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機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計論文:變元法創(chuàng)新設(shè)計機(jī)械結(jié)構(gòu)論文

1機(jī)械結(jié)構(gòu)應(yīng)注意的防腐蝕細(xì)節(jié)

機(jī)械結(jié)構(gòu)的防腐蝕設(shè)計對于機(jī)械結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新及優(yōu)化而言具有至關(guān)重要的意義，為了更好地完成機(jī)械結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，各機(jī)械設(shè)計企業(yè)在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計的過程中理應(yīng)注意如下防腐蝕細(xì)節(jié)：

①必須確保設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu)于停車期間空干，以防止因介質(zhì)殘留淤積而造成的腐蝕。

②防止間隙結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，以杜絕腐蝕介質(zhì)的入侵。

③高溫及高質(zhì)量濃度將導(dǎo)致沉淀物及冷凝物的出現(xiàn)，進(jìn)而增加腐蝕幾率，因此設(shè)計人員在結(jié)構(gòu)設(shè)計時必須避免此類現(xiàn)象的出現(xiàn)。

④異類金屬接觸可能導(dǎo)致接觸性腐蝕出現(xiàn)，因此設(shè)計人員在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時理應(yīng)盡可能地將異類金屬有效地隔絕開來。

⑤避免高速流體接觸流道壁面，以降低侵蝕腐蝕。

⑥遵守最小化表面積原則，也就是說在容積一樣的情況下讓結(jié)構(gòu)被腐蝕的表面積最少，比方說球體結(jié)構(gòu)好，其次便為圓柱體。

2機(jī)械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計與變元法應(yīng)用

我們在對某一結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案展開評價時，理應(yīng)對其將帶來的經(jīng)濟(jì)效益、所具有的工藝性、技術(shù)可行性等相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行綜合的考量，隨后從諸多備選結(jié)構(gòu)方案中選出的結(jié)構(gòu)方案。在機(jī)械結(jié)構(gòu)方案已然確定的情形下，也可對重要結(jié)構(gòu)或零件展開不同變元的研究，甚至于變元間展開綜合的聯(lián)合修改，已實現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計的目的。此外，也可選用某些數(shù)學(xué)模型，之所以建議大家選擇數(shù)學(xué)模型，主要是由于數(shù)學(xué)模型能夠較好地介紹結(jié)構(gòu)設(shè)計中的尺寸及數(shù)量變元，同時還能夠?qū)Σ牧献冊归_間接的介紹。以機(jī)械設(shè)備的不同要求及特征為依據(jù)，綜合使用不同變元，使用設(shè)計人員掌握的經(jīng)驗和知識，借助創(chuàng)造性思維的方法，設(shè)計出不一樣的機(jī)械結(jié)構(gòu)。比方說如下轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)。在以上三大結(jié)構(gòu)圖里，假如把結(jié)構(gòu)設(shè)計方案1里的錐齒輪間與主軸承二者之間的位置進(jìn)行調(diào)整，且借助調(diào)整位置變元，接著再改變水平軸位置的左軸承形狀，即借助更改形狀變元后得到結(jié)構(gòu)設(shè)計方案2。假如更改方案1里的主軸承及齒輪的尺寸、大小與數(shù)量，且借助調(diào)整二者的數(shù)量變元與尺寸變元，隨后再調(diào)整齒輪構(gòu)件及軸承零件的位置，再改變位置變元，即能夠得到設(shè)計方案3。從以上盤結(jié)構(gòu)方案都可采用變元法較好的實現(xiàn)。如果進(jìn)一步運用變元法，同樣可以獲得更多類型各異的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。借助對比以上三大結(jié)構(gòu)方案，綜合研究社會效益可行性與制造工藝等諸多內(nèi)容，我們可以得出這樣的結(jié)論：方案2系三大方案中結(jié)構(gòu)組合。某一機(jī)械結(jié)構(gòu)方案的綜合評估，理應(yīng)以實際使用效果充當(dāng)評估的事實依據(jù)。如果對轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)里的齒輪構(gòu)件展開進(jìn)一步的可行性分析與優(yōu)化設(shè)計，同時對滾動軸承和齒輪工作展開彈性流體壓潤滑研究，接著實施精密計算，均能夠為改善轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)設(shè)計提供諸多參考數(shù)據(jù)。

3結(jié)語

深入分析機(jī)械創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計對于機(jī)械行業(yè)的發(fā)展而言具有舉足輕重的作用，它不僅能夠更好地滿足當(dāng)前社會對機(jī)械設(shè)備不斷升高的要求，實現(xiàn)各類機(jī)械零件的組合，同時還可以推動機(jī)械行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此各機(jī)械設(shè)計企業(yè)理應(yīng)在機(jī)械設(shè)備設(shè)計過程中充分采用創(chuàng)新設(shè)計理念，尋找結(jié)構(gòu)設(shè)計，以設(shè)計出更多的結(jié)構(gòu)方案，推動企業(yè)自身的發(fā)展，最終促進(jìn)社會的良性發(fā)展

作者：高新紅 單位：成都航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計論文:創(chuàng)新設(shè)計優(yōu)化機(jī)械結(jié)構(gòu)論文

1機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計上的七種變元創(chuàng)新方法

德國人發(fā)明的這一種變元法，是目前世界上最為科學(xué)易懂的變元方法，它能夠衍生出許多不同的方法，具有很大的可塑性。這種方法的內(nèi)涵主要有兩部分：它變化內(nèi)容多樣，包括材料、數(shù)量、位置、尺寸、形狀、連接、工藝七個方面；另一部分是上述七個方面的具體運用，運用的前提條件是機(jī)械基本結(jié)構(gòu)，這些元素在其基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行一定的變化，這樣就有不同的形式，新的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計方案就創(chuàng)造出來了，這樣就達(dá)到了優(yōu)化設(shè)計機(jī)械結(jié)構(gòu)的目的。接下來筆者將會重點介紹七種創(chuàng)新方案在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的具體運用，其最終目的還是滿足整個機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)的要求，這也是目前機(jī)械工作者普遍使用的方案。

1.1材料變元

現(xiàn)實生活中很多種材料都可以用來設(shè)計機(jī)械結(jié)構(gòu)，不一樣的材料要求的加工方法和手段不一樣、適用的結(jié)構(gòu)類別不一樣、零件需要的大小也不一樣。材料的變元可以變化出不一樣的結(jié)構(gòu)模式。比如說：在進(jìn)行鋼材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，零件的截面面積越大，材料結(jié)構(gòu)強(qiáng)度就越大、越硬；在鐵材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，為了使結(jié)構(gòu)變強(qiáng)變硬，人們通常使用加強(qiáng)筋和隔板的方法；在塑料材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，塑料件的筋板和壁厚應(yīng)該無差而別且對稱均勻。

1.2數(shù)量變元

在產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)當(dāng)中主要包括以下幾個方面，即零件以及輪廓面、線和加工、工作面共同構(gòu)成了產(chǎn)品本身，如果想要將機(jī)械的結(jié)構(gòu)目的進(jìn)行改變，那么就可以通過調(diào)節(jié)上述結(jié)構(gòu)元素而實現(xiàn)。就好比在鑄件的過程中，是希望越簡單便捷越好的。能夠節(jié)省一些不必要的零件配置，又能在安裝的時候方便人們的使用，這在無形中就提高了工作效率，比如安裝一個螺絲釘?shù)臅r候，如果按照螺釘和墊圈以及彈簧墊圈才能結(jié)合在一起的模式去安裝，那么就需要最少三個步驟，但是如果把它們設(shè)計為一體的話，就可以大量地節(jié)省安裝的時間，提高了效率。

1.3位置變元

在實際操作過程中，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的元素之間的位置是可以進(jìn)行調(diào)換的，這樣可以無形中使結(jié)構(gòu)本身的設(shè)計更加完善。比如，零件的焊縫位置應(yīng)該對應(yīng)中性軸或者至少需要靠近中性軸，這樣便于將收縮力減少或者能夠避免產(chǎn)品的變形。除此之外，零件的擺放問題也十分重要，如果雜亂無章則會大大阻礙操作速度。

1.4尺寸變元

零件的尺寸必須符合使用的標(biāo)準(zhǔn)才行，必須在各項標(biāo)準(zhǔn)合格之后才可以進(jìn)行操作，比如：在冷沖壓彎這一工藝中，就需要零件按照既定的需求進(jìn)行彎曲，如果零件在加工的過程中，實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)的彎度，那么就算是一個成品，不需要再度進(jìn)行加工。如果不符合產(chǎn)品的需求那么還需要進(jìn)一步的加工整形來達(dá)到產(chǎn)品的要求。

1.5形狀變元

機(jī)械整體的結(jié)構(gòu)目的可以通過調(diào)整零件的形狀或者改變其規(guī)格的大小而實現(xiàn)。比如在彈簧的生產(chǎn)過程中需要考慮多個問題，首先是彈簧的大小及其相對的螺絲墊圈的規(guī)格，能否讓彈簧和使用的螺旋面以及被需要壓緊的零件相吻合，就需要設(shè)計出不同規(guī)則的產(chǎn)品，無論零件的形狀面如何都需要相匹配的彈簧來配合才行，如果零件之間的距離過大，或者不能夠?qū)毫τ行诤希敲戳慵诎惭b過后就不算是合格，如果這一類零件銷售在市場中，很可能造成一系列事故，那么為了防止拉簧因為這些問題而失去使用效率，就勢必要將彈簧的設(shè)計空間放大，并且實現(xiàn)它的自身獨特性，即使它在單獨使用的過程中也可以實現(xiàn)跟其他零件的配合。

1.6分析連接變元

一是聯(lián)接方法，主要的模式有焊接、膠結(jié)以及螺紋聯(lián)接等方式。二是聯(lián)接的方式，根據(jù)結(jié)構(gòu)類型的不同而不同，因此為了豐富聯(lián)接方式以及尋找到最為契合的聯(lián)接方式，各個聯(lián)接的結(jié)構(gòu)以及聯(lián)接的方式都可以進(jìn)行相對應(yīng)的合理調(diào)整。比如：針對一些需要拆卸的零件，如果在聯(lián)接的方式上不能選擇好，那么就會在聯(lián)接和拆卸方面造成一定的困難，此類的零件需要便捷的拆卸模式，比如日常生活中所購買的一些產(chǎn)品，像是隨聲聽的后蓋，就可以任意拆卸下來安裝電池來維持繼續(xù)使用，這樣的結(jié)構(gòu)也方便用戶使用，從未為其提供便捷的操作模式。

1.7分析工藝變元

零件在產(chǎn)生之前，往往會有其自己的設(shè)計圖紙，而設(shè)計圖紙上面的結(jié)構(gòu)內(nèi)容直接決定了產(chǎn)品屬于何種工藝級別的零件，因為每一個設(shè)備的零件都不是相同的，所以零件的設(shè)計以及成本也千差萬別，如果設(shè)計工藝在產(chǎn)品出產(chǎn)之前沒有得到完善，那么勢必會影響到零件自身的質(zhì)量，一旦零件沒有合乎要求，那么產(chǎn)品的整體結(jié)構(gòu)就會受到一定的影響。因此在零件鑄造之前對于零件圖紙的研究必須給予深度的重視，現(xiàn)在的加工技藝正呈現(xiàn)著不斷創(chuàng)新和完善的趨勢，但是問題也就隨之而來，這些加工工藝雖然具有創(chuàng)新性，但是還不夠成熟，并非達(dá)到了理想中的需求，因此還需要進(jìn)一步的對此加大研究的力度。

2機(jī)械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新的嘗試及優(yōu)化測評

2.1機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的創(chuàng)新嘗試

防腐劑在石油以及一些石化設(shè)備中具有十分重要的作用，下文以其為例，闡述變元法在其中重要的作用。石油和石化設(shè)備必須進(jìn)行防腐蝕性的設(shè)計，這樣一來，在設(shè)計的最初就應(yīng)該考慮到防腐蝕性的大小和影響因素，從而采取必要的保護(hù)和防治措施，主要有以下幾個方面。首先，在總體的設(shè)計上面，對停車間給予了嚴(yán)格的要求，不能堆放雜亂，不能潮濕，不能含有其他不利于防腐的物質(zhì)存在。其次，設(shè)備的使用年限與設(shè)備本身一些極為細(xì)小的間隙區(qū)有著十分重大的聯(lián)系，這些縫隙極有可能在人眼看不到的地方發(fā)生腐蝕問題，或者這些縫隙人是無法憑借手工去進(jìn)行操作控制的，就像是一些產(chǎn)品的焊接點，這些產(chǎn)品貌似看起來已經(jīng)不存在腐蝕的可能，但是難免會有看不到的縫隙存在，應(yīng)該進(jìn)行必要的封存和填補(bǔ)，或者干脆將縫隙擴(kuò)大，這樣便于對其進(jìn)行維修補(bǔ)救和防護(hù)。再次，溫度較高以及質(zhì)量較高的濃度階梯，局部勢差問題往往在這種情況和產(chǎn)品中產(chǎn)生，一旦發(fā)生了腐蝕則不可控制。此外，每一種金屬都有著自己獨特的屬性，產(chǎn)品在構(gòu)建的過程中不一定是一種金屬構(gòu)建而成，多半是幾種金屬共同組合而成，但是不同的金屬勢必會產(chǎn)生接觸面的腐蝕，應(yīng)該對此進(jìn)行絕緣處理。，面積越小腐蝕的點也就越小，因此要針對產(chǎn)品的不同設(shè)計縮小表面積從而減少腐蝕。

2.2對機(jī)械結(jié)構(gòu)變元創(chuàng)新設(shè)計的優(yōu)化評測

機(jī)械結(jié)構(gòu)在完成變元創(chuàng)新實踐之后。要根據(jù)目前的性能以及使用效果進(jìn)行一個綜合的測評，首先要進(jìn)行模糊測評，運用理論研究和一些理想化的模型設(shè)計一種測評模式，但是這種測評模式并不是實際操作中的模型，而是通過一定的數(shù)學(xué)模型，根據(jù)先進(jìn)的設(shè)計理念和規(guī)劃，對其進(jìn)行變化創(chuàng)新設(shè)計的檢測。在測試的過程中測試者憑借自己多年的使用經(jīng)驗和研究理念進(jìn)行對其綜合評價的過程，并根據(jù)現(xiàn)有的先進(jìn)思維對其進(jìn)行構(gòu)建，在測試的過程中還需要考慮到社會實際問題，產(chǎn)品在經(jīng)過變元之后，使用方面是否安全，便捷，可維修性是否達(dá)到了指標(biāo)，并且要將邏輯推理的思維運用到其中，選擇出使用其整體變元的方案，針對已經(jīng)選擇好了的方案，進(jìn)行進(jìn)一步地修改和完善，從而作用于產(chǎn)品的機(jī)械結(jié)構(gòu)構(gòu)建當(dāng)中，服務(wù)于產(chǎn)品的整體功能。

3結(jié)束語

機(jī)械創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計在目前產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和建設(shè)當(dāng)中占據(jù)著十分重要的比例，因此研究其具有不菲的價值，但是研究機(jī)械創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計并非一件簡單的事情，對于設(shè)計者和研究者都提出了非常高的要求，不僅在專業(yè)知識方面要熟練甚至精通，還要有敏捷的分析能力和發(fā)現(xiàn)問題解決問題的能力，創(chuàng)新的思想和技術(shù)知識更是不用說，這也是前提之一。

作者：陸建榮 單位：南通廣播電視大學(xué)

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計論文:創(chuàng)新設(shè)計機(jī)械結(jié)構(gòu)論文

1機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計上的七種變元創(chuàng)新方法

德國人發(fā)明的這一種變元法，是目前世界上最為科學(xué)易懂的變元方法，它能夠衍生出許多不同的方法，具有很大的可塑性。這種方法的內(nèi)涵主要有兩部分：它變化內(nèi)容多樣，包括材料、數(shù)量、位置、尺寸、形狀、連接、工藝七個方面；另一部分是上述七個方面的具體運用，運用的前提條件是機(jī)械基本結(jié)構(gòu)，這些元素在其基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行一定的變化，這樣就有不同的形式，新的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計方案就創(chuàng)造出來了，這樣就達(dá)到了優(yōu)化設(shè)計機(jī)械結(jié)構(gòu)的目的。接下來筆者將會重點介紹七種創(chuàng)新方案在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的具體運用，其最終目的還是滿足整個機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)的要求，這也是目前機(jī)械工作者普遍使用的方案。

1.1材料變元

現(xiàn)實生活中很多種材料都可以用來設(shè)計機(jī)械結(jié)構(gòu)，不一樣的材料要求的加工方法和手段不一樣、適用的結(jié)構(gòu)類別不一樣、零件需要的大小也不一樣。材料的變元可以變化出不一樣的結(jié)構(gòu)模式。比如說：在進(jìn)行鋼材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，零件的截面面積越大，材料結(jié)構(gòu)強(qiáng)度就越大、越硬；在鐵材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，為了使結(jié)構(gòu)變強(qiáng)變硬，人們通常使用加強(qiáng)筋和隔板的方法；在塑料材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，塑料件的筋板和壁厚應(yīng)該無差而別且對稱均勻。

