機械設計原理與方法精選(九篇)

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第1篇：機械設計原理與方法范文

【關鍵詞】機械設計;高職教育;教學資源;教學法

【中圖分類號】G40-057 【文獻標識碼】B 【論文編號】1009―8097(2010)10―0076―03

引言

高等職業教育是高等教育的重要組成部分,是以培養具有一定理論知識和較強實踐能力,面向基層、生產、服務和管理第一線崗位的實用型、技能型人才為目的的教育[1]。機械設計基礎是高職教育機械系列課程中的一門主干課程,對于培養學生機械設計和解決工程實際問題的能力發揮著重要的作用[2]。同時,它也是一門綜合性很強的課程,涉及到力學、機械原理和機械設計等多門課程的知識,是這些基礎知識的綜合體現和運用。目前,機械設計教學方法的研究已經得到了廣泛的關注,見參考文獻[3-9]。傳統的教學方法是將工程力學、機械原理和機械設計等課程分開來講,忽視了彼此之間的聯系,學生學完后難以將所學知識融合起來應用于機械設計。高職機械設計基礎課程的特點是重視應用性教學,強調知識的運用,降低理論的深度,對于公式、公理等推導、證明的理解、認知不重要。教學內容以“必須夠用”為原則,在不影響知識理解連貫性的前提下可以減略,以便學生集中精力掌握實用的結論,以解決實際設計問題[10]。針對傳統教學存在的問題,結合高職教育的特點,提出了基于知識融合的機械設計教學法。以應用為目的,本著優化、適用、適度的原則,將工程力學、常用機構、通用機械等教學內容有機的融合,并開發了相應的教學資源,運用后取得了良好的效果。

一 教學目標

從高等職業教育培養應用型、技術型人才的總目標出發,遵循“以應用為目的”,“以必需、夠用為度”,“以掌握概念、強化應用、培養技能為教學重點”的原則,提出了基于知識融合的機械設計教學法。傳統的教學目標只是針對某一課程基礎知識的掌握,忽視了課程之間的交叉與聯系。不同的老師擔任不同的課程,學生可能在學習某一門課程時掌握得很好,但是在機械設計真正的應用時,會感覺很迷茫,不知從哪里入手,所學的知識不能得以應用。原因在于學生沒有從整體上把握機械設計的過程,所學的知識沒有融合在一塊,各自是孤立的。

機械產品的設計一般要經過產品的規劃、方案設計、技術設計、施工設計等環節。通過學習,學生不僅應掌握一般機械產品設計所需的基本理論知識,還應對機械系統有一個整體的認識,并應掌握機械產品設計的基本過程。基于知識融合的機械設計教學法打破傳統的工程力學、機械原理和機械設計基礎等課程的界限。將理論力學、材料力學、常用機構和通用機械的知識相互融合,使力學的內容滲透到常用機構和通用機械以及與之相關的內容中,理論與實踐緊密結合。不但使學生掌握機械設計所必需的基礎知識,包括常用機構的結構、運動特性和工程力學方面的基本理論。更為重要的是使學生將所學的知識融匯貫通,對機械設計形成一個整體的認識。超越各門課程之間界限,隨時能夠靈活熟練地運用所學的知識進行機械產品的設計,具備一般通用機械的設計能力。培養學生建立初步的工程概念,對機械產品具有整體的概念和正確的設計思想,為解決實際問題打好基礎。

二 基于知識融合的機械設計教學法

在有限的學時內,合理取舍課堂教學內容,是關系到能否真正實現課程目標的關鍵。高職院校的機械設計課程應遵循以下的原則:精選重點和難點的內容進行詳解與指點,避免煩瑣公式的推導和易于自學的內容占用過多的學時;拓寬學生的知識面,注重工程應用,啟發學生舉一反三;注重機械學科發展,將機械學科的科研成果融入教學,讓學生了解機械學科的新技術、新方法[3]。

以機械系統分析和綜合設計能力的培養為主線,突出工程意識和創新精神的培養,并將這一思想貫穿課程始終。從整體設計思想出發,精簡煩瑣的公式推導及過時的工程方法,刪減各門課程重復交叉的內容,實現教學內容的整體優化。多年來機械原理和機械設計兩門課程的教學內容基本變化不大,課程內容自成體系,相互之間缺少銜接,存在內容交叉和重復的問題。如齒輪傳動設計,歷來是機械原理和機械設計課程的重點內容,由兩門課程分別講授,不但部分內容重復,且從設計的思維過程來看,有些內容本來是緊密聯系的,卻被兩門課程所分割?；谥R融合的機械設計教學法打破傳統的工程力學、機械原理和機械設計基礎等課程的界限,將這些課程有機地融為一體,如圖1所示。

常用機構及其傳動設計一般包括工作原理、運動設計、承載能力設計和結構設計四個方面的內容,將這些內容所涉及的基本理論進行融合。首先學習工程實際中常用機構和機械的有關力學方面的必要知識。包括力學模型的概念,對力學模型的受力分析方法,力、力矩、力偶的概念及其基本性質,平面一般力系平衡問題的解法。四種基本變形的內力和應力分析、強度計算,減速器軸的彎扭組合變形分析及強度計算等。在講授力學方面的知識時,將一些機械設計中的常用的機構融匯進來,對后面的機構學習可以起到拋磚引玉的作用。同時,也讓學生學會了如何將力學知識應用到機械設計中。再接著學習機械中常用機構及通用零部件的類型、特點、工作原理、運動特性、工作能力設計、結構設計、組合設計以及標準零部件的選用等。在講授具體機構及零部件設計計算時,針對具體機械的工況與技術要求,進行力學性能的強度校核。又可以回顧以前所學的力學知識,真正做到知識的前后呼應,融會貫通。與目前的基于項目的教學法有異曲同工之妙。而原來的工程力學、機械原理和機械設計的課程是分開的,工程力學以受力分析為主,機械原理是以機構的分析為主,機械設計是以零件的強度分析和繪制圖紙為主。各自獨立的課程配置使學生學習起來難以真正體會它們之間的聯系,相互之間的應用就更無從談起。而機械產品的設計正是融合了多學科的知識,相互之間應用起來更是融為一體,難以分割。

三 教學資源的開發

根據基于知識融合的機械設計教學法,編寫了機械設計基礎教材,制作了相應的教學資源,如圖2所示。教材包括物體受力分析基礎、常用機構、聯接、傳動件及傳動裝置、支承零部件五部分。物體受力分析基礎對物體所受力進行了分析,介紹了平面力系和空間力系;常用機構介紹了機構運動簡圖和自由度、平面連桿機構、凸輪機構和其他常見機構;聯接主要介紹了聯接件的變形、螺紋連接、軸轂聯接、軸間連接和彈性聯接;傳動件及傳動裝置對齒輪傳動、蝸桿傳動、輪系、帶傳動和鏈傳動等傳動裝置的結構、特點、應用范圍及設計計算進行闡述;支承零部件介紹了常用的支承零部件軸和軸承。

多媒體教學因其具有直觀性、動態性、可重復性、針對性、圖文并茂等優點,為課堂教學打開了一幅別開生面的畫卷,日益受到廣大教師和學生的青睞。機械設計基礎課程要求學生對機械傳動有較強的感官認識,懂得各種機構運動的原理和動作的順序,而這些單憑黑板上講解是掌握不了的,必須通過實物演示或實驗操作才能獲得。以螺栓聯接的結構和受力分析為例。如圖3所示為螺栓聯接的結構和受力分析,包含了預緊前、預緊和受載三個狀態。上面有正常加載、超常加載、加載和卸載四個按鈕,當點擊其中的任一按鈕時,在右邊力的坐標系中可以顯示力的變化情況,同時受載狀態結構圖中也可模擬結構實際的變化情況。如圖4所示,即為點擊超常加載按鈕的模擬情況,不但在力的坐標系中顯示了此時力的大小,而且可以在螺栓聯接的結構中呈現出結構的實際變化情況。其圖文聲像并茂等優勢能將教學中抽象、陌生的知識直觀化、形象化,創建出生動的表象,增大課堂信息量,活躍氣氛,有效激發學生學習的興趣,調動其學習的積極性,獲得較好的教學效果。

四 結論

機械設計課程有著其他課程不能替代的作用,這是由課程的性質、任務、地位和內容決定的。針對傳統教學存在的問題,結合高等職業技術教育的特點,提出了基于知識融合的機械設計教學法,以應用為目的,本著優化、適用、適度的原則,將多科目基礎課程內容融合。完善整個機械設計過程所必要的基本知識和基本理論,增加基本設計方法和實踐性內容。著力體現了高等職業教育的特色,有利于提高學生認識問題和解決問題的能力。編寫了機械設計基礎教材,制作了相應的多媒體教學資源,在教學中進行了實際應用,取得了良好的效果,具有重要的實際應用和廣闊的推廣價值。

參考文獻

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[2] 張軍,劉笑羽,孫樹廷.面向21世紀“機械設計”的改革[J]. 實驗室研究與探索, 2008, 27(10):168-169.

