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机械设计的原理范文1
在长时间的发展形势下，经济水平的发展通常都是以消耗能源以及环境为代价的，这样也会在某种程度上致使环境受到污染的情况较为严重，同时也面临资源紧缺的问题。而这些问题的存在，会在某种程度上对经济的发展带来一定的阻碍。这样就促使人们逐渐对保护环境的重要性引起了必要的重视。是否可以协调好经济发展和环境资源之间的关系，会对国家的经济发展带来直接的影响。而节能降耗在环境领域中扮演中重要的角色，因此相关人员应当加大对机械设计节能的研究力度，从而确保我国经济的不断发展。
一、加强机械设计节能的背景
当今社会已经是一个高度机械化的社会，经济的快速发展又需要更多的机械设备，机械设备已经是我们日常生活和生产必不可少的工具。大量的机械设备投入使用必然产生很多问题，如环境污染、能源浪费等，这严重违背了我国走可持续发展道路的要求，因此，在这种形势下，我们必须要加强对机械设备从生产到使用各个环节的节能减排工作，其中在设计环节进行节能设计是从根本上解决这些问题的一种方式，所以我们要加强机械设备的节能设计。
二、机械设计节能中存在的问题
对于机械设计来说，能源大量的消耗是时常发生的现象，同时也是相关人员需要解决的问题，产生的能源浪费有着诸多的因素，本文主要从以下几点内容进行分析：
1、不重视节能设计，缺乏节能设计理念
从以往设计模式来说，机械设计的主要目的是将机械设备生产效率加以提升，相关人员一定要遵循这个理念。首先，需要对机械设备的运转速度、相应的载重数量进行考虑；其次，还需要对机械设备据是否具有安全性能、节能减排等方面引起必要的重视。随着我国国民经济水平的日益发展下，技术水平不断完善，机械设计理念不断更新，不但可以将机械设备的整体生产水平加以提升，而且还要求相关人员应当打破以往的传统设计理念，并对节能设计引起必要的重视。
2、设计人员专业水平较低
由于机械设计工作具有一定的专业性，这样就要求相关人员应当具备专业的理论知识以及操作能力。然而，某些设计人员没有较高的文化素养，设计理论也没有做到熟练掌握，并且不愿意接受新的事物，这种“吃老本”的情况就会在某种程度上致使机械设计出现落后的情况，从而使能源消耗过大。除此之外，还有某些设计人员没有对具体的情况进行详细的调查就开始进行机械设计，致使机械不能发挥出最大的作用。
3、技术水平较低，无法满足设计需求
机械设计在某种程度上会限制于技术，在新型的设计理念倘若没有技术的支撑，那么也会无济于事。在实际的生活中，一方面诸多节能设计思维形式依然会受到技术水平的影响。另一方面，倘若可以实现节能设计，那么就需要将设备的生产成本加以提升。从经济效益方面来说，机械制造有着较高的成本，还有某些节能技术被省略，所以导致节能没有较高的实现率。
三、机械设计节能基本原理及运用
1、动力源
发动机是机械设备的主要动力源，在机械节能设计时，要特别注意提高机械设备电能、动能、势能、热能等相互之间的转化率，由此需要尽最大努力减少发动机的输入功率、增大发动机的输出功率。在实际的生活当中，启动和减速这两个阶段主要体现了这一设计原理。
2、在设计时注意减少各部位之间的摩擦
机械设备个零件部位之间的摩擦力过大就会导致资源损耗大的问题。机械设备是通过齿轮、动力传送带等传送设备将发动机产生的动力运送到所需部位而运转起来的，在这个过程中，如果摩擦力过大，就会损失一部分动力，造成资源浪费，因此，在机械设计的时候，一定要尽量减小各个部位的摩擦力。例如，加强零件之间的等。
3、注重功率匹配节能
机械设备在不同的应用环境下所需要的功率大小是不一样的，合理的研究和分析在不同的应用环境下功率需求的大小至关重要，这可以为设计标准功率提供依据。在机械设备设计时，要注意经济效益和环境效益相结合，可以设计不同的挡位根据实际所需功率进行调节，以此应对不同的应用需求。
四、对做好机械设计节能的建议
1、重视人才培养，学习和运用新技术
机械设计节能涉及的知识范围很广，专业性很强，因此，对设计人才的专业性要求很高。机械设计节能需要大量的设计人才，人才是进行机械设计节能的核心基础，加强人才的培训是重中之重。⑴.在学校招聘高材生。⑵.企业加强对设计人员的培训。另外，技术是实现机械设计节能的必要条件，在机械设计中既不能超越实际的技术发展水平，又不能完全不敢突破，要积极学习和运用新技术。促进机械设计节能水平的提高。
2、重视设计选材环节，优先选择环保型材料和环保型发动机
在对机械进行设计的过程中，一定要对机器所选用的材料进行确定，在机械制节能设计的时候首要选择可以回收、没有污染的材料。不仅仅如此，机械设备最大的污染主要是来源于发动机，这样就要求相关人员应当选择油耗低、使用时间较长的发动机，避免发动机尾气产生过大的排放量，对机械设计节能起到了重要的作用。例如，可以选择环保型水冷增压柴油机亦或是相应的电控发动机。
3、加强电子控制系统的精确化控制
应用电子控制系统来对机械做好严格的控制是实现机械设计节能的关键所在。而电子控制系统能够实时的掌握机械的运作情况，利用智能化的形式来对发动机的功率进行辨别，为避免大量的消耗创造有利条件。
4、加强液压系统的清洁和防漏工作
机械消耗大的一个主要原因就是机械设备的磨损和腐蚀严重。机械设备磨损和腐蚀严重是因为液压系统的污染物较多。另外，浪费资源最大的原因是液压系统渗漏而，因此，进行节能设计时要加强液压系统的清洁和防漏工作。针对液压系统的污染物问题，可以加装一个高性能的过滤设备。对于液压系统渗漏问题，可以选用防渗漏的材料等。
