时间：2022-09-18 21:39:25
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇机械设计论文，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
机械设计具有自身的程序，图1为设计的基本程序。图1机械设计的基本程序目前，机械设计教学中主要存在以下问题。
1.1教学内容过于防范
目前，机械设计这门课程包含的内容较多，有机械原理和机械设计。机械设计包括材料、力学、热处理、机械原理、公差与配合、机械零件、机械CAD等内容，所涉及的知识层面较广，教学内容较散，且与其他课程有着很多重复，如机械设计学科中有一项螺纹连接的相关教学内容。可见，教学范围与机械设计这门学科的学习原则不相符合。又如，减速器的类型、样式和设计参数要求，和机械制图中的减速器设计相关知识存在较高重复率，不仅在学科的学习层次上造成混乱，还浪费了学生的学习精力。
1.2与时俱进能力不强
机械设计这门学科的实用性较强，同时其教学内容随着科技的不断发展而不断变化。所以，传统的教学内容如果不进行更新，很难满足现代社会的需求。现代机械设计教学应当满足工程性和技术性需求，同时也应当具备系统性。因此，现代机械设计学科紧随时代的变化而改变，将传统的设计技术进行时代元素的融入。如今，很多相关院校对机械设计教学中的设备结构、设备强度和运动学等技术的教学比较注重，教学力度也较大，使能源问题、环境问题的教学很少涉及。尤其是安全、人机关系、美学等社会因素和价值工程、周期费用分析等经济因素，导致机械设计教学无法满足现代人们的生产需求。
1.3教学方式落后
很多相关院校对机械设计的教学仍然采用讲学通用的原则，对于教学中的重点知识，让学生采取理论知识记忆的灌输性传统学习方法，而对这门学科的实际应用教学涉及较少，仅仅加深了学生的相关知识或原理的理解。同时，缺乏案例式教学、现场教学以及讨论启发式教学，在学生的学习过程中没有充足的时间进行自主探索，严重阻碍学生对知识的理解与掌握，同时一定程度上阻碍了学生运用所学知识解决实际工程问题能力的发展。因此，应当对机械设计教学体系进行创新。
2创新机械设计教学体系措施
2.1调整教学内容
机械设计的学科教学内容应从实际出发，注重教学的整体性、实践性以及创新性。如今，很多学生对于机械设计的基础知识掌握不明确。所以，机械设计教学中应当遵循适度够用的理论知识学习原则，可采取重点学习、部分理解等方式。首先，教学内容要清晰精简，要精简机械设计这门课程的教学内容，避免学生在相关知识的学习中产生知识重复。同时，在学生的实际应用教学中，如实验、实习、课程设计、社会调查、毕业论文以及课外科技活动等注重实践运用的教学环节，不但要适度融入相关基础知识，还要增加其课程。其次，要注重知识的整合。在机械设计的实际教学中，将其中关联性与联系性较大的知识急性整合学习。最后，在机械设计的教学过程中应当注重知识点的增设。不仅要注重知识的重点性，还要考虑知识的完整性，可以增设以电、液为动力的机构组合，结合实际的典型机械等新内容，使学生全面认识现代机械，以适当前生产实际需要，方便计算机辅助设计的应用和推广。
2.2加强学生能力培养
机械设计是一门极具实践性的课程，过程中应当注重学生设计技能和创新能力的培养，以培养学生技术应用能力为主要教学目的，同时注重学生工程意识、工程实践能力、创新意识以及社会实践能力的培养。实际教学过程中，教师应当彻底摒弃传统的灌输式教学模式，在讲解相关理论知识或原理时，注重培养学生总结结论的能力。同时，在相关知识或原理的讲解时，融入其在实践中的应用，坚持产、学、研相结合，体现机械设计教学的基础性、系统性、实践性以及现代性。
2.3创新教学方法
目前，相关院校的招生多是面向全国，导致各种学生的机械设计学习基础不一。因此，要不断创新如今的机械设计教学。教学过程中，应当加强直观教学，在学生学习相关理论知识或原理的同时，让学生接触各类种机械、机构、零件、部件、图纸，提高学生相关知识或原理的实践性。同时，教师也可以利用多媒体、电子教案、CAI课件以及录像等现代教学技术，借助计算机和互联网，利用虚拟现实技术和仿真软件系统，开展机械设计的现代化、立体式教学。此外，教师在机械设计的实际教学中，应当尽量减少相关知识或原理的理论推导，运用例证讲清思路，加深学生对相关理论知识或原理理解，提高课堂教学效率。
2.4增加教学实践
机械设计是一门较注重实践运用的学科，教学时教师不能仅仅注重学生的知识学习，要更加重视学生的知识运用，如绘制机构运动简图。图2为机构简图的绘制步骤。以四杆机构为例，结合日常见到的筛东西、磨豆腐等，布置设计任务。在四杆机构的讲解过程中，不断提醒双曲柄机构、曲柄摇杆、双摇杆机构分别有什么运动特性，能转化为什么样的运动形式，现实生活中有哪些物品用到了这些机构，不断启发引导学生思考设计任务。一个机器少不了动力，因此课程中增加电动机的选用环节。学生设定自己运动机构的各种参数后，按部就班选用电动机，由此掌握效率等概念，并对整体的机器建立一个大概的认识。电动机选好后，考虑减速的问题。这时，可以引进齿轮机构（包括蜗轮蜗杆）、带传动、链传动。齿轮机构重点讲传动比的分配、计算及选用，对于渐开线的形成等和现场应用联系不密切的内容可忽略不讲。带传动、链传动重点讲传动特点和应用。此外，学习过程中要加入查手册选材料环节，把时间用到应用实践上。
3结语
目前，我国机械设计教学体系仍然存在教学内容过于庞杂、无法适应时代的快速发展以及教学方式过于陈旧和落后等问题。因此，在机械设计实际教学过程中，应当调整教学内容，加强学生能力培养，同时不断创新教学方法，以期为国家培养更多机械设计创新性人才。
作者:李爱军 徐红芹 王红梅 单位:山东理工大学机械学院
参考文献
[1]金京，罗声.基于创新能力培养的机械设计类课程教学改革与实践[J].纺织服装教育，2012，27（6）：534-536，539.
[2]钱抗抗.创新教育模式的理论研究与改革实践——浅谈机械设计基础的微课开发与实践应用[J].职业，2016，（11）：45.
