时间：2022-07-15 04:47:54
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篇机械设计基础论文，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。
任何课程资源都不仅仅是课堂讲解这一个环节，还包括课程教学大纲、教学日历等教学指导文件资源、课前的预习及课后的学习指导文件资源以及课程的教学课件等一系列文件资源。总体上可分为用于理论教学的课程资源和用于学生自学、检测的辅助教学资源。课程组在进行机械学课程的资源共享建设时，将文件资源模块化，分别建立理论教学模块和辅助教学模块，从而将课程的整套文件资源系统地、完整地呈现出来。
（一）建立理论教学模块
1.课程教学大纲。
教学大纲是根据学科内容及其体系和教学计划的要求编写的教学指导文件，它以纲要的形式规定了课程的教学目的、任务；课程中所涵盖的知识、技能的范围、深度与体系结构；教学内容和教学的基本要求。它是教师进行教学工作的主要依据，也是检查学生学业成绩和评估教师教学质量的重要准则。故在建立理论教学模块时，课程组针对不同专业不同的课程将机械基础课程的教学大纲作为共享内容，方便教师的教学以及学生的学习。值得注意的是，学生对于所学课程的教学大纲的意义并未有深刻的认识，故相当一部分学生在自学甚至是学习时对课程内容的范围、深度的认知很模糊，从而使学生学习效果受到严重的影响。因此课程组在对机械学课程教学大纲资源进行共享时，对其定义以及意义进行了强调，使广大学生在获取资源的同时对教学大纲有一个更深刻的认知。
2.课程内容。
机械设计基础课程的知识点繁多，各章节间知识内容的关联性低，学生在预习、学习以及复习的过程中容易出现“知识点遗漏、抓不住重点”等现象。根据本课程的特点，经教研组老师的反复研究，根据知识点的重要性，将教学内容模块化，细化成若干知识模块，并将其整理成书面文件以及媒体文件加以共享。通过这种方式，使学生对于所学的每章内容的脉络都能得到很好地把握，同时也降低了教师讲授课程的难度。
3.课程教学日历。
为了提高机械学课程的教学质量与效果，除编排了各门课程相应的教学大纲之外，还提供了相应课程的教学日历，作为授课教师学时安排的参考，同时也为学生的自学进度提供参考依据。通过充分调研和多年的实践总结，并学习其他兄弟学校基础课程的成功经验，组织有教学经验的教师编写了符合我校实际、又有实用价值的机械基础课程教学日历，并将其作为共享内容。这对教师讲授课程的学时安排以及学生自学进度把握具有重要的参考价值。
4.教学视频。
教学视频是将教师要传授给学生的知识、技能等内容制作成视频形式，以辅助现代化多媒体教学。即帮助老师能够更加生动、形象地展现出在课堂上无法实际操作的内容，同时又真实的记录了教学内容，方便学习者能够随时随地反复学习，已经成为现代化教学中必不可少的重要辅助工具。本课程组在多年教学改革的基础上，聘请了有经验的教师，录制授课视频，以供广大教师、学生共享参考。
（二）建立辅助教学模块
1.学习指导与电子习题集。
机械学课程在机械类本科教学体系中占有十分重要的地位，许多学校都将其列为研究生招生的必考科目之一。随着教学体系的改革，虽普遍采用了CAI教学，以增加课堂教学的信息量和教学效果，但教学时数少与教学内容多的矛盾仍然很突出。因此，为了提高本课程的教学效果，帮助广大学生进行有效地学习和复习，在学习内容和方法上给予全面的指导，使学生在较短的时间内掌握本课程的基本内容，在每章节中都列举了常见类型题，供学生在课下对本章节的内容作进一步地巩固强化，同时对学生的习题集作统一的参考答案，以便掌握解题的方法和技巧，从而提高分析问题、解决问题的能力。因此，课程组组织有实际教学经验的老师编写并分享机械学课程的学习指导和习题集，将其电子版作为资源加以共享。
2.CAI课件。
机械学课程CAI课件，结合教师授课、学生自学、研究生考试复习等功能于一体，重点在于对知识点的学习与考察，并结合实际工程问题的分析与解决案例，通过对应章节的工程案例，将理论知识与工程实践相结合。通过打包整合，将CAI课件作为共享资源展示在教学网络平台上，为教师的授课以及学生的自学提供了帮助。
二、课程资源共享的互动
关键词：知识密集型产业；可持续发展；创新能力；智能化；绿色化；就业
1 机械设计制造及其自动化的发展方向
机械设计制造及其自动化是机械技术和电子技术为主体、多门技术学科相互渗透相互融合的产物，是在发展工程中逐步完善的一门新兴的边缘学科。实现机械自动化改变了工业的产品结构、技能结构并且使得机械工业的生产及管理发生了重大变化。
机械设计制造及其自动化专业培养具备机械设计制造基础知识与应用能力，能在工业主产第一线从事机械制造领域内的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理和经营销售等方面工作的高级工程技术人才.
科学技术是第一生产力，随着科学技术的发展，机械设计及其自动化已经成为一门独特的新兴学科，那未来发展的方向如何？
我国从20世纪80年代开始进行机械设计及其自动化研究，但同美欧日特别是日本相比，距离很大，我国起步晚、发展程度低是一个毋庸置疑的社会事实，我国是世界上最大的发展中国家，因此，发展机械实际制造及其自动化应该与我国基本国情相适应。立足于基本国情，实现机械设计制造及其自动化的高效稳步发展。
1.1 把机械设计制造与机电一体化进行有效结合
机电一体化是机械自动化的高级形态，是机械工业发展的延伸，也是机械工业的重要的发展方向。机电一体化改变了人类对机器的看法，机电一体化使得机器不在是冷冰冰的钢铁，是机器拥有了智能化的特点。改变了机器的模式。
1.2 把机械设计制造与信息技术有机结合
现代社会信息技术已经成为人类不可分离的一部分，随着信息技术的强大，机械设计制造没有跟上信息技术发展的脚步。信息技术日新月异，但在我国，大部分的机械制造乃至大部分的工厂都是以密集的人力劳动为主，随着劳动力成本的上升，这些工厂面临市场的洗礼，实时转型成为工厂生存的关键。机械制造与计算机结合，可以有效的把人从繁重的体力劳动中解放出来，实现我国从劳动密集型向知识密集型转型，增加企业抵抗市场洗牌的能力，增强抗风险能力。
1.3 在机械设计制造与信息技术结合的基础上实现机械自动化的网络化
同计算机一样，网络也成为人们生活的一部分，机械的制造、组装、推广都离不开网络，特别是机械成品的使用和推广离不开网络的作用。
1.4 机械设计制造及其自动化同样要走可持续发展之路
环境污染已经成为当今社会一个很重要的问题，前些年，我们一味追求经济效益，牺牲了环境，现在我们正在品尝环境污染的恶果，特别京津冀地区饱受雾霾的侵袭。从食品工业的机械自动化来看，我国和其他国家有着很大的差距。本身机械工业是一个污染比较强的工业类型，发展见效快的低成本自动化技术，潜力大、前景好、投资不多、见效快，是比较符合我国现阶段的工业水平，但在发展过程中，要节约能源、减少耗材，走绿色化、可持续化之路，总之，经济不应该以环境作为代价。
1.5 机械设计制造及其自动化需要较强的自学和创新能力
理论是实践的基石，因此，在本专业的学习中，要注重对专业知识的学习，只有打下良好的专业基础，才能在实践中学以致用。现代社会技术日新月异，只具备良好的专业素质也是远远不够的，我们要在专业知识的基础上增强自身的创新能力。把理论和创新能力结合，才能跟上科技发展的步伐。
机械设计制造及其自动化并不是单纯的机械零部件的加工，本专业涉及范围较广，不仅要去具备本专业必需的制图、计算、实验、测试、文献检索和基本工艺操作等基本技能；还要具备本专业领域内某个专业方向内所必要的专业知识，了解其科学前沿发展趋势。
2 机械设计制造及其自动化的发展前景
