機(jī)械設(shè)計及原理精選(九篇)

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第1篇：機(jī)械設(shè)計及原理范文

關(guān)鍵詞：機(jī)械原理；機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計；應(yīng)用；案例

設(shè)計是把各種先進(jìn)科學(xué)技術(shù)成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的一種方法和手段，是人類征服自然改造世界的基本活動之一，是人們?yōu)闈M足一定的需求而進(jìn)行的一種創(chuàng)造性活動的實(shí)踐過程。就機(jī)械設(shè)計而言，它是從給定的合理的目標(biāo)參數(shù)出發(fā)通過各種手段和方法創(chuàng)作出一個所需的優(yōu)化的機(jī)器或機(jī)構(gòu)的過程。機(jī)械設(shè)計理論和方法是隨著人類無止休的需求及科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步而發(fā)展和成熟的。近幾十年來電子技術(shù)、信息技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)的突飛猛進(jìn)讓機(jī)械設(shè)計發(fā)生了翻天覆地的變化，出現(xiàn)了有限元分析、優(yōu)化設(shè)計、可靠性設(shè)計、計算機(jī)輔助設(shè)計等新方法，使設(shè)計質(zhì)量和速度有很大提高。作為將來的機(jī)械工程師十分有必要了解機(jī)械設(shè)計理論和方法的發(fā)展歷程、研究現(xiàn)狀、未來發(fā)展趨勢，熟悉和掌握現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計方法，應(yīng)用于實(shí)際[1]。

一、機(jī)械設(shè)計原理概述

機(jī)械設(shè)計理論與方法論是關(guān)于機(jī)械設(shè)計本質(zhì)和設(shè)計方法的系統(tǒng)理論，目的在于揭示機(jī)械設(shè)計過程的本質(zhì)規(guī)律，探索各種有效的設(shè)計方法，為實(shí)際的設(shè)計工作提供指南。現(xiàn)代設(shè)計理論和方法在現(xiàn)場生產(chǎn)實(shí)際中具有廣闊的應(yīng)用天地，它覆蓋了所有機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計及制作過程，對于提高生產(chǎn)率，加快國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著重要的意義。

二、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計中的機(jī)構(gòu)創(chuàng)新

把含有3個構(gòu)件以上、且不能再進(jìn)行拆分的閉鏈機(jī)構(gòu)稱為基本機(jī)構(gòu)，其要素是閉鏈且不可拆分性?；緳C(jī)構(gòu)可以直接應(yīng)用在機(jī)械裝置中，只有一些簡單機(jī)械中才包含一個基本機(jī)構(gòu)，如空氣壓縮機(jī)中包含一個曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。若干個互不連接、單獨(dú)工作的基本機(jī)構(gòu)可以組成復(fù)雜的機(jī)械系統(tǒng)。各基本機(jī)構(gòu)之間進(jìn)行運(yùn)動協(xié)調(diào)設(shè)計。各基本機(jī)構(gòu)通過某種連接方法組合在一起，形成一個較復(fù)雜的機(jī)械系統(tǒng)，這類機(jī)械是工程中應(yīng)用最廣泛、也是最普遍的[2]。

1.機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計

機(jī)構(gòu)組成原理：把基本桿組依次連接到原動件和機(jī)架上，可以組成新機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)組合原理為創(chuàng)新設(shè)計一系列的新機(jī)構(gòu)提供了明確的途徑。機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計分為以下幾種形式：（1）機(jī)構(gòu)的串聯(lián)組合與創(chuàng)新設(shè)計：前一個機(jī)構(gòu)的輸出構(gòu)件與后一個機(jī)構(gòu)的輸入構(gòu)件剛性連接在一起，稱之為串聯(lián)組合。前一個機(jī)構(gòu)稱為前置機(jī)構(gòu)，后一個機(jī)構(gòu)稱為后置機(jī)構(gòu)。其特征是前置機(jī)構(gòu)和后置機(jī)構(gòu)都是單自由度的機(jī)構(gòu)。（2）機(jī)構(gòu)的并聯(lián)組合與創(chuàng)新設(shè)計：可以將幾個單自由度的基本機(jī)構(gòu)的輸入構(gòu)件組合起來，保留單自由度構(gòu)件的輸出運(yùn)動；可以將幾個單自由度機(jī)構(gòu)的輸出構(gòu)件組合起來，保留單自由度構(gòu)件的輸入運(yùn)動；也可以將幾個單自由度基本機(jī)構(gòu)的輸入構(gòu)件和輸出構(gòu)件分別都組合起來；均稱為并行連接。其特征是各基本機(jī)構(gòu)均是單自由度機(jī)構(gòu)。（3）機(jī)構(gòu)的疊加組合與創(chuàng)新設(shè)設(shè)計：機(jī)構(gòu)疊加組合是指在一個基本機(jī)構(gòu)的可動構(gòu)件上再安裝一個以上基本機(jī)構(gòu)的組合方式。把支撐其它機(jī)構(gòu)的基本機(jī)構(gòu)稱為基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)，安裝在基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)可動構(gòu)件上面的基本機(jī)構(gòu)稱為附加機(jī)構(gòu)[3]。（4）機(jī)構(gòu)的封閉組合與創(chuàng)新設(shè)設(shè)計：一個兩自由度機(jī)構(gòu)中的兩個構(gòu)件用單自由度的機(jī)構(gòu)連接起來，形成一個自由度的機(jī)構(gòu)系統(tǒng)，稱為封閉式連接。其特征是基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)為二自由度機(jī)構(gòu)，附加機(jī)構(gòu)為單自由度機(jī)構(gòu)。

2.基于原機(jī)構(gòu)的再生創(chuàng)新和綜合

基于現(xiàn)有裝置的再生創(chuàng)新綜合，其設(shè)計全過程可分如下5步：（1）明確所設(shè)計機(jī)器的功能要求，并作相關(guān)調(diào)研；（2）運(yùn)動鏈一般化，把原有機(jī)構(gòu)通過抽象化，轉(zhuǎn)化為只含有只含轉(zhuǎn)動副和構(gòu)件的運(yùn)動鏈；在轉(zhuǎn)化過程中要注意不要改變自由度、轉(zhuǎn)動副和構(gòu)件的鄰近關(guān)系；（3）運(yùn)動鏈數(shù)綜合：通過運(yùn)動鏈綜合的作用，使原有一般化的轉(zhuǎn)動副和構(gòu)件綜合為新的全部可能的一般化運(yùn)動鏈。在綜合過程中可以利用拓?fù)淅碚摵蛨D論的相關(guān)理論。（4）運(yùn)動鏈再生：就是根據(jù)設(shè)計要求與約束條件，選取滿足條件的一般化的運(yùn)動鏈；（5）最后進(jìn)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)化設(shè)計，得到機(jī)械裝置的運(yùn)動簡圖[4]。

三、機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計的應(yīng)用

機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計有多方面的應(yīng)用，以凸輪控制機(jī)構(gòu)的機(jī)械設(shè)計為例，講解其應(yīng)用價值。要求根據(jù)機(jī)械設(shè)計的創(chuàng)新路徑和方法，設(shè)計一個凸輪控制機(jī)構(gòu)，其能夠使一個質(zhì)量為M，并在規(guī)定的路程D中作循環(huán)往復(fù)運(yùn)動，并要求比原機(jī)構(gòu)能獲得更大的機(jī)械效益。

首先應(yīng)明確機(jī)械設(shè)計的核心問題是如果怎樣設(shè)計能夠使凸輪控制機(jī)構(gòu)去驅(qū)動連接點(diǎn)P，并獲取最大化的機(jī)械效益，同時機(jī)構(gòu)的自由度應(yīng)為1。為了把復(fù)雜的問題簡單化，可以忽略次要問題僅關(guān)注驅(qū)動點(diǎn)P之前的傳動機(jī)構(gòu)，它是F=1的凸輪搖桿機(jī)構(gòu)，其對應(yīng)運(yùn)動鏈如圖1所示。

其次設(shè)計好運(yùn)動鏈后，要進(jìn)行運(yùn)動鏈數(shù)綜合。由于機(jī)械設(shè)計創(chuàng)新設(shè)計的出發(fā)點(diǎn)是為了獲取較大的機(jī)械效益，可以通過增加機(jī)構(gòu)桿件數(shù)來滿足上述要求，考慮的自由度不能發(fā)生變化，增加機(jī)構(gòu)桿件數(shù)應(yīng)不少于兩個，設(shè)計好新的裝置具有六桿運(yùn)動鏈，2種獨(dú)立異構(gòu)型式，即斯蒂芬森鏈與瓦特鏈。比如在進(jìn)行斯蒂芬森鏈的設(shè)計過程中，需要根據(jù)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的原則對斯蒂芬森鏈進(jìn)行結(jié)構(gòu)的改變[5]。由于該裝置是一種凸輪控制機(jī)構(gòu)，需要進(jìn)行運(yùn)動副的更替，也就是說必然進(jìn)行運(yùn)動副的替代，即用一個凸輪副去替代運(yùn)動鏈中的一個二元素桿與2個轉(zhuǎn)動副，故得到演化后運(yùn)動鏈。

四、結(jié)論

進(jìn)行機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計要有兩個必要條件：一是充分獲取適用的知識；二是要使用符合創(chuàng)新設(shè)計思維并能激發(fā)創(chuàng)新思維的設(shè)計系統(tǒng)。運(yùn)用機(jī)構(gòu)學(xué)原理進(jìn)行機(jī)械設(shè)計創(chuàng)新，首先要學(xué)習(xí)掌握相關(guān)的機(jī)構(gòu)理論與已有的結(jié)構(gòu)，才能在創(chuàng)新思維的指導(dǎo)下進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計。

參考文獻(xiàn)：

[1]魏三平.機(jī)械原理與機(jī)械零件課程設(shè)計的關(guān)系[J].教育理論與實(shí)踐.2008（S2）：59-61.

[2]李笑，劉福利，陳明.改革機(jī)械原理課程設(shè)計注重培養(yǎng)創(chuàng)新設(shè)計能力[J].教書育人.2001（02）：79-81.

[3]李法新，王金鳳，王利紅.機(jī)械類專業(yè)大學(xué)生綜合創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].河南教育（高校版）.2008（04）：89-92.

