机械设计与机械制造论文范文第1篇
摘 要 培养学生适应产业转型升级需求的关键能力，是我国新工科建设对人才培养提出的新要求，也是当今工程教育面临的主要问题。由于机械设计基础课程设计对工科学生综合能力培养影响较大，研究现有教学过程对学生关键能力培养的不足，并从教学理念、教学方法、评价体制等三个方面，探讨教学过程中值得改进的方向。
关键词 新工科;机械设计基础;课程设计;教学改革;虚拟仿真实验室
Thinking and Discussion on Teaching Reform of Course Design
for Fundamentals of Mechanical Design in Emerging Enginee-ring//LIU Houguang， CHENG Zhihong， YANG Jianhua， LIU Song-yong， PENG Yuxing
our country， and it is the main problem facing engineering education today. Because the Course Design for the Fundamentals of Mecha-nical Design has a great influence on the comprehensive ability trai-
ning of engineering students， this paper studied the shortage of the
key ability training in the current teaching process. Besides， the direc-
tion that is worth improving in the teaching process was discussed from three aspects： teaching concept， teaching method and evalua-tion system.
Key words emerging engineering; fundamentals of mechanical de-sign; course design; teaching reform; virtual simulation laboratory
1 引言
制造業为我国的经济主体，针对我国制造业大而不强及世界新一轮的产业变革，国务院提出“中国制造2025”重大战略[1]，将高档数控机床和机器人、航空航天装备、先进轨道交通装备等列为十大重点发展领域。随着该战略的实施，全国向新技术、新产业、新业态、新模式经济形态转型过程中，迫切需要大量具有工程实践能力、创新能力及国际竞争力的高素质工程技术人才。为了满足该新型工程技术人才的需求，教育部于2017年提出开展新工科建设[2]，以新产业转型为背景，探索“新理念、新结构、新模式、新质量、新分类”的新型工程教育改革。该支撑国家新形势下产业升级的工程教育改革，对工程技术人才培养过程中的培养理念、培养模式及质量标准等都提出更高的要求。与此同时，中共中央办公厅、国务院办公厅发布的《关于深化教育体制机制改革的意见》中，将培养支撑终身发展、适应时代需求的关键能力作为人才培养重点[3]。故关键能力的培养已成为新工科建设下高素质工程技术人才教育的新方向。这种工程人才的关键能力，体现在职业道德、工程思维能力、工程实践能力、创新创业能力、终身学习能力、领导能力等方面[4]。因此，新工科建设下，工程教育及课程教学的改革应该注重学生上述关键能力的培养。
机械设计基础是一门围绕常用机构的工作特性、设计方法，及通用零部件的工作原理、选型及设计计算的设计类课程，是从工程制图、理论力学、材料力学等理论基础课向工程机械等实践性很强的专业课程过渡的专业基础课[5]。由于其对培养学生掌握工程设计基本技能上具有重要意义，现已成为国内高校诸多工科专业开设的技术基础课程。就中国矿业大学情况来说，该课程面向采矿工程、安全工程、工业设计等非机类专业，以及材料科学与工程、热能与动力工程等近机类专业;每学年授课班级数高达30多个，学生1200多人次，直接影响学校近五分之一的学生。
机械设计基础课程设计是该门课程配套的一项重要的教学实践环节，要求学生能够根据实际生产需要，给出综合考虑机械功能、性能、结构、材料、工艺等多方面因素的设计方案，是学生首次接受的全面工程设计训练。该训练要求学生能够综合运用所学理论课程解决实际工程问题，对学生树立正确的设计思想、掌握基本设计理论和方法、查阅及运用设计资料、培养良好的工程素质具有关键的先导性作用。作为工科优势高校，如何响应国家新工科建设号召，探索机械设计基础课程设计这门对工科院校影响广泛的课程的教学改革，强化学生的关键能力培养，是面临的一个重要问题。本文针对该课程当前的教学情况，结合新工科建设对高素质工程人才的关键能力需求，就该课程能力培养过程中存在的不足及有待改进的内容进行探讨。
2 当前教学存在的主要问题思考
机械设计基础课程设计是诸多工科学生首次接触的工程训练课程，对学生解决实际工程问题能力及工程素养的培养具有较大影响。新形势下，应该结合新工科关于人才关键能力培养的需要，对课程教学方法的进一步改进进行研究。下面从现有设计内容、教学过程、绘图能力等方面进行分析，阐述课程教学存在的主要不足。
从设计内容来看 课程设计的题目，一方面影响学生工程能力培养目标的实现，另一方面受学生所处阶段的知识水平及教学时间限制。现今国内大部分高校的课程设计选题仍沿用20世纪30年代苏联列宁格勒加里宁工学院的方法，即以齿轮减速器设计为核心。学生根据课程设计指导资料中的方法，确定传动方案、参数计算及结构设计，并绘制相应的装配图、零件图，撰写设计说明书。设计对象包含了机械设计基础中的核心内容，有助于加强学生对课程知识的掌握。但题目陈旧，学生缺乏新鲜感，简单抄袭往年材料的情况严重。以至于近年来，很多学者认为该选题内容过于固化，不利于学生创新能力的培养;并建议通过结合创新设计大赛、科研项目等进行选题，对课程设计内容进行拓展。但该门课程是学生第一次接触的工程实践，学生工程基础薄弱，且课程设计时间短。教学过程中发现，成绩中等偏上的学生完成传统选题内容，都需要通过加班来实现。因此，引入较新的设计题目，超越了大部分学生现有的知识水平，且会让学生用去太多的时间查阅资料，造成大部分学生无法完成，失去课程设计人才培养的整体意义。如何在现有设计内容基础上提升学生关键能力的培养，使学生适应时代发展的需求，是目前面臨的一个主要问题。
