机械原理设计总结篇1
关键词工程机械；结构设计；仿生学；应用
1仿生学原理
结构仿生是通过研究生物肌体的构造建造类似生物体或其中一部分的机械装置通过结构相似实现功能相近。结构仿生中分为蜂巢结构、肌理结构、减粘降阻结构和骨架结构四种结构类型。随着现代科学技术的不断进步，仿生学的概念也被不断完善和改进，逐步形成系统的仿生学体系。实质上看，仿生学的产生是人类主动学习意识下的产物。它带给人类带来了创新的理念与学以致用的方法，使人类以不同的视角看世界发现未曾发现的事物实现科学技术的原始创新，这是其他科学不具备的先天优势。
2工程机械概述
2.1基本组成
工程机械结构的种类繁多，大到国民经济建设中起着重要作用的交通运输、能源、矿山、农林水利、市政建设、国防安全建设；小到计量仪器仪表、日用生活器具等方面都起着重要的作用。我国的工程机械是对各施工部门所使用的机械设备的总称，包括建筑机械、铁路与公路工程机械、矿山机械、水电工程机械、林业机械、港口机械、起重运输机械、生产制造业辅助机械、仪表及设备传动机械等。由于种类繁多，而且在每个种类下都细分有更多的型号，所以工程机械的分类方法很多。工程机械种类繁多，结构和功能多种多样。不过从总体上看一台完整的工程机械是由动力部分、传动部分和工作装置三大块构成。动力装置。通过能量交换给工程机械提供能量的发动机称为动力装置。常用的有电机和内燃机。传动装置。将发动机提供的机械能传递给工作装置，一般有四种形式：机械传动（如膜式燃气表中计量单元应用的四连杆传动机构）、液压传动、液力传动和电传动。工程机械当中机械传动和液压传动应用较多。工作装置。工程机械实现预期的功能和作业要求都是通过工作装置完成的。设计时，是先确定工作装置，然后进行动力部分和传动部分的设计。由于作业要求和施工条件的不同，工作装置的结构也是各式各样，是工程机械结构中种类最多的部件。工作装置要求高效率、多功能，笨重低效的结构会被淘汰。另外也有资料将动力部分、底盘和工作装置作为工程机械的三个基本组成。
2.2工程机械总体设计与结构仿生学的结合
总体设计是工程机械设计中一个重要的环节，对工机械的性能起着决定性的影响。总体设计过程中需要考虑许多因素，包括机械的用途、作业的特点、使用要求等内容，合理地选择整机各部件的结构形式，合理的选定结构尺寸和性能参数，对总体结构和运动形式进行校核，保证所确定的机器尺寸和参数满足设计要求。从总体设计的内容可以看出，该部分较多的涉及机械总体尺寸、结构形式和主要的性能参数等内容。生物结构中合理的尺寸和构成形式能够在一定程度上为工程机械的总体设计提供很好的参考。在整机的主要性能参数设计内容中，能够与结构仿生学相结合的内容有外形尺寸、工作装置的特征尺寸等内容。对于施工中常见的工程机械，如挖掘机、装载机、起重机等产品经过长期的生产和使用，结构形式都已经标准化，因此，要进行结构的仿生学设计就要突破以往的形式。接下来本文主要探讨了结构仿生学在工程机械结构设计中的应用。
3仿生学原理在机械设计中的实际应用
纵观当前机械仿生设计的发展趋势，在实际生产中的应用更加多元化与广泛化，而相应的技术革新也正逐步走向智能化与全面化，现具体举出以下几例加以分析：
3.1半步行轮驱动机构
在地面工作机械的仿生设计研究中，半步行轮驱动机构是根据传统的水牛耕地现象而创造出的新型技术，通过对水牛在水田中的工作特征分析，陈秉聪等人提出了全新的“半浮式理论”，有效地将机械运动中的“沉”、“浮”以及“滑行”、“驱动”加以有机结合，以此改变了传统生产中承重与驱动并存的结构体系，而代之以一种适用于水田及松软土壤工作的高效生产方式。同时，从机械仿生设计所延伸的一系列研究中，也相继推出了眾多滚动阻力较小，而驱动动力较大的先进设备，为行业生产提供了巨大的动力。显然，仿生学原理在机械设计中的实际应用不仅加快了机械设备的改革，而且还有效促进了设备实效化、便利化的发展[1-2]。
3.2大型触土机械设计
在大型触土机械的设计方面，相关科研人员也从深松部件、钻头以及推土板三个方面的结构中找到了仿生学结合要点。通过不断操作试验，在减小深松阻力这点上，成功提出了仿生弯曲型结构，而且在钻头设计上，同样参照穿山甲体表鳞片分布形式制作出了新型的仿生钻头，不仅有效解决了生产工作中的钻头泥包问题，还极大地加强了泥质岩钻探中机械设备的实际工作效率。由此可见，随着仿生学原理的不断深化应用，机械设计中存在的一些难题也将逐步得到妥善的解决，实际设备生产效率也将因此而大大提高。
3.3人工智能机器人
近代机械设计领域的发展成果中，最重要的莫过于机器人，这不仅仅是机械制造重大变革的体现，更是仿生学原理在机械设计方面的本质性应用。目前，相关的人工智能机器人的设计制造等都已较为纯熟，通过对人体相关结构体系的不断认知，机器人已然能够适应人类生产生活中的大部分工作。仿生机械手关节的设计无疑大大加强了机械设备的灵活性，而随着计算机网络技术的配合推进，机械自动化生产进程也因此而得到了促进。
4结束语
生物为了适应自然界的发展规律，不断进化和完善自身的性能及组织结构，获得了结构完整、新陈代谢和自我更新的保障体系，从而得以生存和繁衍，确保生物链的延续性与平衡性。工程机械仿生学的研究主要是为了从自然界获取灵感，使工程机械与自然生态环境能够协调发展，提高工程机械的使用效率。本文主要分析了仿生学在工程机械结构设计中的相关应用，仅供参考。
作者：王磊
参考文献
机械原理设计总结篇2
关键词：创新能力；机械原理；教学
中图分类号：G642.0文献标志码：a文章编号：1674-9324（2012）06-0033-02
随着科学技术的发展和工业自动化水平的提高，迫切需要高等学校培养出大量具有创新能力的工程技术人才。机械原理课程作为机械类专业的一门重要专业技术基础课，具有很强的工程实用性，在培养学生创新能力方面具有其他课程无法比拟的优势。在培养学生创新设计能力的过程中，机械原理课程承担着培养学生机械系统方案创新设计能力的任务，在机械基础系列课程中占有十分重要的地位。为了培养学生的创新能力，我们在机械原理课程的教学过程中以教学研究与教学实践为基础，打破传统机械原理教学的格局，从认知规律和满足工程设计各主要环节训练的需要出发，进行教学内容和实践环节的整合与提高，在培养学生机构运动与动力设计、通用机构运动设计与结构设计能力的同时，突出创新设计和现代机械系统总体方案设计的训练。
一、课程体系的设计与创新
为强化机械类专业本科学生机械系统方案设计能力和创新能力的培养，在长期从事“机械原理”课程的教学实践与教学改革的基础上，提出并构建了以现代机械系统总体方案设计为主线，旨在培养学生综合设计能力的一门具有自身体系与特色的“机械原理”新课程，提出了基于“三大模块”知识体系、“三维类型”教学模式和“三位一体”教学环节的课程体系结构（简称“三三制”），如图1所示。
1.“三大模块”知识体系——教学内容的整合。以机械系统方案设计为主线，创新能力培养为目标，对机械原理课程的教学内容进行了结构性调整、重组和更新，从整机和系统的角度将教学内容整合为“机构学”、“常用机构”和“动力学”三大模块，由此形成机械原理课程的知识体系。该体系突出了整机观、系统观、创新观和发展观，更加贴合工程设计和人才培养的规律，体现了学生设计能力培养的循序渐进性。
2.“三维类型”的教学模式——教学模式的外延。将教学模式由传统的纸质教材板书形式向信息化和模型化形式延伸，以实验室实物模型为载体，采用纸质教材为主，Cai、ppt和仿真软件等电子信息化课件为辅的“三维类型”的教学模式进行立体化讲授，全面提高学生的认知能力、接受能力和软件编程能力，为学生毕业后的实际工作奠定一定的理论和实践基础。
3.“三位一体”的教学环节——教学环节的扩展。教学环节由课内向课外延伸，新课程通过理论教学、课程设计和实验仿真“三位一体”的教学环节，为学生的实践训练和创新活动提供宽广的舞台，为学生个性化教育创造广阔的空间，以提高学生自主学习与研究的能力，促进学生对所学知识的融会贯通，理论与实践的融会贯通，实现由理论学习向工程综合的转变、由知识积累向能力生成的转变，全面提高学生的设计能力、实践能力和创新能力，使学生在知识、能力和素质等方面得到协调和均衡的发展。
二、教学内容的设计与创新
1.实验教学。机械原理设有相应的实验环节，包括上机实验和实验室试验两部分，实验项目的选择多以演示型、验证型为主，学生实验成绩只占课程总成绩很小的比例，实验环节的重要性被理论教学冲淡了。为强化学生实验能力的培养，新编了“机械原理实验指导书”，按“三大模块”体系设置了不同难度等级的实验项目，突出创新设计、自主设计和综合型实验，突出实验环节的重要性。
2.课程设计。为培养学生的整机设计观念和能力，课程设计选题注重工程设计各主要环节（工作原理-方案拟定-运动学分析-动力学计算-机构设计）的训练以及创新能力的培养，将计算机设计和机械系统动力学仿真相互结合，体现先修课程的综合运用和计算机辅助设计能力的培养。
三、立体化教材建设与网络化学习环境的构筑
教材是开展教学活动的基础，课程改革与建设的新理念必须通过教材加以固化，以便于教学实践和推广。近几年来，我们在积极开展机械原理新课程建设的同时，努力探索教材表现形式的多元化和有机配套，形成了机械原理课程教材的系列化、立体化，在教学实践中发挥了很好的作用。
1.机械原理电子教案。针对机械原理课程的教学内容，按照课堂教学活动组织和学生认知的普遍规律，负责开发了开放式ppt电子教案，设计和收集了大量视频和动画文件，利用多媒体技术和动态仿真技术来充分展示复杂机械的结构、机构运动过程、传动机构设计原理与步骤以及工程应用现场等信息，由此增加了教学信息量和提高了教学效益，同时电子教案的多媒体形象化特点和生动性、趣味性，也大大激发了学生主动学习的积极性，加深了对所学内容的理解，从而提高了整体教学质量和水平。
2.机械原理课程网站。为满足学生课外学习的需要，同时充分发挥教学资源的广泛作用，学院建成了机械原理课程网站，主要模块有：课程简介，网络课堂，综合实践，中英名词术语对照，网上答疑，在线讨论，创新园地等。其中网络课堂模块提供的教学资源包括：学习须知，教学大纲，考试大纲，电子教案，学习指南（含各章学习要求、重点难点指导、典型例题分析、复习思考题、文献阅读指南等），扩展内容，习题，自我测试，参考文献，网络课程等；综合实践模块包括课程实验，课程设计，专题项目，专题讲座等。课程网站的建设为学生创造了良好的网络学习环境。
四、结论
通过多年的教学实践，我们在利用机械原理教学平台培养学生创新能力方面获得了一些经验，取得了一些成效。我们认为，培养学生创新能力的关键是要调动学生学习的积极性和创造性，将教学内容、创新方法和实践有机结合起来，学生的创新能力才能得到发挥。
参考文献：
[1]胡娟，贺俊林，冯晚平.机械原理教学方法和手段的改革与实践[J].山西农业大学学报，2006，5（5）：30-31.