第2篇：機(jī)械設(shè)計及原理范文

與其他常規(guī)的機(jī)械設(shè)計不同，機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計要求設(shè)計人員充分發(fā)揮自己的聰明才智和創(chuàng)造力，利用創(chuàng)造性思維，設(shè)計出新穎、有創(chuàng)造性、有實(shí)用價值的機(jī)械裝置。機(jī)械工程創(chuàng)新設(shè)計往往包含了多種科學(xué)技術(shù)的滲透、綜合與交叉，是通過邏輯思維的分析和知識的運(yùn)用找到創(chuàng)新設(shè)計方案，其中存在的部分表現(xiàn)為非數(shù)據(jù)性、非計算性的，一定要在理論知識的時間基礎(chǔ)上思考判斷推理的。

2機(jī)械設(shè)計中設(shè)計人員應(yīng)該樹立創(chuàng)新的理念

要想突破傳統(tǒng)的模式，在設(shè)計上有所創(chuàng)新，對機(jī)械人員首先就要要求其具有大膽的創(chuàng)新理念并會將其運(yùn)用到時間中去。創(chuàng)新就是突破傳統(tǒng)的思維模式，運(yùn)用現(xiàn)代超前的理念進(jìn)行問題的思考。對于一個設(shè)計者而言，缺少創(chuàng)新意味著他在工作上無法得到肯定。優(yōu)秀的機(jī)械設(shè)計者要時刻謹(jǐn)記創(chuàng)新理念，要用創(chuàng)新的思維對問題進(jìn)行深入的思考，再結(jié)合自己的專業(yè)知識將自己的設(shè)想轉(zhuǎn)化成現(xiàn)實(shí)。

3機(jī)械的優(yōu)化中應(yīng)該具備的創(chuàng)新方式

（1）智力思維法———這是一種發(fā)揮集體智慧的方法，它通常是通過抓住瞬間的靈感或潛意識的新想法或通過相關(guān)專家人士針對某一目標(biāo)進(jìn)行討論，通過相互啟發(fā)、激勵，在越來越多的思路中，在越來越好的方案中取長補(bǔ)短，最終引起創(chuàng)新設(shè)計的連鎖反應(yīng)，為機(jī)械設(shè)計提供更好的創(chuàng)新成果。

（2）列舉創(chuàng)新法———這是指依據(jù)一定規(guī)則，列舉研究對象的各種性質(zhì)，通過對這些性質(zhì)的逐項(xiàng)分析，尋求改變來又發(fā)創(chuàng)新設(shè)想的方法。它適合于現(xiàn)有事物的改進(jìn)及應(yīng)用型的開發(fā)，一般經(jīng)過的過程如下：列舉特征———改變特征———改變事物。

（3）移植技術(shù)法———這是指將一個技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的先進(jìn)原理、方法或成果移植到另一個領(lǐng)域中，或把一種產(chǎn)品內(nèi)的先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用到另一個產(chǎn)品中，從而設(shè)計出新產(chǎn)品。在進(jìn)行移植技術(shù)法的過程中要首先解決移植什么，為什么要移植，要想有效應(yīng)用移植法就必須注意以下幾個必要條件：1）用傳統(tǒng)方法難以找到理想的設(shè)計方案或階梯設(shè)想，或者利用相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)和知識根本無法找到出路；2）其他技術(shù)領(lǐng)域存在解決相似或相近問題的方式方法；3）對移植結(jié)果能否保證系統(tǒng)整體的新穎性、先進(jìn)性和實(shí)用性沒有定性判斷。技術(shù)移植法可以分為技術(shù)原理式移植、技術(shù)手段式移植和技術(shù)功能式移植。技術(shù)移植法是對科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對促進(jìn)發(fā)明創(chuàng)造具有重要意義，貝弗里奇說過：“使用移植法有可能促進(jìn)科學(xué)發(fā)展，這也許是為什么科研人員要對自己狹窄的研究范圍之外的發(fā)展，至少是重大的發(fā)展有所了解的原因。

第3篇：機(jī)械設(shè)計及原理范文

摘要：主要對機(jī)械專業(yè)的機(jī)械原理課程教學(xué)體系進(jìn)行了探索，通過機(jī)械原理課程的理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)的改革，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識，提高了學(xué)生的機(jī)械設(shè)計能力和創(chuàng)新實(shí)踐能力。

關(guān)鍵詞：機(jī)械原理；教學(xué)；創(chuàng)新

機(jī)械原理課程作為機(jī)械類專業(yè)中一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，它具有較強(qiáng)的工程性、實(shí)踐應(yīng)用性、創(chuàng)新性，在整個教學(xué)體系中起著承上啟下的作用。該課程主要講述機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析、運(yùn)動分析、力分析和常用機(jī)構(gòu)的運(yùn)動原理和應(yīng)用。學(xué)過這門課以后，學(xué)生能對現(xiàn)有機(jī)械的組成和運(yùn)動情況進(jìn)行分析，具有運(yùn)用所學(xué)知識，組合新的機(jī)構(gòu)及創(chuàng)造出新產(chǎn)品的能力。在培養(yǎng)學(xué)生的機(jī)械設(shè)計能力和創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力所需的知識、能力和素質(zhì)結(jié)構(gòu)中占有十分重要的地位。

一、基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的機(jī)械原理課程教學(xué)體系的建立

目前，國內(nèi)外高校都十分注重培養(yǎng)大學(xué)生的科技創(chuàng)新和實(shí)踐能力，德州學(xué)院結(jié)合機(jī)械原理的精品課程建設(shè)，以培養(yǎng)和發(fā)展機(jī)械類本科生的綜合素質(zhì)和實(shí)踐動手能力為目標(biāo)，以創(chuàng)新教育為重點(diǎn)，以“激發(fā)創(chuàng)新興趣，培養(yǎng)創(chuàng)新思維，引導(dǎo)自主實(shí)踐，重在創(chuàng)新過程”為原則，對機(jī)械原理課程進(jìn)行了全面的建設(shè)。機(jī)械原理課程建設(shè)總體框架如圖1所示。

二、通過理論教學(xué)模塊培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維

1.改革理論教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和思維

隨著企業(yè)對機(jī)械工程技術(shù)人員的設(shè)計、創(chuàng)新和新產(chǎn)品開發(fā)能力越來越重視，機(jī)械原理教學(xué)內(nèi)容也應(yīng)該隨之進(jìn)行改革。以機(jī)構(gòu)設(shè)計為核心構(gòu)建課程體系和組織教學(xué)內(nèi)容，加強(qiáng)對連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)等機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)、應(yīng)用特點(diǎn)的介紹，全面、系統(tǒng)地講授各機(jī)構(gòu)的運(yùn)動、動力性能。對與理論力學(xué)重復(fù)的部分如平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析、力分析、剛性轉(zhuǎn)子平衡可適當(dāng)減少課時，簡單介紹。

在教學(xué)內(nèi)容上適當(dāng)增加一些日常生活中的實(shí)例和工程機(jī)械的結(jié)構(gòu)實(shí)例。講授機(jī)構(gòu)時先以生活中的應(yīng)用實(shí)例導(dǎo)入，再以各種機(jī)加工機(jī)床的結(jié)構(gòu)作為實(shí)際工程機(jī)械實(shí)例深入學(xué)習(xí)。如講解連桿機(jī)構(gòu)時，先以常見的推拉門窗、太陽傘等生活實(shí)例應(yīng)用引入，然后進(jìn)一步介紹在牛頭刨床的傳動機(jī)構(gòu)。而這些機(jī)床的結(jié)構(gòu)中如牛頭刨床中包含了機(jī)械中的連桿機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)等，使學(xué)生能夠?qū)⒏行哉J(rèn)識和理論知識結(jié)合起來，提高學(xué)生對機(jī)構(gòu)有了直觀的認(rèn)識。

同時在講授各個機(jī)構(gòu)時應(yīng)將其彼此聯(lián)系起來，如介紹凸輪機(jī)構(gòu)的工作原理時，可以提問學(xué)生前面所學(xué)機(jī)構(gòu)中哪些機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)主動件勻速轉(zhuǎn)動從動件移動，學(xué)生就會能夠?qū)⑦B桿機(jī)構(gòu)中的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)聯(lián)想起來，然后可以進(jìn)一步聯(lián)想起凸輪機(jī)構(gòu)高副低代后就是連桿機(jī)構(gòu)。接著讓學(xué)生將自己所知道的凸輪機(jī)構(gòu)和兩機(jī)構(gòu)聯(lián)合使用的應(yīng)用實(shí)例舉出一二。這樣將前后所學(xué)內(nèi)容連貫在一起，融合貫通起來，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識。

2.改革理論教學(xué)方法和手段，強(qiáng)化學(xué)生的創(chuàng)新意識和思維

充分利用現(xiàn)代化的教學(xué)手段，增加課堂授課的信息量；在對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合機(jī)械原理的教學(xué)內(nèi)容建立以圖片、動畫、錄像資料為主的素材庫。對各個機(jī)構(gòu)的運(yùn)動、分析及應(yīng)用采用三維動畫演示，運(yùn)用其形象、直觀、生動的特點(diǎn)，創(chuàng)造生動逼真的教學(xué)環(huán)境，優(yōu)化課堂教學(xué)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和素質(zhì)。而學(xué)生在學(xué)習(xí)機(jī)械原理以前已經(jīng)進(jìn)行三維實(shí)體軟件的學(xué)習(xí)，大部分三維動畫是由學(xué)生獨(dú)立完成的。這樣將三維實(shí)體軟件的應(yīng)用與專業(yè)理論學(xué)習(xí)結(jié)合起來，不但使吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更培養(yǎng)了學(xué)生利用先進(jìn)軟件工具解決具體工程問題的能力。學(xué)生拓寬了思路，進(jìn)一步提高了創(chuàng)新意識。

同時，在德州學(xué)院的教學(xué)網(wǎng)中建設(shè)了機(jī)械原理課程教學(xué)網(wǎng)站，并被學(xué)院評為優(yōu)秀網(wǎng)站。網(wǎng)站內(nèi)容包含教學(xué)課件、習(xí)題解答、在線復(fù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、學(xué)生創(chuàng)新實(shí)例、師生互動平臺等內(nèi)容。教師可以通過課程網(wǎng)站對學(xué)生進(jìn)行答疑，增強(qiáng)了教師與學(xué)生學(xué)習(xí)的互動性。同時教學(xué)網(wǎng)站給學(xué)生提供一個自學(xué)的平臺，學(xué)生可根據(jù)個人興趣進(jìn)行自主性學(xué)習(xí)，從而有效地化解理論課時少的矛盾。

三、通過實(shí)踐教學(xué)模塊提高學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力

1.設(shè)計合理的課后大作業(yè)，有助于提高學(xué)生的創(chuàng)新思維

在教學(xué)過程中，除了精選的理論基礎(chǔ)作業(yè)外，可以適當(dāng)有針對性地布置課后大作業(yè)，規(guī)定一段時間內(nèi)完成，利用課余時間分組進(jìn)行評價。這些作業(yè)可以來源于實(shí)際生活，也可以來源于工程實(shí)際應(yīng)用。通過完成作業(yè)達(dá)到學(xué)生對《機(jī)械原理》知識的綜合應(yīng)用和提高。特別是學(xué)習(xí)到幾種常用機(jī)構(gòu)時，比如講到連桿機(jī)構(gòu)時，可以布置自動翻書架的設(shè)計、爬樓機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計等題目讓學(xué)生任選其一進(jìn)行設(shè)計，也可以讓學(xué)生自己設(shè)計題目進(jìn)行設(shè)計。既提高了學(xué)生設(shè)計自主性和創(chuàng)新思維，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又使不同程度的學(xué)生都能有所收獲。