课堂理论教学是传统教学模式的主线，实践教学只起辅助作用，而课堂教学内容的抽象性，更加增大了学生对机械知识及设计的理解难度。机械设计的目的是要去解决机械工程的实际问题，教学脱离实践环节必然造成学生眼高手低。目前实践教学的不足导致学生在设计过程中忽视设计对象的加工工艺、安装工艺以及调试、使用和维护等工艺过程，只是盲目的、机械的照搬资料，更无法对设计中出现的各种工艺问题采用创新的方法去解决。
2《机械设计》课程设计改革的思路与措施
2.1增加设计题目的多样性和新颖性，提高教学质量和学生工程设计能力
《机械设计》课程设计题目首先满足教学大纲的要求，即题目中应包括原动机、传动装置、工作机三部分内容，并能够对机械设计课程所学大部分零部件进行设计训练。在此前提下，应改变原来的只针对减速器的定式设计模式，从学生设计兴趣入手，调动学生的能动性，培养独立设计能力。在传统课程设计内容基础上，设计题目可从教师相关的科研项目中抽取，或者与工矿企业建立联系，去实际中提炼一些综合性、创造性的设计题目，这样一方面替工矿企业解决技术问题，另一方面学生设计过程具有挑战性，同时起到了学以致用的目的。机械类专业往届毕业设计中传动装置设计部分一般雷同度小、综合性强，与工程实际结合度高，整理后也可作为课程设计题目。课程设计题目的多样化和新颖性能够吸引学生，锻炼学生综合运用先修机械类课程知识的能力，促使学生建立整体设计的理念，激发学生的独立设计能力和创新能力。
2.2采用启发式指导，促使学生由模仿型设计转变为思考型设计
课程设计中包含方案确定、初步计算、草图设计、装配图设计、零件工作图设计和编写设计计算说明书等几个阶段。在每个设计阶段，教师应组织学生设计小组展开讨论，对设计资料进行归纳、分析和总结，从前人成功设计案例中寻求设计要点并形成独立的设计思路。尤其进行到草图设计和装配图设计阶段时，牵涉到大量的结构问题，由于在《机械设计》课程讲授的重点都是基础理论，很少涉及结构方面的知识，学生在进行到这一设计阶段时普遍感到困难，错误较多。在这一阶段，指导教师应悉心引导，最好借助实物模型教学，多进行正误结构的比较。只有通过启发式指导，学生才能很好的把握机械设计的规律和其灵活性，达到举一反三的训练目的。
2.3加强计算机CAD/CAM/CAE技术在课程设计中的应用
在计算机信息技术的时代，机械工程设计领域已广泛使用计算机CAD/CAM/CAE技术进行设计，进入数字化设计、分析与制造的新时代。传统设计中采用的是半理论半经验的计算公式进行静态计算或估算的设计方法，设计过程费时费力，设计结果的可靠性验证滞后。在CAD技术平台上可实现机械零件的结构设计和机构运动仿真，所见即所得。运用CAE软件进行机械零件的力学性能的分析计算以及结构性能的优化设计。在《机械设计》课程设计过程中，手工图板式设计方式明显落后于机械行业实际设计方法，因此要加强学生在计算机绘图方面的训练，增加学生用CAD软件绘图环节。鼓励学生运用CAD三维造型技术进行仿真设计，由于设计过程处于三维空间，形象逼真，因而有助于学生创新潜力的发挥。通过运用计算机绘图，将学生从大量的手工绘图劳动中解放出来，使学生可以将精力重点放在方案设计和结构设计上，提高课程设计质量；同时模拟了真实的企业环境，培养学生使用CAD软件进行机械设计的能力，这样才能在今后的工作中使学生快速适应工作环境，成长为合格的机械设计工程师。
2.4加强实践环节，提高学生的工程设计能力
理论必须联系实际，从实践中来，再到实践中去。让学生接触机械工程实际，了解同类系列产品的性能、结构特点及生产过程。学生对设计对象有了感性认识，获得产品的有关工艺知识后，才能建立机械设计与机制工艺之间的联系，课程设计的机械装置才能和实际生产相符。因此，在课程设计之前多安排学生到工厂参观或者以多媒体的方式观看相关的工程案例，以此拓展学生设计思路，提高机械设计能力，达到课程设计实践教学的目的。
3结论
我院建校前几年由于师资力量有限，主要依赖兼职教师指导课程设计，这些兼职老师大多来自一本院校，他们时间有限，指导方法基本沿袭一本院校的指导方法，每天集中一两个小时在教室集中指导，而三本学院的学生依耐性强，老师走后基本是放鸭子，因此抄袭现象特别严重。此外，在教学指导过程中也存在一系列问题，比如必须掌握的知识点、知识群、关键内容都没有明确，指导过程因老师而异，随意性较大，标准不统一。因此，进一步规范课程设计的内容、指导方法、达到的目标、必须掌握的知识点和知识群，显然是提高实践教学质量的重要内容和措施。后来随着一些青年教师的引进，我们对机械设计课程设计的题目、应该完成的内容及进度要求、考核方法等进行了一系列的研究与实践，使学生达到掌握知识点的目的。
二、针对机械设计课程设计题目、指导方法，进度安排及考核方法进行改革
（一）设计题目的改革
以前兼职老师给的课程设计题目是多样化的，鉴于我院学生的基本条件，我们把课程设计的题目统一标准化了，传动方案也已经给定，目的是让学生熟悉课程设计的一般方法，掌握应该掌握的知识点，并对机械设计的理论课的知识加以巩固，并不要求他们创新设计。其设计题目、初始条件和传动方案如下：设计题目：带式运输机的传动装置；初始条件：带式运输机可运送谷物、型砂、碎矿石、煤等。两班制工作，连续单向转动，有轻微振动，输送带的速度允许误差为±5%，使用期限为10年。卷筒与输送带间传动效率96%，减速器批量生产。要求学生每人按学号顺序依次选一组数据进行设计计算。
（二）指导方法改革
在课程设计之前，负责人对指导机械设计课程设计的老师集中在一起开个小会，对学生必须掌握的知识点、知识群、关键内容都明确要求，要求指导老师每天的上午和下午至少在教室两个小时，这样学生有问题就能及时找到老师解决问题。还有学生课程设计进行到第一阶段，尤其是课程设计的设计计算初步完成时候，要求指导老师对学生的计算数据进行初步的检查，并要在草稿本上签字，才可进行下一阶段的工作。这样就避免后面学生在画草图时候发现错误，又要反过来重新计算浪费大量的时间，并且可以避免了个别学生抄袭的现象。
（三）进度安排改革
以前兼职老师指导课程设计时候，一次把课程设计要求完成的内容一个半天讲完，这样内容太多，学生根本记不清楚。我们根据三本学生的特点，将机械设计课程设计分为六个阶段。每个阶段集中讲解一次，学生按进度要求完成该完成的任务。第一阶段，主要是动员和设计计算。学生在这一阶段应该完成的内容包括：选择电动机；计算总传动比和分配传动比；传动装置的运动和动力参数计算；传动件计算；初算轴的最细处直径；选择联轴器（型号、孔径、孔长等）；初选滚动轴承及其相关参数，轴承盖是否干涉等。要求学生按上述步骤严格进行，不要颠倒。第二阶段是草图绘制。设计计算完毕后，我们会带学生到实验室做一个减速器拆装实验，主要是对减速器有个感性的认识。然后在集中讲解，其内容包括：减速器的结构；减速器的；设计装配图的准备；减速器铸造箱体的结构尺寸；减速器装配草图设计；轴和键的强度校核，滚动轴承的寿命计算。第三阶段是正式绘制装配图，在完成减速器装配草图后，校核轴、键强度及滚动轴承寿命无任何问题时，在此基础上继续完成装配图。要求注意两个方面的设计：轴系零件的结构设计；减速器箱体及附件的结构设计。第四阶段是装配图的检查。给学生主要讲解的内容包括：检查装配草图；标注主要尺寸与配合；编写减速器的技术特性；编写技术要求；零件编号；编制零件明细表及标题栏。第五阶段是零件图的绘制。零件工作图是零件制造、检验和制定工艺规程的技术文件，应包括图形、尺寸及其极限偏差、表面粗糙度、形位公差、技术要求等。零件图从装配图上测绘下来，形状应与装配图一致。第六阶段是编写说明书。说明书的编写我们也把格式基本给学生，学生按照步骤把草稿整理成册就可以了。机械设计课程设计总共安排了三周的时间，周末时间不计，具体的进度安排我们设计了一个表。（四）考核方法进行改革课程设计结束后，我们会现场答辩，在答辩时候，会先给个预成绩，这个成绩非常重要，因为通过答辩，可以看出学生对课程设计掌握的情况，是否有抄袭，一问就基本可以得到答案。最后结合学生交上来的课程设计说明书、装配图、零件图给每个学生单独评定优、良、中、及格和不及格的成绩等级。