[2]华剑，黄清世，周传喜.机械原理教学中培养学生创新能力的探索[J].高教论坛，2007，（6）：80-81.
[3]钱东洲.《机械原理》教学中学生创新能力的培养[J].科教文汇，2007，（12）：61-62.
机械原理设计总结篇3
随着社会的发展和社会的进步,机械行业需要解决的问题越来越多样化,同时也对机构构型的设计提出了更高的要求。要解决现实中面临的这些问题,就需要进行创新设计,以推动机械业的不断发展和进步。机构构型的创新设计会提高机械的性能,简化机器的内部构造,提高行业的工作效率,降低能耗,减少污染,提高机器设备的准确度和精确度,对整个机械行业的发展中有十分积极的意义。
1机械机构构型创新设计概述
机械机构仍然是机器的重要组成部分。在现代机械产品的创新开发中,从原理的构思、运动尺寸的确定,机器性能的分析以及结构形状的探讨,无不和机构设计的基本理论和基本方法有着相当紧密的联系。机械机构构型创新设计的目的是按照要求设计出符合条件的新机构,在总体方案设计阶段突破传统的设计方法,采用创造性思维,实现从选型设计向构型设计的转变。机构构型创新设计是一个比较抽象和复杂的设计过程,在没有任何依据,凭空设计出一种新机构是非常困难的。所以,可以采用再生设计的方法来实现机械机构构型的创新设计,即借鉴和吸收现有的机构设计特点,运用创造性的思维和方法,通过类型创新得到新的机构构型。
2机械机构构型创新设计的原理
2.1机构组合原理
事实上,在结构设计中和运用实践中,运用用单一的机构不能满足要求,不能完成任务。齿轮机构具有良好的运动性能和动力特性,但运动形式太简单;棘轮机构尽管可以进行间歇运动,但他的运动特性太差;连杆机构运动简单,使用方便,但是很难实现一些特殊运动规律;凸轮机构可以实现任意运动,但是行程的可调性太差。所以,在实际运用中,单一的机构往往具有自身的缺陷与不足,而为了弥补各自的不足,在机构构型创新设计中我们可以把两种或两种以上的机构进行组合,充分利用各自的性能,发挥各自的优势,创造出符合要求的新型机构。
2.2机构变异原理
这种原理的而基本思路是:首先要确定一个原始机构,并对该机构的结构组成和功能约束进行分析。然后通过一般化的处理将机构运动简图转化为一般化的运动链。再采取措施使运动链的结构系列化,即将运动链进行排列组合,找出其中的不同结构形式。最后按照该机构构型的功能所赋予的约束条件,演化成众多的再生运动链和相应的新机构。
3机械机构构型创新设计的原则
机械行业是一个比较古老的行业,经过其漫长的发展和演进,已经形成了很多关于机械机构构型设计方面的原则,这些原则对机械机构构型设计实践重要的指导意义。事实上,也只有遵循这些基本原则,才有可能使具有实用价值的机构构型设计得以实现。总的来说,机械机构构型创新设计的原则包括以下几点。
3.1缩短机构运动链原则运动链太长会加大震动,增加积累误差,也增加了机械设计的成本。所以,在机构构型创新设计中,要尽量缩短运动链,以减小震动,减小积累误差,降低机械设计成本。
3.2恰当选择运动副原则运动副是两构件直接接触组成的可动连接,它限制了两构件之间的某些相对运动,在机械机构构型设计中常用的是高副和低副。高副和低副各有自己的特点,低副在接触部分的压强较低,因而比高副更加耐磨损。在机械机构构型设计中,要充分认识高副和低副的不同特点,根据设计的实际需要选择使用,充分发挥运动副的优势,取长补短。
3.3恰当选择原动机原则原动机是指用能源产生原动力的一切机械,包括热力、水力、风力、电力发动机等,机械也需要原动机,以提供动力,保障正常的运行工作。在机械机构构型设计中,要根据机械的具体要求选择适合的原动机,为了保证机械的正常运行,在设计中,可以考虑采用多个原动机,以保障充足的动力。
3.4缩小机构的尺寸原则机构尺寸的大小对机械性能的发挥有着重要的作用。机构尺寸较小,占用的空间较少,有利于各个部分功能的发挥和空间的有效利用,反之,尺寸较大则不利于机械整体性能的发挥。为了缩小机构的尺寸,在设计中可以适当的选择凸轮、连杆、滑块等,以提高空间的使用效率,增加机械的整体性能。
4机械机构构型创新设计的实例
4.1利用组合原理创新设计的机械机构构型实例
设计一个间歇冲压装置并将该装置安装在一条流水生长线上,同时要求压力符合要求,结构紧凑,效率高。该设计方案电动机输出的是旋转运动。连杆1、连杆2和大轮构成凸轮-连杆-滑块结构,这种机构可以将旋转运动转化为直线往复运动。该设计的直线往复运动由连杆3、连杆4、连杆5构成,并且这三个连杆与中心呈对称分布,满足工作压力的要求。总之,该机构结构清晰,将旋转运动变成了直线往复运动,收到的效果也显著。此外,该机构拥有两个输出装置的配备,使得一机两用得以实现,不仅提高了机构构型的空间利用率,也有利于加工产品的效率的提高。
机械原理设计总结篇4
1）要满足该机械零件所应有的使用要求：首先，其设计的结果应能使该机械零件达到预期的使用目的；其次，被设计出的机械零件能够长期可靠地运行。综上所述，结构设计所制作的机械零件应该满足基本的功能、寿命、精确度、稳定性等要求。
2）要考虑最大经济性的原则：经济性原则是人类生产生活中一成不变的原则，其涉及到产品的诸多细节方面，在设计、生产、使用的整个过程中才能综合体现出经济性的指标。即结构设计的结果应能使产品满足制造成本较低、使用高效率、维护费用较低等特性。
3）要考虑到机械零件的使用者的劳动需求：机械零件的安全性能必须要严格把握，以保证劳动者及周边人员的人身安全；另外，还应该尽可能地改善劳动者的劳动条件，为劳动者创造安全轻松、省时省力的劳动环境；最后，对于机械零件的外观设计上也应最求一定的美观要求。
4）要满足机械零件其他的环境、功能等上的特殊要求：如大型的机械产品应设计上便于运输的要求，机械机床精度长期保证和保持的要求等。
2机械零件结构的设计方法
设计是在正确的基本原理和已有的实践经验基础上来创造和发展新事物或者改造旧事物。对于机械零件的设计，也应与该概念相合，从知识上的理论原理到实践中的经验总结都应该体现出来，因此，从理论到实践的结构设计，可有以下的几种结构设计的设计方法：
2.1理论设计
理论设计是日常生活中已掌握的合乎客观实际规律的理论和实践知识的基础上，与现代的各种物理力学理论、机械与金属的知识原理和规律相结合，来实现对机械零件的最理论的结构设计。根据零件的整体载荷情况、材料性能、零件工作情况和应力分布规律等方面的条件，运用理论知识下的简单的数学计算公式来确定该机械零件的几何尺寸、设计要求等。运用数学计算公式初步建立机械零件的形状尺寸后，下一步则是进行校核计算。校核计算是指运用理论的校核计算方法对计算出的机械零件的危险剖面的安全系数数值进行比对校核。该设计步骤多应用于机械内应力分布规律比较复杂，但该规律又能通过材料力学公式表达出来的机械零件结构设计。同时，它也适用于在已知零件尺寸的基础上而又应力分布规律相对简单的结构设计情况，如轴和弹簧的设计。一些实践经验丰富的设计工作者为了简化计算过程，常在进行机械零件制造的结构设计时，在相关资料数据的基础上先进行粗略估算，直接实施结构设计，然后再进行校核计算。理论设计是一种比较科学和现代化的设计方法，随着科技的发展，该方法正在不断进步和改善，它阐明了机械零件的材料性能及应力分布规律，是在大量的感性知识的基础上总结出来的一种设计规律，可广泛适用于绝大部分的机械零件的结构设计。
2.2经验设计
经验设计是指根据设计者本人的设计经验，再结合零件已有的设计使用经验，采用类比的方法来进行的结构设计就叫做经验设计。在理论设计非常困难或者理论欠缺等不适用的情况下，可考虑使用经验设计的的方法。经验设计与理论设计相比，虽然没有足够多的理论科学分析作为设计的基础，但是根据设计经验本身形成的公式与理论就已具备有一定的科学参考价值和理论统计性，所以经得起实践过程中的考验，具有很大的实用性的价值。并且一般来说，理论设计和经验设计在某种意义上是相辅相成的，可以相互应用。经验设计适合应用于载荷情况不明、无法用理论分析且外形复杂的机械零件的结构设计中，多在机架、变速箱体的设计中得到应用，也多应用在一些价值不高的机械零件结构设计中。2.3模型实验设计模型实验设计是指在对机械零件作出已有的初步设计的基础上，再做整体和局部的非特殊处理，形成一体上的模型，并对提出的模型进行反复试验，结合实验经验加以修正完善。该设计方法要能制定出复杂机械零件的工作应力分布和极限承受能力，相对于经验设计更加合理，更加完善。这也是一种使经验设计顺利转化为理论设计的重要途径。模型实验的设计方法与实验相结合，能改善理论设计指导上的不足，同时也弥补了经验设计中不够科学的地方。对于一些理论知识不够完备的大型的、结构复杂的机械零件的结构设计，模型实验设计是一项不错的选择。
3机械零件的结构设计需要有创新意识
