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機械設計知識范文1
關鍵詞：機械制造工藝；合理化機械設計；探討
1引言
在我們的生產生活中，機械制造工藝起到著非常重要的作用，能夠極大的方便人們生產，減少人力資源的消耗，可以有效的提升工作的效率。在保證機械利用的同時，需要保證其設計的合理性，這樣才能夠提升產品的質量和壽命，也更能在市場競爭中處于有利的地位，所以需要提升機械設計水準的提高。
2機械制造工藝基礎知識
機械制造工藝就是將原材料制作成合格的產品的過程，而這個過程中需要采用一定的手段和方式，是機械制造行業的基礎技術之一，不管在何種的機械制造行業，采取先進的制造工藝和設備才是確保降低產品的生產成本和提高質量的重要手段，也能夠很好的提高企業的效益。而機械制造工藝基礎知識有一下幾種，制作程序和技術的程序，首先在機械制造的過程中，有制作程序和技術程序兩方面，其中制作程序可以將原材料通過制造將其轉化為產品，而技術程序則是對半成品作進一步的加工過程，就是用機器生產方式，使得半成品能夠生產完成產品。這是機械制造工藝的基本步驟和形式，其次是定位，零件的定位是現在機械制造中常用的一種制造工藝，這種定位工作對于零件的質量有著很重的作用，因為在制造過程中，需要根據不同的零件選擇不同的加工形式，這樣也能提高機械制作的質量。同時，根據市場的不斷改變，相應的標準也要做出改變，這對于機械制作來說，也是一種挑戰[1]。
3機械設計過程中注意事項
在實際的機械制作過程中，想要實現機械制造工藝的合理化機械設計，就應該在這個過程的一些注意事項需要注意。設計策劃方案時候，要對機械設計的要求進行全面了解，并且對這些方面進行改進，促進設計理念和工程的進步。當然，還有就對機械策劃總程序進行良好的規劃，因為機械策劃的總程序直接關系到每一個環節的工作規范程度。有利于規劃方案能夠全面實施，然后，適宜的方案策劃能夠能夠實現理論和實踐的完美統一。最后，對于裝置實現具體調解的控制管理過程，要在具體過程中做到系統化。
4機械制造工藝中機械設計合理化措施
4.1提高加工精度工藝措施
機械策劃制造程序中，是會存在一定差異的，對此，需要對形成不一樣原因進行分析，增加機械制造工藝的合理性，首先就要提高機械設計的總體水平，機械制造的標準是不同的，而且精度也需要及時的調整，保證設計能夠符合要求。如果和實際生產的標準差異過大，就會導致讓機械無法滿足生產的需要。嚴重的話還會引發很多事故，給生產帶來了很大威脅。所以，對于加工精度工藝進行一定的設計，改進測量工具來提高進度，在對產品檢測的時候要保證誤差盡量減少。經過長時間的機械制造，很多機械設備在精確度上就存在不足，熱變形、道具磨損、內部應力等情況，根據相應的狀況采取措施，比如減少誤差補償法，分化或均化原始誤差法。
4.2提高表面質量工藝措施
在機械加工時，加工表面質量指的是在機械加工之后，零件的表面會出現一定的不平整，也就是所說的粗糙度，零件出現了粗糙度就會讓產品整體的性能和質量，甚至會縮短產品的使用時間，那么如果要提高表面質量，就需要選擇合適的刀具，選擇符合實際情況的刀具，對產品表面的粗燥度盡量減少損壞。其次，在進行切割條件選擇時，要根據材料的硬度選擇合適的切削速度，要減少積屑的殘留，同時，還可以選擇切割液這樣的方式來提高產品表面的質量[2]。
4.3加強綠色制造的工藝措施
在機械設計的過程中，需要對設計的理念進行創新，不斷改進設計的方案，能夠將綠色環保的理念貫徹進去，則能夠極大的提升機械制造的環保力度。不斷對設計的理念進行更新，完善設計理念，保證設計理念能很好的適應經濟發展的需要，在保護環境的同時，也獲得了經濟效益。還有，對于機械設計制造的材料，也要保證其污染控制在合理的范圍。
作者:董 單位:荊楚理工學院 湖北
參考文獻：
機械設計知識范文2
關鍵詞：機械設計；自動化控制；問題和方法
0引言
在機械設計與自動化控制中，經常會遇到各種各樣的問題，科學技術的進步讓機械設計與自動化控制變得更加智能和復雜，這對生產具有很好的促進作用，但與此同時，在機械設計與自動化控制中的管理和運用就顯得更為重要。生產效率的提高依賴于機械設計與自動化控制的穩定運行，機械設計是機械設備的關鍵，自動化控制則保證了設備的穩定性，兩者缺一不可。
1機械設計與自動化控制的問題
1.1機械設計領域問題分析
機械設備的生產首先需要滿足生產要求，所以機械設備從研發開始，就要清楚機械設計是為哪方面服務的，在具體開發過程中，使機械設備符合現實生產要求。但是從目前來看，很多時候機械設備研發設計依然存在問題，設計人員目的不明確，導致工作重復性嚴重，對細節把握不到位。機械設備對精確度相對較高，差之毫厘都有可能達不到生產工藝標準，使得產品效果不理想。
