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现代机械设计论文范文1
【关键词】机械设计；材料；标准化
一、机械设计中对材料的选择
1、机械零件材料的选择应满足基本要求
1.1使用性能要求。材料在使用过程中的表现，即使用性能，是选材时应考虑满足的根本要求。不同零件所要求的使用性能是很不一样的，有的零件主要要求高强度，有的则要求高的耐磨性，有的甚至无严格的性能要求，仅仅要求有美丽的外观。因此，在选材时，首要的任务就是准确地判断零件所要求的主要使用性能。
1.2工艺性能要求。材料的工艺性反映的是材料本身能够适应各种加工工艺要求的能力，即要求所选材料在加工制造时首先能够造出成品来，并且能够便于制造、同时必须保证质量。1）热加工工艺性能热加工工艺性能主要指铸造性能、锻造性能、焊接性能和热处理性能。2）切削加工性能金属的切削加工性能一般用刀具耐用度为60min时的切削速度V60来表示，V60越高，则金属的切削性能越好。
2、机械零件材料选择的方法
2.1选材对产品寿命周期成本的影响。显然，材料的选用极大地影响了产品寿命周期成本的各个组成部分。工程实践中，在保证产品合理功能（或性能）的前提下，虽然一般是选用价格便宜的材料，可降低产品的寿命周期成本；但同时我们更应注意的是，有时若选用成本虽高但性能更优的材料，由于产品的自重减轻、使用寿命延长、维修费用减少、能源费用降低等多方面的有利因素，从产品寿命周期成本角度考虑，反而是经济的。
2.2制造方法的选择是材料选择过程中一个不可分割的因素，即应将结构设计、材料选择及其可用的加工方法作为一个有机的整体看待。选材时不仅要考虑零件的某单项加工工序的成本，更重要的是应综合考虑其整个加工路线所涉及的全部加工工序之总成本。
二、机械设计标准化
1、机械零件是机器的基本组成要素，对于机械零件设计工作来说，标准化的作用是很重要的。所谓零件的标准化，就是通过对零件的尺寸、结构要素、材料性能、检验方法、设计方法、制图要求等，制定出各式各样的大家共同遵守的标准。
能以最先进的方法在专门化工厂对那些用途最广的零件进行大量的、集中的制造，以提高质量、降低成本。统一材料和零件的性能指标，使其能够进行比较，并提高零件性能的可靠性。采用标准结构及零、部件，可以简化设计工作，缩短设计周期，提高设计质量。
2、搞好设计阶段的标准化工作是降低产品成本的重要途径。在市场经济体制下，生产厂家应根据市场的需求变化，不断更新产品品种，提高产品质量，降低物资消耗，提高经济效益。要达到这些目的，都离不开标准化，必须用标准化手段，从严把好产品设计这一关，才能使企业在市场竞争中求得生存和发展，加快新产品开发。
三、影响机加工件表面层物理力学性能的因素
机械加工中工件由于受到切削力和切削热的作用，其表面层的物理力学性能将产生很大的变化，造成与基体材料性能的差异，这些变化主要表现为表面层的金相组织和硬度的变化及表面层出现的残余应力。
1、表面层金相组织的变化
影响磨削烧伤的因素有：砂轮材料对于硬度太高的砂轮，钝化磨料颗粒不易脱落，砂轮容易被切削堵塞。因此，一般用软砂轮好。磨削用量当磨削深度增大时，工件表面及表面下不同深度的温度都将提高，容易造成烧伤；当工件纵向进给量增大时，磨削区温度增高，但热源作用时间减小，因而可减轻烧伤。但提高工件速度会导致其表面粗糙度值增大。提高砂轮速度可弥补此不足。实践证明，同时提高工件速度和砂轮速度可减轻工件表面烧伤。冷却方式采用切削液带走磨削区热量可避免烧伤。但由于旋转的砂轮表面上产生强大的气流层，切削液不易附着，以致没有多少切削液能进入磨削区。因此，可采用高压大流量的冷却方式，一方面可增加冷却效果，另一方面可以对砂轮表面进行冲洗，使切屑不致堵塞砂轮。
2、加工表面的冷作硬化
加工过程中表面层金属产生塑性变形，使晶体间产生剪切滑移，晶格严重扭曲，并产生晶粒的拉长、破碎和纤维化，引起材料的强化，其强度和硬度均有所提高，这种变化的结果称为冷作硬化。加工表面层冷作硬化指标以硬化层深度、表面层的显微硬度及硬化程度表示。一般硬化程度越大，硬化层的深度也越大。
影响冷作硬化的主要因素：切削用量切削速度增大，刀具与工件接触挤压时间短，塑性变形小。速度大时温度也会增高，有助于冷硬的恢复，冷硬较弱。进给量增大时切削力增加，塑性变形也增加，硬化加强。但当进给量较小时，由于刀具刃口圆角在加工表面单位长度上的挤压次数增多，硬化程度也会增大。刀具刀具刃口圆弧半径增加，对表层挤压作用大，使冷硬增加；刀具副后刀面磨损增加，对已加工表面摩擦增大，使冷硬增加；刀具前角加大可减小塑性变形，使冷硬减小。工件材料工件材料的硬度越低，塑性变形越大，切削后冷作硬化现象越严重。
