高等机械设计理论精选(九篇)
第1篇：高等机械设计理论范文
【关键词】：现代机械；设计方法；理论
中图分类号：F407.4
0.前言
机械设计（machine design），根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、方法等进行构思、分析和计算并将其转化为具体的描述以作为制造依据的工作过程。
1.现代机械设计概述
1.1现代机械设计的内涵
在20世纪60年代初期，人们将机械设计方案的过程分为不同的设计阶段，如用户体验阶段、设计方案阶段、技术设计与工艺设计阶段等。但是随着科技的不断发展，产品技术的发展不再单纯依赖于设计者的思想灵感或经验技术，而是逐渐发展成为一门科学，并且是以知识为基础，具有科学设计手段的现代机械设计技术。随后，现代机械设计又引进了多种不同的设计方法理念，例如系统科学、信息科学、计算机技术等，这些都为我国的机械设计理念增色不少。
1.2现代机械设计的特点
现代机械设计种类繁多，其结构也越来越复杂。现代机械设计可以从实现功能的角度来考查，其中包括系统功能、传统功能、执行功能和操作功能等，这些功能都可以用来协助机械的运作，每一种功能都有其自身的特点。现代机械设计方法一般都是凭借计算机网络或其他一些现代化机械设备，引进先进的现代化设计理念及方法，创造出具有现代化机械设计特点的作品。现代机械设计的主要工具也是计算机，如利用计算机计算、分析、绘图等，可以大大提高现代机械设计的效率。
2.国内外现代机械设计的方法与理论
随着科技的不断发展，人们对于机械产品的质量要求越来越高，许多科研工作者对现代机械设计方法都进行了研究。在国外有许多现代机械设计方法，比较著名的有普适设计理论方法、公理化设计理论方法和三次设计法理论。
2.1国外现代机械设计的方法
2.1.1普适设计理论方法
普适设计理论产生于德国，其理论方法的精华就是经验的累积和总结。现代机械设计种类较多，这就需要有一个系统的理论方法对其进行总结与归纳。普适设计理论方法是一种典型的设计方法学，这种理论建立起了一系列系统的理论设计方法，从策略、规则、方法到实施都有其具体的设计规则模型。普适设计理论方法的重点就是构建机械设计的功能结构，其每一步的能量输入与输出都是根据已有的经验作为基础所构建出来的，所以普适设计理论方法是一种基于经验的方法。
2.1.2公理化设计理论方法
公理化设计理论方法产生于美国，是一种基于决策的理论设计方法。公理化设计理论方法结合了普适法的经验累积，利用系统理论作为基础，再加上其自身的科学决策，构建起以科学基础和法律公则为基础的设计理论方法。公理化设计理论方法还是一种较为传统的方法，在没有系统知识和经验的时候也可以有效利用。有些机械化设计理论较为复杂，如果根据一般的理论设计方法不能有效地设计出好的机械作品，利用公理化设计理论方法，就能对各种复杂的机械设计进行优化，从而达到很好的设计效果。
2.1.3三次设计法理论
三次设计法理论是由日本学者提出的，这种机械设计理论方法主要包括3个过程，即系统设计、参数设计和容差设计。
（1）系统设计是整个机械设计的核心理念，也是最基础的部分，它是整个机械设计的始发站。
（2）参数设计就是对各个功能进行优化组合，使系统中所有参数组合最佳，这样可以使产品的负面影响减到最小。
（3）容差设计相当于是对整个机械设计的一个检验，确认各个参数的波动范围，从而尽可能减少制作成本，整个设计过程总称为三次设计。
三次设计法理论是目前国际公认的质量最高的机械设计方法，其设计的核心内容就是参数设计和容差设计，每一种设计都是整个机械设计过程中的有效工具，利用其设计方法对机械设计的参数进行优选。
2.2国内现代机械设计的方法
机械设计理念在不断发展，为适应科学发展的要求，我国大量的科研工作者也对其进行了不断地探讨和研究，并且取得了一些成果。这些新型的设计方法理念，有效地解决了机械设计过程中出现的一些问题，具有很好的实用性。计算机辅助机械设计方法、系统化机械设计方法和局部或全局性的设计方法都是我国科研工作者的研究成果，下面以其为代表进行介绍。
2.2.1计算机辅助机械设计方法（简称“电子信息技术”）
计算机辅助机械设计方法是随着计算机科学技术的不断发展而兴起的一种机械设计方法。机械设计人员在画图、构思和高速运算等方面可以运用计算机来协助工作。传统的机械设计方法，除了科学的设计理念，其设计步骤也非常重要，传统的机械设计方法都是利用图纸或手绘而制作出设计方案，而计算机辅助方法出现之后，设计者就可以利用计算机有效地进行产品设计。计算机辅助机械设计方法不仅可以减少设计人员的体力劳动，还可以提高设计质量，缩短设计周期。
2.2.2系统化机械设计方法
系统化机械设计方法是对传统机械设计方法的一种突破，它改变了以往一成不变的单纯的功能性要求。系统化机械设计方法使整个机械设计的方法理念更加系统化、信息化与智能化，能够在不丢失数据的前提下，通过对用户信息进行管理或禁用某些程序，使一些丢失的数据还原，保护用户系统的利益，从而保护整个系统。系统化机械设计方法通过多种方式对用户系统进行合理保护：（1）利用一些软件对硬盘中的信息进行管理；（2）有效地隐藏备份，如系统化机械设计方法可以还原一些丢失的文件、更改文件属性或对文件加密等。
2.2.3局部或全局性设计方法
国内现代化机械设计方法理念较之以前更为全面，实用性更强。现代化机械设计理念更为科学，通过它可以全面了解整个机械设计过程，系统地对整个机械设计过程进行监测或督查，以提高工作效率。
3.现代机械设计的研究进展
现代机械设计全面发展。随着科技的不断进步，现代机械设计方法逐渐面向大众，适应市场化的发展需求。
（1）全球化。机械设计全面发展，在全球化的进程当中占据着非常重要的地位，所以面向全球化是机械设计发展的必然趋势。
（2）网络化。在机械设计的发展中，很多人认为机械化与网络没有太多的联系，但事实上这种思想是错误的，当今社会网络化越来越成为大众交流发展的一个平台，任何事情在网络化这个大平台中都可以得到讨论，因此机械化设计是与其紧密相连、密不可分的。
（3）虚拟化。设计过程本身就是一个抽象的过程，自然带有一定的虚拟色彩。
（4）自动化与绿色化。这是现代机械设计中较为先进的一种科学理念，设计者应有效地利用这种理念进行设计，以提高机械设计工作的效率，降低能耗。
4.结语
随着我国机械制造产业的不断发展，我国的机械设计理念也需要不断更新。高质量、高生产率一直是机械设计的主要目标。因此，21世纪机械设计应朝着柔性化、灵捷化、智能化、信息化、网络化、绿色化的方向发展。
【参考文献】：
第2篇：高等机械设计理论范文
一、内容系统，归纳了金属切削机床
设计涉及到的基础知识我国工业发展的关键内容在于机械装备设计与制造。特别是提出“中国制造2025”规划之后，我国逐步加大了机械装备制造及智能化产业发展的步伐与力度。编者紧跟国家发展战略步伐，对机械制造装备设计的基本内容及设计进行了深入阐述。全书共分成3个部分7个章节，具体为：其一，“基础知识”，包括绪论环节，阐述了机械装备制造业的重要地位、主要功能及发展趋势等；其二“基本原理”，包括金属切削机床设计、典型部件设计及机床夹具设计等三个方面的内容；其三，“先进技术”，包括机器人机构及应用、机械加工自动化生产线总体设计、生产物流系统设计等三个方面的内容。所有这些内容系统完整，从基础到原理，再到实践。编者引进了大量的图片、表格，以图文结合详解的方式，引导读者更轻松准确地掌握设计方法。以“机床夹具设计”为例，编者引入了“被加工工件”“设计夹紧装置”“设计夹具总装配图”等多个图表，读者能够更好地理解文字描述的内容。
二、思路清晰，贯穿了工程应用设计的整条主线
