时间：2023-09-18 17:33:32
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篇机械原理与机械设计，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；自动化；设计原理；发展趋势
在经济发展与城市化建设中，机械设备是不可缺少的发展因素，而这也使机械设计与制造行业的发展逐渐受到重视。机械设计与制造行业的发展，不仅会其它各个行业得以发展的重要支持依据，也是发展社会经济的重要推动力。随着节能减排这一政策的推行，传统机械设计与制造不符合该政策的要求，应对其进行创新。网络时代背景下，为符合时展的需求，机械自动化逐渐成为了机械设计与制造行业的发展方向，而这也是推动社会经济向可持续方向发展的重要基础。
1机械设计制造及其自动化的设计原理
随着科技水平的不断提升，新型信息技术与机械设计制造技术的结合，也为机械设计与制造行业的发展提供了机会。时展背景下，机械设计与制造技术的创新是推动社会经济发展的重要动力，也是增强企业市场争力的重要基础。自动化生产作为目前机械设计与制造的发展方向，不仅能够提升机械设计与制造的质量和效率，也能够降低机械设计与制造的压力，对推动其他各行业的发展也可提供更大的保障。基于此，为确保机械设计制造及其自动化能够实现可持续发展，应依据下述原理对机械设计制造及其自动化进行设计，以便促使其能够推动社会经济的快速发展。
机械设计制造及其自动化的设计原理如下：第一，效率化原理。机械设计制造及其自动化的设计是为满足其他行业发展对机械设备的需求，是为了确保对信号、能量、物质的自动化传输和加工能够真正实现，也是为了达到提升机械设备运行效率、降低生产压力的目的。基于此，在对机械设计制造及其自动化进行设计的时候，应坚持效率至上的原则，以提升效率为目标，对自动化技术予以充分使用，以此提升机械设计制造的自动化水平，以便确保机械设计与制造业能够得到更好地发展，进而达到提升企业生产质量和效率，增加企业所获得经济效益的目的。第二，节能减排原理。机械设计制造业作为推动社会经济发展的重要动力，其的发展会对社会经济及其他行业的发展造成极大影响。机械设计制造业的发展对各类能源的依赖性比较高，需要消耗大量的能源，而且伴随着该行业发展速度的不断加快，对能源的消耗量也在大幅度增加，这也导致能源短缺问题越发明显，从而对国家经济实施可持续发展战略造成不利影响。基于此，为降低对能源的效率，减轻机械设计制造及其自动化发展对生态环境造成的破坏，在机械设计制造及其自动化发展过程中，应依据节能减排政策的相关要求，对机械设计制造及其自动化技术进行创新，以此提升能源利用率，降低能源消耗量，减少污染物的排放，以便在此基础上促使机械设计制造及其自动化能够实现可持续发展，进而为推动社会经济及其他行业的发展奠定基础。第三，绿色发展原理。为确保社会经济的发展能够满足可持续发展战略的相关要求，在对机械设计制造及其自动化进行设计的时候，应坚持绿色发展原则，改革机械设计与制造技术，提升机械设计与制造的自动化水平，以便确保机械设备的设计与制造能够符合绿色产品的生产要求，进而促使社会经济能够真正实现持续健康的发展。
2机械设计制造及其自动化的发展趋势
2.1提高产能
经济的发展与社会的进步离不开各行业的支持。随着机械设计制造及其自动化的产生和发展，对社会经济及其他行业造成了极大的影响。在当前社会发展背景下，为了满足各行业发展对机械设备的多样化需求，机械设计与制造技术的更新换代越来越快，而这也为机械设计制造及其自动化的发展提供了空间。基于自动化技术的产生和发展，机械设计制造与先进科学技术的结合越发紧密，而这不仅对提升机械自动化设备的灵敏度、适应性极为有利，也能够真正实现对参数、温度等因素的自动控制，对物质、能量的自动传输和加工。在此基础上，各行业的产能将会得到大幅度提高，对各类能源的消耗也会得到有效降低，而这也为社会经济可持续发展的实现奠定了基础。
2.2实现机电一体化
随着社会经济发展速度的不断加快，各行业发展对机械设备的需求量也在不断提升，对机械设备的要求也变得多样化。为更好地满足各行业发展对机械设备提出的高要求，应对机械设计制造及其自动化技术进行创新，以此提升机械设计与制造的质量和效率。当前社会发展背景下，基于对机械设计制造与自动化技术的结合，机械设计与制造也正逐渐向机电一体化方向发展，这对提升机械设计与制造的质量和效率极为有利。在机械设计与制造业发展过程中，机电一体化的实现是对电子电工技术、信息技术等先进科学技术的综合应用，可以使各行业发展对机械设备提出的多样化需求得到更好地满足，对推动社会经济的发展也极为有利。
2.3实现自动化生产、智能化管理
随着科技水平的不断提升，基于对自动化技术、信息技术、智能技术等先进科学技术的发展和应用分析，自动化生产、智能化管理将成为机械设计与制造业的未来发展方向。在市场竞争日益激烈的今天，机械设计与制造企业要想提升自身的市场竞争力，必须依据机械设计与制造业的主流发展方向，对自身的发展观念和管理策略进行创新，优化机械自动化技术，利用智能化管理措施，对机械设计与制造过程进行全方位的管理，据此实现对机械设计与制造的自动化生产和智能化管理，以便确保机械设计制造及其自动化能够得到更好地发展，进而为推动社会经济的持续、健康发展予以支持。
3结束语
伴随着信息技术的广泛应用，为满足社会经济发展对机械设备提出的高要求，机械设计与制造的自动化必将成为机械设计与制造业的未来发展方向。在此基础上，机电一体化、生产自动化、管理智能化也将成为机械设计制造的主流发展趋势，而这对推动机械设计与制造业的发展，满足各行业发展对机械设备的需求也极为有利。
参考文献：
[1]徐健.机械设计制造及其自动化的设计原则及发展趋势[J].中国房地产业，2015，（7）
【关键词】机械设计 原理 节能 矿山行业 研究
现如今，低碳环保、节能减排已经成为人们时常挂在嘴边的耳熟能详的流行词汇，而实际上，这样的事情都是说起来容易做起来难，国家虽然对此情况做出了相应的规定，也颁布了一些有针对性的法律条文，也加强了这方面的监督，但是收效甚微，很多问题仍然存在。工业行业特别是矿山行业本身就是能耗较高的产业，为了社会发展和工业需求的满足，很多重型设备机械被设计研制出来，应用到矿山的开采当中，这些设备的耗能高，如何解决该行业中的环保问题，走上节能减排的道路，还是非常值得我们深入研究的。就目前的形势来看，节能减排已经成为世界的主题，就矿山机械行业这样的耗能大的行业来说，将会给技术设备的研究设计提出更高的要求，矿山机械行业同时也面临着更大的挑战。
1 机械设计节能的背景
伴随着社会经济的发展，能源的利用和消耗都是空前的强盛，这也进一步使环境问题更加的恶化，给自然生态和人们正常的生活带来了严重的影响。我国自改革开放以来，一直非常注重工业生产，对环境问题的重视不够，对环境的破坏现象越来越多。所以，必须将环境问题的关注提上日程。
