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机械原理和机械设计的区别范文1
1．教学内容与知识体系的统筹调整
从知识体系上来说，目前高校机械设计课程的授课内容主要包涵了机械原理和机械零件两大块。传统上，非机械类工程专业的学生只学习机械设计基础，总的学习时间为一个学期。而机械类专业的学生通常在一个学期学习机械原理，随后一个学期学习机械零件。对于实践环节，非机械专业的学生在学完机械设计基础理论课程之后，两周的时间内完成以减速箱为设计对象的课程设计训练；机械专业的学生则在修完机械原理和机械零件之后，三周的时间内完成减速箱课程设计。这种教学计划是根据课程内容特点进行安排，在由教师到学生的知识传递过程中较多的体现出教学内容与知识的系绕陛和连贯性。
按照目前学科大类平台建设的目标，机械学科大类专业建设要求机械专业的学生和近机类工程专业的学生统一学习工程力学、机械设计基础等基础课程和专业基础课程，在完成基础课程内容学习后，学生根据选定专业，进入专业课程的学习阶段。大类专业建设面向学生角度，增加了学生的自主选择权。面向学科大类平台建设，教研团队对机械设计课程进行了一系列教学改革。首先，组织有多年授课经验的教师对延续多年的传统教学计划进行了调整和修订。面向全校学生，包括机械专业、汽车专业、材料工程专业、能源动力专业、环境专业、出版印刷专业、医疗器械专业等多个专业的学生，在大学二年级的下学期统一开设机械设计基础课程，完成大类专业基础教育。而在三年级的上学期，主要面向机械专业学生开设机械设计课程，与机械设计基础课程相比，要求在专业内容理论层次上进行拔高。与此同时，教研团队组织人员编写了一本《机械设计基础》教材，教材从规划到编撰依据机械设计基础课程的教学基本要求，面向高等院校大专业规划，综合考虑了各专业学习的基本要求，2010年9月该书已在化学工业出版社正式出版，在上海理工大学学科大类平台建设的探索中，该教材已经使用两年。从课后学生反馈以及课程设计、毕业设计实践过程，可以看出教材内容体系适合大专业建设要求。
今年，为了满足机械专业或近机专业学生的学习要求，编写了一本《机械零件设计》教材，该教材区别于现有机械设计教材的一个显著特点是，该书以机械系统设计方法为贯穿主线，穿插了机械创新设计方法的内容，加入了近年来的机械设计新理论、新方法、新技术，而且补充了一些常用零部件的设计计算。以往学生在学习基本机构和常用零部件设计方法之后，对知识的掌握仍然是零散的，当设计一台机器或一个机械系统时仍然不能很好地掌握。该书使得学生从一个完整体系角度掌握机械系统的设计。目前该书已经在上海理工大学校内试用一年，反馈良好，目前正联系正式出版。教研团队在机械设计课程改革方面首先从教学内容和体系上进行了改革，面向不同专业的使用要求，重新进行了定位和调整，实现了课程内容的层次划分，满足了各类专业的要求，体现了学科大类平台建设的层次性和优势。
2．教学方法与授课手段的灵活运用
随着课程内容和教学计划的变动，教学容量和对象也发生了变化，要求灵活运用教学方法和手段，提高教学效率和质量。多媒体在高校教学活动中已经越来越普及。相对于传统教学手段，多媒体教学具有下面一些优点：知识容量大；趣味性强，能有效集中学生的注意力；形象具体，使学生的认知过程更为深刻。例如讲述机械传动结构时，其运动特性单凭口头表述比较抽象，而把机构运动过程做成动画在课堂上展示给学生，就会一目了然。但是，多媒体教学也存在一些局限性，节奏较快，学生在课堂上常常处于被动灌输状态。如果老师不能“因课制宜”，灵活控制节奏，就成了照本宣科的解说员，学生课堂上无疑会缺少了主动思索训练。这就要求教师能根据课程内容特点，调整教学方法，灵活使用多种教学手段。例如对于繁琐的理论公式推导，适宜采用教师板书启发式讲授，通过教师的节奏停顿、启发引导、师生之间的课堂互动，达到好的课堂效果。在面向大专业建设的机械设计课程改革中，学校教研团队应用AuthorWare、Flash等工具制作了CAI课件，设计了大量动画，录制了一些典型机械的工作录像。
此外，为了弥补多媒体教学中“听得好，忘得快”的缺陷，借助于网络资源平台，扩充师生互动渠道。通过学校的课程中心网，所有的教学课件、补充习题、动画和视频资料等都挂在网上。通过网上作业、测试检验学生掌握知识的程度；通过在线答疑，及时对知识难点进行疏通。网络课程手段的改进较好地协调了课堂教学授课时间少和授课内容多的矛盾。在机械设计课程教学中，要求教师能够根据内容灵活应用传统教学方式、多媒体教学、网络课堂等多种形式，做到内容与手段的最佳匹配，达到最佳教学效果。
3．实践能力与创新思维的锻炼培养
