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机械结构设计基础知识范文1
从上个世纪60年代起，我国的工业与军用电子装备开始从仿制走向自行研制，经历了40多年的发展历程，积累了丰富的经验，目前已在电子装备的设计与制造上走向世界的先进水平，与此同时也深刻认识到结构与工艺对电子装备的性能有着重要的影响，电子装备中电气设计、结构设计及制造工艺是密不可分的，并趋向融为一体设计。电子机械是研究电子与信息系统中的机械与结构问题的一门机电光相结合的边缘学科，它通过研究机械、电磁、热之间的耦合关系，把电子设备的原理设计转化为机械和结构的设计，提高其在机械、电磁、热环境中的可靠性，以保证其电气性能指标。与一般机械专业相比，电子机械的研究有其自身的特点：在目的上，电子机械在于捉高电子装备系统的电气性能，而常规机械则是为了提高其机械性能。在实现手段上，前者主要通过改变、优选机械结构参数与工艺来实现，而后者则主要通过电子信息、光电子信息来实现。在机电一体化的载体方面，前者是电子系统，后者为机械结构系统。从对系统的重要程度看，机电一体化对电子装备而言不但重要而且是其生命之所在。现代国防武器装备对军用电子装备提出了越来越高的要求，突出表现为高频段、高增益，快响应、高指向精度，高密度、小型化。为适应上述发展趋势和要求，在电子信息行业，亟须培养具备电子机械专门知识，从事电子机械的工程应用型人才和研究人才。
二、电子机械人才知识结构体系和课程结构体系
如何有效地培养出适应电子信息领域需求的高层次电子机械人才，或者说，如何科学合理地建立起电子机械人才培养模式和课程结构体系，是我们从创办这一专业开始就一直探讨的问题。一个真正合格的电子机械人才必须把机械知识和电子技术、计算机技术以及信息技术等知识有机地融合在一起，全面、综合地设计电子设备。在制定教学计划和建立课程体系时，从构建学生知识结构的角度，按模块化分课程体系更容易建立知识结构与课程体系的对应关系。将电子机械方向人才培养的知识结构，划分为基础知识模块、专业基础知识模块和专知识模块。基础知识模块分为工程基础知识、机械基础知识、电子及信息基础知识、机电控制基础知识和工程测量基础知识5个子模块，重点是保证学生具有扎实的数理基础、良好的外语能力和熟练的计算机应用能力。专业基础知识模块主要是掌握机械设计及其自动化专业的通识知识，包括机电一体化知识、机电控制工程知识等。专业知识模块是在结合基础知识模块如何构建交叉融合的知识结构，对于电子机械培养方向，除了掌握机电一体化方面的基础知识之外，更重要的是掌握面向电子信息领域的电子设备的设计和集成化制造方面的知识，这其中主要包括电子设备环境防护、天线结构设计、办公自动化设备和高密度组装等知识。
由于电子机械方向涉及多个领域的知识，课程设置的主要问题是如何在有限的学习时间内合理地安排机、电等多学科的课程问题，如果只是将课程硬性叠加，则学生不堪重负，且学生对相关知识的应用不能有机地结合，会使学生感到对各方面的知识都没有学好，因此必须对原有机类和电类课程进行优化、精简、合理的组合并创新。我们结合自身的情况，所遵循的原则是：“面向电子信息领域，以电子设备CAD/CAM为主线，以创新设计为核心，强化基础、注重实践”。贯穿4年培养计划的主线是电子设备设计制造综合能力培养。在培养计划和课程体系的框架上，结合电子机械知识结构体系要求，2005年，按照教育部新的专业目录，本专业制定了新的教学计划和课程体系，我们设计了平台模块式课程框架结构，突出了课程的整体优化与整合，突出了加强基础，突出了方向的灵活性和适应性。新的课程体系课内总学时设定为2559学时，其中分为必修课、限选课与选修课程，开出课程总学分为272.5，准许毕业的最低学分186.5。
课程体系为四级平台(平台体现了课程的分类与整合)：
1.公共基础平台。作为通识教育部分，对全校学生统一要求。课程分为5大模块：数学、自然科学模块，人文社会科学模块，工具与方法类模块工程概论模块以及体育。
2.机械工程学科群技术基础平台。(这一平台课程与部分机电工程学院其他专业共同使用。)
3.机械设计制造及其自动化专业基础平台。
4.电子机械方向平台。
三、课程的建设与改革工作
1.机电化合，解决机电结合、设计与制造相结合过程中教学时数剧增的问题
正确处理机械与电子、设计与制造的关系，强调以机为主，以设计为主。在教学计划实施过程中，机械类课程中基础课、专业基础课与一级机械类专业一致。电子类课程主要着重基本原理与定性设计，区别与电子类专业。专业课程中重点探讨机械结构如何保证优良的电子性能。
2.设置与电子机械领域发展相适应的教学内容
