机械开发设计
前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇机械开发设计范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。
机械开发设计范文第1篇
中图分类号：G423 文献标识码：A
0 前言
随着社会信息化程度的不断提高，计算机在社会各个领域里已经得到了广泛的普及和应用。多媒体教学集声音、图像、视频和文字等为一体，具有生动形象的学习效果，作为一种有效的辅助教学手段，在课堂教学中产生了积极的作用。将机械设计基础实验用多媒体课件的形式展现，利用计算机模拟动画，将机械原理陈列柜的零件和实验室的机构模型制作成多媒体动画，灵活、逼真地展示机构运动状况，使学生可在任何时间、任何地点学习，将对机械设计基础实验课程的学习起着推动作用，教学效果将会上一个新台阶。
1 课件开发设计
1.1 开发工具的选择
PowerPoint的多媒体编辑功能较强大、内置丰富动画、过渡效果和多种声音效果，并有强大的超级链接功能，能直接调用外部文件，制作出集文字、图形、图像、声音以及视频剪辑等多媒体元素于一体的演示文稿。故此，在设计多媒体课件采用微软公司开发“PowerPoint2003”软件。选择“AutoCAD2006”和“Pro／ENGINEER”等软件作为机构的运动仿真软件。
1.2 课件的结构设计
机械设计基础实验多媒体课件结构主要以树状结构为主，如图1示，目录的大标题下是各实验的链接，每个实验都包括实验目的、实验设备、实验原理、实验步骤等。多媒体课件的结构设计主要包括以下方面：节点设计、链的设计以及由此产生的网络和学习路径的设计。
1.2.1 节点设计
根节点是学习者进入系统学习遇到的第一个节点，同时也是其它任何节点都能返回的中心节点。图2的目录页是课件设计根节点。从目录页可以进入课件中的每个实验。
1.2.2 链的设计
链的设计主要涉及节点之间的联结及其表示方式。课件中链的设计除实验一为树性链以外，其他实验的链设计均采用线性链结构。为方便学生在进行学习和实验中快速地查询，浏览各实验内容，在目录页只需点击想学习的实验标题，则可进入各实验部分。为了能使学生和老师更方便地浏览课件的各个部分，在课件的每个分页上加入了一个“目录”按钮、一个“返回”按钮和一个“后退”按钮。如图3所示。
由于实验一层次较多，所以在各页面特意设置了一个“返回上一层”按钮，使学生和教师能更方便地浏览到实验一的各部分内容。动画、外部的文件等由于格式的特殊性及其容量的限制，采用超链接的方式来处理。点击该机构，它就会播放动画页面，如图4a、b示。
1.3 课件主体的制作
课件设计中文字内容的引入采取逐步引入方式，每段文字引入时伴随有动画效果以弓起学生的注意，提高学生学习兴趣。
1.4 课件脚本设计
制作脚本是多媒体开发人员制作多媒体课件的直接依据。为增强课件的艺术气氛和感染力，采用图形、动画、声音等多种手段进行片头片尾设计。主界面设计采用菜单、图标、热区等方式，使学生对实验内容进行选择。
1.5 素材的搜集
1.5.1 文本素材
课件中文字材料通过自己编辑获得。在机械设计基础实验多媒体课件中，大部分的文字素材由原有的自编《机械设计基础实验指导书》修改筛选。在力求保证课件内容完整的同时，适当地加入一些与机械设计基础相关的知识内容。
1.5.2 图像、动画素材
形象而生动的动画能够提高学习者的学习兴趣，提高教学质量。对机械设计基础实验而言，一些机构的运动，如果只是单纯的看图形或者口头讲解，学生理解不透彻。通过插入机构运动仿真动画，让学生对对机构运动有感性了解。课件中一些复杂的动画素材直接从网上直接下载，大部分机构用“Pro／ENGINEER”软件先将机构零件画出来，然后组织装配，再使用“Pro／ENGINEER”的动画生成功能，生成该机构动画。
2 结论
机械设计基础实验课件的开发设计主要是对文字、图像和动画等素材进行处理，将原本枯燥的文字以丰富多彩的形式展现，使学生能随时学习实验课程，对激发学生对实验课程的学习兴趣，提高学生学习的主动性和积极性起到积极推动作用。
参考文献
[1]郭京波，高国生，汪西应，基于Authorware的《机械设计基础》实验CAI课件开发机械设计与制造，2D04，8(4).
[2]居毅，机械设计实验教学的创新实践和探索，实验室研究与探索。2002，21(3).
