时间：2023-09-18 17:32:35
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篇机械设计与原理，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。
引言
当前，我国一直倡导经济的可持续性发展，在机械制造业中因机械设计不够科学合理，造成了大量的能源资源被浪费，违背了可持续发展观的理念。因而研究分析机械设计中节能设计的基本原理与应用方法，对我国机械制造业的健康可持续发展具有重要意义。
1机械设计中节能设计的基本原理
机械设计中的节能设计主要以平衡理念为基本指导思想，平衡节能原理即是机械设计中节能设计的基本原理。功率匹配节能、减小摩擦、动力源改进是机械节能设计的三个主要方面。结合实际情况，在设计前，对机械在操作运行过程之中可能产生的能源消耗与浪费的情况进行充分考虑，从设计中每一环节的细节着手，才能从根本上实现节能的目的。
1．1动力源的节能设计原理
通常情况下一台机械设备的发动机就是其最主要的动力源。节能设计的动力源原理即是，在最大限度增加发动机输出功率的同时，最大限度减少发动机的输入功率。简单来说就是在机械设备运行过程中尽可能地提升电能与热能、动能、势能等的转化率。在实际节能设计过程中，通常是从设备的启动与减速停止这两方面体现动力源的节能设计原理。例如，在设备的启停过程中，惯性会让准备停止的设备继续运行，而通过合理的设计将这部分动能存储起来，用于设备启动时的动力能源。
1．2减小摩擦的节能设计原理
在机械设备运行过程中，各设备之间会互相发生摩擦，造成动力源输出动力的损耗。在设备运行过程中最大限度减少动力传送带、动力传送柱、齿轮等部件之间的摩擦，是节能设计中的一个重要原理。在节能设计中，通常利用表面光滑的构件组成设备的各连接部分，或是使用油、剂减少设备在运行过程中摩擦带来的能源消耗问题。
1．3功率匹配的节能设计原理
机械设备的节能设计需遵循功率匹配的原理，即根据设备具体使用环境与情况设计与之相匹配的运行功率。例如，设计装卸工厂传送带的运行功率必然会远大于设计食品加工传送带的运行功率，同时在节能设计中，对设备进行功率档位的设计，也体现了功率匹配的节能原理。
2当前机械设计中造成能源浪费的原因
2．1节能设计理念缺乏
当前我国机械设计理念依然停留在如何最大限度提升和保证机械设备的生产效益和生产能力上，机械设备的运转速度、负载能力、运行强度等是设计人员在机械设计过程优先考虑的因素，其次才是设备运行的安全性与稳定性，而节能设计被完全忽略。甚至为满足设备性能的最大化，将设备能耗设计到匪夷所思的地步。
2．2设计人员专业素质低
设计人员自身专业素质的高低直接决定机械设备质量的优劣。当前，部分设计人员的设计理念滞后，专业知识水平不高，又对新的设计理念与设计知识抱有抵触心理，这使得机械设备的节能设计难以深入开展。同时，设计与实际脱节的现象也普遍存在，这是由于大多数设计人员在设计前没有充分地考虑及考察设备在具体环境下的使用情况。
2．3技术水平偏低
当前我国机械制造业技术水平偏低的现实，制约了节能设计理念与思想的实现。即便企业引进国外的先进机械生产加工技术勉强实现设计中的节能构想或是直接引进国外节能机械设备，但这无疑大大增加了企业的投入成本。因而许多企业宁愿继续使用高耗能的机械设备，也不愿花费额外成本引进节能技术或节能设备。
3实现我国机械设计中节能设计的方法
3．1选择绿色材料和环保型动力源
在设计过程中，对机械设备的选材应优先考虑无污染、可回收、易处理的绿色环保材料。在动力源的选择尤其是发动机选择上，尽量选择污染排放小或无污染的环保型动力源。如今各种新型能源、可再生能源、洁净能源被不断地开发利用，设计过程中，在不影响机械设备运行效率的情况下，设计工作者应尽量选择环保型能源(如太阳能、风能、煤层气)作为设备的动力源。选用发动机可考虑环保型水冷增压发动机或是电控节能型发动机。
3．2电子控制系统
利用无线网络技术与计算机技术组成的电子控制系统，对机械运行进行精确控制，实现节能的目的。在设计过程中，加入电子控制系统，对机械设备的实际运行状态进行实时监控，智能终端根据设备运行的数据信息，控制设备在每个节点和时间段的功率输出，达到最佳的节能效果。
3．3新技术的开发与引进
节能设计方案的实施离不开节能技术的支撑，我国应加大对节能技术开发的投入力度，并学习和引进国外先进的节能技术。不能让技术发展水平限制了节能设计的发展。同时，设计工作者也应在设计方案中尝试引入更多的新型节能技术，激励和引导我国节能技术进步与发展。
4结语
除了学习和掌握现有的机械节能设计方法，还需不断地改进和创新机械节能技术。同时我国机械节能设计技术与方法需与时俱进，顺应时展的潮流，以促进我国机械制造业健康持续发展。
参考文献:
［1］车胜创．机械设计节能基本原理的分析与应用［J］．长安大学学报(自然科学版)，2011(3):95－101．
关键词：机械设计 教学体系 创新
机械设计是机械类专业的一门重要技术基础课程，能够培养学生的工程设计能力。因此，应当加大机械设计教学体系的创新力度，培养学生具有分析、解决工程问题，设计、创造新的机械装备的能力，为国家培养更多机械设计创新性人才。
一、目前机械设计教学体系存在问题
目前机械设计教学体系主要出在以下几方面问题：①教学内容过于庞杂。目前，机械原理和机械设计是解析设计教学的课程内容，同时机械设计也包括材料、力学、热处理、机械原理、公差与配合、机械零件、机械CAD等内容，所涉及到的知识面相对较广，同时教学内容也相对零碎，且与其他课程存在较多交叉重复，例如机械设计教学中的螺纹联接、键联接等相关教学内容明显与少而精的教学原则相悖。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着较高的重复率，既失去了机械设计的学科特点，同时又浪费了教学时间。②无法适应时代的快速发展。目前，很多院校的机械设计教材存在着内容庞杂、理念陈旧、脱离工程实践、跟不上时展以及深度不足等问题。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。社会性以及经济性，并能够随着社会的发展，提出更多满足实际生产需要的新设计理论和设计方法。目前，很多院校的机械设计教学对设备结构、设备的强度和运动学更新等相关技术内容较为注重，在一定程度上忽视了能源、环境方面知识在教学中的渗入以及安全、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，导致机械设计理论教学与实践之间出现严重的脱节。③教学方式过于陈旧、落后。一些院校在教学过程中在机械设计教学中仍然采用教师将书本知识和相关原理一讲到底，学生对知识死记硬背的传统灌输式教学方式，并未在实际教学中辅以相关知识或原理的挂图来进行补充讲解，以加深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，也并未留给学生进行问题独立分析和思考的时间，在一定程度上影响学生对课堂相关知识或原理的理解和掌握，同时在一定程度上还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。
二、创新机械设计教学体系措施
（一）调整教学内容
院校开展的机械设计各项教学内容都应当紧贴实际，注重整体性、实践性以及创新性。目前，很多院校的机械设计新生缺乏机械方面相关基础知识，因此，机械设计在教学中应当调整教学内容，坚持适度、够用的教学原则，避繁就简、突出重点、深入浅出。一方面，应当做到精简，对机械设计教学的传统性、叙述性内容进行压缩，尽量减少机械设计教学中相关理论知识的重复，同时在相关教学环节中，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教学环节，融入机械教学相关理论知识。另一方面注重知识的整合。在机械设计的实际教学中，可以将理论力学、材料力学与机械零件的相关知识点进行整合。此外，在机械设计的教学过程中还应当注重知识点的增设。在充分考虑知识点的系统性和完整性时，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。
（二）加强学生能力培养
机械设计是一门极具实践性的课程，在进行过程中应当注重学生设计技能和创新能力的培养，以培养学生的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。在实际教学过程中，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、研相结合的方向，体现机械设计教学的基础性、系统性、实践性以及现代性。
（三）创新教学方法
目前，大多数院校都是面向全国招生，导致机械设计学生的相关实际机械知识参差不齐。因此，在机械设计的实际教学过程中，应当注重教学方法的创新。教学在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，并借助计算机和互联网，利用虚拟现实技术和仿真软件系统，来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到，同时运用例证来讲清思路，加深学生对相关理论知识或原理理解，提高课堂教学效率。
结束语
目前，我国机械设计教学体系仍然存在着教学内容过于庞杂、无法适应时代的快速发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，为国家培养更多机械设计创新性人才。
参考文献：
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摘要：“机械设计”课程设计是机械设计课程学习的一个重要环节。结合“卓越工程师培养计划”的基本要求，针对“机械设计”课程
>> 基于卓越工程师培养的“机械设计”课程教学改革 环境工程专业基于“卓越工程师计划”的课程设计改革 基于“卓越工程师培养计划”的工程管理专业课程设计改革研究 机械设计课程设计的改革探索 面向卓越工程师培养的《机械设计》教学改革与实践 基于给水排水卓越工程师培养的课程设计实践教学方法改革 基于培养卓越工程师的机械优化设计课程改革研究 基于创新能力培养的机械设计课程设计改革探索 卓越工程师教育培养计划框架下机械设计教学特点 基于3D技术的机械设计综合课程设计教学改革 《机械设计》课程设计的教学研究 轮机工程《机械设计基础》课程设计改革与实践 CAD/CAE在机械设计课程设计教学改革中的应用 论高职《机械设计基础》课程设计的教学改革 浅谈高职《机械设计基础》课程设计的改革 机械设计课程设计的改革研究与实践探索 机械设计课程设计现状与改革实践的探索 基于卓越工程师计划的“机械原理”课程改革与创新 机械类卓越工程师培养计划中机械基础实验改革的探索 卓越工程师计划下物流专业综合课程设计研究 常见问题解答 当前所在位置：l.
