導(dǎo)語：如何才能寫好一篇機械設(shè)計研究，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關(guān)鍵詞：機械設(shè)計方法；礦山機械設(shè)計；研究運用

1.前言

礦產(chǎn)資源的消耗量的擴(kuò)大，使得礦山行業(yè)需要提高礦山機械設(shè)備的開挖效率，利用現(xiàn)代化的設(shè)計方法，增加礦產(chǎn)開采量，并保證礦山開采的安全。機械設(shè)計方法在礦山機械設(shè)計中的運用，主要就是利用現(xiàn)代設(shè)計理念，對老舊的礦山機械設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)，并以低碳、低成本為設(shè)計原則，確保礦山機械設(shè)計具有較高的性價比。

2.機械設(shè)計方法的概念

機械設(shè)計方法就是利用現(xiàn)代設(shè)計理念，采用現(xiàn)代設(shè)計方法，并利用計算機軟件，對礦山機械設(shè)備進(jìn)行設(shè)計，以提高設(shè)備的質(zhì)量，降低設(shè)備的成本。在以往的礦山機械設(shè)計中，其設(shè)計大多是憑借實踐經(jīng)驗及設(shè)計人員的自覺，因此具有較大的誤差，并造成大量人力、物力的浪費[1]。而現(xiàn)代機械設(shè)計方法，是對礦山機械設(shè)備的改進(jìn)，并從低價、環(huán)保的設(shè)計理念出發(fā)，利用現(xiàn)代先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)對礦山機械設(shè)備進(jìn)行改良設(shè)計，保證礦山機械設(shè)備更加實用、安全、高效，呈現(xiàn)出多元、動態(tài)、智能的發(fā)展趨勢，滿足現(xiàn)代礦山行業(yè)的發(fā)展需求。

3.機械設(shè)計方法在礦山機械設(shè)計中的運用

3.1機械設(shè)計方法中的CAD技術(shù)運用

礦山機械設(shè)計相對復(fù)雜，而利用現(xiàn)代機械設(shè)計方法，結(jié)合CAD計算機軟件技術(shù)，對礦山機械設(shè)備進(jìn)行設(shè)計，就可以減小機械設(shè)計的工作量和工作難度。CAD技術(shù)可以進(jìn)行工程分析，利用計算機對機械設(shè)備進(jìn)行繪畫設(shè)計，并能夠?qū)崿F(xiàn)礦山機械設(shè)備設(shè)計與生產(chǎn)的一體化模式。此外，CAD技術(shù)還可以利用計算機進(jìn)行機械設(shè)備的模型導(dǎo)入，利用傳入的加工代碼程序，直接進(jìn)行機械設(shè)備加工。利用CAD技術(shù)，可以將設(shè)計與生產(chǎn)實現(xiàn)有機結(jié)合，提高礦山機械設(shè)計的效率，并對設(shè)計環(huán)節(jié)進(jìn)行及時改善，保障機械設(shè)計更加科學(xué)、實用[2]。

3.2機械設(shè)計方法中的可靠性設(shè)計

礦山機械設(shè)計要保證其效用，一個重要的衡量指標(biāo)就是看礦山機械設(shè)計是否具有可靠性，能夠在特定環(huán)境和特定時間下，完成礦產(chǎn)開采工作。利用現(xiàn)代機械設(shè)計方法，首先需要進(jìn)行設(shè)備運行實驗，對礦山機械設(shè)備的載荷、造型、尺寸、工況、材料等進(jìn)行統(tǒng)計分析，并利用運行實驗，確定機械設(shè)備的運行數(shù)字分布，以此作為可靠的數(shù)據(jù)，推算機械設(shè)備的使用壽命、運行可靠性。利用可靠性的現(xiàn)代機械設(shè)計方法，進(jìn)行礦山機械設(shè)計，可以通過實驗數(shù)值，對設(shè)備的可靠性進(jìn)行分析，針對可靠性低的設(shè)計環(huán)節(jié)，進(jìn)行及時的改進(jìn)處理，保證礦山機械設(shè)備的生產(chǎn)安全，使其質(zhì)量有所保障。

3.3機械設(shè)計方法中的有限元設(shè)計

礦山機械設(shè)備在生產(chǎn)過程中，會受不同作用力的影響，因此，其受力分析較為復(fù)雜。另外，在礦產(chǎn)開采中，需要不同類型的機械設(shè)備，使得其受力情況更加復(fù)雜。所以，為了確保礦山機械設(shè)備的受力分析更加科學(xué)、合理，就需要采用有限元設(shè)計方法對其加以設(shè)計。如：挖掘類的礦山機械設(shè)備在工作過程中，受力結(jié)構(gòu)、載荷計算較復(fù)雜，以往的機械設(shè)計只是對機械表面受力情況進(jìn)行簡單的分析，在通過危險截面的計算，進(jìn)行結(jié)果確認(rèn)。而現(xiàn)代機械設(shè)計方法中的有限元設(shè)計，卻能夠?qū)嵭卸嘟嵌鹊氖芰Ψ治觯瑢C械鋼板的受力詳細(xì)情況加以確定，及時發(fā)現(xiàn)鋼板的受力情況及應(yīng)力薄弱點，對機械設(shè)備進(jìn)行有效改進(jìn)，提高礦山機械設(shè)備的設(shè)計質(zhì)量。

3.4機械設(shè)計方法中的環(huán)保設(shè)計

隨著綠色生活理念的興起，人們的環(huán)保意識越來越強。因此，在礦山機械設(shè)計中，也要運用現(xiàn)代綠色設(shè)計理念，對機械設(shè)備進(jìn)行設(shè)計。礦山機械設(shè)備的環(huán)保設(shè)計，旨在設(shè)計過程中盡量使用能拆分、利用、維護(hù)、回收的材料或零件，降低環(huán)境污染和能源使用，并以提高機械設(shè)備的工作效率為主，最大限度的減低噪音及節(jié)約能源?，F(xiàn)代機械設(shè)計中的環(huán)保設(shè)計，能夠滿足礦山機械設(shè)備的使用性能，使其具有良好的環(huán)境屬性。

4.結(jié)束語

科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，使得礦山機械設(shè)備的設(shè)計理念也受到一定沖擊。在礦山機械設(shè)計過程中，只有利用現(xiàn)代機械設(shè)計方法，并根據(jù)礦山開采的實際情況，設(shè)計出具有較強使用性、安全性、高效性的機械設(shè)備，才能推動礦山行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。現(xiàn)代機械設(shè)計方法應(yīng)用于礦山機械設(shè)計，能夠有效提高礦山機械設(shè)備的性能，并在安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，提高設(shè)備的經(jīng)濟(jì)效益，使礦山企業(yè)具有良好的市場競爭力，謀求長期發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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機械設(shè)計與加工是關(guān)系到機械質(zhì)量優(yōu)劣的重要環(huán)節(jié)，機械質(zhì)量直接關(guān)系著我國制造業(yè)的發(fā)展以及施工過程中的安全與否，本文對機械設(shè)計與加工中存在的問題進(jìn)行了分析，并提出了合理化建議，為今后的機械設(shè)計加工提供參考。

關(guān)鍵詞：

機械設(shè)計；問題；解決對策

0引言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機械設(shè)備越來越精密，而設(shè)備零部件的設(shè)計與加工將直接決定著設(shè)備的精度。影響機械設(shè)計加工因素有加工精度、零件表面質(zhì)量、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)品的性價比、劑等，本文將對上述因素進(jìn)行分析，希望可以減少設(shè)計、加工過程中各種問題的發(fā)生，從多方面著手，提高機械產(chǎn)品的整體質(zhì)量。

1定義

機械設(shè)計是設(shè)計者依據(jù)設(shè)備的用途，對設(shè)備工作原理、機械結(jié)構(gòu)、零件特征、方式等進(jìn)行構(gòu)思、分析、計算，從而對設(shè)備綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果進(jìn)行優(yōu)化，最終將其轉(zhuǎn)化為設(shè)備制造依據(jù)的具體過程。機械加工是指對工件的外形、尺寸、性能等進(jìn)行改變的過程。

2機械設(shè)計與加工中存在的問題研究

2.1機械設(shè)計加工精確度研究

機械設(shè)備要想適應(yīng)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，其設(shè)計加工就必須更為嚴(yán)謹(jǐn)，加工精度、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)品性價比等都需要進(jìn)一步提高。但受各種因素的綜合影響，其結(jié)果往往差強人意，機械加工與設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)之間存在的誤差、安裝定位不準(zhǔn)產(chǎn)生的誤差、使用磨損造成的誤差、冷熱加工產(chǎn)生的誤差等等。在操作過程當(dāng)中嚴(yán)格依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，想方設(shè)法提高加工精度，將誤差減少到最小，不斷提升產(chǎn)品的整體質(zhì)量。

2.2零部件精度偏低

機械設(shè)備中零部件的精度將對設(shè)備精度產(chǎn)生直接影響，這是因為設(shè)備是零部件按照一定的工藝進(jìn)行裝備組裝的。機械零部件在加工過程中不可避免地要受到力的作用、熱量的作用等等，這些都是影響零件精度的因素，尤其機床主軸回轉(zhuǎn)誤差，會對零部件的外形、尺寸的精度產(chǎn)生很大影響。例如主軸的軸向攛動，使零部件加工端面產(chǎn)生平面度誤差；主軸的純角度擺動，使零部件產(chǎn)生圓柱度誤差；純徑向的圓跳動，使零部件產(chǎn)生圓度誤差。

3機械設(shè)計與加工的有效策略研究

3.1改進(jìn)加工精度的具體措施

首先，機床是機械加工過程中使用的主要設(shè)備，機床對機械設(shè)備進(jìn)行加工的各個環(huán)節(jié)中加工精確度的高低是影響機械設(shè)備精確度的重要因素，例如：德國西門子品牌機床在軸承等標(biāo)準(zhǔn)件上的精度選項更多，操作工程中可根據(jù)機械設(shè)備的差異進(jìn)行不同精度的調(diào)整，加工工程中穩(wěn)定性也相對較高，其加工精確度比許多國內(nèi)數(shù)控機床更高。再比如，薄壁零件的裝夾方法，由于其易變型的特點，因此在裝夾過程中經(jīng)常采用的是軸向裝夾法，減少誤差。以乳化液泵曲軸為例，乳化液泵曲軸在工作過程中受力較為復(fù)雜，慣性力、慣性力矩、壓力、交變負(fù)荷沖擊等同時作用，導(dǎo)致乳化液泵曲軸易出現(xiàn)軸頸磨損、裂紋、彎扭變形等損傷。曲軸磨損后進(jìn)行修復(fù)時，常用方法有磨削法、等離子電鍍法、激光熔覆法等，其中電鍍法一般應(yīng)用于磨損較為嚴(yán)重的情況；激光熔覆技術(shù)在曲軸再制造方面的作用較為顯著，與等離子電鍍法相比，激光熔覆技術(shù)粉末利用率高，熱影響區(qū)小，結(jié)合強度也比噴涂法更高。其次，機械加工設(shè)備中不可避免地存在部分精確度比較低的設(shè)備，即便精確度比較高的設(shè)備，在使用一段時間后，也難免會出現(xiàn)由于磨損等因素而導(dǎo)致的精確度降低現(xiàn)象，操作人員需要根據(jù)機械加工設(shè)備的具體情況進(jìn)行誤差補償，從而抵消已有誤差，換言之，即在已存在誤差的基礎(chǔ)上，制造新的誤差，使新誤差抵消原始誤差，從而得到精確度比較高的產(chǎn)品。例如刀具磨損誤差，刀具在使用一段時間后就會產(chǎn)生磨損，可以通過在機床控制界面進(jìn)行有效設(shè)置，實現(xiàn)刀具在原有的坐標(biāo)系中進(jìn)行X、Z軸的補償移動，以減少加工誤差。最后，機械設(shè)備需要實踐經(jīng)驗豐富的操作人員，通過對加工工藝步驟進(jìn)行分解，降低最終零件出現(xiàn)超差的概率，最大程度上提高零件精確度。

