机械设计步骤和方法

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机械设计步骤和方法范文第1篇

关键词：机械设计；金属类；模块化设计

在工业发展中，机械设计是重要的组成，而促进其设计效率提升的重要手段，就是模块化设计方法。但在实际运用中，模块化设计方法还有许多缺陷存在。伴随着迅猛发展的科技，还需要不断的创新模块化设计方式，以更好的促进其程序的简化。

1模块化设计的方法与步骤

首先，在机械设计过程中，要注重科学化选择和应用模块化的设计方法。既通过综合产品要素，形成模块。在通过组合模块，而最终形成产品。有诸多功能的模块存在于具体的设计中。为满足实际的不同需求，通过对组合模块的选择，能形成多样化的产品。在设计模块化的过程中，应划分模块，通过分解功能，使模块间的耦合性有效降低，对模块功能的独立性提供保障。其次。应依据科学化的步骤，进行模块化设计。一是将加强重视系列模块设计。通过对计算机技术的有效运用，充分调查和分析市场情况，对用户需求予以明确，与功能需求相结合，对参数进行设计，旨在对产品功能进行科学化的设计。二是在实施这些基础工作之后，在切分模块，对模块结构进行科学设计。通过资料库的构建，而对模块化的整体功能进行构建，进而使机械设计的整体质量提升。在模块化设计步骤中，比较重要的内容，就是设计单产品模块化，其设计与实现，主要是以系列模块设计为基础。为此，应立足于实际需求，在设计单产品模块的过程中，明确参数，并高度重视模块的选择工作。同时，另外一项比较重要的内容，就是对模块的组装分析和计算环节。通过完善以上各项工作，对提升模块性能提供有效保障。

2机械模块化设计的作用

相关设计人员在充分的调查和分析市场产品功能的基础上，进行设计，通过组合模块，以形成特定的产品，充分发挥模块化设计的作用。可立足于实际情况变更模块化体系，也可优化模块设计理念。机械设计中的模块化设计方法能使设备运行效率提升，在使设计周期减少的同时，能对产品的性能提供保障，真正实现集成设计和知识管理的目标。对于维修工作而言，利用机械设计模块，能提供很大的便利。无需在进行大面积和大规模的维修任务，实施工作只需要在具体的部位进行。在机械模块化设计中，具有相对简单的模块结构，拆卸和安装都非常方便。在模块化的设计中，更进一步突出了包装设计的简化作用。通过引入模块化技术，不仅能提供了技术支持，还能使设计人员的工作效率进一步提升。模块化设计不单单使包装流程大大简化，还使设计成本有效降低，对于成本支出，发挥有效的促进作用。

3模块化设计方法的具体应用

首先，在机械设计过程中，应立足于实际需求，应用模块化设计方法，以真正提升生产效率。在机械设计前，应与生产工艺需求相结合，用科学化的操作方法和步骤，对模块进行划分，便于对模块的完整性和独立性提供保障。只有对模块化设计准确把握，才能使其性能进一步提升。在模块的设计规划中，为了不对其他模块的正常运行产生影响，应使更换和检修模块工作妥善完成，便于对实际应用需求给予满足。其次，机械设计过程中的模块化设计，需要合理划分各个模块。对于数控立式车床的设计，应立足于实际生产工艺需求，应用科学的方法，进行规划和设计。[1] 陈遥韵.探讨机械设计中材料的选择和应用[J]. 时代农机.2017(02).[2] 于彩敏.针对应用型本科教育的“机械设计”课程教学改革与实践[J].江苏科技信息.2017(11).[3] 张武.零件倒角在机械设计与制造中的应用[J]. 现代制造技术与装备.2017(04).[4] 王森.模块化设计方法及其在机械设计中的应用[J]. 现代制造技术与装备.2017(04).[5] 樊小丹,张丹.浅谈机械设计标准及制造质量控制[J]. 黑龙江科学.2017(06).[6] 张军,黄福敏.浅谈机械设计中材料的选择和应用[J]. 黑龙江科学.2017(06).为了进一步提升工作效率，在应用模块化设计方法时，应对构造进行合理分析，有效划分生产环节结构。生产模块的划分中，为了提高生产效率，需要进一步明确生产功能和生产工艺，通过科学调度，对更好的完善功能模块提供保障。

4模块化与科技的融合

4.1模块化与成组技术

成组技术在模块化设计方法中，具有很多共通之处，成组技术主要是通过划分，对零件及工艺的相似性提供保障，之后为实现生产目标，在标准化的处理相似的零件。在设计模块化技术的过程中，其与成组技术的应用，还存在着很多相同之处，通过结合相同类型的软件功能，形成相应的模块。由此可见，将成组技术的理念运用在模块化设计方法中，可使机械设计的效率和质量进一步提升，较好地提升了机械设计的质量和效率。

