机械工程与机械设计精选(九篇)

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第1篇：机械工程与机械设计范文

关键词：机械工程；设计；可靠性；新技术

随着科学技术的飞速发展，人们不仅需要多功能的产品，而且还需要产品能够可靠地实现其所具有的功能。因此，以产品可靠性为目的的可靠性设计应运而生，并得到迅速发展和广泛应用。

1可靠性设计及其发展

为了了解可靠性设计技术，我们必须首先了解什么是产品的可靠性。可靠性的经典定义是“：产品在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的能力。”定义中的“产品”是作为单位研究和分别试验对象的任何元件、器件、设备或系统，甚至可以把人的作用也包括进去。在产品设计中，应用可靠性的理论和技术、根据需要和可能、优先考虑可靠性要求。在满足性能、费用、时间等条件下，使设计的产品具有满意的可靠性要求，这就是产品的可靠性设计。可靠性设计不仅涉及传统设计技术，而且还与系统工程、价值工程、环境工程、工程心理学、质量控制技术和计算机技术等密切相关。因此，它是一个多学科、多技术相融合的新兴技术。它不但应用于产品的设计过程，而且还广泛应用于产品的制造生产、试验、使用、维护、管理等各个环节。因此，这项新兴技术在军工、航空、航天、电子、机械等工业领域得到广泛的应用。

1.1可靠性的发展史

人类从开始研究可靠性技术至今，大约经历了60余年的历史。研究其发展过程，可归纳为初期研究、形成发展和进一步国际化三个阶段。

（1）初期研究阶段（20 世纪 30～40 年代）：二次世界大战爆发后，美国参战的飞机、军舰等重要军事装备常因故障贻误战机，为此军事装备的可靠性问题逐渐引起了人们的关注，开始着手研究如何避免和减少这些“意外”事故的发生并最早提出了产品的定量可靠性问题。接着美国、德国的专家针对飞机、V-Ⅱ火箭诱导装置的可靠性又提出了相应的指标。1942 年美国麻省理工学院的一个研究室对真空管的可靠性进行了相当深入的研究。所有这些都表明可靠性研究已进入了定量研究的初期阶段。

（2）形成发展阶段（20 世纪 50～60 年代）：在这一时期，世界上一些工业发达的国家，如美国、前苏联、原西德、日本等对可靠性开始了有组织的研究工作，并取得了许多重要成果，基本上确定了可靠性研究的理论基础和研究方向，使可靠性研究进入了一个新的发展阶段。这一时期，研究范围不断扩大，从电子产品扩展到机械产品，从军工产品扩展到民用产品，可靠性技术进一步完善，理论研究不断深入，为可靠性设计技术的进一步国际化奠定了基础。

（3）国际化阶段（20 世纪 70 年代后）：随着可靠性技术的不断发展和广泛应用，其优越性越来越受到世界各国的高度重视，并相继投入了大量的人力物力开展这项研究工作。各种国际学术会议的召开、国际可靠性和可维护性技术委员会的成立，标志着可靠性设计技术已经进入了国际化时代。

1.2我国可靠性研究现状

我国对可靠性的研究起步较晚，直到 20 世纪 80年代才得到了较快发展，个别行业还成立了可靠性学术组织，开展了对可靠性技术人才的培养，制定了一系列的可靠性标准。但从总体来看，理论研究较多，实际应用较少，与工业发达国家相比还有较大差距。

2可靠性设计在机械中的应用

产品的可靠性贯穿于其整个寿命周期，目前机械工程设计中的可靠性设计主要应用在产品的设计、制造、使用和维修等方面。

2.1 机械产品的设计

机械产品设计包括整机产品设计及其零部件设计。对整机产品可将其作为一个系统进行设计，设计的方式主要有以下两种：第一种方式是根据零部件的可靠性预测结果，计算产品系统的可靠性指标，这就是系统的可靠性预测，其结果只要满足指标要求即可，如果不能满足要求就要按第二种方式进行设计；第二种方式是对零部件进行可靠性分配，即把系统指标分配到各个零部件上，可靠性分配方法主要有等分配法、再分配法、比例分配法和综合评分分配法四种。零部件设计时，应尽量采用标准件或质量成熟的零件，一般零部件可按类比法设计，重要的零件按概率法设计，对一些关键零部件还应进行可靠性试验。对产品的可靠性应进行评审、修改、再评审、再修改，直到满足指标要求为止。另外，还要进行人机系统的设计，这方面主要包括操作性和适应性设计。

2.2 制造过程可靠性设计

制造过程的可靠性设计是保证产品质量的关键，除了要选用可靠性好的先进加工设备和工艺装备外，重点是对工艺方案和工艺流程的设计。产品的工艺流程相当于一个系统，每一个工艺方案或工序相当于一个子系统。每一个子系统的可靠度设计都要综合考虑设备、工艺装备、工艺材料及操作人员的素质等因素，确定出合理的子系统可靠度指标，然后按子系统之间的关系（串联、并联或混联）得出系统的预测可靠度（如自动线、流水线等的设计）。

2.3使用维修的可靠性设计

产品以可靠性为中心维修应采用逻辑分析决断法，科学地制定维修内容和优选维修方式，合理确定使用期，以控制机械设备使用的可靠性。

机械产品的可维修性与可靠性一样，其是机械设备本身的一个可靠性指标。在对产品进行可靠性设计时就要考虑其维修性，使设计的产品在使用过程中做到故障易发现、易检查、易修复，力求防患于未然。

对产品进行维修性设计时要以最低的费用来维护和提高设备的可靠性水平，尽量减少排除故障所用的维修时间。因此，要在可靠性理论的基础上制定合理、经济的维修规则，采用先进的故障诊断技术和合理的维修方式（如视情维修方法、监控事后维修方法），使用标准的维修工具及设备，提高维修人员的技术水平，使机械维修工作进一步走向科学化和现代化。

3 结语

常规优化设计方法在设计中没有考虑可靠性指标，因此不能反映产品运行的真实情况；而可靠性设计方法在设计中不考虑成本、重量、体积等指标。对某些设计问题，仅采用优化设计方法或仅采用可靠性设计方法，都很难得到理想的设计结果，而可靠性优化设计方法将优化技术与可靠性设计理论有机地结合在一起，弥补了各自的不足。

随着机械产品的日益大型化、复杂化，可靠性优化设计方法在机械工程产品设计中的应用将会越来越广泛。

参考文献：

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[5] 崔 健.锚固工程设计与应用[J].铁道建筑，2006.

[6] 宋庆德.工程机械产品可靠性统计模式设计[J].工程机械，2002.

第2篇：机械工程与机械设计范文

针对当前《机械原理》课程设计的教学现状，分析其不足，并基于OBE工程教育理念，对《机械原理》课程设计的教学模式改革进行了探讨并付诸实践。《机械原理》课程设计是机械类各专业学生在学习《机械原理》课程后进行的一个重要的实践性教学环节，其模式的改革为适应新形势下对机械类学生机构选型、机械系统运动方案设计和创新设计能力的培养提供了良好的平台和借鉴，具有重要意义。

关键词：

OBE；工程教育；《机械原理》课程设计

为了推进工程教育改革，促进中国工程教育的国际互认，培养与国际接轨的中国工程师，由专门的职业或行业协会（联合会）、专业学会针对高等教育机构开设了工程类专业实施专门性认证，工程教育认证强调工科专业人才培养质量达到行业提出的基本质量标准要求，是一种合格性评价[1，2]。工程教育专业认证强调的三个核心理念：产出导向（Outcomebasededu-cation，简称OBE）、学生为中心、持续改进，这些理念代表了工程教育改革的方向，是一种先进的教育理念[3]。我国若要成为《华盛顿协议》正式签约组织，就必须基于OBE理念，深化我国的工程教育改革和工程教育认证体制。《机械原理》是机械类专业必修的一门重要的技术基础课，它是研究机械的工作原理、构成原理、设计原理与方法的一门学科，而《机械原理》课程设计是紧随《机械原理》课程之后的实践性教学环节，是《机械原理》课程的延伸[4]。基于OBE工程教育认证的12条毕业能力要求及课程规划，《机械原理》课程设计需培养的主要能力包括：1）掌握工程基础理论知识并能将其应用于工程问题（毕业要求1）；2）具有分析和解释数据，得到合理、有效结论的能力（毕业要求2）；3）具有综合运用机械设计理论和技术手段设计复杂机械系统、部件和过程的能力（毕业要求3）。本文基于OBE工程教育理念对《机械原理》课程设计课程能力的上述四条要求，结合近年实践经验，阐述我校《机械原理》课程设计改革模式，并为其《机械原理》课程设计改革提供参考。

