工程机械理论与设计精选(九篇)

第1篇：工程机械理论与设计范文

在机械制造工艺中，对机械设计进行合理化处理是确保机械产品质量的关键，而机械制造企业生产的目的是为了扩大规模，获得最大经济效益，因此，应有针对性地对机械设计进行研究。从机械制造工艺流程入手，对机械制造工艺中的合理化机械设计进行系统分析和探讨，希望可以为我国的机械制造发展提供帮助。

关键词:

机械制造工艺;合理化;机械设计

1机械制造工艺流程

从整体角度来对机械制造工艺流程进行分析，机械制造工艺流程如图1所示。

1．1制造程序

这一步骤主要是将原材料直接制作成半成品，处理重点是对原材料的材质及材料的利用率进行规划。对于机械制造企业来说，要在激烈的市场竞争中占据重要位置，就一定要对材料的质量进行管理和监督，只有提升机械制造工艺原材料的利用方式，才能真正降低生产成本。

1．2零件定位

在零件定位中，可以运用多种定位方式，而技术人员采用何种定位方式也会直接影响零件的质量。为了提升零件质量，技术人员要结合定位方式与零件的加工需求，按照标准开展零部件的加工工作，这也是增加机械制造企业产品销量的主要手段。

1．3技术程序

这一步骤是将制造工序中已经获得的半成品直接加工成符合客户要求的成品，技术程序的加工要求更精细，对产品的质量要求也更高。

1．4加工精度控制

技术人员在对零部件进行粗加工后，还要对半成品状态下的零部件进行细加工处理，在处理过程中，加工的精度要求在于零部件的形状、尺寸及表面质量等因素，为了真正满足客户的实际需求，技术人员需要利用误差控制措施进行合理选择，进而提升产品的精度。

1．5装夹

对零部件进行装夹是将零件直接固定在合适的位置上，在零件的装夹操作中，技术人员要保证零件固定位置的准确性，在确定好位置后，技术人员还要利用相关设计对零件进行深层次的固定工作。

2机械制造设计工艺的基本原则

2．1综合性

从本质层面来说，合理化的机械设计与机械制造属于理论和实践两个层面，二者本身所属类别是不同的，这种差异也就产生了工作中的误差。基于此，技术人员要将综合性作为整个机械制造发展的基本原则，在总结传统机械设计经验的基础上，将机械设计的理论知识与实践制造进行有机结合，以提升机械设计的整体质量。

2．2整体性

在对机械制造工艺进行合理化设计时，要先对机械设计的方案进行制定。在制定机械设计方案时，技术人员要遵循整体性原则，从机械制造工艺的整体入手，在确保各个部件合理的基础上，制定多个机械设计方案，从这些设计方案中选择最优的方案作为机械制造的最终设计方案。

3机械制造工艺中的合理化机械措施

3．1提高设计标准化

制造工艺的核心是机械设计标准化，也就是在相对统一的设计标准中，保证技术人员设计的机械零件结构、规格达到高度统一，在符合国家规定的机械制造标准基础上，进一步提高机械零部件的质量，这对降低生产成本、提高生产效率起到了极大的作用。技术人员在对机械制造工艺进行合理化设计时，一定要充分重视机械零部件的质量，按照国家标准实现标准化设计，以提升机械零部件产品的设计水平和使用性能，只有提升机械生产企业与机械产品的竞争力，才能真正提升机械制造企业的经济效益。

3．2运用绿色制造工艺

技术人员在进行机械设计时，要不断尝试引入新的设计理念，改进传统的设计方法。在设计过程中，应根据社会发展的大趋势，认真贯彻落实绿色环保的设计理念，在此基础上，将机械设计与高新技术手段相结合。在机械制造企业运行过程中，还要充分考虑自身经济效益与环境保护之间的平衡关系，只有实现二者的共同发展，才能促进机械制造企业的长久发展，企业的发展不能以牺牲环境为代价，要在保证环境的基础上，实现机械制造企业的可持续发展。针对目前的机械制造工艺，技术人员要将工作重点放在绿色材料的使用方面，从原材料及生产工艺两方面入手，共同保证机械制造与设计的系统化发展。

3．3提升加工精度

在机械制造过程中，客观差异是一定存在的，技术人员应尽量减少客观差异，以提高机械产品的精准度为准则，分析差异产生的根本原因，确定机械制造中存在的潜在因素，以降低差异，提高防范技术水平，进一步提升加工精度。提高机械产品的加工精度关键在于对夹具进行调整，技术人员应采用先进的测量工具降低误差值，确定误差产生的原因。目前，机械零件产品出现加工误差的主要原因在于机械内部应力、热变形及系统应力等，其中比较常见的是内部应力和热变形两大因素。提高加工精度的流程如图2所示。

4结语

机械制造工艺的合理化机械设计关键在于要有针对性地对机械设计进行分析，对机械生产过程进行合理分析，这两方面的分析都与机械制造过程中的合理化要求有关，因此，技术人员为了保证机械设计的科学化和合理化，要在设计过程中充分考虑机械制造工艺的实际需求，系统性地分析各制造工序的注意事项，改进设计方法，根据工艺水平合理选择机械技术，保证机械设计与制造质量达到国家规定标准，更好地促进机械制造工艺的全面发展。

参考文献:

［1］范丰．机械制造工艺课考核方式的探索［C］//中国职协2013年度优秀科研成果获奖论文集(上册)，2013．

［2］说明［C］//2008年全国机电企业工艺年会《新兴铸管杯》工艺论坛征文论文集，2008．

［3］胡迎春．《机械制造工艺基础》教学探索［C］//2014年4月现代教育教学探索学术交流会论文集，2014．

［4］关于印发2008年《新兴铸管杯》工艺论坛有奖征文获奖论文名单及证书的通知［C］//2008年全国机电企业工艺年会《新兴铸管杯》工艺论坛征文论文集，2008．

［5］倪森寿．《机械制造工艺与装备课程设计》改革的实践与思考［C］//2006无锡职教教师论坛论文集，2006．

［6］张志恒．先进制造技术与机械制造工艺［C］//2007年全国机电企业工艺年会《星火机床杯》工艺创新发展绿色制造节约型工艺有奖征文科技论文集，2007．

［7］叶文华，马万太．双语CAPP中机械制造工艺语言机器翻译研究［C］//全面建设小康社会:中国科技工作者的历史责任———中国科协2003年学术年会论文集(上)，2003．

［8］王文，陈云升．一种新型车床回转夹具［C］//第八届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集(下)，2011．

［9］王秀梅，王友林．试论增强《机械制造工艺基础》课的实践性教学［J］．淄博学院学报(自然科学与工程版)，2001，(03):103－104．

第2篇：工程机械理论与设计范文

【关键词】高职机械设计与制造课程设置合理化

【中图分类号】G【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2012）10C-0056-02

根据相关调查显示，机械设计与制造专业大部分毕业生在地方区域企业就业，工作岗位有初次就业岗位、发展岗位和拓展岗位三个层次的岗位，具体岗位主要为普通机床操作工、数控机床操作工、产品质量检测员、产品售后服务员、工艺装备设计员等八种。随着汽车等机械制造业的发展壮大，企业急需应用型机械设计与制造专业人才。为有效地提升学生的专业能力和职业素养，高职教育必须将专业建设主动融入地方工业产业链，围绕地方经济发展需要，积极推进专业建设及课程改革，本文就机械设计与制造专业课程改革中专业课程的合理化设置进行探讨。