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[4]隋涛，刘娟娟.环境工程专业基于“卓越工程师计划”的课程设计改革[J].价值工程，2011，（28）.
关键词： 机械设计基础 学时 课程设置 教学改革
随着近代机械工程学科的不断发展，相关的计算机技术、摩擦、及机械传动等分支学科迅速发展，深化了“机械设计基础”课程的内容。它着重培养学生掌握机构的基本分析方法、选择常见机构类型及一般工作条件下常用零部件的能力。通过该课程学习，学生应能分析一般机械的结构，了解其工作原理，具有通用机械零件的设计能力。随着现代社会的发展，迫切需要各种领域的机械设计人才，因而不同专业的设置应运而生[1]。
近年来，西华大学（以下简称“我校”）开设了机电工程、包装工程、工业设计、生物工程、建筑环境与能源应用工程等专业的“机械设计基础”课程，这些专业的学生在其他课程的课程设计、毕业设计乃至到工作岗位后，都会经常接触到各种类型的通用和专用机械，应该具备一定的机械基础知识。因此，“机械设计基础”是工科机械类及机械类专业的一门重要专业基础课。
为了提高教学质量和教学效率，激发学生学习热情和兴趣，在教学过程中我们积极进行教改和探索，特别是在理论教学内容方面做了改革。在适应不同专业设置过程中，“机械设计基础”教学大纲做了相应修改，课程学时也做了相应变动。理论课程学时包括64，56，48学时，下面就我校目前不同学时对应的“机械设计基础”理论教学内容做解析。
1.课时64学时的内容设置
“机械设计基础”上半部分主要讲述各类常用机构的设计和应用，即机械原理部分；下半部分主要讲授通用零件（连接零件-螺纹、键等；传动零件-带、链、齿轮等；轴系零件-轴、轴承等）的设计计算，即机械设计部分[2]。这两部分内容各有特点又相互联系，充分体现了课程内容体系的系统和完整。通过原理部分的学习，学生应掌握机器的工作原理，通过运动分析获得杆长等长度尺寸；通过设计部分的学习，学生应掌握通过计算准则获得零件的主要尺寸，并通过结构设计得以确定零件的其他尺寸，完成设计工作[3]。
课时64学时设置用于机电工程、包装工程、工业设计及机电卓越工程师实验班四年制本科教学[4]。随着知识经济的到来和信息技术的迅速发展，社会对人才的需求产生了很大变化，更强调实践能力和创新能力的培养。面向这些专业学生的培养计划及基于这些专业的学生未来大多数将在第一线从事机械设计、制造、维护等工作，在教学过程中不仅要培养学生熟练掌握专业基础理论知识的能力，而且要注重培养学生的实践应用能力、思维开创性和创新能力。因此要求学生掌握机械运动的基本原理，机械系统及零件设计的一般步骤，为以后机电系统、包装机械等的设计打下必要的理论基础。
由于这部分学生基础知识较为扎实，前续已经完成《工程制图》、《工程力学B》、《热工基础》等课程学习，后续还将进行《智能仪器设计》、《机械CAD/CAM》、《机电一体化系统设计》等课程学习。为适应这一教学要求，在理论教学内容上，加强了对机械相关概念的讲解，对机械的现代设计思想和方法做了较多评述，以使学生了解现代机械设计的发展现状和趋势。由于这些专业的学生在课程设计、毕业设计中可能会应用到机构运动分析、联轴器的选择、滑动轴承的设计这些方面的内容，在理论教学中，平面机构运动分析的图解法、联轴器的类型和选择方法、滑动轴承的结构形式及设计计算这些知识点应加以设置。在讲授过程中，对关键公式进行推导，使学生了解其由来，加深了解。如V带传动中由于楔形增压原理使当量摩擦系数大于平带传动的摩擦系数；对教学知识点进行拓展，如宽V带主要用于调速的原理加以阐述，使学生明白带传动可以用于机械无级调速中，从而开拓其创新思维。
2.课时56学时的内容设置
课时56学时设置用于生物工程四年制本科教学，该专业的学生应该具备灌装、装卸等机械知识，通过“机械设计基础”课程的学习，加强基础课与专业课之间的联系，使学生能够领会各种机构在机器中的应用。
为适应这一目的教学要求，在理论教学内容上，主要讲解常见机构的选型、通用零件的设计计算，让学生对所学知识消化透彻，了解一般机械的设计过程。由于课时较少，课程内容减掉机构运动分析的相对运动图解法，联轴器的选择，以及滑动轴承动压设计。讲授时除了要结合工程实例，还需结合日常生活中的一些现象，适当设疑，让学生课余时间回味与思考。
3.课时48学时的内容设置
课时48学时设置用于建筑环境及能源应用工程四年制本科教学，该专业要求学生具备建筑设备系统设计、调试和运行管理等方面的基本知识和技能，学生毕业后可从事室内环境设备系统和建筑公共设施的设计、安装调试、运行保障等方面的技术工作[2]。
由于该专业的学生对机械方面知识接触较少，对课程中涉及的各种机构、结构难以理解，同时理论课时设置少，为达到教学目的和效果，在教学内容中注意重点和难点内容。相对56学时教学内容，取消了该专业设备上出现很少的轮系教学内容，适当精简齿轮传动、带传动、链传动的部分讲述内容，如对常见的标准直齿圆柱齿轮进行重点讲述，而对斜齿圆柱齿轮和圆锥齿轮的强度计算进行删减。
随着社会和现代科学技术日新月异的发展，当代社会需要不同层次的工程技术人才，“机械设计基础”教学内容必须突破传统的教学理念，加强课程建设，不断改进教学内容，并结合适当的教学方法和手段，不断提高“机械设计基础”教学质量以适应现代工程教育的要求，为学生后续专业课程学习打好基础，使学生到具体工作岗位后能够更快更好地解决实际的工程设计问题。
参考文献：
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关键词:机械设计基础;课程体系;课程教学
《机械设计基础》是新疆交通职业技术学院汽车制造与装配技术专业的一门介于基础课和专业课之间的重要的设计性技术基础课程,通过本课程的学习,可为学生学习后续专业课程提供必要的基础知识;为学生将来从事产品设计、开发提供必要的理论基础;为将来从事工艺、运行、管理工作时,能对所使用机械传动原理有正确的了解,获得对设备正确使用、维护和故障分析的能力;使学生具有运用标准、规范、手册和图册查阅有关技术资料及编写说明书的能力。《机械设计基础》是理论知识和实践知识综合运用的课程,在整个课程体系中从理论性课程过渡到结合工程实际的设计课程,起到桥梁作用。该课程体系目前仍延续过去的模式,新体系尚处于探索之中。为了突出高职高专的教学特点,提高教学质量,本文就该课程在课程体系、教学内容、教学方法和教学手段、实践环节等方面的问题,提出一些探讨意见。
一、《机械设计基础》传统教学模式存在的突出问题
(一)教学方法单一落后
《机械设计基础》是机械原理和机械零件的综合,主要讨论机械设计的常用方法和一般过程。传统教学方法,授课内容多,而实际教学课时安排不足;讲述原理多,结合实际偏少;纵向论述多,横向比较较少;讲述常规原理多,介绍行业最新技术成果不够;课堂讲授多,课堂课外讨论少。实践教学,仍以劳动性操作为主,对学生独立获取知识能力和自主学习、创新思维能力培养不够。教学手段也不尽如人意,课堂教学仍沿袭粉笔板书、挂图和简单的教具,很难取得好的教学效果。
(二)课程没有针对专业要求合理设置
《机械设计基础》课的知识点非常丰富、繁杂,如不精心组织、把握重点,全部灌输给学生,将适得其反。因此,教学前,教师要对所教的内容加以精选与提炼,把握教学重点,丰富教学内容,以激发学生的学习兴趣。例如,在组织齿轮传动教学时,并不是把教材上所有内容都教给学生,而是根据高职学生的特点和各专业不同的要求,选择不同的侧重点进行教学。工程机械运用与维护专业的学生,就业岗位是销售及维修,因而对他们的教学注重的是应用方面,如齿轮传动的原理、分类、特点、失效形式、齿轮参数的测量及齿轮传动的、密封等;而对于机电一体化专业和汽车制造与装配技术专业的学生,就业岗位主要是机械加工操作、机械加工工艺编制及机床设备的维护等工作,因而对他们的教学重点,除了齿轮传动的原理、分类、特点、失效形式、齿轮参数的测量及齿轮传动的、密封外,还要把齿轮的切齿原理作为重点,同时应了解变位齿轮的基本概念。只有针对不同专业组织教学内容,才能有的放矢,取得好的教学效果。
(三)实验教学比重偏低,学生动手能力的培养欠缺
实验及实践教学是帮助高职学生理解课堂理论教学内容的必要手段,也是提高他们动手能力的重要途径。传统的实验课在实验室中进行,由于实验器材陈旧、缺少,不能保证每位学生的动手操作机会,为此,可将实验与生产实践结合起来。在课余时间可至校办工厂和校外实习基地进行有关实践,如参与维修设备、加工简单的零件等。
二、《机械设计基础》课程体系的设计
(一)改革内容
1.改革思路
