導語：如何才能寫好一篇機械設計的總結，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：隔震結構普通結構隔震支座

中圖分類號： TU318 文獻標識碼： A 文章編號：

一、工程概況

廣東宇泰減震科技有限公司辦公樓位于廣東省汕頭市，總層數(shù)為6層（含一層地下室），建筑高度約為22.2m，地下室層高為4.2m，首層層高為4.2m，2～5層層高為3.6m。采用框架結構體系，設計使用年限為50年。

該項目場地土的類型為中硬場地土，場地土類別Ⅱ類，設計地震分組為第三組；基本風壓按50年一遇的基本風壓采用，取0.8KN/m2。地面粗糙度B類；區(qū)域抗震基本烈度8度，設計基本地震加速度0.2g。

二、結構體系布置與構件設計

2.1結構體系選擇

該項目的結構平面布置呈長方形，長為18.5m，寬為62.8m，結構平面長寬比為1：3.4。

設計過程中考慮到在地震高烈度區(qū)（8度，0.2g），若按傳統(tǒng)設計方法，選擇框架結構體系，在滿足結構整體剛度條件下，各構件的截面尺寸、配筋等相對較大，若按框架剪力墻結構進行設計，則工程造價較高。最終在實現(xiàn)業(yè)主及建筑師對建筑功能及平立面要求的同時，兼顧工程經濟性與合理性，確定該結構采用框架結構體系，并選擇隔震設計，以期在滿足結構整體剛度的條件下，取得最好的效果。

2.2隔震結構設計

為了實現(xiàn)建筑布局并確保結構安全，選擇了隔震設計，以達到延長整個結構體系的自振周期，減少輸入上部結構的水平地震作用。而對隔震層的位置的選擇應兼顧隔震設備替換的技術要求，因此設計過程中考慮了2種不同的結構設計布置方案。

（1）隔震支座設置于基底。此方案的基本思路是在結構物底板以上設置隔著層，使其與上部結構相脫離，從而限制了地震動向結構的傳遞。其優(yōu)點是地下室底板以上的結構可以按抗震等級降低設計，工程的材料成本相對較低。

（2）隔震支座設置于地下室與上部結構之間的。此方案的優(yōu)點是地下室頂板及以上結構可以按抗震等級降低設計，對比方案一的施工難度相對較低，在隔震支座完成使用年限后，更替隔震支座的難度較小，但工程的材料成本稍高。

對比兩方案，并與建筑師相協(xié)調，采取了第二方案，并且把隔震支座部位進行優(yōu)化，使其具有觀賞功能，用以推廣該技術的運用。

2.3隔震結構的抗風驗算

初步確定隔震支座的布置與類型后，需對隔震層的隔震支座進行抗風驗算。

根據(jù)

–抗風裝置在水平承載力設計值

–風荷載分項系數(shù)

–風荷載作用下隔震層的水平剪力標準值

可計算出所需的隔震支座的數(shù)量和布置情況均能滿足結構的抗風要求。

2.4普通設計與隔震設計對比

按《建筑抗震設計規(guī)范》GB50011-2010的相關規(guī)定，建筑結構隔震設計和消能減震設計確定設計方案時，應與采用抗震設計的方案進行對比分析，所以分別對原結構與隔震結構進行反應譜分析，對比其抗震性能。

普通框架結構設計與隔震結構周期和振型信息見表1，

表一：

從表1中可得，普通結構的自振周期為1.18121s，隔震結構的自振周期為3.0709s,增大了2.6倍，由此可見通過隔震的設計，延長了結構周期，從而在反應譜計算中減小結構的地震作用，達到了預期的設計效果。

2.5確定隔震上部結構的抗震等級

在隔震項目中，采用了時程分析法進行計算，在時程分析過程中對地震波進行選取，除了選應充分考慮到所分析的減震建筑結構所處場地條件和該地的設防烈度，對地震波的加速峰值進行調整，并且地震波最大值、特征周期和持時要滿足規(guī)范要求，所選取的地震波頻譜特性也應具有廣泛的代表性。

通過時程分析得出結構在隔震設計下和普通抗震設計作用下結構的地震反應，結構輸入抗震設防烈度為8度的地震波，由此可計算出隔震結構與普通結構層間剪力比值最大值為0.37。由《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011-2010）中的規(guī)定，可計算出隔震后接哦故計算結構地震作用時的地震影響系數(shù)最大值為：。擬采用抗震等級為7度，其地震影響系數(shù)為=0.08，可以滿足相關要求。

由于隔震結構的抗震性能有了明顯的提高，所以上部結構的抗震構造要求亦可做降低處理，根據(jù)《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011-2010）的規(guī)矩，其降低程度應控制在1度以內，所以上部結構的抗震構造等級降低一度。

2.6 隔震層的設計

1) 隔震縫的確定，由于隔震結構上部結構及隔震層部件必須與周圍固定物脫開，因此需計算出結構在地震作用下的最大層間位移，并保證隔震縫大于此值。由廣州大學公共安全與防災減災研究中心提供的報告分析可得，本工程所采用的隔震支座容許位移，而大震作用是隔震層最大層間位移為161.5mm，所以滿足要求。同時還協(xié)調設備專業(yè)，在隔震支座部位均采用軟管的措施，確保各種設備管道在地震作用發(fā)生時能夠不與周圍結構發(fā)生碰撞，以至于破壞。

2)隔震支座抗拉驗算。工程應確保隔震支座沒有出現(xiàn)拉力的情況，此時需對結構進行罕遇地震作用分析，并求出隔震支座在罕遇地震作用下的軸向力，驗算隔震支座是否出現(xiàn)受拉的情況，由廣州大學公共安全與防災減災研究中心提供的報告分析可得，該項目沒有出現(xiàn)受拉情況，符合規(guī)范要求。

3) 隔震層樓板采用現(xiàn)澆梁板，板厚不小于160mm，并且隔震支座上下連接的柱必須設梁拉結，以增強結構的整體性。

4）隔震支墩的設計，設計過程按承臺的設計方法，并驗算其在罕遇地震下隔震支座底部的豎向力、水平力和力矩的承載力。

5） 上部結構與地下室之間設置了隔震縫，以避免在罕遇地震作用下發(fā)生大變形，且用柔性材料填充。而樓梯與電梯等在隔震部位采取斷開處理，并用柔性材料填充，使其不妨礙使用功能。特別是電梯的隔震處理，應留有檢修與更替隔震支座時所需的空間。

2.7 上部結構的設計

1) 由于采取了隔震技術，所以上部結構按抗震等級為7度進行設計。

2）上部結構的抗震構造措施可依據(jù)《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011-2010）有關規(guī)定降低一度進行設計。

3) 隔震層以上個樓層的水平地震剪力尚應符合《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011-2010）第5.2.5條對本地區(qū)設防烈度的最小地震剪力系數(shù)的規(guī)定，本項目在調整了結構的抗震等級后，其各層水平地震剪力不能滿足相關要求，所以最終采用了加大地震力的方法進行調整，使其滿足規(guī)范的要求。

2.8 地下室即基礎設計

隔震層以下的結構，應按8度（0.2g）罕遇地震時隔震支座產生的地震作用進行驗算。隔震支座的附加彎矩采用各支座的軸向力乘以隔震層在罕遇地震作用下的最大位移計算。

同時還應進行地基承載力的驗算。

三、總結

1） 結構的地震反應就是地震動通過結構慣性引起的，而隔震結構就是通過延長結構的自振周期，來減少結構的水平地震作用，從而消除或有效的減輕結構和非結構的地震破壞，提高其安全度。

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Abstract： The construction of Nuclear Power Plant is an integrated system engineering. Because of the complex of systems， huge variety of equipments and cross correlation with each other， it's quite often that different kinds of problems occur during construction of nuclear power plant. By classification of detailed problems， courses and settling methods and processes of these problems are set forward. And by these experiences， it's possible to promptly settle installation problems of equipments.