一、专业培养目标

高职的机制专业即机械设计与制造专业，该专业是面向工程机械、通用机械、汽车制造业等机械行业，培养从事零件制造、产品质量检测、零件加工工艺规程编制、工艺装备设计、产品售后服务、产品销售、生产管理等工作，具有良好职业道德及可持续发展能力的高素质高技能人才。

二、专业课程设计

目前机械设计与制造专业的专业课程设计是围绕专业人才培养目标，深入开展社会调研与工作分析；确定典型工作任务与职业能力需求；以工作过程为导向，系统设计专业课程结构，梳理出专业理论教学部分和实践教学部分；与企业合作开发专业核心课程，确定课程目标和主要内容。

三、专业课程结构

该专业专业课程结构为“1+3”结构。“1”为专业基础平台，“3”为机械加工、机械制造工艺设计、综合实践三个阶段。归纳出的专业课程结构体系如图1所示。

其中，机械制图与测绘、机械结构分析与设计、互换性与技术测量、零件数控车削加工（含考证）、机械制造工艺及夹具设计为核心课程，其学习的质量直接影响到学生在就业岗位的胜任能力。各高职院校在这些课程改革上投入了大量精力，取得了一定成绩，但各专业课程之间是相互联系的，它们之间怎样更好的衔接、过渡，使各科教学组织更合理，教学资源能充分利用，使学生能由浅入深，既有阶段性又有连续性的学习，这就要求教师思考如何合理安排各阶段的专业课程。

四、专业课程安排

（一）第一阶段。即第一学期，新生进入该专业学习的开始，文化基础课程较多，只能同时开设机械制图与测绘（第一阶段）、金属材料与热处理、机械零件手工制作（即钳工实训）三门专业课，在机械制图与测绘和金属材料与热处理两门理论课学习到中后期，即机械制图与测绘课程进行到组合体部分，金属材料与热处理课程讲授完材料牌号、性能及功用部分，可将2周的机械零件手工制作实训课有机的插入，按图样进行零件手工制作。机械制图与测绘课程的看图能力在机械零件手工制作实训中得到实践提高，各种材料的使用性能在机械零件手工制作实训中得到亲身感知，为后继专业课学习培养学习兴趣，奠定初步的基础。

（二）第二阶段。即第二学期，开设有机械制图与测绘（第二阶段）、机械结构分析与设计（第一阶段）、机械加工设备与刀具、互换性与技术测量四门理论课，还有零件普通车削加工和零件普通铣、磨加工两门实训课程。这两门实训课要求学生能看懂图纸，按图加工，正确使用及维护设备与刀具，加工过程中会熟练使用量具进行测量，所以开设的四门理论课实际是为实训课服务，理论课是为实训提供足够的理论指导，再进行两门实训课教学，这样理论知识在实训中及时得到认知应用，对掌握基本操作技能起到积极的指导作用，为后继专业课程的学习打牢基础。

（三）第三阶段。即第三学期，开设有机械结构分析与设计（第二阶段）、液压与气动技术应用、机械制造工艺及夹具（第一阶段）三门主要理论课和零件数控车削加工、零件数控铣削加工、专业顶岗实习三门实训实践课。此阶段的实训课时增加，实训内容也由简单零件进入到复杂零件的加工，加工时必须考虑制造工艺过程的合理安排及夹具的正确使用，同时开始使用数控机床等先进设备，要求掌握其特性，能熟练、正确规范的使用。同期开设的专业理论课同样为实训课提供足够的理论指导，应该在实训前合理安排开设，此阶段的课程学习将为学生今后独立完成各种零件全部加工的工作能力的提升打下稳坚实基础。

（四）第四阶段。即第四学期，开设有机械制造工艺及夹具（第二阶段）、计算机辅助设计、产品逆向设计、专业顶岗实习、零件数控铣削加工（含考证）等课程，以零件数控铣削加工完成零件的设计到加工全过程为主线，先插入相关理论课程学习，到最后完成产品加工，学生通过理论与实践的有机结合学习，逐渐具备产品设计、独立编程、编制工艺及操作加工的综合能力，为今后从事产品设计研发等技术工作打下基础。

（五）第五阶段。即第五、六学期，开设毕业设计与制作和预就业顶岗实习两门课，教师可用预就业顶岗实习的部分内容作为毕业设计与制作的课题同时进行，相辅相成。学生在校期间所学的知识在这两门课程中得到检验，课程的开设提升了学生实际解决问题的能力、综合应用的能力，为今后从事生产技术工作打下全面扎实的基础。

机械设计与制造专业各阶段课程结构安排图如图2所示。

五、教改教学效果

柳州职业技术学院机械设计与制造专业注重科学的安排各阶段课程，注重各阶段的专业理论和专业实训课程间的合理衔接，学生学习主动性高，理论知识牢固，动手能力强，思维灵活，实际解决问题的能力能得到很大的提高。自2008年以来，柳州职业技术学院机械设计与制造专业师生参加中南地区及广西区的各类机械创新大赛均获得了一、二、三等奖的良好成绩；毕业生就业率连续四年在95％以上，毕业生在各种工作岗位领悟性高，适应性强，工作积极性好，深受企业欢迎；许多毕业生现已成为企业技术骨干，为学院赢得了良好声誉。

第3篇：工程机械理论与设计范文

以机械设计课程设计为载体实施项目教学法，将传统的理论教学和实验教学内容整合成八个项目，通过项目教学内容要求学生完成对应阶段的设计任务，使工程设计始终融于理论教学中，强化学生工程意识，激发学生参加各类工程实践活动的热情，进而探索出一条集创新意识和具有卓越工程师素质于一体的人才培养教学模式。

关键词：

项目教学法;机械设计;机械设计课程设计

《中国制造2025》标志着共和国制造业向智能制造的战略转变。高等院校作为国家人才培养基地，如何通过自身改革与创新，培养更多具有工程实践能力和创新意识的卓越人才，是共和国实现制造大国向智造强国奋进的人才基础。机械设计自身的课程性质决定了它在机械类和近机类专业教学中占据重要的一环，是工科院校学生后续进行专业课学习、课程设计、毕业设计及步入工作岗位，快速实现与工程接轨的一门实践性较强的基础课程，因而在机械设计课程教学中实施项目教学，既有理论教学独有的理论体系，又有承载实践项目教学的设计载体。本课题基于项目教学法，将机械设计课程设计分成若干个项目单元融于理论教学和实验教学中，基于CDIO“做中学”的理念，强化工科院校服务于工程实践的意识，引导学生参与科研与工程项目，建立合理评价体系，并在2~3年通过项目教学法在机械设计课程设计中的实施，不断强化工程设计与理论教学的有机融合，进而探索出培养合格工科人才的途径。