创新精神是一个国家和民族进步的前提和不断源泉，同时，为了与国际现代化科技的创新发展理念相接轨，每一个机械零件制造的结构设计者都应当尽力附上自己的创新设计，以促进产业发展，并能提高产品的竞争力，实现经济效益。以上的设计方法和原有的理论设计步骤上设计者都可以做出自我的创新改变。如在进行机械零件内部结构分类时除了按各部分的功能进行分类外，还可以根据不同结构的不同价值，进行成本优化，做出结构评价再分类。
4结语
机械原理设计总结篇5
针对当前《机械原理》课程设计的教学现状，分析其不足，并基于oBe工程教育理念，对《机械原理》课程设计的教学模式改革进行了探讨并付诸实践。《机械原理》课程设计是机械类各专业学生在学习《机械原理》课程后进行的一个重要的实践性教学环节，其模式的改革为适应新形势下对机械类学生机构选型、机械系统运动方案设计和创新设计能力的培养提供了良好的平台和借鉴，具有重要意义。
关键词：
oBe；工程教育；《机械原理》课程设计
为了推进工程教育改革，促进中国工程教育的国际互认，培养与国际接轨的中国工程师，由专门的职业或行业协会（联合会）、专业学会针对高等教育机构开设了工程类专业实施专门性认证，工程教育认证强调工科专业人才培养质量达到行业提出的基本质量标准要求，是一种合格性评价[1，2]。工程教育专业认证强调的三个核心理念：产出导向（outcomebasededu-cation，简称oBe）、学生为中心、持续改进，这些理念代表了工程教育改革的方向，是一种先进的教育理念[3]。我国若要成为《华盛顿协议》正式签约组织，就必须基于oBe理念，深化我国的工程教育改革和工程教育认证体制。《机械原理》是机械类专业必修的一门重要的技术基础课，它是研究机械的工作原理、构成原理、设计原理与方法的一门学科，而《机械原理》课程设计是紧随《机械原理》课程之后的实践性教学环节，是《机械原理》课程的延伸[4]。基于oBe工程教育认证的12条毕业能力要求及课程规划，《机械原理》课程设计需培养的主要能力包括：1）掌握工程基础理论知识并能将其应用于工程问题（毕业要求1）；2）具有分析和解释数据，得到合理、有效结论的能力（毕业要求2）；3）具有综合运用机械设计理论和技术手段设计复杂机械系统、部件和过程的能力（毕业要求3）。本文基于oBe工程教育理念对《机械原理》课程设计课程能力的上述四条要求，结合近年实践经验，阐述我校《机械原理》课程设计改革模式，并为其《机械原理》课程设计改革提供参考。
一、机械传动系统设计能力
《机械原理》内容包括两部分，其一是对现有机构的学习，包括构型分析、运动学和动力学的学习；其二是针对具体任务，利用所学机构学知识，设计传动方案。前者称为分析，后者称为型综合，《机械原理》学习的最终目的，就是要达到型综合的高度，《机械原理》课程设计正是锻炼综合能力的实践教学。遗憾的是，传统的《机械原理》课程设计，体现不出oBe所要求的设计系统的能力，复杂机械系统更无从谈起，因此，改革势在必行。基于oBe教学理念的课程设计改革使设计题目多样化，调动学生设计的积极性而不限制其思维，并且课程设计只提出最终要求而不限制方法，为了让学生在规定的时间内独立完成设计任务，题目不宜太深太复杂，其原则为：题目具有综合性，以运动方案设计为主；题目要覆盖《机械原理》课程的主要内容；题目应结合生产实际，是学生在日常生活、生产实践中所熟悉的；题目的设计结果应包括两到三种基本机构，也允许选用其他常用机构或组合机构；题目要有一定的灵活性和创新性，有利于发挥学生的创造力。在设计题目确定后，需对已选题目提出三种运动方案，并经反复论证，确定一种最佳运动方案进行设计和分析。这种自由选题的模式可大大提高同学的兴趣。设计方案由学生独立提出，经独立地分析、比较后确定最佳方案，以发挥其主观性、创造力，使学生受到一次真实的设计训练，进而提升其机械传动系统设计能力。此外，改革后的课程设计，学生们可以自由组合，每个小组自由选择设计题目，小组成员分工协作，共同完成设计任务。从选题、论证、设计到最后提交设计成果，共同讨论、研究，各自发挥自己的长处，不仅培养了创新意识和创新能力，也使他们体会到团队合作的作用。这也符合oBe培养大纲中工程毕业生个人能力和人际团队能力培养的要求。
二、工程基础理论知识应用能力
传统的《机械原理》课程设计中，方案确定之后，其相关运动参数也随之给定，每个学生需要做的就是绘制机构运动简图，利用图解法和解析法对所选机构的位移、速度、加速度及力进行分析，并绘制机构运动线图和作误差分析，最后编写课程设计说明书。从本质上来说，这样的设计仅能算一次作业，效果并不理想。尽管学生都能按部就班地完成设计任务，但却调动不了学生的设计兴趣，对工程基础理论知识的应用缺乏深刻理解，谈不上对学生的毕业能力的培养。基于oBe教学理念的课程设计改革使设计题目多样化，只提出最终要求而不限制方法，学生可以充分地利用所学的理论知识去解决实际的问题。考虑到《机械原理》课程设计时间较短，教师在《机械原理》课程教学中，需提前做出安排，如现代工具的使用、软件的学习、各种方法的比较、综合性作业安排等。任务的不确定性导致解决方法的多样性。学生需要根据所选择任务，基于所学的机构学知识，甚至查阅相关文献去设计解决方案，当多个设计方案确定后，需要比较各方案的优缺点，必然会深入了解每个所设计的传动方案，最终方案确定后，需对其进行结构、运动学和动力学分析，因有了方案设计的深刻理解，设计的目的已非常清楚，在相应分析时，对方法的选择和掌握自然水到渠成，加深了对所学理论知识的认识，明确了理论知识的实际应用，从而不至感觉学无所用。
三、分析和解释数据能力
在我国的工程教育认证中，第二条毕业要求学生能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达并通过文献研究分析复杂工程问题，以获得有效结论[5]。传统课程设计整个传动方案为教师所指定，分析方法固定，无需学生深入了解，只需按部就班完成画图和分析即可，可见，传统课程设计在第二条毕业能力要求上基本没起到培养作用。改革后的课程设计，从设计任务到设计方案的确定，均需要学生根据具体情况进行分析，然后根据所学知识，自己设计传动方案，并需要通过多方案的比较而得出可行方案。在方案确定后，详细设计传动系统时，需要根据实际任务确定各参数，最后对机构进行分析，并对数据进行误差分析。为了更真实地让学生理解数据的意义和正确性，要求学生对所设计的传动方案进行全部或者部分的搭接实验，通过搭接实物并测量参数，再与理论分析数据进行对比，找出误差存在原因，从而得出相应结论。
四、考核方式的改进
评估学习产出是oBe教育模式中十分重要的环节，如何合理地对各项能力进行客观评价，对课程的改革及持续改进有非常重要的作用，与课程设计所培养能力相对应，《机械原理》课程设计成绩分为四部分：选题成绩、平时成绩、设计成绩及答辩成绩。各部分成绩分值及考核依据如下。选题成绩占总成绩的30%。主要考查设计机械传动系统方案能力。每个团队均需通过ppt形式，结合参考文献查阅或调研情况，对自己团队的设计任务进行说明，根据所定任务设计两到三种机械传动方案，每个方案中必须包含两至三种典型传动机构，并且必须包含四杆以上连杆机构。根据传动方案是否合理、考虑是否周全、有无创新点、是否实用进行综合考核。平时成绩占总成绩的10%，主要依据设计阶段的出勤情况和态度评定，这是设计正常进行的基本保证，也是初步对毕业要求9中个人与团队能力的培养。设计成绩占总成绩的40%，主要评估工程基础理论知识应用能力与分析和解释数据能力，根据所选择分析方法、数据分析的正确性、模型建立、运动仿真、简图绘制等进行评价。答辩成绩占总成绩的20%，各组将集中设计阶段的工作及成果以ppt形式作汇报，主要介绍组员分工及完成情况，组员自评分，搭接视频等，并回答提问，据此评判答辩成绩。通过此类考核方式，对毕业生的能力9（个人与团队）和10（沟通，包括撰写报告和陈述发言、清晰表达或回应指令）也起到初步培养的效果。此外，上述基于oBe工程教育理念的考核方式对教师的教学投入提出很高要求。例如：教师需要投入较多的精力和心血研究繁琐的教学目标分解和教学方法选择，要求其自身具有扎实的专业理论知识、较广博的基础知识面、较强的动手能力及计算机应用能力。对设计中可能出现的各种方案及其特点要有充分认识，能够正确引导学生，使他们经过认真思考和分析比较后，可以选择一个适当的方案。这样才能适应当前实践教学改革和发展的需要，从而有效引导学生积极思考，培养他们的创新能力。
五、结束语
经过近两年的实践，发现根据oBe教学理念改革后的《机械原理》课程设计，为学生机械传动系统设计能力、工程基础理论知识应用能力、分析问题和解决问题的能力以及团队合作和工程实践能力的锻炼和提高提供了很好的平台，并确实取得了较好的效果。然而，oBe工程教学模式是一个系统的工程，无论是在设计内容，还是在设计方法和评估方式上，还有很多需要完善之处，需要进一步的改革和探索，持续改进，以更好地培养学生相应的毕业能力，实现培养与国际接轨的中国工程师的目标。
作者：曾达幸李飞侯雨雷宜亚丽郑立娟张芳芳单位：燕山大学机械工程学院
参考文献：
[1]中国工程教育专业认证委员会.工程教育认证一点通[m].北京：教育科学出版社，2015.