一、机械传动系统设计能力

《机械原理》内容包括两部分，其一是对现有机构的学习，包括构型分析、运动学和动力学的学习；其二是针对具体任务，利用所学机构学知识，设计传动方案。前者称为分析，后者称为型综合，《机械原理》学习的最终目的，就是要达到型综合的高度，《机械原理》课程设计正是锻炼综合能力的实践教学。遗憾的是，传统的《机械原理》课程设计，体现不出OBE所要求的设计系统的能力，复杂机械系统更无从谈起，因此，改革势在必行。基于OBE教学理念的课程设计改革使设计题目多样化，调动学生设计的积极性而不限制其思维，并且课程设计只提出最终要求而不限制方法，为了让学生在规定的时间内独立完成设计任务，题目不宜太深太复杂，其原则为：题目具有综合性，以运动方案设计为主；题目要覆盖《机械原理》课程的主要内容；题目应结合生产实际，是学生在日常生活、生产实践中所熟悉的；题目的设计结果应包括两到三种基本机构，也允许选用其他常用机构或组合机构；题目要有一定的灵活性和创新性，有利于发挥学生的创造力。在设计题目确定后，需对已选题目提出三种运动方案，并经反复论证，确定一种最佳运动方案进行设计和分析。这种自由选题的模式可大大提高同学的兴趣。设计方案由学生独立提出，经独立地分析、比较后确定最佳方案，以发挥其主观性、创造力，使学生受到一次真实的设计训练，进而提升其机械传动系统设计能力。此外，改革后的课程设计，学生们可以自由组合，每个小组自由选择设计题目，小组成员分工协作，共同完成设计任务。从选题、论证、设计到最后提交设计成果，共同讨论、研究，各自发挥自己的长处，不仅培养了创新意识和创新能力，也使他们体会到团队合作的作用。这也符合OBE培养大纲中工程毕业生个人能力和人际团队能力培养的要求。

二、工程基础理论知识应用能力

传统的《机械原理》课程设计中，方案确定之后，其相关运动参数也随之给定，每个学生需要做的就是绘制机构运动简图，利用图解法和解析法对所选机构的位移、速度、加速度及力进行分析，并绘制机构运动线图和作误差分析，最后编写课程设计说明书。从本质上来说，这样的设计仅能算一次作业，效果并不理想。尽管学生都能按部就班地完成设计任务，但却调动不了学生的设计兴趣，对工程基础理论知识的应用缺乏深刻理解，谈不上对学生的毕业能力的培养。基于OBE教学理念的课程设计改革使设计题目多样化，只提出最终要求而不限制方法，学生可以充分地利用所学的理论知识去解决实际的问题。考虑到《机械原理》课程设计时间较短，教师在《机械原理》课程教学中，需提前做出安排，如现代工具的使用、软件的学习、各种方法的比较、综合性作业安排等。任务的不确定性导致解决方法的多样性。学生需要根据所选择任务，基于所学的机构学知识，甚至查阅相关文献去设计解决方案，当多个设计方案确定后，需要比较各方案的优缺点，必然会深入了解每个所设计的传动方案，最终方案确定后，需对其进行结构、运动学和动力学分析，因有了方案设计的深刻理解，设计的目的已非常清楚，在相应分析时，对方法的选择和掌握自然水到渠成，加深了对所学理论知识的认识，明确了理论知识的实际应用，从而不至感觉学无所用。

三、分析和解释数据能力

在我国的工程教育认证中，第二条毕业要求学生能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达并通过文献研究分析复杂工程问题，以获得有效结论[5]。传统课程设计整个传动方案为教师所指定，分析方法固定，无需学生深入了解，只需按部就班完成画图和分析即可，可见，传统课程设计在第二条毕业能力要求上基本没起到培养作用。改革后的课程设计，从设计任务到设计方案的确定，均需要学生根据具体情况进行分析，然后根据所学知识，自己设计传动方案，并需要通过多方案的比较而得出可行方案。在方案确定后，详细设计传动系统时，需要根据实际任务确定各参数，最后对机构进行分析，并对数据进行误差分析。为了更真实地让学生理解数据的意义和正确性，要求学生对所设计的传动方案进行全部或者部分的搭接实验，通过搭接实物并测量参数，再与理论分析数据进行对比，找出误差存在原因，从而得出相应结论。

四、考核方式的改进

评估学习产出是OBE教育模式中十分重要的环节，如何合理地对各项能力进行客观评价，对课程的改革及持续改进有非常重要的作用，与课程设计所培养能力相对应，《机械原理》课程设计成绩分为四部分：选题成绩、平时成绩、设计成绩及答辩成绩。各部分成绩分值及考核依据如下。选题成绩占总成绩的30%。主要考查设计机械传动系统方案能力。每个团队均需通过PPT形式，结合参考文献查阅或调研情况，对自己团队的设计任务进行说明，根据所定任务设计两到三种机械传动方案，每个方案中必须包含两至三种典型传动机构，并且必须包含四杆以上连杆机构。根据传动方案是否合理、考虑是否周全、有无创新点、是否实用进行综合考核。平时成绩占总成绩的10%，主要依据设计阶段的出勤情况和态度评定，这是设计正常进行的基本保证，也是初步对毕业要求9中个人与团队能力的培养。设计成绩占总成绩的40%，主要评估工程基础理论知识应用能力与分析和解释数据能力，根据所选择分析方法、数据分析的正确性、模型建立、运动仿真、简图绘制等进行评价。答辩成绩占总成绩的20%，各组将集中设计阶段的工作及成果以PPT形式作汇报，主要介绍组员分工及完成情况，组员自评分，搭接视频等，并回答提问，据此评判答辩成绩。通过此类考核方式，对毕业生的能力9（个人与团队）和10（沟通，包括撰写报告和陈述发言、清晰表达或回应指令）也起到初步培养的效果。此外，上述基于OBE工程教育理念的考核方式对教师的教学投入提出很高要求。例如：教师需要投入较多的精力和心血研究繁琐的教学目标分解和教学方法选择，要求其自身具有扎实的专业理论知识、较广博的基础知识面、较强的动手能力及计算机应用能力。对设计中可能出现的各种方案及其特点要有充分认识，能够正确引导学生，使他们经过认真思考和分析比较后，可以选择一个适当的方案。这样才能适应当前实践教学改革和发展的需要，从而有效引导学生积极思考，培养他们的创新能力。

五、结束语

经过近两年的实践，发现根据OBE教学理念改革后的《机械原理》课程设计，为学生机械传动系统设计能力、工程基础理论知识应用能力、分析问题和解决问题的能力以及团队合作和工程实践能力的锻炼和提高提供了很好的平台，并确实取得了较好的效果。然而，OBE工程教学模式是一个系统的工程，无论是在设计内容，还是在设计方法和评估方式上，还有很多需要完善之处，需要进一步的改革和探索，持续改进，以更好地培养学生相应的毕业能力，实现培养与国际接轨的中国工程师的目标。

作者：曾达幸 李飞 侯雨雷 宜亚丽 郑立娟 张芳芳 单位：燕山大学机械工程学院

参考文献：

[1]中国工程教育专业认证委员会.工程教育认证一点通[M].北京：教育科学出版社，2015.

[2]余天佐，刘少雪.从外部评估转向自我改进—美国工程教育专业认证标准EC2000的变革及启示[J].高等工程教育研究，2014，（6）：28-34.

[3]顾佩华，胡文龙，林鹏，等.基于“学习产出”（OBE）的工程教育模式———汕头大学的实践与探索[J].高等工程教育研究，2014，（1）：27-37.