针对电子信息行业特点，开设具有明显电子机械特色的课程，如：电子设备热控制技术、天线结构设计、电磁兼容性设计、现代电子装联工艺学等课程，以使所培养的人才能自如地应用所学的专业基础知识和专业知识进行电子行业电子设备设计的技术工作。
3.全方位提高学生的科学研究素质
通过丰富多样的方式培养学生的多种能力，尤其是学生参加科学研究能力的培养，一直是课程体系改革追求的目标。首先在加强教学环节建设的同时，实行实验室开放制度，增加电子机械方向上综合性、设计性实验项目。其次实行导师制，遴选优秀学生在本科阶段参加导师的科研工作。再者组织学生参加“全国大学生机器人大赛”，“全国大学生电子设计竞赛”、“全国挑战杯竞赛”、“全国大学生机械创新设计大赛”、“全国大学生数学建模竞赛”等活动。通过这些措施，在相当程度上激发了学生的创新意识，提高了科研能力，也进一步夯实了基础。
4.结合专业发展的要求，强化实验室建设
实验室是学生综合素质和科学思维培养的重要场所。为适应学科发展和人才培养需要，我们把本学科实验室硬件建设和管理体制改革结合起来同步进行，以先进制造技术为基础，以制造信息技术为纽带，建设学院的专业基础课实验室。在机电工程学院形成了一个集现代设计技术、制造技术、控制技术、测试测量技术、信息技术为一体的院级综合实验平台。为本科生及研究生的基本技能训练、创新能力培养提供强有力的支持。
5.抓好教材建设工作，形成具有本学科特色的教材体系
在本专业初创时期，我们编写了首批机电结合型的教材，填补了国内空白。几十年来，始终把教材建设放在十分重要的位置，常抓不懈，形成了统编教材、自编教材及实验讲义相互配合的、比较完整的、有特色的机电结合型的教材体系。10年间出版了教材25部，获国家优秀教材奖2项，省部级优秀教材奖7 项，校级优秀教材和讲义26项。我们在教材建设方面的体会是：第一，要有明确的教材建设规划和目标。第二，在教材建设的方向上，始终不渝地坚持机电结合的特色。第三，坚持国内外著名教材与本专业特色相结合。第四，始终注意教材的社会效益。不仅仅局限于满足大专院校教学的需要，而且非常注意其学科性与工程实用性，及时将科研体会与工程实践的内容加入教材中，以使教材成为本学科领域各部门各行业工程技术人员的参考用书，提高教材的社会效益。
机械结构设计基础知识范文2
2、主干课程：
机械制图、机械设计基础、电气技术基础、机械制造技术、产品三维造型与结构设计、数控加工工艺与编程、电气控制与PLC技术、液压与气压传动技术等。
3、培养目标：
本专业培养德、智、体、美全面发展，具有良好职业道德和人文素养，掌握常用零件的制造工艺编制、工装设计与选择、普通和数控加工、质量检测及机电设备应用等基本知识，具备机械加工工艺编制、数控编程与加工、机械产品安装与调试等能力，从事较简单产品的机械加工工艺编制、机械产品加工、机电设备安装调试生产线维护、生产现场管理等工作的高素质技术技能人才。
4、培养要求：
本专业培养具备机械制造基础知识与应用能力，能在工业生产第一线从事机械制造领域内的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理和经营销售等方面工作的高级工程技术人才。
5、培养模式：
机械结构设计基础知识范文3
分析探讨了“金属结构设计”课程教学过程中存在的问题，结合课程特点，通过整合规划教学内容，改进教学方法和教学手段等，对课程教学进行了改革与探讨，提出了改革措施，取得了较好的教学效果，为地方性高校课程教学改革提供参考。
关键词：
金属结构；课程教学；教学内容；教学方法
“金属结构设计”课程是三峡大学为材料成型及控制工程专业和机械设计制造及其自动化专业学生开设的一门专业主干课程。课程的主要目的与任务是使学生掌握金属结构的基本设计计算方法，培养学生的金属结构设计计算能力。该课程的教学内容对学生后期的课程设计、毕业设计等都能起到主导作用的影响。但以往采用单一传统的教学方法往往使学生产生厌倦和疲劳，导致学生学习积极性不高，教学效果不好。本文在分析探讨“金属结构设计”课程教学过程中出现的诸多问题基础上，结合课程特点，提出了课程教学改革措施，并付诸实施，取得了良好教学效果。
一、课程教学存在的问题与分析
1.课程知识点多，内容涉及的理论深而广，学生学习感到困难。“金属结构设计”课程主要讲述金属结构基本理论和基本构件的设计方法，内容包括：绪论、金属结构材料和性能、金属结构的连接、轴心受力构件、受弯构件、拉弯和压弯构件等。通过课程的学习，要求学生掌握金属结构的基本概念、基本理论和基本构件的设计方法。要达到这个要求，学生必须能熟练运用力学、金属材料学、焊接等学科和领域的诸多相关知识点。因此，这门课程要求学生具有较好的专业基础知识和综合分析能力，这对于那些专业基础知识掌握不太好和综合分析能力较弱的学生来说，学习该课程有一定难度。此外，课程中有很多公式推导内容，推导公式过程中，有时会涉及学生以前少有接触的相关理论知识，遇到这种情况时，学生就会感到很茫然，影响了学生对课程内容的理解。