關鍵詞：核電廠；機械設備；建安問題；處理流程

Key words： nuclear power plant；mechanical equipment；installation and construction problem；managing process

中圖分類號：TM623 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）24-0127-05

1 緒論

核電作為先進綠色能源，正起到越來越重要的作用。國家《核電中長期發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）》及《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計劃（2014-2020年）》等公開文件已明確，到2020年，我國核電裝機容量達到5800萬千瓦，在建3000萬千瓦，發(fā)電占比從目前的2%提升至4%，目前，我國已成為全球在建核電項目最多的國家；此外，國家核電“十三五”發(fā)展規(guī)劃擬定到2030年國內核電裝機規(guī)模達到1.2～1.5億千瓦，核電發(fā)電量占比提升至8%～10%，因此，預計“十三五”期間每年開工5～6臺機組。

建造一座典型的百萬千瓦級核電站耗資大于100億元人民幣，面對如此浩大的工程項目，將建造工期控制在計劃節(jié)點內一直是核電業(yè)主所期盼的，核電廠的按時并網發(fā)電對電廠的運行經濟性也具有重要作用。然而，核電廠的建設又是一項系統(tǒng)工程，整個電站系統(tǒng)繁雜，其中的設備多樣，并且互相耦合。據(jù)統(tǒng)計，一座核電廠的機械設備套件約6000件，機械設備的安裝和調試是核電廠建造后續(xù)階段的主要工作之一。然而，機械設備在現(xiàn)場的建造和安裝過程中，會碰到各類問題。這些問題在現(xiàn)場的處理不當、不及時將影響整個核電的建造進度。所以，在大量的設備安裝過程中，如何快速解決出現(xiàn)的問題并按期完成施工進度，對核電廠的建造周期和工程節(jié)點的控制是很重要的，這值得研究和探討。

核電廠的機械設備一般按重要程度劃分，可分為主設備和各類通用類機械設備。主設備主要包括反應堆壓力容器、堆內構件、蒸汽發(fā)生器、穩(wěn)壓器、主泵等，這類設備重要程度高，一般都有專門的現(xiàn)場安裝要求和技術文件，且在技術上并沒有很強的共性和通用性。而通用類的機械設備主要包括裝換料設備、起重運輸設備、非標類設備等，這些設備大多為動設備，雖然重要程度不及主設備，但是在建安過程中與其他構筑物、系統(tǒng)和設備之間的接口多，相應的問題也比較多[2]。

本文主要討論的對象是各類通用類機械設備，梳理了大量通用機械設備在核電廠建安過程中的典型現(xiàn)場問題，并對每類問題進行原因分析，對設備的現(xiàn)場安裝及質量提升提出經驗反饋和建議。對于在建的和即將開建的核電現(xiàn)場，快速解決設備的安裝等問題，具有一定的借鑒作用[1]。

2 核電廠機械設備現(xiàn)場問題

核電廠的通用設備種類是繁雜多樣的，包括非標類設備如裝換料設備、容器類設備如水罐、起重類設備如廠房吊車等，這些設備在制造廠中制造，出廠驗收即滿足了設備本身的功能和各項性能要求，但設備在核電廠中僅僅是整個龐大系統(tǒng)中的一環(huán)，需要通過現(xiàn)場安裝到位并現(xiàn)場調試后方能實際使用，在這一過程中往往會發(fā)生或大或小的各類問題，按照以往通用機械設備在現(xiàn)場遇到的問題，進行梳理和分類，大致有以下幾大類問題：土建接口問題、干涉問題、設計問題、制造問題以及現(xiàn)場實際情況的限制等，而每一大類問題下面根據(jù)不同情況，又可細分為9類具體的問題，詳見表1。

3 處理原則和方法

針對以上列出的設備現(xiàn)場發(fā)生的9大類具體問題，如何實現(xiàn)現(xiàn)場問題處理的高效和快速，需要針對不同的具體問題在方法上進行必要的分析和研究。下面逐一進行原因分析和處理方法的研究。

問題（1）：無埋件

①問題描述和原因分析。設備設計應有預埋件，但現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)無設備埋件，主要原因有：1）施工管理問題。現(xiàn)場土建施工、驗收等問題造成。2）設計遺漏，接口不匹配?？赡芄に囋O計人員提資遺漏，或者是結構設計人員忘記設計埋件。②處理原則和方法。處理的基本原則：從設備安全性、功能性等方面進行評估后，設備必須要埋件才能完成安裝的，則埋件應重新補做；否則，盡量采用后打膨脹螺栓的方法解決問題。

本問題一般的處理原則和流程如圖1。

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1CAD技術的應用與機械設計中的優(yōu)點

CAD技術運用了先進的計算機技術，計算機技術應用為機械設計中提供了很多便利，以下是筆者總結的一些優(yōu)點：

1.1裝配環(huán)境更加直觀，提高了產品的技術含量與質量

CAD技術的應用，使得計算機運用不同的裝配關系，對機械進行裝配，同時可以在資源查找器中清晰的查找到機械的裝配關系，若裝配發(fā)生問題，會在資源管理器的里有清晰的記錄，同時應用計算機還可以對機械外部進行隱藏，是大家可以清晰的看到機械內部，同時可以進行模仿，讓設計者方便的看到運行過程，及時的發(fā)現(xiàn)問題，修改問題，提高機械的質量。

1.2縮短了設計時間

傳統(tǒng)的機械設計需要設計者對設計進行圖形繪制，相同的零件大小不同，使用的地方不同都需要重新繪制，花費時間長，浪費設計者的時間，延長設計時間，降低設計的效率。通過CAD的應用，機械設計師可以通過在設計庫里調用所需要用的零件對機械進行設計，同時可以對相同的零件進行位置的移動、大小的修改以及顏色的修改，大大的減少了設計者因為重復的工作而浪費的時間。提高了圖形繪制的效率。

1.3零件的設計和修改非常方便

使用三維的CAD軟件，可以在裝配環(huán)境中設計新的零件，在裝配環(huán)境中儲存起來，方便以后使用，同時還可以掉出裝配環(huán)境中已經有的零件，對已經有的零件進行修改，再利用。從而設計出性能更加好的零件。既方便又快捷，同時消除了新零件和已裝零件不符的問題。同時在資源查找器中就可以就看到完成這些零件的操作步驟，完成這些零件的再安裝，完成新零件的調試，新零件安裝后的動畫效果。修改零件也可以通過資源查找器來進行，操作簡單，修改快捷。

1.4便于設計的保存于其中零件的再次使用

一個機械設計的零件可能還在其他的設計中能夠用到，CAD軟件提供了存儲功能，將各個零件記錄下來，在進行其他軟件設計的時候，可以直接的將零件掉出來直接使用，減少了重新繪制圖形的時間，同時資源管理器的存儲功能能夠將設計很好的保存下來，電子版的設計方便傳送與分享，客服了紙質版設計圖保存過程中容易損壞、丟失的問題。

2CAD技術應用與機械設計中的缺點

CAD技術作為一種正在機械設計行業(yè)中興起的技術，它的發(fā)展和使用必然存在著它的缺點和不足。以下兩個方面是筆者對于CAD應用于機械設計中的缺點的看法：

2.1沒有實現(xiàn)真正的設計

CAD技術取代傳統(tǒng)的繪圖方式進行設計并沒有實現(xiàn)真正的設計，CAD技術很多時候只是將紙質版的設計圖應用都計算機上，并沒有真正實現(xiàn)受力分析沒有在整體的空間上進行設計。同時設計過程中很多時候是對已有的圖形進行修改調用組裝。還停留在原有的平面設計上。現(xiàn)在的CAD如果只停留在這個水平上就會失去原有的作用，畢竟CAD是輔助設計而不是輔助繪圖。