本课程组以企业需求为基本依据,按照生产一线实际需要,结合高职教育的特点,强调基本知识,注重实际应用,从机械的组成及特性出发,形成工程力学――材料及热处理――公差与配合――常用机构――联接――机械传动――支承零部件――机械系统设计综述这一新课程体系。该体系将以往的理论力学、材料力学、公差与配合、机械原理和机械零件几门单列的技术基础课程有机地融为一体,理论分析以适度够用为限,突出了针对性和实用性。
2.整合教学内容
在教学内容整合上,删除繁琐的公式推导、理论证明,注重如何运用这些公式、定理、方法等来解决实际设计问题。例如将齿轮、轴、滚动轴承等工程实践性很强、并对工程设计与应用能力有很大帮助的章节作为教学重点内容;将与磨损、螺纹连接、弹簧等章节安排作为学生自学的内容,通过答疑的方式对学生进行辅导;将教材中介绍很简略,但与生产第一线联系很紧密的一些工程知识比如轴承的安装、拆卸、、组合设计以及失效形式、齿轮加工、蜗轮蜗杆加工等知识内容进行补充。
3.结合专业培养目标取舍教学内容
由于各专业的培养目标不同,所安排的课程和教学要求也不同。因此《机械设计基础》课应根据工程机械运用与维护专业、机电一体化专业和汽车制造与装配技术专业课的学习要求,对各专业毕业生就业岗位的要求选取适合的教学内容,使学生能把有限的时间和精力花在学习掌握有用的知识上。
4.增加创新设计内容
《机械设计基础》课程需适应现代科技发展的要求,牢牢把握住本学科的发展脉络,及时补充新型机构、传动零件知识,介绍新的设计理论、方法、技术、计算机辅助设计等内容,以拓宽视野,培养创新设计的思路和方法。在课程设计实训中加强对学生在课程中应用计算机CAD/CAM主流软件(如MATLAB、AutocAD、UG和Pr∥Engineer)的工程实训。专周设计实训的课题主要包括从动件、轴、滚动轴承和联接件等的设计计算、三维造型装配、二维工程图和设计说明书等内容,使学生能够综合运用多门专业课程的知识和技能,在计算机辅助下完成,提高了专业素质和工程应用能力。
5.通过设计培养学生的自学能力和独立工作能力
《机械设计基础》教学中常用机构的设计、通用零件的选择和设计是教学中的重要内容。在教学中可以通过设计作业,如“凸轮机构设计”、“齿轮机构设计”及“轴系部件设计”等,使学生对常用机构和通用零件设计获得必要的工程实战训练,培养学生严谨的学习态度。“机械零件课程设计”是《机械设计基础》课程教学的重要环节。课程设计要让学生一方面加深对已学知识的掌握,培养自身综合运用所学知识和技能独立、灵活地分析问题和解决问题的能力,另一方面,课程设计也要让学生掌握使用工具书的方法和使用技术资料的技能,培养自身的设计能力和独立工作能力。此外,课程设计还要有利于学生形成良好读书习惯和自学能力,以满足自身的终身教育的需要。
(二)课程体系设计思路
1.整体教学设计
按照典型减速器设计的流程所必须的知识和能力结构,归纳《机械设计基础》课程学习领域的主要工作任务,选择一级直齿圆柱齿轮减速器设计作为载体,构建主体学习单元(学习情境),按照资讯、决策、计划、实施、检查与评估六步法,工学交替、任务驱动、项目导向,将真实生产过程和产品融入教学全过程,设计学习情境。并根据行业、企业标准建立《机械设计基础》课程教学体系,选定合适的载体,设计教学单元,完成教学设计。
本课程遵循学生职业能力培养的基本规律,以真实工作任务及其工作过程为依据整合、序化教学内容,设计了4个学习主情境,分别以减速器机械联结的设计、减速器机械传动的设计、减速器轴系的设计和减速器的与密封为载体。4个学习情境包含17个学习性工作任务,把理论学习和实践训练贯穿其中。
2.单元教学设计
学习情境1:减速器机械联结的设计通过螺纹联结、键联接、销联结的设计计算,让学生熟悉机械零件的受力分析,熟悉杆件拉压变形、剪切变形、挤压变形的强度计算,熟悉螺纹联结、键联接、销联结的选用方法和工作原理,并掌握相应联结的设计与安装方法和工艺要求。
学习情境2:减速器机械传动的设计通过圆柱齿轮的设计计算,让学生熟悉齿轮失效形式、材料选择、热处理方法、各类齿轮受力分析和设计准则,并掌握相应的齿轮的选用方法。通过带传动的设计计算,让学生熟悉带传动的组成、工作原理、特点、类型和应用;V带传动;V带轮的常用材料和结构;带传动的安装、张紧和维护;了解同步齿形带传动简介。
学习情境3:减速器轴系的设计计算通过减速器轴的设计计算,让学生熟悉轴的材料及选择;轴的结构设计;轴强度的粗略计算;按扭转强度计算;按弯扭合成强度计算。通过减速器轴承的设计选择,让学生熟悉轴承功用、类型;滑动轴承类型、结构;轴瓦的结构及材料;液体与非液体摩擦轴承简介;滚动轴承类型、特点、精度及代号;滚动轴承失效形式;滚动轴承组合设计。通过减速器输出端的联轴器的设计选择,让学生熟悉联轴器的功用,类型、结构、特点和选择;离合器主要类型及其结构。
学习情境4:减速器的与密封通过减速器的与密封的设计,了解机械中有关与密封的基本知识。
减速器专用周:通过对减速器整体的设计,让学生掌握整个机械设计过程。教、学、做有机融合,把理论学习和实践训练贯穿其中。
三、教学方法和教学手段的改革
(一)启发引导式
机械设计基础是一门理论性和实践性很强的课程,我们在讲授理论知识的同时非常重视联系工程实际,重结论,重应用。例如在讲述摩擦的自锁概念时,列举大量常见的实例,启发学生去思考,并同时从反面提出问题,请学生回答并解释,以此来培养和提高学生独立思考的能力。
(二)多种教学方法进行组合
采用理论教学、多媒体教学、现场教学、实验教学、课堂讨论、做学合一及综合能力训练等教学手段相结合,常用机构讲解改变过去罗列式的教法,从创新的角度用大量的应用实例让学生对生产和生活中的机械装置有更广泛的了解,开阔眼界,学以致用。
《机械设计基础》课程实验是高职学生职业技能培养的重要环节,学生通过实验,可直接接触到生产一线的技术问题和操作技能问题。因此,该课程实验具有很强的针对性。如通过渐开线直齿圆柱齿轮参数测定实验和减速器的结构分析和装配实验等,使学生学习和掌握具体的测试技术,测量方法,从而接触和熟悉测量工具与设备。
采用课堂讨论方法调动学生的主观能动性,教与学融为一体,使学生成为课堂的主体。例如在讲授轴的设计时,先给出各种轴的结构,由学生从加工、装配、承载上讨论分析轴的特点,给出条件然后组织学生讨论,在教师的引导下,得出正确、合理的结论。使学生真正参与到教学中来,课堂气氛活跃,教学效果明显。
《机械设计基础》是与工程实际联系紧密的课程,在教学过程中应特别注重理论联系实际。例如,在讲解机构时,列举了实际机器(汽车、内燃机等)和日常生活中(客车上的折叠椅、缝纫机的踏板机构等)的应用实例,又特别介绍了与专业有关的金属切削机床(车床、铣床、牛头刨床等)应用实例,因而增强了基础课与专业课之间的联系。
(三)利用现代教学手段,激发学生学习兴趣
将多媒体教学手段引进课堂教学。在遵循教学基本规律和学生认识规律的基础上,恰当地制作CAI课件可以将传统教学手段难以表现的内容、教材中的重点和难点表达清楚。
利用生产现场拍摄的录像,再现范成法加工齿轮的过程及根切现象;利用多媒体动画片展现带传动中的弹性滑动现象、展现四杆机构的演化、展现各种间歇运动机构的原理、展示行星轮系与差动轮系的区别、齿轮的失效机理等等。通过多媒体课件直观而形象的展示出来。
如在齿轮一章授课过程中,学生对渐开线的形成等内容的理解较困难,若利用相关软件,编制并演示渐开线的形成过程,然后对渐开线上各点进行齿形角和受力分析,学生很快就理解了什么是渐开线,为什么通常采用基圆附近的一段渐开线作为齿廓。同样通过两齿廓的啮合、啮合线和啮合角的动态显示、中心距的变化等又能使学生对渐开线齿轮的啮合特性有更深刻的理解,从而大大提高了课堂教学的效率和效果。
四、搞好课程设计,培养学生的综合技能
《机械设计基础》课程设计是综合本课程以及相关课程的理论知识、基本技能,独立完成机械传动装置或简单机械设计任务的一种途径,具有较强的实践性、综合性,是一次提升和整合知识的过程。通过课程设计培养学生分析问题和解决机械设计问题的能力,同时教会学生查阅和使用各种资料和手册,熟悉国家有关标准和规范,掌握常用的设计方法和手段(如计算机绘图和计算机辅助设计等)。在选题上,仍以单级或两级直(斜)齿圆柱齿轮减速器设计为主。在课程后期,组织学生对该传动装置进行拆卸、安装和到减速器生产厂家现场参观,提前下发设计任务书,让学生进行一些前期的计算工作,最后通过编写设计计算说明书和答辩,提高学生对设计的论证能力和可行性分析能力。
课程结构决定课程功能。课程能否体现出它的创新价值,在一定程度上取决于课程结构是否有利于师生创造性的发挥和培养,能否为学生的创新提供宽松适宜的时空条件和环境,使学生积极、主动地创造性地学习和发展。教师应在教学中注重提高学生处理实践中具体问题的能力,形成课程知识与实践的连贯沟通,使学生逐步具备适应社会的能力,尽快成为国家需要的高技能应用型专业人才。
参考文献:
[1] 史新民,高飞.高职《机械设计基础》课程教改与研究[J].常州信息职业技术学院学报,2005,(3).