2.课程章节内容相对独立，逻辑关系不强，学生学习很吃力。“金属结构设计”课程内容是由多个章节组成的，每章的内容都相对独立，前后无严密的逻辑关系，导致课程内容显得繁杂零乱。因此，要学好该课程，学生必须具备一定的综合分析、总结、归纳和理解能力。这对于已经习惯于学习理论体系好、逻辑关系强的公共基础课专业基础课的学生而言，学习该课程就非常吃力，久而久之就会产生厌烦情绪，影响教学效果。
3.课程研究对象与工程实际紧密相关，学生实践知识匮乏，缺少对课程研究对象的认识，增加了学习难度。课程研究对象直接来自于工程实际，如课程讲述的焊缝连接、螺栓连接和三大基本构件等都是工程实际中使用的连接和构件，其构造和尺寸几乎没作简化，课程讲授的设计和理论计算内容都是针对这些真实的连接和构件的。因此，要学好该课程，就必须对实际工程中的连接和构件的构造形式及使用条件等有一定的了解，这对于缺乏实践知识的学生来说，无疑加大了学习难度。
二、课程教学改革措施
针对上述问题，我们从整合规划教学内容、改进教学方法和教学手段等方面对“金属结构设计”课程教学进行了改革，提出了改革措施。
1.整合规划教学内容。教学内容是为满足课程知识和能力的传授服务的，教学内容和课程知识的紧密结合有利于合理利用教学时间，使学生在有限的学时内掌握好课程的知识和应用的能力。“金属结构设计”课程内容广、知识点多，要想使学生在有限学时内掌握课程教学大纲要求掌握的知识，首先必须对课程教学内容进行合理整合规划。多年教学实践告诉我们，如果仅按教材照本宣科，教学效果是不会好的，授课内容只有结合学生的思维模式和认知规律，合理整合规划，循序渐进，才会取得好的教学效果。因此，我们课程组对课程教学内容进行了整合规划，并用于课程教学。在课程教学内容的整合规划上，重点进行了以下几方面的工作。
（1）精简理论，突出应用。“金属结构设计”课程内容多而繁杂，涉及的理论和公式也较多，在讲述各章节内容时，一般先讲解基本概念，后讲解设计原理和运用，在讲授设计原理过程中，常常要用到许多相关学科领域的理论和知识点，同时还伴随着较多繁杂的公式推导，按照这种教学模式讲授课程内容，从学生学习角度来看，势必会出现两个问题，首先是抽象的理论和烦琐的公式推导过程对学生来说是枯燥且难以理解的，其次是过多地占用和耗费了学生的时间和精力，使学生顾此失彼，注重了公式推导而忽视了基本设计原理的掌握和运用。基于上述原因，本着少而精的原则，在课程讲授中尽量少讲复杂的公式推导，精简理论内容，在讲清基本概念和基本原理的基础上，重点讲述设计原理和方法的运用，这样既能降低学生对课程内容的枯燥感，学生又能把时间和精力放在课程的主要内容上，从而使学生能在有限时间内较好地掌握课程基本理论知识及其应用。
（2）调整授课顺序，精简教学内容。目前的金属结构设计教材都是按照绪论、金属结构材料和性能、金属结构的连接、轴心受力构件、受弯构件、拉弯和压弯构件等章节顺序编排的，这种顺序编排虽然可以满足知识体系的完整性和系统性，但由于后三章中主要涉及构件整体稳定和局部稳定等一些比较抽象的概念，理论性强，若按教材顺序讲授，学生理解、掌握课程内容很困难。为此，在分析这三章内容及相互关系基础上，结合多年的教学实践，我们将授课顺序进行了调整，先讲受弯构件，由于受弯构件的构造和稳定性等内容是相对独立的，先讲这一章不会增加学生的学习难度，然后讲授轴心受力构件，最后再讲授拉弯和压弯构件，由于轴心受压构件和压弯构件的截面形式相似，两者都是受压构件，虽两种构件的整体失稳形式不同，稳定性计算也不同，但两者的内容具有一定的对比性，将这两章调整到前后顺序介绍，结合这种对比性进行课程讲授，可以大大提高学生的学习效率。如学生学习了轴心受力构件一章后，轴心受压构件的整体稳定概念已建立，在随后讲授压弯构件的整体稳定概念时，对比轴心受压构件整体稳定概念进行讲解，学生就很容易理解和接受压弯构件的整体稳定概念了。此外，由于前面课程已讲述了普通螺栓连接内容，因此，在金属结构连接一章中，我们把重点放在焊缝连接和高强度螺栓连接上，对普通螺栓连接内容只做简要介绍，避免了课程内容的重复，节省了授课时间，提高了授课效率。
2.改进教学方法和教学手段。教学方法是课程学习的核心。大学教育的中心任务不仅在于教什么，更在于怎么教，如何教得更好。为了将“金属结构设计”课程教得更好，针对课程教学中出现的上述问题，在整合规划课程教学内容基础上，我们课程组对课程教学方法和教学手段进行了改进，取得了较好的教学效果。