背景分析。我国目前所面临的节能减排的形势是非常严峻的。工业生产一方面给人们的生活做出了突出的贡献，另一方面也增加了能源物资的消耗，破坏了生态环境，影响了人们的生活质量，阻碍了工业的可持续发展。矿山制造业在节能减排的过程中占据着重要的位置，无论是从矿山的开采、材料的冶炼、零部件的加工，还是机械的使用、报废处理，这些都会不同程度的产生污染。矿山行业每年报废淘汰的产品比较多，如果没有进行合适的处理，不仅仅会造成极大的资源浪费，还将对自然环境造成极大的污染。所以，凡是从事机械制造的人员，身上都始终肩负着节能减排、降低污染、节约原料的责任，他们必须采取行之有效的措施，尽力完成这一艰巨的任务。
机械设计在节能减排的过程中作用非常大，机械生产首先从设计开始，机械的强度、寿命、制造和装备的工艺性，材料和热处理的选择，使用和维修是否方便，是否具有回收和再利用的可能性等等，这些都是在机械设计阶段必须进行决定和解决的。设计的过程中如果出现了错误或者是不足，在以后的生产和使用的过程中都将是无法进行更正的。所以，要想将节能减排落到实处，就必须重视机械的设计。设计的过程必须有合理的制度和严格的管理，设计师要参与到有关规定和制度的制定当中来，这样会使制度更加的全面合理。
2 机械设计中节能原理应用的必要性
在机械设计的过程中，一般的设计单位都没有进行统一和固定的能源消耗标准的明示，这直接导致了现代机械设计在加工的过程中，无法对优化后的生产工艺进行节能降耗的及时分析，同时由于目前采用的工艺技术和工艺流程等都相对成熟，在这样的情况下，机械设计加工企业几乎没有对生产过程中的节能降耗问题进行综合的分析和考虑，这在一定程度上提升了机械设计加工的企业在能源上的过量消耗。并且在生产的过程中，机械设计加工企业普遍都是比较关注机械加工的效率和精度，很少关注能源的消耗与浪费，因此很少有机械设计加工的企业会考虑如何提高设备的能源利用率，而进行科学合理的技术措施的采用，或者在机械设计加工的过程中，通过对整体能源消耗量进行有效控制，实现节能降耗的目的。对于组织开展机械设计加工作业的具体操作人员来说，在生产的过程中，关注的一直都是工作效率，并且企业也没有将能源消耗纳入到绩效考核中来，这样的管理模式影响和制约了节能减排的实施。
3 机械设计节能的基本原理
矿山工程机械环境的性能情况和对环境的负荷在很大程度上都是由设计部门在设计的阶段事先确定好的，所以进行节能型工程机械的开发研制最应该注重的就是设计的阶段。
3.1在材料和资源的选用上尽量选择可再生利用的
在材料和资源的选择上，各系统及部件的设计尽量选择可回收、易分解、能再生的，同时在加工和使用的过程中对于环境的影响不大甚至是没有污染的的材料，特别是对于结构组件的设计，尽量选用比较容易装配和分解的大模块化结构和无毒无害的材料，提高工程机械材料可再生的可能性。
3.2在产品的零部件设计上，遵循长寿命、低能耗和减轻重量设计的原则
工程的设计人员应该再保持主机的相关性能参数的前提下，尽可能的减少主机和附属作业装置或者是机具的体积和重量，提高动力传动系统零部件的强度和耐久的性能，实现液压系统的轻量化和高效率，进而降低对环境的负面影响。
3.3低公害、防渗漏、节能高效的发动机
在工程机械产品设计的过程中，尽量保证低公害、减震降噪、防渗漏、节能减排、高效，选用低公害的发动机，发动机是工程机械所有系统中对环境影响最大的部件，采用低油耗、低排放、低噪声、高效率的环保型冷增压柴油机性能大大降低对环境的负荷。
4 机械设计节能基本原理在矿山行业中的具体措施应用
伴随着国家经济建设的发展，我国大型工程项目逐步开工，矿山工程施工机械的品种和数量已经达到了比较可观的程度，在全球范围内各地的机械数量还在不断的增加。但是，大部分的工程机械对于能源的消耗、排放产生的污染物给环境都造成了不可估量的负荷。为实现大量工程机械对环境的污染最小化，加强对我们生活的地球资源的保护，实现全球经济环境的可持续发展，提高操作人员的工作安全性和工作的舒适性，尽可能的实现人、机、环境的高度亲和统一，非常有必要根据矿山行业的环保标准进行工程机械产品的设计。但是随着国内外环境保护意识的增强，可以预见的是开发研制环保节能型的机械产品必将是今后矿山工程机械设计的主要潮流和趋势。
4.1将节能理念融入到机械设计中
随着经济的发展，人们的生活水平不断的提高，而环保意识在人们的心目中也逐渐的增强，在这样的形势下，机械设计无论是企业还是管理层都一致的认识到：利用生产效率很难能够提升和强化自身的市场竞争能力，通过节能基本原理的推广和实施，不仅能够帮助企业节约一定的生产成本，实现经济效益的最大化，并且能够在激烈的市场竞争中，确保企业的市场竞争力，增强核心技术的优势。因此，在整个机械产品的生命周期中，机械设计加工企业必须始终做好节能基本理念的贯彻落实。机械设计加工企业需要加强设计人员的教育和培训，协助设计人员提升自身的业务能力，也能帮助设计人员不断的进行节能知识的丰富，这样才能在每一个机械产品设计方案中，有效的落实节能的目标。
4.2将机械设计节能基本原理应用在矿山机械加工设备的设计中
机械加工主要是指通过一种机械设备，对工件的外形尺寸或者是性能进行改造的全过程。在矿山行业中，大多数的应用型设备都是经过机械加工而形成的。机械化的生产过程，就难免会使用冲压、焊接等机械设备，就单单从焊接工具的方面来看，针对指定的加工对象进行加工，并且按照既定的图纸进行改造的时候，需要电力充分的支持，这就难免会在整个加工的流程中，浪费一定的能源。因此，将机械设计的技能原理应用于矿山机械加工设备的设计中，是十分必要的，能产生很大的节能价值。
4.3将机械设计节能原理应用到矿山升降机械的设计中
升降机械主要是利用压力容器或者是链条达到促进升降设备移动的目的，主要是进行高空作业或者是高空维修时进行使用。正是由于升降设备使用的情况，要完成良好的高空作业，就必须具备强大的动力能量，才能保证将设备送至指定的高度，进行现场作业的实施。所以，升降机械在能源的消耗上是比较大的，这就需要进行相应的改造。
结合节能型液压升降机的工作情况和结构原理，对主要的技术参数进行筛选和有效的讨论，设计出来的液压系统结构相对简单，工作比较可靠，并且工作效率较高，耗能低，在达成势能回收的同时，又能增加液压系统的工作平稳性，可以给设计和制造以及使用单位一定的启示。
5 结语
现如今，受企业自身的规模和实际的技术水平等因素的影响与制约，大部分的机械设计公司特别是中小型机械设计企业，在具体的操作中，一般的生产模式都是逐一进行单件产品生产，从而导致了企业无法进行流水线式生产模式推广，在某种程度上增加了企业生产的能耗。所以，机械设计企业需要创新模式，积极推广使用批量生产模式，帮助企业不断优化自身的内部资源，降低加工生产的能耗。
综上所述，将节能基本理念融入到现代机械设计之中，能够有效的帮助企业实现自身的可持续发展，否则在现如今激烈的市场竞争中，机械设计企业很难形成坚固的技术屏障，面对社会能源的日趋紧张的局面，市场将会淘汰能源消耗量大的企业。为此，机械设计企业必须采取相应的措施，不断的降低能耗，实现自身的可持续发展。
参考文献：
[1]武成，袁振中，生瑞东.机械设计节能基本原理在矿山行业应用研究[J].科学导报， 2015.
