机械设计原理全文(5篇)

摘要：在教学领域，大多数学科偏向于对理论知识的研究，但对于机械类学科来说，实验教学的价值远远大于理论知识的传授。机械原理与机械设计是机械类学科的重要组成部分，与其他专业相比，机械类专业包含丰富的实验内容，对学生的创新思维能力有一定的要求。本文在当前实验教学形势的基础上，研究传统机械类专业在实验教学方面存在的问题，然后对机械原理与机械设计的实验教学改革进行分析，希望能为学科的未来发展提供帮助。

关键词：机械原理与机械设计；实验教学；改革

0引言

从我国当前机械类专业的教学形势来看，对实验内容的重视程度不足，但是基于学科特点，学生对于实验教学的需求日益强烈。机械类学科的理论知识非常复杂，学生对于理论知识的理解难度很大，在教学过程中往往需要结合实验进行学习，这样可以加深学生对于专业知识的理解和记忆，也可以帮助学生运用所学知识解决具体问题。实验教学的改革不仅能够提升机械类学科的整体教学水平，也对我国机械制造领域的进步和发展具有重要意义。

1机械原理与机械设计教学背景

各大院校中基本都设置有机械类专业，且机械类专业往往占据着很高的地位，这与市场需求有关。随着社会的发展，社会生产对于机械类人才的需求量不断增大，许多高校都侧重于培养这方面的人才。在机械类专业中，机械原理与机械设计所涉及的理论知识体系比较复杂，专业性很强，学生在学习知识的同时，也能够锻炼动手能力，培养创造性思维。机械原理与机械设计在机械类专业中属于基础性学科，也就意味着它是机械类专业大多数学生都需要掌握的一门学科，对机械原理与机械设计知识的掌握程度，决定了学生日后在机械领域所能达到的高度。机械原理与机械设计在具体的教学过程中，对教学方法有一定的要求，教师不仅需要通过教学课程向学生们传授必要的基础知识，也需要安排足够的实验课程，让学生们可以自己动手完成实验，加深对于基础理论的理解，也可以在巩固所学知识的同时，锻炼学生的实践能力。但是，当前我国的机械类专业教学中，对于实验教学的重视度远远不够，学生对于专业知识的理解只是停留在纸面上，不能达到熟练运用的效果。只有依据学生实际的学习状况，改革相应的教学方案，才能顺应时代要求，实现机械类专业教学的长远发展。

2传统实验教学中存在的问题

摘要：

信息技术的推广和工业设计、制造技术的发展，对高校实践课程提出了新的要求。针对当前机械专业机械设计课程设计的教学模式的不足，提出了课程内容与形式改革措施。为有效提升学生实践能力与创新思维能力，将模型3D绘图与加工制造引入机械设计课程设计中，探索理论计算、设计绘图、加工制造“三位一体”的教学模式。经实践证明，新模式下教学效果突出。

关键词：机械设计；课程设计；模式；探索

随着我国社会结构的变化，催生高等教育教学结构与形式转型，国内地方高校在不断探索应用型人才的培养模式与体系。机械设计课程设计融合了机械设计基础、机械制图、机械制造基础、极限配合与测量技术等课程的知识，是机械类专业培养学生机械设计能力与创新能力的实践教学环节。因此，机械设计课程设计在培养应用型人才为目标的机类和近机类高校实践教学中具有十分重要的作用。当前，机械设计课程设计仍为减速器的理论设计计算为主，辅以二维图纸表达，致使实践性课程缺乏足够的实践环节。为此，以提高学生实践能力与创新思维能力为目标，将模型3D绘图与加工制造引入机械设计课程设计中，探索理论计算、设计绘图、加工制造三位一体的教学模式。

1机械设计课程设计教学现状

传统教学模式将机械设计课程设计的教学目标设定为着重培养学生机械制造与设计的系统化设计思维，其是在机械原理与机械设计课程中机械零部件设计方法的基础上设计机械装置，进行机械机构选择与方案设计、总体布置、总装配图设计、主要零件设计及设计计算说明书编写等训练。机械设计课程设计选择最具代表性的机械装置“减速器”作为设计题目，其课程学习要求包括以下3点：①要求学生熟悉减速器的工作原理、各零部件装配装配关系和箱体类结构设计等知识与技能；②着重要求学生掌握齿轮机构、轴、螺栓组件、轴承、键、销等零部件的设计计算与选择；③要求学生熟练应用标准、规范、手册、图表和设计资料。以采用塔里木大学机械电气化工程学院机械设计课程设计为例，其教学模式采用传统教学模式，在完成88学时的机械设计理论学习后，再开展为期2至3周的机械设计课程设计，学生以4~6人为一小组合作完成减速器理论设计、计算及二维图绘制。在课程设计时间段内，学生对减速器的设计仅停留方案构思、机械零部件和机械总成的结构布置与设计，均属理论设计与绘图，回顾以往的课程设计教学环节与学生反馈信息，发现在课程设计过程中体现出以下弊病：