2.2精通CAD技術的人員不足

精通CAD設計的人員不足，三維的CAD軟件是一個龐大而復雜的軟件，很多的技術人員并不能很好的掌握CAD的應用，還有很多人并沒系統(tǒng)的學習過CAD的應用，所以對CAD的應用并不熟悉，CAD的應用并沒有真正的發(fā)揮它的作用，對它的功能并不是很了解，應用和設計并不是很完善。

3CAD技術的發(fā)展趨勢

CAD在我國的機械設計行業(yè)中的應用還處于發(fā)展階段，在機械設計行業(yè)具有良好的發(fā)展前景。最終將向智能化，集成化方面發(fā)展，機械設計是集成很多的專家的經驗和理論進行設計，設計很多的時候需要很多的人就行檢測總結最終完成，未來利用CAD技術有望可以通過CAD完成許多需要專家才能完成的事情，實現(xiàn)智能化。除此之外，CAD還可能與生產聯(lián)系在一起，集成設計與生產，完成集成化。

4總結

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關鍵詞：現(xiàn)代機械；設計方法；理論；研究

1. 現(xiàn)代機械設計概述

1.1.現(xiàn)代機械設計的內涵

當前，隨著我國經濟、科技的發(fā)展迅速，產品技術的發(fā)展不再單純依賴于設計者的思想靈感或經驗技術，而是逐漸發(fā)展成為一門科學，并且是以知識為基礎，具有科學設計手段的現(xiàn)代機械設計技術。隨后，現(xiàn)代機械設計又引進了多種不同的設計方法理念，例如系統(tǒng)科學、信息科學、計算機技術等，這些都為我國的機械設計理念增色不少。

1.2. 現(xiàn)代機械設計的特點

現(xiàn)代機械設計種類繁多，其結構也越來越復雜?，F(xiàn)代機械設計可以從實現(xiàn)功能的角度來考查，其中包括系統(tǒng)功能、傳統(tǒng)功能、執(zhí)行功能和操作功能等，這些功能都可以用來協(xié)助機械的運作，每一種功能都有其自身的特點?，F(xiàn)代機械設計方法一般都是憑借計算機網絡或其他一些現(xiàn)代化機械設備，引進先進的現(xiàn)代化設計理念及方法，創(chuàng)造出具有現(xiàn)代化機械設計特點的作品?，F(xiàn)代機械設計的主要工具也是計算機，如利用計算機計算、分析、繪圖等，可以大大提高現(xiàn)代機械設計的效率。

2. 國內外現(xiàn)代機械設計的方法與理論

隨著科技的不斷發(fā)展，人們對于機械產品的質量要求越來越高，許多科研工作者對現(xiàn)代機械設計方法都進行了研究。在國外有許多現(xiàn)代機械設計方法，比較著名的有普適設計理論方法、公理化設計理論方法和三次設計法理論。

2.1. 國外現(xiàn)代機械設計的方法

2.1.1 .普適設計理論方法

普適設計理論產生于德國，其理論方法的精華就是經驗的累積和總結?，F(xiàn)代機械設計種類較多，這就需要有一個系統(tǒng)的理論方法對其進行總結與歸納。普適設計理論方法是一種典型的設計方法學，這種理論建立起了一系列系統(tǒng)的理論設計方法，從策略、規(guī)則、方法到實施都有其具體的設計規(guī)則模型。普適設計理論方法的重點就是構建機械設計的功能結構，其每一步的能量輸入與輸出都是根據(jù)已有的經驗作為基礎所構建出來的，所以普適設計理論方法是一種基于經驗的方法。

2.1.2. 公理化設計理論方法

公理化設計理論方法產生于美國，是一種基于決策的理論設計方法。公理化設計理論方法結合了普適法的經驗累積，利用系統(tǒng)理論作為基礎，再加上其自身的科學決策，構建起以科學基礎和法律公則為基礎的設計理論方法。公理化設計理論方法還是一種較為傳統(tǒng)的方法，在沒有系統(tǒng)知識和經驗的時候也可以有效利用。有些機械化設計理論較為復雜，如果根據(jù)一般的理論設計方法不能有效地設計出好的機械作品，利用公理化設計理論方法，就能對各種復雜的機械設計進行優(yōu)化，從而達到很好的設計效果。

2.1.3. 三次設計法理論

三次設計法理論是由日本學者提出的，這種機械設計理論方法主要包括3 個過程，即系統(tǒng)設計、參數(shù)設計和容差設計。

（1）系統(tǒng)設計是整個機械設計的核心理念，也是最基礎的部分，它是整個機械設計的始發(fā)站。

（2）參數(shù)設計就是對各個功能進行優(yōu)化組合，使系統(tǒng)中所有參數(shù)組合最佳，這樣可以使產品的負面影響減到最小。

（3）容差設計相當于是對整個機械設計的一個檢驗，確認各個參數(shù)的波動范圍，從而盡可能減少制作成本，整個設計過程總稱為三次設計。三次設計法理論是目前國際公認的質量最高的機械設計方法，其設計的核心內容就是參數(shù)設計和容差設計，每一種設計都是整個機械設計過程中的有效工具，利用其設計方法對機械設計的參數(shù)進行優(yōu)選。

2.2. 國內現(xiàn)代機械設計的方法

機械設計理念在不斷發(fā)展，為適應科學發(fā)展的要求，我國大量的科研工作者也對其進行了不斷地探討和研究，并且取得了一些成果。這些新型的設計方法理念，有效地解決了機械設計過程中出現(xiàn)的一些問題，具有很好的實用性。計算機輔助機械設計方法、系統(tǒng)化機械設計方法和局部或全局性的設計方法都是我國科研工作者的研究成果，下面以其為代表進行介紹。

2.2.1. 計算機輔助機械設計方法（簡稱“電子信息技術”）

計算機輔助機械設計方法是隨著計算機科學技術的不斷發(fā)展而興起的一種機械設計方法。機械設計人員在畫圖、構思和高速運算等方面可以運用計算機來協(xié)助工作。傳統(tǒng)的機械設計方法，除了科學的設計理念，其設計步驟也非常重要，傳統(tǒng)的機械設計方法都是利用圖紙或手繪而制作出設計方案，而計算機輔助方法出現(xiàn)之后，設計者就可以利用計算機有效地進行產品設計。計算機輔助機械設計方法不僅可以減少設計人員的體力勞動，還可以提高設計質量，縮短設計周期。

2.2.2 .系統(tǒng)化機械設計方法

系統(tǒng)化機械設計方法是對傳統(tǒng)機械設計方法的一種突破，它改變了以往一成不變的單純的功能性要求。系統(tǒng)化機械設計方法使整個機械設計的方法理念更加系統(tǒng)化、信息化與智能化，能夠在不丟失數(shù)據(jù)的前提下，通過對用戶信息進行管理或禁用某些程序，使一些丟失的數(shù)據(jù)還原，保護用戶系統(tǒng)的利益，從而保護整個系統(tǒng)。系統(tǒng)化機械設計方法通過多種方式對用戶系統(tǒng)進行合理保護：

（1）利用一些軟件對硬盤中的信息進行管理；

（2）有效地隱藏備份，如系統(tǒng)化機械設計方法可以還原一些丟失的文件、更改文件屬性或對文件加密等。

2.2.3. 局部或全局性設計方法

國內現(xiàn)代化機械設計方法理念較之以前更為全面，實用性更強。現(xiàn)代化機械設計理念更為科學，通過它可以全面了解整個機械設計過程，系統(tǒng)地對整個機械設計過程進行監(jiān)測或督查，以提高工作效率。