一、项目教学的实施路线

本项目教学法实施路线如图1所示。在期初理论教学中，将课程设计任务书下发给学生，教师根据教学安排，将课程设计计算部分分解成若干个项目单元，通过分段评估学生各阶段项目的完成情况，适时发现项目实施过程中出现的问题，保证分阶段设计项目的合理性，提高机械设计课程设计质量，将CDIO“做中学”的工程理念和项目教学法有机融合①，实现理论教学与工程实践的高度统一。课程设计的结构设计项目，拟放在“减速器拆装”实验中同步进行。在拆装实验中，通过让学生认真、细致地观察剖分式减速器的箱体结构，明确上、下箱体之间标准零部件的功用和定位方法；清晰传动原件的方式；掌握在轴系零部件的结构设计中各种标准件的安装顺序、定位方法以及轴承设计时应采取的方式、固定方法等，使学生在获取足够的感性认知后，为后续轴的结构设计和箱体结构的合理布局奠定基础，并要求学生在完成实验报告的同时，完成轴和箱体的结构设计。最终使学生能够根据所掌握的知识设计出符合工程实践要求的完整项目解决方案。以此为契机，在机械设计课程设计中引入多个设计题目，引导学生从单一理论知识的学习转化为多知识融合，从而为工程实践服务。在项目教学中，教师通过对案例项目的实施，有针对性地组织学生对相关问题进行深入探讨，明确该设计项目中，共性设计和个性设计中所拟对的方案差异，扩充学生在掌握该知识点时能够根据工程实际做出正确的判断，切忌采用照抄照搬不顾工程实际的设计思想，进而达到培养学生能够灵活运用所学知识于工程实践的目的。

二、实施方法

期初下达课程设计任务书后，将所在班级同学进行分组，每组成员2~3人。将理论教学和实验教学成若干个实施项目，每个项目都针对课程设计的一个环节，课后要求学生上交该项目应完成的设计内容，通过小组同学互评和教师点评方式，对每个同学完成项目质量作一评价，明确在本项目实施中应注意的关键节点，强调学生注重学会能够正确处理理论教学与工程实践应用之间的关系，引导学生在学好理论基础的同时，更加关注在工程设计中的应用。通过小组成员之间的点评，可以使学生充分了解机械设计课程本身的“一题多解”的博大精深，激发学生创新意识和自我探究学习的乐趣，让学生成为教学的主体；教师的点评让学生清楚设计意识的培养应具有全局观念，在保证设计质量的同时，综合机械设计、制造、安装、拆卸、经济性等诸多环节，明确机械设计的理念不光是单纯设计一个合格的产品，还应更多地考虑诸多的人文因素和相关的法律法规。

三、考评方式

将机械设计课程设计作为项目教学的内容引入到机械设计理论课教学中，将理论课教学划分成对应课程设计的若干个教学项目，分段实施和检查每个理论环节完成后学生应该完成的设计内容，使原本集结在两周课程设计中，只能用近乎1.5天所应完成的全部设计计算任务，分解在整个理论教学环节中，既缓解了原本紧张的设计周期，又能使教师和学生具有充足的时间来讨论设计计算中出现的问题和解决方法。因而项目教学法更关注于学生在平时教学过程中，如何能够将理论和实验所学内容恰当地反映在机械设计课程设计中。在本课程设计考评环节中，将设计计算、图纸质量和答辩成绩按4∶4∶2设计，通过小组互评和教师点评方式，给出学生在项目教学法实施中应完成设计计算部分的成绩，使学生在理论课程完成后，两周时间全部用于计算机绘图，鼓励有能力的同学对自己所设计的内容进行相关程序的编写或进行虚拟装配，成绩量化时给予这部分同学好的成绩来表彰他们的实际工作能力，以此为契机，培养学生具有工程理念，引导更多的学生参与科研，参加各类机械创新设计大赛，参与各类工程项目的研究，进而实现CDIO理念在机械类专业教学中的运用，为国家培养高素质、能够快速适应于工程实践型的合格人才。

四、结语

1.教育的目的是为社会输送合格人才，教师的职责是作为人才的“催化剂”，通过科学的教学方法，最大限度激发学生的发展潜力。“以教师为主导，以学生为主体，以项目为媒介，以职业能力为目标，以社会需求为背景”②的项目教学法，学习过程更强调学生的主体地位，通过学生自身的实践活动，提高理论知识应用于工程实践的能力，体味理论教学中，常规教育方法和工程实践中的灵活运用之间的关系，亲历应对实践过程的艰难选择和成功后的快乐，培养团队意识和协作精神，进而培养学生提高工程实践的应对能力。

2.以机械设计课程设计为契机，不断改进教学方法，进而探索在机械类专业学生课程设计中引入科研、工程项目，助力学生的创新思维和科研热情，实现工科院校人才培养与工程实践的零距离对接。

3.将机械设计课程设计项目教学引入到理论课教学环节中，通过引导学生独立完成相关项目的研究，以此为契机，探索出一种新的教学模式引入到其它课程教学中，培养学生工程意识；强调学生作为学习过程中的主体地位，通过教师合理的引导，加深学生对理论理解和工程实践的运用能力，进而走出一条培养符合21世纪人才需求、实现理论教学与工程实践零对接的教学模式.

注释：

①刘桂珍，于影等.项目教学法在机械设计课程教学改革与实践的研究[J].经济师，2016（7）

第4篇：工程机械理论与设计范文

关键词：《机械优化设计》；课程设计；《机械设计》课程体系

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）08-0212-02

一、国内教学现状

《机械优化设计》是机械设计制造类本科专业的专业基础课，是数学规划与计算机技术高度结合的学科。本课程通常以理论教学为主，涉及的数学知识与优化算法较多，其内容理论性强，又很抽象，不易理解，导致学生学习该课程的热情普遍不高。江苏大学是国内较早开始《机械优化设计》课程的学校之一。马履中等[1]在教学改革中，将教材内容不断更新、注意优化软件建设，不断更新和自编新的优化软件，注意教学手段的改革，积极推行多媒体教学及双语教学；注意收集学生的优秀作业、应用实例、优化软件。长江大学汪建华等[2]重视对学生知识应用能力和实际操作能力的培养，以适应社会需要为目标，着重“应用”二字，以“应用”为主旨和特征构建教学内容，重视对学生的技术应用能力的培养。教学中引入Matlab优化工具箱，减少学生编程与调试的工作量，将课程教学重点放在数学模型的建立上，优化方法的选择，以及Matlab优化工具箱中优化函数的使用上，使学生既学到了优化的思想与理论方法，又能够把实际决策问题用数学建模的方法转化为优化模型。河南工业大学武照云等[3]加大实验环节的学时安排（10学时左右为宜），开发基于Matlab的算法程序库，运用面向对象的程序语言Visual Basic进行软件开发，采用算法可视化技术。何亚银[4]开展课堂板书、多媒体教学和网络教学相结合的授课方式，将《机械优化设计》与C语言相结合，通过C语言编程来实现相关算法。目前国内外的机械工程教育向着复合型人才和工程应用能力培养的趋势发展，学生不仅需要有坚实的数理科学知识，同时需要工程实践方面的训练，强调理解知识、掌握学习的方法、培养独立分析与解决工程实践问题的能力。机械设计类现行的且已延续了几十年的教学方式中，《机械原理》、《机械设计》的课程及课程设计四个教学环节孤立地完成，教学内容不连贯，学生接受《机械设计》的有关知识和技能缺乏系统性。传统的机械产品开发方法中，其设计、制造及检测环节相互独立，严重脱节，须反复进行产品样机的试制—检测—修改设计。即使这样，一些严重的结构缺陷及设计原理、基本参数的错误在设计阶段也往往不能及时被发现，有的到了产品开发的后期或正式生产时甚至在投入使用一段时间后才发现，有时产品还不得不返回到设计构造阶段以便进行必要的设计变更。这样的产品开发程序效率低，浪费了大量时间、人力和资金。目前，《机械优化设计》的教学方法仍然有很多值得探索的地方。如何提高学生的学习积极性，摆脱传统的以讲授数学原理为主的教学方法，对本课程的教学内容、教学模式、教学手段进行改革，已经势在必行。