关键词：机械设计教学；机械设计全过程训练；人才能力培养
大家都知道，机器是各部分之间具有确定相对运动的人为的实物组合，它能代替或减轻人类劳动来完成有用的机械功或转换机械能。所以，机器的设计过程基本上应包含两个阶段，即运动设计和构形及工作能力设计两个阶段。前者是根据机器的预定动作要求，保证机器具有所需的确定的相对运动，其设计结果是机器运动原理图和各组成机构的运动简图，它好像动物的“骨骼”，这是机械原理课程所承担的内容。后者是在运动设计的基础上，将抽象的运动简图转换成具体的工程（结构）图，这犹如动物的“肢体”，并能按照各种设计理论，保证机器在一定的工况条件下和规定的运转时间内，具有正常的工作能力。其设计结果是制造单位所必需的工程图和技术文件，这是机械设计课程所承担的内容。只有将两者有机地结合起来，才是一个完整的机械设计过程。只有完成这两个过程的训练，才能说完成了机械设计全过程的训练。这是机械专业人才具有创新能力的最基本的条件，也是我们培养学生创新能力的最低要求，否则他们将要在今后工作中经过较长时期的磨砺、摸索，甚至以半个人生为代价，才能具有这种能力，这将大大延缓人才的成长过程。
一、我国机械设计教学现状和存在的问题
（1）过去“机械原理”课程中存在着“重分析、轻综合，重理论、轻实践”的现象，课程设计为运动分析和力分析（这不能称为设计），甚至在教材中提出机器运动方案设计无规律可循。随着教改的不断深入，机械原理新教材已编入机器运动设计。机械原理课程设计已开展了不同类型和题目的整机运动设计，而且与计算机辅助设计结合起来，适应了创新人才的培养要求和现代科学技术的发展。由于有些教师（尤其是老教师）没有学习（或实践）过机器全过程设计，因此各校发展不一，有的只做机构设计，不做整机运动设计，有的甚至至今仍只做运动及动力分析。但总的形势是机械原理加强整机机构设计并开展计算机应用已成大势所趋。
（2）“机械设计”课程以前被称为“机械零件”课程，一直被公认为对学生设计能力的培养和提升具有很大的作用，尤其是减速器设计作为学生的第一个课程设计几乎是不可取代的。在“机械零件”改名为“机械设计”的时候，曾有些学校认为机械设计若不包含机器的运动设计是片面的、不科学的。之后有些教师就把机械原理内容加了进来，统称为“机械设计”。在极个别教材中还加进了凸轮机构的结构设计与强度计算，连杆机构的结构设计等。但在大多数“机械设计”课程中，仍坚持原来“机械零件”课程的教学内容和课程设计，即只讲通用零件设计和进行减速器课程设计，而机械原理中的三大常用机构在“机械设计”课程中只有传动机构了，其他两大机构（即连杆机构和凸轮机构）无影消失。学生不知道怎样去进行这些机构的结构设计和工作能力计算，也就是说在机械原理中学的连杆机构和凸轮机构学生无法应用，致使机械原理与“机械设计”课程内容脱节。这两门课程的课程设计分别为机器方案设计和减速器设计，致使两个课程设计脱节。使学生摸不着头脑，搞不清两者之间的联系。
（3）教会学生从运动原理图绘制工程装配图及其零件图，这在我国机械设计教学中还是空白。因此毕业设计离不开参考图，甚至提出没有参考图就不能搞设计。如果按此逻辑，就无法实现原创性设计。学生毕业实习时到处搜集参考图，毕业设计基本不搞方案及其运动设计，多为抄图加校核，而且这种毕业设计方式也为大多数毕业设计指导教师所认可，认为只要抄图抄懂即可。这样的毕业设计怎能培养学生的创新能力呢？
（4）我国机械设计教学没有给学生提供一个动手实践的机会。设计结果往往停留在图纸或虚拟阶段，无法检验正确与否，虽然举办了机械设计竞赛和挑战杯竞赛，但参与的学生只占少数。
（5）我国机械专业教学改革思路有待深入探讨，很多学校不知道从哪里着手，往往出去调研一遍，将收集的教学资料综合起来取平均值即可，打不破旧的传统，提不出新的方案。现在各门课程几乎都在争学时，都在进行教改，都在加强实践环节，都在搞创新，旧的去不掉，新的要加进来，只好搞平均压缩，缺乏整体观念和权威，缺乏创新思维和人文素质教育。
综上所述，我国机械设计教学现状令人堪忧，机械类毕业生基本上不会搞创新设计（或新产品开发），只有在工作岗位上经过长时间的摸索才能具有这种能力。教育部于2010年启动了“卓越工程师教育培养计划”。提出了教育界与工业界联合制订人才培养标准；创立高校与行业企业联合培养人才的新机制；设立“工程实践教育中心”，学生在企业学习一年，“真刀真枪”做毕业设计；改革完善工程教师职务聘任、考核制度等措施。我们认为，若要完成上述一系列人才培养计划，就必须重视对教学计划及课程内容的全面分析和适当调整，否则是很难培养出具有原创性设计能力的卓越人才的。
二、机械设计教学改革的思路与建议
现代机械设计是根据机械产品的使用要求，通过对机械工作的各个方面、机械零件的材料和形状以及方法等诸多内容进行构思、分析和计算，并将分析的结果积极转化成具体的机械制造方法，作为机械制造的依据，从而生产出高质量创新产品的一项复杂的工作过程。现代机械设计与传统的机械设计相比，具有一些鲜明的特点。
（1）计算机化。随着高科技技术的不断发展，计算机技术能够有效地推动社会生产力的发展，并且逐渐不断介入与运用社会生产的各领域。现代机械设计中的优化设计、系统仿真等各个设计过程，都需要在计算机的帮助下才能完成。
（2）系统性。在现代机械产品设计中常常会遇到各种相关问题，就需要应用现代机械设计系统性观点来解决这类问题。把机械看成一个具有特定功能的有机整体，并且这个整体中的各部分相互作用、相互联系，这充分体现了现代机械设计具有系统性。
（3）动态性。现代机械设计不仅要考虑设计产品在静态状态下的功能作用，更注重产品在工作环境下的动态功能。机械设计产品的动态功能不仅体现在设计对象方面，也体现在合作协调设计组织这个层面。现代机械设计能够有效地连接各个设计系统，汇集不同的设计数据，进一步提高产品的整体性能。
（4）创造性。科学先进的设计理论和设计工具是现代机械设计的重要基础，机械设计者通过对设计过程、产品材料等方面进行科学分析，能够真正发挥出设计者的想象力和创造思维，并运用各种具有创造性的手段和方法，研究出更多具有创新性的机械产品。
2现代机械设计的创新原则
现代机械设计的创新是一项复杂、耗时的脑力活动。在创新过程中，机械设计者要遵循机械设计系统化方法之外，还必须遵守设计创新准则，严格约束现代机械的设计过程。其具体原则如下：
（1）经济效益最优化原则。现代机械设计的创新产品必须保证既能最大程度的满足客户要求,又能合理有效的控制生产成本，使生产成本最低廉。这就需要从机械的设计和制造两个方进行综合考虑，在设计方面，要保证采用合理的设计方案,选用正确的材料；在制造方面，要时刻关注机械的加工工艺和装配工艺，从而实现了经济最佳性。
（2）生态效益最好原则。现代机械设计的创新产品在制造和使用过程中都有极高的要求,要求产品本身无毒、无害，并且不能对周围环境产生污染，属于绿色环保产品。这就要求在现代机械设计过程中，对于材料的选择要有极高的要求，原则上尽量选择低污染或无污染的环保材料,避免采用有毒、有害和有辐射性对人体有害的材料。
（3）安全可靠原则。安全可靠性是机械设计产品质量的重要保障。因此在现代机械设计过程中，必须保证机械设备在强度、刚度、耐磨性、稳定性及热平衡性上能够满足设计要求，从而使设计出来的产品安全可靠性。
3现代机械设计的创新方法
社会经济和机械制造业的不断发展，推动了现代机械设计的不断改革与创新，使现代机械设计的创新方法日趋成熟。当前，在现代机械设计中常用的创新方法具有以下几种：
（1）仿生类比设计法。这种设计方法是利用仿生学的原理，通过充分对自然界的动植物进行分析与类比，从中受到启发而产生的一种创造性方法。由于自然系统中的生物具有许多无可比拟的结构和功能，这就给机械设计者提供了创作的灵感和思路。机械设计者把机械运转和生物运动两者放在一起进行全面的分析与对比，发现两者之间的差异性和相似性，激发了机械设计者的创作思维，产生了现代机械设计的创新灵感，从而完成了现代机械设计的创新方案。
（2）智力合成设计法。这种设计方法主要依靠发挥团体精神，注重集体智慧的力量。在现代机械设计过程中，要以小组为单位，每一位成员都要提出自己的设计构想，然后进行集体分析讨论，通过不同创新构想之间的碰撞和融合，抓住瞬间的灵感或潜意识的新想法，激活和发散创新设计的思维，进一步促进机械创新设计的全面性。
关键词：机械设计；教学质量；教学效果
中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）39-0186-02