4.2柔性制造技术

因为具有灵活多变的优势，柔性制造技术实现了生产的优化。将柔性制造技术运用在模块化的设计中，不仅能使机床的共性问题得到解决，还能机床个性化问题的解决得到有效解决。在此过程中，功能设计所遵循的思想，是运用最少的模块。通过应用柔性制造技术，实现一机多用的目标。目前，在机械设计中，柔性制造技术和模块化技术已经成为的重要研究项目。

4.3模块化设计的新技术结合

为了将模块化设计的作用充分发挥出来，需要有机的结合当前的一些新技术，以真正体现模块化设计的价值。通过综合同类软件功能，以形成相应模块，使之拥有更加强大的技术。例如，有机的综合柔性制造技术和模块化设计。当前，油柔性制造技术具有非常广泛的应用，具有比较的突出的技术应用的灵活多变特征，能使机械设计中机床的个性化问题得到有效解决。同时，有机结合计算机辅助技术和将模块化设计，通过应用计算机辅助技术，能使设计实现条理性和稳定性，进而使计算机的整体效率得到真正提升。

5结语

机械设计步骤和方法范文第2篇

关键词：机械设计 智能化 技术分析

中图分类号：C35 文献标识码： A

1、引言

机械设计是机械工程的重要组成部分，是机械生产的第一步，是决定机械性能的最主要的因素。机械设计的目标是：在各种限定的条件下设计出最好的机械，即做出优化设计。而优化设计需要综合考虑最好工作性能、最低制造成本、最小尺寸和重量、使用中最可靠性、最低消耗和最少环境污染等多面的需求，这些要求常是互相矛盾的，而且它们之间的相对重要性因机械种类和用途的不同而异。因此，作为设计者我们的任务是按具体情况权衡轻重，统筹兼顾，使设计的机械有最优的综合技术经济效果。

2、机械设计的过程与步骤

在设计开始之前，先要制定设计任务。在设计的每个步骤中，都可能发现前面步骤中某些决定不合理，这就需要折回到前面那个步骤，修改不合理的决定，重做随后的设计工作。

2.1制定设计任务

这是设计的前期工作。设计任务的根据是用户订货、市场需要和新的科研成果。设计部门应用各种技术和市场情报，拟列可能方案，比较其利弊，与经营部门和用户共同商议，制定合理的设计任务目标。这对新型设计特别重要。任务目标的失误将造成经济上的严重损失，甚至遭到全面失败。

2.2确定工作原理和基本结构型式

如设计任务未作明确规定，设计的第一个步骤就是确定总体方案，即确定所要应用的工作原理和与之相应的结构型式。

2.3运动设计

设计的总体方案确定之后，接着需要运用机构学的知识，选用合适的机构以得到所需的运动方案。在新型设计中，可能会需要综合一个新的机构以得到所要求的运动方案，这常是一个困难的工作。因此，设计者一般尽量应用已有的和成熟的机构所提给的运动方案。

2.4结构设计和绘制初步总图

运动设计之后，设计者开始进行结构设计，计算机械各主要零件的受力、强度、形状、尺寸和重量等，并绘制主要零、部件草图。这时如发现原来选用的结构不可行，就必须调整或修改结构。同时还应考虑有无可能产生过热、过度磨损或振动的部位。

2.5初步审查

初步总图绘制后，需要请对该类机械有经验的设计、制造和使用人员以及用户或委托设计单位的代表进行初步审查。审查结果如认为设计不适用（如重量、体积太大，造价太高，对结构的可靠性有怀疑等），则须重新进行运动设计，甚至改用别的工作原理和基本结构型式。多数情况是对设计采取某些改善措施。

2.6技术设计

根据初步审查意见，对设计进行修改，并绘制所有的零件和部件图。对主要的零件和部件进行精确的应力分析，按分析结果修正零件的形状、尺寸等细节，并规定材质和热处理。确定零件加工精度以及部件和总装的装配条件。完成设计、电气设计（驱动和控制）。重绘总图，某些重要的和批量生产的机械有时还要制作出模型。将完成的技术设计提交第二次审查。

2.7绘制工作图

根据第二次审查的意见作最后的修改后，就可以绘制正式的零件图、部件装配图和总装配图，编写零件表、易损零件清单、使用指南等技术文件。设计负责人应注意协调零件间的尺寸，核对耦合件间的公差配合，复核某些零件的强度和刚度。零件图完成后开始图纸核对，这是非常重要的工作。经过仔细校对的图纸能保证加工后装配顺利。最可靠的校对方法是根据已绘制好的零件图重绘出一张总装配图，所有矛盾之处就会表现出来。在绘制零件图的同时还需要进行两项工作：一是工艺性审核，使零件便于加工并降低制造成本；二是标准审核，使零件结构要素、尺寸、公差配合、热处理技术条件以及标准和通用零件等符合标准的规定。

