机械创新设计方案范文

关键词：机械结构；设计；创新

引言

机械结构的整体设计的实现是基于完成了总体设计的前提下，只有把整体的设计完成了才能够实现接卸结构的调整。那么这样做的原因主要是要确定好原有的原理图方案，这样才能够得到一些较为细致的原理结构图，只有这样才能体现出原理图具体的作用和其功能；要进行机械结构的设计的主要原因是为了把原来的理论原理变化成为实际中的一些零件或者工具，那么在进行机械设计时就要把零件的参数标示出来等等，这样才能够最后在组装时得到想要的整体部件。本篇文章主要就针对于机械设计中变元法的运用进行了一些说明和简单的介绍。

一、机械结构设计创新设计的重要性

随着社会经济的不断发展，我们机械制造技术发展也极为迅速，而且，机械制造是我国重大生产行业之一，对推动我国经济发展有着极大的作用。但是，我国作为一个机械制造大国，在机械结构设计上却欠缺太多，很多机械制造都是模仿其他发达国家的机械设计工艺来进行生产的，虽然一些机械结构设计也发生了改变，而从本质上却依然没有太大的变动，缺乏自主创新设计，一直引用技术会造成我国的机械结构设计会随着发达国家的后面走，无法将其真正的超越，而且，很多机械企业认为创建机械研发中心较为奢侈，这样的思想很难为我国的经济发展、科技发展带来更大的推动作用。我国作为一个经济大国、机械制造大国，不能仅将目光停留在机械的生产制造中，更应将目光放在机械结构设计的创新上，同时，还要注重机械结构设计创新人才的培养，这才是机械结构设计创新发展的根本。

二、简要介绍机械结构设计的七种变元创新

（一）材料变元

现实生活中很多种材料都可以用来设计机械结构，不一样的材料要求的加工方法和手段不一样、适用的结构类别不一样、零件需要的大小也不一样。材料的变元可以变化出不一样的结构模式。比如说：在进行钢材料的结构设计过程中，零件的截面面积越大，材料结构强度就越大、越硬；在铁材料的结构设计中，为了使结构变强变硬，人们通常使用加强筋和隔板的方法；在塑料材料的结构设计中，塑料件的筋板和壁厚应该无差而别且对称均匀。

（二）数量变元

机械产品数量变元，是指考虑到把机械产品整个零件或者零件的每一个轮廓、工作和加工的面、线均视为结构基本元素，通过改变调整这些基本元素的数量，来达到对机械产品结构改变的实现目的。比如：为达到力求简单的目标，我们尽量对铸件结构的形状，采用直线形轮廓的设计。又如：为防止螺钉松脱，我们将螺纹连接结构的螺钉、垫圈等设计成一体化，这样在减少零件数量下，实现了防松措施的目标实现。

（三）形状变元

根据形状变元可以看出这一变元法主要就是对于元器件的整体进行调整变形以后得到一些需要的元器件，这样就可以达到机械设计的目的要求以及想要的元器件的参数。来达到最好的优化效果。举个例子：充分利用弹簧的弹簧弹性来进行元器件的安装，那么在进行安装时弹簧有很多种类型，那么相应的通过弹簧安装的元器件也就会有很多种不同的形状，就好像有圆柱型，平面型等等。那么我们可以充分利用这些元器件的形状来进行设计和优化作用。那么弹簧要考虑它的物理特性不能不起作用也不能过于压紧，因为前者不能讲弹簧的特性发挥出来，而后者将会使弹簧在以后的使用中失去它的弹性作用。那么弹簧一定要保持稳定不能够轻易的松动，弹簧的特性我们可以充分的利用，因为弹簧不仅体积小而且便于和各个元器件相互进行结合。

（四）工艺的变元

加工工艺技术对机械结构设计的创新有着极大的作用，机械的任何结构在完成理想设计之前，都必须有着可靠的加工工艺作为支持，这样才能有效的提高机械结构创新的效果。变元法中所提到的工艺变元主要是根据工艺技术选择的不同，来实现对各个元器件产生相应的作用，从而实现对机械整个结构产生作用。工艺手段与结构尺寸、材料性能等变元有着很大的差异性，工艺手段选取和使用的合理性，直接影响到机械结构的质量和性能，因此，机械结构创新设计必须对工艺手段进行创新设计，利用新颖的工艺手段来确保机械结构设计的创新性。

（五）尺寸的变元

高质量的产品，不仅需要好的产品性能，而且还需要满足用户对产品外观、安装方式、外形尺寸等要求。这就需要机械设计师，利用科学的方法对机械零件进行推算，找出对零件最佳的设计方案，并通过对零件外形的修正与优化，使零件在机械产品运转中达到最好的运转状态。我们对液浮式陀螺罗经的内部零件进行优化设计，在满足强度的同时缩小了部分零件的尺寸，并采用模块的结构方式，使液浮式陀螺罗经内部零件得到更好协调，从而大大缩小了产品的外形尺寸，减轻产品的重量。

（六）位置变元

在实际操作过程中，产品结构的元素之间的位置是可以进行调换的，这样可以无形中使结构本身的设计更加完善。比如，零件的焊缝位置应该对应中性轴或者至少需要靠近中性轴，这样便于将收缩力减少或者能够避免产品的变形。

（七）联接变元

机械产品的联接变元创新，我们需要考虑应元素的两层含义：一层是需考虑到对元素连接方式的变化，比如说日常用的铆接、胶接、焊接、螺纹接等；二是需要考虑到对每一种连接方法不同联接结构的元素创新，从而获得多种结构类型方案。

（八）对机械结构变元创新设计的优化评测

对变元创新后的各类机械结构设计方案，往往我们要给一个综合评测，通常情况下，采用综合考虑到设计中的七个变元因素，对新的结构设计进行模糊评测。在评测过程中，我们要先在脑海中形成一套基本的设计方案，然后通过建立起一些数学模型，设计者对每一种结构方案进行综合分析，并凭借自己掌握的经验及知识能力进行综合评判。其中，要考虑到一些指标，具体细化为社会效益，工艺性及可操作性、维修性、安全性等方面，同时借助推理、模拟等逻辑方法，最终从多种备用的不同结构方案中，选取一个具有创造性的作为最后优化的创新设计方案。对已确定的结构方案，也可在采用上述评价变元因素基础上，在变元之间联动配合修改，达到更加优化的设计目的。

结语

机械创新结构设计对于机械行业的发展而言具有举足轻重的作用，它不仅能够更好地满足当前社会对机械设备不断升高的要求，实现各类机械零件的最佳组合，同时还可以推动机械行业的可持续发展。因此各机械设计企业理应在机械设备设计过程中充分采用创新设计理念，寻找最佳结构设计，以设计出更多的结构方案，推动企业自身的发展，最终促进社会的良性发展。

参考文献

[1]徐慧勇.浅析机械结构设计中的创新设计[J].黑龙江科技信息，2010，（30）.

机械创新设计方案范文篇2

【关键词】机械制造；零部件设计；现代思想；科学发展

一、机械零部件传统的设计局限

传统机械零部件的设计带来了运用中出现的许多问题：零部件容易腐蚀损坏；零部件容易疲劳损坏，断裂、表面剥落等；零部件容易摩擦损坏等等。这些问题的出现，都是机械零部件传统的设计局限性所产生的。机械机械零部件设计是人类为了实现某种预期的目标而进行的一种创造性活动。传统机械机械零部件设计的特点是以长期经验积累为基础，通过力学、数学建模及试验等所形成的经验公式、图表、标准及规范作为依据，运用条件性计算或类比等方法进行设计。传统设计在长期运用中得到不断的完善和提高，目前在大多数情况下仍然是有效的设计方法，但是它有很多局限：在方案设计时凭借设计者有限的直接经验或间接经验，通过计算、类比分析等，以收敛思维方式，过早地确定方案。这种方案设计既不充分又不系统，不强调创新，因此很难得到最优方案；在机械零部件设计中，仅对重要的零部件根据简化的力学模型或经验公式进行静态的或近似的设计计算，其他零部件只作类比设计，与实际工况有时相差较远，难免造成失误；传统设计偏重于考虑产品自身的功能的实现，忽略人―机―环境之间关系的重要性；传统设计采用手工计算、绘图，设计的准确性差、工作周期长、效率低。

二、创新思维机械零部件的设计思想

机械零部件设计的本质是创造和革新。现代机械机械零部件设计强调创新设计，要求在设计中更充分地发挥设计者的创造力，利用最新科技成果，在现代设计理论和方法的指导下，设计出更具有生命力的产品。

（一）运用创造思维

设计者的创造力是多种能力、个性和心理特征的综合表现，它包括观察能力、记忆能力、想象能力、思维能力、表达能力、自控能力、文化修养、理想信念、意志性格、兴趣爱好等因素。其中想象能力和思维能力是创造力的核心，它是将观察、记忆所得信息有控制地进行加工变换，创造表达出新成果的整个创造活动的中心。创造力的开发可以从培养创新意识、提高创新能力和素质、加强创新实践等方面着手。设计者不是把设计工作当成例行公事，而是时刻保持强烈的创新愿望和冲动，掌握必要创新方法，加强学习和锻炼，自觉开发创造力，成为一个符合现代设计需要的创新人才。

（二）运用发散思维

发散思维又称辐射思维或求异思维等。它是以欲解决的问题为中心，思维者打破常规，从不同方向，多角度、多层次地考虑问题，求出多种答案的思维方式。例如，若提出“将两零部件联结在一起”的问题，常规的办法有螺纹联结、焊接、胶接、铆接等，但运用发散思维思考，可以得到利用电磁力、摩擦力、压差或真空、绑缚、冷冻等方法。发散思维是创造性思维的主要形式之一，在技术创新和方案设计中具有重要的意义。

（三）运用创新思维

创造力的核心是创新思维。创新思维是一种最高层次的思维活动，它是建立在各类常规思维基础上的。人脑在外界信息激励下，将各种信息重新综合集成，产生新的结果的思维活动过程就是创新思维。机械机械零部件设计的过程是创新的过程。设计者应打破常规思维的惯例，追求新的功能原理、新方案、新结构、新造型、新材料、新工艺等，在求异和突破中体现创新。

三、科学的进行机械零部件设计

（一）把握机械零部件设计的主要内容

机械零部件设计是机械设计的重要组成部分，机械运动方案中的机构和构件只有通过零部件设计才能得到用于加工的零部件工作图和部件装配图，同时它也是机械总体设计的基础。机械零部件设计的主要内容包括：根据运动方案设计和总体设计的要求，明确零部件的工作要求、性能、参数等，选择零部件的结构构形、材料、精度等，进行失效分析和工作能力计算，画出零部件图和部件装配图。机械产品整机应满足的要求是由零部件设计所决定的，机械零部件设计应满足的要求为：在工作能力上要求具体有强度、刚度、寿命、耐磨性、耐热性、振动稳定性及精度等；在工艺性上要求加工、装配具有良好的工艺性及维修方便；在经济性上的要求主要指生产成本要低。此外，还要满足噪声控制、防腐性能、不污染环境等环境保护要求和安全要求等。这些要求往往互相牵制，需全面综合考虑。