二、我校开展《机械优化设计》的实践与总结

本课程所依托的《机械设计》课程为山东省精品课程，所在教学团队为省级团队。长期以来，青岛理工大学机械工程学院《机械设计》教研室在林晨老师和杨志强老师的领导和带动下，具有良好的教学研究基础和传统。《机械优化设计》课程教学的顺利执行，必需与《机械原理》和《机械设计》课程相结合。为了推进该课程的教学，我们在《机械原理》课程的教学中即引进优化设计的理论，即在平面连杆机构设计这部分教学时，初步讲授优化设计理论。2012年我们选用了清华大学出版社出版、李万祥老师主编的《工程优化设计与MATLAB实现》[5]这本书，笔者和同学普遍感觉挺好。该书的优点在于对应每一个算法，都附有相应的MATLAB程序。学生可以在掌握算法的基本知识点以后，利用这些程序上机操作。MATLAB语言简洁，代码灵活，具有极其丰富的库函数资源，并且对代码的书写形式没有很严格的限制，同时利用丰富的库函数简化了子程序的编写任务；具有功能强大的图形功能，可以将计算结果生成图形或进行运动仿真。传统教材仅介绍算法。程序需要学生自己编写。这对于我们仅有32学时的选修课来说，要求学生编写简单的程序是可能的，但是要书写较长的、本身就比较复杂的算法是不容易的。笔者长期从事数值模拟工作，在实践中发现，教给学生掌握编程技术最简单高效的方法，就是给学生现成的程序，然后在其基础上进行修改。在上课过程中，采用多媒体教学方法，并安排4～6学时的上机学时。在教学过程中，为了让同学对优化设计方法的应用有更深的认识，要求学生对机械产品的优化设计情况、先进的优化设计方法等方面进行调研，并通过图书馆“维普数据库”查阅文献资料，书写读书报告。课程进行过程中，结合平行进行的《机械设计》课程的内容，让同学们进行轴和带传动的优化设计等计算。在课程结束时，结合平行进行的减速器的课程设计，要求同学使用优化理论对减速器进行设计。同学们最开始都觉得比较难，经任课教师答疑，他们最终调试好程序，计算出优化后的结果，同学们普遍有豁然开朗之感。根据以上的教学思想，这样就可以简单方便地把《机械原理》、《机械设计》和《机械优化设计》这三门课程有序地结合起来。

三、思考

数学语言描述了机械工程中的各类现象，所以《机械优化设计》这门课给出了各种数值计算方法及相关数学模型。但学生在学习课本前面的数值方法时往往容易糊涂。所以我们在讲授这门课时，必须先提出工程实际问题，然后再根据实际问题提炼出数学模型，再进行求解。这门课的理念，应该不只局限于机械产品的优化设计本身。优化设计的教学目的并非只是教给学生如何建立数学模型，甚至是如何编程并上机，最终的目的应是为了解决实际工程问题，并在生活和工作中贯彻优化设计的理念，给生活和工作提供方便。优化设计的理念在《机械设计》中可以应用到各个方面，并且和其他先进设计方法如摩擦学设计、可靠性设计、系统设计相结合。比如，能源短缺问题已成为世界各国密切关注的重要问题。我国的能源形势十分紧张，能源供需矛盾突出。受技术水平制约，我国许多能耗设备效率较低，在能源紧张的同时还存在着比较严重的浪费现象。因此，节能是我国国民经济发展中的长期战略任务。那么如何能够设计出节能的机械，哪怕只节省1%，那么节省的能源数量也是惊人的。教学的目的是为了工程实际应用，而不是与工程实际脱节。所以在接下来的教学过程中，笔者设想，应该增加与工厂生产实际相关联的设计题目。而且作为教研室的教学储备，打算以本科生毕业设计的形式做一些优化设计的工程题目。这个难度要求虽然更高，但比较有意义。

参考文献：

[1]马履中，杨启志，尹小琴，等.“机械优化设计”课程教学改革[J].江苏大学学报，2003，25（4）：95-97.

[2]汪建华.袁新梅.《机械优化设计》课程教学改革与探索[J].长江大学学报（自然科学版），2011，8（10）：119-121.

[3]武照云，刘晓霞，刘楠皤，李丽.《机械优化设计》课程教学研究与改革[J].机械管理开发，2011，（1）：190-191.

第5篇：工程机械理论与设计范文

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：工程机械理论与设计范文

【关键词】 机械工程 研发应用 发展策略

随着时代的发展与能源的耗费，21世纪人类社会面临资源枯竭、气候变暖、环境恶化、人口增加四个问题，面临着严峻挑战。我国要向“制造强国”的战略转变，要实现此战略转移，关键在于制造技术的不断发展，为了采取应对未来机械工程的发展，需要正确认识、预测工程面临这些挑战，并且加强制造科技创新能力，提升我国机械工程的不断发展[1]。

1 机械工程学科的定义与进展综述

1.1 机械工程学科定义

机械工程学科包括机械学和制造科学两大领域，主要是研究机械系统的性能、设计及制造的理论和技术的科学。其中机械学是研究机械结构和系统性能的学科，包括制造过程中的机构学、设计学、动力学、传动学、摩擦学、仿生机械学以及微纳机械学等；制造科学是研究制造过程及其系统的科学，制造科学包括产品设计、成形制造、加工制造、测量及仪器、表面功能结构制造、微纳制造以及制造系统运作管理等科学。

1.2 我国机械工程研究进展综述

机械工程研究推动世界制造技术发展的主要动力，我国的机械工程技术虽然起步较晚，但是在航空、家电、微电子、石化、工程机械等行业，机械工程自主创新以及取得了长足的发展，为我国机械工程发展提供了大批新理论、新技术和新方法，为促进我国经济发展提供了技术支持，下面将介绍我国机械工程重点领域的发展情况[2，3]。