机械装备设计是装备制造业的关键环节，设计质量的好坏对机械装备产品的质量有着既直接又巨大的影响，机械装备性能的差异化及生产成本的高低都受到设计的影响。因此机械装备设计在机械行业发展中占据着极为重要的地位，发挥着巨大的作用。这就对机械装备设计人员提出了更高的要求，要求他们必须具备较高的设计实操能力，能够围绕市场的需求开展产品构思、图样绘制并设计等一系列创造性活动，编者十分重视读者解决实际问题能力的培养，引进了大量的生产案例，将“工程应用设计”融入其中，无论是“操作机器人应用实例”还是“物流系统设计”“数控刀具状态的在线监测”等内容，都紧贴生产实际，具有极强的学习、操作参考价值，能够较好地培养读者正确的设计思维、设计意识及设计能力。
三、视野开阔，思考了机械装备制造智能化发展的前沿
第3篇：高等机械设计理论范文
【关键词】人性化设计理论；机械设计；体现
0.引言
人类社会的不断演变和进步推动了生产力的高度发展，科学技术作为第一生产力在工业革命的带动下彻底地改变了人们的生活和工作状况。机械工业技术的出现与发展标志着大量手工劳动力将被节省，并且提高了国民经济各部门的生产效率。21世纪的到来将人性化设计理论带入到了更多的机械生产领域，尤其是其在现代电器的机械设计中产生了大量的具有现代化特色的产品。由于现代人性化设计理论在电器的机械设计中具有不可替代的重要意义，因此人性化设计的理念将会在机械设计的工作与内容当中受到越来越多的机械设计师的的关注。如何将人性化设计理论更好地应用与电器行业的机械产品设计中，从而更好地利用现代人性化设计理论为电器行业发展做贡献，成为了我国今后发展和研究的重点。
1.人性化设计理论概述
1.1人性化设计理论的定义
人性化设计是指在设计过程中结合人的操作习惯、人体的生理构造、人们的心理状况和思维方法等，在原有的设计上，对所设计产品的基本作用和职能方面加以改造和完善，使产品的使用更符合人体结构的特点及人们的操作习惯，从而使产品在使用时更简单、方便以及顺手。
1.2人性化设计理论的重要性
由于现代机械设计的复杂性，很多的步骤和程序都必须借助于计算机来完成，机械设计行业工作者在对机械产品进行设计时，往往忽略了人性化设计的因素，通常为了加快设计进度而直接利用相关计算机设计软件进行图样生成等操作，而使得人性化设计理念在机械产品设计中的应用不全面。然而，随着人们生活水平的提高，人们对产品设计的精神与情感方面的要求也随之提高，而人性化理论正是融合了现代设计手段与人性理念的一种以人为本的设计理论，真正意义上体现了对人的尊重，确立了“人”在机械设计中的主导地位。人性化设计理论是对人类心理和生理结构的需求的尊重与满足，体现了产品设计中的人性化特点，将科学技术、艺术手段与人性化思维完美融合，不仅使所设计的产品更具美感，还使得产品更具人文特色。
如今，人们在选购电器时，不仅只注重功能的选择，人们还将人性化设计的应用纳入考虑范围。受当今市场商品多样性的影响，电器产品在机械设计中若不加入人性化设计理论的应用，将无法满足人们日益增高的使用习惯需要以及审美需求。在电器行业竞争日益激烈的情况下，如何吸引消费者的注意，如何使留住固定的消费者群体，是各企业的工作重点，这从某种程度上就促进了人性化设计理念在机械产品中的应用和推广，从而体现了人性化设计理论的重要性。
2.人性化设计理论在机械产品设计中的应用
人们对于机械产品的描绘通常是用“现代化”、“高科技”等词汇来描述，然而现代人们对于审美的需求以及人性化的要求逐渐提高，这一观念也波及到了机械产品设计领域，因此，我国机械产品设计师将人性化设计理论逐渐运用到机械产品的设计中，现从以下三个方面进行阐述。
2.1色彩的应用
色彩能够丰富人们的视觉，满足人们的审美需求，甚至能够对人们的心理变化造成影响。在机械产品的设计中合理的运用色彩，能够使机械产品在市场中备受瞩目。实验表明，人们看物体时，最初20秒内色彩的成分占80%，2分钟后色彩占60而形体占40%，5分钟后色彩和形体所占的比例均为50%，并将这种状态持续下去[1]。由此不难看出色彩在人们审美过程中的重要性。
过去，机械类产品大多色彩较单一、线条较硬朗，对色彩的掌握水平不高，在人们对这些产品的长时间的使用过程中，对人们的审美和心理状态造成一定程度的负面影响。然而随着人性化设计理论在机械产品设计中的应用和逐渐普及，设计师更加注重色彩的把握，更多具有活力、亲和力的色彩如红色、蓝色、绿色等在电器产品中已较为普遍，例如电风扇的设计，在外壳、扇片以及在细节处运用合理的颜色，并达到自然的过渡，使整个电器产品更具人性化。见图一所示。
图1 电风扇设计中人性化色彩的应用
2.2形态的改造
形态主要是指形状和神态等，在我国古代对形态就有了一定的论述，“形者神之质，神者形之用”，指出“形”与“神”之间相辅相成的辩证关系，形态要获得美感，除了要有美的外形之外，还需要一个与之相适应的“精神势态”，即“形神兼备”[2]。从电器产品的形态来看，要实现机械产品设计的人性化，必须结合点、线、面、体、空间、肌理等特点，将其具体化，在线条的构造方面要尽量柔和，色彩的运用方面尽量协调，并对细节进行处理，从而实现产品的人性化设计。
2.3产品的操作说明
机械产品的操作说明是对该产品的使用方法和注意事项用简单的词汇进行概括，以达到引导使用者正确操作、避免使用者发生意外事故的目的，这也是体现现代机械产品设计的人性化的重要内容之一。通常，机械产品的操作说明通过功能标识以及警示标识两个方面来体现。在电器产品中，功能标识通常是机械设计者对机器的使用方法的简单示意，通过简单的按钮或标识进行说明，如电风扇的选档调节开关，而警示标识通常是对机械产品使用时的注意事项进行警告和提醒，通常较为醒目。上述两点都增强了人机互动和交流，从而体现了机械产品设计中的人性化思想。
3.人性化设计理论应用的改进方法
目前，人性化设计理论已经受到广大机械设计行业工作者的高度关注，然而这一理论在应用中仍存在着一定程度的局限，因此，为将人性化理论更广发的普及到机械设计领域当中，应从设计原理和设计风格两方面进行改善，从而使人性化理论充分应用于机械产品的设计当中。
对设计原理的改进可以通过关注机械产品使用者（下转第207页）（上接第69页）的心理需求、满足使用者的生理需求两方面进行改进，不断改进设计方法和理论，将人性化理念充分融入到机械产品的设计中。另一方面，通过对机械产品功能设计的简化、机械产品形态的简单化处理等对设计风格进行改进，从而使人性化设计理论更好地为机械产品设计服务。
4.结束语
人性化的设计理念在现代机械设计中引发了一场深刻的变革，现代机械设计工作者只有充分地认识并积极地在机械产品的设计中应用人性化设计理论，才能使设计和生产出来的机械产品在各行各业得到广泛的认可，从而为机械设计及生产行业创造更多的经济效益。综上所述，通过对电器机械设计中的人性化设计理论进行阐述并对其在电器产品的机械设计中的应用进行探讨，对进一步提高我国的现代机械设计水平有着重要的意义。
【参考文献】
第4篇：高等机械设计理论范文
[关键词]机械设计 可靠性 改进与发展
中图分类号：TV763 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）16-0277-01
一、前言
机械设计这一学科，大家并不陌生，但对其可靠性的研究，却不是那么大众化了，早前人们就常用“可靠性”这样一个非量化标准来判定一款产品的质量好坏，当然，这也仅仅依据判定者的个人经验来判定产品可靠性如何，所以还未有一个量化的标准来判定产品的可靠性。但随着人们对于可靠性研究的深入以及钻研，发展了基于概率论的随机可靠性、基于模糊理论的模糊可靠性、非概率可靠性，以及最新的结构系统概率-模糊-非概率混合可靠性，这就足以表现量化判定产品可靠性的实践方法已经从有到无，再发展到现如今的高度，这一领域取得了不朽的进步。此外，对于机械设计的复杂程度，由原有的理论分析方法又增添了更加精确的分析方法，使其理论方法日益丰满和完善，并且已经渗透到其他学科领域。现如今，机械设计的可靠性已经成为判定产品的关键因素之一，在我国未来的科技发展以及社会化程度提高过程中，具有相当大的影响，必将会得到大范围的应用以及更深入的研究。