（二）严格计算机械零部件的失效形式

机械零部件由于各种原因不能正常工作而失效，其失效形式很多，主要有断裂、表面压碎、表面点蚀、塑性变形、过度弹性变形、共振、过热及过度磨损等。为了保证零部件能正常工作，在设计零部件时应首先进行零部件的失效分析，预估失效的可能性，采取相应措施，其中包括理论计算，计算所依据的条件称为计算准则，常用的计算准则有：一是强度准则。强度是机械零部件抵抗断裂、表面疲劳破坏或过大塑性变形等失效的能力。强度要求是保证机械零部件能正常工作的基本要求。二是刚度准则。刚度是指零部件在载荷（下转第57页）（上接第58页）的作用下，抵抗弹性变形的能力。刚度准则要求零部件在载荷作用下的弹性变形在许用的极限值之内。三是振动稳定性准则。对于高速运动或刚度较小的机械，在工作时应避免发生共振。振动稳定性准则要求所设计的零部件的固有频率与其工作时所受激振源的频率错开。四是耐热性准则。机械零部件在高温工作条件下，由于过度受热，会引起润滑油失效、氧化、胶合、热变形、硬度降低等问题，使零部件失效或机械精度降低。因此，为了保证零部件在高温下正常工作，应合理设计其结构及合理选择材料，必要时须采用水冷或气冷等降温措施。五是耐磨性准则。耐磨性是指相互接触并运动零部件的工作表面抵抗磨损的能力。当零部件过度磨损后，将改变其结构形状和尺寸，削弱其强度，降低机械精度和效率，以致零部件失效报废。因此，机械设计时应采取措施，力求提高零部件的耐磨性。

（三）正确选择机械零部件表面粗糙度

表面粗糙度是反映零部件表面微观几何形状误差的一个重要技术指标，是检验零部件表面质量的主要依据；它选择的合理与否，直接关系到产品的质量、使用寿命和生产成本。机械零部件表面粗糙度的选择方法有3种，即计算法、试验法和类比法。在机械零部件设计工作中，应用最普通的是类比法，此法简便、迅速、有效。应用类比法需要有充足的参考资料，现有的各种机械设计手册中都提供了较全面的资料和文献。最常用的是与公差等级相适应的表面粗糙度。在通常情况下，机械零部件尺寸公差要求越小，机械零部件的表面粗糙度值也越小，但是它们之间又不存在固定的函数关系。在实际工作中，对于不同类型的机器，其零部件在相同尺寸公差的条件下，对表面粗糙度的要求是有差别的。这就是配合的稳定性问题。在机械零部件的设计和制造过程中，对于不同类型的机器，其零部件的配合稳定性和互换性的要求是不同的。在设计工作中，表面粗糙度的选择归根到底还是必须从实际出发，全面衡量零部件的表面功能和工艺经济性，才能作出合理的选择。

（四）全面优化机械零部件设计方法

要充分运用机械学理论和方法，包括机构学、机械动力学、摩擦学、机械结构强度学、传动机械学等及计算机辅助分析的不断发展，对设计的关键技术问题能作出很好的处理，一系列新型的设计准则和方法正在形成。计算机辅助设计（CAD）是把计算机技术引入设计过程，利用计算机完成选型、计算、绘图及其他作业的现代设计方法。CAD技术促成机械零部件设计发生巨大的变化，并成为现代机械设计的重要组成部分。目前，CAD技术向更深更广的方向发展，主要表现为以下基于专家系统的智能CAD；CAD系统集成化，CAD与CAM（计算机辅助制造）的集成系统（CAD/CAM）；动态三维造型技术；基于并行工程，面向制造的设计技术（DFM）；分布式网络CAD系统。【参考文献】

[1]王启，等．常用机械零部件可靠性设计[M]．北京：机械工业出版社，1996．

[2]隋明阳．机械设计基础[M]．北京：机械工业出版社，2002．

[3]赵冬梅．机械设计基础[M]．西安：西安电子科技大学出版社，2004．

机械创新设计方案范文篇3

[关键词]机械设计；实验分析；设计水平；综合应用

科技推动着社会的进步，科技也使得设计方法变得更加现代化。现代设计特征表现在设计出的产品具备市场针对性，能够根据客户的设计需求进行设计方案的确定，比起原先的设计手段，现代设计在能够达到产品的基础性能的前提下，更体现了人性化与环保意识。尤其是计算机的普遍使用，使得机械设计迈向更高水平，机械设计理论、手段都发生突破性的改革与进步。换句话说，科技的成果让设计变得简易、经济与实用[1]。本文就机械设计在现代化设计中的应用展开研究和实验分析。

一简述机械设计和现代设计

机械设计是指：具备有一定科技知识的设计人员在现有的科学技术基础上，发挥自身的创作力，进行机械技术的创新，经过技术创新设计出现在科学技术中还未存在的、具备先进性与实际应用价值的机械装置的某种实践行为。现代设计对于机械设计人员的要求较高，包括科技技术知识掌握的要求与创新能力的要求。

而现代设计是指借助计算机软件，结合现代化的设计理念，进行工程设计和软件探究的新一代设计方法。现代设计方法的设计理念较为先进，是科技发展的设计有效产物，设计技术方法可靠，设计的产品种类也比较多[2]。

二当前应用较多的机械设计方法

产品方法的设计是一项比较复杂的设计程序，当前应用较多的机械设计方法有系统化的机械设计、结构模块化的机械设计等几种。下面笔者介绍几种当前应用较多的机械设计方法。

（一）系统化的机械设计

系统化的机械设计方法的主要特性表现在：可以以把设计所需的几类设计元素综合在一起形成统一的体系，任何一个设计都具备单独的设计元素，不同的元素之间具备有机的关联，不仅如此，各个设计元素还有层次的划分，全部的设计重要元素经过组合后能够满足设计系统的任务需求[3]。

（二）结构模块化的机械设计

结构模块化的机械设计方法是经由系统结构模块化的形式，完成产品的计划设计。结构模块化的机械设计方法所设计出的产品的实际用途明确，结构相对稳定，每一个结构模块之间关系分明容易操作，所以这类机械设计方法比较适宜在特殊类型的机械产品中使用。在使用结构模块化的机械设计方式时，要依据产品性能需求进行产品功能设计的研究，每个结构模块体系中明企鹅相应模块功能。

（三）自动化的机械设计

自动化的机械设计也称智能化的机械设计，该机械设计方法的重要特征是采用信息化科技技术，并结合现代设计理论，借助多媒体工具开展产品的开发研究，完成产品的设计[4]。计算机本身就是一个庞大的信息载体与智能化的操作体系，在借助计算机与网络体系的自动化的机械设计水平得到提高，让设计者在较短的时间内完成大量的产品设计工作。不仅如此，在计算机与其它多媒体工具的协助下，该方法的机械设计所表达的产品较为直观，容易被客户接受，因此其成为机械设计的重要设计方法。自动化的机械设计存在一些不足之处：系统性能较差，设计过程中需要极高的智能化程度，经验丰富的设计人员在设计中较为得心应手[5]。

（四）结合产品特点的机械设计

能够使用计算机识别并阐述产品的构思与特性是结合产品特点的接卸设计方法的重要特征，除此之外，结合产品特点的机械设计还能够体现出设计人员在机械设计这一领域的知识，同时能够构建对应的知识框和逻辑推理，使用计算机协作产品的设计能够借助计算机所存储的广泛知识和逻辑机制开展对应应用。关于机械产品的计划设计，可以把具备特殊性能的通用零件与结构当成设计的结构模块，提高设计的规范化程度，简化设计操作，从而使设计变得实用而经济[6]。

三机械设计在现代设计中的应用分析

现代设计的技术基础是创造，所以，机械设计在现代设计中的应用离不开创造设计技术。机械设计在现代设计中应用，在机械设计技术的基础上增加现代设计理论基础与技术基础，实现产品的开发创新与技术创新，所设计出的产品达到市场产品使用标准。

（一）创新的机械设计

创新的机械设计是在机械设计的基础上，融入以人为本的设计理念，并在整体设计过程中结合新型设计手段与技术理论，以机械产品的性能为基础，进行优化和改善，创造能够表达产品主导与实际应用价值，完成所计划的功能产品，推进设计工作质量，提高产品经济效益。

创新的机械设计对设计者的创造思维能力有一定的要求，设计者在创新机械设计期间应具备足够的定向发散能力。然而机械的结构类型设计较为复杂，使得设计者仅可在较小的求解空间中按照设计经验研究所需设计产品的可行解，这会导致部分优秀设计方案被遗漏。现代科技的推动设计手段的自动化，机械设计在自动化的软件系统中得以开发，机械设计有了新的发展方向。比如自动化的智能系统能够提供较大的设计求解空间，进而实现系统化的查找与完善，最终形成原理方案设计，自动完成设计方案的挑选和尺寸的形状设计等[7]。

（二）机械市场设计

机械的市场设计是指以产品的市场需求为设计中心，通过优化设计赢得市场的核心竞争力的设计。产品设计与生产的前提是市场对产品有需求，所以机械市场设计具备市场针对性，该设计方法具有很大的实际应用价值。因为机械的市场设计中心是市场需求，所以该设计要求掌握更多市场的预测技术，了解市场竞争优势特性，探索目前与未来的产品市场的优势技术走向，协调产品的当前发展与未来发展之间的技术联系。不仅如此，机械市场设计还融入其它有效的设计技术，在每个设计环节中进行优势设计，进而提高所设计出的机械产品的市场指导地位与竞争能力。

进行创新机械设计的产品也可能拥有一定的市场竞争力，然而其在市场的预测的走向方面不够成熟。而市场设计技术则是在正确实际与成熟设计的条件下，使用创新设计理念提高产品的市场竞争力。换句话说，在现代化的机械设计中，机械市场设计人员在产品设计的整个过程中都要融入产品优势设计理念，只有具备一定特性的优势产品，才可在现代化设计市场与未来的设计市场中占领主导地位。

（三）机械绿色设计

机械绿色设计是基于“可持续发展”本理念进行研究设计的，机械绿色设计是机械设计与现代设计两种技术的优化结合。所谓机械绿色设计是指在产品的设计、销售、投入使用等过程中，要达到相应的环境持续发展需求。

1环境针对性的机械绿色设计技术

该设计技术的原则是保护生态环境，也就是说，产品的设计与技术围绕“绿色产品”而展开。基于环境的机械绿色设计技术是一项系统化的设计手段，要求产品的设计从系统性概念出发，重复考虑产品的设计生产、使用对环境的影响，尽可能做到产品的可回收、无污染、无危害，在产品本身应用价值属性的基本属性上，达到保护环境的目标。