从教学过程来看 机械设计基础课程设计的完成时间通常在1～2周，随着专业的不同而改变。其教学主要由设计前指导和设计过程中辅导这两部分组成。其中，设计前指导主要是任课教师在学生选题时对课程设计的主要过程进行2～4课时的介绍。采用以课堂讲授为中心的讲授模式，教学手段主要依靠讲授PPT电子讲稿。因学生缺乏工程经验，该指导过程中，学生难以理解所述机械结构的实际意义。讲解重点在于机械系统零件设计及箱体结构设计，而对方案设计及制造工艺介绍较少，学生缺乏对产品设计全流程的准确认识及构思训练。而设计过程中的辅导主要是在课程设计开展期间，任课教师每天去设计教室现场对学生存在的问题进行答疑，通常每天2～3小时。该指导过程中，由于课程设计时间较短，涉及的知识面却较广，部分学生无法在短期内真正掌握设计过程，不敢咨询任课教师，只能简单地照抄设计指导书中的资料，没有实现工程实践能力的培养目标。与此同时，教师对学生最终成绩评价相对单一，主要依靠学生最终的答辩成绩及图纸和说明书质量，对中间完成过程的评估较少。这种以个人为单位的评价，造成学生只注重自己工作的完成情况，不能有效培养学生的团队协作能力及领导能力。
从工程绘图能力训练来看 针对学生在开该门课程时工程制图基础薄弱，国内院校主要要求学生绘制二维工程图纸来完成课程设计。但从完成情况来看，学生CAD图纸出现抄袭现象，部分图纸是基于一个电子模板完成，失去了课程设计的培养意义。针对该问题，很多教师要求学生手工绘制图纸。这种手工绘图虽然避免了抄袭现象，加强学生二维工程图纸的绘图能力，但也带来一些问题：一方面，手工绘图占用时间较多，且没有培养学生的计算机绘图能力;另一方面，由于现有企业工程图纸绘制主要采用CATIA、UG、Pro/E等工业三维设计软件完成，这种传统的二维绘图方法已脱离企业对现代产品设计的技术需求。
针对该问题，很多学者提出采用三维设计软件来完成课程设计，但开课时真正掌握三维设计软件的学生较少，而课程设计课时有限，教师无法额外指导学生学习该类软件，使得三维绘图在该课程上的实际推广存在较大困难。此外，从工程图纸完成质量来看，部分学生还不能准确应用机械制图的前期知识，零件图中零件形状的绘制和公差标注、装配图中配合尺寸的标注等都存在较多问题。
3 课程设计教学方法和教学手段改革探讨
改变教学理念，增加工程实践 现有课程设计教学主要侧重于知识传授，而新工科建设要求高校能够为社会提供高素质复合型工程人才，故教学过程中还需注重学生综合能力、素养等的培养。其中，知识传授方面，在让学生夯实教材中的主要设计理论的基础上，需注重培养学生具有综合应用所学理论知识，分析和解决实际工程问题的能力;培养学生查阅最新文献资料，紧跟学科前沿的能力。在综合能力培养方面，要在课程设计中注重学生实践动手能力、创新能力及自主学习能力的培养。而素养方面，既要注重学生做人、做事基本素质的培养，还要注重学生做学问的工程素质培养。除了教学理念改变，还需进一步加强工程实践环节，提升学生实践动手能力。现有课程设计教学还停留在理论设计上，没有加工样机;学生完成的主要是理论上的复习，对产品的加工、制造缺乏认识，造成该实践训练不能满足时代对工科学生实践动手能力的需求。考虑到采用传统机械加工技术成本较高，而3D打印该成本相对较低的新兴技术已被广泛应用于工业设计[6]，可将3D打印技术引入课程设计，让学生参与加工过程，提升其动手能力，且便于教师评价课程设计完成质量。
改革教学方法，增加教学资源 课程设计存在的很多问题，主要受课时限制，使得传统教学方法无法解决。通过很多学者建议的课程设计融入课堂的方法，提前给学生布置课程设计题目，可以拓展学生的设计时间。但一部分学生自学能力及自我约束能力不强，仅提前布置任务，并不能让他们真正提前开展设计工作，而机械设计基础课堂中又不能拿出较多时间指导课程设计。为此，需要探索利用学生的课外时间来指导学生。
现如今已进入教育信息化时代，随着国家精品在线开放课程建设的推进，很多课程已经通过慕课等在线课程来拓展学生学习时间，提高学生自学能力，但针对机械设计基础课程设计的慕课至今还未见报道。因此，可以围绕传动方案设计、零部件设计、三维绘图、工程图标注等录制视频在线课程，引导学生开展课程设计。
此外，教育部于2018年发布的《关于开展国家虚拟仿真实验教学项目建设工作的通知》中指出，为了适应信息化条件下知识获取方式和传授方式等发生革命性变化的要求，应深化信息技术与教育教学深度融合，开展虚拟仿真实验教学项目建设工作。故针对学生课程设计时对减速器及组成零件感性认识欠缺，可探索建设机械设计基础课程设计虚拟仿真实验室。
改革评价体制，增强团队合作 改变传统仅仅以个人完成的图纸、设计说明书及答辩表现为标准的评价方式，增加课程设计小组协作考核、过程考核。
首先，为了培养学生团队合作精神，在不改变课程设计主体内容（齿轮减速器）的情况下，通过增加应用背景（如带式输送机传动装置、卷扬机传动装置、螺旋输送机传动装置等），对学生进行分组。各小组根据设计内容，对课程设计进行任务分工。通过组员间相互沟通、相互合作，共同确定设计问题解决方案，逐步完成课程设计任务，进而实现对学生团队合作能力及部分优秀学生团队领导能力的培养。
其次，增加课程设计过程考核环节。一方面，借助在线视频课程建设，通过设置在线习题，增加线上学习的过程考核，把握学生对课程设计常见问题的掌握情况;另一方面，增设各小组于关键设计节点的进展演示汇报考核，提升学生沟通、表达能力的同时，监督学生对关键零部件结构设计、工艺设计、CAD工程绘图的掌握情况，并把握学生的团队合作情况。
4 结语
基于新工科建设对学生关键能力培养提出的新要求，本文对机械设计基础课程设计这门对工程专业学生综合能力培养影响较大的实践课程的教学情况进行了分析，研究了现有教学过程中对学生关键能力培养的不足，并从教学理念、教学方法、评价体制三个方面，探讨教学过程中值得改进的方向。
参考文献
[1]国家制造强国建设战略咨询委员会，中国工程院战略咨询中心.《中国制造2025》重点领域技术创新绿皮书：技术路线图（2017）[M].北京：电子工业出版社，2017.
[2]教育部高等教育司关于开展新工科研究与实践的通知[EB/OL].[2017-02-20].http：//www.moe.gov.cn/s78/A08/A08_gggs/A08_sjhj/201702/t20170223_297158.html.