面向学科大类平台建设的机械设计课程教学改革对学生工程实践能力培养和创新思维培养提出了更高要求。作为理论课程的补充，课程设计的实践训练对于培养学生的工程实践能力，具有不可或缺的地位。近年来，机械设计课程教学出现了知识容量膨胀、质量标准提高但学时压缩的矛盾，课程设计同样也面临着学时压缩的现状，学校机械专业学生的课程设计时间由以往的三个星期缩短为两个星期。为了缓解课程设计学时较少的矛盾，教研团队借鉴案例教学的方法，对机械设计课程的教学活动安排进行了调整。传统上笔者学校对机械设计课程的教学活动安排是在正常学期先进行理论课学习，穿插着进行试验教学或理论课成绩考核之后，然后在学期末或者是短学期再开始布置题目、讲解计算，完成课程设计过程。传统的教学活动安排如图1fa)所示。
重新调整的教学活动安排如图1(b)所示。采用理论授课和课程设计平行进行，即在讲述理论课程的过程中就布置课程设计任务，把课程设计实践作为一个案例贯穿于整个学期的理论学习中。在学期上课之初就把题目布置给学生，讲课过程中每章内容都结合课程设计内容来讲，不但利于学生学习目的更加明确具体，而且解决了学时较少的矛盾。课程设计时计算过程基本完成，主要再讲述工程图和零件图的绘制，说明书的编制内容，结果时间上更加从容，课程设计质量显著提高。这与传统教学安排相比体现出一些优点。首先学生带着实践问题来学习理论知识，增强了学习目的性和学习兴趣，教师在理论讲授过程中也可以针对具体的设计对象，使得理论知识不是泛泛而空洞。重要的是，这样做可以避免理论与实践出现断层，大大加强理论与实践的耦合程度，实践有理论的指导，趁热打铁，教学效果更好。最后，教学环节的调整使得两周的课程设计学时不再显得捉襟见肘。学生在理论知识讲授结束后，就可以完成相关设计计算和校核，课程设计开始有更充分的时间准备工程制图表达，学生课程设计的说明书和图纸质量普遍得到提高。通过课程设计题目可以把机械设计课程中的多个零散的知识点贯穿起来，从而实现教学内容的融汇贯通，使学生达到系统把握知识点的效果，形成一种系统思维和综合思维，避免了知识的零散和片面性。经过两年教学实验，在综合考评以后，学生的反应较好。
实验作为机械设计课程中另一个重要环节，近两年也进行了相应的跟进改革。实验装置由单一性、封闭性向着多样化和开放性发展。建立了开放式的典型零件陈列柜和创新案例展示柜，引入了新型的实验教学，实验方法上开展了虚拟实验教学，鼓励学生学习ADAMS软件和ANSYS软件进行机构和零件仿真分析。创新能力的培养，是我国21世纪人才培养的核心目标，学校教研团队面向大类专业建设的机械设计课程改革非常重视机械创新设计能力的培养。组织教师成立了机械设计创新团队，建立了创新实验室，在该实验室分区展示了历年经典创新实例、仿生机构学创新、新型专利及创新案例，建立了创新设计平台，定期指导学生进行创新思维训练。
全国大学生创新设计大赛为学生参与创新设计活动提供了一个平台。由创新团队的教师组织学生踊跃参加创新设计大赛，学生学习积极性和兴趣更加浓厚，既实现了理论与实践结合，也增加了创新实践机会。讲课过程中将机械学科领域的最新发展动态以及教师的相关科研成果融人课堂教学，开阔学生的视野，激发和培养学生的创新意识与学习兴趣。对于工程实践能力和创新能力的有目的的训练，提高了学生的动手能力、综合设计能力，更好的发挥了个人创造性。
机械原理和机械设计的区别范文2
关键词：仿生学；仿生机械；遗传算法
中图分类号：TD44 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）07-0098-02
在人类发展的过程中，是通过不断的学习和总结才能达到今天这样的文明程度的。其中学习包括人类自身总结出来的一些自然规律和了解自然界动植物的活动规律来获得的。现有的很多领域的科学制造技术都是在动物和植物的生活环境中学结出来的。这些动、植物为了更好的适应自然的变化，自身拥有一些本能，这些本能被人们所发现，并在一定的改造基础上成为人类自身的本领和技术，这就衍生出了一个学科——仿生学。
在现有的煤矿生产当中，存在很大的安全隐患，在一些机械设计中存在设计和使用脱节的情况，导致经常出现人员伤亡的现象。在了解了仿生技术之后，能够将仿生科技和现有的机械设备结合在一起，能够很大程度上降低生产中出现的安全事故，也能够将机械设计更加的人性化，智能化。
1 煤矿仿生机械的分类
仿生机械在煤矿生产中的使用类型很多，具体可以细分飞生产中的抓取、移动、开挖等四类。
1.1 仿生抓取机械