2.積極進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力

2010年的人才培養(yǎng)改革中，提高了機(jī)械原理實(shí)驗(yàn)課時量，增加到了12學(xué)時。近幾年，學(xué)院加大了對機(jī)械專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的投入，增加了創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)備的購進(jìn)。目前可做機(jī)械原理課程實(shí)驗(yàn)的有機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室和機(jī)械創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室。目前機(jī)械課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中已由原來的以演示性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐跃C合性和設(shè)計性實(shí)驗(yàn)為主。現(xiàn)在的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中除保留了機(jī)械原理的認(rèn)知實(shí)驗(yàn)、機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的繪制、齒輪齒廓范成原理實(shí)驗(yàn)等基本實(shí)驗(yàn)外，增加了平面機(jī)構(gòu)創(chuàng)意組合實(shí)驗(yàn)、機(jī)構(gòu)運(yùn)動方案創(chuàng)新設(shè)計實(shí)驗(yàn)、輪系創(chuàng)意組合實(shí)驗(yàn)、慧魚創(chuàng)意組合實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)。規(guī)定了必修實(shí)驗(yàn)的個數(shù)為5個，除此之外為選修實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和學(xué)生自行設(shè)計實(shí)驗(yàn)。為了提高學(xué)生的實(shí)踐動手能力和創(chuàng)新能力，我們將機(jī)械創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室對外開放，學(xué)生可以根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)想和具體方案，用現(xiàn)有的儀器設(shè)備，利用業(yè)余時間去實(shí)驗(yàn)室將自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計構(gòu)思進(jìn)行驗(yàn)證。整個過程都是由學(xué)生親力親為，不但提高了學(xué)生對各種儀器的綜合操作技能，同時也加強(qiáng)了他們獨(dú)立思考、分析解決問題的能力和創(chuàng)新精神。

3.積極進(jìn)行課程設(shè)計改革，鼓勵學(xué)生大膽創(chuàng)新

為了體現(xiàn)專業(yè)特色，同時又兼顧課程教學(xué)理論知識，我們對機(jī)械原理課程設(shè)計的題目、內(nèi)容和考核方法進(jìn)行了改革。課程設(shè)計題目避免重復(fù)，設(shè)計內(nèi)容不光要有圖紙和設(shè)計說明書，還鼓勵學(xué)生要采用計算機(jī)軟件對自己所設(shè)計的方案進(jìn)行三維虛擬造型，進(jìn)行運(yùn)動學(xué)仿真及可行性驗(yàn)證。學(xué)生們對三維虛擬造型都很感興趣，學(xué)習(xí)Pro/E等三維設(shè)計軟件的積極性也較高。通過這一環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，不僅提高了學(xué)生對三維設(shè)計軟件的熟悉程度，而且還調(diào)動了他們的創(chuàng)新積極性，擴(kuò)大了他們的思考空間，激勵他們改進(jìn)設(shè)計，大膽創(chuàng)新。課程設(shè)計的考核還鼓勵學(xué)生做出所設(shè)計機(jī)構(gòu)的實(shí)物，若方案可行并有實(shí)物模型做出的則課程設(shè)計成績評定為優(yōu)秀，鼓勵學(xué)生動手實(shí)踐，提高自身的實(shí)踐能力。

4.科技創(chuàng)新模塊以科技設(shè)計競賽為載體，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)提高

德州學(xué)院大力支持廣大學(xué)生參與各類科技文化競賽活動，制訂了《德州學(xué)院大學(xué)生科技文化競賽管理辦法》、《德州學(xué)院創(chuàng)新學(xué)分和技能學(xué)分認(rèn)定辦法》等，對學(xué)生在第一課堂外實(shí)施的一系列創(chuàng)新和技能活動中取得的創(chuàng)新或技能成果給予一定的學(xué)分和物質(zhì)獎勵，大大提高了學(xué)習(xí)的創(chuàng)新意識。而競賽都要求在符合大賽主體與內(nèi)容的前提下，學(xué)生自行選擇設(shè)計題目。設(shè)計大賽一般要求提交模型或樣機(jī)，因此參賽學(xué)生不僅要構(gòu)思，還要設(shè)計、制作和調(diào)試。將創(chuàng)新構(gòu)思和實(shí)踐能力緊密結(jié)合起來。所以在競賽的具體實(shí)施過程中，從查資料、繪制圖紙、撰寫說明書到自己親手制作，以及作品的調(diào)試以及最后的競賽答辯，學(xué)生們經(jīng)歷了各個環(huán)節(jié)，對創(chuàng)新所需的實(shí)踐能力進(jìn)行了全方位的訓(xùn)練。

四、結(jié)論

經(jīng)過幾年的機(jī)械原理課程的建設(shè)，取得了較好的效果。機(jī)械原理課程被評為德州學(xué)院優(yōu)秀課程。通過機(jī)械原理課程的學(xué)習(xí)，一方面，培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立思考問題、分析問題的主動性；另一方面，也激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了他們的工程意識和創(chuàng)新設(shè)計能力。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 管鋒.機(jī)械原理課程實(shí)踐性環(huán)節(jié)的教學(xué)改革與實(shí)踐［J］.

長江大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2011，（4）：121-122.

第4篇：機(jī)械設(shè)計及原理范文

關(guān)鍵詞：機(jī)械原理；課程設(shè)計；教學(xué)研究；課外科技活動

中圖分類號：G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）05-0217-02

一、引言

機(jī)械原理是機(jī)械類各專業(yè)必修的一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課，在培養(yǎng)學(xué)生的機(jī)械設(shè)計能力和創(chuàng)新能力所需的知識、能力和素質(zhì)結(jié)構(gòu)中，占有十分重要的地位。其課程設(shè)計是教學(xué)過程中的一個重要實(shí)踐環(huán)節(jié)，通過課程設(shè)計實(shí)踐，使學(xué)生更好地理解和掌握課程的基本理論和方法，進(jìn)一步提高學(xué)生查閱技術(shù)資料、繪制工程圖和應(yīng)用計算機(jī)等能力，特別是加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和分析問題、解決工程實(shí)際問題的能力。就我校而言，機(jī)械原理課程設(shè)計是我校機(jī)械類學(xué)生在本科學(xué)習(xí)階段的第一門工程設(shè)計類課程設(shè)計，在培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力方面具有特殊的地位和作用。[1]

二、現(xiàn)狀分析

（一）機(jī)械原理課程設(shè)計教學(xué)現(xiàn)狀分析

1.我校機(jī)械原理課程設(shè)計的內(nèi)容是對牛頭刨床、插床等傳統(tǒng)加工設(shè)備的傳動機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動分析和動態(tài)靜力分析，并在此基礎(chǔ)上計算其機(jī)械動力學(xué)問題。課程設(shè)計模式缺乏整體性思維，設(shè)計題目陳舊且與工程實(shí)際結(jié)合不緊密，缺少機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計和機(jī)構(gòu)的選型設(shè)計等。

2.題目相同，設(shè)計的機(jī)構(gòu)一致，只是原動件的位置不一樣。故對學(xué)生而言，缺乏創(chuàng)新能力的訓(xùn)練。

3.課程設(shè)計的設(shè)計方案與內(nèi)容相同，學(xué)生缺乏查找資料、方案陳述與討論、團(tuán)隊協(xié)作與溝通交流等環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，與當(dāng)前企業(yè)的需求脫節(jié)。

（二）學(xué)生課外科技活動開展情況分析

目前，我校十分重視學(xué)生科技活動的開展，學(xué)生科技活動的種類繁多，面向機(jī)械類專業(yè)學(xué)生的科技活動有機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽、大學(xué)生科技創(chuàng)新計劃項(xiàng)目、大學(xué)生“挑戰(zhàn)杯”課外科技作品競賽、機(jī)械制造綜合實(shí)踐創(chuàng)新能力-數(shù)控加工大賽、三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計大賽、機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)大賽、汽車節(jié)能競技大賽、大學(xué)生方程式汽大賽等等，對提高機(jī)械類專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新和實(shí)踐能力起著重要的作用。然而在實(shí)踐過程中遇到一些問題，如積極參加各種課外科技活動的學(xué)生人數(shù)有限、部分學(xué)生不知道如何開展課外科技活動、缺乏主動性等等，這些問題都是亟待解決的。

課外科技活動參與的學(xué)生人數(shù)有限，單純地為了競賽而組織的實(shí)踐活動，由于受時間和名額等因素限制，難以在學(xué)生中廣泛地組織開展，從而使受益學(xué)生的數(shù)量受到了限制。

三、教學(xué)研究思路

參與各種課外科技活動的學(xué)生有興趣和熱情，但人數(shù)有限；參與課程設(shè)計的學(xué)生人數(shù)多，但積極性不高，過程不認(rèn)真，往往抄一份報告敷衍了事。因此，如何利用學(xué)校目前課外科技活動開展良好的氛圍，將科技活動融入課程設(shè)計教學(xué)中，使科技活動與課程設(shè)計相結(jié)合，是主要的研究內(nèi)容。

四、教學(xué)研究內(nèi)容

結(jié)合學(xué)校的實(shí)際情況，以培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力為目標(biāo)，課題從以下三個方面進(jìn)行了研究。

（一）課程設(shè)計題目研究

為達(dá)到課程設(shè)計的目的，全面培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，課程設(shè)計的題目可借鑒課外科技活動的主題，或參考具有生產(chǎn)實(shí)踐背景的工程實(shí)際項(xiàng)目，并在此基礎(chǔ)上結(jié)合機(jī)械原理課程課題講授內(nèi)容設(shè)計課程設(shè)計的題目，使課程設(shè)計的內(nèi)容更貼近生活，從而提高學(xué)生對課程設(shè)計的興趣。

譬如，借鑒第六屆全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽的主題“教室用設(shè)備和教具的設(shè)計與制作”，提煉出“多功能黑板的設(shè)計”、“便攜式可調(diào)折疊桌椅的設(shè)計”、“自動黑板擦的設(shè)計”等設(shè)計題目；借鑒第七屆全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽的主題“錢幣的分類、清點(diǎn)、整理機(jī)械裝置；不同材質(zhì)、形狀和尺寸商品的包裝機(jī)械裝置；商品載運(yùn)及助力機(jī)械裝置”，提煉出“硬幣分揀器的設(shè)計”、“硬幣包裝機(jī)的設(shè)計”、“紙幣分類與計數(shù)裝置的設(shè)計”等設(shè)計題目。

