一、自动化技术创新在机械设计中的应用
不断的将机械产品的创新能力优化与提高，与国家、机械领域的企业单位发展与生存有着密切的联系。在美国，相关的机械工程的设计委员会制定了2005年到2030年的有限资助计划领域中，将机械创新设计作为重要的资助之一；另外，机械个性化的发展趋势以及机械市场的复杂多变也要求了企业需要在机械设计当中不断的更新、设计，迎合市场的需要，而自动化技术创新的运用是确保企业能够在第一时间内研发出迎合市场需求的产品的有利武器。因此，对于21世纪的机械工程设计学科来说，创新性与快速性就成为企业是否能够适应市场需要、社会发展的关键所在。在机械产品概念设计的初期阶段，也就是原理方案的设计当中决定了产品是否具备创新性。
对于机械产品的设计概念来说，主要是设计到了人们的创新思维，也可以看成为人脑抽象与形象思维综合运用的一种结果。当然也受到了人们创新思维以及知识积累的局限。人们进行机械创新设计时，具有很大的随机性，并不能够确保想要的设计，同时兼具创新性的方案能够在一定的时间段之内得出。因此，想要在第一时间内设计出满足市场需求、能够占据市场的产品，存在一定的困难局限性，也是不太现实的问题，因此，在机械产品的创新迅速实现过程中，基于计算机化的创新就是非常有效的方法之一。
从广义的机构学的教学来看，对于机电一体化系统（包含了机、电、液与控制等等），都可以将其看成为两个组成部分——广义的传动机构与传动载体。而对于创新机电一体化系统的方案，就在于创新广义机构。因此，笔者在本文当中针对机械设计当中自动化技术创新的运用提出了一套机械系统创新设计以及自动化的方案（基于三维平台，以下所述都是基于三维平台）。
二、机械设计与自动化体系
对于上述中的复杂机械系统进行创新设计以及对于机械相应的自动化系统的组成方面，主要是以下：两种具有较强的获得创新性设计方案的能力的、在计算机化方法当中适合于机械系统创新设计当中较为复杂的方案；直接支持产品设计方案的三维虚拟样机装配与仿真的自动化建模过程，能自动化地对创成的复杂机械系统符号方案进行仿真、建模以及装配。而快速与创新则是其最大优点。
对于初期机械设计概念的这一阶段放纵，主要通过自动化系统为创新设计提供两套方案：其一，基于机械设计的基本规则而采用的创新设计方案；其二，创新方案的功能改良分解以及重组。考虑到这两种系统设计在方案的产生原理上都是采用的符号形式将最终的方案列出。而对于机械概念设计的初期阶段的使用符号的方案，机械自动化则会将方案进一步的分解成为机构的基本形式以及相互的连接这两个方面。在进行识别基本的机构方法选取上可以考虑到进行运动分析，从而将内部各个构件运动时所产生的分析数据展示出来。为了将开发机械产品的速度进一步提高，就能够使用面向对象的技术来进行基本机构的设计。然后，三维平台进行的二次开发，在采用的措施当中选择特征控制参数、数据库驱动等等，对于整体的基本机构三维造型设计，能够使用少量特征控制参数对其进行驱动。能够良好的解决基本机构虚拟建模的问题。
在机械领域当中，对于刚度、美学的等方面都有着很高的要求，因此为了满足机械运动刚度以及美学，可以最优的布局算法能够考虑到基本机构所占据的空间以及连接关系，从而基本机构在空间当中的位置进行确定，从而可以将机械系统空间限制到最小的占有空间。对于装配方案“后台预置”的借用，对于基本机构的运动分析数据以及布局结构的参照，则能够在特定的布局空间当中放置好虚拟的模型。连续的变化驱动构件的位置，在概念设计当中使用符号方案的设计，就能够得到其三维虚拟样机（复杂机械系统）。
【关键词】机械设计 新型理论 汽车工程 研究应用
一、有关机械设计理论的概括及研究方向
（一）机械设计理论的基本概括
机械设计及理论是机械工程一级学科所属的二级学科，是研究机械科学中具有共性的基础理论和设计方法的学科，是对机械进行功能分析与综合并定量描述与控制机械性能的基础技术学科，也是定位机械工程中的各项细致工作流程及程序的归纳总结的简单理论介绍。它主要研究各种机械、机构以及其零件的工作原理、现代传动与控制技术、运动和动力学性能、摩擦物理学、关系力学、机械创新与设计等有关课题。机械学科与仿生学、信息学、生物学、电子学等许多学科相互渗透，从而促进了机械设计与理论学科的新发展。机械设计这个学科的特色与优势，它是以复合材料构件设计与制造、计算机辅助工程、轻工自动机械设计及理论研究为目标，将计算机辅助设计与现在检测技术应用于机械以及产品的设计过程中。具有工程设计和管理的综合素质极其丰厚的专业知识，适合从事工程技术，科研等工作。我国近年来在机械设计研究上取得了骄人的成绩。
（二）机械设计理论的主要研究方向
现如今，随着科技的快速发展，机械设计理论也逐渐的完善、增多起来，特别是更好地扩大了机械设计理论在各方面上的研究，主要有以下几个研究方向：现代设计理论与方法：机械创新设计与方法、机械系统动态设计与仿真、优化设计、新型传动理论设计、机器人机构及其控制与仿真技术、数学机械化在机械中的运用；机械创新设计与检测技术：机械创新设计与检测技术主要用于研究机械创新设计与有限元计算分析，机械振动与噪声测试与分析，计算机辅助设计与制造、图像处理技术；轻工自动机械设计及理论：主要研究的领域是轻工自动机械现代设计理论，轻工自动机械先进传动技术，新型传动机构研究与开发、轻工机械动力传动的节能与环保、轻工业机器人开发与应用研究、机器人新机型、仿生机械研究等；仿生机械学：仿生原理与技术；驱动与控制技术、机械运动与控制。
二、机械设计理论在汽车工程上的研究
随着工业革命的发展，人类历史上出现了第一辆汽车，近些年来，又随着汽车工业的迅速发展，汽车变成了“改变世界的机器”，它不仅仅改变了人们的生活方式，方便了人们的出行，还在一定程度上有效的提高了人们的生活质量和生活水平。虽然，在过去的几十年里汽车行业的发展有了很大的进步，可是，目前的科学技术水平依然还是有限的，对于汽车的研究在各方面还需要更进一步的提高。新型机械设计理论以及一些基本原理在汽车工程方面有着很大的研究方向，并且对其有着一定的推动作用。
（一）机械理论在汽车工程技术上的研究
汽车工业的发展代表着一个国家制造业的发展，它直接决定了该国家制造业的发展水平。在某种程度上，它不仅仅是最广泛的一种工业，还是最新技术的最大载体之一，例如，有些航空、航天领域的高新技术只有通过汽车工程工业才能够更好的转化为较为规模型的产业，这就决定了新型机械设计理论及基本原理在汽车工程、工业上有着很大的促进作用。近些年来，对于汽车工程技术的研究有着越来越高的标准，这就迫使研究工作者更全面的运用机械设计理论为汽车工业的发展做好准备。
（二）机械设计理论在汽车工程实际操作方向上的研究