1.2數(shù)量變元

在產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)當(dāng)中主要包括以下幾個方面，即零件以及輪廓面、線和加工、工作面共同構(gòu)成了產(chǎn)品本身，如果想要將機(jī)械的結(jié)構(gòu)目的進(jìn)行改變，那么就可以通過調(diào)節(jié)上述結(jié)構(gòu)元素而實現(xiàn)。就好比在鑄件的過程中，是希望越簡單便捷越好的。能夠節(jié)省一些不必要的零件配置，又能在安裝的時候方便人們的使用，這在無形中就提高了工作效率，比如安裝一個螺絲釘?shù)臅r候，如果按照螺釘和墊圈以及彈簧墊圈才能結(jié)合在一起的模式去安裝，那么就需要最少三個步驟，但是如果把它們設(shè)計為一體的話，就可以大量地節(jié)省安裝的時間，提高了效率。

1.3位置變元

在實際操作過程中，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的元素之間的位置是可以進(jìn)行調(diào)換的，這樣可以無形中使結(jié)構(gòu)本身的設(shè)計更加完善。比如，零件的焊縫位置應(yīng)該對應(yīng)中性軸或者至少需要靠近中性軸，這樣便于將收縮力減少或者能夠避免產(chǎn)品的變形。除此之外，零件的擺放問題也十分重要，如果雜亂無章則會大大阻礙操作速度。

1.4尺寸變元

零件的尺寸必須符合使用的標(biāo)準(zhǔn)才行，必須在各項標(biāo)準(zhǔn)合格之后才可以進(jìn)行操作，比如：在冷沖壓彎這一工藝中，就需要零件按照既定的需求進(jìn)行彎曲，如果零件在加工的過程中，實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)的彎度，那么就算是一個成品，不需要再度進(jìn)行加工。如果不符合產(chǎn)品的需求那么還需要進(jìn)一步的加工整形來達(dá)到產(chǎn)品的要求。

1.5形狀變元

機(jī)械整體的結(jié)構(gòu)目的可以通過調(diào)整零件的形狀或者改變其規(guī)格的大小而實現(xiàn)。比如在彈簧的生產(chǎn)過程中需要考慮多個問題，首先是彈簧的大小及其相對的螺絲墊圈的規(guī)格，能否讓彈簧和使用的螺旋面以及被需要壓緊的零件相吻合，就需要設(shè)計出不同規(guī)則的產(chǎn)品，無論零件的形狀面如何都需要相匹配的彈簧來配合才行，如果零件之間的距離過大，或者不能夠?qū)毫τ行诤希敲戳慵诎惭b過后就不算是合格，如果這一類零件銷售在市場中，很可能造成一系列事故，那么為了防止拉簧因為這些問題而失去使用效率，就勢必要將彈簧的設(shè)計空間放大，并且實現(xiàn)它的自身獨特性，即使它在單獨使用的過程中也可以實現(xiàn)跟其他零件的配合。

1.6分析連接變元

一是聯(lián)接方法，主要的模式有焊接、膠結(jié)以及螺紋聯(lián)接等方式。二是聯(lián)接的方式，根據(jù)結(jié)構(gòu)類型的不同而不同，因此為了豐富聯(lián)接方式以及尋找到最為契合的聯(lián)接方式，各個聯(lián)接的結(jié)構(gòu)以及聯(lián)接的方式都可以進(jìn)行相對應(yīng)的合理調(diào)整。比如：針對一些需要拆卸的零件，如果在聯(lián)接的方式上不能選擇好，那么就會在聯(lián)接和拆卸方面造成一定的困難，此類的零件需要便捷的拆卸模式，比如日常生活中所購買的一些產(chǎn)品，像是隨聲聽的后蓋，就可以任意拆卸下來安裝電池來維持繼續(xù)使用，這樣的結(jié)構(gòu)也方便用戶使用，從未為其提供便捷的操作模式。

1.7分析工藝變元

零件在產(chǎn)生之前，往往會有其自己的設(shè)計圖紙，而設(shè)計圖紙上面的結(jié)構(gòu)內(nèi)容直接決定了產(chǎn)品屬于何種工藝級別的零件，因為每一個設(shè)備的零件都不是相同的，所以零件的設(shè)計以及成本也千差萬別，如果設(shè)計工藝在產(chǎn)品出產(chǎn)之前沒有得到完善，那么勢必會影響到零件自身的質(zhì)量，一旦零件沒有合乎要求，那么產(chǎn)品的整體結(jié)構(gòu)就會受到一定的影響。因此在零件鑄造之前對于零件圖紙的研究必須給予深度的重視，現(xiàn)在的加工技藝正呈現(xiàn)著不斷創(chuàng)新和完善的趨勢，但是問題也就隨之而來，這些加工工藝雖然具有創(chuàng)新性，但是還不夠成熟，并非達(dá)到了理想中的需求，因此還需要進(jìn)一步的對此加大研究的力度。

2機(jī)械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新的嘗試及優(yōu)化測評

2.1機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的創(chuàng)新嘗試

防腐劑在石油以及一些石化設(shè)備中具有十分重要的作用，下文以其為例，闡述變元法在其中重要的作用。石油和石化設(shè)備必須進(jìn)行防腐蝕性的設(shè)計，這樣一來，在設(shè)計的最初就應(yīng)該考慮到防腐蝕性的大小和影響因素，從而采取必要的保護(hù)和防治措施，主要有以下幾個方面。首先，在總體的設(shè)計上面，對停車間給予了嚴(yán)格的要求，不能堆放雜亂，不能潮濕，不能含有其他不利于防腐的物質(zhì)存在。其次，設(shè)備的使用年限與設(shè)備本身一些極為細(xì)小的間隙區(qū)有著十分重大的聯(lián)系，這些縫隙極有可能在人眼看不到的地方發(fā)生腐蝕問題，或者這些縫隙人是無法憑借手工去進(jìn)行操作控制的，就像是一些產(chǎn)品的焊接點，這些產(chǎn)品貌似看起來已經(jīng)不存在腐蝕的可能，但是難免會有看不到的縫隙存在，應(yīng)該進(jìn)行必要的封存和填補(bǔ)，或者干脆將縫隙擴(kuò)大，這樣便于對其進(jìn)行維修補(bǔ)救和防護(hù)。再次，溫度較高以及質(zhì)量較高的濃度階梯，局部勢差問題往往在這種情況和產(chǎn)品中產(chǎn)生，一旦發(fā)生了腐蝕則不可控制。此外，每一種金屬都有著自己獨特的屬性，產(chǎn)品在構(gòu)建的過程中不一定是一種金屬構(gòu)建而成，多半是幾種金屬共同組合而成，但是不同的金屬勢必會產(chǎn)生接觸面的腐蝕，應(yīng)該對此進(jìn)行絕緣處理。，面積越小腐蝕的點也就越小，因此要針對產(chǎn)品的不同設(shè)計縮小表面積從而減少腐蝕。

2.2對機(jī)械結(jié)構(gòu)變元創(chuàng)新設(shè)計的優(yōu)化評測

機(jī)械結(jié)構(gòu)在完成變元創(chuàng)新實踐之后。要根據(jù)目前的性能以及使用效果進(jìn)行一個綜合的測評，首先要進(jìn)行模糊測評，運用理論研究和一些理想化的模型設(shè)計一種測評模式，但是這種測評模式并不是實際操作中的模型，而是通過一定的數(shù)學(xué)模型，根據(jù)先進(jìn)的設(shè)計理念和規(guī)劃，對其進(jìn)行變化創(chuàng)新設(shè)計的檢測。在測試的過程中測試者憑借自己多年的使用經(jīng)驗和研究理念進(jìn)行對其綜合評價的過程，并根據(jù)現(xiàn)有的先進(jìn)思維對其進(jìn)行構(gòu)建，在測試的過程中還需要考慮到社會實際問題，產(chǎn)品在經(jīng)過變元之后，使用方面是否安全，便捷，可維修性是否達(dá)到了指標(biāo)，并且要將邏輯推理的思維運用到其中，選擇出使用其整體變元的方案，針對已經(jīng)選擇好了的方案，進(jìn)行進(jìn)一步地修改和完善，從而作用于產(chǎn)品的機(jī)械結(jié)構(gòu)構(gòu)建當(dāng)中，服務(wù)于產(chǎn)品的整體功能。

3結(jié)束語

機(jī)械創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計在目前產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和建設(shè)當(dāng)中占據(jù)著十分重要的比例，因此研究其具有不菲的價值，但是研究機(jī)械創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計并非一件簡單的事情，對于設(shè)計者和研究者都提出了非常高的要求，不僅在專業(yè)知識方面要熟練甚至精通，還要有敏捷的分析能力和發(fā)現(xiàn)問題解決問題的能力，創(chuàng)新的思想和技術(shù)知識更是不用說，這也是前提之一。

作者：陸建榮 單位：南通廣播電視大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計論文:我國機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計論文

1．我國機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計和制造

一般情況下，創(chuàng)新設(shè)計先后經(jīng)過抽象思維、邏輯思維、分析和決策四個環(huán)節(jié)。抽象思維主要是是通過設(shè)計人員充分發(fā)揮創(chuàng)新思維和智慧，提出新穎的有可能實施的想法，是創(chuàng)新設(shè)計必備過程。有了抽象思維過后再將想法具體化，考察其邏輯性和可行性，結(jié)合有關(guān)的科學(xué)理論知識、原理進(jìn)行進(jìn)一步的新穎的、可行的、具體化的機(jī)械設(shè)計。而分析則包含了創(chuàng)新設(shè)計過程中所涉及的所有可能性，綜合考慮技術(shù)的可行性、成本與性價比，設(shè)計出新的可以滿足人們生活和生產(chǎn)需要的機(jī)器或者其他產(chǎn)品。

1.1我國機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計過程

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的目的在于改善機(jī)械本身的功能、性能或者以更低的經(jīng)濟(jì)成本制造滿足生產(chǎn)生活需求的機(jī)械。目前，我國技術(shù)專家認(rèn)可的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計過程一般可分為四個部分，一是根據(jù)具體需求確定機(jī)械設(shè)計的基本原理，二是機(jī)械結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和改進(jìn)，三是機(jī)械尺寸設(shè)計和參數(shù)優(yōu)化，四是機(jī)械運動性能及動力參數(shù)優(yōu)化。機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計與普通的機(jī)械設(shè)計并沒有實質(zhì)性的差異，主要的區(qū)別在于機(jī)械創(chuàng)新性設(shè)計注重發(fā)揮人的主觀能動性和創(chuàng)新能力的突破，在充分的調(diào)動人的積極性的同時創(chuàng)造出更加符合使用者需求的機(jī)械工具。

1.2我國機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的特點

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計主要包括四個特點：一是多學(xué)科知識交叉運用，互相融合，互相滲透；二是機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計中，數(shù)字并非主要思考因素，而是應(yīng)該充分結(jié)合過往經(jīng)驗和相關(guān)的理論知識，合理判斷和提出可行的新的設(shè)計方案；三是機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計不僅需要理論知識和經(jīng)驗，同時也十分注重靈感、想象力、創(chuàng)造力的作用，因此應(yīng)該較大程度發(fā)揮四者的作用；四是凡是設(shè)計創(chuàng)造類等實踐活動都需要不斷重復(fù)、嘗試，從中吸取經(jīng)驗，多級選擇方案。在機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計過程中，只有領(lǐng)略和充分展現(xiàn)以上四個特點，才能做出的創(chuàng)新設(shè)計。

2.我國機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計思維

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計思維對于機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計來說意義重大，只有通過不斷的改革創(chuàng)新和開拓進(jìn)取，勇于突破現(xiàn)有的固定模式和局限，采取新的方法、體制、設(shè)計才能使自身在飛速發(fā)展的時代中保持經(jīng)驗豐富，走在時代的前沿。

2.1機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計思維的涵義

創(chuàng)新設(shè)計思維就是指在原有的科學(xué)理論知識、原理以及過往的設(shè)計和經(jīng)驗中設(shè)想出新穎的、更能滿足審美或者實用需求的設(shè)計方案。而對于機(jī)械設(shè)計人員來說，創(chuàng)新無疑是自身最核心的競爭力，通過提高產(chǎn)品的性能、降低產(chǎn)品的成本以及縮短生產(chǎn)時間來提高機(jī)械設(shè)計的性價比。在機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計過程中，首先應(yīng)該有創(chuàng)造性思維，在前人的基礎(chǔ)上提出更加優(yōu)化的觀念，并將這些優(yōu)化的觀念付諸實踐，從而創(chuàng)造出新的不一樣的機(jī)械設(shè)計。創(chuàng)造性思維具有多維多向性的特點，強(qiáng)調(diào)聯(lián)想、靈感和感覺，并不是依靠固定的邏輯思維推理出來的，而是激發(fā)于機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計人員的大腦。

2.2機(jī)械創(chuàng)造性思維的三大特征

2.2.1自由性

機(jī)械創(chuàng)造性思維較大的特征在于自由，創(chuàng)新是自由的，思想是自由的。機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計人員可以在結(jié)合有關(guān)客觀科學(xué)理論的基礎(chǔ)上自由憑借自己的想象、靈感、直覺設(shè)計出新的機(jī)械，而不必有太多的思想束縛。在當(dāng)今變化趕不上計劃的經(jīng)濟(jì)時代，思維的自由符合現(xiàn)代社會發(fā)展的需要。而在機(jī)械設(shè)計工作中，要不斷地有新的進(jìn)步的成果，就必須突破原有的事物，消除固定思維的束縛，自由地翱翔在創(chuàng)新設(shè)計的天空中，只有不斷突破和創(chuàng)新才能設(shè)計出更令人滿意的成果。

2.2.2多向性

每個人的思維方式都不一樣，具有多向性的特點。而在機(jī)械創(chuàng)造性思維中，同樣具有多向性的特點，設(shè)計人員可以從不同角度去觀察和判斷問題，并且設(shè)想出不同視角的方案。設(shè)計的美妙恰巧在于它的多樣性和多向性，沒有固定的設(shè)想方向，任意一個方向都可以是設(shè)計者們延伸的目標(biāo)。多向性思維與創(chuàng)造力是相輔相成、密不可分的，一個機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計過程中一定有過多向性的設(shè)想，從中擇優(yōu)進(jìn)行實踐得出產(chǎn)品。因此，多向性思維是機(jī)械設(shè)計中十分重要的一點。

2.2.3獨創(chuàng)性

獨創(chuàng)性即設(shè)計出跟別人不一樣的產(chǎn)品，提出不一樣的理念，突破原有的固定模式，創(chuàng)造出新穎的進(jìn)步的成果。獨創(chuàng)性是機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的目標(biāo)，創(chuàng)新的目的在于獨創(chuàng)，擁有別人沒有的想法和成果。因此，在機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計過程中，要學(xué)會從新的切入點思考問題，掌握不同的設(shè)計方法，敢于向原有的觀點提出新的看法，從而設(shè)計出具有獨創(chuàng)性、新穎的機(jī)械產(chǎn)品，更好滿足生活和生產(chǎn)的需求。

綜上所述，在機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的路途上還有很長一段路要走，在創(chuàng)新設(shè)計的過程中對于機(jī)械創(chuàng)造的創(chuàng)新思維非常重要，在遵行已有的設(shè)計基礎(chǔ)上，需要更長遠(yuǎn)更有想象力的思維去推動機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的發(fā)展。

作者:石建單位:中國特種飛行器研究所

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計論文:機(jī)械方案創(chuàng)新設(shè)計管理論文

0引言

機(jī)械方案設(shè)計是一個創(chuàng)造性很強(qiáng)的活動，其思維過程是形象思維和抽象思維綜合作用的結(jié)果。目前計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD）主要解決了在計算和繪圖等設(shè)計后續(xù)階段對設(shè)計者的支持。而對于極富創(chuàng)造性的早期方案設(shè)計階段的計算機(jī)支持至今沒有取得實質(zhì)性的進(jìn)展。即使是智能CAD系統(tǒng)，所采用的方法的理論基礎(chǔ)仍是基于傳統(tǒng)的人工智能的知識表示與推理方法，即邏輯思維為基礎(chǔ)，其中多以知識工程和專家系統(tǒng)的方法實現(xiàn)。這種CAD與AI的簡單組合，沒有也不可能從真正意義上實現(xiàn)方案設(shè)計自動化。創(chuàng)造性如何在方案設(shè)計過程中體現(xiàn)一直是困擾設(shè)計理論研究工作者的棘手問題，也一直沒有很好地解決，本文將就這一問題作一探討。

1機(jī)械方案設(shè)計的一般過程

一般認(rèn)為，方案設(shè)計階段主要有兩個任務(wù)：首先是建立技術(shù)系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)。然后通過選擇相應(yīng)于功能結(jié)構(gòu)中的每個功能的功能載體，并組合這些被選擇的功能載體形成整個技術(shù)系統(tǒng)的設(shè)計方案。

通用設(shè)計理論認(rèn)為，方案設(shè)計過程可表述為兩個映射過程（圖1）：即用戶需求域到功能域的映射以及功能域到結(jié)構(gòu)域的映射。由需求域到功能域的映射過程最能體現(xiàn)設(shè)計者的創(chuàng)造能力，這一過程涉及到對設(shè)計思維規(guī)律以及創(chuàng)造性機(jī)理認(rèn)識水平，涉及到自然語言到專業(yè)技術(shù)語言的轉(zhuǎn)化。盡管有些學(xué)者提出通過對設(shè)計要求進(jìn)行層次分解來建立功能結(jié)構(gòu)圖的討論，但一般還要通過人工干預(yù)進(jìn)行。從功能到結(jié)構(gòu)的映射，實際上是功能結(jié)構(gòu)圖中的每一個分功能與能實現(xiàn)該分功能的結(jié)構(gòu)進(jìn)行匹配，一般情況下，總體功能往往包含著許多分功能。而每一功能可以由不同的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)，因此存在組合、協(xié)調(diào)和評價篩選的問題。具體的機(jī)械方案設(shè)計過程如圖2所示。