机械设计课程是高等学校工科机类、近机类专业学生的一门重要的技术基础课[1，2]，是学习专业课程和从事机械产品设计的必备基础。通过掌握通用机械零部件的工作原理、特点、选用及设计计算，培养学生解决实际问题的正确思路、方法和能力。由于该课程工程性强、涉及内容广，信息量大，要真正学好这门课程有一定难度，提高该课程的教学效果是我们一直探索和实践的课题。
一、不断提高自身的素质
不断提高自身的道德素质。教师的道德素质影响教师的工作态度，它将引导教师树立正确的教育观。教师对学生的爱、对教育事业的爱是教师职业道德的核心内容，是教师爱岗敬业、不断追求自我发展的内驱力。良好的教师道德素质有利于学生形成良好的学习动机，有助于学生心智的健康成长。它是教师开展教学工作的感情基础，它有助于师生之间情感与认知方面的沟通，学生在融洽的师生关系中，处于最佳学习状态，更易于对所学知识产生兴趣并消化吸收。而青年学生思想活跃，易于模仿教师的行为，所以教师的品质包括教师的思想品德、为人处世方法，教师对待工作的热情、对待生活的执着等等，这些每时每刻都在影响着学生，并有利于学生形成积极的学习与生活态度。因此，高校教师的道德素质直接影响学校培养的学生素质。不断提高自身的专业素质。“要想给学生一杯水，教师要有一桶水。”如今，我们正处在信息化时代，人类知识系统发生了两个重要变化：一是知识更新的速度越来越快，数量越来越多；二是知识传播途径越来越多，传播速度越来越快。这个时代需要培育的是具有高度创造性和个性化的人，需要培育的是一种能够适应迅速变化、了解和适应未来的人。在这样恢宏的社会背景下，作为一名机械设计老师，要不断学习机械设计领域新知识、新理论、新方法、新应用，树立终身学习观念，不断“自我充电”，不断提高自己的知识层次和思维能力并将其运用到教学实践中，变原来的“一桶水”为“长流水”。同时，通过系统地研究当代大学生的身心发展规律，不断提高对学生认知规律的认识水平，把这种“长流水”升华为适合学生需要的“甘甜水”。唯有这样，才能不误人子弟，才能始终与时俱进，做合格的教师。不断提高自身的语言素质。教育学家苏霍姆林斯基曾说过：“教师的语言素质在极大程度上决定着学生在课堂上的脑力劳动效率。”多年的教学实践证明，教师在教学中语言表达能力的水平直接制约着课堂教学质量的高低。机械设计教师只有不断地追求课堂教学的语言艺术，提高自身的语言修养和语言素质，才能把机械设计教得有声有色。要把语言的准确性和通俗性统一起来，机械设计课有很多概念，对概念的描述语言要准确，同时讲课主要用口语化的语言，要和书面语言区别开来，只有把语言的通俗性和准确性统一起来，讲课才能既严谨又生动。要把语言的精练性和内容的丰富性统一起来，机械设计教师要不断凝练语言，用精练的语言把机械设计的思想、方法、原理讲述清楚，同时又要把内容讲得有血有肉。要充分利用启发性的语言，启迪学生的思维。语言要有张有弛，充满激情，处处扣人心弦，这样学生才能更用心地听课。机械设计教师只有不断探索提高自身的语言素质，掌握语言艺术，才能不断提高机械设计的教学质量。不断提高自身的科研素质。中国科学院院士、教育家杨叔子指出：大学教师还得治学，治学术，做学问，搞研究；否则，就提不高，既不能在学问上、在研究上做出贡献，也不能提高教学水平，提高教学质量，从而严重妨碍育人，特别是严重危害培育拔尖创新人才。机械设计课作为一门基础课，设计的内容广泛，机械设计的方法、原理也在产生日新月异的发展变化，教师只有通过做科研，才能把握学科发展的最前沿。教师通过做科研，不断创新，才能对创新有更深刻的认识，讲的课才能更有深度。机械设计教师只有不断提高自身的科研素质，才能教出富有创新精神的新时代大学生。
二、教学模式、教学方法、教学手段与机械设计教学内容深度融合
根据机械设计课程各章节内容的特点，采用合适的教学模式、教学方法和教学手段，学生掌握课堂内容的同时，不断提高自学能力、想象能力、创新能力等能力，全面提高学生的素质。采用适合于教学内容的教学模式。对于学生比较熟悉的教学内容如“带传动、链传动”可以采用自学――辅导式的教学模式，培养学生的自学能力。“创新设计章节”可以多采用范例教学模式，特别是采用与大学生密切相关的一些范例，如“全国大学生机械创新设计大赛”获奖作品，采用这些范例可以拉近教学内容与学生的距离，引起学生的兴趣，调动学生的学习积极性。对于机械零件常见的失效形式采用现象分析模式，通过实际观察零件的失效形式，使学生产生直观的印象，更容易理解和把握所学知识。方法是十分重要的。机械设计教师要深入钻研适合机械设计教学内容的方法。根据机械设计课程的特点，在教学方法上多采用探究式、讨论式、启发式教学方法以及基于现场的情境学习教学方法，激发学生的学习兴趣。启发式教学方法的应用，比如机械，可以通过举出大家常见的汽车、自行车，启发学生理解机械的概念，进一步启发学生购买这些机械时的要求就是设计这些机械的要求，如何设计这些机械满足上述要求，就是机械设计讲的内容，通过启发，学生就可以知道“机械设计”这门课要讲什么内容，就掌握了这门课的主线。探究式教学方法的应用，例如，在轴的结构设计中，引导学生运用发散性思维分析多种零件布置方案，比较各种方案的优劣，从而找到最佳的方案，强调学生的主动参与。情境学习教学方法的应用，如，在讲授机构运动简图、具有确定运动的条件、自由度计算以及减速器箱体的结构设计时，可以将课堂设置在摆好实物的实验室，“百闻不如一见”，通过让学生亲自动手装拆不同形式的实物和模型，激发学生的学习热情，增加学生学习的成就感，学生的学习效果会起到事半功倍的作用。充分利用多媒体教学、黑板教学、网络教学等多种教学手段。要将多媒体课件与黑板教学相结合。课堂教学要充分发挥多媒体教学和黑板教学各自的优点。对于关键的理论推导、重要例题，教师可以在黑板上进行重点讲解，而对于大量的图形，使用多媒体课件就可以节省很多时间，多媒体课件还可以通过图像的三维动画效果，以及大量的视听效果，冲击学生的思维兴奋点，激发学生的学习兴趣。同时，在教学中，教师应当充分利用实物、模型等多种直观教具，使学生从感性认识上更准确、深刻地掌握所学内容。充分利用现代化教学手段中的网络教学手段进行课外辅导答疑，学生可以通过网络课件和网络习题随时巩固课上学过的知识，也可以提前预习下节课要讲解的内容，不明白的问题学生可以在网上论坛切磋，网络教学极大地提高了学生学习的实时性。
三、通过实践环节提高机械设计课程教学效果
机械设计课程是一门与实践紧密相连的课程，因此，在课堂教学之外，还适当安排学生参观往年“全国大学生机械创新设计大赛”获奖作品、机械产品和工程现场等，对机电产品的传动系统、结构特点、设计方法等进行现场讲解，加深学生对教材内容应用的理解，扩大了知识面，提高了学生的工程意识。机械设计课程与实践紧密相连，机械设计实验对提高学生对本门课程的把握起到了重要的作用，特别是综合性、设计性、动手操作性的实验。为此，我们增加了机械传动系统创意组合综合性实验，学生自行设计传动方案，选择各种零部件、采用合适工具进行装配。这是一次非常逼真的工程实践训练，综合应用了机械设计课程中所学多种零部件，了解了各种传动方案的优缺点，体会了机械传动系统方案设计的重要性，体验了工程设计、装配中要注意的一些问题。增加了实验的开放性，学生可以根据自己的需要与实验室老师约定实验时间和实验内容。机械设计课程设计是机类学生学完机械制图、几何量公差、机械原理、机械设计等课程后一次综合实践性教学环节，对学生机械设计综合能力的提高起到了重要的作用。在设计题目的选择上，改变传统的以带式运输机的传动装置为题目的方式，鼓励学生调研相关工程需要，自主选择课程设计题目。目前学生采用的题目有机械原理课程设计题目、机械类创新项目的题目或者根据工程实际需要提炼的题目。通过自主选题，锻炼学生的创新思维和创新能力，使学生得到系统性设计训练。在设计过程中，鼓励并创造条件让学生实地考察、拆装相关机械产品，提高感性认识；通过网络等途径查阅相应资料，了解相关零部件价格，培养学生成本设计思想；鼓励学生通过查找资料、规范和标准解决课程设计中碰到的相应问题，提高学生的自学能力和使用标准、规范的能力。实践证明，这种选题的方式以及设计过程的要求，增强了学生课程设计的兴趣和积极性，巩固了学生机械设计理论知识，提高了学生学习能力、查阅资料的能力、动手能力以及工程实践能力，取得了良好的效果。
机械设计课程是机类大学生一门承上启下的课程，学好机械设计课程对于学生巩固以前学过的知识和学好以后的专业课具有重要的作用。教师通过不断提高自身素质，研究教学模式、教学方法和教学手段，不断提高机械设计课程的教学质量，通过参观、实验和课程设计巩固和提高机械设计的学习效果。提高机械设计教学质量，满足人才培养方案提出的要求，培养适应新型工业化要求的卓越工程技术人才，更好地推动经济社会跨越式发展。
参考文献：
[1]秦小屿.提高机械设计课程教学效果的几点思考[J].高等教育研究，2009，26（1），63-64.
