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机械原理设计方案范文1
关键词 农业机械；科学设计；意义；步骤
中图分类号 S23 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2012）17-0187-02
随着经济的发展和社会的进步，农业机械在现代农业生产中越来越凸显出重要作用。农业机械是现代农业科技的重要载体，是现代农业生产的主要生产工具，是农业先进生产力重要体现形式，农业机械作业环境复杂多变，影响作业质量的因素众多，因而对技术的要求非常高[1-3]。另外，农业机械的主要使用对象是广大农民群众，他们属于低购买力群体，农业机械造价不宜过高。因此，农业机械新产品的设计需要考虑的因素很多，农业机械的设计采用科学的设计方法完全可以为当代农业生产提供先进适用的生产工具，杜绝粗制滥造的农业机械产品的产生。农业机械的科学设计是指以农业生产实际需要为出发点，以现代科技新成果为指导，有步骤、有计划地进行农业机械新产品设计，最终开发出原理结构科学、经济实用的农业机械新产品[4-5]。
1 农业机械科学设计的意义
我国农业机械的发展一直受到党和政府的高度重视，建国以来，国家投入大量的人力、财力和物力支持发展农业机械化，农业机械产品如雨后春笋般涌现出来，种类之多，所涉范围之广，在我国历史上是空前未有的，发展速度更是惊人[6]。但是农业机械化发展潜伏着危机，如品种单一、质量低劣，与农业生产实际需要脱节，真正先进适用的农业机械产品匮乏，很大一部分农业机械产品设计简单粗疏，粗制滥造现象十分严重。据农机部门统计，相对先进适用的农业机械产品只占现有农机总量的58%，形成资源的极大浪费。造成该种局面的原因有很多，其中最重要一条就是很多农业机械产品缺乏科学设计理念。农业机械设计科学的发展状况直接代表着一个国家和地区农业机械化的发展水平，因为生产工具的进步是生产力进步的重要标志。农业机械科学设计是当代农机科技工作者义不容辞的职责。农业机械设计涉及材料、力学、机械、金属加工工艺学等众多科学领域，作为一名农业机械设计工作者要不断刻苦钻研，掌握扎实的科学理论基本知识，还要积极深入农业生产第一线，积累丰富的实践经验，开阔视野，拓宽思维，促进理论与实践的有机结合，使设计更加切合农业生产实际。
2 农业机械科学设计的步骤
2.1 调查研究
及时满足农业生产实际需要，解决农业生产工具难题，提供先进适用的农业机械，降低农业生产劳动强度和农业生产成本，提高农业生产效率与农产品品质，达到节本增效的目的，是农业机械研发设计工作的主要任务。时代不同对农业机械的需求也不同，即使是同一时代不同地区也是有明显差异的，农业机械化发展时代地域特征十分显著[7]。它与国家宏观政策相关联，同时与各地实情有着十分密切的联系。因此，农业机械设计工作者只有与时俱进，通过各种途径积极深入到农业生产第一线，到广大农民群众中间进行深入调查研究，以群众需求为方向来主导农业机械设计研发工作，为设计广大农民群众迫切需要的真心满意的农业机械新产品而不懈努力。群众需要是设计工作的根基，没有群众支持的设计是没有生命力和远大前途的。关起门来搞设计、想当然、主观臆断就有脱离群众、脱离实际的危险，将非常不利于农业机械化事业的发展和进步。
2.2 构思设计产品理论模型，绘制样机设计图纸
2.2.1 设定工作原理与配套动力。经过调查研究，设计者对当前农业生产实际需要的农业机械有了一个明确认识，清楚所要开发设计的农业机械产品必备功能，设计工作有了明确的目标和方向。根据产品的功能，查询资料，研究涉及该领域农业机械发展现状，以及技术的成熟程度和发展不足之处，借鉴技术较为成熟的地方，再结合自身阅历，反复思考，反复论证，设定该农业机械新产品的工作原理，造配动力种类、大小和输入方式，设定工作原理应遵循机构原理科学的基本原则；动力配套能源来源普遍、方便，输入方式要简便可行，以便产品设计开发成功后能够大面积推广应用。工作原理科学是确保整个设计方案科学合理的基础和前提，所设定工作原理要确保完全能够实现设计产品的预定功能，并充分保证该设计产品的作业质量，这不仅要求有关量的精确控制，而且要求控制机构要行之有效且科学。实现农业机械设计产品量精确是该产品质量表现的一个重要方面，但是现有很多的农业机械产品设计往往未引起人们足够重视，工作原理的设定比较勉强、凑合，认为农业机械只是一个比较简单农业生产工具，不需要太高的技术要求，导致使用起来局限很大，很难达到预期的作业质量要求。比如，曾经试图在互助县大面积推广某农具厂生产的蚕豆点播机械，单粒穴漏播现象时有发生，株、行距也不能进行调整，很难实现播量的精确控制，达不到具体的农艺要求，这是一个工作原理明显不科学的例证。因此，农业机械工作原理的设定工作要谨慎，不可草率行事，反复琢磨与推敲，打牢农业机械设计工作根基，利于后续工作的展开。
