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機械原理和機械設計的區別范文1
1．教學內容與知識體系的統籌調整
從知識體系上來說，目前高校機械設計課程的授課內容主要包涵了機械原理和機械零件兩大塊。傳統上，非機械類工程專業的學生只學習機械設計基礎，總的學習時間為一個學期。而機械類專業的學生通常在一個學期學習機械原理，隨后一個學期學習機械零件。對于實踐環節，非機械專業的學生在學完機械設計基礎理論課程之后，兩周的時間內完成以減速箱為設計對象的課程設計訓練；機械專業的學生則在修完機械原理和機械零件之后，三周的時間內完成減速箱課程設計。這種教學計劃是根據課程內容特點進行安排，在由教師到學生的知識傳遞過程中較多的體現出教學內容與知識的系繞陛和連貫性。
按照目前學科大類平臺建設的目標，機械學科大類專業建設要求機械專業的學生和近機類工程專業的學生統一學習工程力學、機械設計基礎等基礎課程和專業基礎課程，在完成基礎課程內容學習后，學生根據選定專業，進入專業課程的學習階段。大類專業建設面向學生角度，增加了學生的自主選擇權。面向學科大類平臺建設，教研團隊對機械設計課程進行了一系列教學改革。首先，組織有多年授課經驗的教師對延續多年的傳統教學計劃進行了調整和修訂。面向全校學生，包括機械專業、汽車專業、材料工程專業、能源動力專業、環境專業、出版印刷專業、醫療器械專業等多個專業的學生，在大學二年級的下學期統一開設機械設計基礎課程，完成大類專業基礎教育。而在三年級的上學期，主要面向機械專業學生開設機械設計課程，與機械設計基礎課程相比，要求在專業內容理論層次上進行拔高。與此同時，教研團隊組織人員編寫了一本《機械設計基礎》教材，教材從規劃到編撰依據機械設計基礎課程的教學基本要求，面向高等院校大專業規劃，綜合考慮了各專業學習的基本要求，2010年9月該書已在化學工業出版社正式出版，在上海理工大學學科大類平臺建設的探索中，該教材已經使用兩年。從課后學生反饋以及課程設計、畢業設計實踐過程，可以看出教材內容體系適合大專業建設要求。
今年，為了滿足機械專業或近機專業學生的學習要求，編寫了一本《機械零件設計》教材，該教材區別于現有機械設計教材的一個顯著特點是，該書以機械系統設計方法為貫穿主線，穿插了機械創新設計方法的內容，加入了近年來的機械設計新理論、新方法、新技術，而且補充了一些常用零部件的設計計算。以往學生在學習基本機構和常用零部件設計方法之后，對知識的掌握仍然是零散的，當設計一臺機器或一個機械系統時仍然不能很好地掌握。該書使得學生從一個完整體系角度掌握機械系統的設計。目前該書已經在上海理工大學校內試用一年，反饋良好，目前正聯系正式出版。教研團隊在機械設計課程改革方面首先從教學內容和體系上進行了改革，面向不同專業的使用要求，重新進行了定位和調整，實現了課程內容的層次劃分，滿足了各類專業的要求，體現了學科大類平臺建設的層次性和優勢。
2．教學方法與授課手段的靈活運用
隨著課程內容和教學計劃的變動，教學容量和對象也發生了變化，要求靈活運用教學方法和手段，提高教學效率和質量。多媒體在高校教學活動中已經越來越普及。相對于傳統教學手段，多媒體教學具有下面一些優點：知識容量大；趣味性強，能有效集中學生的注意力；形象具體，使學生的認知過程更為深刻。例如講述機械傳動結構時，其運動特性單憑口頭表述比較抽象，而把機構運動過程做成動畫在課堂上展示給學生，就會一目了然。但是，多媒體教學也存在一些局限性，節奏較快，學生在課堂上常常處于被動灌輸狀態。如果老師不能“因課制宜”，靈活控制節奏，就成了照本宣科的解說員，學生課堂上無疑會缺少了主動思索訓練。這就要求教師能根據課程內容特點，調整教學方法，靈活使用多種教學手段。例如對于繁瑣的理論公式推導，適宜采用教師板書啟發式講授，通過教師的節奏停頓、啟發引導、師生之間的課堂互動，達到好的課堂效果。在面向大專業建設的機械設計課程改革中，學校教研團隊應用AuthorWare、Flash等工具制作了CAI課件，設計了大量動畫，錄制了一些典型機械的工作錄像。
此外，為了彌補多媒體教學中“聽得好，忘得快”的缺陷，借助于網絡資源平臺，擴充師生互動渠道。通過學校的課程中心網，所有的教學課件、補充習題、動畫和視頻資料等都掛在網上。通過網上作業、測試檢驗學生掌握知識的程度；通過在線答疑，及時對知識難點進行疏通。網絡課程手段的改進較好地協調了課堂教學授課時間少和授課內容多的矛盾。在機械設計課程教學中，要求教師能夠根據內容靈活應用傳統教學方式、多媒體教學、網絡課堂等多種形式，做到內容與手段的最佳匹配，達到最佳教學效果。
3．實踐能力與創新思維的鍛煉培養
