机械结构论文范例

机械结构论文

机械结构论文范文1

对于机械专业的本科生、研究生而言,所有机械设计类课程都具有相当重要的理论价值,可以提高学生的理论素养。但是这类课程在教学和学习过程中往往比较枯燥,且具有一定的难度,如果纯粹按照严谨的理论体系进行教学,学生容易失去学习的兴趣和动力,甚至觉得所学的知识一无所用。所以迫切需要教师在教学过程中,灌输教学内容的理论意义、价值与应用,要做到这一点,最好的也是最自然的方式就是将教师的课题引入到教学过程中来。机械专业教师所研究的课题,无论是纵向或横向课题,在其所用的研究理论、研究方法和研究手段上,必定都存在与机械设计类课程非常贴切的内容,需要应用机械设计系列课程的理论和方法去解决。例如在解决某型号转塔冲床在加工过程中的振动和噪声问题,就要了解机床的结构设计特点及工作原理,需要涉及机械设计与机械原理等课程的内容;要对机床的振动与噪声进行实际测量,需要掌握机械振动、机械测试与分析等课程有关的知识;为了对机床进行减振降噪,可以在有限元分析、优化设计等课程中提出解决这一问题的方法与思路。总体而言,任何一个课题的研究,尤其是横向课题,都有很多可以在教学过程中值得与学生分析与探讨的内容,可以让学生了解所学知识的重要性和工程应用价值。

二、在研究方案制定过程中培养学生的研发能力

目前针对工科专业的研究性教学而言,以“项目和课题研究为导向”的教学方式非常贴切现行教学改革的要求和趋势。该教学模式可以将学习、研究、实践有机地结合起来,充分发挥学生的主体作用,使学生能创造性地运用所学的知识和能力,通过自己的主动探索、主动思考、主动实践,自主地发现问题、研究问题和解决问题。首先,教师在讲课内容中要增加具体的工程实例,同时注重引导学生注意身边的工程问题,鼓励学生参与提炼工程主题,并将工程主题与教学重点内容结合起来。在进行项目研究方案的制订与讨论过程中,可以先介绍课题的来源、背景、研究需求和研究目标,让学生以分组的形式去查资料,阅读查文献,了解目前的研究现状及研究方法,制定课题的研究方案,引导学生展开课堂讨论,并根据所学的知识提出解决问题的方法,这样可以将抽象的理论与具体的工程背景结合,使抽象的工程问题变得丰满有趣,从而强化学生的工程概念与背景。然后,将学生带到企业,进入生产现场和使用现场,获得对所研究课题的感性认识,掌握和了解课题实际存在的问题,形成教学与实际结合起来的课外教学方式,通过学生亲身实践、工程技术人员的介绍以及教师的深入分析,使学生对研究的内容和课题有较为深刻的理解,便于制定更为具体和合理的研究计划。例如在对某型号的路灯灯杆进行强度与可靠性研究时,可以运用力学知识进行理论计算,再进行实际测量,最后进行优化设计,这一过程几乎会涉及到机械设计类的所有课程。

三、在项目实施过程中锻炼学生的实践能力

对于工科的本科生和研究生而言,我们现在的人才培养非常重视专业知识的学习,毕业后学生可以掌握本专业系统的理论知识和一定的实践能力。但很多毕业生在进入工作岗位后,往往还需要2~5年时间的重新学习与培训,才能具备较好的工程素养,也才能独立解决工程实际问题,从而造成企业人力与财力的浪费,使得企业在招聘人才时,首先考虑的不是学生的文凭和学习成绩,而是工作经历和工作经验。近几年本科教学大纲经历了至少两次修订,修订过程中已经注意到这个问题,并且正在进行较大幅度的改革,其主要做法是加大实践性教学环节的比重,实行企业与学校的联合培养模式,其目标就是在工程应用、生产实际中培养学生独立思考与解决问题的能力。如果能够让学生参与到教师与企业合作的课题中来,在项目研究与实施的过程中,让学生将学到的知识应用于解决具体的工程问题,就可以实现新大纲修订的宗旨,满足新大纲的要求。横向课题是企业在生产过程中或客户在使用过程中发现和提出来的技术难题,往往具有一定的难度,课题的研究也是一项系统工程,其研究成果可以直接提升产品质量,产生明显的社会和经济效益。所以首先需要对研究的对象进行全面的了解、分析、调研与查阅资料,包括设备的结构、功能、使用方法、产品质量的评估等,这方面的研究可以培养学生画图、识图、查阅文献的能力。确定了详细的研究方案之后,就要进行课题的研究,该研究过程往往历时几个月,甚至一年以上。在此研究过程中,学生需要参与大量的研究工作,可以在教师的指导下将学到的系统知识应用于理论计算,通过对理论知识的复习和应用,了解理论研究的价值,加深对理论知识的理解;学生还可以从事实验分析和实际测试,不但可以在实验室对试样进行试验,进一步熟悉实验室仪器与设备的使用方法和技巧,还可以到车间进行实际测量,掌握现代测试仪器的操作和使用,并在试验和测试完成后,进行数据的处理工作;在试验研究的基础上,培养学生利用先进的计算机仿真手段进行优化设计,通过学习先进的三维设计软件、有限元计算软件等进行结构的改进设计研究工作,并将计算结果与实验结果进行对比,及时了解优化设计的效果,从而达到研究的目的。让学生深度参与课题的研究过程,一方面可以使学生获得较为全面、系统的学习与训练。对机械专业学生而言,可以对实验应力分析、有限元分析、机械振动、机械结构的测试分析以及优化设计等现代设计类的重要课程和知识点有非常深刻的了解;另一方面还可以对企业的产品、要求、技术、研发甚至市场都有比较全面的接触。这样对毕业生就业而言,所提供的参与这些企业课题研发的经历,对企业来说无疑具有极大的吸引力。最为关键的是,这些学生一旦进入相关行业,马上可以发挥很大的作用,能够独当一面解决企业面临的具体工程问题。

