机械设计论文的研究方法有哪些

机械设计基础课程设计是机械设计基础课教学的一个重要环节。下面是我为大家整理的机械设计基础论文，供大家参考。

[摘要]新教育形式下如何更好的向应用技术型大学转型，本文针对机械设计课程存在的问题提出改革方案，实现在教师指导下，以学生为中心的自主学习的教学转变，激发学生的学习兴趣，提高分析问题解决问题的能力，提高动手能力，实现技能型人才的培养。

[关键词]新教育形式;机械设计;改革

党的报告提出要加快构建以就业为导向的现代教育体系，建立学分积累和转换制度，打通从中职、专科、本科到研究生的上升通道，引导一批普通本科高校向应用技术型高校转型，推动高等教育内涵式发展。新教育形式下，机械设计课程如何更好的实现在教师指导下，以学生为中心的自主学习，实现技能型人才的培养。

一、存在的问题

机械设计在以机械学为主干学科的各专业教学计划中，是一门培养学生具有机械设计能力的技术基础课，是机械专业从基础课向专业课学习的重要课程。该课程在教学内容方面着重基本知识，基本理论和基本方法，在培养实践能力方面着重设计技能的基本训练。通过课题教学使学生掌握设计的基本知识、理论和方法;通过实践教学帮助学生理论与实践相结合，更好的理解理论知识，掌握设计基本技能。针对新形势人才培养的要求，传统的机械设计课程教学主要存在以下几个问题:

1、学生缺乏学习兴趣性及主动性，难以实现课程对学生学习能力的培养目标;

2、课程练习主要是通过课后习题巩固课堂知识，练习内容单一，习题答案通过网络轻易获取，作业抄袭屡禁不止且越演越烈;

3、讲授的内容取决于教师的知识范围，对于机械零部件的许多新发展未能及时给予介绍，课程内容落后于时代。

二、改革思路

机械设计任课教师应从教学内容充分了解先进的设计方法和设计技术，让学生了解机械设计及新的设计理念，针对学生情况调整教学方法，激发学生学习兴趣，采取多样化练习方式、满足新形势教学需求:

(一)帮助学生形成学习动机，激发学生的学习兴趣:学生从小学到大学的学习，接触社会实际少，学与用是分离的，学习枯燥，厌学现象比较明显。很多学生在上学时没有树立专业思想，缺乏对自己未来发展的规划和定位，现在的学生即使选择学习机械专业，但是对机械行业缺乏最基本地认知、动手能力也偏弱。因此学习没有目标、缺乏动力，无法调动主观能动性。要从根本上解决学生学习兴趣不高、学习动力不足的问题，关键还是要从感性认识入手，加强实践，学、用结合。首先，要创造条件让学生能接触企业的生产实际，直观接触机械设备，了解机械的基本常识及增加对通用零、部件的感性认识，了解先进的加工技术。安排学生观看现代生产中常用一些仪器设备及自动化生产线的录像，指导老师针对录像内容讲解其设备的工作原理和通用零、部件作用、主要特点和应用场合等。通过一些典型的企业经常碰到的实际案例来进行教学，教学过程中引导学生发现问题，结合理论知识给出解决问题的方案，从多种方案中分析出最优方案，增加学生的感性认识和学习兴趣，减少课程的枯燥性，使学生将所学的理论适合和工程实践相结合，提高课程教学效果。

(二)贯彻基本教学内容，加强课外练习:在机械设计的课堂教学引入实践性内容，有针对性地引导学生去发现问题、解决问题，对处于转型期的机械设计课程具有重要的意义。现代机械工程的活动先是通过收集大量的相关资料并对其进行分析，然后对各种资料信息进行理解、综合并提出解决问题的方案，最后筛选出最优方案，科学地解决机械实际工程问题。要求工程技术人员不仅要有良好的观察力、查找资料的能力、分析能力、逻辑思维能力、综合应用理论与实践解决实际问题的，还要求能够运用现代信息技术进行绘图、计算、设计和创新，能够运用继承前人总结的知识和经验，进行创新。因此教学过程中应以素质教学为基本目标，贯彻“在教师指导下，以学生为中心”的教育理念，促进学生创新精神和实践能力的培养已成为一种共识。引导学生从被动学习向主动学习转变，课程练习则不应只是课后习题单一的练习模式。