[3] 于曉紅,王小群,邱麗芳.機械原理與機械設計課程體系的優化整合[J].中國大學教學,2008,(7):34-36.

[4] 高英敏, 劉慶華, 路建彩.基于工作過程的《機械設計》學習領域課程開發[J].職業技術教育, 2009, 30(14):13-15.

[5] 劉江.機械設計專業教學改革探索[J].科學咨詢,2010,(1): 126-126.

[6] 蔣學華, 韓虎. 機械設計實驗教學創新模式探索[J].實驗室研究與探索, 2008, 27(4):89-91.

[7] 湯迎紅,孫曉,吳吉平.《機械設計》課程教學中的幾點體會[J].中國科教創新導刊,2009,(34):211-213.

[8] 于士軍.《機械設計》教學改革的探索與實踐[J]. 中國市場,2009, (26): 83-84.

第2篇：機械設計原理與方法范文

1．專業認知學習階段

在第一學年第一學期開設的“機械專業導論”為所有機械專業本科生的必修課(32學時)。該課程保證有8學時的關于紡織機械的授課內容，重點介紹紡織機械行業的情況、紡織機械的分類、紡織機械的主要設備，使學生對紡織機械有初步的感性認識。

2．專業基礎課學習階段

紡織機械門類繁多、性能各異，有紡紗機械、織造機械、化纖機械、針織機械、非織造機械、染整機械、服裝機械、紡織器材與儀器8大類，分別對應8個紡織機械子行業，僅紡織機械的主流機型就超過200種。這些門類繁多的紡織機械幾乎涵蓋了所有的機械結構、光機電控制系統及工程材料。因此，在通用機械類課程教學中，以紡織機械為載體，將紡織機械的案例融入到如“機械原理”“機械設計”“機械工程材料”“機械制造技術基礎”“微機原理及應用”“測試技術”“液壓氣動技術”等相關課程中，盡可能以紡織機械為案例進行授課。

3．專業課學習階段

對于實行學分制的高校來說，學生有一定的選課自由，但由于專業課的學時有限，因此，紡織機械類選修課不宜開設太多，以免因選課人數太少而導致課程設置流產。我校(東華大學)機械工程學院機械工程及自動化專業設有4個專業方向:機械設計及理論、機械制造及其自動化、機械電子工程、幕墻工程與機械。在機械設計及理論專業方向開設3門紡織機械類課程:(1)“紡織機械概論”，64學時，基于大紡織范疇，涉及紡紗機械、織造機械、針織機械、化纖機械、染整機械、非織造機械等內容，使學生了解紡織機械的工作原理、基本構成。(2)“紡織機械設計(1)”，48學時，使學生掌握紡紗機械、織造機械、針織機械的共性關鍵機構及系統的設計原理和方法。(3)“紡織機械設計(2)”，48學時，使學生掌握化纖機械、染整機械、非織造機械的共性關鍵機構及系統的設計原理和方法。機械設計及理論專業方向的選修課設置如表1所示。要求學生至少選修12學分。選課組合方案如下:(1)偏“通用機械”的選課方案:紡織機械概論、現代設計方法、機械優化設計、機械動力學基礎、機械噪聲控制。(2)偏“紡織機械”的選課方案:紡織機械概論、現代設計方法、紡織機械設計(1)、紡織機械設計(2)。(3)“通用機械+經典紡織機械”的選課方案:紡織機械概論、現代設計方法、紡織機械設計(1)、機械優化設計、機械動力學基礎(或機械噪聲控制)。(4)“通用機械+新型紡織機械”的選課方案:紡織機械概論、現代設計方法、紡織機械設計(2)、機械優化設計、機械動力學基礎(或機械噪聲控制)。

4．實踐教學

在機械類實驗教學、工程實踐教學、課程設計、畢業設計中，以紡織機械為載體，設計相關題目或課題;在專業實習(實驗)階段，確保有4個學時的參觀實習，要求撰寫參觀實習報告。

二、編寫適應新形勢的紡織機械類教材

(1)首次出版“十二五”省部級規劃教材《紡織機械概論》(陳革、楊建成主編，中國紡織出版社，2011年5月出版)。該教材基于“大紡織”的概念，介紹紡織機械的分類，分析紡紗機械、織造機械、針織機械、化纖機械、染整機械、非織造機械的基本工藝原理、核心技術、關鍵設備、產品分類等;還簡要介紹了國內外紡織機械制造業的現狀、光機電一體化技術在各類紡織機械上的應用情況及現代紡織機械設計的發展趨勢。

(2)出版“十二五”省部級規劃教材《織造機械》(陳革主編，中國紡織出版社)，獲2011年中國紡織服裝教育學會優秀教材獎、2012年中國紡織工業聯合會科技進步二等獎。

(3)出版“十二五”省部級規劃教材《紡紗機械》(毛立民、裴澤光主編，中國紡織出版社)。教材介紹了紡紗機械的分類、機構組成、工藝過程和工作原理，以及近年來紡紗機械的新裝備和新技術，特別是機電一體化技術在紡紗機械上的應用。

(4)正在編寫“十二五”部委級規劃教材《機械專業導論》。該書為面向紡織特色高校機械工程及自動化專業的概論性教材，其中包含紡織機械概論的相關內容。主要內容有:機械工程概述、機械工程中的力學、機械設計、機械制造基礎、機電一體化技術、新材料及其工程應用、紡織機械導論。

(5)正在編寫“十二五”部委級規劃教材《紡織機械設計》。教材從各類紡織機械中提煉出關鍵共性機構(裝置或系統)，強調對機構(裝置或系統)的綜合設計。主要內容有:梳理機構的設計、牽伸機構的設計、卷繞機構的設計、往復運動機構的設計、同步傳動機構的設計、烘干裝置的設計、紡絲成型裝置的設計、自調勻整系統的設計、針織成圈機構的設計、立體織物編織機構的設計。

三、編寫《機械類課程的紡織機械案例集》

《機械類課程的紡織機械案例集》擬收集各類紡織機械的典型機構(裝置或系統)案例，可用于“機械原理”“機械設計”“機械制造技術基礎”“液壓與氣動技術”“測試技術”“機電控制系統”“機械工程材料”等機械類課程的教材編寫、課件制作、授課舉例等，從而將紡織機械的案例融入到相關課程中。表2為機械類課程的知識點與紡織機械典型機構(裝置或系統)的對照表。

四、編寫《紡織機械課程設計(畢業設計)選題集》

從以往的畢業設計或課程設計題目中，精選出包括各類紡織機械典型機構、典型系統的題目，在此基礎上修改、擴展，設計新的課程設計或畢業設計題目;從所承擔的紡織機械類科研項目中，提煉出一些典型機構或共性技術，設計出適合本科生畢業設計或課程設計的選題，同時編寫《紡織機械課程設計(畢業設計)選題集》。