2.8试生产和定型设计

对于单件或小批生产的机械，经过上述步骤完成的设计图纸可以投入正式生产。对于成批或大量生产的机械，在正式生产前要先试制样机，进行功能试验和鉴定，通过后，再按批量生产工艺进行批量试生产。在批量试生产中所出现的问题还可能需要对设计作相应的修改，方成为可供正式生产使用的定型设计。

3、现代机械的设计方法

3.1专业现代设计

由机械设计和计算机专业人员共同开发的计算机软件，能够反映和描述机械产品在实际工况下的各种损伤、失效和破坏的机理，可以定量分析和计算机械零件和机械的动态行为，并形成固定的设计程序，这就是专业的现代设计方法，如：振动分析和设计，摩擦学设计，热力学传热设计，强度、刚度设计，温度场分析等等。这些软件都是在传统的设计方法基础上，应用计算机技术开发出来的。例如：用Pro/M软件分析机械装置的动态特性，用ANSYS软件分析应力都是这方面很好的例子，为准确判断装置的可靠性和选择设计参数奠定了基础。

3.2通用现代设计

为了满足机械产品性能的高要求，在机械设计中大量采用计算机技术进行辅助设计和系统分析，这就是通用的现代设计方法。常见的方法包括优化、有限元、可靠性、仿真、专家系统、CAD等。这些方法并不只是针对机械产品去研究，还有其自身的科学理论和方法。本文就以下几种方法进行了阐述：

（1）优化设计

机械优化设计是最优化技术在机械设计领域的移植和应用，其基本思想是根据机械设计的理论，方法和标准规范等建立一反映工程设计问题和符合数学规划要求的数学模型，然后采用数学规划方法和计算机计算技术自动找出设计问题的最优方案。它是机械设计理论与优化数学、电子计算机相互结合而形成的一种现代设计方法。

（2）仿真与虚拟设计

计算机仿真技术是以计算机为工具“建立实际或联想的系统模型”并在不同条件下对模型进行动态运行实验的一门综合性技术。而虚拟技术的本质是以计算机支持的仿真技术为前提，在产品设计阶段，实时地并行地模拟出产品开发全过程及其对产品设计的影响，预测产品性能、产品制造成本、产品的可制造性、产品的可维护性和可拆卸性等，从而提高产品设计的一次成功率。这种方法不但缩短产品开发周期，也实现了缩短产品开发与用户之间的距离。

（3）有限元设计

这种方法是利用数学近似的方法对真实物理系统（几何和载荷工况）进行模拟。还利用简单而又相互作用的元素，即单元，就可以用有限数量的未知量去逼近无限未知量的真实系统。它不仅能用于工程中复杂的非线行问题、非稳态问题的求解，而且还可用于工程设计中进行复杂结构的静态和动力分析，并能准确地计算形状复杂零件的应力分布和变形，成为复杂零件强度和刚度计算的有力分析工具。

（4）模糊设计

它是将模糊数学知识应用到机械设计中的一种设计方法。机械设计中就存在大量的模糊信息。如机械零部件设计中，零件的安全系数往往从保守观点出发，取较大值而不经济，但在其允许的范围内存在很大的模糊区间。机械产品的开发在各阶段常会遇到各种模糊问题，虽然这些问题的特点、性质及对计策的要求不尽相同，但所采取的模糊分析方法是相似的。它的最大特点是，可以将各因素对设计结果的影响进行全面定量地分析，得出综合的数量化指标，作为选择决断的依据。

结束语

总之，在机器的制造过程中，随时都有可能出现由于工艺原因而修改设计的情况。如需修改时，则应遵循一定的审批程序。机器出厂后，应该有计划地进行跟踪调查；另外，用户在使用过程中也会给制造或设计部门反馈出现的问题。设计部门根据这些信息，经过分析，也有可能对原设计进行修改，甚至改型。

参考文献

[1]邱宣怀等.《机械设计第四版》，高等教育出版社，2007-8-20.

机械设计步骤和方法范文第3篇

关键词：机械设计；机械制造；技术

中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：

引言

机械设计制造技术是衡量一个国家科技发展水平的重要标志。随着科技的发展，计算机网络技术的普及，机械设计方法已经有了实质性改变，科技新成果，不断丰富着机械设计的思想、理论以及方法，不断促进了机械设计发展和变革。在我国，机械制造技术经过多年的发展取得了极大的进步，但是相比较国外一些发达国家而言，还存在着一定的差距。不断地完善机械设计与加强机械制造技术，是保证我国机械制走向世界领先水平的前提条件。

1. 当前机械制造业设计的方法及内容

当前机械制造业设计方法是在对过去传统的机械设计理念进行深刻反思的基础上,综合运用现代化的设计技术手段实施的相应机械设计,可以概括为以下三个方面主要内容。

1.1 数字化成为当前机械设计的核心特点

随着科技的进步,尤其是数字化技术的高速发展,在机械设计进行之前久能够围绕整个设计生命周期进行相应的建模工作。同时可以充分利用计算机技术进行模拟设计,并对产品设计的整个生命周期进行过程模拟,给实际机械设计提供最佳的参考素材。在设计当中,还能够综合运用大量的数字化的设计技术及方法,广泛应用计算机辅助设计以及数字管理手段对全部设计的过程进行科学管理,确保资源配置最优化、设计效率最大化。

