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《機械設計基礎》課程開設在大學農牧學院的能源與動力工程專業,共有三個模塊,分別為理論教學模塊60學時、實驗教學模塊4學時以及課程設計1周。
1.2教學體系中存在的問題
課堂教學模式陳舊,重講輕練。課堂教學中,教師常過分強調知識的全面性,造成課堂教授內容過多,與學生互動較少,同時沒有給學生留下足夠“學”的時間。例如在講平面四桿機構設計時,課堂時間大部分在講授其設計基本思路與方法,很少講習題,更沒有時間讓學生練習,嚴重阻礙知識體系的掌握。實驗教學條件和內容不完善,學生缺乏參與感。受實驗教學條件的限制,現有實驗教學內容僅包括機械原理認識實驗與機械零件認識實驗,均為參觀性實驗。學生在實驗過程中只能對常用機械零件產生感性認識,而沒有實際動手操作,致使參與感嚴重缺失。課程設計時間短,題目單一,且與實際脫節。課程設計的時間為一周,只能做一個題目,即二級變速器的設計。在這一周的時間內,需對設計的各環節進行分析、計算、選型和作圖等,時間非常倉促,學生非常吃力。加之設計題目與實際脫節,學生對設計內容不感興趣,阻礙了學生設計能力的提高。課程考核方式單一,偏重于理論知識的考核,實驗等實踐內容幾乎不在考核之列,造成學生對實驗課程和課程設計不重視,專心于理論知識的學習,不利于學生機械設計綜合設計能力的提高。
2教學體系改革措施
課堂教學、課程設計、實驗教學是機械設計課程整個教學體系中不可忽略的三個重要環節,本課程的教學改革也應從這三個環節入手。課堂教學應提高教學效率,課程設計應提高學生的工程設計能力,實驗教學應以培養學生的動手能力和創新能力為目的。同時理順課堂教學、課程設計與實驗教學之間的關系,建立多元化的教學體系。
2.1改革課堂教學方法,整合教學內容,提高教學效率
針對教學模式陳舊、重講輕練的現狀,課堂教學應遵循精講多練的原則。在理論授課時精講基本概念、基本理論和基本方法,使知識易于理解、掌握和記憶。同時給學生留出一定的思維空間,避免滿堂灌和填壓式的教學方法。同時課堂教學應多采用現代教學手段,例如對于一些較為復雜的空間模型和機械運動規律的講授,應采用幻燈片、動畫或錄像等方式,更有利于對常用機械零件的結構和特點的認識和掌握。在課程教學體系改革的大背景下,課程教學內容需要整合,應以機械零件設計為主線,以基礎理論側重實用為原則。機械原理和機械零件設計都是以機構運動簡圖為研究模型建立機械運動簡圖,因此應把結構分析,機構運動簡圖的定義、性質和常用運動副的代號,機構運動簡圖的建立作為重點講授內容。對于機構原理部分的內容,過去主要是采用講授圖解法。隨著計算機輔助機械設計的應用與推廣,其教學內容應該以講授解析法為主,并增加計算機輔助機械設計的內容,向學生簡單介紹AutoCAD的操作知識以進行機械設計,課后要求學生利用計算機完成簡單機構的設計任務。對于機械傳動和零件設計,應盡量減少理論計算公式的推導,增加零件細部結構的設計介紹和常用設計參數的選取原則的介紹,并加強對機械組合的介紹,比如多種傳動方式的組合、原理、特點以及工程實際中的應用、維護等。多向學生介紹機械方面的新發展、新思路,以開闊學生的眼界。此外,參考教材的選用應著眼應用性和先進性。將版本較老、內容較難的教材改為內容較為簡單、學生感興趣、應用型強的教材。
2.2完善實驗條件,注重實驗教學,重點培養學生的動手和創新能力
針對學生對本課程的學習積極性很高,但學習很吃力的現狀,分析其原因,主要是因為學生對理論推導的課程內容有所排斥。但學生對事物的感性認識能力較強,且比較愛動手操作。應對實驗條件和實驗教學內容做出調整。例如建設機械設計綜合實驗室,購買機械設計課程相關教學儀器設備,用于滿足教學實驗條件,并在維持總學時(64學時)不變的情況下,大幅加大實驗學時所占的比例。其中,理論學時由60學時壓縮至36學時,實驗學時由4學時增加至28學時。為增加學生對機械機構的操作能力和創新能力,實驗教學在課程教學中所占的比例大幅增加,實驗教學內容也有了相應的調整,包括認識實驗、操作實驗和創新實驗。其中,認識實驗主要是參觀機構工作原理,4個實驗共8學時;操作實驗主要是常用機械模型的制作,3個實驗共14學時;創新實驗主要是根據學生的興趣進行機械模型創新設計,1個實驗共6學時。