目前仿生机械在抓取功能方面的研究集中于仿人形机械手，主要因为人手（含手臂）共有36个自由度，自由度的增多可以改善以往机械设备活动不灵活的情况，而且还能精确定位还能做出复杂精细的动作，这些都是传统机械很难做到的。它们可分为工业机器人用机械手和科研智能机器人用机械手，在煤矿开挖时出现的复杂情况下，人工难以胜任工作的情况下，可以使用仿生抓取机械进行挖掘工作。
1.2 仿生移动机械
移动机构作为煤矿运输的平台在汽车领域、机器人领域及各类特种任务完成领域有着举足轻重的作用，传统移动机构的主要形态是轮式，结构相对简单可靠，技术成熟，且科技的发展使得现代移动机构负重能力不断加强，灵活性不断提高，在大多数情况下都能满足要求。然而随着人类涉足领域越来越广泛，在煤矿挖掘某些特殊环境下却不见的是最佳选择。研究者也看到了生物体的移动能力对环境的适应性是机械无可比拟的，部分生物在特殊环境中的移动能力更是令人叫绝。正是由于认识到了这一点，仿生机械学者在仿生移动机构方面做了大量大的工作，取得了许多成果。在煤矿生产中，地形复杂的情况出现的概率很高，相关的仿生机械移动机械可以很好的适应复杂条件的施工要求，确保了开挖的安全。
1.3 仿生开挖机械
机械的分类在不同的行业当中有不同的使用效果，具体的工作选取的机械也有很大的区别。在煤矿机械开挖设备的使用中，涉及到煤矿开挖的安全，在机械选择上有着特殊的需求。利用仿生原理下的设计方案，摒弃了传统的器械工作原理，使用更加人性化的机械设备，达到安全的目的。
2 仿生原理的使用案例
基于遗传算法技术的计算机网络设计是在以往传统的程序设计理念上加上了更多的计算机数据编程，是一种更加科学的现代化机械开挖手段。这也是煤矿开挖中使用仿生技术最为重要的案例之一。为在生产效率中也得到了很好的优化，也能使网络安全达到更好、更高的要求。接下来，我们将着重介绍在机械设备中使用仿生安全技术优化方案中的遗传算法。
遗传算法是20世纪70年代初期由美国密执根大学霍兰教授提出的一种为煤矿突水事故提供预测方法的一种提前预案。GA是一种在人为施工条件下非确定性的拟自然算法，这种算法是根据自然界仿照生物的固有进化规律，对一个大的群体进行随机抽样，观测其繁衍变化以及淘汰机制。其中就会有适者生存，不适者就会被淘汰，按照这样的规律不断重复，使整个群体在繁衍的素质上和种群的数量上都会有很大的提高，时间变长，这样的趋势会显现的更加明显，最终会以一种优化平衡的态势趋于平衡，并且保持最优配合比。遗传算法具有鲁棒性、自适应性、全局优化性和隐含并行性。
图1 遗传算法
尽管遗传算法在计算机网络可靠度技术指导下已解决煤矿生产中了许多难题，但还存在许多不足之处，如算法本身的参数优化问题、如何避免过早收敛、如何改进计算机有效的工作时间和工作方法来提高算法的效率、遗传算法与其它优化算法的结合问题等。用遗传算法求解约线性和非线性优化问题时，一般采用共轭发散函数法，如何合理的选择共轭因子是算法的难点之
所在。
煤矿机械设备中使用仿生遗传算法是一个很好的切入点，同时，在使用中对于遗传算法的使用也在不断的完善过程中，对于算法的根式也在不断的更新，为了提高算法在使用中的准确度，作为算法的设计与机械操作相互结合的理论基础，不仅要使得设备的使用年限增加，还要对机械使用的效率进一步提升。在遗传算法的基础上，改进的算法在以往六个高速运算的设计布局中，重新组成新的装配方式，在基本联接关系上也从原来的两个变成了四个，更加贴合了煤矿机械在操作中细部的指示命令的落实。使用更加符合机械运转的改进遗传算法可以将机械的整体布局系统的串联情况与设计模拟方程的构造结合在一起，对于函数的提出在机械的设计中更加重要，最终通过建立模型的方式来将复杂的机械系统的优化组织方案简化。
仿生遗传算法在用模型描述煤矿机械动力学研究的过程中，在开挖优化方案上提出了一些不同之处，在数据的编码上和变量的估算上略有不同。因此，在这就对变量本身进行了遗传算法模型的设计，对于机械的悬挂系统和传动系统分部进行了弹性模量的检测和调整，用日常机械工作状态下的发动机功率和受到的阻力作为设计的相关参数，借此来对整体的机械有更好的全局优化，大大提高了传统工艺下完全靠人为的检测要更加稳定和准确。为求解复杂的非线性约束优化问题，对二级斜齿圆柱齿轮减速机的概率可靠性等机构进行了优化
设计。
3 结语
基于仿生技术下的煤矿开挖设备的使用是在机械应用领域的一项革命性的技术，同时在许多行业中都有着巨大的发展空间及应用价值。在矿区机械设计进程中引入仿生技术有着明显的优势，它在简化管理，加强安全监控等方面具有不可比拟的优势，十分适合我国煤矿行业的发展。在本文中还就仿生科技中的遗传算法的优化方面的内容进行研究，目的是使得煤矿机械设备在使用中更加安全、稳定，操作起来更加人性化，促使煤矿行业更快、更好的发展。
参考文献
[1] 濮良贵.机械零件[M].北京高等教育出版社，
1982，5（13）.