[3]中共中央办公厅 国务院办公厅印发《关于深化教育体制机制改革的意见》[EB/OL].[2017-09-24].http：//www.gov.cn/xinwen/2017-09/24/content_5227267.htm.
[4]吴涛，刘楠，孙凯.“新工科”视域下工程人才关键能力的思考[J].黑龙江高教研究，2018（3）：156-160.
[5]刘后广，程刚，程志红.抛錨式教学法在机械设计基础教学中的应用探索[J].中国教育技术装备，2014（18）：101-102.
[6]吴军，于之靖，王涛，等.基于3D打印技术的机械类课程设计改革[J].实验室科学，2017（5）：72-74，80.
机械设计与机械制造论文范文第2篇
摘 要：双创教育虽已在高职院校如火如荼的展开，但一直都是以就业的导向的，并未与专业教育形成一个统一的教育整体，教育效率低。在人工智能、智能制造、大数据、云计算、“互联网+”的推动下，只有进行专业教育与双创教育的整合，才能实现高效教育，才能为社会培养出符合时代需要的具备双创能力、专业基础扎实的新型人才。本文构建了模块化的“专业教育+双创教育”整合模型，专业教育与双创教育的整合体现在知识的整合，技能的整合，表现在知识模块与技能模块的整合。重点研究了机电一体化专业的专业教育与双创教育的整合方式。
关键词：“互联网+”；模块化；“专业教育+双创教育”；整合
在“互联网+”的时代背景下，互联网与各行各业充分融合，这种融合不是简单的叠加，而是相互促进，相互交融。新工科背景下，传统的老牌工科专业面临着转型发展，如何培养出适合新时代要求的创新创业人才，成了教育的关键。把创新创业教育理念扎根在专业教育的沃土当中，是机电一体化专业培育新时代创新创业型人才的落脚点。
一、“互联网+”时代特征
什么是“互联网+”？阿里研究院认为，“‘互联网+’是指以互联网为主的一整套信息技术（包括移动互联网、云计算、大数据技术等）在经济、社会生活各部门的扩散、应用过程。”马化腾认为，“互联网+”是指利用互联网的平台和信息通信技术，把互联网和包括传统行业在内的各行各业结合起来，从而在新领城创造一种新生态。“互联网+”将对人类经济社会生活产生巨大且深远的影响，“互联网+”时代将呈现出如下新特征：①大数据资源的出现；②传统产业的互联网化；③信息的自媒体化；④用户的中心化；⑤创业的长尾端化。
二、专业教育、双创教育的区别
专业教育主要是通過课堂与实践等环节，完成专业基础知识和专业技能的教授、培养符合社会发展行业需要的专业性人才，注重专业知识和专业技能的培养，更偏重于专业理论的学习与研究。我国的专业教育是根据教育部规定的专业划分，为大学生提供专门教育。
双创教育的目的在于通开设创新创业课程，培养学生的创新意识、创新能力，使学生具有双创精神、双创技能和双创能力。双创教育特别注重创新创业知识的培养，注重学生综合素质提升，注重学生开创型、主动性的开发和提升，使学生具有双创能力、实战能力及敏锐发掘创新点能力，具备创造性整合各种社会资源实现自身价值的能力。
三、专业教育+双创教育整合的必要性
我国对双创教育的重视程度不够，一直都是奉行传统的专业教育，随着经济的发展，教育机制出现了各种各样的问题，才开始重视双创教育。但是目前大部分的双创教育都是作为选修课和网课开展，没有形成一个完整教育体系，可以说双创教育和专业教育是两个独立的个体，二者均保持着高度的独立性且缺乏关联，教学效果并不理想。积极实现“双创教育+专业教育”，即二者整合，能够让学生在实践中更好的运用所学专业基础知识，实现对专业知识认知的创新升华，实现专业教育新的社会价值，专业教育与双创教育的整合是提高教育效率的关键。
1.专业教育+双创教育整合是教育效益增长的需求
伴随着“互联网+”时代到来，知识经济的不断发展，国家之间的竞争实际上已经成为人才的竞争，人才是由教育培养的，因此，这种竞争实质上是教育的竞争。我国的教育规模由小到大、由弱到强，虽已取得了巨大的成就，但也存在像教育偏离社会、偏离以人为本的倾向，教育效率普遍低下等问题。为了提升教育的价值，借鉴发达国家，尤其是美国的经验，在传统专业教育中增加双创教育内容，提升创业与创新能力的培养，就成为提升教育社会价值，促进教育效益增长的有效手段。
2.专业教育+双创教育整合是就业的需要
“互联网+”时代随着国家间竞争和人才流动的加剧，大量依托专业知识的创业企业迅速发展壮大，为全球的经济发展注人了新的活力。社会对创新型人才的需求越来越大，而传统以提供专业教育和专门人才培养的大学教育面临越来越多的质疑和考验。培养具备“专业技能与创新创业主动精神”的新型人才是教育的责任和义务。“互联网+”时代毕业生将不再仅仅是求职者，而是工作岗位的创新者创造真。伴随着高等教育的普及，近年来我国大学毕业生数量大幅增长，大学毕业生的就业压力凸显。大学职能转变为在研究和教学之外，还要承担通过创新创业教育培养各专业学生的双创能力，甚至直接向学生提供创业机会。这就要求转变单一的专业人才教育目标定位，创新人才培养模式，为社会培养符合社会需要的人才。
四、专业教育与双创教育整合模型的构建
教育目的是为了传授知识，培养人才。专业教育的目的是传授专业知识，双创教育是为了传授创新创业知识，专业教育与双创教育所传授的是不同领域的知识，为了研究不同领域的知识，根据赫伯特·西蒙的模块化概念，将不同领域的知识模块化。模块化的知识本身是一个独立的子知识系统，同时也是一个开放的知识系统，必须与其他知识模块融合以构成更大的知识模块或知识领域。为了将专业教育与双创教育整合在一起，将专业教育分为专业知识教育和专业技能教育，将双创教育分为双创知识教育和双创技能教育。构建出的专业教育与双创教育整合模型如图1，专业知识与双创知识在实际的讲授过程中，分散于不同的课程，不同的课程又是由不同的知识模块构成；专业技能与双创技能也要通过不同的实践环节来实现，每个实践环节都有相应的实践模块来承载特定的训练技能。将知识和技能模块化后，图1整合模型模块化后为图2。
[专业教育] [整合] [双创教育] [专业知识] [专业技能] [双创知识] [双创技能] [整合]
图1 专业教育与双创教育整合模型
[专业教育] [整合] [双创教育] [专业知识模块1
专业知识模块X][…] [专业技能实践1
专业技能实践X][…] [整合] [双创知识模块1
双创知识模块X][…] [双创技能实践1
双创技能实践X][…]
图2 模块化专业教育与双创教育整合模型
五、机电一体化专业“专业教育+双创教育”的整合