2.3健全課程設計內容,全面提高學生機械設計能力
機械設計課程設計是提高學生機械零件設計能力的一個重要環節。課程設計給定的時間短,涉及知識面廣,完成的內容多,計算量大,繪圖工作繁重,有時一個普通的傳動方案就需要幾個小時甚至幾天的時間。鑒于該現狀,應使課程設計的題目多樣化,并給出設計功能要求,讓學生根據自己的興趣選題并擬定結構方案,指導教師給出合理建議,并盡量借助于現代設計手段、設計方法指導學生完成課程設計任務。在課程設計過程中,要求學生在手工計算的基礎上,完成裝配草圖設計,并運用CAD軟件完成裝配工作圖和零件工作圖的繪制。這樣不僅能使學生在學習期間接觸和掌握計算機輔助繪圖技巧,又可以加深學生對行業標準和設計規范的理解掌握,全面提高學生的機械設計能力,為其今后從事設計工作打下良好基礎。
2.4考核形式多樣化,全面考察學生的學習成果
傳統的機械設計課程的課堂教學多,考核多以閉卷考試為主,因而導致學生對實驗、設計不感興趣,偏重于書本知識的掌握,形成了“高分低能”的不良現象。而社會的發展要求學生具有理論聯系實際、分析問題和解決問題的能力,因此,課程的考核形式應多樣化,以全面考察學生的學習成果為目的,不能單純以書面考試為主。按照這一思路,課程的考核形式也應作出相應的調整。例如新制定的考試方案中,閉卷(或開卷)考試占30%,實驗完成情況占30%,課程小論文占20%,平時表現占20%。其中,閉卷(或開卷)考試內容為課堂教學的重點及難點;實驗成績包括實驗模型制作水平、實驗積極性及實驗團隊合作情況;學生可自行擬定課程小論文題目及內容,但論文中必須能反應學生對本課程結構體系的認識及學習感受(需對課程教學提出合理建議或意見)或對課程某一典型章節(典型機械結構)的深入理解;平時表現包括課堂教學及實驗教學出勤率、學習積極性及作業完成情況。
3結論
1.2現代機械設計的未來發展與前景分析機械產品在性能方面要更加的優良,因此,在進行機械設計過程中要以提高產品的性能為目標,其中機械產品的優良性主要體現在可靠性技術以及控制技術方面。機械設計要更加適合市場發展,在激烈的市場競爭中能夠獲得發展空間,產品在形成以后要能夠在市場中進行拓展。同時,在經濟環境不斷變化的情況下,要不斷開發新技術,這樣能夠在機械設計方面應用新技術。新技術要具備一定的競爭優勢,主要體現在技術方面的創新,成本方面的降低,智能化設計等。應用新技術來提高機械設計的市場競爭能力,對企業未來的發展更加有利。在機械設計方面,節能環保理念也要進行體現,近年來,人們對環境保護越來越重視,在機械設計過程中,綠色設計成為了主要發展方向。機械設計產品以智能化和綠色化為基礎,在對能源進行利用時,能夠利用先進的機械設計技術實現能源的利用最大化,對實現資源的循環利用更加有幫助。
2機械制造的技術分析
2.1先進機械制造技術的特點分析先進的機械制造技術要符合當代技術發展要求,在機械設計方面要更加具備當代的特點。傳統的機械設計在應用過程中出現了越來越不能滿足現代機械產品需求的情況,雖然其在制造技術方面在不斷的更新,同時,使用的設備也在不斷的更換,但是,在原有基礎上要不斷的更新技術,對先進的技術進行利用,作為其發展的基礎。市場經濟不斷發展過程中,機械制造技術要做到能夠適應經濟的發展。工業發展過程中對各方面都提出了新的要求,近年來,工業發展速度非常快,而且在不斷的融入新的技術體系。工業生產過程中對計算機技術以及信息技術進行了很好的融合,為了更好的提高生產效率,應該對機械制造技術進行革新。提高生產效率滿足客戶的需要,能夠提高市場占有率。先進的機械制造技術在技術范圍上要進行擴大,同時,在生產加工方面要不斷的發展。