3、表面层的残余应力
切削过程中金属材料的表层组织发生形状和组织变化时，在表层金属与基体材料交界处将会产生相互平衡的弹性应力，该应力就是表面残余应力。表面层的残余应力的产生，主要有以下三种原因。
3.1冷态塑性变形引起的残余应力在切削力作用下，已加工表面发生强烈的塑性变形，表面层金属体积发生变化，此时基体金属受到影响而处于弹性变形状态。切削力去除后，基体金属趋向恢复，但受到已产生塑性变形的表面层的限制，恢复不到原状，因而在表面层产生残余应力。
3.2热态塑性变形引起的残余应力工件被加工表面在切削热的作用下产生热膨胀，此时基体金属温度较低，因此表层产生热压应力。当切削过程结束时，表面温度下降，由于表层已产生热塑性变形并受到基体的限制，因而产生残余拉应力。
3.3金相组织变化引起的残余应力切削时产生高温会引起表面层金相组织变化。由于不同的金相组织有不同的密度，表面层金相组织变化引起体积变化，当表面层体积膨胀时，因受到基体的限制，产生了压应力。表面层体积缩小，则产生拉应力。
总之，在市场经济中，为了更好满足企业的发展，机械产品越来越先进，品种越来越多。这就要求我们在机械设计当中，对材料的选择、标准化的应用提高到一个新的认识，在加工过程中，减少影响表面层物理力学性能的因素以及剂的合理运用。努力把我们加工成本降到合理的水平，从而提高企业的经济效益。
参考文献
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关键词：远程机械设计计算方法
1机械设计发展概述
传统设计方法是主要采用封闭的收敛设计思维，进行经验类比设计。在计算方面只进行静态分析，并将载荷，应力进行集中处理，对计算数据的误差采用增加安全系数的做法。论文百事通传统设计以手工设计为主，使用简单工具，进行人工计算绘图。除此，传统设计是一种串行设计，即一个零件从设计到生产是一个阶段的工作完成之后才进行下一个阶段的工作。所以，一种产品从设计到正式投产要花很多时间，这样开发周期长，且串行设计过程中，各个环节之间缺乏信息沟通，经常导致设计人员之间的合作不协调。
近年来，由于计算机网络技术、Web技术和数据库技术的出现和飞速发展，给现代机械设计注入了新的生机活力，机械设计逐渐向数字化、网络化方向发展。基于Web的远程设计是在这种条件下产生的。它使得各制造企业可以充分利用Internet和Web的国际互联性和资源共享性，建立企业间的动态联盟或虚拟设计小组，通过分散组合在各地域企业的技术优势，发挥各个企业的局部特长，所以不同专业的技术人员可以不受地域的限制，在一个统一且易于访问的平台下进行异地的合作与设计，实现信息的交流和共享，进而快速开发出所需产品，提高产品设计的一次成功率。
做为现代设计的一个重要组成部分，远程机械设计是一个多学科、多技术的研究领域，涉及到机械工程及计算机技术等许多知识领域。从机械设计的角度来看，主要研究设计过程的建模、设计优化理论等。从计算机技术方面来看，应研究如何对现有的设计资源进行组织和，使得这些资源能方便异地的设计人员进行查询和调用。这些资源包括各种专业化的计算、分析程序，供设计使用的数据库和知识库等，所以要研究网络环境下设计资源的获取与调用，设计过程中设计人员之间信息的交流和反馈等，为远程设计中分布式资源的获取和调用提供基础和借鉴。
2国内外远程机械设计发展
2.1远程设计的概念和意义远程设计让设计人员通过浏览器输入设计参数，服务器自动进行选择和计算，根据确定的参数返回产品的规格或设计图形。远程设计技术是现代计算机技术、网络技术和机械设计技术在工程设计上的应用，其缩短了产品的设计周期和节省了设计成本，真正意义上释放了工程技术人员。与传统的机械设计相比，远程设计具有以下优点：缩短产品的开发周期；避免重复开发；降低了企业资金和人员的投入。特别是近年来三层B/S网络计算模式的出现，极大地降低了客户端软硬件的配置要求；因为远程设计一般都提供给用户进行交流和讨论的平台，这不仅加强了各领域专家之间信息的共享和交换，而且还大大提高了一次产品设计的成功率。
2.2远程设计的国内外研究现状