（二）課程設(shè)計內(nèi)容研究

課程設(shè)計內(nèi)容著重于機(jī)械方案的設(shè)計與選擇、機(jī)構(gòu)運(yùn)動的分析與設(shè)計、機(jī)械動力學(xué)的分析與設(shè)計等三個方面，注重培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計能力，引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用ADAMS等軟件進(jìn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計與分析，完成機(jī)器總體方案設(shè)計。由于將科技活動融入課程設(shè)計教學(xué)，設(shè)計題目多樣化、生活化，[2]體現(xiàn)以學(xué)生為主的理念，擴(kuò)大學(xué)生的視野，使設(shè)計內(nèi)容改為與科技活動相關(guān)的產(chǎn)品綜合設(shè)計，保證設(shè)計的完整性、系統(tǒng)性和綜合性。

此外，課程設(shè)計增加查找文獻(xiàn)資料、設(shè)計方案陳述與討論等環(huán)節(jié)，旨在鍛煉學(xué)生資料文獻(xiàn)綜述能力，提高學(xué)生表達(dá)能力，加強(qiáng)團(tuán)隊協(xié)作交流，使學(xué)生熟悉產(chǎn)品設(shè)計流程和報告書寫格式。以往筆者在指導(dǎo)學(xué)生科技活動過程中發(fā)現(xiàn)：學(xué)生開展科技活動的第一項(xiàng)任務(wù)往往是調(diào)研，即通過查找相關(guān)文獻(xiàn)資料，分析現(xiàn)有產(chǎn)品的現(xiàn)狀與技術(shù)特點(diǎn)，歸納出開展科技活動的技術(shù)線路、研究方法等等，這時學(xué)生往往不知所措，究其原因是目前教學(xué)模式往往忽略這一項(xiàng)內(nèi)容。

為了保證課程設(shè)計的質(zhì)量，筆者對課程設(shè)計過程進(jìn)行了監(jiān)控，在相應(yīng)時間節(jié)點(diǎn)安排了必要的教學(xué)活動以及詳細(xì)的設(shè)計任務(wù)，如表1所示。

（三）課程設(shè)計方法研究

近幾年指導(dǎo)學(xué)生科技活動過程中發(fā)現(xiàn)，幾乎每項(xiàng)科技活動都需要應(yīng)用到計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)。以往課程設(shè)計結(jié)果往往停留在幾份圖紙和書面報告，學(xué)生對自己設(shè)計的機(jī)構(gòu)或機(jī)器是否可行不得而知，所以積極性不是很高。隨著計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，運(yùn)用計算機(jī)進(jìn)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動仿真已輕而易舉，學(xué)生學(xué)習(xí)計算機(jī)軟件的積極性普遍很高，且企業(yè)對應(yīng)聘者也有這方面的要求。因此，可在機(jī)械原理課程設(shè)計中引入計算機(jī)輔助設(shè)計方法。如引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用ADAMS軟件對機(jī)構(gòu)設(shè)計方案進(jìn)行設(shè)計和運(yùn)動學(xué)仿真，[3，4]使學(xué)生的創(chuàng)新積極性得到提高。

五、結(jié)論

將機(jī)械原理課程設(shè)計與學(xué)生科技活動相結(jié)合，既豐富課程設(shè)計的內(nèi)容，增加課程設(shè)計的實(shí)用性和針對性，還可以激發(fā)學(xué)生參與課程設(shè)計的興趣，吸引更多的學(xué)生積極投身于科技活動，切實(shí)提高學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計能力、工程實(shí)踐能力和溝通交際能力、以及團(tuán)隊協(xié)作意識等。

經(jīng)過教學(xué)研究與實(shí)踐，機(jī)械原理課程設(shè)計教學(xué)效果得到改善，使學(xué)生能學(xué)以致用。近三年，學(xué)院學(xué)生積極參加各種課外科技活動，取得了優(yōu)異成績。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃小龍，劉相權(quán).機(jī)械原理課程設(shè)計改革的研究與實(shí)踐[J].中國科技信息，2011，（24）：182.

[2]孫志宏，單洪波，莊幼敏，等.提高學(xué)生創(chuàng)新能力改革機(jī)械原理課程設(shè)計[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2007，26（11）：98-99.

第5篇：機(jī)械設(shè)計及原理范文

關(guān)鍵詞：CAD/CAM/CAE；機(jī)械專業(yè)；教學(xué)改革

中圖分類號：G642.0？搖 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2012）12-0231-02

隨著計算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用的快速發(fā)展，CAD、CAM等新技術(shù)得以迅猛發(fā)展。CAD、CAM已經(jīng)在電子、造船、航空、航天、機(jī)械、建筑、汽車等各個領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，成為最具有生產(chǎn)潛力的工具，展現(xiàn)了光明的前景。而隨著CAD/CAM/CAE技術(shù)的日益成熟以及計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，產(chǎn)品的設(shè)計與制造方法、方式也隨之發(fā)生了根本性的改變[1]。為了更好地滿足使用者的需求，現(xiàn)代企業(yè)越來越關(guān)注產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品的開發(fā)周期和開發(fā)成本，CAE作為產(chǎn)品開發(fā)的重要技術(shù)之一，其應(yīng)用價值日益顯現(xiàn)。CAE技術(shù)是以科學(xué)和工程問題為背景，建立計算機(jī)模型并進(jìn)行計算機(jī)仿真分析，對工程和產(chǎn)品進(jìn)行性能與可靠性分析，對其未來的工作狀態(tài)和運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行模擬，及早發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的不足，加以修改，并證實(shí)未來工程、產(chǎn)品性能的可行性和可靠性[2]，能夠大大縮短設(shè)計開發(fā)周期。越來越多的企業(yè)也將CAE技術(shù)引進(jìn)到產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計、制造等環(huán)節(jié)，對CAE技術(shù)人才的需求越來越大，由于我校是一所培養(yǎng)應(yīng)用型本科人才的獨(dú)立學(xué)院，應(yīng)及時開設(shè)CAE技術(shù)相關(guān)課程，以適應(yīng)市場對這方面人才的需求。

一、培養(yǎng)模式的調(diào)整

目前，我校機(jī)械工程及自動化專業(yè)為寬口徑專業(yè)，培養(yǎng)能在工業(yè)生產(chǎn)第一線從事機(jī)械工程及自動化領(lǐng)域內(nèi)的設(shè)計制造、科技開發(fā)、應(yīng)用研究、運(yùn)行管理和經(jīng)營銷售等方面工作的高級機(jī)械工程及自動化技術(shù)和管理人才，設(shè)有數(shù)控技術(shù)、模具與計算機(jī)輔助設(shè)計兩個專業(yè)方向。開設(shè)的課程除了專業(yè)基礎(chǔ)外，還有《模具CAD/CAM》《三維實(shí)體軟件》《精密與超精密加工技術(shù)》《快速成型技術(shù)》《自動化機(jī)械設(shè)計》等。可見，本專業(yè)在課程設(shè)置上，比較重視對學(xué)生CAD/CAM知識和技術(shù)的培養(yǎng)，而缺少CAE相關(guān)課程的設(shè)置，這樣將導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)、知識系統(tǒng)不夠完整。雖然學(xué)習(xí)了CAD/CAM的基礎(chǔ)知識，掌握了一些相關(guān)應(yīng)用軟件的操作，但是對實(shí)際生產(chǎn)的后續(xù)工序沒有深刻的了解，更無法解決實(shí)際工程中的一些問題。在現(xiàn)有的專業(yè)課程中增設(shè)CAE相關(guān)課程，培養(yǎng)學(xué)生CAD/CAM/CAE技術(shù)的一體化應(yīng)用，尤其是利用CAE知識和應(yīng)用軟件完成對實(shí)際生產(chǎn)問題的模擬分析，并根據(jù)模擬分析結(jié)果提出改進(jìn)和優(yōu)化措施，是教學(xué)改革的目標(biāo)。

二、課程改革及其要求

1.完善課程體系，健全知識結(jié)構(gòu)。新增CAE課程的教學(xué)對象為四年級上學(xué)期的學(xué)生，該層次的學(xué)生經(jīng)過前面三年的學(xué)習(xí)，對專業(yè)的基礎(chǔ)知識有了一個比較全面的了解，基本熟悉CAD/CAM技術(shù)的概念，掌握了一些相應(yīng)的二維/三維的軟件的操作，能夠利用CAD軟件完成一些產(chǎn)品設(shè)計任務(wù)，初步具備了CAD技術(shù)的應(yīng)用能力。在機(jī)械專業(yè)中增設(shè)CAE的相關(guān)課程，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)CAE技術(shù)的理論基礎(chǔ)和相關(guān)軟件，全面掌握CAD/CAM/CAE的一體化知識結(jié)構(gòu)。最終達(dá)到在具備了CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用能力的前提下，能夠利用CAE技術(shù)進(jìn)行機(jī)械生產(chǎn)工藝的模擬仿真和結(jié)構(gòu)分析的目的。在這個過程中，必須要做好與前面專業(yè)知識以及CAD/CAM技術(shù)的銜接，使學(xué)生在所學(xué)知識的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上理順?biāo)鶎W(xué)的新知識。如針對模具與計算機(jī)輔助設(shè)計方向的學(xué)生，他們學(xué)習(xí)模具CAE的目的是利用CAE技術(shù)來預(yù)測成型過程中的各種缺陷，優(yōu)化工藝參數(shù)，以期得到合理的模具結(jié)構(gòu)和優(yōu)化的工藝參數(shù)，所以必須結(jié)合模具設(shè)計的相關(guān)專業(yè)知識，與CAE技術(shù)穿插講解，做好專業(yè)知識與CAE技能訓(xùn)練的自然銜接和結(jié)合，使學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)更為系統(tǒng)。