（1）案例教学法。案例教学是当前高校提升教学质量的重要手段。实践证明，案例教学利于强化学生对理论知识的理解与掌握，利于提高学生学习的主动性和热情，利于培养学生理论与实际相结合的思维能力。近些年来，我们课程组在课程教学中尝试了案例教学法，收到了良好的效果。例如在讲授金属结构连接一章时，我们适时引入了三峡工程中一大型临时公路桥主钢箱梁设计实例，该梁因跨度太大，需分三段制作，现场连接组装，设计时需进行段与段之间的连接设计，是采用焊缝连接还是采用高强度螺栓连接？如何设计计算？针对这些问题，组织学生对其进行分析、讨论，并提出自己解决问题的方法，最后由教师进行归纳总结，给出最后结果。通过这个工程案例分析，不仅加深了学生对金属结构连接理论的理解，调动了学生学习的积极性，而且培养了学生理论联系实际的思维能力。
（2）对比教学法。“金属结构设计”课程教学内容中，有些概念和内容之间存在着一定联系和区别，按照传统的依次讲授的方法讲解这些概念和内容时，学生常常概念混淆，难以理解和掌握，但采用对比的方法，将这些慨念和内容排列在一起，进行对比讲解，学生就能较快地理解和掌握了。
（3）利用现代化教学手段提高课程教学效果。现代化教学手段是传统教学的有效辅助手段，先进的教学设备和现代信息技术能使教学内容图文并茂，活泼生动，在增大信息传输量的同时，提高教学效果。在课程教学中。我们将现代化教学手段与传统教学手段相结合，根据教学内容和知识点的需求，将自制的和网上下载的工程实例图片及视频适时呈现给学生，结合图片及视频讲述课程内容。教学实践结果显示：将现代化教学手段融入课程教学，一方面能使学生在课堂直观地接触到工程实际，更好地理解掌握课程内容和相关知识点，实现理论学习与实践学习的完美结合，另一方面能消除学生的厌倦情绪，提高学生学习的积极性和主动性。
三、结论
课程教学改革是教育改革的组成部分，提升课程教学效果是每个任课教师的期望。本文在充分分析探讨了“金属结构设计”课程教学过程中出现的问题基础上，结合课程特点，提出了课程教学改革措施，并付诸了实施。几年的教学实践表明，合理整合规划课程教学内容，教学中适时融入案例教学法、对比教学法等，充分利用现代化教学手段，课程教学效果是可以得到明显改善的。该课程教学改革措施的进一步完善和实施，将对课程教学效果的全面提高和我校材料成型及控制工程专业本科应用型人才培养质量的提升产生极大的影响。
参考文献：
[1]燕怒.金属结构设计[M].武汉：华中科技大学出版社，2012.
[2]龙锐，陈宜虎.优化教学内容，提升土木工程制图教学效果[J].高教论坛，2013，（6）：42-44.
机械结构设计基础知识范文4
关键词： 机械设计基础 实践教学 教学环节改革
一、机械设计基础课程的实践教学及其重要作用
机械设计基础课程属于机械工程类各专业学生必修的主干技术基础课程之一，在培养学生的机械设计综合能力方面占有重要地位。实践性教学是本课程的重要组成部分，其目的是不仅帮助学生理解课程的基本理论，更成为培养学生核心能力的至关重要的环节。因此，实践教学环节的改革是课程体系改革的着力点。
二、我院机械设计基础课程实践教学现状
1.实践教学基本情况
机械设计基础课程的实验教学内容主要是按大纲要求的基本实验包括“机构运动简图测绘”、“齿轮范成和参数测定”、“带传动”等；综合性、创新性实验项目只作为课下选做。实验考核成绩，一般以实验报告成绩占平时总成绩10-20%的比例计入平时成绩，且作为考核标准。综合性、创新性实验项目没有计入总成绩，学生参与积极性不高，一般学生只是走过场，敷衍了事，达不到实验的目的和要求。课程设计集中在课程结束后3周时间，并单独计算成绩。
2.存在的主要问题
（1）基础实验大部分为验证性实验，而作为锻炼学生自主设计和创新思维的综合性、设计性实验没有引起学生足够的重视。
（2）综合运用所学知识分析、解决实际问题的课程大作业，学生没有发挥主观能动性积极参与。
（3）与课程相关的学生课外科技活动没有充分开展，学校实验设备未得到充分利用。
因此，深化机械设计基础课程实践教学改革非常必要。无论是在实验项目的开发和研制方面，还是在实践教学的组织管理方面，存在诸多问题有待研究和解决。
三、实践教学的改革方向与改革内容
1.实践教学改革的主要方向
（1）加大作业力度，通过大作业训练学生简单的工程意识，同时培养学生运用所学知识分析问题、解决问题的能力。
（2）加强综合型、设计性实验项目及与课程相关的课外科技活动的开展。能够很好地锻炼学生综合运用所学知识，开发学生设计思维和创新思维。对培养学生工程意识、设计能力和实践动手能力都有不可替代的作用。
2.实践教学改革的主要内容
为了适应当前工业技术和机械学科综合的发展步伐，实践环节增强了学生的设计动手能力。如实验中增加了联接件结构设计、传动方案综合实验、轴系结构设计、结构分析等。机械运动方案的创新设计包括连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等基本机构的应用扩展和组合设计等。教师也可以将科研中新的研究成果，经过适当的提炼和加工，转变为适合的学生教学实验或课程设计题目。