新工科理念，是为应对新一轮科技变革而提出的。新工科专业，是以互联网和工业智能为核心，包括大数据、云计算、人工智能、区块链、虚拟现实、智能科学与技术等相关工科专业。新工科专业培养的是具有实践能力、创新能力、国际竞争力的高素质综合型人才，传统工科专业必须进行升级改造才能与时代接轨。
机电一体化又称机械电子工程，最早出现在1971年日本杂志《机械设计》的副刊上，由机械学与电子学组合而成，是机械工程与自动化的一种。机电一体化专业是培养以机械学和电子学为基础，既懂机又懂电，熟悉现代机械制造的基础理论、懂得技术装备，能进行计算机辅助设计与制造，具备机电一体化产品和技术的运用能力和开发能力的应用型专门人才。传统的机电一体化技术是机械技术和微电子技术紧密集合的产物，随着时代发展机电一体化技术必须烙上“互联网+”、人工智能、机器人、大数据、物联网等时代印记，才能使冷冰冰的机器更加人性化，智能化。
面对高校扩招带来的就业压力和日新月异的产业发展，机电一体化专业教育必须进行转型调整。在机电一体化专业教育中高效植入双创教育，是机电一体化专业适应新时代必经之路。依据构建的专业教育与双创教育整合模型，机电一体化专业要以专业教育为基点开展双创教育，把双创教育整合到专业教育的系列环节中，特别是实践性教学中，将双创教育贯彻于人才培育过程中。
1.把机电一体化专业教育与双创业教育的整合纳入人才培养体系
人才培养方案建设是高校专业建设的战略性、统揽性工作，是指导专业人才培养的总纲领。机电一体化专业教育与双创业教育的整合，首先要把双创教育的理念整合到专业人才培养方案。机电一体化专业以创新为主线、以创业为导向、以专业知识为依托、以人才培养方案的编制为总揽，开展专业教育和双创教育整合的课程体系建设。要实现机电一体化专业课程体系和实践教学体系建设，加强专业教育与创业教育整合的人才培养体系建设，必须完成以创新创业为导向，以专业技能为核心的专业课程建设，包含课程理念、课程架构，课程内容等。致力于培育集创业精神、创业能力、专业素质、创新思维等于一体的综合性机电一体化专业人才，使其适应“互联网+”背景下的产业运行规律和经济运行方式，做好适应未来社会发展的各种准备，做到即便不创业也能在本职岗位上创新，并充分实现其人生的价值。要將专业教育与双创业教育整合后内容纳入机电一体化人才培养体系中，必须做到如下三点：
（1）以创新为主线寻找专业教育与创业教育的结合点，创新是人类特有的认知能力和实践能力，指以新思维、新创作、新发明、新技术和新描述为特征的一种概念化过程。没有创新就没有发展，创新是发展的源动力，教育的发展更要有创新。只有将大学教育目标定位为培养双创型人才、将学校办学定位为创业型大学，将创业基因植入个人人生规划之中，才能实现教育的创新。双创教育成为专业教育必不可少的重要内容之一，只有将二者整合好才能为社会培养出优秀的创新型人才。
（2）以实践为平台尝试机电一体化专业教育与创业教育结合的路径，双创教育是一门实战性教育，不但强调过程，更注重通过能力的发挥与资源的整合并产生实际结果。提高专业实践能力也已成为专业教育实战性的重要内容，在机电一体化专业人才培养方案中，要按照学科、专业大类优化实践教学内容，尤其是要增加综合性的实践项目比例，提高综合性课程设计、毕业设计、顶岗实习、社会实践活动等教学质量，实践平台搭建将成为双创教育与专业教育结合必经之路。
（3）以课程为载体探索机电一体化专业教育与双创业教育的整合机制，课程建设是人才培养方案实施的最前沿、也是最关键的环节。本文在机电一体化专业人才培养方案修订中加强课程与教学内容的整合，提高课程的综合化程度，处理好通识教育、科学基础与专业教育等方面的关系，处理好理论教学与实践教学的关系，尤其要结合国家政策发展与行业发展的实际构建平台，构建机电一体化专业模块化的课程体系。
2.将双创教育内容整合到机电一体化专业课程大纲中
课程的指导性文件是课程大纲，整合了双创内容的机电一体化专业课程大纲才能符合产业和时代的发展需要。因而，在人才培养方案制定时，要在专业教育中整合入双创教育内容，课程内容要符合产业发展和学科发展的实际，融入能够培养学生专业能力的创业意识和创业精神的双创教育内容，使学生能够基于专业背景敏锐发现和把握创新创业机会。
3.将双创元素整合到机电一体化专业课程建设中
机电一体化专业基础课程具有实际应用强、与企业联系紧密、与产业直接对接的特点，将双创元素整合到专业教育中，更具有可行性。专业教师需要不断的更新教学理念，在课程教学中引入典型的企业创新创业案例，在介绍专业知识同时重点要把学科发展过程中和社会前沿技术可能产生的创新创业点提炼给学生。学生通过整合后的专业课程的学习，能够具有创业激情和创业意识，能够发掘出未来将要学习专业的创新创业点。
4.建设机电一体化专业特色创业课程
为了实现学生以创业为起点的高层次创业教育，提高创业成功率，不但要实现双创教育与专业教育整合，还要增加符合建设机电一体化专业的特色创业课程，在该课程中介绍可以触发创业机会的每一个创新创业知识点和机会窗，把每一个创新创业点整合到专业知识中，实现专业教育+双创教育同步教育的双重目的。
5.将双创教育整合到机电一体化专业实习中
机电一体化专业是一门实践性很强的学科，必须通过实践教学环节才能实现专业培养目标。机电一体化专业实习包括专业课程的教学实习、顶岗实习和毕业设计，三者是专业教学的重要组成部分。通过教学实习，可以巩固、扩大和加深学生课堂上所学的理论知识，获得机电一体化专业实际工作的初步经验，进一步熟练技能。学生围绕毕业设计题目，学习和提高研究设计、数据处理、资料统计、资料总结、论文撰写等综合技能，为创业和走向社会做好必要准备。在顶岗实习环节，学生通过接触企业生产实际，能够将理论与实践相结合，提高实践动手能力，培养独立观察问题、分析问题、解决问题的能力。将双创教育高效整合到机电一体化专业实习中，将提炼识别的创新创业点整合到专业实习中，并进行重点实践。
六、结语
本研究课题构建的模块化专业教育与双创教育整合模型为职业院校培养符合时代要求的双创型人才提供了借鉴，从专业源头修复了专业教育与双创教育之间的鸿沟，为专业教育与双创教育搭建了融合之桥。整合了双创教育的专业教育提高了学生专业知识和专业技能的学习效率，达到了高效教育的目的。专业教育与双创教育的整合是巩固专业知识、提升专业实践行动力和专业技术能力的关键，是提高学生创新创业能力的有效手段。专业教育与双创教育整合模型应用到机电一体化专业，实现机电一体化“专业教育+双创教育”的整合，为机电一体化专业发展及培养双创型人才提供了借鉴。
参考文献
[1]阿里研究院.互联网+：从T到DT[M].北京：机械工业出版，2015：2.