五、结语
通过以上内容的论述，可以得知：随着当前我国经济水平的日益完善下，可持续发展已经逐渐成为全球长时间发展的关键所在。始终坚持可持续发展的道路，并确保自然资源发展方面能够达到和谐统一的效果。将节能减排的思想逐渐渗透到机械设计当中，是推动经济和社会实现可持续发展的重要途径。加大机械节能设计研究的力度，这样就需要相关人员对机械设计以及相关作用做到熟练掌握，本文主要从以上几个方面较好的论述了机械设计节能基本原理和作用，提供给相关人士，供以借鉴。
参考文献：
机械设计的原理范文2
从18世纪以来，机器逐步代替人力劳动，用于做功或转换能量。做功的机器不仅大大提高了劳动生产率，而且很好地保证和提高了产品的质量。由于机器实现的能量转换，人们发明了多种多样的工作机械，提高了人类的生产水平，改善了自己的生活条件。机器的设计是由具体的机构物化为实体的产品，以提供用户所要求的使用功能。因此，机械的结构设计是产品设计的重要一环，在机械设计课程中，机械结构设计也是非常重要的教学内容。在机械结构的设计中，应“勤于学习、善于思考、勇于探索、敏于创新”，以伟大的接纳之胸怀学习前人成果，并以开拓的精神实现伟大的创造。机械结构的设计不是具体案例的机械堆砌，而是有其内在的知识基础、设计的方法和物理原理。本文拟从机械结构的设计方法和设计原理两个方面，讨论机械结构设计的内在知识和结构创新的基本途径，但本文不讨论机械制造工艺性对机械结构的要求。
二、机械结构设计的方法
1.经验设计。从现代科学诞生以来，机械科学与技术已有300年的历史。机械的连接结构、传动结构和支撑结构等已经积淀有汗牛充栋的实践案例，但如何掌握这些案例的基本原理和设计方法，而不是记忆这些案例的具体结构设计，这是经验设计中的关键。具体的产品设计，例如车床，其结构设计可以参考前人的设计图纸，这对于提高设计效率，汲取前人经验、避免犯前人的错误具有实际意义。通过借鉴前人的经验，可以吸收他人的结构创新方法，同时也拓宽了自己的设计思路。随着机械结构数据库的出现和搜索方式的更新，对他人的相关结构设计的学习将更加方便。经验知识是结构设计的宝贵财富，也是公司的知识资产。通过对国内外同类型专利知识的学习，也是一条提升自己结构设计能力的途径。另一方面，要注意避免侵犯他人的知识产权。“古人传下来的学问，就是装在船里的货物。现在的新潮流、新趋势，就是行船的风。”在学习他人的结构设计创新点的基础上，设计者应有自己的革新与发明、自己的创造。
2.理论设计。机械结构设计的理论方法，讨论的是机械结构设计的理性方法，具体的有：模块化和组合化设计、复合化设计、分级结构设计、载荷均布性设计和变结构设计。随着结构优化、结构可靠性和概率设计等方面的发展和具体应用，机械结构的理性设计方法也在不断的推陈出新。模块化和组合化设计。一台机器总体是由提供不同功能的结构单元有机的组合而成，因此模块化的以及模块之间的组合化就是早期的方法之一。在复杂的机电系统和设备中，模块化和组合化的设计理念是有效的结构设计方法，同时也是机械制造的方法之一。例如，组合航空母舰的设计概念；我国的组合化机床的设计在上世纪70年代就已经取得了很大的成功。模块化和组合化，一般是按功能单元、结构单元来划分模块，然后组合起来成为一台机器。复合化设计。复合化的基本特点就是将两个或两个以上的功能零件组合成一个部件或构件来设计，其功能可以是运动功能、承载功能等。例如，组合凸轮结构的设计就是将两个凸轮设计成一个零件；一根连杆在组合结构中同时作为两个或两个以上机构的结构件。复合化方法可以降低机械的制造成本、减轻机器的重量、缩小机器的尺寸和降低产品的成本。分级结构设计（层次化设计）。复杂的制造设备是由分级的机械结构组成，大功能层次的结构是由若干个分功能结构组成。层次化不仅是功能树结构的要求，而且也是制造工艺对结构设计的要求。例如，床头箱由多个轮系组成，而每个轮系又由次一层次的系统组成。复杂机电产品的设计，例如组合挖掘机的设计，集推土机和挖掘机的功能在一起，而共用一个动力系统，在执行系统处分开。层次化结构设计方法在构想分级结构阶段，能够帮助设计者厘清思路，从而找出结构设计的关键点，集中解决结构设计中的难点问题。载荷均布性设计。由于机械结构设计的特点，希望载荷分布均匀，充分发挥材料的机械力学性能或者取得降低最大载荷的目的。例如，修形齿轮的设计、对数滚子的设计，为了取得接触应力的均布，从而修形零件，实现结构的优化设计。行星齿轮减速器的设计也体现了载荷均布性的设计理念，从机构运动学来看只需一只行星齿轮；然而从受力平衡、承载能力和提高齿面的抗磨损来说，三只行星齿轮的结构设计更好。变结构设计。机械结构的创新常常采用变结构的方法，变结构可以改变机械结构的功能，例如，非圆连接形式的成形连接、曲柄滑块结构设计变为转动导杆结构设计。变结构可以改变实现功能的形式，例如径向柱塞泵和轴向柱塞泵的设计。变结构也可以降低机器的设计成本，例如利用死点的桌面支承设计。
3.模型试验设计。相似模型试验设计。基于机器物理模型的相似，运用相似科学理论，对于大型的机器设备进行模型试验设计。通过模型结构设计和试验分析，获取机械结构的可靠性、并预测机器的工作性能。模型相似的设计方法已在工程领域有广泛的运用，例如大型水轮机组的结构设计。通过制造大型水轮机组的模型，测试试验模型的工作性能以及其可靠性等指标，优化水轮机组的结构设计和工作能力。机械结构的设计方法不是一成不变的，而是随着人们的发明和新的科学原理的发现，在日新月异地发展，不断出现新的机械结构设计方法，同时对前人的机械结构设计进行革新。
