化工机械设计论文十篇

化工机械设计论文篇1

本项目在生产工艺选型过程中，要充分考虑以下几个方面的问题：

1.1先进性—提高产品在市场中的竞争能力；

1.2实用性—与项目产品方案相适应，达到发挥其资源优势、降低原材料和能耗、提高产品质量的目的；

1.3可靠性—采用先进和成熟的技术，在保证产品质量和成本合理的前提下，对生产设备进行全球采购；

1.4经济性—各工艺技术方案要体现投资小、成本低、利润高的效果；

1.5适应性—根据市场要求，灵活生产多种产品，不断扩大产品规格，型号和种类；

1.6安全性—技术方案的选择，要为生产工人提供安全的工作环境及安全的防护措施；

1.7环保性—使用无污染或尽量减少污染的工艺。

二、工艺设计方案比较

目前PC预制构件生产工艺形式为固定模位及循环流水传送形式。两种工艺形式对设备、人员等方面的要求各有不同：

2.1固定模位工艺

(1)工艺特点、优点：1)工艺通用性强，适合多种不同的混凝土构件生产；2)不受作业时间限制，适合工序复杂、工序作业时间长的混凝土构件生产；3)工艺设备简单，投资小；(2)工艺特点、缺点：1)构件分散养护，保温设施简单，能耗高；2)台座分散布置占地面积大；3)机械化程度低，用人比较多，劳动效率低；4)由于作业分散，作业环境整洁不好保证。5)生产成本高。

2.2循环流水生产线工艺

(1)工艺特点、优点：1)可以实现集中养护，节约能源，降低能耗；2)机械化程度高，可实现程序控制；3)工序衔接紧凑，用人较少，可提高生产效率；4)可以实现专业化作业，提高劳动效率；5)产品生产成本低。(2)工艺特点缺点：1)受工序作业时间限制，需要在限定时间内完成工序作业内容；2)一次性投资大。

2.3两种工艺方案的对比分析

通过两种生产工艺的对比可知，循环流水线生产工艺可以集中蒸氧，节能降耗，工序设计紧凑，工艺布局科学合理安全性强，生产效率高、劳动生产率高，机械化程度高，可以根据市场对不同构件的需求比例，灵活安排生产；符合工艺选型原则。

2.4生产线选型的通用性

说明循环流水线可生产的产品种类由两个因素决定，一是钢底模的尺寸规格（9000mm×4000mm），二是蒸养窑的层高限制（层间空隙450mm），由以上两个因素可以确定产品的种类为长、宽、高不大于9000mm×4000mm×450mm的板类及梁、柱构件。根据主要产品的说明，此循环流水线适用于所有现有及待开发的板类构件。比如，未来市场潜力比较大的公用建筑装饰外挂板，一般宽度不超过6米，本生产线完全适用。

三、设备简介

生产线按照平台清理、画线、装边模、喷油、摆渡、布料、振捣、表面整平、养护、磨平、养护、脱模的生产工序，采用自动为主。手动为辅的控制方式进行操作。采用自动化、智能化、机械化、标准化等技术综合集成，来实现建筑工业化PC部品的自动化生产。以单线为例生产线的产能、占地面积及必要条件(见表2)。以双线为例生产线的产能、占地面积及必要条件(见表3)。配套设备：1、加热设备：蒸气锅炉。2、混凝士搅拌站。

四、设备工艺流程

化工机械设计论文篇2

关键词：改革方案；机械制造；人才培养

中图分类号：C96 文献标识码：A 文章编号：1009-914x（2014）02-01-01

前言：机械制造业是国民经济的基础产业，它的发展直接影响到国民经济各部门的发展，也影响到国计民生和国防力量的加强，因此，各国都把机械制造业的发展放在首要位置。因此，培养德、智、体、美全面发展，满足机械加工领域生产、管理和服务一线需要，具有良好的职业道德与实践能力，掌握机械制造与自动化基础理论知识，具有熟练的机械加工设备操作、机械产品工艺编制和自动化机械加工设备维护能力，能熟练进行机械产品售后技术服务的高级技能型人才具有极其重要的意义。

1. 专业社会需求调研分析

1.1市场需求分析

才市场需求信息分析显示，机械制造业是我国当前和相当长一段时间内人才需求十分旺盛的行业。国家制订的近十年工业发展目标明确指出，要在十年内实现企业普遍采用CAD/CAM技术。在本领域内需要培养适应传统机械设计与制造技术向高科技、高精度、高质量、高效率发展需要，掌握机械设计制造传统工艺、现代先进机械设计与制造技术及企业管理等知识和技能，熟悉各种机械加工设备，能够熟练应用机械CAD/CAM技术，并具有一定组织管理能力的技术应用型人才。

1.2专业设置的社会背景及行业背景

机械制造业是国民经济的基础产业，它的发展直接影响到国民经济各部门的发展，也影响到国计民生和国防力量的加强，因此，各国都把机械制造业的发展放在首要位置。随着机械产品国际市场竞争的日益加剧，各大公司都把高新技术注入机械产品的开发中，作为竞争取胜的重要手段。机械制造业是制造业的重要组成部分，是国家工业体系的重要基础和国民经济各部门的装备部。机械制造技术水平的提高与进步对整个国民经济的发展以及科技、国防实力的提高有着直接的重要的影响，是衡量一个国家科技水平和综合国力的重要标志之一。科技部中国科技发展战略研究小组提出，中国制造业发展可实行三大战略：第一步，力争2015年总产值成为世界第二大制造国，建成名副其实的“世界工厂”；第二步，2030年总产值成为世界第一制造大国；第三步，2050年在制造业的带动下，服务业高度发达，研发设计达到发达国家水平。

2.专业人才培养计划

2. 1专业人才培养目标

本专业培养具有坚定的政治方向，拥护中国共产党的领导，拥护党的路线、方针、政策，德、智、体、美等全面发展的、适应机械制造与自动化行业发展需要、掌握机械制造与自动化工程基本理论、方法和应用技能、具有较强的分析和解决问题的能力及自学能力、具有创新意识和能力、能从事机械制造与自动化类产品的生产、质量检验、计划管理、调试维修和销售服务及机械产品设计的高等技术应用型人才。即本专业培养面向机械制造与自动化产业链的各个环节，包括机械产品的设计、生产、销售与服务等第一线需要的应用型技术人才。 本专业是一个机械制造与自动化工程方面的较宽口径专业。使学生在具有必备的理论知识和专业知识的基础上，重点掌握从事机械制造、机电设备的操作、运行、保养、设备的技术改造和维修、安装调试，先进的设备加工，先进工艺、管理与操作的基本能力，掌握运用综合多种知识解决实际问题的能力。具有创新精神和不断学习、持续发展的能力。还应具备良好的职业道德、爱岗敬业、艰苦创业、踏实肯干、善于与人合作的精神。

2.2人才培养模式及指导思想

改革机械专业实行理论教学与实践教学并重的工学结合的“2+1”人才培养模式。即在保证理论教学和实践教学1：1的前提下，前两年以理论教学、校内、外实践教学为主，第三年安排综合实训与顶岗实习，最终实现本专业的人才培养目标。其培养人才的指导思想主要以职业能力为本位，以提高技能水平为核心”的教学指导思想，提高学生的文化素质，强化技能培训。根据职业岗位需要与终身学习的需要关系以及扩大专业服务面向，加强职业岗位的针对性。借鉴国内外高等职业教育的经验，从具体国情出发，适应工学结合、校企合作等人才培养模式的需要，创新课程体系；打破传统的学科课程结构，实现课程的模块化、综合化，推行“项目教学”，和校企结合模式，力求实现教学与岗位就业零对接。

3. 职业岗位群及人才培养规格

改革机械专业的毕业生就业岗位主要为：面向生产一线的机加工工艺员、机加工工装员、生产现场工艺管理、可编程器件设计与调试、质量检测管理、机械产品测试、机电设备维护、机电产品认证、技术支持、产品销售、技术文员和物料采购。职业岗位对应的主要工作任务及职业资格证书为机加工工艺员、机加工工装员、生产现场工 艺管理、可编程器件设计与调试和质量检测管理，它们的主要工作任务就是独立承担或作为团队成员承担模具、汽车类机械产品中的零部件工艺开发任务；并进行工艺方案分析，并根据技术经济指标要求确定工艺技术方案；编制包含上述工艺设计资料的技术文件；整理技术文档资料，最终完成工艺方案；根据加工零件进行工装分析；认识加工零件拟采用的工艺流程和工艺文件；掌握装夹方式选用原则；定位元件选择方式；确定出夹紧装置；根据强度优选夹具体；选好对刀引导元件；最后配选出夹具零件；最终完成夹具的制造与加工零件的工装和组织产品的生产、外协加工、组装和品质管理；编制生产工艺文件；组织安排生产人员；能对生产中的出现的严重问题及时分析原因；对客户的退库品、返修品进行检测、记录并办理入库，进行维修；机械零件生产过程的工艺设计和工艺文件制定，生产工程工艺问题的解决。而人才培养规格则是培养具备良好的思想素质和文化修养、必备的专业基础理论和专门知识、从事本专业领域实际工作的基本技术和基本能力、良好的职业道德和敬业精神的从业人员。

结语：随着社会经济科技行业的快速发展，先进制造技术及其装备的使用越来越普遍，生产管理及产品质量监测体系加快与国际制造业接轨，企业正在迅速走向现代化进程。机械制造业是国民经济的基础产业，它的发展直接影响到国民经济各部门的发展，也影响到国计民生和国防力量的加强。因此，发展机械制造业，培养机械制造型人才，对于企业的开发，国民经济的发展都具有重要的意义。

参考文献：

[1] 余薪萍.现代制造技术创新教育的研究与探讨[A].第二届中国CAE工程分析技术年会论文集[C].2008

化工机械设计论文篇3

关键词 机械；可靠性设计；可靠性设计内涵；现代可靠性设计

中图分类号 TH122 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2012）102-0170-01