在实际生活当中，对于汽车工程的研究离不开技术方面上的研究，更离不开实际操作方向上的研究，这些实际操作上的研究与机械设计的基本理论有着密不可分的关系，甚至有些实际操作，例如对汽车的噪声、振动等等有着很强的密切性，并且对于这些问题的解决有着很好的作用效果。
三、新型机械设计理论在汽车工程上的应用
（一）机械设计理论在汽车工程噪声、振动上的应用
在评价汽车舒适性中有一项十分重要的指标，那就是NVH分析，它直接关系到了汽车产品的市场形象。NVH不仅有助于对振动频率进行匹配，用于消除振动过程中出现的耦合现象，还有利于改善产品的振动特性，从而大大降低汽车的噪声及振动。利用NVH分析可以预先得到新开发车型性能指标，还能对设计以及制造等各个环节进行更好的优化和完善，该分析不仅从设计成本上，还是从开发周期上考虑，都为设计新型车型提供了很好的保障。
（二）机械设计理论在汽车结构强度与模态分析及结构优化上的应用
车身是车的主要总成，因此车身必须有很好的强度来保证车的寿命，以足够的静刚度来保证车的装备与使用要求。在机械创新设计与检测技术中机械创有限元分析的方法能够有效地满足上述车身的设计，其主要应用体现在：一是在汽车设计中对结构件、主要机械零件的强度、刚度和稳定性进行分析：二是在汽车结构分析中通常采用有限元法来进行各构件的模态分析，同时在计算机上可以清晰地观看各构件的振动模态，这就为结构的动态设计提供了方便。因此有限元分析的方法在汽车结构上的应用从而提高了车身设计水平。
四、结语
机械设计的基本原理以及设计理论有着很好的应用前景，特别是在汽车工程方面上发挥着良好的效果，不仅仅体现在对于汽车工程技术和实际操作上的研究，还体现在了对于汽车工程、设计上的具体应用，这些对于汽车工程的发展有着极大的推动作用。
参考文献：
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[2]陈吉清.承载式车身结构的强度刚度及模态的有限元分析[J].2010年
[关键词] 人才培养 理论教学 实践教学 毕业设计
一、前言
随着知识经济、信息时代的来临,机械工业与信息技术、电子技术的紧密结合已经和必将使机械工业进入一个高速发展的新时期,新概念、新设计、新技术、新工艺、新材料层出不穷。根据学校提出的“立足重庆、背靠行业、走向世界、服务全国”的办学思想,特别是“冶金、石油”两大行业对机械类创新人才的知识、能力、素质要求,构建机械设计制造及其自动化专业人才培养体系,使学生掌握将来对市场经济和科技高速发展产生自适应能力所必需的相关基础知识,培养以创新能力为核心的各种能力,适应时展的需求。
二、用人单位对机械类人才的能力的要求
现代机械实际上是一个由计算机信息网络协调与控制,用于完成包括机械力、运动、物质流和能量流在内动力学任务、机械和电子部件相互联系的伺服系统,对机械类人才提出了更高的要求。通过开展企业机械类人才的能力要求的问卷调查,对机械类专业本科学生在校期间应强调那些课程学习?调查结果如下表所示:
调查表明:用人单位也十分强调学生不仅应掌握基本的机械设计理论及方法,而且应掌握与机械学科紧密结合的现代信息技术,如计算机技术、CAD/CAM、现代测试与控制技术等。
三、指导思想与思路
创新人才的具体内涵表现为:具有宽厚扎实的基础知识(现代“大工程系统”本身和创新思维均以坚实的基础理论知识为基本保证,同时需要多学科知识的交叉、碰撞与融合)、从事工程创新活动的各种能力(包括探索实践能力、自主学习能力、协同合作能力、创新设计能力、表达交流能力等)、从事工程创新活动的综合素质。在制定机械设计制造及其自动化专业的人才培养方案过程中,以“加强基础、拓宽口径、凝练特色、背靠行业、重视能力”为指导思想,将通识教育与专业教育有机结合,以机械科学、电子技术、计算机技术、机电控制技术为主体构建学科基础课程体系,兼顾工程科学教育与工程实践训练。形成体现理论教学、实验实践教学、自主研学三元结合,科学有序、整体优化的人才培养新体系。如图l所示:
四、人才培养体系
1.理论教学系统
根据科学技术的发展趋势及各门课程在机械工程中的实际作用,将机械类创新人才培养理论教学系统分为通识基础课、大类学科基础课、专业限选、专业任选、专业特色等四个层次,如图2所示。具体实施时,前三年加强基础,拓宽口径;四年级结合所属学科的科研特色,培养学生的专业兴趣和专业技能,从而实现“大类培养、方向成才”的目的。所谓“大类培养”是指课程体系的设置遵从“大工程、大教育”的思想;“方向成才”是指从专业特色出发,设置若干3～4个体现学科特色的方向模块,提高学生的社会适应能力。
(1)由机械制图与CAD基础、机械工程材料、金属工艺学、机械原理、机械设计、机械制造工艺学、互换性与技术测量等课程以及相关实验课程、实践性环节组成的纵贯本科四年的机械技术课程群;
(2)为有效地培养机械类学生在机电控制技术中的应用能力和创新能力而形成的以“微机原理”、“机械程测试”、“液压与气压传动”、“液压传动课程设计”等的机电控制技术课程群;
(3)集成了现代设计及制造过程中的多项先进技术,包括CAD/CAM技术、反求工程、虚拟制造、快速成形、产品数据管理、数控技术等的数字化设计与制造课程群。
2.实验与实践教学系统
机械类创新人才培养体系强化实践性教学系统的建设,在逐步开放相关实验室的基础上,要求实验教学与教师科研课题相结合,开发更多设计性、综合性、研究性实验供学生选择,将更多的实际问题引入教学实验、开拓实验、实践教学的新形式、新内容。具体表现在以下四方面:
(1)独立设置实验课程
重点对机械制图与CAD基础、机械原理、机械设计、机械制造工艺、机械工程测试、互换性与技术测量等课程的实验环节进行了力度较大的改革,构建相关课程实验新体系,对能够在实验室进行的教学在实验室进行。对实验内容作了重大改革,更新、改进和新增大量实验内容,提出了为学生综合设计能力和创新能力培养总目标服务的实验项目。
(2)强化综合实践环节
学生综合设计能力的培养需要通过一系列的具体设计训练来实现。因此,在制订具体培养方案时,相关课程均考虑安排了相应的、多级设计型大作业或课程设计、综合实践等环节。例如,一年级时的工程制图大作业,重点训练构形设计和制图表达能力;二年级通过机械制造基础实践、现代制造技术工程实践、工程材料课程的学习与实践,掌握机械设计所必须的工艺知识;三年级通过机械设计课程设计重点培养总体设计能力、创新设计能力以及运动方案设计和机械零部件工作设计、结构设计的能力,利用CAD/CAM技术进行中等复杂程度的机械设计。
(3)自主研、学系统
自主研、学系统贯穿教/学全过程,体现实践能力培养的渐进性和以学生为主体的自主研、学平台,使学生通过参加各类学科竞赛、课外科技创新活动、创业活动、“挑战杯”、机械创新设计大赛等。通过真实的工程环境,诱发学生的创新萌动与欲望,激发学生的创新意识,使学生从被动参与,主动参与直到勇于参与创新活动,最终达到培养学生创新精神与创新能力的目的。