[2] 蒲俊，吉家锋.可靠度可视化技术数学手册[M].
机械原理和机械设计的区别范文3
小时候的李芷欣跟男孩没有多大的区别，缠着大人买玩具枪炮，转眼间一个玩具车变成一堆零件。稍微大些，家里的小电器也被肢解，她嚷嚷说研究运行原理。她是一个很不安分的“熊孩子”，大人拿她没办法。
上初中的时候，父母经过慎重考虑，决定发展她的兴趣爱好，重点向理科方面发展。一次，父亲带她去参观机械博物馆。在一台机床面前，父亲说中国的机械工业落后欧美至少30年。外国工业企业借合资为名，慢慢将处于优势的中国工业企业发展为独资，建立的技术中心被撤销、合并。一些核心知识产权被外国人垄断，收很高的专利费，涉及重要的军工设备，外国还会禁运。
李芷欣未预料到中国的机械工业形势如此严峻，在她幼小的心里，已经有了投身于机械工业的决心，振兴中国机械工业成了她追求的梦想。上高中后，学习压力大，时间少了起来。但无论多忙，她都要看一些机械理论书籍。到了周末，总会挤出时间从事实践研究。有一段时间，她对各种引擎发生兴趣，奔走于博物馆之间，观察客机、战斗机、汽车引擎的外部结构。然后去图书馆，借回厚厚的一大摞书，研究内部的工作原理。她还亲自到汽车维修店，找到维修师傅，了解发动机涡轮增压技术，写出了数万字笔记。
在一次学校的研究性课题上，李芷欣牵头研究了电磁炮。她通过网上搜索网友成功的经验，结合书本上的知识，然后再反复论证后，接着动手实践。她去电器市场购买电路板原件，制造电磁线圈模型……这个课题几乎是她亲力亲为，得到了老师很高的评价。
正因为对机械浓厚的兴趣，有丰富的理论知识和较强的动手实践能力，她被学校推荐参加英国帝国理工学院暑期实践。在帝国理工学院的暑期课程中，李芷欣加入了由英国航天局与学院联合举办的项目团队。暑期作业要学员提出一整套在水星上建造人类居住地的详细方案。时间有限，不能超过两天时间，内容涉及众多，包括空气质量、氧气循环、建造过程等，都要考虑到。
接到任务后，项目负责人立即做了分工。李芷欣负责机械设计。这是她第一次在外国接触到机械工程这个专业，心里既高兴又担忧。因为时间紧，没有多余的时间去论证。让她高兴的是，近距离走进帝国理工学院，亲自参与项目，是她以前想也不敢想的。既然参与进来，就要努力做到最好，让别人对她刮目相看。两天时间里，她几乎没合眼，去图书馆翻阅资料，在网上搜索知识。当她将方案递交给项目负责人时，这个来自英国的高才生竖起了大拇指。
机械原理和机械设计的区别范文4
【关键词】弹簧钢板；棘轮；单转向轮子；代步滑行器
人们总在试图走路能走得更快些，但是靠双腿走路，快了就会体力不支。于是有了轮滑鞋、滑板（如图1），众多年轻人踩着轮滑鞋（如图2）、滑板在马路上向前滑移，一般都为单人滑行。而摩托车、汽车等交通工具，作为越来越多的成年人的代步工具，一次可以带着多个人在马路上奔驰。这些都是利用代步工具和地面之间的摩擦，二者的区别在于，前者动力来自于人的体能，后者动力依靠汽油、柴油、电能、太阳能等。火车、动车、高铁是利用车体和导轨之间的摩擦，而飞机则是利用空气流，它们均可带着成百上千人高速奔驰、飞行。
作者开发了一种代步滑行器，只要踩在该滑行器上，下蹲或单腿或双腿上下踏步，便可向前滑行，而且能起到锻炼身体的目的。
1.运动原理和总体设计
本代步滑行器是利用弹簧能和单向制动轮实现的。
1.1 能量的储存
能量储存采用弹簧钢板。将弹簧钢板弯曲成图3所示的三角弯板，由地板、上斜板和后斜板组成。当人踩踏在两斜板连接的弯板自由端时，弯板便在人体重的作用下下移，同时在三角弯板内产生并储存一定的能量即弹簧能。
1.2 向前滑移运动的实现
在如图3所示情况下，当受到人体重量作用，三角弯板向下移动时，由于地板紧贴地面没有前后、左右运动，在三角弯板内便产生并储存弹簧能，之后随即向上向前弹起。但在如图4所示情况下，由于弯板下面装有轮子，所以三角弯板产生的弹簧能将转变为前后或向后移动的运动能。这时，为了确保三角弯板只能向前移动，在三角弯板后斜板下面安装只能单向转动的反转制动轮子，如图4所示。这样，三角弯板内产生的弹簧能便转化为向前移动的运动能，实现向前移动。踩下的距离越大，储存的弹簧能就越多，向前移动的距离就越大；下踩的频率越高，向前移动的速度就越快。
2.结构设计
（1）本体设计
考虑到人踏踩时重心不能太高，设计上斜板与水平底板成25°左右。同时，为使人脚踩下时相对舒服些，或使得在人脚踩下自由端时，脚底基本能处于水平，或不至于向后太倾斜，设计如图5所示三角垫板，并置于上斜板上面，如图6所示。
后斜板与上斜板之间夹角的大小直接影响能否产生弹簧能和产生弹簧能的大小，很显然90°左右产生弹簧能最大，因此设计该夹角略大于90°。
另外，考虑到一般人脚的大小，设计脚踏三角垫板的长度为330mm，宽度为130mm。