1.2 并行化成为当前机械设计的最大趋势

依托计算机支持,机械制造设计团队能够实现更多信息的共享,从而打破了时间和空间阻隔障碍。不同地区的机械设计工作者能够在同一平台下实现协同设计工作。在机械设计的过程中能够更多地赢得技术方面的支持和帮助,实现各种优势的互助互补,不断提高设计能力和设计水平。而过去传统的机械设计往往是单方面串行的设计,每项产品均需要实施分步骤设计,在一个设计步骤完成后,才能够进行下一个步骤的设计,设计资源利用度不高。此外在设计过程中各个设计环节也缺少必要的沟通手段,无法对设计中发现的问题在第一时间进行修正,使机械设计的开发周期变得更长,并增加了设计人员的工作量。随着当前机械大型化、综合化的发展,各种机械的构造及功能都变得更加多样和复杂,机械设计开发初期确立的思路对于后期影响较大,由于设计过程比较复杂,如果前期的设计思路一旦出现纰漏,那么将很难进行及时的修正。

1.3 智能化成为当前机械设计的迫切要求

随着自动化技术在机械设计领域的广泛应用,机械的自动化程度已经变得越来越高,相应地对机械自动化设计进程也提出了更高的要求。机械设计师需要充分利用智能技术进行相应的机械设计工作,构建完善的智能化的体系。

2. 我国机械设计制造技术发展的现状分析

机械设计制造包括研究产品的设计、生产、加工制造、销售使用、维修服务乃至回收再生的整个过程。它是以提高质量、效益、竞争力为目标，包含物质流、信息流和能量流的完整的系统工程。我们仍然需要正视的是，由于中国底层基础还十分薄弱，与工业发达国家相比，我国的制造业仍然存在着一个阶段性的整体上的不足。我国机械制造业的快速发展，主要依靠技术引进和赶超型发展战略，严重缺乏自主研发环节，这在很大程度上限制了中国机械制造业的发展，加之中国劳动力资源丰富而资金相对短缺，致使机械制造业的科技研发明显滞后。虽然中国机械制造业的产品数量已经位居世界前列，但主要依赖于劳动密集型产品，具有自主知识产权的高、精、尖产品比较少，在国际竞争中取得了相对的劣势。同时，我国械制造业产品的质量虽然有了很大程度的提高，但大量的机电产品的质量可靠性、外观设计、内在性能还存在一些问题。所以，就目前实际情况总体来说，中国的制造业大而不强，中国是制造大国而不是制造强国。

3. 机械产品的现代设计方法

3.1 智能化

智能化设计方法的主要特点是：根据设计方法学理论，借助于三维图形软件、智能化设计软件和虚拟现实技术，以及多媒体等工具进行产品的开发设计、表达产品的构思、描述产品的结构。

3.2 系统化

系统化设计方法的主要特点是：将设计看成由若干个设计要素组成的一个系统，每个设计要素既具有独立性又存在着有机的联系，并具有层次性，所有的设计要素结合后，即可实现设计系统所需完成的任务。

3.3 模块化

模块化设计方法的主要特点是：视具有某种功能的实现为一个结构模块，通过结构模块的组合，实现产品的方案设计。

3.4 基于产品特征知识

基于产品特征知识设计方法的主要特点是：用计算机能够识别的语言描述产品的特征及其设计领域专家的知识和经验，建立相应的知识库及推理机，再利用已存储的领域知识和建立的推理机实现产品的方案设计。

4. 机械制造中先进技术分析

4.1 计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）技术

计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）技术是20世纪制造领域最杰出的成就之一，也是计算机在制造业中应用最成功的范例之一，它是一门多学科综合的技术，也是当今发展最快的技术之一，目前已经形成相关产业。CAD/CAM等新技术在制造业的应用，对制造业的制造模式和市场形势产生了巨大影响，促进了生产模式的转变和制造业市场形势的变化。

4.2 数控加工技术

随着科技的发展，产品的形状和结构的优化，对零件加工质量的要求也越来越高。由于产品改型频繁，在一般机械加工中，单件和中小批量产品所占比重越来越大。为了保证产品质量、提高生产率和降低成本，要求机床不仅具有较好的通用性和灵活性，而且对加工过程中的自动化提出了更高的要求。数控加工技术就是在这种环境下发展起来的，适用于精度高，零件形状复杂的单件和中小批量生产的高效、柔性的自动化加工技术。目前，数控技术发展迅速，应用领域已从航空航天普及到汽车、机床等制造业及其他中小批量生产的机械制造行业中。