（1）完善认知教学，培养学生的认知能力。该实践教学主要是学生的认知过程，其主要内容是参观典型零件和机械拆装展示。通过认知实验，增加学生对机械的功能、种类、组成和各种常用零部件和运动机构的感性认识，清楚本课程所要掌握的知识结构。此外，对零部件的类型、结构等教学内容在实物模型陈列室讲解，将传统的课堂教学转到现场教学。
（2）系统的实验教学，培养学生的实践能力和创新能力。实验教学中采用传统试验和创新实验相结合。主要的实验环节有：
①机械传动试验。实验装置采用多种组合的设计模式，分动力系统、传动系统和测试系统。通过多种组合完成齿轮传动、链传动、皮带传动、蜗轮蜗杆传动。通过实验的装配组合，还可以加深学生对轴系装配的理解。
②机构创意组合综合实验。该实验通过对各种空间机构的组合实践，使学生对空间机构的组成、运动特点及其机构运动多样性等问题有更全面、更深入的理解。试验台可拼装出30种空间机构。该机构主要培养学生的创新能力、综合设计能力及实践动手能力。
③轮系创新设计实验。试验台可拼装出12种轮系，通过拼装试验，使学生对轮系结构、类型、应用、传，动比计算与自锁、周转轮系齿数的确定等问题有更清晰、更全面、更深入的理解。
④机、电、气、液创新设计综合实验。可实现机械、电子、液压、气动与启动、控制和测试等多学科知识的交叉认识。有利于拓宽学生知识领域，优化知识结构。
（3）采用现代设计技术，培养学生的综合实践能力。
①课程设计是该门课程的主要实践环节，设计中倡导学生使用计算机辅助设计、虚拟仿真设计等现代设计分析方法。在机械原理部分的教学中，开设机械系统动力学分析课程，主要讲授如何运用ADAMS软件进行机构的三维建模和运动、动力学仿真。
②在机械设计基础理论教学中，有侧重地在不同章节讲授SolidWorks的三维造型与装配、工程分析应用。在学完机械原理的部分内容后，要求学生根据机器的工作原理拟定传动方案，确定机构的运动尺寸，用ADAMS建模后，对机构进行运动和动力学分析。
四、结语
实践教学环节的设计作为教学体系改革的一部分在国家人才培养战略计划中具有深远意义。对于普通高校机械工程类本科教育而言，按照“宽口径、厚基础”的教育方针，就是要求学生具备相应的专业基础、较宽领域的基础知识、创新设计与综合实践能力。近两年的实践表明，注重实践能调动学生的学习积极性和创造性，首先，给予学生更大的选择空间，这样有利于激发学生学习的主动性和创造力：其次，有利于培养学生创新能力。通过创新组合试验和创新课程设计，有意地培养学生创新思维，在设计中既要因势利导，又要让学生学会发散思维。在实践中培养学生的创新意识和能力；再次，有利于培养学生的团队合作意识。设计中采用小组设计模式，给学生提供互相交流、互相帮助的分工合作条件，通过小组讨论，自定设计题目。让学生发挥团结协作精神，将学生的团队精神及联合攻关意识融入实验教学和课程设计的各个环节。
本文根据机械设计基础课程的教学特点，对如何改革机械设计基础课程的实践教学，提高学生创新能力方面进行了探讨，供工科类各专业教育工作者参考。
参考文献：
[1]邓宗全，束宝玉，陈明.国家工科机械基础课程教学基地建设的研究与实践[J].中国大学教学，2008（2）：12-14.
[2]陆萍，来可总，栾茕，等.机械设计基础课程教学改革研究与实践[J].高等理科教育，2006（1）：49-51.
机械结构设计基础知识范文5
关键词：烟草设备；机械；新产品设计
0.引言
在经济社会飞速发展的今天，新产品的设计开发对企业的发展有很大的影响。在新产品的设计开发过程中不仅要考虑新产品的经济效益还要考虑它的社会效益。本文主要根据烟草设备生产厂的新产品设计开发来讨论机械类新产品设计。
1 .好设计的标准
好设计的标准主要包括两个方面：产品质量、满足要求。
1.1. 产品质量
产品质量是反映产品满足顾客明确的或隐含需要的一种能力，是在产品生成的过程中逐步产生、形成和实现的。可以从五个方面判断产品质量：物理方面、感官方面、时间方面（产品使用寿命和产品使用可靠性）、人的因素、使用功能方面。
要控制好产品质量必须控制好以下三个过程：
第一、产品的设计过程。要吃透设计要求选择合理的结构，设计、校对、审核、标准化等各方面的人员要各尽其责把握好每一个过程，遇到有异议的问题要及时与相关人员进行沟通，一定要把错误扼杀在萌芽中。设计过程中出问题是最严重的，一旦设计出了问题以后的每一个过程都失去了意义。所以，控制好设计过程中的质量问题是重中之中，这就对设计人员提出了很高的要求。