三、机械结构设计的原理
机械结构的设计必然要依据技术科学的原理，例如：理论力学原理、材料力学原理、弹性力学原理、疲劳力学原理、流体力学原理、热力学原理、摩擦学原理、声学原理、智能原理和一切可能的新物理原理。这里讨论以上各种原理在机械结构设计中的应用，以期总结机械结构设计的常用原理，讨论机械结构设计的原理在今后结构创新设计中的可能性。理论力学原理。理论力学是机构设计的基础理论，对于机器的运动学和动力学分析，得到的结构必然反映到机械结构的设计中来。例如，轴承转子系统动力学的设计，其动力学及其稳定性的设计，要求修改轴承的设计和轴的刚度设计。材料力学原理。机械零件的强度和刚度设计是基于材料力学理论的，强度或刚度不足时，就需要修改零件的结构设计。例如，齿轮轮齿接触强度和齿根弯曲疲劳强度的设计，当齿面接触强度不足时就要求增大小齿轮的分度圆直径；当齿根弯曲强度不够时就要求增大齿轮的模数。弹性力学原理。弹性力学分析是零件应力应变计算的基础，例如滚动轴承中滚子修形的设计，基于弹性力学的接触分析，确定滚子的修形曲线和修形量。在机械零件的结构优化设计中，常常用到弹性力学理论。疲劳力学原理。机械零件上的机械载荷在工作过程中常常是变动的，例如汽车中的轴、轴承和齿轮上的载荷都是变化的，这种变化的载荷具有一定的统计特征。变载荷下轴和滚动轴承的疲劳寿命设计等工程内容，已经发展成机械零件的概率设计。
为了更精确地设计机械零部件，疲劳力学在机械结构设计中会得到越来越多的应用。流体力学原理。流体传动和动静压轴承等的设计是依据流体力学原理的，流体力学也是机械结构创新的基本原理之一。例如静压导轨的设计、动压滑动轴承的设计，要依据流体的质量守恒定律、平衡原理等，优化设计的结果要求修改导轨或轴承的结构型式和尺寸参数。热学原理。热力学和传热学在机械零部件的设计中有很广泛的应用，导轨的热精度设计、齿轮和滚动轴承的胶合分析、隔热结构设计等等。摩擦学原理。耐磨或加快磨损是摩擦学设计的核心，例如圆锥销的设计、组合螺母的设计，就是为了补偿零件的磨损，使得零件在磨损后仍能实现其设计的功能。磨削和抛光制造工艺是利用零件磨损的加工方法。声学原理。在机械系统的噪声分析和研究中，依据物理声学的原理及其分析方法，得到噪声的频谱和功率谱等分析结果，以指导机械结构的设计，例如低噪声滚动轴承的设计。今后，可以考虑利用机械噪声来进行产品设计，例如声爆弹的设计、信号中噪声信息干扰的设计等。智能原理。机械结构设计的原理将向智能化、生物化的方向发展。随着智能技术的应用，机械结构具有灵敏的智能功能。测试技术、控制理论和信息论是机械结构智能设计的基础。
机械设计的原理范文3
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机械设计的原理范文4
关键词:机械CAD基础; 自主学习系统; 工业设计原理; 人机交互
中图分类号:G434;TP311 文献标识码:A
文章编号:1004-373X(2010)10-0069-03
Mechanical CAD Basis Self-learning System Based on Industrial Design Principle
YAN Cheng-xin
(College of Mechanical Engineering,China University of Petroleum, Dongying 257061, China)
Abstract: Because of the less consideration of personalization factors in the past design of mechanical CAD basis self-learning system, a novel thought for mechanical CAD basis self-learning system design based on industrial design principle is presented. The detailed design for the human-machine interface, color design, text design and human-machine interaction was performed in system design, in which more personalization factors were considered. New mechanical CAD basis self-learning system was developed by the aid of the industrial design principles. Students are more willing to learn by the new system. The practical learning results demonstrate that the new system is effective. The new thought is also suitable for the design of other courses′ self-learning systems.