四、在项目成果的总结中提高学生的综合能力

学生通过参与科研项目的研究过程,可以了解企业的技术改进与研发过程,可以应用到所学的很多知识,也可以掌握很多新的思想、理念、方法和研究手段,可以培养动手能力和创新意识,但更为重要的是还需要通过对项目的总结来进一步提升他们的综合能力和素质。项目研究过程还包括对研究结果的总结,尤其是需要对照预期的研究指标进行分析与汇总,形成一系列的研究成果。这一过程可以提供学生撰写总结报告、学术论文与专利的机会。相对于知识的学习和动手能力的培养,我们目前对这种能力的要求不是很高,甚至不作要求,一般总是认为本科生没有能力独立撰写和发表学术论文。但实际上对很多学生来说,只要阅读过一定数量的科技文献,再经过一定的指导和锻炼,加上教师的认真修改,本科生完全可以发表学术论文,甚至是质量较高的国际论文。相对于较为专业的学术论文而言,撰写专利,尤其是实用新型专利或外观设计专利,相对来说比较容易,只要鼓励学生善于观察、敢于思考、勇于创新,再加上一定的指导,应该可以完成专利的授权,这一点对将来学生在企业工作非常有利。目前所有大学都越来越重视大学生的第二课堂,对工科学校来说这是培养“卓越工程师”的主阵地,也是培养大学生创新意识和动手能力的主课堂,对拓展学生的综合素质起到非常重要的作用。学生可以从参与的课题中提炼新的内容,作为大学生课外科技活动项目,也可以将研究成果进行整理,参加各项科技竞赛活动,如“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛、机械设计创新大赛等。通过竞赛调动学生的主动性、积极性、创造性,激发学生的潜能,展示学生的才能。

五、结语

机械结构论文范文2

农业推广硕士农业机械化领域的设置是我国农业机械专业学位制度的完善,也是推进我国农业机械行业职业教育发展的一大举措,它主要为农业机械化研究、应用、开发及推广,农业机械化教育等企事业单位和管理部门培养应用型、复合型高层次人才。自2004年国务院学位办批准农业推广硕士设置农业机械化领域以来,华中农业大学就获得了此领域招生及授予学位的权利,并随之制订了详细的培养方案,建立了相应的课程体系。但由于农业推广硕士本身具有成人性、业余性、对口性、速成性等特点[1],加之农业机械化领域报考群体小,生源类型多,报考人员所从事的专业方向各异,其原有专业背景也存在较大的不同,使得现有培养方案和课程体系存在一些缺陷。因此,突破现有的培养模式,建立适合的农业机械领域推广硕士的培养方案及课程体系对于提高农业推广硕士培养质量很有必要。

一、农业机械化专业特点及其对农业推广硕士的目标要求

随着我国农业经济的发展,农业机械化的服务领域已逐渐扩大,从单一农田作业机械化扩展到农、林、果、牧、渔多种经营全方位的机械化,并贯穿产前的生产资料供应、产中的生产作业和产后农副产品贮藏、加工、运输和销售的机械化、机电一体化和智能化检测与控制。农业机械服务领域的扩大,非常直接地给农业机械技术推广战线上的技术人员提出了新的目标和新的任务,这就是要根据农、林、果、牧、渔各业生产、农村建设以及农民生活的需要,示范推广农业机械化新技术、新机具,普及农业机械化科学技术知识,指导农业生产人员改善生产条件,提高劳动生产率,有效利用资源,增加产品产量,改善品质[2]。华中农业大学依据服务农业机械化领域的这种要求,本着树立“大农业大农机”的思想,在农业机械化一级学科的基础上,其学科研究领域的设置涵盖农业工程主要领域,包含农业机械化工程、农产品加工技术与装备、农业生物环境与能源工程以及农业装备自动化与测控等专业方向,其中除农业生物环境与能源工程外,其它各方向均是围绕着农业机械全程机械化体系开展学科研究和推广服务。

农业机械化专业高层次人才的培养包括学术型硕士学位和农业推广硕士学位两种类型。学术型高层次人才的培养目标是使学生具备农业全程机械化及其自动化装备的研究与设计、使用管理等方面的知识,能在农业机械设计,农业机械化生产管理及服务部门从事农业机械及相关装备性能设计,农业机械化规划与管理,教学与科研等方面工作。对这类人才的培养更多地是注重他们的教学、科研等学术水平的提高和科研能力的培养,而不重视他们解决实际问题能力的培养,使他们的知识结构和能力结构限制在一个较窄的领域,较难适应目前农业机械化产业发展的需求,难以胜任农业推广系统职业的要求。

农业机械化领域的推广硕士是具有专业背景,与农业机械化推广等任职资格相联系的专业性学位,与农业机械化专业的工科硕士是属于同一层次,但它主要为农业机械推广单位和管理部门培养具有扎实的基础理论知识、宽广的专业知识及相关人文、管理和社会知识,能够从事农业机械设备推广、技术服务、农村发展、行政管理及农业机械教育的高层次应用型和复合型人才,即它更侧重于应用。其知识结构应突破现行的农业机械工科硕士的培养框架,课程体系在专业性的基础上以农业机械生产系统的整体性为依据进行综合设计,并达到机与电、农机与农艺、技术与管理三个相结合,强调知识面宽,相关知识丰富。他们要了解我国农业、农业机械以及农村的发展状况,了解农民的心理,了解农村社会,因此他们不仅要掌握现代农业机械推广理论和方法,还要掌握农村社会学、农民心理学、农业系统学以及农村政策法规、农业机械产品市场营销、金融和管理等方面的基本知识。由于农业机械推广在很大程度上是一种信息收集、传播和运用的过程,农业推广人员应能主动汲取各种信息,并且能将科学技术进行物化[3],这需要他们具备较强的创新能力、信息收集处理能力、组织管理能力以及与各方沟通协调能力,才能保障工作顺利进行。