[2]余天佐，刘少雪.从外部评估转向自我改进—美国工程教育专业认证标准eC2000的变革及启示[J].高等工程教育研究，2014，（6）：28-34.
[3]顾佩华，胡文龙，林鹏，等.基于“学习产出”（oBe）的工程教育模式———汕头大学的实践与探索[J].高等工程教育研究，2014，（1）：27-37.
机械原理设计总结篇6
关键词创新；机械设计；穿心途径
中图分类号tH13文献标识码a文章编号1674-6708（2014）114-0056-02
0引言
当前，世界各国都已经加强了对本国知识产品的保护力度，我国在改革开放早期所采用的引进―消化―吸收――创新基本模式已经不能满足我国新时期机械行业的发展需要。因此，提升机械设计自主创新能力才能够为我国机械行业的整体发展提供一个可行的途径。而在机械创新设计过程中，通过提高对产品创新的意识及能力，将机械产品的设计制造成本降低，提高产品的操作性能以及自动化陈谷，达到对应的环保要求，对推动我国整个机械行业的发展具有重要意义。
1创新思维在机械设计中应该遵循的两个原则
整个机械设计过程源自于功能要求与开发，通过作用原理分析，直到最终无力结构构思及形成。在整个过程中，机械创新设计工作必须把握这样两个基本原则。
1.1设计路径最短原则
设计之初必须对产品必须具备的功能进行确定，之后找寻得到最优的设计结构方式，以便在最短的时间内达到设计目标，之后选择正确合理的价值工程方法，将其中价值相对较低的少部分构件找出，将之作为分析对象，确认其与当前结构设计存在的矛盾，试图通过最小改动量来解决存在的矛盾问题。这种设计路径所耗费的资源以及时间都较少，这时实现目标的路径自然最短。
1.2相似性联想原则
联想是机械创新设计过程中的一个重要方法，通过对事物之间的相似性进行分析和总结，而联想得到的结构是否合理的一个重要判据就是所设计的结构是否具有一定的相似性，而这有产品的实例直接决定。若设计的多个产品实例同时满足功能需要，则它们之间一定存在对应的相似性，表面产品具备创新设计的潜力。
2创新思维在现代机械设计中的应用
2.1在机械产品运动方案创新设计中的应用
机械产品结构运动方案的设计就是设计人员根据用户提出的产品功能需求而提出的从机械结构原理出发的产品功能原理构思。运动方案是探索并解决实际问题的一个有效途径，其主要包括原动机、传动机构以及执行部件等系统运动方案的设计。其最终得到的结果必须满足机械产品结构功能的运动性能要求。设计的一种机构运动方案的好坏直接影响到产品结构、工艺、成本以及使用性能等方面的能力，是确定产品的整体质量、性能、经济性、环境以及所获得社会效益的关键步骤，是整个机械产品设计过程以及后续产品制造、使用过程的基础。对于机械结构产品而言，实现其具体的功能可以采用不同的运动方案，即可以采用不同的写原理予以实现，同时不同的功能又可以通过不同的机构来具体实现。因此，该阶段的工作是整个设计工作的重点，设计人员必须从功能分析出发，利用创新思维对产品的活动架构进行设计、优化，最终得到理想的产品运动方案。
以汽车的前驱、后驱运动方案为例，传统的后驱运动方案具有生产制造成本高、驱动部件多、安装复杂、车内空间较小、牵引力不足以及动力效率较低的问题。在现代机械设计的轻量化、汽车乘坐舒适性以及机动性要求提高的背景下，后驱汽车已经不能满足当前人们生活的需要。基于此，汽车生产厂商通过移植、逆反思维等方式对汽车的运动方案进行创新，将发动机前置，使得发动机的输出轴直接与汽车前轮的传动机构相连，驱动汽车前轮运动。这种驱动方式虽然使得前轮的负载增加，加大了轮胎的磨损量，但是其带来了相当多的好处：其一，汽车的驱动机构得到了明显简化，零部件数量明显减少，使得汽车的造价降低；其二，汽车整车重量下降，使得汽车的加速性能得到改善，刹车距离缩短，油耗降低；其三，采用前置发动机的方式释放了大量的车内空间，使得车辆的乘坐舒适性得到提高。
2.2在机械产品结构创新设计中的应用
机械产品的结构设计工作主要包括对产品的外形、各部分的配置以及总体结构的设计方面。根据客户对机械产品功能要求的不同，所设计的结构方案也存在明显差异。机械产品结构设计的一个根本任务就是要找到不同结构形态的产品设计方案，设计出新型的产品结构形式。
随着人们对产品结构功能需求的提高，人们对机械产品结构的设计提出了更严苛的要求，设计人员必须在有限的空间中尽量多的将产品功能集成至一处，使得客户的安装和使用功能得到满足。
例如，在传统的办公室中，各式各样的打印机、复印机以及扫描设备充斥在空间中，使得办公室的环境不能得到改善，人们需要一种多功能的一体化文档处理设备。办公用品厂家在了解到人们的需求之后，开始着手对办公机械设备进行改进和设计。后经分析调查，最终通过离散与综合的创新思维方式，在尽量保证产品的基本构形要求下，将打印、复印以及扫描等文档处理功能集成于一体，设计制造了一台多功能一体机，显著改善了办公室的工作环境。
2.3在机械产品动力能源创新设计中的应用
在制造技术、材料加工技术以及能源应用技术得到迅速发展的背景下，机械产品设计师在动力能源的选择过程中能够选择不同的能源作为产品动力来源，包括石油、天然气、电能和太阳能等。设计工作中，设计人员可以充分发挥其自身的创造性思维、方法，对产品的各个系统进行改进甚至是重新设计，将更多的清洁能源应用与机械产品的动力能源当中。
还是以汽车为例，当前在公共交通工具中日益广泛应用的电动汽车，其主要使用的是电能，与传统的燃油汽车相比，其自身不会排放对大气造成污染的有害气体，即使按单位电能生产过程中所排放的污染物（硫、微粒）进行比较，电动车造成的其他污染物得到了明显控制。这有利于降低人口密集的城市区域大气污染的程度，而且电动汽车还能够在晚间用电低谷时出现的富余电力充电，提高了发电设备的利用效率，使得其经济效益得到明显提升。另外，应用达到了国家提倡的节能减排目的，是创新思维在机械产品能源设计中应用的典型案例。
3结论
本文针对创新思维在机械产品结构设计、运动方案以及动力能源方面的应用进行了详细的论述，且利用具体的案例进行了说明。虽然所列举的案例较为简单，但是其思维方式对创新思维在机械产品设计中的应用依然具有指导作用，为复杂机械产品的创新设计提供参考。
参考文献
[1]程美华，原所先.机械设计参数选择中非专业因素影响分析与研究[J].机械设计与制造，2012（11）.