圖2所示的機(jī)械方案設(shè)計過程還可通過數(shù)學(xué)形式進(jìn)行描述。設(shè)總體功能為U，它可分解為一些子功能，分解過程可形式化為：

U＝（U1，U2，…Um）（1）

即總體功能是有m個子功能UI（I＝1，2，…m）組成的。

任何一個子功能UI（I＝1，2，…，m）對應(yīng)著能夠完成該分功能的子結(jié)構(gòu)的集合TI，即

TI＝（tI1，tI2，…，tin）（I＝1，2，…，m）（2）

式中tij（j＝1，2，…，n）對應(yīng)于能完成子功能UI的所有子結(jié)構(gòu)，n為完成該子功能的子結(jié)構(gòu)總數(shù)。如果用UI定義行，tij為元素構(gòu)成矩陣，即得到功能與結(jié)構(gòu)相聯(lián)系的“功能—結(jié)構(gòu)技術(shù)矩陣”：

（3）

當(dāng)然能夠?qū)崿F(xiàn)各子功能的子結(jié)構(gòu)數(shù)并不相等，可以將能夠?qū)崿F(xiàn)某一子功能的最多子結(jié)構(gòu)數(shù)定為n，少于這個數(shù)的子功能元素項用零表示。圖2所描述的機(jī)械方設(shè)計的一般過程，看起來很簡單，但計算機(jī)實現(xiàn)有許多問題需要解決。如總功能如何分解為子功能、功能如何表達(dá)（因為從不同的角度提出的功能表達(dá)詞匯是不相同的）以及如何有效根據(jù)功能索引子結(jié)構(gòu)等問題有待進(jìn)一步探討和研究。

2基于機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)類型變異綜合方法

自60年代圖論理論首次被應(yīng)用于機(jī)構(gòu)設(shè)計以來，它在機(jī)構(gòu)分析與綜合方面的應(yīng)用得到深入的研究。在圖論中，封閉的圖代表機(jī)構(gòu)，頂點代表連桿，邊代表運動副。圖可以用矩陣（如鄰接矩陣和關(guān)聯(lián)矩陣）表示、分析和計算。1979年，F(xiàn)reudenstein和Maki提出“功能與結(jié)構(gòu)分離”的方法用于機(jī)構(gòu)綜合，隨后許多學(xué)者對這一方法進(jìn)行研究和深化。該方法包括如下幾個環(huán)節(jié)：

2．1根據(jù)用戶的需求，提出機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計任務(wù)與技術(shù)要求：

（1）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)要求

如運動性質(zhì)（平面運動或空間運動）、基本回路數(shù)（或獨立環(huán)數(shù)目）、運動副類型及數(shù)目、構(gòu)件類型及數(shù)目、主動副類型及其位置以及機(jī)架的構(gòu)件類型及其位置；

（2）功能性要求

如輸出構(gòu)件數(shù)目及其位置、每一輸出構(gòu)件的任務(wù)（如軌跡生成、函數(shù)生成、導(dǎo)引以及其它要求、滿足對預(yù)定的速度及加速度要求、滿足對機(jī)構(gòu)整體的動力學(xué)性能要求；

（3）約束條件

如運動精度、結(jié)構(gòu)緊湊性、剛度、機(jī)械效益、軸銷作用反力以及制造、裝配、成本等方面的約束。

2．2結(jié)構(gòu)類型綜合

通過結(jié)構(gòu)類型綜合列出滿足設(shè)計任務(wù)要求的全部結(jié)構(gòu)類型并以適當(dāng)形式表示。

2．3挑選結(jié)構(gòu)類型

根據(jù)功能要求和約束條件，篩選出好的結(jié)構(gòu)類型。

該方法目前研究局限在平面連桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)類型綜合，且一般集中在運動鏈同構(gòu)識別、自由度識別方法以及平面運動鏈自動生成等理論方法研究階段。盡管有一些應(yīng)用的研究報道，但都是針對簡單機(jī)構(gòu)（如變沖程發(fā)動機(jī)活塞機(jī)構(gòu)、車門開啟機(jī)構(gòu)等）通過人工方式實現(xiàn)。計算機(jī)實現(xiàn)還有一些關(guān)鍵技術(shù)沒有很有效的方法，如運動鏈同構(gòu)識別問題，主動副位置確定、機(jī)架位置的確定、桿組的自動劃分以及對運動鏈進(jìn)行評價篩選等問題。

3集成功能推理及結(jié)構(gòu)推理的方案創(chuàng)新設(shè)計過程模型

如果用人工智能語言描述，在上述第1小節(jié)中討論的機(jī)械方案設(shè)計的一般過程是基于功能推理方式，而第2小節(jié)中所討論的機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)類型變異綜合方法是基于結(jié)構(gòu)推理方式。這兩種方式有其內(nèi)在的聯(lián)系，如何將這兩種方式有機(jī)地聯(lián)系在一起對于機(jī)械方案創(chuàng)新設(shè)計是一件很有意義的工作。功能推理主要解決功能到結(jié)構(gòu)之間的映射，通過結(jié)構(gòu)部件組合途徑形成機(jī)械方案。而結(jié)構(gòu)推理是從結(jié)構(gòu)部件的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上通過機(jī)構(gòu)演繹（機(jī)架變換，主動件位置變換以及運動副類型變換）途徑對機(jī)構(gòu)進(jìn)行變異創(chuàng)新，盡管目前結(jié)構(gòu)推理局限在平面連桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)類型綜合，但通過本文的研究，該方法可以擴(kuò)展到一般剛體機(jī)械方案創(chuàng)新設(shè)計。有鑒于此，作者提出如圖3所示的集成功能推理和結(jié)構(gòu)推理的機(jī)械方案創(chuàng)新設(shè)計過程模型。

該設(shè)計過程模型由以下主要步驟組成：

Step1：功能結(jié)構(gòu)圖的建立。根據(jù)設(shè)計要求，建立功能結(jié)構(gòu)圖。

Step2：根據(jù)建立的功能結(jié)構(gòu)圖，尋找滿足各子功能要求的功能載體并組合成為原始機(jī)械方案。

Step3：將原始機(jī)械方案進(jìn)行抽象化為表達(dá)機(jī)械方案連接信息的運動鏈表示。并記錄原始方案一些約束信息，如自由度數(shù)、桿數(shù)、原動件必須是幾副桿、輸出構(gòu)件是否必須與機(jī)架相連等等。

Step4：運動鏈發(fā)散。列舉所有與抽象化表示的運動鏈具有相同自由度、桿副類型以及桿數(shù)的非同構(gòu)運動鏈，并進(jìn)行篩選。

Step5：機(jī)械方案元型集的生成。對篩選的運動鏈進(jìn)行機(jī)架識別、原動件識別、桿組識別，形成用連桿和轉(zhuǎn)動副表達(dá)的機(jī)械方案元型。

Step6：候選方案集的生成。將以上生成的機(jī)械方案元型通過類型替代，形成候選方案集。

Step7：方案的評價決策。得到方案。

Step8：方案的尺度綜合。

4機(jī)械方案創(chuàng)新設(shè)計智能支持系統(tǒng)

根據(jù)以上的過程模型，我們開發(fā)了機(jī)械方案創(chuàng)新設(shè)計智能支持系統(tǒng)MCIDISS。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖4所示。該系統(tǒng)由五大模塊組成：

（1）基于實例功能推理的原始機(jī)械方案生成模塊：該模塊采用兩級實例推理的模型，完成從設(shè)計任務(wù)到功能結(jié)構(gòu)圖的建立以及裝置提取與組合協(xié)調(diào)設(shè)計生成原始機(jī)械方案的

任務(wù)。

（2）基于結(jié)構(gòu)推理的方案設(shè)計創(chuàng)新模塊：該模塊在上面模塊產(chǎn)生的原始機(jī)械方案的基礎(chǔ)上，通過抽象化表示，將原始機(jī)械方案表達(dá)為一般化運動鏈，從機(jī)械方案拓?fù)渎?lián)接上進(jìn)行變異創(chuàng)新。

（3）評價決策模塊：該模塊主要任務(wù)是對各階段的設(shè)計解進(jìn)行評價決策。系統(tǒng)主要采用模糊綜合評價決策方法。

（4）機(jī)構(gòu)尺度綜合模塊：該模塊主要任務(wù)是對組成機(jī)械方案的機(jī)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行綜合，以便從尺度上論證方案的可行性。

（5）運動分析及仿真模塊：該模塊是在完成機(jī)構(gòu)尺度綜合后，對其進(jìn)行運動分析和仿真，以便使設(shè)計者對所設(shè)計的方案有一個清晰直觀的認(rèn)識。

5結(jié)束語

本文先簡要分析了機(jī)械方案設(shè)計一般過程和機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)類型綜合的一般過程，在此基礎(chǔ)上，研究并提出了集成功能推理和結(jié)構(gòu)推理的機(jī)械方案創(chuàng)新設(shè)計過程模型。基于所提出的過程模型，作者開發(fā)了機(jī)械方案創(chuàng)新設(shè)計智能支持原型系統(tǒng)MCIDISS。MCIDISS開發(fā)和運行表明，其具有合理的知識庫結(jié)構(gòu)，運行情況穩(wěn)定，用戶界面友好，推理控制策略靈活，因此具有很好的實用性和較高的開發(fā)效率。

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計論文:機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計比賽的實踐

全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽是經(jīng)教育部高等教育司批準(zhǔn)的面向大學(xué)生的群眾性科技活動。大賽的目的在于引導(dǎo)高等學(xué)校在教學(xué)中注重培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計意識、綜合設(shè)計能力與團(tuán)隊協(xié)作精神;加強(qiáng)學(xué)生動手能力的培養(yǎng)和工程實踐的訓(xùn)練,提高學(xué)生針對實際需求通過創(chuàng)新思維,進(jìn)行機(jī)械設(shè)計和工藝制作等實際工作能力;吸引、鼓勵廣大學(xué)生踴躍參加課外科技活動,為人才脫穎而出創(chuàng)造條件。特別是對積極探索機(jī)械基礎(chǔ)課程教學(xué)改革、提高課程教學(xué)質(zhì)量和大學(xué)生綜合素質(zhì)具有非常重要的作用。大賽自2004年舉辦以來,在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)創(chuàng)新意識、鍛煉學(xué)生動手能力和提高教學(xué)質(zhì)量等方面取得了豐碩的成果,因此,很多高校已經(jīng)將大賽作為創(chuàng)新教育中的一個實踐教學(xué)環(huán)節(jié),并嘗試將大賽融入到機(jī)械專業(yè)教學(xué)體系中來[1-2]。

江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院是一所三本性質(zhì)的獨立學(xué)院,經(jīng)過多年的辦學(xué)實踐,培養(yǎng)“應(yīng)用型”和“創(chuàng)新型”人才已成為學(xué)院培養(yǎng)目標(biāo)[3-4]。依托學(xué)科開展多種科技競賽活動進(jìn)行創(chuàng)新人才和應(yīng)用人才的培養(yǎng)是一種行之有效的辦法[5]。我院于2008年首次參加了第三屆機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽,作品“全自動計量售飯機(jī)”獲得江西省賽區(qū)一等獎,這是江西賽區(qū)獨立學(xué)院獲獎作品。改進(jìn)后的第二代作品代表江西賽區(qū)參加全國大賽,榮獲二等獎。該作品已申請專利,并有一些企業(yè)對此作品很感興趣,計劃進(jìn)行市場開發(fā)。在首次參加比賽就取得較好成績的基礎(chǔ)上,我們積極備戰(zhàn),2010年攜3項作品參加了全國第四屆機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽江西賽區(qū)選拔賽,作品“機(jī)械手式機(jī)井救援機(jī)”獲江西省一等獎,“土壤滅火器”獲三等獎,“球型抗風(fēng)暴救生艇”獲優(yōu)勝獎。“機(jī)械手式機(jī)井救援機(jī)”作為江西省選送項目參加全國比賽,并獲二等獎。成績的取得,來源于學(xué)生、教師、學(xué)校各方面的努力和堅持。在參賽過程中,我們分析問題,總結(jié)經(jīng)驗,制定出一套行之有效的操作模式。

一、以賽促學(xué),調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,激勵學(xué)生創(chuàng)新欲望

獨立學(xué)院的學(xué)生整體素質(zhì)與重點高校相比有較大的差距,與省屬本科院校相比也有一定的差距。學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不高,厭學(xué)情緒較大,部分學(xué)習(xí)較主動的學(xué)生也容易被大環(huán)境同化。在課堂教學(xué)過程中,學(xué)生總是處于被動狀態(tài),很難發(fā)揮主觀能動性,學(xué)習(xí)興趣提不起來。為了更好將大賽融入到學(xué)生的學(xué)習(xí)生活中,以賽促學(xué),我們進(jìn)行了如下舉措:

(一)成立機(jī)械創(chuàng)新協(xié)會當(dāng)今大學(xué)生對學(xué)習(xí)興趣不濃厚,但對社團(tuán)活動卻情有獨鐘。在機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽組織實施過程中,學(xué)院利用學(xué)生心理作用于2008年成立了機(jī)械創(chuàng)新協(xié)會,吸引了一批對機(jī)械創(chuàng)新有興趣的學(xué)生,在課余時間以科研興趣小組為單位開展課外實踐活動,包括創(chuàng)新課題討論、校外實習(xí)基地參觀、小產(chǎn)品制作、基本加工技能培訓(xùn)、學(xué)術(shù)報告等。實踐活動中,教師以創(chuàng)新理念引導(dǎo)學(xué)生,為學(xué)生提供了足夠的思維發(fā)展空間,放手讓學(xué)生大膽嘗試,充分培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力、自學(xué)能力和動手能力。學(xué)生通過課外實踐活動,加強(qiáng)了團(tuán)隊合作意識,拓寬了機(jī)械創(chuàng)新基礎(chǔ)知識面。

(二)建立專用實驗室固定的實驗場所是順利開展課外實踐活動的基本保障。江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院在實驗樓建立專門實驗室供學(xué)生使用。此實驗室由機(jī)械創(chuàng)新協(xié)會管理,配備專門指導(dǎo)教師和常用加工工具如老虎鉗、扳手、電鋸、小型鉆床等,并與學(xué)院實訓(xùn)中心建立聯(lián)系,利用實訓(xùn)中心現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行機(jī)械零部件加工并完成創(chuàng)新小產(chǎn)品的制作。這樣學(xué)生可以充分利用課余時間,有計劃地開展實踐活動,避免了受常規(guī)實踐教學(xué)的干擾,提高了學(xué)生參與課外實踐活動的自覺性和主動性。

(三)定期開展學(xué)術(shù)報告和專業(yè)講座針對機(jī)械愛好者定期開設(shè)系列講座如:機(jī)械設(shè)計與創(chuàng)新能力培養(yǎng)、機(jī)械制造技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢、傳感檢測技術(shù)在機(jī)電產(chǎn)品中的應(yīng)用、單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢等,涉及設(shè)計方法、先進(jìn)制造技術(shù)、測試技術(shù)、控制理論等專業(yè)技術(shù)方面知識。通過啟發(fā)式、討論式等多種方式,調(diào)動學(xué)生的積極性,引導(dǎo)學(xué)生思考,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。還有一類報告是由學(xué)生自己主持的,由已畢業(yè)返校的校友和參加過往屆比賽的學(xué)生講述自己的經(jīng)驗,并對學(xué)弟學(xué)妹提出期望和告誡。系列講座和學(xué)術(shù)報告的開設(shè),拓寬了學(xué)生的基礎(chǔ),擴(kuò)大了學(xué)生的知識面,培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維,激勵了學(xué)生的創(chuàng)新欲望。

二、以賽促教,加強(qiáng)教師隊伍建設(shè)

教師是培養(yǎng)學(xué)生的關(guān)鍵,的指導(dǎo)教師不僅應(yīng)有較高的理論水平,更需具備較強(qiáng)的動手能力和豐富的實踐經(jīng)驗。江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院是2001年組建的獨立學(xué)院,師資隊伍結(jié)構(gòu)不太合理,年輕教師居多,這些教師大多是畢業(yè)后直接進(jìn)入學(xué)校參加教學(xué)和管理工作,動手能力和實踐經(jīng)驗都有欠缺。機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計比賽周期很長,從項目創(chuàng)意、立項、方案設(shè)計、具體零部件設(shè)計、加工制作、試驗調(diào)試 到參賽答辯準(zhǔn)備等工作,需要指導(dǎo)教師長時間關(guān)注指導(dǎo)項目,并對指導(dǎo)教師的綜合能力提出較高的要求。針對以上問題,學(xué)院在教師培養(yǎng)和提高教師綜合素質(zhì)方面做了很多工作。

(一)加強(qiáng)教師培訓(xùn)江西理工大學(xué)歷來重視對青年教師的培訓(xùn)工作,通過多種途徑來提高教師的水平。針對機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽,安排《機(jī)械設(shè)計》《機(jī)械加工工藝》《機(jī)電傳動控制》《液壓傳動》等課程教師參加了教育部高等教育司舉辦的高校教師網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn),通過學(xué)習(xí)先進(jìn)教學(xué)理念和教學(xué)技法,借鑒其他院校的教學(xué)經(jīng)驗來改變教學(xué)觀念,提高教學(xué)水平。鑒于青年教師實踐經(jīng)驗欠缺、動手能力較差等因素,每年利用寒暑假時間,聯(lián)系實習(xí)單位,送教師到工廠和企業(yè)進(jìn)行實地培訓(xùn),專門針對加工工藝、數(shù)控加工等專業(yè)操作進(jìn)行培訓(xùn)。另外,還與本地的多家機(jī)械加工企業(yè)建立校企合作,定期派教師到生產(chǎn)一線去進(jìn)行實踐,并在合作單位與工人師傅共同指導(dǎo)完成《機(jī)械加工工藝課程設(shè)計》等實踐環(huán)節(jié)。