二、农业推广硕士农业机械化领域课程体系基本状况分析

培养方案的制订要根据培养目标的要求以及学科专业的特点,突出学校的专业特色,综合考虑学校办学条件、生源特点和区域特点,既要符合总体目标又应能体现专业特色。华中农业大学在原培养方案的基础上于2006年对农业推广硕士农业机械化领域的培养方案进行了修订,这次修订是针对学校该领域推广硕士招生生源主要来自于两个专业方向,一个是农业机械化工程方向,包含农业机械技术推广部门、管理部门以及农业机械类大、中专科学校等单位在职人员;另一个是农业生物环境与能源工程方向,这个方向主要包含各级农村能源技术推广、管理部门及沼气工程建设部门等单位在职人员。在确定了专业方向的基础上,根据总体目标将课程设置分为公共课、专业领域主干课和选修课三大类,其中公共课设置上,为了使学生能进一步学习和掌握马列主义、思想、邓小平理论和“三个代表”的重要思想,树立马克思主义世界观,开设了政治理论课;针对农业和农村的特点,开设了技术推广理论与方法、农业科技与“三农”政策和农业传播技术与应用等课程。此外,还通过外语课的开设使他们能够提高外语水平,具有阅读本领域的外文资料的能力。

专业领域主干课则考虑以农业机械化为主要研究领域,通过开设“农业机械化新技术进展”这门课,使学生能较多地掌握有关农业全程机械化学科技术前沿知识和相关信息;为了兼顾农业生物环境与能源工程专业的通用性,并使学生能掌握解决农业问题的先进技术和现代技术手段,开设了试验设计方法、科学研究方法以及信息技术与应用三门课程。选修课开设了现代农业工程专题、机电一体化技术、系统分析与建模、生物质能新技术专题、环境工程、推广心理学、科技论文写作等,兼顾了两个专业方向,使学生掌握相应领域的基础理论、系统的专业知识,以及相关的管理、人文和社会科学知识,具有较宽的知识面。该培养方案经过两年的实施,取得了较好的实施效果,但还存在以下问题:

1.课程体系偏于“统一化”,缺乏特色。由于农业机械领域推广硕士生源面窄、量少,为了便于教学管理,课程设置时大多数课程与农业推广硕士其它领域统一安排,具有专业特色的课程不多,农业机械化工程方向仅有农业机械化新技术进展、现代农业工程专题和机电一体化技术三门课程,农业生物环境与能源工程方向仅有生物质新技术专题和环境工程两门课程。由于农业机械化领域的特殊性,目前从事相关工作的大多数在职人员的基础学历专业并不是农业机械化工程或农业生物环境与能源工程,专业特色不明显的课程使其知识结构缺乏整体性和系统性。#p#分页标题#e#

2.教学内容偏于“理论化”,脱离实际。农业推广硕士在读人员都是具有丰富工作经验的成人,他们具有较强的自主性和丰富的人生阅历,其学习的目的是为了解决实际问题,希望所学的内容能对他们的工作具有指导性。但目前在教学内容的选择上还没有完全体现出农业推广硕士教育的特色,大部分照搬书本上的理论,甚至部分课程教学内容陈旧,不同程度地脱离实际、脱离学生学习需求、脱离学术前沿,不利于提高学生分析、研究和解决实际问题能力的培养,阻碍着农业推广硕士教育质量的提高。

3.教学方式偏于“培训化”,缺乏多样性。目前在农业推广硕士所采用的教学方式仍以“授课式”教学为主要形式,加之针对在职人员确定的分段式教学的特点,使农业推广硕士的教学偏于“培训化”,仅满足于知识的简单传递,缺乏案例教学、探究教学和远程教学等现代教学方式,这在一定程度上影响了学生学习的积极性、主动性和自主性。除此以外,目前担任农业推广硕士教学工作的教师绝大部分是学术型学位研究生教育的教师,其知识结构和实际工作经验离农业推广硕士教育的要求还有一定的距离,不利于学生的创新能力、解决实际问题能力、沟通能力以及综合协调能力的培养。

三、农业推广硕士农业机械化领域课程体系完善与创新的思考

(一)课程体系在整体性、综合性、宽广性和实用性的基础上体现特色

课程体系的建立要在遵循“整体性、综合性、宽广性、实用性”原则的基础上突出专业特色和专业学位的特色。在课程设置上,要注重知识结构和能力结构的培养,强调专业技术职业本身所特有的知识基础,加强实务训练,使学生通过课程的学习和强化,能掌握相应推广领域坚实的基础理论、系统的专业知识,以及相关的管理、人文和社会科学知识。考虑到生源的特点,在公共课设置上仍兼顾本校农业推广硕士其它学科领域,保持原有的课程结构。在专业领域主干课中加强专业特色,兼顾农业机械化工程和农业生物环境与能源工程两个专业,将原来属于选修课程的“现代农业工程专题”纳入专业领域主干课中,并增加有关农村能源方面的专题内容,使学生全方位了解农业工程学科基础理论,并通过“农业机械化新技术进展”这门课程掌握学科前沿技术,而原培养方案中的“试验设计方法”可纳入选修课程。选修课程可根据专业方向进行模块化设计,具体可分为农业机械化工程专业模块、农业生物环境与能源工程专业模块和公共选修课模块。农业机械化工程专业模块可设置“高等农业机械化管理”、“机电一体化”、“高等农业机械学”等课程,农业生物环境与能源工程专业模块可设置“生物质能新技术专题”、“环境工程”、“新能源技术专题”、“能源系统工程”等课程,公共选修课模块中可设置“农业推广典型案例分析”、“试验设计方法”、“农业推广项目评价”、“推广心理学”、“科技论文写作”以及“讲演与口才”等课程。

(二)课程内容在基础性、实践性、先进性和学科交叉性的基础上突出对实践的指导性

农业推广硕士的学习目的是希望能通过学习寻求解决实际问题的理论依据或者是解决问题的方法,这就要求在课程教学内容的取舍上,不仅要突出基础性、实践性、先进性、学科交叉性,而且还要结合生源特点、农业机械化领域各方向发展趋势及目前面临的问题,通过案例分析、学术讲座、学科前沿知识研讨,使理论与实际相结合,这样可使学生通过概念、抽象的思维方式和研究方法的移植、借鉴、改良和创新,然后对掌握的知识进行筛选、过滤、整合和巩固,重新构建一个具有相对合理的知识结构,为实践创新打下牢固的基础,使学生能有效地将所学新知识及时地应用到生产实际中并提高工作效率和效益。