機械設計在設計之初應該充分考慮產品的使用情況，部件結構老化和失靈問題，也是機械設計過程中的重點，在機械設計時，機械結構要嚴格按照一定的原則，將誤差控制在一定范圍內，盡量減小零部件的磨損。其次，機械設計對售后和安裝問題也需要提高注意，專業的安裝人員能確保機械設備運行更精確，減少機械的損害和故障率，對自動化控制的應用也具有保障性，以免造成自動化系統不穩定。
1.2自動化控制領域問題分析
自動化控制是機械設備的輔助系統，但是在實際操作上自動化控制卻具有更加重要的作用，在自動化控制中，問題往往來源于機械設備自身的質量，以及機械設備的損耗率和淘汰率。
機械設備自身質量問題首先是機械設備在工作運行時，機械零部件產生的熱量，機械設備一旦開啟經常是連續不斷的工作，長時間運行會導致設備發熱，這就要求自動化控制具備檢測功能，如果在發熱開始，自動化控制系統不能提示操作人員，就有可能導數持續發熱，影響到機械設備的其他零部件，最后導致整個機械設備大面積癱瘓。另一方面，由于自動化控制系統過于靈敏，只要機械設備出現問題倪端，就終止整個機械設備的工作，即空開跳閘，空開跳閘雖然一定程度上確保了機械設備故障率的發生，但是系統長期空開跳閘會縮短機械設備的使用壽命，對工業生產帶來影響。
2機械設計與自動化控制中問題解決方案
機械設計和自動化控制在工業生產中發揮著重要的作用，兩者相輔相成，不可分割，有著密切的聯系，機械設計和自動化控制實現了人類運用機械設備加工、生產等工作，在機械設計和自動化控制中，單純的機械生產仍然需要大量的勞動力來完成，在機械設備中引入自動化控制系統，能夠實現機械設備自動化運行，工作效率更加高效，也更加穩定。
2.1加強人員素質的提高和管理
在機械設備的操作過程中，首先要解決技術人員的操作理念和方法，在操作機械設備之前，首先要對操作人員進行崗前培訓，了解機械設計的原理和性能，才能在機械設計與自動化控制中合理施行，避免操作失誤給機械設備帶來不必要的事故。操作人員在工作之余，應該多學習機械設備相關的理論知識，并在工作中，積極有效地將理論知識運用到實際操作上來，不斷提升自身的能力。
機械設計人員在設計時，要對設備的具體用處做好調查工作，最有效的方法就是到操作一線上去，對機械設備在使用中容易產生的某些問題做好記錄，然后逐一解決。其次，機械設計人員在選擇機械設備零部件的時候，需要結合設備生產運行規律，進行鉆研和分析，匹配設計合適的零部件。
安裝人員要詳細了解現場情況，對機械設備進行合理安裝，安裝人員要善于利用場地環境，因地制宜，在一些大型機械設備的安裝過程中，要注重每個細節的合理性和設備之間的連貫性，對自動化控制做到精準把控，讓設備運行符合生產流程。
維修人員在專業領域技術相對較高，但是要加強相應的責任心，培養及時發現問題的能力，在機械設計與自動化控制中，維修人員要清楚兩者之間的關系，在機械設備出現故障時，能做到對問題盡快排查，了解是線路問題還是機械設備本身原因，是由于操作不當還是設備超負荷導致的，這對以后機械設計具有很好的借鑒作用。
2.2引入更加智能的自動化技術
如今，機械設備朝著更智能的方向發展，機械設備與自動化控制的應用，減少了企業生產中大量人力資源的使用，為了實現更高效、更人性化的生產，在機械設計領域需要加大對科技的投入，在機械設備智能化進程發展到一定階段后，引入遠程操控模式，能進一步減少企業對人力的依賴和使用。
另外，遠程操控的引進，對提高機械設計和自動化控制能起到良好的促進作用，在遠程操控的實際運用中，機械設計需要通過不斷優化和改良，才能滿足遠程操控技術的要求，在自動化控制領域同樣需要提升自動化系統的感應、分析和統計方面的性能，全面確保生產過程中的安全性和穩定性。
3結語
綜上所述，機械設計是機械設備的基礎，對設備結構和整體性能起著關鍵的作用，機械設計是一個從實驗到實踐，從檢測到使用的過程，結合自動化控制的優勢，將機械設備的質量放在機械設計與自動化控制的首位，為國家整個工業提供保障。
參考文獻：
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機械設計知識范文3
機械設計制造及其自動化專業是一門實踐性很強的專業，結業實習是本科教學打算中很是主要的一個教育環節，是學生在校進修時署理論聯系現實、增添實踐常識、培育自身各方面能力的主要手段和體例。
通過實習，體味包裝印刷企業出產流程、包裝印刷工藝流程、包裝印刷企業打點和包裝印刷機械等相關常識，并體味本專業成長前沿，涉獵相關學科常識，使機械設計制造及其自動化專業的學生初步具有科學研究與解決工程現實問題的能力、較強的實踐脫手能力和立異意識的高級應用型人才。