2.2.1在国外领域，有关远程协同设计的研究和应用起步比较早，主要有：①上世纪80年代中期，麻省理工学院学者就从事了这方面的研究，首次提出T计算机支持的协同工作的概念。②20世纪90年代中期，美国伯克利加州大学的集成制造实验室开展了一个名为Cybercut的研究项目，建立了世界上第一个基于WWW的设计和制造系统。③英国建立EdinburghEngineeringVirtualLibrary网站，提供工程设计、制造需要等各种信息，建立了基于Web的虚拟制造中心，提高了企业特别是中小企业的市场竞争能力。④美国的Microsoft公司和UnigraphicsSolutions公司联合研究面向产品全生命周期基于知识的协同设计支持网络环境“DesignKnowledgeNetwork”，减少了时间，降低了成本，快速获取全球设计知识的基础的同时，进行产品创新设计。⑤英国Liverpool等大学研究并且应用人工智能和Internet提供滚动轴承的网络化的设计服务。
2.2.2在国内，这方面的研究主要集中在高等院校和科研院所，其中主要有：①西安交通大学理论与轴承研究所为主、国内多家企业和研究机构共同参并建立了国内第一个支持产品协同设计的网站-现代产品设计与研究开发网络（），旨在推进现代设计，主要提供设计知识的获取，参加的单位还有清华大学、机械科学研究院、华中理工大学、重庆大学、上海交通大学等国内许多著名的高校和科研院所。②清华大学精密仪器及机械系摩擦学国家重点实验室开发出了基于Web的异地合作设计系统Cdesign，其采用了Client/Serveer构架，客户与服务器之间通过VAW来完成。③上海先进制造工程技术研究中心与上海飞机制造公司开发了一个基于Intemet/web的异地设计和制造系统，利用它进行跨企业、跨地域的协同产品设计与制造。
除此之外，国内也有一些相关的网站，如：中国机械网（china-）、材料与制造综合信息服务平台等，它们提供机械设计技术数据、制造工艺技术数据等，并把机械设计技术、制造工艺技术、远程设计技术、产品数据库、计算机辅助设计都实现了网络化。
可是远程设计由于刚刚起步，像其它新兴技术一样还不够完善。随着CAD技术、计算机网络技术、数据库技术及人工智能技术的不断发展，远程设计的内容必将越来越丰富，功能越来越强大，所提供的服务也将越来越完善。新晨
3远程设计系统的技术研究
任何系统的总体结构模式的确定是系统在设计初步阶段要完成的一项主要任务。它的总体结构模式是系统的基础，只有确定了系统的结构模式才能进行下一步的设计和开发。而且应用软件的架构是建立在计算模式基础之上的，所以，必须先对网络计算模式进行分析。
计算机网络技术的发展过程中先后出现了大型机为中心的计算模式，服务器为中心的计算模式和客户机/服务器(Client/Server)计算模式，还有随着Web技术的成熟而发展起来的浏览器/服务器(Browse/Server)计算模式。
对两种计算模式经过分析和研究，CS模式和B/S模式比较，具有以下优点:界面风格统
一、可移植；跨平台性，B/S模式的系统较US模式的系统有更好的跨平台性，客户端可位于任意的软、硬件平台；易于管理和维护。
4远程设计系统的支撑技术
基于Web的远程设计是一项涉及多学科多功能的综合活动，其中包括现代机械设计技术、Web技术、数据库技术、计算机编程技术、多媒体技术和图形浏览技术等。
参考文献：
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1.1把机械设计制造与机电一体化进行有效结合
机电一体化是机械自动化的高级形态，是机械工业发展的延伸，也是机械工业的重要的发展方向。机电一体化改变了人类对机器的看法，机电一体化使得机器不在是冷冰冰的钢铁，是机器拥有了智能化的特点。改变了机器的模式。
1.2把机械设计制造与信息技术有机结合
现代社会信息技术已经成为人类不可分离的一部分，随着信息技术的强大，机械设计制造没有跟上信息技术发展的脚步。信息技术日新月异，但在我国，大部分的机械制造乃至大部分的工厂都是以密集的人力劳动为主，随着劳动力成本的上升，这些工厂面临市场的洗礼，实时转型成为工厂生存的关键。机械制造与计算机结合，可以有效的把人从繁重的体力劳动中解放出来，实现我国从劳动密集型向知识密集型转型，增加企业抵抗市场洗牌的能力，增强抗风险能力。
1.3在机械设计制造与信息技术结合的基础上实现机械自动化的网络化
同计算机一样，网络也成为人们生活的一部分，机械的制造、组装、推广都离不开网络，特别是机械成品的使用和推广离不开网络的作用。
1.4机械设计制造及其自动化同样要走可持续发展之路
环境污染已经成为当今社会一个很重要的问题，前些年，我们一味追求经济效益，牺牲了环境，现在我们正在品尝环境污染的恶果，特别京津冀地区饱受雾霾的侵袭。从食品工业的机械自动化来看，我国和其他国家有着很大的差距。本身机械工业是一个污染比较强的工业类型，发展见效快的低成本自动化技术，潜力大、前景好、投资不多、见效快，是比较符合我国现阶段的工业水平，但在发展过程中，要节约能源、减少耗材，走绿色化、可持续化之路，总之，经济不应该以环境作为代价。