机械结构论文范文3

科技的进步使得人们对机械设计也提出了更高的要求。本文主要对当前机械设计中的相关理论进行系统分析,阐述机械设计的方法和过程,并对现代机械设计的创新方法进行了详细研究,同时论述了机械的创新设计步骤。

关键词:

现代机械设计;创新方法;研究

在科技高速发展的今天,人们的思维方式也产生了很大变化,机械设计人员除了要准确掌握机械设计原理以外,还要在思维方式上有所拓展。要求机械设计人员创新理念,在结构设计上与产品的相关功能进行紧密联系,将设计手段与计算机辅助设计进行有效融合,只有这样才能够设计出令受众满意的机械产品。

1现代机械设计

与传统机械设计相比,现代机械设计更加注重计算机化、动态化和科学化。现代机械设计理论是在机械设计理论学科基础上形成的,它包括了信息、控制、优化等内容,而对于相对比较复杂的产品而言,现代机械设计的优势也体现得更加明显。现代机械设计是在传统机械设计的基础上形成的,但它又在传统机械设计的基础上进行了极大创新,进而形成了一个完美且科学合理的机械产品设计。这不仅需要传统机械设计的相关经验,而且还需要在现代机械设计中引入先进的设计方法。

2机械设计方法及过程

具体机械设计步骤如图1所示。项目设计的前期工作主要包含对地区的实地调研,并对其进行可行性研究,制定可行性的计划和方案。方案设计主要包括:对功能的总体分析、对系统原理进行解释,确定最佳方案。技术设计包括:技术的总体设计、实验环节设计以及选型设计等。施工设计主要包括:零件画图、编写相关的技术文件、生产,等等。在机械设计中,每一个环节都要充分发挥人的主观能动性,利用科学技术手段来对机械设计进行不断创新。

3设计方法创新

创新设计是机械设计领域中对专业知识和设计经验的一个综合,在设计过程中能够真正体现出机械产品的真实价值,所设计的产品一般都是由人的主观能动性和创造性思维共同促成,这也是形成新思维模式的一种方法。对机械设计进行创新时,首先要充分发挥人的主观意识和想象力,能够在机械设计的过程中,运用现代化的机械设计方法来对产品进行创新设计,其设计模式也要选择现代化的科学思维方式来对设计理念进行分析,并且要求运用现代化的科学方法和工具来保证设计过程的完整性。在实际的机械设计过程中还要保证设计的创造性,尤其在对新产品进行设计时,要凸显创新意识。现代机械设计的创新主要包括两方面的内容:第一,通过创新使已经成型的产品更加具有技术性和可靠性。第二,从其他方面挖掘创新设计点,通过创新设计出机械产品来满足人们日益增长的生产生活需求。这两方面的创新与创新思维模式紧密联系在一起,而且与科学技术手段和设计工具也存在紧密联系。

3.1机械创新设计步骤

A.重点研究机械产品的工作原理及其本质。B.重点对机械生产产品的性能和结构进行分析,并对其类型进行综合考量。C.对机械产品的尺度以及参数进行优化选择。D.对机械产品进行最终的综合分析和协调。机械长效设计步骤的具体内容如图2所示。

3.2机械创新设计分类

3.2.1变形设计

这一设计手段主要是在原机械产品的基础上进行系列化、标准化的设计,以此来进一步满足使用者的实际需求,除此之外,还要对产品的功能、原理以及结构进行系统性分析,同时还可以进行跨系列产品的设计,这也是产品动力提升的主要手段。

3.2.2可靠性设计

这一设计也是当前机械设计中工程师们追求的主要目标。可靠性是衡量产品质量的重要指标。一般来说,可靠性设计与常规设计基本上都可以实现对应,常规的设计手段是凭借着多年的经验来进行设计,而可靠性设计则是在常规设计的基础上进行了延伸,更加系统地明确了科学分析与设计变量之间的关系。机械的可靠性设计融合了当前各个学科的知识点,并且将常规设计中的变量直接转变为随机变量,以分布规律为基准,运用相关的统计方法来对机械产品进行设计,从而满足可靠性的要求。

3.2.3并行设计

一般传统的机械设计采用的是串行设计方法,这种方法存在一个较大的弊端,即:生产周期相对较长且成本非常高。并行设计是一种系统化的设计方法,它也是以计算机为基础,这种设计手段打破了传统意义上的系统内部结构,创建了相互促进、相互协调的设计模式,很好地实现了机械设计制造的一体化发展。在机械设计制造的过程中,设计人员还充分考虑了机械设计质量、周期以及成本等因素,由此可见,并行设计是一种集成性极强的设计方法。

3.2.4反求设计

反求设计方法是目前多数国家发展科学技术和研究新产品的主要设计方法。目前反求设计需要解决的问题主要包括:A.三维重构方法,提高设计进度,减小误差区间。B.结合人工智能形成一套科学的设计还原技术,进而完成对原有设计的反求。C.重点研究适合反求设计的机械产品模型技术,并将相关的配套产品进行模型建立,以方便原始参数的反求还原要求。

4结语

本文针对当前现代化的机械设计理论进行了系统分析,对机械设计中的相关设计方法进行重点讨论,并对现代机械设计中的创新点进行了系统研究。通过研究发现,现代机械设计要比传统意义上的机械设计优势更为明显,这一优势主要体现在系统的结构重组以及实现过程上。现代机械设计与科学技术手段的结合也使机械设计的创新提升到了另一个高度。创新是以人的主观能动性为基础,而机械设计人员要想以创新思维来对产品需求进行分析和设计时,须保证对现代机械设计工具熟练掌握,只有这样才能够设计出满足人们实际需求的机械产品。

参考文献:

[1]曹春红,张斌,王利民,等.基于免疫神经网络的几何约束求解技术的研究[C]//第二十七届中国控制会议论文集,2008.

[2]张铮,胡社教,江萍.基于EP模式的特征选择算法[C]//2011中国仪器仪表与测控技术大会论文集,2011.

[3]戴旭东,谢友柏.以企业为中心的产品设计平台构建方法[C]//第二届中国CAE工程分析技术年会论文集,2006.

[4]戴旭东,谢友柏.集成分布式知识资源的企业技术研发平台构建[C]//企业应用集成系统与技术学术研究会论文集,2006.