2.2.2 构思整机结构。一是精心设计主要工作机构。主要工作机构是整个农业机械的核心部位，一切设计工作都要围绕该核心展开。找出该设计产品主要工作机构的主要受力部位，分析工作阻力，确定材料的强度要求，要进行材料力学实验，校核选定材料是否满足强度指标要求。二是设计辅助机构时，同样要根据工作阻力的大小，进行力学实验及强度校核，为选择制造材料提供科学依据。三是根据强度要求细化各机构的结构与尺寸。选定各机构零部件的制造材料，细化该设计产品的具体结构，把零部件的具体结构、尺寸大小及加工的工艺方法，所要达到的尺寸精度、质量标准等确定下来，并用零件草图勾画出来。
该阶段工作难度最大，也最为关键。一方面要详细考虑该设计产品的整体质量，质量标准尽可能达到ISO国际标准；另一方面还要考虑该设计产品的低成本问题，也就是该农业机械产品的造价大多数农民群众能够接受。总之，总体设计应遵循在确保产品使用性能、使用寿命的前提下，产品生产成本宜低不宜高的原则。就整机使用要求而言，整体结构紧凑科学，工作可靠稳定，操作简便安全，经济社会效益良好，使用寿命保持在10年以上。
要从多角度、全方位评估、论证该设计方案的可行性[8]。从工作原理到个体零件都要严格进行科学评估，评估其是否满足使用要求、零件加工工艺难易程度、整体生产成本高低。评估、认证后，不合理的地方要及时予以修正。要求整个设计方案充分满足使用要求，经济划算，以免造成不必要的资源浪费。质量要求过高就会增加生产成本；质量要求过低难以保证整机质量，也难以保证作业质量，同时会影响该机使用寿命。质量要求过高或过低都是不可取的，在论证当中要科学进行把握。论证时要进行相关的科学实验，严格计算，不可凭空主观臆断，使设计缺乏科学依据的支撑。对于论证当中的设计方案，不足之处要及时完善。论证的总体要求是理论上说得通、具体实施可行、可操作性强。
2.2.3 绘制样机生产图纸。根据论证结果，用标准的机械制图将样机零件图、装配图绘制出来，使该设计产品的结构、尺寸进一步具体化、明确化，在图纸中注明尺寸及尺寸精度要求指标、表面光洁度指标以及装配尺寸精度要求指标等，在设计方案中进一步说明零配件处理工艺、材料种类及一些技术细节，在绘制图纸当中，也可适当改进设计方案中的不足和缺陷。
2.3 生产制造样机
按照样机生产图纸的技术要求生产制造样机，该阶段的工作是对前些环节工作的实践论证。生产中既能肯定设计到位的地方，同时也可发现前期设计中的不足和缺陷，要进一步改进和完善，使设计方案更加科学合理。当然，生产制造总体技术要求、质量标准不能降低，要充分保证该设计产品使用性能的可靠性、稳定性与使用寿命。
2.4 模拟实验
样机制造好以后，在静态条件下输入动力，观察该机运转是否平稳，检测一些零配件的动态技术指标是否合格，是否存在设计、制造上的不足和缺陷，发现后及时改进，进行必要的技术调试，为下一步实地作业实验做好准备。
2.5 实地作业实验
到了该项作业农时，在田间进行样机实地作业实验。首先按照该项作业的农艺要求，调试好机具，选择正常的作业速度进行实验，在动态条件下考察该设计产品工作时的技术状态。观察各机构工作是否正常，运转是否平稳，有无特别的噪声，作业质量是否满足各项农艺指标要求；观察有无故障发生，发生故障的部位、表现程度以及故障发生的频率和周期，分析故障产生的原因，并及时排除。实验后要客观地写出实验报告，并总结出该产品的正确操作使用方法。
2.6 大面积实地作业实验
实践经验表明，一个农业机械新产品开发并非一蹴而就，或多或少存在一定问题，只有经过反复实验，反复改进，才有可能取得成功。样机小面积实地作业实验的成功，并不能充分说明该设计方案就一定完善。因此，应放大样机实地作业量，在大量的实践中考察该机的使用性能，充分暴露该机在设计、制造中的不足和缺陷，从而为进一步寻求完美的设计方案提供依据。
不要将一个不完善的设计产品急于推向市场，这是设计工作中的大忌，应认识和掌握事物发展规律有一个过程，需要一定时间。把一个技术尚不成熟的农业机械新产品匆匆推向市场，不仅会给设计者、制造商的商业信誉和形象造成不良的负面影响，也不利于该设计产品知识产权的保护，以免被他人仿冒，捷足先登。只有经得起大量实践检验的设计，才是成功的设计、科学的设计。通过大面积实地作业实验，一是可考察该设计产品的技术成熟程度，在实践中不断完善设计方案；二是设计者有时间及时申请国家专利，保护自身正当的合法权益不受侵害，防止其他农机制造商仿冒仿制。产品设计方案的完善化与产品的专利申请工作至关重要，不容轻视，否则就会造成损失和不利后果。
2.7 绘制生产制造图纸
样机在大面积作业实验当中工作性能表现稳定后，要用标准的机械制图将样机结构绘制出来，进一步明确该设计产品的结构、尺寸、技术要求、质量标准等，技术细节基本做到面面俱到，为进一步批量生产设计产品提供可靠的第一手资料。生产图纸绘制好后要由专人保管，以防泄密。
2.8 及时处理市场反馈信息
产品投放市场后，要注意及时搜集、整理市场反馈信息，要虚心接受用户提出的合理化意见和建议，尽最大可能生产广大农民群众满意的农业机械产品，使该产品设计更加完善、更加合理。
3 参考文献
[1] 李春茹.农业机械化在现代农业发展中的重要性及发展对策[J].现代农业科技，2012（7）：258.
[2] 刘云明，贾秀梅.梨树县农业机械化发展现状及对策[J].现代农业科技，2012（2）：380.