机械设计制造及其自动化涉及到很多专业，正如本论文所阐述的观点，本专业需要的机电一体化、网络计算机乃至环境保护有机结合，因此机械制造及其自动化专业要求学员利用一切能够利用的时间去学习、锻炼，到基层到工厂，在实践中发现自己理论上的不足和欠缺，只有把理论和实际工作经验完美结合，才能完成从理论到实践的“蜕化”。
现代社会，竞争最激烈的是人才的竞争，机械类专业的就业，除了教学、营销外，常见的还有生产总监、设备物流管理、开发机械产品、开发仪器乃至武器，甚至一些模具的设计制造，更有甚者CNC工程师等等， 中国加入世界贸易组织后，对机械方面的人才需求日益强烈，机械方面人才就要迎来复苏的春天。
自己的路需要自己去行走，自己的人生需要自己去拼搏，就业也是需要个人的兴趣和能力的，所谓“干一行爱一行”只有爱一行才能干好一行。
无论一个社会的文明发展到什么程度，都离不开机械制造，它是人类生活的物质基本保障，因此，在目前形势下，我国机械设计制造及其自动化的发展现状和前景都是非常好的行业。
参考文献：
关键词：研究性学习；CDIO工程教育模式；机械实践；融合
实践教学对于培养学生的动手能力、创新能力都有着十分重要的作用，近年来，也受到了教育界相关专家学者的重视，机械设计这门专业已经在我国各个高校中广泛的开设，这门专业的教学也一直是教学中的重点和难点，为了提高机械设计教学的有效性，各个高校也相继开设了关于机械设计教学的改革，并将实践教学的改革放在重要位置，一些学校在机械设计实践教学中融入了创新的主题，另一些学校则在教学过程中引入了TRIZ等相关理论，总之，各个学校的机械设计实践教学改革大多围绕创新发展来改革，均收到了良好的改革成效。CDIO工程教育模式是近年来兴起的一种新型教学模式，这种教学模式可以让学生积极主动的投入实践过程中，从而调动起学生学习的主动性，也成为工程教育发展的新方向。下面就探讨研究性学习与CDIO机械设计实践教学的融合模式，并将其应用在机械设计教学过程中，希望可以在一定程度上促进教学水平的提高。
1.CDIO工程教育模式简介
CDIO工程教育模式是近些年来国际工程教育改革的成果之一，该种教育模式最早由瑞典皇家学院、麻省理工学院等四所大学的教育专家提出，经过多年的探索，形成了完善的CDIO工程教育理念，该种理念不仅是对欧美20余年改革教学理念的继承，也提出了检验测评的标准。CDIO即构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）、运作（Operate），该种教育理念是以产品研发到运行周期作为载体，让学生可以积极主动的进行学习。CDIO的培养大纲是以学生的能力为基准，按照学生的能力分为工程系统能力、工程基础知识、个人团队能力以及个人能力四种，CDIO的培养大纲要求学生需要通过这四个能力来达到既定的目标。
2.研究性学习与CDIO的融合
CDIO教育模式能够为学生提供一种理论与实践课程间有机知识相关联的教学背景，其计划的主旨就是为学生提供真实的工作情景，并在这种情景中传授给学生扎实的基础理论知识。就现阶段来看，已经有芬兰、丹麦、法国、新加坡、南非、中国在内的五十余所大学加入至CDIO教育合作计划之中，共同完善该种教学模式。
研究性学习即在教师的指导下，学生从社会、自然和生活中选择适宜的课题进行研究，同时在研究的过程中积极的来汲取知识、应用知识的一种学习活动。通过研究性学习，学生可以在实践过程中获取到丰富的经验，也可以参与到知识的创造过程中，并从中养成一种良好的科学态度和科学精神，掌握好相关的研究方法，提升自己提出问题和解决问题的能力。研究性学来已经在我国的各个高校中得到了广泛的应用，也取得了良好的教学效果，受到教师和学生的欢迎。
3.传统机械设计实践教学中存在的问题
目前，我国高校机械设计实践的主要内容是机械课程设计、减速箱拆卸、机械传动设计等模块，在实践过程中主要存在以下的问题：
3.1 学生缺乏主动性
以减速箱拆卸课程为例，该项课程是一门验证性课程，学生仅仅可以在课程中学习到减速箱的安装方式，难以主动的投入到方案设计过程中，且由于学生在生活中很少会涉及到相似的装置，因此，大部分学生难以对机械设计的课程产生兴趣，这也是教学水平难以提升的重要因素。
3.2 学生实践能力难以提升
由于各种因素的影响，现行的课内实验和课程设计对学生的思想产生了一种束缚，大多数的实验设备都是模型，学生虽然可以了解到模型的结构，但是难以动手实践，这就在很大程度上限制了学生实践水平的提升，加上组织形式的限制，学生的实践能力往往难以得到本质的提升。
3.3 学生的创造能力有限
现行的实践组织形式、教学内容和考核方式都难以带动起学生的积极性和创造性，很多学生对于设计的对象都不熟悉，加上考核方式的限制，学生之间很容易出现抄袭的情况，更谈不上创造能力的提升了。
为了提升机械设计实践教学的有效性，可以将研究性学习模式与CDIO教育模式相结合，以便提升学生的创造能力和学习的主动性。
4.融合研究性学习与CDIO的机械设计实践教学的融合思路
4.1 实践教学项目的确定
机械设计实践教学的内容的确定是将融合研究性学习与CDIO的机械设计实践教学相融合的基础，根据我国高校机械设计教学的现状，具体的教学内容包括以下几个方面：
4.1.1 自动执行机构设计
自动制定机构设计的内容以伺服电机模块为主，学生可以自行选择设计领域，并确定执行机构，教师可以为学生提供搭建实物和设计方案参考，在设计完成后，要求学生交出完善的分析报告，以便更好的考察学生求解和分析的能力。
4.1.2 机构创新设计
机构创新设计是实践教学项目的重要内容，教师需要要求学生构思好机构方案，并按照结构简图，根据动力学和运动学的分析报告做好设计，提升学生的机构创新能力。
4.1.3 小型铣床设计
小型铣床设计包括控制方案设计、总体方案设计、进给机构设计以及传动方案设计，在实际的教学过程中教学内容不应该仅仅局限在铣床的设计中，也可以使用其他类型的机床，这样就可以给学生提供多个选择。
4.1.4 工业机器人设计
工业机器人设计能够为学生提供一定的实践机会，教师可以要求学生提供零部件的设计方案、控制分析方案等等，让学生能够通过这类训练，掌握相关的零部件设计知识。
5.机械设计实践教学的组织方式
研究性教学模式与CDIO工程教育模式有一个共性，就是在教学过程中需要将学生放在第一位置，充分发挥出学生的主体地位，因此，在机械设计实践教学的过程中，教师必须要采取各种方式激发出学生学习的积极性和主动性。为此，可以根据研究性教学模式与CDIO工程教育模式的要求，将学生分为不同的小组，每个小组甄选不同的课题进行单独研究。
在实践开始前教师要拟定好教学内容和研究目标，帮助学生明确教学的计划，同时教师也要设计好问题，以便引导学生积极的进行思考，提升学生的创新性思维。选题也要严格根据研究内容和研究方案进行，并要求学生按照这些选题来寻找资料，以小组为单位开展研究，相互提出疑问，教师进行辅助解答，这样就可以激励学生以不同角度来看待问题，强化对课题内容的理解。在开展实践的过程中，教师要对学生进行全程指导，防止代工偷懒行为的发生，此外，也要控制好实践的时间，防止学生在学习过程中出现逆反心理。
6.结语
研究性学习和CDIO教育模式都是以学生实践为主的新型教学模式，在CDIO不同阶段中融入研究性学习能够有效的提升学生学习的主动性和机械设计的教学效果，在两者融合的过程中，教师必须要尊重学生的主体地位，尊重学生的差异，鼓励学生进行自主探讨和学习，对学生进行科学的指导，以便实现实践教学水平的提高。
参考文献：
[1] 江帆； 张春良； 孙骅； 王一军； 区嘉洁.融合研究性学习与CDIO的机械设计实践教学，实验室研究与探索[期刊论文].2010，08（15）
[2] 杨会霞； 杨文堤.研究性学习模式与机械设计类课程的教与学[期刊论文].武汉科技学院学报，2006，08（30）
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.