結業實習是年夜學本科專業進修中不成貧窶的主要部門，經由過程一段時刻的出產實習后，使自己具備足夠的手藝，應付未來市場的挑戰并連結強勁的競爭力，并為下一步的結業設計打下堅實的基本。
實習要求：
1、明晰實習使命，當真進修實習綱要，提高對實習的熟悉，做好思惟籌備；
2、當真完成實習內容，按劃定記實習筆記，撰寫實習陳述，收集相關資料；
3、虛心向工人和手藝人員進修，尊敬常識，恭順他人，甘當小學生。實時清算實習筆記、陳述等。不竭提高剖析問題、解決問題的能力；
4、自覺遵守黌舍、實習單元的有關規章軌制，從命指導教師的率領，培育精采的風氣；
報告內容：
1：通過下廠生產實習，深入生產第一線進行觀察和調查研究，獲取必須的感性知識和使學生叫全面地了解機械制造廠的生產組織及生產過程，了解和掌握本專業基礎的生產實際知識，鞏固和加深已學過的理論知識，并為后續專業課的教學，課程設計，畢業設計打下基礎。
2：在實習期間，通過對典型零件機械加工工藝的分析，以及零件加工過程中所用的機床，夾具量具等工藝裝備，把理論知識和盛傳實踐相結合起來，北洋我們的考察，分析和解決問題的工作能力。
3：通過實習，廣泛接觸工人和聽工人技術人員的專題報告，學習他們的好僧產經驗，技術革新和科研成果，學習他們在四化建設中的貢獻精神。
4：通過參觀有關工廠，掌握一臺機器從毛坯到產品的整個生產過程，組織管理，設備選擇和車間布置等方面的知識，擴大知識面。
5：通過記實習日記，寫實習報告，鍛煉與培養我們的觀察，分析問題以及搜集和整理技術資料等方面的能力。
實習內容和感受：
轉眼間,一個多月的實習就竣事了。經由這一個月的實習,讓我真正體味到了工作和在黌舍糊口的區別:在黌舍里面出格是在年夜學里面,我們是很自由的,而且有良多是假期。我們可以自由的放置自己的時刻，可是工作了就紛歧樣了，我們必需按照公司的劃定干事，而且每年也只有很短假期了。所以說從黌舍到社會是一個年夜情形的改變，身邊接觸的人也完全換了腳色，教員釀成老板，同窗釀成同事，相處之道完全分歧。在這巨年夜的改變中，我們可能彷徨，蒼莽，無法馬上順應新的情形。我們也許看不慣企業之間殘酷的競爭，無法忍受同事之距離山觀虎斗的眼神和言語。良多時辰感受自己沒有受到率領重用，所干的只是一些無關主要的雜活，自己的提議或工作不能獲得老板的必定。做不出成就時，會有來自各方面的壓力，老板的眼色同事的嘲諷。而在黌舍，有同窗教員的關心和撐持，每日只是上上課，很輕松。常言道：工作一兩年勝過十多年的念書。實習時刻雖然不長，可是我從中學到了良多常識，關于做人，干事，做學問。“在年夜學里學的不是常識，而是一種叫做自學的能力”。加入工作后才能深刻體味這句話的寄義。
我們是2009年2月19日來到中山天彩包裝有限公司的，接待我們的是天彩的曲總，初度碰頭，就感受曲老是位很馴良、很親熱的率領。而在接下來的日子里的接觸也證實了這點。我們被放置在動力部實習，動力部主若是負責機械維護及其機械維修方面的工作。我們也主若是進修這些方面的常識和相關的工作經驗。剛來的時辰，我們事實下場沒有什么經驗，只能跟著師傅進修，在對公司機械修理及維護過程中，自己當真不雅察看各類機械，最直接的就是工藝。對我們即將結業的人來說，這方面仍是很好辦的。后面，因為對機械有了體味，我能對產物加工定的工藝動作怎么實現的進行思慮。這樣能加速進修理解和常識的堆集。因為我們要常進車間去，所以多車間的出產狀況也都有一個概略的體味。天彩首要由印刷車間、復合車間、制品車間、年夜袋車間和吹膜車間，這其中給我印象最深刻的是制品車間，主若是因為這個車間的設備最輕易呈現故障，可能是因為它里面的設備斗勁陳舊吧。當然其他車間有些工具也是要時常要改換的，好比像印刷車間的油墨泵，它是用來開機時抽送油墨的，當停機一段時刻不工作，它就可能堵塞，堵塞了就得拿到維修房進行疏浚。有時辰一天都需要改換幾個油墨泵，那樣我們的工作就很辛勞。此刻來說說為什么制品車間讓我印象最深刻吧。制品車間主若是進行制袋過程的一個車間，在這個過程中要用到切刀、打孔器等等。正因為如斯，所以切刀和打孔器經常呈現問題，這時就需要我們去換刀以及調刀，換刀可能換切刀或圓刀，相對來說，換圓刀更為輕易，因為他的調刀過程很簡單，而調切刀的要求就很高，既要求很好的切斷物品袋，又要求在切過的袋邊很平整，沒有毛邊。這個月里，我跟著分歧的師傅去了幾回車間調刀，沒次用時都在1個小時以上，其中有兩次分袂用了兩個半小時和接近四個小時，所以感受這個調刀過程是很堅苦的。它需要我們有耐心，不能因為
久久不能調好它而拋卻，這是不負責任的默示，而且調好它也是我們動力部應做的工作，所以我們要堅持，要慢慢堆集經驗，才能更好、更快的完成它。