1.5机械设计制造及其自动化需要较强的自学和创新能力
理论是实践的基石，因此，在本专业的学习中，要注重对专业知识的学习，只有打下良好的专业基础，才能在实践中学以致用。现代社会技术日新月异，只具备良好的专业素质也是远远不够的，我们要在专业知识的基础上增强自身的创新能力。把理论和创新能力结合，才能跟上科技发展的步伐。机械设计制造及其自动化并不是单纯的机械零部件的加工，本专业涉及范围较广，不仅要去具备本专业必需的制图、计算、实验、测试、文献检索和基本工艺操作等基本技能；还要具备本专业领域内某个专业方向内所必要的专业知识，了解其科学前沿发展趋势。
2机械设计制造及其自动化的发展前景
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关键词：远程 机械设计 计算模式
一、机械设计发展概述
传统设计方法是经验、类比式的设计方法。主要采用封闭的收敛设计思维，进行经验类比设计。在计算方面只进行静态分析，并将载荷、应力进行集中处理，对于计算数据的误差采用增加安全系数的做法。传统设计方法以手工设计为主，使用简单的工具，进行人工计算画图。这样，一种产品从设计到正式投产往往要花很多时间，因此开发周期长，并且串行设计过程中，各个环节之间缺乏信息沟通，常导致设计人员之间的合作不协调。
近年来，计算机网络技术、 Web 技术和数据库技术的出现和飞速发展，给现代机械设计注入了新的生机和活力，机械设计逐渐向数字化、网络化方向发展。基于 Web 的远程设计正是在这种条件下产生的。
作为现代设计的一个重要组成部分，远程机械设计是一个综合了多学科、多技术的研究领域，涉及到机械工程及计算机技术等诸多知识领域。从机械设计的角度来说，主要研究设计过程的建模、设计优化理论等。从计算机技术方面来说，应研究如何对现有的设计资源进行组织和，使得这些资源能方便异地的设计人员进行查询和调用。
二、国内外远程机械设计发展
2.1 远程设计的概念和意义
远程设计即让设计人员通过客户端浏览器输入设计参数，服务器自动进行计算和选择，并根据确定的参数返回产品的规格或设计图形。远程设计技术是现代计算机技术、网络技术和机械设计技术在工程设计上的应用，它缩短了产品的设计周期和节省了设计成本，真正意义上地释放了工程技术人员。与传统的机械设计相比，远程设计具有以下优点：
1 、缩短产品的开发周期。
2 、避免重复开发。
3 、降低了企业资金和人员的投入。
4 、由于远程设计一般都有提供给用户进行交流和讨论的平台，这就不仅加强了各领域专家之间信息的共享和交换，而且大大提高了一次产品设计的成功率。
2.2 远程设计的国内外研究现状
2.2.1 在国外，有关远程协同设计的研究和应用起步较早，主要有：
（ 1 ）早在上世纪 80 年代中期，麻省理工学院学者就从事了这方面的研究，并首次提出 T 计算机支持的协同工作的概念。
（ 2 ） 20 世纪 90 年代中期，美国伯克利加州大学的集成制造实验室在美国国家科学基金、美国国防先进制造计划福特汽车公司的资助下开展了一个名为 Cybercut 的研究项目，建立了世界上第一个基于 WWW 的设计和制造系统。
（ 3 ）英国建立的 Edinburgh Engineering Virtual Library 网站， 提供工程设计、制造需要的各种信息，在英国建立了基于 Web 的虚拟制造中心，为企业设计、分析、制造等提供服务，提高了企业特别是中小企业的市场竞争能力。
（ 4 ）美国 Microsoft 公司和 Unigraphics Solutions 公司联合研究面向产品全生命周期的基于知识的协同设计支持网络环境“ Design Knowledge Network" ，减少了实际时间，降低了设计成本，在快速获取全球设计知识的基础上，进行产品创新设计。
（ 5 ）英国 Liverpool 等大学研究并应用人工智能和 Internet 提供滚动轴承的网络化设计服务。
2.2.2 在国内，有关这方面的研究主要集中在高等院校和科研院所，其中主要有：
（ 1 ）以西安交通大学理论与轴承研究所为主、国内多家企业和研究机构共同参与建立了国内第一个支持产品协同设计的网站 - 现代产品设计与研究开发网络（ 省略 ），旨在推进现代设计，主要提供设计知识的获取，参加的单位还有清华大学、华中理工大学、机械科学研究院、上海交通大学、重庆大学等国内许多著名的高校和科研院所。