根据人不同的体重50kg、60kg、70kg以上，选择不同的弹簧钢板厚度，分别选择2mm、2.5mm、3mm三种。
（2）单向制动装置的设计
棘轮机构是一种用的单向转动装置。本案采用如图7所的内装棘轮机构的轮子为本代步
滑行器的单向制动装置。图8为代步滑行器整体图。
3.总结
本案设计的代步滑行器区别于以往的滑板、滑轮鞋。虽然也利用到了滑行器与地面间的摩擦力，但并不需要直接踩蹬地面，而只要单腿或双腿上下交替运动即可。向下运动依靠人体重量，向上抬起运动利用三角弯板内部储存的能量即弹簧所具有的复位功能，非常省力。而且，同时具有锻炼体能的功效，具有一定的应用推广价值。
参考文献
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机械原理和机械设计的区别范文5
关键词：课程设计；金工实习；课程调整
作者简介：周家日（1987-），男，湖北咸宁人，湖南工业大学机械工程学院硕士研究生；银金光（1962-），男，湖南邵阳人，湖南工业大学机械工程学院，副教授。（湖南 株洲 412000）
中图分类号：G642.44 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）04-0098-02
国内的机械制造企业这几年虽然发展迅速，但由于大部分企业在发展初期没有在专业人才培养方面承担起应有的社会责任，没有认识到合作培养行业精英的巨大潜在效用和对企业可能的贡献。企业一方面希望毕业生有实践工作经验，另一方面又不给大学生提供到企业实践的机会。虽然制造类企业有产学合作培养人才所需的实习场地，但是企业对培养人才的积极性不高。2006年7月搜狐教育频道关于大学生就业的在线问卷调查显示，大学生就业难的主要原因如表1所示。
从统计表中可以看出几乎一半的人认为就业难与学校的教学有很大的关系，但是由于大部分机械类专业学生由于学校没有足够的实习条件，企业不提供时间机会，工作经验无从积累，导致求职盲目，缺乏自信。制造企业认为学校的毕业生没有足够的时间实践工作经验，缺乏动手能力，不能快速为企业创造效益，导致难以招到合适的人才。面对这一情况学校急需在教学体系方面做出相应的调整，多与社会实际相联系。
一、机械专业教学的发展
机械专业课程多、任务重。随着这几年我国机械行业的快速发展，教学中也越来越多地引入其他专业的课程。CAD、PRO-E、UG、SOLIDWORKS绘图软件等新的课程是以前教学中没有的，这些课程的增加在很大程度上加重了机械专业的教学压力。另外在实习方面，随着数控加工技术的普及，数控实习几乎成了机械类学生的必修课。但是传统的制造手段，如普通车床、刨床、铣床等仍然在使用。而以前的开设课程都是机械专业的基础课程。它们介绍了机械的基本原理和理论，还有在设计过程中经常碰到的基本零件。这些课程不会随着机械行业的发展而过时，仍然是机械专业的必修课程。面对所学的课程越来越多，学生在校期间的学习任务越来越重的情形，企业却对学生的实习工作经历要求越来越高。面对着时间、教学条件的约束以及目前企业对接受实习生的态度等。学校最好的办法是在现有的条件下对部分教学课程进行调整，以适应企业的要求。但学校机械专业目前的课程大部分都是基本知识，不太可能做出变化。而机械设计课程设计、金工实习与数控实习等却可以在内容上有一定的自主性，而且这几门课程也是具有将其他课程知识串连起来运用的重要课程。这几门课程如果学好，可以在很大程度上满足企业的要求，同时也能大大提高学生运用所学知识设计的能力。目前这些课程也存在着不同程度的问题。
二、机械设计课程设计存在的问题
设计题目陈旧与学生参与热情不高。机械设计课程设计是一门机械专业学生必不可少的具有实践性的课程。通过该课程可以将许多知识衔接起来，并将其应用起来解决一些实际问题。然而在实际教学过程中一直沿用旧的教学方法。在设计过程中，学生基本上是按部就班地按照数十年不变的设计过程完成设计的，这种一成不变的设计模式暴露出许多问题。首先设计题目多年不变，由于现在网络发达，许多学生可以利用网上资源将设计过程中的数据抄下来，省去了自己计算的步骤。甚至还能找到已经做好的完整设计，学生只要将其稍加改变就可以蒙混过关。这样对培养学生的设计能力没有起到一点作用。其次多年不变的设计题目在内容上没有新颖性，不能够引起学生的学习兴趣。这些原因在一定程度上会降低教学的效果。
三、金工实习与数控实习存在的问题
1.只重视实际操作训练
金工实习是教学过程中的一个重要环节，是建立学生对金工课程感性认识、巩固所学理论知识、培养所学专业技能和实际工作能力的重要途径。随着市场经济的发展，人才需求的变化使得当代大学生要有较强的适应能力和动手能力。金工实习只有随着社会的进步不断发展完善，才能使得学生获得较强的综合实践能力，为社会培养出符合要求的高素质人才。
