据教师提出的问题，结合教材内容和生活实际，对四杆机构的基本特性和类型进行讨论，教师要鼓励学生积极对一些简单的四杆机构进行设计。在学生讨论的过程中，对于四连杆机构的动作逻辑，老师应有意识地引导学生分析与其他的机构相比具有的独特之处，机构参数改变对于机构的影响等方面的内容。
3.课堂讲解
针对那些学生在讨论过程中仍不能解决的问题，教师应该利用板书和多媒体软件进行精辟、有针对性的讲解。在讲解过程中，教师也应该利用多媒体软件对一些常见四杆机构动画进行适当播放，如鹤式起重机、飞机起落架、自动卸货车、汽车刮雨器等机构，让同学对这些机构有一个感官上的认识。在知识讲解结束后，教师进行总结和评价，并可以在课堂上引入刨床机构等相关工程实例，引导学生对平面四杆机构进行创新设计。
4.布置课后作业和实验
教师对学生进行分组，并对每组学生提出不同平面六杆机构的性能参数，对一组设计题目的设计过程，先用一些比较成熟的软件进行演示，引导学生运用软件利用课余时间对相关机构的运动参数进行计算，使学生熟练掌握计算机，采用计算机辅助技术完成相关的机械设计。作业的辅导和答疑可采用网上交流的方式，开通教师和学生之间的绿色教学沟通途径。
5.课外科技活动
机械设计知识范文篇7
创新是一个民族的灵魂，是人类社会发展的不竭动力，自19世纪工业革命以来，创新推动着机械工业不断发展。特别是近十余年来，包括信息科技在内的高新科技与传统机械科技的融合，形成了新的概念与思想、新的结构与功能，新产品新工艺不断涌现。机械工业的进步促进了机械工程学科的创新与发展，同时对机械工程教育提出严峻的挑战。在我国，高职院校机械类专业均开设了《机械设计》课程，它为一般的机械类产品设计提供了基本原理和设计方法，而设计原理、设计方法的创新同产品综合性能的创新是一脉相承。因此，对于机械类大学生而言，如何在课程教学中加强创新意识、创新思维、创新知识、创新人格的培养就体现的尤为重要。本文将分析目前高职院校机械设计创新教育存在的问题，通过创新教学思想、创新理论教学内容、创新实践教学内容和创新综合课程设计等，对培养学生创新能力进行了有益的探索。
1.目前高职院校《机械设计》创新教育存在的问题
1.1教学方法与手段方面随着科学技术的日益发展，提倡在教学中充分利用多媒体技术的背景下，受教育资源等客观因素的影响，相当一部分学校的《机械设计》课程教学仍处于传统的教学模式中，即教师借助于挂图、简易的实物模型等来说明机械的工作原理、结构、设计理论与计算方法。由于教师语言的表达能力的差异和学生知识水平的参差不齐，这种教学方式很难达到教与学的共鸣，理论与实践的严重脱节，部分学生听完也只能知其然但不知其所以然，导致学生在下面被动听的应试教育，把设计看作是自己遥遥不可及的顶点，甚至认为和自己没有关系，被动学习，没有创新意识。
1.2人才培养的目标不明确，影响创新教育教学目标是教学的灵魂，教学要以目标为起点，又要以目标为归缩。我国在很早就提出建设创新型国家，所以高等学校都具有培养创新型人才的重任，即把培养具有创新精神和实践能力作为重要的质量目标，重点是提高学生的发展能力。什么是学生的发展能力？我们认为它应该具备适应社会发展需要，既适应当前又适应未来的能力，而一些专业教师对当前经济发展状况和未来趋势陌生，对企业发展人才需求及岗位能力要求缺乏应有了解，对企业技术进步和科技发展前沿、新技术应用缺乏足够的了解、认识和掌握，缺乏实践经验等，这些因素往往会造成他们对所承担的专业教学培养目标定位不准，从而也就无创新能力教育可谈。
1.3教学内容的选择不合理，忽视学生创新能力的培养目前，我国的高等教育由精英教育转变为大众教育，高职生源素质有了很大的变化，其高考文化成绩大都位于考生群体的中间层，逻辑思维智能优势不突出；另一方面随着社会发展与科学技术进步，新技术、新工艺不断涌现，催生了特殊功能的零件，出现了许多新的设计理念和设计方法，特别是计算机辅助设计。因此在教学中应适当增加新知识、新方法和新理论。
1.4客观条件的利用和创造存在局限性虽然有的学生具有创新动机，能积极寻找新的学习方法，但由于学校创造性学习条件的局限以及学生自身不善于利用学校的现有条件，缺乏向知识经验丰富的老师或同学请教的勇气，往往不能把握本学科最新发展的动态和相关学科知识的横向关系，由此制约了学生创新能力的进一步发展。
2.本课程教学中创新能力培养思路
2.1教学思想的创新
2.1.1教师要有强烈的创新意识自古以来，我国教师的职责被限定为“传道，授业，解惑”，它对教师所持的“以传授知识为中心”的教学观念，有着根深蒂固的影响。如果教师本身缺乏对认知理论的学习和研究，自身没有建立起创新教育的意识，对学生创造性天赋和行为所表现出来的个性特征了解的十分有限，缺少促进学生创造性思维发展所需的具体教学策略和技能。只停留于替学生“解惑”，而没有让学生学会和掌握“解惑”。一个创新精神、创新能力方面的欠缺的老师，如何对学生所进行创新能力教育。
2.1.2创新能力的培养作为《机械设计》教学的一个重要目的传统的课程教学的目标只是要求学生掌握，机械零件设计的基本原理和基本方法。创新教育只是作为其中一个内容而非目的。实践证明培养学生的创新能力比单纯让学生掌握机械设计的基本知识更为重要。机械设计理论和方法是机械创新的基础，而创新能力是学生进行机械创造活动的出发点和内在动力。这就需要把对学生创新能力的培养与正常的教学活动有机的融为一体。需要把这两者都作为教学目标进行考核和评估。
2.2创新理论教学，培养学生创新能力
2.2.1构建有利于培养学生创新能力的课程教学内容传统的机械设计课程是以工作原理—常见类型—失效形式—结构的合理设计—参数的合理选择—必要强度、刚度及寿命计算为教学路线，这种教学内容突出是机构分析和机械设计理论，逻辑性较强，但学生一旦遇到工程实际问题就会茫然不知所措，也即解决实际问题能力十分有限，因此我们要改变传统的以机构分析为主线的课程体系，构建以机械设计为主线、创新能力为培养目标、基于工作过程的新课程体系。该体系可将教学内容划分为三大模块十三大项目（如上图），积极采用项目教学法，以工程事例为任务起点，以解决实际问题为归宿，增强教学内容与职业活动之间的联系。新课程体系更加贴合工程实际和人才培养的规律，充分体现了学生设计能力培养的循序渐进性，为学生创新能力的培养建立了一个良好的基础。
2.2.2积极引入培养学生创新能力的工程实例在理论教学中注意引入工程实例，注意基本理论知识与工程实践的结合，通过开阔学生的眼界来提高学生的创新能力，激发学生的创新热情。摩托车就是一种机械，为什么有了自行车后又要创造摩托车，学生根据生活经验可以感受到机械创新的原始动力。通过这样的方法，学生感到创新不再是一个空洞的想象，而是真真切切的一种现实需要，同时也意识到创新并不是高不可攀的事情，只要勤于思考，认真探索．具备扎实的专业基础知识，就能完成一定的机械创新设计。