[3] 张晓东.海南省农业机械化发展现状与展望[J].安徽农业科学，2011（28）：17607-17608.
[4] 孙福，王继先.安徽省农业机械化现状及对策研究[J].安徽农业科学，2009（20）：9644.
[5] 马效林，马成远，王永超.彭阳县农业机械化推广的制约因素及对策[J].内蒙古农业科技，2011（4）：127.
[6] 黄真国.当前农机化发展中存在的问题及对策[J].河南农业科学，1999（9）：39-40.
机械原理设计方案范文2
工程机械所处的环境总体上噪声较大，虽然针对工程机械的减噪减震技术受到各界关注，但依然难以保证工程所在区域噪声得到全面控制。从调查情况来看，长时间处在巨大噪音和震动环境中的工作者寿命普遍偏低，而工程机械由于所处环境较为恶劣，必须保证对噪声和震动问题实现有效控制，才可以更好地实现对机械操作者及工程区间内工作人员健康的有效维护。
2工程机械减噪减震技术存在的问题
2.1隔震设计方案合理性不足
目前，一些隔震方案设计工作对于隔振器装置安装特征研究存在不足，这就使得隔振器装置从安装到改造的各个环节设计方案难以得到合理调控，无法保证对所需空间进行合理布置，难以为安装维修等业务提供有利支持。一些隔震设计方案对于工程机械装置在生产操作过程中的具体应用情况调查不足，缺乏对机械装置刚度中心方位的精准研究，这使得隔震设计方案很难保证机械刚度中心可以与隔震体系中心保持在相同垂直线之上，难以为隔震设计方案合理设置提供帮助，也使得隔震方案设计工作无法在机械设备实际应用过程有效发挥自身作用。还有部分隔震设计方案对于振幅情况重视和分析存在不足，过多考虑回转因素对隔震方案质量的影响，缺乏对振幅的必要分析，导致消极隔振等问题排除质量不高，难以凭借振幅研究为隔震体系重心建设提供帮助，造成隔震效果控制方案无法得到有效改进。一些隔震方案对于机组设备的特征分析存在不足，缺乏对柔性接头的正确应用，相关弹性接件使用效果也不够理想，难以为隔震方案综合质量优化提供帮助。
2.2吸声材料选择合理性不足
目前，一些工程机械在进行减噪减震控制过程中，并没有从物理量角度实现对吸声材料结构因素的分析，缺乏对吸声量、吸声系数等基础性信息资源的有效收集。在这种情况下，吸声材料选择合理性无法得到有效保障，一些吸声材料的选择工作对隔震方法特征缺乏足够认知，在进行具体吸声材料应用过程中，并没有结合隔震方法对吸声材料选择方案进行调整优化。一些技术人员并没有将隔震控制效果分析总结作为一项基础性因素，导致吸声材料应用工作无法更加成熟地实现对多方面技术资源的创新整合；一些吸声材料选择缺乏对机械施工工艺特征的分析，无法明确对吸声材料质量的诉求，难以保证吸声材料选择工作可以为减噪减震技术正确操作提供较为完整的支持；一些技术人员并没有将噪音声源和受体距离作为两项重要因素进行研究，缺乏对不同材质吸声材料性能考察，导致隔震控制技术应用无法全面实现对隔震材料各方面性能精准统计，难以保证其计算效果具备足够可行性。
2.3阻尼系数设计合理性不足
阻尼系数正确设计对保证机械减噪减震效果至关重要，但是一些阻尼系数的设计工作者对机械装置震动状态分析不够全面，缺乏对机械结构因素精准研究，导致阻尼系数设计工作难以结合机械震动形态特点，对其能量消耗情况进行精准计算，无法保证阻尼系数得到合理有效设置；一些阻尼系数设计工作缺乏对噪声部位精准分析，造成很大一部分阻尼系数方案设置工作无法有效结合机械震动情况，无法为减噪减震效果优化提供直接帮助。
3工程机械减噪减震技术优化策略
3.1优化隔震设计方案
在进行隔震方案设计过程中，要保证隔振器装置布置拥有足的空间，首先要强化对隔震体系总体状态的关注，尤其要对隔震体系中心方位进行合理设计，使隔振器与隔震体系中心尽可能的缩短间距，以达到控制震动和噪声效果的目标。其次，要加强对隔振器装置平面布置特征的重视，尤其要对隔振器刚度中心状态进行全面研究，以此保证隔震方案可以在隔震体系中心设计方案得到改进，提高隔震方案设置科学性；在隔震设计方案制定过程中，要加强对隔震效果的重视，尤其要对刚度中心方位进行精准计算，以保证隔震方案设计可以使刚度中心和隔震方案中心始终保持在水平间距状态之下，以便隔震方案可以更好地起到隔震效果。最后，要强化对垂直振幅状态的关注，完成相关技术核算，适当削弱回转因素影响，使隔震方案可以得到更加精准的设计处理；要强化对工程机械装置附带设备的重视，并使用柔性接头装置，对减震方案关键位置进行布置处理，根据实际情况配以适当弹性接件，使隔震方案设计工作可以为工程机械综合性隔震效果优化提供支持。
3.2提升吸声材料选择合理性