3. 現(xiàn)代機械設計的研究進展

現(xiàn)代機械設計全面發(fā)展。隨著科技的不斷進步，現(xiàn)代機械設計方法逐漸面向大眾，適應市場化的發(fā)展需求。

3.1.全球化。機械設計全面發(fā)展，在全球化的進程當中占據(jù)著非常重要的地位，所以面向全球化是機械設計發(fā)展的必然趨勢。

3.2.網絡化。在機械設計的發(fā)展中，很多人認為機械化與網絡沒有太多的聯(lián)系，但事實上這種思想是錯誤的，當今社會網絡化越來越成為大眾交流發(fā)展的一個平臺，任何事情在網絡化這個大平臺中都可以得到討論，因此機械化設計是與其緊密相連、密不可分的。

3.3.虛擬化。設計過程本身就是一個抽象的過程，自然帶有一定的虛擬色彩。

3.4.自動化與綠色化。這是現(xiàn)代機械設計中較為先進的一種科學理念，設計者應有效地利用這種理念進行設計，以提高機械設計工作的效率，降低能耗。

4. 結語

隨著我國機械制造產業(yè)的不斷發(fā)展，我國的機械設計理念也需要不斷更新。高質量、高生產率一直是機械設計的主要目標。因此，21 世紀機械設計應朝著柔性化、靈捷化、智能化、信息化、網絡化、綠色化的方向發(fā)展。

參考文獻：

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1.前言

從事機械設計這一項處在邊緣處的工作時，最需要的就是具有很強的創(chuàng)造力，并且，機械設計所涉及的知識范圍比較廣，需要有相當大的可靠性研究范圍。所謂機械設計的可靠性，就是指機械設計生產出的產品能夠在一定的環(huán)境中，完成所規(guī)定出的功能設置，可靠性主要是通過一件產品能否能夠正常完成應用功能得以體現(xiàn)，它代表著產品是否達到了相關的標準。而機械設計需要有五個階段：第一階段是計劃期，對機械設計做出準確合理的規(guī)劃，設計出可行的工作方案；第二階段時是方案設計期，在這一時期主要是提出原理性的內容，確定工作的原理圖；第三階段是技術設計期，設計出所需使用的每一項材料的尺寸、外形等，更好地保障機械設計的可靠性；第四階段是文件編制期，在這一階段需要對產品進行標準檢查，檢驗產品的性能，記錄檢查結果；第五階段是保養(yǎng)期，主要是對機械設計的產品進行維護。機械設計在不同的階段所需要做的工作不同，體現(xiàn)出的可靠性也不同，機械設計的可靠性貫穿于機械設計的整個過程。

2.機械設計可靠性的特點

第一、對機械設計可靠性的預測比較困難。機械設計是處在相當繁雜的環(huán)境中進行的一項工作，沒有比較完整的可靠性數(shù)據(jù)，而且，機械設計的可靠性模型也必須依賴于其他可靠性模型才能建立，然而，用這種方式對機械設計的可靠性進行預計也是非常困難的。

第二、機械設計生產出的產品所使用的零件大多數(shù)都不是標準的，這些零件大多數(shù)都是通用的，而且標準化的程度都很低。設計人員需要同時考慮到在和的性質、材料的性能等數(shù)據(jù)，然而由于這些數(shù)據(jù)的分布都是相對分散的，對這些數(shù)據(jù)的研究也就是機械可靠性設計的困難之處。

第三、機械設計過程中所產生故障可以分成兩種，一種是偶然性的故障，另一種是耗損型的故障。造成耗損型的故障主要是由機械產品的老化、破損等因素，這就造成了機械產品的使用壽命較短，產品的耐用性比較低，對產品使用壽命的分布指數(shù)統(tǒng)計方式也不能被很好地應用。

第四、機械產品所出現(xiàn)的故障的模式會很多，而且還會相對繁雜。出現(xiàn)故障的原因會有很多，例如零件損壞、老化等，而且，每個零件都可能會出現(xiàn)許多的故障模式，而同一種故障模式也可能不出現(xiàn)在同一個部件上，這些都加大了對機械設計所產生故障分析和探索的難度。

3.國內外機械設計可靠性的發(fā)展概況

機械設計的可靠性程度一直都在穩(wěn)步前進，國內外的機械設計都在發(fā)展進步，以下就是對國內外機械設計可靠性的發(fā)展進行的概括。

首先是對國外機械設計可靠性發(fā)展概況的介紹：機械設計的可靠性這一概念開始于二十世紀二十年代，縱觀歷史，第一次將機械設計的可靠性技術應用于實踐的是在第二次世界大戰(zhàn)末德國的火箭上作為引導裝置。機械設計的可靠性問題在Freuenthal發(fā)表了“結構的安全度”后得到了很大的重視和關注，上個世紀六十年代，包括前蘇聯(lián)、美國、日本、英國等眾多國家都已經對機械設計的可靠性進行了進一步的研究探索，而且，在處理機械設計的可靠性問題上取得了很大的成果。在六十年代的中期，對機械設計可靠性的概率進行探索的研究也得到了很大的發(fā)展和完善。后來，人們進一步將機械設計可靠性的概率統(tǒng)計方式進行改善，得到了相對完善的計算機械設計可靠性概率的計算方法。另外，在1974年，美國和日本又加大了對機械設計可靠性的問題進行了分析研究，其他一些國家也設立了相關的研究所，有專門的研究小組進行分析探索?，F(xiàn)在，國外的一些國家一直都將機械的可靠性設計應用于各種行業(yè)，突出了機械設計的可靠性的重要作用和功能。

與國外相比，我國對機械設計可靠性的研究較為落后。下面就是對我國在機械設計可靠性的發(fā)展所做出的簡要概述：我國對機械設計可靠性的研究是從上個世紀六十年代開始的，研究的起步較晚，而且，蓬勃發(fā)展的時期是在二十年后的八十年代。在可靠性技術得以發(fā)展之后，我國機械設計方面的研究也開始蓬勃，各高校和相關專業(yè)也都開始加大了對機械設計可靠性的研究力度，提出了相關性的發(fā)展建議和標準，使得機械設計的可靠性程度有了很大水平上的提高。但是，我國對機械設計可靠性問題的研究還處在不成熟的階段，同國外的一些國家相比仍然相差甚遠，對機械設計的可靠性問題的研究仍然存在著一些問題：第一、我國目前對可靠性問題的研究主要是針對電子行業(yè)的，對機械設計方面的可靠性研究還缺乏相應的指導方針和標準，因此，我國對機械設計可靠性問題的研究還有很多的阻礙。第二、由于我國對機械設計可靠性問題的研究時間較短，所積累的對可靠性問題得研究經驗還比較少，這使得對機械設計可靠性的檢驗時間會相對較長、所需使用的費用也會相對較高等，這些都對機械設計可靠性的研究有了很大的阻礙。第三、我國的機械設計人員對機械設計的可靠性問題的理解還不夠深，不能完全掌握對可靠性概率的計算和統(tǒng)計方法，這就使得我國在機械設計可靠性方面存在著知識更新的問題。

4.總結

對機械設計可靠性這一項設計學科較多的工作來說，不同的設計階段會有不同的重要之處，需要相關人員認真分析并熟練掌握。在進行機械的可靠性設計時，需要遵循相關的設計原則，并按照正常的設計步驟進行。當前，國外的機械設計可靠性程度發(fā)展水平較高，而我國則仍處在不成熟的階段，需要通過借鑒國外的機械設計方法和原則促進可靠性程度的進一步提高。因此，我國需要根據(jù)國家的基本國情，適當?shù)丶哟髾C械設計可靠性的研究力度，最大限度地保證機械設計的可靠性，保障機械設計的產品的可靠性，生產出高質量、高水平的產品。