1.改革题目的内容与做法，引导学生主动实践。

2.采用项目式实践模式，提出项目目标，不设定具体题目，不指定设计方法，不提供参考文献，由学生自行探索。

3.不注重学生对固定程式的遵循，看重学生对方法、路径的找寻过程;不注重成果的完成度，看重成果的创新性。

4.组织学生对课题、实践方法、选题思路、课题进度及课题的答辩。引导学生由被动实践向主动实践转变，被动实践在当前还是一个阶段一个层次的实践，不可能完全取消，不宜一概否定。主动实践是学习过程中高层次的实践，应积极引导学生参与。

5.吸引和鼓励学生踊跃参加校、省、国家机械创新设计竞赛。参加竞赛的同学通过自主组织团队，根据题目查阅相关资料，确定方案，完成加工、安装、调试，根据测试结果做出相应的修改。竞赛过程既可培养学生的创新设计意识、综合设计能力和团队协作精神，加强动手实践训练，又能起到激发同学们的专业学习兴趣，调动他们学习积极性，培养查阅资料的能力，还活跃大学校园的科技活动氛围，通过竞赛掌握了设计的基本流程，基本方法，培养设计能力。

6.充分发挥开放实验室的作用，通过参加竞赛提高开放实验室的利用率，学生利用实验室完成一些小制作，既提高学生的动手能力又能帮助学生理解教学中的重点、难点，丰富了学生的课余生活。

(三)教师在教学过程中不断积累教学经验，将科研融入教学中:

1.课程讲授以教材为主线，不局限于教材，各章节围绕现代技术的发展，增加新的内容如:利用计算机辅助设计进行优化设计，利用仿真技术提高产品的设计效率，应用新的材料节约生产成本提高零件的机械性能，采用新的生产工艺缩短生产周期等。

2.创建符合教学内容要求的情境，提示新、旧知识之间联系的线索，帮助学生构建当前所学知识的意义。齿轮是现代机械中应该最为广泛的一种机械传动零件，在设计和制造齿轮过程中，如果材料选择不当，齿轮会出现过早的损伤，甚至失效。在课堂讲授过程中，教师引导学生分析如飞行器、矿山机械、车床、家用及办公机械等情况下齿轮材料的选择，可能出现的失效形式，通过哪些热处理的方法改善材料的性能。既帮助学生复习了材料的机械性能和热处理方法，又帮助学生理解了如何合理的选择材料。

3.教师在可能的条件下组织以实际工程为背景讨论与交流并对过程进行引导，使学生在理解重点的基础上提高分析能力;使之朝有利于知识构建的方向发展，使知识构建更有效。

4.课堂教学通过多媒体和黑板相结合，充分发挥各自的优势，帮助学生掌握重点、克服难点，习题的讲解采用启发式教学，帮助学生理解和掌握能够举一反三、以点带面。

三、结论

正确引导学生养成良好的学习习惯，激发学生创新思维，不断改进学习方法，理论联系实践，解决机械工程实际问题，全面提高能力和素质;促进教师不断总结改进教学方法、探索创新，进一步提高教学质量，全面培养学生的综合能力、实践能力、创新设计能力，为培养更多更好技术技能型人才而努力。

参考文献:

[1]李长春，吴长忠，张清萍.加强实践环节教学，提高机械设计课程的教学质量[C].全国机械设计教学研讨会议，2007:513-515.

[2]杨文堤，郭毕佳，王振国，杨会霞.机械设计课程的改革探讨[J].全国机械设计教学研讨会议，2009:342-343.

[3]朱维兵.机械设计课程教学模式改革探索[J].价值工程，2012，31(7):253-254.

