第一篇：机械设计基础课程教学方法
一、一体化教学
以培养高端技能型人才为培养目标的高职教育，首先要培养的目标之一就是学生的谋生能力即有理论基础的操作技能。因此，教师讲课应不拘泥于在教室进行，也可以在实训中心或车间进行，有些内容转移到实训室内对着实物进行讲解更容易让学生理解，同时还可以让学生动手拆装或操作，这种直观的感受是在教室内用多媒体教学无法实现的。机械设计基础是一门实践性很强的课程，高职学生毕业后更多的是成为生产、建设、管理和服务一线的技术能手和业务骨干，从事设计工作的相对较少，他们工作当中需要的是知识的运用而非设计。设计人员在完成设计任务时普遍的思维过程是从设备的输出件要完成的任务开始倒推至动力输入件，而其他工作人员在最先读图或看实物时更多的是从寻找动力输入件、物料输入端开始顺序延伸到设备的输出件。因此，教学顺序设计为先到实训中心认识电动机、联轴器、平键、齿轮传动、带传动、轴、轴承、螺纹联接等，让学生在脑中建立起这些实物的模型、特征及功能，形成感性认识。而后再回到教室，根据实物模型、装配图来分析其中的构造原理，最后让学生根据所学的知识点进行相关内容的小范围设计。比如：讲解凸轮机构时以凸轮的作用、可实现的功能、各组成部件间的装配关系及结构上的关键点的学习为主，弱化凸轮轮廓曲线的求解。授课时先展示一凸轮夹紧机构，还让学生亲自推动手柄感受一下，然后再播放一段不同形状的凸轮工作的视频，给学生在脑中先形成一个感性认识，接着问学生哪个是输入件？哪个是输出件？让学生再看一遍视频，接着把视频中的机构装配图展示出来，学生组成小团队进行分组讨论如上问题，这时笔者通常会利用CAXA实体设计软件对各个零件进行3D建模，以帮助学生更好地理解实物构造，然后由各团队分别讲述各个零件的装配顺序及动作原理，与此同时教师根据学生的描述运用CAXA实体设计软件即时拖动各个零件到相应的位置进行装配，这样学生会很容易理解或发现自己存在的问题，接着教师再根据学生的描述进行动画设计，以帮助学生正确理解机构的工作原理。利用CAXA实体设计软件很好的实现了教师与学生的相互学习，建立了良好的沟通方式，学生通过此过程的描述极大增强了对知识点的理解和个人表达能力。最后再要求各团队分头完成一项改造设计任务，例如：请设计一个自动舂米机。已知条件：利用原有的手动式舂米装置进行改装，工作场所内只有电源。要求学生能绘制出一个完整的机构简图，这其中要包括动力输入装置、中间转换联接、输出装置等。经过这样的反复练习，学生在脑海中能建立一个完整的知识体系，以往的教学只讲凸轮机构自身，不提及相关的其他配套装置，这样会让学生很难理解接受，更谈不上做改造设计。在教学上由于有了最早的感性认识，学生即使还不懂得如何选择电动机，但是他们已经知道了电动机的动力输出后是要通过一个联轴器传递到减速装置，可选择的减速装置有：齿轮减速、带轮传动、链轮传动等，这些实际上就是一个装配工人、设备维护人员应该掌握的理论知识。至于电动机的参数应该如何选择，不清楚也没有多大的关系。在教学上更多的是先想办法让学生掌握这些基本知识，然后再考虑教授一些简单的具体设计。
二、发挥第二课堂的作用