1.2.1 机械动力学与传动学科发展

非线性动力学、复杂机电系统智能维护是当前机械动力学的前沿领域。闻邦椿率先提出振动利用工程的概念，采用动态设计方法，创建了振动利用工程学科。近年来，机械传动和控制的研究主要是高效、低能耗以及微型化。在相关的研究中，超声电机是较为典型的传动机械，它突破了传统电磁效应电机原理，具有结构简单、噪声低等优点。王家序等针对船舶推进系统的污染问题，提出了新型复合材料水动密封轴承，节省了大量贵金属、减少了对河海水的污染，得到了广泛应用。

1.2.2 仿生机械和生物制造领域发展

机械工程学科与纳米科学、生物科学的交叉近年来的研究热点，其中仿生机械学已经成为一门新学科。任露泉通过研究动物表面脱附减阻，采用仿真模拟和理论分析，开辟了我国机械仿生学领域，近年来根据该理论研制的机械已经应用于农业机械和国防工程。

1.2.3 机械测量学科领域发展

近年来机械工程研究中，机械测量产生原创性成果最多的领域，关于极端环境条件、智能数字化以及尺寸的测量是测量领域的主要发展方向。叶声华等利用多种靶标特殊几何结构，制备了能够用于空间大尺寸测量的装置，测量结果稳定性好，现已用机和汽车工业。张书练等正交偏振激光器为核心，研发了精密测量仪器。秦树人等提出了“智能虚拟控件”概念，并在此基础上研制获得可直接用于组建仪器产品的虚拟产品，该技术已经广泛用于教学测量分析中。

1.2.4 加工制造与设计学科领域

加工制造学科的发展重点在于高效、高精度以及柔性数字智能自动化制造技术的研究。康仁科等针对天线罩电性能的特殊要求，构建相关的理论模型，实现了测量加工一体化的精密修磨技术。谭建荣提出并实现了产品配置等4项设计技术，从而实现了机电产品的功能定制设计。黄庆学等自主设计制造中厚板剪切装备，打破了国外产品的垄断局面。韩旭提出高精度数字化模型的建模方法，提出了应用于汽车零部件的结构优化设计技术。

1.2.5 微纳制造与纳米加工领域

目前微型机械系统发展的主要趋势是工程性能优化、智能系统集成、批量低成本；而纳米加工主要研究是材料加工方法、尺度效应、纳米结构及系统的制造。在微纳系统设计制造方面，苑伟政等提出了MEMS集成设计工具，支持惯性、压力、光学、射频等器件的建模、仿真与分析，能够为机械、电子等不同工程背景设计人员提供多层次、多入口的任意流程设计。

纳米加工领域主要研究是纳米纳米梁、桥、探针、纳机电谐振器结构。董申等采用原子力显微镜机械耕犁加工方法，加工出多种复杂纳结构。周明等在飞秒激光生物分子纳米加工。中科院物理所成功研制出具有对称式机械结构的双探针扫描隧道显微镜探头，提高了STM系统的信噪比，并应用于实际。

2 机械工程科学发展总趋势

我国的在机械工程科学虽然已经取得较大的进展，但是总体上还处于落后状态。未来机械工程学科将主要受到制造业的创新发展和学科的演变进步的推动与制约，因此我国机械工程新技术的发展，需要适应全球化、信息化、绿色化、知识化和极端化的总趋势发展，为制造业提供先进的制造技术。由于我国资源和环境将在未来面临空前的严峻挑战，因此机械工程新技术的发展需要重视环境的保护、材料和能源的节省以及新能源制造领域的研究[4]。

3 机械学发展展望

（1）机械工程学科中机构学是代表性学科之一，因为机构学研究注重机构学基础理论以及注重与制造的学科交叉，从而使机械工程理论与关键技术能够同时取得突破，制备开发出性能优良的设备，在机器人机构、工程机械、以及仿生机构等工程机构学大有用武之地。

（2）我国的机械设计理论与技术落后，导致中高端技术装备中自主产权的产品少，因此应该重点推动复杂系统总体设计、复杂机电系统的概念设计、设计支撑系统、基于网络的系统性能仿真虚拟设计等领域的理论、方法和技术的发展，提升机械设计的发展。

4 结语

目前我国的机械工程科学还处于相对落后的阶段，具有较大的发展空间，为了促进我国机械工程新技术的发展，需要制定学科的长远发展规划，加强原创性理论研究以及新技术方法的支持力度，力争在2020年前后，使我国的机械与制造学科总体上进入国际先进行列，促使我国制造业产生更多的高技术产品和世界名牌企业。

参考文献：

[1]中国科学技术协会.2008―2009机械工程（机械制造）学科发展报告[M].北京：中国科技出版社，2009.

第7篇：工程机械理论与设计范文

关键词： 机械类本科教育 机械创新设计 能力培养

引言

机械工业是一个国家制造业发展的重要领域，机械类工程设计人员的设计能力对国家制造业的发展起到了关键作用。我国机械工业工程师的受教育层次和规模数量都已达到了很高的层次，但对机械工程设计人员创新能力的培养，还处于摸索阶段。因此，探索一套现实可行的学生机械创新设计能力培养方法，是形成工程创新能力的重要基础[1][2][3]。

根据我国普通高等学校机械类本科教育的现状和特点，总结出我国目前学生机械创新设计能力培养方法存在的不足，制定一套符合我国高等教育实际情况的学生机械创新设计能力培养方法，在普通机械类本科教育教学活动中具有非常重要的意义[4][5]。

1.学生机械创新设计能力方面的主要问题

1.1创新设计理论教学深度严重不足

目前，大学生的机械创新设计理论教学主要依靠课堂教学完成，由于机械创新能力的培养需要坚实而丰富的理论基础，因此，与机械创新设计理论相关课程的课堂教学活动就显得尤为重要。机械创新设计相关的课程主要包括：《机械创新设计》、《机械原理》、《机械设计》、《机械工程三维设计》等。这些课程目前的计划学时较少，因此，学生在课堂教学中只能学到最简单的基础知识，而深层次的理论知识却没有掌握，使得学生在进行机械创新设计实践活动时缺乏足够的理论支撑。

1.2创新设计实践教学平台和实践环境建设不足

学生进行机械创新设计活动的最终成果是创新设计作品，而这些作品的制作需要学生通过大量的设计、制造、装配、调试、修改活动才能完成。作品的制造、装配、调试需要相应的实验设备、加工设备、调试环境作为支撑，否则，无论多么完美的设计，都无法转化为实际的创新设计作品。

而目前国内普通高等本科院校机械类专业的创新类实验教学平台普遍不足，很多构思类机械创新实验无法开展。

1.3创新设计软件培养不足

学生的机械创新设计作品需要通过计算机三维设计软件完成设计、理论分析、强度校核、完善修改后，才进入实际生产制造阶段。在作品的整个设计、制造、调试、修改过程中，三维设计软件起到了关键作用，因此需要强化对学生的计算机三维设计方法培训，让学生能够熟练掌握现代计算机设计软件的使用，从而高水平地完成设计作品。