三、结束语
1.知识点的传授和项目相结合。
知识点的传授与项目相结合，有助于学生实施项目时，不存在知识点学习的困难或应用的障碍。项目中所涉及到的知识点应在课堂上提前介绍，依据学时的安排，调整知识点讲授的广度与深度。
2.项目选取和布置的注意点。
项目的选取范围应覆盖课程的重点内容，可以通过一个大项目覆盖所有重点内容，也可通过几个小项目涉及几个重点内容。项目的难易度适中，应使学生觉得项目有点难度但自己通过努力可以完成，这样的项目是比较好的。项目的选题还需要与实际应用相关，有了应用背景，学生做项目的兴趣度也会提升。项目布置时，应明确设计要求、设计任务和设计的关键点，这样学生才会有的放矢，从而顺利地完成项目。
3.项目分组的注意点。
小组规模是影响学生参与的一个重要变量，如果小组规模较大，部分学生的分工会出现重复或是任务不足，如果小组规模较小，组内成员的任务过于繁重，有时导致项目不能顺利完成。教师应设定小组规模的范围（一般2~5人一组为宜），让学生们自由组合。
4.鼓励实验测试和实物加工。
机械专业对学生的动手能力要求较高，实验测试和实物加工是锻炼学生动手能力的一个重要途径。常常出现纸上设计的机构，看起来合适，实际做起来是不合适的，因此在学生实施项目过程中，教师应鼓励学生完成实验测试和实物加工，从而检验机构设计的合理性。
5.项目的考核。
项目的考核是检验学生完成项目的一个重要总结，项目的考核应包含设计文档、口头报告、实物或实验展示这三部分。设计文档锻炼了学生总结设计过程的文字撰写能力；口头报告锻炼了学生口头汇报的能力，口头报告还应包含教师和学生提问环节，检验学生的完成情况，锻炼学生思考的能力；实物或实验展示直观地反映学生项目完成的效果，同时增强学生的动手能力。
二、项目驱动教学法在“电子精密机械设计”中的应用实例
下面以“陶瓷放电管全自动打印机”为例介绍如何开展项目驱动教学法。
1.知识点的讲解。
由于陶瓷放电管全自动打印机涉及上料机构、打印机构、供墨机构、传动机构（凸轮机构）、下料机构的设计，因此布置项目之前，教师应大概讲解凸轮机构、上料机构、下料机构、控制系统等相关章节，为学生的项目实施扫清未了解知识的障碍。
2.项目选取和布置的注意点。
“陶瓷放电管全自动打印机”项目与实际紧密联系，难度适中，学生在了解了相关知识点后不会出现看到题目而不知所措的现象。接下来，教师应明确项目的要求。该项目要求学生完成打印机的整机设计，包括上料机构、打印机构、供墨机构、传动机构（凸轮机构）、下料机构等的设计，使该设备满足打印质量要求，其中自动上料机构保证放电管的供料率；打印机构实现陶瓷放电管的打印，要求保证打印质量；凸轮传动机构驱动打印机构，使其完成打印任务；供墨装置是为印章提供油墨的机构，要保证油墨厚度均匀。教师还应指出项目实施的关键点，例如陶瓷放电管对自动上料的特殊要求：一方面该类放电管的形状和尺寸使放电管在振动排料时出现多种姿态，给自动上料带来一定难度，因此自动上料机构的设计必须保证放电管的供料率。另一方面，放电管在振动料斗中的振动，会造成放电管之间的碰撞和摩擦，进而影响放电管的外观甚至质量，进而影响打印质量，因此要优化振动料斗的机构以减少放电管间的碰撞和摩擦。“陶瓷放电管全自动打印机”是一个较为复杂的系统，因此需要向学生说明设计的要求和设计的关键点，同时鼓励学生组队合作完成，培养他们的团队精神。
3.实物的加工和实验测试。
要求依据设计图纸，加工陶瓷放电管全自动打印机。加工之前可通过多次文档报告或口头报告，不断改进设计，从而使得加工出来的实物是可行的，实物的完成会让学生有成就感，让他们对学习《电子精密机械设计》增添兴趣。
4.项目的考核。
项目的考核综合设计文档、口头报告、实物或实验展示这三部分，分别占40%、30%和30%。设计文档应注意规范性，图纸是否规范、合理；文字描述是否正确、翔实；图标是否清晰等等。口头报告应注意学生表述是否明朗、思路是否清晰，若发现学生的思路有误，应及时纠正，防止后续工作的中断。实物或实验的展示是成果最直接的体现，教师应对完成的实物或实验测试提问，掌握学生从项目实施过程中遇到的关键问题，以及他们解决的思路。
三、结语
1模块化机械设计的应用
通过对产品的构成进行分析，考察其中的功能互换性与结构互换性的关系，将立体车库模块划分为钢结构、横移机构、载车板等几大模块，包括了系统级模块、部件级模块和零件级模块，以模块为基础进行接口，通过模块的组合来满足不同车库产品的设计。同时对工艺进行优化，达到同类型零部件工艺的统一。
1.1钢结构的模块化设计
对升降横移立体车库的钢结构立柱、前后横梁、纵梁、斜撑等进行通用化设计，无论立体车库方案如何变化，只要方案中的结构能由现有结构配型得到，就只需对现有结构进行横向、纵向、竖向的组合，无法通过组合得到的，只需对不匹配模块进行更改，以项目图纸形式对项目模块进行匹配搭建。新式六层升降横移立体车库钢结构如图1所示。
1.2钢丝绳设备横移机构与链条设备横移机构的
模块化设计
将横移机构分解为横移传动系统、提升传动系统和横移框架3个主模块，通过使用相同型材和改变钢丝绳缠绕方式，实现了两种类型横移框架的模块化设计（前后吊点中心距、防坠钩中心距、定位针中心距等关键配合尺寸一致），达到了两种类型的横移机构共用一套横移传动系统的目的，也为钢丝绳设备与链条式设备载车板的统一奠定了基础。1.3载车板的模块化设计载车板对边梁结构形式进行了模块化设计，提高了边梁模块的通用性，并确定了载车板自带斜坡与载车板无斜坡两种载车板结构，通过对斜坡的优化设计使两种载车板结构除斜坡外其他横向构件模块完全通用，通过对横向构件进行选型调整来实现载车板与设备的匹配。
1.4工艺的模块化设计
以传动轴的加工为例：模块化前的传动轴如图5所示，模块化后的传动轴如图6所示。对比可以看到，所有传动轴（包括提升、横移）轴身由原来的必须经过车床倒角、车内孔、齐总长的工序变为现在的直接锯床下料；轴头由原来的指定尺寸改为根据无缝管材料内径的进行配车，并将原来较长的阶梯进行分段处理，以方便链轮的安装，焊缝由原来的角焊缝改为缝焊缝，通过工装对焊缝宽度的调节来实现对传动轴总长的尺寸控制，这样极大地简化了大轴、长轴的加工工艺，节省了工时。
2模块化机械设计的优势
通过前述模块化设计在升降横移立体车库设计中的应用可以明显地看出模块化设计具有以下优势。1）尽管升降横移立体车库形式多样，具体项目方案千变万化，给设计带来极大不便，但是模块化设计可以通过模块的选择和组合构成不同顾客定制的产品，以满足市场的不同需求，对于设计者来说设计任务趋于简单化、轻量化，设计周期大大缩短，可以给产品的生产加工与安装留出更多的缓冲时间。2）模块化设计可以在很大程度上减少图纸的数量，同一零件可以在多种产品上使用，从一定程度上节约了纸张，也方便了图纸的管理。3）很多通用化的零件可以批量地进行储备式生产，这必然带来成本的降低和人力、物力投入的减少，并能从一定程度上缓解了多个项目同时开工生产时加工工期紧张的问题，尤其是当安装过程中项目现场零件丢或失损坏时，可以直接跳过加工，直接从备品库中出库发货，节约了时间，有助于合同的按期兑现。
3结语
模块化设计理念已被引进立体车库的机械设计中，特别是在常规的升降横移立体车库中表现得更为明显，模块化给机械设计带来效率和效益的大幅提升。
作者:丁翔 单位:江苏省特种设备安全监督检验研究院
参考文献：