2能源针对性的机械设计技术

它是指在尽可能降低产品对环境的影响并减少资源使用量的基础上设计出能够回收与循环使用的产品设计技术，通过能源针对性的机械设计技术实现产品设计的全程指导与完善。产品设计的能源优化和完善能够在很大程度上节约能源的损耗，因此，在确立要所要设计的产品的基本性能与基本需求后，在产品的结构类型选择、生产材料、加工工艺等与能源使用有关的方面考虑能源节约的设计理念，进而确定最优化的产品系统设计。换言之，产品的设计之就要考虑设计内容与能源使用量两者之间的相互作用问题，在实际的整体设计操作中，融入节能设计思想，比如考虑设计方案中的重复利用的节能技术。能源针对性的设计技术能够大大提高能源使用率，为缓解我国甚至世界的能源危机现状有很大现实意义。

3人机工程设计技术

人机工程设计技术是针对人所使用的产品生产技术，该技术按照人类的心理生理特点，借助现有的科学技术与科学理论知识进行设计的一项技术体系，让产品能够满足人类的某种使用需求，通过对人机工程设计进行优化，让人类能够使用较少的劳动付出得到更多的经济产物。人机工程设计是在系统约束条件范围内，促进工作的有效开展，提高工作效率与效益，降低工作出错率，让人类在工作操作中花费较少的体力与脑力，并通过设计技术让操作变得简易，优化工作环境，让人类能够在轻松的操作环境中实现高效作业。

四机械现代设计方案的创新

并行设计是机械现代设计方案中最先进设计方法，它是一项综合型、完整型的现代设计技术。数学教学是并行设计的基础，计算机软件系统这是并行设计技术主体。并行设计综合设计产品与设计过程的完整方法，借助计算机软件和计算机数据库进行设计系统的网络管理从而完成产品的设计与制造的同步进行，理清产品设中的周期、质量与花费等方面因素之间的关系，使得设计开发出的产品更具市场优势。

机械现代设计方案创新中的新产品的开发研究。进行产品的创新是每个工业行业未来发展的重要保障。而且新产品的开发生产也是我国经济协调控制的决策之一、是国家经济进步的标志体现。新产品的开发设计风险较高，投入较大，其收益也受到一定的不确定因素的影响，新产品的开发不同阶段其收益特点表现不一，因此在不同的开发阶段要对市场需求和产品实际需求进行全面的考察和了解，在开发中尽量明确新产品的实际应用价值，并尽量做到新产品的物美价廉，这样能使新产品较快抢占市场。

总的来说，机械现代设计方案的创新要以市场需求为基础，通过技术创造产品创造实现工业最优化效益。借助可靠的标准化、模块化与CAD技术，开展新产品设计方案的创新，不断推出经济、安全、实用的新产品。这不仅是每个工业设计行业的追求，也是机械设计与生产制造行业的未来发展趋势。

五总结

总而言之，机械设计在现代设计中的应用推动了机械工业的高速发展，带动工业的经济发展，实现国家工业生产建设目标。各个国家和机械工业企业要积极进行产品的创新和开发，探讨现代设计技术，借助科技的力量保障企业的未来发展。

[参考文献]

[1]董立立，赵益萍，梁林泉，朱煜，段广洪.机械优化设计理论方法研究综述[J].机床与液压，2010，（15）：114-119.

[2]张冠军，陈立人.我国石油机械制造业热处理的现状与展望[J].金属热处理，2010，（03）：76-82.

[3]张照军.金属材料专业综合实验课进一步改革的实践[J].中国科技信息，2009，（04）：230-231.

[4]王春燕.浅谈《机械设计基础》课程教学[J].科学大众（科学教育），2009，（09）：145.

[5]汪小凯，华林.立式轧环机传动机构力学分析和优化设计[J].中国机械工程，2010，（13）：1594-1597+1604.

机械创新设计方案范文篇4

关键词：机械原理；教学改革；面向设计

中图分类号：G642.0？摇文献标志码：A文章编号：1674-9324（2013）36-0213-03

机械原理课程一直是我国机械类专业的一门重要的技术基础课，从机械类课程的体系来看，机械原理课程起着承上启下的作用。力学、机械制图和金工实习等课程使学生有了机械设计的理论基础和初步工程背景，从机械原理课程开始步入培养设计能力和创新意识阶段。因此在面向应用型人才培养的教学改革中，机械原理课程的教学改革一直处于前沿和热点的地位，起着举足轻重的作用。机械原理课程是机械系统设计和机器人技术的重要基础，与现代机械设计密切相关。显然长期以来以机构分析为主的教学模式已不能适应时代对人才培养的要求，尽管人们已经意识到这一点，但目前在机械原理课程中，存在的普遍问题是对设计能力和创新意识培养效果不够明显。

因此，通过对专业培养目标及机械类课程的分析和研究，根据机械原理课程地位、内容和特点，我们提出面向设计的机械原理教学改革的指导思想，即以机构设计为主，具有机械系统方案设计能力为目标。

一、以机构设计为中心，重构教学体系，组织教学内容

由于我国过去传统机械行业主要是以引进先进技术消化吸收为主，机械设计是以经验加经典理论分析计算的模式，因此机械原理课程一直是以机构分析为主的教学体系，它的优点是可以培养学生扎实的机构学理论基础，而忽视了对学生综合设计能力和创新意识的培养。突出问题是学生到了机械系统设计课程及毕业设计时还不具备应有的机构设计能力，21世纪已进入技术创新的时代，现代机械设计需要的是设计和创新能力。过去机械原理课程体系的弊端在近年来应用型人才培养中日显突出。为此，机械原理课程以机构分析为基础，机构设计为主来构建教学体系和组织教学内容。

围绕机构设计展开教学。机械原理课程的重点内容是各种常用机构的设计及应用，以机构设计为中心组织教学内容，对于典型机构，加强机构特性、应用特点讲解，重点讲解机构的组成、演化变异，培养学生的分析问题和创新思维能力。减少和理论力学重合的分析部分内容，系统讲解机构的运动分析和动力分析。避免过去机构设计建模时，单一强调数学方法，善于考虑实际要求和条件，学会运用工程化的建模方法，解决设计问题。机构设计有图解法和解析法，图解法在过去的工程设计中起到过重要的作用。随着计算机技术的发展，现代机械工程设计已进入建模加计算机辅助设计时期，解析法越来越得到人们的重视和认可。但图解法简便直观，有助于学生对基本概念、基本理论的理解。因此，在教学中机构设计以解析法为主，图解法主要用来进行机构分析，为设计服务。现代机械设计发展较快，机械原理课程应能反应机械设计的新成果、新技术，而课程有些内容已显陈旧、没有实际意义。我们针对机械原理课时少、内容多的矛盾，删去课程中一些陈旧、过时的内容，如对连杆机构设计的图解法，删去实验法和图谱法，保留实用的、对机构分析有用的内容。对新成果和新技术的讲解，采用介绍性的方法，让学生了解所学知识的发展前沿，开阔视野、培养学习兴趣和创新意识。

在课堂中适时引入现代设计的技术和方法，使教学改革跟上发展的步伐。现代工程技术中已有多种对机械系统进行计算机辅助设计的方法，解析法是建模加计算机辅助设计。一般课堂教学中，解析法一般讲到建模，学生对解析法的学习处于方法原理阶段。在教学中通过典型机构例子演示编程及工程软件的应用。如在曲柄连杆机构教学中，用解析法建模后，演示用matlab编程，输出构件的运动和动力学分析曲线，向学生讲解机构设计过程。引入动力学分析软件（ADAMS），采用交互式的图形环境，创建参数化的机构模型，再对模型进行运动学和动力学仿真分析。机构设计通过教师快速建模、生动的动画及分析图形的输出，使学生进一步理解机构动态参数化设计过程，认识工程新技术的应用，提高学习的兴趣，增强设计能力。

二、培养工程意识和系统观念

机械原理课程使学生开始接触专业及机械设计类问题，对培养工程意识和系统观念至关重要。

机械原理课程机构内容部分，各章是一种不同的、独立的机构。在课程中，机构是由线段和符号构成的平面图形、机构分析和设计多为数理计算，内容是孤立的、静止的。由于学生又缺乏实践知识和工程背景，学习起来感觉枯燥，机械原理课程一直以来被认为是难学的课程。机构来源于机械，因此，我们在教学中采用从机械系统入手，提取和分析常用机构，进而设计机构的教学思路。在每种机构的讲解前，先搜集并放映一些典型机构系统的动画实例，使学生先了解该种机构在机械系统中的位置和作用，进行机构分析时，单一、静止和孤立的机构变为机械系统中动态的机构，通过机械系统学习机构，了解机构的工作原理、作用，不但有助于分析理解机构，重要的是认识了系统中的机构。再进入机构设计环节时，学生容易用动态开放的思维、系统的观念进行思考，有利于培养学生机构运动方案设计能力。另外在教学中，尽可能多的引进相关的工程实例，介绍机构的应用，开阔视野。同时启发学生到生活中找机构应用实例和需要设计或改进的小课题，通过讨论课、小作业等形式，从多环节培养学生工程意识。

三、合理安排实践教学，培养工程实践能力

实践教学是培养学生工程设计能力的重要环节。机械原理课程由理论教学、实验教学和课程设计三部分构成。应注意机械原理教学中理论教学与实践教学的关系，合理安排实践教学。

实验教学是培养学生动手能力和工程实践能力的重要环节，还有助于形象思维能力的培养。以前实验课时间由实验老师安排，没有注意实验的时效性，实验应该与理论课同步进行，才能保证教学效果。例如：机构运动简图绘制是难点内容，“机构的测绘和分析实验”应尽量安排在课后尽快进行，学生是刚开始接触这门课程，及时配合实验，对教学能起到事半功倍的作用。机械原理课程设计是培养学生设计能力的重要环节，内容主要有机构运动方案的选择和设计计算，要求用解析法完成。机构运动方案设计最能体现灵活性和创新性的关键所在。过去机械原理课程设计安排在课程之后，时间较紧，学生主要时间和精力用于建模、编程等内容，一些学生对计算机编程不熟，更是草草了之。课程设计达不到培养设计和创新能力的目标。为此我们将课程设计的题目从开课就布置给学生，让学生带着问题去学，有充分的时间进行机构运动方案设计的思考，鼓励学生进行开放性思维，提出较多机构方案进行比较和选优。改革后的课程设计教学，从教和学的层面都从系统机构设计问题展开，且贯穿于整个教学过程中，有效保证了设计质量。另外，在教学过程中，鼓励学生观察实际生活和工程实践中的机构，根据教学节奏自拟课程设计题目，培养观察和发现问题的能力的同时，有效提高了学生的兴趣并激发出设计冲动和创新意识。

四、将培养创新能力贯穿教学始终

创新是设计的灵魂。在教改中将创新能力培养确定为我校机械原理课程教改的主要目标之一，着重研究创新思维方式的培养。通过分析影响大学生创新思维的教育学因素，在机械原理的教学中，将创新思维方式的培养贯穿于理论教学、实践教学整个教学环节，从教学内容、教学方法多方面改革，全方位营造创新环境，通过改变传统继承式教育模式，避免满堂灌的套路式教学，多用启发式、讨论式教学方法，激活学生的思维。将创造性思维方式贯穿于教学过程中，培养学生创新意识和发散思维能力等。运用多媒体立体化教学培养学生形象思维能力。给实践性教学环节提供足够的时间和空间，为学生营造创新环境，激发创新兴趣。鼓励学生参加机械设计竞赛，提高、彰显和检验创新能力。我校自浙江省第一届机械创新设计大赛开始参赛，且连年在大赛中获奖。近两年来，在我校学生“全国三维数字化创新设计大赛”中取得一等、二等和三等奖的好成绩。图1为2010年全国一等奖作品风火队—“大力水手”号挖掘机的虚拟样机，图2为2011年全国一等奖作品“开拓者探险车”的总体设计图。

五、小结

面向设计的机械原理的教学改革在我校已进行多年了，几年来，学生学习兴趣不断提高，学生越来越能接受新的教学模式，从学生的学习热情和考试成绩，以及连年机械设计大赛中逐年取得的好成绩，证明我校机械原理课程教学改革在培养学生的设计能力方面是有效和成功的。

参考文献：

[1]申永胜.机械原理教程[M].北京：清华大学出版社，1999.