這是第一次正式與社會接軌踏上工作崗位，起頭與以往完全紛歧樣的糊口。天天在劃定的時刻上下班，上班時代要當真準時地完成自己的工作使命，不能輕率對于了事。凡事得謹嚴小心，否則隨時可能要為一個小小的錯誤承擔嚴重的后果支出巨年夜的價錢，再也不是一句對不起和一紙報歉書所能解決。
機械設計知識范文4
關鍵詞：機械設計基礎 實驗內容改革 教學手段改進 考核方式優化
中圖分類號：TH11 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）07（b）-0092-03
隨著“智能制造”計劃的制定，加快制造業轉型升級提上日程。實現制造強國的戰略目標，為與制造業相關的數控技術專業的教學帶來新的機遇和挑戰。機械設計基礎是數控技術專業開設的一門重要的技術基礎課程，該課程作為一門實踐性很強的課程，其實驗教學是一個十分重要的實踐環節，除了起到加深學生對理論知識的理解、對課堂上教授的理論知識的驗證作用外，更重要的是培養學生實踐動手能力、理論聯系實際能力、分析問題和解決問題的能力，啟迪其創新思維，開拓其潛能的重要手段[1-3]。如何結合專業特點同時迎合中國制造2025計劃的需要，舍棄陳舊，吸取精華，接納新鮮內容，是機械設計基礎實驗教學中面臨的重大 課題。
1 當前教學現狀
機械設計基礎實驗教學是該課程教學的重要組成部分，是學生將理論知識應用于實踐中的媒介，更是培養學生動手能力、分析問題和解決問題能力及啟迪其創新思維的重要途徑。然而，目前實驗教學以傳統驗證型實驗為主要內容，實驗內容單一，既不能反映數控專業的特色內容，也束縛了學生的思想，更不能適應“中國制造2025”的時代背景；另外，實驗教學手段單一、考核方式不夠科學[4]，不利于充分調動學生的積極性，最終導致實驗教學的效果與實驗課的教學目標相差甚遠。
2 實驗教學內容改革探索
2.1 結合學生的興趣點設置基礎型實驗
基礎型實驗包括機構認知、零部件認識等認知性實驗和機構簡圖測繪、齒輪范成等驗證性實驗。根據本課程的特點，巧妙安排該類實驗教學和理論教學的先后順序，使兩者有機結合起來激發學生的學習興趣。例如，在平面四桿機構的理論課程前設置認知性實驗，帶領學生參觀機械原理陳列柜，可以使學生在理論學習之前對該章節所涉及的典型機構和零件有感性的認識，在此基礎上，引導學生動手做平面四桿機構的搭接實驗，使學生進一步理解平面四桿機構的功能性，從而激發學生對理論課程的興趣；而在齒輪范成加工方法的理論課程之前，組織觀看齒輪加工的影像，在理論課程之后設置齒輪范成實驗，學生通過了解實驗原理、記錄和分析實驗參數，不僅對齒輪范成加工進行了印證，也學會了驗證某一原理或設計成果可行性的方法，然后帶領學生進校實訓車間，現場觀察滾齒機切制齒輪的加工過程，增加學生的學習信心[5]。
2.2 結合數控專業特色設置綜合型實驗
機械設計基礎是數控技術專業開設的一門重要的技術基礎課程，其實驗教學是提高本專業技能最重要的實踐環節，為更進一步的突出課程實驗對本專業的服務性特點，筆者結合本專業所涉及的機床及數控加工工藝設置機械設計基礎綜合型實驗，通過對機床機械結構的實際零部件的測量與分析提高學生分析抽象機構及典型零件的能力，進而提高學生對數控加工方法和工藝的分析與設計能力[6-8]。
綜合型實驗教學的具體內容設置如圖1所示。
2.3 結合“智能制造”設置創新型實驗
結合“智能制造”創新發展和制造業與信息技術融合的理念，在實驗教學時設置創新拔高型實驗，以適應“智能制造”的要求[9]。
如圖2所示，以機構創新認知實驗、校園環保自行車創新設計與制作等為代表的創新發展類實驗，使學生層層深入到典型機構與創新產品中去，既能逐步激發學生的興趣、鍛煉學生分析問題和解決問題的能力，又能培養學生的創新意識。利用信息技術設置虛擬設計與仿真類實驗，例如通過計算機輔助設計與制造軟件模擬機器人的運動過程、設計與制造實訓車間智能運輸小車，以有利于學生實訓的實際產品勾起學生的創新欲望[10-12]。設計與制造實訓車間智能運輸小車為例，首先將學生分成若干組，使各組學生運用其在一年級所學的CAD課程、同期CAM課程，分別設計智能小車的各個零部件并進行三維造型，由實驗教師將各組設計的零部件組裝，并進行編程模擬運動，讓學生參與設計與制造，真實體驗機械零件設計過程的實質和樂趣。
3 實驗教學手段改革探索
3.1 “動”與“靜”結合
在實驗教學中，實驗室教具、模型設置，對學生動手操作興趣的提高有重要影響?！皠印斌w現在物品陳列的狀態和教師講授過程，根據陳列物品種類的不同，將典型運動機構、傳動部件及機械零件設置為可運動的動態陳列柜，便于學生觀察機構的實際動作及零部件的實際運動。教師講授過程配以動作演示，將實驗指導書的講解轉變為實物操作講解?！办o”體現在學生自動作業以及以小組為主的自主學習、合作交流。運用“動”與“靜”的結合提高實驗教學效果。
3.2 引入信息技術