智能设计方法、以产品特性为基础的特性设计方法、模块结构化设计方法以及系统化的设计方法是设计产品方法的类型。智能化设计方法将产品的设计向高智能时代推送，高端技术科学利用CAD等虚拟技术得以实现。在整体思想过程中，融汇了产品的实施、开发以及规划，而产品的规划则是首要阶段，确定外部特性的立体模型可采用CAD实现，配置分析产品可按照合成系统的原理，最终将产品加工成型。通过模块结构化设计方法能够形成不同产品，以及相异的效果。设计方法的系统化思维体现在统一上，由各个单元组成了设计的整体，各项单元互相独立，具有层次性和联系性。根据用户需求进行实施、设计、规划、分析、构思，设计方法的系统化将客户的需求变为在开发产品时的程序和目标。换言之，将系统化设计方法应用于机械设计中，设计过程就是整体系统，而设计作品也应看成一整体系统。
二、机械产品设计多层次规划原理
在设计产品之前，为有效提升设计成功率以及设计效率，整体而全面地对产品设计进行规划，通过设计质量检验层、设计业务层、设计战略层等层面来有效实现规划功能。其中，包括了质量评价的设计、存在问题设计分析、设计过程、设计方法、设计内容、设计目标、设计思想、设计环境等。该设计规划原理对于整体产品设计工作具有着关键的作用及意义，其成果能够形成指导设计工作或者管理工作的措施或方案。
三、规划产品设计战略层
利用与战略的关系式相辅相成，要想企业发展取得成就，就离不开战略性目标。该层次具体有设计目标、设计思想与设计环境。
1.设计目标
如果确定的设计目标过高或者过低，都会对企业的终极利益产生影响，不利于产品的优质设计，因此，设计目标是通过实际中设计人员的设计，满足水平或状态的描述。在对产品设计目标进行制定时，应对各个影响因素进行充分考虑，分析各项目标因素。技术水平、设计思想、内部资源、市场环境等是对因素产生影响的四个方面，而技术水平和设计思想则被视为软因素，设计目标的制定从宏观上受到影响；而内部资源与市场环境则为硬因素，是能够直接影响产品设计目标的因素。一定要仔细和慎重制定设计目标，因为后续设计任务的实施的可行性会受到设计目标的直接影响。
2.设计思想
设计方法只有在正确的设计思想的指导下才能真正获得创新，设计的成功来自于科学、正确的设计理念，而产品设计正是以经验和知识为基础的一项创新的过程。在设计产品前，必须对设计人员设计工作的顺利开展进行指导，事先将设计产品思想确定，将市场作为向导，秉承文化内涵，将科技作为武器，树立良好、科学的自主创新意识，在科学发展观的有效指导下开展、完善产品设计。设计原则为设计系统化，设计理念为主观能动性的充分调动，指导思想为科学发展观。企业的设计思想可以按照模型进行规划，要想获得创新的成果，离不开创新的意识，对其设计思想的促进意义深远。
3.设计环境
产品设计所处的环境决定了产品设计活动。从以下工作中，我们不难看出对设计环境规划进行研究所体现的内容。一是产品设计环境的规划方法的科学提出；二是总结和归纳出影响产品设计环境因素。产品设计环境在诸多方面得以表现，并是客观存在的。在科学分析产品所处设计环境的前提下，才能进行设计环境的合理配置。为了规避环境威胁，可提出相应的应对措施来克服设计环境中存在的不利因素。产品的研发所具有的含义如下：第一，产品的开发所指的产品具体是什么；第二，在低端、中端、高端等档次定位中，划分出在该类产品中所要开发的产品定位。
四、规划产品设计业务层
1.规划机械产品设计内容
设计目标的制定受到设计内容的牵制，通常机械产品的设计内容通过机械产品设计流程角度及机械产品结构功能的视角展开分析。从设计流程的视角来看，实际设计机械产品阶段的主要内容为样机实验、模拟与仿真、装配设计、零部件设计等详细设计、方案设计、功能的设计等等。从结构功能的视角来看，分别由控制操纵系统、执行系统、传动系统、动力系统共同构成。
2.规划设计内容具体流程
在规划产品设计内容的过程中，表现了设计任务的确定、设计资源的利用、设计内容的规划、设计目标的有效分析等。为了提升设计效率，防止重复设计等情况的发生，在规划设计内容时，需要对已成形的零部件设计资料以及工程设计经验预先考虑。
3.规划设计方法
促使工程设计者高效率进行设计工作的具体手段和工具就是科学、有效的设计方法。要完成产品的设计应选择适当的方法、结合所确定的设计内容和设计目标，这就是规划产品设计方法目标。下面以降低地基受设备传来的动载荷为例进行介绍。要将其有效削减，就必须设计隔振，可运用如下公式进行求解：假设传给地基未隔振的动载荷为Q（t）=Q0sinωt，而N（t）为传给地基隔振后的动载荷，将一次隔振作为方法，处理Q（t）为内容，O=N（t）定义为设计目标。
4.规划设计过程
在实际设计工作之前，应制定出合理的规划，因此有必要严谨研究产品设计过程。针对设计目标进行求解的一系列活动就是所谓的设计过程，在设计现代产品与物力、财力、人力息息相关。一般情况下，设计产品过程，可分为四个设计阶段，具体为设计概念、具体设计、分析设计、试制样机。但是，这些设计的过程往往将设计前期规划忽略，仅注重设计的具体的实施，所以在过程的完整性上存在不足。非完整性和完整性是技术系统中的两派，技术系统是所有设计工作的统称。为了提升设计产品的质量，应在完整技术系统中纳入设计产品的过程，这样就可以有效避免设计中存在的随意性、盲目性和片面性。设计过程管理方法的合理提出、设计计划的具体制定、设计任务的科学划分、设计步骤的合理确定是处理好产品设计过程中主要问题的关键。在划分设计任务过程中，同时应结合具体设计团队与各个子任务，对任务中存在的集成性、并行性、独立性进行充分考虑。在设计过程中，设计计划的制定不能忽略。在进行设计计划的制定时，应对设计活动时间进行估计，将各个子任务所需完成的时间科学地确定，需要形成计划表，从宏观上、整体项目中，具体到每项设计内容完成所需要的时间来进行设计。除此之外，还应将管理的理念运用于整体设计过程。在规划产品设计阶段，要重视研发设计项目的复杂性，而复杂性来自于任务组织，同时也来自于工程自身方面。
课堂教学是中国文化传承的主要方式，一个有超前性、计划性和创造性的课堂设计是知识传承和能力培养的实用而有效的途径。如何学好“工程力学与机械设计基础”这门课，42学时的课堂教学是关键，因而必须针对少学时多内容的课程进行有效的设计，达到调动学生的学习热情、提高理论学习效率和解决工程问题能力的效果。
1.1引导学生积极动脑
先提出有关教学问题，创设一个工程应用环境。如讲扭转时，可以先将汽车传动轴的实例提出，让学生回答如何对轴的强度及大小进行校核计算，从材料选择到空实心轴的计算说起。然后，由教师总结，通过图片、动画、视频等将结构形状和构件的相互关系生动地展示在学生面前，再对轴进行受力分析、理论推导和计算。针对重要的概念和公式，布置课外作业加深。这样可使教学客观化，晦涩的问题简单化，枯燥的书本理论与工程联系应用化，增强了工程实践知识，活跃了课堂气氛。
1.2推动学生积极动口
传统的教学模式是以课堂、教材、教师为中心的，形成了教师单向灌输、学生被动接受的局面，这在客观上限制了学生的思维空间。现代教学目标应以学生为主体，学生是认识的主体，一切教学措施的安排最终都要落实到学生身上，充分调动学生的思维能力、创新能力。课堂教学主要采用任务驱动教学法，从第一次课开始，就指导学生带着2-3个工程实际问题，先预习教材，力争找到解决问题的方法，第二次课回到课堂讨论。课堂上接近一半的时间为学生发言讨论，余下时间教师总结。总结内容：概念清晰化、结构明朗化、公式深刻化。方式以推动学生口述为主。通过任务驱动，学生在探索中学习，在学习中不断获得成就感，调动了学生的学习兴趣，同时也锻炼了学生的语言表达能力、沟通能力和独立解决实际工程问题的能力。
1.3鼓励学生勤于动手
教师在平时的课堂教学中，只对重点知识讲解，重要公式的应用举一反三，给学生留有自学和思考的余地，给学生发现和提出各种各样问题的空间。通过创设学生自身知识的不足和学习问题的情景，激发学生的创新能动性，鼓励学生深层次探索。如：轮系课完毕，就布置学生课外作业：设计一个轮系，用最少的齿轮实现同轴反转，且速比i=2。在讲完理论力学时，课外作业为：设计一个最简单廉价的200L油桶平地搬运工具（完全人工作业）。充分相信学生的解决实际问题的能力，并加以鼓励引导。回到课堂师生点评，确定ABCD最佳方案。通过这种理论联系实际的任务驱动和自我探索，学生不仅加强了对所学知识的理解，同时提升了解决实际工程问题的创新能力。