4.3 精密与超精密加工技术

随着航空航天、计算机、材料科学、激光和自动控制系统等高科技产业的迅猛发展，综合应用当今先进的加工技术，使机械加工精度已经提高到了0.01μm的亚纳米级，并向纳米级发展。精密加工和超精密加工技术是现代制造技术的前沿和主要发展方向之一，它已经成为国际科技竞争中能否取得成功的关键技术，尤其是精密加工技术在尖端产品和现代武器制造中有举足轻重的地位。

4.4 超高速切削、磨削技术

超高速加工技术是指采用超硬刀具和磨具，利用能可靠实现高速运动的高精度、高自动化和高柔性的制造设备，以提高切削速度来达到提高材料去除率、加工精度和加工质量的先进加工技术。具有切削力小、热变形小、加工精度高和降低加工成本等优越性。

4.5 新一代制造装备技术

4.5.1 少无夹具制造技术

在常规制造系统中，产品生产所需大量夹具不仅耗费大量资金，更严重的是延长了产品的准备时间，形成制造过程中的“瓶颈”，这是造成柔性差、响应速度慢、生产成本高、企业竞争能力弱的主要因素之一。鉴于少无夹具制造技术所具有的重要学术意义和实用价值，国内外多个单位均在这一领域开展了研究工作。

4.5.2 虚拟轴机床

新型并联构型制造装备虚拟轴机床实质上是机器人与机床的混合物，其在结构上完全不同于传统的数控机床，具有模块化程度高，结构简单，速度、动态响应快，造价低等优点，克服了传统的机床设备一些无法避免的固有缺陷。

4.6 微细制造与纳米技术

随着人们对许多工业产品的功能集成化和外观小型化的需求，使零部件的尺寸日趋微小化。这些需求导致了自20世纪70年代起出现了微细加工和纳米制造技术，他们促使了微型机器向系统化方向发展，并形成了有广阔发展前景的微机电系统（MEMS）。

结束语

综上所述，随着科技水平的不断提升，我国机械制造业取得一定的成绩，但是我国的机械设计与制造技术还存在着一定的不足，这些都严重的影响到我国机械制造业的发展。在机械设计与制造中掌握时展的趋势，不断地对设计方法与制造技术进行完善，采用先进的机械制造技术，从而推动我国机械制造水平的提升。

参考文献：

[1]张宝坤,王淑霞,王艳.机械设计制造及其自动化的发展方向[J].化工装备技术,2011.

机械设计步骤和方法范文第4篇

关键词：一体化教学；单元设计；实验实训；课程设计

中图分类号：G712文献标识码：A文章编号：1005-1422（2013）11-0103-03

一、引言

根据全国高职院校的教学改革经验，工学结合、教学做一体化是目前高职院校广泛推崇的一种教学模式。但是，这一教学模式的实施必须具备一定的师资力量、物质设备、实习场地等条件。要做到每一个专业、每一门课程都全面实行一体化教学模式，实施起来难度较大，这就需要有一个循序渐进的过程，即一个过渡期。在这一过渡期，我们该如何做？就目前大部分高职院校的现状来看，课堂教学仍然占了较大的比重，在这种情况下，如何设计教学内容和教学模式，是每一位教育工作者值得深思和探讨的问题。

二、从实际出发，积极推进课程教学的单元、整体设计（一）课程教学的整体规划与设计

机械设计基础不仅是一门技术基础课，而且也是一门能直接用于生产的设计性课程。本课程的教学目标不仅在于传授常用机构和通用零件的基本知识、基本理论和基本设计方法，更重要的是培养学生的实际机械设计能力。高等职业教育要办出特色，就应按职业岗位所需的知识结构和能力结构以及生产实际需要来构建以职业技术能力为主的课程体系。据此，应将机械设计基础以章节划分的课程内容设计成为若干个教学单元：机械的组成及特性、联接、机械传动、支承零部件、机械设计综述等。本课程新的课程结构，首先从机械的整体出发，从宏观上使学生了解机械整体的基本知识和要求，把握每个模块和整体的关系，从简易的联接入手，到各种机械传动、支承结构；以机械传动为课程重点，把握各种机械传动的特点，为培养学生机械安装和调试能力奠定良好基础。

（二）教学单元内容设计

高职教育教学内容及课程体系强调理论知识的应用，要求按照一线生产实际需要授课，其课程体系突出能力与素质的培养，教学内容应摆脱学科系统性、完整性的束缚。按照这一思路，需对教学内容进行调整：（1）机械设计都是以机构运动简图为研究模型的，建立机械运动简图是机械设计的基础，因此，应把机构的结构分析，机构运动简图的定义、性质和常用运动副的代号，机构运动简图的建立作为重点讲授内容。（2）对机构设计部分的内容，过去是以讲授图解法为主，随着计算机辅助机械设计的广泛应用，其教学内容应该逐渐转换为以讲授解析法为主。（3）对于机械传动和零件设计部分，应减少计算公式的推导过程，增加零部结构设计的内容和一些设计参数的选取原则，并加强对机械运行的介绍，比如多种传动方式的组合、原理、特点以及工程实际中的应用、维护等，多向学生介绍机械方面的新发展、新思路，以开阔学生的眼界。