1项目管理在《机械设计基础》工作页中的应用与研究概述

充分体现普适性。虽然工作页受众对象是职业教育学员，但并不仅限于此，还可考虑所有从事机械行业的在职工作人员及在校的大、中专学生，因此工作页的应用与研究基本上照顾到了不同的求学者，适用面比较广泛。

2项目管理在《机基》工作页中的应用与研究的主要内容

工作页将学习与工作紧密结合，以“学习的内容是工作，通过工作实现学习”为宗旨，促进了学习过程的系统化，使教学内容更贴近企业生产实际。笔者认为，有效的工作页应该由工作目标、工作准备、工作过程以及工作总结等四个关键的要素组成。

工作目标

工作目标的作用是让学员明确在项目教学中工作的具体内容与目标，即让学员知道“要做什么事?通过做这件事能有何收获?”根据工作内容与目标的要求，学员可以初步制定工作计划，大致确定所需用的工具及操作资料。工作目标可以用简单的几句话来描述，字数不多，但其意义重大。因为任务中的工作完全以此为中心展开，从而培养学员做个目标明确的工作者。

工作准备

工作准备主要包括工作分配、工具准备及相关知识准备三个内容。工作分配是指项目小组内工作分配情况，比如就“谁拿工具”“谁进行仪器操作”“谁负责记录”及“谁负责安全监督”等进行合理分工，让学员模拟进行班组分工，培养团队精神。工具准备是指让学员根据本项目工作内容与目标，分析涉及哪些工具的使用，领用哪些工具与设备，才能完成相关工作任务，模拟企业“工具的计划与领取”环节。相关知识准备是指对完成本项目工作任务所需的理论知识及相关注意事项进行重新复习与巩固，相当于“理论工作页”，可以在理论授课前预先完成。

工作过程

工作过程是工作页的主体部分，需用相当篇幅详细记录工作过程、相关数据及工作中出现的故障诊断分析。要注意突出工作页对学员实操过程的指导作用，要将工作过程的关键步骤具体标明，以达到只要学员依据工作页便可基本独立完成整个工作过程操作的效果。为学员在实际工作中继续学习创造自学的条件与养成良好的学习习惯打下坚实基础。这一阶段工作应该完全覆盖整个工作任务的所有操作与分析诊断环节。其中相关任务完成后，实操场地的整理和清洁要逐步按照质量管理的5S管理理念———整理、整顿、清洁、清扫及素养的标准规范执行。通过本环节达到提升学员的整体素养、良好的工作习惯、形成创造性的思维与严谨的科学精神等工作效果

工作总结

工作总结是让学员总结自己在完成本项目工作任务之后获得哪些收获，掌握了哪些技能，有哪些体会及经验教训，是否达到了预先制定的工作目标。这样做，可以让学员养成事后总结的习惯，有利于锻炼和提高学员的自我批评、自我评定、自我完善等品质，同时作为对学员进行发展性评价的一个依据。由此，笔者认为，项目管理在《机基》工作页中的应用与研究是一项充满智慧与内涵的工程，在应用与研究工作页时，必须抓住上述四个关键要素，才能较好地发挥工作页固有的作用，才能使项目管理这一教学模式达到一个良好的效果，否则有趋于形式之嫌。

3项目管理在《机基》工作页中的研究思路、研究方法与技术路线

研究思路

明确工作页的发展脉络、典型案例及重要典籍，用《机基》及相关课改先进理论为指导，以调查研究为基础，以实践教学为重点，明晰项目管理教学模式及工作页为教学载体的教学特点。

分析工作页的内涵意蕴，通过课题的启动和实施总结当前专业基础课在教学中存在的“死板、晦涩、难懂”为突破口，找准研究的有效途径，并找寻项目管理与工作页相对应的关系，研究过程坚持理论与实践相结合的原则，立足学员分组实施，覆盖整个专业基础课。