第3篇：机械工程与机械设计范文

关键词:工作过程 机械制图与CAD 学习领域

基于工作过程导向的课程设计是近年来高等职业教育课程改革的一个重要内容,同时也越来越受到各高等职业院校的高度重视。在职业教育中要实现工作过程导向的课程开发,则是指按工作过程来序化知识,即以工作过程为参照系,将陈述性知识与过程性知识整合、理论知识与实践知识整合。目前基于工作过程导向的课程改革较为流行的是学习领域(Lernfield)课程模式,学习领域是一种理论与实践教学一体化的现代职业教育课程模式,是以职业任务和行动过程为导向,由能力描述的学习目标、任务陈述的学习内容和基准学时所构成的课题单元。

该文以机电一体化专业的“机械制图与CAD”学习领域课程为例,从课程定位、教学设计理念和思路、教学内容、载体选定、学习情境设计、课时安排、教学进程表设计、教学组织形式、考核方案设计及教材选用等方面来谈基于工作过程导向的机械制图课程设计方案,该方案经过一段时间的教学实践取得良好的教学效果。

一、课程定位

“机械制图与CAD”主要是介绍如何绘制和识读灌装机械图样的原理和方法,以及如何使用CAD软件绘制灌装机械工程图的一门学习领域课程。该学习领域是机电一体化专业根据从业岗位所确定的多个学习领域中的一个,它属于机电一体专业岗位的基本领域,也是机电一体化学生必修的专业基础课程之一,与其他领域一起构成学生在机电一体化专业岗位所需的知识和技能,为培养高素质的技能型人才打下坚实的基础。

本课程的前期学习课程有《计算机应用基础》,为本课程中的计算机绘图学习奠定了基础。后续课程有《机械设计》《机械基础》《传动零部件及机械分析实训》以及毕业设计,本课程是这些专业领域的基础。通过本课程学习可为后续的专业主干课和今后的就业岗位起到重要的铺垫作用。

二、课程教学设计理念和思路

1.以机电一体化岗位为出发点

通过对机电一体化相关企业的调研和对毕业生的追踪,确定机电一体化专业岗位所需的典型工作任务是:零件的识图、测绘与绘图,计算机软件绘制零件图、零件的公差要求标注和识读、机械图样的三维造型、装配图的识读与绘制,以这些典型工作任务为依据选取教学内容。

2.以能力培养为主

教学培养目标打破传统的以知识目标为唯一目标,建立以能力培养为主要目标。教学模式由学科型为主要特征的教学模式,转变为“基于优化项目,以任务驱动”的教学模式。让学生在完成具体项目的过程中学会自己查阅资讯,通过讨论定出工作计划,通过思考合作完成相应工作任务,并构建相关理论知识,掌握一定的专业能力,发展其一定的社会能力和方法能力。

3.典型工作任务为载体

本学习领域在教学方法上,采用以测绘典型部件减速器为载体,实行引导文教学法、项目教学法、讨论教学法、头脑风暴教学法、激励教学法,调动学生的积极性;鼓励学生参加社会实践和课外科技活动;充分利用现代教育手段,提高教学质量和效益,促进教学内容和课程体系改革进一步深化。

4.以测绘工作过程为导向

本学习领域以测绘减速器的工作过程为导向,把教学和工作过程结合,建设“边教边学边做”的教学情境,重组学生的基础知识结构。在知识、能力和素质三方面,构建理论教学和实践教学为一体的培养方案。

5.实现职业资格考证与教学一体化

将中、高级制图员职业资格考核标准纳入教学内容中,实现实现资格证考试与教学一体化。改革考核方法和内容,注重学生的工作过程和结果的考核,加强学生运用知识解决问题的能力考核。

三、课程教学内容

教学内容分为五大知识模块。

1.制图基本知识和技能模块:制图基本知识和技能、投影法、基本立体投影、截交线与相贯线、组合体视图、机件表达方法

2.制图应用模块:标准件和常用件、零件图、装配图

3.CAD绘图:AUTOCAD二维绘图、AUTOCAD三维绘图

4.基本技能训:线型练习、平面图形分析、组合体三视图测绘、机件表达方案综合运用、螺栓和螺柱连接、圆柱齿轮啮合、零件测绘、由装配图拆画零件图、由零件图拼画装配图

5.综合测绘训练:部件测绘

四、载体的选定

学习领域采用以测绘典型部件减速器为载体。原因有二:一是减速器结构典型,且包含了轴类零件、盘盖类零件和箱体零件,常用件和标准件等几乎所有机械制图涉及的零件,零件类型较齐全。二是测绘减速器的最终目的是画装配图和画零件图,而要画好装配图和零件图则需要一定的制图知识和绘图技能。如:画零件图要求掌握投影法、点线面的投影和机件表达方法、尺寸标注和技术要求等知识点。画装配图要求掌握标准件和常用件的画法和装配图的画法等知识点。

五、学习情境设计

在教学内容的组织上,在考虑项目的实用性、趣味性、可拓展性及可操作性等因素,以减速器的测绘过程为主线设置4个主教学情境,分别是拆装减速器、零件测绘(分三个子教学情境:轴类零件测绘、盘类零件测绘和箱体测绘)、计算机绘制零件图及三维建模、画减速器装配图。在主教学情境下又可设置若干个子教学情境(在子教学情境中又可分为不同的教学设计),在教学领域的教学过程中采用各种不同的教学方法进行教学,使学生成为学习的主体,学生是“演员”角色,教师在课堂上起主导作用,是“导演”。在教学中培养学生的专业能力、社会能力和方法能力。

六、教学课时安排

七、教学进程表设计

教学进程表如下:

八、教学组织形式

本学习领域采用基于工作过程的教学模式,把教学和工作过程结合在一起,建设“教、学、做”合一的教学环境,开发理论与实践相结合的学习情境。

在学习情境的教学过程中,采用行动导向教学法。实施按照一个实际工作完整的“六步法”来进行,即获取资讯、制订计划、做出决策、实施、检查(控制)、评估。

九、考核方案设计

在考试方法上改变传统的重视期末鉴定性考试,轻视平时形成性考试的思想,加大了平时形成性考试占的比重。各项学习情境评价占80%,期末考核占20%。

考试与行业认证相结合,为了提高学生的实践能力和就业机会,改变传统的考核方法,计算机绘图期末考试采取中级绘图员认证考试题目。

十、教材

高等职业教育的教材建设不同于本科教材,绝对不能套用本科教材的思路。高等职业教育的教材建设要突出高等职业教育的特点,要理论和生产实际相结合,突出动手能力的培养,要适应新的教育技术和教育思想的发展需要,要从多个方向、多个角度和多个层面上开展教材建设。

为了进一步实现工学结合的教学改革,我们还希望能与企业技术人员合作开发真正适合机电一体化专业的工学结合的教材。

基于工作过程为导向的课程设计,先确定其学习领域内容,以适当的任务为载体,通过学生自主的行动和教师有效的组织、合理引导实施教学进程,这是培养学生实践技能和学习能力的重要手段,是能力本位教育模式的体现。本课程的设计经过一学年的实践取得了很好的效果。

参考文献:

[1]姜大源.职业教育学研究新论[M].北京:教育科学出版社,2007.18~19.

第4篇：机械工程与机械设计范文

关键词 远程设计服务系统；；B/S计算模式

中图分类号：TD4 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）13-0050-02

作为一个重型机械的设计师的角度来讲，在产品的设计过程中会经常碰到诸如机械强度、负载以及机械设计分析等方面的问题，而通过人工查找设计手册来进行计算的话，效率低下，且规模巨大。因此，基于Web技术对矿山加工机床的远程应用系统中，通过机械设计Web数据库来实现Internet的存储，当设计人员在设计过程中遇到问题时，可以提交已知参数给数据库服务系统来达到数据分析的目的，这样大大节约了产品研发的成本，也有效的解决了复杂的数据分析查询任务。

1 Web的远程机械设计的概念

远程设计指的是设计者在进行机械设计过程中，通过在客户端输入相关的设计参数，然后利用服务器的自动计算得到相关数据，设计者可以对获得的数据进行选择分析，从中得到符合设计要求的相关结果。远程设计通过运用现代化的网络、计算机技术，有效的缩短了产品设计的周期，降低了设计者的工作量，提高了设计工效率。

基于Web技术为基础的远程设计通过实行，JSP、B/S、SQL等网络技术，从而达到对设计数据实现远程查询的目的；基于Web的远程机械设计通过相应的程序编辑工作来实现对数据资源的贡献，有效的完成了计算分析由人工到网络的转移任务，从而实现了产品的远程设计与分析。同时，设计者通过对机械设计过程中的相关共享信息进行互相分析探讨，对机械设计技术的发展具有一定的促进意义。