[2]宁家骏.“互联网+”行动计划的实施背景、内涵及主要内容[J].电子政务，2015（6）.
[3]彭文博等.创新创业教育课程体系建设的探索与实践[J].创新与创业教育，2010（4）.
[4]张项民.创业教育与专业教育耦合研究[M].科学出版社，2016.
[5]邵伟，张蕤.“互联网+教育”背景下多维教学模式研究[J].安徽文学（下半月），2018，12.
[6]刘阳.高校创业教育校内支持的困境与出路[J].南京师范大学硕士论文，2017，04.
[7]赵莹，王林桂，姚广龙，王健，余文刚，宋希强.大学生创业教育与专业教育耦合性研究——以海南大学为例[J].课程教育研究，2017，06.
[8]王元卓，于建业.新工科背景下的大数据教学体系建设探析[J].大数据，2018，11.
[9]杨涛，杨晓培.民办高等教育如何走出窘途[J].职教论坛，2012，09.
[10]曾鸣.未来，是“互联网×”的时代[J].支点，2019，02.
课题来源于“天津市职成教学会、天津职业院校联合学报2018年度科研课题”，“职业院校培养学生创新创业能力研究”，课题编号XHXB2018B087
机械设计与机械制造论文范文第3篇
1 工作原理
该装置工作原理为:在出现危险信号之后, 微动开关会迅速接通至NC端;接通后, 电动机则会立即工作——离合器迅速闭合, 进而带动传动轴、从动轴转动。此时, 从动轴齿轮通过带动齿条的移动, 使真空助力器推杆向前推进——真空助力器开始作用, 进而完成初始制动动作。当推杆运动至最底端后——微动开关被触动, 使之迅速转换到ON端后, 电动机停止运转, 离合器分离;此时, 盘式电磁铁被导通进而电磁引力产生——推杆紧紧被吸住, 进而促使真空助力器始终处于工作状态。最终, 确保制动系统的持续性和有效性, 并有效缩短了制动距离。若紧急 (或危险) 信号解除时, 微动开关被断开;盘式电磁铁也会随之失去引力, 弹回推杆, 完成整个制动过程。
2 系统组成
该紧急制动辅助装置主要由三部分组成, 分别为动力组件、传动组件和控制组件:
2.1 动力组件
动力组件中, 联轴器将电动机和传动轴连接在一起, 利用离合器将传动轴与从动轴连接。当离合器闭合时, 通过电动机输出扭矩来进行传动轴与从动轴的传递工作, 带动从齿轮转动, 完成制动力输出过程。
2.2 传动组件
传动组件由齿轮、齿条组成, 齿条则被紧紧固定在真空助力器推杆上。正常行驶情况下, 离合器是一直处于分离状态;当缓慢踩下刹车踏板时, 齿轮、齿条尚处于空转状态, 无法对正常刹车动作产生反应。若遇紧急情况时, 离合器处于闭合状态, 齿轮会带动齿条做直线运动, 进而将助力器的推杆向前推进——真空助力器迅速工作, 并开始汽车的制动任务。
2.3 控制组件
控制组件主要通过紧急制动辅助装置的电源开关来实现主控动作。正常情况下, 该电源开关始终处于断开状态, 确保制动装置可以正常使用;若收到紧急状况信号时, 电源开关将完成闭合动作, 促使传动组件开始工作, 推杆被推至底端时——微动开关被触动, 盘式电磁铁产生电磁引力——吸引铁块。此时, 推杆始终处于推入状态, 进而实现了制动状态的持续性。当紧急状况得以解除, 电源开关被断开, 电磁铁随即也会失去引力, 弹回推杆, 完成整个紧急制动过程。
3 装置特点
本紧急制动辅助装置具有体积小、能耗低、系统独立以及可靠性高等特点:
(1) 体积小:装置安装于踏板与真空助力器间隙, 占用空间小, 节约空间。
(2) 能耗低:该装置在非紧急状况时处于“休眠”状态, 不消耗电能;且在工作状态下能量损耗也极少。
(3) 系统独立:本装置中通过电磁离合器控制齿轮齿条的传动, 对常规制动动作无任何影响。紧急状况下, 才会完成前文所述的相关制动动作, 以有效保证车辆的制动效果。
(4) 可靠性高:该装置电路简单, 可靠性和可行性极高。
4 仿真结果
为了验证本文所设计的轿车紧急制动辅助装置的性能, 我们在计算机中搭建了该装置的模型, 通过Solidworks软件对该装置的工作过程进行了仿真。
仿真中, 真空助力器推杆有效制动行程设为40mm, 辅助制动装置最高工作速度仅为0.04m/s。结合电动机急启急停的特点, 本文选取减速直流电动机。其中:推杆推力为1100N, 最大工作速度0.04m/s, 电动机功率为0.048kw, 齿轮齿数为30。分度圆直径34mm, 齿宽34mm, 基圆直径32mm, 齿矩3.14mm, 齿顶高1mm, 齿顶圆、齿根圆直径分别为3mm和32.5mm。
通过仿真, 我们最后获得该紧急制动辅助装置的制动响应时间为0.75s, 通常驾驶员反应时间在ls~1.5s;因此, 该装置在响应时间上也具有极高的使用性。
5 结语
本紧急制动辅助装置多被应用于汽车制动系统, 在紧急状况下, 本设计可以有效地解决司机来不及踩刹车而导致的安全问题, 保证在较短距离内完成有效地制动。
摘要：现代生活中, 小汽车已成为人们工作和生活不可或缺的交通工具, 针对在紧急情况下驾驶员往往难以迅速反应将制动踏板踩到位, 本文设计了一款机械式紧急制动辅助装置。首先, 对该装置的工作原理进行了介绍, 然后介绍了该装置的三大组成部分, 即动力部分、传动部分和控制部分, 从体积小、能耗低、独立性和可靠性高等方面分析了其特点, 并通过计算机仿真验证了本装置的有效性。