教學輔助材料通常為紙質實驗指導書，大量的文字表達，學生往往不能抓住實驗要領?，F將實驗指導書涉及的特殊工具、典型量具、專用儀器、操作方法與步驟及實驗結果處理手段以電子課件的形式呈現，配以小視頻和動畫促進學生對
3.3 優化實驗教學人員
現將理論課主講教師與實驗員共同參與實驗課教學、教研及科研，使理論教學與實踐教學無縫隙結合，這一教學模式獲得學生的一致好評[13-14]。
4 優化考核評價方式
基于基礎型、綜合型及創新型的實驗內容設置，優化考核評價方式?；A型實驗考核占比50%，綜合型實驗考核占比30%，創新型實驗考核占比20%。
4.1 基礎型實驗考核
基礎型實驗考核包括考勤成績10%、操作過程成績20%、實驗結果分析20%?？记诔煽兩婕皩W生的出勤率，操作過程成績涉及學生操作的正確性、參與度及團隊協作度，實驗結果分析成績涉及學生實驗數據的分析整理的準確度、是否獨自思考及書面整潔度[15]。
4.2 綜合型實驗考核
為了考查學生對知識的綜合應用，對綜合型實驗的考核包括出勤率10%，操作過程成績10%、實驗結果分析10%。考慮到學生學習層次的差異性，在綜合型實驗考核時均分比例，促進學生對此類實驗重視程度的提高。
4.3 創新型實驗考核
新考核項，占總評成績的20%。包括參與分5%，創新操作10%，實驗結果分析5%。鼓勵學生積極參與創新型實驗，學生能對本課程所學的知識點或對應的訓練提出自己獨到的見解并能以一定成果展示即可獲得創新分數。
5 結語
實驗教學與理論課教學是相輔相成，相互促進的關系，結合學生特點、專業特色及行業趨勢將機械設計基礎實驗教學內容設置成基礎型實驗、綜合型實驗及創新型實驗三個層次，配合多種教學手段和綜合考核評價，使學生在實踐學習環節逐步深入，提高了學生的實踐興趣，同時激發了學生的創新潛能，也促進了學生對理論課程的學習和理解。
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機械設計知識范文5
一、國際工程教育大潮中的CDIO
全世界對工程教育的改革都很迫切，無論是發達國家還是發展中國家。在過去的10年里，美國的企業界人士開始致力于縮小當前工程教育中的理論和實際操作能力之間的差距，對工程教育提出了新的目標和要求。四所前沿的工程大學（美國麻省理工學院、瑞典查爾姆斯技術學院、瑞典林克平大學、瑞典皇家技術學院）從2000年起組成跨國研究項目組合，經過4年探索，他們合作開發了一個新型的工程教育模型，稱為CDIO。其名字的靈感來源于產品/系統的生命周期過程。該生命周期可分為四個階段：構思、設計、實施、操作。它是“做中學”原則和“基于項目的教育和學習”的集中體現。它以工程項目（包括產品、生產流程和系統）從研發到運行的生命周期為載體，讓學生以主動實踐、課程之間有機聯系的方式學習工程。CDIO的理念不僅繼承和發展了歐美20多年來的工程教育改革理念，更重要的是提出了系統的能力培養、全面的實施指導、完整的實施過程和嚴格的結果檢驗的12條標準，具有很強的可操作性。[3]CDIO標準是直接參照工業界的需求（如波音公司的素質要求和ABET的EC2000標準）制定的，因而能完全滿足產業對工程人才質量的要求。迄今已有幾十所著名大學加入CDIO國際組織，麻省理工學院已有兩屆CDIO學生在畢業后得到工業界的好評。一些公司甚至專門為CDIO畢業生制定了高于其他教育模式畢業生15%的工資標準。
二、機械創新設計大賽中的“做中學”模式
2006年初北京石油化工學院在組織第三屆首都高校機械創新設計大賽時，大多數師生根本沒有聽說過CDIO，因為要參賽而且想拿出成功的作品參賽，教師帶領學生“在做中摸索、在做中學習、在做中提高”。第三屆首都機械創新設計大賽的主題是“健康與愛心”，大賽要求從這一主題出發，由學生設計、制作、提交相關機械產品的樣機進行比賽。機械創新設計大賽的設計遠不只是圖紙上的設計，還包括從調研到構思、設計、制造、裝配、調試、使用，乃至改進設計這樣又一輪的實踐活動。這是一套完整的實踐活動，是一套出真知、出創新、出成果的實踐活動。[4]2006年是我們學生包括部分教師第一次親臨一種全新機械產品開發和制作全過程的體驗，開頭真是無從下手，產品都不知如何確定，更不用說設計與制作了。在教師的指導下，考慮到我國需助殘、康復、健身的人群現狀，學生們開展了廣泛的市場調研，深入到大興康復醫院、海淀康復機構等觀察采訪，結合不同的康復人群的需要，擬訂了“多功能電動輪椅”、“人性化擔架和康復助力拐”等產品的選題組成產品開發小組。開發小組的分組以學生自愿組合為基礎，并考慮了專業和男女同學的合理搭配，以便于最大限度發揮每個人的特長。