[5]许勇,邹慧君.基于子系统匹配的机电一体化系统概念设计[C]//全国印刷、包装机械凸轮、连杆机构学术研讨会(第6届全国凸轮机构学术年会)论文集,2005.

[6]彭一凡,陈文.基于XML的动态数据结构持久化方法之研究[C]//促进企业信息化进程———第九届中国Java技术及应用交流大会文集,2006.

[7]全国高等工业学校机械设计及制造专业教学指导委员会第六次工作会议———实验教学工作会议纪要[C]//第五届全国机械设计及制造专业教学研讨会议论文集(卷2•教学史志),2015.

机械结构论文范文4

【关键词】机械设计;教学内容;教学方法;教学改革

一、教学内容重构

应用型本科院校侧重于对理论知识的应用,主要培养的是与地方经济发展相适应的应用型技术人才。因此,应根据应用型、技术型、地方性的人才培养目标以及机械工程学科发展趋势,设定机械设计课程的教学内容。随着社会的不断发展,机械在许多领域中呈现出高速化、轻量化、高效率、多功能以及环保节约等特点。机械设计课程应去掉比较陈旧的内容,增加与信息工程、人工智能等技术相关的内容。例如,在教学举例中,增加当前国家关注度比较高的机械,比如航空航天装备、机器人以及数控机床等。此外,教学内容应与学校航空航天特色紧密联系。例如,在讲授齿轮传动时,标准齿轮压力角为20°,航空齿轮为增加抗弯能力,压力角为25°。

二、教学方法改革

1.学习兴趣培养

学习兴趣可激发学生的求知欲、学习热情和创造力。教师可以通过一些教学策略培养学生的学习兴趣。比如,在教学过程中,可以给学生推荐一些关于机械工程发展史的书籍。学生可以通过阅读,了解机械工程发展的来龙去脉,对一些机械设备得到感性认识,培养学生的学习兴趣。另外,在教学过程中,教师要了解学生的需求和兴趣,创建学习氛围,组织小组讨论机械的结构特点,在讨论后由老师给予点评以及适当的鼓励,来促使学生积极投入到学习过程当中。

2.选择适当的教学方法

教学方法的不同将带来教学效果上的很大差异。例如,第一章讲述机械设计的基础知识,主要是介绍一些基本概念和基本理论。这部分内容可以分配给学生,让学生课下查阅资料,课上进行讨论,最后由教师进行点评和总结。这样,可以通过讨论加深学生对知识的理解,充分调动学生的学习自主性。对于齿轮传动以及轴承等章节,是机械设计课的核心内容,涉及到的计算比较多,学生学习起来比较枯燥、困难。教师可以在讲授前要求学生提前预习,并通过板书将重要计算公式进行推导。

3.与科研相结合

在教学过程中,如果教师只是在课堂上谈机械的设计理论和方法,学生会觉得很抽象,理解比较浅显。将教学与科研相结合,可以增强学生对知识的理解和运用。另一方面,在学习过程中应有针对性地训练学生的科研能力。教师可以在授课过程中,以自己做过的科研项目为例,分享一些科研经历。为学生讲解在科研过程中,遇到了哪些工程问题,怎么寻求的解决方案,运用了哪些机械设计课程中的理论和方法,使学生更加了解这门课的意义,培养学生的科研能力。

三、考核方式改革

目前,大多数院校机械设计课程的成绩是教师根据平时表现与期末试卷的成绩按照3:7的比例给出。这种考核方式比较适用于理论性较强的基础课程。因此,降低期末考试在课程考核中的比例,将本课程的考核贯穿于整个教学活动中的考核方式,更加适合机械设计这门课。考核方式可以采取平时表现、章节论文及期末考试的综合。其中,平时表现占20%,章节论文占30%,期末考试占50%。章节论文的方向由教师规定,题目和内容由学生查阅资料自行拟定。通过这种考核方式,既可以提高学生平时学习的积极性,又可以培养学生的自学能力和知识的应用能力。

四、结束语

总之,机械设计课程的教学改革必须适应新时代的发展需要,与时俱进。教学过程中,应结合培养目标和学校特色,提高学生运用机械设计理论和方法的能力以及独立的思考和创新能力。教师应成为学生课程学习的指导者和监控者,让教学服务于学生,并在今后的教学实践中不断改进。

参考文献:

[1]濮良贵,陈国定,吴立信.机械设计[M].北京:高等教育出版社,2013.

[2]孙启新,席平原.机械设计类课程教学改革与创新人才培养[J].科技资讯,2014(14):175.

机械结构论文范文5

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.

机械结构论文范文6

关键词:自动化技术;机械设计制造;应用;探究

自动化技术在机械设计制造中得到很大的发展。机械自动化设计技术指的是在进行机械设计制造时引入自动化技术的应用,实现产品连续自动化生产,无需人为操作的自动化大规模生产,提高生产效率,节约人力资源成本,提高产品质量,促进产品的更新换代,缩短生产周期,改善生产环境等等。所以机械自动化技术可以大大带动机械设计制造技术升级改进,是未来机械制造的重要技术发展手段。

1自动化技术在机械设计制造的应用现状

1.1信息自动化

目前机械设计制造行业,信息自动化设计的内容主要有产品的数据库管理和工艺辅助设计。通过辅助工艺设计设计实现多项设计就是信息自动化的一个目的产品中包含不同的数据库,数据信息是基础产品设计的附属物,通过数据库归纳和总结不同的数据信息,利用数据信息分析各项指标来指导未来生产,为生产提供更多的可用信息。

1.2生产自动化

机械生产自动化技术是将整个自动化系统设计引入生产的各个环节,一步一步制造机械工件,完成各项重复性的机械组件制造工艺。生产自动化在制造过程提升生产精密度,提升企业的经济效益,减少劳动生产强度,节省人力资源成本。

1.3集成化

集成制造在系统工程学理论指导下,组合和精简化所有制造环节,让全部企业参与生产链条,优化各种机械设计制造技术实现机械制造最优化生产。计算机运算功能的不断强大,集成运算得到大规模的发展,通过整合网络技术及数据库系统联合控制机械设计制造的整个生产过程,实现了集成化的组合模式,制造新产品,开发新技术,节约制造成本,提升科技含量。