基于Web的矿山加工机床远程设计服务系统为矿山企业的机械设计提供了相关设计服务，并具备了相当的优势：

1.1 服务范围广

由于远程设计服务系统是基于互联网基础，因此不同地区不同国家的企业或个人只要有系统的注册就能够随时随地的在互联网上获得相关服务权限。

1.2 使用简单、方便

系统用户依据本身的需求来进行相应Web功能的选择，然后输入自己所选定的参数进行计算，系统在计算完之后能够自动对结果进行分析，并传递给用户。

2 机械设计远程系统的关键技术

2.1 B/S计算模式

随着互联网等相关技术的迅速发展，浏览器/服务器（B/S）的计算模式已经成为主流的应用。B/S计算模式从原先的两层C/S模式的技术基础上发展而来，B/S模式的实质就是对原本的C/S模式的相应服务器端进行技术上的深化作用，将其分解为数据库服务器和应用服务器两个部分，同时对C/S模式的相关客户端进行了极大的简化作业，将原本位于客户端的计算功能转移的Web服务器上，而本身只保存显示功能，从而将原本的两层结构转化为了用户表示层、功能层和数据层。

图1 B/S计算模式图

2.2 与

作为当前主流的Web应用程序开发技术，与以往的ASP技术来说，在结构上发生了相对改变，同时对原本使用的ASP开发应用程序的可能产生的限制进行了有效的改进措施，可采用、C++等语言程序，使其具备了语言的独立功能；同时，程序代码与用户界面之间进行区分，使得结构上更为清晰，执行效率也得到了大幅度的提高。使得系统具有更高的安全可靠性。

而中采用的来实现对数据库的存取工作。作为当前权威的.NET数据库的应用解决方案，提供了高性能、高兼容性、一致性的数据访问结构，保证了能对各类Web数据库的访问。不管数据源的类型如何，都可以采用来进行存取。

2.3 JSP访问数据库技术

数据库一般位于远程设计系统结构的第三层，作为开发网站的重要组成部分，同时也是提供远程服务的基础技术，包括系统的产品设计相关的资源库、用户信息数据库的建立都需Web数据库来提供支持。JSP因其自身所特有的安全高效性以及组建方便、平台应用广的特点成为了现今最为实用的网络编程语言。

JDBC作为连接数据库管理系统与JSPD的桥梁，主要由一组采用Java语言来进行编写的接口组成，用来实现SQL语言的Java应用程序接口对数据库的访问支持。用户向服务器发出查询信息的请求时，相关服务器端的JSP程序执行命令，启动对应的JDBC驱动程序，从而与数据库之间建立连接，连接后的相关执行程序中的SQL语句进行相应数据信息的调用工作，然后将调用的信息进行Web服务器返回，最终来达到响应客户端请求的目的。

图2 JSP程序访问数据库模块流程

2.4 Web服务器集成技术

基于Web的远程机械设计技术对静态网页内容以及动态网络内容的依赖性较大。而针对服务器层的开发制定的相关策略对系统的整个性能影响极大。因此，基于目前的服务器来讲，大都是采用Apache和Tomcat二者的功能集成来实现相关的应用功能，这是因为，单独的Apache服务器在为网络管理员提供丰富的Web管理功能的同时，并不能提供相关的Servlet/JSP容器。而单独的Tomcat可以单独的作为一个服务器进行网络的开发和检测，但在静态网络的处理速度较慢，且没有丰富的功能来满足设计开发。

3 系统的总体结构

基于Web的矿山机械加工车车远程设计服务作为一项综合性很强的多学科技术产品，涉及到了机械设计、控制工程、网络技术、计算机数据处理等各个领域。其数据格式相对复杂、所应用的设计资源也较为丰富，因此，对于机械设计系统来讲，远比一般网络系统要复杂。要开发相应的远程设计服务系统，首先必须有针对性的对远程设计的各项目进行具体情况的分析，系统的对各设计资源进行需求分析。然后采取模块化的设计理念，功能与模块之间相互对应，在此基础上来构建整个系统的结构框架，最后可以采用相关编程软件来对实现的功能进行处理，以达到具体设计的实现和资源的查询调用。

3.1 系统开发的原则

1）系统的开发过程中，应该执行“以人为本”的原则，要保证界面的友好流畅，并且能够提供相关的提示。

2）系统应该允许用户进行必要设计参数的输入，以及在设计资源库中实现有关数据图标的查询工作，然后可以进行相应计算，形成需要的文档资料。

3）系统的所应用的模块或者子系统要能够同时具备集成运行与独立运行的功能。

4）系统不应完全开放，要根据不同的用户来设定不同分权限，更具用户类别的不同，提供快速便捷的服务。

5）系统应该尽量减小网络数据的传输次数、传输量，以确保网络负荷的要求。

6）要确保远程设计系统在应用和维护上的方便。

3.2 应用程序的部署

在系统的软件开发完成之后，需要对各个文件已经相关软件进行部署以便提供完善的远程设计服务。因此，首先需要将相关图形文件以及aspx文件、html文件进行组合，在IIS对应功能目录下简历对应的Web站点，进行站点Web.config文件的配置工作；其次，对于远程设计系统中可能需要使用的相关数据表都应该在SQL数据库服务器中进行创建，进行相关数据源的配制工作；最后，对远程设计系统启动、调试，从而保证形态的正常运行工作。

基于Web的矿山机械加工车床远程设计服务系统的总体分布一般都用个各自独体的方式通过采用典型的B/S模式的三层结构的模式，以互联网作为基础来实现跨地域范围的数据传递，可以分别对款式机械加工基础的各个部件进行在线设计分析，并得到正确结果。

4 结束语

基于Web的矿山机械加工车床远程设计服务系统，通过利用相关的B/S技术、Web服务器集成技术以及JSP、SQL等相关技术来实现对矿山机械加工车床的网上设计、以及参数查询和相关的监控，提供给远程用户一个在线的设计分析环境。在一定程度上加强了各科研单位的协同合作，避免了重复性的设计工作。极大的提高了我国远程机械设计的发展。

参考文献

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[3]曹明，万彦，王巍.远程CAD图纸管理系统的探讨及实现[J].煤矿机械，2004（12）.

[4]赵双强，张洪明，张立翔.基于AutoCAD的工程图纸管理系统的开发[J].昆明理工大学学报，2001（5）.

[5]许良元.机械部件产品的二维图纸管理系统的研究与开发[J].机械管理开发，2005（6）.

第5篇：机械工程与机械设计范文

关键词：人因工程，采煤机械，优化

【分类号】TD421.6

1.引言

随着社会的不断进步，经济全球化不可逆转，相应的采矿技术也在不断向前进步，机械化作业在煤矿企业的各个生产环节都得到了广泛的运用。如今的煤矿企业正朝着自动化、智能化方向迈进。机械化采煤机械的普及，大大提高了煤炭的生产效率。然而，随着社会对煤炭资源需求量的持续增大，各企业必须加大采矿生产的数量，机械设备同时面临着超负荷作业状态。运用人因工程学对采煤设备进行优化设计，必须借助于心理学、生理学等多项科研理论，全面均衡，最后设计出人性化的采煤机械。这不仅可以提升煤矿生产的效率，同时使采煤机械的操作环境更加安全、稳定。

2.现有采煤机械设备存在的问题

2.1 操作者作业强度繁重

在人-机-环境这个生产系统中，人是人因工程学研究的核心目标。随着采煤设备形态的日趋多样化，机械的功率和运行速度也在不断的提高，操作者的工作强度越来越繁重而复杂，仅凭现在的采煤设备已经不能满足采煤作业的需要，对作业条件的改善也变得越来越迫切，这就突出了运用人因工程学对采煤机械进行优化设计的重要性。

2.2采煤机械的使用条件恶劣

在采煤机械超负荷运行时，同时要保证采煤设备的作业安全性，这必定会增加作业工人生理和心理上的负担。在井下曲折且不平的地表上作业，也会加重操作者的工作难度，它一方面易使操作者感到疲劳，降低工作效率以致引起事故；另一方面，可能危害到作业工人的身心健康，导致一些职业病。在各种不同的环境条件下，采运设备如果直接受到寒冷、闷热、矿尘等的侵袭，也会使操作工人遭到恶劣环境因素的伤害。另外，长时间的噪声会损害操作者的听力，严重时还会造成操作工人听力下降甚至损伤，或引发其它职业疾病。