分析总结工作页开发与研究的应用情况及使用效果，认真总结实践经验，并提出切实可行的解决方案。

构建工作页的项目管理教学模式，吸收、借鉴其他省市县的有关研究成果，从实际出发，探索出适合于职业教育的专业基础教学模式。

研究方法

文献资料法。

专家咨询与论证法。

问卷调查法。

座谈研究法。

参观企业与观察生活法。

行动研究法。

个案研究法。

经验总结法。

4总结

体验设计思维跟创意思维，对我来说都有非常大的价值，可以让我更灵活面对不同的任务。这两种思维方式的区别在于：一个是解决产品体验问题；一个是解决沟通问题。现在的设计师或者创意者需要同时具备这两种思维。

机械设计目的是要设计出一种能达到预定功能要求、具有性能好、成本低、价值最优，能满足市场需求的机械产品。机械设计的特点是从抽象概念到具体产品的演化过程。从抽象的产品规划、功能需求、原理方案设计到较具体的结构方案设计、总体设计等。设计者在设计过程中，不断丰富和完善产品的设计信息，直到完成整个产品的设计。机械设计是一个逐步求精和细化的过程。在产品设计的初期阶段，设计者以产品的结构关系与参数的表达，往往是模裂悔糊的和不完善的。随着设计过程的发展，产品的结构和参数关系，才逐渐清晰和不丛慧断完善。机械设计是一个反复修改和迭代的过程（即设计一再设计的反复过程）。在此过程中，设计者需要不断的修改某些设计参数和结构，以达到最终的设计要求。设计方案的多解性。能够满足一定功能要求和设计渗源答约束的设计方案不是唯一的，存在着多种可行方案。设计者应在多种可行方案中，选择最优者作为设计方案，这就出现了一个新的领域即优化设计。总之，设计工作是一个创造性的工作，设计过程也就是一个不断创新的过程。