五、結語

第3篇：機械設計原理與方法范文

關鍵詞：仿生學；產品機械設計；應用

0 引言

產品設計是一門涉及工業設計、數學、物理等多學科交叉的學科門類，它要求設計師加強對工業技術與文化藝術的理解、各類學科的美學設計思想的綜合、充分運用現有產品各類特質的能力。產品設計從市場需求出發，通過設計師綜合分析歸納，同時經工程師工藝分析和反饋，反復從結構、外形與材料、功能等各方面進行優化的過程。

而仿生設計作為人類向大自然學習的途徑，是當前科學界和人文界創新求知的重要方法，人類通過發掘了解自然界各類動植物的結構與生存方式，將研究發現運用到產品設計中，從而實現產品更好的服務人類，并和大自然和諧共存的新型設計理念。

產品設計在運用仿生學設計理念的前提下，要在產品中融合理工科和人文各類學科，通過將自然界生物體的形態、結構、材料和功能等各類要素融入產品設計的思路中，這使得產品設計既提升了藝術品位又滿足了用戶需求。

隨著機械設計方法的更新，其他領域的新技術和新理念也不斷向機械領域擴展，而仿生學設計的應用也為產品機械設計提供新的發展空間，本文將著重分析仿生學在產品機械設計中的應用。

1 產品機械仿生設計的理念與內容

機械仿生設計是指工程師在利用現有工程技術的前提下，運用發散性思維，結合仿生設計的理念和方式，設計出創新性的機械產品與結構材料的過程。這和以往的機械設計方法一樣，都是基于機械設計的基本理論和方法，但是其又具有獨特的創新性，是一種新型設計方法。

1.1 機械結構仿生設計

作為機械仿生設計的關鍵部分，機械結構仿生設計則需充分理解掌握自然界生物體的結構形式與相應功能原理，并對其結構和功能進行仿生設計而為人類使用。自然界的生物經過無數個歲月的進化，已充分發展形成了各種具有高度復雜的結構形式和功能形態。這些結構形式和功能形態作為機械仿生設計的源泉，提供了各類可供參考的結構形式。例如蜂巢的結構，其截面為六邊形，總體為柱體，這種結構通過綜合力學分析證明，能夠在提高結構的同時而減少材料的使用。該結構已應用到特種飛行器件的結構設計中，在實踐中得到了充分的證明。還有例如現已廣泛用于包裝的復合紙板，花炮架構等，這種機械結構的設計既能滿足軸向抗壓強度，又能減少材料的使用及重量的減輕，更能起到吸收噪音等輔助作用。

1.2 機械運動機構仿生設計

作為機械仿生設計的關鍵組成部分，運動機構仿生設計是在全面了解動植物運動的特點和原理的前提下，對運動的基本結構、運動的控制方式、運動功能的實現及運動的各個細節進行全面的模仿。在當前機構仿生設計中應用比較廣泛和有成效的是現代機器人仿生設計和路面機械設計這兩個領域。

伴隨著工程技術的不斷發展與人民對于現代生活方式的需求，機器人已不再僅僅局限于服務工廠，在人類的日常生活中已逐漸普及使用。比如在教育等方向的應用，多功能仿生手指的設計是經過復合材料做成的通過氣動方式驅動的機構設計，在關鍵技術參數上，如應力、剛度要求、彈性收縮比率等都與自然界生物體的肌肉相近，我們可以通過機械加工成特殊殼結構從而使其具有良好的運動特性。

在路面機械方面，有關課題組利用牛耕地的基本原理，創造性的建立了“半浮式理論”，該設計的原理是通過改變傳統農機驅動裝置的承重與驅動的雙重功能，從而獨創性的設計出新型步行輪機構，使其廣泛應用于松軟土地等軟性地基的工業狀況。通過這一仿生設計的原理還指導了很多驅動力大、運動阻力小的新型機構。

1.3 機械材料仿生設計

機械仿生設計主要通過研究生物組織的結構、構成原理和材料的聯系，獲得所需要的啟示并指導材料的設計、制造與加工，最終達到所需要的材料特性，從而滿足機械的性能需求。生物復合材料的結構、原理等是現代新型復合材料研究的藍本，對天然生物材料的表面功能、形成原理進行研究分析，發展出了具有仿生特性的特種工程材料，它代替了現有的金屬材料與高分子材料，達到改善產品機械使用性能的目的。

1.4 機械運動控制仿生設計

在產品機械設計領域，機電液一體化及機械人工智能控制是現代機械系統整體運行性能的基本保證。智能控制仿生設計是現代仿生設計中的一個關鍵研究點，智能控制仿生設計的發展在一定程度上制約了仿生機器人領域的進步。過去的一段時間里，對于規定形狀等規范化的對象進行作業的機器人有了快速的進步，而針對各種形態的動植物的工農業機器人也廣受歡迎。在各個國家的競爭中，歐美等老牌產品機械設計強國始終保持在世界前列，這些國家目前對于仿生機器人的性能要求有了新的提升，不僅僅滿足于路面識別，行走定位，還包括準確識別目標形態，智能糾正控制自身位置，并能實現記憶作業從而達到最大程度的智能化。

2 產品機械仿生設計發展前景（小結）

相對傳統的產品機械設計方法，機械仿生設計作為一種新型的設計方法，短期內已經從集合多門學科逐步發展形成更深更廣的產品設計理念。隨著科技的不斷發展，目前還需進一步研究與總結產品機械仿生設計的系統理論，同時必須有效地結合計算機發展技術進行仿生的輔助設計，并在機械控制系統和仿生設計集成方面需更進一步。產品機械仿生設計是未來產品設計的一個方向，它符合未來科技發展趨勢，它是產品機械設計理念的一次跨越性的進步，它為產品設計的多元化發展提供了新的可能，它的發展與進步使得產品設計的道路越走越寬。

參考文獻：

第4篇：機械設計原理與方法范文

關鍵詞：機械設計方法 發展 趨勢

中圖分類號：TH126-4 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2013）03-0241-01

1 前言

我們所說的機械設計指的是根據要求對機械工作原理、組成結構、運動方式及能量傳遞方式等進行分析和計算，并對其進行具體的描述，使它成為工作過程中的重要依據。機械設計的目的就是在各種要求之下將設計圖紙做到最好，也就是做出優化的設計。當今社會，科技在不斷地進步，尤其是計算機及系統科學的迅猛發展，機械設計的水平與能力也在不斷提高，在進行機械設計時要將多種設計技術與理論緊密的聯合在一起，使設計方法得到進一步的優化，使設計的手段更具智能化、精確化。

2 現代計算機機械設計方法的發展過程

現如今，各種技術都在快速發展，現代計算機機械設計在適應科技發展的要求的同時，更應該注重設計的質量，加快設計的速度，并對現代化的設計方法進行深入的研究與探討?，F代設計方法顧名思義是將現代化的設計方法應用到機械設計當中，其常用的設計方法有：技術預測法、系統設計法、可靠性設計法以及優化設計法等。各種機械設計方法由來已久，但機械設計傳統的設計方法和理論的形成才僅僅有100年的歷史，當然，傳統設計方法肯定會有很多的局限性，會逐漸的退出機械設計的舞臺。由于經濟的飛速發展，使得計算機得到廣泛的應用，這種巨大的改變就使得現代機械的設計方法也發生了很大變化，機械設計由傳統的經驗設計發展到全面利用的優化設計，促進了機械設計的全面發展。計算機技術的進步也為機械設計提供了便利條件，輔助軟件例如CAD等都極大的便利了設計人員的工作。

3 現代機械設計的特點

現代機械設計分為很多的種類，其結構也越來越復雜，但從實現的功能上來看，它主要包括了動力系統、傳動系統、操縱系統及控制系統等，而且每個系統又可以分解為若干的子系統?，F代的機械設計不但要求設計師對其原理、結構、運行方式全面了解，而且還需要融合多種學科進行深入的交叉研究，使設計出的產品更具有競爭力。