在制定工程减噪减震具体方案过程中，需要将吸声材料的选择放在优先位置，从物理量角度出发，制定吸声材料选择方案，使吸声材料选择可以为噪音有效吸收提供帮助。吸声材料选择还需要加强对隔震方法的分析，并对隔震方法实施过程中的成本支出情况进行充分研究，更好地保证吸声材料可以凭借吸声原理实现选择方案优化，并保证相关技术资源应用可以在操作工艺控制方面取得进展。吸声材料的选择一定要保证选择方案具备足够可行性，从隔震技术种类分析出发，制定适宜振动源控制需要的具体策略，使隔震技术操作可以在精准认知振动源状态情况下完成相关技术应用。另外，隔振器使用需要对支撑件等配套性质物资使用情况也十分钟，要全面加强对隔振器应用特征的重视程度，并从阻抗技术操作角度，制定适宜隔震技术操作需求的策略，实现对震动能量完整吸收，并使缓冲功效得到充分发挥。
3.3提升阻尼系数设置合理性
首先，必须充分明确阻尼系数正确设计在提高机械减噪减震效果方面的重要价值，以此实现对阻尼系数设置工作的合理定位。在进行具体阻尼系数设计过程中，一定要充分强化对机械震动总体形态的关注，尤其要对机械装置噪声部位进行合理分析，保证阻尼系数具体设计工作可以具备较强针对性，使机械装置结构合理性得到准确判断。
机械原理设计方案范文3
[关键词]机械原理；机械设计；课程设计；内容
[中图分类号]G632 [文献标识码]A [文章编号]1005-6432（2013）34-0179-02
机械原理和机械设计是职业学校机械专业的一门专业基础课，它是沟通学生理论课和专业课的桥梁。机械基础课程设计是课程学习之后进行的综合性，实践性很强的课程，如何搞好课程设计，如何通过课程设计使学生的设计能力，实践能力，协作能力等综合能力得到提高，基础知识得到巩固，是从事本课程教师值得探讨的问题。笔者在从事机械基础课程设计的教学实践中，为了培养学生的综合能力和工程素质，进行了一些有益的改革尝试，使学生受益匪浅。
1 机械基础课程设计的内容改革
1.1 课程设计的目的
机械基础课程设计是职业学校机械类专业的学生在学完课程后独立进行的一次工程实践。该课程的最终目的是让学生进行一次较全面的设计训练，培养他们理论联系实际，提高综合应用理论知识和生产实践知识去分析和解决有关工程实际问题的能力，为以后的专业课程设计打下坚实的基础。
1.2 课程设计的内容改革
选题是课程设计内容的关键，教师的选题应尽可能把教学过程中涉及的知识在课程设计中得到综合体现，同时要保证学生能够按时完成。改革前，江苏省张家港工贸职业高级中学机械原理和机械设计课程设计是分别进行的，互相之间没有联系。机械原理课程设计在第4学期开设，内容以机构的运动分析为主；而机械设计课程设计在第五学期开设，以零件的强度分析和绘制装配图，零件图为主。不论是机械原理还是机械设计，课程设计的题目和设计方案都是教师给定的，而且有设计题目的样机，机械原理题目是插齿机插刀系统基本运动设计，机械设计课程设计的题目是减速器的设计。这样的选题都有一定的依据。插齿机插刀系统的方案设计中涉及连杆机构，凸轮和齿轮等机构，能够很好地反映教学的内容，学生通过参观样机基本能够在较快的时间内完成规定的任务，所以两周的设计过程显得很轻松，真正能够设计不同方案的学生并不多见，这样在创新能力的培养方面得不到很好的锻炼。而减速器作为传统的设计题目，其零件的选择包括电机、皮带、螺栓、齿轮、轴、轴承、键、销、联轴器、、密封以及箱体等，它的设计结合书本知识最多，而且难度适中，能够较全面地反映机械设计课程内容的教学要求。作为学生机械设计的题目在较长时间都没有得到改变。而且单独进行机械原理和机械设计的课程设计，最大的弊端是学生缺乏对整体机械的认识和系统工程的认识。为了使学生各方面的能力得到综合提高，我们将机械原理和机械设计课程设计整合为机械基础课程设计，设计题目暂时定为包装机械（包括液体包装机和固体包装机）的设计。设计时间由原来的“两周”加“三周”改为现在的“四周”，设计方式也做了相应的调整，原来不管机械原理还是机械设计均为三人一组，三人的设计题目，已知条件均相同，这样可能会导致三人互相抄袭，而且多年的课设结果也反映出这样安排的弊端；改革后仍为三人一组，但是三人是负责整机的设计，他们之间相互联系而又互不相同。他们必须按照给出的设计任务，商定设计方案，其中一人的不合作就会影响整个小组的设计，导致方案失败。这样，学生在相互协作能力和创新能力方面均可得到相应的锻炼。从总体的工作量来看，原来机械原理课程设计包括机构运动简图的绘制（1#）；插刀的位移，速度，加速度线图的绘制；凸轮的位移线图和对应的凸轮工作图；和编写设计说明书。机械设计课程设计包括装配图的绘制（0#），轴和齿轮的设计，以及编写设计说明书。改革后，机械基础课程设计总体工作量基本保持不变，但同一组三人各有侧重，把包装系统分成三部分（输送部分，热封部分，装料部分），每人负责其中一部分的设计，最后要求学生绘制出整个机械系统的机构运动简图（1#），相应的部件图（0#），轴和齿轮（或凸轮）零件图，和编写设计说明书。经过几轮的尝试后，打算每一组人数增加到6～8人，能够在四周的课程设计过程中，相互分工，做出液体包装机（或固体包装机）的整机设计。