关键词：紧急制动,机械式,辅助装置,仿真研究
参考文献
[1] 刘成晔.汽车辅助制动装置发展综述.中国安全科学学报, 2008 (1)
机械设计与机械制造论文范文第4篇
1 我国机械设计与制造技术的发展现状分析
1.1 我国机械设计的发展现状
传统的机械设计以手工设计为主, 设计人员利用简单的工具进行计算绘图一般采用封闭的收敛设计思维, 经验类比设计形式, 计算上只做静态分析, 计算数据的误差采用增加安全系数的办法。产品开发周期较长, 设计人员之间合作起来不够协调, 信息沟通不好。现阶段, 计算机网络技术的迅速发展给机械设计提供了非常便利的条件, 机械设计人员充分利用计算机这个有利工具, 建立了企业之间的虚拟小组或动态联盟, 使资源共享, 各个企业的优势可以给别人借鉴, 有效避免了设计上的好多误区, 信息的交流及共享提高了产品设计的成功率, 加快了产品开发的速度。
1.2 我国机械制造技术的发展现状
人类社会的机械制造技术从使用最原始的天然工具发展到制造工具, 从简单的手工制造发展到机床的使用, 人类一直为制造技术的发展而不断努力着。机械制造技术这门工程学科需要不断的研究及发展, 现在机械制造技术运用科学的手段取得了一定的成绩, 提高了产品的质量、效益、竞争力等方面。可以说现在的机械制造技术是先进制造技术的初步发展阶段它是在传统的制造技术的基础上发展起来的, 保留了传统制造技术中的有效因素, 吸收了各种高新技术的精华, 它把机械制造技术提高到了一个新的技术领域增加了整个制造业的经济效益和社会效益。近年来, 我国的机械制造技术虽然取得了一些成绩, 但是和发达国家比较还是存在着较大的差距。在管理方面, 我国没有广泛采取计算机管理模式, 对组织、管理体制的更新发展不够充分, 很多企业仍然处于经验管理阶段;在制造工艺上, 我国对精细加工、微细加工、高精密加工、激光加工等技术没有广泛采用, 许多技术尚在开发、掌握之中;在自动化技术上, 我国的数控机床、计算机集成制造系统、柔性制造系统等, 尚未实现柔性自动化、知识集成化、智能化, 我们只处在单机自动化、刚性自动化的阶段。
2 我国机械设计与制造技术的未来发展方向
2.1 我国机械设计的未来发展方向
我国未来的机械设计要把远程机械设计作为重点发展方向, 远程机械设计目前在我国正处于初步发展阶段, 它是一个多学科、多技术的研究领域, 涉及许多机械工程和计算机方面的知识领域。对于机械设计来说, 它主要研究设计过程的建模、设计优化理论的一些内容;在计算机技术方面, 它主要研究怎样对现有的设计资源 (如各种专业化的计算、分析程序、数据库、知识库等) 进行组织及发布, 以便于这些资源以最快的速度供设计人员查询及应用, 因此要大力研究网络环境下设计资源获取及调用, 这样设计人员在设计过程中遇到问题, 就能通过网络及时的进行分析计算或查询数库, 很快的解决问题, 进行下一步工作, 相对来说降低了成本, 节约了时间, 有效地提高了工作的效率。
2.2 我国机械制造技术的未来发展方向
2.2.1 网络化发展趋势
当今社会科技飞速发展, 网络遍及每个角落, 机械制造技术也势必要通过网络来作为未来发展的媒介, 产品的零件制造、物料选购、市场开发等等都可以通过网络在异地进行。网络通讯技术可以加强经营管理的学习、加速技术信息的交流, 为整个机械制造技术的提高提供了便捷服务。
2.2.2 自动化发展趋势
机械制造技术的自动化发展是必然趋势, 科技发展推动了自动化的普及, 自动化的发展表现在制造技术中系统技术、集成技术、人机一体化制造等各个系统中, 自动化给机械制造技术的快速发展奠定了良好的基础。
2.2.3 绿色环保的发展趋势
制造技术未来会更多的朝着绿色环保的方向发展, 在生产过程、使用材料、包装等方面更多的讲究环保, 生产出来的产品是绿色无污染的产品, 很大程度上减少了制造对环境的污染, 提高了原材料及能源的利用率。
2.2.4 精密成形制造技术
精密工程技术也是未来机械制造技术的一个发展方向, 包括精密的焊接、铸造、塑性加工、切割等技术, 超精密的机械制造技术未来将进入微型机械电子技术及微型机器人的时代。
3 结语
我国机械设计与制造技术的水平直接反应了我国科技的发展水平, 是我国在国际间进行科技竞争的重要手段。因此, 研究和发展我国的机械设计与制造技术势在必行, 网络化、自动化的发展是我们前进的方向, 绿色环保制造技术是人类社会在制造业中的可持续发展道路。努力跟随世界发展的潮流, 提高我国的综合竞争力, 尽快缩短我国与发达国家之间的差距, 相信我国的机械设计与制造技术会给国家和人民带来更多的财富, 创造更多的社会价值。
摘要：当今社会我国经济、科技迅猛发展, 机械设计与制造技术决定了制造业的发展前景, 也是创造财富、科技进步的基础因素。本文就我国机械设计与制造技术的现状进行了分析, 提出了未来的发展方向。
关键词：机械设计,制造技术,发展方向
参考文献
[1] 刘小琴, 续海峰.机械设计中的材料设计方法研究[J].机械管理开发, 2009, 6.