机械开发设计范文第2篇
[关键词] 流体机械； 整机设计； 混合设计； 误差分析
流体机械，是指以液体、气体能流体为介质进行能量转换，实现机械做工的一类设备，在日常生活中应用比较广泛，其工作效率受曲面外形（叶轮、泵壳等）的影响，因此对设计及制造精度均有极高的要求。传统的设计往往仅是单方面额度正向设计或者逆向设计，需要进行多次实践检验与设计修改，才能最终获得令人满意的成品，整个过程中，无论是人力物力及时间消耗，还是实践检验的复杂程度，都严重制约了传统设计理念的发展。本文则创新性地提出了一种同时进行正向设计及逆向设计的混合设计方案，应用于某通风机的实际设计，取得了较好的效果，分析报告如下。
一 设计方案初步分析
（一）通风机简介
本通风机属于改造换新工程，隶属于南部某机械厂，安装于厂房顶部，24hr常开，以保证通风，其设计风量3000m3/h，静压210Pa，功率为1.3kw，使用工业电，要求噪音不超过60B，并保证热交换率在70%以上。原设备腐蚀及磨损严重，出于保护厂房工作人员人身安全考虑，该厂决定尽早进行全套更新，而要求我方进行详细设计。
（二）设计方案初步分析
1、正向设计及逆向设计简介
所谓正向设计，一般是指首先进行概念设计，再在此基础上进行CAD建模、CAM编程，进而进行数控加工，从而获得新产品的整个流程。显然，其针对于简单的零件，如主轴、机架、平衡盘等的设计，有显著优势，然而对于复杂产品，即便经验再丰富，机械设计师也无法完全预测出产品在整个设计开发过程中的可能出现的状况，一旦出现局部问题，就有可能导致整个设计开发需要重头开始。
逆向设计，则有效地解决了这类问题，其主要步骤在于：首先对产品样件进行数据采集，获得重要的CAD、CAE及CAM数据，随后进行模型重构，进而再通过数控加工系统制造新产品。可见，进行逆向设计之前，我们往往已经得到了一个不够成熟的原始模型，并且也已获得了原始模型的不足点，需要开展的工作主要是对此模型进行修改、实验，以确定最终的产品细节。显然，因为有了模型及试验的保证，逆向设计的成果往往比单凭经验的正向设计或电脑模拟更加接近实际情况，可以有效节省复杂零件的设计成本。然而针对于简单零件，模型的制作额外带来了麻烦，且其必要性不强，因此，逆向设计主要正对于叶片、蜗壳、管道等零部件。
通风机的重要组成零部件中，既包含带有复杂曲面的零件，又包含极其简单的特征，如果能将正向设计与逆向设计融合在一起，显然能够有效提升通风机的设计制造效率，提升项目双方的经济效益。
2、正逆向混合建模在零件设计中的应用可行性分析
零件是构成完整机械的原子，只有对其进行有效的设计与研发，才能保证产品的使用质量。而几何建模，则是对零件进行设计研发的基础。利用计算机，获取并组织零件的基本特征信息，可以方便我们进行数据的二次加工处理，从而保证零件的精度。
几何建模即能指导正向设计，又能指导逆向设计，因而可以说是混合建模设计，具体而言：一方面，重建的CAD模型可以通过数控加工或快速成型的方式，得出零件实物，经过3D测量、数据处理及曲面重构等过程，可以为正向再设计进行有效的指导，从而获得更为准确的实体参数化造型；另一方面，重建的CAD模型又能指导我们进行参数化特征造型，从而指导基于原型的正向再设计，进而指导逆向设计的曲面重构等步骤。
由此可见，零件混合建模设计具有如下要求：
第一，在设计之初，即需要理清思路，确定数据采集完毕后，逆向和正向再设计采取怎样的工作步骤，能够最好地保证零件构型有效性。
第二，零件的测量建模完成后，还需要细致地分析其结构和功能，以有效实现特征提取，需要特别注意的包括：零件元素的集合约束关系，如多点共线、多面平行等；部分结构即便采用正向设计能够很轻松地得到造型特征，但也需要通过逆向设计确定部分尺寸；逆向设计下对零件进行实际测量，其尺寸精度一般较正向设计时预测精度要高，是参考修正的重要信息。
第三，对于所需设计的零件，在有效的逆向设计，获得了所需数据，重构完成曲面之后，如果确定不需要进行参数修正，即可直接利用正向设计软件继而生成CAD模型。然而遇到参数需要修改，或者还需另外添加特征的情况，则应该修改后，生成新的曲面模型后，再继续后续工作。
总之，从上面的讨论不难看出，部分零部件，如叶轮、轴毂、曲轴和集流器等，使用上述混合设计方案，能够抓住旧产品的重要特征，针对其中不适合现在工作环境的参数，进行适当的修正，可以有效提升新通风机的设计效率，且设计出的产品相较于旧产品，不会出现更多其他的缺陷。
3、正逆向混合设计思想在整机设计中的流程分析
一旦我们通过上述设计方案，确定了构造成通风机的所有零件后，即可将其有效组装成征整机，这便是整机混合设计的基本思想。在详细的设计过程中，我们需要根据各个零部件的功能特点、结构性质等，在保证其能实现基本工作的前提下，通过参数化的二次设计，应用相应的建模方法，将其有效组合。