面向學科大類平臺建設的機械設計課程教學改革對學生工程實踐能力培養和創新思維培養提出了更高要求。作為理論課程的補充，課程設計的實踐訓練對于培養學生的工程實踐能力，具有不可或缺的地位。近年來，機械設計課程教學出現了知識容量膨脹、質量標準提高但學時壓縮的矛盾，課程設計同樣也面臨著學時壓縮的現狀，學校機械專業學生的課程設計時間由以往的三個星期縮短為兩個星期。為了緩解課程設計學時較少的矛盾，教研團隊借鑒案例教學的方法，對機械設計課程的教學活動安排進行了調整。傳統上筆者學校對機械設計課程的教學活動安排是在正常學期先進行理論課學習，穿插著進行試驗教學或理論課成績考核之后，然后在學期末或者是短學期再開始布置題目、講解計算，完成課程設計過程。傳統的教學活動安排如圖1fa)所示。
重新調整的教學活動安排如圖1(b)所示。采用理論授課和課程設計平行進行，即在講述理論課程的過程中就布置課程設計任務，把課程設計實踐作為一個案例貫穿于整個學期的理論學習中。在學期上課之初就把題目布置給學生，講課過程中每章內容都結合課程設計內容來講，不但利于學生學習目的更加明確具體，而且解決了學時較少的矛盾。課程設計時計算過程基本完成，主要再講述工程圖和零件圖的繪制，說明書的編制內容，結果時間上更加從容，課程設計質量顯著提高。這與傳統教學安排相比體現出一些優點。首先學生帶著實踐問題來學習理論知識，增強了學習目的性和學習興趣，教師在理論講授過程中也可以針對具體的設計對象，使得理論知識不是泛泛而空洞。重要的是，這樣做可以避免理論與實踐出現斷層，大大加強理論與實踐的耦合程度，實踐有理論的指導，趁熱打鐵，教學效果更好。最后，教學環節的調整使得兩周的課程設計學時不再顯得捉襟見肘。學生在理論知識講授結束后，就可以完成相關設計計算和校核，課程設計開始有更充分的時間準備工程制圖表達，學生課程設計的說明書和圖紙質量普遍得到提高。通過課程設計題目可以把機械設計課程中的多個零散的知識點貫穿起來，從而實現教學內容的融匯貫通，使學生達到系統把握知識點的效果，形成一種系統思維和綜合思維，避免了知識的零散和片面性。經過兩年教學實驗，在綜合考評以后，學生的反應較好。
實驗作為機械設計課程中另一個重要環節，近兩年也進行了相應的跟進改革。實驗裝置由單一性、封閉性向著多樣化和開放性發展。建立了開放式的典型零件陳列柜和創新案例展示柜，引入了新型的實驗教學，實驗方法上開展了虛擬實驗教學，鼓勵學生學習ADAMS軟件和ANSYS軟件進行機構和零件仿真分析。創新能力的培養，是我國21世紀人才培養的核心目標，學校教研團隊面向大類專業建設的機械設計課程改革非常重視機械創新設計能力的培養。組織教師成立了機械設計創新團隊，建立了創新實驗室，在該實驗室分區展示了歷年經典創新實例、仿生機構學創新、新型專利及創新案例，建立了創新設計平臺，定期指導學生進行創新思維訓練。
全國大學生創新設計大賽為學生參與創新設計活動提供了一個平臺。由創新團隊的教師組織學生踴躍參加創新設計大賽，學生學習積極性和興趣更加濃厚，既實現了理論與實踐結合，也增加了創新實踐機會。講課過程中將機械學科領域的最新發展動態以及教師的相關科研成果融人課堂教學，開闊學生的視野，激發和培養學生的創新意識與學習興趣。對于工程實踐能力和創新能力的有目的的訓練，提高了學生的動手能力、綜合設計能力，更好的發揮了個人創造性。
機械原理和機械設計的區別范文2
關鍵詞：仿生學；仿生機械；遺傳算法
中圖分類號：TD44 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）07-0098-02
在人類發展的過程中，是通過不斷的學習和總結才能達到今天這樣的文明程度的。其中學習包括人類自身總結出來的一些自然規律和了解自然界動植物的活動規律來獲得的?，F有的很多領域的科學制造技術都是在動物和植物的生活環境中學結出來的。這些動、植物為了更好的適應自然的變化，自身擁有一些本能，這些本能被人們所發現，并在一定的改造基礎上成為人類自身的本領和技術，這就衍生出了一個學科——仿生學。
在現有的煤礦生產當中，存在很大的安全隱患，在一些機械設計中存在設計和使用脫節的情況，導致經常出現人員傷亡的現象。在了解了仿生技術之后，能夠將仿生科技和現有的機械設備結合在一起，能夠很大程度上降低生產中出現的安全事故，也能夠將機械設計更加的人性化，智能化。
1 煤礦仿生機械的分類
仿生機械在煤礦生產中的使用類型很多，具體可以細分飛生產中的抓取、移動、開挖等四類。
1.1 仿生抓取機械
目前仿生機械在抓取功能方面的研究集中于仿人形機械手，主要因為人手（含手臂）共有36個自由度，自由度的增多可以改善以往機械設備活動不靈活的情況，而且還能精確定位還能做出復雜精細的動作，這些都是傳統機械很難做到的。它們可分為工業機器人用機械手和科研智能機器人用機械手，在煤礦開挖時出現的復雜情況下，人工難以勝任工作的情況下，可以使用仿生抓取機械進行挖掘工作。