五、结束语
科学技术的进步赋予机械工程以新的内涵,使其成为最能包融和吸纳众多学科知识,并能充分体现各学科最新科技成就的结合点,越来越多地显示着知识经济的特征。相应地,在机械工程领域中,人才的作用越来越大,对人才的要求越来越高。机械类人才必须具有大工程的思想,具备扎实的业务基础、宽领域的基本知识,较强的创新设计与实践能力,特别是要有较高的综合素质,才能适应现代社会对机械人才的需要。围绕机械类应用型创新人才培养进行系统研究与全面实践,以理论教学、实验实践教学、自主研学三大系统建设为主线,创建了能充分体现时代特征、规格定位准确、方案科学创新的人才培养体系。
参考文献:
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伴着人们生活质量以及科技水平的持续提升，以及国家经济的迅速发展，我国的机械设计和机械制造技术的水准在不停地进步，并且正在臻于完善。机械设计和机械制造技术早已步入了人们平常的工作学习和娱乐当中，因此，其在技术方面的分析和研究就显得越发重要。在我国有关部门已投入很大的力度去支撑它的分析研究，不过如今机械设计和机械制造技术仍有很多的不足和缺陷，这些不足极其严重的阻滞了我国机械事业的进步。文章就机械设计和机械制造技术的发展做了简析，并针对一些问题提出了对策，希望能够为机械事业做出一份力量。
关键词：
机械设计；机械制造；技术；分析
前言
机械设计和机械制造技术是如今一个相当热点的探究话题，有关技术人员给于了机械设计和机械制造技术很大程度上的投入和希望。机械设计和机械制造技术为人们的工作学习娱乐添加了丰富的便捷，无论是哪种领域都有它的参与。机械设计和机械制造技术在实际应用上十分的繁杂，造成了其仍旧有着诸多的现实问题。那么就急需我们努力的投入到机械设计和机械制造技术的研究事业中去，仔细看待每一个问题并去解决它。
1机械设计和机械制造技术发展现状
如今，制造行业在国内的前景很好，我们可以从几个角度对其进行系统的认识。首先，机械设计和机械制造的管理。在目前的情况来看，使用计算机对其进行系统的管理已经是大势所趋，它也是将来的管理主要手段。管理制度和制造形式的改革进步，催动了很多的新型管理概念。在国内，类似的管理制度仍旧很缺乏，只有部分的机械设计和机械制造公司采取了类似的管理。所以，管理制度应该被人们重视起来；其次，机械设计和机械制造的设计方法。在国外的发达国家大部分会采纳最前沿的设计措施，而且不停地增加新的设计资料。特别是一些仿真软件的使用，使相当一部分的公司进入了计算机全生命周期模拟阶段。可是，在国内仍缺少类似前沿的仿真技术的开发研究，导致类似的技术在我国的使用率并不是很高。所以，就这个角度来说，国内的机械设计和机械制造行业仍要向这方面进军；最后，机械设计和机械制造的技艺研究。机械设计和机械制造的最终目标就是追求高精密度与准确度、高精确度与细致度的技艺过程。目前有很多的技术隶属高层次的通过一定工序和方式将原材料、半成品转化为目标需求的过程，尤其是在国外的一些工业处于世界前列的国家，类似的技术更是使用相当普遍。但是在国内，上面提到的技术使用很少，仍处在不被涉足的程度中。
2机械设计和机械制造技术分析
2.1机械设计的分析
在机械设计的前期，相关设计人员要策划详细的机械设计前期方案，它的前期方案为机械设计与机械制造的内涵与进度制订了一个大的方向，而且其亦规定了机械二次设计和机械二次制造的进步，因此，如果人们想要得到更加丰富的设计方案与生产进程，就应当尽力地去制订出一个完善的前期方案。在机械设计的过程中，一个好的方案十分重要，优秀的设计方案可以成为机械设计的内核与指导，机械设计能不能符合生产需要就得看设计方案是不是符合生产的要求。不仅如此，有关技术人员还要保障每个步骤的任务都要尽力完成，机械设计不该产生一丝的马虎，在针对机械设计的比如比较设计图张和设计中的运算，校对运算结果和一些设计草案的技术步骤，需要严肃地核实探究每一个工作步骤，及时地检查故障所在，并及时地解决问题。
2.2机械制造的分析
目前的机械制造行业里，机械制造的管治十分有必要，人们要是打算将机械制造行业推向繁荣，那么应当奋力地策划出一个好的机械制造管治制度。首先，伴着我国科技水平的进步，机械行业的前进，过去的机械制造已不能适应如今的机械工业的发展脚步。那么，就急需有关技术人员要有与时俱进的意识，不停歇的与国际中最前沿的机械制造技术沟通交流，结合国内的机械制造现状与国外最先进的技术，改善国内的机械制造技术，促进国内的机械行业的发展进步。此外，由于其已然愈来愈多的被使用到人们的工作学习娱乐当中，所以机械行业还要加强力度去拓展机械制造用品的适用范围，以此延展和发现机械行业的生命和新道路。无论如何，相关企业和相关的工作人员都应当主动加入到机械制造的技术分析和研究当中去，不能只看到短期的利益，要放眼未来。
3现代机械设计与机械制造的特点
3.1创新性
创新性是一个国家和民族的未来，是国家生存发展的必要保障。现代机械设计是依靠先进的设计理论和设计工具来运行的，它能够使设计者创造性思维充分的发挥作用，使设计者能够运用各种手法，各种技术开发出质量好、成本低、高效率的产品。
3.2系统性
现代机械设计注重整体运作，不仅看重产品质量本身的问题，还注重产品对环境和人本身的影响。现代机械设计提倡环境与产品的和谐，在不影响环境的情况下创造新的产品，真正的做到了人-机-环境的系统关系。
3.3多学科理论和技术的交融性
现代机械设计理论方法是一门新型的综合叉科学，它融合了现代设计方法学、可靠性设计、有限元、计算机辅助等各个方面的技术。由于机械设计具有多学科理论和技术的交融性，因此现代机械设计减少了传统设计中的一些盲目性和不确定性，提高了产品生产的科学性和准确性。
3.4前瞻性
在产品设计的初期，现代机械设计不仅考虑到产品的生命周期和各个阶段的性能要求，还考虑了系统和环境的影响，这种前瞻性的设计会让人们提早发现潜在的缺陷并且去改正和创新，将可能发生的故障降到最低的程度，能够保证自然生态的绝对平衡，实现人类的可持续发展。
4结束语
机械设计和机械制造技术的相关分析和研究为人们的未来添加了丰富的可能性，它对人们的切身利益有着不可忽视的作用。为此，我们应当去认知它，关注在其发展的过程中所存在的矛盾并仔细的探讨机械设计和机械制造的有关技术发展前景，进而为人们的生活工作带来意想不到的好处。
作者：赵捷 单位：河南工业和信息化职业学院
参考文献
[1]王世敬，温筠.现代机械制造技术及其发展趋势[J].石油机械，2002.