机械原理设计总结篇7
【关键词】实用型机械产品创新设计设计方法设计流程
随着现代造制业的高速发展，机械行业的竞争日益加剧烈，机械产品的生命周期越来越短，外观新颖、性能优异的产品越来越受到用户的欢迎。作为产品的生产企业面临着剧烈的生存挑战。为此，企业应该在不断提高现有产品的质量、降低成本的基础上，成立新产品研发团队，通过不断地推出性价比高的实用型新产品，满足消费者个性化和多样化需求，才能提高企业的竞争力，使自己立于不败之地。
一、实用型机械产品创新设计的思路
任何一种新产品的产生，从研发到推上市场，都应该是经过严格的科学论证和实践检验的。企业的研发团队可以从几个方面做好产品创新设计的相关工作：
1.确定产品的市场定位
确定产品的市场定位就是企业在充分调查产品的市场拥有量及所处的位置，了解竞争对手产品定位、用户对本产品的满意程度等情况的基础上，针对用户对该种产品的某种特征、性能和核心利益的要求，研发出本企业产品与众不同的、给人印象深刻、鲜明的形象和独特的功能的产品，并通过一套特定的市场营销组合把产品推向市场并使用户接受。通过市场定位，使本产品与其他企业的产品严格区分开来，用户明显感觉和认识到新产品的优势，从而在用户心目中形成良好形象并优先选用。
2.确定新产品的开发流程
确定新产品的市场定位后，应该写出产品设计、生产的可行性分析报告，包括产品的总体设计、关键技术的实施、本企业的生产能力、产品的设计周期和生产周期、经济效果分析等。项目确认后进行产品的总体设计及零部件设计、编写工艺文件、样机的试制和鉴定，提供样机给用户试用，并根据用户试用后反馈意见进行总结改进，完成产品的开发评审和最终定型。接着小批量投入生产，最后根据市场的需求量确定大批量生产，完成产品的全部开发生产过程。
二、实用型机械产品创新设计的方法
实用型机械产品的创新设计，就是设计者根据市场的实际需要，充分发挥创造性思维，吸收最新科技成果，运动现代设计理论与方法，设计出更具竞争力的机械新产品。通常创新设计方法可以分为三种：原创设计、变异设计和反求设计。
1.原创设计
原创设计是指全新的设计，是设计者根据机械产品的外观与功能要求，通过建立产品模型、产品工作原理图，然后根据机械设计原理分别设计出产品的动力装置、传动装置、执行装置和控制装置等组成部分。产品具有区别于其它产品的独特的外形和功能。
2.变异设计
变异设计是指通过改变机械产品的外型、增加产品的新功能或改变产品的局部结构等方法，使新产品与原有产品有质的提高。进行变异设计过程中，设计者要收集和整理具有相同或相似功能特征的现有产品，找出它们外型差异、共有的基本功能和不同的功能，分析其性能优劣，从实用性出发，找到突破点，开发产品的新外形或新功能。同时注意避开他人的专利技术，创造出比原先产品更加优异的产品，以满足用户的需求。
3.反求设计
反求设计是指设计者通过对产品实物样件表面进行数字化处理如数据采集、数据处理等，利用可实现逆向三维造型设计的软件如Geomagic软件对数据点云进行处理，重新构造实物的外型曲面，再利用UG、Catia等三维软件构建出产品的CaD模型，通过修改产品的某些结构参数得到新产品。
三、铝塑板剥边机的创新设计
铝塑板是一种新型建筑装饰材料，广泛用于大楼外墙、帷幕墙板、旧楼改造翻新、室内墙壁及天花板装修、广告招牌、展示台架、净化防尘工程等。它的结构是由多层材料复合而成，上下层为高纯度铝合金板，中间为聚乙烯芯板，其正面还粘贴一层保护膜。全国生产厂家数量众多，据不完全统计，达300家以上。在实际生产中都碰到一个相同的问题，即铝塑板按规格裁边后，产生的边角料要求铝条及塑料条剥离，以便分类回收利用。厂家通常都是雇用临时工，对铝塑条手工剥离，成本高、效率低。解决的方法是设计一台自动剥边机，以满足生产厂家的需要。
1.总体设计方案的确定
根据生产线上的生产情况，分析研究后得到的设计思路是在铝塑板压制成型后，首先使用刀具按照尺寸规格裁边，再经由剥边机将剪裁出来的铝塑边料进行塑料和铝片的剥离，最后经过粉碎机将塑料边粉碎为塑料粒。剥边机工作是的关键环节，可以是过两滚筒将塑料和铝片以一定的速度剥离。
2.工作原理
如图1，电动机带动一对链轮转动，通过链条驱动两对滚筒回转。其中，一对滚筒由主动轮与压轮组成，压轮将铝条和塑料条分离并将分离出来的铝条压紧在主动轮上，主动轮则带动塑料条不断地从铝塑边上剥离，并以一定的速度向前移动，从而达到剥边的目的。
图1系统工作原理
3.关键技术
通过机械传动机构将电机的运动传递给一对滚筒，并使主动轮的线速度v=3m/s。
4.设计过程
图2产品总装图
图3定型产品
确定产品的设计关键技术后，根据工作原理图，同时考虑降低产品的制造成本等因素，产品设计方案采用链条传动和齿轮传动等机械传动机构将电机的运动传递给滚筒，用两个弹簧将压轮压紧在主动轮，保证铝塑条能不断地分离。主要零件有：m560-502，60w，220V电机，配5GU800K变速器及调速器;m=2，z=24的齿轮;2分23齿的链轮，25H-82L的链条;滚花滚筒等。经过设计计算，最后得出产品总装图（图2）和零件图，加工装配后调试，对其不足进行修改，投入生产线使用并根据其生产情况不断改进，最后得到定型产品（图3），完成产品的创新设计生产的全过程。
5.产品的实用价值
铝塑板剥边机投入使用后，其生产率高，成本低，每天剥离工作量相当于10个工人使用手工剥离的工作量，为铝塑板生产厂家解决了实际问题，得到广大用户的肯定。
四、结论
实用型机械产品最大特点就是其实用性。本文通过对铝塑板剥边机的创新设计过程的研究，提出了根据产品的功能快速设计制造出满足用户需求的新产品的方法与思路。可以帮助企业提高产品开发能力、生产组织能力和市场竞争能力。
参考文献：
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[4]周济.制造业数字化智能化制造业数字化智能化[J].中国机械工程，2012（20）.
机械原理设计总结篇8
【关键词】机械设备现代生产维修管理技术方法要求任务分析
在现代化生产环境中，企业的全部固定资产中相当一部分的资产比例属于机械设备资产，因此，对于机械设备的维修管理，不仅直接影响到企业的生产资本和经济效益，而且对于企业的生产管理也有着重要的作用和影响。而进行现代化生产条件下机械设备的维修技术与方法研究分析，不仅有利于提高机械设备维修与管理水平，同时对于企业的正常生产与稳定运行也能够起到重要的保障作用。下面将在对于机械设备维修管理基本形式分析基础上，结合机械设备的维修原则与任务，对于维修方法进行总结分析。
1机械设备的基本维修方式分析
结合现代化生产中，企业对于生产应用机械设备的维修管理情况来看，主要的机械设备维修方式包括周期性维修以及事后维修、状态维修三种基本方式。
首先，在对于机械设备的周期性维修中，根据对于机械设备的维修程度与维修内容不同，又可以分为大、中、小三种维修形式。对于机械设备的周期性维修是一种预防维修形式，在传统的企业生产与运行中，这种机械设备维修形式的应用相对较多。结合企业生产运行中，对于机械设备的周期性维修情况来看，企业在对于机械设备采取周期性维修中，往往过于局限对于规定要求的执行，不能够做到根据机械设备维修需求进行维修调整，因此并不能够将企业的机械设备维修计划进行更好的执行和实现。通常情况下，由于机械设备的运行环境不同或者是对于机械设备维护管理水平有高低、机械设备运行应用操作技术水平限制等多种因素的作用影响，在进行机械设备周期性维修计划制定中，需要结合这些因素进行合理的维修周期与计划制定，以满足生产运行需求。最后，由于机械设备周期性维修方式受到本身计划性以及被动式特征的影响，因此多适用于以掌握磨损规律的机械设备维修。
其次，对于机械设备的事后维修主要是指在机械设备发生故障问题之后，或者是机械设备的作用性能出现降低后，对于机械设备所采取的非计划维修方式。通常情况下，在进行机械设备维修中，事后维修不仅能够提高机械设备的利用率，减少机械设备的生产停运时间，而且对于节约企业生产资本、提高经济效益也有积极作用和影响。但是，值得注意的是，在企业的生产运行中，一旦机械设备发生故障问题，不仅会对于企业的生产运行造成较大的不利影响，而且还会造成较为严重的机械设备维修困难，尤其是在进行一些重要的、连续性运行要求高或者是结构复杂的机械设备维修中，事后维修的机械设备对于企业生产运行以及维修管理造成的困难影响更大。在企业的生产运行与发展中，事后维修是企业生产运行机械设备维修中普遍采用的一种维修方式，多是针对那些发生故障问题后对于企业生产运行影响相对比较小并且能够及时提供维修条件、维修工作不复杂、设备利用率不高的机械设备进行的。