2.教學(xué)新要求。在進(jìn)行CAE課程的授課過程中，教師要注意做好以下幾點(diǎn)：①將課程體系做相應(yīng)的調(diào)整，使CAE理論與CAE軟件融合在一起，二者充分結(jié)合，以突出知識結(jié)構(gòu)的完整性。②注重知識點(diǎn)面結(jié)合。課堂授課要講、練結(jié)合，知識的重點(diǎn)和難點(diǎn)應(yīng)結(jié)合適當(dāng)?shù)膶?shí)例進(jìn)行練習(xí)和重點(diǎn)剖析。既保證了重點(diǎn)，又兼顧了全面，使學(xué)生能夠掌握其中的要領(lǐng)和技巧。③課后要布置相應(yīng)的思考題和練習(xí)題，以幫助學(xué)生消化、鞏固和深化教學(xué)內(nèi)容以及進(jìn)行實(shí)際工程訓(xùn)練。④堅持理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的原則，注意介紹相應(yīng)的實(shí)際生產(chǎn)中各類缺陷問題的解決方案以及這些方法的缺點(diǎn)，利用CAE分析預(yù)測、解決這些缺陷的優(yōu)越性。通過教師對實(shí)際工程問題解決過程的講解，提高學(xué)生的實(shí)際工程意識，學(xué)會在實(shí)際遇到問題時，能正確地去分析問題、解決問題，或者是能夠?qū)ΜF(xiàn)有方案進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計等。通過這樣的形式來促進(jìn)CAE理論與軟件的學(xué)習(xí)、應(yīng)用和普及。另外，教師除了在課堂上的講授之外，在相應(yīng)的課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計以及學(xué)生課外科研項(xiàng)目等教學(xué)環(huán)節(jié)，應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生充分利用掌握的CAD/CAM/CAE技術(shù)針對實(shí)際課題來進(jìn)行設(shè)計和分析，包括利用CAD技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計，運(yùn)用CAE技術(shù)進(jìn)行數(shù)值仿真模擬和結(jié)構(gòu)分析，根據(jù)模擬分析的結(jié)果，對產(chǎn)品設(shè)計提出反饋意見，再利用CAD技術(shù)對產(chǎn)品或工藝設(shè)計的不合理之處進(jìn)行修改，之后再進(jìn)行分析，直至分析結(jié)果達(dá)到工藝設(shè)計要求。在有條件的情況下，將實(shí)際生產(chǎn)結(jié)果與CAE分析結(jié)果做比對，驗(yàn)證CAE技術(shù)與實(shí)際的匹配度，最后應(yīng)用CAM技術(shù)進(jìn)行數(shù)控加工編程。通過這樣的實(shí)踐訓(xùn)練過程，提升學(xué)生對實(shí)際的應(yīng)用軟件的操作能力，也加強(qiáng)了學(xué)生解決實(shí)際生產(chǎn)項(xiàng)目的能力，學(xué)生自己也會覺得本來很多書本上的抽象的知識在實(shí)際的應(yīng)用過程中有了解釋，也更加強(qiáng)了他們的工程實(shí)踐能力，從而提高教學(xué)質(zhì)量和效率。

3.對教師的要求。開設(shè)CAE課程，同時對教師隊伍建設(shè)以及專業(yè)教師本身都提出了更高的要求。不僅要求教師必須具有本專業(yè)扎實(shí)、系統(tǒng)的專業(yè)理論知識，同時要具備很強(qiáng)的專業(yè)實(shí)踐能力，要實(shí)時關(guān)注市場、企業(yè)的需求和技術(shù)的發(fā)展，并且在教學(xué)上能夠?qū)⒗碚撝R與實(shí)際工程問題結(jié)合，具有指導(dǎo)學(xué)生將系統(tǒng)理論知識轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)的應(yīng)用知識的能力。所以，作為獨(dú)立院校的專業(yè)教師，以培養(yǎng)應(yīng)用型本科人才為目的，應(yīng)不斷強(qiáng)化自身的專業(yè)知識，還應(yīng)密切關(guān)注本行業(yè)的企業(yè)人才需求和技術(shù)發(fā)展，爭取與企業(yè)開展產(chǎn)學(xué)研合作項(xiàng)目，深入到企業(yè)、工廠，盡量利用工廠、企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)實(shí)例為學(xué)生進(jìn)行講授，也可作為學(xué)生學(xué)習(xí)訓(xùn)練的素材，以提高學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力。

隨著計算機(jī)的飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，各種行之有效的數(shù)值計算方法得到了巨大的發(fā)展，CAE技術(shù)在制造行業(yè)獲得越來越廣泛的應(yīng)用。而隨著高等院校獨(dú)立學(xué)院教學(xué)改革的不斷深入，我校機(jī)械專業(yè)增設(shè)了CAE課程并在實(shí)踐中不斷進(jìn)行教學(xué)改革，完善課程體系和教學(xué)方法，以提高學(xué)生CAD/CAM/CAE的綜合應(yīng)用能力，為制造業(yè)培養(yǎng)更多適應(yīng)市場技術(shù)需求的合格人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]尹飛鴻.有限元法基本原理及應(yīng)用[M].北京：高等教育出版社，2010.

第6篇：機(jī)械設(shè)計及原理范文

[關(guān)鍵詞]《機(jī)械原理》；機(jī)械運(yùn)動；教學(xué)設(shè)計；學(xué)生能力

1 前 言

中職機(jī)械專業(yè)教學(xué)的現(xiàn)狀不容樂觀，主要是其專業(yè)自身存在不足，但為了促進(jìn)機(jī)械專業(yè)的發(fā)展，使其教學(xué)質(zhì)量得到可靠的保障，中職機(jī)械專業(yè)在教學(xué)方法等均展開了研究。

《機(jī)械原理》課程是機(jī)械專業(yè)的一門基礎(chǔ)課，其任務(wù)之一就是為后續(xù)的專業(yè)課打好基礎(chǔ)，因此在教學(xué)計劃中占有重要地位。而機(jī)械運(yùn)動方案設(shè)計是整個機(jī)械設(shè)計工作的第一步，它對于機(jī)械性能的優(yōu)劣及其在市場上的競爭能力都具有決定性的作用。在機(jī)械類各專業(yè)學(xué)生的整個教學(xué)計劃中，只有《機(jī)械原理》這門課講授機(jī)構(gòu)運(yùn)動方案設(shè)計的內(nèi)容。因此，在教學(xué)過程中注重培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)動方案設(shè)計的能力，使學(xué)生得到這方面的鍛煉，是《機(jī)械原理》課程的一項(xiàng)重要任務(wù)。

在以往的《機(jī)械原理》教學(xué)過程中，機(jī)構(gòu)運(yùn)動方案的設(shè)計是一個比較薄弱的環(huán)節(jié)，為了使學(xué)生及早地樹立工程設(shè)計觀點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作能力，近年來，我們在教學(xué)過程中采取了若干措施，力圖加強(qiáng)這一環(huán)節(jié)，取得了可喜的成果。

2 提高學(xué)生對機(jī)構(gòu)運(yùn)動方案設(shè)計重要性的認(rèn)識及學(xué)習(xí)興趣

課程開始，除了介紹本課程的研究對象、內(nèi)容，它在教學(xué)及國民經(jīng)濟(jì)中的地位和本課程的學(xué)習(xí)方法外，有意識地強(qiáng)調(diào)以下兩方面的內(nèi)容：

（1）本課程除了講解各種機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析以外，最主要的任務(wù)是設(shè)計，而分析是設(shè)計的第一步，也是設(shè)計的基礎(chǔ)。

（2）本課程是與工程密切聯(lián)系的一門技術(shù)基礎(chǔ)課，在學(xué)習(xí)本課程的過程中，對日常生活中司空見慣的東西要注意觀察，注意用所學(xué)的知識對其加以分析，不僅能達(dá)到對所學(xué)知識的加深理解，靈活運(yùn)用，舉一反三的目的，而且可以啟發(fā)創(chuàng)造靈感。例如，我們通過公共汽車車門和小轎車車門開、閉方法的對比以及載重汽車和人力平板三輪車實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎方法的對比，使學(xué)生對運(yùn)動方案設(shè)計和工程實(shí)際應(yīng)用背景間的密切關(guān)系以及運(yùn)動方案設(shè)計的重要性有了較初步的認(rèn)識，所有這些都激發(fā)了對機(jī)構(gòu)運(yùn)動方案設(shè)計的興趣。

3 通過“機(jī)構(gòu)方案小設(shè)計”的教學(xué)環(huán)節(jié)，使學(xué)生得到運(yùn)動方案設(shè)計的初步鍛煉

在本課程開始2～3周后，等學(xué)生對機(jī)械原理課程有了初步的了解后，開始這一教學(xué)環(huán)節(jié)。向?qū)W生提出幾個日常生活中司空見慣的用具，如：能自動打開而不能自動合攏的二折傘；只能用雙手打開而不能自動打開的三折傘；普通的用鏈條鏈輪傳動的自行車；只能在固定角度范圍內(nèi)搖頭的電風(fēng)扇等。要求學(xué)生在學(xué)習(xí)本課程的過程中，結(jié)合所學(xué)知識對他們的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析，研究做進(jìn)一步改進(jìn)設(shè)計。要求學(xué)期末每個學(xué)生交一張在A4圖紙上按比例繪制的、改進(jìn)了的、用具的機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖和一份簡單說明書，在課程進(jìn)行過程中，組織適當(dāng)?shù)妮o導(dǎo)、討論。實(shí)踐結(jié)果表明，雖然有些改進(jìn)設(shè)計還比較粗糙，存在一些缺點(diǎn)，但也確有一些設(shè)計構(gòu)思巧妙，有一定的獨(dú)創(chuàng)性和實(shí)用價值。

由于這個教學(xué)環(huán)節(jié)是在機(jī)械原理講課過程中進(jìn)行的，教學(xué)內(nèi)容與改進(jìn)設(shè)計有密切聯(lián)系，需要改進(jìn)的用具既是學(xué)生們?nèi)粘Ｉ钪兴究找姂T的，又具有實(shí)用價值，因此是一次密切聯(lián)系實(shí)際的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，大大激發(fā)了學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣。課堂設(shè)計是學(xué)生將所學(xué)知識轉(zhuǎn)化為能力的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。以設(shè)計為中心，以培養(yǎng)能力為目的，安排教學(xué)內(nèi)容，按設(shè)計的順序安排教學(xué)順序，目的是使學(xué)生通過課程學(xué)習(xí)，提出問題和解決問題的能力得到很好的鍛煉。可以說這一教學(xué)環(huán)節(jié)對培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)動方案設(shè)計的能力打下了一定的基礎(chǔ)。

4 開闊學(xué)生視野，幫助學(xué)生較系統(tǒng)地了解和掌握機(jī)構(gòu)運(yùn)動方案設(shè)計的知識

在講述各種常用機(jī)構(gòu)的分析和設(shè)計后，安排了一章“機(jī)構(gòu)的組合及機(jī)構(gòu)總體方案設(shè)計”的教學(xué)，目的在于使學(xué)生較系統(tǒng)地了解和掌握機(jī)構(gòu)運(yùn)動方案設(shè)計的知識。這一章的內(nèi)容從基本機(jī)構(gòu)固有的局限性講起，講述了機(jī)構(gòu)的組合方式，通過工程實(shí)際中的若干實(shí)例，介紹了常用組合機(jī)構(gòu)的類型及應(yīng)用，使學(xué)生們開闊了視野，明白了機(jī)構(gòu)的組合是發(fā)展新機(jī)構(gòu)的重要方法，在此基礎(chǔ)上介紹了各種常用組合機(jī)構(gòu)的設(shè)計方法。