3.2提高零部件精度的措施分析

機械加工過程受傳動力、切削力、重力等力的作用，零部件的精度或多或少都會受到影響，例如，刀桿容易受力變形使刀具的剛度出現(xiàn)差異，進(jìn)而影響加工精度，這種情況下應(yīng)適當(dāng)降低加工系統(tǒng)載荷，降低刀桿受力作用，以消除影響；工件的剛度低于機床、刀具剛度時，工件也易變形，影響零部件精度，此時應(yīng)嚴(yán)格控制機床材料選用，減少外力影響，增強系統(tǒng)的機械強度。在加工過程中殘余應(yīng)力對零部件的加工精度的影響及消除措施。

4結(jié)論

機械設(shè)計加工中存在的問題不勝枚舉，機械設(shè)計加工企業(yè)應(yīng)根據(jù)實際情況，因地、因人、因時而異，針對不同問題積極探索不同的解決途徑，同時更新機械加工設(shè)備，選擇合適的刀具、機床，綜合運用管理、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等手段，規(guī)避各種影響因素，規(guī)范機械設(shè)計加工流程，在工作過程中不斷提高機械設(shè)計加工產(chǎn)品的質(zhì)量和使用性能。

作者：張方東 單位：山西機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院

參考文獻(xiàn)：

[1]常利娟.淺談機械設(shè)計加工中應(yīng)注意的一些問題[J].中小企業(yè)管理與科技，2013（6）：315.

[2]周紀(jì).機械加工件表面層物理學(xué)性能改變的主要成因及處理措施[J].知識經(jīng)濟(jì)，2010（19）.

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關(guān)鍵詞：現(xiàn)代機械設(shè)計方法、礦山機械設(shè)計、優(yōu)勢、要點、應(yīng)用

中圖分類號：TU2文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

一、礦山機械設(shè)計的重要意義

眾所周知，在煤礦生產(chǎn)過程和其他類型礦產(chǎn)資源的開采過程中環(huán)節(jié)是十分復(fù)雜的。而在這其中礦山機械設(shè)計的作用就顯得尤為重要，更關(guān)系到礦山的安全生產(chǎn)運行。礦山機械設(shè)備是礦山整個開采過程的中堅力量，因此我們必須重視對礦山機械的設(shè)計研究。特別值得一提的是礦山機械設(shè)計的優(yōu)劣還關(guān)系到整個生產(chǎn)過程的安全、效率和產(chǎn)出礦石質(zhì)量?，F(xiàn)階段，我國經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，科學(xué)水平也在不斷提高，如何將日新月異的科技應(yīng)用于礦山機械設(shè)計體系當(dāng)中，是今后我們所要面對的一大重要課題。

二、現(xiàn)代機械設(shè)計方法的優(yōu)勢所在

當(dāng)前的科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新可以說是日新月異，而傳統(tǒng)的機械設(shè)計理念中一些舊的、保守的設(shè)計思想占據(jù)了主流位置。相較于以往的生產(chǎn)需求層次，傳統(tǒng)的機械設(shè)計方法已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代礦山的生產(chǎn)需求?，F(xiàn)代設(shè)計理念秉承著生態(tài)、智能、綠色的原則，相對于傳統(tǒng)設(shè)計方法有了長足的進(jìn)步，與傳統(tǒng)的機械設(shè)計方法相比現(xiàn)代機械設(shè)計方法有以下三個特點：1、高效性；2、安全性；3、智能性。

三、礦山機械設(shè)計中的要點分析

第一，在礦山機械設(shè)計當(dāng)中首推應(yīng)以人文本的設(shè)計理念。這點毋容置疑，任何一種機械設(shè)計理念中，必須要強調(diào)人的特殊作用。在整個以人為本的設(shè)計理念里還包括其他多方面內(nèi)容，比如礦山機械由于其體型和功能的要求一般都會存在噪音大的問題。如何盡量的削減噪音對人體構(gòu)成的傷害，依然是現(xiàn)階段人們研究的首要課題。相關(guān)專家研究表明，人長期處于噪音當(dāng)中，整個身體機能都會出現(xiàn)問題，其最容易看到的外在表現(xiàn)就是經(jīng)常發(fā)生嘔吐和眩暈現(xiàn)象。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，一旦外在環(huán)境的音量超過八十五分貝，人體的整個大腦皮層就會處于興奮和難以抑制的狀態(tài)。這時，礦山機械的操作者因為這種噪音環(huán)境的影響就很容易發(fā)生事故。因此，在礦山機械設(shè)計中要以操作者即以人為本，盡可能的進(jìn)行降噪系統(tǒng)的設(shè)計，盡量運用科學(xué)技術(shù)來進(jìn)行合理降噪合理除噪。特別值得一提的是，現(xiàn)階段我國礦山機械設(shè)計上的自動化程度還很不夠，現(xiàn)在礦山機械設(shè)計要點應(yīng)當(dāng)放在方便舒適的操作系統(tǒng)上。盡量人性化設(shè)計好整個工作臺的構(gòu)造，再比如說操作臺的位置，針對人體眼睛的最佳角度來設(shè)計操作臺的角度。人的眼睛最佳視角是左右在六十度、上下三十度左右，盡量滿足這個原則就可以有效的減輕操作者的疲勞感。

第二，現(xiàn)代機械設(shè)計的高效性、安全性、智能性的特點，要求我們礦山機械設(shè)計人員一定要把握好這些，綜合設(shè)計好人體的基本數(shù)據(jù)和生理指標(biāo)，然后綜合這些具體的數(shù)據(jù)和指標(biāo)再結(jié)合實際需要來進(jìn)行設(shè)計。這樣，我們設(shè)計出來的方案才是完善的、符合人性化需求和現(xiàn)代生產(chǎn)需求的。

四、現(xiàn)代設(shè)計方法在礦山機械設(shè)計中的具體應(yīng)用

首先，我們來談?wù)勱P(guān)于仿生學(xué)設(shè)計技術(shù)在礦山機械設(shè)計中的具體應(yīng)用。我們可以這么理解，一件工業(yè)產(chǎn)品的具體設(shè)計會同時作用于技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、藝術(shù)三個特定行業(yè)。因此，整個工業(yè)設(shè)計的基本理念應(yīng)該滿足這三方面的需求。下面讓我們就這三方面的內(nèi)容具體談一下關(guān)于工業(yè)設(shè)計中仿生設(shè)計的具體應(yīng)用。

第一，關(guān)于形態(tài)的仿生設(shè)計。在這方面筆者想要闡述的核心思想是形態(tài)仿生設(shè)計的來源都是大自然。大自然形形的生物為仿生設(shè)計提供了無窮無盡的素材?，F(xiàn)代的優(yōu)秀設(shè)計師就是從大自然中提取靈感，以生物的形態(tài)來對礦山機械進(jìn)行系統(tǒng)的分析和設(shè)計，用生物的自然形態(tài)來獲得更好的生產(chǎn)力來源。這點毋容置疑，物競天擇的自然生態(tài)法則決定了在自然界中存在的生物都有其適合生態(tài)環(huán)境的特殊能力?，F(xiàn)階段，形態(tài)仿生設(shè)計的理念越來越被現(xiàn)代礦山機械設(shè)計者所重視，通過系統(tǒng)化的分析和數(shù)據(jù)提取，更多的設(shè)計者完成了對礦山機械的生態(tài)外形改造，并應(yīng)用于具體的礦山機械制造當(dāng)中。

第二，關(guān)于功能的仿生設(shè)計.所謂的功能仿生設(shè)計理念是通過對整個自然界的生物本身構(gòu)造和功能進(jìn)行系統(tǒng)的分析后提取數(shù)據(jù)，再根據(jù)礦山機械設(shè)計的具體需求加以功能性融合。功能仿生設(shè)計源于自然生物的本身，自然生物本身所具有的功能是我們值得借鑒和模仿的，并且可以最大限度的應(yīng)用于當(dāng)前礦山機械設(shè)計的需求當(dāng)中。當(dāng)這些自然功能和實際功能能夠完美的融合之后就會衍生出現(xiàn)代礦山機械的新時期功能。這對于整個礦山機械設(shè)計技術(shù)而言具有的優(yōu)勢是無法估計的，也是今后礦山機械設(shè)計發(fā)展的方向之一。

其次，讓我們來談?wù)勱P(guān)于綠色設(shè)計理念在整個礦山機械設(shè)計體系中的具體應(yīng)用問題。

第一，關(guān)于設(shè)計方法探討。礦山機械在運行中會產(chǎn)生很多有害物質(zhì)，對自然環(huán)境產(chǎn)生直接的影響，比如礦山機械的配套動力設(shè)備大多都是柴油機，因為柴油機在工作中會出現(xiàn)較大的噪聲以及排放較多的顆粒物，尤其是那種大缸徑的柴油機，其產(chǎn)生的噪聲以及顆粒物等都會對環(huán)境產(chǎn)生較嚴(yán)重的影響。所以對于礦山機械的綠色設(shè)計就是基于環(huán)保技術(shù)的設(shè)計。

從整體系統(tǒng)的角度出發(fā)，綠色設(shè)計就是整個系統(tǒng)的核心所在，在礦山機械設(shè)計中就是針對其結(jié)構(gòu)的設(shè)計，比如可拆卸的設(shè)計，以及對于選擇材料方面、環(huán)境設(shè)計方面、包裝設(shè)計方面的創(chuàng)新。其中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是對于環(huán)境的影響評價，這一點是要貫穿在整個系統(tǒng)全過程中，主要用于企業(yè)礦山機械設(shè)備的戰(zhàn)略性開發(fā)以及設(shè)計和制作過程。