第二、产品的生产过程。在生产过程中影响产品质量的因素主要包括生产设备的准确度、生产人员的专业技术水平、所购物料的质量等多种因素。 在实际生产中由于物料不合格造成产品在使用中出现事故的情况也是常见的，例如：由于轴的毛坯件存在某种缺陷，如夹渣、气孔或成分偏析等，最终导致了在使用过程中轴的断裂，在经济上造成了一定的损失。一些可以避免的问题在生产过程中一定要早发现早解决。产品生产完成后如果因为某些不可抗拒的因素暂时放置不用，一定要保管好，避免出现不必要的损坏。曾经出现过一个问题，某家公司在购买完设备后没有马上使用，而是在没有任何防护措施的情况下把设备放在室外将近一年的时间，设备经过了长期的风吹雨淋还没有使用就已经生锈损坏了，设备的购买方要求设备的生产厂家无条件退货，导致了两家公司的合作不愉快。
第三、使用过程中的质量控制。保证产品满足它的使用性能要求，如精度、效率、生产能力、可靠性指标等。
1.2. 满足要求
新产品的设计要满足两个方面的要求：写明的要求，主要包括产品的功能、性能等；没有写明的要求，主要包括美观、舒适、宜人等。
2.什么样的设计是好设计
2.1. 不可避免的出错
尺寸标注，标准化等问题在设计中都是不可避免的，但是在校对、审核、标准化以后必须得改正。
2.2. 不应出的错
方案，结构性，接口问题等问题都是不能出现的问题，一旦出现这些问题后续的设计工作都没有任何意义。
3.做好一个研制型的设计前提
主要包括三个方面：
第一、要自尊自爱。做为一名合格的机械工程师是要遵守一定的职业道德规范的，机械工程师应具备诚信、正直、坦诚、公正、公平和平等、信任友善、永远充满信心的品德；勇于承担个人责任，会利用法律手段保护公众健康、安全和促进社会进步。依靠自身职业表现和服务维护职业的尊严、标准和自身名誉。
第二、要有足够的基础知识和工作经验。要想研制出新产品不仅要有足够的基础知识还要有丰富的工作经验，两者缺一不可。基础知识可以通过学习得到，而工作经验就要在工作中多总结、多思考。
第三、要做一个有心的人。在工作中要多看多想，不但要记录下自己出过的问题、还要记录下见过的问题，查找问题出现的原因、找到解决的方法，并且在以后的工作中要尽量避免出现类似的问题。
4.新产品的研制过程
新产品的研制过程是一个复杂、反复的工程，要有足够的耐心做好每一步。
4.1. 理解产品的设计要求
产品的设计要求是新产品设计开发、制造和验收的重要依据和重要指导性文件。要深刻理解产品的设计要求，主要分为明示的要求和隐含的要求。
明示的要求：功能要求、使用性能要求、工况适应性要求、环境适应性要求、彻底破坏性要求等等。
隐含的要求：产品的造价、法规与标准化要求、包装与运输要求等等。大型产品必须考虑安装、运输问题，避免产品生成完成后无法运输到现场，或者运输到现场后不能安装到指定的位置。
全面分析和理解了产品的设计要求后才能进行下一步计划。
4.2. 产品的功能
方案设计（传动部分）阶段的主要任务是根据计划任务书和技术协议书，在调研、创造性思维和实验研究的基础上，克服技术难关，并通过分析、综合和技术经济评价使构思和目标完善化，从而确定产品的工作原理和总体设计方案。此阶段将从质的方面决定设计水平，是实现创新设计的关键阶段。
结构设计（受力分析），在确定和选择结构方案时应遵循三项基本原则：明确、简单、和安全可靠。在结构设计过程中主要设计到了设计计算的问题
在结构设计过程中应该充分考虑人的操作特征，其中包括：工作场所的空间分配，通风条件，色彩和照明，手柄、开关及踏脚的位置和尺寸，操作人员的体力，安全保护，操作人员的心理和习惯，运输及安装等。
烟草复烤厂的操作工绝大多数是女性，在设计新产品过程中一定要考虑女性的自身情况，如果设计不合理会造成工作效率低甚至会影响操作人员的健康。选叶机中的选叶皮带机是烟叶通过选叶皮带机时人工从皮带上把霉变烟叶和杂物捡出来，在设计选叶皮带机时要考虑选叶皮带机的高度、宽度、还有输送速度等因素，根据人机功能学有关功能参数合理的确定设备的高度、宽度等，使操作人员能安全、高效率的工作。在烟草设备中手柄和手轮使用也比较广泛，在设计手柄是应注意以下的问题：手柄的形状应使与收的接触面积最多；手柄的把手应能自由转动；对于站立的操作者，手柄应在地板90～120cm之间；曲柄把手外缘与任何障碍之间的间距不小于7.5cm；当手柄要求快速转动时，转动轴线的水平倾角不大于30°。手轮：手轮的把握面应有适当的槽形或滚花，以便于握紧；需用双手连续操纵的手轮，其转动角度应限制在120°以内；用作阀门控制器的手轮应标出功能及转动方向。
由于烟草设备一般比较大，在设计过程中要考虑运输和到现场的安装问题，特殊的设备还要考虑安装设备所在厂房的大门的尺寸，防止设备太大进不去。
结构设计过程中需要的计算：强度、刚度，材料的选择符合产品要求。