（ 2 ）清华大学精密仪器及机械系摩擦学国家重点实验室开发出了基于 Web 的异地合作设计系统 Cdesign ，该系统采用了 Client/Serveer 构架，客户与服务器之间通过 VAW 来完成。
（ 3 ）上海先进制造工程技术研究中心和上海飞机制造公司开发了一个基于 Intemet/web 的异地设计与制造系统，利用其进行跨企业、跨地域的协同产品设计与制造。
另外，国内也有一些相关的网站，如：中国机械网（ 省略 ）、材料与制造综合信息服务平台等，它们提供机械设计技术数据、制造工艺技术数据等，并把机械设计技术、制造工艺技术、远程设计技术、产品数据库、计算机辅助设计都实现了网络化。在其中的机械设计技术模块中，用户只须选取自己要使用的设计模块，输入适当的参数就可自动设计出自己所需的零部件；在远程分析模块中，实现了常用机构的参数化仿真与分析。
可是远程设计由于刚刚起步，像其它新兴技术一样还不够完善。随着 CAD 技术、计算机网络技术、数据库技术及人工智能技术的不断发展，远程设计的内容必将越来越丰富，功能越来越强大，所提供的服务也将越来越完善。
三、远程设计系统的技术研究
系统的总体结构模式的确定是系统在初步设计阶段要完成的一项重要任务。系统的总体结构模式是系统的基础，只有确定了系统的结构模式之后才能进行下一步的设计和开发。而应用软件的架构是建立在计算模式基础之上的，因此，有必要先对网络计算模式进行分析。
在计算机网络技术的发展过程中，先后出现了以大型机为中心的计算模式、以服务器为中心的计算模式、客户机 / 服务器 (Client/Server) 计算模式，以及随着 Web 技术的成熟而发展起来的浏览器 / 服务器 (Browse/Server) 计算模式。
（ 1 ）通过对两种计算模式的研究和分析， B/S 模式较 US 模式，具有以下优点 :
1 、界面风格统一、可移植
US 模式的客户端往往采用不同的开发工具开发，因此界面不统一，一般来说也互不兼容，难以移植到其它的平台上运行，而 B/S 模式的客户端使用统一的 Web 浏览器，根本就不存在移植性的问题，而且使用非常简单。
2 、跨平台性
B/S 模式的系统较 US 模式的系统有更好的跨平台性，客户端可位于任意的软、硬件平台，因此跨平台的问题得到解决。
3 、易于管理和维护。
C/S 模式的系统针对不同的客户端需要开发不同的应用程序，完成的工作量较大。一旦系统要进行修改或升级，则要修改所有客户端上的应用程序，工作重复，管理和维护成本较高。反观 B/S 模式，由于应用软件集中在服务器端的开发和管理，因此应用系统进行升级时，只需更新服务器端的软件即可，无需客户端的参与，因此大大减少了系统维护与升级的成本与工作量。
参考文献：
现代机械设计论文范文5
关键词 机械设计基础；创新能力：TRIZ理论
中图分类号 G642.0
文献标识码 A
文章编号 1005-4634（2012）05-0081-03
0 引言
《机械设计基础》是天津城市建设学院非机类专业学生所学的一门专业基础课，主要研究机械的常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本设计理论和计算方法，具有较强的理论性、实践性和应用性。现代社会需要具有创新能力的人才，所以结合天津城市建设学院非机类专业特点，并针对本课程特点，提出具体的改革方式来加强学生创新能力的培养。
1 《机械设计基础》课程中存在的问题
《机械设计基础》课程通常采用课堂教学、实验和课程设计方式实施教学。如今的教学中存在以下问题。
1）教学内容多，课时少；
2）教学模式比较陈旧，现代教育手段得不到正确使用；
3）学生的自主性和创新性差；
4）实验教学环节重理论、轻实践；
5）学生对课程设计的重视度不够、依赖性强，无创新性。
总体而言，现在的学生会背书、有技能，但缺乏创新能力。因此，在《机械设计基础》课程教学中，培养学生掌握设计的基本原理和最新方法，还应注重培养学生的创新能力。创新思维的探索在国内外从没有停止过，并已取得许多可喜的成果，如试错法、头脑风暴法、形态分析法、焦点对象法、多角度思考法、检核表法等。但上述创新方法基本以心理机制为基础，且逻辑性不严密。TRIZ是前苏联G.enrich S.Altshuller和他的同事，经过50多年对数以万计的专利文献和自然科学知识进行研究、整理和归纳，最终建立的一整套系统化的、实用的、解决发明问题的理论和方法体系。TRIZ理论的原理、法则、程序、步骤、措施等，来源于人类长期探索与改造自然的实践经验的总结，具有严密的逻辑性，而且应用的有效性较高。ZLOTIN把知识从0级到4级分为了5个等级（0级最低，4级最高），不同级别的知识可以用于解决不同级别的问题，如表1所示。使用TRIZ理论解决问题时，其步骤如图1所示。