2.2我國機械制造技術的現狀以及發展方向分析機械制造的管理。計算機管理制度對于機械制造業而言,是一種未來發展的方向。組織體制與生產模式的更新發展,營造出最新的JIT、AM、LP以及CE等管理理念。在我國,這種管理機制還是比較匱乏的,只有很少的機械制造企業進行這樣的管理。因此,我國應該加強機械制造的管理機制。機械制造的設計。工業發達國家都會采用先進的設計方法,并且不斷更新設計數據。尤其是計算機輔助軟件的應用-CAD技術的應用,讓更多企業開始了無圖紙的機械制造。然而,在我國,則缺乏這種先進的計算機軟件技術,或者是這樣的技術應用并不廣泛。因此,在這一技術層面上,我國需要努力與發展。機械制造的工藝分析。機械制造以高精度、高精細加工作為其發展的趨勢。最新的技術,如微型加工、納米加工技術、激光加工技術、電磁加工技術等等。這些技術都屬于高端的加工技術,在工業發達的國家,這些技術應用較為廣泛。
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1.1二維繪畫代替了傳統的手工繪圖。
1.2圖形和符號庫可以將復雜的圖形分解成一些圖形以及符號,然后保存在庫中,在必要的時候調出圖形以及符號使其通過編輯融入新一章的圖形之中。
1.3參數化設計參數化設計一種新的設計方法。傳統的設計方法是要對機械設計零件在原有的樣式尺寸上加以修改和調整來完成,而采對圖形程度庫進行參數化設計,可以為調出圖形編制新的尺寸和參數,從而呈現出新圖形。
1.4三維造型可以將零件的構造進行造型設計,然后進行必要的消隱以及著色后,來使物體顯現出真實的形狀。另外,還可以對模型進行運動仿真測試,通過檢測不斷完善。
1.5工程分析主要從有限元分析、運動學分析、優化設計等方面進行分析。
1.6設計文檔、生成報表在機械設計的過程中必然會存在電子或紙質的文檔或報表,這就必須要利用專門的計算機軟件來完成。
2機械設計中CAD技術的發展趨勢
CAD技術是機械設計中非常具有活力的技術手段。機械設計容易受到市場供求的影響,同時其產品還需要具有較強的創造性,還容易受到設計標準以及經濟指標的影響,因此機械設計必須要進行不斷改進和完善,所以這也對CAD技術的發展方向提出了更高的要求,要求其在集成化、智能化、協同化、規范化方面不斷提高應用水平。
2.1集成化集成化就是要實現各個規程的一體化,從而有效地提高效率,并且可以促進新產品的開發。集成化程度的提高,可以使設計與原型制造很好地融合,并行工作,從而可以對產品設計進行快速的評價與修改,有效提高產品的市場競爭力,有利于未來更好的發展。
2.2智能化智能化就是要盡可能使系統將人和機器集合在一起共同工作,可以簡單地認為是機器的智能化。
2.3協同化當前CAD已經可以在網絡環境中運行,可以在網絡環境中實現協同和遠程工作,從而實現資源的不斷優化互補。這就體現了CAD系統的資源共享以及協同工作的模式,這樣也必將提高相關企業的工作效率。
2.4規范化對數據模型采用STEP這一標準體系進行規范化操作。當前STEP標準體系在不斷完善,它的作用也是非常強大的,可以引導CAD技術不斷地向標準化發展。
工業設計的一個重要的目標就是通過設計能夠為人們提供一個更為舒適的生活方式,提升人們的生活質量,使得我們的生活更加的自然、環保以及和諧,因此工業設計這項工作還具有很強的實踐性,需要有較強的應用性。
1.2時代感強
應該注意的是,在不同的時代背景之下,工業設計應該有不同的需求。在當前新的形勢之下,工業設計的基本需求就是綠色、節能,由此可見,工業設計還具有較強的時代感。
2工業設計的發展現狀
在工業革命之后,工業設計行業迅速發展起來,但是從總體上來看,我國的工業設計歷史較短,發展的速度相對比較緩慢。近幾年來,隨著我國社會主義市場經濟的發展,我國很多企業面臨經濟方面的糾紛也越來越多,這就使得一些企業開始意識到工業設計的重要意義,將更多的注意力轉移到了工業設計當中。并且這些企業在工業設計中也確實投入了大量的財力和人力資源,他們希望能夠通過優化工業設計來提升企業自身的核心競爭力。