一、机械设计节能理论发展
我国国民经济一直以来处于高速发展的阶段，但同时也使我国的环境变得更加严重。虽然我国的GDP高于发达国家，但是对土壤、大气和水等造成很大的污染，严重影响人们的身体健康。我国在建国初始过渡的重视经济发展而忽视环境问题，近年来的过渡发展，给环境带来了很大的负担，就需要有效提高对资源的利用和对污染物的排放，从而有效实现经济与环境的可持续发展。在不断改善环境的同时就要不断加大对机械设计的节能工作的设计，充分在节能基础理论知识和理论的基础上，将节能技术应用到实际应用中，从而进一步改善我国的环境污染问题，同时完善创新机械节能体系。
二、机械设计节能理论分析
机械设计节能的理论主要是基于在高效节约的基本理论和方法上，尽量实现功率最大化和最优化等，综合分析机械节能设计理论体系和系统。近年来，在机械设计中的案例中，许多都是充分利用节能理论和机械设计理论进行充分的综合分析，最后实现成功的。在近期的研究发现中，机械设计节能方式是在一定的功率和一定的能量下，规定一定的取值范围，然后进行正常系统的操作和管理，从而有效实现对整个系统能量的利用。经过长期的发展研究，我国在机械设计中利用节能理论已经取得了很大进步，也不断促进着我国的机械设计研究。通过全面分析机器中输入和输出的能力，从多个角度进行分析和研究，有效解决机械设计的各种基本原理。站在势能的角度，综合分析整个系统的动能、势能、输出量以及损耗功率等，通过分析高能耗的产生原因，进行对症下药，不断完善机械行业中的机械节能工作。在进行机械设计时应该注重对机械节能理论的研究，通过优化分析一定的材料、理论体系以及有关数据等，从而实现机械设计节能的最大化和最优化，在这个过程中同时要考虑到成本、重量和工具性能等多方面的问题，最终实现最后的目标。通过有效维持整个机械系统的势能系统和节能系统，实现功率最大化和最优化，实现最有效果。
三、机械设计节能理论现实应用研究
对动能进行综合研究，其系统动能为T，机器周期性速度波动是一种非周期性的波动，如何有效调节好这几者之间的关系，从而进一步提高机械的使用寿命和最终的工作精确度是非常重要的，在这期间也要尽量少的考虑功率问题。通过分析研究系统动能的变化率和输入功率之间的影响。有效分析系统的动能，可以通过利用周期函数叠加的方式进行组合形成，从而进一步使机械设计的节能得到大幅度的提高，取得很大的变化。通常来说，机械设计中能引起其他输出力消耗功率变得更高的主要原因就是短时间内的系统动能的最大范围的变化。而为了更好地降低机械设计的输出力的功率就要在进行机械系统的设计时利用周期函数和非周期函数表示出其在较小范围内的变化情况，从而进一步降低系统维持正常工作所需的动能和势能。在每个机器的运作的最小范围内，其变化的充要条件就是使其能够达到节能的效果。通过利用周期函数的变化使其能够实现整个机器的周期变化，从而达到最佳的节能效果。通过在短时间内最大程度上的降低无用功率，降低整个机器势能等的支出，进一步维持系统的正常工作所需，实现机器的节能，减少环境污染等。
四、机械设计节能原理的总结
在进行机械设计时，其节能方法是多种多样的，其最基本的原理就是降低输出力的消耗功率从而使机械设计的无用功率得以降低。对于机械设计系统来说，其一般都是一种常来，能在使多种能力在最小的范围内进行变化。通过利用周期函数，使周期函数和非周期函数对各种输出力的消耗功率和无用功率等进行标示，发现其在微小范围内的变化情况。进而调整整个系统的功能的变化情况，将无用功率、其他输出力功力消耗功率及系统动能变化率等进行初相位的调节，实现其在最小范围内的变化，这样才能有效提高其节能的实现。对机械设计中的机器或不同的工作装置来说，其输入功率的函数变化范围是很大的，所以需要配置与之相同周期函数的装置进行后期的合成工作，使其能在很小的范围内变化，配置能量储存和转换系统。对正常的系统来说这样才能有效降低其不同的功率，使整个系统的能量得到补充和利用。
五、结语
机械设计中融入节能技术是一种利用了平衡节能的原理，他能有效降低节能的输入功率和输出功率等，同时不断提高机器的性能。对于机械设计来说，其节能的原理时在理论的基础上得到的，是机械设计和节能理论共同结合的终极产物，具有广泛的科学应用性。
作者：季龙 单位：赤峰金剑铜业有限责任公司
关键词：机械设计；现代设计；技术
引言
机械设计是根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、方法等进行构思、分析和计算并将这转化为具体的描述以人为制造依据的工作过程。机械设计是机械工程的重要组成部分，是决定机械性能最主要的因素。设计工作的质量水平，直接关系到机械产品的质量性能、研制周期和技术经济效益
1.现代机械设计与传统设计特点比较
1.1传统机械设计思维比较被动，现代机械设计具有较强的主动性
传统设计依靠灵感和经验，思维往往比较被动。而随着现代技术的迅速发展和市场竞争的日益激烈，人们必须不断的提出新的、大胆的开发目标和设想，并运用现有的最新科学技术创造出全新的产品。传统依靠经验的设计已经不能适应这一需求。现代设计在进行研究创造设计思维本身的规律时，运用灵感、方案、优化设计产生的内在逻辑，并由此产生了创造学、价值工程、设计方法学等理论。
1.2传统设计注重机械本身预定功能的实现
现代机械设计要求把对象置身于大系统中，并对系统作出设计，将预定的功能在人―机―环境之间进行合理分配。充分考虑到人的生理和心理因素，力求在人际之间做出最佳设计。此外，现代设计还考虑到机械从原料图区、加工装配、投入使用至报废回收等全部生命周期中各个阶段与环境的关系，以减少对自然环境的伤害并保证生态平衡。
1.3现代机械设计强化了传统机械设计对强度准则的要求
有限单元法和断裂力学等领域的研究成果在现代机械设计中的应用，强化了设计者强度设计的能力，现代设计的准则也因此拓宽到产品设计的更多领域。现代消费者对产品的需求从实用需求上升到物质与精神享受并重的层次，对现代机械设计提出了艺术和美学方面的要求。
1.4传统设计历时长、耗费大，现代机械设计周期短，耗费低
传统机械设计一般先根据目标和任务做出第一个方案并造出样机，然后对样机评定、考核，进行修改，形成第二套方案，如此反复，到满意为止，设计过程周期长、耗费高。现代设计根据各种给定的条件，运用优化设计的原理和方法，借助计算机求取最佳设计参数和设计方案。在现代设计中，优化意识还延伸到产品的总体方案论证，产品结构和工艺设计各个方面，并产生了遗传算法、模糊算法等许多新的理论方法。
1.5传统设计受思维进度的约束，现代机械设计利用计算机改变了这一缺陷
在传统的设计中，从概念设计、技术设计到编制工艺、计算工时成本，有许多部门用串行工作方法参与，需要一个漫长的过程，而现代的并行设计技术，使人们在作出一个方案的设计时，通过计算机网络同时获得后续过程相关信息，使设计者有可能及时修改方案，寻求一个全面、综合的优化方案。
2. 机械设计中现代设计技术的应用
2.1 MSD（机械优势设计）
机械优势设计（Mechanical Superiority Design，简称MSD）的关注焦点在于市场的需求，而不是以单纯的创新和个人的兴趣作为设计的出发点。以市场为导向的核心设计理念然让MSD（机械优势设计）具备了更好地适应市场经济环境的能力，主要表现为它能够通过分析和预测机械产品的技术方向，找准自己的市场定位，明确设计的技术方向，协调技术和市场之间的关系；同时，也能够更快的吸收相关的先进的设计技术，并将其应用到机械设计方案当中去。总体来看，MSD（机械优势设计）所采取的一切措施和策略均是为了增强机械设计产品的市场竞争能力。
2.2 MCD（机械创新设计）