2 《机械设计基础》课程改革措施
充分考虑天津城市建设学院教学的实际情况和本课程特点，基于TRIZ，对《机械设计基础》课程提出具体的改革措施。
1）优化教学内容，构建培养创新能力的教学体系。（1）选取来源于现实生活的教学素材，并使教学内容贴近非机类各专业方向；（2）传统和现代技术手段相结合，注重教师的引导作用，采用学生的融入式教学；（3）融入TRIZ理论，如讲解齿轮机构在当今国内外的发展状况时，引导学生采用TRIZ理论中40个发明原理中的问题模型进行分析：应用最广的是直齿渐开线齿轮，但其寿命短、承载能力有限。因此，人们尝试在同样厚度的齿轮上，增加接触线长度的斜齿，即斜齿轮。但斜齿轮在传动过程中，易产生对传动系统不利的轴向分力，所以，诞生了人字齿轮，可是人字齿轮的加工复杂。同时，讲解齿轮机构的设计及其在生活中的应用时，穿插TRIZ理论及其有关的创新实例，并让学生在课堂及课后应用TRIZ理论进行思考，启发学生在原有基础上不同角度的创新。
2）优化实验内容，培养学生创新能力。（1）组织学生拆装与专业相关的机器，为学习专业课打下良好基础；（2）开设创新性和综合性实验…，如机构创意设计实验，主要对常见的机构进行创意组合，由学生自己设计机构用途和机构简图，再根据其机构简图搭建机构，并分析其合理性。在实验中，学生可使用TRIZ理论中的合并、分割、嵌套、替代等发明原理，解决设计的机构如何达到机构功能的要求；（3）从各自专业出发，鼓励学生构想出一些新的机构、机器或对现有机器的不合理部分提出改革设想，然后进行设计并付诸实施。
3）改革课程设计的教学模式，加强学生创新设计能力的培养。（1）组成兴趣设计小组，让学生在设计过程中对现有的问题提出创新性解决方案；（2）TRIZ理论中的39个标准工程参数与机械产品有着非常密切的关系，所以，课程设计中要以学生为主，教师只起指导作用，引导学生将TRIZ理论中的39个标准工程参数应用到课程设计中，为以后的实践性工作打下基础；（3）重视答辩。
4）构建第二课堂，培养学生的创新能力。结合专业优势，鼓励学生积极参与教师课题和各级挑战杯及创新大赛。（1）参与教师课题，使学生接触学术发展的尖端知识，并增加他们的求知欲和探索欲；（2）对于各种竞赛活动，采用自主研究模式，即由教师指导学生应用TRIZ理论提出问题和解决问题，搜集资料制定研究计划，最后提交研究成果（论文或生产成品）。自始至终，指导教师不应直接参与其中，更不应把自己的观点强加给学生，只在必要时给予一定的技术指导。
在参加天津市高校第二届机械创新设计大赛的时候，学生提出问题：出门需带东西多时，只有拉杆箱和塑料袋为伴，可是塑料袋提东西重了手会疼，拉杆箱拖东西轻松，但是不方便携带。这个问题属于TRIZ理论中的物理冲突，即为了实现某种功能，一个子系统或元件应具有一种特性，但是同时出现了与该特性相反的特性。现在要求既能载重物，又要携带方便。在TRIZ理论中，Mann曾经提出：解决物理冲突的分离原理与解决技术冲突的发明原理之间存在关系，对于一条分离原理，可以有多条发明原理与之对应，如表2所示。
所以，上述问题属于时间分离，根据表2中的发明原理15动态化：使一个物体或其环境在操作的每一个阶段自动调整，以达到优化的性能。按照此原理，学生设计了多功能小拖车，铝合金材料，折叠前尺寸为95×35cm，折叠后尺寸为40×35cm，如图2所示。小拖车功能如下：
（1）拉杆的伸缩设计（如图3）。伸缩设计可自由调节拉杆长度，当老人使用时，调节到拐杖的长度，用于老人暂时的站立休息；
（2）底板旋转设计（如图3）。底板沿水平面旋转90度与拉杆成一条直线，拖车可被折叠；
（3）底板腿的伸缩设计（如图4）。底板腿的伸缩设计使拖车折叠成小板凳，走路累的时候可以坐在上面休息。
3 结束语
将上述改革措施应用到天津城市建设学院各专业的《机械设计基础》课程教学中，经过近两年的实践，取得了良好的效果。
1）充分调动了学生学习《机械设计基础》课程的积极性和求知欲，提高了教学质量；
2）提高了学生分析问题与解决问题的能力，为专业课程的学习打下了良好的基础；
现代机械设计论文范文6
（龙岩学院 机电工程学院，福建 龙岩 364012）
摘 要：本文分析了机械专业实验室建设的背景与现状，然后对机械原理、机械设计实验室建设创新的预期目标进行概括，最后提出了提高实验室建设水平的几点对策.