3機械設計制造技術的發展情況
機械設計制造技術包括了很多的步驟和環節,例如:產品的設計以及產品的制造等,此外還涉及到了產品的售后服務等環節。我國的機械設計制造基礎相對比較薄弱,同西方發達國家相比較還存在較大的差距,主要表現為當前我國主要依靠引進國外的先進技術來實現發展,自主創新能力不高,這也限制了我國機械設計制造技術的發展與進步。此外,雖然我國的勞動力資源豐富,但是在投入的資金方面還不夠充足,這也在一定的程度上造成了機械設計制造行業發展緩慢。我國工業產品的質量雖然在最近幾年得到了一定的提升,但是在工業產品的使用性能方面還存在一定的不足,在產品外觀的設計上還有所欠缺。
4工業設計以及機械設計制造技術的應用
工業設計同機械設計制造技術有各自不同的特征,如果能夠將這二者有機的結合在一起,那么就可以極大的提高企業的競爭力,提高企業的經濟效益。但是從當前的實際情況來看,我國很多的小型企業在生產的技術以及生產的資金投入等方面還受到了一定的限制,這樣就使得他們在機械的設計和制造技術上難以取得突破,技術水平相對比較落后,為企業的工業設計帶來了難度。所以在機械設計制造技術的應用過程中,政府的相關部門需要充分的發揮好宏觀調控的作用,對市場經濟進行合理的、適當的調節,從而更好的引導工業企業朝著節能以及環保的方向發展。此外還可以對中小企業給予一定財政方面的支持,鼓勵他們轉變傳統的設計理念。
2《機械設計》課程設計改革的思路與措施
2.1增加設計題目的多樣性和新穎性,提高教學質量和學生工程設計能力
《機械設計》課程設計題目首先滿足教學大綱的要求,即題目中應包括原動機、傳動裝置、工作機三部分內容,并能夠對機械設計課程所學大部分零部件進行設計訓練。在此前提下,應改變原來的只針對減速器的定式設計模式,從學生設計興趣入手,調動學生的能動性,培養獨立設計能力。在傳統課程設計內容基礎上,設計題目可從教師相關的科研項目中抽取,或者與工礦企業建立聯系,去實際中提煉一些綜合性、創造性的設計題目,這樣一方面替工礦企業解決技術問題,另一方面學生設計過程具有挑戰性,同時起到了學以致用的目的。機械類專業往屆畢業設計中傳動裝置設計部分一般雷同度小、綜合性強,與工程實際結合度高,整理后也可作為課程設計題目。課程設計題目的多樣化和新穎性能夠吸引學生,鍛煉學生綜合運用先修機械類課程知識的能力,促使學生建立整體設計的理念,激發學生的獨立設計能力和創新能力。
2.2采用啟發式指導,促使學生由模仿型設計轉變為思考型設計
課程設計中包含方案確定、初步計算、草圖設計、裝配圖設計、零件工作圖設計和編寫設計計算說明書等幾個階段。在每個設計階段,教師應組織學生設計小組展開討論,對設計資料進行歸納、分析和總結,從前人成功設計案例中尋求設計要點并形成獨立的設計思路。尤其進行到草圖設計和裝配圖設計階段時,牽涉到大量的結構問題,由于在《機械設計》課程講授的重點都是基礎理論,很少涉及結構方面的知識,學生在進行到這一設計階段時普遍感到困難,錯誤較多。在這一階段,指導教師應悉心引導,最好借助實物模型教學,多進行正誤結構的比較。只有通過啟發式指導,學生才能很好的把握機械設計的規律和其靈活性,達到舉一反三的訓練目的。
2.3加強計算機CAD/CAM/CAE技術在課程設計中的應用
在計算機信息技術的時代,機械工程設計領域已廣泛使用計算機CAD/CAM/CAE技術進行設計,進入數字化設計、分析與制造的新時代。傳統設計中采用的是半理論半經驗的計算公式進行靜態計算或估算的設計方法,設計過程費時費力,設計結果的可靠性驗證滯后。在CAD技術平臺上可實現機械零件的結構設計和機構運動仿真,所見即所得。運用CAE軟件進行機械零件的力學性能的分析計算以及結構性能的優化設計。在《機械設計》課程設計過程中,手工圖板式設計方式明顯落后于機械行業實際設計方法,因此要加強學生在計算機繪圖方面的訓練,增加學生用CAD軟件繪圖環節。鼓勵學生運用CAD三維造型技術進行仿真設計,由于設計過程處于三維空間,形象逼真,因而有助于學生創新潛力的發揮。通過運用計算機繪圖,將學生從大量的手工繪圖勞動中解放出來,使學生可以將精力重點放在方案設計和結構設計上,提高課程設計質量;同時模擬了真實的企業環境,培養學生使用CAD軟件進行機械設計的能力,這樣才能在今后的工作中使學生快速適應工作環境,成長為合格的機械設計工程師。