但是长期以来在金工实习中普遍存在着注重实际操作训练而忽视工程素质和能力培养，只注重实习学生当工人的一面而忽视了当工程师或当管理人员的一面的现象。
2.教学方法陈旧
教学模式简单，缺乏现代化教学手段，一直沿用“讲授―操作”的单一方式，不能充分调动学生学习的主动性与创造性。虽然这些经验曾经是金工实习指导老师长期工作的积累，在不同时期曾发挥过应有的作用，但片面性很大，缺乏前瞻性，对提高学生的分析能力、解决问题能力不利。
3.新增的教学内容仍用旧的教学思维
近些年来对懂数控技术的人才需求越来越大。面对这一新形势，越来越多的学校也开始买入各种数控加工设备，开设数控实习。然而在实际教学当中许多学校又走上了脱离实际生产的道路，他们在实习当中只注重一些简单指令的熟悉，偏重于认知性教育。在考核中大部分院校也只是选取一个简单的零件，让学生用先前学过的指令将其加工出来，然后再测量其加工精度，评定成绩，并没有培养学生自己的创新能力。由于目前受条件限制，许多普通大专院校不能给学生较多的实习机会。为此应该对一些课程进行综合考虑，以此来达到培养学生创新精神和实际工作能力的目的。
四、改革方式
1.现有的改革方向与不足
对于上述课程存在的不足之处许多院校也提出了一些改进的意见，如将课程设计的题目更新，不再用减速器这一很旧的课题，另外也有些院校提倡以企业需求为导向调整金工实习内容。但是这些意见没有将两者结合起来考虑。一个产品的制造不仅包括设计环节还包括生产制造环节，两者缺一不可。而以前的教学却没有重视这一点。设计环节没有考虑制造环节，制造环节没有考虑设计环节。这样的培养方式不利于学生对产品各个环节之间的详细联系的了解，也不利于将来进行设计时考虑加工条件的思维。
2.新的改革意见
为了解决这些不足之处，可以将机械设计课程设计、金工实习与数控实习作为一个系统工程来考虑。改变传统的机械课程设计只设计一个减速器，金工实习一般以做一个鸭嘴锤为作业让学生熟悉各种加工设备，数控实习也只是作为一个单独的课程来教学，与设计环节没有什么联系的局面。应该考虑将课程设计的设计内容与金工实习和数控实习联系起来，课程设计的设计内容可以通过在金工实习与数控实习中加工出来。通过一个完整产品的设计与制造，不仅可以将许多原来的所学知识用上，更重要的是培养了实际设计的习惯，让学生体验一下设计师的工作，知道设计与制造之间的联系和区别，知道如何考虑在现有制造条件下进行设计。对将来走上工作岗位，更快地适应岗位有很大的益处。
3.新改革的具体做法
（1）学校与企业的合作。在这一过程中选择设计题目是至关重要的一个环节，传统的减速器太旧并且不适应在学校现有的条件下加工出来。应该走出校门进入企业里面去寻找适合的题目，与企业的工程师多交流，多了解他们的实际工作情况，选取适合在学校制造又适合设计的产品作为课题。这样可以将企业部分与学校教学结合起来。在一定程度上模拟实际工作实习经历。许多学校都有一些合作很好的企业，并且每年都有一部分学生进入这些企业工作，如果学校在这样的公司选取设计题目不仅可以更好地获得企业的相关帮助，同时由于在学校已经提前了解了该公司的产品，也可以为将来进入该企业的学生更好更快地融入合作企业的设计与生产工作。这样不仅可以让企业减少培训新员工的费用，同时可以让学生在学校体验到与在公司中同样的经历。一旦企业发现合作院校的学生比其他学校的学生在本公司能更快地为企业创造价值，企业与学校合作的意愿就越强。这同样会给学校的就业工作带来巨大的帮助。
（2）国家有关部门应积极参与。但是还有许多院校可能工科实力不强，没有这么多的校外资源，也有可能校内的实验条件有限，有许多的设计在现有的学校条件下不能加工出来，导致他们自己在企业中寻找课题的难度很大。对于这样的情况，国家的有关部门可以发挥资源和优势。依据不同的设备条件、不同的应用行业的产品、对学生的学习基础有不同的要求等几个方面来选题设计题库，这样既能让学校达到国家对教学的要求，也可以使不同的学校根据自己的条件来选择适合本校的课题。如实验条件有限有些加工过程不能做到，本校大部分学生就业的企业或者从事的行业，根据本校学生的学习基础有些课题难度太大等等。综合这些方面的考虑每一个院校都可以选择适合自己的课题。
五、结束语
新的改革方向对教学设备设有特殊的要求，只是对原有的教学内容进行一些修改，另外对原有的教学时间做了一些调整。在这一改革方式中国家有关部门对新的题库的设计是非常重要的一环，应该基于我国广大高校的现有条件选择优秀的课题。另外，学校与企业的合作也是非常重要的一环，与企业合作选择的课题更符合学校的现有条件，也能更好地为企业服务。
参考文献：
[1]金文芳,李建兵.产学合作培养机械专业人才分析与实践[J].湖南农机,2009,(5).