2 改善教学方法，注重能力培养
2.1 注重设计能力的培养
设计能力的培养是一个循序渐进的过程，要完成一个好的设计，需要各门课程之间的相互支撑，相互融合。而目前许多课程的学习是孤立的，一门课程考核完成后即告结束。而针对机械类专业的特点，在课程的教学过程中不同知识的融合给课程设计提供了一次有益的尝试。其中设计计算和结构设计是设计能力的两个主要方面，我们将后者作为课程设计的重点。结构设计是确定零部件形体的主要阶段，是一个难点。对于机械类专业的学生来说，由于机械基础知识比较扎实，欠缺的是工程实践经验，所以在进行结构设计时，思维局限在书本知识上。为此要求学生提出结构设计合理，表达清楚的设计意图有一定的难度。所以，在实践过程中要求学生设计产品时要考虑到产品的造型、制造、市场等生命周期，即学生的设计能够解决工程实际问题，这样首先可以激发学生的设计热情。课程设计的全过程都要突出结构设计，鼓励设计新颖结构，以结构合理性和工艺合理性作为评价结构设计部分的主要方面。同时在课程设计过程中，教师应善于给学生创造一个能够发挥最大想象力的空间，在布置任务时，只给出设备能够最后实现的功能，而不规定具体是如何实现的，这样有利于学生在设计过程中最大限度地发挥自己的想象空间。教师在设计过程中还应注意引导学生发现问题，进而分析问题，解决问题。鼓励学生大胆创新，在想象和创新中提高学生的自信心和设计能力。
2.2 注重实践能力的培养
课程设计的题目应能够符合工程实际的需要，一般设计的题目尽量选用真题。在以往的课程设计中，教师给出设计参数，布置设计任务以后，学生一般参考样图进行绘制，这样思维必然局限于教师的设计思路，对学生创新意识的培养非常不利。在改革后，学生可以到机械厂和实验室去参观小型的装置，这样对机器有一个总体的印象，可以观察机器的运动情况，同时学校还给学生提供了两台包装机供学生装拆，这样学生可以从不同角度了解机器的结构，整个机器的组装过程和零部件的形状，立体感强，层次清楚，学生基本能够从视觉角度感知机器内外部的情况。而且，在实际项目的设计过程中，学生必须根据实际情况，从资料收集，设计计算和结构设计等方面考虑，提出合理的设计方法，这对于学生综合设计能力的培养有一定的促进作用。
2.3 注重协作能力的培养
各同学之间协作能力的培养在课程设计过程中占有重要的地位。改革后在机械基础课程设计中，一般以3人为一组。小组成员之间在形成具体的方案时要求各成员之间相互讨论，在设计方案基本确定以后，组织一次小组间的讨论，提出每组方案中存在的优缺点。这样既可以培养学生与他人之间的协作，又有独立的构思和设计，分组设计带来的一个意外收获是形成了小组之间的良性竞争，这种竞争增加了学生的工作热情，体现了学生是教学设计主体的原则。在课程设计过程中，教师是每组的一个成员，在教学过程中和学生共同讨论设计方案的可行性，在关键的问题上对学生进行指导，掌握每位学生的设计进度。
3 改革考核方式，提高课程设计质量
最初课程设计的考核方式比较单一，一般是“师评”，即教师根据图纸的质量和平时的印象给学生打分，这样存在一定的不合理性，教师可能只关注图纸的质量和课程设计的进度，存在一定的片面性。为了克服这种不合理性，在随后的课程设计中作了一定的修改，但原则上还是每位同学均参加答辩，答辩的最后成绩分阶段给出，总共由四部分组成（平时考勤占10%，设计计算部分占20%，草图和最后图纸质量占40%，答辩30%）。经过这样的改革后，发现同学们在设计阶段思维会更加活跃，自主性会得到更充分的发挥。而且由于答辩时面临的是全班同学和老师，准备答辩和答辩的过程对每位同学的心理承受能力和口头表达能力都得到了锻炼。
通过从教学内容，教学方式和考核方式的改革，学生才能从全方位真正提高课程设计质量，真正锻炼同学们的能力，与课程设计目标相一致。
参考文献：
机械原理设计方案范文4
关键词：机械设计；自动化技术；应用
自动化技术在机械设计领域的应用时大势所趋，二者的结合能够提升机械设计及制造水平。自动化技术在机械设计中的应用能够提升设计效率、工作质量，同时有利于节约资源成本和改善机械使用情况。基于以上，本文简要探讨了机械设计中自动化技术的具体应用。
一、自动化技术在机械设计中应用的必要性分析
机械设计指的是在了解机械加工设备材料、原理及形状尺寸等信息的基础上，对信息进行构思、分析和计算的整个过程和设计成果，其是机械制造的重要依据，直接关系到机械制造水平。自动化技术在机械设计中的应用是十分必要的，具体体现在以下几个方面：