過02級學生馬強、機電02級學生龔月圓和機電02級學生楊雄在進行“多功能電動輪椅”的功能設計構思時，為突出“多功能”的特點，對各種機構進行了深入的研究和學習，最后運用機構學原理設計了靠背、桌面和遮陽翻轉機構，設計思路新穎，結構精巧簡單，將簡單的靠背根據殘疾人需要，經機構變換可巧妙變化成書桌或遮陽機構（該成果已獲得實用新型專利授權）。楊雄同學在調試電動輪椅時，面對項目中驅動與控制問題，在請教自動化專業教師的基礎上，自學掌握了控制工程原理、制定了合理的啟動方案，并且利用網絡查詢小型步進電機及其驅動器的價格，為了節省開支，跑遍了大興的各機電產品市場（包括舊貨市場），不但購買到可用于該項目的小電機和驅動器，還學到了一些實用的技術、方法。在實際制作中，學生們虛心請教工程教育中心的師傅，改進原設計中的不足，自己動手加工零件，組裝出所設計的產品，圓滿完成設計制作任務。過03級學生姚明、鐘云青在設計制作“人性化擔架”作品時，出于最大限度保護傷殘病人的愿望，巧妙運用四桿機構原理設計了可自由開合式擔架，為準確規劃擔架的運動軌跡，并自學了WorkingModel機構設計分析軟件，從理論上保證了機構尺寸的精確性，為進一步的設計制作奠定了良好的基礎（該成果已獲得實用新型專利授權）。每一個作品的后期制作，都是考驗學生團隊能否團結協作、有無鍥而不舍精神的關口。內行都知道，設計工作量為一，那么制造工作量就為十，這表明，后天的制作量是十分大的。學生們頂著酷暑紛紛自己動手，有的到廢舊市場尋找原材料，有的到工廠進行加工、組裝、調試，反復修改，以求制造操作上易于實現。這真正體現了“做中學、學中做”相互結合、相得益彰。在以往單純理論教學中，學生只是知識的接受者，而不是知識的主動索取者，學習沒有明確目的，知識—教師—學生是一種直線單向式關系。而在機械創新設計大賽的實施過程中，圍繞課題的實踐，學生獲取知識的欲望被激發，學生能夠有目的地自學或在教師的指導下用知識解決實際問題，學生真正懂得了“學”與“用”的關系。同樣教師通過實際課題的錘煉增長了工程實踐能力，因此這是一種互動的三角雙向式關系。
三、CDIO理念的運用
2008年初我們在準備第四屆首都高校機械創新設計大賽時，已經在CDIO的實踐中嘗到了甜頭，已經真正能將CDIO應用于大賽的規劃和組織。在這一過程中我們更加強調產品生命周期開發和使用作為知識和能力培養的載體及環境，更加強調的是知識和能力之間的關聯，而不是具體內容。因此依據此次大賽的主題“綠色與環境”———“環境機械、環保機械和廚衛機械”，我們首先在校內成立大學生課外科技活動小組（URT小組），以項目的形式為組織、以多年級多學科共同合作為要求、以運用知識解決問題為目標來實施產品全生命周期的工程實踐，通過讓參與的學生明白他們在構建的并非其特定產品的設計模式，“構思-設計-實施-操作”這四個詞可表達更廣泛的工程師行為，不論是網絡工程師、機械工程師、建筑工程師或生產工程師，都要遵循。此次大賽的組織更加開放，多個URT小組都是學生自行管理和實施。組長安排討論構思、組長分配任務，對于不懂或需用到的知識，組長聽從教師的建議，分別安排同組學生選修相關課程或向教師請教。實際上，在有限的學制中，任何工程教育專業都不可能將今后工作中所需的知識完全教給學生，而只能按照項目訓練的方式組織知識，教給學生在“做中學”，在基于項目的反復學習訓練中，獲得能力，提高工程素質。學生在此實踐訓練過程中學到知識，但更重要的是獲得自學能力、解決問題能力和創新能力，進而提高其走入社會的自信心，這才是他們終身取之不盡用之不竭的寶貴財富。第四屆首都高校機械創新設計大賽學生設計開發制作完成了戶外折疊式玻璃清潔器、節能型高壓汽霧清潔車、超聲節水洗碗機和手動式戶外清潔車等六件作品，項目執行過程中各小組多名學生有計劃選修了機械創新設計、PRO/E三維設計、產品創意設計實踐等具有創新設計理念和介紹先進設計工具手段的課程。所有設計開發制作的產品更注重學科上的綜合性，學生的不少作品充分融合了機械、電子、光學、控制、材料等多學科知識。參加制作的學生來自不同的院系與專業，各人根據自己的專業與特長，分工合作，彼此協調，體現了良好的團隊精神。2010年、2012年、2014年我們又先后組織學生參加了第五屆、第六屆、第七屆首都高校機械創新設計大賽。假設前幾屆參加的學生只是學生群體當中學有余力、主動性強、成績優秀的佼佼者，從2010年起我們把參加大賽作為學生評定機械設計課程成績、機械課程設計課程成績的一項必要內容，學生的成績一部分參考學生在參加大賽中的表現，逐漸摒棄了那種一次期末考試成績確定學生課程結業成績的做法，而且獲得一等獎、二等獎的學生還可以申報創新學分。這一系列措施極大激發了學生參加大賽的積極性和主動性，尤其是那些平時愛玩、學習成績不理想、自信心不足的學生，他們覺得這種學習、動手、實踐不再枯燥，還可以依據自己興趣，在“玩中學、做中學”。