1.2 仿生移動機械
移動機構作為煤礦運輸的平臺在汽車領域、機器人領域及各類特種任務完成領域有著舉足輕重的作用，傳統移動機構的主要形態是輪式，結構相對簡單可靠，技術成熟，且科技的發展使得現代移動機構負重能力不斷加強，靈活性不斷提高，在大多數情況下都能滿足要求。然而隨著人類涉足領域越來越廣泛，在煤礦挖掘某些特殊環境下卻不見的是最佳選擇。研究者也看到了生物體的移動能力對環境的適應性是機械無可比擬的，部分生物在特殊環境中的移動能力更是令人叫絕。正是由于認識到了這一點，仿生機械學者在仿生移動機構方面做了大量大的工作，取得了許多成果。在煤礦生產中，地形復雜的情況出現的概率很高，相關的仿生機械移動機械可以很好的適應復雜條件的施工要求，確保了開挖的安全。
1.3 仿生開挖機械
機械的分類在不同的行業當中有不同的使用效果，具體的工作選取的機械也有很大的區別。在煤礦機械開挖設備的使用中，涉及到煤礦開挖的安全，在機械選擇上有著特殊的需求。利用仿生原理下的設計方案，摒棄了傳統的器械工作原理，使用更加人性化的機械設備，達到安全的目的。
2 仿生原理的使用案例
基于遺傳算法技術的計算機網絡設計是在以往傳統的程序設計理念上加上了更多的計算機數據編程，是一種更加科學的現代化機械開挖手段。這也是煤礦開挖中使用仿生技術最為重要的案例之一。為在生產效率中也得到了很好的優化，也能使網絡安全達到更好、更高的要求。接下來，我們將著重介紹在機械設備中使用仿生安全技術優化方案中的遺傳算法。
遺傳算法是20世紀70年代初期由美國密執根大學霍蘭教授提出的一種為煤礦突水事故提供預測方法的一種提前預案。GA是一種在人為施工條件下非確定性的擬自然算法，這種算法是根據自然界仿照生物的固有進化規律，對一個大的群體進行隨機抽樣，觀測其繁衍變化以及淘汰機制。其中就會有適者生存，不適者就會被淘汰，按照這樣的規律不斷重復，使整個群體在繁衍的素質上和種群的數量上都會有很大的提高，時間變長，這樣的趨勢會顯現的更加明顯，最終會以一種優化平衡的態勢趨于平衡，并且保持最優配合比。遺傳算法具有魯棒性、自適應性、全局優化性和隱含并行性。
圖1 遺傳算法
盡管遺傳算法在計算機網絡可靠度技術指導下已解決煤礦生產中了許多難題，但還存在許多不足之處，如算法本身的參數優化問題、如何避免過早收斂、如何改進計算機有效的工作時間和工作方法來提高算法的效率、遺傳算法與其它優化算法的結合問題等。用遺傳算法求解約線性和非線性優化問題時，一般采用共軛發散函數法，如何合理的選擇共軛因子是算法的難點之
所在。
煤礦機械設備中使用仿生遺傳算法是一個很好的切入點，同時，在使用中對于遺傳算法的使用也在不斷的完善過程中，對于算法的根式也在不斷的更新，為了提高算法在使用中的準確度，作為算法的設計與機械操作相互結合的理論基礎，不僅要使得設備的使用年限增加，還要對機械使用的效率進一步提升。在遺傳算法的基礎上，改進的算法在以往六個高速運算的設計布局中，重新組成新的裝配方式，在基本聯接關系上也從原來的兩個變成了四個，更加貼合了煤礦機械在操作中細部的指示命令的落實。使用更加符合機械運轉的改進遺傳算法可以將機械的整體布局系統的串聯情況與設計模擬方程的構造結合在一起，對于函數的提出在機械的設計中更加重要，最終通過建立模型的方式來將復雜的機械系統的優化組織方案簡化。
仿生遺傳算法在用模型描述煤礦機械動力學研究的過程中，在開挖優化方案上提出了一些不同之處，在數據的編碼上和變量的估算上略有不同。因此，在這就對變量本身進行了遺傳算法模型的設計，對于機械的懸掛系統和傳動系統分部進行了彈性模量的檢測和調整，用日常機械工作狀態下的發動機功率和受到的阻力作為設計的相關參數，借此來對整體的機械有更好的全局優化，大大提高了傳統工藝下完全靠人為的檢測要更加穩定和準確。為求解復雜的非線性約束優化問題，對二級斜齒圓柱齒輪減速機的概率可靠性等機構進行了優化
設計。
3 結語
基于仿生技術下的煤礦開挖設備的使用是在機械應用領域的一項革命性的技術，同時在許多行業中都有著巨大的發展空間及應用價值。在礦區機械設計進程中引入仿生技術有著明顯的優勢，它在簡化管理，加強安全監控等方面具有不可比擬的優勢，十分適合我國煤礦行業的發展。在本文中還就仿生科技中的遺傳算法的優化方面的內容進行研究，目的是使得煤礦機械設備在使用中更加安全、穩定，操作起來更加人性化，促使煤礦行業更快、更好的發展。
參考文獻
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機械原理和機械設計的區別范文3