关键词：地膜自动盖膜机 自动化程度蜗轮轴
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
一、估算轴径，选择连轴器
1.初步估算轴径选择轴的材料为45钢，调质处理。查机械设计手册[ 机械设计基础，卜祥安主编，北京师范大学出版社，2008年7月]表19.1-1，可得材料力学性能参数为：；；；；。
查机械设计手册表19.3.-1公式，可初步计算轴径，根据已选材料查机械设计手册表19.3-2，可选取A=115，得
2.根据实际工作需要，应选择50mm、允许最大转矩为850的平键套筒联轴器。
二、轴结构的初步设计
根据受力（图1是蜗轮轴的受力分析），应选取圆锥滚子轴承，型号初选30214。
如图a所示，按最简单的结构设计轴，与轴承配合处取直径，与齿轮配合处直径也取，齿轮与轴承之间采用套筒轴向定位方式；查国家标准手册轴承宽度T=26.24mm，端盖宽B=25.5mm。
三、轴的力学性能分析与设计
1.轴的受力分析如图b所示：
轴传递转矩
蜗轮圆周力
蜗轮径向力
蜗轮轴向力
根据机械设计原理，联轴器由于制造和安装而产生的附加轴向力：
2.轴的支反力分析
1）如图c所示，在水平平面内的支反力：
由得
由：
2）如图e所示，在垂直平面内的支反力：
3）如图g所示，由于的作用，在支点A和B处的支反力：
由得
3.弯矩及弯矩图分析
1）如图d所示，蜗轮的作用力在水平平面的弯矩图：
2）如图f所示，蜗轮的作用力在垂直平面的弯矩图：
由于蜗轮作用力在D截面上的最大合成弯矩：
3）如图h所示，由于作用的弯矩图：
当上述合成弯矩共面时该轴最危险，该弯矩为二者之和，截面最大合成弯矩为：
4）如图i所示，作转矩图：
四、轴的强度校核
1.确定危险截面
根据轴的结构及上述弯矩图、转矩图，可确定在截面B处弯矩较大，并存在与轴承配合时引起的应力集中；截面E处弯矩也比较大，直径小，又有圆角结构引起的应力集中；截面D处弯矩最大，且有键槽及齿轮配合引起的应力集中，故属危险截面。
2.安全系数校核计算由于该减速器轴转动，弯矩引起对称循环弯应力，转矩引起为脉动循环切应力。
根据机械设计手册表19.3-17查得抗弯断面系数
弯曲应力幅为：
根据受力分析，由于是对称循环应力，故平均应力
查机械设计手册公式（19.3-2），可得：
切应力幅为：
根据式（19.3-3）：
轴D截面的安全系数由式（19.3-1）确定
由机械设计手册表19.3-5可知,该轴D截面是安全的。
图1 蜗轮轴的受力分析
五、综上设计，可初步设计简易的蜗轮轴，其结构设计图如图2所示。
图2 蜗轮轴的结构设计图
参考文献：
机械设计基础，卜祥安主编，北京师范大学出版社，2008年7月
机械设计基础，乔峰丽主编，机械工业出版色，2011年1月
关键词：应用型 机械设计 改革
中图分类号：G642.0 文献标识码：C DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2014.05.032
1 引言
独立学院作为一种新兴的事物，发展初期，大部分的教学（含人才培养方案中的课程设置、教材、大纲、教学方法）都沿用的一本二本的模式。但实践证明，一本二本的教学模式并不适应于独立院校。
所以，对于这类学院与教学相关的都需要进行改革探讨，才能适应其发展。本文就独立院校的《机械设计》本科课程的教学模式的改革进行探讨。
2 独立院校人才培养目标的特点
独立院校培养的学生绝大部分是应用型的人才。为达到此目标，从教学的课程设置、教学大纲、教学方法上相较于一本二本都有所不同。
3 《机械设计》相关课程的教学文件改革
3.1 理论课与实践课的课程设置改革
因为《机械设计》是机械类本科生最为重要的一门核心课，所以大多数高校在课程设置时，都偏重于多学时，理论部分教学 64，72学时是常态。在此基础上都都会设置3周左右的课程设计。应用型本科教学注重应用，但该有的理论知识也不能忽略。实践只能多不能少，我学院尝试设置56学时的理论教学+8学时的课内实验+3周的课程设计。当然，理论学时在减少，但培养目标不能降低要求。通过什么保证培养目标――教学大纲。
3.2 《机械设计》理论课与实践课的教学大纲改革
减少了理论学，为保证教学目标，教学大纲必须适当选取其教学内容。
应充分分析本学科的知识体系，正确选择教学内容，合理利用教学手段，力争用最少学时取得最好的教学效果。
机械设计课程内容繁多，涉及机械制图、工程力学、金属材料与热处理等多门学科，这一庞大的知识体系，要想在几十个学时内由老师全部讲完，学生全部接受是不可能的。这就存在对知识内容的取舍问题，选取必不可少的知识，舍弃不必要的知识。
而课内实验，尽量较少验证性实验，开设设计型、综合型实验。如搭建机械设计创新实验平台、轴系结构拆装等实验。
课程设计的要求与一本二本也应区分开来，除了要求学生会用手工进行设计外，引入机械设计软件，在课程设计中，一部分采用人工算，保证学生自己会分析计算，强化学生的理论知识。另一相似部分用设计软件，这样学生学会了一种软件的使用，其应用能力得到提高。
4 《机械设计》相关课程的教学方法改革
4.1 教学中深入浅出，运用类比方法
独立院校的学生相比一本二本，基础稍差，讲课中碰到抽象复杂的概念很难理解。可以多运用类比方法。例如，滑动轴承中动压形成原理可以比喻为飞机起飞的情况。飞机在跑道上高速前行，相对来说即以一定速度从大端向小端形成气流；也可比喻快艇在高速前进，水流从大端流向小端从而形成托力把飞机或飞艇托起。
4.2 减少不必要的公式推导和论证、注重参数分析
机械设计中的公式，反映了各参数和性能之间的关系，如齿轮传动中齿根弯曲疲劳强度计算公式清楚地说明了齿轮弯曲疲劳强度和模数之间存在的确定关系，明确反映出“模数增大，齿根弯曲疲劳强度提高”，这符合人们客观思想认识的基本原理，也是实践证明的事实。课堂上，教师往往花费大量的时间对公式进行论证，试图使初学者确信公式的正确性，不仅浪费了时间，而且使学习的内容过窄。那些严密的推导和论证对于应用型本科生来说没有起到多大作用。他们的主要工作是：将自然科学及其技术理论应用到工程实践中，用以解决实际问题。所以，教师应将讲授重点放在公式、手册、参考资料及规范的应用上。
4.3 重视实践教学、注意知识运用
《机械设计》的实践教学包含课内实验、集中实践《机械设计课程设计》。
课内实验尽量开设设计型的实验，例如带传动实验，学生就可以在计算机中组装各种类型的实验台，组装后进行加载实验，其实验结果又可以由打印机输出。
对于《机械设计课程设计》改掉“减速器”的传统项目，采取方案多样化，实现一人一题。让学生充分发挥自己的独立工作能力，避免了过去常有少数人互相抄袭的现象。在指导过程中，充分发挥学生主观能动作用，不让学生直接从老师那里索取答案，而是注重引导学生应用所学知识，分析解决问题，培养实际的设计工作能力。引入机械设计软件，要求学生的一部分内容人工设计，一部分软件设计，在答辩中要求学生现场操作设计，保证教学目标。
5 结语
从2010年开始，我校机械学院就开始试行《机械设计》课程的改革方案。相比较于2010级之前的毕业生，该级学生的整天动手能力、计算机软件应用能力，甚至理论分析能力都有着明显的优越性。当然，在试行过程中，也呈现出一些问题，将在后续的改革中继续改进。
参考文献：
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[4]成思源，俞爱林，甘慧庆.“机械设计基础”课程教学的调查与分析[J].广东工业大学学报（社会科学版），2008，（S1）.