1.4智能化

人机一体化的机械制造设备随着计算机技术在生活中的各个领域的渗透已经在企业生产制造中发挥很大的作用。智能化系统制造行业中,人机交互合作,减少人工控制,节省人力资源的投入。智能化机械设计制造实现了高效高质量的生产需要,极大地提高了生产经济效益。下图是一个智能工厂实例,利用互联网技术及互联网管理思维与智能工厂柔性制造管理标准,组合智能设备APP平台(手机端)、智能工厂管理平台(PC端)、智能监管平台,实现生产现场管理作业网络化、智能化、移动化,实时采集生产数据,精准分析生产进度,智能化管理生产决策,实现生产过程的集成化与智能化,最大程度地提高生产经济效益。这种智能化的人机生产组合提升了生产自动化,大大发挥企业的实用性价值。

2自动化技术在机械设计制造的优点及发展趋势

2.1机械设计制造中应用自动化技术的优点

分析目前自动化技术在机械设计制造中的应用现状,主要由以下优点:(1)大大提高生产效率,企业在机械设计制造中应用自动化技术,大大提高机械设备生产过程中设备的信息处理效率,使其自动化调整,提升产品质量,减少人工成本。(2)完善安全性能,企业在机械设计制造中利用自动化技术,可以全面实时诊断和分析设备运行性能故障,确保维修人员及时对出故障的设备采取有效的措施进行维护,保障设备稳定持续运作,提高机械设备运行的安全可靠性。(3)减少成本,自动化技术在机械设计制造中的使用,不仅优化设备内部结构,减少设备能耗,保障设备简易操作,操控人员对整个生产过程科学管理,减少了能耗成本和人力资源成本,推到企业的经济与生态环境共同发展。

2.2机械设计制造中应用自动化技术的发展趋势

(1)机电一体化趋势,随着信息科技的发展,计算机技术的不断精进,机械设计制造一定会与计算机技术、机械技术相结合,让自动化更好服务于机械设计制造,实现机电一体化。不断完善机械制造的生产结构,使得机械制造在机械生产过程中高效高质量完成,提高机械制造的经济效益。(2)虚拟化趋势,互联网技术的发展以及智能理念不断深入人心,虚拟化是现代化社会发展的走向之一。未来自动化机械设计制造过程中,将虚拟化技术融入其中,通过构造虚拟化机械产品模型,明确机械的构件和参数,实现标准化、规范化、合理化的机械设计制造。如目前的智能化机械工厂,未来的机械设计制造工厂会更加智能化、数字化、虚拟化,实现虚拟与现实有机对接实现虚拟现实。(3)生态化趋势,节能环保一直是当今社会发展的宗旨,工业制造过程中要避免甚至减少破坏生态环境的事情再次发生,推动自动化机械设计制造过程中要不断贯彻落实“节能环保”理念,设计符合环境需求、绿色无污染的机械产品,最大可能的降低机械设计制造的成本,实现机械设计制造自动化向生态绿色方向发展,实现资源循环利用,经济可持续发展。

3结语

本论文探究了自动化技术在机械设计制造的应用现状,总结出自动化技术在机械设计制造的优点,建设性地预估了未来自动化机械设计制造的发展将会是机电一体化、虚拟化、生态化,促进机械设计制造业的持续发展。

参考文献:

[1]于守澎.自动化技术在机械设计制造中的应用探讨[J].黑龙江科学,2016,01(10):38,67.

[2]李昊.自动化技术在机械设计制造中的应用研究[J].信息化建设,2016,07(11):276-277.

[3]李春刚.自动化技术在机械设计制造中的应用分析[J].山东工业技术,2017,01(07):270.

机械结构论文范文7

突出工程观点机械设计课程是一门实践性很强的课程,而学生缺乏实践经验和感性认识,因此我们充分利用实验课、课程设计等实践环节,培养学生应用工程观点提高分析问题和解决问题的能力。实验课在传授知识和技能方面有着理论课无法替代的作用,它的特点是观察目标明确、清晰,原理结构易懂、有针对性,可动手操作等。我们要求学生仔细观察、分析,并将实际结果和有关原理进行分析、对比和归纳总结。如动平衡实验、螺栓组连接实验等几个验证性实验,目的就是验证理论知识,培养实验动手能力,同时提高学生应用工程观点分析问题的能力。课程设计是本课程及相关课程知识的一次综合运用,是学生第一次较全面的设计训练,是对学生设计思想、设计方法和设计能力的一次锻炼和检查。在此过程中,前一阶段教学中存在的问题会显露出来,因此这是系统培养和强化学生工程观点的一次难得的机会。

将单个零部件的设计与整机设计结合起来在实际的工业应用中,零部件往往不是单独使用的,它们要相互连接、配合形成系统进行工作。因此,机械设计课程教学的目标决不仅仅是为了能够进行单个零部件的设计,而是面向实际机械系统的设计。但目前国内高校机械设计课程的内容在编排上都是以零部件进行分块讲解,各个零部件之间没有很好地建立有机的联系,学生在学完整个课程之后虽然能够进行单个零部件的设计,但面临整机设计中的零部件之间相关问题设计往往无所适从。为此,我们在教学中每讲到某一个零部件的设计时总要抽出一定的时间详细介绍一下该零部件与其他零部件之间的关系、设计中如何进行相互协调等。

合理使用教学方法与教学手段

1采用多媒体教学,提高教学效果学校在多个校区建立了设备先进,条件优越的多媒体教室,能保证全校机械设计课程的多媒体教学。从2000年开始研究利用信息技术进行教学手段和教学方法的改革,进行多媒体课件的研制工作,完成了《机械设计基础》、《机械工程基础》、《机械设计》三门课程的多媒体课件,所用素材内容丰富、经典生动,学生反映良好,使用方便省时高效;使教师授课空间由二维的黑板扩展到了更真实、自然的多维空间,为改革传统的教学方法和教学手段提供了新的发展机遇。