Keywords: mechanical CAD basis; self-learning system; industrial design principle; human-machine interaction
0 引 言
《机械CAD基础》是高等学校机械基础类专业的一门重要技术基础课程,主要讲述CAD原理、数据库结构、二维图形技术、三维造型技术等内容,通过课程的学习,使学生掌握CAD技术的基础知识,为后续的CAD/CAM、机械设计、课程设计等课程学习打下基础[1-2]。
随着计算机技术的发展,越来越多的课程都使用以计算机为手段的电子教学系统。电子教学手段可以激发学生的学习兴趣,提高课程的学习效率[3]。以往的《机械CAD基础》自主学习系统大都由非工业设计专业的任课老师自己制作,较少从工业设计角度考虑人机界面、色彩设计、文字设计及人机交互设计等因素,缺乏人性化设计。本文运用工业设计原理,对原有的自主学习系统进行重新设计,取得了良好的教学效果,并为其他课程的自主学习系统设计提供了良好的思路。
1 系统结构设计
1.1 系统结构
根据课程的知识结构,共分绪论、工程数据结构与数据库、图形处理原理、工程图样的绘制、三维几何造型等内容,因此设计系统结构如图1所示。
图1 自主学习系统结构
1.2 开发工具
以往的学习系统开发使用Authorware+Powerpoint制作模式,文件占用磁盘空间大,不利于网络传输,影响了系统的在线使用。Flash技术现已经广泛用于网页、网站学习系统的制作,用它制作的网页具有如下优点[4]:
(1) 文件占用空间小,便于传输和携带;
(2) 图形、文字处理能力强;
(3) 兼容性好,交互性强。因此本文使用Flash技术作为学习系统制作的主要开发手段。
2 系统的设计原则
从工业设计角度出发,自主学习系统的设计主要应从界面设计、色彩设计、文字设计及人机交互设计等几方面进行考虑。
2.1 界面设计
界面设计是自主学习系统设计的重要部分,是用户在与计算机交互时对所用的沟通符号的设计。界面是用户与系统交互的窗口,用户通过界面向计算机输入信息进行控制、查询和操作,系统则通过界面向用户提供课程信息[5]。好的界面设计,有助于学习者对知识的理解和记忆,方便对系统的使用,激发学习兴趣。
界面设计主要应遵循以下原则:
(1) 一致性。一致性指系统界面整体上的一致感。对于具有同样功能的操作对象,在表现形式上要力求一致,起控制作用的按钮和图标也应一致。
(2) 适应性。由于用户个别差异的存在,系统设计应尽量让不同的用户均可以获得他们所需要的学习方式。对不同认知风格的用户应提供不同的学习与操作方法。
(3) 灵活性。体现灵活性的系统应允许用户能用与他的知识技能和经验相称的方式进行交流,如显示或不显示提示,允许缺省设置,建立用户记忆等。
(4) 易学易用性。一个好的学习系统应该易学易用,便于上手,否则无论采用的技术多先进,设计的功能多复杂,但用户对它都会望而生畏,这样这个系统就没有生命力,学生就不愿意使用。
2.2 色彩设计
学习系统的设计要用到各种各样的颜色,协调搭配的色彩可以吸引用户的视觉感官,从而引起用户的注意[6],只要色彩使用恰当,就能促进用户对屏幕上各部分内容的识别,突出差异,使内容显示更为醒目,更富有趣味性。
色彩的运用应注意如下原则:
(1) 避免同时使用太多颜色;
(2) 用色彩起强调作用;
(3) 视野的中心多选用红、绿色,而边沿则比较适于采用蓝、黄、黑色三种颜色。相对来说,边缘部分的色彩不易引起注意,所以必要时可采用闪烁、动画等其他技巧来配合。
2.3 文字设计
课件的文字设计应考虑以下几点因素:
(1) 文字内容要逐步引入。对于每一屏文字资料,应该随着讲课过程逐步显示,符合学习的认知规律。
(2) 要采用合适的字体、字号与字形。文字的字号要适中,选择的字体要醒目,对于中文一般宜采用宋体、黑体和隶体。对于文字内容中关键性的标题、结论、总结等,要用不同的字体、字号、字形和颜色加以区别。
(3) 文字和背景的颜色搭配要合理。文字和背景颜色的搭配要醒目,易读,长时间阅读不至于疲劳。┮话阄淖盅丈都以亮色为主,背景颜色都以暗色为主。
2.4 人机交互
人机交互指人与计算机之间使用某种对话手段,以一定交互方式,为完成特定任务而进行的人机之间信息交换的过程[7]。人机交互设计主要应遵循的原则有:友好性、灵活性、功能性、明确性、一致性、可靠性、图形化。
该系统的人机交互内容在遵循以上设计原则的基础上,选用“按钮”和“点击对象”的交互方式,支持鼠标和键盘,避免了层次太多的交互菜单,可以方便地在各章节间跳转。
3 系统的详细设计
3.1 片头动画与片尾动画模块
动画在制作过程中主要依靠动作补间技术来完成[8]。在整体的构图上主要由四部分构成。按钮层加入脚本如下:
进入主界面时:
on (press) {loadMovie(“index.swf”,0);
}
退出时:
fscommand(“quit”);
3.2 主交换模块
主交换子模块是学习系统的核心,它控制了5个学习内容的调用。根据图1的系统结构制作了7个按钮,分别是绪论、工程数据结构与数据库、图形处理原理、工程图样的绘制、三维几何造型、实例演示及退出系统。每个按钮中都写入相应的调用语句,以进入相应章节。
3.3 绪论模块
这一模块的二级制作内容包括CAD技术概论、CAD系统组成、CAD技术的应用及CAD发展趋势。
根据这部分知识的特点,采用了二层导航的方式进行动画演示。
3.4 工程数据结构与数据库模块
这一模块的二级制作内容包括工程数据概述、图形数据结构及工程数据库。
在本模块的制作方法上,主要是采用Flash本身提供的幻灯片功能加上加钮导航的方式制作的。
3.5 图形处理原理模块
这一模块的二级制作内容包括图形变换、图形的裁剪、消除隐藏线和实体的表现。
这一章在制作上主要是通过按钮的导航方式来完成的。每个知识点均放在不同的场景中,以方便修改。在这一章中使用了大量的视频文件,根据视频文件的大小,采用了直接导入视频文件的方法,使视频文件在库中以一个文件的形式存在,随时可以调用。
3.6 工程图样的绘制模块
该模块的二级制作内容包括工作界面、绘图准备、图形绘制、图形编辑、图案填充、文字处理、图形复用、尺寸标注、辅助绘图及绘图举例。
该模块中主要采用逐帧动画的方式进行演示。将演示的内容分别放置在不同的关键帧中,通过按钮来完成帧间跳转,其控制流程见图2。
图2 逐帧动画制作截图
3.7 三维几何造型模块
该模块的二级制作内容包括造型环境、三维面创建、三维实体创建、三维实体编辑、效果图的表现及特征造型法。该模块同样也采用逐帧动画的方式进行演示。
3.8 实例演示模块
实例演示模块是通过调用多个视频来完成对二维动画、三维动画的演示。在制作过程中这部分采用逐帧动画的形式来完成。
3.9 脚本语言ActionScript
ActionScript是Flash的脚本语言。正是由于Flash中增加了ActionScript语言,才使用户创作出来的动画具有很强的交互性[9]。它是从类似JavaScript,面向对象的语言扩展和重建而来的,同样需要具有事件、数据类型、对象和语法等。
ActionScript具有标准的实施方案以及灵活的图形和音频功能,该课件开发中章节的跳转,影片的调用和控制都使用到了脚本语言。使用ActionScript调用影片的程序段如下:
on (press)
{
// loadmovie("1.swf",2)
unloadMovie("mc1");
1oadMovie("1.swf","mc1");
root.mcl.x=0;
root.mcl.y=0;
root.mc1.xscale=90
root.mc1.yscale=90
// root.mc1.width=800
// root.mc1.height=600
}
4 结 语
课程的自主学习系统设计除了包含基本教学内容外,还应当考虑到人机界面、色彩设计及人机交互等技术性问题。本文基于工业设计原理对课程组原来设计的机械CAD基础自主学习系统进行了重新设计,制作了新的自主学习系统。新系统已在教学中使用了三届,学生普遍反映界面更加简洁清新,内容跳转更加容易,课件整体更加人性化,更加符合自主学习的学习规律,因此取得了良好的教学效果,深受学生的欢迎。
参考文献
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机械设计的原理范文5
关键词：机械原理课程设计；机械系统运动方案设计；机构尺度综合；机构仿真
《机械原理》是高等工科院校机械专业必修的一门重要的专业技术基础课[1，2]，《机械原理课程设计》则是使学生较全面系统地掌握及深化机械原理课程的基本原理和方法，培养学生综合运用所学知识，提高分析和解决工程实际问题的能力的重要实践环节。
一、问题的提出
我校《机械原理课程设计》所选用的设计题目以往多为针对不同类型的连杆机构进行运动分析及动态静力分析。机构的类型机构及尺寸由教师指定，一般为平面六杆机构。班级各学生所需分析的机构类型或机构的尺寸不同。
随着科技的进步与发展，对高等教育的要求也在不断提高。培养具有创新精神和实践能力的人才，提高工科学生的综合能力已成为机械工程教育工作者的共识。在此大环境下，对《机械原理课程设计》进行改革，将以分析为主的《机械原理课程设计》改变为“机械系统运动方案设计[3，4]——型综合——尺度综合——运动动力分析”的设计型《机械原理课程设计》，势在必行。