1 机械可靠性设计的内涵

机械可靠性的研究实际上源自于上世纪50年代对于电子产品的可靠性研究，其在各国率先开展的领域无一例外都是军工或航空航天领域。随着经济社会的不断发展，可靠性设计早已进入民用领域，并成为经济竞争的一大焦点。与常规的基于强度的机械设计相比，可靠性设计着重考虑了机械产品或零件的尺寸、材料以及其所承受的载荷的分散性和随机性，将原本基于强度理论的两个极端标准：载荷超出材料强度即不安全、载荷未超过材料强度即安全，转变为“安全的概率有多大”、“达到预期寿命的可能性有多大”，这种基于概率的可靠性设计思想和方法，是机械设计的一大进步。

所谓的机械可靠性，指的是机械系统或产品在规定的使用条件下、规定的时间内完成规定功能的能力，是衡量一种机电产品质量的重要指标。根据目前公认的定义，其内涵可以从4个层面进一步解释：机械系统或产品是可靠性设计的对象，其含义是广义的，既可以指整套的机械系统，也可以指单个设备、零件或是子系统；规定的时间是可靠性设计的核心，因为可靠性是产品的时间质量指标，是产品质量能够维系多长时间的标准，一般而言产品的可靠性会随着时间的增加而减小；规定的使用条件是可靠性设计的前提，不同的使用条件其可靠性设计就肯定不同，离开了规定的条件，谈论可靠性就毫无意义；规定功能是可靠性设计的实质，可靠性设计是在保证机械系统的使用功能的前提下，尽量延长其使用功能的存在时间。

2 机械可靠性设计的特点和基本理论

通常来讲，机械可靠性的设计具有以下几个特点：

2.1 机械产品种类繁多，可靠性要求不一

机械产品根据用途的不同千差万别，其组成结构和运行原理也各不相同，有的机械产品还需要特殊的零件。对于不同的使用要求，不同的零件，不同的机械结构等，可靠性设计的要求肯定也不相同，其计算方法或适用的理论也不同。

2.2 使用条件复杂，基本载荷确定困难

机械产品在使用过程中各个系统、零件所承受的载荷类型和载荷大小在很多情况下会随着工况的变化而发生变化，其载荷谱的确定需要经过长期反复的实验来确定，而实际中不可能对每一个系统或零件进行长期的载荷变化实验，因此对于机械产品的载荷谱确定存在一定的困难，对进一步的可靠性设计造成障碍。

2.3 可靠性设计受外部因素影响大

机械产品的可靠性不仅受设计因素的影响，还受到使用环境因素、产品的制造过程、制造工艺水准或稳定性的影响，这些不确定因素的存在也给可靠性设计带来了困难，在进行最初的可靠性设计中需要将这些外部因素的影响考虑在内。

2.4 机械零件连接状态变化

机械产品一般都是由许多功能不同的零件组成的，这些零件通过螺栓、键、铆等连接形式相互连接起来。在机械可靠性设计中，这些连接形式都被当作是一个虚拟的零件，这个虚拟的零件对机械系统的可靠性影响很大，也是机械可靠性设计的重要内容之一。但是这些连接方式的连接状态是根据装配工艺水平、装配工人的熟练程度、装配方法等的不同而不断变化的，连接状态的变化会影响到连接质量的优劣，这也是机械可靠性设计需要特别注意的一点。

我们知道，机械可靠性的设计理论是机械产品可靠性的基础，是进行准确有效可靠性设计的关键及保证。针对不同的机械产品和使用功能，可以采用不同适用的可靠性设计理论与方法。机械可靠性设计中最基本的理论是应力-强度相干理论，这个理论确立了机械零件所受载荷与其可靠性之间的基本关系；为解决应力-强度相干理论在实际应用的困难，在其基础上陆续发展出了广义可靠性概率理论、矩方法和以矩方法为基础的可靠性理论、R-F理论等等，具体的可靠性设计方法包括响应面法、支持向量机法、最大熵方法、随机有限元法和非概率分析方法等，内容涉及静强度设计，疲劳强度设计，有限寿命设计等，对象关联结构系统、机构系统、振动系统等多方面的机械产品可靠性设计。

3 现代可靠性设计方法

随着现代科学技术的发展和进步，机械产品设计中使用到的新知识、新方法、新理论、新材料、新工艺等越来越多，机械产品的更新换代周期也越来越短，结合先进的数学理论和计算机辅助技术，近年来出现了许多现代机械可靠性设计方法，成为解决复杂的机械设计问题的一种有效工具。

3.1 基于灵敏度的可靠性设计方法

在现代的机械产品可靠性优化设计，灵敏度分析与重分析和再设计已成为一种实用的设计方法。所谓的灵敏度分析，指的是在进行复杂机械产品结构系统的设计时，由于牵扯到诸多不同的物理和几何参数，如果对设计方案进行了一次修改，那么设计人员总是会希望了解修改哪些参数对产品特性影响较大，即机械产品的特性对哪些参数的敏感程度较大，对于这种机械产品特性对设计参数敏感程度的分析，就是灵敏度分析。

通过进行灵敏度分析，若研究发现某因素对产品失效有较大的影响，则在设计制造过程中就要严格加以控制，使其变化较小以保证产品有足够的安全可靠性；反之，如果某因素的变异性对产品可靠性的影响不显著，则在进行可靠性设计时，就可以把它当作确定量值处理以降低分析的复杂程度。这种基于灵敏度的机械可靠性设计，能够明确产品随参数变化的改变量，然后再有针对性地进行设计，可以大大提高机械可靠性设计的效果和准确性，达到优化产品的性能特性，延长其使用寿命的目的。

3.2 基于稳健性的可靠性设计方法

在上述基于灵敏度的可靠性设计方法基础上，我们可以递进得到一种通过极小化灵敏度的基于稳健性的可靠性设计方法。这种设计方法的基本思路是：减少尽可能多的对产品使用特性灵敏度大的因素，尽量设计出允许更大容差的产品而同时具有较低的成本，即使所设计的产品具有对设计参数变化的强不敏感性，即稳健性。上述的基于稳健型的可靠性设计在最大程度上避免了以往改动设计方案就要重新投入人力、物力和财力进行测试试验分析的不必要损失，减少了可靠性设计中的盲目性。

参考文献

[1]潘爽.浅谈机械产品可靠性设计[J].电子机械工程，2006，1.

化工机械设计论文篇4

（浙江工业大学职业教育与技术学院浙江杭州3 1 0023）

摘要：机械工程及自动化（师范）专业的人才培养有别于机械工程及自动化专业的人才培养，机械制造技术模块在该专业的人才培养中起着举足轻重的作用。机械制造技术模块由多门理论课程和多个实践教学环节所组成，应正确处理好理论教学与实践教学之间的关系，使它们相互支撑、互为促进，形成一个有机的整体，才能保证机械制造技术模块的教学质量和教学效果。

关键词 ：机械工程及自动化（师范）专业；机械制造技术模块；教学方法；教学改革

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727( 2014) 02-0152-03

机械工程及自动化（师范）专业（简称机械师范专业）以培养中等机械职业学校教师为目标，所培养出来的学生除应具有机械工程及自动化专业所需的专业知识和能力外，还应具备理论课程教学和实践课程教学的能力。机械师范专业的知识和能力培养体系可分为五大模块：素质教育模块、机械设计模块、机械制造技术模块、机电检测与控制技术模块和教育学模块。由于中等机械职业学校人才培养目标是机械类操作型、技能型人才，所培养的毕业生主要从事机械加工、设备维护与维修等技能性工作，机械制造过程中的机械加工（包括冷、热加工）要求岗位从业人员具备较好的理论基础和操作技能。这样一来，对中等职业学校教师的专业知识和能力就提出了特殊要求，要求在五大知识和技能模块中对机械制造技术模块应有所侧重．所以．机械制造技术模块在机械师范人才培养中有着举足轻重的作用，必须十分重视这一模块。但目前机械师范专业人才的培养基本采用机械工程及自动化专业的培养模式，无非是多加了几门教育学课程和教学实践项目，机械加工操作技能培养没有得到应有的重视．另外，机械制造技术模块是一门实践性非常强的知识体系，没有足够的实践知识，很难在理论学习时达到完全理解和掌握，这已成为机械制造技术模块课程任课教师及机械专业学生的共识。虽然机械制造技术模块里也安排了金工实习、生产实习，但其质量和效果尚未得到有效保证。具体表现为理论教学时学生显得实践知识不够，不容易理解：实习时又觉得没有较好的理论指导，不知所以然。为此，我们对机械师范专业的机械制造技术模块课程进行系统改革，提出了金工实习、生产实习和理论教学的综合改革措施。

金工实习教学方式改革

金工实习改革的总体思路是：改变过去金工实习中单纯而枯燥的操作技能训练，做到操作训练与机械制造工艺知识的初步认识有机结合：改变过去金工实习仅仅是对机械加工的初步认识和对机械加工操作技能的初步掌握的较低要求，而是通过初级金工实习——理论学习——高级金工实习的三个教学环节，特别是高级金工实习环节，既可验证和巩固学生对机械制造技术模块知识的掌握，又可使学生获得较高的操作技能，从而实现机械加工工艺知识掌握和操作技能提高双丰收，也避免了只懂理论而不会操作或会操作而不懂工艺的现象出现。因此，机械师范专业的金工实习应做如下具体改革。