二、机械设计的可靠性研究的历史
结构可靠性理论研究的起始阶段可以追溯到20世纪前叶，科学家们把概率论和数理统计应用到结构安全度分析上。而真正的机械设计可靠性理论研究是从1930年开始，W.A.Shewhart的SPC，首次将产品质量检测技术和可靠性技术联系在一起。此后机械设计可靠性理论研究在那一阶段取得了空前的进展，到科技高度发达的今天，理论研究已经相当成熟，特别是大多数国家已经开始研究在设计中如何规范应用，使得机械设计可靠性的研究迈入到新的高度。
三、有关机械设计的可靠性研究改进与发展
就目前的大部分机械设计产品来说，怎么样改善设计质量、完善设计技术、改进设计理论、减少设计周期是非常关键的，重要的是这些因素都与设计的可靠性有着紧密的联系。现如今，可靠性研究已经深入到机械零部件的强度设计、结构设计、精度设计以及性能失效分析中，这些现象表明可靠性理论研究已经步入到实践并完成应用的阶段。机械设计可靠性的理论研究早已成为机械工程机械设计的研讨要点。当下有数不胜数的高质量文献和著作，标志着机械设计的可靠性分析以及计算方法较为成熟全面。所以，本文就现如今的发展趋势简单介绍一下几方面即将是机械设计可靠性理论研究的关键点内容。
3.1 优化设计
优化设计，顾名思义是在可靠性的设计基础上合理的优化，不但能达到产品在运作中所需的可靠性，而且能使设计产品的结构、尺寸、质量、性能、安全指数等要素得到提升，继而确保结构的预期运作性能和实际运作性能接近一致。此方法把设计可靠性理论分析与数学归纳法相结合，并且在对一些参数进行优化时，先将机械零件的可靠性当做首要目标函数，接着把刚度、强度、稳定性、寿命等要求作为约束条件，依次来建立可靠性设计优化数学建模，并且根据模型的形态、比例、规模以及复杂性等条件来筛选合理的优化方法，最后找到最佳的优化设计参数变量。
3.2 可靠性试验的改进
机械工程发展到现如今，其中的机械设计可靠性的研究已经可以说是非常成熟，但是就其试验本身来说，还并没有达到最完善的程度。众所周知，可靠性试验，是对机械设计的产品的可靠性做预测、评估、判定、分析的一种方法，最主要的目的仍然是尽早的察觉到产品早期在材料、做工、以及设计等等方面的弊端，以能更好的改进产品的性能、寿命、外观等，提升设计成功率，达到产品的完善，并最终确定产品可靠性的量化标准。一方面需要不停的在试验中截取关键的可靠性数据，另外一方面还要从产品在试验中展现出的问题来发现并解决。所以在产品进行可靠性试验前，可以进行高质量的电脑软件模拟分析，以减少成本，节约其他时间。
3.3 可靠性设计与传统设计相结合
在这里需要提出的是，传统设计中安全系数法虽有缺陷，但其简单、合理、直观、运作量小的优点，比起可靠性设计来说在有时候有益的多。可靠性设计不仅缺少基本参数，还需要很多模式试验。所以，有丰富经验的安全系数法在有的时候相当有用，我们现在所需要做的就是将可靠性与安全系数法通过概率设计法来进行合理的结合，从而不断积累可靠性设计经验，并保存整理相关数据，以节省时间和成本，使最终设计高效简洁。
四、总结
在这里需要再次申明可靠性是机械设计产品的重要指标，如今高科技化的现代生产中，已经将可靠性融入到产品的各个环节中。所以机械设计的可靠性理论研究仍旧是机械工程等相关学科的热门研讨方向之一。对于机械设计来说，关于可靠性的理论研究总是离不开试验以及积累的主观经验的。充分了解可靠性知识，机械设计也就更为合理。所以，笔者认为关于机械设计的可靠性研究等相关课题还是很有意义的。
参考文献
[1] 刘兴权.有关机械设计的可靠性探究[J].科技创新与应用，2014，08：72.
第5篇：高等机械设计理论范文
本文选取俄罗斯的莫斯科国立鲍曼技术大学（以下简称鲍曼大学）机械方向的学士培养方案，及中国的哈尔滨理工大学（以下简称哈理工）机械类方向的学士培养方案为研究对象，在对两校培养方案分别解读的基础上，对比分析两校培养方案的异同。本文的研究结果可以帮助国内相关领域的从业人员了解俄罗斯机械方向的学士培养模式及内容，为中俄两国进一步在该方向联合培养人才方面提供借鉴。
一、培养目标比较
（一）鲍曼大学机械方向学士培养目标
鲍曼大学机械方向学生主要学习机械方面的基础理论，包括机械设计与机械制造；掌握微电子技术、计算机及信息处理技术的基本知识，具备现代机械工程师的基本技能，进行具有机械产品设计、制造及设备维修、生产组织管理、分析和解决实际问题的基本能力。[1]
莫斯科国立鲍曼技术大学从综合素养及职业素养方面分别对培养目标提出要求。
1.综合素养方面。具备良好的信息处理能力，能够领会信息，并对其进行总结、分析；善于制订近远期目标并为目标的实现进行有条理的规划；逻辑思维能力强，具备较好的口笔头表达能力；有团队合作精神，组织协调能力优秀，并勇于承担责任；在个人工作中懂得使用法律条文及标准性文件；懂得在工作中提升个人业务水平，加强个人工作能力；能够开展自我批评，对个人优缺点有清晰认识，善于取长补短；相信本专业对社会的意义，有强烈的愿望完成个人工作；在完成社会及职业任务时掌握社会、人文及经济学的方法，善于分析问题的社会意义及进程；在工作过程中运用自然科学学科的基本定律，在理论及计算实验中掌握数学及计算机现代化的方法；善于把握信息社会发展中各种信息的本质和意义，并预知此过程中可能出现的危险，遵守信息安全要求，包括保守国家秘密；学会获得、保存及加工信息的方法，会使用计算机及互联网；掌握一门外语，要求能够阅读及理解外语科技语体，用外语进行口笔头交流；掌握保护工作人员的基本知识及方法，预防自然灾害和其他可能的灾难；在工作中掌握大自然基本规律、自然科学及机械学的规律；尊重并保护俄罗斯历史遗迹及文化传统，理解其他国家的与本国社会文化差异及特点；在个人生活及职业活动中遵守有关国际关系，人与社会、人与自然的规定；能够理解社会普遍及个体的哲学问题；了解历史进程中的各项的规律；了解经济史发展进程，及过程中的各项重大事件；了解俄罗斯在人类历史及当代世界中的作用及地位；善于分析社会重大问题，社会进程，预测社会发展前景；身体健康，能够胜任社会及职业活动的需要。
2.职业素养方面。善于发现工作中产生的科技问题的本质，并利用数学物理设备解决问题；能够使用数学物理设备，掌握理论、计算及实验的研究方法，掌握数学及计算机建模的方法；掌握最新科技成果，古典技术理论，物理数学及数学建模方法，并在此基础上解决应用力学领域的问题；善于利用现代计算方法及计算机技术（CAD/CAE、ANSYS、COSMOS、Femap、MSC.Patran/Nastran等）解决应用力学领域的工作；对所完成的计算实验工作及方案进行描述，对实验结果进行加工分析，并撰写报告、文章及其他科技文本；使用计算机软件进行科研活动，撰写报告、简述，利用现代办公软件完成学术文章；利用计算机软件（CAD系统、КОМПАC、AutoCAD、 Autodesk、Inventor、SolidWorks、Solid Edge 等），结合先进的CAD技术，完成СAE计算（例如，使用CAEсистем ANSYS、COSMOS、Femap、MSC.Patran/Nastran）；参与机器及设备的设计，以保障其稳固性、持久性、安全性。
（二）哈理工机械方向学士培养目标
哈尔滨理工大学培养目标从以下三个方面进行界定，包括业务培养目标、专业特点及要求、毕业生应获得的知识和能力。
1.业务培养目标：培养从事机械设计制造及其自动化方面的研究、设计、制造及营销等方面工作的工程技术人才，特别是在计算机辅助设计及制造、机械与电子相结合、车辆工程研发等方面具有较强创新能力的工程技术人才。
2.专业特点及培养要求：本专业学生主要学习机械设计制造及其自动化专业所必需的基础理论、技术基础知识和机电产品及设备的设计制造方法及营销知识。