[2] 程帆,王洪飞.机械设计教学中的改革与实践[J].杭州电子工业学院学报,2003,(5).
[3] 王世辉,韦林.高职《机械设计基础》课程教学改革[J].高教论坛,2007,(3):
[4] 陈立德.机械设计基础课程设计指导书[M].北京:高等教育出版社,2004.
[5] 姜大源.当代德国职业教育主流教学思想研究[M].北京:清华大学出版社,2007.
一、数字化机械设计
人类社会的进步取决于生产技术的进步，机械化生产节省了生产时间，提高了社会效率，获得了经济利益。机械化生产最主要的来源是机械设计，机械设计是设计人员根据生产的要求，利用机械的原理再加上物理、数学的计算方式和遵守能量守恒定律，对机械的各个零件的大小和形状进行分析运用，最后呈现设计出的机械。新型的机械设计在继承原有机械的基础上进行改良或者是创新，可以解决一些机械生产问题，提高生产效率。对设计进行变形，可以适应新出现的产品和生产方式。这些新型设计、继承设计和变形设计都是由设计人员进行开发处理，设计人员也是从老师的教学中明白设计的原理和过程。由此可见，加强行业职业院校教师数字化机械设计教学能力就显得尤为重要了。
二、如何加强教师教学能力
1.进行农村调研，提升专业水准
行业职业院校培养的数字化机械设计人才最终是要为社会的发展做出贡献。根据有关调查，就读于行业职业院校的学生大多来源于农村，由于家庭经济的原因，学生希望可以早日工作，减轻家庭负担。行业职业院校的教师们应该认识到这一点，从多方面提升自身的专业水准。老师可以在假期期间跟随着学生来到农村进行调研，发掘农村数字化机械所需。教师在调研中跟随着农民在田地进行实践，可以直接了解到农民需要什么样的数字化机械来提高农业生产效率。老师在调研的过程中，通过自身的感受去平衡书本与实际的差距，也能更加深刻地理解数字化机械设计的必要性。
2.走进工厂，提高教学能力
老师提高教学能力最主要的目标就是让学生利用数字化机械设计的专业知识服务于社会。那么，首先，老师就要明白在大生产的城市中，数字化机械设计都是怎样运用于各行各业的生产的。把所见、所得、所想记录在教学备案中，在教学时根据课本进行一定的变化，告诉学生们现在的社会对数字化机械设计是什么样的态度，学生们应该重点学习什么科目。这样，学生自然可以学好知识，满足社会的要求，其所学的数字化机械设计知识便有了用武之地。这就直接地证明了老师具有良好的教学能力。
3.大胆创新，引领教学
创新是社会发展永恒的话题，社会在创新中加速前进。数字化机械设计作为一种专业知识也应该创新，才能为接下来的农业、工业生产提供最原始的动力，甚至促进第三产业高科技技术的发展。行业职业院校的教师们在进行数字化机械设计教学中也应该创新教学，让学生们的思维有创新理念，数字化机械设计中有创新行为。数字化机械设计包含了计算机的数字控制和机械设计原理，进行创新就有可能产生新的科技革命。老师在教学中，鼓励学生利用自己的专业知识进行创新，教学也要摆脱死板的“填鸭式”教学模式，模仿国外先进的教学模式，和学生们一起走进实验室进行数字化机械设计的创新。抛弃传统的禁锢思想，以学生为中心，以促进社会发展为目标，进行教学的创新。创新的教学必能吸引学生和社会的注意力，学生可以学到知识，社会可以从创新的数字化机械设计中有所取得。我们探究行业职业院校教师数字化机械设计教学能力的提高是因为意识到了现代社会的发展离不开数字化机械设计。数字化机械设计的人才还是需要教师的指导，所以要积极探究提高老师教学能力的方法，让高水准的数字化机械设计教学培养出优秀的专业人才。这样，不仅可以满足各行各业对数字化机械设计人才的需求，也能为我国数字化机械设计的发展做出贡献。
作者：范丹 单位：常德财经中等专业学校
关键词：农业机械设计制造；液压机械传动控制系统；应用范围
农业机械设计制造行业的快速发展及整体生产水平的不断提升，为我国农业经济发展带来了重要的保障作用。在此背景下，为了实现农业机械设计制造既定的生产目标，优化其生产设备性能，确保生产作业计划的深入推进，需要注重与之相关的液压机械传动控制系统应用分析，增强该系统实践的应用效果。
1农业机械设计制造中液压机械传动控制系统基本原理、优点及影响因素分析
1.1液压机械传动控制系统基本原理分析。为了增强液压机械传动控制系统在农业机械设计制造中的实践应用效果，促进农业机械设计制造行业发展，应加强该系统的基本原理分析。其基本原理为：确保平衡系统作用下的液体能够处于静止状态，并使系统中液体在不同方向所处的压强相同，且通过活塞的作用给予液压系统中的液体不同的压力，促使这些液体能够保持静止。其中，由于大活塞与小活塞所能承受的压力有所差异，需要给予其不同的压力，并通过系统中液体的传递作业，满足变换要求。与此同时，液压机械传动控制系统运行中对执行元件、动力元件等有着较强的依赖性，在这些元件的共同配合作用下，能够使系统处于稳定、高效的运行状态。1.2液压机械传动控制系统优点及影响因素分析。该系统实践应用中的优点：系统中的液压机械传动装置的工作效率高、运行速度快，且液压机械传动控制系统使用实现了高度集成化，对功率的控制效果良好；系统中的元件安装中的灵活性强，布置较为方便，且液压机械传动方式实践应用中的反应速度快、重量轻，能够进行有效控制；该系统运行中能够根据实际情况，对载荷进行必要的调整，在使用中实现了机械自动化，且控制精度高。该系统在实践应用中可能会受到某些因素影响，给系统的平稳性带来了潜在威胁。其影响因素包括：液压机械传动控制系统运行中，若温度变化较大，会使系统中的液体粘性改变，致使系统的运动特性发生变化，影响系统运行的稳定性；受元件工作性能下降、机械加工方式选择不当等因素影响，会引发系统故障；液压机械传动控制系统运行前杂质清除不彻底，会加剧其运行过程中的摩擦，影响系统运行的稳定性。
2农业机械设计制造中液压机械传动控制系统的应用分析
2.1生产设备控制方面的应用。随着农业机械设计制造领域中生产计划的深入推进，需要性能可靠的生产设备发挥应有的作用，促使该领域中的整体生产水平得以提升，规定期限内的生产计划能够顺利完成。因此，在控制生产设备的过程中，应注重液压机械传动控制系统引入。具体表现：借助液压机械传动控制系统高度集成化的优势，对机械设计制造领域中的生产设备进行实时控制，促使设备能够处于稳定的工作状态；在液压机械传动控制系统的支持下，能够降低生产设备使用中故障发生几率，并在长期的实践过程中形成符合生产设备需要的控制模式。2.2生产流程控制方面的应用。相比机械传动技术，液压机械传动控制系统实践应用中融合了控制理论、计算机技术等元素，能够对机械设计制造领域内的生产流程进行控制。具体表现：该领域中各生产流程实施时，引入液压机械传动控制系统，能够降低机械制造领域中的生产流程问题发生几率；根据生产作业要求，确保控制系统作用下的生产流程设置合理性，并对机械设计制造中的运动参数、动力参数进行控制。2.3恒功率输出控制方面的应用。结合机械设计制造领域的实际概况及生产要求，可知其生产过程中注重恒功率输出控制，能够保持其生产成本的良好经济性，为设备正常工作创造出良好的运行环境。因此，需要加强液压机械传动控制系统使用，借助其传递效率高的优点，能够实现农业机械设计制造中的恒功率输出控制。在这样的控制模式作用下，机械设计制造中的整个生产环节将得到有效控制，确保设备性能的可靠性，有利于扩大液压机械传动控制技术的实际应用范围。
3结语
在新形势下农业机械设计制造中对于可靠的生产方式、生产设备等依赖性强，需要在具体的作业流程中重视液压机械传动控制系统的引入，确保其生产作业的高效性。因此，未来农业机械设计制造行业发展中应根据自身的生产需要及实际的发展概况，将功能强大的液压机械传动控制系统应用于生产环节中，在降低生产成本的同时确保自身的生产效益良好。
作者:韩宁 单位:吉林工程职业学院机电工程分院
参考文献
[1]李解冬.机械设计制造中液压机械传动控制系统的应用初探[J].科技创新与应用,2017,(08).