2.2.3积极采用有助于培养学生创新能力的现代化教学手段组织好课堂教学，是培养学生创新能力的关键，在课堂教学中给学生提供一个充分发挥自己想象力和创造力的环境，是培养创新意识和创新能力的前提。随着现代计算机技术和多媒体技术的高速发展和应用，相应教学软件的大量涌现，在课堂教学中，应充分利用照片、录像片、机构运动的动态模拟和三维动画演示等，让原本一个枯燥无味静止不动的东西变得“活动”起来，如介绍缝纫机的踏板机构、公交车门启闭机构，液体搅拌机机构时就能直观、形象地展示其运动原理，以此激发学生的学习兴趣，提高创新意识。
2.2.4积极传授机械设计发展的最新成果，提高创新设计手段授课时增加一些机械设计发展的前沿动态，新的设计理念，新的评价标准，新的设计手段及方法等，如介绍机械产品的绿色设计思路，用“零污染、低消耗、零损害”来衡量设计的产品，介绍一些常用设计软件，如Pro／E，UG、ADAMS等集三维造型、有限元分析、机构动态仿真及计算机辅助制造于一体的大型高级软件；在教学中介绍应用ADAMS软件直接建模，或利用Pro／E，UG等三维建模软件对零件进行建模和装配，再导入ADAMS中，基于ADAMS软件建立虚拟样机，仿真其运动过程，进行运动和动力仿真分析，并可以分析和比较多种方案，即做到优化设计。切实提高其设计思维的高度，增强设计手段的先进性与快捷性。
2.3创新实验教学，培养学生的创新能力
实验是机械设计教学中不可缺少的部分，它可以帮助学生加深对理论知识的理解。原来的机械设计实验仅仅是为了验证某种理论，演示某种运动，缺乏研究性、缺乏创造性、无益于学生创新能力的培养。为适应新的课程教学体系，可将演示性实验改为学生探索性实验，让学生在教师的引导下思考实验原理、实验步骤，自己实际操作实验过程并处理实验结果，成为知识的主动探索者，强化创新意识。为此，我院建立了机械创新设计实验室，引进了多种机械创新综合实验台，为学生提供自主实验的平台和环境，学生可以根据自己设计思路与方案进行搭接、装配并测试这种方案的合理性，由此学生可以进行传动系统方案创意组合，激发创新的思维，提高创新意识和能力。
2.4创新课程设计教学，培养学生的创新能力
课程设计是机械类专业学生的重要的实践性教学环节之一，对于培养学生创新设计能力起到关键作用。在理论课程教学结束后，大多数学校都安排了2-3周集中的课程设计，通过课程设计，可以把《机械设计》、《机械原理》、《机械制图》、《金属工艺学》、《工程力学》、《公差配合》等课程的知识进行综合运用。一直以来，课程设计的选题大都是以减速器为题，这是因为减速器覆盖了机械设计课程中的大部分内容，便于学生将所学的知识灵活地运用到设计实践中去，适合学生学习。因此，从某种意义上来说，选择减速器作为题目毋容置疑的。然而，每届学生都重复同样的设计题目，完成同样的设计内容，务必会影响教师的创新精神，缺乏新鲜感，更加抑制了学生创造性的发挥。
2.4.1在平时课程教学中完成减速的设计把减速器作为平时教学设计课题，分解到平时的课程教学中，即在学期初就将设计任务书下达给学生，让学生带着任务，有针对性地、有目的性学习。将带传动和齿轮计算部分、支承零部件部分、联接件部分放在机械设计基础课程的教学中，作为相应章节的课后的作业，促使学生主动学习。结构部分可以放在学生“装拆减速器试验”一节中同步进行。课程设计采用这种方法，使得大部分工作都是在学生的课余时间完成的，设计时间长，学生遇到困难可以有足够的时间思考，教师也很方便和学生一起解决设计中遇到的问题，启发学生自主发现、独立思考、提高分析问题和解决问题的能力。
2.4.2集中课程设计采用多样化的设计课题，充分发挥和挖掘学生的创新设计能力由于在平时教学中学生已经有了减速器设计的丰富经验，在集中课程设计时，应该拓宽课程设计的选题，使之更加多样化，最好能够和生产实际相结合。比如选择历年的机械设计创新大赛课题，一些典型的儿童玩具，有条件的话还可以带领学生到工厂参观见习，甚至可以让学生装拆机器实物，了解机器内部零部件的形状、结构和装配关系，对加工制造的工艺过程形成初步的认识，在此基础上，让学生自主选择设计课题，提高了学生自主参与的积极性，学生设计的兴趣也就增强了。内容拓宽了，眼界开阔了，效果也就提高了。实践证明，课程设计选题的多样化，不仅能够让学生得到更多的工程设计训练，锻炼其专业素质，特别能发挥学生的主观能动性，充分挖掘了其创造性思维。
机械设计知识范文
在传统的机械类专业课程设置中,主干课程一般分为技术基础课程和专业方向课程。技术基础课程如工程力学、机械制图、公差与配合、机械工程材料、机械原理、机械设计、机械CAD等,这些课程组成为以机械设计课程为中心的机械类专业技术基础课程群,简称机械设计课程群[1]。传统的机械设计课程群的内容追求的是学科体系的完整性、学科间相对的独立性,结果出现了内容交叉及知识点衔接不紧密问题。对于课程的知识的要求,老师在对落后知识点的处理上,大多数只是蜻蜓点水般简单介绍,致使学生觉得内容繁杂及思路不清、理解不透彻,学习的效果差。在本专业课程教学的过程当中,仍存在着“重局部、轻综合,重理论、轻实践”的种种现象。机械设计课程是一门机械零构件设计、强度和刚度设计的综合性学科,和机械制图以及公差与配合等的课程联系非常紧密。受传统课程框架的制约以及授课学时的限制,课程改革只能是局部的,常常造成机械设计的实训环节内容单一,涉及的交叉课程综合运用问题也暴露无遗,尤其是在与精度设计内容相关的知识运用等方面,学生总是一味地照搬照抄,缺乏的是独立思考及解决问题的能力,在机械设计过程中,几乎看不到机器协调性很高的精度设计思想及工程设计中的创新,同时也达不到预定设计的要求,也说不上利用计算机软硬件提高设计效率。有些教材甚至还存在以下问题:某些技术概念陈旧,使用的教学实例已不符合现在技术要求,技术标准不是国家最新标准,烦琐的理论公式推导占用较大篇幅,课程设计部分选题脱离实际,等等。
以上问题已严重影响教学质量,致使学生缺乏创新能力和解决实际工程问题的能力,这与卓越工程师的培养目标根本不适应。东莞理工学院机械设计制造及其自动化专业,是国家教育部批准的高校“卓越计划”第一批试点专业之一。近年来,在机械设计专业“3+1”人才培养模式中,通过与企业的研讨沟通,不断完善人才培养方案,迫切需要以工程应用能力为主线的课程整合、教学课程体系的重构[4]。卓越工程师的培养目标下的新型机械设计课程群的建设与改革将势在必行!许多应用型工科院校课程群的建设仍处在初始阶段,课程群建设的概念和内容以及方法及体系的构建没有统一标准,在一定的程度上影响课程群的建设质量。因而对于课程群的建设与改革将是长期而复杂的过程,需要我们不断地努力探索与奋斗!