3.毕业生应获得以下几方面的知识与能力：较好地掌握自然科学理论基础，人文、艺术、和社会科学基础，具备口笔头表达能力；全面掌握专业领域技术基础知识，包括工程力学、电工学、机械学、测试与控制技术、机械工程材料、计算机技术、自动化技术、数控技术机械制造技术等基础知识；具备本专业必需的基本技能，如制图、实验、文献检索计算测试等及计算机应用能力；掌握本专业方向所必需的专业知识，了解学科前沿及发展动态；具有初步的独立科学研究、科技开发及一定组织管理能力；有自学能力、综合创新能力和分析能力。[2]
（三）两所大学机械方向学士培养目标比较分析
1.业务目标培养的异同
相同之处：中国和俄罗斯两所高校都是以培养能够从事机械制造及其相关领域的研发、制造以及营销等方面的高级工程技术人才为培养目标。同时这些人才又必须都是新时代下能适应各种环境的高素质复合型人才，拥有在各种复杂艰难的环境中处理相关难题的能力。另外中俄两国机械人才还必须是具备较强的专业创新能力的新时代高级工程技术人才。
不同之处：首先，中国高校对于机械类人才的培养对于其专业知识的要求更高一点，相关人文学科能力的要求要略低于俄罗斯高校；其次，中国高校的机械类人才更注重各相关领域知识的学习掌握，这点与俄罗斯也略有不同；再次，俄罗斯高校机械类人才的培养更为重视学生运用计算机建模的能力，这点中国高校要求相对要低一些。
2.学生应获能力的异同
相同点：中俄两国高校都要求所培养的学生掌握牢固的较强的机械类理论知识，同时又都能够根据工作需要运用计算机知识，能够熟练运用计算机解决相关机械类问题；此外，两国高校都对于汽车及其相关知识有一定的倾向，要求学生学习并掌握相应的汽车知识；再次，两国高校都很看重实验的重要作用，要求学生根据实验进行相应的力学分析得出相应的结论。
不同点：除机械方向本专业外，中国的哈理工还要求学生还必须具备其他相应的一般社会类知识，如人际交往和相处，个人身体素质和心理素质等；其次，中国高校更为重视学生的专业素质的培养，专业类课程开设得更为多一些；再次，中国高校对于学生外语水平的要求相较于俄罗斯更高一点。而俄罗斯高校在开设相关机械类课程的同时对于人文学科也给予很大关注，开设了诸如历史、哲学等学科，注重学生的综合素质的培养；其次，在培养机械类人才方面俄罗斯高校所开设的课程相较于中国高校要更为深入一点；再次，俄罗斯的鲍曼大学更注重学生的数据分析能力，并且着重培养学生分析后下结论的能力，中国的培养方案在这方面的要求相对较低。
二、两校课程设置比较
（一）鲍曼大学机械方向学士课程设置
鲍曼大学课程设置分为社科、人文、经济学，数学与自然学课程，专业课三大板块。
1.社科、人文、经济学板块
学科基础课（4门）：哲学、外语、历史、经济学；选修课（6选3）：政治学、社会学、法律基础、管理学、专业导论/机械史、现代科技语言/外文机械术语。
2.数学与自然学课程板块
学科基础课（8门）：解析几何、数学、线性代数、信息技术、变分法基础、数学物理公式、物理、生态学；选修课（8选4）：计算力学、数学实践、物理实践、信息技术实践、工程分析软件系统/计算机机械软件系统、数学/数理统计与概率。
3.专业课板块
学科基础课（12门）：计算机工程制表、机械理论、电阻材料、液体气体动力学、机械部件及结构基础、设计自动化、材料学、动力学分析及小波理论、弹性理论、机械制造、计算动力学、生命安全；选修课（14选7）：机械理论补充、电阻材料补充、机械部件及结构基础实践、动力学分析及小波理论实践、弹性理论实践、机械制造补充、计算动力学实践、计量、标准及认证、电子技术及电子学、热动力及热传导、机械制造技术、机械实验设备、机械系统稳定理论基础、可塑及蠕变理论基础、应力分析实验方法、实验设计及实验数据分析法/随机过程及分析、可变性固体动力实验/复合材料力学实验。
实践性教学环节包括毕业设计及生产教学实习两方面。
（二）哈理工机械方向学士课程设置
哈尔滨理工大学课程设置分为公共基础课，学科基础课，人文、社科、经管类素质课，专业平台课和专业方向课5大板块。
1.公共基础课中包含有必修课（9门）：高等数学（一）、线性代数（二）、概率论与数理统计、复变函数积分变换、外语、大学物理（一）、物理實验、C语言程序设计、体育；同时还有3门选修课。
2.人文、社科、经管类素质课包括必修课（9门）：思想道德修养与法律基础、毛邓三概论、马克思主义原理、企业管理基础、中国近现代史纲要、技术经济学概论、军事理论、大学生就业指导及大学生健康教育；同时包含有3门选修课。
3.学科基础课包括必修课（12门）：现代工程制图、电工学、工程力学、金属工艺学、机械原理机械设计、机械精度设计及检测基础、机械工程材料液压与气压传动等；另有选修课9门。
4.专业平台课包括机数控技术、械制造技术基础、机械系统设计、工程测试与信息处理、CAD/CAPP/CAM这5门课程。
5.专业方向课包括必修课和选修课。必修课包括A、B、C三组必修课，其中A组必修课包括数字化网络协同设计技术、机械现代设计方法等4门，B组必修课包括先进制造技术、现代特种加工技术等4门，C组必修课包括汽车构造、汽车设计等4门；而选修课共包括专业外语、计算机信息系统、自动机械设计、机械设计学、UG应用基础、塑料成型技术、网络制造技术、图像处理技术等一共30门。
实践性教学环节包括的内容较丰富，包括军训、计算机实践、认识实习、金工实习、电工电子实习、课程设计、课程设计生产实习、毕业设计与社会实践、技能训练等。
通过以上培养方案欲实现培养能够从事机械设计制造及其自动化领域内的研究、设计、制造运行等方面工作的优秀工程技术人才，特别是在计算机辅助设计及制造、车辆工程研发、机械与电子相结合等方面具有较强创新能力的优秀工程技术人才。
（三）两国机械方向学士课程设置比较
综上所述，两所学校培养方案的课程设置不尽相同。鲍曼大学的课程设置为3个板块，而哈理工但是5个板块，相同点是两所学校都设有人文、经济学、社科课程，都开设专业课；不同点是鲍曼大学开设了数学与自然学课程，而哈理工开设的是公共基础课及学科基础课。[3]
在人文、经济学、社科课程方面政治、哲学、经济、法律、心理、历史等为2所学校都开设的课程，而因为本国国情，社会发展水平、文化积淀等方面的不同，哈理工的毛泽东思想邓小平理论、军事理论俄罗斯不开设，而俄罗斯的文化宗教遗产、逻辑学、神学中国不开设。[3]
实践环节两校也体现出不同，见下表[3]：
三、学生毕业条件
鲍曼大学要求学生上满8640个学时，修满240个学分。[3]其中，理论学习217个学分（7812个学时），体育2个学分（400个学时），生产实习9个学分（324个学时），国考12个学分（432个学时）。
俄罗斯教育部规定在用学分衡量高等职业教育基础教育大纲工作量时，须遵循以下几点：1.1 学分=36 学时（45分钟/学时）或27小时；2.大学生一周最大工作量为 54 学时，合 1.5 学分；3.用学分计算某门课程的工作量时，用该课程的学时工作量除以36 并将小数位四舍五入到 0.5 即可。在使用学分制的情况下，课程考查和学年设计（ 论文）计入课程学习的总工作量之中；4.一周的实践合 1.5 学分；5.一门课程的学期考试合 1 学分（包括 3 天的复习准备时间和 1 天的考试时间）；6. 毕业会考的工作量视考试的周数而定，1周=1.5 学分。[4]
哈尔滨理工大学要求修满199学分（其中包括理论教学159学分及实践教学40学分）。[3]
本文从培养目标、课程设置、毕业条件三个方面对中国哈理工及俄罗斯鲍曼大学机械类学士培养方案进行对比研究，揭示两校在人才培养方面的异同，为中俄联合培养机械类人才提供参考。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 机械方向（151600）学士培养方案[Z].莫斯科鲍曼国立技术大学，2010：1-28.