參考文獻

[1]何成銘，吳緯，孟慶均.基于Copula的機械系統(tǒng)可靠性模型及其應用[J].兵工學報.2012（03）

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關鍵詞：機械設計 教學理論 教學實踐

機械設計課程是一門老課程，人們已經積累了豐富的教學經驗，但也存在傳統(tǒng)的習慣和間題。機械設計及制造專業(yè)（簡稱機械設計專業(yè)）是一個新專業(yè)，人們具有許多教學創(chuàng)新的機會，卻也存在不同的看法和做法。這種情況促使作者在教學研究中注從理論上探索設計教育與設計教學的規(guī)律，三年連續(xù)寫出數(shù)篇論文。從局部的、具體的教學問題開始做深入的理論分析到從總體的教育規(guī)律和策略方法出發(fā)做系統(tǒng)的理論研究，取得了認識上和觀念上的飛躍。

綜合設計教育理論研究的內容有：

（1）運用拓撲理論的基本概念，構筑人類設計思維的拓撲模型，從而得出培養(yǎng)設計人才的實質內容和必由之路，使之成為教學改革的理論依據(jù)。

（2）運用系統(tǒng)理論的基本方法，建立高校設計教育的策略進程，從而澄清了各門課程的分工聯(lián)系，確定了機械設計專業(yè)的教學進程和機械設計課程的邊界、聯(lián)系及教學秩序。

（3）運用信息理論的主要論述，分析教學過程中信息傳遞的本質、質量、數(shù)量、通道和空間，進行教學方法的改革和課程教學的荃本建設。

（4）運用耗散、突變與協(xié)同理論的基本觀點，分析創(chuàng)造性設計思維的內部因素、外部條件、觀念更新和行動指南，作為教師對學生進行創(chuàng)新思維能力培養(yǎng)的指導思想。根據(jù)設計教育理論確定的設計教學規(guī)范.大大地提高了教學改革的目的性和自覺性，必然引導教學水平的大幅度的提高。這種以科學理論為依據(jù)，以大量生產實踐為基礎的教學研究取得了預期效果。根據(jù)“實體概念集合是設計思維空間的支柱”這一原理，堅定地在機械設計課程中引進認識實習。進行實習基地課程建設和組織教學，這樣從根本上解除了長期存在的由于學生缺乏感性認識和實體概念所帶來的一系列的教學間超，并使學生提離覺悟，開始樹立工穆愈識和生產觀念，參加這一教學活動的青年教師也得到鍛煉和培養(yǎng)。同理，在機械設計專業(yè)生產實習中，作者著重地進行實習基地選擇和課程建設，針對所選的現(xiàn)代大工業(yè)廠礦的特點，不斷地改革傳統(tǒng)的實習內容和指導方法，大大提高了機械設計專業(yè)生產實習的教學質量。

在實習教學的基礎上，作者擔任一系列課程的教學任務，其中有機械設計、機械概論、現(xiàn)代設計方法學和機械設計學等裸程。在系列課程的講授方面具有以下共同特點：

（l）口繃粉設什知識傳授，培養(yǎng)設計能力，

（2）充實大t設計實例，達到理論聯(lián)系實際，實際提高到理論的認識；

（3）調整完善講授的系統(tǒng)，使之規(guī)范，消除內容零徽、多雜的現(xiàn)象；

（4）用現(xiàn)代設計的概念和方法有效絕更新教學內容，

（5）總結出“講授法十則”進行課程內容的講授，并在機械設計課程中采用課內系統(tǒng)講授與課外集體質疑討論（每周1次）的方式文替進行教學，取得極好的教學效果。

作者研究了設計方法學、機杖零件學習指導和自學筆記、現(xiàn)代設計方法學簡明教程等5種文字教材和齒輪傳動電視教材。這些教材在內容、形式和編制技法上都有所創(chuàng)新，進一步提高了教學質量。在教學中，作者肩挑起培養(yǎng)學生創(chuàng)新設計思維的重擔，加強創(chuàng)新設計思維的教育。為此，除編寫講義、教材外，還設計了概念設計表格圖冊，用來系統(tǒng)地培養(yǎng)學生的設計思維能力，組織和進行機械設計課程教學的專用教室的建設，這樣解除了長期教學環(huán)節(jié)多、教具重和電化教室分徽帶來的困難。這種專用教室因其功能多、占地少、經費投入低、效益面寬、利用率離等特點，收到很好的教學效果。經過以上綜合地進行教學改革和課程建設工作，使得課堂教學的質量得到進一步的提高。

為了對設計作業(yè)做系統(tǒng)的組織和指導，把學生的設計能力一步一步地提高到不同層次的高度，作者多年來做了大量的設計教學改革的試點.在機械設計課程教學中，做了習題的改革、作業(yè)的改革和課程設計的改革，形成新的作業(yè)的系統(tǒng)，并開拓了20個新課題，真正地培養(yǎng)學生的設計能力；在機械設計學和設計方法學課程中，指導學生做概念性設計作業(yè)；在專業(yè)課程設計中指導學生做結合生產實際的技術性設計；在畢業(yè)設計中指導學生做較大系統(tǒng)的全程設計及單項優(yōu)化設計等公學生最終達到的設計水平，無論在難易程度、熟練程度、圖面質量、思維能力以及知識的全面應用等方面都能達到優(yōu)良的水平。

幾年來，教學研究和教學改革的內容豐富、全面、系統(tǒng)，有所創(chuàng)新，教學實踐效果始終保持優(yōu)良，成效顯著.成果的取得是由于黨的教育方針正確、組織的領導、行政的支持、群眾的幫助和師生共同的努力的結果.其中，作者出于對教育事業(yè)的滿腔熱情和創(chuàng)業(yè)精神，把近代數(shù)學及現(xiàn)代科學理論引入教學研究，把生產實踐與理論教學、科研與教學結合起來，進行系統(tǒng)的教學改革和課程建設，大大地提高了教學研究和教學實踐的水平。我校在夯實專業(yè)基礎課的同時，特別注重應用技術型人才的培養(yǎng)，不斷地在提高機械設計課程設計這一實踐環(huán)節(jié)的教學質量上下功夫，經過我?guī)讓卯厴I(yè)學生的工作實踐，取得了一些成果，愿與同仁共享，文中不妥之處還望指出。

參考文獻：

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[2]陸笑容；機械設計課程的教學與能力培養(yǎng)[J]；重慶工業(yè)高等?？茖W校學報；1996年01期

[3]于曉文；機械設計課程設計教學改革的探討[J]；遼寧高職學報；2008年12期

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關鍵詞：機械設計制作；工藝方法；研究

1 機械設計制作及自動化簡介

通過機械的設計，出現(xiàn)設計圖紙，按照設計要求，生產加工出合格的產品，達到機械制造的要求。現(xiàn)代的機械設計及自動化與傳統(tǒng)的機械設計不同，傳統(tǒng)的設計方式的設計師通過手工繪制的施工圖紙，經過機械加工得到需要的產品。而現(xiàn)代的機械設計是應用電子計算機技術和網絡技術的融合，采取人工智能的方式，設計出模型類的設計圖，使加工者一目了然，能夠展現(xiàn)立體的真實的效果，方便設計的效果展示，提高機械設計的效率。

2 機械設計制造方法

機械設計制造的方法比較多，具有帶表性的方法有智能化、系統(tǒng)化、模塊化的設計理念，設計出新穎的設計圖，才能通過加工制作得到更先進的機械加工的產品。

2.1 智能化的方法

應用計算機軟件進行機械設計及自動化控制的過程，通過三維軟件繪制出立體的設計圖，滿足機械加工生產的需要，達到現(xiàn)代化的設計水平，節(jié)約設計師的時間，提高機械設計效率，是現(xiàn)代機械設計及自動化專業(yè)的需要，也是一種具有長遠發(fā)展前景的設計方法。

依據(jù)設計方法學的理論，利用智能化設計軟件和計算機三維制圖軟件的組合應用，描述產品的結構，啟發(fā)產品的構思，經過合理的設計構成產品的設計圖，達到計算機系統(tǒng)輔助方案的設計。