傳統的機械設計方法過程繁雜，且有很大的局限性，設計師水平有限，經驗缺乏，很多機械中所要求的參數和指標都達不到要求，進而導致設計的成功率偏低，產品沒有競爭力。但現代機械設計是在傳統設計的基礎上繼承和發展的，將現代很多的科學技術都融入到了機械設計里，使得現代機械設計技術水平更高，同時也向著理性設計的方向發展。使現代機械設計成為了一門綜合性強、多種學科交叉進行的基礎性科學，將控制技術與科學技術有機結合到一起，實現機械系統的最優化。

4 現代機械設計所面臨的形勢

計算機機械設計在近年來發展迅猛，其便捷、直觀等有點使得在設計工作中得到普及。同時，現代化的機械設計面臨著非常嚴峻的挑戰，設計的領域由單一化發展成為多元化，并且多種學科滲透其中，設計對象也發生了變化，由單機設計變成了系統設計，設計人員也從個人發展到了群體，這樣一來，設計出的產品會更新穎，設計步驟會更有序，產品更新換代會更迅速。

5 現代機械設計方法的分類

現代機械設計的方法可從多方面對其進行分類：第一類是從工程領域的角度，我們可以將現代機械設計方法分為現代模具設計方法、現代材料設計方法等等；第二類是按其應用成熟度進行分類，它大體上分為兩種，一種是應用正普及類，另一種是內容正發展類，前一種又可以劃分為優化設計和計算機輔助設計，而后一種還可以分為創新設計、虛擬設計、智能設計等；第三類是從涵蓋范圍的角度，我們將現代機械設計分為廣義設計類及狹義設計類；第四類便是中義設計類，顧名思義其設計內容是介于廣義設計與狹義設計之間。目前，在現代機械設計中應用最為廣泛的設計方法是最優化方法、動態設計和數值仿真。

6 機械設計的現代設計方法

在機械設計中，其設計方法有很多種，但大體上可以分為兩種，一種是專業的現代設計方法，另一種是通用的現代設計方法。下面我們對其進行單獨說明：

6.1 專業的現代設計方法

現代科技在不斷進步，科技也在飛速發展，為了滿足機械產品性能的需要，計算機專業人員和機械設計專業人員應相互合作，共同開發其設計軟件，使設計的軟件能更為準確的反應機械產品在運行中的各種情況，并對其進行定量分析，了解各個零件及機械的動態性能，形成相對穩定的設計程序，這便是專業的設計方法。

6.2 通用的現代設計方法

由于計算機的應用和普及，為了滿足機械的各種性能，我們不僅要掌握專業的現代設計方法，在機械設計上也應該廣泛采用計算機技術對系統進行分析和輔助設計，這種方法就叫做通用的現代設計方法，其中包括最優化、可靠性、仿真等。

7 現代機械設計的發展趨勢

7.1 智能化

計算機技術的飛速發展促進了智能CAD的產生，將CAD技術與人工智能結合在一起，提高了系統的創造力。具有一定智能的系統通常用來進行方案的綜合和對設計進行評價。這些年還出現了適合機械設計的模糊設計和模糊評判方法。由于現代化設計有著智能化和集成化等特點，就使得CAD技術必須與人工智能相結合，才能充分發揮智能作用，實現其本身的智能化，也進一步促進了計算機系統集成化的發展?，F如今，計算機在已成為了通用的設計工具，通過對智能化的處理，使產品的設計方案更加高效、準確。

7.2 系統化和定量化

現代機械的設計指的是將傳統設計中的經驗逐步提高到了邏輯的、理性的、系統的新的設計方法。也就是說假如將產品看成是一個總系統，人們利用計算機技術，實現了人、機與環境相互協調，共同發展。現代機械的設計方法不僅要充分考慮到材料的強度，還應運用數學規劃法等方式實現設計的可靠性，這樣既縮短了研發的周期，又保證了設計的成功率。

8 結語

現代設計方法與傳統方法相比發生了很大的變化，我們應博取眾科之長，對設計的內容進行進一步的擴展，使設計的產品更加實用與新穎。

參考文獻

第5篇：機械設計原理與方法范文

關鍵詞：機械設計基礎 教學內容 教學方法 教學手段 課程改革

《機械設計基礎》課程是機械類專業的一門重要技術基礎課，它的教學直接影響到學生對專業課程的學習興趣。隨著高職教育的不斷發展，客觀上要求我們去完善和創新，加快高職《機械設計基礎》課程改革，以滿足人才培養的需要。

一、機械設計基礎課程存在的問題

1.培養目標不明確

對于高職學生而言，將來所從事的職業大多是面向生產第一線。所以，學生應具有解決生產實際問題并在實際工作中應用的能力，而不需要像本科生那樣，重點培養學生的創新和綜合設計能力。因此，在教學中應加強學生對工程實際中常用機構、零件等知識的學習和結構的拆裝等動手能力的培養。

2.教學內容應做相應的調整

課程所選用的教材普遍存在內容不符合“必須與夠用”的原則，高等職業技術教育培養的是高級技術應用型人才，必須要求實踐性教學環節的課時數高于理論教學課時數。

3.教學方法、手段需進一步改進

由于教學內容較多，學時有限，教師一般常采用“滿堂灌”的方法講授學習內容。教師處于主動，學生處于被動，所以不利于調動學生的積極性以及培養他們的獨立思考問題、獨立解決問題的能力。我們的學生沒有實際工作經驗，對機械的了解只限于生活中接觸的范圍。雖然傳統教學手段和現代化教學手段已經實現了并重，但是這些手段還不足以使學生真正地了解現實的工程實踐以及具有較強的感性認識，對學生工程意識的培養還存在一定的不足。

4.考核方式單一，不能突出能力培養

期末考試成績定終身是沿用至今的成績評定制度。然而，它并不能全面反映學生的學習態度和實際水平，有的學生平時不學習，靠考前突擊，仍然可以通過考試。因此，這種成績評定制度不利于激發學生的學習積極性，也不利于知識的理解和掌握。

二、課程改革的基本思路

在教學理念上，強調“理論聯系實際”“理論為實踐教學服務”，內容上以“必須、夠用”為度?！稒C械設計基礎》課程的教學改革應緊緊圍繞著以學生為主體，以能力培養為中心，以專業必備要求為知識基本點，加強實踐教學。以現代教育技術為手段，優化課程體系，改革教學和考試方式、方法，培養學生綜合應用能力和為專業教學服務為目標，建立全新的機械設計基礎課程教學體系。

三、課程內容改革與實踐

1.培養目標定位、修訂教學大綱

根據專業定位對原有教學大綱進行了全面修訂，重新組織和完善了課程教學內容。課程目標為“掌握機械設計中常用機構和通用零件的工作原理、結構特點及設計方法，具備通用機械正確使用、維護及分析常見故障的能力”。

2.建立全新課程內容體系

新的課程教學內容，選擇牛頭刨床和帶式輸送機這兩個典型的設備為載體，把有關常用機構和通用零件的內容融合在載體分析中。將力學中的扭轉、彎曲強度計算與軸的設計結合，將剪切和擠壓強度計算結合在螺栓聯接、鍵聯接當中，以利于學生將力學的理論知識與實際應用相結合，避免學生對枯燥的純理論學習可能產生的厭倦心理。

四、教學方法和教學手段的改革

《機械設計基礎》是一門理論性和實踐性都很強的課程，學生沒有實際工作經歷，缺乏與此有關的感性認識。因此，教師應充分利用多種教學手段，將課程生動、直觀、輕松地呈現給學生。教學方法、教學手段如下：

1.現場教學

以牛頭刨床這個典型的機械加工設備為載體進行現場教學，介紹機器的組成和工作原理，以此訓練學生分析機械系統的的能力。

2.案例教學法

在進行常用機構的教學時，以牛頭刨床的機構分析為總任務，再將其分解為機器的認知、平面機構結構分析、平面連桿機構結構分析、凸輪機構結構分析、間歇機構結構分析等子任務，以此貫穿常用機構部分的內容。每一部分教師均先從牛頭刨床中引出問題，再介紹相關機構，最后舉例討論。