关键词 :工程实践能力；专业课；教学模式
一、国内外相关研究现状分析
目前国内机械设计制造及其自动化专业的大学教育模式基本上是“2+1+1”模式，即两年的通识课和基础课，一年的专业基础课和一年的专业课，中间有部分实习内容，如生产实习、金工实习、机械制图测绘实训及课程设计等。从实践来看该模式的主要问题有三方面：一是从学习内容看知识点是各自独立的，没有系统化，二是专业课内容基本以理论为主，缺乏对学生工程实践能力的培养，理论知识与生产实际相脱离，三是学生缺乏严格的专业训练。比如作为机械专业的学生，机械制图能力是最基本的要求之一，虽然学生也学习了机械制图的相关知识，但学生在独立完成一个完整图样时仍然感到无从下手，从毕业设计学生所交的图纸来看，经常出现一些不应有的错误，如视图表达、尺寸标注、形位公差标注、零件明细栏表达、技术要求的编写等不规范。
国外机械专业工程实践能力培养模式主要有三种：1）德国模式：强调专业课程实践性，在大学完成工程师的训练；2）前苏联模式：重视理论及实践，强调人才培养的针对性；3）美国模式：重视在学校打好基础，毕业后在工厂实训，强调人才培养的适应性。
与普通本科教育相比，我院作为应用型本科教育应突出学生应用能力的培养。应用能力具体体现在获取信息的能力、实践能力以及创新能力三个方面。而对于机械设计制造及其自动化专业的学生而言，工程实践能力是应用能力的集中体现。根据对以往毕业生的调查，工科学生如果缺乏工程能力的培养，导致实际工作中所设计的产品看起来似乎很“完美”，但在实际生产中要么由于精度不必要的过高导致生产成本无谓增加，要么工艺结构不合理根本无法生产出来，我们的教材内容都是按标准化的设计方法展开，但实际生产中碰到有很多非标的产品不知道如何设计等等。
二、本研究项目对促进教学工作、提高教学质量的理论意义和现实意义
从专业基础课及专业课就注重开始工科学生工程实践能力的培养，通过生产实际中的案例分析及学生实验动手能力的培养使他们养成善于理论与实际相结合，防止陷于闭门造车的泥潭，而目前企业比较看重而学生欠缺的主要是这种能力。
本文的研究对象为我院机械设计制造及其自动化专业的学生。他们在培养层次上既不同于一本院校的研究型人才，也不同于职业学院培养的单一的技能型人才。从就业方向来看，绝大部分应该是在公司和企业，我们主要培养的是未来的工程师，因此，学生培养的重点应该是强化工程实践能力的训练。
主要研究内容是针对“机械制造装备设计”这门课程的教学内容，以及教学过程中的一些教学方法两方面进行分析研究，在教学内容上突出实用性原则，把重点放在机床典型零部件设计方面，如主轴、导轨的设计，机床夹具设计方面，如组合夹具、可调夹具的设计，金属切削机床设计上。在教学过程及实验设置中突出专业知识的应用。
三、研究方法和思路
3.1 通过专业课程实验最大限度地培养学生的工程实践能力，在大四的专业课程“机械制造装备设计”开设贴近生产实际的实验，如组合夹具的拆装实验、数控车床的拆装实验，对于由于条件所限无法开设的实验，如大连理工大学开设的工业机器人实验则通过视频方式进行演示。让学生了解遇到各种零件怎样来设计夹具，数控车床的结构与普通车床的区别等等。
3.2 在教材内容安排上把与企业生产实际结合紧密的内容作为重点，如机床典型零部件设计，机床夹具设计，金属切削机床设计上，将这门专业课中的有关内容与上学期同学们在十堰东风汽车有限公司车间实习所见过的设备工装结合起来，并尽可能把近几年出现的新工艺新技术新材料介绍给学生。
3.3 把专业课的内容与毕业设计课题相结合，如布置有关机床夹具设计，发动机缸体的机加工工艺设计作为毕业论文题目并指导完成，培养学生的工程实践能力，真正做到学以致用。
3.4 调查其它独立学院机械设计制造及其自动化专业的专业课程设置及其模式，吸收比较成功的经验进行完善。四、达到的目标
通过对“机械制造装备设计”专业课的研究改革和毕业设计的训练使机械设计制造及其自动化专业的学生具有一定的理论知识和工程实践能力，走上工作岗位后能顺利完成由大学生向工程技术人员的转换。
机械设计制造及其自动化专业大三和大四学生的主要课程是学习专业基础课和专业课，提高其工程实践能力是工科类学生必不可少的基本技能，不管他们到企业后从事产品开发、生产管理还是工艺设计都离不开工程实践能力。有针对性的在学生的毕业设计课题中安排贴近生产实际的论文题目，使他们带着问题进行毕业实习并在企业的生产实际过程中将理论与实践相结合，缩短由学校到企业过渡期间的不适应期，使我校为湖北省乃至全国培养有较高工程实践能力的高素质人才。
参考文献：
[1] 程静．高校人才培养模式多样化：诠释与应对。北京工业大学出版社，2003．
[2]黄新华．大学生工程素质培养探析。 吉林教育科学，2001．
[3]苏玉波． 工科大学生工程意识与工程素质的培养。西安交通大学学报，1999．
【关键词】人才培养模式 实践教学改革 创新能力
【中图分类号】C961【文献标识码】A【文章编号】1006－9682（2009）03－0023－02
【Abstract】Considering characteristic of machine design, manufacture and automation speciality, a new teaching reforming project according to both market demand and learners’ needs was proposed, which benifits to cultivate innovative talents with strong adaptability. Practice for three years proved that the new talent-training plan was effective to encourage students to participate practical activities and foster students’ innovation ability.
【Key words】Talent training mode Practice teaching reform Innovative ability
一、前 言
在新时期，如何培养创新型人才是高等院校面临的新课题，我校以实践教学改革为重点，开展了“机械设计制造及其自动化专业”多样化创新型人才培养模式构建的探索与实践。由于在传统的教育模式下，专业培养方案（计划）是静态的，制定一次，使用四年。在许多应用型的学科领域，譬如机械工程学科，四年内存在较多的知识更新，社会需求也在不断变化。作为学生知识体系的基础，专业培养计划四年不变将无法适应发展的要求。因此，有必要探讨一种方法，基于此方法建立的专业培养计划可使教学内容对“技术进步、区域经济发展、社会需求变化”做出快速适应与调整，将专业培养计划的相对僵化转变为动态适应。［1］
二、改革思路
自1996年石河子大学挂牌成立以来，我校机械设计制造及其自动化专业的发展已有十余年的历史。合校初期，以加强基础、拓宽专业、注重素质、突出能力为指导思想制订了人才培养方案。2002年，结合我国高等教育的改革与实践，适应区域经济建设的发展及对人才的需求，机械设计制造及其自动化专业对人才培养方案进行了一次大的调整。试行前期按大类培养，后期进行宽口径专业教育的新模式，以加强基础，拓宽专业面向，为学生跨学科专业学习奠定了基础。运行过程中取得了一定的效果和经验，但在实施过程中也发现一些问题。由于随着科学技术的飞速发展及人才市场需求的不断变化，机械类专业所培养的人才及其知识结构以及能力要求发生了很大变化。机电一体化、CAD/CAM、柔性制造等现代化机械设计方法、先进制造技术以及有关边缘学科知识技术使传统的机械类本科专业领域的内涵发生了根本的改变。
2006年，本专业再次对人才培养方案进行了修订，新方案注重人才实践能力和创新能力的培养，以我校“立足兵团，服务新疆，面向全国”的办学指导思想为宗旨，以培养适应兵团乃至全国经济发展的需求，服务社会，面向市场，综合素质高、能力强、具有创新精神的先进制造业和现代服务业需要的机械设计制造及其自动化专业多样化人才为目标，从教育理念、培养方案、课程体系、教学模式等方面全过程系统化地提出如何解决创新型人才培养的方案，构建多元化创新性人才培养模式。深入贯彻“有教无类、因材施教、厚积薄发、经世致用”的教育思想观念，全面落实“办学以学生为本，育人以素质为本，素质以做人为本”的人才培养根本原则和“以素质教育为基础，以专业教育为主干，以教学质量为核心”的本科教育基本框架，致力于培养以“素质好（个人）、基础好（专业）、上手快（业务能力）、转型快（适应能力）的事业骨干”为基本规格的本科人才。从市场需求出发来培养学生，从学生需求出发来开展教学改革。