关键词 ：机械原理；机械设计；实验室建设
中图分类号：G48；G64文献标识码：A文章编号：1673-260X（2015）08-0215-02
在高校教学改革的背景之下，实验室在整个教育教学活动的重要意义得到了进一步的凸显.甚至可以说，高校各个专业实验室的建设情况将直接决定着本专业的教学能力以及高校综合教育实力.加强有关机械原理以及机械设计实验室建设工作是逐步实现创新教育目标，培养高素质、复合型人才的重要内容，也是突出当前实验教学工作全新要求与特点的重要手段.本文即围绕机械原理、机械设计实验室建设方面的关键问题进行分析与探讨.
1 机械原理、机械设计实验室建设背景及现状
以前的机械设计课程实验大多是验证性的试验，只偏重于一些几何参数、运动参数、动力参数的测定和分析.这些实验对学生掌握课堂中所学的基本概念，加深理解一些基本原理具有显著的效果，但这些实验作为课程教学的一部分，在培养学生初步具有拟定机械运动方案，分析和设计新机构的能力，以及培养学生的创新与动手能力方面还远远不够.具体而言，当前机械原理、机械设计实验室建设方面还存在以下几个方面的问题：
1.1 实验设备相对缺乏，无法开展系统性的实验训练
当前，高校所配备的机械专业实验室与国际一流水平高校机械专业实验室之间的差距仍然是非常大的.由于在实验设备的配置上存在局限性，因此导致机械专业的学生丧失了部分动手训练与实践的机会.很多实验都纯粹以教学教材所涉及到的理论知识要求进行配置，实验主要内容围绕着课堂中所学的基本概念开展，属于验证性试验，虽然能够帮助学生认识相关概念与理论，但在提高学生分析思考能力，启发创新、发散思维能力方面缺乏促进作用，不利于学生创造性思维的培养.
1.2 实验类型过于单一，较少涉及到综合性知识实践
目前高校机械原理以及机械设计实验室中虽然围绕教学需求配置了一定数量的实验装置与设备，但设备配套比较局限，能够开展的实验内容以及类型过于单一，无法帮助学生灵活应用机械原理以及机械设计方面的相关知识.
2 机械原理、机械设计实验室建设预期目标
在机械原理以及机械设计实验室的建设创新过程当中，必须针对当前实验室建设中存在的问题，采取一系列有针对性的创新建设策略与方法，克服机械专业实验室中存在的缺点与局限性，使机械原理、机械设计课程理论知识能够更好的与实验实践相结合，激发学生参与机械原理、机械设计相关知识学习的主动性，由被动的学习、实验模式转变为主动、创新的实验实践模式.
因此，在有关机械原理以及机械设计实验室建设创新的过程当中，预期目标应当设置为：从实验室操作环节入手，以机械专业基础、经典理论为依托，促进实践性知识的合理应用，展示本专业领域最新的设计方法，实现分析、综合、转化的数学模型与程序.从机械原理与机械设计课程教学内容的安排上来说，实验室建设中的具体目标如下表所示（见表1）.
3 机械原理、机械设计实验室建设水平的提高策略
高校机械原理以及机械设计实验室需要同时负担各个年级段本科生的实验教学任务，同时也需要为学生毕业论文的研究提供基础支持，当然也是高校教师进行科研活动的主要场所.因此，实验室建设中，设备配置必须在满足常规教学需求的基础上，适当增加实验台台数以及实验设备的专业性，促进学生综合实践能力的提升.具体措施有：
3.1 构建分层机械原理、机械设计实验室体系
根据高校在机械原理以及机械设计教学开展中的实际内容与实验要求，构建三层实验室体系，不同层次实验室满足不同实验需求.
第一实验室设置机械零件、机械原理和机械创新展示柜，每组展示柜至少需要配备10个或以上的单体陈列柜.展柜中的模型可实现点动或顺序控制运动演示，并配有录音讲解及运动简图和文字说明，具有形象直观的特点.组建该实验室的目的是将部分基本教学内容利用实物模型进行教学.通过对该实验室资源的应用，能够为本专业学生提供认知依据，同时也是课外科技创新活动开展的知识基础.