小時候的李芷欣跟男孩沒有多大的區別，纏著大人買玩具槍炮，轉眼間一個玩具車變成一堆零件。稍微大些，家里的小電器也被肢解，她嚷嚷說研究運行原理。她是一個很不安分的“熊孩子”，大人拿她沒辦法。
上初中的時候，父母經過慎重考慮，決定發展她的興趣愛好，重點向理科方面發展。一次，父親帶她去參觀機械博物館。在一臺機床面前，父親說中國的機械工業落后歐美至少30年。外國工業企業借合資為名，慢慢將處于優勢的中國工業企業發展為獨資，建立的技術中心被撤銷、合并。一些核心知識產權被外國人壟斷，收很高的專利費，涉及重要的軍工設備，外國還會禁運。
李芷欣未預料到中國的機械工業形勢如此嚴峻，在她幼小的心里，已經有了投身于機械工業的決心，振興中國機械工業成了她追求的夢想。上高中后，學習壓力大，時間少了起來。但無論多忙，她都要看一些機械理論書籍。到了周末，總會擠出時間從事實踐研究。有一段時間，她對各種引擎發生興趣，奔走于博物館之間，觀察客機、戰斗機、汽車引擎的外部結構。然后去圖書館，借回厚厚的一大摞書，研究內部的工作原理。她還親自到汽車維修店，找到維修師傅，了解發動機渦輪增壓技術，寫出了數萬字筆記。
在一次學校的研究性課題上，李芷欣牽頭研究了電磁炮。她通過網上搜索網友成功的經驗，結合書本上的知識，然后再反復論證后，接著動手實踐。她去電器市場購買電路板原件，制造電磁線圈模型……這個課題幾乎是她親力親為，得到了老師很高的評價。
正因為對機械濃厚的興趣，有豐富的理論知識和較強的動手實踐能力，她被學校推薦參加英國帝國理工學院暑期實踐。在帝國理工學院的暑期課程中，李芷欣加入了由英國航天局與學院聯合舉辦的項目團隊。暑期作業要學員提出一整套在水星上建造人類居住地的詳細方案。時間有限，不能超過兩天時間，內容涉及眾多，包括空氣質量、氧氣循環、建造過程等，都要考慮到。
接到任務后，項目負責人立即做了分工。李芷欣負責機械設計。這是她第一次在外國接觸到機械工程這個專業，心里既高興又擔憂。因為時間緊，沒有多余的時間去論證。讓她高興的是，近距離走進帝國理工學院，親自參與項目，是她以前想也不敢想的。既然參與進來，就要努力做到最好，讓別人對她刮目相看。兩天時間里，她幾乎沒合眼，去圖書館翻閱資料，在網上搜索知識。當她將方案遞交給項目負責人時，這個來自英國的高才生豎起了大拇指。
機械原理和機械設計的區別范文4
【關鍵詞】彈簧鋼板；棘輪；單轉向輪子；代步滑行器
人們總在試圖走路能走得更快些，但是靠雙腿走路，快了就會體力不支。于是有了輪滑鞋、滑板（如圖1），眾多年輕人踩著輪滑鞋（如圖2）、滑板在馬路上向前滑移，一般都為單人滑行。而摩托車、汽車等交通工具，作為越來越多的成年人的代步工具，一次可以帶著多個人在馬路上奔馳。這些都是利用代步工具和地面之間的摩擦，二者的區別在于，前者動力來自于人的體能，后者動力依靠汽油、柴油、電能、太陽能等?；疖?、動車、高鐵是利用車體和導軌之間的摩擦，而飛機則是利用空氣流，它們均可帶著成百上千人高速奔馳、飛行。
作者開發了一種代步滑行器，只要踩在該滑行器上，下蹲或單腿或雙腿上下踏步，便可向前滑行，而且能起到鍛煉身體的目的。
1.運動原理和總體設計
本代步滑行器是利用彈簧能和單向制動輪實現的。
1.1 能量的儲存
能量儲存采用彈簧鋼板。將彈簧鋼板彎曲成圖3所示的三角彎板，由地板、上斜板和后斜板組成。當人踩踏在兩斜板連接的彎板自由端時，彎板便在人體重的作用下下移，同時在三角彎板內產生并儲存一定的能量即彈簧能。
1.2 向前滑移運動的實現
在如圖3所示情況下，當受到人體重量作用，三角彎板向下移動時，由于地板緊貼地面沒有前后、左右運動，在三角彎板內便產生并儲存彈簧能，之后隨即向上向前彈起。但在如圖4所示情況下，由于彎板下面裝有輪子，所以三角彎板產生的彈簧能將轉變為前后或向后移動的運動能。這時，為了確保三角彎板只能向前移動，在三角彎板后斜板下面安裝只能單向轉動的反轉制動輪子，如圖4所示。這樣，三角彎板內產生的彈簧能便轉化為向前移動的運動能，實現向前移動。踩下的距離越大，儲存的彈簧能就越多，向前移動的距離就越大；下踩的頻率越高，向前移動的速度就越快。
2.結構設計
（1）本體設計
考慮到人踏踩時重心不能太高，設計上斜板與水平底板成25°左右。同時，為使人腳踩下時相對舒服些，或使得在人腳踩下自由端時，腳底基本能處于水平，或不至于向后太傾斜，設計如圖5所示三角墊板，并置于上斜板上面，如圖6所示。
后斜板與上斜板之間夾角的大小直接影響能否產生彈簧能和產生彈簧能的大小，很顯然90°左右產生彈簧能最大，因此設計該夾角略大于90°。
另外，考慮到一般人腳的大小，設計腳踏三角墊板的長度為330mm，寬度為130mm。
根據人不同的體重50kg、60kg、70kg以上，選擇不同的彈簧鋼板厚度，分別選擇2mm、2.5mm、3mm三種。