智能化的方法是通過計算機技術和虛擬現(xiàn)實技術的融合，有經驗的設計師的設計，完成高標準的設計圖紙，經過精細的加工制作，達到機械產品的質量，滿足用戶的需要。

2.2 系統(tǒng)化的方法

將機械設計看做是由若干個元素組成的一個體系，在系統(tǒng)中各個元素之間既相互連續(xù)，又保持獨立，將整體設計完成，就形成了一個系統(tǒng)的設計圖紙。如一個大型建筑的設計，包括每個組成部分的設計，綜合起來就是一個整體。

將系統(tǒng)中的每個獨立的部分進行設計，再將其結合起來。從機械產品開發(fā)的宏觀出發(fā)，利用產品的質量控制設計方法，拓展設計思路，將用戶的需求轉換為各個階段的設計目標，并分步實施。將產品的設計過程劃分為不同的工能層次，并按照從底層到高層的順序進設計開發(fā)，進行科學地歸納總結，首先將產品看成一個系統(tǒng)，其次是將設計過程看成是一個完整的設計系統(tǒng)。根據(jù)產品目標設計出不同元素的結果，將所有元素進行組合，就完成了整個系統(tǒng)的設計，之后進行加工制造，達到產品的質量標準。

2.3 模塊化的方法

把機械設計產品的組成看成是一個模塊，其中有一些小的模塊集合而成的一個大的模塊，經過精心設計，最后能夠達到同一個性質的產品的模塊化處理的結果，形成了一些列模塊化的設計，滿足現(xiàn)代機械加工企業(yè)的需求。

以產品結構為基礎，進行模塊化的設計及加工制造。將需要設計的產品進行分解，分成若干個模塊，分別進行設計加工制造，最終組合為一個完整的產品，達到設計的要求，滿足機械加工的質量標準。結合計算機設計制圖軟件CAD的應用，設計出立體的產品圖，方便進行加工制造，和以往的機械設計進行比較，更加直觀和清晰，方便加工制造，易得到合格的產品。

2.4 以產品特征為目標的設計

基于產品的特征，應用計算機程序，描述產品的性能和特征，進行產品制造方案的設計，這種機械設計制造的工藝方法，是依據(jù)產品為基準的設計理念，將設計變成實際的產品，方便加工制作。可以通過立體圖，直接能夠看到預加工產品的外觀和結構，更有利于加工出合格的產品，避免圖紙和加工結果不符的問題，提高了設計與制造之間的協(xié)調統(tǒng)一關系。

將產品的特征作為機械設計制造的依據(jù)，并按照特征進行設計的方法，突出產品的特征，滿足設計的理念，用設計領域的知識體系，去分析產品的特征，完成計算機的輔助設計，再進行加工制作，就可以得到合格的產品，滿足機械零部件的加工需求。

3 機械設計制造的發(fā)展方向

隨著社會的進步及計算機技術與網絡技術的不斷發(fā)展，機械設計制造具有網絡化的發(fā)展趨勢，可以通過計算機網絡的傳輸功能，實現(xiàn)資源共享。將機械設計圖紙進行加密處理，通過計算機網絡傳輸給用戶，達到用戶的需求，即可進行加工生產。

人工智能技術的應用，可以將機械設計及制造達到智能化的目標，通過智能機器人完善機械設計及自動化的過程，節(jié)約人的勞動強度，提高設計的時效。通過計算機程序的輸入，保證設計質量，達到機械設計的高標準，適應不斷發(fā)展變化的機械制造業(yè)的需要。

微機械設計自動化系統(tǒng)的建立，利用計算機技術，將設計及制造幾何尺寸不超過1立方厘米的產品，作為微機械設計領域的產品標準，如目前手機上的元件，幾何尺寸雖小，功能巨大，設計加工難度比較大，加工精度要求高，體現(xiàn)了現(xiàn)代化的機械設計及制造技術的優(yōu)越性。微米、納米技術的出現(xiàn)，光刻錄技術的應用，超精密儀器和部件的生產加工，都需要機械設計制造及自動化的支持。

4 結束語

通過對機械設計制作方法的研究，智能化、系統(tǒng)化、模塊化的設計方法在C械設計制造企業(yè)得到廣泛地應用。

參考文獻

[1]梁宏飛.基于機械制造工藝探討合理化的機械設計[J].華東科技：學術版，2015.

[2]柏長友.基于機械制造工藝的合理化機械設計[J].中國機械，2014.

[3]秦海亮.機械設計中的加工工藝研究與探討[J].工業(yè)設計，2015.

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關鍵詞： 《機械設計基礎》 網上教學 應用型人才

一、研究的背景

《機械設計基礎》是高等職業(yè)院校機械類和近機類各專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎課程，本課程的主要研究內容涉及機械系統(tǒng)中常用機構和通用零部件設計的基本概念、基本理論和基本設計計算方法，以及與此相關的標準、規(guī)范、圖表等技術資料的運用，它的教學直接影響學生對專業(yè)的興趣，對培養(yǎng)學生正確認識機械、設計機械、生產機械和使用機械具有非常重要的指導作用，對培養(yǎng)當今社會急需的大量應用型人才尤為重要。經過調研發(fā)現(xiàn)，目前高職院校的機械設計基礎課教學存在以下問題。

1.絕大部分還是以傳統(tǒng)教學模式為主，即使部分借助了多媒體教學，但是教學課件不夠完善，存在不夠直觀、不夠形象、與學生實際脫節(jié)等問題。

2.教學資源不夠豐富，查找資料困難。

3.不能及時解決學生學習過程中遇到的問題。

4.學生不能隨時檢查自己的學習效果。

5.由于學生多、設備少，大部分學生在課程設計的實踐環(huán)節(jié)中不能充分聯(lián)系實際，致使設計不夠靈活。

二、研究的目標和依據(jù)

主要研究目標是：開發(fā)機械設計基礎課網上教學系統(tǒng)資源，以期達到培養(yǎng)學生的學習興趣、提高學生的學習能力、擴展學生的學習知識面，特別是提高高等職業(yè)院校學生聯(lián)系實際、應用知識解決實際問題的能力的目的，使高職院校能培養(yǎng)出更多更好的社會急需的高技能應用型人才。

主要研究依據(jù)有：

1.總結回顧多年教學經驗，形成課題資源基本資料。

2.根據(jù)當今實際教學體驗和對學生的問卷調查，改進、豐富課題資源。

3.到企業(yè)對畢業(yè)生進行跟蹤調查，使課題資源更貼近生產實際。

三、研究方法

1.經驗總結法：依據(jù)教育實踐所提供的事實，按照科學研究的程序，分析概括教育現(xiàn)象，從而揭示內在的聯(lián)系和規(guī)律，把感性認識轉化為理性認識。

2.資料法：通過系統(tǒng)學習、收集、鑒別、整理資料，并通過對資料的研究形成對事實的科學認識。

3.問卷調查法：采用無記名的方式問卷調查，進行個案研究，對收集到的信息進行分析、綜合、比較、歸納，從而為人們提供規(guī)律性的東西。

4.跟蹤調查法：對部分畢業(yè)生進行全面、系統(tǒng)、深入具體的追蹤調查研究，形成設計步驟和方法。

四、研究內容及步驟

1.開發(fā)機械設計基礎CAI課件和編寫電子教材。兩項工作交叉進行，相互補充。電子教材編寫是在參閱多部高職高專教材，吸取其各自優(yōu)點的基礎上，聯(lián)系實際，結合多年的教學經驗，重視學生動手能力的培養(yǎng)，添加多個實例編寫而成，而課件制作又以電子教材為基礎，緊扣教材大綱要求，添加易于學生接受的動畫和現(xiàn)場視頻實例，利用計算機技術開發(fā)而成，它使課堂更加形象、生動，也能進一步增強學生的學習興趣。