3. 人因工程指导采煤机械优化设计的流程

3.1 选定功能

功能模块是实现人因工程学价值的标志。在设计采煤设备时应考虑人因工程所具有的功能和特点，然后研究采煤设备能否满足生产的作业需要。加大设备功能与操作者之间的配合程度，保证作业者操作机器时在心理上感到良好的舒适度和适应性。

3.2 系统分配

人因工程研究的系统十分复杂，采煤设备的初步设计应当做好系统分配工作。通常情况下，人-机-环境系统分配需要根据3大因素的具体特点，从整体到局部来完善采煤机械整体的运行性能。同时，分配系统功能还要以人为中心，不能太过于依赖设备的机械化。

3.3 设置参数

参数是人机操作系统的硬性指标，参数设置的大小需根据采矿设备的工作情况，以及机械在实际工作流程中发挥的相关功能而定。通常用人因工程学理论进行设计采煤设备时，先要设置 “人机界面”。具体参数有：一是尺寸参数，需要结合人体的特征，使设计的尺寸，能够保证操作者有足够的操作空间；二是设备参数，设置的显示器、控制器等参数，应保证系统操作的合理性。

4. 采煤机械设计的评价方法

人因工程学是研究人、机、环境三者组成的系统之间相互配合的学科。它通过统筹系统诸要素之间的相互关系，来确保整个系统效能的最优化。那么，怎样来评价用人因工程学指导设计的采煤机械是否符合宜人、安全、高效的设计原则呢？我们可以通过下述的方面来评价：

（1）产品的尺寸与人体的尺寸及作业方式是否适应；

（2）产品是否可以防止工人操作时造成意外伤害和危险，以及是否设有保障机制；

（3）机械各操作单元是否简单实用，安装的元件能否快速的被作业者辨识；

（4）产品是否便于清洁、保养及维护。

从这4项设计基本原则可以看出，采煤机械的设计要以正确面向操作者、适应操作者、尊重作业者为基本点。只有在造型尺寸设计方面符合作业者的生理和心理需要，才能真正体现出该设计产品对人的尊重和关心。

当然，对于一名设计师来说，他所设计的产品还要符合人们的审美需要。他对美的理解和感悟应是相当深刻的，我们可以把它简单地分为视觉上、听觉上、触觉上和感觉上四个方面。视觉设计体现在采煤设备的造型和颜色等方面，它是作业者对产品最直观、最简单的了解方法。听觉设计主要是指声音，设计不当的设备可能会产生持续的噪声，它能分散工人的注意力，损害井下人员的听力，严重时还会造成操作工人听力下降甚至损伤，或引发其它职业疾病。触觉设计主要包括机械材料的应用、质地好坏等。最后就是通过上述三个方面综合起来给作业者的整体感觉，它从整体上对采煤机械提出了要求，这不仅包括设备在外观上能令人赏心悦目，更能适应人生理和心理的要求，给作业人员带来归属感。

5.结语

随着采煤设备机械化程度的提高， 井下作业环境也日趋复杂， 对作业者操纵控制设备的能力提出了挑战。 同时，许多采煤设备在研制时没有全面考虑操作人员的人体因素，使设备的功能不能完全发挥出来。因此，有必要用人因工程学的理论来研究采煤机械的设计与优化。从人因工程学角度出发， 对煤矿企业机电设备进行合理的改进设计， 使操作者处于最佳的工作状态， 一方面可以减少煤矿安全事故， 另一方面可以提高生产效率。

参考文献

[1]王建军.人机工程学在人性化煤矿机械设计中的应用研究[J].机械管理开发.2010（02）

[2]赵宏梅，程彬.采煤机操作台面的人机工程学研究[J].煤矿机电.2007（06）

[3]段春平.矿山机械的优化设计[J].中国矿业.1999（S2）

第6篇：机械工程与机械设计范文

课堂教学是中国文化传承的主要方式，一个有超前性、计划性和创造性的课堂设计是知识传承和能力培养的实用而有效的途径。如何学好“工程力学与机械设计基础”这门课，42学时的课堂教学是关键，因而必须针对少学时多内容的课程进行有效的设计，达到调动学生的学习热情、提高理论学习效率和解决工程问题能力的效果。

1.1引导学生积极动脑

先提出有关教学问题，创设一个工程应用环境。如讲扭转时，可以先将汽车传动轴的实例提出，让学生回答如何对轴的强度及大小进行校核计算，从材料选择到空实心轴的计算说起。然后，由教师总结，通过图片、动画、视频等将结构形状和构件的相互关系生动地展示在学生面前，再对轴进行受力分析、理论推导和计算。针对重要的概念和公式，布置课外作业加深。这样可使教学客观化，晦涩的问题简单化，枯燥的书本理论与工程联系应用化，增强了工程实践知识，活跃了课堂气氛。

1.2推动学生积极动口

传统的教学模式是以课堂、教材、教师为中心的，形成了教师单向灌输、学生被动接受的局面，这在客观上限制了学生的思维空间。现代教学目标应以学生为主体，学生是认识的主体，一切教学措施的安排最终都要落实到学生身上，充分调动学生的思维能力、创新能力。课堂教学主要采用任务驱动教学法，从第一次课开始，就指导学生带着2-3个工程实际问题，先预习教材，力争找到解决问题的方法，第二次课回到课堂讨论。课堂上接近一半的时间为学生发言讨论，余下时间教师总结。总结内容：概念清晰化、结构明朗化、公式深刻化。方式以推动学生口述为主。通过任务驱动，学生在探索中学习，在学习中不断获得成就感，调动了学生的学习兴趣，同时也锻炼了学生的语言表达能力、沟通能力和独立解决实际工程问题的能力。

1.3鼓励学生勤于动手

教师在平时的课堂教学中，只对重点知识讲解，重要公式的应用举一反三，给学生留有自学和思考的余地，给学生发现和提出各种各样问题的空间。通过创设学生自身知识的不足和学习问题的情景，激发学生的创新能动性，鼓励学生深层次探索。如：轮系课完毕，就布置学生课外作业：设计一个轮系，用最少的齿轮实现同轴反转，且速比i=2。在讲完理论力学时，课外作业为：设计一个最简单廉价的200L油桶平地搬运工具（完全人工作业）。充分相信学生的解决实际问题的能力，并加以鼓励引导。回到课堂师生点评，确定ABCD最佳方案。通过这种理论联系实际的任务驱动和自我探索，学生不仅加强了对所学知识的理解，同时提升了解决实际工程问题的创新能力。

2积极引导课外学习与实践

课外学习与实践能较快地拓展学生相关知识结构和解决实际问题的能力提升。教师要有意识地设计一些课外作业，引导学生课外学习与实践，一是扩大学生视野，加深对课程内容的理解，二是节约有限的课堂时间，充实课堂内容，时间用在刀刃上。

2.1引导学生文献检索开阔视野

通过文献检索，归纳总结，解决工程实际问题，是工科学生应该具备的基本技能。结合课程理论知识，由教师选题，让学生查阅文献资料，写出文献小节报告。例如，轴承课结束，布置课外作业：无油轴承技术现状、大推力滑动轴承技术进展等，要求学生查阅相关文献，并进行文献分类整理，最后通过分析文献，提出自己的设想或建议。通过对课程所涉及的文献进行广泛的阅读和理解，对该领域的研究现状、新水平、新动态、新发现等内容进行综合分析，写出500~1000字的文献小节。通过这一过程的学习和训练，课堂知识得到了提炼，相关的学科知识及应用得到了拓展。

2.2强化实践教学环节，提高学习兴趣

实践出真知，实践教学是巩固理论知识和加深对理论悟性的有效环节，是培养具有创新能力的高素质工程技术人员的重要途径。例如，减速器拆装实验，可以帮助学生了解减速器各部分的结构，考虑好拆装顺序，培养学生的观察能力和动手能力。碳钢材料的拉伸应力应变实验，可以使学生对应力形成过程、材料的比例极限σp、屈服极限σs、抗拉强度σb等有一个直观的认识，掌握许用应力基本概念及使用方法，加深对杆拉伸状态下基本几何尺寸的计算。通过实践环节的学习，培养了学生仔细认真的工作态度，加深了对理论知识的认知程度，激发了学生的学习热情。