2010-2014年參加大賽的學生逐年增加，在校內形成了品牌、形成了傳統，學生們都知道，一、二年級都要到學姐、學哥的大賽項目小組“打打醬油”、學習學習，三、四年級就要成為主力隊員，用產品說話了。通過機械創新設計大賽的組織和實施，不但培養鍛煉了一批具有自學與組織能力、勇于實踐善于創新、樂于動手與協作的工程技術人才，而且加強了教師的CDIO技能，使學生在真正學到鍛煉工程技能的同時，教師在此過程中也彌補了工程經驗不足的缺憾，為將來的實踐教學打下了基礎。正如總理曾經講過“做中學才是真正的學，做中教才是真正的教”?！皢柷牡们迦缭S？為有源頭活水來。”創新之水來自實踐之源。作為新時期的教育工作者，我們只有不斷為學生提供實踐之源，我們的學生才能成為社會需要之材，才能成為國家興旺之材。
作者:蔡曉君 劉湘晨 竇艷濤 單位:北京石油化工學院機械工程學院
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機械設計知識范文6
關鍵詞植保機械；設計制造技術；現狀；趨勢；問題
隨著人們對環境保護和動植物安全的重視，世界各國對農藥的使用都做出了不同程度的限制，農藥使用技術不斷向低量、精確的方向發展，以確保農藥在限制的用量范圍內發揮出最大的效用。農藥使用安全法律更加強調對農藥使用者的安全保護，減少人與農藥直接接觸的機會。這些要求促進了植保機械在使用過程中不斷地改進、完善。
我國農作物種植面積居世界前列，但農產品的產量卻遠遠落后于發達國家，農藥殘留超標事情經常發生。最主要的原因就是農作物在種植與生長過程中，缺乏先進的植保機械和施藥技術對其進行保護。使用的植保機械作業效率低、性能差，農藥使用技術仍停留在大容量、大霧滴噴霧技術水平上。中國農藥的產量和使用量均居世界第一，而有效利用率只有10% ~30%，遠低于發達國家50%的平均水平[1]。因此，研究設計制造具有自主產權的植保機械，解決植保機械的增效、霧化和漂移問題，具有十分重要的意義。
1植保機械設計制造技術發展的現狀
1.1發達國家植保機械設計制造技術發展的現狀
歐洲與美國是目前國際上最主要的生產植保機械的國家與地區，其產品覆蓋了全球的主要市場，其技術與設備都代表著當今世界的最高水平。歐美國家的植保機械大主要分為四大類：噴桿式噴霧機、風送式噴霧機；小型植保機械。
（1）噴桿式噴霧機。歐美國家的噴桿噴霧機已由傳統的機械傳動、控制向液壓傳動、電氣傳動和控制轉換。計算機監測、控制系統已大量應用；大型自走式機具大多采用四輪液壓驅動，噴幅達到10~40 m，中型自走式機具采用先進的變速箱和發動機制造工藝，減震效果好、噪音小，操作舒適。
（2）風送式噴霧機。歐美國家的風送噴霧機設計制造工藝十分先進，其噴射部件、風筒可做成各種形狀，機具的風筒可以根據作物的形狀任意彎曲、組裝，可任意調節噴灑方向進行針對性噴灑，風管可任意彎曲、組裝，以適應不同作物的噴灑要求；風機和噴射部件可任意旋轉，以適應遠程噴霧和射高噴霧，最大程度地提高了風能的利用率和霧滴的穿透率、附著率，反映了發達國家在設計理念上的先進性。
（3）小型植保機械。小型植保機械主要包括背負式噴霧機和手動噴霧器2類，以日韓等人口多、土地少的發達國家為主，此類機具在歐美國家主要用于衛生防疫、庭院花卉施灑，數量和品種雖少，但產品的技術含量較高。從材質上看，以工程塑料為主，耐腐美觀；從加工水平來看，無論是光潔度還是尺寸精度，都反映了較高的加工水平。
1.2中國植保機械設計制造技術發展現狀
中國常用植保機械主要以小型背負式噴霧器為主，大中型植保機械市場幾乎被歐美發達國家壟斷。國產大中型植保機械，主要以仿造為主，難以形成自主產權，其核心部件如液泵、噴頭及變速箱大部分靠國外進口。但自“九五”開始，國家加大了對植保機械的扶植力度，植保機械的設計制造正迎來較快的發展。“九五”期間，中國研制了系列低量噴頭和24 m風幕式噴桿噴霧機；“十五”期間，中國研制出自動對靶噴霧機，利用紅外線電子眼探測靶標[2]。目前，中國植保機械的種類和水平可歸納如下。
（1）背負式手動噴霧器。目前在中國占絕對地位，占整個市場份額的80%左右。國產小型噴霧器產品制造技術水平低，噴射部件品種單一，噴嘴型號不全，整體加工質量不高；施藥量大，霧化不良，作業功效低，農藥浪費現象嚴重，給生態環境造成嚴重污染。
（2）大中型噴霧器。以懸掛機型為主，噴桿長度一般在12 m左右，機械結構比較簡單，噴量、噴桿高度、噴桿的折疊和打開大多由人力調節或操作，自動化程度較低[1]。部分植保機械公司生產的的自走式噴桿噴霧機，大都模仿國外機型，關鍵零部件的質量和種類受到了限制，使噴霧質量難以保證。
2植保機械設計制造技術發展的趨勢及研究領域