显然，正向设计完整地表达了新通风机的改造要点，逆向设计则将旧通风机的设计思想准确地反映了出来，两者交替，能够灵活而高效地提高整机设计品质。下图所示，为正逆向混合设计思想在整机设计中的流程。
在进行流体机械整机混合设计过程中，需要关注的要点主要有以下三点：
第一，对原始通风机进行整机分析，是必不可少的，可以帮助我们有效分析出其设计思想。而站在使用性能的角度，对各个零部件的外形特征、结构约束等进行细致的分类，可以让我们有效探明原始通风机的设计及制造流程，从而制定出每一个零件的详细设计建模方法。一般而言，外形较为规则的零件，采用正向设计足矣，而对于需要精确表达的曲面，则优先是用逆向设计，并利用正向酸碱修订参数，其他复杂曲面零件则优先使用正逆向混合建模设计方法。
第二，二次开发过程中，必须实现参数化设计，以方便CAD软件建模，并使原型参数迅速变换为设计参数，而参数数据库的存在，也极大地方便了后续修正。
第三，各个零件均建模完成，并不意味着整机的建模也准确无误了，设计上的变化和要求最终还是会反应到零件参数的修正上，因此，必须进行多次虚拟装配，以保证最终能够将各个零部件有效组装。
显然，本文所论及的流体机械整机混合设计是站在整机的角度，去分析各个零件的结构与功能，从而建立零部件的约束特征库，进而分别建立每个零件的模型，并组装成整机的方案，与传统的正向设计和逆向设计均有一定的差异。
二 流体机械整机混合设计误差分析
无论是正向设计还是逆向设计，均可能出现一定的误差，累及起来，可能造成严重的危害，这些误差可能出现在原型制造、数据测量等多个环节，误差的计算公式一般以下式为准：
其中，εt指总体误差，后面每一项均一一对应于原型制造误差、数据测量误差、数据处理误差、造型误差和制造误差。
针对于流体机械的设计，如果能够对误差进行实时反馈，指导模型重建，我们就能够通过及时的参数修改，将误差对产品性能的影响降低到最低。在本混合设计开发方案中，原型的点云数据与STL模型之间存在的差异、产品的点云数据与STL模型之间存在的差异之和，即为原型与产品间的误差，能够得到直观展示，可以方便我们进行数据调整。
三 方案应用效果
（一）混合建模主要用于设计叶轮
首先，仔细分析通风机叶轮叶片的结构及功能，发现其外形为扭转曲面，轮毂与叶片是一体化设计，共有4片叶片，圆周阵列分布。随后，确定设计流程，先对曲面进行逆向重构，再做点云数据，获得特征线，从而重构曲面。接下来，再修正点云模型误差至达到标准。然后开始正向设计轮毂。最后将重构的叶片曲面与正向设计的轮毂数据共同导入正向软件中进行修改及误差订正，完成三维造型。
（二）正向设计主要应用于主轴设计
在顾及整个通风机工况、工艺、零部件数量、装配方法的同时，兼顾已正逆向混合设计出的叶轮装配要求，进行细致的计算分析，使主轴能够满足受力需求。
（三）整机的混合建模
利用三维设计软件CATIA进行虚拟装配，检测到误差后，立即修正，并将这个修正进而细化到涉及的每一个零部件上。
（四）方案成果
在正逆向混合设计的思想指导下，该通风机的改造工作顺利完成，且与原厂房配合良好，不会破坏厂房原有结构，且通风效果较原有通风机有了很大的改善，不仅噪音大幅降低（经有效测试，全速运行下，噪音亦不超过50dB，而设计要求为60dB），且有效节省了电能（功率由1.3kw下降至0.9kw），且整个改造仅花费15d，有效满足了委托方的需求，获得了其大力赞赏。
四 经验总结
流体机械的设计一直都是机械设计中的重难点，而其应用又较为广泛，大至航空机械，小至居家实用，均能见到其踪影。其曲面造型设计地好坏，对使用效果影响极大，对高精尖领域尤为如此。本文所研究的对象，虽然尚不属于高精尖领域，但其指导思想却是通用的，能够让我们有效汲取工作经验。
通过本项目，笔者主要获得了以下几点经验。
1、旧产品之所以在某一时间段获得广泛应用，必然有其优势之处，进行改造时，有必要充分分析旧产品的结构和性能优势，以简化改造内容。
2、正向设计与逆向设计均有其独特的优势，然而应用到流体机械的设计上，却又均有其缺陷。让两者优势互补，才是提升流体机械设计效率的有效措施。
3、误差是不能完全消除的，但利用综合设计方法，却能够通过对比，有效地将其控制在较低的范围内。
结束语
混合设计方法比较适应于流体机械的整机设计，一方面，通过逆向设计，我们能对复杂的点云数据进行有效的搜集处理，一方面，又能通过正向设计掌握产品设计意图，获得零部件约束特性。本文以某机械厂通风机的改造设计为例，本着抛砖引玉的想法，提出了这样一个混合设计方法，希望能为相关人员的工作提供一定的参考。
[参考文献]
[1]刘辉.基于设计结构层次的机械产品设计实例表达与推理[D].山东大学，2012.