2.3增加探索性问题，提高创新能力

传统教学作业是以课后作业为主，都是些常规练习，内容简单，答案唯一。这样虽有利于“基本功”的训练，但“多学少悟”的培养不利于学生创造力的发挥。针对工程问题的复杂性，实际问题是没有标准答案的。因此，在课外作业中，适当地增加一些探索性问题，能够激发学生主动思考的能力。例如，在学习应力时，对裂纹的危害及防护措施进行举例说明。通过查文献，独立思考，学生对力学分支———断裂力学有了一定的理解，意识到工程上的许多灾难是由裂纹引起的。这样的主动探索反过来提高了对书本理论知识的理解。一个学期进行几次这样的作业后，对提高学生的创新意识和研究实际问题的能力有明显的帮助，增强了学生对工程概念的感悟。

3改革课程考评方式的实践

传统的考评方式多为闭卷考试，由于本课程内容多、实践性强的特殊性，仅凭期末闭卷考试成绩不能全面反映学生掌握知识和运用知识的能力。为此，对考核内容进行了改革实践。改革前，只采用期末考试作为学生的最终课程成绩。改革后采用期末考试成绩和平时成绩相结合的方式对学生进行评价。学生成绩考评内容，一是考查理论知识的掌握情况，通过期末闭卷考试成绩呈现。二是检验学生运用所学知识解决实际问题的能力，通过平时课堂讨论、课外作业成绩体现。改革后，这种多元化的考核方式对学生知识的获得、能力的培养和素质的提高有明显的效果。

4结论

第7篇：机械工程与机械设计范文

一、当前我国工程机械的设计与制造的现状和特点

1、我国虽然是发展中国家

但是我国的经济发展速度非常快，当前我国的工程机械销售量和销售额已经远远超越美国、日本、德国位居世界第一位。工程机械的飞速发展不是一朝一夕就能实现的，我国在重工业发展行业投入大量了人力物力和财力才使工程机械行业获得今天的成就。另外，我国的工程机械自给率也从“十五”期间的70%左右，提高到80%以上，我国已经不是当初那个仅仅靠借鉴其他国家技术来进行制造工程机械的中国了，我国已经开始了自主的研发与创造，成为了真正的世界工程机械制造大国。

2、绿色设计和绿色制造是当前任何一个行业都在学习和考虑的全新开发理念。

新产品和新技术的研发和创造将带来更高的经济效益。那么什么是绿色设计和制造呢？就是指该产品从设计、制造、包装、使用到报废处理的整个产品生命周期中，能够对环境的负面影响最小，与此同时还能保证获得最佳的经济效益，保障企业的经济效益和效益的协调优化。主要特点有：

（1）工程机械的绿色设计。绿色设计具体就是指在机械的设计之初就充分考虑产品生命周期的各个环节（比如机械产品的可回收性、可维护性、循环利用性等）。绿色设计的方法是非常复杂的，工程机械的设计制造者需要拥有非常强烈的绿色设计理念以及制造技术，同时还要充分考虑到产品被使用全过程的所有可能发生的意外事件，其中包括工程机械产品使用过程中的质量问题以及用户要求等。

（2）在进行工程机械制造时，使用绿色环保的制造材料。当前社会越来越多的行业已经加入到了开发和制造绿色健康环保的产品行列中，那么工程机械制造行业自然也不能落后于其他产业。绿色环保材料主要是指在进行机械制造时选用无污染易回收的绿色可循环利用的环保材料。但是还要注意在进行工程机械绿色制造的材料选择时要确保经济效益与工程机械制造的质量相协调。

（4）后期工程机械的废物回收以及绿色环保处理。科学合理的废物回收再利用能够大大降低废弃物对环境的污染，有效促进工程机械产业的绿色健康发展，为社会带来更大的经济利益。

二、工程机械的绿色设计与制造的重要性

1、工程机械在制造产品的过程中

会产生大量的工业废液以及固体废气物等污染物。另外，随着当前人们环境保护意识的提高以及对生活水平的要求也逐渐提高，不环保的工程机械制造模式已经不能满足人们对生活环境的要求了，这也就使整个工程机械行业面临着巨大的挑战。因此，只有相关工程机械的设计和制造者能够积极研发符合环保要求的低污染绿色工程机械，采取相应的绿色设计和制造，才能更好更快的适应社会发展的要求，促进企业的经济效益与社会效益共同提高的健康环保模式逐渐遍布整个工程机械制造行。

2、超低消耗的绿色设计：

只有从根本上找到解决方法，才能大大减少原材料的消耗，。因此，工程机械行业应当聘请秉承绿色设计和制造理念的设计者对工程机械进行绿色设计和监督制造。并且由相关工程机械制造企业提供所需的绿色环保材料，进一步大大降低对不环保材料的使用。与此同时，也应当积极推广减少资源消耗的绿色技术。当前的环境污染源正在逐步增多，工业废气废弃物的排放等都使环境受到日益严重的破坏，绿色材料的使用能够大大减少废弃物，绿色材料在工程机械制造过程中也不会产生大量的废气废液等的排放，非常有利于生态环境的改善和产品的回收利用。

三、如何更加高效的进行工程机械的绿色设计与制造

1、在工程机械的设计方面进行全新理念的可循环利用的绿色设计方案

将工程机械产品的后期市场开发出最大的潜力，大大提高产品的使用效益。工程机械的绿色设计是非常复杂的。工程机械的绿色设计还应当一步一步通过实际操作应用到真正的工程机械制造中，并且将工程机械的功能发挥到最大程度，同时还要保障工程机械高效的环保效益。

2、在绿色设计的基础上大大提高绿色制造的技术。

工程机械的绿色设计也就是无污染、可循环的生态设计，只有最大程度上的保证整体设计能够使产品在保护环境的基础上进行运行，并且也能保证达到和满足人们对工程机械的需求就可以，这样就已经达到了工程机械的绿色设计理念。另外，还应当实施以缓解甚至解决环境问题的创新式设计，当前越来越多的产品已经意识到在保护环境的基础上进行研发和制造新产品，与此同时也还能将产品的经济效益达到最大，这种全新的工程机械的绿色设计方法是当前绿色设计者所想要达成的目标。绿色设计是工程机械绿色制造的核心，当前我国的工程机械在绿色设计方面的主要内容：在进行工程机械的设计时，根据绿色环保的理念进行设计，并且要明确在即将进行的产品制造中所指定需要的绿色材料和制造材料。另外，如果企业条件比较优越，可以使用自我研发的绿色健康材料进行工程机械的制造，企业可以自己设计和研发绿色健康的工程机械制造所需的零部件以及相关设备，这样能够最大程度上保证工程机械的绿色环保功能正常运行和实施，其中，在进行绿色健康零部件的制造和实施中，也应当采用节能、节水、省料等的最优化绿色环保产品。

3、对工程机械进行绿色包装和后期的绿色维护以及回收处理。

绿色环保的包装能够有效吸引消费者的眼球，当前人们的生活水平越来越高，更加追求健康环保，因此，绿色环保的包装能够拥有更多的消费者。另外，工程机械产品的后期维修是非常重要的环节，如果不能正确及时的处理，就会给环境带来负面影响，只有通过正确的方式及时进行后期的工程机械的管理和维修，才能有效提高工程机械的使用寿命，并且大大提高产品的使用效率。

总结

第8篇：机械工程与机械设计范文

关键词： 《机械设计》 课程改革 内容设计 教学方法与手段 评估考核

1.前言

《机械设计》是机械（机电）类专业的主要技术基础课，同时也是这类专业学生的职业技能课程，该课程的理论性、实践性、综合性、灵活性较强，且与其他技术基础课和专业课衔接紧密，是学生进行职业技能训练、课程设计、毕业设计、和参加工作所必需的机械设计知识的技术基础。其教学质量和效果直接决定了学生在后续课程学习中的动手实践能力，以及理论理解的深度。

2.课程描述

机械设计基础课程是兼顾理论教学和实践技能为一体的课程，它既是一门机械学科用于思维体系建立的专业基础课，同时又是面向生产实际，能够应用于生产实践的应用技术课。因本课涉及机构和零件较多，要用到较多的理论基础。学习者如用习惯的基础课系统性来看待本课，确实会产生“不系统”、“没有统一研究规律”的错觉。实际上，本课程的全部内容可归结为两个问题：一是“机构怎样才能实现人们需要的、理想的运动”，二是“零件怎样才能正常工作”。为了使学生学习中把握这两个思路，更好地发挥这门课程在培养机械类高技能人才所必需的基础知识、基本能力和素质结构中的作用，根据培养服务于生产第一线的高职高专层次的专门人才的定位，我们以建立学生机械产品的基本思维体系为理论知识要点，以掌握机构分析、故障诊断、零部件设计、设备调试、维修和高效率的操作使用为技能培养目标，对原课程体系和结构作了全面调整，进行了基于工作过程的改革探索。