[2]黄昌华，郭庚田，白彩勤.采用三层次培养方案进行机械原理课程教学改革[J].清华大学教学研究，1995，（01）：47-49.

[3]郭卫东.机械原理课程教学方法和手段的改革与实践[J].太原理工大学学报（社会科学版），2008，（26）：56-59.

机械创新设计方案范文篇5

关键词机械基础课程设计训练创新教学

中图分类号：G642文献标识码：A

机械基础系列课程，具有较强的理论性和实践性，在机械教学体系中起着承上启下的关键作用，其教学的创新性在新世纪机械工程创新型人才培养的环节中至关重要。如何提高学生的创新能力，如何进行相应的行之有效的创新教学改革，成为该学科的一大课题。针对知识、素质和能力三位一体的培养理念，教研室以基本理论教学的创新性为先导，特别突出工程素质、工程实践与创新能力的培养，构建了理论教学、实验教学和设计训练的新体系，进一步促进学生的自主学习、研究性和创造性学习。

实践是以理论为指导，理论在实践过程中得以验证和深化。随着教学改革的层层深入，机械基础系列课程在理论教学上充分运用多媒体和现代教育技术手段，丰富课程课堂教学素材和网络教学资源，增加立体化教学比例，建立创新教学理论，推进课堂创新教学模式，极大地调动了学生的学习积极性和自主性，为指导实践教学打下坚实的基础。同时，实践教学也改变了实验课程与设计训练的割裂局面，除了加强各自实力之外，二者有机融合，达到了相互配合、相互促进的效果，增强了学生的动手动脑能力和主观能动性。下面介绍教学实践改革的几条措施：

1增加综合性与研究性实验和创新实验

学生的工程实践环节比较薄弱，要培养学生的动手能力和创新能力就必须依靠课程的实验环节配合。实验不能光是对书本知识的验证与演示，而应产生验证理论、提高动手能力与激发创新思维的三重效果。

为此，教研室在传统的实验项目基础上增加一定量的创新与综合实验项目，如机械原理课程的JPCC平面机构组装实验、3DMC机构组合与创新实验、机械设计课程的轴系结构创意设计实验及机械传动性能综合实验等。如3DMC实验台根据创造性思维原理和机构组成原理设计，是二十一世纪新一代综合性智能化实验测试设备。学生通过机械原理、机械设计和机械创新设计学习所萌发的创造性思维可以从本实验台上得以实现。实验台既有组成机构的低副杆组、高副杆组及组成这些杆组的各构件、机架和其他辅助连接件等，也有机械传动等内容，可拼装连杆机构、齿轮机构、凸轮机构、间歇运动机构、带传动、链传动、蜗轮蜗杆传动以及由它们组合成的性能各异、平面的、空间的机械传动系统，培养了学生机械传动方案的设计能力。实验台可以测试原动件和执行构件以及中间任意构件的位移、速度、加速度。无论构件是转动还是移动，计算机都能准确地反应这些机构的参数，对已知机构的运动参数进行验证分析；也可测试创新机构的运动参数，为动力学分析提供依据。

学生在实验过程中，将课堂知识与自身的判断、联想、动手能力结合起来。通过对实验题目的分析、实验方案的构思和优化、对实验设备的拆装、实验过程成与败的反复，不断提高学生分析问题、解决问题的能力，提高学生理论与实践相结合的基本素质，真正发现理论与实践的不可分离性，理论在实践中得以验证、延伸与创新。

2改变课程设计模式，增加设计内容的创新性

机械基础设计训练主要包括相关课程设计及机械设计创新活动。课程设计是课程体系中的一个重要实践环节，传统的课程设计模式和设计内容已经不能满足现代人才培养的需要，为此教研室对课程设计进行了相应的改革。如机械原理课程设计由原来的利用图解法或解析法进行机构的运动分析变成了机械系统的运动方案设计。课程设计任务可在理论课结束进行，也可在理论课上到一定程度时与理论课并行。提前布置任务，学生就可提前入手，调研资料。这样就可带着问题设计，不懂的内容可通过网络查询或到书本上提前自学，或在老师讲课的时候有针对性地去学，从而获得更深刻的理解。课程设计本着学生为主、教师为辅的思想，激发学生的主观能动性，实际上是对学生将来成为一名工程技术人员的提前演练。设计内容灵活化，可由教师给出，也可由学生自定，自定时就又增加了相关的很多调研工作，增加了对更多设计内容的了解。机械系统运动方案的设计一般分组进行，同学们既群策群力，又有自己的独特之处，大大提高了学生的综合素质和创新能力。又如机械设计的课程设计模式发生转变，由减速器传统设计模式变为CAD编程，既让学生了解现代设计理论，又提高了计算机编程水平。计算机仿真软件也运用到课程设计环节中，便于学生在设计中完成虚拟样机的制作等。

3开展创新型实验开发与创新设计活动，促使实验与设计训练的有机融合

将实验装置作为课程设计或创新设计的载体，也成为教研室课程改革的一项内容。课程设计或创新设计在实验室进行，如利用3DMC组合与创新实验成部分同学的课程设计，学生通过机械原理、机械设计和机械创新设计学习所萌发的创造性思维可以从实验台上得以实现。各种基本机构的性能是有局限性的，对基本机构创新也是困难的，而将多个基本机构联合起来组成一种组合机构来使用，往往能较好地满足人们对运动形式、运动规律和机械性能的要求。实践中已产生和创造发明了多种实用的组合机构，实验台可提供大量的组合机构供拼装，从中可以很好地认识组合机构的多种性能，为今后的创新和工程设计打下良好基础。课程设计内容可通过“黑箱”的形式给出机构的功能要求，作为机构创新设计题目，同学们仔细研究机构的功能要求，将总功能分解为各子功能，选择确定各子功能的功能元解，完成机构的功能设计。所解方案灵活多样，要能满足题目要求，同时展开积极的交流与方案对比，促进学习提高。同学们也可自行拟定题目，但涉及的构（零）件应在实验台配置范围内。在题目自行设计过程中，不断研究，不断发现问题，并进一步开发出新的创新性实验，完成了实验内容的积累工作，使设计与实验良好地融合起来。

为了激励学生创新设计的热情，教研室开展了机械创新设计活动。好的作品可参加机械创新设计比赛，以便设计成果的验证，促进技术交流。这给学生又一提高自我、展示自我的平台。创新设计同样可在实验室进行，部分实验开放，学生可自主选择实验内容，可以是创新科技小制作，甚至是小型科学研究。自主安排设计步骤，在教师指导下独立完成，至今已有同学的作品在省机械设计创新竞赛中获奖。

4结论

课程实验与设计训练的改革，为机械基础课程理论与实践的结合搭建了更多的平台，将创新的触角延伸到多自由度的空间。实验与设计理念、模式的变化以及内容的完善补充，特别是二者的有机融合，大大提高了学生的学习积极性和责任感，进一步培养了创新设计能力，对将来学生走上工作岗位，独立从事科学研究非常有利，也大大提高了教学效果。

参考文献

[1]强建国.改革实践教学，培养学生综合能力.兰州理工大学学报,2007(5).

机械创新设计方案范文1篇6

关键词：机械基础；实践教学体系；构建与实施；综合实践；创新能力

机械基础实践教学体系是针对工科机械类、近机类专业开设的相关实验实训项目，主要对学生在机械工程基础方面进行综合性很强的基本实验、技能训练和综合实践，重点培养机械工程类学生的基本职业素养和基础能力。中国制造2025对机械制造业人才提出新的要求，要求员工不再是简单的操作工，必须有较强的综合实践能力、分析问题解决问题能力和一定的创新能力。因此，必须对原有的实践教学系统进行重构，建立符合先进制造业要求的，集工程素养、创新能力、综合实践能力培养为一体的基础性实践教学体系。

1教学体系重构的基本思路

传统的机械基础课程主要包括“机械制图与CAD绘图”“工程力学”“机械设计基础”“机械制造技术”“技术测量”等系列课程，其传统对应的实验项目和内容主要是认知或验证类，设计型、创新型的实验几乎没有，教学体系的设置无法适应新形势对人才综合素质的要求，学生的创新能力无法得到有效培养。通过教学体系的整合，加大了创新设计类实验和先进制造技术实训项目的比例，重点培养学生的实践能力和创新能力。通过学校的校企合作办学平台，依托政府、行业协会和企业，多渠道、多种方式共同培养学生的工程综合实践能力和创新创业能力。

2实践教学体系构建的主要内容

以原有传统的机械基础实验室和实训中心为基础，重新构建了由“机械基础实验中心、技能训练中心和综合实践及创新训基地”二中心一基地共6个平台、15个模块组成的新型实践教学平台，如图1所示。该平台是分层次、模块化的教学体系，包含了多个实践模块，可以满足不同层次、不同专业学生的需求，有利于提高实践训练水平，培养学生的工程意识、实践能力和创新能力

2.1基础实验中心

主要培养学生的工程素养和分析问题的能力，同时注重培养学生的创新设计能力，在实践教学课程的设置上加强机械基础系列课程之间的联系。在保留原有开设的机械制图、机械结构认识与实验、制造工艺认识与等传统实验项目基础上，增设了机械创新设计展示室、机械创新设计实验室、以三维实体造型创新设计为载体的三维设计实验室、CAD/CAM实验室等。引入企业生产中的实际案例，按照基本的认知规律，按机械构造认知机械零件识读与绘图机械构造分析机械零件的选用与设计机械创新设计等顺序依次进行机械的引导认知、基础实验、综合实验和创新设计，将多门机械基础类课程的实验教学环节融为一体，形成完整的机械基础课程实验教学体系[2]，同时培养了学生的职业素养和创新意识。