3.任務驅動法

在通用零件部分教學時，以帶式輸送機傳動裝置的設計為總任務，再將其分解為電動機選擇、帶傳動件設計、齒輪傳動設計、聯接設計、軸的構設計、軸承設計等子任務，以此貫穿通用零件部分的內容。每一部分教師均先從設計任務中引出問題，再介紹相關零件設計的理論和方法，最后舉例討論。設計任務就是學生的作業，學生邊學邊練，課程結束時完成其主要的設計計算。

4.采用實驗室一體化教學

將課安排在機械原理實訓室進行，采取多媒體課件講解、模型演示和實驗操作相結合的方法，充分利用教學資源，提高教學效果。

5.增設實驗、實訓項目，提高學生的實踐及動手能力

在機械設計基礎實驗這個重要的實踐環節，加強學生對機構、零件結構和機械設計等工程實踐知識和對儀器設備的動手操作、機械結構的裝拆等實際動手能力的培養，是對理論課程教學不足很好的補充和完善。保留了《軸系結構測繪》和《減速器結構裝拆實驗》。增設了《齒輪范成原理》是為了驗證“范成法加工齒輪的原理以及齒輪加工中的根切現象”；《帶傳動實驗》是為了驗證理論課教學中的“帶的彈性滑動及帶傳動的效率變化情況”?！遁S系結構設計》實驗，學生根據所提供的原始條件（如齒輪傳動類型、齒輪圓周速度、蝸桿跨度等），自行選擇合適的零件（如軸承、軸承蓋、密封件、軸套類型），按照軸系結構設計的思路進行模擬設計或裝配。

通過建立開放式的機構、零件陳列室和機械裝拆實驗室，使學生有更多的自主時間來安排學習，以期發揮學生在實驗教學中的積極性與主動性，從而加強學生對機構、零件結構等工程實踐知識和對儀器設備的動手操作、機械結構的裝拆等實際動手能力的培養，確保對理論課程教學不足的補充和完善。

五、采用靈活多樣的考試方式， 提高學生的綜合應用能力

在考試方法上采用開卷與閉卷相結合，筆試、口試與討論相結合，以增強考試內容的綜合性與靈活應用性，突出對能力的考核。

綜上所述，根據高職教育的特殊性，機械設計基礎課程的教學應瞄準市場對人才的需求目標，不斷地改革教學目標、教學內容、教學方法、教學手段等環節，從實用出發就能調動學生的學習興趣，使他們學有所得、學有所長，能更好地為后續課程打下良好基礎，機械設計課程改革需要我們不斷地在實踐中創新、總結和完善。

參考文獻：

[1]郭攀成.機械設計基礎課程教學內容和改革與實踐[J].中國電力教育，2009，(4).

第6篇：機械設計原理與方法范文

關鍵詞：機械原理；教學改革；面向設計

中圖分類號：G642.0？搖 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）36-0213-03

機械原理課程一直是我國機械類專業的一門重要的技術基礎課，從機械類課程的體系來看，機械原理課程起著承上啟下的作用。力學、機械制圖和金工實習等課程使學生有了機械設計的理論基礎和初步工程背景，從機械原理課程開始步入培養設計能力和創新意識階段。因此在面向應用型人才培養的教學改革中，機械原理課程的教學改革一直處于前沿和熱點的地位，起著舉足輕重的作用。機械原理課程是機械系統設計和機器人技術的重要基礎，與現代機械設計密切相關。顯然長期以來以機構分析為主的教學模式已不能適應時代對人才培養的要求，盡管人們已經意識到這一點，但目前在機械原理課程中，存在的普遍問題是對設計能力和創新意識培養效果不夠明顯。

因此，通過對專業培養目標及機械類課程的分析和研究，根據機械原理課程地位、內容和特點，我們提出面向設計的機械原理教學改革的指導思想，即以機構設計為主，具有機械系統方案設計能力為目標。

一、以機構設計為中心，重構教學體系，組織教學內容

由于我國過去傳統機械行業主要是以引進先進技術消化吸收為主，機械設計是以經驗加經典理論分析計算的模式，因此機械原理課程一直是以機構分析為主的教學體系，它的優點是可以培養學生扎實的機構學理論基礎，而忽視了對學生綜合設計能力和創新意識的培養。突出問題是學生到了機械系統設計課程及畢業設計時還不具備應有的機構設計能力，21世紀已進入技術創新的時代，現代機械設計需要的是設計和創新能力。過去機械原理課程體系的弊端在近年來應用型人才培養中日顯突出。為此，機械原理課程以機構分析為基礎，機構設計為主來構建教學體系和組織教學內容。

圍繞機構設計展開教學。機械原理課程的重點內容是各種常用機構的設計及應用，以機構設計為中心組織教學內容，對于典型機構，加強機構特性、應用特點講解，重點講解機構的組成、演化變異，培養學生的分析問題和創新思維能力。減少和理論力學重合的分析部分內容，系統講解機構的運動分析和動力分析。避免過去機構設計建模時，單一強調數學方法，善于考慮實際要求和條件，學會運用工程化的建模方法，解決設計問題。機構設計有圖解法和解析法，圖解法在過去的工程設計中起到過重要的作用。隨著計算機技術的發展，現代機械工程設計已進入建模加計算機輔助設計時期，解析法越來越得到人們的重視和認可。但圖解法簡便直觀，有助于學生對基本概念、基本理論的理解。因此，在教學中機構設計以解析法為主，圖解法主要用來進行機構分析，為設計服務?，F代機械設計發展較快，機械原理課程應能反應機械設計的新成果、新技術，而課程有些內容已顯陳舊、沒有實際意義。我們針對機械原理課時少、內容多的矛盾，刪去課程中一些陳舊、過時的內容，如對連桿機構設計的圖解法，刪去實驗法和圖譜法，保留實用的、對機構分析有用的內容。對新成果和新技術的講解，采用介紹性的方法，讓學生了解所學知識的發展前沿，開闊視野、培養學習興趣和創新意識。

在課堂中適時引入現代設計的技術和方法，使教學改革跟上發展的步伐?，F代工程技術中已有多種對機械系統進行計算機輔助設計的方法，解析法是建模加計算機輔助設計。一般課堂教學中，解析法一般講到建模，學生對解析法的學習處于方法原理階段。在教學中通過典型機構例子演示編程及工程軟件的應用。如在曲柄連桿機構教學中，用解析法建模后，演示用matlab編程，輸出構件的運動和動力學分析曲線，向學生講解機構設計過程。引入動力學分析軟件（ADAMS），采用交互式的圖形環境，創建參數化的機構模型，再對模型進行運動學和動力學仿真分析。機構設計通過教師快速建模、生動的動畫及分析圖形的輸出，使學生進一步理解機構動態參數化設計過程，認識工程新技術的應用，提高學習的興趣，增強設計能力。

二、培養工程意識和系統觀念

機械原理課程使學生開始接觸專業及機械設計類問題，對培養工程意識和系統觀念至關重要。

機械原理課程機構內容部分，各章是一種不同的、獨立的機構。在課程中，機構是由線段和符號構成的平面圖形、機構分析和設計多為數理計算，內容是孤立的、靜止的。由于學生又缺乏實踐知識和工程背景，學習起來感覺枯燥，機械原理課程一直以來被認為是難學的課程。機構來源于機械，因此，我們在教學中采用從機械系統入手，提取和分析常用機構，進而設計機構的教學思路。在每種機構的講解前，先搜集并放映一些典型機構系統的動畫實例，使學生先了解該種機構在機械系統中的位置和作用，進行機構分析時，單一、靜止和孤立的機構變為機械系統中動態的機構，通過機械系統學習機構，了解機構的工作原理、作用，不但有助于分析理解機構，重要的是認識了系統中的機構。再進入機構設計環節時，學生容易用動態開放的思維、系統的觀念進行思考，有利于培養學生機構運動方案設計能力。另外在教學中，盡可能多的引進相關的工程實例，介紹機構的應用，開闊視野。同時啟發學生到生活中找機構應用實例和需要設計或改進的小課題，通過討論課、小作業等形式，從多環節培養學生工程意識。