2.4加強實踐環節,提高學生的工程設計能力
理論必須聯系實際,從實踐中來,再到實踐中去。讓學生接觸機械工程實際,了解同類系列產品的性能、結構特點及生產過程。學生對設計對象有了感性認識,獲得產品的有關工藝知識后,才能建立機械設計與機制工藝之間的聯系,課程設計的機械裝置才能和實際生產相符。因此,在課程設計之前多安排學生到工廠參觀或者以多媒體的方式觀看相關的工程案例,以此拓展學生設計思路,提高機械設計能力,達到課程設計實踐教學的目的。
二、綠色設計內容
機械設計與制造過程中,要想更好地使用綠色設計法,就應該對設計內容進行研究,只有這樣才能在設計制造過程中保護資源環境,主要表現為以下幾點。
(一)材料選擇
所謂的綠色設計,也就是在設計過程中使用綠色材料,綠色材料即可回收、可再生,且對環境污染較小、低能耗的材料,特別要注意避免輻射性能較強的材料,這種才能從源頭與“綠色設計”的理念保持一致,從而實使機械制造業在資源利用率方面得以提升。同時,在機械設計與制造中,還應當盡量減少所選用材料的種類,從而降低產品在廢棄后的回收成本。例如:模具材料的綠色程度對最終產品的綠色性能有著重要的影響,可通過舍棄過往對材料表面進行化學處理的方法,而改用物理方法實現防腐與脫模;選用對環境危害較小的鎳磷鍍代替電鍍鉻;用不銹鋼材料來加工防腐模具來代替電鍍的方式等等。
(二)設計方法
1)拆卸設計。
傳統的機械設計方法中多數只是考慮到產品的可裝配性,而較少考慮到產品的可拆卸性。而本文所涉及的綠色設計中則著重要求將拆卸性作為機械設計與制造中,產品結構設計評價的一個重要準則,從而使產品在報廢以后,能夠對其零部件實現高效且不加破壞的拆卸,以便有利于材料和零部件的重新利用與循環再生,進而達到保護環境和節省資源的目的。在拆卸過程中應該遵守這樣幾個原則:首先,所用材料應該具有多功能性,這樣可以有效降低拆卸數量;其次,設計制造過程中,針對某些有著相互影響的材料避免將其組合,以便間接的導致零件的損壞;再次,拆卸過程中減少零件的多樣化,這樣可以減少設計制作過程中時間差。
2)可回收設計。
所謂的可回收也就是在設計過程中,對零件的重復利用充分考慮,同時,還應對相應的回收處理方法和回收費用等問題進行考慮等。可回收性設計一般是零部件的再利用和原材料的再循環,當前由于材料再循環仍存在技術困難,而且再循環成本較高,因此較為合理的可回收性設計應將重點放在零部件的再利用上。使用該方法進行設計時,應該采用這樣的措施:在設計制造過程中,應該盡量使用那些可以重復利用的材料,并且,還應該確保所使用的材料具有較小的污染力,對于已經報廢的零件,可以采取相應的措施進行再加工等。例如可再生材料、易回收材料以及無毒無害材料等;對于已使用過的零部件進行再加工和翻新等措施。
(三)設計成本
在對綠色設計的成本進行相應的分析時,與傳統成本分析法大有不同,綠色設計過程中,還應該對產品的回收和利用進行考慮。因此,在整個產品設計制造成本分析過程中,必須在一定程度上對產品的環境成本、回收成本等進行考慮,只有這樣才能確保使用最小成本,獲得最大的經濟效益。從另一方面來說,在對產品進行包裝時,也應該著重突出這樣幾個原則:材料應該盡可能的降低到最小程度的使用量,也就是在滿足相應包裝條件的前提下,將包裝材料降到最低。同時,還應該選擇那些具有較小危害的包裝材料進行產品的包裝,這樣可以適度的減少環境污染。與此同時,所選用的包裝材料最好能夠回收利用,這種可以重復利用的材料,可以有效降低包裝過程中所產生的廢棄物數量。
二、因需施教,優化教學內容