将金工实习分为两个阶段：第一阶段时间为3周，主要是传统的车工、铣工、刨工、磨工、铸工、锻工和焊工等实习，安排在第一学年进行，放在“工程材料及热处理”及“机械制造基础”课程之前。通过金工实习使学生初步认识机械加工，初步掌握机械加工操作技能，为后续机械专业课的学习，特别是“机械制造基础”、“机械制造工艺学”等课程的学习提供认识和实践支撑。为此，理论课教师可以根据以往在“机械制造基础”、“机械制造工艺学”等课程教学过程中的体会，对现行的金工实习提出配合理论教学的要求。特别是对“机械制造工艺学”课程的教学，需要金工实习的有力帮助。例如，金工实习训练应帮助学生了解工件的三种装夹方式，即直接找正法、画线找正法和夹具装夹法：通过金工实习训练，使学生对车刀的具体结构及五个几何角度的概念、作用及合理选择有初步的了解。

第二阶段时间为3周，安排在第三学年学完机械制造技术模块理论课程之后。任务是对车、铣、刨、磨、钳工种的操作技能进一步提高和强化，验证工艺设计的正确性。方法是：第一周先对第一阶段进行复习，第二周开始根据所学知识，结合指导教师给出的具体要求，让学生自己设计出机械加工工艺规程，交指导教师检查认可后加工出实际零件．通过实际零件加工和检验，验证工艺的正确性和操作的正确性。安排这一阶段的目的是：一方面，检验和巩固学生所学工艺理论知识的掌握程度：另一方面，提高学生的操作技能，而且是高级操作技能。

理论课程教学方式改革

机械制造技术模块理论课程主要有“工程材料及热处理”、“机械制造基础”和“机械制造工艺学”。有些学校将“工程材料及热处理”、“机械制造基础”合为“机械制造基础”。目前，笔者所在学院机械师范专业仍然将“工程材料及热处理”、“机械制造基础”分成两门课来组织教学。“工程材料及热处理”的内容特点是以叙述为主，所以仍以传统教学方法为主。由于“机械制造基础”的内容均与实际操作紧密相联，传统教学方法很难取得较好的教学效果，为此专门购买了中央农业广播电视学校录制出版的“机械制造基础”课程声像光盘，光盘中的某些教学内容是现场录制或专门制作的CAI课件，内容很生动，讲解也很清楚。

机械制造技术模块理论课程改革的重点是“机械制造工艺学”课程。“机械制造工艺学”课程实践性非常强，给学生的感觉是抽象、难以理解。虽然机械制造模块里也安排了金工实习、生产实习等实践环节，但其质量和效果尚未得到足够的保证，使得理论教学非常困难，效果大打折扣。总体印象是理论教学时学生实践知识不够，听得云里雾里：实习时又觉得没有理论支持、不知所以然。理论与实践结合的紧密性和针对性不够，做不到互为支撑、互为促进。另外，根据认知理论，智力技能的获得必须通过“做”来实现。所以，学生要真正掌握机械加工工艺的设计能力，必须通过诸如课程设计等实践环节来保证。为此，我们对“机械制造工艺学”课程的理论教学提出如下几项改革措施。

金工实习为理论教学提供认识支撑改变过去金工实习中单纯而枯燥的操作技能训练，将实习中的操作训练与机械制造工艺知识掌握结合起来，使金工实习为“机械制造工艺学”课程的学习提供一定的感性认识基础。

生产实习与理论教学合一，实施现场教学、理实一体化教学生产实习不单独设立环节，与理论教学合为理实一体化教学，可由主讲教师负责统一实施。其目的是使生产实习更具目的性、针对性、指导性。生产实习为理论学习服务，理论学习指导生产实习，这既有助于理论知识的理解和掌握，也有助于提高生产实习的有效性和目的性．根据学生实践经验少而课程实践性强的特点，采用理论教学与现场教学并行的方式进行。课程中理论性强的部分在课堂上讲．实践性强的内容放在现场教学中讲。根据教学内容和教学进程，实施理论教学与现场教学穿插进行。具体各阶段的划分和要求如下：(1)第一阶段是机械制造过程认识实习，以现场教学为主。先粗略介绍机械产品的生产过程和机械加工工艺过程的基本概念，然后带领学生参观机械制造工厂，了解生产的整个过程、工艺过程和各种加工方法，感受企业生产气氛和企业文化。(2)第二阶段是机械制造工艺规程制定，以理论教学为主。在实习基础上总结概述生产过程、工艺过程的基本概念，然后学习机械加工工艺规程的制定。(3)第三阶段为机床夹具设计，以现场教学为主。现场介绍各类工件的装夹、各类夹的结构，然后回到课堂介绍定位原理、定位误差计算及机床夹具的设计过程、设计准则等理论知识。

以课程设计为载体，实施“教学做”一体化．确保培养学生的能力认知科学认为，智力技能的学习一般分为三个阶段：第一阶段，信息进入，与学生头脑中被激活的相关知识建立联系，从而出现新的意义构建：第二阶段，通过应用规则的变式练习，使规则的陈述性知识向程序性知识转化：第三阶段，程序性知识发展到高级阶段，规则完全支配人的行为，智力技能达到相对自动化。所以，机械加工工艺规程的制定、夹具的设计等知识的巩固和能力培养必须通过“做”来实现，如通过诸如课程设计等实践环节，使规则的陈述性知识向程序性知识转化．学生学完了工艺规程制定和夹具设计等理论教学内容后就可以安排课程设计。课程设计的题目可以来自于工厂实际，以便学生所设计的结果与企业实际进行比较，以验证学生设计的正确性或与实际应用的距离：也可以采用教师自拟的典型零件为实例，学生完成其工艺规程或夹具的设计，但必须通过金工实习后一阶段的实习，加工出实际零件或夹具，以验证设计的有效性和差距。

提高“机械制造工艺学”课重点和难点内容的教学效果“机械制造工艺学”中有许多概念，学生由于缺乏实践基础，初学时很难理解透彻和掌握。这些较难理解的概念有机械加工工序．调整法加工、工件装夹、基准、定位误差、误差复映等。教师首先应自己理解透彻，同时尽可能采用有效的方法帮助学生理解这些概念。例如，介绍机械加工工序时，就可以用包饺子的过程来类比：讲解调整法加工时，可以借用砂轮切割机切割多段等长线材或角钢为例，学生就感觉很直观，也很容易理解。

讲好“典型零件加工工艺”“典型零件加工工艺”是对前述机械加工工艺理论的综合运用，在“机械制造工艺学”课程学习中具有举足轻重的作用。另外，这一章介绍的是典型零件的加工，其加工工艺具有一定的普遍性和规律性。学好了典型零件的加工工艺，对一般零件的加工就有了借鉴的例子，甚至有了模板。所以，教师应讲好这一章内容，学生应学好这一章内容。典型零件主要指轴类零件、套类零件、箱体类零件和齿轮类零件。目前，教材介绍的几种典型零件的加工工艺过程都是用静态文字以表格的形式呈现，不直观、不生动，调动不起学生的学习兴趣，教学效果不佳。为此，我们采用实际加工过程录像或CAI课件，以“动”的形式加以呈现，再加以旁白，教学效果良好。

化工机械设计论文篇5

关键词：农业机械化及其自动化；《优化设计》；教学内容；教学方法；网络教学平台

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）09-0069-04

一、前言

优化设计是工程设计中重要的科学设计方法。最初在20世纪50年代，应用数学领域发展形成了以线性规划和非线性规划为主要内容的数学规划理论，应用于解决工程设计问题，形成了工程设计的优化设计理论和方法。随着优化设计理论和方法的不断推广和应用，优化设计在各个行业得到广泛的应用，优化设计在农业工程领域也有着重要的应用。因此在农业机械化及其自动化本科专业中，开设优化设计课程，学习优化设计的理论和方法，培养分析和解决优化设计问题的初步能力，为将来从事工程设计工作打下一定基础。

二、农业机械化及其自动化专业《优化设计》课程的定位与课程目标

农业机械化及其自动化本科专业是昆明理工大学工学专业之一，其开设背景是2000年5月，根据昆明理工大学的综合办学条件，结合新农村建设、农业现代化发展、西部开发和云南省新型工业化发展战略，针对以工业化改造传统农业过程中对农业工程专业人才的需求特点，经有关专家认真论证研究后，昆明理工大学于成立了现代农业工程学院。建院以来，在学校领导下，农业工程学院在师资队伍建设、学科建设、办学规模、实验室建设、科研建设、对外联合办学等方面都取得了较大进展，积极为学校的本科教学工作和人才培养作贡献。学院坚持学校的办学指导思想，积极探索在理工大学综合办学条件下农业工程类高级专业人才培养模式，旨在培养基础扎实、知识面广、能力强、素质高并具有创新实践能力的本科应用型人才。现设有农业机械化及其自动化、农业水土工程、农业电气化与自动化和园林四个本科专业，设有农业工程、农业机械化工程、农业水利工程、农业生物环境与能源工程和农业电气化与自动化五个硕士学位授权点。昆明理工大学农业机械化及自动化专业虽然成立时间不长，但具有特色和优势。昆明理工大学的办学理念是建设理、工、文、法、经、管多科性协调发展的高水平大学。昆明理工大学办学定位、人才培养目标和生源情况是：建设成为特色鲜明的高水平大学，成为我省和西部地区培养高层次科技人才和应用人才的重要基地。生源来自全国各地。昆明理工大学理、工、文、法、经、管多科性协调发展，学科门类比较齐全，学科综合优势十分明显，而且农业机械化及自动化专业的主要学科基础正是学校的一批优势学科。这就使得农业机械化及自动化专业能很好地汲取学科交叉的优势，在学科交叉中获得新的生长点，使专业得到再生和发展。同样，依托学校理工综合优势，对农业机械化及其自动化专业教学改革将形成有利条件。与从农业院校中成长起来的农业机械化及自动化专业相比，在培养学生实践动手能力、工程素质、创新能力和创新精神上具有无以比拟的优势。《优化设计》课程正是突出专业理工特色和优势的一门学科基础课。在农业机械化及其自动化本科专业的培养方案中，《优化设计》课程一直列为学科基础课，旨在培养学生的工程设计能力，掌握科学的设计方法，培养学生在农业机械领域的工程设计能力，突出学生的理工优势和特色。