（一）提升工作质量
自动化技术能够提升机械设计的精准性与高效性，从而提升机械生产工作质量。具体来说，自动化技术能够实现机械设计中的测量指标和评价指标的定量化处理，转变为定量指标，有效降低误差。此外，在传统机械设计及制造中，人工操作不仅容易产生误差，还容易出现安全事故，自动化技术的应用则能够有效解决这个问题，有效控制相关参数，降低人工失误率。
（二）约资源成本
传统机械设计属于粗放式设计，资源浪费问题严重，自动化技术的应用则能够提升机械设计的精细化水平，提升资源利用效率，改善材料适应性，这对于降低资源损耗，节约资源成本等方面有着重要的作用。
（三）改善机械使用情况
自动化技术在机械设计中的应用能够实时监控机械运行数据，通过数据分析和整合来开展机械维护工作，通过对数据的监控和分析还能够及时发现机械设备生产中出现的问题，通过数字化比对来为工作人员对设备的维护判断提供依据，改善机械使用情况，保证机械处于优良的工作状态。
二、自动化技术在机械设计中的具体应用
（一）集成系统的应用
集成系统指的是计算机综合设计制造系统，其在机械设计中有着重要的应用，不仅能够缩短研发周期，还能够剔除重复设计环节，从而避免资源浪费。在集成系统出现和应用前，机械设计也应用了测试技术、质控软件及辅助设计软件等计算机辅助技术，这些技术大多独立开来，而集成系统的应用则能够将独立的计算机辅助设计技术集成到一个系统中，通过创建信息共享平台和数据模型来协调各个独立的计算机辅助设计技术，有效提升了机械设计效率。集成系统以电子信息技术和管理理论为基础，利用计算机技术、传感器技术等整合机械设计中的物质、信息及参量，形成统一的机械设计系统。
（二）计算机综合机械制造技术系统的应用
计算机综合机械制造技术系统在机械设计领域中也有着重要的应用，在这一技术系统出现之前，我国机械设计领域中的计算机辅助技术已经形成了一定规模，包含产品设计、流程规划、参数测试及质量控制等众多环节，但各个环节相互独立，难以形成稳定的联系和配合关系。而计算机综合机械制造技术系统的出现和应用则打破了传统机械设计的局限性，有机整合各个环节，在应用层次上相互协调，对于提升机械设计效率及产品质量有着重要的作用。
（三）自动化检测技术的应用
自动化检测技术是自动化技术的重要组成部分，其主要原理是传感器与传统仪器设备的结合，对于机械设计来说，提升产品质量和产品合格率至关重要，自动化检测技术在机械设计中的应用能够实现机械设备自行检测，打破了人工检测的局限性，不仅提升了检测效率，还保证了检测的精准性。当前广泛应用的自动化监测系统就以自动检测技术为核心，其包含传感器、信号调节、数据处理及结果输出等众多模块，搭载智能芯片，保证了检测的可靠性和及时性。
（四）自动化体系的应用
自动化体系以三维平台为基础，在复杂机械系统创新设计中有着重要的应用，通过计算机化方法获取适用于复杂机械系统的创新性设计方案，能够实现机械设计三维虚拟样机装配及仿真的自动化建模，有着创新性和快速性的特点。
在概念设计阶段，系统能够提供就设计规则的设计方法和改良功能分解重组的设计方法，两种计算机辅助设计方法以符号方案形式给出创新设计方案，并对设计方案自动化分解为基本机构及基本机构的连接关系。以运动分析方法进行基本结构的分析，得出各个构件平面运动数据，采用面向对象技术，基于三维平台进行二次开发，利用数据库驱动及参数控制等手段来驱动三维造型设计，实现快速虚拟建模，从而提升产品设计及开发速度。
为了保证产品的运动刚度和工业美学要求，以基本机构占据空间为基础，分析各个基本机构之间的联系，利用最有布局算法确定基本机构空间位置，以此来保证复杂的机械系统占据最小的空间。以运动分析数据和布局结果为依据，利用“后台预置”装配方法将三维虚拟模型放置到布局空间中，实现设计符号方案与二维虚拟样机的对应。自动化生成符号方案，并进行虚拟仿真，实现产品方案概念设计阶段的价值评价向虚拟样机阶段定量行为评价的转换，以评价结果为基础，快速遴选最优设计方案，在提升机械设计效率的同时提升产品的创新性。
三、结论
自动化技术在机械设计领域中的应用至关重要，对于我国机械设计来说，应当积极提升自动化技术的应用水平，同时加快自动化技术的普及，以此来促进机械自动化的进一步发展。
参考文献：
[1] 何 楠 . 机械设计制造及其自动化中计算机技术的应用分析 [J]. 山东工业技术，2016，07：148\149.
[2]祖文明.自动化技术在机械设计中的应用[J].现代制造技术与装备，2016，07：164+166.
[3]周方兴.浅谈机械设计中的自动化技术[J].中国新技术新产品，2015，09：4.