一、机械设计课程群的建设与改革指导思想
在“重基础、宽口径、强实践、擅应用”的指导方针下,基于卓越工程师的培养目标,围绕着“一个中心、三个基本能力”进行机械设计的课程群建设和改革。在编写课程群网络课程时,打破课程内容的归属性,弱化了课程个性的概念,强化发课程内容间的融合、交叉和关联,树立了大课程的观念,从能力培养的目标层次上来掌握课程内容的分配与实施,进一步地优化专业结构和布局,对专业的建设进行科学与准确的定位。
在编写课程群网络课程时,还应当采用基于学习产出的教育模式(Outcomes-BasedEducation,缩写为OBE)进行课程体系设计。围着机械设计专业预期“学习产出”,反向设计各门课程,确定各门课程对于实现预期“学习产出”的贡献和程度,突出实现卓越工程师的能力培养。
二、机设课程群的建设内容
(一)修订培养计划和教学大纲,完善机械设计课程群体系
2013年,机械设计课程群的主要教师通过与数十家东莞大中型制造企业共同沟通研讨,对机械设计及其自动化专业的培养计划和教学大纲进行全面修订,新的培养计划和教学大纲是面向工业界,培养素质、知识、能力协调发展,基础扎实、知识面宽、工程意识和工程实践能力强,具有创新精神、较强的自主学习能力、优秀的职业道德,系统地掌握机械设计、制造、自动化的基本知识、基础理论和基本技能,具备从事机电产品和设备的研究设计、加工制造、技术管理、应用与开发、运行维护、经营销售等方面的工作能力和素质,得到机械工程师、制造工艺师和产品服务工程师等基本训练,适应珠三角地区特别是东莞市的制造业产业升级需要,具备国际化视野和现代工程师素质的应用型高级专门人才。根据新的培养计划和教学大纲,构建以工程应用为主线的,以传统机械设计理论与方法为基础的,着重提高学生工程素质及综合应用与创新设计能力培养的机械设计课程体系。
(二)基于OBE教育模式进行机械设计课程群体系设计
采用基于OBE教育模式进行课程群体系设计,其本质就是课程计划的“反向设计”,明确各门课程、每节课对于实现预期“学习产出”的贡献及程度。
根据新的培养计划和教学大纲,我校机械设计专业毕业生应是适应珠三角地区特别是东莞市的制造业产业升级需要的、具备国际化视野和现代工程师素质的应用型高级专门人才,即卓越机械工程师。教师要根据“学习产出”类型,使用多样化的教学方法。老师可以把自己与名人的工作实践经验和创新的经历,细致地介绍给自己的学生,激发学生的创新意识和学习热情。激励学生们自由选题,开展各种小发明的制作,以及软件开发与教学
论文撰写等多种多样的创新活动。在课堂教学中还要多鼓励学生积极思考,敢于提出问题、回答问题,使学生养成积极主动思维的习惯。
在理论教学方面,要多结合实际工作中的工程对象,实行理论分析计算与工程实际相结合的模式,将先进现代教学的工具及传统教学的方法有机地结合起来,摸索出一种手段先进的、生动活泼的、内容丰富的教学新模式。
任课教师应尽可能地创设丰富的教育环境,调动学生积极地参与到整个教学过程。在课程的教学上,教师也可以采取测验、问卷及项目等多种多样化的评价方法,对自己学生实际“学习产出”进行评估,根据评估结果及时调整该课程教学内容和改进教学方法。
(三)树立大课程观念,优化各课程内容,突出以机械设计课程为中心和工程应用能力的培养
1.打破各课程内容的归属性,弱化各课程个性概念,强化计算机技术在机械设计过程中的应用。机械设计课程群的目的是为机械产品设计服务,经过课程群的学习,帮学生培养基本机械设计的能力,也是机械设计制造及其自动化本科专业的培养目标。在课程群各门课程教学与改革中,要以机械设计为中心点,根据具体设计的程序,将零部件制造与设计进行完美的组合,同时,要充分考虑机电产品的具体设计要求,对于课程群的内容进行规划和整合。着重课程群的整体性建设,增强不同课程间的互补与整合,促使教学内容的有机结合,避免了缺失与重复,形成了完善及合理的课程群体系。
例如在编写《机械设计》及《公差与配合》的网络课程时,要突破课程内容界限,重新精简课程群组交叉的内容,运用“纲要信号网络法”,将典型零部件的运动设计及结构设计作为提纲,以具体设计方法为信息,把《机械设计》课程图表及公式和《公差与配合》的几何量公差及检测内容,纳入机械设计的信息图库,同时,充分发挥多媒体教学声像并茂的优势,充分与学生进行信息交流,加强了教学重点,彰显了机械设计知识的综合性与整体性。
计算机设计能力的提高,将有助于创新能力与解决实际工程能力的大幅提高。CAD/CAE技术的进一步发展引起了机械设计领域的大改革,机电产品的设计理论、方法和手段等,都发生了巨大的变化。机械设计的过程,从构思分析研究,以及加工工艺的制定和产品仿真的评价,均是运用计算机模拟出的三维空间完成的,它的设计分析过程,也十分符合产品的运行规律。因此,应将培养学生使用计算机设计的能力作为主要培养目标,将计算机设计的技术和各门传统的课程相连接,建立课程群体系,激发学生们在机械方面创新设计的潜力。课程群中计算机绘图、CAD等课程的设立,对于学生计算机设计能力的培养,打下了很扎实的基础;也在其他各课程教学的过程中,比如机械原理课程,运用计算机编程进行参数化设计,又增强了计算机的学习及应用。通过引进计算机辅助设计和分析,使计算机教育在整个大学阶段持续并逐步强化,从而使学生的计算机设计能力得到极大提高,达到提高学生创新能力与解决实际工程能力的目的。
2.整合精简课程重复内容,增加新技术、新概念、新的工程应用实例以提高学生的工程应用能力。对某些课程有重复内容的部分进行整合与删除。例如,《机械制图》与《公差与配合》课程中皆有极限、配合、形位公差等知识内容,可考虑将《机械制图》中相关知识点删除,同时在课时安排上进行一定调整。这样既避免了教师在教零件图与装配图知识时要花较多时间与精力去阐明极限、配合、形位公差等知识,又节约了教学课时,从整体上提高了教学效率。《工程力学》、《机械原理》、《机械设计》中也有一些知识点重复,如应力、应变等知识,可以进行合理整合与删除。
删除《机械原理》、《机械设计》等课程中比较复杂的理论公式的推导过程,只保留公式具体应用的说明。如《机械设计》课程中带传动中受力分析、有效拉力公式的推导过程;齿轮的接触应力强度和弯曲疲劳强度公式的推导过程等。
目前我校机械学院使用的部分教材中存在一些不符合时代特征的技术和工程应用实例,如滚动轴承标准等可能不是国家最新技术标准。利用学校图书馆的文献数据库查阅最新的相关知识,结合课程群教师的科研项目和东莞企业的先进技术,更新旧知识与技术标准,增加新技术、新概念、新的工程应用实例。在“机械设计课程群”的系列课程教学中,课程群教师应尽量以实际工程应用作为教学实例,通过课程群教师长期理论联系实际的教学,以达到培养及提高学生解决实际问题的能力。(四)把提高学生创新能力和解决实际工程问题能力进行课程设计教学内容及实验教学内容改革在所有课程设计的过程中,突出了课程设计的内容,贯穿了更加系统的观点,从全部方案设计及具体结构的设计,摸索出了一套系统的方法,来提高学生的综合设计能力及创新实战能力;充分利用现有实验、仪器设备,开展了创新设计的活动;利用现代的设计实验室设备、功能较强的设计平台以及面向工程实践的软件等,给自己的学生提供了把全新的现代设计方法运用于设计过程的良好平台。
鼓励自己的学生直接参加老师的科研课题,同时,作为本课程设计的题目及毕业设计的题目,把学生所学基本知识直接应用于工程实践。