[2] 本科专业人才培养方案（哈尔滨理工大学2006版）[Z].哈尔滨理工大学教务处，2006：1-13.
[3] 杨蕊. 中俄财会方向学士培养方案比较研究——以莫斯科国立交通大学与哈尔滨理工大学为例[J]黑龙江教育学院学报，2015（7）：45-47.
第6篇：高等机械设计理论范文
【关键词】 机械 优化设计 理论 方法
1 机械优化设计理论概述
1.1 机械优化设计的概念
机械优化设计是指最优化技术在机械设计领域的移植和应用，是以最低成本获得最高效益。其根据机械设计理论、方法与标准规范等建立能够正确反映实际工程设计的数学模型，利用数学手段和计算机计算技术，在众多的方法中快速找出最优方案。机械优化设计通过把机械问题转化为数学问题，加以计算机辅助设计，优选设计参数，在满足众多设计目的和约束条件的情况下，获得最令人满意、经济效益最高的方案。目前，机械优化设计已成为解决机械设计问题的有效方法。
1.2 机械优化设计研究的内容
机械优化设计主要研究的是其建模和求解两部分内容。 如何选择设计变量、列出约束条件、确定目标函数。其中，设计变量是指在设计过程中经过逐步调整，最后达到最优值的独立参数。设计变量的数目确定优化设计的维数，维数越大，优化设计工作越复杂，但效益越高，所以选取适当的设计变量显得尤为重要。约束条件即是对约束变量的限制条件，起着降低设计变量自由度的作用。目标函数即是指各个设计变量的函数表达式，工程中的优化过程即是指找出目标函数的最小值（最大值）的过程。一般而言，目标函数的确定相对容易，但约束条件的选取显得比较困难。
2 机械优化设计的一般思路与常见方法
2.1 机械优化设计的一般思路
2.1.1 分析问题，建立优化设计数学模型
在机械优化设计的过程中，首先需要通过对实际问题的分析，选取适当的设计变量，确定优化问题的目标函数和约束条件，从而建立优化设计的数学模型。
2.1.2 选择优化设计方法，编写程序
在设计变量、约束条件和目标函数三大要素已经确定，构建好数学模型的情况下，编写计算机语言程序。
2.1.3 分析结果，找到最优方案
准备必须的初始化数据，通过计算机数值计算，对比计算结果，在众多的设计方案中选择最完善或者最适宜的设计方案，使其期望的经济指标达到最高。
2.2 机械优化设计中的常见方法
2.2.1 传统优化设计理论方法
传统机械优化设计方法的种类有很多，按求解方法的特点可分为准则优化法、线性规划法和非线性规划法。准则优化法是指不应用数学极值原理而是采用力学、物理中的一些手段来谋求最优解的方法。常见的准则优化法有迭代法中的满应力准则法等，其主要特点是直接简单效率高，缺点是只能处理简单的工程问题。线性规划法是指应用数学极值原理，选取适当的设计变量和约束条件，求解目标函数的一种方法。常见的有单纯形法、序列线性规划法。其优点是通过把实际工程问题转化为数学极值问题的求解，使其直接、有效、精度系数高，缺点是工作量大。非线性规划法同样根据数学极值原理求最优问题，可分为无约束直接法、无约束间接法。有约束直接法和有约束间接法。其优点是应用范围广，可应用于大、中、小型工程问题，且都相对简单方便、可靠性高、稳定性强、精度高。
2.2.2 现代优化设计理论方法
现代优化设计方法不同于传统优化方法，其无需通过选取设计变量、约束条件、目标函数等因素，便可获得全局最优解，大大地减少了传统优化设计方法花费的人力与财力，在日今复杂的工程问题中，提出了全新的思路与方法。常见的现代优化设计方法有遗传方法、神经网络法、模拟退火法、粒子群算法等。
3 机械优化设计的现状与前景
机械优化设计是最优化理论、电子计算机技术和机械工程相结合的一门学科，包括机械优化设计、机械零部件优化设计、机械结构参数和形状优化设计等。二十世纪五十年代以前，用于解决最优问题的数学方法仅限于古典的微分法与变分法，在处理现实问题时，计算量非常大。直到四十年代前后，大型线性规划技术的提出，数学方法首次被运用到结构最优化，使得计算过程不再复杂，有效的解决了数值最优化计算。近年来，随着数学规划理论与计算机技术的飞速发展及广泛应用，许多新兴优化算法，如遗传算法、神经网络法等相继被提出，机械优化设计广泛地被应用到建筑结构、化工、航天航空等诸多领域并取得飞速发展。机械优化设计具有广阔的发展前景。
机械优化设计给机械工程界带来的巨大经济效益是显而易见的，但其工程效应比起预期远远小得多。归结其原因，主要有以下两点：（1）建模难度大。（2）最优方法的选取难度大。
虽然有以上不足之处，但是机械优化设计的发现前景仍是非常广大的，且各领域也在积极做出相关的研究探索，并已取得一定的成就。
4 结语
机械优化设计即是指从众多设计方案中需找最优方案的过程，一般包括建立数学模型、选择优化方法、分析计算结果选择出最优方案三个过程。根据不同的分类方式，机械优化设计的方法有很多，从传统角度，最常用到的有线性规则法中的序列线性规则法等等，由于现在各技术领域的发展以及工程问题对优化设计的需求，衍生了很多与传统方法原理完全不同的新兴方法，最常见到的有遗传算法、神经网络法等。纵观几十年来机械优化设计的发展历程，其发展是非常迅速且令人可喜的，虽然仍存在建模困难、优化方法选取等等方面的一些挑战，但是其前景仍旧是非常广阔的。研究机械优化设计的理论与方法无论是学术领域还是实际经济效益方面都具有研究意义。
参考文献：
[1]刘惟信.机械最优化设计[M].北京：清华大学出版社，1993.
[2]陈立周.机械优化设计技术的发展现状及其新问题.2000年中国机械科学部份研究的征文，1984.
[3]秦东晨，陈江义，胡滨生等.机械结构优化设计的综述与展望[J].中国科技信息，2005（9）.
[4]高卫华，谢剑英.动态模糊神经网络及其在非线性系统中的应用[J].电气自动化，2000.