关键词：机械基础系列课程；课程体系；课程改革；课程模块化；课程综合化
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）32-0100-04
机械基础系列课程在机械类专业人才培养中占有极重要的地位，其教学内容和课程体系的建构直接关乎人才培养的质量。所谓机械基础系列课程，主要是指工程图学、机械原理、机械零件、机械设计，金属工艺实践、互换性与测量技术、力学基础等。因此，机械基础系列课程的改革“既是工科各相关专业基础课程改革的重要组成部分，也是机械学科教学改革的重点和难点。围绕机械学科的培养目标和培养模式构建新的系列课程体系，将对我国机械类人才培养乃至机械制造业发展产生重大影响。”[1]
我国大规模的机械基础系列课程体系和教学模式的改革始于20世纪90年代中期。经过了二十年的改革取得了一些可喜的成果，但在一些方面仍有改革的空间。本文通过查阅二十年来国内高校发表的机械基础系列课程教学改革的文献，试图通过陈述、分析和评论，梳理改革的成就和不足，以期今后的教学改革更加具有针对性。改革的具体目标集中于删减课程内容、建立新的课程体系、课程体系模块化以及课程高度综合化等几个方面。
一、机械基础系列课程体系改革的必然性
高校的课程体系是高等学校人才培养目标的主要载体，是高校教育思想和教育观念付诸于实践的桥梁。它体现教育价值理念。如果说大学人才培养目标只是对学生知识、能力和素质方面提出的应然要求，则课程体系在很大程度上决定学生所能呈现的知识、能力和素质结构的教育实然。因此，课程体系的构建和改革问题是大学教育的关键问题，[2]科学合理的课程体系是保障和提高教学质量的重大因素。传统的机械基础系列课程体系形成和成熟于高等工科教育理念以知识传授为目标，和机械加工以机床加工为主要手段的时代。有两个原因说明改革是必然的。
1.随着信息化时代的到来，知识爆炸，任何人都无法获取如此丰富的知识。因此，必须摈弃传统的以知识获取为终结目标的培养体系，重构以培养学生的工程意识和创新设计能力为主线的新体系。
2.现代机械制造已由原来的机床加工转向数控加工。数控加工集机械、控制和计算机信息三位一体，是机、电、液和计算机技术的高度集成。因此，必须以数控加工为龙头，重构新的课程体系，拓宽机械基础，更新机械类专业的教学内容，促进系列课程体系的建设。[1]
因此改革成败的关键是能否建立科学合理的机械基础系列课程体系。
二、机械基础系列课程体系二十年改革举措与内涵
二十年来，机械基础系列课程体系的改革可谓是改革重中之重。目前构建新的体系有如下几种举措。
（一）依据培养目标与现代工程科学技术实际，优化课程体系，整合、重组重点课程。
整合、重组重点课程，即对原来的课程体系进行削枝强干和有机重组的改革措施，重构一门或两门综合性较强的核心课程。精简传统课程的门类，对一些陈旧过时、实用性较差的内容进行删减，对内容重复出现较多的课程进行合并，形成新的课程体系。典型案例如兰州工业高等专科学校，其新的课程体系以工程应用为主线，将理论力学、材料力学、机械原理与机械零件四门课程教学内容有机整合、融揉一体，形成机械力学与机械设计这样一门综合性的技术基础新课程。该新课程体系特点体现为：①将力学中相关摩擦、机构的运动分析等原理渗透到机械设计的全过程，涉及设计环节中的力学问题合并至同一课题中，避免重复。②将动力学部分内容重点置于惯性力、达朗伯原理、刚性转子平衡、机械运动速度波动调节等上。将理论力学中基础理论部分分散至机构运动分析与力分析中，相关机构则突出运动分析与设计，零件设计则注重其失效分析、计算准则及工作能力设计。并简化理论推导与论证，突出“学以致用”，立足基础理论以够用为度。③围绕工程应用实例，跨越原有学科体系，按通用机械的设计过程组织教学内容，梯次引出各种必需概念，重点突出各种概念和公式的物理意义和应用场合，使之相互揉合，有机地融为一体，增强工程氛围。④在保证原课程基本要求条件下，教学课时得以大幅度缩减。将省出的学时用于实践教学和新知识、新技术、新工艺的学习，增强实践能力。⑤强调在机械零件课程设计中采用AutoCAD、KMCAD等软件进行绘图，将计算机技术贯穿于图学教学全过程，增强培养计算机技术应用能力。[3]
重庆大学从工程应用原则出发，取消公差与技术测量课程，将尺寸公差的定义与标注、标准融入机械制图的零件图、装配图中；将表面粗糙度、形位公差的定义及作用融入机械制造基础，结合相应的加工过程与实现方法及成本等内容进行授受。而将公差与配合的正确选用融入机械设计中，结合零件与传动系统的功能结构设计进行授受，以帮助学生进一步理解公差配合的实质和正确选用的原则。[4]
此外，还有如北京科技大学将机械原理、机械零件和机械制图并为机械设计制图[5]；佳木斯大学将机械原理和机械零件并为机械设计，机械制图与计算机辅助制图并为现代机械制图[6]；天津科技大学将机床概论、金属切削原理和机械制造工艺学合并精简为机械制造技术基础[7]；番禺职业技术学院和顺德职业技术学院将原机械制图、机械设计基础和机械制造技术基础三门课整合为机械分析制造技术基础。[8]国防科学技术大学并机械制图与互换性与技术测量为机械制图[9]等，都是通过整合内容达到减少课程名类的。
（二）以设计为主线，理顺、协调、优化组合教学内容，对课程体系进行模块化设计
机械基础系列课程设置模块化是许多高校进行课程体系改革的又一尝试热点。其典型案例如北京理工大学、中南大学、中北大学、山西农业大学、北京工业职业技术学院等院校。
北京理工大学从整体优化的角度对课程内容进行整合，将原来的工程图学、机械原理、机械设计、互换性及测量技术四门机械基础系列课的重组为机械概论、制图设计、精度设计、机构设计、机械设计和综合设计六个模块，体现以综合设计能力培养为主线，创新设计能力培养为核心，现代设计能力培养为关键，把各门课群的各教学环节融入系列课的整体规划中，并进行优化重组，形成了一个完整的新体系。[10]
中南大学则是根据能力培养层次，将课程体系划为机械构形与表达能力、机械设计基础能力、机械制造工艺基础能力和创新能力四大模块。分别以工程制图课程和计算机辅助绘图课程教学为主，培养学生空间构思能力和将设计意图用工程图的表达能力；以机械原理和机械零件课程教学为主，培养学生进行总体方案设计、分析、择优和零件结构设计的能力；以常用制造方法及设备的确定、公差、零件加工工艺规程的编制、质检方法与技术为主，由金工实习完成，培养学生的工程实践能力；以机械产品创新的基本原则、创新思维方式与方法、创新设计实例分析为主，培养学生的创新意识、创新思维和创造设计能力。[11]