在过去的教学中，通常只重视设计计算，认为学生只要会计算就达到要求了，而轻视结构设计，以及结构设计与工程实际技术问题紧密结合的部分，导致教学与实际脱节。如滚动轴承这一章，轴承装置设计在教学中往往不作为重点，但却是生产一线技术人员接触最为广泛的内容。因此，可以把这章内容进行重新整合，把轴承装置设计作为重点，要求学生重点掌握轴承的安装、配合、紧固、调节、、密封等实践性很强的技术问题。在学习了这些基本知识的基础上，再举一些工程实例，如CA6140车床主轴支撑的例子，通过这个实例，使学生重点掌握轴承的组合结构、轴承的调整以及轴承的精度对机床主轴传动的影响。通过整合，使学生既学会了轴承的基本知识，又掌握了轴承的应用技术，同时使学生明确了轴承在工程实际中的重要地位。

1对课程单元、整体设计及一体化教学的思考

（三）单元设计要坚持“必须够用”原则

进行单元教学设计时，需坚持“必须够用”原则，删除不必要的理论推导和证明。高等职业教育培养目标强调的是人才的应用性，毕业生所从业的岗位决定了他们没有必要对计算公式、定理、方法等的来龙去脉像研究型人才那样了解得清清楚楚，而应注重于如何运用这些公式、定理、方法等来解决实际问题。

如机械设计基础中凸轮机构从动件运动规律中的速度、加速度方程的推导过程；带传动即将打滑时紧边拉力与松边拉力之间的关系式的推导过程等都应删除或略讲。与先前所学课程重复的内容、偏深偏难而又不实用的内容、因科学技术发展进步而落后的内容也应删除。

（四）单元设计需不断完善

进行单元教学设计时，不断完善必要的基本知识和理论，增加基本设计方法和实践性内容。机械设计所需的基本知识和基本理论、紧密结合工程实际且多样化的设计方法，是培养学生机械设计能力的根本保证。而以往的教材对此注意不够，具体表现为：（1）基本设计计算原理和设计方法介绍得较少，致使学生解决实际问题的思路少、方法少。例如：平面四杆机构的设计，一般教材只介绍按给定连杆的2个（或3个）位置设计，以及按行程速比系数设计等两三种方法；轴上零件的定位固定，一般也只介绍轴肩、轴环、套筒等几种方法。（2）对设计方法和步骤缺少分析、总结和归纳，不利于学生整体设计思想方法的形成。（3）实用性、实践性内容少，不利于学生应用所学理论知识和方法解决工程实际问题能力的培养。

（五）单元设计的评价

一堂职业教育的好课既要看教师是否认真进行了突出职业能力培养的单元教学设计，又要看是否圆满地按照设计进行了实施，取得预定的教学效果。综合起来，主要应从以下几个方面进行评价。

1.单元目标的评价。单元目标包括职业能力目标和知识目标。单元目标一经设定，应当严格遵照执行，不能随意更改。但可以将其进一步分解细化，确定重点、难点及解决办法，使之更加明确、具体，更具可检验性。另外，还可结合课程教学内容的实际，适当添加德育或人文目标，但不能盲目拔高或扩张。

职业能力目标同知识目标一样，不能随意更改。必须对训练项目实施步骤、方式、训练素材、所需场地器材及工具、安全事项、考核方法等做出规划与安排。

2.单元教学过程的评价。单元教学过程的设计与实施是实现培养目标的途径，是提高课堂教学效果和效率的重要环节，也是单元教学设计和现场实施中最重要、最难、最能体现教师教学能力的环节，因此，这是单元教学评价的重要方面。应重点考核职业能力训练过程、步骤、方法、手段的设计与实施是否符合学生职业能力提高和知识认知的规律，是否能够激发学生的学习兴趣和内在动力，重点是否突出，难点是否得到有效化解，实训条件是否准备充分，教师操作是否熟练，指导学生是否得法，各步骤时间分配是否合理等等。

三、推进“教、学、做”一体化模式，提高教学效率和质量针对机械设计基础课程的特点，真正实现“教、学、做”一体化教学模式，提高教学效率和质量，需做好以下几方面的工作：

（一）理论联系实际，激发学习动力

机械设计基础是与工程实际联系紧密的课程，教学过程中应特别注重理论联系实际。如讲解平面机构时，可列举实际机器（内燃机、汽车等）和日常生活中（缝纫机的踏板机构、农用水井压水机构等）的应用实例，并介绍与专业有关的金属切削机床――牛头刨床的应用实例，增强基础课与专业课之间的联系，使理论知识和实际应用有机地结合起来，激发学生学习的动力。