[2]朱秋，朱利东，吴晓军等.直驱风力发电机径向-轴向混合磁轴承设计及分析[J].机械设计与制造工程，2013（11）：1-5.
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[4]李相鹏，郑水华.逆向气流对规整填料表面液膜流体动力学特性的影响[J].化工学报，2013（9）：3130-3138.
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[6]王秀英，刘锡国.逆向设计中点云数据处理技术的研究进展[J].机械设计与制造，2009（9）：191-192.
机械开发设计范文第3篇
关键词：CAD软件；二次开发；机械设计；应用；发展
中图分类号：TD402 文献标识码：A
引言
CAD软件的二次开发提供了包括机械在内的各个行业所需要的一些特殊功能, 在各行业的产品开发设计中发挥了巨大的作用。对于机械设计方面，CAD软件二次开发也有着巨大的贡献，它在零件设计以及其它的关键部位设计上有着不可替代的作用，因此，我们应了解其特点，使用方法等相关特性，进而做好机械设计。
CAD软件二次开发的特点
（1）CAD二次开发系统主要是对机械工程设计进行的,所以其开发工作涉及了机械设计规范与国家标准、施工技术与方法、工具与环境以及产品信息管理等很多方面，贯穿了机械设计过程的各个阶段。
（2）由于机械设计本身内容繁多，数据量大、种类多以及表格、计算公式多的情况,得使CAD二次开发工作量比以往增大。
（3）二次开发系统的运行过程主要是对具体机械设计过程进行模拟,其主要是工程设计人员的,因此，二次开发系统的设计应满足工程设计人员的设计习惯与要求，同时符合工程的相关标准。
2、CAD软件二次开发中的成组CAD开发方法
尽管许多企业的产品结构不同,但它们是比较相似的,因此，可以依据产品结构以及工艺性的相似性,运用成组技术将零件划分成有限数目的零件族,依据同一零件族中各零件的结构特点编制相应的CAD应用软件,用于该族所有零件的设计,这就是所谓的“成组CAD”。采用成组CAD可以进行检索型CAD、老产品图纸的检索和相似零件的新设计。
在取其成组编码时，应依据待设计零件的特征,由成组编码确定图库中是否有已设计好的相似图样,若有,那么就将图形提取来进行比较,这样可以用来确定是完全借用还是要进行小幅度的修改。要注意的是，为了下次检索方便，在设计完成后，一定要存入图库。这种方法称为“检索型CAD”。比如待设计零件的编码在图库中如果没有已设计好的图样,那么就要根据编码对待设计零件属于哪个零件族进行确定,之后在成组CAD软件库内对该零件族的通用CAD软件调用，将必要的参数输入，依据编码的信息功能要素自动取舍,就可以从数据库中自动查询到大量参数,进而能够快速的形成零件图,再经过一定的修改,最终实现新零件的设计过程。
常用的开发零件族通用CAD软件方法是“复合零件法”。通过分析统计零件族内所有零件,归纳出一个“复合零件”,此零件集中了零件族内全部零件的功能要素,并对每个功能要素的参数进行了标准化处理,同时，建立相应的数据库。大多情况下“复合零件”是个假想零件，但也能是真实零件。对这种的“复合零件”就可能开发出通用的CAD软件,满足零件族内所有零件的设计。
二次开发技术在机械产品快速设计工具集构建中的应用
2.1、快速设计的基本概念
快速设计（RapidDesign;RD）也称敏捷设计(AgileDesign)、快速响应设计（RapidResponseDesign;RRD）。快速设计技术是目前市场在对产品瞬变性、多样化等需求的形势下提出并发展起来的。1992年6月，在CIRP国际会议上正式提出并行工程技术，在此基础上发展成旨在缩短产品设计周期的快速设计技术（RapidDesignTechnology;RDT）。美国AUTOFACT’96以“快速设计与制造”为主题进行了专题讨论，同时，各国纷纷掀起了“快速设计”理论、方法研究的热潮。1998年，我国机械工程科学基金会开始对“快速设计”进行立项，一些大学与研究机构开始了对“快速设计”理论的研究。