三、合理安排實踐教學，培養工程實踐能力

實踐教學是培養學生工程設計能力的重要環節。機械原理課程由理論教學、實驗教學和課程設計三部分構成。應注意機械原理教學中理論教學與實踐教學的關系，合理安排實踐教學。

實驗教學是培養學生動手能力和工程實踐能力的重要環節，還有助于形象思維能力的培養。以前實驗課時間由實驗老師安排，沒有注意實驗的時效性，實驗應該與理論課同步進行，才能保證教學效果。例如：機構運動簡圖繪制是難點內容，“機構的測繪和分析實驗”應盡量安排在課后盡快進行，學生是剛開始接觸這門課程，及時配合實驗，對教學能起到事半功倍的作用。機械原理課程設計是培養學生設計能力的重要環節，內容主要有機構運動方案的選擇和設計計算，要求用解析法完成。機構運動方案設計最能體現靈活性和創新性的關鍵所在。過去機械原理課程設計安排在課程之后，時間較緊，學生主要時間和精力用于建模、編程等內容，一些學生對計算機編程不熟，更是草草了之。課程設計達不到培養設計和創新能力的目標。為此我們將課程設計的題目從開課就布置給學生，讓學生帶著問題去學，有充分的時間進行機構運動方案設計的思考，鼓勵學生進行開放性思維，提出較多機構方案進行比較和選優。改革后的課程設計教學，從教和學的層面都從系統機構設計問題展開，且貫穿于整個教學過程中，有效保證了設計質量。另外，在教學過程中，鼓勵學生觀察實際生活和工程實踐中的機構，根據教學節奏自擬課程設計題目，培養觀察和發現問題的能力的同時，有效提高了學生的興趣并激發出設計沖動和創新意識。

四、將培養創新能力貫穿教學始終

創新是設計的靈魂。在教改中將創新能力培養確定為我校機械原理課程教改的主要目標之一，著重研究創新思維方式的培養。通過分析影響大學生創新思維的教育學因素，在機械原理的教學中，將創新思維方式的培養貫穿于理論教學、實踐教學整個教學環節，從教學內容、教學方法多方面改革，全方位營造創新環境，通過改變傳統繼承式教育模式，避免滿堂灌的套路式教學，多用啟發式、討論式教學方法，激活學生的思維。將創造性思維方式貫穿于教學過程中，培養學生創新意識和發散思維能力等。運用多媒體立體化教學培養學生形象思維能力。給實踐性教學環節提供足夠的時間和空間，為學生營造創新環境，激發創新興趣。鼓勵學生參加機械設計競賽，提高、彰顯和檢驗創新能力。我校自浙江省第一屆機械創新設計大賽開始參賽，且連年在大賽中獲獎。近兩年來，在我校學生“全國三維數字化創新設計大賽”中取得一等、二等和三等獎的好成績。圖1為2010年全國一等獎作品風火隊—“大力水手”號挖掘機的虛擬樣機，圖2為2011年全國一等獎作品“開拓者探險車”的總體設計圖。

五、小結

面向設計的機械原理的教學改革在我校已進行多年了，幾年來，學生學習興趣不斷提高，學生越來越能接受新的教學模式，從學生的學習熱情和考試成績，以及連年機械設計大賽中逐年取得的好成績，證明我校機械原理課程教學改革在培養學生的設計能力方面是有效和成功的。

參考文獻：

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[3]郭衛東.機械原理課程教學方法和手段的改革與實踐[J].太原理工大學學報（社會科學版），2008，（26）：56-59.

第7篇：機械設計原理與方法范文

關鍵詞：機械設計；節能原理；實際應用

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.11.073

1 機械設計概述

所謂的機械設計就是對所有部件和整體的配合進行設計的過程，整個過程都要遵循機械應用的原則，大到整個機械設備的配合及運行，小到每個工作零件的選材、大小及等，都要你按照其運行的基本原理進行構思設計。對不同用途的機械，要利用不同的原理進行相應功能的設計。

2 現代的機械生產模式

（1）能適應市場批量生產的要求。現在的市場對機械產品的需求量很大，相應的生產周期也在不斷減小。這對傳統生產模式是一種挑戰，因此，機械生產的方式以及觀念都發生了很大變化。目前，生產企業都使用了自動化控制技術，再加上多媒體技術的輔助，為企業帶來了極大的益處。（2）引進全新的技術，完善現在的生產模式。目前，單一的生產技術已跟不上市場的腳步，必須要將多個領域的技術綜合起來，以很好地適應社會。在機械制造行業，傳統模式以人工操作的方式為主，這樣不僅生產速度慢，而且容易出現差錯，導致產品質量較差，此外，對能源的浪費也很嚴重。

當下的生產模式中，加工車間的安全也是一個重要問題，工人一旦操作失誤，不僅會危及人身安全，而且會影響產品質量，導致整個生產過程面臨誤工，耽誤整體產品的生產效率。

3 機械設計的節能基本原理

所謂機械設計節能的基本原理就是對設備的動能輸出以及勢能和其消耗的無用功進行整理，并進行函數分析，總結出該如何進行設備的節能設計。

（1）動能方面的節能分析。在傳統設計中，工程師一般都考慮動能變化對輸出功率的影響，調節改善設備的波動、使用周期及加工精度，很少改善其給系統帶來的影響。因此，筆者主要在這一點上進行研究改善。傳統機械設備的動能并沒有完全開發出來，這主要是因為在加工過程中，動能沒有及時進行回收并轉化。本著節能原則，調節系統的動能變化范圍，盡可能地縮小范圍。

（2）在輸出力方面的節能分析。不同工作要求的機械設備在工作過程中的輸出力是不同的，即使是相同的機械設備在不同過程要求下輸出的力也不完全相同。因此，要在節能方面進行改善。

導致機械設備在工作過程中輸出力偏高的因素主要是在很短時間內，力的變化波動比較大，在函數中表現為周期函數。只要把輸出力的波動變化范圍縮小，變化越小，節能的效果也就越好。

（3）降低無用功，節省能源。無論何種機械設備，都不可避免地會有摩擦以及其他阻力，這些阻力都或多或少地產生無用功。這些都和設備在設計過程中采用的零件精度以及方式有很大關系。這些無用功都對設備的使用效率產生極大阻礙。因此，在設計時，要充分考慮節能因素，最大限度地減小無用功，提升設備的使用率。

（4）節能原理的分析總結。節能的方法主要就是在動能、輸出力以及減小無用功等方面對設備進行改進。簡單地說，就是工程師在設計的過程中，把系統的一些參數變化維持在一個盡可能小的范圍內，就可以極大地節省能源。但這點實現起來極為不易，是所有工程師長期奮戰的目標。