1.4缺乏企业工程实例教学过程

机械工程方面的创新能力培养，必须紧密结合企业实际的工程项目设计、制造、装配、试验等过程。如果没有相应的工程实例教学，学生就无法把所学到的理论知识和工程实际相结合，就不会对理论知识有更直观、深层次的理解。

1.5创新设计能力培养没有与毕业设计、就业相结合

培养学生机械创新设计能力的最终目标是使其在工作以后能够更好地完成相关的工程设计工作，只有把创新能力培养和毕业设计、学生就业相结合，才能最大限度地发挥学校教育的作用，使学生更快、更好地适应今后的工作环境。

2.创新能力培养经验的学习途径

2.1学习其他高校的主要经验

目前的大学生机械创新设计类比赛主要有全国大学生机械创新设计大赛、全国大学生3D设计大赛、全国大学生机器人大赛等，另外，还有与之对应的省级比赛。可以在参加各类比赛的过程中，通过交流沟通、学术论坛等活动，学习其他高校在培养学生机械创新设计能力方面的先进经验，从而完善我校的培养方法。

2.2通过参访国家重点实验室、国家工程中心等机构学习培养经验

在机械工程领域有很多国际知名的国家重点实验室、国家工程中心，通过对这些部级科技创新机构进行学习访问，了解他们在培养人才机械创新设计能力方面的方法和手段，从而完善我校在这方面的培养方法。

2.3通过教师在职培训引进经验

教师攻读博士研究生、已有博士学位的教师进入博士后工作站、流动站学习深造，可以大大开阔我校教师的视野，提高教师的科研水平。同时，也可以引入国内外先进的科研方向和创新能力培养方法、体制，从而完善我院的学生创新设计能力培养方法。

2.4分析企业在机械创新设计能力方面的经验

可以通过走访周边知名企业调研其在培养员工创新设计能力方面的主要经验；通过学生就业洽谈等机会了解企业对学生创新设计能力的要求；通过毕业生回访了解已经毕业的学生对母校培养方法的意见。

2.5基于各种学生创新设计类大赛学习经验

在指导方法上把各种学生创新设计大赛和理论教学、实践教学相结合；学生培养过程中强调用理论指导工程设计实例，用工程设计实例牵引学生理论学习；在创新方法上强调灵活运用各类工程设计软件。

3.建立学生机械创新设计能力培养体系

3.1总体培养体系分析

可以从学校层面对学生机械创新设计进行制度建设，建立一整套符合本校实际情况的培养制度，主要包括：教师辅导、激励制度；学生组织、激励制度。

3.2教师辅导、激励制度的建立

学生获取知识主要来源是教师，教师在学生机械创新设计能力培养的各个环节中起到了非常重要的作用，只有教师对学生创新设计能力的培养实现制度化和规范化，才能稳定持续地实施学生的创新能力培养。教师辅导制度的建立，需要在培养方案制订、教师大纲修改、授课计划实施等方面入手。首先，只有培养方案中包含了与学生创新设计相关的内容，才能使教师有的放矢，带着目标进行辅导工作；其次，在教学大纲的修改方面，要做到与时俱进，及时更新相关领域的最新成果，从而为学生奠定最新的创新设计思维基础；最后，授课计划的实施也起到关键作用，教师只有灵活掌握授课计划的实施过程，才能根据学生的学习、创新、设计过程进行跟踪教学，从而实现因材施教。教师激励制度的建立，需要从经济奖励、科研奖励等方面入手，首先，要对教师辅导成果进行考评，根据考评对教师进行合理经济奖励，从而激发教师参与学生机械创新设计能力培养的动力；其次，可以对参与辅导学生的教师进行科研方面的奖励，给予一定的优惠政策。

3.3学生组织、激励制度的建立

学生是机械创新设计活动的主题，因此，学生在机械创新设计能力培养的各个环节中发挥主体作用，只有把学生创新设计活动及其相关规则实现制度化和规范化，才能稳定持续地实施学生创新能力的培养。学生组织制度的建立，需要从学生动员、学生启发、学生分组实现设计等方面入手。首先，在对学生进行创新设计能力培养之前，需要充分对学生进行思想动员，让学生了解机械创新设计的兴趣所在，从而自发地参与其中；其次，在学生产生兴趣后，需要通过创新方面的教学，对学生进行思维启发，从而激发学生的潜在创造力；最后，让学生自由组队，按照课题小组长负责制的原则，使学生能够通过团队协作的方法完成自己的创新设计作品。学生激励制度的建立，需要在经济奖励、荣誉奖励方面入手，首先，要对学生机械创新设计成果进行考评，根据考评对学生进行合理经济奖励，从而激发学生参与机械创新设计能力培养的动力；其次，可以对参与的学生进行荣誉方面的奖励，让学生感到从事机械创新设计活动的光荣性，给予一定的优惠政策。

4.创新能力培养“双结合”理念

把“双结合理念”，即创新理论与创新设计实例相结合；学生创新实践与创新工具、手段相结合作为理论知识和教学目标之间的“桥梁”，通过“双结合理念”把理论知识转化为实际创新能力，按照产生兴趣初步了解理解概念深入思考灵活运用的顺序建立培养方法，从而激发学生学习欲望。在此基础上建立起一套符合实际情况的学生机械创新能力培养体制。

5.结语

通过学生机械创新设计能力培养体系的建立，建立能够同时培养学生“创新意识”和“创新设计能力”的培养方法、相关制度，完善学生创新能力培养的相关制度，提高普通高等教育的学生机械创新设计能力培养水平。

参考文献：

[1]周海，王黛萍.应用型本科人才的机械创新设计能力培养探索[J].机械设计与制造，2010（10）：174-175.

[2]李俭，唐茂.以创新能力培养为导向的机械类专业实践课程改革研究[J].教育教学与研究，2012（11）：87-89.

[3]许忠美.现代机械设计方法研究[J].考试周刊，2011（67）：154-155.

[4]郭童军，陈功备.独立学院机械类专业教学改革探索[J].考试周刊，2012（91）：8-9.

第8篇：工程机械理论与设计范文

1.1合理规划理论教学，精选教学内容根据山西师范大学的“3.5+0.5”的培养模式和食品科学与工程专业的培养目标，教师在掌握机械基础教学大纲的前提下，明确教学目的、任务和要求，结合学生认知特点和生产实际，精选教材。教材选用魏兵主编的“十一五”部级规划教材《机械基础》。该课程教学计划安排51课时，课时少，内容广，必须对教材内容进行优化。合理选择教学内容，以“必需、够用”为原则。精讲基础知识和基本设计方法，强化公式应用，弱化公式推导。工程力学主要讲解理论力学和材料力学的基本概念、机械零件基本变形形式和强度计算，熟悉构件的受力分析和计算方法；互换性与技术测量重点讲授极限与配合，紧密联系实际；工程材料主要讲解工程材料的种类、牌号、性能和应用，以金属材料和塑料为主，结合食品行业的发展，增加食品行业当前采用的新材料、新技术和新工艺；机械设计部分包括常用机构、连接、机械传动、轴系，这部分内容和后续课程及生产实际联系密切，工程应用多，属于课程的核心内容，机械传动中的带传动、链传动、齿轮传动突出基础知识和设计方法，强化设计方法和公式应用；机械加工基础以毛坯的制造工艺和切削加工方法为主要内容；液压与气压传动重点是液压传动的原理、组成和特点，常用液压元件的功用及常用的液压回路。介于课程学时少，结合课程的特点，部分教学内容采用自学加辅导或讲座的方式，引导学生多途径学习。