2.2、快速设计的关键技术
（1）计算机辅助模块化产品设计：依据产品的特点，选用模块化技术，进而实现产品规划和客户化产品设计。实现产品模块化的主要技术有模块创建、模块组合、模和块划分。在这之中，针对产品系列特点创建模块系统的技术是模块的创建与识别。模块组合是在模块化系统内依据用户要求选择模块快速组合成满足用户要求的产品。模块系统创建的合理性对系统运行性能与成本有着决定因素。
（2）基于KBE的知识化设计技术：其关键是知识化产品集成建模技术，也就是运用面向对象产品知识将工具和方法建立在产品生命周期中可重复利用产品知识模型上进行表达。产品设计以适应性设计、变型设计和创新设计为主，所以，有效利用设计经验与知识，影响着产品的设计质量和效率。关于设计知识的采集、表达和推理方法的一直是研究的重要课题。其中，基于实例的知识采集和推理（CBR）是AI技术中的一项重要技术，它是一种相似推理方法，主要核心是采用以往的经验来解决新问题。
（3）基于变量化设计与分析的产品性可以快速的对技术进行预测与修改：基于产品结构优化分析的产品性能设计直接影响着产品的快速响应设计。快速设计不仅需要确保快速响应的用户需求，还需要确保产品的性能、质量满足要求；除此之外，提升产品性能分析的标准化、程序化、规范化，实现产品的快速设计，也是提升快速设计的方法。
2.3、用CAD软件二次开发技术构建机械产品快速设计工具集
要完成机械产品快速设计工具集的开发，不仅要求开发出功能强大的基于知识化、参数化、变量化和模块化的设计工具，而且要使这些工具的功能直接能够生成CAPP/CAM处理对象或快速转化为CAD模型，或者转化为FEM工程分析的对象，只有如此才能称为一定意义上的快速设计工具。
二次开发技术的发展趋势
目前，对CAD二次专用软件的开发与需求越来越多，这主要是由于各企业提高产品开发能力和创新能力所致。随着完善CAD软件本身功能以及应用场合的多样化，开发商已逐渐把注意力投向制造领域和专用设计，其中，二次开发模块的完善和改进是实现CAD软件专业化和本地化的重要因素，即以前作为附属功能模块的二次开发模块正渐渐转化为关键模块，它是机械产品多样化和制造业分工进一步细化的结果。
CAD软件二次开发技术有着以下的发展趋势：
3.1、开发需求专用化程度的提高
由于CAD软件的二次开发技术是在产品专用化需求下产生的，因此伴随产品设计专用化程度的提高，设计者对CAD应用软件专业化需求的程度相对的增加。
3.2、开发工具的多元化
CAD软件开始发展时，我们可以接触到的二次开发工具基本是一些主流的软件开发工具，如VB、VisualC++等。伴随CAD软件的应用推广和其它工具软件以及软件开发方法和模式的出现，二次开发工具逐渐向多元化发展。目前，除了主要的开发工具外，还出现了一些辅助工具，这些工具能够有效的相互配合，为实现开发目标相互调用。如脚本语言已被广泛采用。
3.3、知识工程的应用传统
CAD技术与人工智能技术相结合，系统可以代替设计人员完成一定的智能工作，加强计算机工作的高效性，进而减少人的依赖，如CATIA的KnowledgeAdvisor、UG提供的KBE模块、I-Deas的智能化动态导引技术以及DesignSpace的分析向导等。
3.4、集成化
CAD软件二次开发逐渐向CAD/CAM/CAPP/CAE集成方式发展：如在CAD系统中集成有限元分析功能，建立面向设计的快速分析工具，如CATIA、UG、pro/e、等系统中集成的典型有限元分析求解器的前后处理功能；平台的各功能模块间有统一的数据库或专用的内部数据转换接口，确保了各模块可以在集成状态下运行。
结语
总而言之，要重视CAD 软件二次开发在机械设计中的应用，同时利用不断发展的科学技术，优化其设计，进而增加机械的使用效果，加强其功能建设。
参考文献：
机械开发设计范文第4篇
关键词：工作过程系统化 Pro/e 机械零部件