(二)豐富課堂教學(xué)內(nèi)容,創(chuàng)新實驗教學(xué)現(xiàn)如今大學(xué)教育還是以課堂教學(xué)為主的教育模式,因此課堂教學(xué)水平的高低反映了學(xué)校的建設(shè)水平。江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院針對機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽,豐富《機(jī)械原理》《機(jī)械設(shè)計》等基礎(chǔ)課程的教學(xué)內(nèi)容[6-7]。利用校內(nèi)實訓(xùn)基地、功能實驗室和機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽,形成有較強(qiáng)工程背景的教學(xué)環(huán)境,使直觀式教學(xué)、現(xiàn)場式教學(xué)方式的采用如魚得水。在這樣的教學(xué)環(huán)境下,通過一系列以機(jī)械產(chǎn)品為對象的實訓(xùn)項目,以及采用大量的源于生活、源于生產(chǎn)一線的案例,使教學(xué)內(nèi)容注入更多的工程因素,達(dá)到基本知識、基本理論與工程實際緊密結(jié)合的目的。為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計能力,在課程建設(shè)中對實驗室進(jìn)行擴(kuò)充,在原有傳統(tǒng)機(jī)械零件模型和機(jī)構(gòu)模型基礎(chǔ)上,進(jìn)行機(jī)構(gòu)創(chuàng)新、軸系創(chuàng)新、機(jī)械系統(tǒng)創(chuàng)意組合和慧魚創(chuàng)新設(shè)備的購進(jìn),在試驗內(nèi)容上,增加機(jī)構(gòu)創(chuàng)意設(shè)計、組合式軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計、機(jī)械傳動綜合實驗等。

(三)建立教師工人相結(jié)合指導(dǎo)模式鑒于教師、學(xué)生動手能力較差,參賽模型或?qū)嵨镏谱鬟^程比較困難這一問題,結(jié)合江西理工大學(xué)實際情況,制定了教師工人相結(jié)合的指導(dǎo)模式。學(xué)院的目標(biāo)是培養(yǎng)應(yīng)用型人才,因此在實習(xí)環(huán)境的投入上比較大。學(xué)院有完整的金工實習(xí)工廠,其中包含了機(jī)加工的全部工種:鉗、車、焊、熱處理和數(shù)控機(jī)床加工,并配備經(jīng)驗豐富的生產(chǎn)工人進(jìn)行實習(xí)指導(dǎo)。利用學(xué)院現(xiàn)有優(yōu)勢,在參賽初期的選題和方案設(shè)計階段由教師指導(dǎo)完成,在模型或樣機(jī)的加工制作階段,由教師和工人共同指導(dǎo),學(xué)生具體操作完成零部件的加工和參賽樣機(jī)的裝配。

三、以賽促改,制定科學(xué)的教學(xué)計劃

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽每兩年一次,不利于學(xué)校教學(xué)計劃的安排,難以保障每屆學(xué)生都有機(jī)會參加;比賽籌備時間太長,從題目的公布到參加地區(qū)預(yù)賽要一年多時間,容易與正常的課程教學(xué)相沖突;大賽沒有納入教學(xué)計劃,作品的設(shè)計、制作場地易與教學(xué)相沖突;大賽對學(xué)生知識面要求很廣,涉及的課程多,包括力學(xué)系列課程、機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)系列課程、電工電子、計算機(jī)控制、程序設(shè)計系列課程、機(jī)械加工工藝等,學(xué)生在低年級沒有掌握好大賽需要的一些基本知識和技能,為了完成比賽任務(wù)臨時抱佛腳,卻又耽誤了新課程的學(xué)習(xí),高年級學(xué)生又忙于考研和找工作沒有充足的時間參加大賽。針對這一問題,楊叔子院士在《再論機(jī)械創(chuàng)新大賽很重要》的報告中已經(jīng)提出“:這一大賽不是可有可無,建議納入個性化教學(xué)計劃,并從體制上加以保障。”鑒于此問題,江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院進(jìn)行了系列教學(xué)改革。

(一)優(yōu)化課程體系針對機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽我們已完成省教改課題“培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型機(jī)械專業(yè)人才的綜合課程設(shè)計改革”(課題編號:JXJG-06-84-1)和校級教改課題“以創(chuàng)新設(shè)計大賽為切入點的《機(jī)械原理》教學(xué)改革”的研究工作。通過兩課題的研究在原有教學(xué)計劃基礎(chǔ)上,針對機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽和綜合課程設(shè)計改革[8],將機(jī)械專業(yè)09級教學(xué)計劃中的機(jī)械原理課程設(shè)計、機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計和專業(yè)課程設(shè)計分別改為機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(一)、(二)、(三),使之成為連續(xù)的實踐教學(xué)環(huán)節(jié),并在課題的設(shè)置上,增加創(chuàng)新專題,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。在課程設(shè)置上,增加了《機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計》選修課程,開設(shè)互動式和討論式教學(xué)環(huán)節(jié),通過參與課堂教學(xué)提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維、掌握創(chuàng)新方法。在10級教學(xué)計劃中增加了為期一周的《機(jī)械創(chuàng)新實訓(xùn)》實踐環(huán)節(jié),該實訓(xùn)是基于慧魚創(chuàng)意組合模型和機(jī)構(gòu)創(chuàng)新組合平臺開展的,意在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和動手能力。

(二)提供政策保障、建立激勵措施學(xué)院教學(xué)改革的重點是放在實踐教學(xué)改革方面,因此在實驗室建設(shè)和開展課題研究上給予大力支持。江西理工大學(xué)立足學(xué)院實際,專門成立了由分管科研的副院長任組長,由教務(wù)辦公室主任、各系教學(xué)主任組成的大學(xué)生科技創(chuàng)新領(lǐng)導(dǎo)小組,對不同渠道、不同學(xué)科、不同類型、不同級別的賽事,進(jìn)行策劃、組織和管理,統(tǒng)一協(xié)調(diào)參賽學(xué)生、指導(dǎo)教師、方案評審、作品制作、組織參賽、動員宣傳等各項工作,有計劃有組織地開展學(xué)生課外科技創(chuàng)新活動,參與各類科技競賽。學(xué)校投資140萬,正在籌建機(jī)械創(chuàng)新實驗室、機(jī)器人實驗室和液壓測控試驗系統(tǒng)(含機(jī)械手等設(shè)備)。另外學(xué)院每年對大賽設(shè)立專項資金支持,保障大賽順利進(jìn)行,對參賽老師和學(xué)生給予充分的支持和一定的獎勵。

四、結(jié)語

“以賽促學(xué)、以賽促教、以賽促改”是各院校開展各項學(xué)科競賽的初衷。江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院通過參加機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽,促進(jìn)了教學(xué)改革,完成多項教改課題的研究,提高了指導(dǎo)教師的理論水平和創(chuàng)新能力。就學(xué)生而言通過參加比賽提高了學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)了創(chuàng)新意識,增強(qiáng)了專業(yè)綜合知識應(yīng)用能力、工程實踐能力和就業(yè)競爭實力。通過參加機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽,顯示了我院的組織能力和科研能力,宣傳了學(xué)校辦學(xué)特色與成果,提高了學(xué)校的知名度和影響力。

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計論文:分析機(jī)械加工機(jī)床的創(chuàng)新設(shè)計

工具箱的上蓋和箱底是采用焊接的方式和箱內(nèi)部框架連接固定在一起的。,工具箱底部的4個萬向腳輪和固定支撐是通過焊接的方式固定連接在箱底上的,萬向腳輪的作用是可以任意方向移動工具箱,而固定支撐則可以根據(jù)需要將其固定在現(xiàn)有位置上,防止接觸過程中的工具箱移動。工具箱具體設(shè)計分析將工具箱整體分為4層,第1層可以放置部分輕型物品;第2層放置加力杠、扳手等物品;第3層放置中心鉆、頂尖等重型物品;第4層則可以放置操作人員的手套、工作服等日常用品。在底部安裝4個代步輪子,便于工具箱的移動。(1)上箱門的改進(jìn)設(shè)計。工具箱的上箱門,也可代替及時層的蓋子,并且在上箱門的表面應(yīng)設(shè)計凹槽,方便上箱門的開關(guān)(充當(dāng)手柄使用)。另外,在上箱門的背面兩邊,也可安裝一個彈性壓條,用于固定機(jī)械加工中所需觀察的圖紙,這樣就方便機(jī)床操作人員隨時觀察圖紙數(shù)據(jù),進(jìn)行合理調(diào)整。(2)前箱門的改進(jìn)設(shè)計。機(jī)械加工機(jī)床工具箱主要由上箱門、前箱門以及箱體3個部分組成。箱體主要分為4層,除了第1層之外,其余3層都可以分成3個小部分。每一個部分都可以用作不同物品的放置,例如:工件、工具、日用品(手套、工作服)等。一般來說,前箱門采用折頁門的形式,這樣方便操作者隨時取用、放置工件、量具等。安全是前箱門主要的優(yōu)點,當(dāng)操作人員拿出工具后,箱門不會自動打開,人員在附近走動也不會觸碰到箱門,這樣對人身也是一種保護(hù)[2]。

工具箱實際案例。1)框架的設(shè)計與建模成型。針對以上闡述,我們設(shè)計一個實際的工具箱,以便大家能更加直觀地了解到工具箱的構(gòu)造:工具箱整體框架的高度定為0.9m,總寬度0.35m,總長0.4m。框架總體分為4個層次,從上至下,第1層的高度為0.15m;第2層到第4層各為0.25m。根據(jù)工具箱技術(shù)設(shè)計規(guī)范,需要采用砂輪對焊縫處進(jìn)行打磨,之后再用砂紙打磨表面,將一層膩子刮在表面上,再在表面上均勻地涂抹防銹漆。具體框架樣式如。2)底板設(shè)計與建模成型。為工具箱中每一層的底板,尺寸要求:長0.4m,寬0.35m,厚0.005m。根據(jù)工具箱技術(shù)設(shè)計要求,應(yīng)先刮一層膩子在層底表面,再均勻地涂抹防銹漆。(4)萬向腳輪的尺寸與選擇。由于萬向腳輪屬于標(biāo)準(zhǔn)件,可以在市場上購買到。萬向腳輪是車輪安裝在具有偏心距的支架上,該支架能自由地繞鉛垂幾何軸線轉(zhuǎn)動。工業(yè)腳輪具體見WP13B-50×20,GB/T14688。材料的選擇及零件間的配合(1)材料的選擇。根據(jù)力學(xué)的要求以及實際設(shè)計中遇到的情況,最終選擇45鋼來制作工具箱的兩扇門,工具箱的箱蓋、內(nèi)部框架、箱底、固定支撐等均采用Q235。(2)零件間的配合連接。箱底層和萬向腳輪可以進(jìn)行固定支撐之間的配合調(diào)整。這3個零件需要通過焊接的方式連接在一起,框架與箱底層、層板和框架之間、框架與層擋板之間也是采用焊接方式。在頂層板、內(nèi)門、外門以及箱底層之間都需要留出一定的間隙,用做門的旋轉(zhuǎn)和打開。

現(xiàn)在采用的是推拉門;從工具箱腳來看,原來采用的是固定腿,現(xiàn)在使用的是4個代步輪;從層板來看,原先平板是方形,現(xiàn)在采用的是凹槽狀板。工具箱設(shè)計的完成,不僅可保障機(jī)床操作人員的人身安全,避免以往設(shè)計中工件、器具掉落對人員的傷害;另外,新型工具箱可方便地隨意移動,大幅提升了工具箱的使用效率,從而更好地為提升了為機(jī)械加工機(jī)床服務(wù)的效率,逐漸地轉(zhuǎn)變?yōu)橹苯咏?jīng)濟(jì)效益。總之,為了更好地滿足機(jī)械機(jī)床加工的要求,新型工具箱就要考慮到以下幾方面技術(shù):(1)工具箱主要由上箱門、前箱門、箱體這3個部分組成;(2)整體分成4層,每一層分為3個小部分,以便工具位置的明確;(3)安裝腳輪不僅可固定擺放,也可隨意移動箱體。如此的改進(jìn)設(shè)計,不僅可避免以往的工具箱設(shè)計為機(jī)械加工機(jī)床操作帶來的不便,也能維護(hù)人身安全,更好地為機(jī)械加工服務(wù)。

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計論文:淺談機(jī)械零部件的創(chuàng)新設(shè)計

【摘 要】文章針對傳統(tǒng)機(jī)械零部件的設(shè)計局限性，提出了 現(xiàn)代 設(shè)計思想和 方法 。

【關(guān)鍵詞】機(jī)械制造；零部件設(shè)計；現(xiàn)代思想； 科學(xué) 發(fā)展

一、機(jī)械零部件傳統(tǒng)的設(shè)計局限

傳統(tǒng)機(jī)械零部件的設(shè)計帶來了運用中出現(xiàn)的許多 問題 ：零部件容易腐蝕損壞；零部件容易疲勞損壞，斷裂、表面剝落等；零部件容易摩擦損壞等等。這些問題的出現(xiàn)，都是機(jī)械零部件傳統(tǒng)的設(shè)計局限性所產(chǎn)生的。機(jī)械機(jī)械零部件設(shè)計是人類為了實現(xiàn)某種預(yù)期的目標(biāo)而進(jìn)行的一種創(chuàng)造性活動。傳統(tǒng)機(jī)械機(jī)械零部件設(shè)計的特點是以長期經(jīng)驗積累為基礎(chǔ)，通過力學(xué)、數(shù)學(xué)建模及試驗等所形成的經(jīng)驗公式、圖表、標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范作為依據(jù)，運用條件性 計算 或類比等方法進(jìn)行設(shè)計。傳統(tǒng)設(shè)計在長期運用中得到不斷的完善和提高， 目前 在大多數(shù)情況下仍然是有效的設(shè)計方法，但是它有很多局限：在方案設(shè)計時憑借設(shè)計者有限的直接經(jīng)驗或間接經(jīng)驗，通過計算、類比 分析 等，以收斂思維方式，過早地確定方案。這種方案設(shè)計既不充分又不系統(tǒng)，不強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新，因此很難得到方案；在機(jī)械零部件設(shè)計中，僅對重要的零部件根據(jù)簡化的力學(xué)模型或經(jīng)驗公式進(jìn)行靜態(tài)的或近似的設(shè)計計算，其他零部件只作類比設(shè)計，與實際工況有時相差較遠(yuǎn)，難免造成失誤；傳統(tǒng)設(shè)計偏重于考慮產(chǎn)品自身的功能的實現(xiàn)，忽略人?機(jī)?環(huán)境之間關(guān)系的重要性；傳統(tǒng)設(shè)計采用手工計算、繪圖，設(shè)計的性差、工作周期長、效率低。

二、創(chuàng)新思維機(jī)械零部件的設(shè)計思想

機(jī)械零部件設(shè)計的本質(zhì)是創(chuàng)造和革新。現(xiàn)代機(jī)械機(jī)械零部件設(shè)計強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新設(shè)計，要求在設(shè)計中更充分地發(fā)揮設(shè)計者的創(chuàng)造力，利用近期 科技 成果，在現(xiàn)代設(shè)計 理論 和方法的指導(dǎo)下，設(shè)計出更具有生命力的產(chǎn)品。

（一）運用創(chuàng)造思維

設(shè)計者的創(chuàng)造力是多種能力、個性和心理特征的綜合表現(xiàn)，它包括觀察能力、記憶能力、想象能力、思維能力、表達(dá)能力、自控能力、文化修養(yǎng)、理想信念、意志性格、興趣愛好等因素。其中想象能力和思維能力是創(chuàng)造力的核心，它是將觀察、記憶所得信息有控制地進(jìn)行加工變換，創(chuàng)造表達(dá)出新成果的整個創(chuàng)造活動的中心。創(chuàng)造力的開發(fā)可以從培養(yǎng)創(chuàng)新意識、提高創(chuàng)新能力和素質(zhì)、加強(qiáng)創(chuàng)新實踐等方面著手。設(shè)計者不是把設(shè)計工作當(dāng)成例行公事，而是時刻保持強(qiáng)烈的創(chuàng)新愿望和沖動，掌握必要創(chuàng)新方法，加強(qiáng) 學(xué)習(xí) 和鍛煉，自覺開發(fā)創(chuàng)造力，成為一個符合現(xiàn)代設(shè)計需要的創(chuàng)新人才。

（二）運用發(fā)散思維

發(fā)散思維又稱輻射思維或求異思維等。它是以欲解決的問題為中心，思維者打破常規(guī)，從不同方向，多角度、多層次地考慮問題，求出多種答案的思維方式。例如，若提出“將兩零部件聯(lián)結(jié)在一起”的問題，常規(guī)的辦法有螺紋聯(lián)結(jié)、焊接、膠接、鉚接等，但運用發(fā)散思維思考，可以得到利用電磁力、摩擦力、壓差或真空、綁縛、冷凍等方法。發(fā)散思維是創(chuàng)造性思維的主要形式之一，在技術(shù)創(chuàng)新和方案設(shè)計中具有重要的意義。