河北农业大学将机械基础系列课程划分成绘图、力学、机械制造、气液传动四大模块。其中，绘图模块作为机械设计制造的表达方式，为后续课程学习和设计提供有利的工具；力学模块中，并理论力学和材料力学为工程力学，以建立动、静两者之间的有机联系，便于联合解决工程力学问题；并机械原理和机械设计为机械工程设计原理，简化强度校核，增加利用软件进行强度校核试验内容，用综合实验完成机械原理和机械设计部分实验；机械制造模块由材料成型技术基础、工程材料和机械制造技术基础三部分构成。材料成型技术基础重点介绍后续课程中不涉及的内容。工程材料中，纳米技术及精密加工、超精密加工技术、材料的微观结构、不锈钢材料及热处理作为重点内容。机械制造技术基础部分进行了较大幅度整合。机床、刀具、切削原理部分加入数控机床及刀具；互换性与技术测量部分的尺寸链内容调整到机械制造工艺学部分，配合及项目标注调到绘图模块，只介绍测量及特征，适当增加误差理论与数据处理内容；机械制造工艺学部分加大成组技术内容量；为后续CAD/CAM课程中CAPP内容打下基础。气液传动模块中，把流体力学从力学模块调至气液传动模块，使理论与应用紧密结合。加大电液伺服内容，以便掌握模糊控制和智能控制技术。[12]
此外，山西农业大学则是按照零件的种类划分模块，以“齿轮传动设计”、“轴系结构设计”、“标准件选型设计”等进行模块化教学的设计和实践，形成跨课程甚至跨多学科的课程体系。[13]北京工业职业技术学院则是将课程体系分为总论、机械设计计算、机械常用金属材料及热处理、机械加工及精度、机械设计基础和计算机辅助设计六个模块。其目的是有利于在各专业在制订教学计划时，保证必要的学时数，从而保证正常教学顺序和教学质量，满足不同专业的需求，达到有的放矢、因材施教的目的。[14]
（三）借鉴国外先进经验，推进课程体系高度综合化
20世纪60年代以来，科学知识激增。为解决科学知识的急剧增长与学校教育时间的相对有限这一矛盾，课程综合化是世界各国课程改革的重要发展趋势。目前，美国的著名大学中，课程的综合化程度非常高，例如，MIT的机械系列课程“设计和制造Ⅰ、Ⅱ”就包括设计过程、机械设计、制造过程和系统、质量和过程控制等内容，包含了我国现阶段的若干门课程，甚至是跨学科的交叉的课程[15]；密歇根大学的机械工程课程体系是ME250、ME350、ME450课程。其中ME250即固体力学与材料系列，是我国目前理论力学、材料力学和工程材料三门课的综合；ME350即热与流体系列课程，包含工程热力学、传热学和流体力学等课程；而ME450即设计与制造系列课程，包括机械制图、机械原理、机械设计以及有关机械制造的一些知识等[16]。加州大学圣地亚哥分校工程制图与设计引论课程融合了制图、设计、制造、2D和3D CAD、加工知识等内容[17]。
目前，国内率先实施机械基础系列课程高度综合化的高校是上海交通大学。该校的改革始于2000年，依据打破原有课程设置的界限，建立新型的机械基础系列课程体系，实现两个转变，即传统设计向现代设计转变、传授设计知识向培养设计能力转变，为培养具有开拓精神的高级设计人才打下扎实基础的指导思想与目标，借鉴美国密歇根大学的设计与制造系列课程体系，对其原来的机械工程专业课程做出整合和调整，实现课程综合化[16]。改革取得了一定成效，但也遇到一些具体的困难。
（四）紧贴时展需求，依据少而精的原则，精选和适时更新教学内容
知识的爆炸与发展，学科的不断分化与细化，使课程门类不断增多。而学生的学习时间和精力总是有限度，这就要求构成课程体系的课程内容必须去粗取精，却旧迎新。课程体系改革还应考虑如何使课程链中内容的整体优化，追求教学的最佳效果。
清华大学于20世纪90年代初就以优化知识结构，向学生传授有用知识为出发点，对工程制图、机械原理、机械设计基础等课程内容和体系进行了大调整。将机械制图教学重点放在零部件的表达、视图选择及徒手绘制草图的能力上，同时增加创造性构形设计思维的内容；机械原理由过去以机构分析为主的教学体系改为以机构设计为主的教学体系，增加机械方案创造性设计等环节。机械设计基础则按设计过程建立包括机械运动方案设计、机械零部件工作能力设计和机械零部件结构设计三部分内容的新教学体系。教学内容进行精选优化，各门课内容体现传授最有用知识，改革成效明显[18]。
西北工业大学以机械设计为主线，侧重学生工程素质、综合应用和创新设计能力培养建立系列课程新体系，根据新体系进行课程之间教学内容的整合、协调和优化。精选课程内容。工程制图课程加强学生徒手绘草图、仪器绘图及计算机绘图能力的训练；工程材料及机械制造基础课程精选典型材料毛坯成型工艺和传统机械制造工艺等基本内容，充实现代工程新材料、新工艺和现代先进制造技术有关的内容，以加强学生对选材、零件与毛坯形成工艺和机械加工工艺设计能力的培养；机械原理课程加强学生机构综合应用和机械运动方案创新设计能力的培养；机械设计加强机械系统总体设计和结构创新设计能力的培养。[19]
天津科技大学在机械原理、机械设计、材料成型工艺基础和机械制造技术基础等课程中增加计算机应用方面的内容。[20]
三、机械基础系列课程体系改革20年综合评析
我国机械基础系列课程体系的改革起步晚，时间不长，但是有了一个良好的开端，同时还有国外的一些成功经验可资借鉴，可以期望能有一个美好的未来。笔者在以上分析的基础上，梳理我国高校机械基础系列课程体系20年改革的得失，有如下几个特点。
1.改革在全国范围内各高校展开。本研究虽然只是参阅了公开发表的近100所高校的有关机械基础系列课程体系改革的情况，但它们涉及到我国工科高等教育各个层次的方方面面，具有广泛的代表性。一些院校虽没有公开发表有关的举措的文章，但改革已经有了实际的行动。
2.改革在稳妥中进行。教学改革是一项关乎人才培养成功与否、需要极其严肃和认真对待的大事。因此，改革，只能“改良”、“改好”，不能“改劣”、“改坏”。课程的实施最少是5年为一个周期，如果改好，固然收益，如果改坏，则至少影响5届学生，可谓贻害无穷。文献资料显示了大部分院校采取了稳妥的步骤，先提出一些方案，再经过认真讨论和论证，最后稳妥逐步实施。
3.改革总体尚处于初始阶段。我国绝大多数工科高校建校时间不长，而且机械专业均脱胎于苏联模式或深受其影响。改革开放后，几乎都经过了一个较长时期的痛苦抉择和改革设想的酝酿阶段。目前，清华大学、上海交通大学、华中科技大学等名校起步较早，在改革的道路上行进较远，步子也较大。一些高校进行了初步尝试，并取得了一定的成效。但也还有相当多的高校仅仅只是提出了初步的设想。
4.重视学生创新设计能力的培养。各校都把培养学生的机械创新设计能力、创新思维、动手能力、综合设计能力和激发学生创新设计积极性摆在重要的位置。
5.课程门类和课时数略有减少。改革试图减少改革试图减少课程门类，减少课时数，提高教学效率，课程体系的综合化和交叉性有所提高。
6.课程内涵体现了先进性和时代性。随着科学技术的不断向前发展，机械工程的内涵和外延都在不断扩充。主题在变，问题在变，活动在变，要求机械基础系列课程体系内涵紧跟时展的步伐，实时引入了新内容。