面对高职教育中课时一减再减的压力，如何保证学生学到的知识总量不减，教学质量、教学效果更好更令人满意是目前被大多数教师关注的问题。笔者是充分利用第二课堂的作用来带动学生继续学习，以弥补课时不足。先是利用课余时间带领学生走向机电市场、生产厂家，让学生们尽可能地广泛接触、认识各类机电产品，在头脑中形成感性认识。带领学生把在课堂上完成的创新设计进行模型创作评比，这种手与脑的结合更好地促进了学生对知识的掌握和理解。由系部牵头在全系内开展拆装设备比武大赛、机械创新设计大赛及三维设计大赛，形成了月月有比赛，以赛促学习的良好局面。这期间教师的参与非常重要，教师要真正参与学生的团队创作、比赛准备等具体工作中，给学生以恰当的指引和关怀，这样学生对专业课的学习及参与比赛的热情才不会减退，才能最大化地激发学生的自主学习和创新能力的发挥。
三、开放式教学
一方面可在有序管理的前提下对学生实行“开放式实训教学”，校内综合实训基地可接受学生课后应个人要求对部分设备机台、实验内容进行开放。要求学生先写申请、制订具体实验方案，经相关人员审批后，在实验管理人员的监管下进行相关作业，这样由学生自己制订方案，综合运用所学的机、电、液等专业知识独立作业，对培养学生的职业技能和综合素质大有好处。另一方面充分利用CAXA三维实体设计软件辅助教学，笔者预先设计了大量的机械零件三维模型并形成元器件库，交给学生存贮在他们自己的电脑中，课堂创新设计环节允许学生用自带的电脑打开CAXA三维实体设计软件进行创作，学生可调用库中元件快速搭建模型，实现动画演示，各创作团队将设计结果进行评比，这种教学方法能极大满足学生求学心切的心理需求，从而提高学习兴趣。而且体现了教师与学生人格上的平等性，不再是谁主谁次的地位。只有真正尊重学生，把学生当成一个成熟的、理性的社会个体来看待，充分相信学生有自觉管理、自觉遵守课堂纪律的能力，才能形成良好的学风、和谐的学习氛围。总之，面对高职学生生源差异性日渐增大，教学学时减少的环境，积极运用各种教学方法努力提高教学效果，培养学生的学习兴趣，积极开拓学生的创新能力是当下教师刻不容缓的责任。提倡以工作过程为导向的教学改革思路能更好地贴近学生日后的实践活动，采用灵活多变的教学方法本身就体现了教师的创新精神，这为积极引导、鼓励学生创新做出了良好的表率作用。这同时对教师综合素质也提出了更高的要求，教师能力的不断提高才能更好地开创新的教学局面，以满足社会日新月异的人才需求。
作者：刘鹰 熊慧英 单位：广西农业职业技术学院
第二篇：机械设计与加工技术
1机械零件设计与加工程序的生成
在实际的加工生产中，应该按照机床的类型以及相应的配套设备，将生成的道具模型转化成相应的CNC程序，完成机械零件的程序设计。当上述步骤都完成之后，利用CAD/CAM技术就能进行机械零部件加工工艺的自动编制，以及数控加工程序的自动编制，在通过数控机床进行机械零件的实际设计与加工制造。实例：某厂生产的齿轮泵，其主要的结构组成包含有：标准件、密封零件、齿轮轴、传动齿轮、泵盖、泵体等几部分，其中传动齿轮的设计和加工是用CAD/CAM技术辅助加工完成的，首先通过CAM软件中的Design模块绘制该零部件的平面图，其中Design模块的功能与CAD软件的功能是相同的，当零部件的设计完成后，再通过运用MasterCAM软件中的Mill模块进行工件设计，在零件加工前应该先进行工件设置，通过Mill模块中依次进行MainMenu—Toolspaths—Jobsetup选项，根据零部件的大小预留加工余量，然后设置零部件的原点位置以及大小，然后设置零部件加工作用的道具以及生产工件的材料，进行转动齿轮的实际加工。
2CAD/CAM技术在机械设计与加工中的优势