評價指標(biāo)體系的建立，主要可以從生態(tài)平衡以及廢棄處理等幾個方面。其中對于美觀以及使用的舒適度、礦山機械的零部件和廢棄部件的回收都是要貫穿在設(shè)計、制造以及使用和回收全過程中。因為對于礦山機械的設(shè)計以及開發(fā)中，在各個階段其工作都是交叉進(jìn)行的，所以就必須要建立一個完善的環(huán)境來讓內(nèi)部可以交叉運用。一方面，要把各類信息進(jìn)行篩選后及時傳達(dá)給決策者，另一方面就是有利于反復(fù)使用。

第二，關(guān)于礦山機械綠色設(shè)計中的技術(shù)分析。經(jīng)過一段時期發(fā)展之后，在礦山機械的綠色設(shè)計中，最為核心的技術(shù)主要有以下幾點：第一就是針對數(shù)據(jù)管理的技術(shù)，第二就是針對建模以及仿真技術(shù)，第三就是針對評價方面的技術(shù)。關(guān)于數(shù)據(jù)管理技術(shù)，這里我們會提到一個術(shù)語，那就是Pdm，也就是數(shù)據(jù)管理技術(shù)是在對礦山機械進(jìn)行綠色設(shè)計中一個關(guān)鍵的技術(shù)，也是在礦山機械整個生命周期中每個環(huán)節(jié)都需要的一種對于大量數(shù)據(jù)和信息，包括了綠色資源以及工程規(guī)范和技術(shù)文檔等進(jìn)行管理的技術(shù)，可以按照要求把數(shù)據(jù)或者信息傳遞給指定位置的指定工作人員。另一方面關(guān)于建模數(shù)字化仿真技術(shù)，為了可以達(dá)到在礦山機械中進(jìn)行綠色設(shè)計的目的，可以通過大量收集和整理設(shè)計、運行中的數(shù)據(jù)和信息來建立礦山機械的生命周期模型。在建模的基礎(chǔ)上可以實現(xiàn)在不同部門之間的協(xié)同合作，利用這種仿真技術(shù)來對礦山機械的開發(fā)和設(shè)計、制作和測試以及后期回收和二次處理等進(jìn)行全方位的仿真，這樣可以更好的發(fā)現(xiàn)其中的問題以便解決問題。再者就是綠色度的評價，對于礦山機械的綠色度的評價，除了有操作性的指標(biāo)以及保養(yǎng)性指標(biāo)之外，還有經(jīng)濟(jì)性的指標(biāo)以及環(huán)保性的指標(biāo)，在評價的過程中應(yīng)該重點強調(diào)機械對于環(huán)境的負(fù)面影響，其中對于操作性的指標(biāo)就是對傳統(tǒng)的對于功能合理性以及安全性指標(biāo)的綜合；保養(yǎng)性指標(biāo)就是對其可靠性的延伸；經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)中，包含了因為考慮礦山機械的綠色設(shè)計而有可能會增加的成本，比如說對于廢棄物的處理等；環(huán)保性的指標(biāo)就是在綠色設(shè)計有的評價體系，要對于礦山機械生命周期內(nèi)的所有過程都進(jìn)行全面的評價。

五、結(jié)束語

總而言之，礦山機械設(shè)計在整個礦山開采工程中起到的作用是十分巨大的。作為新時代的礦山機械設(shè)計者，我們一定要與時代同行，積極學(xué)習(xí)先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代礦山機械設(shè)計理念，努力打造，智能化、精密化、人性化的新時代礦山機械。同時，我們礦山機械設(shè)計人員還應(yīng)當(dāng)努力提高自身素質(zhì)和修養(yǎng)，提升歷史使命感和社會責(zé)任感，為我國社會主義現(xiàn)代化建設(shè)增磚添瓦。

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篇4

1改進(jìn)實驗手段，培養(yǎng)創(chuàng)新能力

機械設(shè)計實驗是理論課的重要實踐環(huán)節(jié)，它不僅是學(xué)生獲取知識的有效途徑，而且對于提高學(xué)生創(chuàng)新能力具有十分重要的作用。現(xiàn)在的學(xué)生普遍對工程實踐缺乏感性認(rèn)識，動手能力較弱，雖然在理論課堂學(xué)習(xí)中接觸了一些機械實物模型，觀看過工程機械圖片和視頻展示，有了一些感性認(rèn)識，但這些知識還不夠，還必須從培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力出發(fā)，合理安排實驗內(nèi)容與改進(jìn)實驗測試手段，以提高學(xué)生理論聯(lián)系實踐的能力。學(xué)生只有通過機械工程實踐的訓(xùn)練，才能牢固地掌握機械設(shè)計知識。在實驗設(shè)備中都增加了現(xiàn)代測試技術(shù)，配置了計算機輔助實驗系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集、處理和打印設(shè)備，實驗數(shù)據(jù)由計算機進(jìn)行力學(xué)參數(shù)、機械參數(shù)的數(shù)據(jù)采集、處理、顯示與輸出。我們不斷完善與更新實驗項目的內(nèi)容，由學(xué)生任意選擇，使學(xué)生不僅熟悉各種不同實驗設(shè)備的工作原理與功能，而且掌握不同實驗的測試方法、數(shù)據(jù)處理以及對實驗結(jié)果的分析方法。將現(xiàn)代測試技術(shù)應(yīng)用于實驗中，明顯地提高了實驗測量速度與精確度。

在“機械零件認(rèn)知實驗”中，通過利用機械零件陳列柜的展示、對機械實物和模型與展板的觀察和分析，使學(xué)生認(rèn)知了機械設(shè)計課程中的標(biāo)準(zhǔn)件、通用零部件與機械傳動的類型與特點。在機械零件陳列柜中結(jié)合文字注釋、機器與模型的運動、電腦聲控同步的講解，使學(xué)生認(rèn)知了如牛頭刨床、減速器、壓面機、破碎機、雕刻機等機器的運動規(guī)律，加深了對機器與機械零件的感性認(rèn)識，解決一些課堂上難以想象的問題。通過機械創(chuàng)新設(shè)計電動陳列柜的展示，使學(xué)生了解了創(chuàng)新設(shè)計的發(fā)散思維法、功能設(shè)計法、移植設(shè)計法、組合設(shè)計方法，原理方案、結(jié)構(gòu)方案、外觀方案的創(chuàng)新以及新產(chǎn)品示例，拓寬了學(xué)生的知識面，提高了學(xué)生機械綜合設(shè)計能力與創(chuàng)新能力。在“帶傳動滑動與效率的測定實驗”中，使學(xué)生了解了智能帶傳動實驗臺的結(jié)構(gòu)與原理，掌握扭矩、轉(zhuǎn)速、滑動率、效率的測試方法。學(xué)生觀察了帶傳動的彈性滑動與打滑現(xiàn)象，并靈活應(yīng)用實驗技能測出帶傳動的彈性滑動率、傳動效率的結(jié)果與負(fù)載的關(guān)系曲線。

在“液體動壓動軸承實驗”中，學(xué)生利用滑動軸承實驗臺以及多媒體軟件對滑動軸承的徑向油膜壓力分布和摩擦特征進(jìn)行實測和仿真實驗。將實際和理論知識有機地結(jié)合起來，利用計算機的人機交互性能，使學(xué)生方便直觀地實驗，增強了學(xué)生的實踐動手能力。

在“螺栓聯(lián)接綜合實驗”中，學(xué)生通過計算機測試軟件與多通道靜動態(tài)應(yīng)變儀，測定了螺栓組在受傾覆力矩時每個螺栓的受力情況，掌握了螺栓受力一變形的規(guī)律。通過單個螺栓的靜態(tài)實驗，了解了螺栓受軸向載荷時，螺栓聯(lián)接相對剛度的變化對螺栓總拉力的影響。通過單個螺栓的動載荷實驗，了解了在改變螺栓的相對剛度后，螺栓動應(yīng)力幅值的變化。利用計算機實現(xiàn)了數(shù)據(jù)處理的自動化與可視化，使學(xué)生容易地掌握了機械參數(shù)電測的基本方法。在“減速器的拆裝與分析實驗”中，使學(xué)生了解了減速箱的基本結(jié)構(gòu)、用途及特點，了解了減速器的各個組成零件結(jié)構(gòu)及功用。熟悉了減速器設(shè)計以及主要零件的加工工藝性，了解了減速器中零件的裝配關(guān)系及安裝過程，了解了減速器的基本傳動參數(shù)測定方法與方式。在“組合式軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計實驗”中，學(xué)生通過組裝不同結(jié)構(gòu)軸系部件的過程，掌握了軸的結(jié)構(gòu)、軸承組合設(shè)計的方法以及軸上零件的常用定位與固定方法。上述兩個實驗是由學(xué)生自行創(chuàng)意設(shè)計和組裝，使學(xué)生在機械綜合設(shè)計方面得到了訓(xùn)練，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。在“劑的磨擦磨損與承載能力測定實驗”中，使學(xué)生了解了在摩擦磨損試驗機上進(jìn)行劑的減摩性、抗磨性、極壓性能測定的試驗過程，掌握了利用四球法測定劑的摩擦系數(shù)、磨痕直徑、最大無卡咬、燒結(jié)負(fù)荷的方法，并且對國內(nèi)外劑評定測試標(biāo)準(zhǔn)有了深入的了解。

在“機械傳動性能綜合測試實驗”中，首先將常用的機械傳動任意進(jìn)行組裝成為被測的機械傳動裝置，再利用工控機測試系統(tǒng)進(jìn)行機械傳動性能參數(shù)，速度、轉(zhuǎn)矩、傳動比、功率、效率的數(shù)據(jù)采集與處理，實驗結(jié)果與曲線輸出的工作。學(xué)生通過機械傳動裝置的組裝、儀器調(diào)試及測試過程的實際動手操作，鍛煉了機械傳動綜合實驗的技能。把計算機技術(shù)引入實驗教學(xué)，實現(xiàn)計算機人機交互的實驗方式，使得實驗內(nèi)容的知識性和趣味性融為一體，極大地激發(fā)了學(xué)生的興趣與積極性，促進(jìn)了學(xué)生對所學(xué)知識與機械工程實踐的聯(lián)系，學(xué)生的創(chuàng)新能力作為后天開發(fā)的顯性創(chuàng)造力，通過學(xué)習(xí)與培養(yǎng)，得到了鍛煉和提高。