2.開發(fā)機械設計基礎資料數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫內容包括：機械制圖標準；公差與配合標準；形狀與位置公差標準；表面粗糙度標準；常用工程材料；零件結構設計工藝性；連接與緊固；帶傳動和鏈傳動；減速器和變速器；齒輪傳動；軸承；聯(lián)軸器、離合器和制動器；軸；常用電動機；常用低壓電器；液壓傳動；氣壓傳動與控制等。其中搜集了機械設計所需的各種資料數(shù)據(jù)，師生進入網站就可以非常方便地查閱，同時也可以拓寬學生的知識面。

3.編寫電子教案。電子教案編寫根據(jù)教材和大綱要求，區(qū)分重難點，精選課程內容，合理安排學時等設計而成，具有鮮明的實踐指導意義。

4.選擇、制作大量機構運動動畫。機構運動動畫包括各種連桿機構、凸輪機構、間歇運動機構、帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動機構、齒輪系傳動和螺旋傳動等。這些動畫形象直觀地展示了機構的運動情況，使學生學起來感到輕松有趣，提高了學生學習的主動性和積極性，也豐富了學習內容。

5.試題庫建設。試題重在用于檢測學生對課程基本理論和方法的掌握程度及應用知識解決實際問題的能力，對當今高職高專學生應用能力檢測具有一定的準確性。

6.虛擬實驗室建設。虛擬實驗室建設了五個項目：一是零件展覽室建設，包括螺紋連接與螺旋傳動、帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動、軸、鍵連接、滑動軸承、滾動軸承、聯(lián)軸器、離合器、彈簧等零件；二是常用機構運動模擬動畫建設，有泵、沖床、發(fā)動機、內燃機、顎式破碎機、縫紉機、機械手、牛頭刨、拋光機、曲柄滑塊機構等；三是幾種機構組合搭接建設，包括搖塊機構、導桿機構、曲柄搖桿機構、雙曲柄機構、雙搖桿機構等；四是齒輪加工模擬建設，包括模擬插直齒、插斜齒、滾直齒、滾斜齒、仿形法加工直齒、斜齒等；五是減速器拆裝模擬建設，包括直齒、人字齒、蝸桿、錐齒、兩級減速器拆裝模擬等。

7.虛擬設計室建設。虛擬設計室建設項目包括螺紋連接、帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動、軸、鍵連接、滾動軸承設計等。

8.工程案例建設。工程案例包括挖掘機、飛機起落架、內燃機、起重機等50個工程案例。將這些案例視頻用于課堂教學，使學生在課堂上就能看到大量實際生產案例，產生很多對日常生產和生活的聯(lián)想，增強觀察問題、思考問題的能力，提高學習興趣。

9.機械設計基礎網上教學平臺建設。包括開發(fā)機械設計基礎網上答疑系統(tǒng)和網上考試系統(tǒng)。網上答疑系統(tǒng)使學生很方便地與老師進行在線交流，及時解決學生學習過程中遇到的困難，加強老師與學生的互動；根據(jù)課程學習要求，網上考試系統(tǒng)設計開發(fā)了五套網上測試題，試題形式全為單選題，學生可方便、快速地進行自測，及時檢查學習效果，改進學習方法，提高學習成績。

五、研究的意義

筆者針對教學現(xiàn)狀，結合多年的教學經驗，利用現(xiàn)代計算機技術，借鑒國內外成功經驗開發(fā)設計機械設計基礎網上教學系統(tǒng)，該系統(tǒng)教學課件形象、生動、貼近實際，可使課堂氣氛活躍，提高學生的學習興趣；教學資源豐富，使用方便，可調動學生學習的積極性和主動性，提高學習效率；能實現(xiàn)網上答疑和自測，增強學生的學習效果。總之，該系統(tǒng)設計適應學生學習的心理需求和生產實際，對目前的高職高專機械設計基礎課教學具有強有力的推動作用，也將對培養(yǎng)國家急需的應用型人才作出重要貢獻。

參考文獻：

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［2］葛中民主編.機械設計基礎.中央廣播電視大學出版社，1991.

［3］機械設計手冊.機械工業(yè)出版社，2004.

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1.1CAD技術在現(xiàn)代機械設計中應用優(yōu)勢

（1）零件裝配直觀化。通過CAD技術可以查詢零件裝配過程中相關記錄，假如零件裝配錯誤的地方，可立即顯示。有些機械設備運行程度復雜，因此完成裝配后可以先通過CAD技術進行檢驗以免產生不必要的損失。

（2）零件設計便捷化。CAD技術可以在設計零件時進行環(huán)境虛擬或者裝配，也可以依據(jù)零件的相關位置、大小進行二次設計，這樣，不但保證了設計的時效性，還會避免傳統(tǒng)設計因為零件設計不合理而帶來的經濟損失。

（3）機械產品技術化。CAD技術的先進理念和技術讓現(xiàn)代機械設計水平有了進一步的提升，達到了優(yōu)化模型、分析受力并且虛擬產品等目的，并且保證了機械產品的質量。

1.2CAD技術的發(fā)展遠景

CAD技術隨著技術的革新?lián)碛袠O為良好的發(fā)展前景，并且將會被運用到更多的技術領域當中。首先，CAD技術將愈發(fā)智能化，這是一個必然趨勢。隨著社會發(fā)展，設計也必須達到高度智能化，能夠運用已有的數(shù)據(jù)庫向設計師提供具有時效性相關知識。而且，智能化CAD技術還可自動檢測設計人員的失誤，給予數(shù)據(jù)支持等。其次，技術虛擬化。CAD技術已經開始技術虛擬話。設計師通過虛擬環(huán)境即可設計新產品，進行虛擬產品建模，還可根據(jù)虛擬值對產品進行檢查，及時發(fā)現(xiàn)產品的缺陷。最后，CAD技術圖形交互化。用于創(chuàng)新產品的CAD技術必須能夠操作方便、快捷。所以，為了提供方便，CAD技術需要菜單圖標化，這樣才能保證設計師能夠將精力全部放在設計工作中。

2CAD在現(xiàn)代機械設計中的應用

CAD技術之所以能夠在機械設計中廣泛應用，不僅是因為它自身的技術優(yōu)勢，更是因為它能夠解決傳統(tǒng)機械設計出現(xiàn)的問題，并在應用當中發(fā)揮重要的作用。

2.1傳統(tǒng)機械設計的弊端

傳統(tǒng)機械設計在設計產品中有一點的缺陷，主要分兩點。首先，傳統(tǒng)機械設計缺乏創(chuàng)新性，其方法多為模仿、對比等設計為主，比較注重實際經驗。其次，傳統(tǒng)機械設計信息延遲。只有產品生產制造后才能夠發(fā)現(xiàn)機械設計中的缺點，如此一來，不但無法保障產品質量，還會延遲產品開發(fā)時間。而CAD技術的出現(xiàn)以及在機械設計中的應用將極大地解決了傳統(tǒng)機械設計的問題。

2.2CAD技術在現(xiàn)代機械中的具體應用

（1）多維幾何制圖。機械設計在處理信息時涉及數(shù)據(jù)和圖形兩種信息。其實，圖形信息比重比較大，因此，CAD技術隨著科技的發(fā)展，其繪圖功能日漸強大，能夠進行圖形、繪圖、文字、調用圖塊、圖形交換等操作。