最后，对于机械设备的状态维修是一种将设备实际技术状态作为基础，针对机械设备故障采取的预防性维修方式。在对于机械设备采取状态维修时，主要是通过各种检测方式以及对于设备日常检查和定期检查、状态监测等信息结果，对于机械设备故障问题发生的特征与征兆进行把握，以提前消除机械设备的故障威胁和影响和一种维修方式。应用状态维修方式进行机械设备运行维护，不仅能够适时地并且有针对性的对于机械设备采取维修策略，以减少机械设备的维修工作量，降低机械设备故障发生和减少机械设备生产运行停机时间等，还能够在一定程度上降低机械设备维修与管理的费用，提高企业生产经济效益。总之，机械设备的状态维修是一种积极的、主动的维修方式，在一些利用率比较高并且故障问题对于生产运行影响比较大的设备维修中应用比较多。
2机械设备的维修原则与任务分析
2.1机械设备的维修原则
结合上述企业生产中对于机械设备的基本维修方式，在进行机械设备的维修中，应注意遵循以下原则。首先，进行机械设备维修中，应注意坚持先维修后生产的原则，进行企业生产应用的机械设备维修与管理。通常情况下，生产运行应用的机械设备作为企业的重要资产部分，对于企业的生产运行能力有着绝对的影响，因此，一旦生产设备发生故障问题，必须要先停止企业的生产运行，在对于机械设备进行维修后，再投入生产应用，以避免造成更大的生产问题，对于企业生产运行造成更大影响。其次，进行机械设备维修过程中还应坚持维修与应用相结合、安全生产的维修原则，来进行企业生产应用的机械设备维修。通常情况下，一旦企业生产与机械设备维修发生冲突，要先维修后生产，而在维修过程中，应注意坚持修用结合、安全生产的原则。再次，进行机械设备的维修，还应注意坚持维修与培训教育相结合的原则，也就是要求在日常的生产应用中，除了要加强对于机械设备的预防性维修外，还应注意加强对于机械设备运行操作人员的安全规范操作意识与操作技术方法的培训锻炼，以减少机械设备的故障与问题。
2.2机械设备的维修任务分析
结合企业生产中机械设备的维修情况，进行机械设备维修管理的主要任务包括对于机械设备的维护保养与管理以及对于机械设备实施的维修作业等。
首先，在进行机械设备的维护保养中，需要通过合理的维护保养管理安排，以最经济的方式完成对于机械设备的维护与保养任务；同时注意加强对于机械设备维护保养技术人员的技术培训，严格保养维护人员资格，以保证机械设备在生产运行中的正常应用；此外还应注意对于设备备件数量进行检查，保证设备出现故障问题时具备充足的备件；最后需要对于生产应用的机械设备进行分类管理，并对于不同类型机械设备制定不同的维护保养策略，以保证正常生产运行应用。
其次，在对于机械设备实施维修作业过程中，需要进行健全的机械设备技术档案建立，以针对不同类型的机械设备能够采取合理有效的维修策略进行维修实施；此外，在进行机械设备维修实施中，还应注意积极采取预防性维修与保养方式，以减少机械设备维修工作量与维修难度；最后，进行机械设备的维修实施，还应注意进行科学完善的维修执行流程制定，以按照流程完成对于机械设备维修，同时能够具有针对性的开展机械设备维修，提高维修效率和质量。
3机械设备的一般维修方法
进行机械设备的维修实施中，通常需要结合机械设备维护维修要求，并注意把握好机械设备的维修要领，以做好机械设备的维修管理。
其中，进行机械设备维修实施的基本要求包括，进行合理完善的机械设备维修计划编制以及确定好维修实施的组织形式，并注意配备合适的维修工具与辅助力量，最后通过合理高效的机械设备维修方式，进行维修实施。通常情况下，高效的机械设备维修方法包括单机修理法以及总成互换修理法，单机修理法进行机械设备维修的时间比较长，并且维修质量不稳定，多用于进行维修力量薄弱并且任务比较少、结构复杂的机械设备修理应用；而总成互换修理法是一种现场维修效果最好的方法，需要将磨损零部件或者是总成拆下，使用新品或者是修复件进行更换，并将替换下的零部件根据实际情况进行修复备用的方法，不仅修理时间比较短，并且速度快，有利于增加机械设备应用的经济效益等。此外，进行机械设备维修还需要加强对于维修技术的检验。
进行机械设备维修的基本要领包括，要注意加强从机械设备完好率以及利用率、创造的净产值率等方面对于机械设备维修管理的评价，同时还要注意对于维修队伍的建设和完善机械设备维修配件的采购供应。此外，在机械设备维修中还应注意采用维修新技术进行维修实施和应用，同时加强对于机械设备维修的监督和管理，应用机械设备维修经济核算制度，对其维修效益进行核算管理，以提高机械设备维修效益。
4结语
总之，机械设备作为现代化生产中的重要工具和动力，在企业资产中占有重要的比例份额，对于企业的生产运行经济效益以及现代化生产的发展进步等，都有着重要的作用和影响。进行机械设备维修技术与方法的分析，有利于提高机械设备的维修水平，保证机械设备的生产运行应用，具有积极作用和意义。
参考文献：
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机械原理设计总结篇9
论文关键词：保护；木工机械；知识产权；技术转让；设计方法
1我国木工机械经常应用的设计方法
我国木工机械经常应用的设计方法有以下几种：①购机拆卸测绘法；②测绘移植法；③科学类比法；④反求工程设计法；⑤创新设计法。
这些方法构成一个现代设计体系，具有相当重要的应用价值。
2购机拆卸测绘法的优缺点
当前我国木工机械行业普遍采用的设计方法是购机拆卸测绘法，这种方法非常简单，买来需要测绘的机器，拆卸后测绘出图纸。在中国保护知识产权日益受到重视和普及的今天，这样公开剽窃别人产品的做法不应该继续下去。
2．1购机拆卸测绘法的缺点购机拆卸测绘法的缺点有以下几点：①侵犯他人的知识产权；②测绘以后没有知识产权；③没有掌握机器的设计精髓，不了解内部的技术要点；④错过市场的暴利时期；⑤由于现代数控和电控技术相当复杂，对于高档次机器来说很难依靠这种方式完成测绘；⑥造就不出高层次的设计队伍；⑦不能提升企业的档次；⑧由于设计方法不当可能无法降低生产成本；⑨进入数控时代需要摒弃的设计方法；⑩永远不能创造出品牌；⑩如果测绘国内同行的设备可能遭到唾弃；⑥可能受到法律的制裁；⑩在国际市场上可能导致企业破产。
2．2购机拆卸测绘法的优点购机拆卸测绘法也有很多优点，正是这些优点导致这种方法具有旺盛的生命力。归结起来有以下几条：①简单可行，我国95％的企业采用这种设计方法；②最省钱的设计方法，几乎没有设计成本，国内高水平的企业可购买国外的原装设备测绘，低水平的企业可购买国内优质产品测绘或者直接在图纸黑市购买其他企业的成熟图纸；③通常不需要高水平的设计人员；④不需要进行产品中试和推销试销期，产品可直接进入市场。
2．3我国木工机械产品设计存在的问题我国木工机械存在的问题主要有以下几方面：①企业之间产品结构雷同，没有创新产品，技术开发走进误区，行业设计人员整体收人偏低；②产品知识产权模糊，企业产品没有知识产权，设备图纸黑市买卖猖獗；③技术人员没有上进心，不重视产学研结合；④没有真正达到国际水平的产品，没有符合国际标准的生产体系，没有国际销售网络；⑤从业人员没有在产品设计上赶超国际先进水平的决心和信心。
3购机拆卸测绘法的具体步骤
3．1样机选择与数控电控测绘步骤购机测绘一定要选购合适的名牌测绘样机，在购机时不能让原生产厂家知道你的购买目的，因为测绘设计是非法的。
数控木工机床的测绘首先从软硬件开始，如果软硬件不能测绘成功就不要继续进行测绘。通用数控机床软件销量大且已经通用化，开发比较简单，一般由专业公司来完成，最好能外购。如果数控木工机械生产厂家更倾向专业化的数控木工机床，则必须自己开发软硬件。数控加工中心等大型通用数控设备的软件最难开发，因为这种软件具有不同的功能，所以必须由专业公司完成。因此，采用购机拆卸测绘法应尽量开发单功能的专用数控设备，选用的数控加工设备硬件基本是通用化的且必须在测绘之前完成，即数控工作全部完成后再购买样机。购买样机后，拆除包装和外钣金，包装和钣金都要进行再设计。如果不具备这些再设计能力的厂家不要选择购机拆卸测绘法进行设计。一般先测绘数控系统，但购机测绘法不适合测绘数控设备。测绘电控系统时首先对其进行拆卸，测绘和识别所有的电器元件型号，根据这些元件绘制电器原理图；同时测绘电控面板，并对面板形式进行再设计，一定不要完全照抄原机的电控面板。
完成上述工作后，测绘和绘制布线图；编写电控系统元件动作顺序表，然后测绘电控柜。一般都要重新设计电控柜，应使测绘机器的电控柜与原机不同。购买电器元件后，将自己测绘的电控系统进行原理联机测试，合格后制造电控柜，将所有电器元件安装在电控柜内进行元件联机测试。在原来样机机械系统的支撑下，可以确切地测试电控系统的功能，其全部合格后再进行下一步测绘。