《使用Pro/e设计典型机械零部件》课程教革，建立基于工作过程为导向的课程体系，按照企业实际的工作任务、工作过程和工作情境组织课程，打破以知识传授为主要特征的传统学科课程模式，转变为以工作任务为中心，将Pro/e的理论知识根据工作任务分到每个学习情境中，让学生在完成具体项目的过程中来构建相关知识，获得职业核心能力。
一、课程定位
《使用Pro/E设计典型机械零部件》课程是机械设计与制造专业核心专业课程之一，基于工作过程为导向，通过理论实践一体化的模式，使学生能够独立运用Pro/E软件完成中等复杂程度的产品建模、产品装配设计，能够利用Pro/E软件解决设计过程中出现的各种专业问题。作为核心专业课程，对该课程的学习直接影响到学生在社会上的竞争力，影响到学生的就业和今后工作的发展。
二、目标设计
1、能力目标
（1）能够独立运用Pro E 3.0软件进行中小型及中等复杂零件的建模；
（2）能够独立运用Pro E 3.0软件进行中小型产品及中等复杂产品的装配；
（3）能够独立运用Pro E 3.0软件进行产品的各种工程图设计；
（4）能够独立运用Pro E 3.0软件对产品进行修改；
（5）能够独立运用Pro E 3.0软件进行中小型及中等复杂零件的渲染设计。
2、知识目标
（1）了解Pro E 3.0软件的发展现状、建模原理、基本功能块、典型设计思想；
（2）了解Pro E 3.0软件的用户界面；
（3）掌握Pro E 3.0软件的基本操作；
（4）掌握二维草绘的绘制方法；
（5）掌握基础特征的建模方法；
（6）掌握放置特征的建模方法；
（7）掌握利用基准特征辅助建模的方法；
（8）掌握高级实体造型的建模方法；
（9）掌握曲面特征的建模方法；
（10）掌握组件装配的设计方法；
（11）掌握利用三维建模创建二维工程图的方法；
（12）掌握产品整体效果的渲染方法。
3、素质目标
培养学生的自学能力、分析和解决问题的能力、信息获取的素质和能力、团队协作能力、认真负责的工作态度、创新能力。
三、教学情境设计
以典型的零部件为载体，学习领域《使用Pro/e设计典型机械零件部》分为三个学习情境，如表1-1所示。
这三个学习情境都是企业中的真实产品设计，教学内容以千斤顶、主动轴总成、一级减速器设计中的零件建模、部件装配、整体装配的工作过程为导向，是由简单到复杂，由低到高级。因此该课程打破了传统的模块式课程体系，以典型的零部件为载体，将草绘模块、实体模块、装配模块、工程图模块等相关知识贯穿起来。
四、教学设计
改课程教学实施过程中采用项目导向、工学结合的教学模式。项目完全按照企业中真实产品的工作过程来实施。为适应项目教学的需要，缩短与企业的差距，更好地培养和锻炼学生岗位职业能力。
在课程的教学中，我们引入六步教学法。六个实施阶段如下：
任务下达阶段：学生了解项目工作要求，根据自己掌握的专业知识，收集、分析和整理信息。
确定计划阶段：学生按照所选的项目实际需要，分组讨论工作实施的过程，包括：学生分组讨论，确定各自的工作计划。
确定方案阶段：分组展示方案内容，小组间相互讨论，确定是否可行，提出建设性意见，修改、完善方案细节，在组内充分讨论的基础上确定最终的实施方案。
实施阶段：学生按选定的最终工作计划，先各自独立完成自己的工作任务，然后合作完成整体工作任务。
检查阶段：经常性检查，中间检查、自查，小组间互查，教师检查冲交替进行，除对工作计划以内的内容进行检查外，还应对质量保证情况进行检查。
评估阶段：教师进行最后的工作总结、成绩评定，并找出差距和改正办法。
五、结束语
基于工作过程系统化开发的《使用Pro/e设计典型机械零部件》课程体系，重构了教学内容，有利于学生关键能力的发展和综合素质的提高，实现了教学与生产岗位的零距离。
参考文献：
机械开发设计范文第5篇
关键词 自卸半挂车；产品型号编制；轻量化设计；系列化设计
中图分类号U469 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2013）102-0000-00
0 引言
自卸半挂车是一种将自卸功能和普通货运半挂车相结合的专用车产品。由于它承载货物的车厢能自动倾翻一定角度卸货，所以具有节省卸料时间和劳动力，缩短运输周期，提高生产效率，降低运输成本等诸多的使用优势，是一种常用的运输专用半挂车。