（2）單向制動裝置的設計
棘輪機構是一種用的單向轉動裝置。本案采用如圖7所的內裝棘輪機構的輪子為本代步
滑行器的單向制動裝置。圖8為代步滑行器整體圖。
3.總結
本案設計的代步滑行器區別于以往的滑板、滑輪鞋。雖然也利用到了滑行器與地面間的摩擦力，但并不需要直接踩蹬地面，而只要單腿或雙腿上下交替運動即可。向下運動依靠人體重量，向上抬起運動利用三角彎板內部儲存的能量即彈簧所具有的復位功能，非常省力。而且，同時具有鍛煉體能的功效，具有一定的應用推廣價值。
參考文獻
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機械原理和機械設計的區別范文5
關鍵詞：課程設計；金工實習；課程調整
作者簡介：周家日（1987-），男，湖北咸寧人，湖南工業大學機械工程學院碩士研究生；銀金光（1962-），男，湖南邵陽人，湖南工業大學機械工程學院，副教授。（湖南 株洲 412000）
中圖分類號：G642.44 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2012）04-0098-02
國內的機械制造企業這幾年雖然發展迅速，但由于大部分企業在發展初期沒有在專業人才培養方面承擔起應有的社會責任，沒有認識到合作培養行業精英的巨大潛在效用和對企業可能的貢獻。企業一方面希望畢業生有實踐工作經驗，另一方面又不給大學生提供到企業實踐的機會。雖然制造類企業有產學合作培養人才所需的實習場地，但是企業對培養人才的積極性不高。2006年7月搜狐教育頻道關于大學生就業的在線問卷調查顯示，大學生就業難的主要原因如表1所示。
從統計表中可以看出幾乎一半的人認為就業難與學校的教學有很大的關系，但是由于大部分機械類專業學生由于學校沒有足夠的實習條件，企業不提供時間機會，工作經驗無從積累，導致求職盲目，缺乏自信。制造企業認為學校的畢業生沒有足夠的時間實踐工作經驗，缺乏動手能力，不能快速為企業創造效益，導致難以招到合適的人才。面對這一情況學校急需在教學體系方面做出相應的調整，多與社會實際相聯系。
一、機械專業教學的發展
機械專業課程多、任務重。隨著這幾年我國機械行業的快速發展，教學中也越來越多地引入其他專業的課程。CAD、PRO-E、UG、SOLIDWORKS繪圖軟件等新的課程是以前教學中沒有的，這些課程的增加在很大程度上加重了機械專業的教學壓力。另外在實習方面，隨著數控加工技術的普及，數控實習幾乎成了機械類學生的必修課。但是傳統的制造手段，如普通車床、刨床、銑床等仍然在使用。而以前的開設課程都是機械專業的基礎課程。它們介紹了機械的基本原理和理論，還有在設計過程中經常碰到的基本零件。這些課程不會隨著機械行業的發展而過時，仍然是機械專業的必修課程。面對所學的課程越來越多，學生在校期間的學習任務越來越重的情形，企業卻對學生的實習工作經歷要求越來越高。面對著時間、教學條件的約束以及目前企業對接受實習生的態度等。學校最好的辦法是在現有的條件下對部分教學課程進行調整，以適應企業的要求。但學校機械專業目前的課程大部分都是基本知識，不太可能做出變化。而機械設計課程設計、金工實習與數控實習等卻可以在內容上有一定的自主性，而且這幾門課程也是具有將其他課程知識串連起來運用的重要課程。這幾門課程如果學好，可以在很大程度上滿足企業的要求，同時也能大大提高學生運用所學知識設計的能力。目前這些課程也存在著不同程度的問題。
二、機械設計課程設計存在的問題
設計題目陳舊與學生參與熱情不高。機械設計課程設計是一門機械專業學生必不可少的具有實踐性的課程。通過該課程可以將許多知識銜接起來，并將其應用起來解決一些實際問題。然而在實際教學過程中一直沿用舊的教學方法。在設計過程中，學生基本上是按部就班地按照數十年不變的設計過程完成設計的，這種一成不變的設計模式暴露出許多問題。首先設計題目多年不變，由于現在網絡發達，許多學生可以利用網上資源將設計過程中的數據抄下來，省去了自己計算的步驟。甚至還能找到已經做好的完整設計，學生只要將其稍加改變就可以蒙混過關。這樣對培養學生的設計能力沒有起到一點作用。其次多年不變的設計題目在內容上沒有新穎性，不能夠引起學生的學習興趣。這些原因在一定程度上會降低教學的效果。
三、金工實習與數控實習存在的問題
1.只重視實際操作訓練
金工實習是教學過程中的一個重要環節，是建立學生對金工課程感性認識、鞏固所學理論知識、培養所學專業技能和實際工作能力的重要途徑。隨著市場經濟的發展，人才需求的變化使得當代大學生要有較強的適應能力和動手能力。金工實習只有隨著社會的進步不斷發展完善，才能使得學生獲得較強的綜合實踐能力，為社會培養出符合要求的高素質人才。