机械原理和机械设计的区别范文6
Abstract： In recent years， people are paying more and more attention to the safety of mechanical system and have raised new requirements for the intelligent level of mechanical system. In order to enter the team of machinery manufacturing power， China must promote the original innovation of mechanical system. This paper makes comprehensive analysis of the monitoring possibility design of mechanical system and studies the influence of system theory and life cycle theory on the construction of monitoring possibility design theory of mechanical system.
关键词： 机械系统；可监测性；状态监测
Key words： mechanical system；monitoring possibility；situation monitoring
中图分类号：TH122 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）24-0032-02
1 概述
机械对于人类文明的发展而言，有着非常重大的意义，它是人们转换能量、改造社会，提高社会生产率的主要工具。机械工业的发展水平标志着一个国家生产力的发展水平。随着科学技术的不断发展，机械装置的体积、质量不断增大，复杂程度也在不断的提高，机械系统运行参数个数不断地增多。机械系统这些方面的改变与发展，势必会提高整个系统运行过程中的不确定性，导致经济生产活动以及科学探索活动突发、中断事故的增多。机械系统体积的增大，复杂程度的提高，对系统安全可靠运行有着很大的影响，很容易增加系统的研发成本；科技的发展使得机械系统所应用的环境有着飞速的扩展，更多的复杂恶劣环境都对机械系统性能有着更大的考验；很多领域都需要机械系统能够长时间的安全可靠运行，对于无故障运行时间有着新的更高的要求；很多机械系统均与操作人员的生命息息相关，这不得不促使人们关注机械系统运行的安全可靠性。所以，不论是从机械系统的发展方向上，还是从社会对机械系统新的要求上，均要求其有着更高的可靠性与安全性，机械设备状态监测技术是未来机械设备发展的重要方向。
2 可监测性设计理论体系的理论基础
2.1 系统理论 所谓系统，就是相对于个体而言整体的寓意。不同学科对于系统的定义也不同，所以至于系统的确切含义与理解，不同学科之间也存在着很大的差别。系统论指出，系统就是不同数量的元素之间按照一定的结构组成具备某种功能的有机的统一整体，它不仅仅需要确定结构以及组成要素，还需要对各个组成要素之间的关系做出明确的定义。现如今，普遍接受的系统论是由美籍奥地利人、理论生物学家-贝塔朗菲所创立的，它针对系统的模式、结构以及内部规律进行了深入的分析与研究，按照数学理论定量的对系统特征（整体性、结构等级分层、相互关联、动态平衡、时序性等）进行了全方面的描述。
2.1.1 系统论核心思想 系统论的核心思想就是系统整体性，该理论把世间所有的事物均看做是一个整体，统称为一个系统，这个系统是由很多不同的组成部分按照一定的逻辑，合理的组合在一起的，并不是这些组成部分随机组合的。系统所表现出来的整体性是单独的组成部分所不具备的，只有每一个组成部分有机的结合在一起，相互关联才能够共同发挥作用。同样，系统如果失去了任何一个组成部分，那么其整体性能也会出现很大的变化，从而影响其整体特性。
2.1.2 系统论研究方法 使用系统论去研究问题，最核心的方法就是把被研究对象看做是一个整体，是一个系统，通过系统论的思想去分析与研究对象的各种特性，去把握
被研究对象各个组成部分之间的关系以及相互之间所存在的变化规律，最终实现被研究对象的全面性能优化。
2.1.3 系统的种类 我们可以把整个世界看作是很多系统的集合，在这个集合当中存在着多种多样的系统，不同的系统其组成成分也有着很大的区别。区分不同系统的方法有很多种，所使用的方法以及出发的角度均会划分出很多种不同的系统集合。譬如，所谓大小系统之说，就是从系统的容量大小角度出发来划分系统的。
2.1.4 系统论研究的目的和意义 之所以要对系统论进行深入的分析与研究，就是为了能够更加全面的认识系统普遍存在的特点及共性，从而能够更好的把握系统的发展规律，去管理并控制系统，进而创造出新的优化的更加符合社会发展方向及程度的系统。总之，对系统论的研究可以全面的优化现有系统结构，促进所涉及学科更加合理快速的发展，为现代科学理论提供更有价值的技术支持，能够解决社会发展过程中出现的越来越复杂的问题。