强度：在机械零件设计中，最基本的计算是静强度计算。各种机械零件首先必须满足静强度的要求，即使是承受循环应力的零件，除进行疲劳强度计算外，还应对作用次数少的高峰应力做静强度计算。对于不太重要的零件，为了简化只做静强度计算。但在计算中考虑应力变化的影响，一般采用较大的安全系数或较低的许用应力。
刚度：刚度是指构件（或结构）抵抗变形的能力。对于有一定刚度要求的零件，其强度计算一般也采用较低的许用应力，并只进行静强度计算。承受次数较少冲击应力的零件，在工程计算中常引入动载系数。这样，抗冲击问题用静强度的计算方法来处理，以使问题简化。
在烟草复烤厂各种类型的皮带输送机是衔接各工序间的主要设备，同时有大量的带有角度的皮带输送机，当皮带输送机的倾斜角度大于10°时输送带采用防滑带，以免被输送的物料下滑，所以在设计皮带输送机的主从动轴时要首先考虑防滑带的最小包角，最小包角确定了主从动轴的最小直径必须大于这个最小直径，然后再此基础上再计算轴的强度和刚度，并选择是用空心轴还是实心轴。
技术设计：方案设计和结构设计完成并通过评审后开始进行图纸和技术文件的设计。图纸是设备生产的依据，
样机的生产：图纸完成后要进行样机的生产，在生产样机的过程中发现设计中的问题要及时修改，确保批量生产时不出现设计问题。
样机试验：样机生产完成后要按照所编写的技术文件和烟草行业的标准进行试验，在试验中发现的各种问题必须及时更改，确保批量生产的顺利进行。
技术归零：试验完成后把生产和试验中出现的问题及时改正。
正式图纸和文件的输出归档。
5.结束语
新产品设计在企业的发展中起着相当重要的作用，通过以上分析可以了解一些新产品的设计过程及设计内容，并总结了一部分工作中的设计经验希望对设计工作有一定的帮助。
机械结构设计基础知识范文6
1 编写机械零部件性能试验教学大纲，合理设置实验项目及内容
根据机械原理、机械设计课程内容及以往的实验设置情况，我们主要开设1个认知实验、3个大实验项目。每一大项中再设置验证性、综合性、设计性、创新性的实验内容，以达到巩固专业基础知识的目的，从而进一步培养学生综合设计及工程实践能力，同时也激发学生的创新意识。
1.1 机械认知
这个实验主要是让学生参观机械原理、机械设计、机械创新设计陈列柜，通过观察分析各类机构、零部件及创新方法等，使学生对所学课程有更进一步的感性认知，同时激发对所学专业的学习兴趣。
1.2 机构分析实验及创意设计
实验主要内容为：（1）机构运动简图的测绘与分析： 要求学生分析机构，画出机构运动简图并计算自由度。主要目的是使学生掌握正确绘制机构运动简图的方法及机构自由度的计算方法，理解机构自由度的概念。（2）机构创新设计及模拟：要求学生自行设计机构运动方案，并进行机构组装、调试、运行及改进，最终确定方案。目的在于通过实验使学生灵活运用机构组合、机构演化与变异，创造性地设计、拼接机构。同时也提高了学生的实际动手能力，通过对方案进行结构分析、运动分析、动力分析及实际测定，检验设计的方案是否满足工作要求，培养学生对各种常见机构的综合运用能力及创新设计能力。通过机构的方案设计、机构的组装调试及模拟运行等使学生实际动手能力、团结协调能力得到较好培养，同时也培养了学生的创新意识和创新能力，激发和调动了学生的学习积极性和自主性，以及参加各类机械创新设计大赛的热情。
1.3 机械传动性能测试分析及创新组合
实验主要内容为：（1）各种典型机械传动装置并测试参数曲线及分析比较：要求学生分别组装带传动、链传动、万向节传动、蜗杆传动、齿轮传动等测试装置，并测试在传递运动与动力过程中的参数曲线，分析比较运动特点及优缺点。目的是使学生通过组装各种典型机械传动装置，并测试在传递运动与动力过程中的参数曲线，进一步分析比较各类传动的运动特点、优缺点及使用场合。（2）优化创新设计组合传动系统：要求学生创新设计组合传动系统，进行组装调试并测试各类参数，分析比较各类组合的优缺点，最终确定最佳组合传动系统。主要目的在于通过优化创新设计组合传动系统，进一步加强学生对传动系统的合理布置及优化、传动效率的提高等的创新设计意识，巩固学生的机械设计能力与工程实践能力。
1.4 机械零部件性能试验