2积极引导课外学习与实践
课外学习与实践能较快地拓展学生相关知识结构和解决实际问题的能力提升。教师要有意识地设计一些课外作业，引导学生课外学习与实践，一是扩大学生视野，加深对课程内容的理解，二是节约有限的课堂时间，充实课堂内容，时间用在刀刃上。
2.1引导学生文献检索开阔视野
通过文献检索，归纳总结，解决工程实际问题，是工科学生应该具备的基本技能。结合课程理论知识，由教师选题，让学生查阅文献资料，写出文献小节报告。例如，轴承课结束，布置课外作业：无油轴承技术现状、大推力滑动轴承技术进展等，要求学生查阅相关文献，并进行文献分类整理，最后通过分析文献，提出自己的设想或建议。通过对课程所涉及的文献进行广泛的阅读和理解，对该领域的研究现状、新水平、新动态、新发现等内容进行综合分析，写出500~1000字的文献小节。通过这一过程的学习和训练，课堂知识得到了提炼，相关的学科知识及应用得到了拓展。
2.2强化实践教学环节，提高学习兴趣
实践出真知，实践教学是巩固理论知识和加深对理论悟性的有效环节，是培养具有创新能力的高素质工程技术人员的重要途径。例如，减速器拆装实验，可以帮助学生了解减速器各部分的结构，考虑好拆装顺序，培养学生的观察能力和动手能力。碳钢材料的拉伸应力应变实验，可以使学生对应力形成过程、材料的比例极限σp、屈服极限σs、抗拉强度σb等有一个直观的认识，掌握许用应力基本概念及使用方法，加深对杆拉伸状态下基本几何尺寸的计算。通过实践环节的学习，培养了学生仔细认真的工作态度，加深了对理论知识的认知程度，激发了学生的学习热情。
2.3增加探索性问题，提高创新能力
传统教学作业是以课后作业为主，都是些常规练习，内容简单，答案唯一。这样虽有利于“基本功”的训练，但“多学少悟”的培养不利于学生创造力的发挥。针对工程问题的复杂性，实际问题是没有标准答案的。因此，在课外作业中，适当地增加一些探索性问题，能够激发学生主动思考的能力。例如，在学习应力时，对裂纹的危害及防护措施进行举例说明。通过查文献，独立思考，学生对力学分支———断裂力学有了一定的理解，意识到工程上的许多灾难是由裂纹引起的。这样的主动探索反过来提高了对书本理论知识的理解。一个学期进行几次这样的作业后，对提高学生的创新意识和研究实际问题的能力有明显的帮助，增强了学生对工程概念的感悟。
3改革课程考评方式的实践
传统的考评方式多为闭卷考试，由于本课程内容多、实践性强的特殊性，仅凭期末闭卷考试成绩不能全面反映学生掌握知识和运用知识的能力。为此，对考核内容进行了改革实践。改革前，只采用期末考试作为学生的最终课程成绩。改革后采用期末考试成绩和平时成绩相结合的方式对学生进行评价。学生成绩考评内容，一是考查理论知识的掌握情况，通过期末闭卷考试成绩呈现。二是检验学生运用所学知识解决实际问题的能力，通过平时课堂讨论、课外作业成绩体现。改革后，这种多元化的考核方式对学生知识的获得、能力的培养和素质的提高有明显的效果。
4结论
任何产品的质量安全都是头等大事，机械设计也不例外。在机械设计行业中，设计人员一定要有严谨，负责的工作态度，严格按照设计思想，严格排查安全隐患，在设计中杜绝因管理疏忽而带来的安全问题。在机械设计过程中要把安全问题落实到每个人，责任明确，分工具体使质量得到保证，安全隐患消除与萌芽状态。
2设计工艺流程的规范化管理
机械设计属于严谨的学科范畴，一切的设计行为要遵循科学，遵循设计原理。在整个设计工艺中要考量图纸的可行性，理论的灵活运用和灵活变通，对于设计所需要数据要进行深入的运算，确保达到数据的严密性。对于不确定的数据要进行多个论增，对于不明确的，不理解的理论要加以掌握理解，确保设计工艺的规范化，科学化，工艺流程的万无一失。只有严格地执行规范化的设计工艺流程才能保障设计成果的规范化以及它的市场价值所在。
3机械设计中的误区以及出现问题的解决
在过去的机械设计的过程中，我们往往注只是重了设计成果的使用性，但是对于设计成果的实用性以及它的多个功能，我们并没有过多地关注。赶时髦。为求“省事”，追踪市场新产品和畅销产品，对顾客的需求一片模糊，又不愿花力气搞清，你上我也上，一轰而起，一轰而下。缺乏科学而准确的市场(需求)调查、需求分析和产品规划，是一种盲动行为，失败的可能性极大。实践证明，好多机械设计企业经营失败的根本原因首先是设计人员忽略顾客、缺乏市场调查与可行性认证，它们将导致90%的企业失败。其他导致失败的原因还有：由于管理者忽略变化、过分自信、过分自信与傲慢而错误地估计市场接受能力、吸收了不必要的合作伙伴、不能跨专业全面思考、企业缺乏长远的目标与规划，以及企业的经验没有公司和产品的特色。“现在供应，以后修理”。忘记了企业生产的产品(可触摸的)和服务(不可触摸的)只能在被顾客接受并使其满意的前提下才能获得竞争胜利和实现经济与社会效益。这是企业缺乏“信誉资本(良好的社会信誉认同感)”的表现，它的严重后果是导致企业的成员没有诚信、弄虚作假，最终使企业。所以企业的管理层应该清楚地知道，信誉资本有多少进展，以便即时采取扩大信誉资本的措施。对机械设计中出现的类似误区，机械设计人员一定要有高度的市场敏锐感，严谨的设计理念，积极负责的工作作风，才能彻底矫正因为设计思维而带来的对新产品的影响。
4核心技术的保护管理
机械产品及其制造系统的创新是提高企业竞争力的关键因素。从本世纪初到60年代，机械设计业的竞争是以成本为测度的数量扩张时代，企业核心竞争力因素是成本最低，即规模经济方式，在这种情况下对大多数进行工业化的国家和地区来讲，需要的不是产品创新，而是引进产品与生产设备。70年代到80年代末它转变为质量的竞争。几十年的成本与质量的竞争，使多数国家和地区已经实现或可重现至今仍占主流的中低技术产品(占80%~90%的世界产品)的制造，且彼此间质量的差距越来越小，而成本的优势在发展中国家与地区。在未来的市场竞争中，企业竞争力的主要因素变化为：新产品创新与改进的设计开发能力及其上市的速度；为保证新产品上市速度、产品质量(特别是可靠性与安全性)的控制和成本控制要求创新和改进制造系统及其运作；创新与改进服务及其质量。设计产品及其制造系统和制造过程控制的创新成为提高企业竞争力的关键因素，而产品的设计与制造质量、成本、开发上市速度成为企业活动的第一类核心自变量。
5机械设计的风险管理
机械设计是一项高风险投资。新产品的成功创新或改进将有利于形成机械企业新的经济增长点，促进经济的发展，有助于合理的产品结构和产业结构形成，以及企业竞争力的提高。但是各国多年的产品开发实践证明，它是高风险、高投资、高收益的活动。其最突出的特征是高风险性。如何应对这种风险，其主要依托应当是对于新产品的市场前景和潜在前景科学的分析，通过分析和观察做出有利的判断，尽可能在设计之初就规避因为设计带来的市场风险。
6机械设计的成本管理
好的设机械计不但要技术先进，制造可行，操作方便，而且要经济合理，同样也要求它易与管理，尤其是对成本的控制。所谓成本管理，其核心就是降低产品的成本。可以说，产品成本的高低，在产品设计的阶段就基本上确定了，因此，降低产品成本，永远是设计人员的一项主要任务，是机械设计领域中的一个永恒的技术经济问题。设计人员进行产品设计时，必须牢固地树立经济效益的观念，对每一个零部件进行功能成本分析，确定合理的技术指标和成本目标。加强成本管理直接决定企业参与市场竞争的成败，这个环节至关重要，我们在成本预算中永远要把最低的成本核算到设计体系中，也就是说最低的成本就是开拓市场最大的资本，由此可见成本管理在机械设计企业举足轻重的作用。