在機(jī)構(gòu)總體方案設(shè)計一節(jié)中，我們結(jié)合具體實(shí)例從工藝動作的分解講到機(jī)械運(yùn)動方案的選擇，機(jī)構(gòu)選型應(yīng)遵循的原則及注意事項(xiàng)。如盡量簡化和縮短運(yùn)動鏈；盡可能選擇較簡單的機(jī)構(gòu)；盡量減少機(jī)構(gòu)尺寸，選擇合適的運(yùn)動副形式；選擇合理的動力源形式；合理安排傳動機(jī)構(gòu)的順序；合理分配傳動比；使機(jī)械具有有利的傳力條件和良好的動力特性；使機(jī)械具有調(diào)節(jié)運(yùn)動參數(shù)的能力，保證機(jī)械安全運(yùn)轉(zhuǎn)，等等。此外，還介紹了機(jī)械中各執(zhí)行構(gòu)件之間的運(yùn)動協(xié)調(diào)配合和機(jī)械運(yùn)動循環(huán)圖，并舉例說明了機(jī)械總體運(yùn)動方案設(shè)計的步驟。

如果說“機(jī)構(gòu)方案小設(shè)計”這一教學(xué)環(huán)節(jié)還只是一個單一機(jī)構(gòu)運(yùn)動方案設(shè)計的鍛煉的話，那么這一步就是為向綜合性的機(jī)械運(yùn)動方案設(shè)計打基礎(chǔ)，為進(jìn)一步在機(jī)械原理課程設(shè)計中進(jìn)行機(jī)械總體運(yùn)動方案設(shè)計作準(zhǔn)備。

5 在課程設(shè)計中進(jìn)一步加強(qiáng)對機(jī)械運(yùn)動方案設(shè)計能力的培養(yǎng)

第7篇：機(jī)械設(shè)計及原理范文

從18世紀(jì)以來，機(jī)器逐步代替人力勞動，用于做功或轉(zhuǎn)換能量。做功的機(jī)器不僅大大提高了勞動生產(chǎn)率，而且很好地保證和提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。由于機(jī)器實(shí)現(xiàn)的能量轉(zhuǎn)換，人們發(fā)明了多種多樣的工作機(jī)械，提高了人類的生產(chǎn)水平，改善了自己的生活條件。機(jī)器的設(shè)計是由具體的機(jī)構(gòu)物化為實(shí)體的產(chǎn)品，以提供用戶所要求的使用功能。因此，機(jī)械的結(jié)構(gòu)設(shè)計是產(chǎn)品設(shè)計的重要一環(huán)，在機(jī)械設(shè)計課程中，機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計也是非常重要的教學(xué)內(nèi)容。在機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，應(yīng)“勤于學(xué)習(xí)、善于思考、勇于探索、敏于創(chuàng)新”，以偉大的接納之胸懷學(xué)習(xí)前人成果，并以開拓的精神實(shí)現(xiàn)偉大的創(chuàng)造。機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計不是具體案例的機(jī)械堆砌，而是有其內(nèi)在的知識基礎(chǔ)、設(shè)計的方法和物理原理。本文擬從機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法和設(shè)計原理兩個方面，討論機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)在知識和結(jié)構(gòu)創(chuàng)新的基本途徑，但本文不討論機(jī)械制造工藝性對機(jī)械結(jié)構(gòu)的要求。

二、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法

1.經(jīng)驗(yàn)設(shè)計。從現(xiàn)代科學(xué)誕生以來，機(jī)械科學(xué)與技術(shù)已有300年的歷史。機(jī)械的連接結(jié)構(gòu)、傳動結(jié)構(gòu)和支撐結(jié)構(gòu)等已經(jīng)積淀有汗牛充棟的實(shí)踐案例，但如何掌握這些案例的基本原理和設(shè)計方法，而不是記憶這些案例的具體結(jié)構(gòu)設(shè)計，這是經(jīng)驗(yàn)設(shè)計中的關(guān)鍵。具體的產(chǎn)品設(shè)計，例如車床，其結(jié)構(gòu)設(shè)計可以參考前人的設(shè)計圖紙，這對于提高設(shè)計效率，汲取前人經(jīng)驗(yàn)、避免犯前人的錯誤具有實(shí)際意義。通過借鑒前人的經(jīng)驗(yàn)，可以吸收他人的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新方法，同時也拓寬了自己的設(shè)計思路。隨著機(jī)械結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫的出現(xiàn)和搜索方式的更新，對他人的相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計的學(xué)習(xí)將更加方便。經(jīng)驗(yàn)知識是結(jié)構(gòu)設(shè)計的寶貴財富，也是公司的知識資產(chǎn)。通過對國內(nèi)外同類型專利知識的學(xué)習(xí)，也是一條提升自己結(jié)構(gòu)設(shè)計能力的途徑。另一方面，要注意避免侵犯他人的知識產(chǎn)權(quán)?！肮湃藗飨聛淼膶W(xué)問，就是裝在船里的貨物?，F(xiàn)在的新潮流、新趨勢，就是行船的風(fēng)。”在學(xué)習(xí)他人的結(jié)構(gòu)設(shè)計創(chuàng)新點(diǎn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計者應(yīng)有自己的革新與發(fā)明、自己的創(chuàng)造。

2.理論設(shè)計。機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的理論方法，討論的是機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的理性方法，具體的有：模塊化和組合化設(shè)計、復(fù)合化設(shè)計、分級結(jié)構(gòu)設(shè)計、載荷均布性設(shè)計和變結(jié)構(gòu)設(shè)計。隨著結(jié)構(gòu)優(yōu)化、結(jié)構(gòu)可靠性和概率設(shè)計等方面的發(fā)展和具體應(yīng)用，機(jī)械結(jié)構(gòu)的理性設(shè)計方法也在不斷的推陳出新。模塊化和組合化設(shè)計。一臺機(jī)器總體是由提供不同功能的結(jié)構(gòu)單元有機(jī)的組合而成，因此模塊化的以及模塊之間的組合化就是早期的方法之一。在復(fù)雜的機(jī)電系統(tǒng)和設(shè)備中，模塊化和組合化的設(shè)計理念是有效的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，同時也是機(jī)械制造的方法之一。例如，組合航空母艦的設(shè)計概念；我國的組合化機(jī)床的設(shè)計在上世紀(jì)70年代就已經(jīng)取得了很大的成功。模塊化和組合化，一般是按功能單元、結(jié)構(gòu)單元來劃分模塊，然后組合起來成為一臺機(jī)器。復(fù)合化設(shè)計。復(fù)合化的基本特點(diǎn)就是將兩個或兩個以上的功能零件組合成一個部件或構(gòu)件來設(shè)計，其功能可以是運(yùn)動功能、承載功能等。例如，組合凸輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計就是將兩個凸輪設(shè)計成一個零件；一根連桿在組合結(jié)構(gòu)中同時作為兩個或兩個以上機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)件。復(fù)合化方法可以降低機(jī)械的制造成本、減輕機(jī)器的重量、縮小機(jī)器的尺寸和降低產(chǎn)品的成本。分級結(jié)構(gòu)設(shè)計（層次化設(shè)計）。復(fù)雜的制造設(shè)備是由分級的機(jī)械結(jié)構(gòu)組成，大功能層次的結(jié)構(gòu)是由若干個分功能結(jié)構(gòu)組成。層次化不僅是功能樹結(jié)構(gòu)的要求，而且也是制造工藝對結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求。例如，床頭箱由多個輪系組成，而每個輪系又由次一層次的系統(tǒng)組成。復(fù)雜機(jī)電產(chǎn)品的設(shè)計，例如組合挖掘機(jī)的設(shè)計，集推土機(jī)和挖掘機(jī)的功能在一起，而共用一個動力系統(tǒng)，在執(zhí)行系統(tǒng)處分開。層次化結(jié)構(gòu)設(shè)計方法在構(gòu)想分級結(jié)構(gòu)階段，能夠幫助設(shè)計者厘清思路，從而找出結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵點(diǎn)，集中解決結(jié)構(gòu)設(shè)計中的難點(diǎn)問題。載荷均布性設(shè)計。由于機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點(diǎn)，希望載荷分布均勻，充分發(fā)揮材料的機(jī)械力學(xué)性能或者取得降低最大載荷的目的。例如，修形齒輪的設(shè)計、對數(shù)滾子的設(shè)計，為了取得接觸應(yīng)力的均布，從而修形零件，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計。行星齒輪減速器的設(shè)計也體現(xiàn)了載荷均布性的設(shè)計理念，從機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)來看只需一只行星齒輪；然而從受力平衡、承載能力和提高齒面的抗磨損來說，三只行星齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計更好。變結(jié)構(gòu)設(shè)計。機(jī)械結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新常常采用變結(jié)構(gòu)的方法，變結(jié)構(gòu)可以改變機(jī)械結(jié)構(gòu)的功能，例如，非圓連接形式的成形連接、曲柄滑塊結(jié)構(gòu)設(shè)計變?yōu)檗D(zhuǎn)動導(dǎo)桿結(jié)構(gòu)設(shè)計。變結(jié)構(gòu)可以改變實(shí)現(xiàn)功能的形式，例如徑向柱塞泵和軸向柱塞泵的設(shè)計。變結(jié)構(gòu)也可以降低機(jī)器的設(shè)計成本，例如利用死點(diǎn)的桌面支承設(shè)計。

3.模型試驗(yàn)設(shè)計。相似模型試驗(yàn)設(shè)計。基于機(jī)器物理模型的相似，運(yùn)用相似科學(xué)理論，對于大型的機(jī)器設(shè)備進(jìn)行模型試驗(yàn)設(shè)計。通過模型結(jié)構(gòu)設(shè)計和試驗(yàn)分析，獲取機(jī)械結(jié)構(gòu)的可靠性、并預(yù)測機(jī)器的工作性能。模型相似的設(shè)計方法已在工程領(lǐng)域有廣泛的運(yùn)用，例如大型水輪機(jī)組的結(jié)構(gòu)設(shè)計。通過制造大型水輪機(jī)組的模型，測試試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷墓ぷ餍阅芤约捌淇煽啃缘戎笜?biāo)，優(yōu)化水輪機(jī)組的結(jié)構(gòu)設(shè)計和工作能力。機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法不是一成不變的，而是隨著人們的發(fā)明和新的科學(xué)原理的發(fā)現(xiàn)，在日新月異地發(fā)展，不斷出現(xiàn)新的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，同時對前人的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行革新。