2.1國外植保機械設計制造技術發展趨勢
（1）計算機信息技術化。在發達國家，計算機信息技術已經普遍運用到植保機械上。主要表現在3個方面：一是在有害生物防治方面，rs技術主要用于農作物病蟲害的監測。它可以通過接收到作物反射光譜的變化，及時而準確地預報病蟲害發生的時間、規模、品種。二是gps技術可用機、大型噴霧機等大面積作業的植保機具的定位、導航、導向。歐美國家大多數大型植保機械都配有gps接口和gps接收器。三是在有害生物防治方面，gis技術主要用于建立動態的地理信息資料庫，這些資料與有害生物的發生息息相關。通過運用計算機技術，對當時數據的采集及與庫存標準資料的對比、分析，可以及時準確地對有害生物災害提出預警。
（2）噴藥技術智能化。智能化技術也稱為自動對靶施藥技術，是近幾年才應用到植保機械上的一項高新技術。所謂智能化技術，就是讓植保機械具有識別能力，此圖像識別技術系統由攝像頭、圖像采集卡和計算機組成，計算機把采集的數據進行處理，并與圖像庫中的資料進行對比，確定對象是草還是莊稼，或者是何種草等，以控制系統自動決定是否噴藥[3]，從而做到真正意義上的對靶噴霧。
（3）安全保護綠色化。一是保護性噴灑。采用環保型的噴射部件，增加噴灑防護裝置，防止霧滴外逸，這些防護裝置有噴頭防護罩（主要用于手動噴霧器）、噴桿防護罩（用于噴桿噴霧機）、防護刷等。二是循環式噴霧機。作業時，該機具可以把未擊中靶標的霧滴進行回收，循環使用，在節省了農藥的同時，又減少了農藥對環境的污染。三是農藥注入（dis）和自清洗系統。方便、準確、快捷地對農藥進行注入混合，并在操作完成后對藥箱進行自動清洗，減少操作人員對農藥的直接接觸，從而最大程度地降低農藥中毒的可能性。
（4）零部件生產系列化、專業化、標準化。歐美先進國家植保機械生產，基本都實現了社會化大協作和零部件的系列化、專業化、標準化生產。主機生產廠商只需考慮如何把先進的零部件按市場需要組裝成整機，并體現出先進的設計理念，而零部件生產廠家則在零部件生產中精益求精。這有利于提高植保機械零部件科技含量、質量，降低生產成本。
2.2中國植保機械的技術發展方向及研究領域
根據國際上植保機械的發展趨勢、方向及中國的國情（中國農村將來走農戶聯合作業方式），大力發展大中型植保機械、兼顧小型植保機械是必然的選擇。中國植保機械的研制與開發的發展方向及重點領域如下。
（1）中國植保機械技術研究發展方向。一是開展超低量噴霧和變量施藥技術研究，重點研究超低量噴霧技術的霧化原理及霧化部件的性能與結構參數，研究變量施藥技術決策及執行系統，進一步完善設計方法和手段。二是開展防霧滴漂移技術研究，重點研究影響霧滴漂移的主要因素及防止和減少霧滴漂移的方法，研制噴桿噴霧機專用防漂移噴頭；繼續加強對靜電噴霧技術的研究，盡快推出實用產品[3]。三是加強植保機械制造材料和工藝的研究，如工程塑料、陶瓷、聚甲苯和玻璃鋼等新材料以及新工藝的研究和運用；創新實用新型技術，加強物理、生物等綠色、環保、無公害防治技術和機具的研究開發。
（2）中國植保機械技術研究的重點領域。一是加強基礎工作部件的研制與開發，重點加強液泵、噴頭及車輛的車架、驅動系統新產品的研制與開發。提高中國植保機械基礎工作部件的配套性能，增加配套附件、擴展機具的通用性和一機多用性，并提高機械產品的產業化，特別是要加快噴頭新產品的研制與開發，以滿足各種農作物不同生長期的配套需要。二是加強新產品的研發，研制開發與蓄電池配套的節能型小型便攜式低量噴霧機；適合于水稻田使用的水旱兩用的遠射程寬幅噴霧機；果園專用型風送式噴霧機和小型低底盤自走式果園噴霧機系列新產品；以及整地、施藥、播種、施藥等復式作業機系列新產品等。三是進行自走式噴桿噴霧機的研制與開發，設計具有知識產權的自走式底盤總體配置技術和自走式底盤四輪液壓驅動技術，重點研究自走式底盤機架懸掛及減震技術和自走式底盤操縱與控制系統，加強噴桿自動平衡機構及液壓折疊機構的研究。
3中國植保機械設計制造技術存在的問題
國內植保機械存在的主要問題包括：植保機械產品系列化程度較低，國內的系列化程度不高，無法提高競爭力，不能保證系列產品的供應，無法減低生產成本；產品品種規格少，不能滿足不同作物、不同生長期、不同病蟲害的防治作業需要[4]；制造設備及制造工藝相對落后，加工精度低，成本高，不能保證產品質量穩定，“跑冒滴漏”嚴重，噴嘴噴孔加工一致性較差，機具故障多，產品的使用可靠性較低；因技術開發基礎薄弱，從事植保機械研究的科研院所、大專院?？蒲薪涃M不足，嚴重制約著中國植保機械新產品開發、老產品改進以及植保機械整體水平的提高[4]。
4參考文獻
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