三、《优化设计》课程特点

优化设计是现代设计方法中的一个重要领域，是工程设计的重要组成部分，也是工程技术人员必须掌握的设计方法，《优化设计》课程已经成为高校普遍开设的重要课程之一。《优化设计》课程以重在培养学生的创新精神和实践能力的教育思想为指导，更新教育观念，坚持“强化基础，恰当拓宽，提高综合能力”的原则，加强学生的综合素质和工程设计能力的培养，向以“知识、技能、方法、能力、素质”综合培养目标的教育体系转化。《优化设计》课程将“基本设计方法”与“优化设计思想”紧密结合，着重介绍优化设计的基本概念、基本原理和基本方法，学习优化设计方法的实用程序，使学生在学习“优化设计方法”的同时，也能够获得工程应用能力的训练。进而培养他们的创新能力和科学思维方法。通过《优化设计》课程的学习，培养学生掌握优化设计的基本概念和基本知识，掌握常用优化方法的基本原理和计算方法，熟悉常用工程软件的优化分析和计算的功能，了解优化设计在工程设计方面的应用。所以，学生应达到下列四个基本要求，一是树立工程优化设计和优化决策的思想；二是掌握优化设计的基本概念、基本知识和常用方法；三是了解常用工程软件进行优化分析和计算的功能；四是具有解决工程设计中一般优化设计问题的能力。优化设计的教学大都是基于机械优化设计的。因此，以优化设计理论为基础，以计算机为工具，将优化设计方法用于机械设计中，形成了机械优化设计，成为优化设计的典型代表和重要内容。机械优化设计是机械现代设计方法中的重要方法之一。在国内大多数机械类本科专业中，大都开设了机械《优化设计》课程，为将来从事机械设计工作打下一定基础。甚至也有很多机械类硕士研究生培养方案中开设有机械《优化设计》课程，进行更深入的理论学习。《优化设计》课程的教学改革，应根据专业培养方案，从专业特点和实际需要出发，对教学内容进行改革，因此，结合农业机械化及其自动化专业本科培养，开展《优化设计》课程教学改革是十分必要的。

四、教学内容改革

化工机械设计论文篇6

【关键词】机械产品 外观设计 方法 构图

1机械产品外观设计现状及要求

1.1现状

纵观市场上大多数石油机械产品外观情况，产品外观设计种类多、呈现多样化趋势。外观设计能够赋予产品欣赏价值和便捷性，社会多元化形势下，人们消费需求也随之发生变化，个性化特点日渐突出，除了产品本身功能之外，还需要对价格和售后服务进行对比，最后，选择符合自身审美的机械产品，这也使得一部分厂家在机械设备设计环节，忽视了外观设计，缺少流畅线条，缺乏对简约构图方法的运用，如：曲线构图、三维线等。我国机械外观设计发展较晚，还需要进一步深入研究[1]。

1.2要求

不同于一般机械设备，石油机械设备工作环境相对恶劣，针对其外观设计也要考虑特殊性，兼顾其尺寸和实用价值，前者主要是能够便于施工人员操作，例如：装置力度设计等，力度如同门上的手柄，要充分考虑是否能够适应人体力度，如果力度过小，那么机械在施工人员难以有效发挥积极作用，也就是说力度是机械产品外观设计需要考虑的要素之一，坚持人性化、绿色化等理念，从而设计出更符合石油事业发展的机械设备。

另外，石油机械产品外观在设计过程中，要符合国家相关规定、产品理念及功能等，突出自身价值定位。因此，要合理规划机械设备比例，现阶段，在设计行业中，黄金比例、相加数级比例等都能够为机械产品设计提供参考和支持。

2机械产品外观设计与构图理论依据及具体方法

2.1理论依据

外观是机械产品给消费者的第一印象，外观设计并非盲目进行的，其是多个学科共同作用下的结果，基于此，在机械产品外观设计过程中，要明确其理论依据，以此来指导外观设计工作顺利进行。母线，石油机械产品外观设计理论主要包括以下几个方面：首先，三次设计理论，主要是通过对产品进行系统、参数及容差设计，实现机械产品各个零件之间的优化组合，有效降低成本及不良影响，提升产品性能；其次，公理化理论，公理化理论主要是针对一些设计理论较为复杂的产品进行优化，其本质上来说，是一种概念理论设计方法；最后，普适理论，其理论基础是建立在经验之上的，通过对机械各项功能机构进行能量输入和输出计算，从而设计出机械设备。了解和掌握相关理论知识，能够帮助我们更好地理解机械外观设计方法。

2.2具体方法

2.2.1局部及全面性方法

现代机械设计过程中，相比较而言，局部及全面性方法设计理念更具科学、合理性，立足于整个机械设计，并将其贯穿于每一个环节，实现对每一个环节的实施监督和控制，能够及时发现设计中存在的问题，并及时作出调整，不断优化机械产品，从而有效提高工作效率和质量。通过强化重点部分，简单处理次要部分进行设计，例如：巧妙地运用线条、色彩等美学视角增强艺术感，并突出设备特点吸引消费者，从而提高销售量。

2.2.2计算机辅助方法

该方法主要是将现代信息等技术作为基础，对机械设备外观进行科学、合理设计的一种方法。计算机等技术不断发展，并逐渐渗透至社会各个领域中，取得了显著成效[2]。因此，设计师可以利用计算机内部软件、网络等在画图、构思及运算方面进行整理和疏通，从而达到期望设计目标。计算机辅助设计方法，不仅具有科学设计理念，能够有效突破传统手绘及图纸设计存在的弊端，而且还能够为下一个设计环节奠定良好的基础，进而更好地完成产品外观设计。

2.2.3智能化设计

三维CAD技术作为一项技术系统，并不是不切实际的方法，而是将设计理念、外部环境及计算机等技术有机结合的综合体，不仅如此，其与其他相关系统的集成，例如：管理信息系统等，促使在机械外观设计中发挥了更大价值。在学科交叉融合影响，CAD技术将朝着智能化趋势发展，不仅关注单纯的线面数据分析，更不需要人工进行参数化限定，而是利用历史设计数据库内相关数据信息，并结合外部环境自动形成机械尺寸（如下图），为机械设备外观设计提供支持。从某种意义上来说，机械外观智能化设计将是涉及领域的一次改革。

图 1 三维出CAD技术对机械零件进行设计和构图

2.2.4系统化设计

系统化设计方法主要是相对于传统设计方法而言的，有效突破了单一的功能性要求，促使机械设计方法更具系统化、信息化及智能化，该项系统在实际应用过程中，不仅能够保障数据信息不丢失，而且还能够结合用户信息，对程序进行有效管理，即便是数据信息丢失，也能够进行数据恢复，确保用户系统安全、可靠性，从而提高整个系统的安全性。一般情况下，这种方法能够通过多种方式和方法，进行针对性保护，从而为外观设计提供支持。

3结语

根据上文所述，石油机械设备外观设计作为一项具体、复杂性工作，在提高石油开采效率等各个方面占据不可替代的位置。因此，在机械外观设计过程中，要明确机械设计要求，掌握相关理论基础，选择科学、合理的设计方法，提高外观设计合理性，从而促使机械设备在具体应用中发挥最大效用。

参考文献：

化工机械设计论文篇7

【关键词】产品设计 创新 想象力 功能 原理 结构

【中图分类号】G640 【文献标识码】A 【文章编号】1009-9646(2008)08-0185-02

1 引言

人类的一切文明都是设计的产物。工程产品设计就是利用科学研究得到的原理,发明现实世界里还没有的人造装置,以满足人类在生活和生产中的各种各样的需求,从而创造出更美好的新世界。文学家雨果曾说过“想象是伟大的潜水者。”[1,2]创作新的作品需要想象,同样科学技术研究也需要创新性的想象与想象力培养。中国的大学教育传统上以文学和政论为主,强调修身、齐家、治国平天下[3]。近代以来,西方的以分析精神为代表的现代科学教育进入中国,并且已成为理工农医科学教育的核心[4]。根据中国教育的长期教育历史和目前建设创新型国家的要求,当前有必要强调创新教育。前文从产品设计、想象与想象力和想象力培养三个方面着重讨论了想象力在产品创新设计中作用[5]。表1列出的是发明家所需具备的主要素质[6],由数据可见,想象力和坚持性是迈向成功的两个主要素质,因此,在科技人才的培养方面应注重这两方面能力的锻炼。只有不断地在学习和工作中,主动地学习想象的方法,积极想象新的功能、原理和结构,才能更好地设计新产品。

机械产品、机电产品的设计也需要培养设计者的想象力,可以说,没有想象,就没有创造,只会是骥尾之蝇,亦步亦趋的步人后尘。我国政府倡导建设创新型国家,在一些领域要与国际先进水平并驾齐驱,这需要科技工作者与技术工人的共同努力。在新产品的创造过程中,需要设计者创新性的构思新产品、技术工程师设计新产品和制造工艺以及技术工人加工新产品。工人从事产品制造加工,技术人员从事产品设计和加工工艺编制,科学技术工作者从事产品创新思路研究与产品原型研制。想象力与坚韧不拔是创新工作者应注重培养和训练的优秀素质。本文拟讨论从事机电产品创新所需要注意的几个问题。

2 功能设计的想象

产品是指生产出来的物品,对人类具有一定的功能。“顾客购买的不是产品本身,而是产品所具有的功能。”社会上流通的产品对其生产厂商是获得经济效益的产品,而对使用者来说,他人提供的产品就是自己的工具。西方的阿里士多德和培根曾对工具论作了阐述,与机械工业化革命相对应,工具论对机械工业革命、电气化工业革命、信息化工业革命和生物技术革命都产生了显著的作用。笛卡儿提出数学描述的方法论,后来牛顿、达尔文和哥白尼等分别提出了自然科学不同学科的基本原理。机械产品设计依据机械原理,1970年德国科学界提出的功能原理的产品设计,特别注重功能原理解。功能是产品购买者购买商品的原因,因此产品的设计就是实现某些产品功能。