三、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的原理

機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計必然要依據(jù)技術(shù)科學(xué)的原理，例如：理論力學(xué)原理、材料力學(xué)原理、彈性力學(xué)原理、疲勞力學(xué)原理、流體力學(xué)原理、熱力學(xué)原理、摩擦學(xué)原理、聲學(xué)原理、智能原理和一切可能的新物理原理。這里討論以上各種原理在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用，以期總結(jié)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的常用原理，討論機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的原理在今后結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計中的可能性。理論力學(xué)原理。理論力學(xué)是機(jī)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)理論，對于機(jī)器的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)分析，得到的結(jié)構(gòu)必然反映到機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計中來。例如，軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學(xué)的設(shè)計，其動力學(xué)及其穩(wěn)定性的設(shè)計，要求修改軸承的設(shè)計和軸的剛度設(shè)計。材料力學(xué)原理。機(jī)械零件的強(qiáng)度和剛度設(shè)計是基于材料力學(xué)理論的，強(qiáng)度或剛度不足時，就需要修改零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計。例如，齒輪輪齒接觸強(qiáng)度和齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的設(shè)計，當(dāng)齒面接觸強(qiáng)度不足時就要求增大小齒輪的分度圓直徑；當(dāng)齒根彎曲強(qiáng)度不夠時就要求增大齒輪的模數(shù)。彈性力學(xué)原理。彈性力學(xué)分析是零件應(yīng)力應(yīng)變計算的基礎(chǔ)，例如滾動軸承中滾子修形的設(shè)計，基于彈性力學(xué)的接觸分析，確定滾子的修形曲線和修形量。在機(jī)械零件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計中，常常用到彈性力學(xué)理論。疲勞力學(xué)原理。機(jī)械零件上的機(jī)械載荷在工作過程中常常是變動的，例如汽車中的軸、軸承和齒輪上的載荷都是變化的，這種變化的載荷具有一定的統(tǒng)計特征。變載荷下軸和滾動軸承的疲勞壽命設(shè)計等工程內(nèi)容，已經(jīng)發(fā)展成機(jī)械零件的概率設(shè)計。

為了更精確地設(shè)計機(jī)械零部件，疲勞力學(xué)在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計中會得到越來越多的應(yīng)用。流體力學(xué)原理。流體傳動和動靜壓軸承等的設(shè)計是依據(jù)流體力學(xué)原理的，流體力學(xué)也是機(jī)械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新的基本原理之一。例如靜壓導(dǎo)軌的設(shè)計、動壓滑動軸承的設(shè)計，要依據(jù)流體的質(zhì)量守恒定律、平衡原理等，優(yōu)化設(shè)計的結(jié)果要求修改導(dǎo)軌或軸承的結(jié)構(gòu)型式和尺寸參數(shù)。熱學(xué)原理。熱力學(xué)和傳熱學(xué)在機(jī)械零部件的設(shè)計中有很廣泛的應(yīng)用，導(dǎo)軌的熱精度設(shè)計、齒輪和滾動軸承的膠合分析、隔熱結(jié)構(gòu)設(shè)計等等。摩擦學(xué)原理。耐磨或加快磨損是摩擦學(xué)設(shè)計的核心，例如圓錐銷的設(shè)計、組合螺母的設(shè)計，就是為了補(bǔ)償零件的磨損，使得零件在磨損后仍能實(shí)現(xiàn)其設(shè)計的功能。磨削和拋光制造工藝是利用零件磨損的加工方法。聲學(xué)原理。在機(jī)械系統(tǒng)的噪聲分析和研究中，依據(jù)物理聲學(xué)的原理及其分析方法，得到噪聲的頻譜和功率譜等分析結(jié)果，以指導(dǎo)機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計，例如低噪聲滾動軸承的設(shè)計。今后，可以考慮利用機(jī)械噪聲來進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計，例如聲爆彈的設(shè)計、信號中噪聲信息干擾的設(shè)計等。智能原理。機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的原理將向智能化、生物化的方向發(fā)展。隨著智能技術(shù)的應(yīng)用，機(jī)械結(jié)構(gòu)具有靈敏的智能功能。測試技術(shù)、控制理論和信息論是機(jī)械結(jié)構(gòu)智能設(shè)計的基礎(chǔ)。

第8篇：機(jī)械設(shè)計及原理范文

關(guān)鍵詞：機(jī)械；設(shè)計；節(jié)能；基本原理

經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展將會導(dǎo)致環(huán)境污染嚴(yán)重和資源短缺情況的出現(xiàn)。這些問題將會反作用到經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展中。如何妥善地處理好經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境資源保護(hù)之間的關(guān)系成為社會穩(wěn)定發(fā)展的重點(diǎn)。節(jié)能是環(huán)境資源保護(hù)的重要形式。加強(qiáng)對機(jī)械設(shè)計節(jié)能基本原理的研究，才能夠發(fā)揮出機(jī)械設(shè)計節(jié)能效果。機(jī)械設(shè)計節(jié)能應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中，對于實(shí)現(xiàn)國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展具有重要的影響意義。

1 機(jī)械設(shè)計節(jié)能基本原理

機(jī)械設(shè)計節(jié)能在動能方面的影響最為明顯。傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計主要考慮的是輸出功率變化，特別是設(shè)備在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的波動。機(jī)械設(shè)計節(jié)能對于設(shè)備加工精度與周期影響更為突出，在設(shè)備加工的時候，需要根據(jù)動能狀況及時地進(jìn)行能源回收或者轉(zhuǎn)化。并且根據(jù)節(jié)能特點(diǎn)，做好設(shè)備調(diào)節(jié)系統(tǒng)動能變化，能夠在最小范圍之內(nèi)完成能源的回收。輸出力會根據(jù)節(jié)能狀況進(jìn)行調(diào)整。在不同運(yùn)行環(huán)境中，機(jī)械設(shè)備輸出力會有明顯的差異。特別是相同機(jī)械設(shè)備運(yùn)行過程都會涉及到節(jié)能改善。在較短的時間內(nèi)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行會產(chǎn)生較大的波動，這些波動出現(xiàn)的阻力都會影響到機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，并且會隨著變化減小，節(jié)能的效果也會更加的明顯。機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行的時候都會涉及到摩擦等阻力，調(diào)整零件精度或者的方式都能夠提升設(shè)備的使用效率。因此，在機(jī)械設(shè)計節(jié)能效果上要最大限度地降低無用功的產(chǎn)生，對于節(jié)能原理要進(jìn)行充分的總結(jié)，處理好動能、輸出力以及無用功之間的關(guān)系，能夠根據(jù)設(shè)備情況進(jìn)行機(jī)械設(shè)計節(jié)能的改進(jìn)。通過對參數(shù)變化的研究，實(shí)現(xiàn)能源的有效節(jié)約。

2 機(jī)械設(shè)計節(jié)能的應(yīng)用效果

2.1 人才培養(yǎng)與新技術(shù)的應(yīng)用

機(jī)械設(shè)計節(jié)能涉及到很多多方面的知識，需要專業(yè)性較強(qiáng)的工作人員才能夠完成。專業(yè)人才是開展機(jī)械設(shè)計節(jié)能基本原理研究的核心基礎(chǔ)。針對這種情況要持續(xù)進(jìn)行工作人員專業(yè)培訓(xùn)，這是實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計節(jié)能必要條件。在實(shí)際技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行整體性突破，并且要充分地運(yùn)用信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計節(jié)能水平的提升。

2.2 強(qiáng)化電子控制系統(tǒng)

電子控制系統(tǒng)對于提升機(jī)械設(shè)計節(jié)能效果的準(zhǔn)確性具有重要的作用。電子控制系統(tǒng)能夠?qū)C(jī)械設(shè)計節(jié)能進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，做好機(jī)械設(shè)計節(jié)能控制工作，通過智能化系統(tǒng)對機(jī)械設(shè)計節(jié)能狀況進(jìn)行判斷。有效地控制功率輸出，并且避免消耗的進(jìn)一步擴(kuò)大。使機(jī)械設(shè)計節(jié)能效果達(dá)到最大優(yōu)勢。電子控制系統(tǒng)同時還能夠?qū)ψ陨磉M(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)其中存在的限制因素，有效地延長機(jī)械使用的壽命。

2.3 加工設(shè)備設(shè)計

工業(yè)生產(chǎn)機(jī)器主軸在運(yùn)行中產(chǎn)生的波動很容易影響到產(chǎn)品的質(zhì)量。為了能夠更好地解決這一個問題。需要利用機(jī)械設(shè)計節(jié)能技術(shù)在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中加入轉(zhuǎn)動慣量較大的飛輪，這樣能夠更好地起到調(diào)節(jié)波動的作用。能夠?qū)⒉痪鶆蛳禂?shù)都調(diào)控在合理的范圍之內(nèi)，并且保證機(jī)器能夠正常的運(yùn)轉(zhuǎn)。在不均勻狀態(tài)下的輸入功率都會產(chǎn)生較大的能源消耗，并且輸出與動能變化產(chǎn)生的數(shù)據(jù)會持續(xù)的疊加。機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)中的轉(zhuǎn)動慣量飛輪會根據(jù)初相位不同進(jìn)行功率比較。在平衡理論下的機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)差距也會變得更小。

2.4 升降機(jī)械設(shè)計

升降機(jī)在使用的過程中會消耗大量的能源。因此，為了能夠?qū)崿F(xiàn)升降機(jī)節(jié)能環(huán)保，就要在機(jī)械設(shè)計節(jié)能基本原理下對升降機(jī)進(jìn)行能源消耗控制。升降機(jī)械主要是大壓力容器下驅(qū)動的設(shè)備移動，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械在空中進(jìn)行作業(yè)或者維修。升降機(jī)產(chǎn)生的消耗主要是來自于貨物運(yùn)輸上升或者下降。高空機(jī)械作業(yè)都需要在實(shí)踐的過程中對動力與能量進(jìn)行高度調(diào)整。這樣才能夠進(jìn)一步地開展高空作業(yè)。但是在實(shí)際工程作業(yè)中，機(jī)械設(shè)計節(jié)能原理會對升降機(jī)的結(jié)構(gòu)與設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化。最終將會實(shí)現(xiàn)能源的節(jié)約。比如，當(dāng)曳引驅(qū)動機(jī)構(gòu)和傳統(tǒng)的升降機(jī)械以相同的速度提升質(zhì)量相等的貨物或者重物時，前者可以更加有效地實(shí)現(xiàn)升降機(jī)的平衡，減少升降過程中的能源消耗，使得系統(tǒng)勢能在最小范圍內(nèi)變化甚至維持常量。機(jī)械設(shè)計節(jié)能工作的開展需要處理好材料與動力源之間的關(guān)系選擇。要將設(shè)計理念融入到升降機(jī)結(jié)構(gòu)中，特別是要注重電子控制系統(tǒng)的應(yīng)用。電子控制系統(tǒng)能夠更加突出升降機(jī)的自動性，并且會實(shí)時進(jìn)行監(jiān)控，提升工作人員的安全性。

3 結(jié)束語

可持續(xù)發(fā)展成為我國經(jīng)濟(jì)與社會不斷進(jìn)步的重要載體?？沙掷m(xù)發(fā)展道路能夠?qū)崿F(xiàn)自然、資源、人類等方面的和諧統(tǒng)一。特別是工業(yè)生產(chǎn)中融入可持續(xù)發(fā)展理念將會實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。針對這種情況要強(qiáng)化機(jī)械設(shè)計節(jié)能效果，明確掌握全面的機(jī)械設(shè)計節(jié)能基本原理，通過掌握理論知識指導(dǎo)工業(yè)實(shí)踐生產(chǎn)，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)成本投入得到有效的控制，避免資源出現(xiàn)嚴(yán)重浪費(fèi)，在根本上保o環(huán)境。對于構(gòu)建和諧文明健康的社會具有重要的意義。機(jī)械設(shè)計節(jié)能在社會發(fā)展充分發(fā)揮巨大作用。保證機(jī)電產(chǎn)品消耗得到控制，實(shí)現(xiàn)降低輸入功率。

參考文獻(xiàn)

[1]宮浩.淺談機(jī)械設(shè)計中的材料選擇和應(yīng)用[J].科技致富向?qū)В?/p>

2015，08.