（1）多数学生对综合应用所学知识与技能解决实际问题的能力较差，对减速器的结构缺乏认识；

摘要：CAD技术是上个世纪80年代美国开发的绘图程序软件包，如今已经发展为国际广泛应用的绘图工具，能够实现二维及三维图形的高效绘制，绘图效率更高、精度更高、个性化更强，在多个领域中都有着普遍应用。而CAD技术在机械设计与制造领域中的应用则有效解决了机械重复设计等问题，并提高了设计效率与效益，保障资源利用率等。基于此，本文便围绕CAD在机械设计中的应用展开论述，重点分析了CAD技术应用于机械设计及机械制造技术的应用策略。

关键词：CAD技术；机械设计；机械制造技术

引言

在机械设计及机械制造技术方面，CAD技术的应用不仅能进一步改善机械设计效率，同时还能保障机械设计的质量，推动机械制造企业实现设计制造的标准化智能化，加强企业的综合水平，更好地应对外部竞争。在我国机械制造领域逐渐转型的时代背景下，单一的CAD平台软件也渐渐无法满足企业越来越多样的需求，所以CAD平台软件的多元化发展也成为了当下的迫切需求，只有全面掌握并应用CAD技术，灵活融合CAD技术，才能不断提高我国机械设计与制造水平，并推动行业领域的发展。

1机械设计中CAD技术的应用优势

1.1缩短机械设计周期

三维CAD机械设计不但可以很好地改善复杂的几何造型问题，同时还能通过简易的集合实体和运算功能来构建灵活的复杂性集合实体，可以自动生成相贯线及截交线，进一步降低设计工作的整体工作量，还能将机械设计的周期进行缩减，提高机械设计效率和机械生产效率。三维CAD软件的应用在机械开发和设计方面仅需重新设计或制造部分零散部件，可以承袭多数部件的设计参数信息，从而大大提高机械设计的整体效率。除此之外，CAD软件还具有完善的变形设计能力，可以快速重建并产生新的机械产品。

摘要：文章首先阐述了机械设计与制造综合课程设计的必要性，然后分析了当前机械设计与制造综合课程设计体系及其存在的问题，最后论述了机械设计与制造综合课程设计改革路径。

关键词：机械设计与制造综合课程设计；慧鱼模型；考核评价体系

机械设计与制造综合课程设计是一门重要的专业实践课程，该课程知识面覆盖广、实用性强，一直以来都备受关注。随着近年来机械设计与制造行业的快速发展，市场对相关人才的要求有所提高。在此背景下，为了提高学生的学习主动性、创新创造性，加强学生的实践技能，锻炼学生的团队合作精神，教师有必要实施机械设计与制造综合课程设计改革。

一、机械设计与制造综合课程设计的必要性

机械设计与制造综合课程设计是机械设计及其自动化、机械电子工程和车辆工程专业非常重要的一门实践课，它是专业理论课程教学后对所学知识和技能的一次综合运用，也是培养学生工程系统设计思想和工程实践能力的途径之一，可为学生进行毕业设计和将来从事机械专业工作打下坚实的基础。开展机械设计与制造综合课程设计的必要性主要体现在以下三个方面。

（一）学生缺乏对专业的认识

虽然辅导员在新生入学时会对学生进行专业教育，介绍人才培养目标、专业培养计划、主要课程设置及其原则，并且会就就业方向问题进行说明。教师在授课前也会对每门课程的教学大纲进行介绍，说明该门课程的目的、任务及专业地位。但是大部分学生对自己的专业仍没有足够的了解，时常会问：“学了这门课程有什么用呢？这些理论能解决什么问题？做这些作业对以后找工作有用吗？以后工作会用到吗？我们这个专业毕业以后都能去什么企业工作呢？”换言之，大部分学生不明白本专业与实际工作岗位的联系，甚至有些学生不理解本专业的人才培养方案和专业课程设置。即使在教师的耐心解答下，学生对专业的认识还是不够系统和全面。

摘要：机械设计实践实验教学课程是培养学生机械创新设计能力、创造性思维和工程实践能力的重要课程。为解决机械设计实践实验教学效果差的问题，文章提出可基于Fischertechnik模型搭建机械创新人才培养平台，结合教师科研、机械工程专业学科竞赛与大学生创新创业训练计划项目以及16+2实践周“职业技能训练”开展机械设计综合创新实验训练，培养学生的综合设计能力、工程实践能力、创新实践能力、团队协作能力等，并取得了良好的教学效果。