2.2技能实训中心

为适应科技发展的新要求，在培养学生具有一定的工程实践能力基础上，还必须培养学生掌握一定先进制造业技术，因此增加了现代制造技术技能操作及综合性的实训项目。在原有的机械零部件拆装与测绘实训、材料成形实训、常规机械加工实训的基础上，增设了先进加工技术的相关实践项目，如：数控车工实训、数控铣工实训、数控加工中心机床操作、三维数字化测量、逆向工程实训、特种加工实训等实训模块，根据专业的不同，老师可选择其中若干个模块进行教学。通过先进制造技术的多项技能训练，学生可对先进制造工艺有一个基本认识，初步掌握现代制造业的基本技能。

2.3综合实践及创新基地

依托学校的校企合作办学平台，创新地方政府支持引导、科技园区介入、学校和企业主体参与的合作育人、合作就业的人才培养模式，通过校企合作办学、产学研合作等方式，探索“校中厂”“厂中校”等多元主体共建实践教学基地的有效形式，将企业实际生产中的典型案例引入到课堂的教学当中，拓宽知识面，增加课堂信息量，培养学生的工程综合素养和创新创业能力，如图2所示为福州职业技术学院政校企合作办学的框架图。引导学生参加创新设计协会、机械加工、机械维修等专业协会和专业社团，通过这些协会和社团为学生提供创新设计平台和综合技能训练。

3实践教学体系的组织实施

3.1基础实验环节主要是培养学生专业基本素养和基本实验能力

这一环节主要是通过各类基础实验、课程综合设计等教学，培养学生掌握机械工程技术人员应具备的基本知识和技能。教学过程中可引入企业生产中典型案例，通过常用或通用的零部件的分析和设计来提高学生的综合实践能力和创新设计能力。例如传统的机械设计实验室主要配置有：各种机械传动机构的组成展示柜、常用通用零件结构的展示柜、各类齿轮减速器和蜗杆蜗轮减速器；相应安排的主要实验课程为：通过演示讲解使学生了解各类传动机构和机械零件的工作原理，通过拆装和测绘训练学生掌握基本的测绘方法、了解减速器的基本构造、掌握轴类零件的结构设计方法等。而新增设的机械创新设计实验室主要组成部分有：轴系结构设计实验箱、机械系统创意组合设计实训台等，可安排实施平面机构组成原理的拼装设计、轴系结构创新设计、平面机构创新与设计[3]、机构系统方案的创新与设计、典型机构的拼装与设计等实训项目，学生可以自行设计组合各种传动方案，如：由电机、V带、十字万向节、蜗轮蜗杆、槽轮机构组合的传动机构；电机、V带、圆锥齿轮、九级变速器、联轴器、链、槽轮机构组合的传动机构；手轮、联轴器、链、槽轮机构组合的传动；等等。通过实验，培养学生的机构创意组合设计能力，还可培养学生的工程实践能力。教学过程中可以选取企业生产中常用设备的零部件作为案例，引导学生在此基础上按用途改进或设计一个机械或者一个简单系统。教学过程可采用分组教学法，要求学生以小组为单位进行设计，将专业基础知识和创新设计融合在一起；鼓励学生自主学习和研究性学习，注重培养学生的团队合作精神和创新能力，提高学生的综合素质。

3.2技能实训环节主要是培养学生的综合实践技能

技能实训平台包括基础实训和先进制造实训2个模块。基础实训模块在传统的机械基础实训项目中增加了综合实践项目，如机械传动安装与调试实训室由多级变速箱、汽车后桥差速器、齿轮减速器、蜗轮蜗杆传动机构、多种带传动、多种链传动和多种齿轮传动等多种机械部件组成，可安排：机械零部件图及装配图识读、钳工基本操作技能实训、多级变速箱的装配与调整、汽车后桥差速器的装配与调整、机械传动的安装与调整、机械系统运行与调整等实训项目。通过实训培养学生的机械识图、常用工具和量具的选择及使用、机械零部件和机构工艺与调整、装配质量检验等综合能力。在实训项目安排中，既可将各部件作为独立的模块进行训练，也可将各部件组成综合的机械系统进行训练。如：多级变速箱，主要由箱体、齿轮、花键轴、卡簧、键、深沟球轴承、端盖、手动换档机构等组成，可完成多级变速箱的装配工艺及精度检测实训。先进制造平台包括：数控加工、三维数字化测量和特种加工实训模块，可根据不同的专业特点选择实训的模块，实训内容可引入企业的真实工作任务作为教学案例，把职业资格标准的内容融入到实训教学内容，聘请企业技术人员担任实训指导教师，并鼓励学生参加各类技能竞赛。技能实训平台相关实验室除了完成正常实验实训计划外，业余时间可向学生开放，鼓励学生到实训场所参加专业实践活动。

3.3综合实训环节主要是培养学生的综合实践能力

通过社团协会、校企合作平台训练学生的综合实践能力。鼓励学生积极参加专业社团，如“数控加工”“产品结构与三维设计”“机械创新设计”等兴趣社团，邀请企业技术人员参与社团活动的指导，同时结合全国或全省的机械创新竞赛的项目开展活动。通过组织社团活动，增强了学生的团队合作意识，培养了学生的实际操作能力、创新和分析问题解决问题的能力。通过校企合作平台开展各种形式的合作办学。与福建省机床工具行业协会、武汉华中数控股份有限公司等企业合作办学，开展数控加工与机床维修的实践项目；同时利用这一平台，师生共同参与企业的技术服务和科研等工作，使学生具备一定的技术开发和科研能力。与福州莱博特科学仪器有限公司校企共建三维数字化测量与逆向工程实训平台，共同开展培训、技术服务和科研工作，为校内实训创建真实的岗位训练、职场氛围和企业文化；与福州市科技局、集力众创企业咨询公司联合成立了“联合众创空间”，该平台是福州市科技局资助设立的万众创新综合服务平台，也是科技项目前期孵化的基地，为学生在机械制造、机器人、3D打印方面提供了咨询服务，引导学生参与企业的产品设计开发工作，并为学生提供了创新创业空间。

机械创新设计方案范文1篇7

关键词：机械设计；自动化技术；应用

自动化技术在机械设计领域的应用时大势所趋，二者的结合能够提升机械设计及制造水平。自动化技术在机械设计中的应用能够提升设计效率、工作质量，同时有利于节约资源成本和改善机械使用情况。基于以上，本文简要探讨了机械设计中自动化技术的具体应用。

一、自动化技术在机械设计中应用的必要性分析

机械设计指的是在了解机械加工设备材料、原理及形状尺寸等信息的基础上，对信息进行构思、分析和计算的整个过程和设计成果，其是机械制造的重要依据，直接关系到机械制造水平。自动化技术在机械设计中的应用是十分必要的，具体体现在以下几个方面：

（一）提升工作质量

自动化技术能够提升机械设计的精准性与高效性，从而提升机械生产工作质量。具体来说，自动化技术能够实现机械设计中的测量指标和评价指标的定量化处理，转变为定量指标，有效降低误差。此外，在传统机械设计及制造中，人工操作不仅容易产生误差，还容易出现安全事故，自动化技术的应用则能够有效解决这个问题，有效控制相关参数，降低人工失误率。

（二）约资源成本

传统机械设计属于粗放式设计，资源浪费问题严重，自动化技术的应用则能够提升机械设计的精细化水平，提升资源利用效率，改善材料适应性，这对于降低资源损耗，节约资源成本等方面有着重要的作用。

（三）改善机械使用情况

自动化技术在机械设计中的应用能够实时监控机械运行数据，通过数据分析和整合来开展机械维护工作，通过对数据的监控和分析还能够及时发现机械设备生产中出现的问题，通过数字化比对来为工作人员对设备的维护判断提供依据，改善机械使用情况，保证机械处于优良的工作状态。

二、自动化技术在机械设计中的具体应用

（一）集成系统的应用

集成系统指的是计算机综合设计制造系统，其在机械设计中有着重要的应用，不仅能够缩短研发周期，还能够剔除重复设计环节，从而避免资源浪费。在集成系统出现和应用前，机械设计也应用了测试技术、质控软件及辅助设计软件等计算机辅助技术，这些技术大多独立开来，而集成系统的应用则能够将独立的计算机辅助设计技术集成到一个系统中，通过创建信息共享平台和数据模型来协调各个独立的计算机辅助设计技术，有效提升了机械设计效率。集成系统以电子信息技术和管理理论为基础，利用计算机技术、传感器技术等整合机械设计中的物质、信息及参量，形成统一的机械设计系统。

（二）计算机综合机械制造技术系统的应用

计算机综合机械制造技术系统在机械设计领域中也有着重要的应用，在这一技术系统出现之前，我国机械设计领域中的计算机辅助技术已经形成了一定规模，包含产品设计、流程规划、参数测试及质量控制等众多环节，但各个环节相互独立，难以形成稳定的联系和配合关系。而计算机综合机械制造技术系统的出现和应用则打破了传统机械设计的局限性，有机整合各个环节，在应用层次上相互协调，对于提升机械设计效率及产品质量有着重要的作用。

（三）自动化检测技术的应用

自动化检测技术是自动化技术的重要组成部分，其主要原理是传感器与传统仪器设备的结合，对于机械设计来说，提升产品质量和产品合格率至关重要，自动化检测技术在机械设计中的应用能够实现机械设备自行检测，打破了人工检测的局限性，不仅提升了检测效率，还保证了检测的精准性。当前广泛应用的自动化监测系统就以自动检测技术为核心，其包含传感器、信号调节、数据处理及结果输出等众多模块，搭载智能芯片，保证了检测的可靠性和及时性。

（四）自动化体系的应用

自动化体系以三维平台为基础，在复杂机械系统创新设计中有着重要的应用，通过计算机化方法获取适用于复杂机械系统的创新性设计方案，能够实现机械设计三维虚拟样机装配及仿真的自动化建模，有着创新性和快速性的特点。

在概念设计阶段，系统能够提供就设计规则的设计方法和改良功能分解重组的设计方法，两种计算机辅助设计方法以符号方案形式给出创新设计方案，并对设计方案自动化分解为基本机构及基本机构的连接关系。以运动分析方法进行基本结构的分析，得出各个构件平面运动数据，采用面向对象技术，基于三维平台进行二次开发，利用数据库驱动及参数控制等手段来驱动三维造型设计，实现快速虚拟建模，从而提升产品设计及开发速度。

为了保证产品的运动刚度和工业美学要求，以基本机构占据空间为基础，分析各个基本机构之间的联系，利用最有布局算法确定基本机构空间位置，以此来保证复杂的机械系统占据最小的空间。以运动分析数据和布局结果为依据，利用“后台预置”装配方法将三维虚拟模型放置到布局空间中，实现设计符号方案与二维虚拟样机的对应。自动化生成符号方案，并进行虚拟仿真，实现产品方案概念设计阶段的价值评价向虚拟样机阶段定量行为评价的转换，以评价结果为基础，快速遴选最优设计方案，在提升机械设计效率的同时提升产品的创新性。

三、结论

自动化技术在机械设计领域中的应用至关重要，对于我国机械设计来说，应当积极提升自动化技术的应用水平，同时加快自动化技术的普及，以此来促进机械自动化的进一步发展。

参考文献：

[1]何楠.机械设计制造及其自动化中计算机技术的应用分析[J].山东工业技术，2016，07：148\149.