在人类社会的前期发展过程中,工程科学一直沿用师傅带徒弟的方式传承手工技艺,有的的技艺还是家族传递下来,由于战争等灾难因素,其中有的技术已经失传。近代科学以伽利略为其开端的代表人物,将数学原理用于物理知识的表达和分析,开启了近代工程科学。另一方面,知识的传播也由学校完成,高等教育蓬勃发展,形成机械、电气、土木、化工、计算机、信息和生物组成的现代工程科学体系。机械工程的历史悠久,而且其原理知识渗透到各个工程技术领域,并没有随新型工程技术的发展而消亡,而是成为工程产品设计的基础。例:现代的航天工业、生命技术和核能工业都离不开机械工程知识的支持。机械产品与信息科学、生命科学的结合,出现了数控加工机床、机器人和靶向药物等一系列技术产品,人类的制造能力大幅度提高。近年来,随着数字化设计和协同设计技术的发展,人们设计新产品的能力也将得到显著提高,计算分析软件包的开发与使用,必将对产品设计的方式和方法产生巨大影响,新产品的设计周期将大大缩短。

要设计出新的产品,就是设计出新的功能或功能组合。要实现产品的创新设计就是要在设计初始阶段想象出新的功能或功能组合,向用户提供新的功能。一般常用的想象方式是通过市场调研或用户反馈的意见,提出产品功能的改进,新的产品功能很多是根据使用者需要而想象出来的。革命性的系列化产品都是依据新的科学原理,或变换原理或变换结构所想象出来的。例,从双卡收录机到卡式随身听,再到电子技术的MP4,前者使用相同的磁记录原理,但变换了结构与功能组合,获得了便携的功能。后者采用新的磁记录原理,利用巨磁阻效应设计出新的技术手段,实现播放声音和图像媒体的功能。

功能设计有分解和综合方法,原理设计有集成、转用和逆向等方法。产品的功能创新设计不一定是设计出前所未有的产品,随着各个领域知识的融合和技术革命,很多产品的设计采用新的知识原理来更换以前产品所采用的原理,获得更低的成本、更方便的制造或使用。

功能设计的创新过程中需要形象,例如人类想象出了飞机、电视机和收音机等,在设计这些产品前,人们就已经幻想象鸟一样飞行,千里眼和顺风耳,在古代的小说中就有这样的文学想象,后来的技术革命用技术手段实现了人们以前的想象。要实现对新功能产品的想象,就必须解决其依托的核心功能原理,例如流体力学原理、无线信号传递等原理。物理原理、化学原理和生物原理是设计新型产品的基础知识,近200年来,人们主动采用各种基本原理设计出许多种新产品,而且这一趋势仍将继续下去。

3 原理设计的想象

设计产品需要依据一定的功能原理,功能原理的创新就非常重要,机械原理知识仅仅是机械产品原理设计的基础。有时很复杂的机械产品,如果用电子控制技术来实现,其结构就非常简单。例上面所述的随身听。机械科学的原理并不多,常用的有杠杆、滑轮、啮合传动、摩擦传动、滚动支承、滑动支承、电磁支承、凸轮、连杆、螺旋等十几种。常用的电子原理有加、减、乘、除、微分、积分、反馈等。现在基本的机械元件和电子元件都已有基本的单元销售,已有专业化生产厂家生产这些标准化的元器件。复杂机电产品的设计并不是将机电单元简单的堆砌在一起,而是有机的组合、有目的的组合基本单元,来实现其使用功能。

产品的制造工艺原理也十分重要,它们决定了产品设计是否可以物化、是否可行。常用的机械产品的加工工艺有车、铣、磨、刨、镗、铸造、焊接、热处理,新的加工工艺有电子束焊接、激光表面处理、离子注入、化学气相沉积、物理气相沉积、腐蚀、键合等等,这些加工工艺都已在机械产品加工中得到广泛应用。利用新的物理、化学或生物原理来发明新的机械产品或电子产品的加工工艺,这是目前和今后发展的方向之一。在知识教学中,更应培养学生的触类旁通、获取知识的能力。

现代的机电产品,在构思整体设计时就要分析其功能原理形态矩阵,比较优化得到最优的技术原理方案,并且择善而从地详细分析最佳方案。设计原理的选择,不仅要考虑技术的先进性,还要分析其成本、环境的友好性和可持续发展的前景。对产品功能原理的优化软件在近20年时间内得到了很大发展,例:TRIZ等。但,产品的成本分析和环境友好性分析仍无相应的设计软件,这也是今后的发展方向之一。

随着数字化设计、虚拟加工和虚拟装配技术的发展,例:Unigraphics软件包,机械产品的设计和制造过程也发生了很大变化,运用虚拟软件设计来设计和制造产品的成本比试样产品的制造,成本大大降低。数字设计、数字制造和数字管理技术的发展,依托于信息技术,对机械工业已经产生了变革性的影响。协同设计、协同制造和协同管理技术在最近几年仍然会得到快速的发展。机电产品的原理设计有集成、转用和逆向等方法。例如汽车内燃机集成了连杆传动、轴承支承、凸轮传动等。冲压机和汽车发动机就是曲柄滑块机构的转用。鞋底防滑花纹的设计是摩擦学中理论应用的反问题。

4 结构设计的想象

要将设计原理实体化,获取设计者设计的产品功能,就必须进行产品的结构设计。常用的结构设计方法有放大、缩小、转用和变结构等。在机械系统的结构设计方面,俄罗斯的学者非常重视,而德国和日本的学者重视原理的设计和设计方法。我国的机械产品设计在1978年以前学习俄罗斯的结构设计,在80年代学习德国的功能设计理念、日本的二次设计方法。结构设计中常用的零件结构已经标准化。

从1960年来人们研究的仿生设计思路,为结构设计者提供了一条途径。基于流体力学的飞机结构设计,基于固体力学的齿轮和滚动轴承设计,基于动量守恒原理的喷气机设计,基于光学的鹰眼、蛙眼设计,基于红外原理的制导设计等等。在固体材料结构方面有仿生陶瓷、仿生的复合材料,多层涂层设计模仿竹、海螺壳等结构,今后在有机材料的设计方面人们更加依赖于对自然材料的仿生。

结构的标准化、新材料的开发与应用将对机械结构的设计产生重大影响。前人的石器时代、青铜时代、铁器时代和半导体时代以及今后的生物材料时代,都已经对产品的设计原理、设计方法产生了巨大影响,而且产品的结构也发生了很大变化。例:古代利用细绳作为锯子,今天利用合金材料和电力驱动的电锯,今后的激光切割等。新的原理、新的方法和新材料决定了那个时代的产品的技术含量和经济效益。

现代机电系统向复杂化和微纳化两个方向发展。复杂机电产品集成了机械原理、电路原理和控制原理等。例如,盾构机械和大飞机等,复杂机电产品的结构比简单机械要复杂100～10000倍,因此其设计制造是一个国家的机电产品设计制造能力的集中体现。复杂机电产品的设计过程中一般都采用数字化协同设计的组织方式,充分发挥各个设计单位的优势,团队的协作有助于缩短设计周期、提高设计效率和优化产品的性能。我国的机械工程教学中过分强调单元课程的学习,可喜的是近来组织机械设计大奖赛的竞赛,这有助于培养设计复杂机电产品的能力。

微纳机电产品,以微纳微型、微纳传感器和芯片等技术为代表,在近10年内取得了一系列突破。化学原理和生物原理也逐渐应用到这类微纳机械产品的设计,例如生物传感器和生物芯片等。未来的机械应该是生物机械,传统的机械原理、机械设计和机械制造技术都日臻成熟,21世纪的机械是生物机械,这一点上大多数人已有共识。我们现在大学里培养的人才,今后的21世纪的机电产品创新必定依靠现在的青年人,因此有必要开设系统论、生物原理等课程,这一点仍有欠缺,也未达成共识,作者认为应从未来机械发展的高度,布局现在的机电产品设计人才的知识结构,以利于他们今后更有创造性、更好地创造出新的产品。

关于微纳机电产品的设计,目前有两种技术路线。其一,是将以前的机构、机械结构和电子元器件缩小,在微米级加工微型齿轮、连杆和轴承等。另一种思路是抛弃传统的机械原理和机械零件设计,依据生物物理和生物化学的基本原理来构造微纳系统,例如仿葵花的转动机械等。作者认为第二种思路是更好的,因为机械原理和零件的设计应该随时俱进,不应保守的依据毫米级的机械原理和零件,而应该结合生物科学的发展,将生物物理和生物化学与机械科学结合起来,创造出更多更好的微纳机械系统。

5 结语

(1)功能、原理和结构的思路是德国科学家提出的别具一格的产品设计整体框架,本文从功能、原理和结构三方面再次讨论产品创新设计中“想象力”的作用。

(2)未来机电产品的发展向复杂化和微纳化两个方向发展,今天我们在本科教育阶段应该缩减单元知识的教学,增加系统论和生物原理的知识传授。

(3)对于研究生的创新能力培养,学生的课题研究不应竭泽而渔,而应结合研究生的论文主题,在讨论课上各抒己见,培养同学的提出问题、分析问题、解决问题和总结问题的能力。

参考文献

[1] 吴国盛.科学的历程[M](上册,下册).长沙:湖南科学技术出版社,1995.

[2] 维娜 艾莉著,刘民慧等译.知识的进化[M].珠海:珠海出版社,1998.

[3] 曲士培.中国大学教育发展史[M].北京:北京大学出版社,2006.

[4] 戴本博,张法琨.外国教育史[M].(上册,中册,下册).北京:人民教育出版社,1989.

[5] 汪久根.初论想象力在产品创新设计中的作用[A].机械设计2008教学研究[M].北京:机械工业出版社,2008,1-4.