机械创新设计（Mechanical Creative Design，简称MCD）的关注焦点在于充分发动设计人员的智慧和创新思维能力，进而设计出来新型的机械功能、机械结构或者机械产品。MCD（机械创新设计）非常强调设计人员在机械设计过程中的灵魂作用和主导作用。因此，在机械设计的过程中，设计人员要充分动用各种创新思维模式（例如，发散思维模式、头脑风暴等）。但是在机械设计中设计人员很难向艺术家构思艺术作品那样做到“天马行空”，因为机械结构选型的多解性和复杂性将创造性思维限制在一定的范围内。但是智能专家系统和各种计算机辅助设计系统在机械设计中的应用，让设计人员能够有更多的精力去运用创造性思维，把繁琐的计算和设计求解交给智能专家系统去完成。
2.3 MFD（机械模糊设计）
机械模糊设计（Mechanical Fuzzy Design，简称MFD）的关注焦点在于模糊数学知识在机械设计过程中的充分、灵活、深入地运用。复杂化是当前机械设计的重要趋势之一，复杂化的机械设计必然导致设计中各种变量关系的复杂化。但是过于复杂的机械设计方案，想要对其进行精确的描述则具有极大的困难或者需要花费极大的精力。但是如果将机械设计方案的精确描述改为“承载能力较强”或者“使用寿命较长”等类似的模糊描述，实质上出现了设计中的“模糊现象”。
2.4 MGD（机械绿色设计）
机械绿色设计（Mechanical Green Design，简称MGD）的关注焦点在于提高产品的“绿色程度”，即在满足环境目标要求的同时，保证产品应有的功能、使用寿命和质量等[3]。绿色设计通常也称为生态设计、环境设计、环境意识设计等。在传统产品设计过程中，设计人员主要按照产品性能、质量和成本要求等指标进行设计，设计过程中对产品的维护性、拆卸性、回收性、淘汰废弃产品的处理及对生态环境的影响等考虑较少[4]。这样制造出来的产品，在其使用寿命结束后，由于缺乏必要的拆卸和回收性能，回收利用率低，其中的有害物质对生态环境造成了严重污染，影响生活质量和生态环境，造成资源的大量浪费。
3.结束语
在机械工程中，机械设计时非常关键和重要的部分，它直接决定了机械的真实性能水平；在进行机械设计的过程中，设计人员利用现代设计技术提供的新技术和新方法可以提升机械设计水平，增强研发能力。
参考文献：
[1]张海筹. 基于IT技术的现代机械设计方法[J].机械设计与制造，2005，（05）：147-148.
1我国机械设计技术
1.1机械设计初期计划设计
机械设计的初期计划设计分析在某种程度上与计算机软件设计分析有相似之处,机械设计进行前,设计人员要整理和搜集机械的有关资料,充分了解需要设计的机械性能和功能,依据相关资料和数据对机械设计进行初期计划设计。
1.2机械设计的设计方案
机械设计的关键是设计方案,其直接的影响机械设计的质量和水平。在机械设计的设计方案阶段,很多问题需要及时、有效地处理。通常应着重处理理论和实践间的矛盾问题。机械设计的设计方案不仅需要符合机器本身的性能和功能需求,还需要考虑测试人员自身的因素,这包括测试人员对于机器开发、创新等方面的认识是否充分。设计方案的设计步骤主要有以下几点:机械运动方式、结构特点、工作原理、零件选择的正确性等。
1.3机械设计的主要技术设计
机械设计的主要技术设计时,对于主要技术方面的要求较高。对于机械设计的主要技术设计阶段,首先需要核对设计图纸的信息,认真的进行图纸数据的计算、分析总图与部分图,并对数据进行整理。其次要对机械设计的技术设计部分进行仔细审核,确保不出现问题,如出现问题,则需要对各个环节进行重新检查。
1.4机械设计的技术发展方向
现代机械产品对于性能和功能的要求越来越高,这给机械制造业中的机械设计提出更高的要求,当前,机械设计在科学技术的发展中起到了越来越重要的地位,设计质量也不断提高。目前智能化已经成为现代机械产品所必须要具备的。机械产品的智能化需要使用高水平的设计软件对产品进行模拟与设计,增强机械产品的结构和功能性,提高设计水平。另外,机械产品未来还需要具备系统化。现代的机械产品设计需要将产品的各个部分进行系统的有机结合,使其功能发挥到最优的状态。现在机械产品的设计在未来还应更加模块化。模块化的优势是能够快速的将机械性能与功能进行结合,大幅度提升产品的优势,满足机械产品的设计方案需求。现代机械设计的未来发展方向:
1.4.1性能更优的现代机械产品。机械制造业需要设计出性能更好的产品,这需要机械产品的设计人员对产品的性能和质量设计更加严谨。想要让机械产品的性能更加优越需要通过技术设计、防腐设计、控制设计等技术来共同实现。
1.4.2适应市场的现代机械产品的设计技术。在当前的竞争激烈的市场中,想要在市场中占据一席之地,需要机械产品的设计人员开发出新的技术,改变原有机械产品的使用功能,提高机械产品的质量。在进行设计时需要加大技术创新,降低成本和提高智能化水平。只有不断进行技术创新,才能维持市场的竞争力。1.4.3现代机械产品注重节能环保的设计。当前,节能环保已经成为企业发展的目标,环保保护的意识越来越高,成为当今社会发展中重要的组成部分。因此,机械设计人员在进行设计时需要将节能环保和绿色的理念融入到机械产品的设计中去。
2我国机械制造技术
2.1我国先进机械制造技术的特点
目前我国的科学技术不断发展,机械制造技术在机械制造中起到了决定的作用,应用于各行各业,技术与设备的更新需要在原有技术的基础上,应用先进的技术进行改进和创新,满足市场越来越高的要求。另外,先进的机械制造技术对于机械产品的性能和功能提升上有较大的影响。目前我国在工业生产中应用先进的技术,已取得较大的进步,极大的提高了生产效率,对机械制造的技术进行不断的创新,开拓了市场。最后,先进的机械制造技术还具有系统性技术综合的特点,对于机械制造的范围进行扩展,优化产品及后续生产加工的工序。
2.2我国机械制造技术的发展方向
我国的机械制造技术未来的发展方向有以下三点:
2.2.1机械制造的管理。我国机械制造技术发展的未来方向是严格规范计算机管理制度,所以计算机管理的加强,能有促进我国机械制造业的和机械制造技术的发展。
2.2.2机械制造的设计。现在的机械产品设计注重智能化设计,例如应用各种软件及模拟技术对机械产品进行设计,有效的提高了产品的性能和结构。2.2.3机械制造的工艺分析。我国机械制造技术和机械制造工艺向高精密加工和精细加工方向发展。
【关键词】机械设计技术基础；教学改革；模块化；理实一体化
《机械设计技术基础》即是一门技术基础课，也是能直接用于生产设计的课程，教学目标是培养学生运用机械原理、常用机构，通用机械零部件的基本知识，掌握基本的设计计算方法，设计步骤，分析解决机械工程实际问题的能力；通过课程设计和各种实践教学手段，进行机械工程技术人员基本素质的训练，培养认真负责，严谨细致的工作态度和工作作风，为学生进入企业从事机械设计工作打下基础。
一、机械设计技术基础教学中存在的问题
1、公式多、图表多、选择系数多、标准规定多，基本概念和基本理论比较抽象，学生缺乏耐心和学习兴趣，使教学中存在着很大的难度。
2、理论性强、系统性强、实践性强、需要掌握的知识面广，学习难度大。
3、要成为一个合格的机械工程设计人员要求高。不仅要掌握机械设计的基本知识、基本理论、基本设计方法和步骤，还要了解材料的选择，毛坯制造，加工设备的选择，加工工艺的确定，生产组织方式及制造成本等。
4、随着教学的改革和课程体系的调整，课时越来越少，需要讲授的内容越来越多。有的职业院校把金属工艺学、理论力学、材料力学、机械原理、机械零件都融汇到机械设计技术基础一门课，知识点太多，使学生很难联系起来融汇贯通。
5、传统的教学方法，板书加幻灯片，讲完布置作业的教学方法很难适应教学的需要，传递的信息量少，学生被动接受，达不到理想的教学效果。
为培养高素质技能型人才，满足社会不断发展的要求，对教学的模式和方法有必要改进行改革。