[2]石建.關(guān)于機(jī)械設(shè)計加工中應(yīng)注意的一些問題[J].科技致富向?qū)В?015，09.

[3]萬侖侖.淺談機(jī)械設(shè)計的發(fā)展方向[J].科學(xué)中國人，2015，18.

[4]石磊.機(jī)械設(shè)計自動化設(shè)備安全控制分析[J].科學(xué)家，2016，09.

[5]談亮鴻.淺析食品機(jī)械設(shè)計與普通機(jī)械設(shè)計的對比研究[J].科技致富向?qū)В?014，14.

[6]陳永勝.機(jī)械設(shè)計及其自動化發(fā)展方向的思考[J].科技致富向?qū)В?015，05.

第9篇：機(jī)械設(shè)計及原理范文

關(guān)鍵詞：化工機(jī)械；承壓設(shè)備；故障；原因；處理策略

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.14.014

化工機(jī)械的承壓設(shè)備作為化工機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)中的重要組成部分，對化工機(jī)械工作過程中的影響重大，承壓設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)中出現(xiàn)故障，就會導(dǎo)致化工企業(yè)的工作停產(chǎn)，嚴(yán)重的影響企業(yè)的生產(chǎn)效率和企業(yè)效益，為了使承壓設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中可以安全穩(wěn)定的進(jìn)行工作，避免在運(yùn)行過程當(dāng)中出現(xiàn)故障，所以需要定期的對化工機(jī)械中的承壓設(shè)備進(jìn)行檢修，避免產(chǎn)生設(shè)備故障的情況。

1 化工機(jī)械中承壓設(shè)備常見故障及原因

1.1 承壓設(shè)備產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象

化工機(jī)械中的承壓設(shè)備在長時間的使用過程當(dāng)中會出現(xiàn)腐蝕點(diǎn)，導(dǎo)致設(shè)備產(chǎn)生點(diǎn)蝕破損，設(shè)備的整體承壓能力出現(xiàn)薄弱點(diǎn)，降低了承壓水平，時間長了在出現(xiàn)腐蝕點(diǎn)的地方很容易形成大面積腐蝕，影響設(shè)備的正常使用壽命?；C(jī)械中承壓設(shè)備出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象的主要原因是化工機(jī)械中經(jīng)常性的儲存帶有腐蝕性質(zhì)的化學(xué)物質(zhì)，在化工承壓設(shè)備中儲存的化學(xué)物質(zhì)在高溫過程中會汽化，在汽化的過程當(dāng)中產(chǎn)生了許多氣泡，氣泡在破損過程當(dāng)中會產(chǎn)生很多腐蝕性氣體，承壓設(shè)備長時間的浸染在這些腐蝕性氣體當(dāng)中，承壓設(shè)備的金屬表面很容易被腐蝕，導(dǎo)致承壓設(shè)備表面腐蝕脫落，不僅影響了化工企業(yè)的正常生產(chǎn)，還對作業(yè)施工人員的生命安全造成威脅[1]。

1.2 承壓設(shè)備的嚴(yán)重磨損泄露

設(shè)備在使用過程當(dāng)中在外力的作用下使承壓設(shè)備產(chǎn)生磨損，比如設(shè)備中經(jīng)常性的儲存腐蝕性物質(zhì)，造成的承壓設(shè)備磨損程度隨著使用強(qiáng)度的加強(qiáng)和時間長度延長，導(dǎo)致承壓設(shè)備的磨損程度越來越嚴(yán)重，當(dāng)設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，也很容易受到自然因素的影響造成化工機(jī)械中承壓設(shè)備的磨損，例如設(shè)備產(chǎn)生零件銹蝕、老化等情況。導(dǎo)致承壓設(shè)備產(chǎn)生故障?；C(jī)械中承壓設(shè)備通常都是以非常精密的零部件進(jìn)行連接，零部件的選擇不當(dāng)，尺寸不合適、零部件質(zhì)量不過關(guān)，存在裂縫氣孔等現(xiàn)象都可能造成設(shè)備連接不嚴(yán)密，導(dǎo)致承壓設(shè)備中存放的腐蝕性物質(zhì)泄露，對承壓設(shè)備本身造成腐蝕出現(xiàn)漏洞，最終會造成承壓設(shè)備泄露的嚴(yán)重問題。

1.3 承壓設(shè)備超出荷載率導(dǎo)致承壓設(shè)備的失效

當(dāng)載荷在一定范圍內(nèi)做周期性的變化或按其它規(guī)律變化時，需要在變動加載作用下，要計算承壓設(shè)備的安定載荷。當(dāng)外載荷控制在安定載荷以下時，承壓設(shè)備除了在最初幾次加載循環(huán)中產(chǎn)生少量的塑性變形外，在以后的加載過程中將始終保持彈性變形，不會出現(xiàn)新的塑性變形。如果承壓設(shè)備在經(jīng)歷有限次塑性變形而達(dá)到一定的殘余應(yīng)力狀態(tài)后，外載荷的繼續(xù)作用將使該承壓設(shè)備在此殘余應(yīng)力之上仍作彈性響應(yīng)的話，則可認(rèn)為承壓設(shè)備是安全的，我們就稱之處于安定狀態(tài)[2]。當(dāng)外載荷超過安定載荷以后，每次加載循環(huán)都會產(chǎn)生新的塑性變形，經(jīng)過有限次循環(huán)后，塑性變形的不斷累積將導(dǎo)致承壓設(shè)備的最終破壞。

1.4 承壓設(shè)備受到?jīng)_擊產(chǎn)生振動

化工機(jī)械承壓設(shè)備在運(yùn)行過程中，很容易受到?jīng)_擊使產(chǎn)生設(shè)備震動而產(chǎn)生噪音，異常震動產(chǎn)生的噪音對承壓設(shè)備的零部件造成變形損壞，導(dǎo)致設(shè)備接觸不良，管道產(chǎn)生裂縫導(dǎo)致物質(zhì)泄露，影響了化工機(jī)械承壓設(shè)備的穩(wěn)定性和安全性，承壓設(shè)備的使用壽命得不到保障。

2 化工機(jī)械中承壓設(shè)備故障的處理策略

2.1 認(rèn)真分析承壓設(shè)備工作狀態(tài)，作好準(zhǔn)確的診斷

化工機(jī)械承壓設(shè)備中的其中任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會對機(jī)械承壓設(shè)備的正常使用造成影響甚至造成安全事故的產(chǎn)生，因此化工企業(yè)的管理人員提高設(shè)備安全管理意識[3]，對可能出現(xiàn)的故障問題作出相關(guān)的預(yù)案，避免在發(fā)生緊急狀況時不能及時進(jìn)行處理，造成事故問題的加重。還需要對承壓設(shè)備容易發(fā)生故障的部分需要定期的安排專業(yè)人員進(jìn)行檢修，針對具體問題提出解決方案，做好定期檢修的監(jiān)管工作，避免產(chǎn)生遺漏造成安全事故隱患。化工機(jī)械中承壓設(shè)備的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性、設(shè)備的特殊性就要求化工企業(yè)提高對承壓設(shè)備安全管理意識。

2.2 加強(qiáng)對承壓設(shè)備的設(shè)計與制作的嚴(yán)謹(jǐn)性

化工機(jī)械設(shè)備的特殊性就要求在設(shè)備設(shè)計和制造過程中嚴(yán)格按照生產(chǎn)工藝和施工標(biāo)準(zhǔn)，保證設(shè)備的制造符合設(shè)計理念的科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性，設(shè)備中的每一個零件的質(zhì)量都關(guān)乎到整個設(shè)備是否可以投入使用，在設(shè)計過程中的一點(diǎn)疏忽都會對設(shè)備質(zhì)量產(chǎn)生影響，因此在零件尺寸的精準(zhǔn)度上要做到零誤差，保證零件的強(qiáng)度可以滿足設(shè)備的正常使用，提高設(shè)備運(yùn)行強(qiáng)度用以保證設(shè)備的穩(wěn)定性。

2.3 注意承壓設(shè)備的保養(yǎng)和維修

化工企業(yè)需要配備相關(guān)的專業(yè)檢修設(shè)備，安排專業(yè)的設(shè)備檢修人員定期的對承壓設(shè)備進(jìn)行檢修，在檢修過程中要嚴(yán)格要求檢修工作的認(rèn)真細(xì)致，對機(jī)械設(shè)備的每一個環(huán)節(jié)都要進(jìn)行檢查，因?yàn)榛て髽I(yè)應(yīng)用的腐蝕性材料較多，尤其要注重承壓設(shè)備的連接零件，避免因?yàn)榱慵睦匣弯P蝕使設(shè)備連接產(chǎn)生裂縫導(dǎo)致腐g性材料的泄露，不僅會造成設(shè)備的腐蝕，還對施工作業(yè)人員的安全產(chǎn)生威脅。因此注意承壓設(shè)備的保養(yǎng)和維修可以避免安全事故的產(chǎn)生，最大限度的延長設(shè)備的使用壽命。

3 結(jié)束語

在當(dāng)前中國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的條件下，化工企業(yè)迅速發(fā)展，有了機(jī)遇也有了挑戰(zhàn)，尤其在環(huán)保和安全方面，所以，對化工設(shè)備的要求越來越高，化工設(shè)備的安全性與環(huán)保性影響著化工企業(yè)的發(fā)展水平，一旦化工機(jī)械發(fā)生故障，就會對企業(yè)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生影響，因此本文對化工機(jī)械中承壓設(shè)備故障原因及處理策略進(jìn)行淺析，希望對化工企業(yè)生產(chǎn)安全提供幫助。

參考文獻(xiàn)：

[1]董鑫. 化工機(jī)械中承壓設(shè)備故障原因及對策分析[J].河南科技， 2015（08）：47-49.