7机械设计产品的质量评估管理
树立长效果的评估机制，对于设计成果的安全性能，可靠性，稳定性要有一个明确的认知。通过评估掌握设计过程中的问题解决方法，发现不足，在此基础上寻求更好的解决方案。为今后的设计打下良好的技术基础和理论基础。
8对设计人才团队的管理
人才永远是企业获得核心竞争力的根本保证。为了实现建设机械工业新高地的战略目标，加快各类人才队伍，特别是科技人才队伍的建设，通过企业内在机制的建立和外部环境的改善，充分发挥市场对人才资源配置的基础性作用，吸引和凝聚各类优秀人才，在企业内部形成优秀人才在数量、结构和综合素质等方面具有相对优势的人才高地，为企业的持续发展提供组织保证。此外对于优秀的人才，企业更要做到敢于用，敢于叫他们走出去，请进来，灵活的用人机制无疑是保证机械设计技术人员设计生命力的灵丹妙药。
9加强知识产权管理
机械设计人员每开发一个技术产品，都应注意在整个开发过程中的知识产权保护，及时申请专利或作好专有技术保密工作。通过加强知识产权工作，在激烈的市场竞争中有效保护了自主知识产权，最大限度地发挥核心技术产品的竞争优势，从而全面提高机械设计企业的核心竞争力。
机械设计管理工作正朝着多元化的方向迈进，当前我国由于机械设计管理实现方法的研究起步较晚，目前还没有成熟的管理体系，能够达到上述目标管理的企业基本上是凤毛麟角。笔者认为，综合运用文中八个管理办法是增强机械设计健康有序发展有效途径。当然，在实际的管理中还存在着这样或者那样的问题以及更好的管理办法，无论如何事实说明，加强机械设计的管理是机械设计企业日益发展壮大的一把利器。
在高校机械设计制造及自动化专业教学的过程中，注重对学生的创新能力和应用技能指导，是当前时展的具体要求，也是教学体制改革的重要表现，应用型人才培养模式在机械设计制造及自动化专业教学中的应用，能够有效的提升学生的机械水平，促进学生的全面发展。
（一）时展的具体要求
随着经济全球化脚步不断深入，我国逐渐进入高效机械化时代，各行各业都开始逐渐使用机械设备进行高效率的生产和制造，机械设计制造及自动化专业可谓是一门具有较大发展潜力的专业。但是目前我国大部分机械设计制造及自动化专业的毕业生多数存在理论知识较强，但没有实际操作能力，而且没有自己的主观想法。当今时代是人才竞争的时代，而大量的毕业生却不能满足现代企业的生产和发展需求[1]。所以说，加强对机械设计制造及自动化专业学生的创新思想和实践性能力指导成为了当今时代的具体发展需求，使学生能够更加灵活的应用知识进行灵活的工作和创造，成为众多企业所渴望拥有的创新性应用型人才。
（二）促进学生的全面发展
在教学的过程中，如果仅仅是讲解理论基础知识，就会造成学生的片面性思维想法，学生无法更加直观的理解理论知识，特别是在机械设计制造及自动化专业的教学过程中，复杂而具有强大逻辑性思想的理论知识如果不加以实践证明，学生将会非常难以深入理解[2]。在教学的过程中，组织学生进行实际操作训练，在实践的过程中，注重引导学生进行自主思考和自主创造，不断培养学生形成良好的思维能力和逻辑思想，并通过不断的学习，促进学生的全面发展，真正成为社会和企业真正需要的创新性应用型人才，在激烈的市场就业环境中，成为众多企业争相需要的人才
二、机械设计制造及自动化专业创新性应用型人才培养模式
在高校机械设计制造及自动化专业的教学过程中，教师要注重以培养学生的创新性能力，成为创新性应用型人才为主要教学目标，使学生能够适应现代快节奏的发展规律，更好的成长和发展。
（一）构建实践性课堂模式
在对机械设计制造及自动化专业学生教学之前，教师应该对教学的内容进行科学的规划，在机械设计制造及自动化专业中，主要有基础教育课程、专业教学课程和任选课程，教师要结合教材要求，根据学生的性格特点等因素进行合理、科学的课程规划。实践性课堂的构建过程中，主要的教学体系有基本素质训练、基本技能训练、专业技能训练、专业综合实践和创新能力训练这五个模块。在每个模块的教学过程中，从简单的知识带动课堂的氛围，再通过问题引导、实践活动等方式，逐渐加深学生对知识内容的深入理解，通过一系列前后链接、循序渐进的教学过程，使学生能够通过对不同环节的直观感受和体验，提升对机械制造的认识和灵活应用，将实践性理论和活动贯穿于教学的始终。
（二）注重更新课堂内容
在教学的过程中，教师要注重不断更新教材内容。近年来，随着我国经济的快速发展，科学技术水平也在不断提升，而教材的编写通常具有一定的年份限制，固定的教材内容有时会无法跟上时代和社会发展的脚步，机械理论知识较为落后，滞后于科技现实，无法跟上科技创新的节奏。所以在教学的过程中，教师要注重实时科技信息，结合教材内容，将最先进的科学技术知识为学生讲解，并补充相关理论信息，优化课堂结构模式，可以通过引入多媒体教学方法，以视频或者图片的方式为学生生动、形象的展现理论知识，增加学生的学习记忆。
（三）注重培养学生的创新意识
在教学的过程中，教师要鼓励学生积极参加各类竞技活动或者比赛项目，并帮助学生、引导学生，使学生能够通过各类机械比赛活动不断展现自己的个性化创作思维和创新意识，并在各类大赛项目中，不断的丰富自己的知识理论、扩展学生的视野，加强对自身能力和素质的锻炼，成为具有高技能、新想法的应用复合型型人才。
（四）增加学生的社会适应能力
随着我国科学技术的不断发展与社会的不断变革，给机械制造行业带来了前所未有的发展机遇与挑战。在机械化迅速发展的今天，机械自动化技术创新也取得了长足的发展。而机械自动化主要指的是在机械制造领域当中应用自动化相应的技术，在机械加工生产当中实现自动化，从而加快生产材料的流动速度以及对于加工形式的变化，最终实现自动生产过程的优化。当前机械制造领域当中，机械自动化的技术改进与发展已经成为了主要方向之一。对于我国的机械行业来说，机械领域所具备的水准高低，不仅仅关系到了机械制造当中的发展的关键问题，更是直接影响到了国民经济的有关部门的技术进步。在机械制造领域当中，机械设计是重中之重，而自动化技术创新与机械设计的有效融合，能够将机械制造服务做到更好。
一、自动化技术创新在机械设计中的应用
不断的将机械产品的创新能力优化与提高，与国家、机械领域的企业单位发展与生存有着密切的联系。在美国，相关的机械工程的设计委员会制定了2005年到2030年的有限资助计划领域中，将机械创新设计作为重要的资助之一；另外，机械个性化的发展趋势以及机械市场的复杂多变也要求了企业需要在机械设计当中不断的更新、设计，迎合市场的需要，而自动化技术创新的运用是确保企业能够在第一时间内研发出迎合市场需求的产品的有利武器。因此，对于21世纪的机械工程设计学科来说，创新性与快速性就成为企业是否能够适应市场需要、社会发展的关键所在。在机械产品概念设计的初期阶段，也就是原理方案的设计当中决定了产品是否具备创新性。
对于机械产品的设计概念来说，主要是设计到了人们的创新思维，也可以看成为人脑抽象与形象思维综合运用的一种结果。当然也受到了人们创新思维以及知识积累的局限。人们进行机械创新设计时，具有很大的随机性，并不能够确保想要的设计，同时兼具创新性的方案能够在一定的时间段之内得出。因此，想要在第一时间内设计出满足市场需求、能够占据市场的产品，存在一定的困难局限性，也是不太现实的问题，因此，在机械产品的创新迅速实现过程中，基于计算机化的创新就是非常有效的方法之一。
从广义的机构学的教学来看，对于机电一体化系统（包含了机、电、液与控制等等），都可以将其看成为两个组成部分——广义的传动机构与传动载体。而对于创新机电一体化系统的方案，就在于创新广义机构。因此，笔者在本文当中针对机械设计当中自动化技术创新的运用提出了一套机械系统创新设计以及自动化的方案（基于三维平台，以下所述都是基于三维平台）。
二、机械设计与自动化体系