1）CAD/CAM技术能够解决传统的手工机床中复杂零部件的加工问题，通过计算机网络技术编制数控加工程序，能够将复杂的问题简单化。2）CAD/CAM技术提高分析计算的速度，减少手工绘图的实践，提高绘图效率的同时，还能够解决复杂的计算问题，减少传统设计由于人工计算带来的误差，提高设计质量。此外，由于利用的计算机技术，能够快速的进行数据分析、控制，便于修改设计。3）CAD/CAM技术采用的计算机仿真，对整个机械零部件的编制与数据加工程序进行检验，降低加工成本的同时，还能提高生产效率与产品质量，促进机械设计加工向标准化、系统化、规范化方向发展。总之，采用CAD/CAM技术能够显著的降低机械设计和加工的成本、缩短设计与加工的周期、提高机械零部件的质量，加快机械产品更新换代的速度，保证机械加工企业能够快速、稳健、可持续的发展，为企业带来良好的经济效益，提高企业在市场中的竞争力。
3结束语
CAD/CAM技术给机械生产带来的变革以及效益的增长是毋庸置疑的，通过借助CAD/CAM技术这一先进的现代化、信息化的生产力，帮助机械生产企业实现技术的创新，提高企业的整体机械设计与加工的效率以及机械产品的质量，为企业的经济效益增加提供帮助，保证企业在激烈的市场竞争中不断的发展壮大。
作者：李晓君 单位：乌兰察布职业学院
第三篇：水库泵站水力机械设计
1辅助设备的选择
根据调保计算要求设置水锤泄放阀和注气微排阀。主厂房起重机为了满足安装及检修的需要，主厂房设双梁桥式起重机一台，起吊最重件为电动机，其重量为15.15t，选用的起重机型号为QD20/5t，起重机跨度为10.0m。油系统水泵冷却方式为自冷却，电动机冷却方式为空冷，因此不设置透平油系统。变压器绝缘油系统采用一台压力滤油机LY—50、一台真空滤油机ZLY—50和一台KCB—50型齿轮油泵等油处理设备。
2供水系统
供水系统，均从泵站的总进水管取水至高位水池自流供水方式，水池底板高程857.50m，设计正常高水位860.00m。2.1排水系统排水系统包括泵站检修排水、渗漏排水。2.2压缩空气系统泵站机组不需要刹车用气，因此只设置低压气系统，供气对象为吹扫供气，采用直接从空压机出口取气供吹扫用气。经初步选型，空压机型号为WF—2/8，数量为1台。2.3水泵充水方式选择及设备根据实际情况来看，不适宜采用真空水箱和射流真空泵等方式充水，因此推荐采用水环真空泵充水方式。2.4水力量测系统水力量测系统设置:1)全站性测量:水库水位，拦污栅压差。2)机组段量测:水泵进口压力、水泵出口压力、液力自控阀出口压力、水泵扬程、水泵流量。2.5调节保证计算根据设计规范要求，发生事故停泵时，应满足以下3点要求:1)水泵机组的反转速度不超过额定转速的1.2倍，超过额定转速的持续时间≤2min。2)最高压力不超过水泵出口额定压力的1.3～1.5倍。3)管道任何部位不会出现水柱断裂。
3基本参数
工程采用一级加压，供水规模量为30万m3/d，水泵采用三用一备，单台水泵流量Q=5040m3/h(1.4m3/s)，单根主管总流量为Q=10080m3/h，水泵设计扬程H=105m，水泵转速960r/min，水泵效率88.2%。根据表2中参数来看，ＲDL600—830A泵效率最高，各项综合指数最好，因此推荐该型水泵。水源洪水位812m，正常水位795m，最低水位788m，出水主管进水池末端标高892m，末端水池水位标高895m(最大淹没水头3m)，水泵处标高792m，止回阀处标高792m，止回阀处静高差103m，止回阀选用液力自动阀DN1000，其流量系数Kv=13648，水泵后支管口径DN1020×10，水泵进水管长16m，为DN1000钢管，主出水管采用两根内径DN1600钢管，壁厚16mm，出水主管总长627.15m。