在机械设计过程中，根据设计方案和机器的功能，一般将机器分为几个主要部分，然后按照设计过程分别进行技术设计和结构设计，因此，技术设计和结构设计是针对主要零部件的设计，常用的设计和计算方法有以下几种。(1)理论设计。理论设计是一种创造性设计，也称作开放性设计。设计者按机械零件的结构及其工作情况，将它简化成一定的力学模型，运用理论力学、材料力学、弹性力学、塑性力学、流体力学、热学、摩擦学理论等或利用这些理论推导出来的设计公式和实验数据进行设计称为理论设计。按照设计顺序的不同，零件的理论设计计算可分为设计计算和校核计算。设计计算是根据零件的工作情况、要求，进行失效分析，确定零件工作能力准则，并按其理论设计公式确定零件的形状和尺寸；校核计算是先参照已有实物、图纸和经验数据，初步拟定出零件的结构和尺寸，然后根据工作能力准则所确定的理论校核公式进行校核计算。(2)经验设计。经验设计也称作继承性设计，根据某些零件长期以来的设计与使用经验归纳出经验公式，或者设计者根据经验用类比的方法，确定一些尺寸进行设计，称为经验设计。这对于某些典型零件是很有益的设计方法。例如减速箱体、传动件、机床手柄等的某些结构尺寸。(3)模型实验设计。模型实验设计也可以称作实验设计，对于一些尺寸大、结构复杂的重要零件，如大型水轮机、大型轧钢机的关键零件，为了提高设计的可靠性，可以把初步设计的零部件或机器做成小模型或样机，进行实验，根据实验结果改进产品的设计；而对于大量生产的机器(如汽车)，则常用实物进行实验。在一部机器的设计中，有时会综合使用以上三种设计方法，在设计不同部分时使用不同的方法。机器的设计是一项复杂的工程，通常要由一个设计集体合作完成。由于现代机器不仅是由机械部分组成，其他部分的设计与机械设计要配合，一般机械设计是为机器实现其功能提供硬件基础，机器的控制、照明、冷却等其他辅助部分通常在机械设计时都要统筹考虑，预留设计空间，切记机器是一个整体，机械设计是机器设计的一部分。机械设计的一般过程：机械的设计过程是一个复杂的过程，不同类型的产品、不同类型的设计，其产品的设计过程不尽相同。机械产品的设计过程大致包括规划设计、方案设计、技术设计、施工设计及改进设计5个阶段。1、规划设计根据用户订货需求、市场需要和新科研成果制订设计任务。市场调查是在明确任务的基础上广泛地开展，内容主要包括用户对产品功能、技术性能、价位、可维修性及外观等的具体要求；国内外同类产品技术经济情报；现有产品的销售情况及对该产品的预测；原材料及配件供应情况；有关产品可持续发展的政策、法规等。可行性分析和报告是针对上述技术、经济、社会等各方面信息进行详细分析，并对开发的可能性进行综合研究，提出产品开发的可行性报告，报告一般包括：产品开发的必要性，市场需求预测。有关产品的国内外水平和发展趋势。预期达到的最低目标和最高目标，包括设计技术水平、经济和社会效益等。在现有条件下开发的可能性论述及准备采取的措施。提出设计、工艺等方面需要解决的关键问题。投资费用预算及项目的进度、期限等。技术任务书下达对开发产品的具体设计要求，它是产品设计、制造、试制等评价决策的依据，也是用户评价产品优劣的尺度之一，内容主要包括：产品功能、技术性能、规格及外形要求。主要物理和力学参数、可靠性、寿命要求。生产能力与效率的要求。环境适应性与安全保护要求。经济性要求。操纵、使用、维护要求。设计进度要求。2、方案设计市场需求的满足是以产品功能来体现的。实现产品功能是产品设计的核心，体现同一功能的原理方案可以是多种多样的。因此，这一阶段就是在功能分析的基础上，通过创新构思、优化筛选，取得较理想的功能原理方案。产品功能原理方案的好坏，决定了产品的性能和成本，关系到产品的水平和竞争力，是这一设计阶段的关键。方案设计包括产品功能分析、功能原理求解、方案的综合及评价决策，最后得到最佳功能原理方案。对于现代机械产品来说，其机械系统(传动系统和执行系统)的方案设计往往表现为机械运动示意图(机械运动方案图)和机械运动简图的设计。3、技术设计技术设计的任务是将功能原理方案得以具体化，成为机器及其零部件的合理结构。在此阶段要完成产品的参数设计(初定参数、尺寸、材料、精度等)、总体设计(总体布置图、传动系统图、液压系统图、电气系统图等)、结构设计、人机工程设计、环境系统设计及造型设计等，最后得到总装配草图。4、施工设计施工设计的工作内容包括由总装配草图分拆零件图，进行零部件设计，绘制零件工作图、部件装配图；绘制总装配图；编制技术文件，如设计说明书、标准件及外购件明细表、备件和专用工具明细表等。5、改进设计改进设计包括样机试制、测试、综合评价及改进，以及工艺设计、小批生产、市场销售及定型生产等环节。根据设计任务书的各项要求对样机进行测试，发现产品在设计、制造、装配及运行中的问题，细化分析问题。在此基础上，对方案、整机、零部件做出综合评价，对存在的问题和不足加以改进。工艺设计包括以下两方面的内容。制定零件制造与装配工艺，设计与生产批量相适应的工艺装备及专用设备。进行标准化、系列化检查，尽量采用标准化、系列化、通用化的零部件，所有文档资料符合标准化的要求。通过小批生产及市场销售反馈对产品设计、工艺设计及生产规模实践考核，在进一步完善的基础上，进入定型生产。6、定型设计定型设计用于成批或大量生产的机械。对于某些设计任务比较简单(如简单机械的新型设计、一般机械的继承设计或变型设计等)的机械设计可省去初步设计程序。必须强调指出，整个机械设计的过程是复杂的，并反复进行。在某一阶段发现问题，必须回到前面的有关阶段进行并行设计。因此，整个机械设计是一个“设计—评估—再设计”不断反复、不断修改、不断优化完善的过程，以期逐渐接近最佳结果。