化工机械设计论文篇8

关键词：精品课程；机械设计基础；教学内容；人才培养；专业建设

中图分类号：G6420 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）11-0148-03

一、引言

精品课程建设工作是高等学校教学质量与教学改革工程的重要组成部分，也是高等院校教学工作重要的基本建设内容。教育部关于“本科教学工程（原称“质量工程”）”的建设文件指出：“精品课程”是具有一流教师队伍、一流教学内容、一流教学方法、一流教材、一流教学管理等特点的示范性课程。教育部的这一文件精神，为各级精品课程的建设与实践工作指明了方向和课程建设的标准与目标。

西安外事学院的“机械设计基础”课程经过多年建设，于2011年4月被评为校级精品课程，2011年11月被评为陕西省精品课程，2014年7月经省教育厅批准又被升级改造为省级精品资源共享课程。总结几年来的建设工作，我们的工作重点及特色主要在以下几个方面。

二、创建课程新体系，改革课程内容

“机械设计基础”课程是一门综合性、实践性很强的技术基础课程，在高等院校机械类、近机类专业的教学计划中具有承前启后的重要作用，是培养学生创新精神、工业意识和综合机械设计能力的一门主干课程。

西安外事学院作为我国一所走在前沿的应用型本科院校，主要肩负着为国家培养应用型本科技术人才的重任。因此，“机械设计基础”课程内容的改革，必须符合学校的人才培养目标。

针对“机械设计基础”课程的特点，我们确定了本课程的教学改革思路是：更新教育思想和教学观念，以应用型本科技术人才培养为对象，进行课程整体优化组合，建设“机械设计基础”课程新的教学体系；以提高学生的综合设计能力、创新设计能力、工程实践能力为目标，构建课堂教学、计算机辅助教学、设计训练、实验教学与课外科技创新实践活动一体化的教学体系。

为此，构建的“机械设计基础”课程是对原专业教学计划中的机械原理、机械零件两门课程的基本内容进行整合而重组的一门新课程。围绕“常用机构”和“通用零部件”两条主线介绍其有关的工作原理、结构特点、设计方法等。在常用机构内容中，主要安排有平面机构结构分析、平面连杆机构、凸轮机构、轮系和间歇运动机构；在通用零部件内容中，主要介绍常用的机械传动（带传动与链传动、齿轮传动、蜗杆传动）、常用连接（螺纹连接、轴毂连接）、轴系零部件（轴、轴承、联轴器与离合器）等；此外，还安排有机械系统设计、现代设计方法等章的内容。通过本课程的学习（包括理论教学和实践教学环节），使学生着重掌握机械设计的基本知识、基本理论、基本方法和基本技能，培养学生具有一定机械设计能力，并为以后专业课程学习打下必要的基础。

在课程新体系的构建中，始终坚持以应用型本科人才的培养需要为目标，开展对课程内容的改革；对于课程的基本理论以“必需”、“够用”为度，淡化公式推导，注重理论联系实际，体现应用性特色；同时对课程内容组织贯彻“少而精”及“实用性”为原则，例如：在“齿轮传动”一章，打破传统习惯，分别把传统的“齿轮机构”、“齿轮传动”、“蜗杆传动”三章内容合编为新“齿轮传动”一章，把“滑动轴承”、“滚动轴承”两章内容合编为新“轴承”一章，既避免有关内容重复，又达删繁就简自成体系。

三、教师队伍建设

教师队伍建设不仅是高等院校教学建设的重要内容之一，也是学科、专业和课程建设的基础和重要工作。目前，我校课程组已初步建成一支知识结构较为全面、年龄结构适合、学缘结构合理的“机械设计基础”课程教学团队。针对师资队伍建设工作，我们提出课程师资队伍建设要符合学校办学定位的目标，要适应教学需要和学科发展的目标，并以培养青年教师为重点，制定了具体培养计划和措施，现取得较好的效果。关于培养青年教师队伍的措施如下。

1.加强师德师风教育，以先进人物为榜样，树立爱岗敬业，忠于人民教育事业的崇高理想。

2.按照学校的师资队伍建设目标，制定好包括青年教师的师资队伍建设规划，并认真实施。

3.给青年教师压担子，让他们承担起教学和科研任务，在“干”中成长，而且教学和科研互动，协同发展。

4.实现教学岗位责任制，加强教学管理。积极开展教学教改研讨活动，提高教学素养和业务能力。

5.发挥老教师的作用，实行年轻教师导师制。为每位青年教师配备了教学指导教师，加强对青年教师的传、帮、带。

6、创造条件让青年教师走出去，到国外和国内其他大学学习访问，开拓视野。对提高学术及教学水平发挥了重要作用。

7.在实现青年教师全部硕士化的基础上，逐步实施青年教师博士化。

8.建立听课和评课制度，发挥老教师和系主任的教学监督作用，促进青年教师课堂授课质量的提高。

这些措施的实施，取得很好的效果，使青年教师茁壮成长，多名青年教师在学校举办的青年教师讲课竞赛中获得竞赛大奖，每位青年教师均已获得一项以上省级教改研究项目或省级科研项目，并在全国期刊上发表多篇教育教学教改研究论文；本课程的建设成果先后于2011年、2012年获校教学成果奖一等奖、二等奖，课程教学团队于2012年获校级优秀教学团队；已形成了一支学术和教学水平高，综合素质好、结构合理的师资队伍。

四、教学方法与教学手段

改革教学方法、采用先进的教学手段是提高课程教学质量的关键措施，在教学中，我们的做法如下。

（一）在教学方法上

1.转变教学观念，树立以学生为中心的思想，正确认识学生为主体、教师为主导的内涵，充分调动学生学习的主动性、积极性。

2.在课堂教学中，坚持理论联系实际的学风，把基础理论与生产实际、设计实践紧密结合，根据应用性技术人才培养的实际需要，对基本理论以“必需”、“够用”为度，淡化公式推导，不断将新技术、新成果引入课堂，开阔学生设计视野。

3.在课堂教学中，根据“工学结合”、“教、学、做合一”的原则，“讲-练-实践”相结合，安排设计性大作业，提高学生的动手能力、工程训练与实践能力。

4.在教学中，根据课程各章的不同特点，分别采用工程案例教学、项目任务教学、小组讨论式教学、现场教学和探究式教学等不同教学方法。同时采用工学结合教学法、课外竞赛激励法、小组研讨法等教学方法，调动学生学习的积极性、主动性，并指导和促进学生自主学习能力的发展。

5.搞好课程设计教学，培养学生掌握机械系统方案设计、机械零部件工作能力设计和结构设计的能力。

6.在教学过程中，贯彻因材施教的思想，重视学生的个性发展，鼓励和引导学生积极参加各类课外科技创新竞赛活动，提高学生的动手能力、分析问题解决问题能力、创新实践能力。

7.改变以往以期末考试成绩定课程学习成绩的方法，采用平时考核、作业考核、实验考核和期末考试多项累加的方法确定学生的学习成绩，引导学生自觉的学习，全面、系统的学习。

（二）在教学手段上

1.积极采用现代教育技术，充分利用计算机技术和网络技术等现代信息技术，将多媒体教材引入课堂教学，丰富课程的教学信息量。在本课程教学中，实现了部分网络教学。

2.结合课程特点，制作了课程教学录像片、多媒体课件、常用机构和通用零部件的三维动画插播片、图片库和课程测试题库，开发了课程CAI课件。

3.建成了常用机构和通用零部件陈列室、轴系零件拆装实验室、液压传动陈列室等，供学生参观和认知学习，提供了直观教学环境和开放式的教学环境。

4.开放了机械设计实验室和械计创新活动室，激励学生的学习兴趣，为培养和提高学生的机械设计动手能力、分析问题和解决问题能力以及参与科技创新活动提供了场所和便利。

在上述教学方法及有关措施下，本课程教学得到校内外专家的一致好评，课程组教师教学评价均获得学生“优良”的好评。学生的课程学习效果也取得丰富成果，如在教育部主持举办的“2014年全国大学生机械设计创新大赛”上，学生参赛的7件作品，全部获得陕西赛区省级奖，其中省级一等奖1项、省级二等奖1项、省级三等奖4项；学生在参加2013年“全国大学生工程训练综合能力竞赛”中，获得陕西赛区省级二等奖2项；学生积极参加Solidworks考试认证中心的认证，多名学生获得Solidworks考试认证中心颁发的“机械设计Solidworks证书”。

五、教材建设

教材建设是高等教育课程改革的重要组成部分，也是教学内容和课程体系改革的成果体现。早在1988年国家教委颁发的《高等学校教材工作规程（试行）》中就指出：高等学校教材是体现教学内容和教学方法的知识载体，是进行教学的基本工具，也是深化教学改革，提高教学质量的重要保证。基于高校教材是传授知识、培养技能的重要工具，在人才培养过程中扮演着极其重要的角色，所以，我们在精品课程建设规划中，针对教材建设制订了规划，组织了教材编写力量，先后出版了质量较好的《机械设计基础》、《机械设计基础课程设计》（国防工业出版社出版）两部精品教材。在《机械设计基础》教材编写中，我们坚持以应用型本科技术人才培养的实际需要为宗旨，遵循对机械的认识规律及循序渐进的原则，遵循理论联系实际和注重机械设计能力培养的要求，优化了课程知识体系；以常用机构和通用零部件为对象，以设计为主线，突出了机械系统方案设计、机械零部件的工作能力与结构设计，并吸纳了现代设计方法及技术。

由于“机械设计基础”课程的主、辅教材配套齐全，使用效果好。为培养厚基础、强能力、高素质、宽口径应用型本科技术人才发挥了重要作用。

六、实践教学活动创新

“机械设计基础”课程实践教学环节包括实验教学、课程设计、设计作业训练和课外科技创新实践活动等内容。

1.实验教学。以培养学生动手能力为中心，利用机构和机械零件陈列室、机械设计基础实验室、汽车工程实验实训基地的开放式教学环境和条件，采用课内外相结合的教学体系和分模块、分项目的实验教学内容，全面培养学生理论联系实际的工作作风、动手操作能力、分析解决问题能力，促进学生的个性发展。