然而，正如特点3所说，改革还只停留在初步阶段，其成效非常有限，这种局限性与不足通过国家精品课程建设结果可以得到证实。笔者从国家精品课程建设网上得知，始于2000年前后的国家精品课程建设，固然对提高机械基础系列课程教学质量起到了非常积极的作用。教育部共批准机械工程部级精品课程603门，其中大多数为机械基础系列课程。较多的如“机械设计”课程被评为部级精品课的有46所高校，“机械原理”有51所，“机械设计基础”有28所，“工程制图”或“工程图学”共有60多所，“机械制图”有14所，“画法几何及机械制图”有10所，“画法几何及工程制图”有8所，“机械制造基础”或“机械制造技术基础”共有36所，“工程训练”有9所，“互换性与技术测量”有9所。[21]这些数据一方面说明，我国工科大学的机械基础系列课程的教学条件和质量得到了较大幅度的提升。但从另一个角度来看问题，也可表明，虽然课程的高度综合化和交叉性成为全球大学的共识，但在我国现阶段，真正具有综合性和交叉性的课程和高校还极其少，像清华大学的“设计系列课”综合性精品课程成为凤毛麟角。各校的机械基础系列课程仍是以沿袭传统的课程体系为主的形式，各课程之间的分化和自守，使已形成的自身独立的学科系统难以打破藩篱。二十年来大部分改革仅在本课程系统内进行，始终围绕自成系统、自我完善与发展，追求各自的系统性和完整性而做着不懈努力。课程的综合性和交叉性还远远不够，一些改革仍然还停留在研究和纸上谈兵阶段，离现代大机械背景下的时代需求还有相当的距离。机械基础系列课程体系改革空间仍然很大，任重而道远。
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关键词：机械设计技术；创新与发展；设计理念
中图分类号： S611 文献标识码： A 文章编号：
前言：科学技术迅猛发展的当代，计算机的出现以及普及带给机械设计革命性的变化。计算机技术在机械设计中的应用，使机械设计技术从传统逐渐走向先进与创新，所以传统的机械设计技术已经不能适应飞速发展的社会，所以我们只有不断创新机械设计技术，才能够使机械工程技术得到巨大的发展，才能够为我国的社会主义现代化做贡献。本文主要从传统机械设计技术与现代机械设计技术的特点以及现代机械设计技术的发展与创新等方面进行了探究。
1、传统的机械设计与现代的机械设计技术的比较。
1.1传统机械设计技术的特点
关于传统机械设计技术的特点，就目前来看，传统的机械设计就是更加注重设计经验的总结，另外对于各种机械唔i型台下的数据分析也是非常的重视。对于现代的机械设计特点来说，传统的机械设计领域是比较狭隘的，并没有现代的急死额设计领域宽阔。对于近百年来机械设计的发展来说，机械设计技术经过了无数的时代变迁与技术进步，到目前为止，已经形成了更为健全的机械设计技术体系，经过这样的时代变迁所形成的宝贵经验成果与技术成就已经在现代的许多领域里得到了非常广泛的应用。我国传统的机械设计技术在几百年来因为受到了我国古代生产力水平的限制，以及社会统治阶级等多方面的原因，始终都是比较依赖于传统的经验积累，很难在技术上有一定的创新，所以我国的机械设计技术的发展是十分的缓慢的。我国古代由于生产力水平都比较落后，人们的思想都比较落后，所以人们对于机械设计技术很难出现创新思想和创新意识萌芽，人们始终是出于循规蹈矩的状态。对于传统的机械设计技术的如此多的弊端与落后，在我国传统的机械设计技术发展过程中，很难有突破性的成果出现，从而是传统的机械设计技术的过程也是十分的繁琐的，这样就严重制约了机械设计工程的工作效率。
1.2现代机械设计技术的特点。
首先我们要对于现代机械的特点进行简单的分析与阐述。现代机械的最主要的特点就是现代机械要求的性能必须是很高的，并且，结构的要求也必须要简单，现代的机械在实现功能上的变更和装置上的改变的方法是比较灵活的，现代机械是把不同的多种先进技术进行结合并且综合使用，能够在不同的切入点进行使用和创新，这样就更能实现机械结构特点的科学化和专业化。另外一点对于目前的现代机械的要求是效率提高，相应的成本要有所降低。对于我国目前的对于机械的要求就是，机械能够极大地节约时间，并且得到很好的工作成果，保证机械产品的工作质量。最后一点现代机械的特点为机械的功能必须得到增加，实现机械的功能强大，现代机械有很大的发展价值与空间，具有非常广阔的发展前景，这样的发展涉及到的对象很多，发展方式也呈现出多元化。
1.3着重探讨一下现代机械设计的特点。
现代的机械设计中融入了新的思路了新的理念。现代的机械设计涉及的学科领域是比较多的，与不同的行业之间都有着很密切的联系。同时，在机械设计中所应用到的设计技术和设计理念和知识也并不是只限于机械设计相关专业的内容，还同时涉及到了美学、哲学、智能科学等众多的领域。现代的机械设计还集合了众多领域的理论基础，比如现代力学以及现代应用数学和应用化学等重要的基础理论，除此之外，现代的机械设计技术还集结了机械电子学、控制理论与技术、总动检测理论与技术以及自动化领域的各种研究理论与研究成果，尤其是在现代计算机技术的飞速发展和计算机技术的大量普及，为现代的机械设计业提供了重要的技术条件支持。现代的机械设计技术应用了先进的科学知识和科学学技术，并且融入了目前最先进的科学创新知识，在传统的机械设计技术的基础上实现了很大的进步和创新。
2、实现机械设计技术创新的重要意义与方法。
2.1实现机械设计技术创新的重要意义。
我们都知道，机械设计最开始是起源于欧美国家的，并且在随着工业革命的进程中得到了很大的发展。对于目前来说，国家生产力的发展与进步在很大程度上是取决于我们国家的机械的发展水平，我们国家的机械水平由于历史原因发展速度比较缓慢，但是近几年来随着社会改革和科技的进步，我国的机械设计水平得到了很大的进步和提升。就目前来看，我国的现代机械设计很注重高科技的技术水平和应用手段，并且在机械设计技术的改良方面也有很大的发展。我国现代机械设计技术与理念是来源于传统的机械设计方法，但是现代的机械设计更是新时代与新观念的产物。这样的观念与技术使一些创新思想和创新的理念在现代的机械设计技术中得到了很大的应用和发展。相对于这些方面来说，实现现代机械设计技术的创新具有很大的战略意义和现实意义。
2.2实现机械设计技术创新的方法。
2.2.1协同设计理念在现代机械设计技术中的应用。
目前对于机械设计来说，这已经越来越像是一个集团化的设计产品，设计的复杂程度和设计难度越来越高，对于不同领域与不同技术层面的专业人员之间的协同作用也变得越来越重要了。那么，与此同时，协同设计理念就应运而生了。协同设计是一个相对来说比较复杂的一个组合体，是计算机技术、行为科学、网络通讯、行为技术、认知学科以及人工智能技术等多种领域都有参与和涉及，这样的协同设计理念有助于协调设计者间不同的专业知识和特长的有效发挥，以及各个设计参与者的主观能动性的很大程度的发挥与激励。
2.2.2、虚拟现实技术理念的发展与应用。