对于上述中的复杂机械系统进行创新设计以及对于机械相应的自动化系统的组成方面，主要是以下：两种具有较强的获得创新性设计方案的能力的、在计算机化方法当中适合于机械系统创新设计当中较为复杂的方案；直接支持产品设计方案的三维虚拟样机装配与仿真的自动化建模过程，能自动化地对创成的复杂机械系统符号方案进行仿真、建模以及装配。而快速与创新则是其最大优点。
对于初期机械设计概念的这一阶段放纵，主要通过自动化系统为创新设计提供两套方案：其一，基于机械设计的基本规则而采用的创新设计方案；其二，创新方案的功能改良分解以及重组。考虑到这两种系统设计在方案的产生原理上都是采用的符号形式将最终的方案列出。而对于机械概念设计的初期阶段的使用符号的方案，机械自动化则会将方案进一步的分解成为机构的基本形式以及相互的连接这两个方面。在进行识别基本的机构方法选取上可以考虑到进行运动分析，从而将内部各个构件运动时所产生的分析数据展示出来。为了将开发机械产品的速度进一步提高，就能够使用面向对象的技术来进行基本机构的设计。然后，三维平台进行的二次开发，在采用的措施当中选择特征控制参数、数据库驱动等等，对于整体的基本机构三维造型设计，能够使用少量特征控制参数对其进行驱动。能够良好的解决基本机构虚拟建模的问题。
在机械领域当中，对于刚度、美学的等方面都有着很高的要求，因此为了满足机械运动刚度以及美学，可以最优的布局算法能够考虑到基本机构所占据的空间以及连接关系，从而基本机构在空间当中的位置进行确定，从而可以将机械系统空间限制到最小的占有空间。对于装配方案“后台预置”的借用，对于基本机构的运动分析数据以及布局结构的参照，则能够在特定的布局空间当中放置好虚拟的模型。连续的变化驱动构件的位置，在概念设计当中使用符号方案的设计，就能够得到其三维虚拟样机（复杂机械系统）。
在对于符合方案这一产品流程概念设计阶段所得出来的能够将自动化的生成和与之相对应的虚拟样机进行仿真。如此操作，就能够将产品方案的评价方案从再概念设计阶段进行的价值评价，逐渐推进到在虚拟样机阶段的进行的评价——定量行为，从而依靠三维虚拟样机，在众多的优秀的设计方案中快速地、准确地选取最具备创新性、并且各方面性能优良的设计方案。
总之，在我国的机械制造领域当中，自动化技术创新的运用，不但要确保高起点，将眼光看向世界先进水准，还要采用多种见效快、使用成本低的技术方案，并且坚持普及与提高相互结合的仿真，这样才能够确保在机械制造领域当中，自动化技术创新能够逐渐迈入高质量、高速度、高经济效益的轨道。
（1）简单的说，自动化技术的就是将现代机械制造技术和电子计算机技术有机的结合，一次来达到电脑控制机械运行的技术。自动化技术融合了当前多个领先的技术核心，是多个技术产业共同发展的产物，自动化技术的产生给现代工业技术的发展和工业生产都带来了巨大的变革。其中影响最为深远的方面是，自动化技术在生产工业中的广泛应用，改变了现代工业生产的管理模式，促进了新型管理模体系的构建与完善。自动化技术的逐步完善使自动化生产技术在机械制造业中的应用变为现实，它不仅仅能够解放大量的生产力，还能在一定程度上改善产品的质量。
（2）众所周知，自动化技术是综合了机械设计制造技术、自动化技术、电子计算机网络技术等而形成的一项新兴的数控技术，此外，它还是容纳了电子信息转换技术和微控技术，自动化技术在技术工业生产中的应用，在一定程度上促进了新型管理体系的产生，与此同时，还在很大程度上丰富了产品的功能和质量，由此可以看出，自动化技术在技术工业中的应用，将会给技术工业体系带来巨大的变革。
2机械设计制造及其自动化技术的相关优点概述
（1）我们都有所了解，现阶段的自动化产品都能在一定程度上通过电子信息技术的控制，完成对自身信息的处理和控制，产品的整体质量和精度，以及功能的完全性都有较大的改进。此外，微控技术的不断发展也为自动化产品的控制带来了良好的技术支持，使得产品的控制更为简单便捷。尤其要注意的是，在自动化产品的正常操作条件下，现代自动化技术的发展，可以使产品在既定的方式下进行运转而不会受到操作者的影响，即在产品正常运行的情况下，保障了产品运行的安全性，提高生产效率。这样的自动化技术在技术工业中的应用可以大大提升产品的合格率。
（2）对于自动化产品我们都有一个大致的了解，就是自动化产品对于运行中出现的问题能够及时的做出反应，以免损失加剧，甚至一些高端的自动化产品，还能在运行的过程中自动处理一些细微的问题，例如线路荷载过大或者出现短路情况时出现跳闸，避免线路损害，这样既能预先发展故障，或者在故障出现时及时进行处理的自动化产品在一定程度上可以减少安全事故的发展，还能起到保证在线路故障时减小损失的作用，对于保持机械设备正常稳定的运行具有重要的意义。对自动化产品的使用采取合理的管理手段，不仅仅能够较少安全隐患的触发，还能在一定程度上保障产品持续稳定运行的能力。
3机械设计制造及其自动化的发展方向研究
3.1机电一体化和智能化以及模块化
1）机电一体化技术的顺利研发为机械设计制造自动化提供了技术关键，首先对机械的电路改造完成为实现自动化生产奠定了基础，只有在完成机电一体化的前提条件下，才能将智能化网络技术引入机械的设计制造，这样才能维持自动化行业健康稳定的发展，自动化技术大范围的得以应用由此才能变为现实。
2）所谓的智能化运用现代的科学技术手段，将某些特定功能通过程式、敏感性元件等在相关的技术条件下，与机械设备进行组合，使得机械社会针对特定的情况做出相关的反应，就好比人类的应激思维模式一样，以此来赋予设备自主思维与决策能力。凭借这样的技术，我们将在人工智能控制下，完成机械设备的自动化生产进程。
3.2网络化和微型化
电子计算机技术和互联网技术的大力发展，网络化时代的到来近在眼前。计算机技术的不断更完善为远程控制机械设备提供了技术上的支持，也为智能化生产模式打开了大门，为技术工业智能化发展开拓了广阔的前景。此外，纳米技术等微型机械制造业的迅猛发展，为机械制造业打开了另一扇大门，微机技术在机械制造业中的应用，不仅仅是体积上的减小，还能节约大部分的资源消耗，降低生产成本，同时也解决了智能化应用成本增加带来的负担，也是对坚持科学发展观这一基本政策的拥护。
4机械设计制造及其自动化的发展前景
4.1培养人才，汲取经验技术
要保持一个行业的常青发展，专业性的人才培养是关键。就现状来看，全国绝大部分高校都有开设机械设计制造及其自动化之一专业，并且在一些工科院校，机械专业的规模甚至有时会超过一个学院。由此可以看出高等院校在了解市场发展前景之后，对于机械设计自动化的重视，也反映了市场上对于这类专业性人才的需求极大。有关数据显示，在全国工科院校所开设的近200个专业中，由于一些特色专业的影响，机械设计自造及其自动化专业排名约在70名，毕业生多数会选择沿海一些机械制造业发达的城市，例如上海、深圳等，其中尤以上海的就业前景最为良好。现代的机械自动化制造技术需要与电子计算机技术紧密的结合，智能化生产已经渐渐的占据大部分市场，计算机集成技术也随之成为一门综合性极强的学科。这一技术的应用，是机械运行更为精确、稳定，更具有现代人工智能的气息。机械自动化设计包含三个方面的内容，这三个方面相辅相成。
4.2创新思维，改变机械工业的整体格调