关键词：机械设计制造及其自动化；分方向；教学模式
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2017）03-0009-02
机械制造业是国民经济的基础，被誉为“国民经济的装备部”，在我国现代化建设的进程中起着主导和决定性的作用。尤其是进入21世纪之后，“中国制造”已经成为全球品牌，中国俨然成为全球的制造业和加工工业的中心，这对机械的需求都有较大幅度的提升，机械设计制造及其自动化专业人才的需求势必大大增加。既掌握传统机械设计制造理论，又懂得先进制造技术的高层次的技术人才将成为各企业竞相争夺的对象。因而，几乎所有的工科院校都设有机械设计制造及其自动化专业，结合黑龙江八一农垦大学“十二五”发展纲要及机械设计制造及其自动化专业的“十二五”发展规划，突出专业特色，重点进行专业分方向教学，强化黑龙江八一农垦大学机械设计制造及其自动化专业“先进制造技术方向”的教学和课程建设[1]。
一、原有教学模式分析
黑龙江八一农垦大学机械设计制造及其自动化专业原名为机械设计与制造专业，成立于1987年，是黑龙江八一农垦大学开设得比较早的专业，并于2003年获得了硕士学位授予权。专业经过近30年的发展与建设，为我国的机械设计与制造行业培养了大批的本、专科毕业生及硕士研究生。然而，近些年，随着招生数量增加和就业形势的日益严峻，专业的发展与建设面临比较大的压力，尽管经过本科教学评估引进了相当数量的“教学型”人才，基本保证了正常教学秩序，但并没有从根本上解决问题，许多难题依然困扰着专业的发展和进步，这些问题集中体现在以下几个方面。
（一）特色建设――方向不明确
没有明确专业发展方向来指导专业的建设，致使大家盲目前行，只能为教学而教学，没有真正的培养研究方向和研究团队建设。
（二）人才引进――领军人才匮乏
虽然引进一些硕士和博士，在入职后了解和掌握了本专业知识，但主要是完成一些正常的教学任务，在科研方面并没有能够撑起一个方向的突出人才，致使本专业教学及科研水平想要突进不易，这是导致本专业发展基本不前的主要原因。
（三）教学团队建设――重视不够
专业内具有高水平科研和教学能力的教师较少，学术研究领域比较窄，梯队建设不完善，所以导致科研立项非常薄弱，影响专业教师业务能力的进一步提升。
鉴于上述情况，改革迫在眉睫。因此，我首先确定了分方向教学模式的思路：重点从专业分方向教学设置、教学计划制定、课程体系安排以及教学内容、教学方法和手段的改革，紧紧依靠实践环节的支撑，强化专业“先进制造技术方向”的教学和课程建设，突出机械设计制造及其自动化专业立足黑龙江垦区，依托大庆，服务龙江，面向全国的办学特色，以大农业机械化研究为平台，结合当前机械制造业发展需要及专业致力于培养应用型人才的发展思维，努力在先进制造技术方向为机械制造行业培养优秀的技术人才[2]。
二、分方向教学模式的改革与探索
通过前期对制造业人才需求的调研分析，提出专业核心不变，侧重专业分方向教学、重点强化专业理论和加强实践动手能力。因此，在现有的条件下，结合当前制造业的发展水平及对人才的需求，将延续传统机械设计制造的理论基础，提倡引入前沿知识技术来完善本专业的核心建设，对专业进行教学改革及加强专业课程建设[3]。
（一）明确专业定位
专业建设依托改造龙江老工业基地以及黑龙江垦区大农业、大农机发展构想，定位于当前机械设计及制造业的先进制造技术研究方向，面向大农业、大农机应用领域，注重全面素质教育，在保证理论教学的基础上，重视实践能力与创业能力的培养，实现理论知识、实践技能、个人能力的协调发展，注重提高学生的就业能力、应用能力、创新与创业能力和终身学习能力，培养现代设计制造工程技术及装备领域的高级应用技术人才，同时兼顾学科建设及发展，进一步培养应用研究型人才为目标。
（二）厘清培养目标
机械设计制造及其自动化专业“先进制造技术方向”旨在培养适应21世纪社会主义现代化需要的、德智体全面发展的、高素质的工程技术人才，掌握机械设计、制造及先进制造技术方面的基础理论知识和基本技能，具备机械零部件设计、制造工艺研究、工装设备设计，尤其是数控设备的操控、编程、故障诊断维修及生产组织管理能力，并能在机械设计制造及自动化相关领域，从事机械设计、制造、研发及营销等工作的高级工程技术人才。
（三）拓宽就业方向
经过四年的学习与培养，毕业生应具有扎实的自然科学基础、较好的人文和社会科学基础以及较好的语言和文字表达能力，能够系统地掌握本专业领域的技术知识，主要包括理论力学、机械原理及零件设计、电工与电子技术、机械工程材料、数控原理与系统、测试与控制技术、机床数控技术、先进制造技术、工业企业管理等基础知识，还应具有本专业必备的制图、数控编程、操作、机床故障诊断与维修等基本技能。此外，毕业生应该具有初步的科学研究、创新意识及组织管理能力。在此基础上，学生毕业后，可在航空航天、机床、汽车制造等诸多领域中从事机械设计与制造、数控编程与操作、数控机床故障诊断与维修、机电液一体化设计、设备维护与管理、科技开发与应用研究、运用管理与经营销售等工作。
（四）修订培养方案
教学计划是对人才培养目标、培养要求及特色和课程设置等方面的总体设计， 以此来进行教学活动的组织和教学内容的安排。因此，在制订教学计划过程中， 转变了教育思想和观念， 注重加强学生综合素质和能力培养，强调学生的个性发展，确立了“厚基础、宽口径、重素质” 的人才培养模式，在制订教学计划时重点突出“两段式”培养模式，即将整个过程分为两个阶段：“基础平台段”和“专业方向段”。“基础平台段”主要解决“厚基础、宽口径”的问题；“专业方向段”则针对的是“重素质”问题。力争培养出基础知识扎实、实践动手能力强、适应性强、创新能力强、整体素质高， 具备一定创业能力的现代设计制造工程技术及装备领域的高级工程技术人才[4]。
（五）重构课程体系
根据教学计划中重点突出的“两段式”培养模式，即“基础平台段”主要解决“厚基础、宽口径”的问题，教学所占的学期为前4或5学期；“专业方向段”针对的则是“重素质”问题，教学所占的学期为其他学期，经过系统的分析和研究， 建立了合理的课程体系。“基础平台段”中包括通识课（必修课和选修课）和基础课平台，占总学分的42.5%。“专业方向段”主要包括专业基础课平台、专业课模块（必修课和选修课）和实践教学模块等几部分，占总学分的57.5%。
“基础平台段”中的通识课主要是培养和提高学生的政治修养、思想品德修养、人文素质和法制观念， 增强学生的爱国热情、事业心和责任感等，占总学分的28.4%；基础课平台包括高等数学、线性代数、概率论与数理统计、大学物理及大学物理实验，占总学分的14.1%。
“专业方向段”中专业基础课平台包括“画法几何”、“机械工程材料”、“电工电子学”、“机械制图”、“理论力学”、“材料力学”、“互换性c测量技术”、“机械制造基础”、“机械原理”、“机械设计”、“液压与气动”等课程，占总学分的21.9%。专业课模块包括必修课和选修课两大模块，其中必修课包括“金属切削原理及刀具”、“工程测试技术”、“机械制造工艺学”、“单片机与接口技术”、“机械工程控制基础”、“机床数控技术”等课程，占总学分的9.7%；选修课包括“可编程序控制器（PLC）”、“数控原理与系统”、“数控加工技术实践及仿真”、“数控机床故障诊断”、“伺服系统”、“机床电器控制”、“先进制造技术”、“机械 CAD/CAM”和“工业企业管理”等课程，占总学分的5.3%。实践教学模块包括入学教育、军训及军事理论、金工实习、机械原理课程设计、机械设计课程设计、金属切削刀具课程设计、机械制造工艺课程设计、数控加工工艺课程设计、数控编程与操作实训、工艺实习、毕业设计等教学环节，周数43周，学分为33分，占总学分的20.6%。
三、实施成效
黑龙江八一农垦大学机械设计制造及其自动化专业是从2009年开始尝试分方向教学，经过6年多的不断探索与实践，改革初步取得成效，学生的综合成绩都较以往有较大提高，实际动手能力、创新能力都得到了提升。但是，在改革实施过程中也遇到了一些问题，例如改革思路不够大胆，局限于现有教学的“小打小闹”；师资力量有待提高；部分课程需要进一步优化，还存在因人设课的现象；实践环节需要继续加强；教学组织管理有些混乱；学生学习主观能动性需要提高；等等。这些问题的存在都限制了分方向教学模式的改革与实施，亟须解决[5]。
综上所述，黑龙江八一农垦大学在机械设计制造及其自动化专业实行分方向教学，取得了一定的成效，同时也遇到了一些问题，这说明了教学改革的进行绝不是一项短期可以完成的任务，而是教学战线上的一项长期任务，任重而道远，只有充分认识到这一点，坚持不懈地开展分方向教学模式，才能够提升教学质量，优化学科教学内容及课程体系结构，深化人才培养模式，提高学生素质，拓宽学生就业方向，培养出机械制造行业优秀的技术人才。
参考文献：
[1]董晓威，金中波，刘天祥.机床数控技术课程教学改革的 研究与探索[J].黑龙江教育：高教研究与评估，2012，（4）.