机械设计与机械制造论文范文第5篇
1 林业工程机械设计与现代设计法的概述
林业工程面临的自然环境相对恶劣、道路起伏较大, 荷载变化相对复杂, 这也对林业工程机械设计提出了更高的要求。在林业生产承包责任制的背景下, 只有不断提高林业工程机械设计方法, 设计出满足现代化林业生产需求的产品, 才能促进林业产业的可持续发展。传统林业工程设计周期长且工作量大, 且主要在图纸上完成方案、技术等方面设计, 再制造样机到现场进行反复试验, 并根据试验结果进行针对性修改, 多次试验后才能设计出适合工作的林业工程机械产品, 加大了工作量, 也不利于生产效率的提高。只有结合现代化的设计方法, 提升林业机械的普及度, 才能提升林业生产的综合价值。
现代设计法是一门研究现代设计规律、程式设计等内容的学问, 在现代科学方法的指导下形成多元的交叉科学。在设计中应用现代设计法改变了传统的直观设计和试验方式, 是对传统设计的革新。现代设计法不仅应用于产品开发和工程技术中, 还可应用于硬件和软件的设计。在设计过程中, 充分考虑人为使用机械的特性和机械的能力范围, 以此充分发挥出工程机械的最大化作用。
2 现代设计法在林业工程机械设计中的应用分析
2.1 引用新兴的机械设计技术
基于林业的生产特点, 在机械设计环节中应用现代设计法, 引用新型的机械设计技术有利于保护自然资源的同时提高林业生产效率, 推动林业生产的现代化进程。全过程优化设计是现代设计法中的重要内容, 在设计方案中选出最优的来满足林业工程机械设计要求。林业工程机械设计可以通过自动建模技术建立数学模型, 并设计求解得出最佳方案, 并根据方案中的结果进行评价。绿色设计属于现代设计法中的新兴机械设计技术, 其主要在机械产品的生命周期中严谨产品的环境属性, 并以此制定设计目标, 以求达到林业工程机械设计的生态要求。绿色设计要求林业工程机械设计产品的用料绿色环保, 在制造过程中节能减排, 回收材料满足循环利用的功能。在林业工程机械设计中应用现代设计法中的新兴机械设计技术, 实现资源的合理利用, 坚持了可持续发展原则。新兴机械设计技术的引用也逐渐打开了林业工程机械设计的市场, 促进了林业产业与商业林业和技术层面的交流, 在现代化设计方法的指导下, 不断提升林业工程的生产效率。
2.2 应用数字化机械设计技术
在林业工程机械设计中融入现代设计法, 应用数字化机械设计技术, 改变了传统林业机械落后的生产方式, 发挥出数字化设计方法的精准性特点。数字化机械设计技术中包括模拟仿真技术, 通过并行设计后, 在计算机仿真系统的对比试验下, 测试林业工程机械的各项性能, 并及时纠正。应用数字化机械设计技术设计出产品的决策系统, 对林业工程机械产品进行综合评价。随着林业工程机械种类的增多, 对机械的系统设计要求也逐渐增加。林业工程机械系统主要包括动力、执行、操作等部分, 在现代设计法的指导下, 数字化的机械设计需要明确设计目标和要求, 对机械设计的影响因素进行分析, 并通过数学模型、物理模型、计算机模型等方式理解问题与影响因素直接的关系, 最后结合实际情况, 运用科学的手段设计出最佳的产品。通过数字化的机械设计技术, 在林业工程机械设计中加入创新元素, 逐渐实现自动化设计模式。
结束语
面对传统林业工程机械设计中出现的问题, 在机械设计过程中融入现代设计法, 引用新兴的机械设计技术和数字化机械设计技术, 为林业工程机械设计注入创新性理念。通过先进的设计方法带动林业生产效率, 提高林业产业的竞争力。
摘要：林业工程机械设计旨在为用户提供生产所需的产品。随着科学技术的不断进步, 在林业工程机械设计中引入现代设计法将大大提高林业生产效率, 促进林业经济增收。本文分析了现代设计法在林业工程机械设计中的应用价值, 以期提升研究的现实意义。
关键词：林业工程,机械设计,现代设计法,应用
参考文献
[1] 王利英, 上官林建, 纪占玲, 韩林山.现代设计方法在工程机械专业教学中的应用[J].华北水利水电学院学报 (社会科学版) , 2010, 26 (4) :161-162.