三、具体措施
1．改革传统的实践教学模式和“三段式”的课程安排
设置用于集中实践实训环节的小学期，构建集技能训练和创新活动于一体的独立的实践教学体系，使教学组织模块化。实践教学可由课堂教学模块、指导实践学习（共性）模块、自主实践学习（个性）模块、社会实践（多样化教学）模块组成，如：挑战杯、机械设计大赛等活动。开发兼具训练、创新的实践技能训练教学项目，确保每学期都有至少1门课程需要进行综合性设计性实验；编写项目化教学的教材，实验（实训）、项目设计和毕业设计指导书。在教学活动过程中，将实验、学习、设计、制作、研究和调研活动结合起来，尤其在实验中增加综合实验内容，将理论教学与各类教学实践活动有机结合起来，对学生而言，唯有素质的提高和创新意识的增强会受用终身。［2］
2．充分利用校内外实验实习基地，产学研合作，开展项目化教学。
在人才培养过程中，注重启发式教学，鼓励学生自主设计学习方向，在学科专业的范围内自主选择培养方向，将被动学习转变为主动学习。把学科竞赛作为培养学生创新意识和创新能力的主要手段和有效载体，鼓励学生独立思考、强调发挥个人才智和潜力，培养和提高学生的创新思维、创新能力、团队合作精神、解决实际问题和实践动手能力和社会适应能力。注重人才培养过程中的社会、企业和学校的结合，密切学生与社会的关系，将封闭式教育转变为开放式教育，充分利用社会资源，让学生直接了解社会和企业的需求与发展。在课堂中学习理论，在实验室学习技术，在社会学习技能。强化国内外交流，将前沿的科学技术融入课程，创新实践先进的教学方法。体现学生为主体，教师为主导的地位，将课堂推向社会（企业、政府、研究机构），将社会引入课堂，充分发挥学生的学习主动性、积极性、创新性和实践性。
改革实践教学方法和实践教学管理方式，开展产学合作教育管理体制和运行机制的研究。对原有实践教学管理文件进行清理、制定、修订完善，逐步建立起了一套适应新体系运行的管理规章制度。包括：实验、实习、课程设计、毕业设计（论文）、科技创新、社会实践、实验室开放等方面的管理规章制度。
3．合理配置课程结构，整合课程内容，制定多层次人才培养方案。
为使课程体系、结构和内容达到整体最优，进一步加大课程整合的力度，按照整体优化原则和厚基础、宽知识、强能力、高素质的教学改革方向，在学校公共基础平台修订的基础上，针对专业特点，修订专业人才培养方案，通过优化课程组合，将一些课程内容陈旧、分割过细的课程进行重组，加强计算机、外语能力培养。摒弃传统意义上的机械设计、制造人才的窄专业培养方法，给学生们传达一个信息，即大学本科阶段教育的任务是一种通识教育，专业内容不仅包含与机械学科发展密切相关的知识，同时也要适应与机械相关的边缘学科，为此，新一轮培养计划在专业基础课中，进行分流培养。在专业选修课中增设学科前沿性课程、跨学科课程、综合性课程、理论基础类课程、理论提高类课程、双语教学和能力培养课程，加大选修课的比例。把最新的工程设计理念与方法教给学生，以适应制造业的发展。如将CAD/CAM内容贯穿于整个教学过程中，从绘图基础理论与手工绘图到计算机绘图形成新的课程体系；对力学、电学、机械三大课程依然保证学时，夯实基础。在这些基础上，增加计算机应用课程（软件工程与应用）、现代制造技术（数控、快速成形等技术）和现代设计与制造方法等，使学生有接受新技术挑战的能力。并且，在重视机械学科前提下，强化政治思想、人文素质和基本理论知识的教育，注重提高学生的思想品德、人文素质、专业知识等方面的综合素质。
重视课外科技活动及实验实习基地建设。通过校企联合提高实习基地的质量，增加行业知名企业的数量，建立应用型实习基地和设计型实习基地。应用型基地提供条件帮助学生应用所学知识处理实际问题；设计型基地提供学生进一步学习专业技能和提高研究开发能力的条件，二者结合，按照“应用型模式”来组织教学，突出学生的专业基础知识和综合技能培养，并兼顾设计、分析、开发性人才的培育，走多样化、重创新的人才培养之路，给学生更多的选择，培养高素质、高层次、多样化、创新性骨干人才，推动因材施教，教书育人，使学生成为一个各方面和谐发展的人。让成绩好的学生充分得到发展，成绩差的学生不掉队。尝试分层培养模式：2＋4＋4培养方案，即20%的学生进入硕士研究生阶段的学习，40%的学生成为工程技术人员（扩招前本科毕业水平），40%的学生成为现场应用工程师（应用技术型人才）。［3］［4］
4．改革现有实践教学评价体系
课内与课外相结合，理论与实践相结合，加强系统化学习中的过程管理，加大实践环节的考核力度。在教学目标上强调智力的发展重于知识的获得，在课程和专业设置上以追求知识本身的价值为本，注重基础知识并强化实践教育，通过培养方案、课程体系、教学模式的改革与创新，进一步确立“需求驱动、技术引领、产学研合作发展”的基本教学思想，缩小专业建设中存在的区域经济发展需求与人才培养目标之间差距，改变以往“人才培养重理论、轻实践，实践教学重动手能力训练、轻创新能力培养”的局面。学生实践课程的成绩可由各实践教学模块共同组成，教师评价与学生评价相结合，注重培养学生的独立思考、团队协作意识及自我约束意识。
四、主要成效
新一轮人才培养方案和模式已在机械设计制造及自动化本科专业05级、06级、07级学生中实施，在新旧人才培养方案的衔接上有个别课程做了调整，运行情况正常，受益学生人数达300余人。2006年在机制、农机专业的教学中，我们首次采用机械系统方案设计取代以往的机械原理中的凸轮设计，学生的工程意识、创新意识加强，提高了他们的独立工作能力和工程实践能力。同期并成立了“机构创新小组”和“惠鱼机器人小组”，教师利用课外时间指导学生进行机构创新实践训练，以培养学生综合运用所学机械、电子、计算机等知识进行机电系统总体方案设计的能力。在亲自动手搭接的过程中，将理论与实践融会贯通，增加知识覆盖面。促使学生从科目分科学习向工程实际综合、从知识积累向能力生成转化。其中机构创新小组设计制作的2件作品获得2008年新疆兵团赛区全国大学生机械创新大赛三等奖2项，“惠鱼机器人小组”获得2007年石河子大学SRP立项，并通过验收，效果反映良好，04级2名学生毕业设计由于选题新颖，设计独到，被评为校级优秀。3年来，机械设计制造及其自动化专业毕业生以“专业理论扎实，实践本领过硬，适应能力强，具有创新精神”深受社会及用人单位欢迎，普遍认为我院毕业生岗位适应能力强，有良好的工作态度和敬业精神，04级一次就业率达到了98%。
五、结 语
培养创新型人才必须牢固树立人文精神、科学素养和创新能力相统一的教育观，坚持教育中知识、能力和素质培养的协调一致，坚持人文素质教育、科学素质培养和实践能力训练的协调一致，坚持教育学生做学问、做事与做人的协调一致。通过产学研结合，培养大学生的创新精神和实践能力，改变“以教师为中心”为“以学生为中心”，把“传授教材”为主要目标变为“以增长经验、发展能力”为主要教学目标。在教师引导下，让学生大胆想象，积极思维，主动探索，在学习中发挥内在的潜力，不断提高创新能力。
参考文献
1 熊志卿.机械制造专业应用型人才培养方案的改革与实践［J］.南京工程学院学报（社会科学版），2007.7（3）：49～53
2 王跃辉.机械设计实验环节教学改革［J］.黑龙江教育（高教研究与评估），2006.10：69～70
Abstract： Mechanical Design course is one of the important professional courses for electrical major. Aiming at the common problems in the teaching process of Mechanical Design， this paper proposed the reform in teaching content， teaching methods and assessment methods to stimulate student's interest in learning and improve teaching quality.