1.2多种教学方法结合机械基础课程实践性强，传统的理论教学采用“填鸭式”的教学方法，教学过程中教师和学生之间缺乏互动，学生被动接受知识，学生感到枯燥乏味，不利于学生的学习。采用多种教学方法，激发学生学习积极性，变被动学习为主动学习。对于工程力学基础、工程材料基础知识、基本概念等采用讲授式教学法。教学过程中教师要注意和学生的良好互动，避免注入式教学。机械设计中的常用机构、机械传动、轴系难度大和实际联系密切，采用讨论式教学。理论知识讲解前，选择和生产实际常见的议题，在学生充分讨论后，教师再讲解，调动学生学习的积极性，避免了“教师教、学生被动学”的单一教学模式，达到事半功倍的效果。采用典型案例教学法，如以齿轮轴为典型案例，通过材料的选择、结构设计、强度校核、公差与配合的选择、机械加工工艺制定等环节，可以把工程力学、工程材料、互换性与技术测量、机械设计、机械加工的相关知识联系在一起，架起了课程的桥梁，知识结构相互衔接，课程体系更加完善。

1.3采用多种教学手段提高教学效率机械基础课程的研究内容比较抽象，相当一部分学生在学习时因缺乏空间想象力和工程设计而产生厌学情绪。课程学时少，内容多，采用现代教育技术方法，通过运用多种媒体，提高课堂效率，有效提高教学效果。讲解平面连杆机构、机械传动、金属切削机床、轮系、液压系统原理时，由于学生没有实际生产经历，缺乏相应的想象能力，采用动画技术，生动形象，让零部件运动起来，使抽象理论直观化；讲解连接、轴系、切削加工方法、液压元件时，采用实物、幻灯片、图片展示教学内容，生动形象，增加学生感性认识，拉近书本知识和生产实际的距离，加深学生对理论知识的理解，更好地突出教学重点和难点。

1.4增加综合设计实验教学内容课程的实验课时为4学时，传统的实验为认知实验，实验设备是机械基础陈列柜和模型，以演示讲解为主，时间多集中安排在课程中期。改革后，开放实验室，学生自主实验，不占实验课时，时间安排每个模块的理论课讲授之前，学生递交实验报告。通过认知实验使学生建立机械零配件的结构、机械加工、液压传动系统的感性认识，对机械基础知识有一个初步了解。增加综合设计实验内容。①轴系结构设计实验。轴系结构是回转机械的重要组成部分，轴系结构的性能决定机械的性能和寿命。轴系结构设计实践性强，涉及内容多，灵活性大，是课程的重点和难点。通过拆卸、结构分析、装配、调整、结构设计的全过程，学生掌握轴系设计的步骤和方法，培养学生的创新能力和工程实践能力。②机械传动方案的创新组合设计、分析实验。传动方案的设计是创新设计的主要内容，学生根据教师的要求，选择传动类型、自行设计传动方案，根据设计方案自行组装，以培养学生的综合设计能力和动手能力。通过开设综合设计实验，在创新实验的环节中，学生通过方案构思和改进、实验操作和观察，达到培养创新意识、创新设计能力。

1.5增加具有食品工程教育特色的实践教学环节增加工程训练，训练时间安排在理论课开课后第6周。工程的本质是一种社会实践，在科学的基础上增加工程训练的内容。学生知识面窄、面向工程实际不足，没有足够的工程训练，现代工程设计思想、方法和综合应用多方面的知识解决工程实际问题的能力不足。工程训练中，学生学习金属加工工艺知识，自己动手操作各种设备，使用多种量器具，增强动手能力，激发创新欲望，培养创新能力。增加课程设计，时间安排在理论课结束后进行。课程设计是实践教学的重要环节，培养学生运用所学的知识分析和解决问题及独立思考的能力。课程设计时间1周，工作量大、时间紧。采用接近工程实际的题目：一级减速器设计或小型食品加工机械等。每个学生的任务书各不相同，设计方案和设计思路完全由学生组织设计，充分发挥以学生为主的教学理念。学生基本具备机械传动系统的设计计算、材料的选择、会查阅资料，能够正确使用国家标准，绘制工程图的能力。通过课程设计巩固所学知识，掌握机械方面的设计方法和步骤，培养学生工程意识、分析问题和解决问题的综合能力。

1.6考核方式改革课程考核方式，实行教学全过程多次考核和考查，提高平时成绩在总成绩中的比例。理论考核采用闭卷考试，成绩占课程成绩的70%；实验考核成绩占课程成绩的30%。细化实验考核内容，从实验准备、实验过程、实验效果、实验报告多方面考核，注重实验过程和创新能力的考核；工程训练、课程设计单独考核。

2结论

第9篇：工程机械理论与设计范文

关键词 校企协同；机械设计制造及其自动化专业；课程体系；应用型本科

中图分类号 G648.4 文献标识码 A 文章编号 1008-3219（2016）29-0017-03

当前国内已有一批地方本科高校进入转型发展轨道，但是客观讲，大都还只是处在理论与实践探索阶段。课程是人才规格与类型的基本构成方式，培养人才的类型转变必然要求对课程体系重构，正是基于以上背景与理解，吉林工程技术师范学院作为吉林省首批转型试点牵头高校，与省内最大的民营机械制造科技型企业吉林省通用机械有限责任公司签订了机械设计制造及其自动化专业卓越工程师班“订单式”人才培养协议（简称“吉通工程师班”），主要目的是按照吉林省通用机械有限责任公司转型升级急需的一线工程师要求开展校企深度合作，联合培养应用型本科人才。本文以“吉通工程师班”为例，探索建立地方省属高校机械设计制造及其自动化专业校企协同创新的应用型技术人才培养的理论和实践课程体系。

一、构建思路与原则

通过校企双方多次深入研讨，在借鉴国内外多所高校机械类专业应用型本科机械类专业课程体系基础上[1][2][3]，依据机械工程师国家通用标准、行业R当曜己脱校培养标准，结合学校学生实际情况及合作企业转型升级对人才知识、能力、素质具体要求，以创新能力培养为核心，以机械产品设计师、机械产品工艺师、自动控制设计师基本素质培养为主线，构建了以“现代制造企业实际项目为驱动，以一线工程师基本素质能力培养为核心”的理论和实践课程体系。机械设计制造及其自动化专业本科应用型人才培养课程体系的重构，旨在打破原有的以学科体系为主、以教师讲授为主、以学术型人才培养为主的局面，突出高校与企业协同创新的原则，实现课程体系的基础性与应用性相统一，企业教师与学校教师的理实教学互补相统一，校内管理与校外管理相统一，具体执行过程中坚持“与企业一同制定人才培养方案”“企业教师一同参与课程教学”“企业实践以岗位技能培训为主”“校企一同指导学生毕业设计”“校企一同参与学生学习业绩的考核”5个“协同”。