2改進(jìn)教學(xué)方法，提高教學(xué)效果

機械設(shè)計》是一門綜合性、實踐性很強的課程，課程涉及到機器與機械傳動等工程實踐知識。在理論課堂上，使用多媒體教學(xué)課件進(jìn)行授課，為學(xué)生自主學(xué)習(xí)創(chuàng)造了有利條件。在實驗教學(xué)中，我們運用板書與多媒體實驗課件相結(jié)合、機械設(shè)備與模型相結(jié)合的教學(xué)方式，增大了實驗教學(xué)的信息量，給教學(xué)注入了活力。利用多媒體實驗課件介紹每個實驗的目的、原理，介紹實驗的重點與難點知識，尤其是形象生動的減速器拆裝與裝配零件的爆炸式動畫演示，帶傳動的彈性滑動、四球法原理的三維動畫演示，大大激發(fā)了學(xué)生的興趣與好奇心，使得學(xué)生對實驗內(nèi)容理解深刻、掌握牢固。在教學(xué)中采用啟發(fā)式、互動式的模式進(jìn)行教學(xué)，充分調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，積極培養(yǎng)學(xué)生觀察、思考、分析與解決問題的能力，使學(xué)生完成實驗之后，充分感到了探索知識的魅力與成功的喜悅。

篇5

1.1綠色理念的概念和內(nèi)容

機械設(shè)計在機械生產(chǎn)中處于基礎(chǔ)地位，設(shè)計水平會直接影響機械性能。這就要求全面分析和研究機械的設(shè)計，要考慮到產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，零件材料，零件的形狀、大小和運行原理等內(nèi)容。綠色的設(shè)計理念在產(chǎn)品設(shè)計的過程中發(fā)揮著重要的作用——全面分析機械設(shè)計的產(chǎn)品質(zhì)量、性能、成本和開發(fā)周期，在設(shè)計中重點考慮產(chǎn)品設(shè)計對資源的消耗、對環(huán)境造成的影響和產(chǎn)品在可循環(huán)利用方面是否能夠體現(xiàn)出綠色的觀念，要最大限度地降低能源消耗和對環(huán)境造成的危害。綠色的設(shè)計理念就是要將眼光放在長遠(yuǎn)的發(fā)展上，走可持續(xù)發(fā)展的綠色道路，將綠色產(chǎn)品設(shè)計的要求作為設(shè)計的約束條件。綠色設(shè)計的核心內(nèi)容是減少環(huán)境污染，降低能源消耗，實現(xiàn)產(chǎn)品和零部件的回收、循環(huán)利用，不斷提高機械的可利用率，降低機械的更換頻率。

1.2綠色理念的重要性

目前，我國機械制造業(yè)對綠色理念的使用和研究還在不斷深入，很多綠色理念在機械產(chǎn)品的設(shè)計和制造過程中被稱為是生態(tài)設(shè)計或環(huán)境意識設(shè)計。在傳統(tǒng)的機械設(shè)計制造業(yè)中，最關(guān)注的是市場需求分析，而忽視了對機械設(shè)計制造的能源消耗、環(huán)境污染方面的分析。在機械的使用功能方面，并沒有探討機械的使用壽命和產(chǎn)品的拆卸等問題，這就大大增加了產(chǎn)品在報廢以后的回收難度，而產(chǎn)品更換頻率比較高則引發(fā)了能源消耗的問題。引入綠色設(shè)計理念后，在機械的設(shè)計和制造過程中，要注意節(jié)省材料，減少能源消耗，減少制造過程中廢水、廢氣的排放，最大限度地保護(hù)周圍的生態(tài)環(huán)境，走可持續(xù)發(fā)展道路，提高機械制造和設(shè)計中的經(jīng)濟(jì)價值和環(huán)保價值。

2綠色理念的具體應(yīng)用

2.1綠色理念的機械設(shè)計應(yīng)用分析

在機械設(shè)計中，綠色理念的植入主要針對的是前期方案的設(shè)計，在設(shè)計的方案中要體現(xiàn)環(huán)境保護(hù)、資源節(jié)約、降低能源消耗的思想。在機械設(shè)計中，綠色理念具體表現(xiàn)在以下3方面：①綠色機械產(chǎn)品的成本分析。機械產(chǎn)品的前期規(guī)劃設(shè)計就是要分析產(chǎn)品的回收利用情況及其成本、污染物處理等。②機械產(chǎn)品的再利用和可拆裝設(shè)計的分析。改善拆裝的難度，節(jié)約成本，減少資源浪費，將可回收、便于拆裝的設(shè)計理念融入產(chǎn)品中，充分利用資源。③建立完善的綠色機械設(shè)計信息數(shù)據(jù)庫。該數(shù)據(jù)庫能夠充分掌控設(shè)計數(shù)據(jù)，設(shè)計人員可以根據(jù)數(shù)據(jù)中的相關(guān)信息分析機械制造過程，并將自己的設(shè)計數(shù)據(jù)也進(jìn)行系統(tǒng)化的存儲和分析。這樣做，能夠?qū)C械設(shè)計中的相關(guān)開支和資源的選用呈現(xiàn)在數(shù)據(jù)庫中，而這些數(shù)據(jù)都是綠色設(shè)計的理論基礎(chǔ)。

2.2關(guān)于材料的選擇分析

材料的選擇對于機械制造是非常重要的，在選擇材料和使用材料時，首先要考慮材料是否符合健康環(huán)保的標(biāo)準(zhǔn)。在傳統(tǒng)的設(shè)計制造過程中，在選材時，往往只關(guān)注材料的使用屬性，常常忽視了材料的環(huán)保性能。因為材料中會含有一些化學(xué)物質(zhì)，例如鉛、汞等，如果產(chǎn)品材料中包含這些有害物質(zhì)，就會對環(huán)境造成嚴(yán)重的傷害。在產(chǎn)品的后期使用中，還會加重對環(huán)境的污染。在選擇材料時要注意以下3點：①材料的選擇必須滿足機械設(shè)計的性能要求，這是選擇材料時應(yīng)遵循的最基本的原則；②材料要具有可塑性和工藝性，即產(chǎn)品成形后要能夠與其他工藝有一定的聯(lián)系；③將綠色理念植入機械設(shè)計和制造中后，所選的材料要具有耐高溫、耐腐蝕的性能，要擁有較好的沖擊性。

2.3綠色理念在機械制造中的應(yīng)用

機械制造是從機械設(shè)計上發(fā)展起來的，對于綠色的機械制造，要在綠色理念的支持下全面分析制造資源，創(chuàng)造綠色工藝、綠色制造手段和綠色制造目標(biāo)。綠色制造是要將整個制造過程中的負(fù)面影響降到最低，提高資源利用率。它致力于保證質(zhì)量、降低成本、降低消耗、保護(hù)環(huán)境，提高產(chǎn)品的可靠性，不斷完善產(chǎn)品的功能，使機械制造的各方面都達(dá)到綠色標(biāo)準(zhǔn)。

2.4其他配套設(shè)施的綠色理念分析

機械產(chǎn)品的設(shè)計、制造都離不開綠色理念的支持，但是，相應(yīng)的胚胎設(shè)施也能起到一定的輔助作用。在綠色理念下，政策支持、人才支持、科學(xué)技術(shù)支持在制造業(yè)中發(fā)揮著積極的作用。在綠色理念的引導(dǎo)下，要對綠色設(shè)計人員進(jìn)行培訓(xùn)，提高設(shè)計開發(fā)人員對綠色理念的認(rèn)識，特別是企業(yè)的新進(jìn)職工，要通過培訓(xùn)提高他們對綠色設(shè)計理念的認(rèn)識。與此同時，我國政府相關(guān)部門要在政策上扶持綠色產(chǎn)品的設(shè)計，建立健全相關(guān)的制度體系，完善社會對企業(yè)的監(jiān)督機制，保證綠色設(shè)計理念的開展。另外，在企業(yè)中，要不斷投入更多的科學(xué)技術(shù)，使傳統(tǒng)勞動密集型企業(yè)向技術(shù)密集型企業(yè)轉(zhuǎn)變，為建立資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會而努力。在優(yōu)化機械設(shè)計方案時，要學(xué)習(xí)相關(guān)企業(yè)先進(jìn)的綠色技術(shù)手段，降低成本，減少能源消耗，在原有設(shè)計制造的基礎(chǔ)上不斷創(chuàng)新和完善自己的設(shè)計和制造工藝。

3結(jié)束語

篇6

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代機械設(shè)計；方法；研究

中圖分類號：TH122 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

機械設(shè)計主要是指根據(jù)使用要求對機械的工作原理、結(jié)構(gòu)、運動方式、力和能量的傳遞方式、以及各個零件的材料和形狀的尺寸、方法進(jìn)行構(gòu)思、分析和計算并將其轉(zhuǎn)化為具體的描述以作為制造依據(jù)的工作過程。本文著重從現(xiàn)代機械設(shè)計方法及其發(fā)展進(jìn)行探討。

一、現(xiàn)代機械設(shè)計的特點

機械設(shè)計作為機械工程的最重要的組成部分，是機械生產(chǎn)的第一步，它是決定機械性能的最主要的因素?，F(xiàn)代的機械設(shè)計它包括眾多的種類并且結(jié)構(gòu)也愈來愈復(fù)雜。但從實現(xiàn)系統(tǒng)的功能來看，她主要包括動力系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)、操縱及控制系統(tǒng)等，這些系統(tǒng)有根據(jù)各自的需要繼續(xù)分解為更小的子系統(tǒng)。現(xiàn)代機械設(shè)計它具有鮮明的時代現(xiàn)代特點，它不僅要求設(shè)計對機械的工作原理、工作結(jié)構(gòu)、運動方式、力以及能量的傳遞方式、物流技術(shù)、各零部件的材料、形狀、尺寸、等方式進(jìn)行構(gòu)思、分析和計算，而且還融入多門的現(xiàn)代科學(xué)知識。如：在現(xiàn)代機械中融通創(chuàng)造性的工程學(xué)、美學(xué)、控制論、機械電子學(xué)等，使得設(shè)計出的產(chǎn)品更具有時代氣息，進(jìn)而使得產(chǎn)品在市場上具有競爭優(yōu)勢。

二、現(xiàn)代機械的設(shè)計方法

（一）信息論方法

它主要包括信息分析法和技術(shù)預(yù)測法，其目的是幫助機械設(shè)計歸總有用的信息，使得這些信息能夠為設(shè)計人員提供機械設(shè)計的靈感，該方法是現(xiàn)代機械設(shè)計方法的前提。并且信息論方法能收集大量的設(shè)計信息和設(shè)計經(jīng)驗，它能夠幫助缺乏設(shè)計經(jīng)驗的新手完成工作。此外，信息論方法能夠大大的提高設(shè)計的效率，加快產(chǎn)品的更新速度，縮短設(shè)計的時間，從而在市場的競爭中處于優(yōu)勢地位。

（二）創(chuàng)新設(shè)計法

為了適應(yīng)新知識經(jīng)濟(jì)時代的發(fā)展要求，提出現(xiàn)代機械設(shè)計創(chuàng)新理論。在機械設(shè)計中，創(chuàng)新設(shè)計法的應(yīng)用能夠培養(yǎng)設(shè)計者創(chuàng)造性的思維，創(chuàng)新設(shè)計方法以自己優(yōu)勢優(yōu)于其他的創(chuàng)新，使得設(shè)計出的產(chǎn)品能夠在激烈競爭的環(huán)境中處于優(yōu)勢地位。創(chuàng)新性的機械設(shè)計能夠最大限度的增強其設(shè)計的用途和性能。