关键词： 机械设计；教学；改革
Key words： Mechanical Design；teaching；reform
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）20-0284-02
0 引言
《机械设计》是一门理论性和实践性都很强的课程，是高等学校机械类专业开设的一门主干专业技术基础课，是对学生进行设计能力、创新能力、工程意识训练的主要课程[1]。通过本课程的学习，不仅要求学生掌握毕业后从事机械行业工作的基本知识和基本技能，也为本专业学生学习后续课程打下坚实的基础。目前，在实际的教学过程中主要存在以下问题：一是机械设计的教学内容覆盖面广，而学时相对较少；二是教材使用不科学，有些内容对培养学生的应用能力方面作用不大，但仍占用一定的课时；三是教学手段不够灵活多样，现代教育手段得不到正确使用，学生学习积极性不高，影响了教学效果；四是学生对实验教学重视不够，独立性不强，缺乏创新性；五是考核方式单一，容易造成高分低能现象。
针对上述问题，本文在教学内容、教学方法、考核方式三个环节上进行了课程教学改革，以期使学生不仅具备机械设计的理论知识，善于发现、分析和解决问题，同时具备一定的实践创新能力，为日后的学习深造和就业上岗打下坚实基础。
1 教学内容改革
教学内容的改革首要任务是课程体系以及教材的改革。既不能遗漏知识点，又要避免重复。在内容的处理和编排上要以“需要”为准绳，以“够用”为尺度，以“会用“为目标[2]。因此，机械设计的教材内容应围绕“掌握概念、突出技能、重在应用”展开。但目前的教材中，教学内容多而课时相对少，这就要求在教材的选择上既要有内容上的先进性，又要注意理论知识的深度把握；既要注意理论知识的学习，又要强调实际能力的培养，内容应“少而精”，制定合理的教学计划，做到有的放矢、学以致用，对于一些过深的、不必要的理论推导和证明应该删掉。例如齿轮传动中按齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度设计公式的推导过程；带传动中带即将打滑时紧边拉力与松边拉力之间关系式的推导等内容应该删去。同时，在科学地使用教材的同时，应与时俱进，跟踪科学技术发展在工农业生产领域中产生的新成果、新方法、新成果并及时补充到教材中去，开阔学生视野，启发学生学习的积极性和创造性。
2 教学方法和教学手段改革
传统的教学方法仍然是以课堂讲授为主，老师在教学中满堂灌，教与学的互动较少，不能很好的调动学生的学习积极性，更谈不上创造性。
新型的教学模式要求“以学生为主体，教师为主导，以能力培养为主线，以素质培养为目标”，因此要求我们丰富教学方法和教学手段。首先，应该将教学方式由以教师为中心转变为以学生为中心，实行课堂讲授讨论、学生独立思考的双向模式教学，加强师生之间的互动，师生可以共同的设问思考、问题延伸、知识拓展，从而激发学生学习的积极性和创造性。第二，采用启发式、类比式等多种教学方法来激发学生学习兴趣，加深知识点的理解与应用。比如，在轴的结构设计中，引导学生分析多种布置方案，从而找到最佳的方案，使学生运用发散性思维来考虑问题，强调学生的主动参与。第三，理论教学与实践教学相结合。在教学的过程中可以打破先理论后实验验证的陈旧模式，课堂教学也可从实验入手，再从实验中引入问题，这样具体而真实。比如讲解机构的机构运动简图画法时，可以让学生走入实验室，对着模型来学习机构运动简图的画法。这样的模式可以激发了学生的学习热情，增加学生学习的成就感。在课堂理论教学时，也可有选择性地将一些元器件带到课堂上去。第四，要将多媒体课件与黑板教学相结合。多媒体教学作为现代化教育手段应加以充分的运用。对于关键的理论推导、重要例题，教师可以在黑板上进行，而对于大量的概念以及图形，使用多媒体课件就可以省下很多时间。总之，多媒体课件以大量的视听信息、高科技的表现形式以及图形、图像的三维动画效果冲击了学生的思维兴奋点，使情景学习理论在教学中得到充分体现，激发了学生的学习兴趣，提高了教学质量。第五，可以经常聘请工程技术人员开设讲座，他们会给教学带来最新、最直接的知识以及人才需求，便于我们把生产第一线的科技信息带到课堂上去，使我们的教学真正能够与时俱进，符合社会发展需求。
3 重视实践教学
适用性和实践性是机械设计课程的特点，所以实践教学环节是本课程的重要环节[3]，应该予以重视。实践教学主要包括实验和课程设计。
目前开设的实验主要是认知性、验证性实验。这些实验不利于学生培养全面思考问题的能力和创新性、发散性的思维能力，更不利于学生过硬技术应用能力的形成。因此，有必要对实验教学作一改革。首先，加强应用性的基础实验，例如组织学生装拆与专业相关的机器，这样可以锻炼学生的操作能力。第二，开设创新性和综合性实验[4]，如对常见结构进行创意组合，由学生自己设计机构用途，画出机构简图，并分析其可行性。第三，开创大学生创新实践项目，组织学生自己设计新机构或对已有的机器机构进行改进，然后自己整理成论文、申请实用新型专利等等。
课程设计环节是机械设计教学过程中必不可少的环节。改革课程设计的教学模式，加强学生创新设计能力的培养也尤为重要。可以组成兴趣设计小组，让学生在设计过程中对现有的问题提出创新性解决方案；课程设计中要以学生为主，教师只起指导作用，引导学生将所学习过的理论知识应用到课程设计中；重视答辩。这样学生才会真正重视课程设计，才会真正独立完成。
4 完善考核方式
传统的考核方式就是闭卷考试，这样容易使学生平时不好好学习、不重视实验，考前临时抱佛脚，造成高分低能的现象。因此，考核方式可以改革成由闭卷考试、实验实训成绩、平时成绩三部分组成。其中闭卷成绩占60%，实验成绩占30%，平时成绩占10%。实验实训成绩的考核主要以实验实训操作及实验实训报告是否规范准确为主要依据。对开展探索性、综合性实验的学生要提交论文；对于有创见的学生，成绩从优。平时成绩的考核则可以从考勤、每次的作业完成情况来进行。考核方式的多样化可以使学生平时按时认真地学习，重视每次的作业和实验实训，使学生累积好扎实牢固的知识基础，从而提高教学效果和质量。
5 结论
机械设计是一门理论性和实践性都很强的课程，而机械设计是设计，是有别于别人的东西，培养学生的创新能力和综合素质还是需要我们教师不断地在实践中摸索和思考从而不断改进理念和教法的。几年下来，通过对课程改革的研究和探索，在黄河科技学院确实取得了较好的效果，但是我们还应该在以后的漫长教学过程中不断完善和深化，从而不断提高教学质量和教学效果。
参考文献：
[1]赵小平.机械设计基础改革探讨[J].装备制造技术，2013（2）： 211-212.
[2]吴琳.电工电子技术课程改革教学的思考[J].中国科技信息，2010（16）：260-261.