3．2液压气动系统测绘步骤在电器系统测绘成功后，开始测绘液压和气动系统，测绘时要根据元件的布置，首先绘出液压或气动原理图；然后登记和测绘出元件的型号规格，如果由于样机没有标号、型号和参数而无法得到确切的数据时，就要根据原理图猜出型号和规格参数，有了这些参数，就可以开始测绘和设计液压或气动元件安装板。没有液压原理图测绘其集成块是非常困难的，因为不可能用线切割机将集成块锯开，集成块的内部结构需要根据原理图、结构功能分析来确定。这些工作完成后，开始测绘油箱或选购泵站。油箱和泵站的形状不要与原样机相同，应该在造型上进行再设计。
泵站和油箱设计完成后，开始测绘和设计油路或气路布线图，设计液压或气动元件动作顺序表；采购标准件，连接元件进行原理测试。原理测试没有问题后，制造元件安装板、泵站等加工件和固定连接件。安装调试液压或气动系统，将已经制造好的电控系统与液压和气动系统进行联机调试，联机测试完全合格后，撰写液压或气动系统设计说明书和使用说明书。
3．3机械系统测绘步骤在完成数控、电控、液压和气动系统测绘工作后进行机械系统测绘。首先确定机器的设计、装配、工艺和定位基准，明确机器各个部件的划分与总图中视图的个数，找出各个部件之间的连接关系，确定数控、电控、液压、气动与机械系统的连接环，绘制机体与地基、钣金、包装的连接关系草图。
确定机器的设计、装配、工艺及定位基准是设计成败的最关键因素，许多测绘机器不好使是因为测绘者没有领会这台机器的设计思想。机器的设计基准一般是主轴中心线、机器对称平面、台面的中心线和底座基线。在确定设计基准后建立机器的空间坐标系，每根坐标轴代表一根轴系部件或者一个部件的中心线。装配基准往往是机器实际装拆过程的结合面、定位销孔的中心距、主轴中心高、定位销孔直径、钣金连接孔直径和尺寸等关键部件的结构尺寸和连接尺寸。工艺基准是指机器为了保证所加工零件的最大和最小尺寸所需要保证的尺寸，包括加工零件的长、宽、高，转动的角度和方向等参数与设计基准的相关尺寸，与这些尺寸相关的可调整尺寸。定位基准是机器所有零件都具有的几个非常重要的尺寸之一，其是不直接测量的尺寸，也是测绘时最容易忽略的尺寸。在机械设计中，往往要求设计、装配、工艺、定位基准重合，最优秀的设计人员所设计的这四个尺寸应该是统一的，明确这些尺寸将为机器的测绘带来很大方便。
3．4明确机器各部件的划分与视图的个数根据机器的复杂程度首先确定其总图应该由几个视图才能表达清楚，然后根据装配关系确定机器应该由几个部件组成。应根据企业自身的设备加工能力、习惯的装配方法合理地确定部件的数量，并为每个部件确定名称，列出各个部件的零件明细表、标准件表草稿和外购件明细表草稿，然后撰写机器设计任务书。
3．5测绘总图的绘制根据设计、装配、工艺、定位基准设计出各个部件的总体尺寸，按部件在空问坐标系的位置标注装配尺寸、定位尺寸、主要结构的名义尺寸和安装尺寸。根据各主要零件的外形尺寸顺序和各部分尺寸绘制总图的各个部分，然后根据空间坐标分别绘制不同平面的部件。完成外形绘制后，对于有配合、又不能完全准确表达的内部结构要绘出各种不同的剖视图。一般不能将所有配合拆开测绘，往往根据零部件的连接性质猜测主要配合的公差，标注配合性质，确定连接面的精度。最后撰写技术要求、参数性能表及使用说明书。
3．6根据测绘总图设计部件图我们通过部件草图可绘制出装配图，然后再通过装配图绘制部件图，但许多企业测绘时根本不绘制总图，这是极其错误的。在部件图中要标注部件的装配尺寸、连接尺寸、定位尺寸、连接件相关尺寸，复审和标全各处配合尺寸，明确相关工艺尺寸与部件的关系。对于不能全部拆开的零部件，由于其内部结构不清晰不能进行测绘时，可以进行有限的破坏性拆卸绘制。部件图绘制完成后，要核实所有标准件、外购件的技术参数，确实不详的部分可以进行必要的局部拆卸，以便完善这三个表格。猜想所有部件结构细节，细化立体部件装配图，然后撰写技术要求、参数性能表及拆装部件的爆炸图。
3．7根据测绘部件图自动生成立体零件图采用立体部件图绘制的部件图很容易生成零件图，根据测绘部件图可以自动生成立体零件图，由立体零件图再形成平面图纸。根据工艺要求、部件的装配关系、连接相关件的结构要求、加工定位要求、相关尺寸加工过程的精度要求等等复审和标全各处尺寸，然后按照机械制图国家标准绘制零件图。对没有拆卸零件的看不见部位要进行工艺结构设计，对内部结构不详的部分要进行创新设计。最后撰写技术要求，形成合格的零件图。
3．8机械系统测绘的基本原则机械系统测绘一定要保证样机完好如初，能不拆卸的零部件绝不拆卸。如果测绘以后样机销售不出去，测绘就失败了。
轴承、主轴、过渡以上配合的连接件、间隙调整组件、有弹簧压紧的组件、无定位销的平行导轨、配衍结合面等尽量不拆，数控、电控、液压、气动系统没有调试成功之前不要拆卸机械系统。有防拆漆涂饰的螺栓和螺母，有胶封的结合面在拆前必须谨慎，尽量不拆。采用三维绘制方法测绘整机是最好的方法，在空间坐标系内绘制立体图，然后由立体图形成平面图纸。一定要先画总图，再画部件图，最后画零件图，同一个部件尽量由一个人完成这些工作，再由另一个人来拆零件图，这样可以发现问题。
4测绘移植是企业设计的正确方向
按国际木工机械的设计模式，木工机械的测绘移植是最成功的设计方法。测绘移植仍然是测绘，还不能称其为木工机械的创新设计，但其区别于购机测绘，它是现代企业生存和赢利的基本设计方法。日本和中国台湾的木工机械设计都是采用测绘移植出效益的典范。企业的知识产权可以通过测绘移植获得，凭先进的情报和市场信息决定开发计划。具备10人以上研究队伍的企业在简单测绘样机的基础上，找专家决策移植部位就可以创造出知识产权。
移植是创新技术突破的基础，没有移植就难有创新。大企业可以移植产品，而且必须坚持在长线产品上进行移植创新，但要做到这一点也是非常困难的。企业移植产品所需的情报与信息是企业发展的保障。大企业移植产品是展示自己设计能力的主战场，我们要坚决杜绝盲目移植和夸大移植效果，客观地估计企业的移植与创新能力。
移植产品能否成功的关键是专利情报和市场信息，找到移植产品的主要弱点进行改进，找到对方没有专利保护的结构是移植成功的关键，在移植测绘过程中获得知识产权。我国龙头企业的技术开发部门必须掌握新产品开发的测绘移植设计方法，新产品的测绘移植可降低企业的产品开发成本，如果对测绘样机没有造成损害，将测绘样机销售出去，还可以双重获利。企业的主产品测绘移植要进行精准设计和精益移植，一定要把测绘移植产品样机做好、做精。要重新深度考察测绘样机生产企业产品的国外专利，计划移植国产产品的中国木工机械生产企业要搜集现有批量最大的木工机械产品进行测绘，搜集原来生产国厂家的全部专利。要详细考察国外专利保护的内容，搞清他们专利的限制期限，如果在中国注册过期就没有问题。国外专利是否在中国注册是最重要的，如果我们的产品出口，要注意这些专利在那些国家是否注册，并划定没有注册的范围，从而提出我们进行哪些移植及移植后的产品可以出口地区的范围，以保证这些设备出口到技术所在国家没有问题。
5企业没有知识产权的危害与突破国际专利限制的策略
最近几年，外国木工机械生产企业逐步形成了对中国木工机械生产企业的专利“包围圈”。中国木工机械生产企业出口自己的产品到欧洲将受到知识产权的严重制约，规模以上的企业一旦被外国企业提出专利诉讼将给其带来毁灭性的灾难，因此企业要制订反欧洲木工机械生产企业垄断技术的具体策略，制定长期测绘移植规划。
要突破欧洲木工机械生产企业反垄断法和知识产权限制，在他们的专利夹缝中寻找突破点。要充分借鉴欧盟竞争法为限制知识产权所采取的一般禁止与豁免和单独豁免以及美国的评估分析方法及法律适用原则，熟知我国企业应对外国知识产权保护法从而维护自身利益的策略等。
要按国际标准标注和测绘移植的产品，欧洲木工机械的标准是非常严格的，我们测绘移植的产品只有达到国际认证的指标才有可能使产品走向国际市场。不能以国内的标准来移植设计国际高端产品，更不能把国内的假冒伪劣产品出口到国外，测绘移植的产品应满足ce认证的要求。
6科学类比法的基本概念与优点
科学类比法的基本思想是摒弃原产品的结构专利，从机构原理上杜绝抄袭原结构的专利，但新设计的机构和原机构实现的动作应完全一致。其也可能是几个机构的演绎和综合，但从法律角度上看应与原设计没有任何关系。科学类比法绝不是完全照抄，它是在类比参考设备机构原理的基础上提出的新的设计理念。科学类比法在零部件尺寸、工艺、装配关系、基准选择上与原来的机器完全一致，但专利保护机构在类型上有所区别。