二、设计型《机械原理课程设计》
课题组首次在大三詹天佑班及车辆专业部分学生中试点，进行了设计型《机械原理课程设计》的探索与实践。
课题组在充分调研查阅的基础上，选用文献[5]作为主要参考教材，并自编了与之配套的任务书等教学资料。
1.设计的目的及任务。设计型《机械原理课程设计》的目的在于：使学生巩固理论知识，并使其对于机械的组成结构、运动学以及动力学的分析与设计建立较完整的概念；掌握机械运动方案设计的内容、方法和步骤，培养机构选型与组合和确定运动方案的能力；培养学生表达、归纳、总结和独立思考与分析的能力。其任务为：针对某种简单机器（它的工艺动作过程比较简单）进行机械运动简图设计，包括机械系统运动方案的设计与评定，机构尺度综合等。
2.设计题目。本次《机械原理课程设计》选择了“圆盘型自动包本机进本系统”、“水稻插秧机”等六种机械系统作为设计与分析的对象。各个机械系统由多个能够完成具体工作的机构组成，其各组成机构必须动作协调，方能实现预期要求的功能。教师根据各机械系统所包含的具体工作机构的数目，将学生分为2～4人一组，每位学生在完成所要求的整体机械系统运动方案设计的前提下，还须独立完成该机械系统中的指定工作机构的型综合、尺度综合及其运动分析（动力分析部分为选作）。因此，任意一名学生的工作均需各自完成，不可能“拷贝”他人成果。
3.设计内容及要求。设计型《机械原理课程设计》要求学生根据教师下达的任务书完成：①全组讨论及提出两个以上系统设计方案；②经比较、选优，确定系统最终方案；③每个学生设计分析总体系统中的一个机构；④每个学生对自己设计的机构运用解析法完成机构运动分析；运用解析法选作机构受力分析；⑤每个学生运用软件选作机构的仿真与验证；⑥完成设计说明书。
三、《机械原理课程设计》指导方法的改革
1.《机械原理课程设计》前期工作。《机械原理课程设计》为期两周，为使学生能够有充分的时间消化理解《机械原理课程设计》的内容，做好先期准备工作，我们提前一周半进行《机械原理课程设计》授课。许多学生听课后即开始查阅资料，重温课程设计中所用到的相关先修课程的知识，讨论方案，主动找老师答疑等，教师也插空到班级辅导，收到良好的效果。
2.集思广益，确定机械系统运动方案。各组学生拟定出两个以上机械系统运动设计方案。所有参加设计型《机械原理课程设计》的六十多名学生一起进行讨论，集思广益，优选机械系统运动方案。具体做法为：每组选派一名学生主讲，其他学生补充，借助PPT介绍本组初定的几种设计方案，指出各方案的优缺点及筛选原因，其他学生提出问题及建议。通过讨论，学生对许多概念、基本理论有了新的认识和理解，巩固了课堂教学中学到的知识，并且各组学生取长补短，相互学习，开阔了思路，对本组原有的设计方案又有了许多新的设想。
3.理论联系实际，完成机构设计。由于所承担的任务不同，每个学生必须独立完成总体系统中一个机构的设计，难度较大。指导教师与实验室老师一道，带领学生参观各类机构模型，演示各类机构动画，讲解各类机构的优缺点及适用场合，一一解答学生的各种问题。指导学生运用solidworks软件对自己设计的机构进行仿真与验证。
4.综合运用知识，对机构进行运动分析和力分析。教师对运用解析法对机构进行运动分析和动态静力分析进行了较为详细的讲解，对运用solidworks软件和ADAMS软件进行机构的运动分析和力分析的方法及常见问题的解决进行了辅导，使得学生在求解机构的运动过程中即“知其然”又“知其所以然”。
5.在课程设计的各环节中强化学生综合素质的培养。教师在课程设计整个过程中注重对学生查阅文献、基础理论知识的掌握、各科知识的融会贯通、理论联系实际、独立思考、综合运用所学知识解决实际问题、动手能力、克服困难、创新意识、团队协作精神等多方面的能力进行培养，并在对每位学生单独进行答辩的过程中加以考核。强化了对学生综合素质的培养，效果较为理想。许多学生感慨，这次课设虽经历了许多困难，但收获了知识，获得了成功的喜悦。
四、结束语
开展“设计型《机械原理课程设计》”，收效明显：
1.使学生进一步巩固和加深了对理论知识的理解，并逐步掌握了工科学生应具备的理论联系实际的学习方法。
2.调动了学生学习的主动性和积极性，使学生动手实践能力、创新设计能力、团结协作精神和综合素质得到了提高。
3.促进了师资的培养，教师自身的业务水平得到提高，队伍得到了锻炼。
参考文献：
[1]孙桓，陈作模，葛文杰.机械原理[M].第七版.北京：高等教育出版社，2006.
[2]谢进，万朝燕，杜立杰.机械原理[M].第二版.北京：高等教育出版社，2010.
[3]孟宪源，姜琪.机构构型与应用[M].北京：机械工业出版社，2004.
[4]邹慧君.机械原理课程设计手册[M].北京：高等教育出版社，1998.