（三）綠色產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)

綠色產(chǎn)品的設(shè)計技術(shù)主要是指在設(shè)計機械產(chǎn)品中應(yīng)該符合低消耗、高效益以及保護(hù)環(huán)境的要求。綠色產(chǎn)品設(shè)計應(yīng)該要求現(xiàn)代機械設(shè)計中用最小的能源消耗獲得最大的能源利用率，此外還需符合對環(huán)境影響較小的環(huán)保要求。設(shè)計產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)布局、加工工藝和材料的選擇上都應(yīng)該在設(shè)計之初考慮到。另外，還應(yīng)針對環(huán)境設(shè)計對機械技術(shù)進(jìn)行設(shè)計。這主要是指在設(shè)計的過程中對于產(chǎn)品來說，能否回收、是否可以重復(fù)利用、是否可以維護(hù)，以及是否能夠有益于人們的身體。

三、現(xiàn)代機械設(shè)計的發(fā)展方向

現(xiàn)代機械設(shè)計與傳統(tǒng)的機械設(shè)計有著許多不同的特點，由于傳統(tǒng)設(shè)計技術(shù)跟不上現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展的步伐，因此，應(yīng)該采用現(xiàn)代的設(shè)計方法，借助各類的工程軟件來幫助設(shè)計人員完成產(chǎn)品的開發(fā)工作。但隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，現(xiàn)代機械設(shè)計必須朝著一個新的方向發(fā)展才會在機械設(shè)計領(lǐng)域內(nèi)樹立其長盛不衰的地位。

（一）人性化設(shè)計

隨著物質(zhì)水平的提高人們越來越關(guān)注精神的需求，因此在機械設(shè)計中應(yīng)該突出人性化，滿足人的精神需求。該發(fā)展方向它適應(yīng)了當(dāng)今人文社會的提倡，也凸顯了人的價值意義。如：在現(xiàn)代的機械設(shè)計中，計算機技術(shù)已經(jīng)全面的應(yīng)用到機械設(shè)計中，因此，在機械設(shè)計的過程中，采用微機控制技術(shù)，使得控制和操作的人性化能夠最大限度的提高機械設(shè)計的安全性和舒適性。

（二）系統(tǒng)性設(shè)計

該設(shè)計方向主要是從系統(tǒng)性的觀點入手，把機械設(shè)計看作一個整體，該設(shè)計的實現(xiàn)主要依賴信息化技術(shù)，實現(xiàn)人、機、環(huán)境的相互協(xié)調(diào)。在具體的實施過程中，應(yīng)把其中的總系統(tǒng)逐一的分解為單一的子系統(tǒng)，采用現(xiàn)代設(shè)計理論和方法進(jìn)行系統(tǒng)性的設(shè)計，它的目的是在與追求系統(tǒng)優(yōu)化為目標(biāo)協(xié)調(diào)各個子系統(tǒng)的設(shè)計和匹配。

（三）虛擬化設(shè)計

21世紀(jì)科學(xué)技術(shù)的核心技術(shù)是虛擬技術(shù)、計算機通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。虛擬技術(shù)作為三大核心技術(shù)之首，足以可以看出它的重要性，虛擬技術(shù)主要包括虛擬加工、虛擬測試、虛擬控制等，虛擬化設(shè)計作為一種虛擬設(shè)計，它主要利用聲、光、電、機、計算機等綜合技術(shù)的有機組合。它能夠極大的改變?nèi)祟惉F(xiàn)有的思維和生活模式。

綜上所述：現(xiàn)代機械設(shè)計它是一個創(chuàng)造性的工作工程，是多種技術(shù)學(xué)科相互滲透、相互結(jié)合的產(chǎn)物。機械設(shè)計只有不斷的與當(dāng)代先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)相結(jié)合才能促進(jìn)自身的發(fā)展，因此來說，現(xiàn)代機械設(shè)計應(yīng)該適應(yīng)社會的發(fā)展，才能對社會做出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1].許鴻艷.討論現(xiàn)代機械設(shè)計的方法及研究進(jìn)展[J].湖南農(nóng)機，2013（05）.

[2].張前森.淺析現(xiàn)代機械設(shè)計方法及研究進(jìn)展[J].科技資訊，2011（18）.

篇7

隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對于能源的利用和消耗逐漸增大，導(dǎo)致環(huán)境惡化問題日益嚴(yán)重，對于自然生態(tài)和人們?nèi)粘Ｉ畹挠绊懺絹碓絿?yán)重。由于中國在改革開放初期一直注重工業(yè)化的發(fā)展，沒有對環(huán)境問題給予相當(dāng)程度的重視，造成環(huán)境問題被破壞的現(xiàn)象越來越嚴(yán)重。因此，需要關(guān)注環(huán)境問題的發(fā)展和保護(hù)。

1.1機械設(shè)計節(jié)能的背景

我國在1972年就提出了“可持續(xù)發(fā)展”的戰(zhàn)略，注重經(jīng)濟(jì)增長處于長期發(fā)展的模式中，但是由于這一時期，我國還沒有開始改革開放，經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會效益比較落后，工業(yè)化發(fā)展比較落后，國家的生態(tài)環(huán)境還比較好，但是在1978年，改革開放之后，國家在初期一直大力發(fā)展重工業(yè)，為了提高經(jīng)濟(jì)效益的發(fā)展，對我國的資源和能源進(jìn)行過度開采，導(dǎo)致我國的環(huán)境破壞現(xiàn)象越來越嚴(yán)重。因此，我國在2003年提出“科學(xué)發(fā)展觀”的政策，促進(jìn)人與自然和諧發(fā)展，合理有效的保護(hù)生態(tài)環(huán)境，增強生態(tài)資源和能源的使用效率，減少工業(yè)廢水和污染物的排放，是我國發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。機器設(shè)備的能源消耗和尾氣排放是我國環(huán)境污染和破壞的重要原因之一，為了對環(huán)境進(jìn)行合理有效的保護(hù)和治理，就需要開展節(jié)能減排促使，進(jìn)行機械設(shè)計節(jié)能的開展，對環(huán)境進(jìn)行有效的治理，提高經(jīng)濟(jì)效益。

1.2機械設(shè)計節(jié)能的基本原理

機械設(shè)計是按照使用要求對機械的工作原理、組成部分、運行模式、能量傳送、各部件的形態(tài)等進(jìn)行規(guī)劃、分析、研究和計算，以及將其從理論的規(guī)劃轉(zhuǎn)變?yōu)閷嶋H制作基礎(chǔ)的工作流程。機械設(shè)計是機械工程主要的構(gòu)成成分，也是決定機械效能的重要因素。為了減少機械類機器對環(huán)境的污染和破壞，就需要開展機械設(shè)計節(jié)能，其基本原理為：對實際機械體系的效能、動力能量、運行的使用效力以及機械體系的耗能速率等進(jìn)行整合，然后運用相關(guān)的數(shù)學(xué)函數(shù)進(jìn)行分析計算，通過一系列的設(shè)計計算和合理分析最終有效歸納合成，形成機械設(shè)計節(jié)能的工作原理，減少能源的消耗，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展政策的進(jìn)行。

2機械設(shè)計節(jié)能基本原理的應(yīng)用

開展機械設(shè)計節(jié)能，對于環(huán)境保護(hù)而言，有非常重要的作用。在機械設(shè)計節(jié)能中，為了減少能源的浪費，就需要對動力效能進(jìn)行深入研究，包括：機械體系的動力勢能、機械運行時效以及運行速率等進(jìn)行調(diào)整，增強機械使用的時效性和有效性，在一定程度上降低機械使用能源的功率，優(yōu)化機械體系動力勢能的變化速率和實際機械運行功率相結(jié)合，為了實現(xiàn)有效的節(jié)能減排，將機械體系中的動力勢能用多個周期函數(shù)進(jìn)行表示，合理計算動能的結(jié)合，從而提高機械的使用效率，以及降低機械的能源消耗，從而起到保護(hù)環(huán)境的目的。由于機械設(shè)計節(jié)能基本原理，能夠有效的減少能源的消耗，因此，機械設(shè)計節(jié)能基本原理被廣泛的應(yīng)用在實際生活和發(fā)展中，由于機械設(shè)計節(jié)能的基本原理是利用質(zhì)點系動能定理所研究出來的，質(zhì)點系動能定理即在靜止參考系中，系統(tǒng)由多個質(zhì)點組成，對每一質(zhì)點用動能定理，然后求和后得到質(zhì)點組動能定理，，即質(zhì)點組動能的變化等于質(zhì)點組受的外力和內(nèi)力做功之和（動能定理），也被稱為系統(tǒng)動能定理。因此機械設(shè)計節(jié)能的實用性和有效性也非常明顯。

2.1將機械設(shè)計節(jié)能原理應(yīng)用在升降機械的設(shè)計中

升降機械是利用也太壓力容器或者鏈條促使升降設(shè)備進(jìn)行移動，主要進(jìn)行高空作業(yè)或者高空維修。由于升降設(shè)備主要是進(jìn)行高空作業(yè)，就需要很大的動力能量才能將設(shè)備送至一定的高度，進(jìn)行實際施工作，因此，升降機械的能源消耗量是比較大的，就需要對其進(jìn)行改進(jìn)。從升降機械實際工作的流程中，可以發(fā)現(xiàn)其在升降這一環(huán)節(jié)中消耗的能源比較大，產(chǎn)生的功率比較高，由此，將機械設(shè)計節(jié)能的工作原理應(yīng)用在升降機械設(shè)計中，依據(jù)電梯的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行合理的機構(gòu)優(yōu)化和設(shè)計，降低升降機械的耗能量，升降物品的質(zhì)量。將機械設(shè)計節(jié)能基本原理應(yīng)用在升降機械設(shè)計中，能夠有效地降低升降過程中的能源消耗和浪費。

2.2將機械設(shè)計節(jié)能基本原理應(yīng)用在機械加工設(shè)備的設(shè)計中

機械加工是指一種機械設(shè)備對需要加工對象實現(xiàn)外觀形狀或者實際效能方面改變的流程，在實際生活中，很多的日常設(shè)備都是經(jīng)過機械加工形成的，比如：衣柜、電腦桌等。由于現(xiàn)在生產(chǎn)經(jīng)營講究效率和質(zhì)量，一直采用電腦自動機械化進(jìn)行生產(chǎn)，因此，在進(jìn)行機械加工設(shè)備中，就避免不了使用沖壓、焊接等機器，就利用焊接工具而言，對加工對象進(jìn)行加工按照圖紙改造時，需要電力給予支持，勢必會在整個加工流程中，浪費一定的能源。