（三）運用創(chuàng)新思維

創(chuàng)造力的核心是創(chuàng)新思維。創(chuàng)新思維是一種較高層次的思維活動，它是建立在各類常規(guī)思維基礎(chǔ)上的。人腦在外界信息激勵下，將各種信息重新綜合集成，產(chǎn)生新的結(jié)果的思維活動過程就是創(chuàng)新思維。機(jī)械機(jī)械零部件設(shè)計的過程是創(chuàng)新的過程。設(shè)計者應(yīng)打破常規(guī)思維的慣例，追求新的功能原理、新方案、新結(jié)構(gòu)、新造型、新材料、新工藝等，在求異和突破中體現(xiàn)創(chuàng)新。

三、科學(xué)的進(jìn)行機(jī)械零部件設(shè)計

（一）把握機(jī)械零部件設(shè)計的主要 內(nèi)容

機(jī)械零部件設(shè)計是機(jī)械設(shè)計的重要組成部分，機(jī)械運動方案中的機(jī)構(gòu)和構(gòu)件只有通過零部件設(shè)計才能得到用于加工的零部件工作圖和部件裝配圖，同時它也是機(jī)械總體設(shè)計的基礎(chǔ)。機(jī)械零部件設(shè)計的主要內(nèi)容包括：根據(jù)運動方案設(shè)計和總體設(shè)計的要求，明確零部件的工作要求、性能、參數(shù)等，選擇零部件的結(jié)構(gòu)構(gòu)形、材料、精度等，進(jìn)行失效分析和工作能力計算，畫出零部件圖和部件裝配圖。機(jī)械產(chǎn)品整機(jī)應(yīng)滿足的要求是由零部件設(shè)計所決定的，機(jī)械零部件設(shè)計應(yīng)滿足的要求為：在工作能力上要求具體有強(qiáng)度、剛度、壽命、耐磨性、耐熱性、振動穩(wěn)定性及精度等；在工藝性上要求加工、裝配具有良好的工藝性及維修方便；在 經(jīng)濟(jì) 性上的要求主要指生產(chǎn)成本要低。此外，還要滿足噪聲控制、防腐性能、不污染環(huán)境等環(huán)境保護(hù)要求和安全要求等。這些要求往往互相牽制，需綜合考慮。

（二）嚴(yán)格 計算 機(jī)械零部件的失效形式

機(jī)械零部件由于各種原因不能正常工作而失效，其失效形式很多，主要有斷裂、表面壓碎、表面點蝕、塑性變形、過度彈性變形、共振、過熱及過度磨損等。為了保障零部件能正常工作，在設(shè)計零部件時應(yīng)首先進(jìn)行零部件的失效 分析 ，預(yù)估失效的可能性，采取相應(yīng)措施，其中包括 理論 計算，計算所依據(jù)的條件稱為計算準(zhǔn)則，常用的計算準(zhǔn)則有：一是強(qiáng)度準(zhǔn)則。強(qiáng)度是機(jī)械零部件抵抗斷裂、表面疲勞破壞或過大塑性變形等失效的能力。強(qiáng)度要求是保障機(jī)械零部件能正常工作的基本要求。二是剛度準(zhǔn)則。剛度是指零部件在載荷（下轉(zhuǎn)第57頁）（上接第58頁）的作用下，抵抗彈性變形的能力。剛度準(zhǔn)則要求零部件在載荷作用下的彈性變形在許用的極限值之內(nèi)。三是振動穩(wěn)定性準(zhǔn)則。對于高速運動或剛度較小的機(jī)械，在工作時應(yīng)避免發(fā)生共振。振動穩(wěn)定性準(zhǔn)則要求所設(shè)計的零部件的固有頻率與其工作時所受激振源的頻率錯開。四是耐熱性準(zhǔn)則。機(jī)械零部件在高溫工作條件下，由于過度受熱，會引起潤滑油失效、氧化、膠合、熱變形、硬度降低等 問題 ，使零部件失效或機(jī)械精度降低。因此，為了保障零部件在高溫下正常工作，應(yīng)合理設(shè)計其結(jié)構(gòu)及合理選擇材料，必要時須采用水冷或氣冷等降溫措施。五是耐磨性準(zhǔn)則。耐磨性是指相互接觸并運動零部件的工作表面抵抗磨損的能力。當(dāng)零部件過度磨損后，將改變其結(jié)構(gòu)形狀和尺寸，削弱其強(qiáng)度，降低機(jī)械精度和效率，以致零部件失效報廢。因此，機(jī)械設(shè)計時應(yīng)采取措施，力求提高零部件的耐磨性。

（三）正確選擇機(jī)械零部件表面粗糙度

表面粗糙度是反映零部件表面微觀幾何形狀誤差的一個重要技術(shù)指標(biāo)，是檢驗零部件表面質(zhì)量的主要依據(jù)；它選擇的合理與否，直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、使用壽命和生產(chǎn)成本。機(jī)械零部件表面粗糙度的選擇 方法 有3種，即計算法、試驗法和類比法。在機(jī)械零部件設(shè)計工作中， 應(yīng)用 最普通的是類比法，此法簡便、迅速、有效。應(yīng)用類比法需要有充足的 參考 資料，現(xiàn)有的各種機(jī)械設(shè)計手冊中都提供了較的資料和 文獻(xiàn) 。最常用的是與公差等級相適應(yīng)的表面粗糙度。在通常情況下，機(jī)械零部件尺寸公差要求越小，機(jī)械零部件的表面粗糙度值也越小，但是它們之間又不存在固定的函數(shù)關(guān)系。在實際工作中，對于不同類型的機(jī)器，其零部件在相同尺寸公差的條件下，對表面粗糙度的要求是有差別的。這就是配合的穩(wěn)定性問題。在機(jī)械零部件的設(shè)計和制造過程中，對于不同類型的機(jī)器，其零部件的配合穩(wěn)定性和互換性的要求是不同的。在設(shè)計工作中，表面粗糙度的選擇歸根到底還是必須從實際出發(fā)，衡量零部件的表面功能和工藝 經(jīng)濟(jì) 性，才能作出合理的選擇。

（四）優(yōu)化機(jī)械零部件設(shè)計方法

要充分運用機(jī)械學(xué)理論和方法，包括機(jī)構(gòu)學(xué)、機(jī)械動力學(xué)、摩擦學(xué)、機(jī)械結(jié)構(gòu)強(qiáng)度學(xué)、傳動機(jī)械學(xué)等及計算機(jī)輔助分析的不斷 發(fā)展 ，對設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)問題能作出很好的處理，一系列新型的設(shè)計準(zhǔn)則和方法正在形成。計算機(jī)輔助設(shè)計（cad）是把計算機(jī)技術(shù)引入設(shè)計過程，利用計算機(jī)完成選型、計算、繪圖及其他作業(yè)的 現(xiàn)代 設(shè)計方法。cad技術(shù)促成機(jī)械零部件設(shè)計發(fā)生巨大的變化，并成為現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計的重要組成部分。 目前 ，cad技術(shù)向更深更廣的方向發(fā)展，主要表現(xiàn)為以下基于專家系統(tǒng)的智能cad；cad系統(tǒng)集成化，cad與cam（計算機(jī)輔助制造）的集成系統(tǒng)（cad/cam）；動態(tài)三維造型技術(shù)；基于并行工程，面向制造的設(shè)計技術(shù)（dfm）；分布式 網(wǎng)絡(luò) cad系統(tǒng)。 

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計論文:大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計能力培養(yǎng)方法分析

一、大學(xué)生機(jī)械設(shè)計課程教育背景

我們國家的領(lǐng)導(dǎo)人早在上個世紀(jì)，就提出了重要的一點:“創(chuàng)新是一個民族進(jìn)步的靈魂，也是一個國家興旺發(fā)達(dá)的不竭動力。”在現(xiàn)代化的大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的教學(xué)過程中，教師可以運用多種機(jī)械設(shè)計和制作手段方面的創(chuàng)新，展開豐富多樣的大學(xué)生機(jī)械設(shè)計教學(xué)活動，多方位提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)水平，激發(fā)學(xué)生展開工程設(shè)計和實踐探索的決心。機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(MechanicalCreativeDesign)要求設(shè)計者在機(jī)械設(shè)計的過程中，兼顧設(shè)計的新穎性、創(chuàng)造性，體現(xiàn)制作發(fā)明的實用性。為了提高大家對于機(jī)械創(chuàng)新的興趣，學(xué)校可以常年性舉辦創(chuàng)新設(shè)計(MCDchampionship)大賽，通過評選“創(chuàng)造之星”的方式，給予參賽選手一定的現(xiàn)金獎勵，提高大學(xué)生群體的參與熱情，增強(qiáng)廣大學(xué)生群體參賽的積極性。可以針對學(xué)生的學(xué)習(xí)水平展開一系列考量工作，為大學(xué)生量身設(shè)計一套符合自己已有能力的機(jī)械制作課題計劃。

二、提高學(xué)生機(jī)械設(shè)計創(chuàng)新能力的方法

(一)從多種渠道出發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生的實際動手操作能力

為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，必須要加強(qiáng)機(jī)械設(shè)計方面的理念創(chuàng)新工作，普通高等院校的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計相關(guān)負(fù)責(zé)人，應(yīng)該安排一些具有教學(xué)經(jīng)驗的機(jī)械課老師作為能力培訓(xùn)人員，在日常的工作中，機(jī)械課教師還應(yīng)該從多種渠道出發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生的實際動手操作能力。在課堂外，機(jī)械課教師可以通過多種形式的補(bǔ)充教學(xué)，提高學(xué)生的創(chuàng)新水平。在機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的過程中，老師一定要重視學(xué)生知識遷移能力的培養(yǎng)，通過互聯(lián)網(wǎng)搜索引擎搜集機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的年度作品的相關(guān)設(shè)計細(xì)節(jié)，并且將這些科技作品圖片使用辦公軟件加以編輯和處理，從而做成PPT，可以很好的幫助學(xué)生適應(yīng)與相關(guān)領(lǐng)域的各種動手設(shè)計操作。除了這些之外，學(xué)校應(yīng)該為學(xué)生的知識遷移能力的培養(yǎng)，提供更多的材料儲備，機(jī)械課教師可以組織學(xué)生經(jīng)常性地去參加一些考察活動，帶領(lǐng)學(xué)生去參觀博物館和高精尖時代技術(shù)運用的現(xiàn)代化科技展覽，幫助學(xué)生了解現(xiàn)今時代的現(xiàn)今機(jī)械設(shè)計運用和各種創(chuàng)新性發(fā)明，可以給學(xué)生的實際動手操作過程提靈感支持。

(二)重視對于學(xué)生組織的培養(yǎng)工作

社團(tuán)組織是普通高等院校開展機(jī)械設(shè)計等相關(guān)技術(shù)普及的“前沿陣地，”只有從根本上重視對于學(xué)生組織的培養(yǎng)工作，才能夠為學(xué)生營造一個的動手操作平臺。學(xué)生參加了學(xué)校的機(jī)械設(shè)計相關(guān)組織之后，既可以鍛煉自己的團(tuán)隊協(xié)作能力，還能夠更好地培養(yǎng)自己與人溝通能力，為以后組織更好的科技研發(fā)社團(tuán)關(guān)系打下良好的基礎(chǔ)。為了滿足學(xué)生對于當(dāng)今社會機(jī)械產(chǎn)品的思考和創(chuàng)新需要，學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)還可以聯(lián)合院系骨干教師和學(xué)生社團(tuán)組織的負(fù)責(zé)人，召開人才培養(yǎng)的相關(guān)聯(lián)合研發(fā)會議。通過成立專門性的組織，開辦院系內(nèi)不得額機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計培訓(xùn)班，學(xué)生在課后培訓(xùn)班中，可以學(xué)習(xí)到更多的理論知識，使用到更多的模具基本設(shè)計材料，進(jìn)行學(xué)生基本能力的培養(yǎng)。讓學(xué)生在學(xué)校平臺中找到一個發(fā)揮自己“光”和“熱”的良好組織。除了這些以外，培養(yǎng)學(xué)校內(nèi)部的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計組織，挖掘?qū)W校有發(fā)明創(chuàng)造潛力和特殊長處的學(xué)生，及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生身上的閃光點。

(三)加大師資力量建設(shè)，對學(xué)生設(shè)計活動提供技術(shù)支持

學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)可以安排擔(dān)任過機(jī)械設(shè)計創(chuàng)新方面的社團(tuán)組織負(fù)責(zé)人，進(jìn)入“校企合辦”的組織中進(jìn)行學(xué)習(xí)，可以提高學(xué)校與機(jī)械公司聯(lián)系的緊密度，不僅可以開闊學(xué)生的眼界，在今后求職的過程中，有過此種經(jīng)驗的學(xué)生往往也會更加具有優(yōu)勢，他們更加具備團(tuán)隊意識和集體思維能力。各種各樣的學(xué)生機(jī)械組織和發(fā)明制作社團(tuán)活動，對于高等院校學(xué)生綜合素質(zhì)的提升有很大的幫助。因為，學(xué)校的課堂教育往往是不夠的，所以，學(xué)校可以培養(yǎng)諸如“機(jī)器發(fā)明創(chuàng)造”等類似的興趣社團(tuán)，鼓勵學(xué)生將所學(xué)的知識點與實際的操作相結(jié)合，激勵學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。除此之外，學(xué)校還應(yīng)該鼓勵學(xué)生參加學(xué)校內(nèi)部的各種機(jī)械設(shè)計“小發(fā)明”等相關(guān)社團(tuán)組織，加大對各類科技研究社團(tuán)組織的資金投入，加大骨干師資力量對于學(xué)生設(shè)計活動的技術(shù)支持，抽調(diào)學(xué)校實驗室的常任教師為學(xué)生講解，從而加強(qiáng)對于大學(xué)生科研小組等社團(tuán)組織的扶植力度。

三、結(jié)束語

由于學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力，是支撐大學(xué)生在未來的職業(yè)發(fā)展中的重要能力，機(jī)械設(shè)計也是進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計和工程項目構(gòu)件改造的重要技術(shù)支持，是廣大的大學(xué)畢業(yè)生從事不同維修操作的理論基礎(chǔ)保障。因此，機(jī)械課教師可以幫助學(xué)生做出科學(xué)的學(xué)習(xí)計劃，實現(xiàn)機(jī)械設(shè)計規(guī)劃的良性發(fā)展，通過實際動手能力的鍛煉，開發(fā)學(xué)生自身的潛能和知識遷移能力水平，實現(xiàn)學(xué)生個人能力的發(fā)展和提高。

作者：王艷飛 竇東陽 單位:中國礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計論文:創(chuàng)新設(shè)計在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用研究

摘要：對于一個國家來說，創(chuàng)新是不竭的動力，是民族發(fā)展的基礎(chǔ)，只有具備創(chuàng)新的意識和思維，才能在具體的的實踐工作中提高我國的綜合國力。機(jī)械是一個國家富強(qiáng)的重要標(biāo)志，對于機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計來說需要具備很強(qiáng)的創(chuàng)造性。在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計中，需要時刻注重改革和創(chuàng)新，只有這樣才能達(dá)到化設(shè)計，才能獲得最符合規(guī)范的設(shè)計效果。

關(guān)鍵詞：機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計；創(chuàng)新設(shè)計；應(yīng)用

0.引言

當(dāng)前，對于機(jī)械結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計已經(jīng)得到了較為廣泛的關(guān)注，創(chuàng)新是為了對機(jī)械進(jìn)行更好地利用，同時也是為了將其實際效能發(fā)揮出來。對于機(jī)械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計來說，一般其思維都較為統(tǒng)一，且以變元法為主，因為這種方法使用簡單，在創(chuàng)新設(shè)計中利用邏輯化的思維可以對可變元素進(jìn)行系統(tǒng)化的梳理。對于機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計來說，它是一項非常具有創(chuàng)造性的工作，在設(shè)計機(jī)械結(jié)構(gòu)時需要時刻對其進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新，這樣才能讓設(shè)計達(dá)到化效果。在本文中，主要論述了變元法在機(jī)械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計中的應(yīng)用，以期能得到更好的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計效果。

1.變元法

在機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計中變元法的應(yīng)用較為廣泛，該法是從德國引進(jìn)的，它同時還被賦予了創(chuàng)新的精神，將變元法應(yīng)用在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計中就是創(chuàng)新的重要標(biāo)志。變元法系統(tǒng)化和邏輯化地梳理了設(shè)計中的一些可變元素，便于更加有效和地進(jìn)行設(shè)計創(chuàng)新。在應(yīng)用變元法前，工作人員需要首先分析和研究好機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本框架，這樣才能確保化的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計。對于變元法來說，它對產(chǎn)品的設(shè)計定義具有極好的詮釋作用。論證過的變元法可以對關(guān)鍵點進(jìn)行有效調(diào)整，便于改變原先設(shè)計中的弊端，以便提供更好的設(shè)計方案，將變元法自身的優(yōu)勢發(fā)揮出來。

1.1材料變元和其數(shù)量

在機(jī)械設(shè)計中會涉及很多的原材料，這些材料種類繁多，同時每種材料的價值不一，功能也各不相同。如果從另一個角度來考慮，原材料的加工工藝差別性也較大，有效加工后才能符合某種需求，并成為理想地達(dá)到參數(shù)要求的材料。還有部分材料是不能加工的，需要對材料實施變元法才能達(dá)到要求。比如，設(shè)計剛性材料，要想達(dá)到設(shè)計要求一般會使用增大面積的方法，讓其成為理想中的感性材料。鐵性材料可以通過將隔板增強(qiáng)等措施來進(jìn)行調(diào)整。這些例子都是通過變元法來實現(xiàn)的，也就是說變元法通過變量的形式將一種或是多種變量改變，但是并沒有改變結(jié)果，屬于全新的設(shè)計模式。加工面和工作面是機(jī)械結(jié)構(gòu)原理的兩個重要基本元素，此外還包括產(chǎn)品本身和產(chǎn)品整體等。產(chǎn)品性能可以通過這幾種元素進(jìn)行衡量，操作人員在實際的工作中需要調(diào)整好這些產(chǎn)品元素，這樣得到的產(chǎn)品原件才能達(dá)到理想效果。