机械设计的原理范文6
【关键词】：园林设计；施工、协调管理模式
【前言】：园林建设工程，园林设计需要结合实际，进行科学、合理、切实可行的设计；而在进行施工时，施工方需要严格依照设计方案，制定施工方案，出现问题时应及时协调解决，而不是私自调整方案。园林建设是为人类建设舒适生活环境的工程，同时也是城市生态建设的重要部分，因此，园林建设的设计与施工的管理方式，需要实施有效的协调管理，才能建设出对人类生活起到重要作用、对城市建设具有重要意义的园林景观。
1、园林设计与施工协调管理的问题
园林建设工程的设计与施工都有其特殊性，同时也会互相影响。园林建设的设计内容，包括地形、土方、景观小品、凉亭、回廊、植物配置、水电设备等等，设计师需要将相关构思用设计图纸详细表达出来，然后工程师按图施工进行建造。但在实际施工过程中，回廊、凉亭等硬质景观，按照图纸规范施工就能达到效果，但对于植物配置、假山等软质景观来说，图纸设计不能预判所有可能性。
1.1园林设计问题
从中标开始，到初稿的完成，设计师们需要利用他们的经验及才华，将他们的设计理念在图纸中展现出来。在审核初稿的时候，往往只注重设计专家的意见，施工专家甚至没有被邀请参与。这样一来，没有详细的施工意见，在最终的设计方案中，就会出现多种实际施工无法完成的细节，从而造成设计方案的不合理[1]。例如，设计人员在进行植物配置时，对植物习性及园林所处地区的气候环境不了解，施工方按照设计方案进行施工，最终导致园林植物成活率过低。此外，对施工材料不了解，也会导致设计方案的不合理状况；现在的建筑行业发展较快，各种新型材料不断研发与应用，如果不能对其特性与适用范围做到详细了解，很难做到设计方案的合理性与实际应用性。如抛光花岗岩，这种材料只适用于平地铺装，如果在坡地上使用，雨雪天气中会及其湿滑，严重威胁人们的出行安全[2]。
1.2园林施工问题
在施工阶段，施工方不按照设计图纸施工，私自变更方案，是影响施工效果的重要因素之一；在进行植物种植的施工过程中，施工方偏向选择好管理、成活率高的植物，而设计师在进行植物配置是，为达到一定的景观效果，可能会选用一些不寻常的植物品种，这种情况下，有些施工方就会为了贪图方便、加快工期将这类植物选用其他替代品种；一些还未广泛应用的新型材料，也私自替换成成本低、易采买的普通材料[3]。另外，些园林施工中，有些施工方缺乏灵活性，在施工过程中会发现设计中存在的一些小问题，例如由于缺少实地勘察，设计方案未考虑到避开地下管线、检修井等因素，施工方发现后应及时与设计方协调修改，而不是一味按照图纸施工，更不能私自调整设计方案。在园林施工管理当中，存在一定问题，比如材料采购人员不参与设计，也不参与施工，同时还缺少沟通，最终导致购买的材料与施工所需材料不一致，造成时间与投资的双重浪费。
2、园林设计与施工协调管理策略
园林建设与施工，应该是一种相辅相成的关系，设计方案在完美，没有好的施工将其展现，依旧有缺陷；而施工技术再怎么高超，没有优秀的设计，也永远不能发挥的淋漓尽致。因此，只有实现园林设计与施工的协调管理，才能建设出完美的园林作品。为了共同的目的，需要设计方与施工方，多方面总结原因，提出对策，并逐一实施[4]。
2.1设计时考虑施工的可行性
2.1.1设计时注重现场勘查
在设计前期，只依靠原始地貌地形图，很难了解实地情况，做出合理的设计方案。现场勘查对设计有着重要意义，很多时候地貌图与实际地况之间会有很大不同，这种情况下，设计师就需要一实际状况为主要设计依据，进行合理规划设计。例如对现场排水、电力井的位置详细确认，有利于给后期的施工提供准确方案。也避免后期因此种因素对设计进行二次调整。
2.1.2注重植物配置的合理性
在M行植物景观设计时，设计师应详细了解植物市场的苗源量与价格区间，在依据项目所在地的气候条件进行合理植物配置[5]。在植物配置中，要考虑植物的适应性，一本土植物为主，有利于园林整体的植物存活率。以湖南为例，行道树选用的常绿乔木，多以香樟树、桂花树为主；其他品种的常绿乔木由于不能适应湖南当地的特殊气候条件，很难存活，如乌桕、合欢一类，虽也是作为行道树的很好选择，但由于湖南境内的培育较少，成活率很难保障。此外，植物配置时还要考虑植物的生长量，合理规划其生长空间及后期的维护，在保证园林生态与美化情况下，尽量减少植物后期的维护管理成本。
2.1.3规范作图，描述详尽清晰
在设计过程中，设计方需要给出一份材料规格表，作为施工方采购材料的主要依据，在设计时规范作图，详尽且清晰的标注出材料的名称、数量、规格等，与统计表中的数量核对统一，这样一来，施工方在采购时就能准确采购材料，避免不必要的损失。
2.2施工时尊重设计
2.2.1照图施工、规范施工
施工方在施工前，要先深入了解图纸，明确设计师的设计理念以及大概的施工方向。园林施工时，要严格按照设计图纸进行，图纸通过了会审，就说明设计方案已经得到了施工方的认可，其实施性是可以保证的。因此，在施工过程中，施工方要尊重设计，严格按照图纸施工，当发现设计方案确实存在不可实施的问题时，要本着尊重设计的原则，与设计方进行协调沟通，由设计方对设计图纸进行局部或整体的改动。规范施工是建设成功的园林作品的前提基础，在施工中，切忌偷工减料[6]。
2.2.2加强施工管理，保证施工高效进行
在进行园林施工时，要为其配置专职管理人员，负责施工人员的调度安排，保证施工人员的有效施工。管理人员负责制定进度计划表，并填写施工日志，定期汇报现场施工的具体情况。掌控好整个工程的施工方向与进度计划，例如对园林植物的栽种，要根据植物的栽种季节，合理规划施工进度计划。在施工过程中，还可以建立值班制度、奖惩制度等，有效确保工程的高效进行。
2.2.3加强成品保护