机械原理设计方案范文5
关键词： Solidworks 课程设计 工程图
1.概述
课程设计是非常重要的教学实践环节，通过课程设计的锻炼，学生可以综合运用专业课知识。通过课程设计培养学生机械综合设计能力、创新能力和工程意识，是启迪学生创新思维、开发学生创新潜能的重要手段，并为以后专业课程设计和毕业设计奠定基础，在教学计划中具有承上启下的作用[1]。
根据学校机械专业的培养方案，可将专业课课程设计分为机械类课程设计和电类课程设计，机械类包括：机械原理课程设计，机械设计课程设计，夹具设计课程设计等；电类的包括：PLC原理与应用课程设计，控制工程基础课程设计等。然而，对于机械类课程设计来讲，主要是对机构的原理设计、结构设计和工艺卡片设计等。然而不管是哪一个机械类的课程设计，都离不开三维模型的建立。本文主要针对机械类课程设计中的三维软件的应用做探讨和研究。
2.目前课程设计中存在的问题
目前几个机械类课程设计都还是在采用传统手工绘图或者二维CAD绘图的方式进行设计[2]，老师在前期讲解的时候，也是用一些已经做好的设计的动画和基本原理讲解的方式给学生讲解。具体问题如下：
（1）《机械原理课程设计》基本都是采用手工原理图的形式进行设计，学生从手册或课本中了解每种机构的工作原理，然后根据老师布置的课题要求进行原理设计，通过手工绘图方式，绘出机构原理图。
（2）对于《机械设计课程设计》来讲，我们的题目还是使用传统课题，设计一级或者二级减速器。设计步骤基本跟传统设计步骤一样，学生先观察实际减速器模型的结构，然后进行拆装，详细了解减速器的结构。在了解了减速器结构后，学生再一步步进行轴的设计、齿轮设计、轴肩、箱体等零件的设计。这种设计步骤看似非常合理，但是学生是观察成品减速器，很难理解每个零件在整个产品中的作用。如果能将减速器是如何设计出来的，让学生直接参与设计过程中，学生就会更有兴趣，理解更容易。
（3）《机械设计课程设计》是已知产品的结构，然后进行设计，然而《夹具设计课程设计》只知道功能和设计要求，需要学生将所学《夹具设计》知识进行综合运用，设计一套完整的夹具。传统设计步骤是学生通过实习，参观实际的夹具结构，然后老师给出跟参观相似的课题，学生进行设计。在设计过程中，主要采用手工或者二维CAD软件进行结构设计。
以上几种设计都采用二维设计，学生直观上不便于掌握和理解。而且二维设计的后期修改工作非常繁琐。
3.三维软件Solidworks在课程设计中的应用
（1）三维造型技术的优点
三维设计是新一代数字化、虚拟化、智能化设计平台的基础。它是建立在平面和二维设计的基础上，让设计目标更立体化、更形象化的一种新兴设计方法。三维CAD系统有较好的造型工具，能应用“自顶向下”和“自底向上”等设计方法，实现装配等复杂设计的难度远比用二维图形系统增加得快。
（2）三维软件Solidworks在课程设计中的应用实例
为了适应现代工业4.0人才培养需要，学生应该首先能使用现代化技术手段进行产品设计，然后具备能出一套标准的符合机械设计规范的工程图的能力。学生需要掌握至少一款三维软件的使用，并能熟练使用三维软件进行产品设计和出工程图。然而，将三维软件应用于课程设计中，一方面使学生充分理解所做课题的具体情况，另一方面学生的三维设计过程是对软件使用的锻炼。
2014年在修订机械设计制造及自动化培养方案中，考虑到三维软件在机械专业课中的重要地位，将三维软件课程设置在第三学期，也就是在所有课程设计开设之前就已经开设了三维软件课程。
下面以Solidworks软件在《夹具设计课程设计》中的使用为例，在基本确定定位元件和夹紧机构以后，结构设计步骤如下：
（1）夹具的三维结构设计
夹具由定位元件、夹紧机构和夹具体等一些辅助元件组成。Solidworks在装配体设计中有一种自上而下的设计方法，这种方法可以在设计过程中，一边设计一边建模。只需要画好第一个基础零件，其他零件可以根据需要直接在装配体中建模，可以非常方便地确定设计的零件的位置和大小。本实例就是采用这种自上而下的方式进行装配体的设计。现将拨叉零件钻孔专用夹具体三维结构设计出来，然后设计心轴并将被加工零件拨叉装配进来，依此方法，将需要的零件都一一设计出来，最后成为一个完整的夹具。
老师在讲解完理论知识以后，再以一个实例为例，一边设计一边绘图，这样学生对整个设计步骤就非常清楚，也容易理解。
（2）由三维结构图出工程图
对于机械专业学生来讲，出一套标准的工程图是最基本的要求。很多学生做设计时更重视方案设计，不重视出图。而且课程设计老师进行课程设计指导时，主要对学生的设计方案进行指导。然而，课程设计一方面是对专业课知识的综合运用，设计正确的方案，另一方面是对学生出图能力的加强和锻炼。
三维Solidworks软件具备零件和装配体出工程图的功能，学生可以利用Solidworks软件进行三维结构设计，在结构设计方案最终确定以后，先用Solidworks软件输出工程图，再到CAD中进行修改。
4.总结和展望
课程设计是使学生具备综合运用专业知识能力，学生通过课程设计，了解实际产品的设计过程，达到理论联系实际的效果。
参考文献：
[1]李可桢，程光蕴，李仲生.机械设计基础（第五版）.高等教育出版社，2011.