对于目前的机械设计技术的方法中，虚拟现实技术是来自于电子学和生物学的共同研究成果，这种技术是应用多媒体的仿真技术，形成的一个具有一定目标的特殊三维环境，与此同时并且通过传感技术实现了人际对话的目标。利用这样的数字化仿真技术，这样的虚拟环境可以创造出足以取代物理模型的数字化设计模型，因此，在这样所创造的虚拟的真是物理环境下，就可以很简单的实验各种实验和测试，这样就保证了机械设计技术的准确性和可靠性。这样就减少了机械设计的周期以及接卸设计的成本，并且有高效的机械设计成果，是机械设计的完成更加准确和高效。
2.2.3全生命周期设计理念在现代机械设计中的应用。
对于目前在现代机械设计技术中的全生命周期的设计理念否认应用来说，这是一全新的设计理念，是颠覆了传统设计理念的又一新的设计理念。对于这种设计理念在设计中应用的时候，就必须要求了工作人员不但要熟悉自己的技术领域，更要对其他的设计技术领域也有一定的了解，这样的生命周期设计是一个平行的设计流程，对于所有的机械设计人员都是要求要考虑各个环节的各种因素而难题，对于设计人员的要求是比较高的。这样的一个设计理念的出现和发展是对于设计人员的一大挑战，这是现代机械设计创新的一大进步与发展，是值得推崇与发展的设计理念。
3、结束语
在当今的社会，科学技术的发展日新月异，要想在机械设计领域的市场中立于不败之地，就必须改进机械设计的技术以及不断对机械设计的设计理念进行创新。只有不断丰富接卸设计的理论方法以及思想理念，才能够极大地促进机械设计的发展和变革，才能更好的提升市场竞争力。
参考文献：
关键词 ：机械技术 安全 趋向
一、引言
伴随着生产力水平的提升和科技的进步，“安全”成为了人类在生产和生活过程中的所追求的主旨之一。[1]20世纪60年代，机械安全首次以一门学科的形式亮相，并逐渐被广大科技工作者所接受和重视。纵观近80年的发展，机械安全技术这门学科可谓是获得了长足的发展与进步，取得了丰硕的成果，避免或减少了机械事故的发生。然而，随着科技的工程难度的逐渐加深，机械安全也展露了一些不足和缺陷，需要我们去及时发现和解决。接下来将谈一谈，当今社会机械安全技术发展水平所处的阶段。
二、机械安全技术水平所处阶段
技术的进步依赖于工业的需要，工业需要的满足也需要技术的提升。可以说机械安全技术这门学科的形成，大大提高了工业生产力；反过来，生产力提高也带动机械安全技术学科日趋完善自身，并不断进步。二者是互相作用，相辅相成的。具体如下：
1、故障检测
随着第三次科技革命的到来，计算机技术广发应用于各个领域。其中，在机械安全技术领域最为抢眼的就是在线检测系统。[2]这种系统能够全天不间断工作，及时对生产运行情况做出判断，对可能出现故障的环节做出检测和定位。其这条性能大大减少了因故障发现不及时所造成的损失。
关于检测方法，目前市场上有很多相应的软件。具体应用到机械故障检测的方法有故障人工智能专家系统、灰色分析、倒频谱分析以及人工神经网络系统等等。机械安全技术很多也已趋近成熟，例如声热象诊断技术、涡流诊断技术等等。[3]
2、设计方法
关于机械安全设计，目前世界上已有实用的设计方法。上世纪九十年代，很多国家把该设计放在国家先进制造技术体系之中，并给予很大的支持。他们从各类工程学角度，从工程设计、安全的预防和保护以及利用信息资源等方面思考和考量机械的安全性。世界上研究最为完善的国家是美国，它第一个推出系统理论――风险评价模式和设计程序。该程序旨在在设计过程中就将未来出现的问题尽可能地避免掉，从而做到未雨绸缪，防患于未然。该系统理论的具体步骤分三个环节：危险识别、风险评价和安全设计。危险识别又进一步将危险区分为机械类和非机械类。[4]风险评价即安全评价， 它建立在危险识别分析的基础上， 根据现有的工艺水平对机械在每一种危险状态下可能产生的伤害的概率与严重程度进行全面评估和评定。作为机械安全设计的最后一个环节， 安全设计必须一方面将风险评估的结果作为设计依据， 另一方面则必须从具体结构、安全防护措施与安全使用信息三方面来进行。
3、安全标准
没有规矩，不成方圆。任何机制的良好运行离不开相关标准法规的约束。目前在机械安全方面影响最大的行政法规是欧洲共同体所制 定与的机械安全指令98/37/EC。该指令从1998 年8月起实施。 机械安全指令98/37/EC最早的版本是1989年的89/392/EEC，中间还有两个版本：91/368/EEC与93/44/EEC 。按照机械安全指令98/37/ EC 的规定，除了医疗器械、低压电器设备及建筑用升降机设备外，所有机器和安全性零件都在其适用范围。
三、未来展望
刚才本文提到，机械安全技术从问世至今，经过近60年的迅猛发展，取得了一系列实用的成果。但从总体来看，仍然有较大的提升空间。为此，笔者经过阅读相关文献，对其未来进行一下较为合理的展望，具体有5大方面。
1、故障检测系统需要日趋完善
随着机械化进程的加快，人工程度进一步降低。各个行业、各个岗位的工作都可以通过机械来迅速精准的完成。这也为机械的设计提出了新的挑战。随之而来的就是机械复杂度的提高，造成的故障越来越不容易事先检测出来，即使检测出来也很难第一做出修复指示，很可能严重减缓工程进度。为此，完善故障检测系统，能够以第一时间对故障进行识别并给出指导意见，将会成为接下来一段时间内的机械安全技术发展指引方向。
2、拓展和丰富检测方式
没有金刚钻，别揽瓷器活。故障出现的形式多种多样，不能保证一种检测方式能完成相关监测任务。因此必须开动脑筋、拓展思路，使自己的检测系统成为“全能手”。现如今，已经有大量机械方面的科研工作者在推进相关新的理论，以期来逐步解决这个问题。
3、机械自身的安全测试
防患于未然就是要将危险扼杀于摇篮之中。与其研究重点放在去发现和解决问题，不如将问题事先就解决掉。因此，在设计和制造机械过程中，要在每个环节设置安全测试，目的就是要将将来出现故障的概率降到接近于零甚至等于零。
4、机械安全设计
理论必须通过实践才能真正起作用。目前很多有关安全的设计理论空有文本内容，却没有实际应用意义。这也是造成机械设计建造完成后，有时出现问题的一条很重要的原因。因此，关于将机械安全技术理论转换为实践的目标需要进一步去研究和实现。
5、创建机械安全保障体系
正如经济全球化、经济一体化一样，科学技术以互相渗透来你和。单一理论作用的发挥越来越需要其他相关理论。因此，要想让机械安全技术水平提高，相关技术的有机结合正在以新的有利形式引起科技工作者的注意。[5]在这种情况下，人们提出了创建机械安全保障体系的思路。这一思路主张集故障预防、故障检测和做出修复指示于一体，不过具体研究还在商讨过程中。
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关键词：机械设计；教学模式；CAD技术
作者简介：徐静（1963-），女，浙江绍兴人，绍兴文理学院元培学院，副教授；董雁（1964-），男，浙江舟山人，绍兴文理学院工学院，教授。（浙江 绍兴 312000）
基金项目：本文系2012年绍兴市高等教育教学改革重点课题的研究成果。
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）03-0102-01