成品保护对工程的顺利实施有着重要作用，成品保护中的主要对象，包括支撑、模板、半成品、验砌体、钢筋预埋件等重要的工序产品。成品保护的主要目的，是防止成品在施工中遭受污染和损坏，尽量保证成品一次合格。对于模板的保护，需要在进行梁钢筋绑扎时，防止梁底模板移位，并且保证绑扎时避免划伤膜面，影响表面光洁效果。在对混凝土制品的成品保护，主要是防止在混凝土还不具备承重能力时，有人员踩踏[7]。
3、基于督导制的园林设计施工协调管理模式的应用实践
3.1督导制管理模式
督导制的主要内容就是按照对建设施工设计的深入理解，再进一步结合施工现场的实际施工情况，以及积累的施工经验，对施工中出现的各种不在计划内的施工状况进行指导。督导人员的选择，可以从设计方选择，也可由建设方的业务人员来担当，还可聘请职业督导人员；设计人员对设计方案具有一定的敏感度，但职业督导人员，具有更多的实际经验，能够更好的协调设计与施工。
督导制模式对于园林设计与施工的协调管理，主要表现在以下几个方面。
1）提升工程质量。在园林建设中应用督导制，能够有效保证整个园林作品的整体质量。设计督导在整个园林建设当中，首先可以有效传达设计图纸的理念，还可以在施工现场进行指导施工，这种角色的存在，能够很好的协调设计与施工的融合，由此完整达到园林建设的目的[8]。
2）控制成本。督导人员除协调作用，还具有一定的权利。在施工中，督导人员可以对一些原定方案中华而不实的设计，进行合理的改进，并同设计方及时进行沟通；在保证园林的整体效果时，严格控制建设成本，避免过度浪费。
3）提升效率。在施工过程中，督导人员的的有效监督，能够及时发现施工状况，并合理解决，从而避免浪费时间在报告、审查、检测等程序上，整体提升，施工效率。
3.2基于督导制的园林设计与施工协调管理模式
将督导制应用于园林建设，能够有效解决设计与施工之间存在的脱节问题。设计督导存在于整个建设工程，在设计与施工的每一个阶段，都能做到对整体与细节的有效把控，将设计与施工进行科学、合理的协调管理，以此达到园林整体工程建设的效果。
1）参与设计方案的评审。设计督导需要参与设计方案的评审，在初期评审时，设计督导要确保方案的构思理念具有一定的创新性与合理性；还要根据自己丰富的设计经验来深入理解设计理念，这样才能在以后的督导工作中，提出合理的意见，并有效协调解决设计与施工中存在的问题。
2）准确传递设计意图。在设计的最后阶段的评审中，会邀请施工方参与，但施工专家由于对设计理解不清，很难体会设计意图，造成设计方与施工方的交流矛盾。这时设计督导就要结合实际场地的情况，将设计意图准确传达给施工方。现在多数施工队伍的文化水平较低，对设计意图的理解很难一步到位，设计督导需要在监督与管理施工的同时，将设计意图反复解释给施工人员。
3）对微地形的营造。园林地形就是园林建设所涉及范围内的地面，园林地形中有一种园林微地形的分类，用来表示绿化种植地形。微地形的合理规划与施工，是影响园林建设的艺术性与生态性的重要元素，需要其景观元素更加丰富，空间规划更加合理，才能达到这一目的。而设计督导的工作，就是结合地形、自然风貌等因素，指施工作业，使微地形的营造更加得体、有层次，得到精、巧的园林景观[9]。
4）对绿化植物的督导。在园林景观建设中，园林绿化是其重要内容之一。绿化景观具有随时间的变化性，因此在指导植物种植环节的施工工作时，设计督导需要对其进行严格把控。在采购植物幼苗、栽植等环节中，设计督导都应参与其中严格选择成活率高、观赏效果佳的品种；在中职土质这一方面，也要严格把控，确保其酸碱度、透水与透气程度等，适宜植物的生长。在种植过程中，要保证其观赏性，确保植物经历生长期之后，能够达到错落有致、颜色鲜明有层次的审美效果。
5）设计变更的有效实行。在施工中，由于场地条件的变化、施工方的要求、设计方案的不足等，设计图纸经常会有需要改动的情况。设计督导的存在，就可以对比原设计方案与实际场地情况，完成现场设计变更。例如，当设计方案中的尺寸与实际场地的尺寸不一致时，设计督导可以及时提出更改放哪，以此保证施工的顺利进行。在植物配置时，也经常出现一些设计方案难以实施的情况，一些稀有植物的苗源难以找寻等，设计督导可以协调施工方与设计方，有设计方提供有效苗源或，协调更换植物配置等。
结束语：综上所述，园林设计与施工的协调管理存在一定难度，基于督导制的协调管理模式，能够有效解决众多问题。随着人们对园林景观的要求越来越高，园林建设在建筑与设计行业中的比重也越来越大，因此，园林设计与施工的紧密配合也越来越重要。设计人员与施工人员需要在园林建设工程中，在设计督导的协调下，换位思考，保证园林设计的可实施性与园林景观作品的艺术理念。只有园林设计与施工达到高度融合，才能有效实现园林对城市建设的生态价值与审美价值。
【参考文献】：
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[2]吴祥龙.园林设计与施工的协调管理探讨[J].现代园艺，2014，21：77-78.
[3]刘泉.浅谈园林设计、施工与管理三方面的协调工作[J].绿色科技，2013，04：105-106.
[4]邓大华，李兴明.城市园林园路规划设计与施工管理的分析思考[J].现代园艺，2016，02：187.
[5]贾雷，隋洪磊.园林设计、施工与管理3方面的协调工作[J/OL].现代园艺，2016.16.173
[6]卢文龙.现代园林工程管理调查研究[D].西北农林科技大学，2013.
[7]陈亚军.景观设计与施工的互动[D].南京林业大学，2010.
[8]刘奎.园林种植工程施工管理探讨[D].西北农林科技大学，2010.
[9]刘琳.军粮城北站绿化项目施工进度管理状况及影响因素分析[D].西安工程大学，2015.