2.1.5 系统论发展趋势 从当前的发展方向来看，系统论有着越来越多新技术、新知识的融合，使得该理论得以快速健康的发展，未来的发展趋势可以归纳为两个方面：当前先进的科学技术、新兴学科与系统论相互融合；信息论、控制论在系统论的基础之上，共同向着同一个方向发展。
2.2 层次分析法
2.2.1 层次分析法 上世纪70年代初，美国著名的运筹学专家萨蒂在网络系统理论和多目标综合评价方法的应用基础之上，提出了层次分析法这一概念。这种方法实质上就是针对层次权重分析所提出的一种最为合理科学的方法。随着工业水平的不断发展，层次分析法在解决复杂决策问题的定性与定量分析上有着非常明显的优势。对问题进行定性定量，根据所反映的综合信息，通过专业判断来对目标标准进行加权处理，从而匹配出标准相对重要度，这样就可以根据所得到的相对重要度来排列解决方法的优先顺序。该方法在1982年就已经进入我国，并在很多行业中得到了应用。正是由于其在定性与定量结合处理复杂问题上的优势，使得其在我国很多领域内都有着广泛的认同。
2.2.2 基本原理和基本流程 通过层次分析法来对问题进行研究，其基本原理就是根据问题的性质以及所要实现的最终目标，把被研究问题划分为多个不同的组成成分，同时根据成分与成分之间的相互关系再细分为不同层次的组合，从而构建出一个多层次的用于分析研究的模型结构。这样所要研究的问题就变成了对不同层次相对重要权值的确定，或者说优劣情况的排序。使用层次分析法来研究具体问题，可以将整个步骤用图1来表示。
3 可监测性设计理论体系研究
3.1 机械系统可监测性设计研究的必要性
①机械产品设备及系统逐渐的向大型化、复杂化、高集成、多参数以及自动化方向发展，工业发展需要更为可靠、更加智能的机械水平，对工作环境有着更高的要求，而且机械设备的维护也越发的复杂与困难。显然，机械产品设计需要全面的更新改革。②现在很多产品在设计时并不会考虑到未来的监测问题，所以大部分产品机械系统的可监测性能较差，对于其使用过程中状态信息的收集十分复杂困难。即使通过其他手段采集到了状态信息，也因为各种因素导致信息的过时或者缺失。这些情况均无法准确实时的反映出系统的实际状态。
3.2 基于系统工程论的机械系统可监测性设计理论
3.2.1 可监测性设计研究对象及相关的技术领域
①可监测性设计研究的对象。相对于整个庞大的系统而言，产品最为重要的一个设计属性就是可监测性。也就是说，对于某一个组成部分或者某一块组成部分进行可监测性研究是没有任何意义的，必须是对于整个系统而言，才有可监测性这一概念。基于此可以得到，可监测性设计所要研究的对象首先是机械，其次是整个系统。
②可监测性设计相关的技术领域。可监测性设计理论是多种学科交叉的一门基础理论，它涉及到机械学学科、信息学学科、数学学科、材料学科等多个领域。从整体上来看，想要进行一个全面的可监测性设计，必须要使用到计算机、网络通信、系统工程、优化算法等多种技术。
3.2.2 可监测性设计的研究内容
根据上述的研究知道，可监测性设计是对于系统而言的，对于系统中的任何一个组成部分均没有可监测性设计这一概念。实质上，可监测性设计是一个综合性设计，它需要全面综合考虑系统的每一个部分以及他们之间的相互关系，综合考虑系统的运行过程以及各种监测技术的相互配合。通过对系统监测可观性、可达性的分析与研究，实现内外部监测设备通力配合，保证系统状态监测的全寿命周期设计。图2给出了可监测性设计理论体系的主要内容。
①可监测性设计相关术语研究。这一部分的研究主要是通过CMFD技术、PHM技术、现代机械设计理论等，加之系统的科学调研过程以及领域内专家的研讨等方式，全面的对机械系统状态监测以及现代设计理论进行研究，形成可监测性设计体系所使用的基本术语。
②可监测性分配方法研究。可监测性设计的关键就在于科学的选取测点，这对于最终设计的实施效果有着非常重要的影响。实质上，可监测性分配方法就是对系统监测点优化的一个过程。具体来说，就是通过可靠性、维修性等分配方法理论，按照机械系统高可靠性、高安全性以及智能化的设计目标，最终实现准确反映机械系统运行状态信息的可靠获取。
③可监测性设计方法研究。在对机械系统设计方法全面深入研究的基础之上，通过可靠性设计、可维修性设计以及保障性设计等方法上，对可监测性设计的设计标准、实施过程，采用并行工程思想以及全生命周期设计理念进行系统效益、安全、可靠等多参数分析，共同构建可监测性设计方法体系。
④可监测性设计评价研究。进行科学评价制度的构建是可监测性设计的关键部分，这个研究过程影响着这个可监测性设计的内容。这里面不仅仅包含了对设计阶段的评价，还包含着生产阶段、使用阶段的评价内容。简单来说，就是依靠已有的系统评价理论以及相关方法，对所收集到的各种机械系统运行数据信息，构建一个各种特征参数信息均可研究的机械系统可监测性设计评价体系，从而实现对系统可监测性设计各个阶段的科学有效评价。
参考文献：
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