关键词：创新教育；机械设计类课程；教学改革；创新思维
中图分类号：G642 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2016）03-004-01
深化教育改革全面推行素质教育有很多方面其中最重要的是创新精神和创新能力。创新教育的目的是要培养出具有创新意识，创新精神和创新能力的人才。因此，素质教育的重点，就是要把创新教育贯彻落实带教育教学全过程中去。实施创新教育，转变教育观念是关键。机械设计类课程是机械类和机电类专业的一门必修主干课程是一门重要的技术基础课，是对学生进行设计能力、创新能力、工程意识训练的主要课程对学生学习专业课程起到承上启下的作用。在培养创新能力和素质教育方面有着其他课程不可替代的作用。近年来随着创新教育的实施，教学改革的不断深入，要求我们必须对原有的教学理念、教学方法和教学内容、实验教学等进行改革探索和尝试。
目前高等机械教育在培养具有创新精神和实践能力的高素质人才方面存在一些薄弱环节，需要在改革中不断加强和完善。目前高等工机械教育的主要问题是：（1）教育观念陈旧，教育模式落后。学生知识面狭窄，课程内容落后于时代，缺乏反映学科发展前沿的有关新学科、新技术和新思维的知识。不能激发学生思考新问题、探讨新知识的创新欲望。（2）教学方法呆板，过于重视考试和成绩。缺乏启发式、研究式的学习氛围。众多企业家强调高校必须“高度重视培养学生的创新精神和创新能力”。（3）重理论、轻实践重计算推理、轻实验论证，理论脱离实际，不利于培养学生发现问题和解决问题的能力。企业家们一致认为“学校教育应注意理论和实际紧密结合，应注重培养学生解决实际问题的能力”。（4）受计划经济和传统文化的影响，在工程教育中，缺乏基本的经济分析和市场需求预测分析，使学生的经济和效益意识比较淡薄。企业认为学校“应加快知识产权法律的普及教育，从而提高工程技术人员对无形资产的保护意识”。
由于我国继续工程教育体系尚未建立，严重制约了机械技术人员的继续教育和素质、能力的提高。所以我们应该采取以下改革措施：（1） 建立机械专业创新人才培养模式与相应的课程体系。 （2） 构建创新系列课程并进行教材及教学资源建设。（3） 建立创新人才基地。加强创新实验环境和条件的建设，使机械基础实验课程建设成为既是基础课程的实验教学基地，又是创新人才培养的实践基地。学生可以进行机械创新设计、机械制造工程实践、现代制造技术实验及培训、CAD培训、信息网络与CG实验、以及学生自主创新活动。（4） 开发与应用现代教育技术，建立适应创新教育的实践性教学体系。将机械类专业实验与实践性环节划分为课内及课外两大部分。课内分为基础课实验实践、专业课实验实践以及大型实践环节三大类。其中基础课实验与实践按机械设计基础、机械制造基础、其他学科基础模块规划；专业课实验与实践按机械类专业学生不同研究方向规划。课外部分包括课外活动与社会实践，按社会调查、课外读书、科技活动、学科竞赛、夏令营活动、小论文以及技能培训等进行组织规划。 开发与应用现代教育技术，从创新能力培养的规律出发，在改造传统实验的基础上增设一批新的实验项目，形成不同实验模块、不同层次（基础层次、提高层次和设计创新层次）等实验教学体系。
以国家高职院校机械基础课程教学改革精神为依托，在我校机械类人才培养总体框架下，建立创新人才培养体系。该体系分为创新教育课程、创新实践环节和创新理论研究与人才培养三个部分。创新教育课程包括人文类基础系列课程、科学类基础系列课程、机械类系列课程和创新理论与方法系列课程。创新实践环节由创新认识、创新实验与实训以及创新活动三个部分组成。创新理论研究与人才培养从创新人才培养的模式、教育方法、评价体系等方面开展理论与实践的探讨，并积极与国外有关高校交流与合作，不断改进创新教育。
创新思维是一切创新的源泉，是创新素质的核心内容。创新思维包括形象思维、归纳思维、观察思维和发散思维等。同志指出：“创新是一个民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力。”在科学技术日新月异的今天，中国要想由“制造大国”转变为“创造强国”，职业教育应走在教育的前列，而作为职业教育的核心教学——专业课教学更应该转变教育观念，大胆进行改革，切实培养学生的创新能力、创新精神、创新思维。 由机械类专业创新人才培养计划、创新系列课程和创新教育实践性教学体系、创新人才培养基地、“课外学分”机制、以及人文与科技氛围等所构成的机械类专业创新人才培养教学体系，正在我校实施。
对于培养专业型技能人才，我们不能仅仅用学习文理科得教学方式去进行，我们需要更多的是学生的实践能力。要真正的理论联系实践，要以就业，要以实际操作为教学目的，传授社会上急需要用的技能，一些先进的领先的技能。引进专业技能高超的师傅或是老师进行手把手的教学，在上理论课的时候也要注意实体的演示，让学生直观的去了解所要学习的这项技能。在上完理论知识的同事应该花大量的时间进行实践，先是在学校里面进行实战的操作和训练，应该设有实训课，一周最起码是一天的内容，让学生充分的动手动力。最后加上去社会上实践，去厂和企业实战演习操作和生产。只有这样我们的职业学校才能培养出我们社会所需的应用型人才，才不会在面临就业的时候遇到各种的困难和问题。我相信我们职业教育在我们每个职业教育人的努力下会走的更远更好，我们所培养的人才会在各个领域里得到充分的发挥。
参考文献：
[1] 张春林.机械创新设计[M].北京：机械工业出版社.2007.
关键词： 现代机械设计 系统化 结构模块化 产品特征 智能化
随着近年来人类科学技术水平的加速发展，特别是计算机软硬件性能的持续提高，以及计算机技术对各行各业全面深入的渗透，各技术领域的思维、观念和方法不断得以更新。机械设计作为一个具有几百年历史的技术领域，也在世界科技进步的大潮中获得了新生。目前，计算机辅助产品的设计绘图、设计计算、加工制造、生产规划已得到了比较广泛和深入的研究，并初见成效。
根据目前国内外设计学者进行机械产品方案设计所用方法的主要特征，我们可以将方案的现代设计方法概括为下述四大类型。
一、系统化设计方法
系统化设计方法的主要特点是：将设计看成由若干个设计要素组成的一个系统，每个设计要素具有独立性，各个要素间存在着有机的联系，并具有层次性。所有的设计要素结合后，即可实现设计系统所需完成的任务。
系统化设计思想于上世纪70年代由德国学者Pahl和Beitz教授提出，他们以系统理论为基础，制定了设计的一般模式，倡导设计工作应具备条理性。德国工程师协会在这一设计思想的基础上，制定出标准VDI2221技术系统和产品的开发设计方法。
由于每个设计者研究问题的角度以及考虑问题的侧重点不同，进行方案设计时采用的具体研究方法亦存在差异。具有代表性的系统化设计方法有设计元素法、图形建模法、“构思”―“设计”法、矩阵设计法、键合图法，等等。
二、结构模块化设计方法
从规划产品的角度提出：定义设计任务时以功能化的产品结构为基础，引用已有的产品解（如通用零件部件等）描述设计任务，即分解任务时就考虑每个分任务是否存在对应的产品解。这样，能够在产品规划阶段就消除设计任务中可能存在的矛盾，早期预测生产能力、费用，以及开发设计过程中计划的可调整性，由此提高设计效率和设计的可靠性，同时也降低新产品的成本。Feldmann将描述设计任务的功能化产品结构分为四层：（1）产品（2）功能组成（3）主要功能组件（4）功能元件。并采用面向应用的结构化特征目录，对功能元件进行更为具体的定性和定量描述。同时研制出适合于产品开发早期和设计初期使用的工具软件STRAT。
这种方法认为专用机械中多数功能可以采用已有的产品解，而具有新型解的专用功能只是少数。因此，在专用机械设计中采用功能化的产品结构，对于评价专用机械的设计、制造风险十分有利。
这种方法提倡在产品功能分析的基础上，将产品分解成具有某种功能的一个或几个模块化的基本结构，通过选择和组合这些模块化基本结构组建成不同的产品。这些基本结构可以是零件、部件，甚至是一个系统。理想的模块化基本结构应该具有标准化的接口（连接和配合部），并且是系列化、通用化、集成化、层次化、灵便化、经济化，具有互换性、相容性和相关性。我国结合软件构件技术和CAD技术，将变形设计与组合设计相结合，根据分级模块化原理，将加工中心机床由大到小分为产品级、部件级、组件级和元件级，并利用专家知识和CAD技术将它们组合成不同品种、不同规格的功能模块，再由这些功能模块组合成不同的加工中心总体方案。
这种方法以设计为目录作为选择变异机械结构的工具，提出将设计的解元素进行完整的、结构化的编排，形成解集设计目录。并在解集设计目录中列出评论每一个解的附加信息，非常有利于设计工程师选择解元素。