关键词：慧鱼工程技术；机械设计；实践实验教学；创新能力

一、引言

机械设计制造及其自动化专业作为学校向应用型综合大学转变中专业建设的重要组成部分，是培养应用型机械类本科专业人才的主阵地。《机械设计》是该专业重要的专业基础课，专业教学计划围绕《机械设计》教学目标开设了工程实践实验课程，如《机械设计课程设计》《16+2职业技能训练》等，培养学生的综合设计能力、工程实践能力、创新实践能力、团队协作能力等，要求学生能综合利用所学知识解决工程实际问题。但是在实践实验教学环节，教学效果差，一是因为机械设计实验教学所开实验多是认知性实验和验证性实验[1]；二是因为《机械设计课程设计》命题陈旧且单一，缺乏现代设计，无法达到综合训练的目标[2]。为此，本文提出基于慧鱼工程技术的机械设计综合创新实验教学方法，培养学生的综合设计能力、创新工程实践能力等。

二、机械设计实验教学弊端及改进策略

1.机械设计实验教学弊端。《机械设计》是一门综合性很强的专业基础课，以《机械制图》《理论力学》《材料力学》《机械工程材料》《互换性和测试测量技术》《机械原理》等课程为依托，对机械零件设计准则、摩擦磨损及润滑、螺纹连接、轴毂连接、带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆涡轮传动、轴系设计、滚动和滑动轴承、机械系统设计以及其他常用零部件设计等知识进行讲解[3]。其课程特点是内容多且杂，存在大量经验公式与图表，教学内容抽象等，多数学生反映内容零乱，找不到重点。为此，通常在制订教学计划开设相应实验课，辅助学生理解并掌握相关知识，如《机械设计课程设计》《机械设计实验》。随着技术的发展，社会对学生的综合创新设计及工程实践能力提出更高的要求[4]，但目前《机械设计课程设计》《机械设计实验》仍然存在一定的弊端，实践实验教学效果差，无法满足社会需求。《机械设计课程设计》是对渐开线圆柱齿轮二级减速器进行设计，该实践项目存在一些弊端：一是课程设计命题陈旧且单一，是对通用渐开线圆柱二级齿轮减速器进行设计，主要内容为机械方案设计、传动系统详细设计、装配图绘制及减速器设计说明书，相关设计技术指导书成熟，网络资源丰富，学生设计时基本是依葫芦画瓢，查手册，套公式，设计过程就是仿造，部分学生存在抄袭、买卖现象，严重影响教学秩序和教学质量；二是重视二维装配图，轻视二维零件图、爆炸图和三维建模及装配的训练，不足以满足机械设计综合训练的要求。机械设计实验方面，主要包括机器组成及典型机械传动零件感性认识、传动试验（齿轮传动、带传动和链传动等）、机械传动轴系部件设计与分析。由于我校教学计划安排，无明确的机械设计实验有关课程，仅在《机械设计》理论教学时，组织学生参观机械典型零部件多功能语音教学示范箱，加深对《机械设计》各章节的理解。为弥补《机械设计》实践实验课程的不足，我校除了积极对《机械设计课程设计》教学内容、教学方式以及考核方式做调整外，还积极探索以16+2实践周“专业技能训练”作为实验实践教学的补充，但由于不规范存在教学效果差的问题。2.设计实践实验教学，对大学生工程实践能力的培养具有重要的意义[5]。为此，我校对《机械设计课程设计》教学进行创新改革，积极探索机械设计综合创新实验教学。Fischertechnik，即“慧鱼”，是德国人基于六面体接体发明创造的工程技术智趣拼装模型，包含各类机械构件（齿轮传动、丝杆传动、链传动、皮带传动、连杆机构、凸轮机构、减速器等）、电气元件（电机、电气开关、气动零件、各类传感器、控制器、导线及导线接头等）和编程软件等模块。该模型是《机械设计》的理想教学工具。基于此我校，利用Fischertechnik模型搭建机械创新人才培养平台，结合教师科研、机械工程专业学科竞赛与大学生创新创业训练计划项目等，在16+2实践周“职业技能训练”时机械设计综合创新实验题目，学生自由组队，综合利用《机械原理》《材料力学》《理论力学》《机械设计》《机械制图》等课程知识，合理分工，利用Fischertechnik组合模型，完成相关综合创新实验设计任务，力求达到培养综合设计能力、工程实践能力、创新实践能力、团队协作能力等的教学目标。

三、机械设计综合创新实验教学示例