保存培养学生基本技能的验证性实验,增强了学生综合性和设计性的实验项目。以现代的工程教育实践的观念作为指导,并且自主设计实验系统,设立具有工程特征的真实与虚拟的、综合设计的实验。学生实验的项目具备教学实验和工程实践背景相结合,培养工程实践的创新意识,训练工程实践的能力,来实现工程教育回归工程实践的教学目标。
建立多种多样的学生机械创新实践活动的平台,可以说是深化改革机械设计课程群实践的教学内容。研究与创新实践设计训练的平台,是学生们完成创新实验项目、制作设计产品的基地,如我校机械学院的机械创新团队,学生们都可以在老师们亲自指导下,完成“微型太阳能汽车”的设计与制造、装配和整机的测试,机器人创新团队近年来在各种国家机器人比赛中取得了优良的成绩;3D打印创新团队也在全国机械创新比赛和大学生挑战杯比赛中取得了优良的成绩。这些机械创新实践活动平台极大地提高了学生的工程实践能力和创新能力。
(五)强化机设课程群教学团队建设,促进教学团队持续性发展
教学团队的建设是课程群建设的关键所在,应该充分优化教学队伍的结构;充分发挥主动性和积极性,吸引国内外人才充实到教学的队伍中;激励中青年教师积极进取,获得博士学位;坚持将人才培养质量的提高作为团队工作的第一要务。通过教学研究、科学研究和国际交流提升教学队伍整体水平。目前我校机械工程学院已形成一支知识结构和年龄结构合理,责任感强、团结协作精神好,整体教学能力强,教学经验丰富,教学特色鲜明,教学效果好的机械设计课程群教学团队。本课程群的教学团队的特点是着重“理论教学、实验教学及工程应用教学”三元结合和相互促进,将机械基础理论、机械设计新技术和工程应用知识的传授放在首要地位,为学生工程应用能力和终身学习能力的形成打下扎实基础。
三、结语
机械设计知识范文1篇9
关键词：现代机械设计；认知；应用
前言
中国机械业发展一路曲折坎坷却又不失激进，总体分为三大阶段。第一个阶段是一个漫长发展的传统时代，在这个时间段中国的机械工业处在世界机械工业领先位置，而后的几千年由于当时政治等方面的问题开始落后于西方国家，第二个阶段时近现代工业的发展阶段，由于没有较好的基础，中国机械工业处于探索前进的状态。第三个阶段是现展机械工业时代，经过长时间的累计经验，以振兴东北老工业基地为标志着大力发展机械业，在思想上也清楚的认识到要想发展经济首先就要发展机械业。
1当代的设计理念结论
1.1机械的创新设计在这个追求卓越创新的时代，机械创新成为了首个难题，这需要设计师充分发挥自己的创造力与想象力，结合多年工作经验，设计出比原有商品更多功能的新产品。只有更好的产品才能符合客户对产品的需求，才会被市场所接受。1.2设计技术在互联网飞速发展的当代社会。科技的发展对于其他行业都带来了很高的利用价值。互联网技术不光方便了人们的生活，也给机械业来来了很好的帮助。互联网技术包括了网络技术和智能服务设计。网络技术与机械业相结合的产物很多例如仿真技术的广泛应用，主体是由计算机所控制在实际的运行中则是互联网技术与机械产物相结合，这些都可以很好的模仿操作的程序。例如现在工厂用的人工智能切割机，就是通过主机电脑操控，机械智能的完成原本需要手工完成的工作。大大的提高了工作的性能，也节省了工作的时间，这种科技与机械相结合的技术还有很多都应用到了机械业中。互联网技术与机械工业的相结合大大的解放了劳动。但是现代流行的处理模式都是通过人操控着机器才能进行工作，机器起到了一个辅助的功能。如果在没有人的情况下机器就会停止工作，基于目前的形式，市场推出了虚拟技术，当前很多的软件系统都是构建的环境系统。1.3基于数学知识的设计技术将数学知识结合到机械工业中来可以很快地解决生产当中产生的问题，大大提高了生产的产量，达到了满意的效果。近些年机械设计师将更多的时间投入到了用工程数值来解决生产当中的一些疑难杂症。首先的前提就是将互联网技术与机械工业相结合以计算机为基础，进行一系列的数学建模。这些符合情况的产品都将实体化。而且任何设计都要遵循着一个绿色设计理念进行实际的操作。所谓的绿色设计就是环境设计，是要在设计生产的工程中充分的考虑周围的环境问题，考察周围环境对设计产品造成的影响。1.4追求过硬的技术能力先进的机械工业要求机械工程人员有着过硬的技术能力，能够熟悉的将书本中的理论知识很好的应用到设计生产中来，例如熟悉运用计算机技术和自动操作技术，掌握足够的技术经验，了解相关的产业信息，大胆的自主创新，具有熟练的设计能力。再好的机械设计都需要投入到工程的使用中，在工程范围内完成机械设备大批量的生产，这要求工作人员不仅有良好的技术能力也要有相当扎实的实施能力，能够对当下的市场前景进行分析，严格缜密的做出相应的工作计划，工作流程，工作分配，明确出制约经济发展的重要原因并合理的制定出科学有效的技术方案，并制定出一套备用方案更加保证生产的完成[2]。1.5明确技术性人才的培养人才作为这个时代最为缺乏的资源，培养技术性的人才是我们实现机械大国重要的一步。我们要通过在机械领域实现不同领域的相互融合相互渗透相互帮助的原则在工程与自身上，所以在培训技术性人才的同时还要灌输其他领域的知识做到知识的相互融合，要使其具有理论与实际相互贯通还要具备科技研发和设计的能力。加强人才的思想教育，培养职业道德素质。健全的身心健康也是培养技术性人才重要的一步，要能够接受日常工作所带来的身体和心理上的压力，在工作中保持积极向上的工作态度，严格的要求自己，实现自我的提升，促进本身职业的发展[1]。1.6追求自主开发现代机械很多都是从国外引进的，自主研发成为了我国机械设计业的首个突破难题。自主研发需要机械工程师较强的工作经验以及对产品研发的创新。如何实现一物多用，如何大大节省劳动力，如何能吸引客户的眼球，如何在庞大的机械市场占领一席位置都是工程师们所着重的重点。但其中心仍是遵循着“以人为本”的观念时刻以客户体验为标准，开发我国自己的产品，只有机械的创新进步才能大大带动整个机械行业的进步。1.7机械产品动力能源设计的应用在新的时代下，随着经济快速发展，而环境却日益破坏，社会建设对机械技术能源提出了新的要求。随着机械工程设计的能源不断发现，对于产品开发设计的资源也有了很多选择性。所以要求机械工程师在充分发挥自己的创造力时还要将思想，将新的节能原料运用到机械产品中去，现代生产的电动汽车与传统的汽车比较起来就很环保传统汽车开动时会排出很多污染大气的有害气体，也对人身有所危害，使用电动汽车可以大大减少硫以及其他有害气体的排除，而且使用电动汽车大大提高了电的利用率同时也保护了大气环境[3]。1.8机械产品的外观设计现代人对审美有着严格的要求，所以也就要求机械产品的外观设计也一定要可以吸引住客户的眼球。机械产品的外观设计主要在于产品的色彩，装饰，外形等方面。对于机械产品的外观设计可以将美学原理运用进去，适当的线条与舒适的颜色，给人以美的享受，也可以运用现代的材料与工艺，尽量做到符合当代人审美需求。1.9机械生产的变革现代机械工程，智能化制造技术的运用不但可以保证产品的质量，产品的性能，还可以大大提高产品的稳定性，提高了生产效率。智能化制造技术的加入使机械业逐渐成为智能化机械业。1.10机械设计的模块化机械模块化设计是指将一些重要的元素结合在一起，再将组合好的模块与其他要素组合在一起。通过组合模块可以设计出不同的产品，以此来满足客户不同的需求，减少产品开发和生产中的浪费。
2结束语
在这个科技进步日新月异的社会，机械技术应该不断的创新，鼓励自主研发新的产品，满足用户的更多需求，要尽早摆脱对国外技术的依赖。机械技术作为机械行业的重要的一个版块，更应该挖掘更多技术性人才，更好的将科学技术与机械业进行融合。
参考文献
[1]陈涛.关于对机械设计中现代设计的思考[J].山东工业技术，2013，8（14）：257.