（二）讲练结合，精讲多练

对机械设计基础基本概念的讲解要强调联系实际，讲练结合，即在各章节安排相应的练习，还安排一些阶段性的综合练习，提高练习的综合程度，注重方法的运用和掌握，注意对各种理论、方法的综合应用进行总结。使学生学牢学活知识，并具有应用知识解决问题的能力。

分析讨论是开发学生智能，锻炼学生胆量，培养学生科学思维能力的有效教学方法。讨论的内容可以是概念题讨论、综合题讨论、自选题讨论。例如，经常布置一些较重要的概念性思考题，让学生课外思考，下一次上课进行提问。适当讨论，这样可以促进学生课外自学，加深对基本概念的理解。

（三）建立必备的实验、实训条件

机械设计实验、实训是学生职业技能培养的重要环节，因为实验项目是以机械工程技术为背景的，如通过渐开线直齿圆柱齿轮参数测定和减速器的结构分析、装配实验等，使学生学习和掌握具体的测试技术、测量方法，熟悉测量工具与设备。教师在指导过程中还可进行一些创新，设计并提出一些新的实验内容，如可选用一些磨损过的齿轮和使用过的减速器，通过分析，提出一些具体的修理、调整、改进的意见和解决问题的方案。这样，既巩固和加深了理论知识，又使理论知识与实践能力培养有机结合起来，同时使学生觉得学有所用。

（四）搞好课程设计，培养学生综合技能

机械设计基础的课程设计是把学生学过的各学科知识较全面地综合应用到实际工程中去，力求从课程内容上、从分析问题和解决问题的方法上，从设计思想上培养学生的工程设计能力。首先，在选题上要考虑培养目标，有针对性，有侧重面：可选二级减速传动装置作为设计题目，其中，一级为v带传动，另一级为单级斜齿圆柱齿轮传动。这样的选题，既包括本课程的主要内容，又使学生得到较为全面的训练。在设计之前，应先组织学生对该传动装置进行拆卸、安装，使学生熟悉装置的基本构造，整体组成结构及各部分结构、功能、装置和调整；各个零件之间的连接关系与特点，然后找出标准件与非标准件，明确传动装置布置形式与空间位置的关系，建起一个立体的概念，避免出现闭门造车和照抄照搬式的设计，与生产实际相脱节。在设计过程中，许多参数不可能完全由计算决定，需要借助画图、初选或初估等手段，并且通过画图、计算、修改交叉进行，同时要求学生认真阅读参考资料，学会查阅相关手册等。

参考文献：

机械设计步骤和方法范文第5篇

关键词：现代机械设计 创新 方法

中图分类号：TH122文献标识码： A

传统的设计已经不能适应于新时期的需求，现代机械设计方法在传统设计的基础上，融合了多个社会领域的因素，并进行了整体的优化。现代机械设计方法依据计算机技术和设计方法学，加快了设计的进度、提升了设计的质量和成功率，也加强了市场经济形势下的机械产品竞争力。科技的进步，将会进一步拓宽现代机械设计的内容，从而使得设计产品具有更高的质量。

1 现代机械设计的方法

1.1 三次设计法

三次设计法分为三个主要的过程，即参数设计、容差设计和系统设计。参数设计是优化组合各个功能部分，让系统内的各参数达到最佳的组合,从而减小产品所带来的负面影响;容差设计是对机械设计做一个整体的检验，保证每一个参数的具体波动范围，减少制作过程中的成本;而系统设计是机械设计的基础部分和核心理念，也是机械设计的开始阶段。三次设计法的核心内容是容差设计和参数设计，它也是质量最高的设计方法。

1.2 普适设计法

普适设计注重总结和积累经验。由于机械设计种类随着时展逐渐增多，需要一个系统性的理论方法来归纳和总结。普适设计理论是设计方法中的典型，它建立了系统性的设计方法，在规则、方法和策略中都有确切的设计规则。普适设计理论侧重在机械设计内的结构，是一种立足于经验的方法，其能量输出和输入都是和经验相关。

1.3 公理化设计法

公理化设计法立足于决策理论。此方法结合了普适法，吸收了普适法的经验设计。公理化设计法的基础是系统理论，加上科学决策，便可以形成法律公则和科学基础为主的设计方法。即便是缺乏系统经验和知识，公理化设计法依旧能有效地利用。由此看出，公理化设计法比较传统。但一些机械化设计很复杂，倘若不依据先进的理论方法并不能加以设计。而公理化设计方法却能优化多个复杂类型的机械设计，获得良好的设计效果。

1.4 电子信息技术设计法

此机械设计方法是由于计算机技术、通讯技术的发展而形成的。机械设计人员在构思和运算时，可借助于计算机的高速操作能力。传统机械设计多是用手工绘图的方式，形成设计方案。而电子信息技术设计法具有先进的设计理念和准确的设计步骤。不仅可以降低设计人员的劳动强度，加快设计的进度，而且可以提升机械设计的质量。