4 機械設計節能原理的實際應用

由于機械設計節能的基本原理主要涉及質點以及動能定理，因此，由質點組成的對象都可以利用，其適用范圍寬泛。

4.1 該節能原理在升降機械力的應用

升降機械在實際工作中消耗的功率較大，產生的無用功也較大，因此，要在節能方面進行改善。改進前，要先研究消耗的原因，大部分功率的消耗都發生在設備提升以及下放物體的過程中。一般來說，在設計升降機械前，一定要標準化，結合電梯的設計原理，加入機械設計的節能原理。在升降機械設計中的應用升降機械與其他機械相比，消耗功率的主要特征是貨物和人的重量（有勢力）在提升或下降的勻速運動過程中均要消耗功率。工程實踐證明，以相同的速度提升質量相等的重物，按照電梯標準計算設計的曳引驅動機構所消耗的功率比傳統卷揚驅動機構要小得多。若按“系統勢能為常量或在最小范圍內變化”設計升降機械或電梯，可得平衡升降機和平衡電梯設計方案。在平衡升降機中，若用Q（t）表示提升物體的質量，用P表示自重不變的配重，用r1表示升降貨物卷筒的半徑，r2表示升降配重卷筒的半徑，若要平衡升降機的系統勢能為常量，則必須滿足式Q（t）r1=Pr2（公式1），雖然Q（t）為變量，但可采用自動變速機構改變傳動比，可實現系統勢能為常量。在平衡電梯中，若用Q（t）表示轎廂和水箱自重以及隨人數變化載質量，P（t）表示配重和水箱自重（變量），曳引輪與導向輪半徑相等用r表示。平衡電梯在工作時，當進入轎廂人的質量為q1，轎廂下水箱里將有p1重的水進入配重下水箱。電梯空載時，Q（t）=QP（t）=P，電梯工作時Q（t）=Q+q1-p1，P（t）=P+p1，將其代入式（公式1），則可求得轎廂下水箱里水進入配重下水箱的質量。

可以看出由轎廂水箱進入配重水箱水的質量只是人質量的1/2?，F對卷揚驅動機構、曳引驅動機構和平衡升降機或平衡電梯所需要的電機功率進行對比，可以看出平衡升降機或平衡電梯顯然要比曳引驅動機構要小。同時還可以發現，卷揚驅動機構系統勢能在最大范圍內變化，曳引驅動機構系統勢能在較小范圍內變化，平衡升降機或平衡電梯的系統勢能為常量或在最小范圍變化。由此可知，當系統勢能為常量時，該機構節能效果最為明顯。

4.2 在加工型設備中的應用

加工型機械設備在實際生活中較為常見，其在加工過程中消耗的能源也最大，因此，該類設備的節能尤其重要。以牛頭刨床為例，該設備主要由一個質量很大的主軸來操作其穩定運行，要想實現節能，就要降低輸入的功率，結合機械原理，再增添一個該裝置，設備的功率變為原先的2倍，以提升功率，節省能源。

4.3 該節能原理在大壓路機上的應用

大型壓路機的輪子表面并沒有嚴格按照周期函數來表現，其變化范圍較大。這在無形中阻礙了節能設計。因此，要想真正實現節能，就要把沖擊輪的勢能在重心處于最低處時的變化縮小在一個最小區間，區間越小，節能效果越好。

第8篇：機械設計原理與方法范文

關鍵詞：機械設計；教學；實驗；課程設計

中圖分類號：G642文獻標識碼：A文章編號：1671―1580（2014）02―0055―02

《機械設計基礎》是近機械類專業的一門主要技術基礎必修課程。在南京農業大學，修讀該門課程的主要有材料成型及控制工程、工業設計、工程管理等不同專業的學生。由于授課對象不同，教學計劃安排的課時也比機械類專業的學生要少一些，因此該課程的教學與機械類專業的課程教學有不同的特點。下面分幾個方面談談作者的教學體會。

一、要在課堂上激發學生的學習興趣

學習這門課程的學生都是非機械類專業的學生，其中工業設計的學生在大二的時候學習這門課程，材料成型及控制工程、工程管理的學生在大三的時候學習這門課程。盡管這門課程是必修課，但是學生對這門課程并不非常了解，學習興趣并不高。尤其是工業設計的很多學生，高中都是學美術的，基礎非常差。因此，最重要的是去提高學生學習該課程的主動性與積極性。

一般而言，緒論是第一次課，對吸引學生的學習興趣非常有用。任何一門課程的“緒論”，都要談到“為什么學”、“學到什么”以及“如何學”的問題。作者在講授這一章時，結合農業機械發展的特點，從傳統的“牛拉耕田”、“拖拉機耕田”到“現代農業機械”，從古代的“馬車”、“普通汽車”到“現代汽車”，以及現代汽車的主要組成，內燃機、牛頭刨床的主要組成及工作原理等，通過這些簡單易懂的例子，使學生了解到現代機械仍然以機械工程為基礎，以激發學生的學習興趣。作為工科學生必須具備機械設計基礎知識，才能為后繼專業課程的學習及日后技術革新打好基礎。

同時，在授課過程中，筆者準備了非常多的案例、動畫和錄像，以理論結合實際進行教學。比如在講“平面連桿機構”時，準備了“契貝謝夫四足步行機”的錄像，非常的形象和生動。講死點時，有飛機起落架、夾具等的動畫，同時結合講解，學生就非常容易接受和掌握，有比較深刻的感受。

二、注意內容的整體性和連貫性

《機械設計基礎》 的前半部分主要是機械原理的內容，內容從高低副與自由度、平面連桿機構、凸輪機構、齒輪機構到輪系，這是一個整理的學習過程。尤其是高低副與自由度，需要學生有一定的想象能力，如何把復雜機械的機構運動簡圖畫出來，這部分掌握好了，對后面的幾種機構的學習很有幫助。此外，速度瞬心是一個非常重要的概念。學生在《理論力學》的時候就學過速度瞬心，這與《機械設計基礎》的速度瞬心有何區別？這一點要介紹透。同時，結構的壓力角、傳動角如何畫出，等等，這幾章有很大的連貫性，在講解過程中切忌過快，要學生掌握好才行，多讓學生做一些習題，否則影響后續章節的學習。

三、提煉關鍵內容，有重點地授課

《機械設計基礎》是兩門課的綜合，前半學期主要是高低副、自由度和一些常用機構，后半學期主要介紹通用零部件的工作原理、結構特點、設計與計算等。前半學期機構的學習比較系統，基本上是在介紹了自由度、速度瞬心、壓力角和傳動角的知識以后，一個機構一個機構地學習。后半部分的內容非常繁多且零散，學生在學習的時候普遍反映不太好學，缺乏頭緒。因此，這門課程的學習一定要有一條主線。筆者認為，本課程教學時，要結合課程設計的內容，進行有重點的學習。

以“齒輪機構”為例，這一章的內容非常多，也是這門課最重要的內容之一。這一章的學習，一般需要五六個課時的學習。筆者在這門課程的學習時，主要是抓住“漸開線的性質與特點”和“一對齒輪嚙合過程”等主線開展教學。其中漸開線是這章學習的基礎，所有牽涉到齒輪參數計算和嚙合的知識的，都牽涉到漸開線。在教學的過程中，教師要抓住主線，逐步開展教學。

四、結合課程設計和實踐進行授課

南京農業大學開設的《機械設計基礎》這門課程有課程設計和創新設計。一般課程設計有兩到三周的時間，是設計單級圓柱斜齒輪。一個學生一個設計題目，給出的斜齒圓柱齒輪各種傳遞的功率、輸入轉速、傳動比等參數不同，要求學生通過查手冊，獨立設計出該對斜齒圓柱齒輪和減速箱系統。這個比較重要的是齒輪傳動、帶傳動、連接、軸、滾動軸 承等幾章的內容。在講授這幾章的內容時，都要結合課程設計進行授課，比如齒輪材料的選擇及其熱處理方法、齒輪設計時參數的選擇、齒輪受到的軸向力切向力和徑向力的計算等。通過結合課程設計的內容進行教學，可以加深學生的感性認識，提高學生的學習興趣。同時可以讓學生更好地進行課程設計，提高課程設計的質量。

五、培養學生的動手能力和工程意識

《機械設計基礎》這門課主要有三個實驗：機構運動簡圖與自由度、范成法加工漸開線齒輪、帶傳動系統綜合實驗。在這三個實驗中，都注重學生的動手能力。尤其是第一個實驗，一般在第二次或者第三次課程的時候做，有非常多的簡單機構，讓學生去繪制機構運動簡圖。在這些實驗中，指導老師大概介紹了一下之后，就讓學生自己動手去做，指導老師在一旁講解與指導。通過實驗，不僅可以鍛煉學生的動手能力，還可以讓學生獨立地去思考。

筆者認為，《機械設計基礎》這門課的設計過程，最重要的是讓學生有工程意識。因為不管設計和制造任何機械，一般性能越好，功能越復雜，成本就越高。在設計過程中，要讓學生結合實際和性能要求，去查各種手冊和圖冊。手冊和圖冊里面的推薦值一般都是一個范圍，學生要結合經濟性和實際要求去選取。要教導學生去參考前人的經驗，但是又不要照搬前人的經驗，要鼓勵學生去積極創新。

總之，《機械設計基礎》是一門重要的專業技術基礎課。在本課程的教學實踐中，要結合所教授學生的特點，去吸引學生學習的興趣，有重點地進行講授，以讓學生能學好這門課程。同時要培養學生的工程和經濟意識，鼓勵學生不斷進行創新。

[參考文獻]

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[3]倪向東等.機械設計基礎課程教學方法探討與實踐[J].石河子大學學報（哲學社會科學版），2006（S1）.