第7篇：高等机械设计理论范文
关键词： 机械设计基础 学时 课程设置 教学改革
随着近代机械工程学科的不断发展，相关的计算机技术、摩擦、及机械传动等分支学科迅速发展，深化了“机械设计基础”课程的内容。它着重培养学生掌握机构的基本分析方法、选择常见机构类型及一般工作条件下常用零部件的能力。通过该课程学习，学生应能分析一般机械的结构，了解其工作原理，具有通用机械零件的设计能力。随着现代社会的发展，迫切需要各种领域的机械设计人才，因而不同专业的设置应运而生[1]。
近年来，西华大学（以下简称“我校”）开设了机电工程、包装工程、工业设计、生物工程、建筑环境与能源应用工程等专业的“机械设计基础”课程，这些专业的学生在其他课程的课程设计、毕业设计乃至到工作岗位后，都会经常接触到各种类型的通用和专用机械，应该具备一定的机械基础知识。因此，“机械设计基础”是工科机械类及机械类专业的一门重要专业基础课。
为了提高教学质量和教学效率，激发学生学习热情和兴趣，在教学过程中我们积极进行教改和探索，特别是在理论教学内容方面做了改革。在适应不同专业设置过程中，“机械设计基础”教学大纲做了相应修改，课程学时也做了相应变动。理论课程学时包括64，56，48学时，下面就我校目前不同学时对应的“机械设计基础”理论教学内容做解析。
1.课时64学时的内容设置
“机械设计基础”上半部分主要讲述各类常用机构的设计和应用，即机械原理部分；下半部分主要讲授通用零件（连接零件-螺纹、键等；传动零件-带、链、齿轮等；轴系零件-轴、轴承等）的设计计算，即机械设计部分[2]。这两部分内容各有特点又相互联系，充分体现了课程内容体系的系统和完整。通过原理部分的学习，学生应掌握机器的工作原理，通过运动分析获得杆长等长度尺寸；通过设计部分的学习，学生应掌握通过计算准则获得零件的主要尺寸，并通过结构设计得以确定零件的其他尺寸，完成设计工作[3]。
课时64学时设置用于机电工程、包装工程、工业设计及机电卓越工程师实验班四年制本科教学[4]。随着知识经济的到来和信息技术的迅速发展，社会对人才的需求产生了很大变化，更强调实践能力和创新能力的培养。面向这些专业学生的培养计划及基于这些专业的学生未来大多数将在第一线从事机械设计、制造、维护等工作，在教学过程中不仅要培养学生熟练掌握专业基础理论知识的能力，而且要注重培养学生的实践应用能力、思维开创性和创新能力。因此要求学生掌握机械运动的基本原理，机械系统及零件设计的一般步骤，为以后机电系统、包装机械等的设计打下必要的理论基础。
由于这部分学生基础知识较为扎实，前续已经完成《工程制图》、《工程力学B》、《热工基础》等课程学习，后续还将进行《智能仪器设计》、《机械CAD/CAM》、《机电一体化系统设计》等课程学习。为适应这一教学要求，在理论教学内容上，加强了对机械相关概念的讲解，对机械的现代设计思想和方法做了较多评述，以使学生了解现代机械设计的发展现状和趋势。由于这些专业的学生在课程设计、毕业设计中可能会应用到机构运动分析、联轴器的选择、滑动轴承的设计这些方面的内容，在理论教学中，平面机构运动分析的图解法、联轴器的类型和选择方法、滑动轴承的结构形式及设计计算这些知识点应加以设置。在讲授过程中，对关键公式进行推导，使学生了解其由来，加深了解。如V带传动中由于楔形增压原理使当量摩擦系数大于平带传动的摩擦系数；对教学知识点进行拓展，如宽V带主要用于调速的原理加以阐述，使学生明白带传动可以用于机械无级调速中，从而开拓其创新思维。
2.课时56学时的内容设置
课时56学时设置用于生物工程四年制本科教学，该专业的学生应该具备灌装、装卸等机械知识，通过“机械设计基础”课程的学习，加强基础课与专业课之间的联系，使学生能够领会各种机构在机器中的应用。
为适应这一目的教学要求，在理论教学内容上，主要讲解常见机构的选型、通用零件的设计计算，让学生对所学知识消化透彻，了解一般机械的设计过程。由于课时较少，课程内容减掉机构运动分析的相对运动图解法，联轴器的选择，以及滑动轴承动压设计。讲授时除了要结合工程实例，还需结合日常生活中的一些现象，适当设疑，让学生课余时间回味与思考。
3.课时48学时的内容设置
课时48学时设置用于建筑环境及能源应用工程四年制本科教学，该专业要求学生具备建筑设备系统设计、调试和运行管理等方面的基本知识和技能，学生毕业后可从事室内环境设备系统和建筑公共设施的设计、安装调试、运行保障等方面的技术工作[2]。
由于该专业的学生对机械方面知识接触较少，对课程中涉及的各种机构、结构难以理解，同时理论课时设置少，为达到教学目的和效果，在教学内容中注意重点和难点内容。相对56学时教学内容，取消了该专业设备上出现很少的轮系教学内容，适当精简齿轮传动、带传动、链传动的部分讲述内容，如对常见的标准直齿圆柱齿轮进行重点讲述，而对斜齿圆柱齿轮和圆锥齿轮的强度计算进行删减。
随着社会和现代科学技术日新月异的发展，当代社会需要不同层次的工程技术人才，“机械设计基础”教学内容必须突破传统的教学理念，加强课程建设，不断改进教学内容，并结合适当的教学方法和手段，不断提高“机械设计基础”教学质量以适应现代工程教育的要求，为学生后续专业课程学习打好基础，使学生到具体工作岗位后能够更快更好地解决实际的工程设计问题。
参考文献：
[1]陆萍，宋可总，栾莹，孟剑锋.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.
[2]秦小屿，朱维兵.机械设计基础[M].成都：西南交通大学出版社，2012.
[3]蒲良贵，纪名刚.机械设计[M].北京：高等教育出版社，2006.
[4]李延斌，高有华，田方，姜彤.面向培养卓越工程师的机械设计基础课程改革[J].实验技术与管理，2012，9（4）：231-233.
第8篇：高等机械设计理论范文
Abstract： According to the features of machinery manufacturing equipment design course， the paper elaborates on the reform methods on the base of the machinery manufacturing equipment design course teaching status， aiming to improve the quality of machinery manufacturing equipment design course teaching and provide some references for further reform.
关键词： 机械制造装备设计；教学改革；研讨
Key words： machinery manufacturing equipment design；teaching reform；seminar
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）33-0264-02
0 引言
随着我国机床行业大力发展大型、精密、高效数控装备及功能部件等重大技术设备，改变大型、高精度数控机床大部分依赖进口的局面，增强自主创新能力，培养掌握机械制造装备核心技术的专业人才是当前我国制造行业的当务之急[1]。
机械制造装备设计是机械设计制造及其自动化专业的一门重要的、涉及面宽、实践性很强的专业主干课程，也是本专业课程教学中的重点和难点。为满足企业对人才需求的日益提高，使学生能充分地利用自己所学到的知识独立地、创造性地进行设计，我们在课程教学中不断改革创新。下面结合本人在教学中的实际情况，谈谈机械制造装备设计课程教学的特点及其对该课程教学改革中的一些认识思路。
1 机械制造装备设计课程的产生及教学特点