“机械设计”是机械类专业的一门主干技术基础课，该课程的作用在于培养学生掌握机械设计的基本知识、基本理论和基本方法，具备一定的机械设计基本技能，为后续专业课程学习和今后从事设计工作打下坚实的基础。但“机械设计”传统教学模式通常从分析各种通用零部件的失效形式开始，讨论设计准则，总结设计方法，推导设计公式，熟悉和运用手册、图册、标准和规范等设计资料。设计过程一般以计算器和绘图板为设计工具，计算和绘图过程繁杂，工作量很大。
随着CAD技术的突飞猛进，机械产品设计的传统模式发生了深刻变革，改变了工程界的设计思想及思维方式，成为现代企业必不可少的设计手段。如何适应这种设计方法和思维模式的变革，培养掌握现代设计方法的新型机械设计人才，是一个急待深入研究和解决的问题。因此，笔者一直致力于将机械类专业先修的C语言程序设计、计算机绘图及三维实体建模技术等课程知识，与“机械设计”课程的教学内容有机地融合在一起，探索并实践基于CAD技术的“机械设计”课程教学新的模式。
一、基于CAD技术的“机械设计”教学模式
“机械设计”是一门综合性、实践性很强的课程，涉及到画法几何及机械制图、AutoCAD、机械工程材料、制造技术基础、公差及技术测量、理论力学、材料力学、机械原理等多门先修课程的知识。不同的老师担任不同的课程，传统的教学目标只着眼于某一课程基础知识的掌握，容易忽视课程之间的交叉和联系。基于CAD技术的“机械设计”教学模式，打破传统的机械设计、C语言程序设计、计算机绘图等课程的界限，在理论教学中穿插机械零部件的程序设计教学环节，在课程设计中引入计算机辅助设计实践环节。通过教学，不仅使学生掌握机械设计所必需的基础知识，更为重要的是使学生将所学的计算机知识融会贯通，掌握先进的现代CAD技术手段，充分利用计算机强大的信息存储与检索功能、数据分析与计算功能、图形作图与文字处理功能，极大地提高机械设计的效率和质量，以适应信息技术飞速发展的时代需求。
1.CAD技术与课堂教学内容有机融合
“机械设计”课程是以一般通用零部件设计为核心的设计性课程。在传统的教学过程中，对于某一种零件设计，要求学生掌握零件的失效形式和设计准则，能够合理地选择零件的材料及热处理方式，掌握零件的设计计算理论和结构设计方法，能够正确地选用设计过程中的各设计参数，确定零件的各结构尺寸，绘制出零件工作图。采用传统人工设计，由于在设计过程中需要检索大量技术信息，如各种线图、数表、数据和资料，并根据相关的设计公式进行计算，不仅费时费力，而且设计精度不高，而计算机强大的数据计算功能可以帮助解决这些难题。因此，在学生已学过“C语言程序设计”并具有一定编程能力的基础上，根据“机械设计”教学要求和教学进程，将机械CAD技术融入相应的课堂教学环节中，积极引导学生利用先进的CAD技术解决工程实际问题。
（1）设计资料的程序化处理。要实现机械CAD，首先要解决的问题是设计资料的计算机处理。设计资料或列成数表，或绘制成线图，常用的处理方法有直接编入设计的程序、编成独立的数据文件、建立数据库等。为此，笔者将“数表和线图的程序化处理”作为一个教学单元融入“机械设计”课堂教学中。在教学过程中，对于数表，要求学生应用C语言编程将其转化为数组，再利用查找法中的顺序法、二分法、分块法等，根据输入变量得到数组的下标获得相应的数据，最后根据精度要求通过线性插值、二次插值等方法计算得到所需要的设计参数。对于线图，有公式化和数表化两种处理方法，公式化处理要求学生根据线图的变化趋势、直线线图直接求出直线方程，曲线线图通过多项式拟合得到近似方程。数表化处理则采取等分坐标在曲线上取值转化为数表再进行程序处理。通过这一教学环节，学生不仅感受到程序设计在数据信息处理中的优越性，而且激发了学生应用计算机技术的兴趣。
（2）常用零部件的计算机辅助设计。在机械设计中，经常会涉及到螺纹联接、键联接、带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动以及滚动轴承等各种零部件的设计计算，手工计算工作量很大，而且容易出错。为此，笔者在教学计划中设置了计算机辅助设计大作业教学环节。编写了《机械零件CAD编程大作业》指导书，要求学生在掌握数表和线图程序化处理的基础上，根据指导书给定的任务和要求，独立地完成一种零件或部件的计算机辅助设计程序，包括各子程序及源程序流程图、数表或线图处理程序、设计计算程序及源程序编制、程序调试及实际算例验证，以及设计说明书的编写。一般学生要求使用C语言编制仅输出设计结果的简单程序；对编程能力较强且学有余力的学生，鼓励他们使用Visual Basic和Visual C++等语言编制具有人机交互功能的辅助设计软件。通过这一实践环节，学生利用所编设计程序，根据输入的参数就能计算出绘图所需的尺寸，减轻了学生的手工计算工作量，提高了设计的准确性和高效性。
2.CAD技术在课程设计中的应用
机械设计课程设计是配合“机械设计”课程理论教学的一个重要实践教学环节。绝大多数工科院校一般都选择由“机械设计”课程所学过的大部分零部件所组成的机械传动装置或结构较为简单的机械作为课程设计题目。传统的教学方法对课程设计的要求还停留在人工计算、手工绘图阶段，由于设计过程繁琐、重复工作量大，教学效果一直不够理想。因此，为了将学生从枯燥、重复的手工设计中解脱出来，集中时间和精力用于方案设计、结构设计等创造性思维训练上，笔者在机械设计课程设计中全面引入CAD技术，利用机械设计课程设计辅助设计软件在AutoCAD环境下完成零部件的计算机辅助设计并输出零件工作图，继而完成装配图。
减速器设计是“机械设计”课程设计最常用的设计题目。笔者选用的减速器课程设计辅助设计软件是嵌套在AutoCAD设计软件中，是一组在AutoCAD环境下运行的应用程序，主要功能包括：典型零部件的设计计算及校核计算；典型零部件及典型结构的设计与绘图；典型零部件的标准数据查询等。该应用程序通过复制、添加到AutoCAD设计软件中，则AutoCAD界面上方下拉式菜单可产生新的选项“机械零件设计”按钮。使用时，只要用鼠标单击所需设计零部件的菜单，即可进入此零部件的设计计算程序，完成设计、校核、绘图等设计任务，为学生进行方案对比、参数优化等创新设计提供了有力的CAD技术支持，充分调动了学生的学习积极性，极大地提高了课程设计的教学效果。
二、结论
随着计算机技术的广泛应用，同行们致力于将CAD技术的应用和开发与“机械设计”教学模式的改革和创新结合起来，意识到在“机械设计”课程教学中引入CAD技术的必要性和可行性。将CAD技术融入“机械设计”的课程教学，既有利于提高学生计算机应用能力和运用知识解决工程实际问题的能力，又有利于培养学生先进的设计思想和创新的设计理念，对提高课程教学质量将起到积极的推动作用。
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