2.课程设计教学。“机械设计基础课程设计”是工科院校机械类、近机类学生在学习了机械制图、工程力学、工程材料、公差与配合、机械设计基础、机械制造基础等课程之后首次进行的一次较全面、较系统、较长时间、较贴近工程实际的综合性设计训练，对于培育学生的设计意识，锻炼学生的设计能力，培养学生的创新精神，激发学生的学习兴趣，加深学生对课堂教学内容的理解和掌握都具有十分重要的作用和意义。为了突显上述功能，我们对课程设计教学进行认真改革与建设，丰富和深化课程设计内容，实现设计题目多样化。以设计为主线，既有传动装置设计的传统题目，也有从生产实践中新开发的新题目。对完成的设计图纸，既可采用手工绘图方式完成，也可采用计算机辅助绘图方式完成。在完成的设计项目计算说明书中，必须有设计方案评价、设计工作总结等内容，否则不予通过。通过这些措施的实施，培养的学生设计能力发挥，促进学生分析解决问题能力和创新能力的提高。

3.设计作业训练。机械设计基础课程是一门设计性、实践性、综合性很强的课程，为了实现基础理论与设计实践的有机配合、实现“教、学、做合一”和“讲-练-实践”相结合，我们安排了“轴系零件”测绘、上机进行“计算机辅助设计”等的设计作业训练。通过设计作业训练，培养学生的机械结构设计能力、计算机辅助设计能力和绘图能力，为后续的专业课程学习以及日后从事机械设计工作打下良好的基础。

4、课外科技创新实践活动教学。借助本课程的学习，为了培养学生的创新意识、综合设计能力和团队协作精神，我们借助汽车工程实验实训中心和汽车工程技术创新基地，开展了学生课外科技创新实践及机械创新设计的实践教学环节。几年来，这一课外科技创新实践教学活动取得了丰硕的成果。

七、本课程的建设成果

1.建设出了一支知识结构和年龄结构合理，学术水平和教学水平高的师资队伍。教学与科研互动，共同协调发展，成果显著。几年来，课程组一位教师受到省级教书育人先进个人表彰；课程组先后完成了省级教改研究项目3项、省级科研项目4项、校教改项目5项，获校级教学成果奖4项，并获校级优秀教学团队一支；几年来，教学团队在国内外各类期刊及国际学术会议上发表科研论文40余篇、教改研究论文10余篇，获国家发明专利和新型专利2项。

2.创建了“机械设计基础”课程新体系，面向应用型本科技术人才，以培养学生综合设计能力为主线，以工程应用为目的，以“必须、够用”为度，以讲清概念、强化应用为重点的原则来确定本课程的主要内容和体系结构，对教学内容作了重大的改革，以机械设计为主线，将机械原理、机械零件等课程的主要内容进行精选和融合，优化组合，使其成为一门完整体系的综合化课程，并编写出版了配套教材。

3.适应应用型本科技术人才培养需要，构建了“工学结合”、“教、学、做合一”的课程教学模式，注重实践性教学环节，加强基本设计训练，培养学生的工程意识和综合分析与设计能力，构建了课程的直观教学陈列室和新的实验教学体系，开放了课程实验教学环境，促进了学生的个性化发展。

4.重视教材建设，编写出版了“机械设计基础”课程教材3部，主、辅教材配套齐全，水平高，使用效果好，并将教学改革思路与成果融入到教材中。

5.以理论教材为蓝本，利用现代计算机信息技术和网络技术，建设出本课程的立体化教材系统及其素材库，并实现了网络化教学和精品资源共享。

本课程于2011年评为省级精品课程，2014年经陕西省教育厅批准又被升级改造为省级精品资源共享课程，本教学团队将以此为新起点，继续奋发努力建设好这一省级精品课程。

参考文献：

[1]教育部.关于启动高等学校教学质量与教学改革工程精品课程建设工作的通知[R].教高[2003]1号.

[2]姚恩全.高校精品课程建设的理论与实践研究[J].东北财经大学学报，2006，（6）：88-90.

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[4]张鄂.机械设计基础[M].北京：机械工业出版社，2010.

[5]张鄂.机械设计基础[M].北京：国防工业出版社，2014.

化工机械设计论文篇9

关键词：中国制造；机械制造类；培养模式

中图分类号：G640 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2016）10-0067-02

“中国制造2025”是中国版的“工业4.0”规划，也是我国实施制造强国战略第一个十年的行动纲领，实现制造业由大变强的历史跨越[1]。机械制造业是“中国制造2025”的重要支柱和重要组成部分，对机械制造类的人才培养模式和要求带来了新的挑战[2]。基于“大工程教育理念”的本科教学工程系统地分析和研究高素质创新型人才――“现代机械工程师”的基本特征及其评价方法[3]，探讨机械工程专业学生创新素质形成原理及其规律。构建融知识、能力和工程素质于一体。集现代管理和先进技术为一体的人才培养新体系[4]，对改变传统的人才培养模式，培养具有开拓创新能力的“现代机械工程师”具有重要的理论意义和较大的实用价值。

一、传统机械制造类专业人才培养模式现状

（一）教育教学观念滞后，人才培养目标模糊

目前机械工程专业本科人才培养目标定位为“能在机械工程及其自动化领域从事设计制造、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”，其概念陈旧，涉及面宽泛，含义模糊[5]，可以覆盖学生毕业后一生中从事的工作，无法与我国日益迅速发展的工业化进程需要相对接。其结果是导致人才培养方案构建思路不清晰，重点不突出，其目标也比较难以实现。

（二）教学内容陈旧，工程能力训练不到位

目前机械工程课程及其教学内容比较陈旧，学科前沿课程较少，专业课程体系无法适应学生个性发展的需求，也无法适应新时期经济和社会发展的需要，导致机械工程专业学生实践能力和创新能力培养体系不健全，出现了有环节要求[6]，但无法落实而形同虚设的情况，严重影响和制约着人才培养质量。实践教学体系设计的系统性不强，不能完全满足应用型人才培养的需要；实训基地未能充分利用，制约了实习指导工作的开展。

（三）教学方法手段滞后，多元化人才培养模式缺失

教学方法单一，现代教育技术手段的应用水平也并不高，影响了学生工程实践能力的培养，无法满足高等教育大众化条件下多元化人才培养的需求[7]。在人才培养的关键问题上，深层次改革有一定难度，如产学研合作等。合作教育渠道、层次有待拓宽和提高。

二、机械制造类专业人才培养模式的构建

（一）创设“模块化、组合式、开放型”的课程体系

以“大工程教育理念”为指导，以机械工程专业为研究试点，提出机械工程专业人才培养目标为具有高素质创新型能力的“现代机械工程师”，优化机械工程专业课程体系和实践教学体系。以高等数学、大学物理、机械制图、工程力学、机械原理、机械设计、电工与电子技术、工程材料、微型计算机原理为基础理论知识；以公差技术、控制工程、测试技术、材料成型技术、机械制造技术基础、液压与气动等为专业理论基础；以制造装备设计、机电一体化技术、机电传动控制、数控技术、自动化制造系统等为相关和拓宽知识，构成毕业生的知识结构。

（二）优化教学资源

将课程建设、专业建设、学科建设和实验室建设融为一体，实现教学与科研、学科与实验、课程与设计的系统协调和有机统一，通过实施“青年教师工程能力培养计划”和“青年教师创新能力培养计划”，实现教学资源的优化配置，主要表现在：1.鼓励教师利用科研成果更新教学内容，设立教案评估制度，并与教学考核相结合。2.探索建立科研成果转化为课程的工作机制，鼓励教师科研成果融入教材，并辅之以相应的考核、评估和奖励。3.开设反映学术前沿的选修课，并结合教师承担的科研课题来指导本科生毕业设计（论文）。

（三）完善创新型人才培养机制

推进教师工程能力提升及实践教学基地建设，对新引进人才全部进行严格的岗前培训；采用师徒结对的形式，由教学科研经验丰富的老教师指导新教师的教学工作。学院组织新教师职工的听讲评活动，对青年教师的教学工作进行点评和指导，确保青年教师的教学质量。完善机械工程专业学生工程能力、创新意识和创新能力的实践教学体系，在培养环节上，课堂教学、实践环节、第二课堂整体优化设计；在教学方式上，必修课、选修课相结合；在教学内容上，自然科学、工程技术、人文知识相互兼顾，同时体现现代科技中学科交叉的特点，特别注重机械工程与信息化、自动化技术相结合。建立四段式教学体系：理论教学体系、实验教学体系、课程设计体系、参观实习教学体系。在教学中落实“产学研结合”、“理论教学与科研实践案例教学相结合”、“课内教学与课外辅导素质拓展相结合”的教学改革，强化“课程设计与实习”两个教学环节。

1.培养方案与培养目标的定位一致，改革培养模

式，改革教学方法，切实体现工程应用型人才培养特色。完善和修订教学大纲，做好专业主干课程内容更新，知识体系优化。

2.强化实践环节，加大实验教学比例，改进实验内容，减少验证性实验，增加设计性和综合性实验，课程设计和毕业设计环节从选题到具体指导注重工程实践能力的培养。

3.完善实验室设备，保证实验项目开出率达到

100%，创建实习基地，校企合作承担专业认识、生产实习、毕业实习的主要实践教学任务。

（四）规范毕业设计（论文）过程

毕业设计（论文）是在学生完成全部大学课程后，走向工作岗位前的一次综合训练教学环节，是对学生在大学阶段所学知识与能力的全面检查与考核，对于培养学生的创新精神、协作精神，提高他们的实践能力和综合素质起着重要的作用。对毕业设计字数、参考文献和图纸等进行量化处理，主要分为五类：1.理论研究型；2.工程设计型；3.工程技术实验研究型；4.计算机软件型；5.综合型。从毕业设计（论文）的全过程看，学生的机械设计制造的实践能力及水平得到了提高，工程意识和素养增强，独立分析和解决问题的能力进一步加强，尤其是毕业论文质量较往届有了较大幅度的提高，全部顺利通过院和小组答辩，成绩优秀率达到14%，获得校优秀毕业生标兵称号的8人，占常州大学总数的8.2%，取得了令人满意的成果，达到了预期的目标。