机械设计与机械制造论文范文第6篇
摘 要：随着时代的发展，我国的工业智能化不断推进，对机械的利用程度越来越高，合理化机械设计是机械发展的重要保障，在机械制造工作中，确保机械设计的合理性能有效地提高机械产品的性能，同时还能延长设备使用寿命，降低企业在生产中的成本。
关键词：机械制造与设计; 制造工艺;合理化
我国的机械制造产品精度和西方其他国家存在一定的差距，面对机械产品国际市场的竞争很不利。为了提升企业的竞争力，确保机械产品的整体质量，需要不断提升加工产品的精密性，提升产品的性能，从而占据有利的市场地位。机械制造工艺涉及很多环节，其中最重要的环节就是机械设计环节。只有合理化机械设计，才能确保技术和制造阶段不会出现问题，从而提升加工零部件的精确度，为开扩国际市场奠定良好的基础。
1机械设计以及机械制造工艺概述
1.1机械制造工艺主要内容
为了切实保障机械设备安全可靠运行就需要具备良好机械制造工艺，这是促使机械设备实现可以稳定运行的前提和基础。另外，机械产品设计过程当中采取各种科学合理的方式提高机械产品设计质量与设计水平。另外，机械产品制造的过程当中应该要求将各种原材料制作成为合格的产品，只有这样才能够切实保障机械制造行业可以实现稳定发展。其中，机械制造的过程当中需要加强加工一些零件，同时应当将原材料可以制作成为半成品，还需要半成品加工成为成品，这都是目前机械制造过程当中不可或缺的重要流程。另外开展机械制作过程当中，工作人员还应当注意机械制造工艺流程控制，产品完成后还将进行精细化加工，进而形成优良机械产品。
1.2机械设计重点注意事项
在企业当中，为了获得性能更加良好的机械产品，同时为了提高机械设计水平和质量，对于目前设计工作人员而言，在进行设计的过程当中就需要充分了解客户需求，只有这样，才能够切实保障设计出来的机械设备可以得到客户认可，提升客户满意度。另外，还应当加强机械制造全程规划工作，这是机械制造过程当中不可忽视重要内容，通过科学合理全程规划有助于提升设计方案科学性、合理性。
1.3机械设计重要性
在目前机械制造工艺开展过程当中就需要工作人员充分明确机械设计重要价值以及意义。在开展机械设计工作的过程当中，还应当针对机械制造工艺进行优化和调整。只有这样，才能够有效提高机械产品的性能。另外，机械设计工作涉及到诸多方面知识，同时也比较复杂，就需要机械设计工作人员具备较高素质以及能力，同时需要采取科学合理设计方案才能够保障机械制造水平以及质量。
1.4定位零件
在现代化的机械制造的过程当中定位零件是比较常见的一种工艺，同时对于提升零件的制造质量具有重要价值和意义。在生产的过程当中要注意零件进行合理定位，结合加工方式以及实际情况应当要求相关工作人员选择定位方法，只有这样才能够有效地提升机械制造的水平和质量，进而保障产品可以符合时代以及市场实际需求。另外，对零件进行定位的过程当中要求工作人员选择标准化的零件，同时要进行合理定位安排，另外在不同的场合零件选择标准存在着差异性，随着目前机械市场需求不断发展和变化，标准必然不断得到提升，所以这对于机械制造实现标准化生产具有重要积极作用。
1.5装夹零部件
在进行机械制作的过程当中，要将零部件放置在机床或者是模具的固定位置上，这一工作流程应当切实的保障位置科学性合理性，同时要保障零部件夹紧稳固。只有这样才能够促使零部件的品质得到提升，除此之外，装夹零部件环节还会对于整体生产成本和生产效率产生重要影响，所以，在机械制造的过程当中要保障装夹零部件合理性，只有这样才能制作出高品质的零部件，提升企业经济效益。
2 机械制造工艺的合理化分析
2.1 工艺流程
机械制造是机械行业最核心、也是最基础的技术。机械制造主要由两部分组成，第一部分就是制造程序，它是通过劳动的方式，将现有的材料加工成需求的产品，该产品可以进入市场，为企业带来固有的利益。在生产过程中，需要提前准备需要的材料、设备等，然后就可以进行加工改造，将准备好的原材料，加工成半成品或者成品。第二部分是技术程序，这一部分主要是将半成品进行深造，这是一个细化过程，采用机械的方式，将其变成机械产品，不管在哪个生产行业，都是希望采用最先进的技术手段去生产制造，意图降低成本、提高生产力，从而提高产品的竞争力，进一步扩大利益。
2.2 加工精度的控制
在生产制造的时候，机械制造完成之后，一个半成品已经出现，此时就需要对该产品进行进一步加工，也就是所谓精加工，在生产过程中，选取那种方式加工，不可一概而论，需要具体情况具体讨论，同一个零件，场合不同，使用标准也会不同，要选择最合适的方法，去生产出最好的产品。要注意好每個细节。由于零件生产时使用模具或者机床进行操作，所以相关人员需要保证固定生产工具的位置的精确性，在精加工的过程中，需要控制精度的几个地方，分别是零件尺寸、零件外形、零件表面等。提高加工精度是日常生产过程中一个重要的问题，是使得机械加工合理化的核心问题。在实际应用中，生产工具的标准以及精度要求不同，包括人为劳动导致的一些误差现象，都会或多或少地产生零件偏差。相关人员要想减少这些偏差，就应该对偏差出现的原因进行深入分析，以便及时调整，在产生偏差的地方及时作出调整与处理，以保证零件的精确度。工具的精度不够、或者工具出现磨损导致不能满足实际需要，都会导致偏差的产生。同时，在生产加工过程中，会由于内力外力的影响，导致一些生产工具的变形，造成误差，所以需要对生产工具进行实施维护。
2.3 绿色创新制造工艺
在生产制造加工过程中，会消耗许多的原料，不可避免地对环境产生污染。随着机械制造工艺自动化发展，在机械设计中引入绿色制造的理念已是制造发展的趋势，绿色制造的工艺更注重对环境的保护，并在此基础上确保经济效益达到最大。机械设计和工艺要求的不断提高，尤其新的设计理念和思维不断产生，是确保实现机械设计工艺水平和产品质量的提升，机械设计工作中应该结合机械设计发展趋势，设计过程中注重机械加工时创新工艺的应用，机械设计产品与产品体现出来的理念符合环保要求。机械设计与环保理念相结合，立足于机械设计成本，加强对环保技术的融入，综合考虑该机械设计在设定某项装置时，设备投入运行以后是否会影响周围的生态环境，尽可能的降低原料成本和浪费率，保证材料不在对环境污染的基础上，满足生产要求，同时要充分考虑产品是否能循环利用以及后期的回收再利用等问题，加强对机械设计理念的创新，采用绿色制造工艺，实现产品与工艺的创新设计。
3结语
总而言之，设计和制造工艺是机械工业发展过程中非常重要的两个内容，在机械制造过程中要充分依据具体需求，不断优化和完善机械制造工艺流程，选择科学制造技术，并且要有效运用合理化机械设计策略，不但要重视提升机械产品的质量，并且要重视引起现代化的机械制造工艺技术。充分把控机械设计和机械制造工艺发展趋势，不断提升机械制造和机制设计的整体质量，促进机械工业的健康可持续发展。
参考文献：
[1] 周剑琦 ， 王茁 . 探究基于机械制造工艺的机械设计优化策略 [J].内燃机与配件 ，2019，（01）：92-93.
[2] 周小桃 ， 黄开有 ， 秦小平 . 探究基于机械制造加工工艺合理化的机械设计制造的有效策略 [J]. 内燃机与配件 ，2018，（16）：110-112.
[3] 季常琴 . 基于机械制造工艺的合理化机械设计研究 [J]. 中国新技术新产品 ，2019，384（02）：90-91.
（徐州博汇世通重工机械有限责任公司，江苏 徐州 221000）