1.2位置和工藝變元

所謂的位置變元指的是將元件位置改變，以此來優(yōu)化設(shè)計。比如，在焊接部分元器件的過程中操作人員需要選擇好焊接位置，確保焊接位置靠近中心軸，避免元器件出現(xiàn)變形，或是有不規(guī)則扭曲現(xiàn)象出現(xiàn)。所謂的工藝變元指的是在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中需要嚴(yán)格把好施工工藝關(guān)，同時結(jié)合好圖紙將的工藝產(chǎn)品設(shè)計出來，同時借助先進(jìn)工藝技術(shù)的幫助，開發(fā)和設(shè)計元器件，一旦出現(xiàn)問題要及時對其進(jìn)行調(diào)整。

1.3尺寸變元

所謂的尺寸變元指的是將元器件的形狀改變，以此來達(dá)到化，也就是將元器件的長寬高3個基本參數(shù)改變。比如，泠沖壓壓彎曲技術(shù)，因為材料是能進(jìn)行彈性變化的，但是需要在泠沖壓之前先變形，同時還要考慮到和計算相關(guān)的參數(shù)，只有這樣才能使得材料在變元后充分發(fā)揮作用，如圖1所示。

2.機(jī)械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計的關(guān)鍵點分析

在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計中設(shè)計人員需要重點考慮好防腐性能，在選擇材料和零部件的過程中需要考慮到如圖2所示因素的影響作用，另外，還需要考慮到如下元素：設(shè)計防腐設(shè)備：機(jī)械設(shè)備需要給予其完善的空間，特別是需要確保其處于干燥的環(huán)境中，淤積介質(zhì)千萬不能出現(xiàn)，這樣可以有效減少設(shè)備的腐蝕。結(jié)構(gòu)間隙腐蝕：在設(shè)計結(jié)構(gòu)過程中，一般都會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)盲區(qū)，這些盲區(qū)位于眼睛看不到或是手觸摸不到的地方。這些區(qū)域很容易沉淀物質(zhì)，這些物質(zhì)不僅能損害機(jī)械設(shè)備，同時還會對設(shè)備造成腐蝕，設(shè)備的使用年限會大大降低，主要體現(xiàn)在如下方面：焊接點、鉚接結(jié)構(gòu)和容器襯板結(jié)構(gòu)等。設(shè)計人員在設(shè)計這些部分時一定不要出現(xiàn)間隙結(jié)構(gòu)，從而將結(jié)構(gòu)質(zhì)量提高。如果上述問題不能得到解決，就需要將密封間隙增加。如果上面的設(shè)計不能達(dá)到要求，可以將間隙進(jìn)行合理擴(kuò)大，使得設(shè)計質(zhì)量得到保障。避免直接接觸金屬：在結(jié)構(gòu)設(shè)計中盡量不要直接接觸金屬，這是因為金屬容易出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，所以需要將不同的金屬隔離出來。不要出現(xiàn)高濃度梯度：從某種意義上講容易出現(xiàn)沉淀物或是冷凝物，這樣會導(dǎo)致局部勢差出現(xiàn)，從而使得設(shè)備的腐蝕速度增快。在機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，需要將最小面積規(guī)范體現(xiàn)出來，這樣才能將表面積較大限度地減少，通過分析實驗數(shù)據(jù)知，球體結(jié)構(gòu)是好的選擇，圓柱體是僅次于球體結(jié)構(gòu)的選擇。

3.化結(jié)構(gòu)設(shè)計方案

對于設(shè)計方案來說，它會直接影響到機(jī)械結(jié)構(gòu)的實際使用效果，所以在設(shè)計方案的選擇中需要高度重視，或者是設(shè)計出多種方案進(jìn)行相互的對比和篩選，將方案選擇出來，在對設(shè)計方案進(jìn)行合理分析之后，評價好設(shè)計方案，在評價過程中需要采用科學(xué)、合理的評價方法，一般使用較多的是模糊綜合評判法。在綜合評定時需要考慮到安全性、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、社會效益、維修性和可操作性等評價因素的影響。如果是考慮到社會效益的影響，需要考慮到設(shè)備是否會經(jīng)常出現(xiàn)故障等；如果是經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，需要從成本和人員兩方面來考慮；如果是可操作性，需要從施工工藝方面來考慮，主要是從施工技術(shù)是否成熟等方面來考慮。所以，綜合上面的因素考慮，在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計中，需要根據(jù)設(shè)備的特點對結(jié)果進(jìn)行不斷的優(yōu)化，這樣不僅能對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行調(diào)整，同時還能對設(shè)計結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。對于結(jié)構(gòu)中的一些關(guān)鍵性的結(jié)構(gòu)和零部件要建立起數(shù)學(xué)模型，這樣才能對其進(jìn)一步進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。因為模型能將結(jié)構(gòu)特征真實反映出來，為結(jié)構(gòu)設(shè)計的改進(jìn)和完善提供必要的參考依據(jù)，這樣才能綜合性優(yōu)化。隨著我國當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的增快，我國的綜合實力的重要衡量參數(shù)就是機(jī)械設(shè)備，所以需要對機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行不斷的創(chuàng)新，這樣才能不斷完善好施工技術(shù)。隨著我國當(dāng)前科技創(chuàng)新的發(fā)展，機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計也被不斷地進(jìn)行優(yōu)化，測控設(shè)備的方法也得到了不斷的優(yōu)化和發(fā)展，設(shè)計人員的設(shè)計思路也需要與時俱進(jìn)，不斷將自身的創(chuàng)新意識提高，同時不斷引進(jìn)新的設(shè)計理念，使得機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計得到不斷地完善和發(fā)展。

結(jié)語

在設(shè)備的使用和更新過程中機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計起到了非常重要的作用，它在很大程度上促進(jìn)了我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。對于機(jī)械設(shè)計來說找到適合的新方法來替代舊方法是當(dāng)前需要解決的重點和難點，需要設(shè)計人員具有較強(qiáng)的實際操作技能和操作意識，同時不斷優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計，將機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的思路和理念提高，只有這樣才能提高機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量，實現(xiàn)我國的強(qiáng)國之夢。

作者:杜春艷 單位:恩比爾機(jī)械制造有限公司

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計論文:機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計中的創(chuàng)新設(shè)計探析

時代的發(fā)展與社會的進(jìn)步對創(chuàng)新提出了進(jìn)一步的要求。創(chuàng)新是一個民族進(jìn)步的靈魂，是一個國家興旺發(fā)達(dá)的不竭動力，對于機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計來說也同樣如此。對于設(shè)計者來說，在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計中進(jìn)行創(chuàng)新是一項非常具有挑戰(zhàn)的任務(wù)。只有充分了解機(jī)械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新的必要性，才能取得的設(shè)計效果。

一、新時期機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計中創(chuàng)新的必要性分析

時代的發(fā)展與科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步對機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的思想與理念提出了新的要求。新時期，如何使機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計滿足社會發(fā)展與人們?nèi)粘５墓ぷ髋c生活的需求成為必須迫切思考的問題。解決這一問題的有效途徑就是機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中融入創(chuàng)新精神與創(chuàng)新理念。創(chuàng)新并不是憑空創(chuàng)造，而是在現(xiàn)有理論與實踐的基礎(chǔ)上進(jìn)行有效的發(fā)展。對于機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計來說，設(shè)計者就是要思考如何利用已經(jīng)存在的現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計理念，將其與創(chuàng)新思維相結(jié)合，從而實現(xiàn)不同構(gòu)件、模塊的優(yōu)化組合，以便制造出能夠滿足人們需求的機(jī)械結(jié)構(gòu)部件。新時期機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計創(chuàng)新就是要求設(shè)計者能夠從機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)在規(guī)律入手，不斷實踐。

二、基于變元法的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計創(chuàng)新

（一）機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計時進(jìn)行材料變元

機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計離不開材料的科學(xué)選擇，可以說機(jī)械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新的成敗決定了合理的材料選擇。比如說在設(shè)計液浮式陀螺時，如果馬達(dá)定子殼所使用鋁質(zhì)材料，而將合金鋼作為轉(zhuǎn)子軸的材料，那么因為其膨脹系數(shù)的不同導(dǎo)致其在運行時可能因為定子與轉(zhuǎn)子軸向尺寸的變化，導(dǎo)致液浮式陀螺馬達(dá)運行故障。所以設(shè)計時就必須重視材料變元的科學(xué)運用，合理利用材料。

（二）機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計時進(jìn)行數(shù)量變元

眾所周知，完整的機(jī)械結(jié)構(gòu)是一個成熟的系統(tǒng)，包含各種不同的零件，這些零件雖然作用不同但是都發(fā)揮著作用。在設(shè)計時，設(shè)計人員就必須不斷計算，并將計算結(jié)果與機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計相比對，及時改進(jìn)。如果發(fā)現(xiàn)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在冗余零件結(jié)構(gòu)，則需要及時更換淘汰。對于機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的創(chuàng)新就要求設(shè)計人員及時調(diào)整機(jī)械結(jié)構(gòu)的零部件，確保結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)、合理。設(shè)計時可以減少零件或者將部分零件合并，通過減少了零件的數(shù)量，提高其互換性，從而提高了機(jī)械結(jié)構(gòu)的性能。比如說鑄件的結(jié)構(gòu)性裝必須簡單，此時就應(yīng)該采用直線型的輪廓。而螺紋連接結(jié)構(gòu)中，要想避免螺絲松動問題，就可以把螺釘、墊圈以及彈簧墊片功能整合，減少零件數(shù)量并滿足功能。

（三）機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計時進(jìn)行位置變元

機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中如果調(diào)整零件的位置，則可能導(dǎo)致機(jī)械結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的整體性能發(fā)生變化。在一些機(jī)械設(shè)備中，其傳動裝置的齒輪要求必須貼合無間隙，但是在加工過程中往往做不到這樣的要求，齒輪的孔距難以得到有效的控制。雖然可以采取其他的設(shè)計形式，但是可能又會受到空間的限制。所以設(shè)計師必須通過位置變元，以此來不斷調(diào)整機(jī)械機(jī)構(gòu)各零部件之間的孔距與距離，進(jìn)而實現(xiàn)創(chuàng)新，改善性能。

（四）機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計時進(jìn)行尺寸變元

機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計創(chuàng)新時還應(yīng)該保障機(jī)械結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的外觀、外形尺寸以及安裝等屬性與要求。所以說，設(shè)計者必須保障機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計時的尺寸變元，不斷找到的零件應(yīng)用尺寸，實現(xiàn)零件應(yīng)用方案的優(yōu)化。除了要注重零件的性能外，還應(yīng)該對零件的外形、尺寸進(jìn)行一定的變化或者修正，保障機(jī)械結(jié)構(gòu)運轉(zhuǎn)的正常。在平時對機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)該盡量縮小零件的尺寸并且將機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計模塊化，以便內(nèi)部零件的不斷協(xié)調(diào)運行。這樣可以直接縮小機(jī)械結(jié)構(gòu)的外形。

（五）機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計時進(jìn)行形狀變元

設(shè)計人員要關(guān)注機(jī)械結(jié)構(gòu)中零件表面極其整體形狀、輪廓等，通過設(shè)計實現(xiàn)零件形狀的改變，從而改善機(jī)械結(jié)構(gòu)的性能、外形或者功能。例如在設(shè)計某一機(jī)械結(jié)構(gòu)時，要求其發(fā)揮彈簧壓力壓緊零件，就可以在設(shè)計時將彈簧類型（壓簧、拉簧、扭簧、板簧等）和被壓零件形狀（圓柱面、平面、螺旋面、球面等）進(jìn)行反復(fù)組合，在所得到的各種方案中選擇組合。

（六）機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計時進(jìn)行連接變元

機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計中的連接方式與方法比較多，不同的機(jī)械結(jié)構(gòu)需要選擇不同的連接方式。所以設(shè)計人員要具有將不同連接結(jié)構(gòu)以及連接方式進(jìn)行相互調(diào)換、調(diào)整以及改變的思維，從而獲得眾多不同類型的機(jī)械結(jié)構(gòu)類型。比如說一些機(jī)械部件需要經(jīng)常拆卸，在選擇連接結(jié)構(gòu)時就應(yīng)該選用一些既能夠連接也能夠便于拆卸的連接結(jié)構(gòu)。這種類型在生活中可以經(jīng)常看到，尤其是手機(jī)機(jī)蓋或者兒童玩具產(chǎn)品中較為多見。

（七）機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計時進(jìn)行工藝變元

使用不同工藝方法裝配起來的機(jī)械結(jié)構(gòu)可能其性能也不同，在進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)該考慮到這一點，否則可能出現(xiàn)機(jī)械結(jié)構(gòu)產(chǎn)品無法滿足設(shè)計需求的局面。設(shè)計人員所要做的就是要熟練掌握各種加工工藝，并能夠在此基礎(chǔ)上進(jìn)行反復(fù)試驗。通過仔細(xì)分析，找到零件結(jié)構(gòu)工藝中可能存在的問題，從而提出相應(yīng)的修改意見。在一些機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計與推廣中，一些機(jī)械結(jié)構(gòu)的加工與制造可能與傳統(tǒng)方法不同，設(shè)計人員需要予以極大的關(guān)注，以便其能夠保障機(jī)械結(jié)構(gòu)的質(zhì)量與性能。

結(jié)語

綜上所述，機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計創(chuàng)新具有非常重要的意義，是滿足人們需求，促進(jìn)社會進(jìn)步與發(fā)展的不竭動力。對于設(shè)計者來說，要不斷探尋機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的創(chuàng)新點，不斷優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計，利用創(chuàng)新思維、創(chuàng)新理念替代傳統(tǒng)設(shè)計理念與方法。這就要求設(shè)計者必須具備高昂的斗志、敏銳的觀察力以及源源不斷的靈感，最重要的則是要有較高的專業(yè)素質(zhì)。只有這樣才能不斷創(chuàng)新機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計，滿足社會與生活的需要。

作者：喬石 邵婉 單位：煙臺北方星空自控科技有限公司

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計論文:機(jī)械結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計及其優(yōu)化分析

1結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計新方法—變元法

結(jié)構(gòu)設(shè)計作為機(jī)械設(shè)計過程中至關(guān)重要的組成部分，所完成的工作是按照的機(jī)械原理進(jìn)行機(jī)械圖紙的設(shè)計。變元法是由德國科學(xué)家發(fā)明的方法，主要應(yīng)用于機(jī)械相關(guān)設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖紙的設(shè)計，其特點是具有創(chuàng)新性。本文針對變元法作出了一定的修改和完善，目的是讓這種方法更容易被應(yīng)用和理解。變元法在機(jī)械行業(yè)及相關(guān)領(lǐng)域有較為廣泛的應(yīng)用。我們在使用變元法的完成結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，是以完成這種產(chǎn)品的基本結(jié)構(gòu)為前提，再進(jìn)行其他新型設(shè)計思路的研發(fā)。變元法的含義主要包含兩個方面：一方面，機(jī)械結(jié)構(gòu)方面，這方面的變元法主要包括七個種類；另一方面，針對這部分的變元進(jìn)行改變，創(chuàng)新性的實現(xiàn)不同種類的結(jié)構(gòu)設(shè)計。以下是對7個變元的闡述：

1.1數(shù)量變元

數(shù)量變元指的是研究機(jī)械設(shè)備的所有的零部件或構(gòu)件的全部的外形、工作面以及生產(chǎn)的點、線、面等都看做是構(gòu)成零部件的基本元素，對這些基本元素的數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，完成針對機(jī)械設(shè)備構(gòu)件的優(yōu)化的目標(biāo)。例如：為了實現(xiàn)簡化的目的，在設(shè)計鑄件零件的外形時，多使用直線設(shè)計的外形輪廓。

1.2形狀變元

形狀變元指的是從機(jī)械的形狀方面對機(jī)械結(jié)構(gòu)的外形和重要輪廓、加工表面以及所使用零部件的種類和尺寸進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，進(jìn)而得出多種結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計，從而對整個機(jī)械進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。機(jī)械設(shè)計過程中這類因素的創(chuàng)新是把機(jī)械設(shè)備的運行原理轉(zhuǎn)化為設(shè)計圖紙的過程。例如，火力發(fā)電廠的冷渣機(jī)，為了能夠把高溫爐渣以最快的速度降低溫度，技術(shù)人員采用了形狀變元的方法對冷渣機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，改變原有的單腔體為多腔體，提高了降低溫度速率這一難題。

1.3材料變元

零部件選取多種類型的材料一般會改變這種零件的尺寸，進(jìn)而生產(chǎn)工藝也會相應(yīng)的變化，以至于改變了整體機(jī)械的外形和構(gòu)造。我們可以針對材料的改變而設(shè)計出多種類型的構(gòu)造方案。

1.4位置變元

位置變元指的是按照機(jī)械設(shè)備的構(gòu)造位置的改變，實現(xiàn)多種類型設(shè)計方案的形成。例如，在針對焊縫零部件的焊接方法時，選擇焊縫的位置非常重要，當(dāng)我們選擇在中心軸附近時，避免了零件由于收縮造成的彎曲變形。