机械原理设计方案范文6
关键词：变压器；调压绕组；结构设计
【中图分类号】G64.24 【文献标识码】A 【文章编号】
1、前言
35kV油浸式有载调压电力变压器调压绕组种类繁多，按调压绕组的结构可分为高压绕组带调压绕组和单独设置调压绕组，其中高压绕组带调压绕组结构可分为中部调压和端部调压两种结构，而中部调压的饼式绕组又包括连续式绕组调压和纠结式绕组调压，设计人员在此类变压器调压绕组的结构设计时，往往纠结于选择什么样的调压绕组结构，提出多种设计方案。
本文用实例探讨35kV油浸式有载调压电力变压器调压绕组结构设计，主要分析两种调压绕组结构设计对整个变压器设计方案的影响。本文介绍了两种调压绕组结构，一种采用连续式绕组调压，另一种采用纠结式绕组调压。本文对两种调压绕组结构变压器的成本、工艺、结构特点、安匝平衡及短路力计算等方面进行比较分析。
2、实例
SZ11-10000/35油浸式有载调压电力变压器绕组布置如图1所示，高压绕组中部线性调压接线原理如图2所示。低压绕组为轴向出线，高压绕组、调压绕组均为辐向出线。
电压比：35±3×2.5%/10.5 kV
联结组别：YNd11
短路阻抗：Uk=7.5%
绝缘水平：LI200AC85/LI75AC35
变压器分别采用两种调压绕组结构，进行电磁计算，要求满足相同损耗、温升、阻抗等主要性能参数，对此两个方案进行比较。
3、两种调压绕组结构设计
两种设计方案低压绕组都为连续式绕组，高压绕组正常段为E段，也都为连续段，此处省略不画结构图。调压段为H段，两种绕制结构调压段绕组总匝数相同，图3中为方案一连续段调压绕组，3根导线并绕共12段H，每两线饼一分接出头，出头空间位置较大，整个调压段高度较高；图4中为方案二纠结段调压绕组，2根导线并绕共6段H，每一线饼一分接出头，出头空间位置较小，整个调压段高度较低，纠结段沿撑条段间电位差大，需垫内径垫条增加爬电距离；图中画出B相两种调压段绕组结构。
4、两种调压绕组结构设计比较分析
（1）主要材料成本计算比较（铜线按60元/kg、硅钢片15元/kg、按油按14元/kg）
一般在采用不同绕组结构情况下，电磁计算会有多种方案。设计人员在满足技术性能参数的条件下，都会尽量采用最低成本电磁计算方案。本文采用两种绕组结构各自最低成本、最接近同样技术性能参数电磁计算方案进行比较。
调压段采用连续段绕组方案中，硅钢片重6283kg，铜线重2818kg，油重4750kg。
该方案材料成本计算：6283×15+2818×60+4750×14=329825（元）
调压段采用纠结段绕组方案中，硅钢片重6242kg，铜线重2795kg，油重4720kg。
该方案材料成本计算：6242×15+2795×60+4720×14=327745（元）
调压段采用纠结式绕组调压结构约可节省材料成本：329825-327745=2080（元）
（2）工艺性
连续式绕组能够大范围适用于各种电压和不同容量的要求，机械强度高，制造工艺简单，绕制方便，工艺性很好，但冲击电压分布梯度相对较大，绕组的抗冲击电压性能较差。
纠结式绕组适用于电压等级比较高容量比较大的绕组，机械强度高，制造工艺复杂，绕制麻烦，焊头多，但绕组纵向电容较大，冲击电压分布较好，可提高绕组的抗冲击电压性能。
（3）结构特点
调压段为连续段时，导线换位爬坡比较平缓，运行中机械振动不易造成导线换位处绝缘破损，此结构比较安全可靠。调压段为纠结段时，导线换位爬坡高度较高，运行中机械振动容易造成剪刀口匝绝缘破损，导致调压段绕组短路而损坏整个变压器。实际运行中，发现一台变压器高压绕组调压段纠结换位处电磁线烧断，变压器返厂维修。后来调查发现是调压绕组纠结换位处纸垫条和纸槽放置处绝缘薄弱，多次雷击电压冲击后绝缘击穿，最终导致高压绕组调压段匝间短路。这一点需要设计人员和车间一线工人足够重视，避免存在绝缘薄弱，此处放置足够厚度纸垫条和纸槽加强绝缘，工艺措施到位，此结构也是很好绕组结构。
（4）安匝平衡及短路力计算
对于不同结构形式的绕组，其导线尺寸及段间油道的大小则是不同的。因此在绕组的整个高度上匝数的分布是不均匀的，尤其是高压带有分接调压的绕组，匝数分布就更加不均匀。当安匝分布不平衡时产生横向漏磁，产生短路机械力，在绕组结构设计时，通常要计算短路机械力的大小。根据《变压器设计手册-变压器计算》（王宝珊编著）第147页绕组轴向机械力计算，对此变压器高低压绕组安匝分布相对应划分为五个区域，选择三个代表性分接，进行横向漏磁场中由短路电流稳定值所产生的轴向机械力计算，公式如下：
① 连续调压段结构设计变压器横向漏磁场中由短路电流稳定值所产生的轴向机械力计算值结果如下：
最大分接时， Fimax=13059（千克力）
额定分接时， Fi额定=4137（千克力）
最小分接时， Fimin=16415（千克力）
② 纠结调压段结构设计变压器横向漏磁场中由短路电流稳定值所产生的轴向机械力计算值结果如下：
最大分接时， Fimax=16020（千克力）
额定分接时， Fi额定=4605（千克力）
最小分接时， Fimin=13740（千克力）
通过计算器模拟漏磁场位置计算，以上对比可以看出，两种结构设计方案横向漏磁场中由短路电流稳定值所产生的轴向机械力大小相差不大，纠结调压段结构设计变压器短路轴向机械力最大值略小。
短路时绕组导线上应力计算本文不再一一列出，结果与短路电流稳定值所产生的轴向机械力情况类似，采用纠结调压段结构设计的变压器绕组导线上应力值也略小。
5、小结
两种调压绕制结构设计都能满足技术参数及性能要求。连续调压段结构设计方案中，调压段绕组绕制工艺简单，结构安全稳定性较高。但连续调压段结构设计方案材料成本比较高，调压绕组抗冲击性差，短路轴向机械力相对应值较大，短路时绕组导线上应力值也较大短路轴向机械力相对应值较大；纠结调压段结构设计方案成本比较低，调压绕组抗冲击性好，短路轴向机械力相对应值较小，短路时绕组导线上应力值也较小。结构安全可靠性有弱点，但工艺措施到位，完全可保证绕组结构安全可靠；因此从上面对比分析情况看，采用纠结式绕组调压结构设计的方案为优先选择方案。