3結(jié)束語

篇8

1機械設(shè)計中材料選擇的重要性

現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的不斷提升使機械設(shè)備更加精密，要求為工業(yè)提供具有更高精確度的加工技術(shù)。作為機械設(shè)備中的關(guān)鍵部分，材料的選擇決定了機械設(shè)備生產(chǎn)技術(shù)以及生產(chǎn)質(zhì)量，而在機械設(shè)計中，通過材料的選擇能夠促進(jìn)設(shè)計合理性提升，保證機械設(shè)備正常運行，使機械設(shè)計更具安全性與可靠性。但隨著我國工業(yè)的飛速發(fā)展，機械設(shè)備需求量出現(xiàn)激增，導(dǎo)致材料嚴(yán)重短缺。材料決定了機械及其零件生產(chǎn)質(zhì)量，在機械設(shè)計中起到關(guān)鍵作用，若沒有充足的材料供應(yīng)，則無法完成機械設(shè)計；此外，在現(xiàn)代化發(fā)展過程中，我國開始倡導(dǎo)綠色環(huán)保的發(fā)展模式，在機械設(shè)計中應(yīng)用具有節(jié)能減排作用的材料能夠有效減少機械設(shè)備運行過程中產(chǎn)生的污染排放，從而緩解生態(tài)環(huán)境問題。與實際應(yīng)用需求相結(jié)合，全面考慮材料是否具有環(huán)保性能以及經(jīng)濟(jì)性并進(jìn)行合理選擇，可以在提高機械設(shè)計節(jié)能環(huán)保能力的條件下減少不必要的資源浪費，促使機械設(shè)計經(jīng)濟(jì)性提升，保證機械設(shè)計質(zhì)量安全，能夠給機械設(shè)計相關(guān)企業(yè)帶來更多經(jīng)濟(jì)效益。

2對機械設(shè)計材料的選擇方式

材料選擇是否合理影響著機械零件設(shè)計質(zhì)量，有利于促進(jìn)企業(yè)成本降低，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，因此要重視材料選擇?，F(xiàn)階段機械零件機械設(shè)計中，對材料的選擇通常以其他類似零件為參考，并依據(jù)長期實踐經(jīng)驗決定。但傳統(tǒng)的選擇方式仍然存在不足之處，首先，若將要進(jìn)行設(shè)計的零件沒有可參考實例，就會選擇機械設(shè)計中常見材料進(jìn)行使用，在這種情況下會給零件設(shè)計帶來隱患，其材料選擇不具有合理性。因此要提高選材合理性，促使對材料性能深入了解，從而保證在機械設(shè)計中材料選擇能夠符合應(yīng)用需求。2.1材料使用性。在材料選擇中，其使用性是機械設(shè)計中最重要環(huán)節(jié)，因此要嚴(yán)格要求其使用性。材料使用性是材料質(zhì)量與性能的基本保障，影響著機械設(shè)計中零件質(zhì)量。根據(jù)機械設(shè)計不同零件需求也有所不同，部分零件在設(shè)計制作中要求具有更高強度，還有的零件要求提高耐磨性，或者要求提高外表美觀程度。因此在選擇材料時，需要依據(jù)零件具體性能要求進(jìn)行選擇，從而評價材料使用性，使材料判斷更加全面且準(zhǔn)確，為機械設(shè)計選擇合適材料。2.2材料載荷。機械設(shè)計中材料載荷類型不同影響著零件運行效果，通過大量研究實驗發(fā)現(xiàn)，在機械運行中零件出現(xiàn)故障甚至損壞的原因大部分為零件所使用材料外載荷性能較低。只有選擇具有相應(yīng)載荷性能的材料進(jìn)行機械零件設(shè)計，才能保證在機械運行過程中抑制零件失效問題，在材料選擇中應(yīng)以其載荷性能為標(biāo)準(zhǔn)。材料載荷性能根據(jù)類型不同可以分為以下幾方面：（1）當(dāng)機械零件受外載荷力影響而出現(xiàn)彎曲或扭轉(zhuǎn)時，在零件材料表面會集中大量應(yīng)力，從而抑制零部件運行狀態(tài)的改變，避免機械零部件失效。因此在機械設(shè)計中，對材料的選擇要考慮其載荷力承受水平，在加工過程中，可以選擇中碳鋼調(diào)質(zhì)或者低碳鋼滲碳這兩種不同材料加工方式以提高材料載荷力，進(jìn)行適當(dāng)處理后能夠有效提升零件內(nèi)部機械性能，使零件整體載荷能力提高。（2）部分機械設(shè)計中要求零部件材料具有較好伸拉能力或者壓縮能力。伸拉與壓縮力的提高需要使零部件所承受外載荷力均勻分布于零件橫截面上，因此要求使用分布均勻的材料進(jìn)行機械設(shè)計并加工，保證在機械運行過程中零件所受載荷能有效分散，減少對零件本身傷害。材料性能不同其可承受沖擊載荷能力也不同，例如，高碳鋼材料較脆，載荷過大極易出現(xiàn)斷裂，因此不適合應(yīng)用于具有較高拉伸或者壓縮需求的零件設(shè)計與應(yīng)用；彈性零件設(shè)計需要使用具有高強度與韌性性能的材料，以避免零件在應(yīng)用過程中出現(xiàn)殘余變形以影響整體機械運行狀態(tài)，因此可以應(yīng)用低碳鋼材料，通過加工處理使其擁有較強韌性與強度，從而滿足彈性零件的工作需求。以上實踐證明了材料的選擇與應(yīng)用離不開先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，只有不斷學(xué)習(xí)先進(jìn)技術(shù)，將其與機械設(shè)計材料選擇需求相結(jié)合，就能提升機械零件生產(chǎn)質(zhì)量，保證零件效用充分發(fā)揮。（3）碳素鋼與合金鋼對比。在機械設(shè)計中，碳素鋼是目前常用材料，經(jīng)常應(yīng)用于多種零部件的制作中，使用范圍極廣。與其他材料相比，碳素鋼應(yīng)用成本較低，性能優(yōu)異，具有較高可塑性，因此廣受喜愛。但在實際應(yīng)用中碳素鋼同樣具有不足，導(dǎo)致其在機械設(shè)計中產(chǎn)生一定局限性。碳素鋼強度與韌性較差，若使用其進(jìn)行中等零件加工，則零件整體強度不能得到提高，從而給機械正常運行帶來較大阻礙。針對這一缺陷，可以在材料加工過程中向碳素鋼適當(dāng)注入合金材料，這種方式產(chǎn)生的新型材料就叫做合金鋼材料。在合金結(jié)構(gòu)鋼當(dāng)中合金元素所起到作用有韌性，高強度和增加淬透性。除了這些作用以外材料的耐磨性也是由于形成碳化元素的合金元素注入的，此外合金含量較高的時候也可以使材料的性能得到進(jìn)一步的提高，在提高的方面有耐腐性方面，不銹方面和耐熱方面。一般只有在外載荷力的影響和比較復(fù)雜的情況下才會用到合金鋼。有時候為了改善淬火的工藝，避免淬或裂紋產(chǎn)生和減小變形也會選擇合金鋼。是有在以上的特殊情況出現(xiàn)才會選擇使用合金鋼工藝，一面是為了避免資源浪費而另一方面是為了保證特殊情況下的零部件質(zhì)量。（4）使用加工過程中能源消耗程度較低的材料和加工過程中污染低的材料，盡量避免使用熱處理的材料。機械零件的性能和機械零件的壽命取決于熱處理的工藝，可是使用這種工藝會對環(huán)境造成很大的污染，也會消耗浪費較多的能源。所以在選擇使用材料的時候盡量選擇能達(dá)到性能要求的材料。低碳馬氏鋼具具有良好的機械性能在有些方面會優(yōu)于中碳結(jié)構(gòu)鋼。在能源消耗的方面比較小，這樣就起到了節(jié)能減排和環(huán)境保護(hù)的效果。適當(dāng)?shù)倪x擇使用干切削的材料，機械零件加工一般都會使用切削液的方式，而切削液的材料價格比較高昂，還會對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。所以為了降低成本和保護(hù)環(huán)境，還應(yīng)該減少和使用切割液的干切加工工藝，如果必須使用干切削具進(jìn)行加工就應(yīng)選擇合適的材料。（5）選擇材料的時候應(yīng)該選擇對人體無害的材料。有一部分材料在機械設(shè)計中包含了對人體有害的元素，還可能對整個生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重污染。把這些含有危害元素才倆廢棄后，會對環(huán)境污染，水源污染和土壤污染造成破壞，直接導(dǎo)致了對生態(tài)的破壞和人體的危害。有些合金元素會對人體和生物鏈產(chǎn)生危害，如果遇到這種對人體危害和生物鏈造成危害的材料，應(yīng)該在選擇的時候慎重以免因為選擇材料不適合而造成對人體的傷害。

3結(jié)論

隨著我國工業(yè)的飛速發(fā)展，對機械設(shè)計的需求逐漸提升，為了滿足工業(yè)發(fā)展需要，促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)水平提升，需要不斷促進(jìn)機械設(shè)計行業(yè)進(jìn)步，提高設(shè)計水平。為此要重視機械設(shè)計中材料的選擇與應(yīng)用，充分掌握各種材料性能，根據(jù)機械實際需求進(jìn)行選擇，保證材料質(zhì)量，從而提升設(shè)計合理性；盡量選擇具有節(jié)能環(huán)保效果的材料，促使機械設(shè)計節(jié)能減排能力提升。在降低機械設(shè)計成本、提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的同時，促進(jìn)機械設(shè)計行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

作者:汪立國 單位:哈爾濱松江電爐廠有限責(zé)任公司

參考文獻(xiàn)

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[2]施衛(wèi).機械設(shè)計中的材料的選擇和應(yīng)用[J].黑龍江科技信息,2014(33):13.