2 树立优化设计的思想

现代优化设计建立在数学规划的基础之上，依靠计算机等现代计算工具，通过分析相关约束条件，找到既定问题的最优解的设计方法。

优化设计是在现代机械设计中一种先进的创新方法，以现代的数学最优理论和计算机技术为前提，通过设定函数由计算机计算得到最优或效率最高的设计方案，优化设计的理念符合现代机械设计发展的需求。优化设计方面，我国在研究上也有了较大的进步，对一些先进优化程序的设计在业内影响很大，然而对其在应用方面还不能延伸到所有相关领域。在现代机械设计的创新中，优化设计是一个很重要的研究方向，这种设计方法建立在科学的基础上，对设计者本身的专业素养要求较高，同时需要其拥有先进的创新理念，能够在原有基础上不断挑战新的高度，设计出在实用的同时可以引领时展的创新产品。

3 变型设计思想

所谓机械设计的变型设计，就是在以原产品为平台进行二次开发，加强零件的规格标准化，部件通用化以及产品的系列化。进而满足更多用户的具体需求。

产品三维参数化的变型设计，就是变形设计中把拓扑尺寸约束以及工程约束的驱动作为设计基础的设计方法之一。传统参数化设计对部分特征驱动尺寸做出修改，使其他关联尺寸得到相应调整，从而得到结构相同但尺寸不同的系列零件三维模型；三维参数化变型设计不仅包括这些，而且涵盖了三维参数化模型驱动后与之相关联的工程图的视图位置、比例、尺寸、注释、B0M 表等相关信息的自动更新，生产制造的下游工装夹具、工艺规程规划、NC 代码等的参数化关联设计，乃至整个产品生命周期的参数化设计。

4 应用计算机技术进行机械设计

4.1 使用 CAD 软件

作为信息时代成果之一的现代机械设计，其进步和发展与计算机技术密不可分，用计算机进行复杂的分析和计算能够大大减少设计所需的必要时间，并帮助进行设计的改进和调整。由于计算机具有储存量大，速度快以及处理信息能力强的特点，所以能够在短时间内通过各种数据的分析找出最优解，这些是传统的计算方式所无法代替的。因而可以说，在现代的机械设计中计算机技术的广泛运用将是不可逆转的趋势。

尽管对需求和设计的可行性进行分析时计算机能够完成的工作并不多，然而剩下的设计步骤几乎都能够通过计算机运算完成以节省大量的人力物力，包括画图，计算等等一些复杂的工作，如果能够合理配合设计者自身的设计创新理念，就一定可以使得设计质量大幅度提高，而 CAD 软件就是被出于这样的目的而开发的。

现代机械化的设计以完全实现自动化作为其最终目标，但是要真正实现这一目标需要做到的事情还有很多，甚至当前的科技水平还需要有所不足。同时，由于机械设计的创新需要，目前的最佳设计方式是进行人机合作。在应用 CAD 软件进行设计的时候，设计者的创新理念是主要的，处于主导地位，而计算机则是设计者在设计的过程中的一种工具，在从属地位。所以，设计者必须在设计的过程中充分发挥其主观能动性，通过对计算机的灵活操作实现人与计算机的完美结合。可以说，人的主观能动性和创造力配合计算机的强大计算处理能力，才能设计出更加贴近当今机械设计需求的产品。

4.2 数据库管理

现有的数据库管理软件种类很多，广泛应用于商业领域或企事业单位管理部门。在机械设计领域，数据库管理也十分重要，需要一个储存量大、可以管理复杂数据的完善的数据库管理系统，但当下大多数此类软件还不能完全做到这一点。这就要求我们充分发挥创造性，根据自己的设计需要来建立数据库，以便更好、更精确地分析数据，从而达到我们想要的设计效果。

设计者在机械设计过程中，经常需要查阅一些数据资料和文献，从而得到所需数据、公式或理念。传统方式是设计者花费大量时间和力气自己去一一查找，十分耗费人力。但在计算机已经普及的今天，设计者完全可以省下这番功夫，只需事先把机械设计的相关资料都储存进计算机系统，建立完善的数据库，这时就可以利用计算机储存量大、查找速度快的优势，迅速分析查找并最终得到所需的资料。查找资料历来都是庞大而复杂的工作，计算机的出现解决了这个问题，为机械设计者节约了很多时间，使他们可以把更多的时间投入到机械设计的创新当中去，从而促进了机械设计更快更好地发展。

5 结束语

现代的机械设计需要创新，所以设计人员必须具备全新的创新理念，充分发挥其主观能动性的同时，能够熟练操作现代设备进行分析处理，以设计出质量更高，更能满足用户需求的机械设备，这同时也是机械设计的发展的一贯要求和准则。

参考文献

[1]叶云岳．科技发明与新产品开发[M].北京：机械工业出版社，1999.

[2]李立斌．机械创新设计基础[M]．北京：国防科技大学出版社，2001.