科学类比法是初步的创新设计，它是借鉴他人成功的经验进行创新。科学类比法是日本人发明的，日本依靠科学类比法创造了20世纪赶超国际先进水平的世纪奇迹。日本的照相机、电视机、冰箱、汽车等的成功设计依赖的就是科学类比法。中国的木工机械也必须依赖科学类比法设计自己的新产品系列并赶超国际先进水平。
我国木工机械生产企业的自主知识产权产品是未来进行国际市场竞争的根本法宝，科学类比法是我们战胜竞争对手不可或缺的有利武器。科学类比法是在测绘移植的基础上找出测绘产品的不足之处，提出科学合理的改进方法，在类比测绘设备原理的基础上形成自己的产品系列并获得自主知识产权。
我国大型企业一般技术力量雄厚，完全能够搞科学类比设计，只有利用科学类比法形成自主知识产权的企业才能最后成为行业的龙头企业。
我国木工机械龙头企业首先要组织工程技术人员学习科学类比法，利用科学类比法形成技术垄断，利用自主知识产权垄断形成系列产品从而获得超额利润，并形成系列专利技术。
科学类比法与传统类比法的差别主要体现在传统类比法以仿制为目的，而科学类比法则以仿制为手段，照抄原设计的目的是全面了解原产品；传统类比法以引进设备资金为主，科学类比法往往以引进技术为主；传统类比法以学习一家为主，测绘完就不再深究，科学类比法以学习众家为主，综合各家长处进行产品创新。科学类比法是我国木工机械设计中的主要方法，是相似、模仿、仿真、类比的集合。
科学类比法的设计步骤是从仿制开始，以相似设计为原理，以引进技术为辅助，基本照抄原设计。在仿制的基础上移植，在仿制中发现问题，改进原设计，将仿制品移植成具有自己特色的新产品。经过移植以后再进行综合，在自己产品成型后综合各家长处，优化自己的产品。综合就是创新，从相似、类比中得到灵感，创新出自己的新发明及新产品。
7反求工程设计法的设计理念
采用反求工程设计法往往没有足够的参考资料，或者有样机但不能拆卸，需要完全凭借设计人员的灵感和水平完成设计。反求工程设计是创造性设计的一部分，往往凭一张照片即可设计出机器。反求工程是综合运用现代机械设计方法完成的特定条件下的样机设计。反求工程设计可从产品的媒体资料、公开的技术参数、运行过程中的观察等获得灵感，从而创造出自己的新发明及新产品。
创造力和创造性设计的过程需要丰富的知识和经验，用已有的知识开拓新的知识。搞创造性设计要有高度的创新精神，强烈的参与意识和动力，同时还要具备健康的心理品质，不怕困难，刻意求新，百折不挠。而掌握科学的研究方法和各种创造技法，采取严谨的管理措施是成功的保证。设计中要克服片面性，树立辨证的观点，摆脱传统观念，不盲目相信权威，发挥群体优势，注意综合别人成功的经验，抓住灵感和意念，及时形成概念报告。要对产品的可行性模型进行简易论证，在样品原型设计出来后进行小批量生产。
创造性不是直觉，不是灵感，而是突变论的本质反映。突变论是辨证法量变到质变的丰富和具体化，事物达到极限后再继续发展就会创新。掌握现代设计方法自觉进行突变创造，就能够设计出具有创新性的产品，只有掌握反求工程设计的人才才能称其为师。
8我国木工机械产品与发达国家在技术上的差距
我国木工机械产品与国外的设计水平差距主要在理念、精度、造型和可靠性设计上。我国的设备水平和国际大公司的主要区别是知识产权、品牌、市场经销潜能，在国际上所树立的中国特色产品应该是高质量和高精度的。我们竞争的资本是低成本，而不能总是低档次。发达国家对我们的真正威胁是他们在中国建厂。
我们按国外市场设计他们需求的中国木工机械市场究竟能做多大的关键是技术水平的突破。加大科技研发力度的关键是人才，开发木工机械新产品是木工机械设备制造企业产品结构调整的关键。引进技术必须注意引进他们的生产工艺，我们现阶段必须以自主开发的木工设备作为首要目标，必须有自己开发且有知识产权的木工机械产品。现在，高校开发的产品企业不要，而企业又开发不出创新型产品。应该加快高校与企业共同研究的步伐，让引进技术和创新性开发成为企业和高校合作的新起点。
中国木工机械的国际地位与日俱增，我国木工机械的gdp已经超过意大利，再有3年可能会超过德国，我国木工机械生产企业要培育中国的豪迈和scm。现在，我国木工机械没有技术型企业，谁重视产品开发，谁联合行业相类似的企业形成集团，使集团设计能力超出自己的制造能力，集团依靠技术收购没有开发产品能力的企业，这样的集团就会逐步把自己打造成技术型企业。
从长远的目标看，行业龙头企业必须成为技术型企业，企业进行技术开发必须有长远规划，塑造好自己的出口品牌，选好自己冲击国际市场的产品。现在国内木工机械市场价格已经走到谷底，没有品牌和质量的产品生产厂家在出现行业危机的情况下将只能破产。
机械原理设计总结篇10
1我国机械设计技术
1.1机械设计初期计划设计
机械设计的初期计划设计分析在某种程度上与计算机软件设计分析有相似之处,机械设计进行前,设计人员要整理和搜集机械的有关资料,充分了解需要设计的机械性能和功能,依据相关资料和数据对机械设计进行初期计划设计。
1.2机械设计的设计方案
机械设计的关键是设计方案,其直接的影响机械设计的质量和水平。在机械设计的设计方案阶段,很多问题需要及时、有效地处理。通常应着重处理理论和实践间的矛盾问题。机械设计的设计方案不仅需要符合机器本身的性能和功能需求,还需要考虑测试人员自身的因素,这包括测试人员对于机器开发、创新等方面的认识是否充分。设计方案的设计步骤主要有以下几点:机械运动方式、结构特点、工作原理、零件选择的正确性等。
1.3机械设计的主要技术设计
机械设计的主要技术设计时,对于主要技术方面的要求较高。对于机械设计的主要技术设计阶段,首先需要核对设计图纸的信息,认真的进行图纸数据的计算、分析总图与部分图,并对数据进行整理。其次要对机械设计的技术设计部分进行仔细审核,确保不出现问题,如出现问题,则需要对各个环节进行重新检查。
1.4机械设计的技术发展方向
现代机械产品对于性能和功能的要求越来越高,这给机械制造业中的机械设计提出更高的要求,当前,机械设计在科学技术的发展中起到了越来越重要的地位,设计质量也不断提高。目前智能化已经成为现代机械产品所必须要具备的。机械产品的智能化需要使用高水平的设计软件对产品进行模拟与设计,增强机械产品的结构和功能性,提高设计水平。另外,机械产品未来还需要具备系统化。现代的机械产品设计需要将产品的各个部分进行系统的有机结合,使其功能发挥到最优的状态。现在机械产品的设计在未来还应更加模块化。模块化的优势是能够快速的将机械性能与功能进行结合,大幅度提升产品的优势,满足机械产品的设计方案需求。现代机械设计的未来发展方向:
1.4.1性能更优的现代机械产品。机械制造业需要设计出性能更好的产品,这需要机械产品的设计人员对产品的性能和质量设计更加严谨。想要让机械产品的性能更加优越需要通过技术设计、防腐设计、控制设计等技术来共同实现。
1.4.2适应市场的现代机械产品的设计技术。在当前的竞争激烈的市场中,想要在市场中占据一席之地,需要机械产品的设计人员开发出新的技术,改变原有机械产品的使用功能,提高机械产品的质量。在进行设计时需要加大技术创新,降低成本和提高智能化水平。只有不断进行技术创新,才能维持市场的竞争力。1.4.3现代机械产品注重节能环保的设计。当前,节能环保已经成为企业发展的目标,环保保护的意识越来越高,成为当今社会发展中重要的组成部分。因此,机械设计人员在进行设计时需要将节能环保和绿色的理念融入到机械产品的设计中去。
2我国机械制造技术
2.1我国先进机械制造技术的特点
目前我国的科学技术不断发展,机械制造技术在机械制造中起到了决定的作用,应用于各行各业,技术与设备的更新需要在原有技术的基础上,应用先进的技术进行改进和创新,满足市场越来越高的要求。另外,先进的机械制造技术对于机械产品的性能和功能提升上有较大的影响。目前我国在工业生产中应用先进的技术,已取得较大的进步,极大的提高了生产效率,对机械制造的技术进行不断的创新,开拓了市场。最后,先进的机械制造技术还具有系统性技术综合的特点,对于机械制造的范围进行扩展,优化产品及后续生产加工的工序。
2.2我国机械制造技术的发展方向
我国的机械制造技术未来的发展方向有以下三点:
2.2.1机械制造的管理。我国机械制造技术发展的未来方向是严格规范计算机管理制度,所以计算机管理的加强,能有促进我国机械制造业的和机械制造技术的发展。
2.2.2机械制造的设计。现在的机械产品设计注重智能化设计,例如应用各种软件及模拟技术对机械产品进行设计,有效的提高了产品的性能和结构。2.2.3机械制造的工艺分析。我国机械制造技术和机械制造工艺向高精密加工和精细加工方向发展。