篇9

關(guān)鍵詞：機械設(shè)計基礎(chǔ)；教學(xué)研究；教學(xué)方法；近機類專業(yè)

“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程是北京信息科技大學(xué)近機類專業(yè)工業(yè)工程、工業(yè)設(shè)計的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課程，其任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生對機械機構(gòu)的分析與設(shè)計能力，使學(xué)生初步掌握基本的設(shè)計理論和設(shè)計方法。課程在基礎(chǔ)課與專業(yè)課之間起承上啟下的作用，與后續(xù)課程銜接緊密，為今后學(xué)習(xí)專業(yè)課程以及工作打下必要的基礎(chǔ)，可增加學(xué)生的專業(yè)適應(yīng)能力，使其能滿足市場經(jīng)濟(jì)對人才的需求，有利于學(xué)生就業(yè)選擇。“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程因其具有分散性、綜合性及實踐性和公式多、概念多及圖表多等特點，給教學(xué)工作帶來不小的困難，因此怎樣充分地利用現(xiàn)有教學(xué)資源調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)，實現(xiàn)北京信息科技大學(xué)高素質(zhì)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，在本課程教學(xué)中研究與探索新的教學(xué)方法就顯得更加迫切和必要了。

一、教學(xué)現(xiàn)狀分析

1.工業(yè)工程、工業(yè)設(shè)計專業(yè)的學(xué)生在開始學(xué)習(xí)機械設(shè)計基礎(chǔ)課程的時候，大多數(shù)學(xué)生以前極少關(guān)注機械的結(jié)構(gòu)，對機械缺乏一定的感性認(rèn)識，或?qū)C械的整體認(rèn)識是模糊的。2.課程涉及的基礎(chǔ)理論內(nèi)容較廣且相對獨立，其特點是概念多、原理多、公式多、圖表多，內(nèi)容比較枯燥和單調(diào)，所學(xué)知識在學(xué)生以前的學(xué)習(xí)中很少接觸，初學(xué)時往往會感到吃力[1]。在傳統(tǒng)教學(xué)中，以教師講授知識為主，學(xué)生只是被動地聽講；教學(xué)方法單一，無法吸引學(xué)生的注意力。3.部分教學(xué)內(nèi)容陳舊。教師過于注重單個機械零部件的講解，而對實際工程的機械設(shè)計方法介紹不多，忽略了學(xué)生的能力與素質(zhì)培養(yǎng)，使學(xué)生容易出現(xiàn)厭學(xué)、懼學(xué)、棄學(xué)的情緒，或為取得好成績而“死記硬背”，出現(xiàn)“高分低能”的現(xiàn)象。

二、豐富教學(xué)方法，完善教學(xué)手段

1.教學(xué)方法多樣化。采用圖示教學(xué)法與任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法相結(jié)合進(jìn)行教學(xué)。（1）圖示教學(xué)法。圖示教學(xué)法是烏克蘭教育家沙塔洛夫經(jīng)過30多年的潛心試驗與研究，提出的一種新的教學(xué)方法。該教學(xué)方法的核心是“綱要網(wǎng)絡(luò)”圖表，此圖表是一種由文字、圖形、公式、方框、流程線和表格等組成的教學(xué)輔助工具[2]。在講解各章內(nèi)容時，利用圖表將各個概念、知識點、公式有機串聯(lián)起來，使其相互關(guān)系形象直觀地表達(dá)出來，有利于學(xué)生對所學(xué)知識的理解和記憶。按內(nèi)容和應(yīng)用可將圖表分為“講授型”和“概括總結(jié)型”。例如，在講授“帶傳動和鏈傳動”的知識時，當(dāng)講解到離心拉力Fc，可列舉如圖1所示的“講授型”圖表，并加以解釋，如“當(dāng)帶作圓周運動時，帶本身的質(zhì)量將在圓周方向產(chǎn)生離心力Fc，而Fc將作用在帶的全長上，因此在帶各處的橫截面上均產(chǎn)生離心拉應(yīng)力σc；σc過大，將帶來不良后果：①降低帶的壽命；②帶與帶輪表面的正壓力下降，導(dǎo)致最大摩擦力下降，從而降低帶的傳動能力。因此應(yīng)限制帶的速度?！痹趯鲃舆M(jìn)行小結(jié)時，可采用如圖2所示的“概括總結(jié)型”圖表，由圖表可知帶是處于變應(yīng)力狀態(tài)下工作的，帶中產(chǎn)生的瞬時最大應(yīng)力發(fā)生在帶的緊邊開始繞向小帶輪處。通過圖表可將相關(guān)內(nèi)容有機串聯(lián)起來，讓學(xué)生從煩瑣的筆記中解脫出來，減輕了學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力，加深了學(xué)生對知識的理解和記憶。（2）任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法。任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法是一種建立在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)上的教學(xué)法，其特點是“學(xué)中用，用中學(xué)，以用促學(xué)”[3]，改變了以往“教師講，學(xué)生聽”的被動教學(xué)模式，創(chuàng)造了以學(xué)定教、學(xué)生主動參與、自主協(xié)作、探索創(chuàng)新的新型學(xué)習(xí)模式。任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法的核心工作是根據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計任務(wù)[3]。如在講授“平面連桿機構(gòu)”一章時，教師先提出一些與平面連桿機構(gòu)相關(guān)的問題，然后為學(xué)生設(shè)計了一項任務(wù)為“休閑娛樂機械和家庭用機械的設(shè)計”，設(shè)計的機械必須包含平面連桿機構(gòu)，并對設(shè)計任務(wù)進(jìn)行了一定的解釋與提示，如休閑娛樂機械可以是小區(qū)活動場所的健身器材；家庭用機械可以是與生活密切相關(guān)的家庭用機電產(chǎn)品，包括窗戶的開啟機構(gòu)、折疊桌椅、家用折疊梯子、雨傘等。此外，還要求工業(yè)設(shè)計專業(yè)的學(xué)生應(yīng)用本專業(yè)知識對產(chǎn)品進(jìn)行造型設(shè)計，工業(yè)工程專業(yè)的學(xué)生應(yīng)用本專業(yè)知識進(jìn)行產(chǎn)品進(jìn)行成本核算，等等。在實施過程中，采用企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計模式進(jìn)行，由學(xué)生根據(jù)自身專長和興趣愛好組隊，每組3~5名學(xué)生，選出1名組長，領(lǐng)導(dǎo)本小組成員進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計。鼓勵小組成員進(jìn)行實地調(diào)研，且每位成員均須提出自己的設(shè)計方案，由組長組織小組展開討論，選擇最佳設(shè)計方案。例如，有小組學(xué)生通過調(diào)研設(shè)計了一款新型家用折疊人字梯，如圖3所示，應(yīng)用了平行四邊形機構(gòu)使踏板同時展開或收起。伴隨著一個接著一個的成就感，可培養(yǎng)學(xué)生對機械的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)及與他人協(xié)作的能力，為將來工作崗位上的團(tuán)隊合作奠定基礎(chǔ)。2.完善教學(xué)手段。（1）利用多媒體與實物模型相結(jié)合的教學(xué)手段。多媒體課件具有信息量大、圖文并茂、聲光色結(jié)合的立體效果，能擴(kuò)寬學(xué)生的眼界，便于理解，實物模型的示教能起到直觀形象的作用。同時，在講解重點內(nèi)容時輔以傳統(tǒng)的板書，使重點突出、要領(lǐng)清楚，達(dá)到教與學(xué)的互動效果。通過多種教學(xué)手段的應(yīng)用，對提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力收到了較好的效果。例如，將雷達(dá)天線、縫紉機踏板、汽車前窗刮雨器、攪拌機、飛機起落架、牛頭刨床等機構(gòu)以動畫形式顯示，使死氣沉沉的課堂變得生動活潑，增加了學(xué)生的感性認(rèn)識[4]。讓一些難以想象的機構(gòu)生動地呈現(xiàn)在學(xué)生面前，便于學(xué)生理解。（2）引入計算機輔助工程技術(shù)。學(xué)生學(xué)習(xí)計算機軟件的積極性普遍比較高，尤其是工業(yè)設(shè)計專業(yè)的學(xué)生。因此，在“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程中將計算機輔助工程技術(shù)引入課堂教學(xué)，收到了良好的教學(xué)效果。例如，在講解凸輪機構(gòu)時，可演示如何應(yīng)用ADAMS軟件解決問題；在講解軸系零部件時，可采用Pro/Engineer建立虛擬的減速器裝配體，并將其演示給學(xué)生，使學(xué)生產(chǎn)生好奇心，萌發(fā)急于尋求答案的求知欲望，增強學(xué)習(xí)的自覺性。為了便于學(xué)生學(xué)習(xí)，開設(shè)了多項關(guān)于相關(guān)軟件應(yīng)用的開放性實驗。3.豐富考核方式。為了增強學(xué)生對機械的總體認(rèn)識，在開學(xué)之初便將機械發(fā)展史作為一項大作業(yè)布置給學(xué)生，并計入總評成績。讓學(xué)生自行學(xué)習(xí)查找相關(guān)資料，寫出相關(guān)機械的發(fā)展歷史，如中國機械發(fā)展史、世界機械發(fā)展史、汽車發(fā)展史、飛機發(fā)展史、機器人發(fā)展史等，讓學(xué)生在查找資料的過程中，對機械及其發(fā)展有一個總體的認(rèn)識[5]。同時，在應(yīng)用任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法教學(xué)過程中安排了設(shè)計任務(wù)，將根據(jù)學(xué)生完成的作品質(zhì)量計算平時成績并計入總評。

三、精練教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)行教材建設(shè)

1.精練教學(xué)內(nèi)容，挖掘教學(xué)素材。從生活中挖掘教學(xué)素材，可以拉近學(xué)生與機械之間的距離。機械與生活緊密相連，挖掘生活中的“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程教學(xué)素材，可以使枯燥的機械生動化，單一的教學(xué)內(nèi)容變得豐富多彩。列舉生活經(jīng)歷或新聞報道中引人入勝、趣味性強的案例，并編擬貼近實際且內(nèi)容新鮮的應(yīng)用問題，讓學(xué)生感到所學(xué)內(nèi)容有用、有趣[6]。例如，應(yīng)用折疊雨傘、折疊桌椅、窗戶開啟機構(gòu)講解平面連桿機構(gòu)；應(yīng)用機械鎖、開關(guān)等講解凸輪機構(gòu)；應(yīng)用機械鐘表、玩具等講解齒輪機構(gòu)。2.建設(shè)課程教材。因材施教，積極進(jìn)行教材建設(shè)。課程組在老教師的帶領(lǐng)和指導(dǎo)下，虛心向兄弟院校取經(jīng)學(xué)習(xí)，以極大的熱情教書育人和潛心進(jìn)行教學(xué)研究，應(yīng)用圖示教學(xué)法進(jìn)行了教學(xué)實踐，將積累的經(jīng)驗和教學(xué)成果固化進(jìn)教材，正式出版了《機械設(shè)計基礎(chǔ)》教材，并編寫了《機械設(shè)計基礎(chǔ)實驗指導(dǎo)書》。

四、加強實踐教學(xué)