[2]祖文明.自动化技术在机械设计中的应用[J].现代制造技术与装备，2016，07：164+166.

[3]周方兴.浅谈机械设计中的自动化技术[J].中国新技术新产品，2015，09：4.

机械创新设计方案范文篇8

一、机械类专业实验室的创新背景及现状

1、实验设备仍比较短缺,缺乏全面系统的实验训练就满足实验的教学需要来说,目前众多的实验室与国内一流水平高校的差距仍将长期存在。实验设备的局限性导致动手训练的机会不够充分。许多的实验都纯粹以教学教材涉及的理论和知识中的基本要求来配置,此类实验皆属于验证性的实验。对学习者的分析思考、发散思维没有直接性的启发。传统的实验室不利于学习者创造性思维的培养。

2、过分强调理论知识,实验效率低下许多时候过于强调课本上的理论知识,忽视了实验室的工作效率。例如,在温度传感器的实验中,用万用表测出的数据以手工做出记录,组织和效率明显不高,因此没有达到现代数字化处理模式的要求和水平。检测技术、单片机等的实验室应相应地进行创新探索。

3、实验种类单一,缺少综合型的知识实践目前中多的实验室中,虽然有一定数量的配套实验设备,但设备的配套上仍存在一定的局限性,导致实验的内容、种类单一,不利于灵活地应用机械设计的知识与要求,也不能有效率地综合运用知识。在冲击相关试验中,缺乏相应接口,不能与单片机实现相连。二、实验室创新的预期目标机械类专业之实验室创新应针对以上的背景现状,通过有针对性的创新建设,力求较大限度地克服机械类专业实验室中原有的缺点,使实验室的实验实践与课本上的理论知识实现真正的结合从而激发出对机械知识学习的热情,从被动的实验和学习模式转为积极主动善于创新的新型学习实践模式。从实验室的操作环节入手,在掌握经典理论基础上,促进实践性知识的应用,展示出最新的设计方法,实现分析、综合、转换的数学模型和程序。与此同时,使机械原理及机械设计上的实验进行大胆的改革创新,使实验室变成受学习者欢迎的实践型基地。以实验室的改革创新为桥梁和纽带,帮助学习者提高实践动手能力,助其分析和思考问题。

三、建设创新型的机械类专业实验室之重点实验项目

在合理利用实验室的硬件资源的基础上,充分地与机械设计基础相结合,完成学习者运用独立自主创新思维和设计的过程,从而构思机械设计的传动构思,到完成成套的设计图纸,最后实现简单机械模型的制造和加工。

1、实现运动方案的组合创新实验在此类实验中,采用获得国家的专利产品:创新机构组合试验台2套,其中含有机构形式的高副杆组和低副杆组,另外还包括组成以上杆组的各种构件和机架等组件。这些设置既能够灵活方便地使曲柄滑块机构与连杆机构、凸轮机构、齿轮机构以及间歇运动机构相拼接,还能使链传动、带传动和涡轮蜗杆等的传动形成平面与空间有机交叉组合的机械传动系统和组合机构,最后与出轮齿条传动相结合,并通过带传动和连接电机令拼接的机构有效地进行运动。通过以上的创新实验,能使学习者对机构组成这一部分知识内容在理解的基础上学习与识记,通过实验培养其工程实训的动手能力,对日后的实际生产和运作也有指导作用。机构运动实验的创新体现了设计思维和综合实践设计能力的提升,按以上的操作要求进行拼接实验,并观察其运动情况,能及时准确地检验出机构运动方案的科学性与可行性。

2、对平面机构的创意组合和可视化分析的实验在平面机构的创意组合与可视化分析实验中,配备电脑4台,实验台8套,机构模型8套。利用设计和并接能够使机构传感之系统实现种类不尽相同的运动要求。与此同时,实验台的创新之处在于,在主要的构件中设置出安装传感器的具体位置,并且添加了数据处理软件和检测系统之类的配置。通过数据处理软件与检测系统,能够看到运动参数变化的系列曲线,从而了解和探索不同类别的机构运动的特定条件下的运动规律。利用速度、位移和加速度等的要素进行分析,研究运动构件的特点。最后,实验室中的其他设备也应同时跟上更新的步伐,因此要求能进行机构模型拆装、机械原理的课程设计、计算机的辅助设计和机械设计课程的设计等,是实验室真正成为搞实验和研究的重要阵地。对于参数化设计、仿真设计、工程图生成、基于特征之实体造型、工程数据与文件管理、装配造型等也可在实验室中进行。这样的实验室创新设置能进一步提高对计算机的辅助设计能力和实际应用能力,对实际的工作生产具有很大的帮助。

3、机械设计创新陈列实验展示在这个实验当中,主要展示的是近几年公开展示过的机械原理和设计、机械设计和创新等方面知识的国家和区域地优秀例子。另外还有以国外先进企业和高校的优秀展示为主要设计依据的陈列专柜,其目的在于突出地展示出不同产品的创新创造工艺、原理方案、机构创新、组合结构方案创新与外观的设计创新,以上的创新展示均采集了各种各样思考独到和设计特别的机电类模型与产品,在对应的文字和图片示例资料的配套下,能对机械类板块创新设计的主要原理和基本方法进行形象生动的介绍。这样的示例实验能对创造思维有一定的启发意义,也对机械创新的能力和创造意识有提高作用[2]。

4、轴系结构的设计实验实验室配置了具有创意组合形式的轴系结构设计的试验箱,这样能比较完整系统地概括总结出轴系方面的知识结构,一套实验箱里一般含有8类40种168个零件。如果能达到以上标准,那么实验室就能在国内同类产品的配置中达到前列的地位,因为其产品的种类比较齐全,数量也非常丰富,覆盖的知识内容也十分广泛。这样能自由地组合出30种或以上的轴系结构参考。此实验能解决诸如,在轴上,回转零件中的轴向和轴向固定,受伤的零件装拆和轴承里轴向位置的固定等问题,是机械创新设计中的打基础环节。

5、常用构建制作的加工实验在设计好的创新方案中,需要利用设计图纸来加工对应的机械零件。关于加工机方面,选择一些知名的加工机品牌,能实现组合式、多功能的加工要求,同时具备耐用安全等特点,能组合为钻床、磨床、金属车床,特别是采用数控机床。可根据用户的具体要求来配合使用。

机械创新设计方案范文篇9

结构设计作为机械设计过程中至关重要的组成部分，所完成的工作是按照的机械原理进行机械图纸的设计。变元法是由德国科学家发明的方法，主要应用于机械相关设备的结构图纸的设计，其特点是具有创新性。本文针对变元法作出了一定的修改和完善，目的是让这种方法更容易被应用和理解。变元法在机械行业及相关领域有较为广泛的应用。我们在使用变元法的完成结构设计的过程中，是以完成这种产品的基本结构为前提，再进行其他新型设计思路的研发。变元法的含义主要包含两个方面：一方面，机械结构方面，这方面的变元法主要包括七个种类；另一方面，针对这部分的变元进行改变，创新性的实现不同种类的结构设计。以下是对7个变元的阐述：

1.1数量变元

数量变元指的是研究机械设备的所有的零部件或构件的全部的外形、工作面以及生产的点、线、面等都看做是构成零部件的基本元素，对这些基本元素的数据进行修改，完成针对机械设备构件的优化的目标。例如：为了实现简化的目的，在设计铸件零件的外形时，多使用直线设计的外形轮廓。

1.2形状变元

形状变元指的是从机械的形状方面对机械结构的外形和重要轮廓、加工表面以及所使用零部件的种类和尺寸进行优化调整，进而得出多种结构的创新设计，从而对整个机械进行优化调整。机械设计过程中这类因素的创新是把机械设备的运行原理转化为设计图纸的过程。例如，火力发电厂的冷渣机，为了能够把高温炉渣以最快的速度降低温度，技术人员采用了形状变元的方法对冷渣机进行优化设计，改变原有的单腔体为多腔体，提高了降低温度速率这一难题。

1.3材料变元

零部件选取多种类型的材料一般会改变这种零件的尺寸，进而生产工艺也会相应的变化，以至于改变了整体机械的外形和构造。我们可以针对材料的改变而设计出多种类型的构造方案。

1.4位置变元

位置变元指的是按照机械设备的构造位置的改变，实现多种类型设计方案的形成。例如，在针对焊缝零部件的焊接方法时，选择焊缝的位置非常重要，当我们选择在中心轴附近时，避免了零件由于收缩造成的弯曲变形。

1.5联接变元

联接变元指的是在设计过程中应该注意元素的两个方面：一方面，我们需要确定元素联接方法的改变。例如，工作中常见的焊接、热熔连接等；另一方面，我们需要研究针对任意一种联接方式的不同类型的联接结构的创新，进而得到不同类型的方案。例如，儿童玩具在设计过程中要尽量做到安全联接，我们可以设计成卡扣联接方式，这样不容易出现小孩误食螺丝的现象。

1.6尺寸变元

尺寸变元指的是高度、宽度、直线度、弯曲度等方面的内容。技术人员在针对这些元素进行创新设计时，一般侧重于改变零件的尺寸。完成对机械系统构件完善的目的。例如，技术人员想提升粉碎机的物料目数，针对动力副在整体机构上的相对位置做出了改变，进而完成了粉碎目数的提升，效果是原来的2倍。

1.7工艺变元

设计和工艺的关系是相互衔接和相辅相成的。每种零部件的加工方法和制造工艺各不相同，各类零部件与设备的加工和制造质量、生产周期、成本和使用年限也千差万别，进而制约着设备产品的构造。按照相应产品的工艺特性，结合使用以上7类变元，按照进行根据所设计机械产品的特点,灵活地运用上述7个变元,同时设计者依据所具备的知识、经验,运用创造性思维方法,如类比、推理、归纳、模拟、想象、直觉及灵感等,可构思出很多种结构方案。