20世纪70年代以后，由于微电子技术、控制技术、传感器技术与机电一体化技术的迅速发展，特别是计算机的广泛应用，不仅给机械制造领域带来了许多新技术、新工艺、新观念，而且使机械制造技术产生了质的飞跃，走上一个新台阶，这就要求高等教育事业跟上形势的发展，进行一次重大的改革。随着教学改革的深入，专家学者提出将原机制专业的机械方面的专业课进行课程的综合化与内容的优化，将金属切削机床概论与设计、金属切削原理与刀具设计、机械制造工艺学、金属切削机床夹具设计原四门专业课程进行整合，并对课程体系与内容进行摸索，不断总结完善。经过重组优化后，建立了新体系而成为两门课程——机械制造技术基础、机械制造装备设计[2]。机械制造装备设计成为了机械设计制造及其自动化专业一门理论和实践性紧密结合的专业课程。
从教师授课来看，这门课程包含的知识多、应用性强，如何将课程专业知识的应用融入到教学中，既取决于任课教师自身的理论水平和现场实际工程经验的多少，同时也与教师的教学方法息息相关。此外，机械制造装备设计课程与社会发展、科学技术的迅速发展密不可分，课程教学内容更新很快，需要及时跟上科学技术发展的步伐，这也对教师的教学提出了较高的要求。同时，如前所述，本门课程是之前老四门课程综合优化后的一部分，教学任务重，教学学时相对较短。因此，教师在相对较短的时间内，讲授较多的内容，上课学时相当紧张。
从学生学习来看，由于该课程的内容多、课程实践性强，而学生实践经验少，因此学生们一接触本课程总是不大习惯、不适应。另外，专业教材中的内容大多是一些基本的理论、装备的结构与工作原理等，使得学生的思维容易处于被动状态。因此，学生总认为本课程内容的系统性差，科学逻辑性不强等等，严重地影响了学生的学习积极性。
因此，本门课程无论是从教师教，还是从学生学来讲都是较难的，需要不断地在教学中摸索经验、不断地进行改革和创新。
2 课程教学中的改革思路
2.1 教学中应大力加强理论与实践的相结合 机械制造装备设计是一门重要的专业课程，主要内容是阐述机械制造中有关装备的作用、工作原理、设计方法等。课程设置的目的是使学生在机械制造装备方面获得最基本的专业知识和技能，为设计和改造机械制造领域中的装备及设备而服务。机械制造装备设计课程的研究对象基本分为4个部分：①机床的总体设计，传动系统设计和主要零、部件设计等。②常用机构设计，其主要研究对象为装备中常用机构的设计和使用，其中还包括工业机械手等。③工夹具设计，其主要研究对象为刀具及机床夹具。④工件输送装备，其主要研究对象为机械制造车间中运输机械的特性、工作原理、应用范围等以及生产流水线等。
学生在大四上学期学习本门课程，之前他们已经进行了机床操作实习和生产实习等实践类课程，这虽然为学生提供了一些宝贵的实践经验，但是作为机械制造装备设计课程内容所涉及到的机床、机构、工夹具等的设计而言却是不够的。同学们掌握如何操作机床，却对机床内部结构仍缺乏足够的认识。在对课程各部分的教学中，虽然可以利用多媒体显示各种机床或机构等的图片进行授课，但是同学们的切身感受仍不强烈。因此，在课程的理论教学中，可使部分课堂教学内容在具有实践条件的场所开展，力求教学、实验、实训、实践、考核一体化。如果将课堂从教室转移到学校实训中心，面对机床或机构、夹具实物等进行授课，学生在接受理论知识的同时会对机床内部结构、操纵机构、制动机构、传动机构等有了生动感性的认识，可以起到优良的教学效果。因此，我们在平时的教学中可以有针对性的弥补学生在这方面感性认识的不足。在实习工厂中，打开机床主轴箱盖，让学生了解机床主运动系统及其有关传动结构，观察主轴箱内各传动布置及轴上传动件布局、安装、定位和结构形式，对机构进行操纵，装卸夹具等，在实践中掌握理论知识，以理论知识指导实践。因此，在机械制造装备设计课程教学中，教师应对教学内容进行分级和筛选，将适宜的理论教学内容转变成实践化表达的教学形式。这要求教师对课程进行细致分析，对每一部分教学内容进行合理安排规划，使理论教学与现场教学有机的结合起来，相互协调、相互补充。使学生既能够学习到机械装备设计中严谨的理论基础，又能够亲手操作、亲身观察不同装备的结构和工作状况，大大加强了理论联系实践的能力。
2.2 教学中应充分注重培养学生分析问题解决问题的能力 机械制造装备设计课程其显著特点是紧密结合生产实际、涉及知识面广、综合性高、特别强调知识的灵活掌握。而在多年的学习生活中，大学生们大都养成了书本学习和死记硬背的习惯，卷面上的考试并不能完全体现出学生对课程的真正掌握情况。对机械专业的学生来说，尤其要求教师在教学别要注重培养学生的分析问题和解决问题的能力，引导学生善于对具体问题作出具体的分析。
从培养学生分析问题解决问题的能力出发，在教学中，教师对整门课程的教学顺序可采用与机械装备设计步骤相一致的原则。以机床部分的学习为例，可使学生体会到学习课程就是在完成一台机床的设计；学习的过程就是设计过程中困难的解决过程，让学生变身为设计师，角色的变换使同学有了不同的思维方式，令学生带着问题学习、带着兴趣学习。在教学过程中，教师可就教学中的关键点、难点问题详细讲解，而对于容易解决的问题可只对学生起引导作用。当学生在设计中遇到这样或那样的问题时，不是直接告诉学生答案，也不是让学生绕过问题，而是鼓励学生通过学习教材相关内容积极思考后，老师和学生共同讨论来解决，让学生体会到自主学习解决问题的能力，充分调动同学的积极性，锻炼同学们的思考能力。
例如，在讲授机床传动系统设计时，在授课中可有目的的讲授机床传动系统的主要设计步骤、特点和功用，鼓励学生从收集到的设计资料中认真分析总结，可以多设计几个不同的方案，从不同的角度多思考、多比较，并可采用课堂专题讨论法让同学们展开讨论，分析不同传动方案的优缺点，讨论其设计的合理性对机床性能等关键指标的直接影响。在讨论时，老师不能放弃主导作用，但又应作为普通一员来参与，设法让学生自己来主持讨论。当学生提出观点时，设法引导向正确方向发展，既对同学们容易忽视的设计细节加强提醒，又同时尽可能培养学生的学习主动性与创造性。最后由学生自己确定合理的传动方案和结构形式，以加深巩固同学们对本部分内容的掌握。
另外，在针对学生们实际设计水平有高有低的问题时，教师在设计指导中应该有所区别。针对设计中出现的多种可能的方案和结构，要做到开拓思路、活跃思想，使学生在设计中达到较宽、较深的要求。针对设计中准备的一些设计资料与设计图册，则要求学生应根据设计内容消化理解，做到多看、多想、多思考，切忌死搬硬套，应做到消化理解后的合理选用。
2.3 教学中应充分利用优质网络资源 早在2007年教育部就明确提出，要加强课程优质网络资源建设，并把信息技术作为提高教学质量的重要手段，广泛采用信息技术，改变高校人才培养模式，不断推进教学资源的共建共享，逐步实现教学及管理的网络化和数字化[3]。
目前，在我校网站我们完成了机械制造装备设计课程网站的建立。主要内容包括课程的教学大纲、电子教案、课程设计指导书、学习指导、练习指导、课程样卷及其相关学习网站推荐等，我们还在不断地对其进行完善与扩充。改革开放后，我国机械制造装备业获得迅速发展，目前我国已能生产出多种精密、自动化、高效率的机床及自动生产线，并达到一定的技术水平。而在学校的教学过程中，即使最新的教材也不能完全展现出我国乃至国际装备水平的发展状况，教师和学生都需要与时俱进。任课教师一方面应关注教材，选择最新的权威教材；另一方面应将教材中来不及反映的最新发展动态补充到教学内容中来，使学生能够掌握最新的专业知识。
运用网络平台，一方面给予学生更大的自，激发学生的学习兴趣；另一方面教师可引导学生紧跟时代步伐，使学生能够充分了解自己所学专业的发展状况，加强学生的学习动力。这对培养学生的创新意识，开阔学生的视野，紧密联系企业发展等都具有重要的意义。
3 结语
总之，机械制造业提供的装备水平对国民经济各部门的技术进步有着很大的和直接的影响，时代的发展对机械装备行业人才的培养提出了新的要求。这就要求教师进一步转变教学理念，切实加强教学中的理论联系实际，从学生的成长和社会的需求出发，推进学生在学习中分析问题、解决问题能力的培养，并应充分利用网络资源，与时俱进，全面提高学生的创新设计能力及综合工程素质，使学生得到更多的锻炼和培养，努力使其成为我国机械装备行业的优秀人才。
参考文献：
[1]王卫兵，魏敏.“机械制造装备设计”课程教学方法改革与实践[J].中国科教创新导刊，2012，13：205.