2多样化的课堂教学帮助学生掌握重点、克服难点理论课加强启发式,采用多媒体和黑板相结合,并辅以配套电子版教材,帮助学生听课与复习;习题课通过抓住典型习题,举一反三,以点带面;讨论课以实际工程为背景,使学生在分析能力提高中理解重点;实验课充分发挥开放实验室的作用,使学生在自主动手能力提高中突破难点。

3建设“机械设计”省级精品课程网站利用校园网提供的网络教学平台,为学生提供了教学课件、学习指导、复习思考题、练习题等大量的学习资源,节省了学时,提高了教学效率和教学质量,也培养了学生的自学能力。

3开放主题的小论文,培养学生主动获取知识的能力

由于学时的限制,在讲授机械发展史等内容时,只能给学生一些很粗浅的认识。我们尝试让学生对这部分内容进行自学,并且给学生获取比教材上内容更丰富和具体的知识的途径,要求学生以“各种机械的发展史”为主题写成学习小论文。学生通过查阅相关资料,对各种机器的相关技术及发展有了较深入的认识,并完成了诸如“机器人的发展”“、抽油机的发展”、“联合收割机的发展”、“轮式拖拉机的发展”等小论文的写作,并编辑成册,培养了学生主动获取知识的能力。

工程实践能力和创新能力的培养

以机械设计课程体系的教学内容为背景,以强化设计型、综合型和加强学生动手能力培养为目标,我们将原“机械设计”的实验环节从课程中剥离出来,于2006年构建了单独设置、学分单列的机械设计实验课程,并新编了“机械设计实验指导书”和“机械设计实验教学大纲”,按五大模块体系设置了5个实验项目,其中:创新设计型实验1个,综合型实验3个,验证型实验1个。对每个实验项目规定了难度等级,要求每位学生至少完成3个实验项目,其中包括2个必做项目和1个选做项目,便于因材施教和培养学生个性发展。为进一步提高本科生科研能力、创新能力和实践动手能力,进一步激发学生的科技创新热情,依托西南地区较早建立的机械创新设计实验室,我校每年都举办大学生机械创新设计大赛,学生可根据自身的兴趣爱好和创新需求自由申请项目,也可申请参加教师从现有教学、科研、生产和管理研究课题中细化出来的项目或企业界设立的项目,学校给予经费支持,机械基础教学部配备指导教师。近几年来,学生的科技创新活动如火如荼的进行,优秀作品曾多次获得四川省“挑战杯”、全国“挑战杯”、全国大学生机械创新设计大赛奖项以及全国机器人足球锦标赛冠、亚军。

加强师资队伍建设

机械设计课程教学组鼓励和支持青年教师在职提高学位,实行指导教师责任制,安排富有教学经验的老教师在教学和科研上对新进教师进行指导和帮助,实行一对一的传、帮、带,并订有明确具体的培养计划,帮助他们提高教学能力,过好教学关。要求新进教师必须经过听课、辅导答疑、批改作业、指导实验、指导课程设计、试讲、点评、讲近机类课程等阶段后,才能讲机类课程。经常开展有关本课程的教改与建设、教材建设、教学方法与手段运用以及老教师示讲、试讲等教学法活动;鼓励青年教师在教学方法、教学手段等方面勇于创新,创造条件鼓励教师参加各种学术会议。鼓励青年教师积极参与本课程组主持或参加的校级及省教育厅立项的课程建设与教改研究项目。另外,加大引进具有丰富实践经验的高级工程技术人才,把不同经历的教师融为一个有机整体,使教师间共同磋商,相互学习,取长补短。

机械结构论文范文8

关键词:机械专业;毕业设计质量;教学方法

毕业设计是机械专业本科生培养过程中的最后环节,也是非常重要的环节。学生将综合运用大学四年积累的专业知识,分析和解决一个复杂工程问题,巩固所学课程的专业内容,弥补课程学习的不足,锻炼学生运用专业知识和工程技术原理解决机械工程领域复杂工程问题的能力,使学生初步掌握科学研究方法。因此,毕业设计质量不仅反映学生对机械专业知识掌握的情况,独立发现、分析和解决问题的能力,而且也能反映学校的教育培养质量。在指导毕业设计过程中,如何采用合适的教学方法以提高毕业设计质量,提高学生学习积极性和主动性,是值得探讨的问题。

一、毕业设计的特点

1.涉及课程广

学生应熟悉《工程图学》《机械原理》《机械设计》《机械制造技术》《机械CAD/CAM技术》《互换性与技术测量》《材料力学》《理论力学》等课程。毕业设计要求学生对这些课程知识进行综合运用,设计出满足特定要求的机械系统。

2.理论性强

学生应熟悉课题背景,应认识到所做课题的价值和意义,完成课题需要解决什么问题,需要采用什么方法和技术原理,需要应用哪些理论作为支撑,如何对课题进行设计验证等。

3.实践性强

机械专业毕业设计本身就是一门理论与实践密切联系的实践性教学专业课程。工程设计类对机械二维制图软件CAD、三维制图软件Solidworks、有限元分析软件ANSYS等计算机辅助设计软件应很熟悉,能够利用绘图软件将设计思想展示出来,并能用有限元分析软件进行传热学、流体力学、静力学、动力学、电磁学等分析,以评估复杂的工程设计。在条件满足的前提下,还应进行试验平台的设计和搭建,进一步验证设计的可行性。软件设计类对计算机语言要求较高,要求学生应掌握C/C++,VB,VC等计算机语言,并熟悉计算机语言调试工具。

二、毕业设计存在的问题

1.毕业设计时间仓促

一般情况下高校都将毕业设计安排在第八学期,同时这个时期也是学生选择就业的时段,在时间上二者就有了冲突。随着近年来就业压力增大,学生把更多的时间和精力放在就业上,然而这个时间毕业设计工作量大,任务重,学生也只能匆忙应对。由于本科毕业设计涉及课程知识较多,范围广,学生做毕业设计时不知道要用哪些知识点。因为缺少具体工程实践经验,学生不知道要从哪里开始做起,导致毕业设计质量难以得到保证。