在传统教学中，教师处于教学活动中的主导地位，教师讲授理论知识，学生被动接受相应的知识。这样只是对以往知识的继承、积累和掌握，不利于培养学生现代工程技术人员的基本素质。CDIO开放式教学相比于传统的教学模式，它不仅要求教师在教学活动中角色进行转变，更要求教师的教学理念与思想从根本上发生转变。随着我国教学规模的扩大，教师队伍数量增大，教师队伍的年龄结构发生变化。据统计，青年教师的数量占教师队伍总数的62%，而且青年教师的学历水平越来越高，这是一个很好的发展趋势。但纵看青年教师的学习经历，他们虽然接受过一定的工程教育，并且参与过工程实践训练，可是，他们工程实践的经验仍存在不足，因此不利于青年教师教学水平的提高与学生工程实践能力的培养。CDIO工程教育理念告诉我们，只有把《机械设计》课程的教师培养成具有工程实践理念的准工程师，才能在教学活动不断地将工程实践的理念渗透给学生。《机械设计》教师的工程实践理念与能力的培养是一个长期的、不间断的过程。为增加青年教师工程实践培训的机会，在青年教师上讲台前，他们要进行半年以上的工程实践培训或挂职工作，让他们走入企业尤其是毕业学生的用人单位，了解行业的尖端技术与对人才素质的实际需要，积累工程实践的经验，从而在以后的教学活动中有的放矢地讲授相关知识，做到工程实践性与理论性相的结合。在实践培训结束后，由有经验的教授和企业工程师联合考核青年教师水平，通过考核者方可正式走上讲台。完善学校与企业联合培训青年教师的制度，将实践培训活动不定期地进行下去，做到教师的工程教育教学理念与企业人才素质需要不脱节，为培养青年教师CDIO工程教育理念与可续发展做好重要基础。
二、理论课教学的改革与优化
《机械设计》理论课教学通常包括课堂讲授和实验操作，内容丰富而繁杂，初次学习者在学习过程中感到教材脉络很难把握，各章内容衔接性不强，不利于知识点的理解和掌握，因此，学生的学习兴趣和主动性大打折扣。在后续的课程设计中，由于对知识点理解不透彻和遗忘，导致他们不能灵活地应用到工程实践当中，出现生搬硬套的现象。
1.课堂教学方式的改革。
学习动力是兴趣，学习的捷径是实施。《机械设计》课程的最终目的是要培养学生将课堂学到的机械设计知识应用于工程实践中，完成课程设计的设计项目。因此，我们可以在课程开始时，确定每名学生设计任务，从最终目的讲起，激发学生学习的兴趣与动力，很具象地告诉学生我们最终的目标，让学生做到心中有数，学习时有的放矢，将所学的知识和设计任务有机地联系起来。在课堂教学中，教师要充分利用多媒体教学手段，紧密结合专业特点，各有侧重，注重讲授内容的新颖性，把握专业前沿，做到讲授内容广泛新颖，突出重点和难点，启发学生的思考和想象。阶段性的设置讨论课，要增加教师与学生之间的交流。教师总结前一段学习内容，针对课程设计题目，让学生进行分组讨论，听取学生的构思与设计想法，并给予学生指导与评价。教师要减少固定模式计算的习题作业，可以针对工程实际内容，增加开发式创新型作业题目，努力培养学生解决工程实际问题的能力。
2.开放式实验课改革。
受传统教育模式的束缚，我国高等教育存在重理论轻实验的现象，实验课所占课时比例比较少，它往往作为理论课的“附属品”存在。而且，实验模式单一，实验题目固定，实验方法陈旧，与理论课及课程设计的联系不强。学生感觉实验课完全是在教师的指导下被动完成，这忽视了学生个性思维与动手能力的发展。然而，CDIO工程教育理念强调实验课对学生综合素质提高的重要性。为了更好地将实验课与理论课有机地结合起来，做到理论课是实验课的指导，实验课不仅仅是理论课的验证，笔者认为可以采取以下措施。①整合学校实验室资源，为学生设立开放式实验室，全天为学生开放。鼓励学生利用学生课余时间在开发性实验室完成CDIO教学项目中的三级项目，将这种开放性的实验室变成学生的“实验课自习室”。②增加实验课课时数量，在保证一定数量的理论验证性实验外，增加一定数量的设计性实验，充分发挥学生的主动构思和设计的能力。③将一部分理论课教学与实验课相接相结合了，采用现场教学方式，直观为学生讲授机械设计理论在工程实际中的应用。这种方式可加深学生对相关知识点的理解和掌握。机械设计实验课的改革，充分发挥实验课培养未来机械类人才的作用，必将会全方位地提高学生的综合素质。
三、机械设计课程设计改革思路与措施
目前，我国大部分高等院校的《机械设计》课程设计题目以带式输送机传动装置为主。课程设计题目比较单一，设计任务和数据多年未变，教师教学时程式化现象比较严重。这忽略了机械类各专业之间发展的差异，限制了学生个性思维的发展，不能够充分调动学生设计研究的主动性与激发学生学习相关知识的兴趣，易造成抄袭现象，影响课程设计的教学效果。
1.课程设计题目多样化、自主化。
为了培养学生的工程实践能力，避免设计题目的单一，激发学生的学习热情与兴趣，加强学生独立思考的能力，机械设计的题目可以适当地多样化、自主化。笔者认为，课程设计题目可以结合教师的科研项目或工程实际中包含机械设计课程所讲内容的典型机械部件。但是，由于学习机械设计的学生大多是在大三阶段，其知识的储备有限，并且课程设计的时间基本在3～4周左右，要注意题目的难度和复杂程度。能力突出的同学也可以通过查阅相关文献或在工程实际中所发现的问题向教师提出自主化的机械设计题目，机械设计教师掌握好题目的难度与深度。教师将每班学生分成若干小组，让学生自己选择有兴趣的题目编成3～5人的团队。团队成员间的设计方案相同但是数据不同，并要求学生互相监督，检查对方的设计思路与计算过程，督促学生养成自查互查的习惯，增进了学生团队协作的意识和能力。
2.加强现代设计手段与方法的应用。
随着电子计算技术的发展与国家制造业信息化进程的迅速推进，现代化的机械制造企业已经完全摒弃了复杂、冗长的手工制图，而采用更为高效、高质量的计算机辅助制图CAD技术。但是，机械设计课程设计的教学环节中，部分高校仍要求学生采用手工制图，工作强度大，工作效率低，不利于学生空间思维的形成，更不利于掌握现代设计方法与设计手段，不能很好地为学生在毕业设计阶段打下计算机辅助制图的基础。为了更好与国际先进的CDIO工程教育理念接轨，作为专业基础课《机械设计》的实践环节，课程设计的改革已经迫在眉睫。我们建议放弃机械设计课程中的手绘制图阶段，要求学生采用AutoCAD或CAXA作为二维图纸绘图工具；提倡学生应用Solidwork、creo、UG等三维设计软件进行结构设计和运动仿真，鼓励学生运用ANSYS、COSMOS、ABQUS等CAE软件进行机械零件的力学性能的分析计算以及结构性能的优化设计。我们将CAD/CAE相结合的设计技术应用于实战，能深化学生课堂所学到的计算机辅助设计相关内容的理解。在设计计算阶段，《机械设计课程设计指导书》和《机械设计手册》是必不可少的工具。但是，利用工具书查询相关数据进行设计计算极其烦琐，效率较低，且易错选相关数据。现代化的设计手段要求我们培养学生利用互联网技术检索查阅相关文献，利用计算机强大的数据库功能简洁快速地查阅相关数据。教师可以鼓励学生采用软件版《机械设计手册》快捷方便查询各种数据，运用Matlab、VB等编程软件进行零件设计计算与校核分析。这极大缩短手工设计计算所用的时间，提高设计效率，给学生留出充裕的时间去思考学习三维软件的应用，为学生出色地完成毕业设计打下坚实的基础。
3.考核方式改革与激励创新。
机械设计课程设计的考核与答辩是对学生课程设计阶段所取得成果的一种总结与肯定。考核主要包括图面成绩50%、平时成绩30%和答辩成绩20%。图面成绩和平时成绩评分标准完全由教师主观的判断给出，答辩成绩的给出通常是由老师提出问题，每名学生逐一进行答辩。因此，教师需要在有限度的课程设计时间内挤出大量时间给答辩环节，而且每个同学的问题各不相同，这样老师需要花费大量时间准备相关问题，而且很难做到全体学生难易程度相近。这忽略了老师与学生之间信息的相互交流。采用将题目相同的学生分成一组的方式，要求学生在结构设计与计算阶段、制图阶段互相监督彼此发现存在的问题。教师定期进行小组讨论，解决小组成员中的个、共性问题。这样大大增强了同学间的团队协作能力与交流沟通的能力，而且节省了老师和学生的时间，提高了设计的效率。答辩环节可以采用很自由的方式。评分时，每位同学的成绩由组内其他成员根据评分标准给出，最终由教师综合给出该名同学的最终分数，让学生既是“运动员”，又是“裁判员”。这样，学生通过总结他人设计中的得失和成败，能够提高自己的设计实战经验。在这种讨论式答辩中，它能激发学生的创新意识，鼓励学生将讨论时产生的新的创新想法应用于实践，引导学生进行课外创新活动的竞赛，给学生更为广阔的发展平台。
四、结语