[2]葛辉，郭晓霞.对机械设计课程改革的一些思考[J].中国科教创新导刊，2007，4（19）：55.
机械设计知识范文1篇10
【关键词】德州学院;机械设计;工程实践能力;创新能力;教学改革
一、引言
目前应用型高校培养的学生直接面向企业的生产一线，因此培养学生的工程实践能力极为重要。机械设计是机械设计制造及其自动化专业的一门重要的基础课程，在整个人才培养体系中占有重要的地位。在此之前学生学习的机械制图、理论力学等课程，与工程实际还是有一定的距离，而机械设计课程则是紧密结合工程实际的课程。学生除了学习机械中通用零件和通用装置的设计计算的相关专业理论知识外，更重要的是学会如何用机械设计的理论知识来解决具体的工程实际问题。同时为了尽快适应本科机械类应用型人才培养的需要，教学过程中关注的重点正经历着从理论知识的培养向提高学生的工程素质及工程实践能力培养的转变。如何在教学课程中通过合理设置课程体系、实践教学环节成为了机械设计教学改革中探索的重点。传统的机械设计教学内容、方式过于偏重理论，而弱化了学生的工程实践能力的培养。为适应应用技术型高校转型，在机械设计的教学过程中需要进行基于工程实践能力培养的教学改革。
二、合理设置课程教学体系，强化实践教学
机械设计课程内容是掌握通用机械零件的设计计算、结构设计、简单机械传动系统装置的设计。随着新的机械设计方法的快速发展，仅通过书本内的知识已不能适应实际工程中的要求。因此在设置课程教学体系时，要注意机械零部件的分析计算与结构设计的结合;理论教学与实践教学相结合;理论知识同工程实际相结合。经典教学内容与现代教学内容互为依托，各教学环节有机衔接，实现整体优化。
1、在理论教学内容方面
在理论教学内容的组织方面，注意教学知识的更新，增大课堂教学的信息量，注意将学生的工程实践能力培养和专业素质教育结合起来。特别是在教学内容的组织、课堂内容的讲授等方面将启发式等教学方法结合起来，使它们成为一个有机的整体。在课堂教学中注意学生的学习掌握情况，激发学生的学习积极性。
（1）在课程教授时，以工程实践应用为基础，以掌握通用零部件设计计算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、机械传动、轴系零部件四大模块，体现学生设计和实践能力培养的循序渐进性。
（2）在教授机械设计传统设计方法的前提下，结合齿轮传动、蜗杆传动及轴的设计等章节理论内容介绍现代机械设计的方法。如在讲解齿轮的强度校核计算时，传统的设计计算公式多、计算量大。在教授这部分知识时，可介绍计算机辅助设计的方法：如用UGNX软件进行齿轮的三维实体造型，并进行齿轮的强度校核，提高了计算精度，节省了时间。同时开阔了学生的视野，提高学习兴趣。
（3）对通用零件的设计计算部分的公式推导讲解时简化推导过程，注重设计参数的选择和公式的具体工程实际应用。
2、在实践教学方面
（1）实验项目侧重学生工程实践能力培养。在实验课一开始就开设“机械零件认知”实验，增加学生的感性认识，让学生对通用机械零件和通用装置有一定的认识和了解;后开设螺栓联接综合实验、带传动实验、轴系结构组合设计、减速器拆装实验、机械传动性能综合测试实验。其中轴系结构组合设计、机械传动性能综合测试实验为设计型实验，其余三个实验为综合型实验。设置的六个实验项目培养了学生的工程实践意识、创新意识和动手能力。同时增加开放性实验，开放机械设计实验室，鼓励学生自主设计机械传动装置并进行分析，增强学生的实际动手能力和分析能力;培养学生的工程实践能力。
（2）改革机械设计课程设计内容。传统的课程设计题目主要是二级减速器的设计，设计内容单一、雷同，达不到工程实践能力的培养。因此在2013级机械本班课程设计中提倡综合性设计;引导学生自主设计，增加了跑步机的设计、切面机的设计等设计题目。学生先设计出多个机械传动方案，通过对不同方案进行分析确定出最优设计方案，提高学生的学习主动性及工程实践能力。然后要求学生将UGNX软件应用于机械设计课程设计的设计计算和实体建模中。在软件中完成所有零部件建模，进行整体装配，若出现结构问题及时进行修改计算，最后完成整个装置的实体造型，没有问题后最终生成二维工程图。最后安排了课程设计答辩环节，通过设计答辩的方式对课程设计进行评价。这样既能增强学生使用三维软件的能力，同时提高了学生的课程设计的质量。
三、基于工程实践能力培养的教学方法改革
1、启发式的教学法
授课教师讲解理论知识时不能只是枯燥的讲解理论，要提出一些和知识点相关的工程实际问题，引导学生利用自己所学知识进行思考和分析，能够全面的解决老师所提的问题。如讲授链传动的特点时，给学生提出“为什么同步带的自行车不能代替链传动的自行车”让学生进行分析回答，有的学生就会回答“同步带是弹性的，如果冲击力大容易断，有灰尘就会容易卡住”，还有的同学会回答“同步带对工作环境要求高于链传动，对张紧装置的要求高，使用寿命没有链传动长”等。学生通过积极回答问题把链传动的特点和应用全面掌握，同时还复习了同步带传动的知识。通过启发式提问，既能活跃课堂授课气氛，又能提高学生的学习的积极性，锻炼了学生的表达能力。同时培养学生利用所学理论知识解决一些工程实际问题，提高了学生的学习效率。
2、案例教学法贯穿各个章节的授课中
引入与教学内容密切相关的典型生活实例和工程案例。每一章节内容都有工程实例进行分析，增强了理论知识的系统性。理论和工程实际相结合的授课方式，非常能调动学生学习的热情。同时教学中引入工程实例，以及适当地增加了和毕业设计相关的实例讲解，有利于难点知识的讲解，使学生能够及时了解所学理论知识的工程实际应用，激发学生的学习兴趣，缩短教学内容与实际工程应用的距离。如讲解螺纹连接的章节时，首先先给学生展示了《一颗螺丝钉引发的血案》、《华航飞机爆炸事故》，《由“螺栓松脱”造成的扶梯事故》，通过这些案例让学生了解的小小螺纹连接的重要性及设计中注意的放松、受力等问题。在讲解螺栓组的设计时，通过工程案例如起重吊钩的螺栓组、联轴器的螺栓组等依次讲解各种受力情况下的螺栓组的设计，使学生很快能够掌握和理解螺栓组的设计。
四、结束语
在教学过程中，我们课程组老师非常重视教学信息的反馈，努力提高教学质量。鼓励和指导机械专业学生参加各类科技创新大赛，提高学生的实践动手能力。近几年来，机械专业学生在全国大学生节能减排与社会实践科技竞赛等竞赛中获多种奖项，工程实践动手能力有了很大的提高。
【参考文献】
[1]王波，林其斌.应用型本科机械原理课程教学改革研究与实践[J].滁州学院学报，2013（02）111-113.