2精密仪器与精密机械结构创新的必要性

当今社会是科技高速发展的时代，测量设备和机械构造的设计理念和方式都进行着完善和提升。如何让青年人可以快速的适应企业对适应性和才能的要求，成为我们大家亟待思考的问题。因此，在进行实习设计的课程教学过程中，引入前沿的、适应企业需求的人才培养方法和相应的实习方式和装备变成了必须考虑的问题。所有的测量设备或控制装置都具有相应的适应所在系统需求的系统或构造，那么在测量设备、控制装置确定的机械结构设计需求的基础上，如何使用先进的设计思路和多种类型的机械构造构件进行优化整合，建造适应系统需求的高端机械构件，是我们当前工程设计的重要方法。根据企业对人员的需求，按照建造机械系统和构造的整个阶段，依据以往的经验，侧重对机械设计的基础内容、方式、理念的研究；注重对系统构造的探索；注重研究、分析问题的方式方法和创新水平的提升。建立一整套面向企业所需求的能够操作精密设备和高科技仪器人才的培养方式非常重要。

3结构方案的评价与优化

机械创新设计方案范文篇10

关键词：机构组合创新设计《机械设计基础》理实一体化

一、引言

高职高专课程教学改革的方向是加强实践教学环节，理论教学应与实验、实训、实习等实践环节有机地结合起来。《机械设计基础》课程是高职高专机械、机电类、近机类专业的重要专业基础课，内容主要包括机械传动系统中常用机构和通用零件的组成、工作原理、结构特点、基本的机械设计理论和计算方法。我们按照专业课“应用为目的”，利用先进的理实一体化教学方法解决了《机械设计基础》课程内容的广泛性与学时的有限性之间的矛盾，效果良好。而机构组合创新设计作为《机械设计基础》课程理实一体化教学的重要组成部分，对于提高学生的动手能力、综合分析能力和创新设计能力，有极其重要的作用。

二、机构组合创新设计基本方案

1.目的

增强学生对机械系统运动方案的整体认识，加强学生的机械工程实践背景的训练，拓宽学生的知识面，培养学生的创新意识、机械设计方法及工程实践能力；通过机构的拼接，在培养机械工程实践动手能力的同时，发现一些基本机构及机械设计中的典型问题，通过解决问题，加深学生对平面机构的组成原理和结构构成的理解，了解平面机构运动特性，掌握各种机构运动方案构成的创新设计方法。

2.设备

创新组合实验台一套，包括组成机构的各种运动副、构件、动力源及一套实验工具。设备名称：HKZB-Ⅲ机构组合创新实验台。

3.教学内容

（1）自拟机构运动方案或选择实验指导书中提供的机构运动方案作为拼接实验内容。

（2）将拟定的机构运动方案根据机构组成原理按杆组构成方法进行正确拆装，并用机构运动简图来表示。

（3）拼装机构运动方案，并记录由实验得到的机构运动学尺寸，创新组合设计机构。

三、理实一体化教学方案

采用理实一体化教学模式的目的是提高职业教育的教学效率，主要内涵包括：知识、理论、实践一体化，教、学、做一体化；内容、时间、地点的一体化，体现为理论课和实践课授课地点合一，基础理论贯穿于实践环节，以及多媒体、实物、实验、实训、社会调查等多种教学方式的统一。在教学效果上增强学生的感性认识，提高学生的思维能力和创造能力，调动学生的学习积极性，激发学生的求知欲。

四、机构组合创新设计是机械设计基础理实一体化教学的具体体现

“设计”从某种意义上讲就是一种“创新”。没有“创新”的设计只能是模仿别人的一种陈旧的设计，只有创新设计才有可能超越过去，创造未来。《机械设计基础》是培养学生从方案选择、系统设计、机构分析、机构设计到机械零部件设计的一门设计性很强的专业技术基础课，对学生后续专业课的学习及今后的工作关系重大，是专业核心课程。在教学内容中应加强机构选型及机构创新设计的基础知识学习，重点讲授机构创造演化的基本方法，以及组合机构形成的基本原理和组合机构的类型等，自始至终都应注意培养学生的创新设计能力。

高职教育是基于生产过程职教方法的推广，理实一体化教学模式使实践教学处于更加重要的地位，使机械设计基础课的实践教学从过去教师演示讲解的教学方式逐步转向在教师的指导下学生亲自动手做，这样不但能增强学生对机械的感性认识，而且能使学生对机械设计概念的理解更加透彻，发展学生在理论联系实际中的创新思维，培养学生运用实验方法研究机械的能力，提高学生的动手能力和解决问题的能力，弥补高职学生理论基础差的不足。

机构组合创新设计内容以培养学生的创新设计能力和独立工作能力为主，强调机械系统运动方案的确定，使学生把学到的各自成章、彼此独立的各种基本机构根据应用场合和设计要求合理地运用组合到具体设计中，达到培养学生从整体角度综合考虑设计问题的能力的目的。例如在讲四杆机构的组合使用时，我们以蒸汽机机构为例，先讲解图1所示的蒸汽机机构运动简图，1-2-3-8组成曲柄滑块机构，8-1-4-5组成曲柄摇杆机构，5-6-7-8组成摇杆滑块机构。曲柄摇杆机构与摇杆滑块机构串联组合。滑块3、7作往复运动并有急回特性。如果适当选取机构运动学尺寸，可使两滑块之间的相对运动满足协调配合的工作要求。然后要求学生通过该蒸汽机的机构运动简图完成图2所示的“蒸汽机机构拼接”，把生硬的理论知识变成活生生的实物机械运动系统，使学生进一步熟悉机械零件的使用。

当然，在完成图2所示的“蒸汽机机构拼接”后，接上动力装置，让它运动，通过运动，检验运动的协调性，调节机构各构件的尺寸，验证和修改图1蒸汽机机构运动简图，加深学生对图1蒸汽机机构运动简图的理解。因此，机构组合创新设计可以使学生将所学习的知识进行综合归纳，学会将各类机构进行组合设计，既能巩固和应用所学过的基础理论知识，使学生掌握运动方案设计的初步方法，更能进一步提高学生利用技术资料和实物模型进行运算和绘图的能力。

五、结语

在《机械设计基础》课程的理实一体化教学实践中，我们感觉开发、培养和训练学生的创新思维变得越来越重要，机构组合创新设计可以使教学变得更加生动，更富有启发性，不仅有利于学生对基础理论知识的理解和掌握，而且可以提高学生分析问题、解决问题的能力，调动学生学习的主动性、自学性。高职学生普遍理论基础差，但兴趣广泛，探求新知识的好奇心强，思维不受条件的约束，蕴藏着巨大的创新潜力，关键是教育者要为他们营造宽松和谐的教学环境，启发和调动他们的学习热情和创造性，机构组合创新设计将课堂教学、创新理论和实践训练合理结合起来，是理实一体化教学模式的完美体现，学生能更好地发挥想象力和创造力，为成为技能型应用人才，适应就业岗位的需要，更好地服务于社会奠定基础。

参考文献：

机械创新设计方案范文篇11

关键词：机械工程设计；创新思维；应用

创新设计思维在机械工程设计中的作用是相当重要的，相似性思维是创新思维发展过程中的必然阶段，相似性思维在创新思维的发展过程中是不可或缺的，科研中对事物主要进行的是相似性分类，然而在工程机械产品中主要采用的科学分类方法是模块化分类，因此为了能够有效的生产工程机械产品就要在设计的过程中融入创新思维。

1.机械工程设计的发展

1.1.传统机械工程设计

经过上百年的积淀，机械工程设计发展目前已经比较完善，机械工程设计也在不断的进步中，早期的机械工程设计受到各种条件限制，如：经济发展水平和生产条件的限制，严重阻碍了机械设计的持续前进。即便实践经验丰富的工程技术人员，在设计过程中能够节省大量的时间，但还是无法摆脱传统设计理念的影响，犯错误仍然难以避免。因此，早期的机械工程设计仍然经历了比较长的过渡期，而且也限制了生产价值的创造。

在机械工程设计的理念中，传统的机械设计操作过程比较复杂，执行难度比较大。首先设置专门的市场调查人员，在目标产品的调查过程中使用各种有效的手段，根据实际的调查结果对市场需求进行预测，采取合适的手段对工程设计存在的问题进行分析和整理。而且对于存在的问题进行整理，然后进行全面的分析，提出具体的解决方案和设计方案。最后，所有的成员一起进行汇总、评价和分析，从而得出结论，然后制定计划来完成整体的设计。在整个设计过程中，市场调研，模型框架，讨论和测试都是密切联系的，在这一系列的过程中，没有精确的信息数据和具体的参考的实例，因此，传统设计存在较高的危险系数。

1.2.现代机械工程设计

机械工程设计本身就是具有创造价值和创造力的工作过程。如今，现代工业具有惊人的发展速度，科学技术也得到了迅速的发展，人们的生活质量也得到了了显著的改善，各种企事业单位的人才都被重用，尤其是重视他们的创造力和主动性，占据了社会的主导地位。而且人在机械设计领域发挥着举足轻重的作用，是机械工程设计的中坚力量，他们通常利用最先进的科技成果，挖掘人的潜力，有效的利用创新思维，与此同时先进的科学技术在机械设计中得到了广泛的应用，主要有设计技术，设计工具，计算技术，甚至在机械工程设计与制造当中运用最新的材料等。从而把设计人员的创造活力和热情有效的进行激发，从而改变了单调而枯燥的机械设计过程，使他们突破设计领域的限制，更多的新产品被开发出来，从而能够创造更多的财富。

2.创新思维在设计过程中的运用

2.1.智力思维法

由于受灵感或潜意识流的作用，新的创意才会被激发，并组织5至10人的专家组进行会议讨论，会议通常持续了一个小时，专家们将对同一个课题进行公开讨论，发表自己的意见，专家之间的交流可以产生新的灵感，从而彼此之间互相借鉴，丰富各自的头脑，再加上各种各样的想法来制定更多的方案，从而能够引发出更多具有创新性的方案。这种模式的会议主要是为了在短时间内去对专业问题和项目进行探索。

2.2.组合创新法

组合创新法主要包含两中不同的方法，一个是模块组合的方法是将工程系统中具有相似性的功能进行全面的分析和系统分类，划分出基本的功能单元，并将相对独立的层次进行归类，然后把它们设计成其他的“模块”，从而使其具有规范性和标准性。用户只需要购买需要更换模块对他们的设备进行升级，避免了购买新机的麻烦和资金支出。另外的方法就是形态矩阵法，根据影响因素将复杂的问题进行分解，也就是目标标记。将参照因素利用图解法来进行合理的安排，将各个参照量可能存在的基准值清晰的列出来，从而形成矩阵形态图表，最终形成各种可能的状态组合，这种方法可以绘制出各种设计方案，并且在大型机械设计中进行运用。

2.3.联想类比法

联想类比法主要包含三种方法，首先是相似类比法，在工程技术中合理的将各个组件进行合理的划分，其中主要包括类似的结构，类似的过程和类似的功能等，从而形成一个合理的分类体系。同时在进一步分析的基础上进行深层的分解，根据层次进行的水平划分，根据本单位的客观需要进行综合分析，最后进行总体的整合和优化分类，并将新的技术引进来，最终形成全新设计流程。例如，根据齿轮啮合传动的原理对同步齿形带传动的设计进行类比。有时候，人或动物的行为也是机械设计的类比依据，从而能够形成全新的结构和设计。例如，蟹爪加载机制的设计原理就是依据蟹钳的工作原理。第二种方法就是仿生法，例如，仿生机器人的设计。第三种是移植法，例如，物理上的激光技术、电火花技术就是激光切割机、电火花成型机设计的依据。

2.4.相似性分类

创新研究的第一步就根据事物的相似性进行科学分类。在工程技术中，按层次找出相似的单元对结构相似、功能相似、运动相似的系统或组件进行合理分析，同时对分类进行进一步的分析和分解，最后在做出优化和整合，新技术的融合要根据有关单位的客观需求，同时进行分类与整合，运用新技术创造出新事物。

综上所述，创新是任何行业发展过程中必然要经历的，机械工程设计的不断创新，能够改善机械产品的性能，而且企业的市场竞争力也可以得到显著的提高，因此企业就能获得更多的经济效益。创新思维是创新设计的基础，丰富的知识和经验是创新思维的基础，在创新设计方面，创新的思维并不是将所有的想法都列入其中，丰富的理论基础是创新思维的出现必然要求。

参考文献：

[1]万耀青，阮玉湘.机电工程现代设计方法[M].北京：北京理工大学出版社，2011.