二、机械设计技术基础教学方法改革措施
1、调整教学内容
教学内容以适用够用为原则。重点在机械传动，常用机构，通用机械零部件的工作原理、结构特点、技术标准、加工工艺、材料选择、使用维护；掌握基本的设计原理、设计方法、设计步骤。删减那些过深、过时的理论推导和证明，高职培养的是技能型、适用型人才，没有必要把理论的推导，公式、定理的证明搞得清清楚楚，明明白白，应重点教会学生怎样实际运用这些基本理论、公式、定理、设计方法、技术标准、设计手册、技术资料来计算、查找、选择、确定所需要的参数；运用机械设计的基本原理和设计方法来进行构思和结构设计，解决工程设计的实际问题，这样即符合高职教育的培养目标，也能取得较好教学效果。
2、改革传统的课程设计教学模式
课程设计是重要的实践教学环节，通过具体的机械设计，培养学生综合运用机械设计技术基础和其他相关课程知识进行机械设计的能力，训练学生查阅标准、规范、手册和相关技术资料的能力。将原来理论教学结束后两周的课程设计溶入到理论教学的各个模块中。第一堂课就给学生下达《课程设计任务书》，使学生明白这门课学习后要完成的具体设计任务。以带式输送机减速器课程设计为主线，每一个模块给学生下达一个《学生工作任务书》，使学生知道这个模块学习后要完成减速器的哪部分的计算和设计，让学生带着工作任务去学习，把课程设计大量的设计计算工作分解到整个学期，学了就用，边学边用，提高学生学习的积极性，训练学生综合应用的能力，课程学习结束的同时完成相应的课程设计任务。
课程设计完成后，让学生把自己的设计拿来进行分组讨论，讲述自己的设计思路、设计方法、设计的特点，主要参数的确定，工程图的表达，相互之间进行分析比较、归纳总结，找出不足，进行完善，提高学生设计能力和设计水平。
3、采用模块化教学
打破教材章节的限制，把培养目标相同的相关的教学内容集中到一个模块，每一个模块都有培养的知识目标、能力目标、素质目标，使知识更加系统化，培养目标明确化。每一个模块配一个《学生工作任务书》使学生知道这个模块学习后要完成的工作任务，让学生目标明确，有的放矢的进行学习。例如在学习带传动这个模块时，把电动机的选择加入进去，因为电机的动力往往是通过皮带轮和联轴器来连接输出装置输出的，《学生工作任务书》要求学生学习这个模块后，计算带式输送机减速器需要的输入功率，分配各级传动的传动比，确定电机转速，根据功率和电机转速选择电动机，V型带型号及数量的确定，带轮的结构形状和尺寸的确定，带轮工程图的设计。
4、改革教学手段，加强实验教学
充分利用现代化的教学手段，改善教学效果。把理论和实践结合起来，进行理实一体化教学。利用各种软件进行多媒体课件开发，如利用Flash软件开发集图、文、声、像于一体的高质量课件，模拟演示四杆机构的运动过程，知识容量大，内容充实，生动形象，激发学生学习兴趣，增强教学效果；利用实物、模型进行课堂演示教学，增强学生的感性认识；利用机原机零实验室和实训车间让学生参观了解各种机构的运动形式和特点及通用机械零件的结构；在齿轮传动模块学习时，让学生进行减速器的拆装和测绘，使学生对齿轮传动的特点、标准中心距、齿轮侧隙、顶隙更充分的理解；在学习通用机械零部件的过程中，安排学生进行一周的普通机械加工实习，加深学生对机械零件结构和加工工艺的了解；把理论教学和实践教学有机结合起来，以机械设计为线索，以解决工程实际问题为目标，提高设计的科学性和实用性。
5、注重培养学生的工程意识和敬业精神
工程设计的目的是生产应用，设计时必须注重实用性和经济性，设计人员必须有高度的责任心，因此要把培养学生认真负责的敬业精神，严谨细致的工作态度和工作作风贯穿于整个教学过程中，即注重知识的学习又注重能力和素质的培养。教师要不断地创新、总结和完善教学方法，才能更好地进行教学，培养出适应社会需要和岗位需要的人才。
参考文献：
[1]机械基础与结构设计 重庆大学出版社.
【关键词】机械设计；机械制造；设计理念
机械设计，是指根据产品的使用功能要求，对机械的工作原理、结构形式、运动方式、力和能量的传递方式，各个零件的材料和形状尺寸、精度、配合形式和技术要求，方法等进行构思、综合分析和计算并将其转化为具体的设计方案，以作为生产制造依据的指导文件之一。
1现代机械设计概述
1.1.现代机械设计的现状。机械产品设计开发中，机械设计是十分重要的一步，是机械生产的起始段，决定了机械的性能，质量和品质。机械设计对于人类社会的进步，起到了不可磨灭的作用，极大提高了社会生产力的发展和生产的进步。现代机械设计理论，总结了现代机械产品生产的经验和原理，是现代机械设计的指导方针和设计纲领。而现代机械设计方法，则确保了现代机械产品能够满足设计初衷和功能需要。现代机械设计理论是现代机械设计方法的根本和核心，是机械设计中必须面对的基础和要求。现代社会对与机械设计水平的要求越来越高，对现代机械设计的需求也越来越大，这就决定了现代机械设计必须要不断进步，与时俱进，同时社会生产力水平的提高，科技水平的进步，在客观上也推动了现代机械设计的进步，为机械设计理论和方法的发展提供了动力。
1.2.现代机械设计的特征。现代机械不仅应用于物质于能量方面，更多的进步体现在对信息的处理，不再只注重于单一功能而倾向于综合作用，换而言之，机械不再仅仅是一种工具，而进一步应用了智能技术使其具有了自主处理能力和信息接受交换能力。上述现代机械的进步与变化，也使现代机械设计与传统机械设计有了很大不同，相对于传统机械设计更多的靠以前的经验和设计师突发的灵感，现代机械设计则更多的运用新兴技术，综合各学科内容，以现代机械设计理论为基础和准则，展现出了机械设计在现代的新面貌。传统机械设计是在存在需求的情况下设计出方案进而做出样品进行实验并根据实验成果改进方案继续制作样品进行实验，如此循环不仅费时费力，制作出的产品性能，适用性等均不能达到最优化。现代机械设计则可以在计算机的使用下直接进行虚拟实验，在对实验现代机械设计方法的分类。从工程领域方面划分现代机械设计方法，可分为现评估后优化参数改进虚拟样机，在达到最有效果之后，再进行设计制作，不仅节约材料，降低成本，且方便快捷，设计效果较好。
1.2现代机械设计的理念。设计过程要遵循一些理性的、科学的基本原则，一般来说包括逻辑关系的确定，物理关系的确定，结构关系的确定，总体层面设计的最终确定。现代机械设计的理念是把信息技术、计算机辅助技术、智能技术和机械工程技术相结合，通过建立数学模型进行优化，融合数学、电子信息学、化工学、人体心理学等学科知识，从形象思维开始，综合运行各种思维方式，经过逻辑推理和判断及相应的综合、分析与决策，产生设计创意，经过精确的数据分析和操作，反复操作循环，最终完成设计方案。设计过程要充分考虑到设计任务，清晰设计目标，充分收集资料和数据，要设计出新结构和新方案，还要和客户进行讨论，注重各专业知识的配合，力求方案的科学性，要以严谨的态度对待设计图，不断修改方案，直到最佳，最后，现代机械设计的一个重要理念就是要将设计的过程贯彻于机械制造的始终，即使是草图结束以后也要动态进行调整。现代机械设计的理念秉承创新精神，注重逻辑和思维方式，运用科学合理的设计方法，结合最先进的科学技术，并且还要综合考虑经济性、稳定性、智能性等相关因素，充分融合环保设计、人性化设计、低能耗设计等理念，并且借鉴国内外的相关理论，实现设计理念的创新和发展。
2关于是机械设计其中的一个方面的探讨
设计一部机器，其产品性能如何，关键在于其设计的质量。机械设计是机械工程的重要组成部分，是机械生产的第一步，是决定机械性能的最主要的因素。制造一部机器，在满足预期功能的前提下，要求性能好、效率高、成本低、造型美观，同时要满足人类工程的使用要求，在设计使用期限内要安全可靠、操作方便，维修简单。机械设计是一个创造性的工作，同时也是充分利用已有的成功经验的工作。因此，要很好的把继承与创新有机结合起来，才能设计出高质量的机器。设计程序有以下几个阶段：