但是長期以來在金工實習中普遍存在著注重實際操作訓練而忽視工程素質和能力培養，只注重實習學生當工人的一面而忽視了當工程師或當管理人員的一面的現象。
2.教學方法陳舊
教學模式簡單，缺乏現代化教學手段，一直沿用“講授―操作”的單一方式，不能充分調動學生學習的主動性與創造性。雖然這些經驗曾經是金工實習指導老師長期工作的積累，在不同時期曾發揮過應有的作用，但片面性很大，缺乏前瞻性，對提高學生的分析能力、解決問題能力不利。
3.新增的教學內容仍用舊的教學思維
近些年來對懂數控技術的人才需求越來越大。面對這一新形勢，越來越多的學校也開始買入各種數控加工設備，開設數控實習。然而在實際教學當中許多學校又走上了脫離實際生產的道路，他們在實習當中只注重一些簡單指令的熟悉，偏重于認知性教育。在考核中大部分院校也只是選取一個簡單的零件，讓學生用先前學過的指令將其加工出來，然后再測量其加工精度，評定成績，并沒有培養學生自己的創新能力。由于目前受條件限制，許多普通大專院校不能給學生較多的實習機會。為此應該對一些課程進行綜合考慮，以此來達到培養學生創新精神和實際工作能力的目的。
四、改革方式
1.現有的改革方向與不足
對于上述課程存在的不足之處許多院校也提出了一些改進的意見，如將課程設計的題目更新，不再用減速器這一很舊的課題，另外也有些院校提倡以企業需求為導向調整金工實習內容。但是這些意見沒有將兩者結合起來考慮。一個產品的制造不僅包括設計環節還包括生產制造環節，兩者缺一不可。而以前的教學卻沒有重視這一點。設計環節沒有考慮制造環節，制造環節沒有考慮設計環節。這樣的培養方式不利于學生對產品各個環節之間的詳細聯系的了解，也不利于將來進行設計時考慮加工條件的思維。
2.新的改革意見
為了解決這些不足之處，可以將機械設計課程設計、金工實習與數控實習作為一個系統工程來考慮。改變傳統的機械課程設計只設計一個減速器，金工實習一般以做一個鴨嘴錘為作業讓學生熟悉各種加工設備，數控實習也只是作為一個單獨的課程來教學，與設計環節沒有什么聯系的局面。應該考慮將課程設計的設計內容與金工實習和數控實習聯系起來，課程設計的設計內容可以通過在金工實習與數控實習中加工出來。通過一個完整產品的設計與制造，不僅可以將許多原來的所學知識用上，更重要的是培養了實際設計的習慣，讓學生體驗一下設計師的工作，知道設計與制造之間的聯系和區別，知道如何考慮在現有制造條件下進行設計。對將來走上工作崗位，更快地適應崗位有很大的益處。
3.新改革的具體做法
（1）學校與企業的合作。在這一過程中選擇設計題目是至關重要的一個環節，傳統的減速器太舊并且不適應在學?，F有的條件下加工出來。應該走出校門進入企業里面去尋找適合的題目，與企業的工程師多交流，多了解他們的實際工作情況，選取適合在學校制造又適合設計的產品作為課題。這樣可以將企業部分與學校教學結合起來。在一定程度上模擬實際工作實習經歷。許多學校都有一些合作很好的企業，并且每年都有一部分學生進入這些企業工作，如果學校在這樣的公司選取設計題目不僅可以更好地獲得企業的相關幫助，同時由于在學校已經提前了解了該公司的產品，也可以為將來進入該企業的學生更好更快地融入合作企業的設計與生產工作。這樣不僅可以讓企業減少培訓新員工的費用，同時可以讓學生在學校體驗到與在公司中同樣的經歷。一旦企業發現合作院校的學生比其他學校的學生在本公司能更快地為企業創造價值，企業與學校合作的意愿就越強。這同樣會給學校的就業工作帶來巨大的幫助。
（2）國家有關部門應積極參與。但是還有許多院?？赡芄た茖嵙Σ粡姡瑳]有這么多的校外資源，也有可能校內的實驗條件有限，有許多的設計在現有的學校條件下不能加工出來，導致他們自己在企業中尋找課題的難度很大。對于這樣的情況，國家的有關部門可以發揮資源和優勢。依據不同的設備條件、不同的應用行業的產品、對學生的學習基礎有不同的要求等幾個方面來選題設計題庫，這樣既能讓學校達到國家對教學的要求，也可以使不同的學校根據自己的條件來選擇適合本校的課題。如實驗條件有限有些加工過程不能做到，本校大部分學生就業的企業或者從事的行業，根據本校學生的學習基礎有些課題難度太大等等。綜合這些方面的考慮每一個院校都可以選擇適合自己的課題。
五、結束語
新的改革方向對教學設備設有特殊的要求，只是對原有的教學內容進行一些修改，另外對原有的教學時間做了一些調整。在這一改革方式中國家有關部門對新的題庫的設計是非常重要的一環，應該基于我國廣大高校的現有條件選擇優秀的課題。另外，學校與企業的合作也是非常重要的一環，與企業合作選擇的課題更符合學校的現有條件，也能更好地為企業服務。
參考文獻：
[1]金文芳,李建兵.產學合作培養機械專業人才分析與實踐[J].湖南農機,2009,(5).