在中、长途的煤炭、砂石、矿石的公路运输中得到了广泛的运用。在互联网上输入“自卸半挂车”用谷歌进行搜索后，可以获得约 6，910，000 条结果，这充分说明自卸半挂车的运用已经非常的广泛。
自卸半挂车由于在专用车中技术含量较低，所以一些生产厂家“照葫芦画瓢”，一味的仿制，但并不明白其设计的真正目的，这样制造出的产品大多雷同，缺乏特点，难以满足差异化的市场需求；有的自卸半挂车设计的过于 “粗大笨重”，费油费车，严重浪费资源；有的产品缺乏针对性的设计，极易产生质量问题，这既会给用户带来一定的经济损失，增加用户的使用成本；也会给生产厂家造成大量的售后服务，甚至引起经济纠纷。
鉴于以上情况，笔者总结设计经验，认为自卸半挂车在设计时一定要了解用户的需求，例如：最大装载量、装载货物的类型、道路条件和使用环境等情况，做到细分市场，在结构设计阶段就要推行产品系列化设计以应对不同的需求。
在设计时除了重点考虑前悬及轴荷、轴距及轮距、纵梁强度设计、承载面高度、牵引车与半挂车相接合后半挂车的前后高度差等关键因素外；还应考虑以下几个方面的问题：产品型号的编制、轻量化设计、系列化设计，只有综合考虑以上问题，进行合理的规划，才能设计出让用户满意的产品。
1产品型号编制
车辆产品设计中，确定产品名称和编制符合规范的产品型号是一项不可缺少的工作。通过中国汽车网的查询，截至第251批公告，国内及合资企业生产的自卸半挂车，共计150多品牌、近千种型号，从中可以发现虽然是同一名称的产品，但是它们的产品型号却是五花八门，各不相同。这给产品的比较和对比带来了很大的疑惑和误解。
产生这一现象的主要原因是现行的GB/T17350—2009《专用汽车和专用挂车术语，代号和编制方法》中，并没有对自卸半挂车的定义和代号编制方法给予明确的规定。
由于缺少国家和行业标准的明确规定，各企业编制的产品型号型式上各不相同。在可查寻的资料中，绝大多数企业编制的产品型号中都有结构特征代号，而且多数企业结构特征代号选用了“Z”，少数企业使用的是“T”，个别企业采用的是“X”。
这种同一种名称的产品，不同型号的混乱情况给企业之间的技术交流、公告的申报等都带来了一定的障碍。为了方便交流，便于销售时用户识别和区分对比车辆产品，建议设计人员在设计确定产品型号时，参照GB/T17350—2009《专用汽车和专用挂车术语，代号和编制方法》标准中第6条“专用汽车和专用挂车代号编制方法”的规定，在产品型号中给予类似专用车的特征代号。
可以将特征代号中的结构特征代号定为“Z”，将用途特征代号定为“自卸”的汉语拼音“ZX”，便于行业的技术交流。例如：可以将总质量40吨的三轴自卸半挂车的产品型号编成“***9400ZZX”。
2 轻量化设计
在国家倡导“节能减排”的政策引导下，车辆的轻量化已成为各专用车厂重点关注的问题。随着国内用户运营理念的逐渐成熟，用户的购车意向由以前的“超载型”转为“轻量化”。很明显，当车辆运载的总质量上限确定后，车辆的自重越小，车辆的有效装载质量也就越大，用户的使用成本也就越低。
因此自卸半挂车轻量化设计将成为今后自卸半挂车设计师们研究的方向。实现轻量化可以从以下几方面着重考虑。
2.1 采用新材料
高强度钢板可以制造自卸半挂车车架、车厢、悬架等，根据参数对比，在承载能力相同的情况下，应用高强度钢板的车辆重量可以减轻25%～30%，平均可以减轻28%。
比如，在受力情况相同的情况下，平常使用的10mm/Q235普通钢板如果换成高强度钢板，则只需要7mm厚的材料即可，此时的重量将减少30%。拿13m的半挂车来说，重量约可降低28%左右，如果结构设计得更科学更合理，自重还可以更轻。
2.2 车架的优化设计
随着计算机辅助设计软件的飞速发展，在大多数结构设计中广泛采用了CAE辅助分析。
采用CAE辅助分析对车架等重点受力点进行优化设计，既可在设计初期，保证结构的合理化和轻量化，又有利于提高产品的质量和缩短新车投产周期。