第9篇：高等机械设计理论范文
关键词：机械设计；教学方法；技能；创新
中图分类号：G712 文献标识码：A
《机械设计基础》是高职院校机械制造专业、机电一体化专业的专业基础课程。学习这门课程，要求学生具备《机械制图》、《工程力学》、《公差配合与尺寸测量》等先期课程的机械基础知识和力学计算原理。通过机械零件设计的基本知识、基本理论及设计方法等内容的讲授，培养学生分析和解决实际机械问题的综合能力。同时为《机械制造技术》、《数控加工与编程》等后续课程的学习提供必要的机械设计理论基础和实践技能。
《机械设计基础》是理论和实践相结合的一门课程，具有很强的工程应用价值，重点培养学生的创造性思维和设计能力。目前，高职院校的学生多数都是从高中直接进入大学，没有实际工作经验，对机械结构的了解非常有限，在学习过程中，无法将理论知识学习与生活和企业实践结合起来，因此学生在学习《机械设计基础》这门课程时困难比较大，教学效果不佳。如何上好这门课，激发学生的主观能动性和学习热情，使学生在教学过程中，既能掌握课程的基本理论知识，又能掌握一定的工程实践技能，是我们高职教师教学方法研究的重要课题。
下面就根据高职人才培养目标的要求，以提高教学质量为目的，结合本人实际教学中的一些经验，就教学内容的调整、教学方法的改进、课程设计和教学团队的建设等方面，对《机械设计基础》这门课程的教学方法进行探讨。
1调整教学内容，减少理论难度，增加技能培养
高职院校《机械设计基础》课程应注意突出工程性和实践。目前大多数高职教材在内容上追求理论知识的系统性和完整性，注重介绍机构设计理论和设计方法的研究，对现代机械理论的内容介绍较少，缺少实际机械结构的工程应用，而高职学院的学生普遍理论基础较差，工程意识薄弱，往往在老师讲解、分析机构组成和运动原理时感到茫然不知所措。因此，教师在讲课过程中，应该根据高职高专的教育培养目标，减少理论教学的难度，突出实践应用性，注重国家新标准、新技术、新内容的及时补充，适当调整教学内容。将知识进行优化组合，强调基本概念、基本理论和基本方法，减少复杂的公式推导，力求使教学内容通俗易懂，让学生容易理解和掌握，同时应注意将工程性和实践性引入教学内容，增加对学生实践技能的培养，提高学生的学习兴趣。如，在讲授平面四杆机构时，引入缝纫机脚踏板、小型农用柴油机、雷达、鹤式起重机、机械夹具、手动抽水机等工、农业生产、生活中常见的工程实例，通过分析这些机构的运动简图和观看动画视频让学生充分理解平面四杆机构的组成、类型和运动原理，在掌握理论知识的同时，让学生直观的认识四杆机构在工程中的实际应用；而在讲授曲柄摇杆机构的急回特性时，引入牛头刨床这个实例，通过刨床的结构演示和运动分解，让学生观察牛头刨床加工工件时滑枕的工作状态，知道进刀和退刀时速度快慢不同，掌握急回特性的产生及具体应用。通过这种理论知识与工程实践相结合的教学方法，不仅能使学生掌握各章节所学的知识，还能逐步培养他们的产品设计能力和创造精神，真正做到学以致用。
2设计教学方法、加强学生主体意识
2.1重视新课导入
新课导入是课堂教学的第一个环节，对教学效果有直接的影响。新课导入的精彩，能提高学生的注意力，激发学习兴趣。新课导入的具体方法，应该根据每次课的实际内容进行灵活的设计。有些延续性的知识，在新课导入时应先对上次课的内容进行复习和总结，这样不仅可以巩固知识点，也有助于本次课的承接和延续。例如，讲授平面机构自由度计算时，就需要先复习上次课的知识：什么是自由度？什么是约束？什么是运动副及运动副的分类方法？构件及运动副中移动副、转动副、高副的表示方法是怎样的？这些问题，与本次课的学习有着非常大的联系，可以提问让学生回答，对前期知识进行回顾，又顺利的引入本次课程的学习。
有些课程，可以用直观法引入，达到创造学习情景，激发学生兴趣的目的。如讲授凸轮机构时，开课先让学生观看凸轮机构的几个应用动画，如，内燃机的配气机构、自动送料机构等，吸引学生的注意力，让他们思考机构的运动原理，引出本次教学的主要内容。有些课程，还可以通过比较法引入，加强新、旧知识点的联系和对比，使知识更容易被理解和掌握。如，学习链传动时，结合前期带传动的知识，先总结出链传动相对于带传动能保持恒定的传动比、传递的功率较大、能在恶劣环境下工作等优点，然后列举一个谷物播种机的实例，让学生理解链传动在生产中的实际应用，顺利的引入新课的学习，进行链传动的运动分析和设计计算。新课的导入方法很多，老师在授课中要从提高教学效果出发，深入理解教材内容，结合生活、工、农业生产中的机械运动实例，积累素材，不断尝试、设计新颖的课程导入方法，激发学生的求知欲和创新力。
2.2采用任务驱动的教学方法
根据高职教学目标的要求，课堂教学已打破了传统的“教”与“学”的过程，要求学生积极参与到整个教学过程中。这就需要教师精心设计教学过程，激发学生的学习兴趣，引导学生独立思考，充分发挥他们的主体作用。任务驱动法就是一种很好的教学方法，教师可以根据教学中的的各章节内容，以培养学生自主能力为目标，设计出若干个典型工作任务配合理论教学。工作任务在各章节开课之初就布置给学生， 让学生分组去完成，充分发挥学生的学习主动性和创造性。学生在任务的驱动下带着问题学习，变被动学习为主动学习，既明确了学习目的，又使教师的教学内容有了侧重点。工作任务可以让学生在课后分组独立完成，让学生自己查阅资料，设计工作流程，画结构图、书写任务书。课堂上老师组织学生汇报，分组讨论，修改任务实施方案。学生最终完成的任务实施报告，作为课程考核的一项内容，按一定比例记入总成绩。任务驱动法可以让学生循序渐进的理解教学的知识点，促进学生积极参与教学，培养学生自主学习的能力。在完成工作任务的过程中，学生也会获得查阅信息、获得新知识的能力，分析问题、解决问题的能力以及交流与合作的能力。
2.3合理采用多媒体教学
机械设计基础的教学内容涉及到许多传动机构的组成、运动原理及工作过程。运用多媒体教学，结合大量的图片、动画和视频展示，可以将许多复杂的机械运动过程演示出来，使学生对抽象的机构有了直观、清晰的认识，提高了对知识的接受和掌握程度。如在讲授链传动时，通过观看滚子链的组合与分解动画，就能使学生对内链板、外链板、销轴、套筒、滚子的形状和装配组合有一个非常直观的掌握；讲授齿轮传动时，齿轮的分类、渐开线齿廓的形成、齿轮的啮合过程等知识也都比较抽象、难懂，传统教学方法需要学生有较强的空间想象能力，而通过动画演示，每个学生都能对结构和运动进行清楚、直观的理解。与传统板书的教学方法相比，多媒体教学课件图文并茂的形式能够充分活跃课堂气氛，调动学生的积极性和学习兴趣，提高教学质量。多媒体教学的效果与课件的制作好坏关系密切，因此教师要充分理解教学内容，把握高职机械设计的教学目标，制作高质量的多媒体课件服务于教学。作为一种教学手段，多媒体课件将教学内容分页展示，不利于学生对知识进行系统的掌握，因此在教学过程中要注意合理使用多媒体教学，将它与传统的板书有机的结合起来，可以在授课过程中，将本次课的知识点条理清晰的书写在黑板上，供学生学习掌握，达到良好的教学效果。
3强化课程设计的目标
课程设计是《机械设计基础》课程重要的实践教学环节，是学生应用所学知识进行具体的机械设计训练，通过课程设计能培养学生理论联系实际的综合技能。课程设计和单元项目训练不同，它不是某一部分知识的单独应用，要求学生在掌握机械设计理论知识后进行综合的技能训练，因此教师在课程设计的题目选取上要进行全面考虑，尽可能多的涵盖学过的理论知识，而且题目的难易程度要确保绝大多数学生能按时、合格的完成。为培养学生自主学习的能力，教师在选题时应该设计多个题目，同一个题目还可以设置不同参数，让学生分组设计完成。每个学生的学习基础和理解程度不同，对知识和技能的掌握程度也会有较大差异，通过课程设计，让全组学生取长补短、互相学习，提高他们学习积极性和沟通协作能力。课程设计的目的就是要让每个学生都能通过课程设计达到知识和技能的提高。
在设计之前应该组织学生进行机械结构的拆卸、安装，熟悉各部分结构、功能、和各零件之间的联接关系，建立具体的机械概念，让学生明确设计目标，避免纸上谈兵。机械设计时一定会涉及到机械结构的计算和参数选择等问题，因此要指导学生独立完成相关知识的复习、总结，指导学生查阅相关参考资料和手册，解决设计中遇到的问题。学生最终设计、绘制完成的图纸要整洁、清晰，符合机械加工的工艺要求。
4加强教学团队的建设
加强教学团队建设、构建合理的教学梯队是高职院校提升教学质量、增加社会竞争力的重要保证。《机械设计基础》课程由机械类专业的老师承担授课，专业教学团队中各成员的教学优势和专业特点各不相同，而且每个教师往往承担本专业两门以上课程的教学任务，各课程之间有一定的逻辑关系，教师间通过教学资源和教学技能的相互沟通，可以大大提高人才培养的质量。课程建设是高职院校教学改革的重点，课程教学改革和精品课程建设是提高教师教学水平的重要手段，课程团队建设应以专业建设为背景，密切合作，对课程进行规划设计，打造特色专业和精品课程，使课程真正发挥它在整个专业中的作用。高职院校应该充分发挥教学团队在教学工作中的作用和意义，鼓励教师加强教学研究和交流，改进教学内容和方法，开发各项教学资源，促进教学团队各成员的主观能动性，进行教学改革和创新。教学团队建设要突出发展过程中的传、帮、带，大力培养青年教师，加强青年教师科研能力的培养力度。学院应该给教师创造外出培训和交流的机会，加强教学研讨，通过加强科研建设和科研投资，以科研促进教学，提高教师的整体教学水平。
《机械设计基础》是高职院校机电专业一门重要的专业基础课程，教师在教学过程中，应该不断进行教学方法的探讨和改进，使学生掌握理论知识和设计要点的同时，培养专业设计能力，真正做到理论知识和生产实践相结合，提高学生的综合技能和创新意识。
参考文献
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