機械原理和機械設計的區別范文6
Abstract： In recent years， people are paying more and more attention to the safety of mechanical system and have raised new requirements for the intelligent level of mechanical system. In order to enter the team of machinery manufacturing power， China must promote the original innovation of mechanical system. This paper makes comprehensive analysis of the monitoring possibility design of mechanical system and studies the influence of system theory and life cycle theory on the construction of monitoring possibility design theory of mechanical system.
關鍵詞： 機械系統；可監測性；狀態監測
Key words： mechanical system；monitoring possibility；situation monitoring
中圖分類號：TH122 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）24-0032-02
1 概述
機械對于人類文明的發展而言，有著非常重大的意義，它是人們轉換能量、改造社會，提高社會生產率的主要工具。機械工業的發展水平標志著一個國家生產力的發展水平。隨著科學技術的不斷發展，機械裝置的體積、質量不斷增大，復雜程度也在不斷的提高，機械系統運行參數個數不斷地增多。機械系統這些方面的改變與發展，勢必會提高整個系統運行過程中的不確定性，導致經濟生產活動以及科學探索活動突發、中斷事故的增多。機械系統體積的增大，復雜程度的提高，對系統安全可靠運行有著很大的影響，很容易增加系統的研發成本；科技的發展使得機械系統所應用的環境有著飛速的擴展，更多的復雜惡劣環境都對機械系統性能有著更大的考驗；很多領域都需要機械系統能夠長時間的安全可靠運行，對于無故障運行時間有著新的更高的要求；很多機械系統均與操作人員的生命息息相關，這不得不促使人們關注機械系統運行的安全可靠性。所以，不論是從機械系統的發展方向上，還是從社會對機械系統新的要求上，均要求其有著更高的可靠性與安全性，機械設備狀態監測技術是未來機械設備發展的重要方向。
2 可監測性設計理論體系的理論基礎
2.1 系統理論 所謂系統，就是相對于個體而言整體的寓意。不同學科對于系統的定義也不同，所以至于系統的確切含義與理解，不同學科之間也存在著很大的差別。系統論指出，系統就是不同數量的元素之間按照一定的結構組成具備某種功能的有機的統一整體，它不僅僅需要確定結構以及組成要素，還需要對各個組成要素之間的關系做出明確的定義?，F如今，普遍接受的系統論是由美籍奧地利人、理論生物學家-貝塔朗菲所創立的，它針對系統的模式、結構以及內部規律進行了深入的分析與研究，按照數學理論定量的對系統特征（整體性、結構等級分層、相互關聯、動態平衡、時序性等）進行了全方面的描述。
2.1.1 系統論核心思想 系統論的核心思想就是系統整體性，該理論把世間所有的事物均看做是一個整體，統稱為一個系統，這個系統是由很多不同的組成部分按照一定的邏輯，合理的組合在一起的，并不是這些組成部分隨機組合的。系統所表現出來的整體性是單獨的組成部分所不具備的，只有每一個組成部分有機的結合在一起，相互關聯才能夠共同發揮作用。同樣，系統如果失去了任何一個組成部分，那么其整體性能也會出現很大的變化，從而影響其整體特性。
2.1.2 系統論研究方法 使用系統論去研究問題，最核心的方法就是把被研究對象看做是一個整體，是一個系統，通過系統論的思想去分析與研究對象的各種特性，去把握
被研究對象各個組成部分之間的關系以及相互之間所存在的變化規律，最終實現被研究對象的全面性能優化。
2.1.3 系統的種類 我們可以把整個世界看作是很多系統的集合，在這個集合當中存在著多種多樣的系統，不同的系統其組成成分也有著很大的區別。區分不同系統的方法有很多種，所使用的方法以及出發的角度均會劃分出很多種不同的系統集合。譬如，所謂大小系統之說，就是從系統的容量大小角度出發來劃分系統的。
2.1.4 系統論研究的目的和意義 之所以要對系統論進行深入的分析與研究，就是為了能夠更加全面的認識系統普遍存在的特點及共性，從而能夠更好的把握系統的發展規律，去管理并控制系統，進而創造出新的優化的更加符合社會發展方向及程度的系統?？傊?，對系統論的研究可以全面的優化現有系統結構，促進所涉及學科更加合理快速的發展，為現代科學理論提供更有價值的技術支持，能夠解決社會發展過程中出現的越來越復雜的問題。