在自卸半挂车设计工作的计算验证中，有很多软件可以利用，如：ABAQS、ANSYS、ALGOR等，利用这些软件进行CAE辅助分析，可以充分的优化设计结构，提高车辆的使用性能。
2.3 选用轻量化的零部件
半挂车板簧通常为等截面钢板板簧，为减轻半挂车的悬架重量，提高半挂车的行驶平顺性，国内已有生产企业开始使用少片变截面钢板弹簧。
全钢丝载重汽车子午线无内胎的轮胎（简称真空胎），在国外已大量采用，国内由于价格高的原因，推广应用的速度较缓慢。真空胎除了具有安全性好、节油等独特优势外，最重要的是真空胎重量轻。
此外，选用密封性好、重量轻、高强度的塑料工具箱取代钢板焊接的工具箱，车轮（钢圈）由钢制改用锻造铝合金材料，挡泥板材料用软质纤维布和塑料搭配等同样能够有效降低车辆自重。
3 系列化设计
产品系列化设计的目的，是为了简化产品品种和规格，尽可能满足多方面的需要。产品系列化，便于增加品种，扩大产量，降低成本。
自卸半挂车适用于煤炭、矿石、建筑物料等散装零散货物的运输，应用范围比较广泛，企业为了细分用户市场，应该对自卸半挂车进行系列化的设计，满足不同用户的需求。同时，产品的系列化也是产品设计开发的一项重要内容，系列化考虑的充分会有利于企业产品在生命周期内的良好发展，对缩短产品的开发设计时间，加快产品的升级改进起到事半功倍的作用。在自卸半挂车进行系列化设计时，可以从以下几个方面加以考虑。
3.1 技术参数系列化
产品技术参数系列化是产品系列化的首先环节，也是编制系列型谱，进行系列设计的基础。自卸半挂车的技术参数系列化有利于在设计过程中零部件的通用化设计，能最大限度地节约设计力量。自卸半挂车的各项技术参数在系列化设计时，首先要满足现行的各项国家法规要求，例如工信部、发改委、公安部关于车辆产品公告申报和审核的要求。其次，要认真掌握相关标准的要求，例如GB1589、GB6420等标准中对车辆主要技术参数的规定。
另外还可以借鉴汽车产品“3C”认证中对车型单元划分的规定。这些都是自卸半挂车进行技术参数系列化设计应考虑的因素，在此基础上通过分析、汇总尽量使技术参数符合优先数系列。
3.2 结构设计系列化
自卸半挂车按举升卸货方式可分为多缸侧卸式、双缸中顶后卸式、单缸前顶后卸式、双侧自流自卸等多种形式。对于砂石、煤炭等散货运输的用户，还可以根据需要选装栏板自动锁紧机构和尾部自救系统。
这些不同的举升型式为结构设计的系列化提供了依据，可以根据举升型式将自卸半挂车的品种进行系列化的细分，这样有利于开发设计出针对不同市场的细分车型，便于用户的选型和市场推广。
另外，通过认真的市场调研，全面的了解车辆的使用环境，用户的专用要求，包括行驶的路况、不同地域用户的习惯等，有针对性的设计不同的车辆结构。通过设计结构的系列化提高产品部件的通用性，使设计向着模块化的方向发展。
3.3 配件选型系列化
在配件选型的过程中，一定要结合企业的自身情况。可立足现有的外购件、外协件的配套体系，将所有的外购件、外协件根据已确定的系列化的技术参数和设计结构，对应的把外购件、外协件按功能进行系列化，例如：可以将举升油缸、钢板弹簧、车桥等按举升和承重能力的大小进行梯次分级，对应满足不同技术参数和设计结构的需要。在配件选型的过程中要避免品种过多、过杂，以免增加库存管理和生产现场管理的难度。
如果某种配件不同型号之间的价格差异不大，对整车材料成本的影响相对较小，在满足整个车型系列需求的情况下，就可以选取其中的一种即可，例如：举升油缸按油缸直径可分为130、140、150等几个等级，但价格差距如果只有几十元，就可以采用150一种用于整个系列的车型。这样就可以提高配件的通用性，在系列化的同时减少零件的种类，真正达到配件选型系列化的目的。
4 结论
单个车型的自卸半挂车设计是不全面的，难以满足目前市场多变的需求，在设计之初如果能对自卸半挂车的车型做一个整体的规划，使之成为系列，可以加速新产品的设计，便于开发新品种、提高产品质量，方便自卸半挂车的使用和维修，减少备品配件的储备量；同时，通过系列化的设计，可以合理简化自卸半挂车品种，扩大通用范围，增加生产批量，有利于提高自卸半挂车生产的专业化程度。缩短相应工艺装置的设计与制造的期限和费用。