2.1调研阶段。在调研阶段应对所需要设计的机器的技术和使用要求情况做充分的调查研究和分析，通过分析，能够进一步明确机器所应具有的功能，并为以后的决策提出由环境、经济、加工以及时限等方面所确定的约束条件。
2.2方案的初步设计阶段。方案的初步设计不单单是满足产品功能的需要和本产品行业的发展方向，更重要的是检验设计者对于产品的开发的认识，以及“四新”运用的能力。初步设计的主要步骤是：确定工作原理和基本结构型式、运动形式设计、设计主要零部件，绘制初步总装配图，初步设计审查。
2.3产品设计阶段。产品设计阶段分三步：首先，是设计总装配草图及部件装配草图。根据总装配草图和部件装配草图对产品进行整体设计。再者，在产品设计阶段要根据审查意见修改设计，设计全部零部件，绘制新的总图，技术设计总审。最后的设计阶段，要根据审查意见修改设计，绘制全部工作图和制定全部技术文件。对于大型设备，需要多名设计人员分工合作、密切配合，总设计师要密切关注结合部分的连接设计，做到连接科学、简单。而相对于批量或大量生产的产品，还要进行定型设计，考虑采取工装设计，提高产品生产效率、降低成本。
2.4技术文件编制阶段：其种类较多，常用的有产品的设计计算说明书、使用说明书、标准件、常用件、易损件的明细表等等。
计算机在机械设计中得到了日益广泛的使用，并出现了许多高效率的设计分析软件，如：（三维：PRE、UGNX、solidWorks等；二维：AutoCAD、CAXA电子图版等、CAM：Cimatron、SolidCAM等）。运用计算机软件设计，使设计变得更加快捷、标准化强，同时，利用此类软件可以在设计阶段进行多方案的对比，以及可以对不同的方案其结构强度，刚度和动力特性进行精确的分析。因此，计算机软件绘图在机械设计进程中替代了手工绘图。
在绘制零件图的同时还需要进行两项工作，其一、工艺性审核，要考虑本企业的设备加工能力和工人的技术水平，使零件便于加工并降低制造成本。其二、标准审核，使零件结构要素、尺寸、公差配合，热处理条件以及标准和通用零件等符合标准的规定。零件图完成后开始图纸核对，经过仔细校对的图纸，能保证加工后装配顺利和满足技术要求。最可靠的校对方法是根据已绘制好的零件图重绘出一张总装配图，所有的矛盾之处就会体现出来。
综上所述，现代机械设计是许多学科和领域的技术交融之后的捷径，这些技术在现实机械中实现了完美的结合，前提是相关的知识在设计者的头脑中首先实现完美的结合，构成一个有序的知识体系。现代机械设计不可能是个人行为，在设计群体中，所以偶成员都应掌握现代机械设计的有关知识，这样才能做到相互了解和配合，才能建立全局观念，最终实现现代机械的完美设计。
参考文献：
现阶段，机械设计技术在应用方面已经比较普遍了，尤其是在机械制造行业中，设计技术是制造工程的关键性组成部分，直接关系到产品质量性能、社会环境效益与生态效益等。在现代化经济社会快速进步发展的背景下，我国机械制造行业已经发生了质的变化，先进电子技术、管理技术与网络技术的出现赋予了设计技术更新的方法与专业理论。本文就机械设计技术的发展现状与趋势展开详细论述。
关键词：
机械设计；技术；发展现状；趋势
机械设计流程通常情况下是建立在机械运行原理、结构以及机械能量传递等基础之上的，并在具体化数据测试前提下完成人工指导。基于此，机械设计技术显得尤为重要，必须要就相关设计技术进行不断改革创新，充分满足机械行业的发展需求。
1机械设计技术的发展现状
现代化常规设计技术的基础在于理论设计、实验设计与经验设计，直接关系到设计工作的安全性、设计成本与设计技术含量。一般情况下，机械设计中的理论设计主要是指在总结传统经验的前提下形成的，研究人员需要就这些设计要点进行系统化整理与规范化分析，最终形成专业化理论非常强的设计技术。例如，机械设计中拉杆件强度设计工作流程包括三步：第一步是结合机械原理与设计公式就横截面积实施准确计算与分析，并得出最终结果，接下来，就杆件横截面积结果进行验算[1]。最后，借助强度计算公式就对计算验证数值实施再次审核校对。从专业化角度出发，理论设计技术所遵循的原则为恒定公式计算原则以及校对核查原则。实际机械设计期间，往往难以对机械设计的安全系数实施合理化把控，产品安全性能相对较低。实验技术手段可以在一定程度上将一些大部件实施小尺寸模拟，之后再结合小尺寸样机实际情况及时进行调整，优化整体机械零件，满足市场要求。一般情况下，实验设计技术所耗费的经济成本以及时间成本相对来说都比较高，但是也没有能够替代的专业化技术。所以，重大机械设计工作中通常会采用实验设计技术。经验设计技术主要是参照书本知识或者是积累的直接经验开展机械设计工作。一般情况下，经验设计技术应用在变化较小且结构较为稳定的零部件设计中[2]。然而随着社会的发展，机械设计产品也越来越复杂，对产品技术含量要求日益提升，从而使经验设计技术已经逐渐被淘汰，难以很好地发挥自身的设计价值。
2机械设计技术的发展趋势
2.1智能化趋势
智能化属于现代化机械设计工作的重要发展趋势之一，多种智能化技术以及自动化技术的合理应用可以在一定程度上促进机械设计逐渐向着智能化发展。现阶段，机械设计中，为提升机械实际工作效率，进一步减轻相关工作人员的压力与工作量，拥有智能化计算以及设计的系统已经被广泛应用到了实际设计工作中[3]。此外，智能化也是现代化社会的未来发展方向，符合大众发展潮流，能够很好地与时展趋势相衔接。
2.2网络化趋势
在信息技术以及网络技术快速发展的背景下，各项技术以及各个领域间的相互影响日益加深，在接下来的一段时间之内，我国机械设计技术将会朝着网络化方向迅猛发展。究其原因在于传统形式的自动技术从某种程度上讲与网络没有密切联系，这种情况下，就会对信息使用安全产生严重影响，而且还会限制自动化设计技术在实际工作效率上的不断提升，大大增加工作人员的设计难度[4]。所以，随着网络技术以及信息技术的日趋成熟，机械设计技术的网络化趋势似乎已经成为必然，在该发展趋势下，可以尽快实现自动化技术的全方位监视控制以及远程化管理，增强机械设计的监管力度，从根本上降低机械设计制造成本。
2.3并行化趋势
并行化趋势主要是在计算机大力普及的背景下应运而生的，在大数据时代到来的基础上，多种信息资源共享化平台不断增加，从而使数据库资源越来越完备。目前，社会上的众多行业已经完全打破了地理空间以及时间维度的限制，不同区域工作人员可以在同一平台上工作。在计算机技术深入发展的前提下，传统意义上的机械设计技术已经逐步被淘汰，而最新发展起来的知识范围相对较广且技术含量相对较高的并行化设计技术可以大大弥补传统技术的不足[5]。此外，并行化设计技术在先进网络平台支撑下，可以实现集思广益，做到行业内部相关信息的实时共享，促进领域各部分间的优势互补，最大限度节省机械设计的时间成本，获得最好的设计效果。
3结语
总而言之，机械设计技术直接关系到我国机械制造业在国际竞争中处于的位置。在中国特色社会主义现代化建设中，为提升综合国力，保证我国机械产品在国际范围内拥有一席之地，我们必须要对相关的机械设计技术实施大胆改革，充分发挥其在企业设计工作中的作用。
参考文献：
[1]何曜宇.机械设计技术的发展现状与趋势[J].科技展望,2017（01）:72.
[2]刘强.机械设计制造技术的发展现状以及工业设计与机械设计制造技术的关系[J].化学工程与装备,2016（12）:235-236.
[3]任浪浪.机械设计技术的现状与发展趋势[J].山东工业技术,2017（03）:268-269.
[4]吕明.机械设计技术的现状与趋势研究[J].广东石油化工学院学报,2012（06）:46-49.