1.5聯(lián)接變元

聯(lián)接變元指的是在設(shè)計過程中應(yīng)該注意元素的兩個方面：一方面，我們需要確定元素聯(lián)接方法的改變。例如，工作中常見的焊接、熱熔連接等；另一方面，我們需要研究針對任意一種聯(lián)接方式的不同類型的聯(lián)接結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新，進(jìn)而得到不同類型的方案。例如，兒童玩具在設(shè)計過程中要盡量做到安全聯(lián)接，我們可以設(shè)計成卡扣聯(lián)接方式，這樣不容易出現(xiàn)小孩誤食螺絲的現(xiàn)象。

1.6尺寸變元

尺寸變元指的是高度、寬度、直線度、彎曲度等方面的內(nèi)容。技術(shù)人員在針對這些元素進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計時，一般側(cè)重于改變零件的尺寸。完成對機(jī)械系統(tǒng)構(gòu)件完善的目的。例如，技術(shù)人員想提升粉碎機(jī)的物料目數(shù)，針對動力副在整體機(jī)構(gòu)上的相對位置做出了改變，進(jìn)而完成了粉碎目數(shù)的提升，效果是原來的2倍。

1.7工藝變元

設(shè)計和工藝的關(guān)系是相互銜接和相輔相成的。每種零部件的加工方法和制造工藝各不相同，各類零部件與設(shè)備的加工和制造質(zhì)量、生產(chǎn)周期、成本和使用年限也千差萬別，進(jìn)而制約著設(shè)備產(chǎn)品的構(gòu)造。按照相應(yīng)產(chǎn)品的工藝特性，結(jié)合使用以上7類變元，按照進(jìn)行根據(jù)所設(shè)計機(jī)械產(chǎn)品的特點,靈活地運用上述7個變元,同時設(shè)計者依據(jù)所具備的知識、經(jīng)驗,運用創(chuàng)造性思維方法,如類比、推理、歸納、模擬、想象、直覺及靈感等,可構(gòu)思出很多種結(jié)構(gòu)方案。

2精密儀器與精密機(jī)械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新的必要性

當(dāng)今社會是科技高速發(fā)展的時代，測量設(shè)備和機(jī)械構(gòu)造的設(shè)計理念和方式都進(jìn)行著完善和提升。如何讓青年人可以快速的適應(yīng)企業(yè)對適應(yīng)性和才能的要求，成為我們大家亟待思考的問題。因此，在進(jìn)行實習(xí)設(shè)計的課程教學(xué)過程中，引入前沿的、適應(yīng)企業(yè)需求的人才培養(yǎng)方法和相應(yīng)的實習(xí)方式和裝備變成了必須考慮的問題。所有的測量設(shè)備或控制裝置都具有相應(yīng)的適應(yīng)所在系統(tǒng)需求的系統(tǒng)或構(gòu)造，那么在測量設(shè)備、控制裝置確定的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計需求的基礎(chǔ)上，如何使用先進(jìn)的設(shè)計思路和多種類型的機(jī)械構(gòu)造構(gòu)件進(jìn)行優(yōu)化整合，建造適應(yīng)系統(tǒng)需求的高端機(jī)械構(gòu)件，是我們當(dāng)前工程設(shè)計的重要方法。根據(jù)企業(yè)對人員的需求，按照建造機(jī)械系統(tǒng)和構(gòu)造的整個階段，依據(jù)以往的經(jīng)驗，側(cè)重對機(jī)械設(shè)計的基礎(chǔ)內(nèi)容、方式、理念的研究；注重對系統(tǒng)構(gòu)造的探索；注重研究、分析問題的方式方法和創(chuàng)新水平的提升。建立一整套面向企業(yè)所需求的能夠操作精密設(shè)備和高科技儀器人才的培養(yǎng)方式非常重要。

3結(jié)構(gòu)方案的評價與優(yōu)化

為了得到化的方案，我們針對所有的方案都進(jìn)行了的分析研究，按照模糊綜合評價的方法實現(xiàn)所有方案的評判。首先選定的評判指標(biāo)是在構(gòu)造方案的性能標(biāo)準(zhǔn)、經(jīng)濟(jì)效益、可實現(xiàn)性、保養(yǎng)維修以及技術(shù)性能等方面進(jìn)行選取。通過這種的評價方式在所有方案中選擇出最適合的方案。其次是在完成上述評價之后，針對整個系統(tǒng)中主要的零件和構(gòu)件建立模型，通過對數(shù)學(xué)模型的的計算完成模型的優(yōu)化設(shè)計。在建立數(shù)學(xué)模型的過程中，完善數(shù)學(xué)模型以達(dá)到盡量復(fù)合機(jī)構(gòu)的運動特征，這樣的數(shù)學(xué)模型得到的數(shù)據(jù)結(jié)果能夠為機(jī)械結(jié)構(gòu)的研究分析和產(chǎn)品優(yōu)化提供更為真實度數(shù)據(jù)，最終實現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計。數(shù)學(xué)模型可以表達(dá)機(jī)械構(gòu)造中的各類變元，但是也有一些變化是不能夠或者較難描述。當(dāng)我們在優(yōu)化設(shè)計中過度的依靠數(shù)學(xué)模型的數(shù)據(jù)，那么我們就被模型所局限而不能實現(xiàn)真正意義上的完善合理的優(yōu)化設(shè)計，同時也很難被應(yīng)用在實踐當(dāng)中。另外，我們還應(yīng)該針對機(jī)械結(jié)構(gòu)中的主要零件或者構(gòu)件進(jìn)行性和有限元方面的研究分析，針對機(jī)械系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)動件和力矩分析，來實現(xiàn)從多角度為機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)進(jìn)行多方位的優(yōu)化分析，來實現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計的創(chuàng)新研究。

作者：董立占 單位：黑龍江農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計論文:機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計中的創(chuàng)新設(shè)計分析

1.變元法的主要內(nèi)容

1.1對機(jī)械設(shè)備的材料進(jìn)行必要的科學(xué)變元

在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計中，選擇合理的材料非常重要。液浮式陀螺中馬達(dá)定子殼材料為鋁，轉(zhuǎn)子軸的材料為合金鋼，鋁的溫度線膨脹系數(shù)是22×10-6/℃，合金鋼為16.7×10-6/℃。當(dāng)溫度變化時，由于兩種材料的膨脹系數(shù)不一樣，馬達(dá)定子和轉(zhuǎn)子的軸向尺寸發(fā)生變化。將使馬達(dá)重心偏移引起對浮子中心的不平衡力矩。采用同一種材料,減少了溫度對陀螺漂移的影響。剩余誤差用電路再進(jìn)行一次溫度誤差的補(bǔ)償，從而保障陀螺在不采取溫控措施的情況下獲得較高精度。

1.2對機(jī)械產(chǎn)品數(shù)量進(jìn)行科學(xué)變元

一個完整的產(chǎn)品包含著許多不同的零件，這些零件都將起到了一定的作用。然而，機(jī)械設(shè)計師可以通過反復(fù)推算和設(shè)計，對機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行改進(jìn)，對于那些不必要的零件，盡量給予淘汰。因此，通過對機(jī)械產(chǎn)品零件的調(diào)整，從而得到更加科學(xué)合理的設(shè)計。在這種情況下，即可以減少機(jī)械零件品種，同時便于企業(yè)現(xiàn)代化管理。在陀螺羅經(jīng)的設(shè)計過程中，采用類似零件的合并設(shè)計,減少零部件的個數(shù),提高了零件的互換性,并且保障了產(chǎn)品性能的。

1.3對機(jī)械設(shè)備零件的位置進(jìn)行變元

機(jī)械零件的位置變化，往往會導(dǎo)致產(chǎn)品性能發(fā)生根本性的變化，陀螺羅經(jīng)中的傳動裝置要求齒輪嚙合盡量無間隙，而在加工外環(huán)中的齒輪孔距及齒輪都很難得到保障，采用雙聯(lián)齒輪軸又受到空間限制,通過用偏心套來調(diào)整兩齒輪之間的距離,可以消除齒輪傳動中的空迴。經(jīng)過驗證,達(dá)到了設(shè)計精度要求,能滿足產(chǎn)品的整體性能。

1.4對機(jī)械設(shè)備零件尺寸進(jìn)行科學(xué)變元

高質(zhì)量的產(chǎn)品,不僅需要好的產(chǎn)品性能,而且還需要滿足用戶對產(chǎn)品外觀、安裝方式、外形尺寸等要求。這就需要機(jī)械設(shè)計師，利用科學(xué)的方法對機(jī)械零件進(jìn)行推算，找出對零件的設(shè)計方案，并通過對零件外形的修正與優(yōu)化，使零件在機(jī)械產(chǎn)品運轉(zhuǎn)中達(dá)到好的運轉(zhuǎn)狀態(tài)。我們對液浮式陀螺羅經(jīng)的內(nèi)部零件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，在滿足強(qiáng)度的同時縮小了部分零件的尺寸，并采用模塊的結(jié)構(gòu)方式,使液浮式陀螺羅經(jīng)內(nèi)部零件得到更好協(xié)調(diào)，從而大大縮小了產(chǎn)品的外形尺寸,減輕產(chǎn)品的重量。

1.5對機(jī)械設(shè)備的形狀進(jìn)行科學(xué)變元

機(jī)械產(chǎn)品中零件的形狀變化往往也會導(dǎo)致整個產(chǎn)品性能發(fā)生變化。陀螺羅經(jīng)中陀螺浮子以氟油作支承，在溫度變化時支承液的體積也要隨著變化。貯液缸蓋上有個通汽孔，缸蓋內(nèi)有一空腔，支承液體積的變化在空腔內(nèi)調(diào)節(jié)。這樣的結(jié)構(gòu)在運動狀態(tài)支承液的自由表面會跟隨運動，造成對陀螺的干擾；另外，由于支承液與外界相通，空氣在支承液中的溶解度會隨壓力、溫度、濕度等因素而變化，形成對陀螺的干擾而影響精度。但由于結(jié)構(gòu)簡單，在陀螺精度要求不高時仍被采用。用波紋管對支承液的體積變化進(jìn)行補(bǔ)償可以避免出現(xiàn)上述存在問題。能在較大程度上降低氣壓、溫度、濕度和加速度等因素對陀螺精度的影響。

1.6對機(jī)械設(shè)備零件的聯(lián)接方式進(jìn)行科學(xué)變元

從機(jī)械設(shè)計的角度來講，傳統(tǒng)的機(jī)械零件的聯(lián)接方式有很多種，主要的方式有焊接方式，膠接方式，以及螺紋聯(lián)接方式等等。對于不同的聯(lián)接環(huán)境要用不同的聯(lián)接方式，當(dāng)機(jī)械產(chǎn)品的聯(lián)接需要非常緊密，并且以后不需要進(jìn)行拆開的情況下，就需要選擇焊接的聯(lián)接方式，例如支架間進(jìn)行聯(lián)接就需要運用焊接方式。如果只是需要零件間聯(lián)接在一起，并且需要在初裝、維修等情況下拆開時，就需要選擇螺紋聯(lián)接的方式[4]。因此，在機(jī)械零件的聯(lián)接過程中，具體需要什么樣的聯(lián)接方式，需要機(jī)械設(shè)計師具體問題具體分析。在陀螺羅經(jīng)的設(shè)計過程，大量采用螺紋加彈性擋圈聯(lián)接方式,軸與齒輪采用軸銷的聯(lián)接方式,保障了零件之間無竄動,也便于產(chǎn)品的裝拆和維修。

1.7對機(jī)械設(shè)備工藝方法進(jìn)行科學(xué)變元

不同的工藝方法可能會使裝配起來的產(chǎn)品達(dá)不到設(shè)計的要求，因此，就需要機(jī)械設(shè)計師掌據(jù)零件的加工工藝和熱處理工藝,對關(guān)、重件工藝方法進(jìn)行反復(fù)試驗，最終找到最適合工藝過程進(jìn)行固化,并對重要尺寸進(jìn)行記錄。然而，對于不同批次、自然時效過短及更換新的材料,則需要對具體情況進(jìn)行具體分析，對工藝適當(dāng)更改，滿足產(chǎn)品性能要求。扭絲是液浮式陀螺儀中的重要零件，由于其細(xì)長，加工難度很大,所以采用了專用機(jī)床、專用工裝和專業(yè)技師來完成機(jī)加工,對不同批次、自然時效過短的材料進(jìn)行多次冷、熱處理,大大提高了產(chǎn)品的合格率。

2.結(jié)束語

隨著時代的不斷進(jìn)步，科技水平得到了快速的發(fā)展，人們對產(chǎn)品的要求也越來越高。我們已經(jīng)進(jìn)入了一個機(jī)械化與自動化的時代，我們的生活和工作越來越離不開機(jī)械設(shè)備。因此，為了提高我們這個時代的生產(chǎn)力水平，讓機(jī)械化更好地服務(wù)于我們這個時代，就需要機(jī)械設(shè)計師通過科學(xué)的推算和試驗，對機(jī)械設(shè)計的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行創(chuàng)新，在保障機(jī)械設(shè)備安全運轉(zhuǎn)的情況下，不斷提高機(jī)械設(shè)備的工作效率，最終推動社會生產(chǎn)力的提高，讓機(jī)械設(shè)備更好地造福于民。

作者：吳小華 單位：九江市中船儀表有限責(zé)任公司

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計論文:變元法的機(jī)械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計

1機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計創(chuàng)新設(shè)計的重要性

隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我們機(jī)械制造技術(shù)發(fā)展也極為迅速，而且，機(jī)械制造是我國重大生產(chǎn)行業(yè)之一，對推動我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著極大的作用。但是，我國作為一個機(jī)械制造大國，在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計上卻欠缺太多，很多機(jī)械制造都是模仿其他發(fā)達(dá)國家的機(jī)械設(shè)計工藝來進(jìn)行生產(chǎn)的，雖然一些機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計也發(fā)生了改變，而從本質(zhì)上卻依然沒有太大的變動，缺乏自主創(chuàng)新設(shè)計，一直引用技術(shù)會造成我國的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計會隨著發(fā)達(dá)國家的后面走，無法將其真正的超越，而且，很多機(jī)械企業(yè)認(rèn)為創(chuàng)建機(jī)械研發(fā)中心較為奢侈，這樣的思想很難為我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、科技發(fā)展帶來更大的推動作用。我國作為一個經(jīng)濟(jì)大國、機(jī)械制造大國，不能僅將目光停留在機(jī)械的生產(chǎn)制造中，更應(yīng)將目光放在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的創(chuàng)新上，同時要保障機(jī)械設(shè)計創(chuàng)新不能過于死板，單純的按照其他機(jī)械設(shè)計進(jìn)行修修改改的很難從實質(zhì)進(jìn)行改變，需要從機(jī)械結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)等多方位進(jìn)行創(chuàng)新，同時，還要注重機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，這才是機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計創(chuàng)新發(fā)展的根本，而且，通過不斷的對機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的創(chuàng)新，對促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展、科技發(fā)展有著極大的作用，更有利于早日超過西方一些發(fā)達(dá)國家的機(jī)械科技水平，從而成為世界機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計創(chuàng)新的“領(lǐng)跑人”。

2機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計中的創(chuàng)新設(shè)計

機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計中的創(chuàng)新設(shè)計，應(yīng)切實的走上創(chuàng)新道路，按照科學(xué)理論的推理，對其進(jìn)行科學(xué)的設(shè)想、勇敢去實踐，這樣才能實現(xiàn)對機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的創(chuàng)新目的。變元法是機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計創(chuàng)新設(shè)計的重要方法之一，而且，變元法的應(yīng)用范圍也極為廣泛，能夠給設(shè)計人員帶來一定的創(chuàng)新思路，主要是對產(chǎn)品的關(guān)鍵點進(jìn)行考慮，再對各個關(guān)鍵點的設(shè)計進(jìn)行論證和調(diào)整，從而實現(xiàn)對機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的調(diào)整，去除以往機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的老套方案，提升機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計效果，達(dá)到對結(jié)構(gòu)設(shè)計的創(chuàng)新目的，具體分析如下。

2.1尺寸的變元

機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計中涉及到的零部件較多，而且，各項零部件結(jié)構(gòu)的形狀有著很大的差異性，每個機(jī)械結(jié)構(gòu)尺寸、形狀等參數(shù)都會根據(jù)機(jī)械使用的情況進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)定，從而實現(xiàn)機(jī)械運行的相應(yīng)功能。利用變元法對機(jī)械結(jié)構(gòu)各個零部件尺寸進(jìn)行變元設(shè)計，實現(xiàn)對形狀、尺寸等參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化的目的，不斷的提升機(jī)械的運行效果。另外，在尺寸變元的基礎(chǔ)上，可以對機(jī)械結(jié)構(gòu)形態(tài)、尺寸等進(jìn)行創(chuàng)新，主要結(jié)合機(jī)械市場的發(fā)展形勢、機(jī)械的使用趨勢等來實現(xiàn)對機(jī)械結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新目的。

2.2材料的變元

機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用到的材料種類極為繁多，各部分結(jié)構(gòu)都會結(jié)合使用情況的不同采取不同的原材料制成，而且每個零部件材料加工的方式也有所不同，同樣材料在加工不同零件的情況下也可能出現(xiàn)不同的加工方式，而最終的目的是要通過合理的加工方式來將材料的效能發(fā)揮出來，這樣才能有效的提高機(jī)械的使用效率。變元法中所提到的材料變元，主要根據(jù)對材料的變元方式來實現(xiàn)對機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的創(chuàng)新和研究。例如，在對一種材料進(jìn)行加工的過程中，如果想得到理想的剛性材料的作用，需要將這類剛性材料應(yīng)用到相應(yīng)的部件，也可以說，對機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計，需要根據(jù)材料的性能來進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。因此說，在對機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計創(chuàng)新的過程中，必須注重材料的性能發(fā)揮，這樣才能更好的完成機(jī)械結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計。