机械创新设计方案范文

关键词：项目制教学；课程改革；创新

一、概述

多年来，机械专业为我国工程技术的发展及其应用的普及培养了大批人才。但是培养质量不尽如人意，学校缺乏根据市场和产业发展的实际需要定制人才的培养体系，不能及时调整培养计划和合理调配教学资源，培养出来的人才往往具有较完整的专业知识体系，但缺乏实际训练，实践动手能力较弱；另一方面教材更新慢，内容陈旧，难以反映最新技术的发展前沿；课程设置不合理，这些因素使得学生在校学到的是较为陈旧的知识和落后的技术，不能满足社会和产业发展的需要[1，2]。

针对《机械基础》课程教学人才培养过程中所暴露出的众多问题和弊端，结合多年来《机械基础》教学、课程设计、实习工作及指导学生参加全国各项创新大赛的经验，提出“作品+项目+导师”培养方案。该模式能够充分发挥机电工程学院和校工程实践中心各自的优势进行合作办学，通过本创新教学模式的实施，高校可以根据企业用人需求，特别是服务于复合型创新人才要求，有针对性地培养人才，实行定单式培养。该方案增强了人才培养的适应性和实用性，构筑高校、学生和企业获利的共赢平台，从而实现人才培养和社会需求的无缝对接。

二、新型创新模式培养方案

1.一条培养主线。以机械创新项目作品为主线，引领《机械基础》系列课程的教改实施，从第二学期起至第六学期止，做到案例教学的不断线，从第二学期起对机械类学生布置创新机械作品任务，教学内容、教学计划及培养方案必须满足学生完成一个完整的机械作品为目标进行设置。从第二学期起，学生在学习生活等各项活动中有意识地进行观察、思考、探索、积累，并在导师的指导下，确定自己的作品内容。通过有针对性的培养计划的支撑和有侧重点的课堂学习、资料查询、课外自学、金工实习、课外科技活动、工程实践中心创新实践平台等环节，学生可在三年时间内逐步进行、逐步修改并逐步完善和完成自己的作品，第六学期安排“机械综合创新课程设计”，形式上可不集中，全面检验本教改方案的改革效果，在设计中学生需完成三年来积累的构思的独创作品，并与机械创新大赛时间衔接。

2.两个教学调整。本方案的创建首先涉及到教学内容、教学计划两个方面的调整，要保证本教学模式的顺利实施，原有的教学内容和培养计划必须进行调整；将课程进行合理调配，学校部门间的互动，包括教务处、学院以及专业教研室等各级部门的通力合作，使教学内容和教学计划达到新型培养模式的要求。

3.三个软件平台。要实现现代化的社会需求，一些传统的逐渐被淘汰的工程方法在教学计划和实施中将逐步缩减，代之当前流行的通用的学生设计机械作品必须用到的软件：SolidWork、Ansys、Materlaber平台，用此类软件学生可快速进行作品仿真、结构设计修改、关键结构的运动学和动力学分析等。

4.四项改革措施。要确保本改革方案的顺利实施，必须辅以必要的改革，将进行四项改革措施：教学内容改革、教学方法改革、考试模式改革和课程设计改革。

5.突出两个特色。一是人才培养的实践性特色。利用校工程实践中心自身的优势，整合工程实践教学中心金工实习教学资源与机电工程学院相关专业工程化实验设备、校内实习设备资源，形成工程化离散制造实体平台，整合数字化三维CAD、CAPP、CAM、PDM等先进制造技术软件，形成数字化设计制造虚拟公共平台，两者融合形成工程教育与实践公共平台的建设思路，该平台可为本教改方案提供有力的支持。二是人才培养的实战型特色。我校机械类学生多次参加全国机械创新大赛、全国挑战杯大赛等活动，在全国性的竞赛性舞台上充分展现了自身的实力，并多次获得全国机械创新大赛、全国挑战杯大赛的一等奖和二等奖，本改革方案的实施将平时积累的机械创新作品通过大赛的检验，更加促进学生在实战中锻炼和发挥学生的创新精神，使学生得到实战的锤炼和完善。

6.重在导师引导制。本教改方案是机械类学生创新性教育的一个重要环节。为了抓好这个环节，采用“导师制”，即每名学生拥有一名导师，导师在专业介绍、项目的遴选、作品的选定、基础课程的安排、课外科技活动的开展以及作品设计的全过程对学生予以具体指导，使得方案的实施切实得以保障。

通过本教改方案的实施，将打破传统课程的界限、学习理念的束缚以及设计场所和设计时间等限制，以创新作品为主线，以机械创新项目为核心，以计算机三维设计和仿真为主要工具，以工程实践中心为实践平台，以大学生机械创新设计大赛、挑战杯大赛及三维数字化大赛为背景依托，将分散的知识点与机械系统有机地联系起来，将孤立的、验证性的、模仿性的设计与独创性的、综合性的、创新性的跨过时间和课程界限的机械创新作品设计有机结合起来，使学生对所学知识不再感到抽象和零碎，使知识更加系统和完整，也使学生能够站在机械系统的高度更好地了解和掌握各种常用机构和典型零部件，进而培养学生综合运用机械设计知识分析和解决实际问题的能力，不断提高学生工程实践能力和创新意识，从而为社会培养和输送合格的引领现代潮流的一代创新人才。

三、改革实施方案

1.导师制度建设。本教改方案中导师制度的建设起到至关重要的作用，按照“稳定、培养、引进、借智”的人才队伍建设思路，以精心遴选导师组成为基础，在全学院范围内遴选，重点范围在《机械基础》课程创新团队骨干、往届学生课外科技活动的指导教师及设计经验丰富的专业教师。导师应具有无私的奉献精神、精湛的业务能力和强烈的事业心。同时，优化导师队伍结构，加强导师队伍建设，完善质量监控体系，建立和保障激励机制。

2.培养方案调整。根据本项目教学目标和教学内容的改革，必须对旧的培养计划做出适当调整。总的思路，调整后的培养方案总学时将与旧的培养方案大体一致。计算机辅助设计CAD和三维SOLIDWORD作为主要工具贯穿全过程。旧的培养方案将计算机辅助设计CAD安排在第五学期、三维SOLIDWORD安排在第六学期，而第四学期和第五学期学生正要运用CAD，却没学，用过了又再学，学生没有积极性，如此教学安排等于白白浪费时间和学时，必须做出调整。由于理论力学和材料力学原理部分与大学物理知识点部分重叠，可适当缩减学时，而新增现代化的快速分析技术有限元和ANSYS课程。新增“机械综合创新课程设计”，两周实践学时，拟安排在第六学期。时间安排尽量与机械创新大赛时间衔接。

3.教学方法创新。传统的教学模式存在很大不足，直接影响了课程的教育质量和教学效果，因此切实加强《机械基础》课程的创新与改革是至关重要的，为此本方案着力于项目教学、教学模式、考试体系、课程设计等四个方面的改革与创新。项目教学法是理论与实际结合的一种教学方法。项目教学法通过制定、指导有实际意义的项目，组织学生自主学习设计项目，进行自主学习和操作。通过项目设计的锻炼，培养了学生的专业技能，锻炼了学生的工作能力和适应环境的能力，提高了学生的工程设计能力和素质，为学生参与就业市场的竞争和将来适应企业环境奠定了基础。本方案实施新的教学模式，授课形式拟采用新的研究型教学体系，激发学生兴趣的机制，从根本上解决学生厌学的问题。本方案实施课程考试改革，调整平时成绩与期末考试的成绩比例，平时作业增加专题论文形式。期末考试试卷由闭卷部分和开卷部分组成，主要考查学生分析问题、解决问题的能力和综合运用知识的能力。本方案的拟实施课程设计的改革，在第六学期新增“机械综合创新课程设计”，两周实践学时，每个学生在导师的指导下，通过查阅资料自主确定课程设计的题目，设计的要求通常在第二学期就布置下去，学生可以小组为单位集体协作，增加团队协作意识，同时将课程设计与学生的课外科技活动、创新实践、创新大赛等活动联系起来，给学生发挥创造才能留下更大的空间和舞台。

4.工程实训基地建设。工程教育与实践公共平台，开展以机电工程学院、工程实践教学中心和管理学院为主，并面向全校的理论课程、理论课程体系、实践教学环节、实践教学体系、实践-创新教学教育体系的创新性实践探索。学校设置工程教育与实践公共平台创新教学团队，针对目前学校教学投入不足的现状，提出了整合工程实践教学中心金工实习教学资源与机电工程学院相关专业工程化实验设备、校内实习设备资源，形成工程化离散制造实体平台，整合数字化三维CAD、CAPP、CAM、PDM等先进制造技术软件，形成数字化设计制造虚拟公共平台，两者融合形成工程教育与实践公共平台的建设思路，提出了融实训、实验、实习等课内实践环节和创新创业课外科技实践活动为一体的建设目标。基于该平台，开展制造类实训如金工实习和设计类实训课程设计和毕业设计，工程类创新性实验、校内实习，工程设计制造类学科竞赛、课外科技活动等，必将为本项目的实施提供有力的支持。

四、结论

高素质的机械创新人才培养和结构合理的人才结构是我国基础工业参与国际竞争和持续发展的根本保障。本创新教学模式提出“作品+项目+导师”培养方案。该模式能够充分发挥机电工程学院和校工程实践中心各自的优势进行合作办学，采取多种方式积极参与机械类人才的培养过程。在设计中学生需完成三年来积累的构思的独创作品，并与机械创新大赛时间衔接，使学生通过自己设计的、有创新性的作品更好地完成学业，培养创新素质。

参考文献：