[2]郭维城，王琳，刘小琨等.以学生工程实践能力为导向的机械设计基础课程改革与实施[J].科教导刊，2015（01）91-92.
[3]米丽萍.三维ProE在机械设计课程设计中的应用[J].课程教学研究，2013（19）191-192.
[4]刘扬，银金光.“机械设计”课程中应用案例教学的探讨[J].中国电力教育，2010（27）64-65.
机械设计知识范文篇11
关键词：信息技术；农业机械化；现代农业
信息技术在各行各业的应用已经得到了人们的一致认可，它对行业的发展具有很大的帮助作用，信息技术在农业生产中的应用也对农业机械化水平的提高意义重大。农业机械化发展是国家提倡的农业发展方向，也是现代农业生产中的主要支撑，因此如何利用信息技术提高农业机械化水平，促进农业的发展是相关部门需要考虑的重点内容，也是其未来发展的趋势。
1信息技术在农业机械设计中的应用
1.1参数化设计技术的应用
信息技术应用到农业机械设计中，可以准确地实现机械设计的高效化，参数化设计技术就是利用信息技术的参数设计来进行农业机械的设计图设计，从而实现信息的虚拟化设计，更加准确和高效。在参数化设计技术中，建模是机械设计中的第一步和基础，在传统的机械建模中，主要是利用图纸来进行几何的建模，而参数化设计技术是在几何建模的基础上，利用信息技术实现控制，并且对于细化的机械部件可以很方便的进行构图和描述，从而提高整体的设计设计效率，还可有效地降低设计的成本。
1.2基于知识工程的产品设计
想要提高产品的竞争力和实用性，需有合理的知识工程来进行产品的有效设计，农业机械设计知识工程是一种以知识为基础，采用信息技术来进行知识的表述、分析，进而产生相应的设计决策的工程，它是农业机械设计中的新技术方法。基于知识工程的产品设计通过提取知识信息的模型，能对相应的设计产品信息进行知识性整理，实现了分析的高效性，并且建立相应的知识信息库，进而产生决策，保证了设计的准确性[1]。
1.3农业机械产品的虚拟设计
在传统的机械设计中，都是手工地进行设计图纸的绘画和分析，由于复杂的机械部件，势必会造成设计过程的工作量繁重以及保存过程的麻烦。利用信息技术就可以利用计算机技术来实现机械产品的虚拟设计，通过建立相应的模型，从而实现机械的仿真设计，并且可以有效地对机械产品进行结构分析和性能检测，这不仅减少了手工设计的复杂性，还保证了产品的后期使用的合理性，计算机技术的储存功能也是便于机械设计图纸的保存和浏览。
2信息技术在农业机械制造中的应用
2.1柔性制造技术
由于我国的地域十分广，不同地区的农作物种类以及季节气候也不同，因此，不同地区的机械使用也不相同，这就加大了农业机械制造的难度，而传统的机械制造流程并不能满足现代农业的机械发展要求，而柔性制造技术在机械制造中的应用就很好地解决了相关问题。柔性制造技术是将各种不同形状加工对象进行程序化柔性加工的技术总和，它可以实现小批量和新型农业机械的制造。
2.2计算机集成制造技术
信息技术中，计算机技术的应用是其内容的主要部分，计算机集成制造主要是通过建立一定的计算机集成制造系统，是针对计算机的设计功能和农业的机械制造发展为形成的一种新型制造技术，从而来提高农业机械生产企业的市场竞争力。计算机集成制造技术可以有效地将农业机械制造中的各个步骤进行一体化处理，机械管理、机械制造、机械信息资料、系统化制造等，将这些各个分散的步骤分别进行子系统管理，进而有机结合起来形成集成管理[2]。
2.3农业机械产品生命周期管理技术
农业机械产品是农业生产中的主要力量，机械产品的生命周期直接就体现了农业机械产品的使用价值，农业机械产品生命周期包括其机械产品的设计制造、售后服务、报废回收以及再制造的过程，通过农业机械产品生命周期管理技术就是利用信息技术和企业的管理结合在一起，从而实现农业机械信息在企业和用户之间流通，从而实现对机械产品的跟踪管理，这对机械的后期改进是有很大帮助的，同时机械的改进也提高了农业的机械化水平。
3信息技术在农业机械操作中的应用
3.1利用农业机械进行农情信息的采集
农情信息对于农业生产有着巨大的影响，因此，农情信息的采集对农作物产量有着直接性关系，同时，影响农作物生产的因素有很多，传统的农情收集方法存在一定的局限性，而信息技术的应用就有效地对农情信息进行了采集。比如，对于土壤养分的信息收集中，就可以采用近红处光谱技术对土壤样本中的有机碳和氮含量进行测试，并可以建立相应的检测模型，来实现土壤有机物质的检测。
3.2农业机械导航的使用
农业生产中，需要大量的使用到机械来进行生产，因此其工作量比较大。对于工作人员来说，就会造成一定的疲劳程度，进而影响到农业机械的性能。而在农业机械中使用导航，对机械转向、行进路线等进行自动化控制，就可以减少工作人员的工作量，同时提高了农业机械工作的质量和效率。比如，在机械的转向方面，可通过对机械的电机驱动来进行，另外在机械的行进方面，可以利用导航设定路线，控制机械的方向[3]。3.3农业机械作业中的使用农业作业中，会需要使用相关农业机械来完成，农业中的耕整、种植以及田间的管理工作等，都涉及到农业机械的使用，并且农业机械使用已经普遍的应用到了机械农业生产中，而信息技术的使用对机械作业的质量和效率的提高却是巨大的。比如，在耕整的时候，就可以在机械犁部分设置耕深检测装置，来实现耕深度的控制，在种植的时候，可以使用高速投种技术和播种检测技术等，保证种植的均匀度和深浅度。
4结束语
综上所述，信息技术在农业机械中的应用，对农业生产的质量和效率具有积极地促进作用。因此，如何更加有效地利用信息技术来提高农业机械化水平，是相关部门需要继续研究的内容，也是促进农业发展必须要认清的方向。
参考文献：
[1]罗锡文,廖娟,邹湘军,等.信息技术提升农业机械化水平[J].农业工程学报,2016,32(20):1-14.