3.课程内容设计

在课程内容设计上，围绕解决某一项目问题所必需的知识与技能，重构课程体系。首先对毕业生进行了跟踪调查，82.2%的毕业生认为，在实际工作中《机械设计》是实用价值最大和使用频率最高的课程之一，同时采访了株化、株冶、南车等几家知名企业，了解他们对机械设计知识、技能方面的实际需求后，对课程内容进行了重组。思路是以职业能力培养为主线、以岗位需求为依据、以工作过程为导向、以胜任企业工作岗位为目标，根据生产实际对机械设计知识的需求，在汲取国内传统机械设计教材知识精华的基础上，结合生产实践中的实际案例，对教学内容进行了整合，将授课内容分为两个大项目。

项目一：牛头刨床机械系统分析

项目二：带式运输机传动装置设置

项目一以牛头刨床为切入口，在牛头刨传动系统中，包含了带传动、齿轮传动、导杆机构、连杆机构、凸轮机构、螺旋机构和棘轮机构等组成传动系统；刀架和工作台组成的执行装置；电动机的运动和动力经变换和传递，一方面使滑枕和刀架作往复直线移动，进行刨削，另一方面使工作台横向移动，完成进给。刀架、工作台的速度和位置靠操纵机构来控制。牛头刨床中的机构基本上涵盖了一般机器设备中的机构，具有典型性和普遍性，学生通过对这些机构进行分析，掌握各种机构的特点及工作原理，来解决本课程学习的第一个问题，即“机构怎样才能实现人们所需要的、理想的运动”。

项目二以带式运输机传动装置设计为切入口，通过计算带式运输机的运动和动力参数、设计带传动、齿轮传动、轴系结构、减速器结构来了解机械设计的全过程，在教学中将课程知识与设计内容有机的融合起来，这样可解决本课程学习的第二个问题，即“零件怎样才能正常工作”。

项目一学生学完后必须完成牛头刨床机械系统分析报告，项目二学生学完后要编制带式输送机产品设计说明书、设计减速器装配图、零件图。学生在学习过程中的第一感受是所学即所用，学习的目的性强，学习兴趣也大大提高，学习效果很好。

4.教学方法与手段的改革

经过企业调研及多年的教研实践积累，结合《机械设计》的特点，我对本课程的教学设计、教学方法、教学手段等方面进行了精心的调整和改进。采用传统教学方法与现代教育技术相结合的“多元合一”（课题教学、现场教学、虚拟机构运动演示、真实零部件测绘、设计等多种教学方法融合使用）的教学方法，较好地培养了学生的分析机构、设计零部件的能力及综合运用知识和实际动手能力。

（1）采用合作学习，使学生成为学习的主体。

合理组建学习小组，按照班级人数均匀分组，每班一般不超过8组，每组4―6人。每组有一个班干部或团干部，学习能力强弱的学生要搭配，注意计算、绘图、计算机、英语等特长搭配。通过小组成员合作，巧妙地运用同学之间的互动，把一些课堂时间留给学生，让他们有机会进行相互交流，共同提高。这样一来，许多原先由教师完成的工作就可以由学习小组来完成，教师成了学生学习过程的咨询者、促进者、参与者。学生由于主体性得到了体现，自然会产生求知和探究的欲望，会把学习当作乐事，最终进入学会、会学和乐学的境地。教学的良性循环也会因此而建立起来，促进整个教学过程的发展，使学生与新知之间的矛盾得到解决。如项目一学习中，有几个阶段安排了机构分析汇报，要求学生制作PPT，这就要求学生小组成员合作，有的设计PPT模板，有的网上查询图片、材料，有的组织汇报内容。通过这样的活动，学生提高了知识概括能力、团队合作能力，为今后工作打下了良好的基础。

（2）发挥教师情感的积极作用，建立和谐的师生关系。

《机械设计》课程是一门不含情感因素的课程，怎样使学生对这门课程产生兴趣，培养学生内在的学习动机呢？这就要求教师应博学多才，且对教学工作充满热情，为原来没有情感因素的课程注入情感的因素，让学生带着感情来学。另外，教师应该多接触学生，多了解学生，平易近人，这样就可以深入了解学生情况，使教学效果得到及时反馈，从而不断改进教学工作。例如，学生在制作PPT汇报文件时，会出现许多问题，我们一般要求学生提前几天将PPT发到老师邮箱，老师发现问题后及时用QQ聊天的方式与学生沟通，这样既解决了学习上的问题，又加深了教师与学生的感情。教师讲的话、提的要求就更容易被学生接受。坚持在了解中教育，在教育中了解，这样师生关系融洽了，学生学习的兴趣自然会提高。

（3）尝试体验式教学法。

在教学过程中，对某些难度不是太大的课程部分，让学生代表亲自体验当老师，每个学习小组在教师的指导下组织材料、备课、做课件等，然后采取优秀小组上讲台讲课或采用抽签的方式确定某小组上台讲课；教师对学习中的重点和难点提出问题，各小组进行讨论，这种学与做的结合，受到了学生普遍的欢迎。另外几次PPT汇报，首先是学生推荐或自荐一个主持人，各小组除了代表陈述外，还要接受教师提问、其他小组同学提问，教师和各小组长作为评委对各组情况进行评分。每次汇报气氛都非常热烈，同学们热情非常高，各小组都不甘示弱，汇报材料准备充分，回答问题争先恐后，团队精神得到充分的体现，学习效果也非常好。

（4）身边教学法。

本课程除了以两种典型机械（牛头刨床、带式输送机）为载体进行学习外，为了使学生增加亲切感、提高学习兴趣，还采用了“身边教学法”，即鼓励学生将身边熟视无睹的桌椅、门窗、文具、其他生活用品等物体中意料之外却又是情理之中的工程问题拍成照片或视频。如补鞋机的机构系统，自动铅笔的凸轮机构，手表中的轮系，雨伞中的连杆机构，天窗的六杆机构，拖把上的四杆机构，麻将机里的齿轮传动和链传动，校园里挖掘机上的连杆机构，等等。在课堂上引用为实例，激发学生的好奇心和探究热情，启发他们细心观察、勤于思考、善于分析、用课程知识解决实际问题，学生学习热情高涨，课堂教学效益明显提高。

（5）其他教学手段和方法。

各种教学方法综合运用，如采用现代化教学手段，制作多媒体教学课件，并鼓励学生课后利用互联网搜集课程资料、了解课程信息，使教师和学生的沟通更为顺畅；建立了精品课程网站，教学资源全部上网，方便学生进行学习；课堂理论教学和实训相结合；采用因材施教、双边互动、自主探索式、启发式、讨论式和研究式等各种教学方法在教学中得到了充分的运用，大大增强了教学效果。

5.评估考核

（1）评估内容。

评估内容有专业能力（含知识与技能）、方法能力和社会能力。其权重分别为70%、15%、15%。专业能力是每次课要达到的知识目标和技能目标，而社会能力包括承担工作的饱满性，是否富有挑战性；参与学习活动和公益活动热情，不计较得失；待人谦虚有礼，团队合作意识强，服从安排，能正确对待批评与不同意见；衣着整洁，注重小节，讲究社会公德等。方法能力则包括善用网络资源和图书馆资料；勤于摘录，灵活取舍，善于总结，注重积累；善于独立思考，提出与发现问题频次高；有良好的学习作息时间，按时按质完成规定的任务；有适合自己的学习方法，学习效率高，等等。

（2）评估方法。

评估方法有自评、互评和师评，其权重分别为20%、20%、60%。自评或互评分数明显不客观时，以教师评分为准。

一般情况下，专业能力在小组之间交错展开。以每个班分为8组为例，代号分别为A、B、C、D、E、F、G、H组，由教师随机组合考评组和被考评组进行互评，例如：

第一轮随机组合为：A-B、C-E、D-F、G-H，前面的为考评组，后者为被考评组。

第二轮组合可为：E-A、B-C、H-D、F-G，前面的为考评组，后者为被考评组。

方法能力和社会能力“互评”通常在组内通过讨论，对照评估内涵客观评价，成员之间必须拉开分数。

6.教学效果

通过两年的探索，《机械设计》课程教学取得了明显的效果，学生对这门课程的教学方式进行了肯定，对这门课程的学习产生了浓厚的兴趣，感觉到真正学到了不少知识。装备0912班的方萌同学感慨地说：“很荣幸大学里能用这种新颖独特的学习方式学到这么有用的课程，我会永远记住您和您所教的课程的。”现在该课程主要针对化工装备技术专业学生进行试点改革教学，今后我将不断总结经验，扩大改革范围，让更多的学生由被动学习变为主动学习，真正掌握知识、训练技能并形成良好的团队合作意识，真正成为新时代高素质型技能型人才。

参考文献：

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［2］汪禾清.高职机械设计基础课程教学探讨［J］.科技信息，2007，（27）：224.