（五）健全教学质量保障机制

在教学实践中，坚持以学生和教师双主体与以学生为本的核心理念，激发学生学习的主人翁意识。实施“本科创新能力培养激励机制”，提高教师和本科生参加科研创新活动的积极性。制定教学督导组和学生评议教学效果机制，每学期将评议结果公开，向各个教师反馈评议意见。由专业教师负责成立课程评估小组对专业课程进行自我评估，采取“主讲教师负责、逐课评估、达标验收”的办法实施，采用计算机以及网络手段对规章制度进行科学、规范管理与实施。完善教学质量评价机制，组织学生评教活动，促进学生对教师主要教学环节教学质量进行监控与评价，注重同行评教和领导评教，强化教学督导。

三、机械制造类专业人才培养模式的实践

常州大学机械设计制造及自动化专业是在1984年原江苏化工学院机械制造工艺及设备专业的基础上建设和发展起来的，近几年，本专业一直是常州大学招生人数最多的专业之一，在长三角人才市场上就业形势一直处在前4位。装备制造业是江苏省重点发展的支柱产业之一，常州市已成为中国先进制造技术发源地，初步形成了较为完整的制造业体系，主要包括轨道交通设备制造业、工程机械制造业、农业装备制造业、数控机床和基础装备制造业等。装备制造业的快速发展必将扩大对应用型工程技术人才的需求，为长三角地区及全国装备制造行业提供大量工程技术人才是本专业建设的方向。根据社会经济发展需要和技术发展趋势，结合常州大学发展目标和本专业现状，培养的人才类型为：工程应用型。以上海为龙头的长江三角洲经济区机械制造业十分发达，对本专业毕业生的需求量很大。在长三角地区和常州先进制造技术基地对专业人才的技术需求基础上，形成了本专业以先进制造技术为线的人才培养目标。

本专业坚持优化课程、提高质量、注重实效、形成特色的方针，及时修订本专业培养计划和教学大纲，从课程体系的学习方面衡量本专业培养目标是否体现了学生在知识、素质方面的协调发展。在生产实习、课程设计、各级科技竞赛、毕业实习、毕业设计等环节考查学生能否从全局的观点看问题，能否从市场研究、设计构思、生产制造中分析思考，以此判断培养目标是否实现及实现的程度。近几年来，学生的四级通过率在95%以上、考研录取率在30%以上，就业率为100%，这些数据反映了培养目标的实现情况。

面向“中国制造2025”，以创新人才培养为主线，构建了机械制造类人才培养模式，并进行了有益的实践。改革传统的教学模式，将理论教学与实践教学有机地结合，探索了一种适应“中国制造2025”的机械制造类人才培养的模式，逐渐培养了学生自主学习与探索求知的精神，使其创新能力得到提升，工程实践能力更加突出，为今后的职业发展奠定坚实的基础。

参考文献：

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化工机械设计论文篇10

【关键词】机械产品；可靠性设计；优化

【 abstract 】 with the deepening of economic globalization, the mechanical products put forward higher request, in addition to its good performance, but also to have high reliability, through the reliability design to make up for the deficiency of the conventional design process, which can efficiently make a design scheme is more close to the product manufacturing production practice. This paper the author of mechanical reliability was related summarized, and this led to the basic thinking of the reliability design.

【 key words 】 mechanical products; Reliability design; optimization

中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

0 引言

机械产品是众多学科相互交叉的高新技术载体。能否确保产品安全可靠的运行，是机械产品竞争的焦点，产品“物美、价廉”等优点必须以其可靠性来为后盾。所谓机械可靠性，也即是机械产品在规定的时间内、规定的使用条件下完成规定功能的能力。目前国内机械产品可靠性设计水平还远不及国外的水平，这也成了制约我国机械行业发展的重要瓶颈，严重影响了企业产品的开发质量，使“质量取胜、质量第一”的战略无法在机械产品中得到充分发挥。随着全球经济一体化的不断深入，机械产品强制认证制度得到了广泛推行，同时也使得企业和政府部门清醒认识到投放市场产品质量的重要性，以及可靠性设计思路在机械产品研发中的重要性。

1 机械可靠性的相关概述

1.1 可靠性定义

可靠性也即是指产品在规定的使用条件下、规定时间内，完成规定功能的性质或能力。并将这种可靠性概率度量称为机械产品的可靠度。

1.2 机械可靠性的发展

机械产品可靠性技术的研究始于20世纪20年代，并于20世纪40年代开始应用于结构工程的设计中。该技术最早应用在二战末期德国的Ⅴ-Ⅱ火箭诱导装置上。由德国火箭研究员R．Lusser，首先提出了可靠性的应用概念。又从Freuenthal于1946年在国际上发表“结构的安全度”一文以来，机械产品可靠性的概念引起了工程界和学术界的高度关注。

当前，以确定性有限元为基础的随机有限元法成了随机参数结构实现不确定分析的相当有效的数值方法。张义民等人应用一节可靠性技术和随机有限元法对随机机构的可靠性问题展开了深入研究，并以此开辟了全新的以摄动技术、一次二阶矩法、使用概率统计学和有限元理论为基础的现代结构可靠性的分析及设计理论。机械产品与可靠性关系图如图-1所示。由于可靠性技术贯穿于产品的研制、设计、装配、试验、调试、保管等环节，因此应积极大力推广机械产品设计的可靠性技术。

2 机械产品可靠性设计思路

2.1 可靠性的优化设计

任何机械产品，从其建立初期的方案开始到后来的生产制造，必须经过的关键过程也即是设计过程。随着新技术、新方法、新材料、新知识、新工艺的不断涌现和发展，机械产品更新换代的周期也大大缩短，尤其是随着顾客对产品的性能、质量、功能等方面的要求不断提高，加之知识成为技术、技术发展为产品的时间缩短，这就要求设计过程必须加快步伐，必须缩短设计的周期，进而提升设计的质量。另外，产品设计的合理与否，对产品的使用价值、力学性能、制造成本等也均会造成直接的影响。因此，如何提高产品的设计质量、改进设计技术、发展设计理论以及加快设计的过程，已成了当前机械设计发展的必然趋势和方向。

产品最佳可靠性将直接影响到国家能源和资源的合理利用，机械产品设计优化的最主要目的就是根据相关的安全需要和预定需求，以最优形式实现产品。通常将可靠性优化设计分为三方面：成本、质量和可靠度，将产品总体的可靠度作为产品性能约束的优化，会产生与合理安全性相互协调的平衡设计，即在给定产品质量和结构布局或成本之下，使产品获得最大的可靠性。

图-1 机械产品与可靠性关系图

2.2 可靠性的灵敏度设计

机械产品系统模型修改、产品优化设计、系统动力控制、结构参数识别估计变化和工程近似分析中，灵敏度分析和再设计成了机械产品多功能的设计工具。在进行机械产品可靠性设计时，各因素对产品失效带来的影响程度也有所不同，因此机械产品可靠性灵敏度的研究具有很重要的现实意义。

可靠性的灵敏度设计，也即是以机械产品可靠性为基础，并在此基础上进行的灵敏度设计，并以此得出一个用以确定设计参数，以此来改变对产品可靠性的评价及影响，并以此来反映各设计参数对产品失效影响的程度。可靠性的灵敏度设计在可靠性优化设计、可靠性修改和设计、可靠性维护等方面的应用意义重大。

2.3稳健设计

文件设计是一种高质量和低成本的设计方法和思想，对机械产品的质量、性能、成本进行综合考虑，并选出最佳的设计方案，这样一来不仅可以提高产品的质量，同时还可有效降低产品的制造成本。正确运用稳健设计方法和理论，可有效使产品在使用及制造中，或在规定寿命期限中，即便是设计因素出现了微小变化也可确保产品的质量稳定。当前随着计算机技术、CAD技术以及优化技术的发展，可将稳健设计方法分为以下两类：1）以工程模型为基础同时与优化技术相结合的稳健优化设计方法，包括灵敏度法、容差多面体法、随机模型法、变差传递法等；2）以经验设计为基础的稳健设计方法，包括响应面法、田口方法、广义模型法等。

机械产品的稳健设计也即是在可靠性设计、优化设计、灵敏度设计的基础之上展开的可靠性稳健设计，它是将可靠性灵敏度融入到优化设计模型当中，同时将稳健性设计归结为满足机械产品可靠性要求的多目标优化的问题中。机械产品设计过程中，科学恰当的运用稳健性设计方法，可使产品在各种干扰因素下，依然保持其可靠性稳定，以此来实现产品可靠性设计对设计参数变化的不敏感性，以此来提高产品鲁棒稳健性和安全可靠性。

3 小结

机械产品可靠性设计目前已收到各行各业的广泛关注，可靠性设计技术已成为国内机械行业和学科迅速发展的重要方向之一。笔者以为，结合现代数学力学的基本理论，将机械产品可靠性设计、优化设计、灵敏度设计以及文件设计方法达到最优化，并最终通过相应的使用软件库，为机械行业提供科学可靠性分析和设计技术服务。

【参考文献】

[1] 苏多,张建国. PDM技术在机械可靠性设计分析中的应用研究[J].航空学报, 2007,28(z1):95-99.

[2] 谢里阳，何雪法，李佳．机电系统可靠性与安全性设计[M]．哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2006：102-104.