[2]李丹,刘湜冰,唐春桃.计算机及信息技术在农业上的应用[J].南方农机,2016,47(5):42+46.
机械设计知识范文篇12
【关键词】机械设计基础课程设计质量
【中图分类号】G710【文献标识码】A【文章编号】1006-5962（2012）07（b）-0019-03
《机械设计基础》课是高职高专院校机械类及机电类专业的一门主干专业基础课，课程设计是《机械设计基础》理论教学后进行的一个重要的实践性教学环节，是高职学生在校期间第一次较全面的设计训练，其目的是培养学生综合应用机械零件及其它先修课程知识去分析和解决工程实际问题的能力，以进一步巩固、深化、扩展本课程学到的理论知识；通过对通用机械零件、机械传动装置或简单机械的设计，使学生掌握机械设计的一般方法和一般步骤，培养学生独立设计能力；使学生在计算、制图、应用设计资料；熟悉有关国家标准、规范、使用经验数据，进行经验估算等方面接受全面的基本设计训练；另一方面培养学生树立正确的设计思想和严谨的工作作风.提高工程设计及创新的能力。与毕业设计一样，课程设计是工科学生向实际工作过渡的必要的训练手段，对学生将来工作中实践操作能力和各项工作能力的培养有着非常重要的作用。
在目前高职高专教育大环境下，部分高等院校培养目标不再是培养研究型人才，而是培养应用型人才，以适应社会发展对人才的需求。而传统的“以课程设计指导书为蓝本、以教师的程序化指导贯穿始终”的模式已经难以实现这一培养目标，所以探索适应培养目标的教学模式有着重要的意义。
1《机械设计基础》课程设计的现状及存在的主要问题
1.1《机械设计基础》课程设计的现状
《机械设计基础》课程设计通常有变速箱、差速器、齿轮传动等课题，但目前，多数学校《机械设计基础》课程设计仍采用具有一般用途的机械传动装置为设计对象，设计课题一般为专用传动中的二级圆柱齿轮减速器、蜗杆减速器、单级圆锥齿轮减速器等，设计时间一般为两个设计专用周，一般安排在学期末进行。设计内容包括：拟订设计方案；选择电动机类型；运动和动力参数的确定计算；主要传动零件的设计；主要零件工作图及减速器装配图的绘制；设计计算说明书的编写。设计工作量一般为传动运动简图一张；减速器装配图一张，零件图两张及计算说明书一份，最后进行设计答辩。在设计过程中，指导教师对学生进行指导和答疑，同时对学生进行阶段性检查、质疑，以作为整个设计成绩的参考。指导过程中，指导教师一般只作方向性指导，旨在培养学生独立的设计思维、独立分析和解决工程问题的能力。通过设计，大多数学生都感到收获很大。但在《机械设计基础》课程设计中还存在一些应该引起重视和解决的问题。
1.2《机械设计基础》课程设计存在的主要问题
（1）学生对课程设计的重要性认识不足
在教学过程中，有一部分学生对课程设计的重要性认识不足，缺乏设计的感性经验，缺乏积极性和主动性，也缺乏创新意识，对课程设计持应付态度，敷衍了事，加上设计安排时间紧的因素，为了完成任务东拼西凑，有的学生相互抄袭，甚至在网上下载等，严重影响了课程设计的质量。
（2）学生对先修课程的综合应用能力较差
《机械设计基础》课程设计是对机械制图、互换性与公差、工程力学、金属材料学等先修课程的基本知识、理论结合工程实际的综合应用，也是对这些课程体系中的知识进行重新建构、综合应用的过程。在教学实践中发现学生整合知识的能力较差，比如不能很好地应用力学知识对在外荷载作用下的轴进行精确强度计算校核；在绘图中不能正确应用机械制图基本知识，按照国家制图规范绘制图形等等。
（3）学生缺乏工程实际经验知识
高职学生普遍缺乏工程实际知识，对零部件的结构设计、精度选择、工艺过程等方面的要求只能比照书本、资料进行模仿设计，很少结合工程实际综合考虑进行设计，大多数学生的设计方案可以说纯属“纸上谈兵”型，无工程实际意义。例如在确定减速器及零件的主要尺寸时，注重理论计算结果，不能综合几方面要求来最终确定。由于学生对减速器的制造、安装、调整、维护的工艺过程缺乏实际的感性认识，致使对大量工艺问题缺乏认真考虑，或感到无从下手，不能把零件必须具备的良好工艺性要求贯穿于设计过程中。另外，学生对工厂现有的生产设备、加工手段缺乏认识，因此在设计中对零件的加工精度、装配精度和技术要求的内容提不出合适的要求，制约了课程设计质量。
（4）指导教师角色定位存在问题
不少教师在课程设计指导过程中采用传统的教学模式，缺乏创新，充当保姆角色，表面上看可能提高了设计质量，实际上不注重培养学生的创新思维和独立工作能力，学生的能力没有得到提高。有的教师管理不到位，缺乏过程监督，不注重阶段性考核，只看重最后结果，这两种现象都达不到课程设计的教学目的。
2提高《机械设计基础》课程设计质量的措施
为使课程设计真正达到培养学生的工程设计意识和创新设计能力，适合新形势下对培养“应用型、技能型”人才提出的新要求，如何改进和提高《机械设计基础》课程设计教学效果，针对学生在课程设计中存在的问题，我们主要采取了以下几种措施。
2.1充分认识课程设计的重要性，加强实践性教学
在指导课程设计时，上好第一堂动员课，使学生充分认识到课程设计的重要性，其意义不仅仅是掌握机械设计的一般过程和熟悉设计程序，更重要的是对后续课程的学习有着很好的帮助，乃至对以后的就业及能否胜任工作岗位都有着十分重要的影响。在课程设计中应集中精力根据设计题目的要求、条件、数据，做好资料收集、分析资料，认真思考，深入研究，按照设计程序进行设计，培养优化设计思维和能力。
指导教师应把课程设计作为比课堂理论教学更为重要的教学任务，加强责任，认真对待，精心辅导。在指导学生时，要注意辅导方法的应用，应启发、引导学生独立思考和自我反省。开展小组讨论，在讨论中不同的设计思路、观点、认识，得到互补和启发。针对学生缺乏机械工程感性知识的问题，应加强实践性教学环节，应充分利用多媒体、模型和实物讲解；组织学生到工厂参观、实习，让学生有更多的机会观察、了解、认识各类机器的构造、传动关系及工艺流程，以增强、提高学生的工程实际经验。指导教师应积极学习新知识、新技术、新材料的应用，积极参加工程实践，丰富自己的工程经验和工程知识，为学生创造增加感性知识的条件，以便更好地指导设计，提高课程设计质量。
2.2理论教学与课程设计紧密结合