第二实验室设置机构模型、齿轮范成仪、齿轮减速器和插齿机模型4种设备或器材，可完成机构运动简图的绘制、齿轮范成、减速器的装拆3个基础性必选实验项目和为学员演示齿轮的插齿过程.本实验室的主要功能是为本专业学生的实操作与理论验证、分析提供支持，使学生能够通过实验加深对机构组成原理的认识，对机构运动特性有一个全面的把握.
第三实验室是具有现代化水平的实验室，滑动轴承、皮带传动、螺栓连接、动平衡和波动调速5类实验台均安装测试卡，可以对实验数据进行自动记录、实验结果进行结算分析，在发展学生创新能力方面有重要价值.
3.2 具体建设策略
第一，满足平面机构及其可视化实验的创新建设：在有关平面机构及其可视化的实验过程当中，实验室需要配备4台同型号的PC电脑，8套同等规格的实验台，每个实验台上需要配备1套完整的机构模型.以上配置标准下，可以通过设计与并接的方式使平面机构传感系统实现不同类型以及不同方式的运动.同时，实验台在建设过程当中可以于主要构件中设置出安装传感器的对应位置，同时添加与之相对应的数据处理软件以及数据监测系统.通过对以上模块的综合应用，分析在平面机构运动过程当中参数变化所对应的系列曲线，进而分析数据，掌握不同类别机构在特定条件下运动所产生的规律.依照上述方式所建设的实验室还能够通过分析加速度、位移，以及速度等基本要素的方式，掌握运动构件的主要特点，帮助学生更好的认识机械原理，掌握机械设计要点.
第二，有关运动方案组合实验的创新建设：在有关运动方案的组合实验过程当中，实验室可以尝试引入已经获得国家专利的产品，如创新机构组合实验台等，至少配置2台，实验台中包括低副杆组以及高副杆组，同时也包括组成以上杆组的各种机架、构件等.通过这些设置，能够使曲柄滑块机构与连杆机构、齿轮机构、凸轮机构、以及间歇运动机构等相互拼接，除此以外还能够使由涡轮蜗杆、带传动、以及链传动所形成的传统平面有机、交叉组合，构成一个完整的机械传动系统以及组织结构，在与齿轮齿条传动箱结合的基础之上，通过连接电机以及带传统的方式使拼接机构能够有效、且及时的响应动作指令，执行可靠动作.在这种配置方案下，学生能够更好清楚的掌握运动机构组成这一部分知识的了解程度，通过对实际的机构组成方案的观察，进行学习与标识，同时通过实验的方式培养学生在工程实训方面的动手能力，促进学生设计思维的提高以及综合实践设计能力的提升.教师也可以按照以上操作方法完成拼接实验，并对实验台整个运动机构的运动情况进行观察，从而对运动机构方案的科学性以及可行性进行及时检验.
第三，针对轴系结构设计实验的创新建设：在实验室建设过程当中可以配置具有创意组合特点的轴系结构设计试验箱，通过引入轴系结构设计试验箱的方式，使学生能够更加直观与准确的掌握轴系方面的知识结构.一般来说，一套完整的轴系结构试验箱包含八类，百余个零件.若能够在实验室建设过程当中满足以上标准，则能够使实验室的配置完全满足机械原理以及机械设计教学的具体要求.教师可以根据教学需求，利用不同类型的零件进行自由组合，形成多种轴系结构，利用这些轴系结构解决在教学过程当中存在的回转零件轴向固定，受伤零件拆卸安装，以及轴承轴向位置固定等内容，为学生机械原理以及机械创新设计相关知识的学习打好基础.
4 结束语
有关研究中认为，机械原理以及机械设计专业覆盖面占到了工科专业的4/5左右，在提高学生对机械技术工作适应能力方面发挥着非常重要的作用.机械设计课程实验课是机械设计课中重要的实践环节.针对当前机械专业实验室在建设、应用过程中存在的各类问题，尽全力提高机械原理、机械设计实验室建设水平，已成为本专业教研人员最为关注的问题之一.本文在认识机械专业实验室建设现状的基础之上，对机械原理、机械设计实验室建设的基本面进行分析，最后重点从满足平面机构及其可视化实验的创新建设、有关运动方案组合实验的创新建设、对机械设计创新陈列实验展示的建设、针对轴系结构设计实验的创新建设、围绕常用构件制作加工的实验建设等方面入手，探讨了提高机械原理、机械设计实验室建设水平的主要策略.
参考文献：
〔1〕李志尊,王克印,刘红宁，等.虚拟实验室在机械设计基础教学中的应用[J].实验室科学,2014,17(1):50-53.
〔2〕李光雷.案例教学法在高职院校《机械设计基础》课程的应用研究[J].南京工业职业技术学院学报,2014(4):85-87,90.