二、理论课程体系构建

校企双方成立由11人组成的专业教学指导委员会，主任委员由学校机械分院院长担任，企业董事长担任副主任委员，合作企业成员5人，保证校企协同制定人才培养方案的针对性、实用性、可操作性。

理论课程体系改变以往过于强调学科体系完整性而导致的课程设置过细、内容过多状况，精简课程门类和教学内容；降低必修课比例，理论学时约缩减300左右；打破课程之间壁垒，根据企业实际工作岗位需求对专业教学内容进行了有机融合和重组，避免课程之间的脱节和交叉重复，突出综合性和实用性。理论课程体系分为公共基础、机械设计、机制工艺和自动控制四个模块，见图1。主要变化如下：

（一）整合和精简课程内容，增设机械创新设计等课程

调整原有课程体系，从设计与制造角度对课程内容进行重新整合和优化，将《理论力学》、《材料力学》整合为《工程力学》，《机械原理》、《机械设计》和《互换性与技术测量》整合为《机械原理与设计》。增加工程案例，删减部分理论性强工程运用不广泛的内容。为提高学生创新素质和创新能力，增设《机械创新设计》课程；为扩展学生学科基础知识，增设《流体力学》课程；为使学生掌握数控机床设计的相关知识，增设了《数控机床故障诊断与维修》课程，以满足合作企业对学生专业能力的要求。

（二）依据产品设计与制造流程，调整课程开设顺序

依据机械产品设计与制造流程，调整课程开设学期，突出“学”、“用”在时间和空间上的紧密联系。比如机械设计综合项目实训，涉及主要课程有《机械原理与设计》、《三维软件设计》及《有限元分析》，调整后均开设在第5学期，课程学习也将以这个项目实训所涉及知识为主要内容，这样既优化重组了课程内容，也能使学生将所学知识及时得到巩固和应用，在实践中融会贯通。通过该项目实训，使学生得到机械传动系统方案设计、零部件结构及精度设计、三维实体造型设计及有限元应力分析方面的综合训练，深化和拓展了学生的机械设计能力。

（三）开设“双师”、“理实一体化”和“双语”课程

为提高学生工程实践能力，与工程实际密切相关课程由校内教师与企业教师共同授课，此谓“双师课程”。合作企业派遣具有高级工程师职称的技术骨干5人，不同程度、不同时间参与教学过程。理论部分由校内教师讲解，与生产实际密切相关的内容由合作企业教师以现场教学、项目教学、案例教学或专题研究等方式进行，将教室搬进企业生产现场，弥补教材内容落后生产制造技术和教师工程能力薄弱的不足。比如《工程材料及成型技术》中铸造及锻造部分由企业教师在生产现场和企业教室穿插讲授，借助合作企业铝铸、铝锻、铝铸锻生产线，使学生既能接触到国内先进设备，又能掌握材料成型原理及加工方法。6门“双师课程”分别为《工程材料及成型技术》《数控技术与编程》《机械制造技术基础》《金属切削机床》《液压与气压传动》《数控机床故障诊断与维修》。同时，为提高学生实践能力，将《液压与气压传动》《数控技术与编程》《单片机原理及应用》等课程改为“理实一体化”课程；为提高学生专业外语能力、跨文化交流合作能力，设立了《机械原理与设计》《机械工程控制基础》2门双语课程。

三、实践课程体系构建

因多年来本专业鲜有深度合作企业，实践教学环节一般都在校内进行，加之专业教师大多没有企业工作经历，因此学生的工程实践能力比较薄弱，进入企业后一般都需要较长时间才能适应本职岗位需求，显然这与应用型人才培养目标相悖，因此实践课程体系的改革是“吉通工程师班”的改革重点。与吉林通用机械有限责任公司签订“订单式”人才培养协议后，企业先进的技术、仪器、设备、场地，完善的生产、设计、开发和创新条件，真实的工程实践环境以及先进的文化氛围，特别是德国工业园区高端制造装备实际工程背景，为应用型本科人才的培养构筑了良好的实践基础。基于此，在实践课程体系中扩大了实践教学环节的比重，使其占到总学时的40%左右。除去金工实习、数控技能实训等少数几个环节仍在校内实施外，大部分实践教学环节改为以企业实际项目综合训练为主体进行。实践课程体系分为校内实践、企业实践和创新设计实践三个模块。

（一）校内实践模块

校内实践模块主要包括金工实习、数控加工技能实训、机械设计综合项目实训、机床拆装与认知实训等环节。为满足合作企业对学生实际能力要求，增加了为期1周的机床拆装与认知实训环节。

（二）企业实践模块

企业实践模块主要由企业认知实践、6门双师课、工程师基本素质实训、生产实习和毕业设计等环节构成。工程师基本素质实训改变了过去按单门课程设置课程设计的方法，改为按照课程群构建综合实训项目，主要有《机械加工与工装设计项目实训》《液压与计算机控制项目实训》《机电一体化技术项目实训》（分为数控机床和工业机器人2个方向）等。大部分实训内容拟选自企业实际项目，由校内和企业教师共同指导，比如《机械加工与工装设计项目实训》，选用合作企业正在生产或设计的典型汽车零部件进行加工工艺和某道工序的夹具设计，直接利用CAPP软件制作工艺卡片，使学生能够将教材内容与工厂实际设计经验及方法有机融合，达到既了解工厂设计所需遵守的技术要求、技术规范，又能多角度全方位考虑设计中出现的问题，以保证设计结果完全符合制造加工要求。

通过多个项目实训和生产实习，学生对自身能力、兴趣及合作企业已有一定的了解，进入大四后，即可提前进入毕业设计选题环节。要求毕业设计选题必须来自企业实际项目，使学生在参与企业产品研发与生产中，在自动化装备组成、机械结构、控制系统以及检测方案制定等环节，能够受到产品设计、制造、工艺及成本分析、装配调试、质量控制、生产经营管理等方面的综合训练，进而使学生在职业道德、团队精神、综合素质和创新能力等方面得到全面系统的培养与锻炼。2015-2016学年，企业共派指导教师9名，指导“吉通工程师”班学生在企业进行了4周的专业课企业实践。在企业实践过程中，校内外指导教师就企业生产相关设备、生产工艺、产品设计等等问题结合校内所学理论知识协同进行了指导，学生在企业完成了多种机床机械传动系统方案设计、小型液压传动系统设计、零件工艺设计等内容，深化了对课堂所学理论知识的理解，真正实现了学以致用。

（三）创新设计实践模块

创新设计实践模块是将过去课外创新素质培养纳入课内实践教学体系后形成的，要求学生在课外科技竞赛活动（机械创新设计大赛、三维数字化创新设计大赛等）、创新创业项目、企业项目研发、发明专利等方面获得规定学分后，方能授予学士学位。

参 考 文 献

[1]刘贵富，张国安，李望国，杨宝丽，陈峰. 应用技术大学企业实践教学体系理论构建与实践探索[J].大学：学术版，2014（7）：60-69.