2.3工藝的變元

加工工藝技術(shù)對機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的創(chuàng)新有著極大的作用，機(jī)械的任何結(jié)構(gòu)在完成理想設(shè)計之前，都必須有著的加工工藝作為支持，這樣才能有效的提高機(jī)械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新的效果。變元法中所提到的工藝變元主要是根據(jù)工藝技術(shù)選擇的不同，來實現(xiàn)對各個元器件產(chǎn)生相應(yīng)的作用，從而實現(xiàn)對機(jī)械整個結(jié)構(gòu)產(chǎn)生作用。工藝手段與結(jié)構(gòu)尺寸、材料性能等變元有著很大的差異性，工藝手段選取和使用的合理性，直接影響到機(jī)械結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和性能，因此，機(jī)械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計必須對工藝手段進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計，利用新穎的工藝手段來確保機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的創(chuàng)新性。

3結(jié)語

綜上所述，隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，機(jī)械行業(yè)的發(fā)展也極為迅速，但是，我國作為一個機(jī)械制造大國，在機(jī)械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計領(lǐng)域做的并不好，總是去模仿一些發(fā)達(dá)國家的機(jī)械設(shè)計，不利于我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，因此，應(yīng)加強(qiáng)對機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的創(chuàng)新，才能對我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到推進(jìn)的作用。通過本文對機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計中的創(chuàng)新設(shè)計分析，作者結(jié)合自身多年的工作經(jīng)驗，以及自身對機(jī)械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計的了解，主要從機(jī)械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計的尺寸的變元、材料的變元、工藝的變元等幾方面內(nèi)容進(jìn)行分析，希望通過本文的分析，對提高我國機(jī)械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計效率給予一定的啟發(fā)。

作者：孫艷芬 單位：江蘇省常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計論文:機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計中的創(chuàng)新設(shè)計

1變元法

1.1材料變元

那么在機(jī)械設(shè)計中擁有很多種不同類型的原材料可謂是種類繁多，那么這些不同的材料都擁有自己各自不同的功能等，而這些原材料對于工藝加工的要求又各自不盡相同，只有通過加工以后才能得到想要的理想材料，才能夠達(dá)到參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)。那么對于有些不可加工的材料就可以運用材料變元法進(jìn)行新的方案的設(shè)計和研究。舉個例子：對于剛性材料的設(shè)計方案中，我們通常情況是運用增大面積法來獲得想要得到的理想剛性材料，而對于鐵性材料我們是運用了增強(qiáng)隔板等方法來進(jìn)行鐵性材料的調(diào)整。這些都是運用了變元法來達(dá)到的，所謂變元法就是改變一種變量或兩種變量從而達(dá)到的結(jié)果不變的道理來實現(xiàn)接卸設(shè)計中的創(chuàng)新設(shè)計的。

1.2數(shù)量變元

那么在產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)原理中最為基本的就是加工面和工作面這兩個最為重要的基本元素，當(dāng)然還包括有產(chǎn)品的整體和產(chǎn)品本身等。這些就構(gòu)成了產(chǎn)品好壞的標(biāo)準(zhǔn)。那么我們就可以通過調(diào)節(jié)這些元素進(jìn)行產(chǎn)品的調(diào)整得到理想的產(chǎn)品元件。舉個例子：對于一些產(chǎn)品我們的設(shè)計力求簡單和實用，主要就是采用了直線形狀的設(shè)計。那么對于螺絲來說我們一般為了防止其脫落就使用了彈簧墊來達(dá)到防止螺絲松動的目的。而且彈簧墊還可以起到緩沖的目的，那么我們可有把這三種結(jié)合在一起形成一個整體，這樣做不僅減少了工作量而且對于產(chǎn)品還方便攜帶和安裝，這就是數(shù)量的變元，就是將原來需要三個四個等的元器件將它們進(jìn)行集成化達(dá)到減少元件的目的。我們可以在進(jìn)行產(chǎn)品施工前就把一些能夠合成的產(chǎn)品進(jìn)行合成，減少施工量等。

1.3位置變元

那么位置變元從字面意思就可以看出來就是通過調(diào)整每一個元件的空間位置來進(jìn)行改變，這樣就可以達(dá)到優(yōu)化的主要作用。舉個實際例子：那么我們在焊接一些元器件的時候應(yīng)該把焊接的位置盡量的靠近中性對稱抽的位置，這樣就可以大大減少元器件的變形和元器件的不規(guī)則扭曲。那么優(yōu)化了元器件的位置之后對于一些有限的空間我們就可以騰出一些空間來進(jìn)行其它元器件的放置和安裝，這將大大節(jié)約空間的使用率。

1.4尺寸變元

從尺寸變元可以看出就是講一些元器件的形狀進(jìn)行改變從而達(dá)到優(yōu)化的目的。我們可以調(diào)整的主要就是一些類似于長寬高等元器件的參數(shù)。舉個例子：在一些冷沖壓彎曲技術(shù)中，有些是需要材料進(jìn)行彈性的變化的，那么如果非要材料達(dá)到方案中的角度就需要在材料冷沖以后再進(jìn)行一些另外的整形，那么對于這些可以彎曲的材料的角度在進(jìn)行變元前要進(jìn)行嚴(yán)格的考慮和計算，避免材料不合格引起整體設(shè)計的變形和扭曲。

1.5形狀變元

根據(jù)形狀變元可以看出這一變元法主要就是對于元器件的整體進(jìn)行調(diào)整變形以后得到一些需要的元器件，這樣就可以達(dá)到機(jī)械設(shè)計的目的要求以及想要的元器件的參數(shù)。來達(dá)到好的優(yōu)化效果。舉個例子：充分利用彈簧的彈簧彈性來進(jìn)行元器件的安裝，那么在進(jìn)行安裝時彈簧有很多種類型，那么相應(yīng)的通過彈簧安裝的元器件也就會有很多種不同的形狀，就好像有圓柱型，平面型等等。那么我們可以充分利用這些元器件的形狀來進(jìn)行設(shè)計和優(yōu)化作用。那么彈簧要考慮它的物理特性不能不起作用也不能過于壓緊，因為前者不能講彈簧的特性發(fā)揮出來，而后者將會使彈簧在以后的使用中失去它的彈性作用。那么彈簧一定要保持穩(wěn)定不能夠輕易的松動，彈簧的特性我們可以充分的利用，因為彈簧不僅體積小而且便于和各個元器件相互進(jìn)行結(jié)合。

1.6分析工藝變元

元器件的工藝技術(shù)選取不同也將對于元器件產(chǎn)生不同的影響，這將會對于機(jī)械設(shè)計的整體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生各自的影響。那么如果選取的工藝手段不同得到的元器件的工藝參數(shù)和整個元器件的好壞都會有不同的影響。那么我們在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計時就應(yīng)該在進(jìn)行設(shè)計施工前對于每個產(chǎn)品的工藝進(jìn)行要個的把關(guān)，結(jié)合原來設(shè)計的圖紙類容進(jìn)行工藝的選取，在進(jìn)行元器件的工藝制作時就應(yīng)該選擇最為適合的工藝技術(shù)來進(jìn)行元器件的設(shè)計和開發(fā)。并且一旦發(fā)現(xiàn)問題就要及時的進(jìn)行工藝技術(shù)手段的調(diào)整和糾正，避免因為工藝技術(shù)手段選取的不合理引起的元器件的不合格。

2結(jié)束語

對于機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計而言引進(jìn)變元法具有積極的作用和深遠(yuǎn)的意義。那么對于產(chǎn)品設(shè)計中元器件而言變元法將起到至為關(guān)鍵的作用很有可能將會影響產(chǎn)品的施工質(zhì)量和好壞。那么對于機(jī)械設(shè)計而言尋找新的更為合適的方法來代替原來的老方法是目前我們迫切需要研究和進(jìn)行思考的地方，這不僅僅要求我們的工作人員具有相當(dāng)高的專業(yè)知識而且要求我們的工作人員具有相當(dāng)高的實際操作意識和深厚的實際操作技能。變元法不僅僅只是能夠運用在機(jī)械設(shè)計里面，對于我們生活中或者其它的工程施工一樣能夠起到幫助和優(yōu)化的作用。

作者：萬勝 王誼平 蔣伍 單位：重慶市耐德新明和工業(yè)有限公司

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計論文:行動導(dǎo)向教學(xué)法的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計研究

摘要：在高等院校的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計課程教學(xué)中引入行動導(dǎo)向教學(xué)法，實施以工作任務(wù)為導(dǎo)向的教學(xué)策略，根據(jù)學(xué)生就業(yè)崗位的需求和機(jī)械工程設(shè)計有關(guān)內(nèi)容，進(jìn)行教學(xué)情景的設(shè)計，對提高學(xué)生的實際動手操作能力，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作能力、專業(yè)能力和學(xué)習(xí)能力有著極為重要的意義。

關(guān)鍵詞：行動導(dǎo)向教學(xué)法；機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計；教學(xué)方法

行動導(dǎo)向教學(xué)法的主要特點是以職業(yè)崗位為特點，以培養(yǎng)學(xué)生的能力為主要目的。機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計是機(jī)械專業(yè)課程體系中的主要拓展課程，是培養(yǎng)學(xué)生運用創(chuàng)新思維和專業(yè)方法的能力。將行動導(dǎo)向教學(xué)法引進(jìn)到該門課程的教學(xué)過程中，強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的心智技能和動作技能。不僅實現(xiàn)專業(yè)培養(yǎng)的目標(biāo)，更在于將未來職業(yè)對創(chuàng)新型人才的要求顯性地落實到當(dāng)前教育活動中。

一、行動導(dǎo)向教學(xué)法的實施因素

行動導(dǎo)向教學(xué)法中強(qiáng)調(diào)將學(xué)生個體作為教學(xué)行動的主體，將教師作為教學(xué)活動的指導(dǎo)，教學(xué)目的是提升學(xué)生的專業(yè)能力和實際應(yīng)用的能力。教師在授課過程中所追求的教學(xué)目標(biāo)，應(yīng)該結(jié)合目前學(xué)生就業(yè)崗位的實際需求，選擇合適的教學(xué)內(nèi)容，設(shè)置合理的教學(xué)情景，最終達(dá)成期望的教學(xué)目標(biāo)。要想將行動導(dǎo)向教學(xué)法順利實施，需要保障以下的因素能夠達(dá)成：1）確定課程的職業(yè)教學(xué)的目標(biāo)。職業(yè)教育的目的是培養(yǎng)動手能力強(qiáng)、專業(yè)素養(yǎng)高的企業(yè)品質(zhì)員工。通過對就業(yè)于機(jī)械制造企業(yè)的專業(yè)畢業(yè)生情況調(diào)查，以及對專業(yè)崗位需要的社會能力、方法能力、語言表達(dá)與思維能力、學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力等進(jìn)行系統(tǒng)分析，從而確定本課程的教學(xué)目標(biāo)和需要達(dá)到的職業(yè)基本能力目標(biāo)。2）確定課程順利實施的指導(dǎo)性原則。順利實施行動導(dǎo)向教學(xué)法，應(yīng)該具備資訊、計劃、決策、實施、檢查和評估這6個環(huán)節(jié)，并且缺一不可。通過整套流程，實現(xiàn)將學(xué)生的被動式學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化為主動式學(xué)習(xí)，體現(xiàn)對學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力與與創(chuàng)新方法能力的教育目標(biāo)。需要教師向?qū)W生提供必要的學(xué)習(xí)資訊和創(chuàng)設(shè)合理的教學(xué)情景，使得學(xué)習(xí)過程變得豐富而生動。3）做好行動導(dǎo)向教學(xué)法的教學(xué)規(guī)劃。首先應(yīng)該了解該職業(yè)活動的基本領(lǐng)域和基本的職業(yè)法規(guī)，由工作內(nèi)容來確定學(xué)習(xí)內(nèi)容，這樣確定出的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)規(guī)劃才更具有實踐意義。在教學(xué)規(guī)劃時，可以采用項目實施法、工作站法和頭腦風(fēng)暴法等來組織課程；要結(jié)合學(xué)生的實際基礎(chǔ)設(shè)計好每一個教學(xué)單元和選題任務(wù)；采用多種手段和教學(xué)媒介調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，以達(dá)到良好的教學(xué)效果。

二、行動導(dǎo)向教學(xué)法在機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計教學(xué)中的實施

機(jī)械選型和零件結(jié)構(gòu)設(shè)計是機(jī)械專業(yè)學(xué)生的重要基本能力之一。機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的課程任務(wù)，是幫助學(xué)生從機(jī)械傳動組合、零件的功能與結(jié)構(gòu)等角度進(jìn)行再審視和分析，學(xué)會運用創(chuàng)新思維和技法對其重新定義，進(jìn)而嘗試作出較合理的簡單改造或創(chuàng)新設(shè)計。這里以減速器的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新為例進(jìn)行分析，其基本的教學(xué)實施過程如下：1）咨詢階段。首先教師給學(xué)生布置工作任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生觀察學(xué)習(xí)各種減速器的工作原理、輪系應(yīng)用、減速器的結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)等，讓學(xué)生通過自學(xué)和發(fā)現(xiàn)疑問。有助于學(xué)生較好地熟悉和掌握減速器的作用特點、基本類型和優(yōu)缺點評價，并且能夠了解減速器的方法和拆卸方法。2）決策階段。首先對減速器的傳動與結(jié)構(gòu)進(jìn)行再分析。通過反復(fù)的裝卸、調(diào)整和小組分析討論過程，在學(xué)生掌握了資料檢索查閱能力、典型機(jī)械傳動初步計算能力之后，教師提出任務(wù)要求，讓學(xué)生對減速裝置進(jìn)行整體或局部的創(chuàng)新構(gòu)思設(shè)計，擬設(shè)出符合基本原理的多種可能的創(chuàng)新方案。3）計劃階段。學(xué)生運用所具備的機(jī)械分析與計算能力，再對傳動方案進(jìn)行分析選擇評估，對裝置傳動比進(jìn)行合理分配計算，使得方案符合評價標(biāo)準(zhǔn)。確定創(chuàng)新設(shè)計方案，從而實現(xiàn)對減速裝置的創(chuàng)新設(shè)計目標(biāo)。4）實施階段。在這個教學(xué)階段，教師帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新型減速器的輪系原理的組裝、搭建和調(diào)整等基本的操作項目。學(xué)生在完成拆裝、搭建驗證和具體設(shè)計以后，再進(jìn)行結(jié)構(gòu)創(chuàng)新方面就會變得比較簡便。5）檢查階段。在這個教學(xué)階段，教師應(yīng)該指導(dǎo)學(xué)生在減速器的拆裝調(diào)整中，實施安裝、齒輪齒襯和精度等方面的測量任務(wù)，學(xué)會灌注潤滑油、檢測和更滑零件和調(diào)試等技能。6）評估階段。在此階段，教師和學(xué)生分別對已經(jīng)完成的創(chuàng)新成果和搭建實驗項目進(jìn)行評價，并提出改進(jìn)意見和建議。學(xué)生從中獲得評價能力、語言表達(dá)能力和總結(jié)分析能力的培養(yǎng)。通過整個過程的學(xué)習(xí)，學(xué)生在掌握對減速裝置的拆裝調(diào)整和傳動方案分析的能力基礎(chǔ)上，完成了機(jī)械傳動與結(jié)構(gòu)的。

三、教學(xué)實施過程中需要注意的問題

在機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計教學(xué)中實施行動導(dǎo)向教學(xué)法，需要注意以下幾個問題：1）要有科學(xué)的教學(xué)設(shè)計。充分結(jié)合學(xué)生的知識基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)能力設(shè)計教學(xué)情景，并能根據(jù)反饋信息適時調(diào)整。盡可能采用多種手段結(jié)合的方式，調(diào)動學(xué)習(xí)興趣和培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。2）合理安排教學(xué)內(nèi)容。應(yīng)考慮學(xué)生的心理特征和學(xué)習(xí)特點精心組織教學(xué)題目，巧妙地引導(dǎo)學(xué)生的思維，實現(xiàn)知識與能力目標(biāo)。教師是整個教學(xué)過程的引導(dǎo)者和組織者，要重視學(xué)生搭配分組情況，保障每組都能完成課題任務(wù)。3）及時進(jìn)行學(xué)習(xí)效果的評價。可以采用學(xué)生自評、互評和教師評價等相結(jié)合的方式。評價的內(nèi)容主要包括解決問題的思路、使用的方法和技能和學(xué)習(xí)態(tài)度等幾個方面。

四、結(jié)語

在使用行動導(dǎo)向教學(xué)法進(jìn)行機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計教學(xué)的過程中，通過將真實的教學(xué)項目引進(jìn)到實際的教學(xué)過程中，能夠極大程度地調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，從而充分體現(xiàn)出以學(xué)生為主、教師為輔的教學(xué)理念。在整個教學(xué)過程中著力營造學(xué)生自主學(xué)習(xí)的氛圍，改變傳統(tǒng)的以教師為教學(xué)中心的教學(xué)理念，培養(yǎng)學(xué)生的實際動手操作的能力，對提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)有著至關(guān)重要的作用。

作者：陳耀華 單位：湖北三峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院