（2）零件實體建模與生成裝配圖。設計產品時不但涉及幾何信息還會設計材料問題、零件尺寸、公差以及技術信息等。因此，幾何設計已經無法滿足產品設計要求。而CAD技術可進行三種形式的建模方法，即表面模型、線框模型以及實體模型。能夠進行建模的CAD軟件包含一定的基礎體系，例如三維CAD實體建造模塊主要包括球體、圓柱體、立方體、圓錐體、環(huán)狀提以及楔形體這六種基本題型。因此，若是零件結構相對簡單，就可以先進行結構分析，再將其分為基本題，而后進行三維實體造型，待完成布爾運算后便能夠獲得零件的三維模型。一些結構復雜的零件，通常不易將其分解為基本體。基本體的數(shù)量過大也會為零件組合成型帶來阻礙。因此，CAD技術中的基礎體系無法完全實現(xiàn)機械零件的三維實體建模。為解決問題，可先用二維幾何元素構造出零件剖面圖，而后在三維實體建模中通過調轉角度等分析出新的基本體，再通過交、差、并等技術完成零件的三維實體模型。零件完成實體建模后，便可以運用CAD軟件中的三維編輯功能，依據(jù)機器運行中分析的數(shù)據(jù)，在運行一些位置，將所有零件按其坐標進行“裝配”。

（3）設計技術集成化。機械制造業(yè)在科學技術發(fā)展進程中向著數(shù)據(jù)化以及計算機智能化邁進，主要表現(xiàn)為產品設計由運用CAD/CAE/CAM設計取代了人工設計，數(shù)控機床以及加工中樞替換了普通機床。此外，CAD/CAM技術幾乎運用于真?zhèn)€技術領域。

（4）應用CAE機械軟件。CAD技術同CAM機械系統(tǒng)成順序關系，即只有CAD技術完成相關設計或者解決問題后才能夠運用CAM機械系統(tǒng)。其主要分為結構設計優(yōu)化、壽命評估、強度設計評估以及工程數(shù)據(jù)分析等功能，負責解決機械設計中產品壽命、強度、材料、特性、結構合理性等問題。

3總結

篇10

事物都是發(fā)展變化的，傳統(tǒng)的機械設計的發(fā)展經歷了一個比較長的時期，它是由直觀的經驗設計開始，逐步到直接經驗，形成理論指導，最后達到的實踐和理論相結合的設計過程。它是由直觀設計、經驗總結、經驗反饋再改進的一個過程，可以充分發(fā)揮前人的研究成果和設計理論，利用已有的設計公式、圖表、經驗公式等并結合自己的思想進行設計。傳統(tǒng)的機械設計方法主要體現(xiàn)在細節(jié)的設計和分析上，它的基本思路由以下幾個部分組成：首先決定設計方案，然后進行實際分析，最后是落實設計方案。它基本上是停留在靜態(tài)、經驗、手工的設計狀態(tài)，而在設計時的著重點是經驗、數(shù)據(jù)的計算和校核，但是簡單實用，因此，傳統(tǒng)設計成為所有機械設計的基礎。在設計的過程中，傳統(tǒng)的機械設計為工業(yè)大生產的順利進行奠定了堅實的基礎，這種方法操作簡單、目標明確、并且具有比較成熟的理論依據(jù)和可執(zhí)行的工藝，而且一旦設計成功，它的可靠性比較高。但是隨著電子技術的發(fā)展，計算機理論在傳統(tǒng)機械設計中的應用，傳統(tǒng)機械設計的一些缺陷也日益突出，嚴重影響著機械設計在實際中的應用。它的局限性體現(xiàn)在以下方面：首先是設計方案過早確定，而且完全是憑借設計者的直接經驗和間接經驗來進行，設計創(chuàng)新性不強，得到的方案不是最優(yōu)方案；第二是零部件的設計很多只作類比設計，與實際工況相差較大；最后采用手工計算、繪圖、設計的準確性差、工作周期長、效率低。

二、現(xiàn)代機械設計的發(fā)展狀況

1.現(xiàn)代機械設計已成為一門新的知識體系

隨著計算機技術和信息技術的發(fā)展和應用，給機械產品的設計和制造帶來了一系列的變革?，F(xiàn)代機械設計雖然有了計算機的輔助，但是現(xiàn)代機械設計還是以傳統(tǒng)的機械設計為基礎的，是在傳統(tǒng)機械設計基礎上的發(fā)展和提高，是對傳統(tǒng)機械設計不足的改進與改良?，F(xiàn)代機械設計更注重了產品的設計理念的更新，只有創(chuàng)新思維，才能有新的設計方法和技術。在進行機械設計時，不僅要考慮產品自身的性能，還要充分考慮系統(tǒng)和環(huán)境的影響。而且在計算機上實現(xiàn)數(shù)字化技術能為機械設計提供全新的感覺，可以在計算機上模擬設計產品的特點、性能和進行改進；還可以完成各種試驗和測試，極大地方便了設計的檢測。使設計成為一門新的知識體系。

2.現(xiàn)代機械設計的特征

現(xiàn)代機械設計并不是一個單純的機械設計的概念，它是各學科知識的交叉滲透，由于學科理論的交叉整合，使它的基礎理論知識更加深化、擴展；它由傳統(tǒng)機械設計的靜態(tài)設計轉變?yōu)闄C械系統(tǒng)的動態(tài)設計；設計的技術也已有最初的人工的手段發(fā)展到由計算機輔助設計（CAD），而設計的產品本身也出現(xiàn)了重大的變化，由傳統(tǒng)的機械特性發(fā)展到機電一體化、智能化的特點?，F(xiàn)代機械設計實現(xiàn)了人—機—環(huán)境的和諧統(tǒng)一發(fā)展，在進行設計時，現(xiàn)代機械設計必須全面考慮、綜合平衡、妥善處理系統(tǒng)的各種問題?？梢圆捎没诠δ茉淼臋C械系統(tǒng)設計、人機工程學、產品造型設計和基于環(huán)保理念的綠色產品設計等方法。機械學理論和方法及計算機輔助分析的不斷發(fā)展，對產品的方案設計、運動設計、動力設計和工作能力的設計等關鍵性的問題能做出很好的處理，一系列新型的設計方法和工藝正在形成。

3.可靠性和優(yōu)化設計在現(xiàn)代機械設計中的應用

在現(xiàn)代機械設計過程中，用來提高產品市場競爭力的關鍵性指標是設計產品的可靠性。可靠性設計也稱概率設計，它是將常規(guī)設計中視為常量的設計參數(shù)如實地作為隨機變量來看待，把數(shù)學中的概率統(tǒng)計理論應用于機械設計中來，按照機械系統(tǒng)應用的定量的可靠程度來設計它們?？煽啃栽O計是綜合多種學科的新興設計方法，它通過研究全壽命周期內質量指標的變化規(guī)律，對零部件和整個系統(tǒng)進行可靠性的設計。全壽命周期包括產品的規(guī)劃、制造、使用、甚至報廢、回收等各個環(huán)節(jié)的技術領域，這一設計理念從根本上顛覆了傳統(tǒng)的設計思路?，F(xiàn)代機械設計由于采用了計算機輔助設計，提高了設計的質量和效果，與之相配套的出現(xiàn)了產品的優(yōu)化理論，而優(yōu)化理論和方法已由最初地憑借人的直覺和邏輯思維的人類智能優(yōu)化階段發(fā)展到了面向產品的全系統(tǒng)、全過程、全性能的優(yōu)化設計階段。這種設計綜合了各種設計信息，能清晰地了解設計的意圖，實現(xiàn)了極高的設計效率。那如何充分利用這個系統(tǒng)，設計出更符合時代要求的機械產品，提高其國際競爭力是對設計工作者提出的新的挑戰(zhàn)。機械產品設計的過程就是一個優(yōu)化的過程。產品的優(yōu)化設計涉及的內容非常廣泛，它由一個從宏觀到微觀，從全部到局部，從總體方案到零部件設計的優(yōu)化過程，具體地說可分為參數(shù)優(yōu)化、結構優(yōu)化和總體方案優(yōu)化三個層次。機械設計者只有依據(jù)這三個層次，對機械產品進行設計，才能取得較好的設計效果。