[2]蒋强，米林，冯文杰等.地方高等院校机械设计制造及其 自动化专业建设探讨[J].教育教学论坛，2011，（18）.
[3]金中波，董晓威，李庆达等.农业院校机械设计专业专业 英语课程的教学改革研究[J].中国电力教育，2014，（8）.
关键词：机械设计方法 发展 趋势
中图分类号：TH126-4 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）03-0241-01
1 前言
我们所说的机械设计指的是根据要求对机械工作原理、组成结构、运动方式及能量传递方式等进行分析和计算，并对其进行具体的描述，使它成为工作过程中的重要依据。机械设计的目的就是在各种要求之下将设计图纸做到最好，也就是做出优化的设计。当今社会，科技在不断地进步，尤其是计算机及系统科学的迅猛发展，机械设计的水平与能力也在不断提高，在进行机械设计时要将多种设计技术与理论紧密的联合在一起，使设计方法得到进一步的优化，使设计的手段更具智能化、精确化。
2 现代计算机机械设计方法的发展过程
现如今，各种技术都在快速发展，现代计算机机械设计在适应科技发展的要求的同时，更应该注重设计的质量，加快设计的速度，并对现代化的设计方法进行深入的研究与探讨。现代设计方法顾名思义是将现代化的设计方法应用到机械设计当中，其常用的设计方法有：技术预测法、系统设计法、可靠性设计法以及优化设计法等。各种机械设计方法由来已久，但机械设计传统的设计方法和理论的形成才仅仅有100年的历史，当然，传统设计方法肯定会有很多的局限性，会逐渐的退出机械设计的舞台。由于经济的飞速发展，使得计算机得到广泛的应用，这种巨大的改变就使得现代机械的设计方法也发生了很大变化，机械设计由传统的经验设计发展到全面利用的优化设计，促进了机械设计的全面发展。计算机技术的进步也为机械设计提供了便利条件，辅助软件例如CAD等都极大的便利了设计人员的工作。
3 现代机械设计的特点
现代机械设计分为很多的种类，其结构也越来越复杂，但从实现的功能上来看，它主要包括了动力系统、传动系统、操纵系统及控制系统等，而且每个系统又可以分解为若干的子系统。现代的机械设计不但要求设计师对其原理、结构、运行方式全面了解，而且还需要融合多种学科进行深入的交叉研究，使设计出的产品更具有竞争力。
传统的机械设计方法过程繁杂，且有很大的局限性，设计师水平有限，经验缺乏，很多机械中所要求的参数和指标都达不到要求，进而导致设计的成功率偏低，产品没有竞争力。但现代机械设计是在传统设计的基础上继承和发展的，将现代很多的科学技术都融入到了机械设计里，使得现代机械设计技术水平更高，同时也向着理性设计的方向发展。使现代机械设计成为了一门综合性强、多种学科交叉进行的基础性科学，将控制技术与科学技术有机结合到一起，实现机械系统的最优化。
4 现代机械设计所面临的形势
计算机机械设计在近年来发展迅猛，其便捷、直观等有点使得在设计工作中得到普及。同时，现代化的机械设计面临着非常严峻的挑战，设计的领域由单一化发展成为多元化，并且多种学科渗透其中，设计对象也发生了变化，由单机设计变成了系统设计，设计人员也从个人发展到了群体，这样一来，设计出的产品会更新颖，设计步骤会更有序，产品更新换代会更迅速。
5 现代机械设计方法的分类
现代机械设计的方法可从多方面对其进行分类：第一类是从工程领域的角度，我们可以将现代机械设计方法分为现代模具设计方法、现代材料设计方法等等；第二类是按其应用成熟度进行分类，它大体上分为两种，一种是应用正普及类，另一种是内容正发展类，前一种又可以划分为优化设计和计算机辅助设计，而后一种还可以分为创新设计、虚拟设计、智能设计等；第三类是从涵盖范围的角度，我们将现代机械设计分为广义设计类及狭义设计类；第四类便是中义设计类，顾名思义其设计内容是介于广义设计与狭义设计之间。目前，在现代机械设计中应用最为广泛的设计方法是最优化方法、动态设计和数值仿真。
6 机械设计的现代设计方法
在机械设计中，其设计方法有很多种，但大体上可以分为两种，一种是专业的现代设计方法，另一种是通用的现代设计方法。下面我们对其进行单独说明：
6.1 专业的现代设计方法
现代科技在不断进步，科技也在飞速发展，为了满足机械产品性能的需要，计算机专业人员和机械设计专业人员应相互合作，共同开发其设计软件，使设计的软件能更为准确的反应机械产品在运行中的各种情况，并对其进行定量分析，了解各个零件及机械的动态性能，形成相对稳定的设计程序，这便是专业的设计方法。
6.2 通用的现代设计方法
由于计算机的应用和普及，为了满足机械的各种性能，我们不仅要掌握专业的现代设计方法，在机械设计上也应该广泛采用计算机技术对系统进行分析和辅助设计，这种方法就叫做通用的现代设计方法，其中包括最优化、可靠性、仿真等。
7 现代机械设计的发展趋势
7.1 智能化
计算机技术的飞速发展促进了智能CAD的产生，将CAD技术与人工智能结合在一起，提高了系统的创造力。具有一定智能的系统通常用来进行方案的综合和对设计进行评价。这些年还出现了适合机械设计的模糊设计和模糊评判方法。由于现代化设计有着智能化和集成化等特点，就使得CAD技术必须与人工智能相结合，才能充分发挥智能作用，实现其本身的智能化，也进一步促进了计算机系统集成化的发展。现如今，计算机在已成为了通用的设计工具，通过对智能化的处理，使产品的设计方案更加高效、准确。
7.2 系统化和定量化
现代机械的设计指的是将传统设计中的经验逐步提高到了逻辑的、理性的、系统的新的设计方法。也就是说假如将产品看成是一个总系统，人们利用计算机技术，实现了人、机与环境相互协调，共同发展。现代机械的设计方法不仅要充分考虑到材料的强度，还应运用数学规划法等方式实现设计的可靠性，这样既缩短了研发的周期，又保证了设计的成功率。
8 结语
现代设计方法与传统方法相比发生了很大的变化，我们应博取众科之长，对设计的内容进行进一步的扩展，使设计的产品更加实用与新颖。
参考文献
关键词：机械设计基础；教学；心得体会
《机械设计基础》（主编：荣辉、付铁、杨梦辰）课程是本科近机类、非机类专业学生的教材，本校将其设置为本科汽车服务工程专业的主干课程。本课程是一门专业技术基础课，以机械设计为核心。机械制图、工程力学、机械制造基础等是本课程的先修课，本课程同时也为后续专业课的学习打下基础。本课程主要介绍常用机构（连杆机构、凸轮机构、间歇运动机构、齿轮机构等）设计、通用机械零部件（齿轮、螺纹连接件、键、轴、轴承、联轴器等）的设计、选用及机械系统设计等问题。
一理论教学方法
（一）教学重点
本教材是由机械设计制造及其自动化专业的两本教材《机械原理》和《机械设计》压缩而成，内容丰富，而理论课时有限，所以在理论教学中应结合专业特点，抓住重点，讲解一部分，让学生自学一部分。理论教学的讲授内容为：机械零件材料学基础、机械设计中的摩擦学基础、平面机构的结构分析、平面连杆机构、凸轮机构、齿轮传动、蜗杆传动、带传动、无级变速传动、轮系、螺纹连接、轴、滚动轴承、机械系统的设计。理论教学的自学内容为：间歇运动机构、链传动、摩擦传动、螺旋传动、键连接、联轴器、滑动轴承、机械的调速和平衡、现代设计方法。为了培养学生养成良好的学习习惯，提高学生学习的积极性，考试范围以讲授内容为主、自学内容为辅，以检查其自学效果。
（二）教学方法