2.1.5 系統論發展趨勢 從當前的發展方向來看，系統論有著越來越多新技術、新知識的融合，使得該理論得以快速健康的發展，未來的發展趨勢可以歸納為兩個方面：當前先進的科學技術、新興學科與系統論相互融合；信息論、控制論在系統論的基礎之上，共同向著同一個方向發展。
2.2 層次分析法
2.2.1 層次分析法 上世紀70年代初，美國著名的運籌學專家薩蒂在網絡系統理論和多目標綜合評價方法的應用基礎之上，提出了層次分析法這一概念。這種方法實質上就是針對層次權重分析所提出的一種最為合理科學的方法。隨著工業水平的不斷發展，層次分析法在解決復雜決策問題的定性與定量分析上有著非常明顯的優勢。對問題進行定性定量，根據所反映的綜合信息，通過專業判斷來對目標標準進行加權處理，從而匹配出標準相對重要度，這樣就可以根據所得到的相對重要度來排列解決方法的優先順序。該方法在1982年就已經進入我國，并在很多行業中得到了應用。正是由于其在定性與定量結合處理復雜問題上的優勢，使得其在我國很多領域內都有著廣泛的認同。
2.2.2 基本原理和基本流程 通過層次分析法來對問題進行研究，其基本原理就是根據問題的性質以及所要實現的最終目標，把被研究問題劃分為多個不同的組成成分，同時根據成分與成分之間的相互關系再細分為不同層次的組合，從而構建出一個多層次的用于分析研究的模型結構。這樣所要研究的問題就變成了對不同層次相對重要權值的確定，或者說優劣情況的排序。使用層次分析法來研究具體問題，可以將整個步驟用圖1來表示。
3 可監測性設計理論體系研究
3.1 機械系統可監測性設計研究的必要性
①機械產品設備及系統逐漸的向大型化、復雜化、高集成、多參數以及自動化方向發展，工業發展需要更為可靠、更加智能的機械水平，對工作環境有著更高的要求，而且機械設備的維護也越發的復雜與困難。顯然，機械產品設計需要全面的更新改革。②現在很多產品在設計時并不會考慮到未來的監測問題，所以大部分產品機械系統的可監測性能較差，對于其使用過程中狀態信息的收集十分復雜困難。即使通過其他手段采集到了狀態信息，也因為各種因素導致信息的過時或者缺失。這些情況均無法準確實時的反映出系統的實際狀態。
3.2 基于系統工程論的機械系統可監測性設計理論
3.2.1 可監測性設計研究對象及相關的技術領域
①可監測性設計研究的對象。相對于整個龐大的系統而言，產品最為重要的一個設計屬性就是可監測性。也就是說，對于某一個組成部分或者某一塊組成部分進行可監測性研究是沒有任何意義的，必須是對于整個系統而言，才有可監測性這一概念?；诖丝梢缘玫?，可監測性設計所要研究的對象首先是機械，其次是整個系統。
②可監測性設計相關的技術領域?？杀O測性設計理論是多種學科交叉的一門基礎理論，它涉及到機械學學科、信息學學科、數學學科、材料學科等多個領域。從整體上來看，想要進行一個全面的可監測性設計，必須要使用到計算機、網絡通信、系統工程、優化算法等多種技術。
3.2.2 可監測性設計的研究內容
根據上述的研究知道，可監測性設計是對于系統而言的，對于系統中的任何一個組成部分均沒有可監測性設計這一概念。實質上，可監測性設計是一個綜合性設計，它需要全面綜合考慮系統的每一個部分以及他們之間的相互關系，綜合考慮系統的運行過程以及各種監測技術的相互配合。通過對系統監測可觀性、可達性的分析與研究，實現內外部監測設備通力配合，保證系統狀態監測的全壽命周期設計。圖2給出了可監測性設計理論體系的主要內容。
①可監測性設計相關術語研究。這一部分的研究主要是通過CMFD技術、PHM技術、現代機械設計理論等，加之系統的科學調研過程以及領域內專家的研討等方式，全面的對機械系統狀態監測以及現代設計理論進行研究，形成可監測性設計體系所使用的基本術語。
②可監測性分配方法研究?？杀O測性設計的關鍵就在于科學的選取測點，這對于最終設計的實施效果有著非常重要的影響。實質上，可監測性分配方法就是對系統監測點優化的一個過程。具體來說，就是通過可靠性、維修性等分配方法理論，按照機械系統高可靠性、高安全性以及智能化的設計目標，最終實現準確反映機械系統運行狀態信息的可靠獲取。
③可監測性設計方法研究。在對機械系統設計方法全面深入研究的基礎之上，通過可靠性設計、可維修性設計以及保障性設計等方法上，對可監測性設計的設計標準、實施過程，采用并行工程思想以及全生命周期設計理念進行系統效益、安全、可靠等多參數分析，共同構建可監測性設計方法體系。
④可監測性設計評價研究。進行科學評價制度的構建是可監測性設計的關鍵部分，這個研究過程影響著這個可監測性設計的內容。這里面不僅僅包含了對設計階段的評價，還包含著生產階段、使用階段的評價內容。簡單來說，就是依靠已有的系統評價理論以及相關方法，對所收集到的各種機械系統運行數據信息，構建一個各種特征參數信息均可研究的機械系統可監測性設計評價體系，從而實現對系統可監測性設計各個階段的科學有效評價。
參考文獻：
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