每2台水泵并联给1根主出水管［10－12］。2.1.4.2调保计算调保计算共对设计扬程下不加防护措施等6种工况进行计算，并校核了最高扬程和最低扬程的工况进行了核算。事故停泵水锤分析(正常水位795m，两泵单管运行)。1)水泵后不设置任何水锤防护措施的计算。2)正常水位双泵并联运行泵后止回阀1s快闭。3)正常水位双泵并联运行水泵后设置液力自动阀。4)正常水位795m单泵单管运行停泵水锤分析。5)水击高压的限制。
4模拟分析计算结果
最后采用液力自动阀3s快闭95%，30s缓闭5%+水击阀+空气阀组合方案，最高水锤压力水柱为124.7m，满足规范要求。结论:对于高扬程水泵及其附属设备的选择，选择的优劣直接影响工程整个效益以及工程建成后运行的成本，因此必须在设计阶段做好比选。
作者：唐仕红 方东辉 单位：贵州省毕节市勘测设计研究院东北林业大学
第四篇：机械设计中材料选择
1机械设计常用的材料
1）金属材料。在众多工程材料中，金属材料使用的最广泛，据统计在机械产品中金属材料在90%以上。在机械材料中钢铁材料被大量使用，因为它们的强度和韧性都比较好，而且价格便宜。还能满足不同的性能要求。在金属材料中，合金的性能是比较优良的，适合制作各种零部件。2）高分子材料。高分子材料通常包括塑料和合成纤维。这种材料有在工业生产中有很多优点，材料的来源比较丰富。可以从天然气中提取，它们对能源的消耗比较少，密度小有很好的延展性。3）陶瓷材料。陶瓷材料是以氮化硅和碳化硅为主要成分。陶瓷材料的主要特点是硬度高、耐腐蚀、密度低、抗压强度高的特性。目前陶瓷材料多用于制作密封零件。陶瓷材料的缺点是比较脆，容易断裂，价格比较昂贵。4）复合材料。符合材料是由两种以上不同的材料构成的，通过物理和化学的方法组合成一种新的材料，这种复合材料的性能可以满足不同的工艺生产要求。复合材料可以分为金属和非金属两种。金属材料包括铝、镁还有合金。非金属材料有树脂、橡胶、陶瓷等。增强型材料有玻璃纤维、碳化纤维还有金属丝等。
2机械设计材料的原则
1）载荷应力大小与性质。从强度方面来考虑，要在了解材料的基础上进行选择，比较脆的材料适用于静载下的工作零件，在冲击力比较大的情况下最好采用塑性材料。2）机械的工作情况。温度对材料的影响，在对材料进行选择的时候要考虑到材料的膨胀系数，要选择膨胀系数较少的材料。要避免材料在高温时发生松动，材料会随着温度升高而变化。机械在作业时会发生磨损。所以在选择材料时要选择硬度强、耐磨性好材料。3）零件的复杂程度以及材料加工的可能性。结构复杂的零件要选用铸造毛坯，或者用板材挤压元件进行焊接。结构简单的零件可以用锻造法。4）机械的经济性。在选择机械材料要选用价格低廉的材料，不能选用价格昂贵的材料。在制造箱体的材料时选用钢板焊接是比较好的，可以省掉一些生产费用。5）材料的利用率。可以采用无切削的铸造方法，可以提高材料的利用率。6）材料的供应情况。对于小批量零件应减少材料的使用。
3材料选择和应用在机械设计中的注意事项