实验主要内容为：（1）减速器拆装及轴系结构分析：要求学生正确拆装各类减速器，画出轴系结构图；了解减速器整体结构以及零部件结构特点和作用；测定减速器主要参数，如中心距、齿轮齿数、传动比、传动方式、判定输入、输出轴；确定斜齿轮或蜗杆的旋向及轴向力；观察轴承代号及安装方式；等等。目的在于通过对减速器的拆装、结构分析和对轴系结构测绘的过程，全面细致地观察齿轮减速器的整体结构以及零部件的结构特点，并了解它们是如何综合考虑满足功能要求、强度刚度要求、加工工艺要求、装配调整定位要求、密封要求以及经济性要求的，以达到理论联系实际，加深关于结构方面的感性认识，为能设计出较为合理的减速器打下良好基础。（2）渐开线齿轮范成及齿轮参数测定：要求学生用范成法原理加工变位齿轮与标准齿轮；用游标卡尺测定渐开线直齿圆柱齿轮基本参数。通过实验使学生掌握用范成法制造渐开线齿轮的基本原理；了解渐开线齿轮产生根切现象的原因和避免根切的方法；巩固并熟悉齿轮的各部分尺寸与参数的关系和渐开线的性质。（3）刚性回转件的动平衡测试：要求对刚性转子进行动平衡测试。通过实验使学生巩固动平衡知识，熟悉刚性转子动平衡的方法。（4）滑动轴承性能测试与分析：要求学生测试动轴承的特性曲线、径向油膜压力分布曲线与承载量曲线等。目的在于使学生了解滑动轴承的动压油膜形成过程与现象；了解滚动轴承、滑动轴承的特性、使用场合及各自的优缺点。（5）轴系结构创新设计：要求学生设计一轴系结构并组装，分析轴系结构设计是否合理，若发现错误或是不合理之处，应修改轴系结构设计方案，并重新组装轴系结构；绘制轴系结构装配图。目的在于使学生熟悉和掌握轴的结构与其设计，弄懂轴及轴上零件的结构形状及功能、工艺要求和装配关系；掌握轴及轴上零件的定位与固定方法；掌握轴系结构设计的要求与常用轴系结构；了解轴承的类型、布置、安装及调整方法，以及和密封方式等。
2 充足的实验课时，促使学生能深入到每个实验中去
传统的课程实验都是依附于课程的，实验学时往往都很少。如机械原理、机械设计课程实验总学时为14学时，分两个学期完成。由于课时少，只能安排一些最基础的验证性、综合性的实验。在实验中多以教师讲解为主，学生按照教师的指导完成实验，给学生思考摸索的机会很少。现在的机械零部件性能试验课程有48学时，一学年内完成。在设置上增加了一些创新性、设计性的实验。学生对每个实验都能充分投入，对实验仪器、实验原理等都能充分地熟悉了解，实际动手能力得到提高。在设计性、创新性实验上也给予充分的思考时间，以激发学生的创新思维。
3 采取以学生为主体、教师启发指导的实验教学形式，并以多媒体辅助教学
实验教学方法采用以学生为主体、教师启发指导的实验教学形式。要求学生做好实验预习，对实验中一些零部件的作用以及较为复杂零部件搭接方法采用多媒体进行讲解演示，使学生快速了解零部件功能，同时增加了学生设计方案的时间。每个实验都要求学生 自己设计实验方案，经教师检查认可后确定方案的可行性和安全性。在实验中教师给予学生最大的自由度，放开手脚，使学生成为实验的主人。当学生遇到困难时，教师给以帮助或提示，并引导学生主动查找相关资料，从多角度、多渠道去观察和思考问题，不断进行探索和创新。
4 教学实践效果
两年机械零部件性能试验实验课程教学，已取得了良好的效果：
4.1 充分提高学生学习的积极性和自主性，同时也深化对本专业的感情
传统实验以教师讲解为主，学生多是在教师的指导下完成实验，造成许多知识点学生未能完全理解。通过机械零部件性能试验实验课程，学生在实验室的时间大大增加，能充分将理论知识与实际相结合，理论知识得到了巩固，并促使学生进一步思考与探索。同时对所学专业有了更深的了解，提高了对本专业的学习兴趣。
4.2 提高学生综合运用所学理论知识分析和解决实际问题的能力，同时也激发了学生的创新意识
实验的设置由简单到设计性、创新性的过渡，促使每个学生都能投入到实验中去。通过方案选择设计、传动系统优化设计、综合性能测试等，使学生将多门课程（机械原理、机械设计、控制理论、计算机语言等）的知识或多项单独开设的实验合成一项综合实验，所学理论知识得到全面系统的复习，同时提高了学生综合运用所学知识分析、解决实际问题的能力。通过对所设计的方案进行创新优化，能较好激发学生的创新设计意识，充分调动学生的学习创造性。
4.3 大大提高了实验设备的利用率及实验室的使用率
实验学时和实验项目的增加，让以前闲置的实验设备都得到充分利用。同时实验室也为学生提供了良好的创新实践活动条件，促使学生积极报名参加各类工程技术创新大赛，并充分利用实验室的资源进行方案的模拟运行。
4.4 培养学生认真、严谨、科学的工作作风和团队协作精神
由于大部分实验的实验条件和方法都由学生自己拟订，实验过程中往往会出现理论上可行，但实际做起来困难的情况，有的学生会出现急躁、心灰意冷的状态，指导教师应给予正确的引导和鼓励，使其及时调整心态，正确对待挫折，并积极思考。同时也要求学生能分工明确、互相协作，达到事半功倍的效果。通过实验学生的综合素质得到提高。
5 结束语
机械零部件性能试验课程实验已取得了一定的效果，但也存在着一些问题和困难，如教师的工作量加大、实验设备的维护与保养等问题。今后我们将不断进行探索和改革，进一步完善实验学时设置及教学方法的改革。
参考文献
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