1.引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行大學(xué)生科技創(chuàng)新計劃項目。以大學(xué)生科技創(chuàng)新計劃項目為載體，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行主動實踐、自主學(xué)習(xí)的實踐教學(xué)模式。為了擴(kuò)大學(xué)生的視野，提高他們實踐動手能力，鼓勵學(xué)生課余時間走進(jìn)實驗室進(jìn)行學(xué)習(xí)與研究，使得學(xué)有所需的學(xué)生都有機會參與其中，充分利用實驗室的各種資源，得到有益的鍛煉和提高。工業(yè)工程、工業(yè)設(shè)計專業(yè)的學(xué)生先后開展了“基于人因工程學(xué)的超市貨架設(shè)計”、“節(jié)•閱———公共綠色照明閱讀桌創(chuàng)新設(shè)計”、“模塊化組合式家具設(shè)計”等多項大學(xué)生科技創(chuàng)新計劃項目的研究。有工業(yè)設(shè)計專業(yè)學(xué)生參與的捷能車隊更是通過大學(xué)生科技創(chuàng)新計劃項目的研究收獲了多項成果，該團(tuán)隊設(shè)計的節(jié)能車多次獲得Honda中國節(jié)能競技大賽最佳技術(shù)獎、最佳設(shè)計獎、最吸引眼球獎等。2.積極組織學(xué)生參加競賽。組織學(xué)生參加機械創(chuàng)新設(shè)計大賽、三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計大賽，讓學(xué)生真刀實槍的去干，利用課堂上教授的理論知識，品嘗創(chuàng)新的滋味。工業(yè)設(shè)計專業(yè)學(xué)生參與設(shè)計的“家用多功能折疊購物車”、“防反光可調(diào)節(jié)黑板”等作品先后獲得首都高校機械創(chuàng)新設(shè)計大賽的獎項。“農(nóng)用翻土機設(shè)計”、“自動選種機”、“按摩椅設(shè)計”等作品獲得了全國三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計大賽的獎項。3.設(shè)置開放性實驗。為了使課程實踐環(huán)節(jié)得到進(jìn)一步充實，增加實驗學(xué)時，課程組開發(fā)了多項開放性實驗，如“典型機構(gòu)運動仿真分析與驗證”、“典型機械拆裝測繪與結(jié)構(gòu)分析實驗”、“小型機器人創(chuàng)意設(shè)計與制作實驗”、“機械方案創(chuàng)新創(chuàng)意設(shè)計模擬實施與分析改進(jìn)”、“常見機械傳動系統(tǒng)建模與仿真分析實驗”等，完成實驗的學(xué)生可以獲得創(chuàng)新學(xué)分，鼓勵學(xué)生課余時間走進(jìn)實驗室。

五、結(jié)論

經(jīng)過幾年的研究與實踐，北京信息科技大學(xué)近機類專業(yè)工業(yè)工程、工業(yè)設(shè)計的“機械設(shè)計基礎(chǔ)”課程教學(xué)效果得到了改善，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣得到了激發(fā)，學(xué)生的實踐能力獲得了鍛煉。課程教學(xué)的改革與研究使學(xué)生能學(xué)以致用，增強了學(xué)習(xí)的自覺性，促使學(xué)生從“要我學(xué)”向“我要學(xué)”轉(zhuǎn)變。

作者:黃小龍 楊 洋 劉相權(quán) 單位:北京信息科技大學(xué)

參考文獻(xiàn)：

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[2]滕啟.機械設(shè)計基礎(chǔ)[M].北京：中國電力出版社，2013.

[3]劉相權(quán).基于任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法的《機械設(shè)計基礎(chǔ)》教學(xué)研究[J].中國科技信息，2012，（24）：177.

[4]李國珍.機械設(shè)計基礎(chǔ)教學(xué)中的幾點體會[J].遼寧師范大學(xué)學(xué)報，2009，32（8），增刊：197-198.

篇10

[關(guān)鍵詞]機械設(shè)計 可靠性 改進(jìn)與發(fā)展

中圖分類號：TV763 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）16-0277-01

一、前言

機械設(shè)計這一學(xué)科，大家并不陌生，但對其可靠性的研究，卻不是那么大眾化了，早前人們就常用“可靠性”這樣一個非量化標(biāo)準(zhǔn)來判定一款產(chǎn)品的質(zhì)量好壞，當(dāng)然，這也僅僅依據(jù)判定者的個人經(jīng)驗來判定產(chǎn)品可靠性如何，所以還未有一個量化的標(biāo)準(zhǔn)來判定產(chǎn)品的可靠性。但隨著人們對于可靠性研究的深入以及鉆研，發(fā)展了基于概率論的隨機可靠性、基于模糊理論的模糊可靠性、非概率可靠性，以及最新的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)概率-模糊-非概率混合可靠性，這就足以表現(xiàn)量化判定產(chǎn)品可靠性的實踐方法已經(jīng)從有到無，再發(fā)展到現(xiàn)如今的高度，這一領(lǐng)域取得了不朽的進(jìn)步。此外，對于機械設(shè)計的復(fù)雜程度，由原有的理論分析方法又增添了更加精確的分析方法，使其理論方法日益豐滿和完善，并且已經(jīng)滲透到其他學(xué)科領(lǐng)域。現(xiàn)如今，機械設(shè)計的可靠性已經(jīng)成為判定產(chǎn)品的關(guān)鍵因素之一，在我國未來的科技發(fā)展以及社會化程度提高過程中，具有相當(dāng)大的影響，必將會得到大范圍的應(yīng)用以及更深入的研究。

二、機械設(shè)計的可靠性研究的歷史

結(jié)構(gòu)可靠性理論研究的起始階段可以追溯到20世紀(jì)前葉，科學(xué)家們把概率論和數(shù)理統(tǒng)計應(yīng)用到結(jié)構(gòu)安全度分析上。而真正的機械設(shè)計可靠性理論研究是從1930年開始，W.A.Shewhart的SPC，首次將產(chǎn)品質(zhì)量檢測技術(shù)和可靠性技術(shù)聯(lián)系在一起。此后機械設(shè)計可靠性理論研究在那一階段取得了空前的進(jìn)展，到科技高度發(fā)達(dá)的今天，理論研究已經(jīng)相當(dāng)成熟，特別是大多數(shù)國家已經(jīng)開始研究在設(shè)計中如何規(guī)范應(yīng)用，使得機械設(shè)計可靠性的研究邁入到新的高度。

三、有關(guān)機械設(shè)計的可靠性研究改進(jìn)與發(fā)展

就目前的大部分機械設(shè)計產(chǎn)品來說，怎么樣改善設(shè)計質(zhì)量、完善設(shè)計技術(shù)、改進(jìn)設(shè)計理論、減少設(shè)計周期是非常關(guān)鍵的，重要的是這些因素都與設(shè)計的可靠性有著緊密的聯(lián)系。現(xiàn)如今，可靠性研究已經(jīng)深入到機械零部件的強度設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、精度設(shè)計以及性能失效分析中，這些現(xiàn)象表明可靠性理論研究已經(jīng)步入到實踐并完成應(yīng)用的階段。機械設(shè)計可靠性的理論研究早已成為機械工程機械設(shè)計的研討要點。當(dāng)下有數(shù)不勝數(shù)的高質(zhì)量文獻(xiàn)和著作，標(biāo)志著機械設(shè)計的可靠性分析以及計算方法較為成熟全面。所以，本文就現(xiàn)如今的發(fā)展趨勢簡單介紹一下幾方面即將是機械設(shè)計可靠性理論研究的關(guān)鍵點內(nèi)容。

3.1 優(yōu)化設(shè)計

優(yōu)化設(shè)計，顧名思義是在可靠性的設(shè)計基礎(chǔ)上合理的優(yōu)化，不但能達(dá)到產(chǎn)品在運作中所需的可靠性，而且能使設(shè)計產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、尺寸、質(zhì)量、性能、安全指數(shù)等要素得到提升，繼而確保結(jié)構(gòu)的預(yù)期運作性能和實際運作性能接近一致。此方法把設(shè)計可靠性理論分析與數(shù)學(xué)歸納法相結(jié)合，并且在對一些參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化時，先將機械零件的可靠性當(dāng)做首要目標(biāo)函數(shù)，接著把剛度、強度、穩(wěn)定性、壽命等要求作為約束條件，依次來建立可靠性設(shè)計優(yōu)化數(shù)學(xué)建模，并且根據(jù)模型的形態(tài)、比例、規(guī)模以及復(fù)雜性等條件來篩選合理的優(yōu)化方法，最后找到最佳的優(yōu)化設(shè)計參數(shù)變量。

3.2 可靠性試驗的改進(jìn)

機械工程發(fā)展到現(xiàn)如今，其中的機械設(shè)計可靠性的研究已經(jīng)可以說是非常成熟，但是就其試驗本身來說，還并沒有達(dá)到最完善的程度。眾所周知，可靠性試驗，是對機械設(shè)計的產(chǎn)品的可靠性做預(yù)測、評估、判定、分析的一種方法，最主要的目的仍然是盡早的察覺到產(chǎn)品早期在材料、做工、以及設(shè)計等等方面的弊端，以能更好的改進(jìn)產(chǎn)品的性能、壽命、外觀等，提升設(shè)計成功率，達(dá)到產(chǎn)品的完善，并最終確定產(chǎn)品可靠性的量化標(biāo)準(zhǔn)。一方面需要不停的在試驗中截取關(guān)鍵的可靠性數(shù)據(jù)，另外一方面還要從產(chǎn)品在試驗中展現(xiàn)出的問題來發(fā)現(xiàn)并解決。所以在產(chǎn)品進(jìn)行可靠性試驗前，可以進(jìn)行高質(zhì)量的電腦軟件模擬分析，以減少成本，節(jié)約其他時間。

3.3 可靠性設(shè)計與傳統(tǒng)設(shè)計相結(jié)合

在這里需要提出的是，傳統(tǒng)設(shè)計中安全系數(shù)法雖有缺陷，但其簡單、合理、直觀、運作量小的優(yōu)點，比起可靠性設(shè)計來說在有時候有益的多?？煽啃栽O(shè)計不僅缺少基本參數(shù)，還需要很多模式試驗。所以，有豐富經(jīng)驗的安全系數(shù)法在有的時候相當(dāng)有用，我們現(xiàn)在所需要做的就是將可靠性與安全系數(shù)法通過概率設(shè)計法來進(jìn)行合理的結(jié)合，從而不斷積累可靠性設(shè)計經(jīng)驗，并保存整理相關(guān)數(shù)據(jù)，以節(jié)省時間和成本，使最終設(shè)計高效簡潔。

四、總結(jié)

在這里需要再次申明可靠性是機械設(shè)計產(chǎn)品的重要指標(biāo)，如今高科技化的現(xiàn)代生產(chǎn)中，已經(jīng)將可靠性融入到產(chǎn)品的各個環(huán)節(jié)中。所以機械設(shè)計的可靠性理論研究仍舊是機械工程等相關(guān)學(xué)科的熱門研討方向之一。對于機械設(shè)計來說，關(guān)于可靠性的理論研究總是離不開試驗以及積累的主觀經(jīng)驗的。充分了解可靠性知識，機械設(shè)計也就更為合理。所以，筆者認(rèn)為關(guān)于機械設(shè)計的可靠性研究等相關(guān)課題還是很有意義的。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉興權(quán).有關(guān)機械設(shè)計的可靠性探究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014，08：72.