根据机械零部件的连接特征，将其归纳成四种类型：
1）元件间直接定位，并具有自调整性的部件；
2）结构上具有共性的组合件；
3）具有嵌套式结构及嵌套式元件的连接；
4）具有模块化结构和模块化元件的连接，并采用准符号表示典型元件和元件间的连接规则，由此实现元件间联接的算法化和概念的可视化。
在进行机械系统的方案设计时，用“功能建立”模块对功能进行分解，并规定功能分解的最佳“粒化”程度是功能与机构型式的一一对应。“结构建立”模块则作为功能解的选择对象，以便于实现映射算法。
三、基于产品特征知识的设计方法
基于产品特征知识设计方法的主要特点是：用计算机能够识别的语言描述产品的特征及其设计领域专家的知识和经验，建立相应的知识库及推理机，再利用已存储的领域知识和建立的推理机制实现计算机辅助产品的方案设计。
机械系统的方案设计主要是依据产品所具有的特征，以及设计领域专家的知识和经验进行推量和决策，完成机构的型、数综合。欲实现这一阶段的计算机辅助设计，必须研究知识的自动获取、表达、集成、协调、管理和使用。
四、智能化设计方法
智能化设计方法的主要特点是：根据设计方法学理论，借助于三维图形软件、智能化设计软件和虚拟现实技术，以及多媒体、超媒体工具进行产品的开发设计、表达产品的构思、描述产品的结构。在利用数学系统理论的同时，我们考虑了系统工程理论、产品设计技术和系统开发方法学VDI2221，研制出适合于产品设计初期使用的多媒体开发系统软件MUSE。上述各种方法并不是完全孤立的，各类方法之间都存在一定程度上的联系。
机械产品的方案设计正朝着计算机辅助实现、智能化设计和满足异地协同设计制造需求的方向迈进，由于产品方案设计计算机实现方法的研究起步较晚，目前还没有成熟的、能够达到上述目标的方案设计工具软件。我认为，综合运用文中四种类型设计方法是达到这一目标的有效途径。虽然这些方法的综合运用涉及的领域较多，不仅与机械设计的领域知识有关，而且涉及系统工程理论、人工智能理论、计算机软硬件工程、网络技术等各方面的领域知识，但仍然是产品方案设计必须努力的方向。
参考文献：
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（一）学生对毕业设计不够重视
毕业设计一般都安排在大学第七、八学期，这两个学期正好是学生考研和就业的关键时期。这些年，随着就业压力的增大和考研风气的高涨，许多学生都把主要精力放在找工作和复习考研上，没能在毕业论文上投入足够的精力。东抄西拼完成毕业论文，网上搜索资料后简单拼凑的现象尤为突出，学校规定的时间为12-16周，而有的学生仅用几周甚至几天时间就拼凑完成，造成毕业设计质量不合格。
（二）设计选题缺乏创新性、可行性
有些学生在选择毕业设计题目时缺乏创新意识，不能面对工程实际需要解决的问题，提出新问题、解决新问题。大部分学生是设计已有的机械装置的结构，然后对其进行分析和校核，设计内容体现不出自己的创新。少数学生只是在网上搜索题目相似、内容相近的论文之后，将原文中大量观点和论述几乎原封不动地复制到自己的论文中，结果是论文缺乏分析和见解。还有少数学生设计中对已有机械结构进行改进设计，但因缺少工程实践，所设计的方案并不一定可行。
二、校企合作指导机械专业本科毕业设计可行性分析
德州学院地处德州市，德州市新能源产业起步早、发展快，在全国处于领先地位。尤其是以皇明集团为代表的太阳能热利用方面走在全国乃至世界的前列，相继获得“中国太阳城”、“国家可再生能源应用示范城市”、“国家火炬计划德州新能源产业基地”等称号，德州经济开发区获首批“山东省节能环保产业基地”，其中“太阳谷”已经成为引领太阳能和新能源产业快速发展的核心动力和强大引擎。同时，德州市依托山东景津环保设备有限公司等企业，正在打造风电新能源装备制造业和环保节能设备等新能源产业基地，建成后将成为全国最大的太阳能产品制造基地和国内重要新能源装备研发和制造基地。面对新能源装备制造业的快速发展，相关机械类专业人才匮乏的问题日益凸显，新能源装备制造的企业迫切希望和高校合作培养机械专业的创新性应用型人才。校企合作指导学生毕业设计的条件已经成熟。目前，德州学院机电工程学院已经和山东景津环保设备有限公司等企业建立了13个实习实训基地。与山东景津环保设备有限公司、山东通裕集团有限公司、东营光伏太阳能有限公司组建了景津压滤班、通裕班、光伏机电班。2010年与山东景津环保设备有限公司联合成立了“节能环保设备研究中心”。这些都为校企合作指导机械专业本科毕业设计提供了保障。
三、校企合作指导机械类专业本科毕业设计创新模式的探索
（一）校企共同参与人才培养方案的制定
德州学院的机械设计制造及其自动化专业围绕着我国重点支持的新能源产业这一国家战略性目标进行人才培养模式构建，从整体上提升本专业在新能源产业和区域内的高素质创新性应用型人才的培养水平和配置能力。德州学院召开“装备制造业、新能源产业人才需要研讨会”，德州市装备制造业推进办公室、德州市新能源产业推进办公室负责人及12家山东省新能源相关企业代表应邀参加会议，聘请了山东普利森集团有限公司、景津压滤机集团有限公司等企业技术负责人为校企合作专家。企业技术负责人对机械设计制造及其自动化专业的人才培养模式问题提出了宝贵的建议。根据合作企业的意见和建议，在机械设计制造及其自动化专业教学计划中的第七学期，在11周的专业课程结束后，安排7周的专业方向实习，第八学期安排12周的毕业设计和6周的毕业实习。学生在学习了所有的专业课程后，先在企业进行专业方向实习。在实习期间对所实习企业进行了解，将自己所学的专业课程进行实践，初步提高自身的工程实践能力。在此基础上第八学期进行毕业设计和实习，可以综合提高学生的实践能力和工程意识，毕业后能够直接为企业所用，有效地提高了人才的培养效率和培养效果。使学生的应用能力达到工程需求，实现零距离就业。
（二）校企合作制定学生的毕业设计题目和指导学生毕业设计，保证学生的毕业设计质量
在第七学期，将机械专业学生安排到山东景津环保设备有限公司等实习实训基地进行实习，这些企业有机械专业对口的生产环节，具有一定的生产规模、较先进的生产水平和管理水平，经济效益较好，有接纳毕业论文教学与实践的能力。机械专业学生进入企业进行实习和毕业设计时，企业技术人员和学校教师共同指导，以企业技术人员为主，学校教师为辅，采用双导师制。学校的指导教师负责学生的专业理论指导，企业指导教师为实践经验丰富的技术人员，全程参与学生实习和毕业设计的各个环节，指导学生处理毕业设计过程中出现的问题。在专业方向实习期间，由实习企业提供与实际生产和技术开发相关的毕业设计选题，由校内和企业导师在11月份商讨确定指导学生的毕业设计题目，校内实习导师书写毕业设计说明书。毕业设计题目能够体现机械的新工艺、新技术的研究方向。这样可以让学生提前介入生产技术，初步了解并能解决生产中的一些实际问题。第八学期学生在实习企业里进行自己的毕业设计，校内指导教师通过网络与学生保持常态联系，跟踪掌握学生毕业论文进程，并定期到企业检查、指导学生毕业论文书写，与学生探讨、解决实习过程中遇到的技术难题，培养求真务实的科学精神，提高了教师自身科研能力。企业导师负责学生的实际设计、生产和技术开发相关的指导。在毕业设计中学生参与了企业的产品研发，学生了解了企业，企业也了解和掌握了学生各方面的情况，为日后的择优录用人才提供了依据，通过双向选择，对愿意留厂且企业看中的学生，企业优先录用。
（三）成立有合作企业高级工程技术人员参与的答辩委员会，严格答辩程序、保证答辩质量
答辩是毕业设计工作的最后一个环节，是全面检查和评估毕业设计质量的重要手段。严格的答辩程序有利于树立良好的学风，促进学生认真做好毕业设计。学院聘请企业高级工程技术人员为答辩委员会成员，答辩委员会的校内教师必须由副教授以上职称（或相当职称的科技人员）的人员担任。答辩委员会下设答辩小组，设组长1人（答辩委员会成员），秘书1人，各答辩小组具体负责学生的毕业设计答辩工作。答辩委员会负责审定学生毕业答辩资格，选用“中国知网”大学生论文抄袭检测系统对参加答辩的毕业论文进行检测，总相似比超过33%的学生不允许参加毕业论文答辩。同时还负责对指导教师的毕业设计指导工作进行审核：指导教师所带本组学生毕业设计成果以专利、、实物、模拟仿真、模型展示的不低于50%。毕业设计答辩时采用“回避制”，即指导教师不参加对自己指导学生的答辩工作。学生答辩前提交论文由答辩小组详细评阅，写出评阅意见，评定成绩，并根据课题所涉及的内容和要求，准备好基本概念、基本理论、试验或设计结果分析等方面不同难度的问题，以备答辩时提问选用。答辩时学生报告时间一般为10-15分钟，答辩提问时间一般为10-15分钟，答辩公开进行，从而保证了答辩质量。
四、结论