《机械设计基础》课程设计是在课程理论和实验教学完成后进行的一个实践性教学环节，其设计题目所要求的内容涵盖了课程中大部分内容。在教学中教师应该把理论教学与课程设计紧密结合起来，融合到课程理论教学中，课程设计指导教师应根据以往的指导经验，把课程设计中易出现的问题作为例子讲解；比如讲到齿轮传动时可以结合课程设计讲解轮齿的受力分析、齿面接触疲劳强度、齿根弯曲疲劳强度计算。可以把课程设计分为带传动、齿轮传动、轴、轴承和电机及箱体设计五个模块，与教材相应练习题结合起来，作为课外练习布置给学生课后完成。这样学生通过训练，积极性得到提高。到进行课程设计时，课题中的理论计算部分已经经过了演练，提高了效率，减少了错误。可以较顺利地完成设计计算说明书的编写，把较多的时间和精力用于结构设计和绘图，提高了课程设计质量。
2.3改革选题，提高课程设计效果
摒弃“多年一题”的现象，打破传统的教学模式，在设计题目和内容上进行改革。（1）题目要体现教学目标：应根据《机械设计基础》教学大纲要求，针对高职学生特点，设计题目应有较强的典型性和仿真性，选题原则一是要有综合性，能涵盖课程的主要内容；二是可以考虑简单的整机设计；三是难度和工作量要适当，不至于产生畏惧心理而无从下手；四是要有一定的灵活性，有利于激发学生的兴趣和创造性思维；五是题目要学生分工协作完成，有利于培养团队精神。（2）题目要与先修课程衔接：选题要考虑与先修的机械制图、金属工艺学、机械制造基础等课程的衔接。高职《机械设计基础》不涉及复杂的机构、运动学、动力学方面的知识，主要侧重通用零件和简单机械传动机构的结构、特点、应用范围和维护等内容。设计题目不应有太复杂的机构，选以减速器为主体的传动机械装置较为适合高职学生，有利于培养学生结构设计、强度计算、精度设计等方面的能力。（3）题目要注重多样性和挑战性。在实际工作中，我们围绕结构工艺性，按不同的传动方案、原始数据、不同的减速器类型布置课题，使设计课题的难易程度和工作量大小与学生的水平与能力相适应，使设计具有创新性和针对性。
2.4改革传统的指导形式
现代教育强调以学生为主体，以教师为主导。作为指导教师，一是要改进指导方式，采用分段、个别与集体相结合的动态指导方式。设计前把任务、难点、需要注意的事项交代清楚，要注意针对学识和能力差异，因材施教，做好个别辅导，对缺乏独立思考能力的学生应多采用“启发式”教学法，对积极思考的学生可以采用“讨论法”多鼓励和肯定，一起讨论启发其思维作最优选择设计，然后提出修改意见或建议，对能力较差的学生应耐心辅导、详细讲解，善于发现其优点，及时表扬，帮助其树立信心和养成良好的学习习惯；中期针对易出现的共性问题、错误，集体指导，后期加强检查与纠正。二是要树立正确的指导理念，教师要引导学生变模仿型设计为思考型设计，变逐步讲解为必要提示，变提供详细资料为列出参考书目，鼓励学生积极主动去查手册、找资料，培养他们对各种信息的收集、分析、归纳、整理能力。充分发扬民主，调动学生思维，教师不过早下结论。比如在确定方案阶段，可以增加方案论证，首先由小组学生提出设计方案并阐述其优劣性，然后由学生和教师对方案提出质疑，教师进行总结，给出指导性意见，促进学生主动思考，开阔了学生视野，也培养了学生对知识的应用能力和创新意识。三是要引导学生树立正确的设计思想，设计是一个反复推敲、反复修正、不断创新的过程，要树立严谨的工作作风和坚韧不拔、克服困难的意志。
2.5加强计算机的应用能力
随着计算机绘图的普及，以及用人单位对高职毕业生职业技能的要求，教学中应注重培养学生的计算机应用能力。对于课程设计中的图纸，可要求学生用计算机绘制并打印。针对以前学生计算机绘图能力普遍较差的状况，在学生上《机械制图》课时，我们要求教师适当加强CAD模块的教学和训练。这样，学生在进行课程设计时既可以把主要精力放在结构设计上，计算机绘图能力又得到了提高，图纸干净整洁，有效地提高了课程设计质量。
2.6严格控制设计进度
严格控制课程设计进度是提高课程设计教学质量的一项重要措施。学生花费二至三周的时间做课程设计，只有掌握好设计进度，有计划、有步骤地进行才能保质、保量、按时完成。《机械设计基础》课程设计是一项较复杂的工作，不仅计算、绘图工作量大，还要综合应用先修课程相关知识，查阅有关资料和手册，若设计进度快了，就会出现不求甚解的问题，缺乏深入细致的工作，其结果可能是解决了问题的表象，只知其一，不知其二，对机械设计的客观规律、设计思想缺乏认识，达不到教学预期目的。有的学生一开始并不着急，总认为时间充裕，就会出现前松后紧，当感到时间紧了，就加班加点突击设计，不仅难以按时完成设计任务，质量也无法保证。课程设计的进度计划应由指导教师提出，与设计任务书一同发给学生，进度计划应明确设计过程中各阶段所用时间和完成日期，要求学生基本上按进度计划进行。为保证学生能按计划进行，教师应加强过程指导，严格把关，及时检查督促进度和质量，每检查一次，教师都在设计材料上签字，并做好相应记录。
2.7重视总结、答辩
学生完成设计任务后，要引导学生进行总结。学会总结有助于学生进一步熟悉和掌握设计方法和设计程序，剖析方案优劣，自己在设计中的得失，找出设计中应注意的问题，用以指导自己以后的学习和工作。总结应先由学生进行，教师点评，肯定成绩，指出不足。按照大纲要求，应进行答辩。实践证明答辩是学生升华专业知识、提高口头表达能力和心理素质的有效手段，是教师检查设计质量、全面分析与评估设计思维的必要环节，可以督促学生及时复习和总结知识，搞懂设计中的各个问题。每个学生答辩时间一般在10—15分钟，先由学生自我陈述，阐述设计方案的优缺点、主要流程、总结与体会等，随后由教师和学生自由提问，评定答辩成绩。通过答辩这一环节，学生的设计能力、综合应用能力，应变表达能力都有一个质的飞跃。
2.8改革成绩评定模式
考核方式在很大程度上左右着学生的学习态度和学习方式，在实践中，教师应该探索出一套既可以激励学生，又能科学考核的成绩评定办法。
加强对设计全过程的考核，以图纸、计算说明书、答辩成绩为主，加强对出勤率、工作态度、进度等环节的过程考核，以及创新意识、独立工作能力等可以在成绩考核中有所体现，进一步培养学生的工程素养。制定科学合理的评分标准，形成良好的考核机制，有利于提高课程设计质量。
3结论
高职教育强调培养“应用型、技能型”人才，《机械设计基础》课程设计是高职生第一次“应用型”的实践训练，实践表明，以上做法，充分调动了学生的学习热情，课程设计的整体质量有了明显提高，对后续专业课程的学习、毕业设计及学生将来从事工程技术工作奠定了坚实的基础。
参考文献
[1]庞兴华.机械设计基础[M].北京：机械工业出版社，2010-2.
[2]李培根.机械设计基础[M].北京：机械工业出版社，2010.
[3]柴鹏飞，王晨光.机械设计课程设计指导书[M].北京：机械工业出版社，2008.