2.选题随意,指导过程不到位

对于毕业设计的选题,很多学生由于平常缺乏对问题的思考和研究,没有感兴趣的课题,往往会随意选一些概述性题目,没有实际应用背景和理论价值;还有一部分学生寄希望于指导教师,让指导老师定题。指导教师自身在科研和教学中都有定量要求,本身所承担的教学任务就比较重,毕业设计中要指导的学生人数又多,就很容易在指导过程中直接告诉学生怎么做完,学生意识不到做毕业设计遇到的问题在哪里,这是“灌输、填鸭”式指导的体现。

3.学生整理资料能力差

毕业设计首要任务就是搜集资料并整理分析,这也是撰写毕业论文的关键步骤。在大学期间,文献检索能力一般是靠学生自学获得,很少会专门开设一门课来培养学生的检索能力。参加过大学生科创的学生相比没有参加过的学生,这方面能力会有较大差距。未参加过科创的学生搜集资料时大多只会利用百度进行简单的检索,情况好一点的会用知网搜索,能检索外文资料的更是少之又少。对于专利的检索,大多数学生不知道到哪去找和下载。看过专利的学生很少,会撰写专利的学生是极少数。学生将文献资料搜集后,整理资料能力有限,只会把资料无序堆积、东拼西凑,缺乏逻辑,缺少文献分析能力。

4.毕业设计理论分析不足,实践能力差

毕业设计主要是由学生完成,指导教师在毕业设计中只起引导作用,提出修改意见。然而高校在教学中对机械专业学生撰写毕业设计能力的培养做得很少,而毕业设计对理论性和实践性要求都很强,学生在撰写毕业设计时往往不知道如何进行论证分析,无从下手。学生对毕业设计能够提出的方案很少,缺少设计想法,原因是:一方面文献调研能力有所欠缺,见得少,思考少,想法就少;另一方面,在校期间参与工程设计实践少,缺少设计实践经验。有的学生有了多个方案后,方案分析能力不足,不知道该如何选择。对零部件的选择计算不会灵活运用机械设计、机械原理、材料力学等基本知识。对设计的方案,不能表达其优缺点,本质上还停留在仿照设计的阶段,不知道为何要这么设计。毕业设计理论性强会使学生感觉任务困难,课题进展缓慢,对课题失去兴趣和积极性。实践性强会使学生在做毕业设计过程中对实际问题不知道该用哪门课程的什么理论或方法来解决,产生畏难情绪,毕业设计完成不佳。

三、教学方法探讨

1.培养文献检索能力

在大学阶段,文献检索课程尚未普及,大部分学生收集资料的能力仅限于用百度、360、谷歌搜索,缺少专业相关的文献检索培训。笔者在每年毕业设计开始前,会对学生进行集训,针对选定的课题在网上演示如何搜索自己想要的论文、专利、标准和书籍等,然后将整理好的常用检索网站发给学生,解决学生感觉资料少、找资料难的问题。通过培训,学生具有较强的文献收集能力,经过大量的阅读文献,会开拓学生的思路,丰富学生的想象,形成自己的想法。笔者在指导毕业设计过程中发现:学生在调研过程中多多少少都会有自己的设计方案和解决问题的方法,其中还产生了多项发明专利。

2.用问题引导学生

在指导毕业设计过程中,容易出现“灌输、填鸭”式的指导,即很明确地告诉学生第一步做什么,第二步做什么,最后做什么。结果学生做完毕业设计,尚不知哪里有问题,觉得一切都是正常的,没有问题。答辩时,老师问学生解决了什么问题,学生只会说做了什么,不知道解决了什么问题。这种毕业设计的指导是以完成任务为导向的,很显然缺乏对学生发现问题能力的培养。因此,有必要以问题为导向指导学生,激发学生的好奇心和探索欲。实践表明,以问题为导向,可以使学生更深入地了解自己的课题,激发其做毕业设计的积极性和主动性。

3.理论结合实践

在做毕业设计过程中,学生对所设计的对象缺少直观认识和了解。尽管通过调研对课题有比较深入的认识,从理论和原理上能够对课题进行设计,但具体到如何实现,缺少实践经验。因此,学生设计具体零部件时,常常会将完成某个功能的部件设计成一个零件,缺少其加工、安装和维护的考虑。以某学生设计机械手气缸的夹持零件为例(见下图),学生将夹持部分和连接部分设计成一体,主要考虑其夹持和连接功能。在工艺上存在的问题有:零件形状复杂,难加工;安装不方便;互换性差。可见学生缺少工艺实践,设计自然会想当然。为避免这种情况,在遇到类似情况时,为学生提供参考图册或视频,也可以带领学生进工厂参观,观察机械零部件的实际形状、结构和尺寸,实地考察零部件加工过程,进一步熟悉机械加工工艺过程,加强学生实践经验的学习和积累。

4.应用有限元仿真技术

三维建模是机械专业培养过程中的一个必修环节。通过学习,学生基本可将自己的想法通过三维建模软件进行实例化,常用的建模软件有Solidworks、Catia、Pro/Engineer等。毕业设计涉及的三维模型一般都比较复杂,很多学生不知道如何验证其可行性。笔者在带毕业设计时,学生提出窥视窗装配机的设计方案后,提问:窥视窗重量达10吨,怎么知道装配机的结构能够承受如此大的重量。由此可见,学生对复杂的问题不会简化成已学的悬臂结构,计算其弯曲强度,采用强度理论进行校核;此外,学生不了解有限元原理,不知道有限元仿真软件可以计算出模型结构中任何位置的应力和变形,然后同样也可以采用强度理论进行校核。因此,当学生设计出自己的模型后,对其进行有限元仿真培训,让其直观感受到设计的可行性,可激发学生的学习兴趣,培养其机械设计能力。

四、结束语

通过分析机械专业毕业设计的特点及教学过程中存在的问题,结合实践教学,采用四种教学方法提高了学生学习积极性、主动性和毕业设计质量。培养文献检索能力可以使学生产生自己的设计方案;用问题引导学生可以使其找到解决问题的方法;理论结合实践可使学生设计出更加符合实际的零部件;应用有限元仿真技术可使学生对设计可行性有直观的认识。以上方法在毕业设计教学过程中的使用取得了很好的教学效果。

参考文献:

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