材料的选择是机械设计的重要内容，要想做好设计工作就是满足设计产品的实用性，还要考虑到材料的经济性和安全性，还要实现企业的可持续发展要求。因此在机械材料选择时要注意以下几点。1）材料的机械性。机械材料的应用要以工艺为生产指标。在机械生产中铸造工艺、热处理工艺、切削工艺等技术。面对机械材料的应用范围不同，机械材料的选择要考虑到可操作性。在机械材料的选择过程中要合理设计部件的构架。选择的材料要满足生产要求。2）材料的经济性。对于材料的选择要注意经济性，在材料的选择上不但要达到技术要求还要考虑价格因素，对材料的成本和生产工艺要进行合理控制，这就要求要符合企业的生产条件，对机械零件的加工进行有效控制。3）材料的环保性。在机械材料的选择中要注意环保性，这是一个非常重要的方面。随着经济不断发展，在发展经济的同时也对环境造成了很大影响。所以在选择机械材料时要考虑到环保的问题。要考虑到成本和污染的问题。
4机械设计中材料的应用
在机械行业中，机械分类有很多种类。在选择时要考虑到材料的使用性，选择适合的材料在机械设计中是很重要的。设计人员要对机械材料有一定的了解，要根据不同的设计要求，选择合适的材料。对于不同的机械零件因其用途的不同要选择不同的材料，这就要求设计人员在了解材料的基础上合理的选择材料，适当运用热处理等技术发挥机械材料的潜力。在选择材料时要考虑到材料的经济性和实用性，从而不断的促进企业的经济发展。
5结束语
机械材料的选择和应用在机械设计行业中具有重要的意义，我们在选择机械材料时要考虑到材料的实用性和经济性，只有这样才能高效的完成机械工作，为机械设计行业的发展奠定良好基础。
作者：李冠效 雷长贵 单位：宁波技师学院
第五篇：机械设计课程教学改革
1教学中深入浅出，运用类比方法
独立院校的学生相比一本二本，基础稍差，讲课中碰到抽象复杂的概念很难理解。可以多运用类比方法。例如，滑动轴承中动压润滑形成原理可以比喻为飞机起飞的情况。飞机在跑道上高速前行，相对来说即以一定速度从大端向小端形成气流；也可比喻快艇在高速前进，水流从大端流向小端从而形成托力把飞机或飞艇托起。
2减少不必要的公式推导和论证、注重参数分析
机械设计中的公式，反映了各参数和性能之间的关系，如齿轮传动中齿根弯曲疲劳强度计算公式清楚地说明了齿轮弯曲疲劳强度和模数之间存在的确定关系，明确反映出“模数增大，齿根弯曲疲劳强度提高”，这符合人们客观思想认识的基本原理，也是实践证明的事实。课堂上，教师往往花费大量的时间对公式进行论证，试图使初学者确信公式的正确性，不仅浪费了时间，而且使学习的内容过窄。那些严密的推导和论证对于应用型本科生来说没有起到多大作用。他们的主要工作是：将自然科学及其技术理论应用到工程实践中，用以解决实际问题。所以，教师应将讲授重点放在公式、手册、参考资料及规范的应用上。
3重视实践教学、注意知识运用
课内实验尽量开设设计型的实验，例如带传动实验，学生就可以在计算机中组装各种类型的实验台，组装后进行加载实验，其实验结果又可以由打印机输出。对于《机械设计课程设计》改掉“减速器”的传统项目，采取方案多样化，实现一人一题。让学生充分发挥自己的独立工作能力，避免了过去常有少数人互相抄袭的现象。在指导过程中，充分发挥学生主观能动作用，不让学生直接从老师那里索取答案，而是注重引导学生应用所学知识，分析解决问题，培养实际的设计工作能力。引入机械设计软件，要求学生的一部分内容人工设计，一部分软件设计，在答辩中要求学生现场操作设计，保证教学目标。
4结语
从2010年开始，我校机械学院就开始试行《机械设计》课程的改革方案。相比较于2010级之前的毕业生，该级学生的整天动手能力、计算机软件应用能力，甚至理论分析能力都有着明显的优越性。当然，在试行过程中，也呈现出一些问题，将在后续的改革中继续改进。
作者：陈爱平