每次课一般由组织教学、承上启下、新课讲授、总结讨论和布置作业等五个环节组成。虽然每次课的环节相同，但内容不同。应针对教学内容精心设计以上五个环节。（1）本课程是一门实践性很强的课程，教学中一定要抓住设计这一关键，不宜只重理论而轻视设计，特别是结构设计尤为重要。在具体设计时，应先进行整机设计，在此基础上再进行零件设计，保证零件的结构在整机中的合理性。（2）掌握机械零部件的设计规律。本课程是以零部件为研究对象，探讨各类通用零部件的设计计算问题的。不同类别零件的工作原理、材料、载荷、应力等方面有很大差别，因而设计准则、计算公式也会完全不同，从表面看，似乎支离破碎、无章可循，但实际上机械零部件设计也有它自己的规律，这个规律与设计机械零部件时所考虑的问题是相同的。因此，机械零部件的设计程序也是相同的。一般情况下其分析问题的思路及程序为：类型应用工作原理失效形式设计准则计算方法结构设计：（3）在机械设计过程中，许多现象目前还难以用理论解释清楚，有些数据也很难用纯理论公式计算出来，故必须采用一些基于科研或实验而得出的公式和数据进行估算，或直接选用经验数据。（4）使学生学习并掌握机械设计过程中先初选参数、再进行校核的设计方法。零部件所处的工作条件是多种多样的，有的很复杂，这时需要凭经验或类比，先初定尺寸然后再进行校核。另外，零部件的尺寸参数有的是通过计算得到的，但另一些参数可能是由结构设计先确定尺寸，然后再进行各项必要的校核计算——这也是确定零件尺寸参数常用的方法。（5）使学生明白，机械设计过程中的许多问题的解答不是唯一的，可能有多种方案可供选择和判断。比如两级齿轮减速器的设计，其高速级主动齿轮的齿数可在17~40之间选取，因此设计结果有多种。在讲授本课程时，要让学生尽快适应这一特点，安解决工程实际问题的实际方法及模式培养提高学生的机械设计能力。
二几个知识点的教学心得体会
（1）在教学中一定要注意理论联系实际，把教学内容和生产、生活中的实例结。合起来，以取得良好的教学效果。比如讲解机构运动简图的绘制、机构自由度的计算时，刚好碰到下雨天。讲完相关的理论后，看到雨伞，我随手拿起来，让学生仔细观察雨伞的结构，绘制其机构运动简图。这一环节使学生从枯燥的理论回到多彩的生活，让课堂气氛一下子活跃起来。他们一只手拿着伞，一只手拿着笔在纸上绘图，极大地激发了其学习积极性。但学生绘制的简图均存在问题，对初学者是正常的。我让几个学生把自己绘制的简图画在黑板上，然后公布正确答案。再结合专业理论，逐一分析其错误的原因，学生一下子掌握了机构运动简图的绘制要领。雨伞的机构运动简图如图1所示。机构中n=7，，PH=0，其自由度为（2）在讲解周转轮系传动比的计算方法时，教材中以图2所示的周转轮系为例，介绍用反转法得到其转化轮系，通过计算转化轮系（定轴轮系）的传动比，再结合已知条件，来间接地求解周转轮系的传动比。有学生提出，在图2中，为什么行星轮的转向是顺时针的，而不是逆时针的。这个问题的实质是周转轮系中行星轮转向的判定方法。（3）在机械设计过程中，应注意有些设计参数的选择有多种方案，应进行比较分析，确定合理的方案，进行设计，这也是本课程学习的难点。例如，按齿面接触疲劳强度设计直齿圆柱齿轮传动时，算出小齿轮分度圆直径，而，若初选齿数，则模数，圆整为标准模数，，这时，显然满足强度条件，但是传动尺寸却增大了，传动装置的成本也提高了，可见，初选的齿数不合适。应将1z减小（但min1zz≥），使计算出的模数值接近于。故重取，圆整为m=5.2m，则小齿轮的分度圆直径为，此数值既大于，又接近于，这样的设计才合理。
参考文献
[1]荣辉，付铁，杨梦辰主编.机械设计基础[M].第3版.北京:北京理工大学出版社,2010.7
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[3]朱理主编.机械原理[M].第2版.北京:高等教育出版社,2010.4
【关键词】创新思想 创新机械设计 特点 思维
一、创新机械设计的特点
创新机械设计并不是凭空想象，而是在当前领域已经实现的设计成果的基础上，发挥设计者的想象力和创造力进行再创造。主要的设计依然是依托于传统的机械设计原理，同时从实用性的角度出发，尽可能的综合设计领域，结合其他学科进行更为奇特的设计，以求设计出更加创新，提高新产品的实用性。
从创新机械设计的特点来看，我们总结了以下几个方面：
（一）多学科综合性。创新机械设计往往会将多个实用性学科结合在一起设计，除了考虑到机械设计原理方面的知识，我们也会在其他方向的功能上作出开发，使产品的功能更为全面。
（二）低实验性。由于创新机械设计是建立在现有设计成果的基础上进行再创造，所以省去了大量测试性的计算工作，而重点考虑创新的思路和方法。
（三）多方案判断。在创新机械设计的过程中往往会产生多个不同的设计方案，最终执行者必须根据设计目标和需求选择正确合适的方案，或者对备选的方案进行修改至可执行。
（四）方案变化性。在设计过程中，每个阶段都可能出现需求变更，或者技术变更等情况，导致对接下来的设计方案进行调整。这时候，要求设计者拥有良好的应变能力，能够快速的根据当前情况制定新的设计方案。
二、研究创新机械设计的目的以及意义
大力开展创新机械设计的研究工作，不但能够提高机械设计领域的水准，还能获得良好的经济和社会效应。在多个方面具有积极的意义：
（一）提高设计水准，制造更多更新功能更强大的新产品，将会提高人类的生活水平和工作条件。推动人类文明的发展。
（二）促使设计者、制造者提升自身水平，带动机械设计领域的发展，为社会做出更大贡献。
（三）创新机械设计出来的产品，往往都具有专利权，具备很强的时代性、时尚性、功能性。能够获得大量的用户追捧，能够给设计方带来巨大的收益。
三、创新思想的思维模式
（一）发散思维。
发散思维的特点决定了最终能够得到很多也想不到的结果，能够极大的激发设计者的灵感。这是一种没有固定目的和方向，不受任何固定思路约束的思维模式。发散思维在思考过程中，将已知的信息归纳整理，并通过这些信息运用立体、扩散、反向等思考方式向外扩展思路，寻求更多的信息。由于不受约束，没有固定答案，发散思维往往能获得让人出乎意料的设计思路。
（二）聚合思维。
聚合思维其实是一个甄选的过程，相对于发散思维的扩散性，聚合思维则是一种有着明确目的或者目标的思维模式。这种模式一开始就会设定一个具体的目标，围绕这个目标展开探索，从不同的方向制定不同的方案来实现这个具体的目标，最后选择最合适的方案来执行。
（三）想象思维。
想象是创造创新思想中，最为奇特的能力，人类文明历史长河中的无数发明创造都是在想象思维的作用下诞生的。想象思维的基础也是现实生活积累的信息，可以分成再造和创造两类。再造想象是在已知信息的基础上对事物进行的重新想象。而创造想象则更为天马行空，更加的抽象，往往会想象出一些不在人类认知范畴，或科学技术暂时无法实现的事物。只有不断的想象、探索未知的事物，才能使得科学技术的不断进步。想象思维对人类文明发展起到了不可磨灭的作用，而且在以后还会一直积极的推动人类发展。
四、创新机械设计思维的2个原则
对机械进行设计的整个过程，首先是以功能导向，以作用的原理为基础，之后再思考物理
原则1：最短路径
第一，要明确机械产品的所有功能；第二，寻找方便设计的最好的实例，提高设计效率；第三，使用最为准确的价值工程；第四研究最低价值的一些组件，得出它们现在所存在的冲突，并且以最小变动为目的，解决这些冲突。这一过程可以实现消耗最少的能量，即实现最短路径。
原则2：相似性联想
分析各相似的事件，并对其进行分类，对这一工作进行联想。而联想是否正确则在事物是否相似中得到答案。利用产品实例决定产品的相似性。若多种产品，它们都有同一种功能需求，则这些产品有相似性。
五、创新机械设计的实例：开发新型的内燃机
创新机械设计的实例中，无曲轴式的活塞发动机是在机器的中心位置安装圆柱的凸轮，在这一凸轮近处装多个气缸，于是该发动机就成为了多缸发的动机。在这个发动机内部，如果圆柱凸轮的轮廓形状有变时，则输出轴转动的速度也会发生变化，在减速过程中可以实现增矩。这一发动机目前使用较为广泛，被应用机械与船舶两大行业中。
同以往复工的发动机相比，旋转式的发动机有体积小、噪声低、结构简单、重量轻等显著优点，而在实际使用中仍然存在很多不足，在技术上需要对这一发动机进行改进。
六、结语
必须多多吸收来自各方的经验。当我们寻找最成熟的方案时，吸收的经验、技术就能直接运用中方案中。由于，机械设计涉及知识广，因此需要有较强的学习能力，这样在对机械进行设计时才能在自学中解决各种问题。自信、努力、勤奋是得到最成熟设计方案的基础与必备条件。
参考文献：
[1]李竞，蒲明辉，卢煜海，李兆龙.三点悬挂装置下甘蔗种植机动力学性能分析[J].装备制造技术.2013，（02）.
[2]蒲明辉，李兆龙，李竞，李敏，徐磊.基于Recurdyn和ANSYS的甘蔗切割机构研究[J].农机化研究.2012，（12）.