第9篇：機械設計原理與方法范文

機械設計基礎 課程改革 教學方法 教學手段

《機械設計基礎》是機械類專業的一門重要的技術基礎課，它是學生在學完基礎課程后必須學習的一門過渡性課程。新形勢下的高職院校人才培養本著“必須、夠用”的原則，強化學生的實踐能力，培養高素質技能型人才。這些實際需求迫切需要先進的教學理念、合理的人才培養模式與之相適應，那么以往的教學內容和教學模式不能適應新的教學要求。因此，我們依據新的人才培養目標，對這門課的課程標準、教學內容和教學方法與手段、實踐教學、考核方法等方面進行了改革研究。

一、重新確立培養目標并修訂課程標準

我院機械類專業的畢業生主要面向工業企業從事機械設備的操作、安裝、調試、維修和更新改造，機械制造工藝規程的編制，產品質量分析與控制，生產技術管理及營銷等工作。根據就業崗位，我院對機械類專業培養目標定位為培養“服務于生產第一線職業崗位群的中、高級技能型人才”。根據培養目標對原有課程標準進行了全面修訂，重新組織和完善了課程教學內容。課程目標定位為“掌握機械中常用機構和通用零件的工作原理、結構特點及基本設計方法，具備通用機械正確使用、維護及分析常見故障的能力”。只有明確了教學目標，教師才能有的放矢地做好教學工作，從而提高教學質量。

二、結合人才培養要求，整合教學內容

授課內容上以“必須、夠用”為度，傳統的機械設計基礎課程由《理論力學》、《機械原理》、《機械零件》三門課程構成，內容體系龐大，本著符合“必須與夠用”的原則，新的課程教學內容，針對人才培養對機械設計基礎課程的要求，按照重在基礎知識，突出動手能力培養及分析能力的培養的原則。篩選了傳統的理論力學、機械原理和機械零件等課程的內容，并將這些內容有機地結合在一起，優化了教學內容，突出了高職的特征。全部教學內容分為兩個教學情境：

情境一：以典型的加工設備牛頭刨床做載體，以分析各種常見機構的工作原理、結構特點、失效形式及使用維護為教學重點。

情境二：以帶式輸送機為載體，介紹常用機械零件及傳動系統的結構特點、失效形式及使用維護為重點，會常用機械零件及傳動系統的基本設計方法；將力學中的扭轉、彎曲強度計算與軸的設計結合，將剪切和擠壓強度計算結合在螺栓聯接、鍵聯接當中，以利于學生將力學的理論知識與實際應用相結合，去掉復雜的公式推導及驗證內容，直接引用結論；把課程設計融合在課后作業中。通過教學內容整合，減輕了學生負擔,避免學生對純理論學習可能產生的厭倦心理，還可以減少理論課授課時數，為實踐能力的培養和強化留出了空間。機器始終貫穿在全部教學過程之中，使學生感到課程內容清晰，且具有較強的系統性和實用性。

三、采用豐富的教學方法和教學手段

《機械設計基礎》課程內容中涉及到大量的機械傳動過程、機械零件構造、機械工作原理等難于用粉筆和語言來描述清楚的內容，由于課時有限，教師一般常采用“滿堂灌”的方法講授學習內容，學生沒有實際工作經歷，缺乏與此有關的感性認識。改革后，教師充分利用多種教學方法和手段，尤其是現代化的教學手段，將課程生動、直觀、輕松地呈現給學生，因而增強了學生學習興趣，提高了教學質量。具體做法如下：

1.教學方法

（1）現場教學。以牛頭刨床這個典型的機械加工設備為載體進行現場教學,介紹機器的組成和工作原理，以此訓練學生分析機械系統的的能力，為學生學習機械設備類專業課程打基礎。

（2）案例教學法

在進行常用機構的教學時，以牛頭刨床的機構分析為總任務，再將其分解為若干個常見機構結構分析的子任務，以此貫穿常用機構部分的內容。每一部分均由教師先從牛頭刨床中引出任務，再介紹相關機構。

（3）任務驅動法

在通用零件部分教學時，以帶式輸送機傳動裝置的設計為總任務，再將其分解為若干子任務，以此貫穿通用零件部分的內容。每一部分教師均先從設計任務中引出問題，再介紹相關零件的基礎知識、選用及基本設計方法，最后舉例討論。設計任務就是學生的作業，學生邊學邊練，課程結束時完成其主要的設計計算。

這樣做，使機構和零件不離開機器，在機器中學機構和零件，使學生對機器形成一個具體的、完整的認識，從而掌握機械系統分析和設計的一般方法。

2.教學手段

（1）采用實驗室一體化教學。將課程安排在機械原理實訓室進行，采取多媒體課件講解、模型演示和實驗操作相結合的方法。在機構陳列室學習，能增強學生對機械、機構、零件、部件的認識，使深奧的知識、難以看懂的圖與圖紙與實物聯系起來變得通俗易懂，又培養了學生的觀察能力、分析問題和解決問題的能力；講授時使用電子教案、演示系統（實物演示、投影儀、CAI課件）相結合，充分利用了教學資源，這種講課模式受到學生好評，收到良好的教學效果。

（2）加強實踐環節。為突出實踐環節，新建兩個機械設計實訓室、一個機械原理實訓室和一個拆裝實驗室。機械原理實訓室和機械設計實訓室主要面向《機械設計基礎》課程教學和實驗實訓任務。

在機械設計基礎實驗這個重要的實踐環節，保留了《軸系結構測繪》和《減速器結構裝拆實驗》，因為這兩個實驗均對學生進一步掌握機械結構及設計知識，了解結構設計的原則，而且還對學生的動手能力進行了鍛煉。增設了《齒輪參數測定》《齒輪范成原理》、《帶傳動實驗》、《軸系結構設計》等實驗，這些重要的實踐環節，加強了學生對常用機構、零件結構知識和對儀器設備的動手操作、機械結構的裝拆等實際動手能力的培養，是對理論課程教學不足很好的補充和完善。

（3）采用靈活多樣的考試方式。采取過程考評（任務考評）和期末考評（課程考評）相結合的方法。強調過程考核的重要性，過程考評占60%，期末考評占40%。在考試方法上采用開卷與閉卷相結合,筆試、口試與討論相結合，以增強考試內容的綜合性與靈活應用性，突出對能力的考核。在考核方法上強調了過程考核，使學生在學習過程中有了緊迫感，注重學習過程，從而提高了教學效果。

綜上所述，根據高職教育的特殊性，機械設計基礎課程的教學應瞄準市場對人才的需求目標，明確方向，不斷地改革教學目標、教學內容、教學方法、教學手段及考核方法等環節，從實用出發，就能調動學生的學習興趣，提高教學質量，需要我們不斷地在實踐中創新、總結和完善。

參考文獻：

[1]郭攀成.機械設計基礎課程教學內容和改革與實踐[J].中國電力教育，2009,(4).