第9篇：机械工程与机械设计范文

关键词：公路工程 机械 设备 配置 维护

中图分类号：U415.5 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）01（a）-0089-02

随着我国公路建设的飞跃发展，公路工程机械在道路施工中担当着极其关键的角色，工程机械在道路施工中的推广运用，不但为施工企业带来了很大的经济效益，而且于增强施工质量、减少工期、杜绝人力资源的浪费等诸多方面也起着不可取代的功效。可是，因为公路工程机械的施工条件往往比较恶劣，加之施工强度导致的磨损严重，容易使公路工程机械发生故障，而故障的出现便会影响施工进度与质量，加大了工程成本。[1]随着公路工程依赖机械设备变的的愈来愈强，搞好公路工程的机械设备的科学配套与维护，有效预防机械设备出现故障的工作就变的愈来愈重要。

1 公路工程机械设备的配置要经济化

强化公路工程机械设备的优化配置，能够加速工程施工进展程度，增强工程质量减少工期和缓解劳动强度，进而达到节约劳动力，增强劳动生产率，缩减工程造价，取得更好的经济效益的目的。

（1）优化选择施工机械设备。

公路施工方案的经济性能够于不尽相同的方案之间实施优化选择，结合工程量的大小程度和工期的长短来选择机械设备之规格、型号、数量及进入退出场地时间，以实现工程进展程度与设备高效利用的协同和控制。对于施工机械的选择，不同类型的机械与同一类型的机械之不尽相同的型号，均有本身最佳的作业范围。若是超越了此范围，不是出现机械资源浪费现象，就是出现工期浪费，施工质量不能保障等现象。因此，在施工时，要依据机械设备本身之性能特点。同时，根据施工的条件、手段以及经济效益方面，实施对机械的种类、型号的科学选择，以促使机械施工实现效益最大化。施工机械设备之配套机械化施工，不但存在单机操作，而且愈加重要的是存在配合作业。所以，除了对施工机械设备正确选型之外，还应结合施工工艺、组织实施科学搭配，组成单项工程机械化。[2]例如公路施工量过大时要选择使用大型机械设备，而施工量比较小时则要选择使用中小型机械设备。可此并非绝对的，应当做到具体状况具体分析。对于公路土方施工，应尤其注重掘挖机与运输车辆、推土机等重要设备之优化选择；对于路面施工，应尤其注重沥青混凝土拌和设备与摊铺机、运输车辆等重要设备之优化选择，若是拌和设备生产抑或运输的能力比摊铺设备能力小，必定会给施工的连续性带来影响，如若处理不当，则会给路面平整度带来影响，及至给工程质量进度带来影响。

（2）选配机械设备应注重效率。

所谓机械设备的条件，从一方面来讲即机械设备本身设计制造时的条件，也就是机械设备的科技含量大小与性能强弱。此便要求应用者在使用时要选择适宜企业本身发展以及公路施工发展趋势之设备，不仅应具备公路工程机械之管理超前理念，而且应当防止盲目性。从另一方面来讲即运用期间的本身条件，主要指机械设备之完好率、工作效率之发挥等。而正确的操作及时的维护，则可以从根本上化解问题，防止因机械设备的技术水平差抑或维修率高而给工程的质量与工期带来影响。公路工程施工单位要处理好机械设备科学合理配套关系，具体主要包括如下三方面的内容。

①以机械设备配套中主要机械设备为基准，其余配套机械设备以保证主要机械设备有效发挥效率作为选择配置标准。

②以机械设备配套数量达到最小为原则，也就是尽量选择部分综合型设备，以缩小配套环节，提升机械设备配套运行之可靠性。

③次要机械设备并列原则，也就是在可行状况下尽可能注重配套中之薄弱环节，达到局部施工机械设备之并列实施。

2 公路工程机械设备的维护要科学化

施工机械设备在施工应用期间难免会产生故障，其中部分故障给机械设备带来的影响是较为严重的，可这部分严重的机械故障通常是因忽略对那些小故障的及时处理而导致发生的。所以，在机械设备维护方面，必须对小故障要及时处置，不能因故障很小耽误机械设备使用，而使机械设备带病工作，结果酿成大的故障，导致机械设备不能再利用。此不仅会耽延工期和工程进度，有时或许能导致机械设备的报废，给建设企业带来重大财产损失。具体应注重以下几个方面的工作。

2.1 对机械设备检查要做到日常化

实践表明，机械设备之大部分故障若能在平时检查中做到早发现同时采取处置措施，则可以及时地避免故障的出现。因此应搞好机械设备之预防检查，可通过日常维护与巡检两部分进行，日常维护通过机械设备操作者来进行，就是将“十字作业法”切实履行机械设备的全部运行过程，直至停机。[3]巡检工作则由负责检修的员工来进行。应依据施工场地的实际状况，将所运行的机械设备管理责任落实至每一个人的身上，建立机械设备综合检查日志，同时把对所有机械设备的巡检状况与当月此机械设备的运行及维修状况予以对比，在经济方面构建机械设备维修人员奖惩机制。

2.2 科学合理维护机械设备

对机械设备实施科学合理维护是其正常使用、工作之基本保障。对机械设备维护要严格依据机械设备使用说明的规定科学实施，防止盲目维护产生的危害。[4]例如在公路施工场地为机械设备换剂时不依据牌号、不依据周期等不合理的方法换剂，尽管其后果没有即刻显现，可却给机械设备的有效利用寿命带来一定的影响，也为机械设备突发性故障落下了隐患。因此，必须合理选择剂维护机械设备。

2.3 定期对机械设备实施检修

对机械设备维护要坚持以预防为主，保养检修并重的原则。结合零件与机械损坏规律，定期对机械设备采取强制性维修；同时还要实施预防性维修，也就是依据维修对象之实际安排情况来掌控维修模式，如此可防止强制维修导致的浪费现象。要对机械设备严格履行机械维护制度实施定期保养，让机械始终维持良好的工作姿态。特别是部分利用率高同时极易发生故障的设备要搞好跟踪诊断，如是发现异常现象要马上停止机械运行，同时快速组织维修人员实施检查与现场抢修。机械设备的定期检修是维护计划的一个主要构成部分之一。目前，机械设备施工产生的故障大多是依赖维修工依据经验进行判断，即实施解体――替换配件――再组装之工艺流程，此种作业方法不仅达到及时、方便、同时也导致故障判断失误率提升，返修率较高等缺点。在维修期间更多的运用先进技术的无需解体检修，同时强化工程修理应急车的运用，以及时对故障机械设备进行随时随刻的维修，有效减低了维修时间与费用，相应地提升了机械设备之应用效率。要借助必需的仪器设备来检验机械设备的技术状况、明确机械设备之性能，及其对其检修的内容、时间等。[5]特别是目前施工中机械设备的配套等状况愈来愈多，专业性的定期检修则愈发显得重要起来。

3 结语

总之，针对公路机械设备的施工特征对机械设备实施科学合理的配置，同时定期实施科学的维护，对机械设备故障隐患做到及时发现及时排除，有效提升机械设备的工作效率，减低工程成本，确保工程质量与进度等方面均有现实的意义。公路工程机械利用单位只有在运用机械设备期间，不断地探索和认真总结经验，才能更好推动公路工程机械设备的配置与维护工作朝着更加科学的方向发展。

参考文献

[1] 祁如存.浅议公路工程中的机械设备管理[J].青海科技，2011（3）：142-143.

[2] 韩银中.工程机械设备在施工中的管理[J].资治文摘：管理版，2010（6）：187.

[3] 周世鑫.高速公路工程中的机械设备管理[J].交通标准化，2012（14）：117-119.