为了培养高水平应用型人才，对机械设计课程体系从教学方法、实践教学、课程设计、师资队伍建设等方面进行了改革和探索。教学成果表明，这种教学模式不仅能够培养学生的创新能力和提高应用能力，而且也提高了教师的教学水平。
关键词：
机械设计；教学方法；教学手段；双能型教师
《机械设计》是机械类专业非常重要的专业基础课,是机械类学生学习必不可少的重要教学环节之一。该课程主要是培养学生具有综合机械设计的能力，对我校在应用性和创新性人才培养方面起着非常重要的作用，尤其是对培养学生的创新能力起着决定性作用，同时该课程又是从理论课程与工程实际相结合的设计性课程。该课程的理论性较强，知识面广，学生普遍反映该课程难学，知识点分散，理解起来困难，听不懂学不会[1]。在实践教学过程中缺乏创新设计，不能培养学生的创新意识，使学生失去了学习兴趣，导致不能很好的培养学生的创新能力。在教学过程中,怎样提激发生的学习兴趣、提高学生学习的主动性,培养学生的创新能力,提高课堂听课效率，培养出应用型创新性人才,是《机械设计》课程教学过程中必须思考的问题[2]。为了解决上述问题，适应学校应用型本科人才的培养目标，针对教学中出现的各种问题，在教学方法、实践教学、课程设计、师资队伍建设等方面进行了改革探究。
1多种教学手段灵活应用，重点培养学生学习的能动性
《机械设计》课程是实践性和理论性相结合的一门综合性课程，教学过程中涉及到许多的机械传动过程、机器的工作原理、机械零件结构分析等相关内容，在讲授的过程中，教师很难仅靠粉笔和语言讲授清楚，例如吃齿轮传动，轴的结构设计，尤其是一些想象力差的同学，根本就无法理解其工作原理。同时在教学过程中基本没有实物图，大部分学生都是初次接触机械类专业知识，对课程了解不深，缺乏感性认识，因而即使教师备课充分，授课十分认真，仍然有很多学生听不懂，感觉这门课程很难，久而久之就对这门课失去了学习兴趣，最终导致学生产生厌学的状况。因此，我们教师在每堂课的教学过程中要多种教学手段和教学方法方法灵活并用，引起学生的兴趣。
（1）多媒体教学可使教学直观、形象、生动，传递的信息量大，对于动画易引起学生的兴趣，更容易于被学生接受，同时教学时可将工程应用的实例插入到多媒体中，使学生对所学知识有深刻的理解，同时学生对工程应用也有了解。但是教师在授课时不能将板书教学忽略，应将板书教学模式和多媒体教学相结合,授课时灵活应用。一方面能够增强教学的直观性,提高学生的自主学习能动性,增强学生的创新意识;另一方面又可以充分发挥板书的过程性强、灵活方便、与学生互动性效果好等优点[3,4]。不仅提高了学生课堂听课效率,而且也提高教师的教学水平。
（2）教师要合理的利用视频教学，对于某些加工工艺及机器的工作原理，我们在备课时就需要准备相关的视频，例如轴系结构设计、联轴器和离合器等章节的内容安排相关的视频，通过播放视频与教师的讲解，学生能够深入了解其加工生产过程，听过视频播放能加深印象，容易引起学生的兴趣。对于某些章节内容也可以采用翻转课堂教学[5]，这种教学手段不仅可以使学生养成独立思考的习惯，又能锻炼学生查资料的能力，通过查资料能够扩展学生自己的视野，便于学生对前沿信息知识的了解和掌握，增强学生对自己专业的热爱，为学生将来继续深造奠定基础。此外，慕课也是教师授课的重要教学手段，对于重要的章节，教师可以采用慕课的形式来激发学生的兴趣，并且结合多媒体所呈现的及教师的重点讲解，使学生对重点难点有深入的了解并达到掌握。同时教师可以将慕课视频拷贝给学生，让学生在课下也可以自己独立的学习。教师需要结合教学的内容与知识点的难易程度合理的利用并结合多种教学手段，使学生对《机械设计》产生兴趣，提高教学效率。
（3）教学过程中适当的将分析软件与教学相结合，在《机械设计》教材中有很多的传动装置，比如带传动、齿轮传动、蜗杆传动。可以利用三维建模软件UG建立这些传动机构的模型，然后运用ADAMS或ABAQUS软件模拟运动学仿真分析和有限元仿真分析。或者直接利用仿真软件建立相关模型，施加约束和边界条件，进行仿真分析，最终查看各个部分的速度、位移和曲线，或者应力应变、变形云图。通过建模仿真分析的过程，学生可以加强对课本讲的知识点的进一步理解，同时让学生学习仿真软件的应用。
（4）习题讲解是《机械设计》教学过程中必不可缺少重要的环节之一。《机械设计》课程课后习题的难度较大，篇幅长，涉及其他学科的知识点多，例如高等数学、机械原理、材料力学，理论力学等，其题目分析计算难度大，如果学生仅仅依靠上课的时间听课，很难把作业完成的很好，也很难掌握重点和难点知识。因而，在一些重点难点知识点讲解结束后，进行相关的习题讲解。主要讲解讲解课本中的经典例题和难度较大的作业题，同时也安排讲解经典考研习题［6］，使学生深入理解教材中的知识点。
2加强实践教学和课程设计教学，培养学生的创新意识
《机械设计》课程设计是每个机械类学生必须要做的任务，在课程设计之前，教师通过选择有生产背景的实践课题为依据，给出需要设计的题目，并给出学生相关的提示，并列出需要查询的才能考书及相关的参考文献，鼓励学生自己动手去查资料，重点培养学生对材料及数据的整理能力。每一个题目由3个学生来完成，3个学生一起探讨原理方案设计、传动方案设计、执行机构设计，最终确定设计方案，然后老师给每个学生不同的设计参数，学生再进行强度分析计算，根据学生自己所计算的数据，进行手工绘制运动方案图、零件图和总体装配图，锻炼手工绘图能力，同时要求学生的设计图纸必须用CAD软件绘制相关的图纸，然后在使用CAD软件进行电脑绘图，最终完成该产品的设计。通过这样的设计过程，使学生对设计有了更深刻的认识，同时可以把CAD知识加以巩固，提高CAD画图能力。完成设计内容之后，鼓励学生采用相关分析软件，对所设计的零部件建立模型进行优化设计，例如采用ANSYS有限元软件、ADAMS等软件建立模型。通过查看各个部分的仿真结果，然后合理修改设计参数进行优化设计。这不仅增强了学生对学习机械设计的兴趣，而且使学生的自身能力和创新意识得到全面的提高。学校或者学院出资举办一些机械类比赛，例如车辆技能大赛、机械产品设计大赛、大学生创新大赛、机械制图大赛等。鼓励学生积极参加这些竞赛，主要是为了提高学生的自己动手能力和创新能力。学生都会的精心准备竞赛的内容，设计出自己的产品。完成设计之后，学院会组织老师对所有参赛的的作品进行评比验收，同时还需要进行参赛组进行答辩，讲解自己所设计的作品的设计思路及功能，最后由老师评出优秀的作品，参加省级、国家级的大型比赛。如笔者鼓励学生参加大学生创新课题，学生自己查资料，然后写申请书，找到创新点，最后由学院学校的专家及外校专家进行审批，通过审批后，学生自己用三维软件进行画图设计。学生通过这种竞赛的形式，可以把所学的理论知识与实践结合起来，增强学生创新意识和提高解决实际问题的能力。
3建立双能型教师队伍
在地方性、应用型高水平大学建设的过程中，培养双能型教师至关重要，要求教师具有扎实的理论教学素质，也要有丰富的实践教学素质。应用型大学主要以培养服务于地方经济发展的人才为目标。《机械设计》课程的双能型教师要求教师必须具备相关的机械类理论知识，同时具有实践的经验，这就要求青年教师利用假期去企业实践锻炼，学习企业的技术[7]，管理模式，及机器的工作原理及设计思路，提高教师的实践能力，扩展教师的知识面，还可以对典型机械产品拍照，为以后的教学提供工程实例。积极鼓励教师带领学生参加各种竞赛和课题，可以培养学生的创新意识，同时也可以增强教师的实践能力和科研水平。同时学校可以组织讲课比赛，通过讲课比赛，来提高教师的讲课技能，将实践和理论结合起来培养出双能型教师。
4结束语
为了建设地方性、应用型、高水平大学，近几年以来讲课教师在教学方法、实践教学、课程设计、教师队伍建设等多个方面不断的进行了探索与研究。将机械设计的理论教学与实践结合起来，让学生了解整个产品的设计过程，培养学生的创新思维。教师通过自身理论知识的学习和外出锻炼不断提高教师水平，以达到双能型教师的要求，从而达到教学相长的目的。
作者：曹波 高尚 姚智华 陈洪军 陈丰 单位：安徽科技学院
参考文献：
[1]姚智华,易勇,陈丰,等.《机械原理》课程教学改革与实践[J].安徽科技学院学报,2013,27(5):74-76.
[2]师素娟.《机械设计》课程教学方法改革与探索[J].华北水利水电学报，2006,22(1):55-57.
[3]田静云,张国海,贾吉林,等.机械设计课程的教学改革与建设[J].中国科技信息,2009(9):252-253.
[4]师素娟《机械设计》课程教学方法改革与探索[J].华北水利水电学报，2006,22(1):55-57
[5]李聚波,贾新杰,邱明.《机械优化设计》课程教学研究与实践[J].机械管理开发,2009,24(2):148-149.