技工教育需要傳授理論性知識,更重要的是要教會學生職業技能以及提高學生的動手實踐能力。技工教育中的理論教學應以夠用和必需為前提,將更多時間留給學生校內與校外實習。為此,機械設計基礎課程應該根據學生的認知水平選擇教學內容,對于理論性強以及實踐中較少利用的內容,如靜平衡、變位齒輪等知識刪去不講;對于以前學過的內容少講;對于實踐常用的知識,如帶傳動設計、螺紋鏈接、齒輪設計、軸的結構設計、軸承拆裝等內容應該多講與精講。總之,技工教學中要以應用為目標,夠用為度,以概念與應用為重點組織教學。
三、區別對待,分層教學
新學期開始,學生對新學年的激情比較高,上課比較認真。但由于學生基礎知識以及接受能力的不同,在開學后3周左右學習的層次性就會表現出來,這時還用“一刀切”的教學法,就會出現有些學生吃不飽、有些學生吃不好的情況。為此,在機械設計基礎課程教學中應該使用“分合相接”法:“合”指的是集中講授與歸納,“分”指的是分類指導與練習。其中,集體講授面向全班同學,分類指導面向學習有困難的學生或者學習一般的學生,集中歸納起著點睛作用,使學習有困難以及成績一般的學生加強理解,分類練習指的是根據學生學習不同層次安排識記、理解、簡單應用與綜合應用四個層次的課外練習,讓不同層次的學生都能有適合自己難易程度的練習可做,這些練習可盡量選擇實踐性強的題目,以培養學生解決實際問題的能力,通過練習真正使學生學以致用。
四、采用多種教學方法,加深學生的理解
采用多種教學方法,提高教學效果。機械設計基礎課程中設備種類比較多、結構比較復雜,比如四桿機構以及齒輪等,僅僅依靠老師口述,學生很難理解教學內容,采用多媒體課件,特別是三維動畫,能輕松地解決這個問題,從而提高學生學習的積極性,提高教學效果。
五、理論和實踐相結合,提高感性認識
機械設計基礎課程與機械工業生產實踐密切相關,因此在教學中應該注重理論與實踐相結合,以提高感性認識。學院學生除了在機電機械專業實驗室內進行動手實踐操作外,還可到學院內的實習工廠進行實習,從而使學生真正領悟到“學中做”和“做中學”的真正內涵。比如,為了完成“曲柄搖桿機構”和“急回特性”原理的教學,可以組織學生到實習工廠內觀看牛頭刨床機構的運行情況,從而加深對“曲柄搖桿機構”運行原理的認識,在觀看牛頭刨床機構的運動過程中,可以看到加工過程中存在進刀慢、退刀快的情況,就能很容易理解“急回特性”原理。
在計算機的輔助下,機械模型可以通過三維視頻展現出來,成為一種更加立體而全面的建筑物展現形式。學生可以根據這種3D畫面的展示,在頭腦中形成良好的印象,從而形成一定的設計思維能力。
(二)有利于增強學生的比例掌握水平
在機械設計中,對機械成品比例的把握能力十分關鍵。計算機輔助設計應用于機械設計教學中,能夠利用計算機,通過建模,將不同比例的物體搭配或者融合,從而清晰機械設計中,各個部分的比例關系和整體與部分之間的聯系,通過長時間的學習,使學生形成一定的比例掌握能水平。
(三)有利于豐富學生的資料收集內容
多方面的比較的觀察能夠使機械設計更加的完善、全面,從而在各個細節中,展現機械設計的獨到之處。計算機輔助設計應用于機械設計中,有利于豐富學生的資料收集內容,學生可以借助計算機收集更多他們所需要的各類材料和圖像、數據等等,為學生機械設計的學習奠定良好的基礎。
二、計算機輔助設計應用于機械設計教學中的方式
計算機輔助設計應用于機械設計教學中,可以通過計算機輔助設計和傳統教學方式的融合,結合計算機軟件特點引導課程教學活動等方式來開展。
(一)計算機輔助設計和傳統教學方式的融合
傳統的教學方式經過長時間的教學實踐,已經形成了一定的模式和教學結構,對于學生機械設計知識的學習具有一定的積極影響。但是多數教師在機械設計教學的過程中,會利用草圖等指導學生進行機械結構的設計和規劃,這種方式對學生機械設計知識的學習和機械設計能力的培養會帶來一定的阻礙性因素。新時代背景下,在機械設計教學的過程中,教師可以采用傳統教學方式和計算機輔助設計相融合的方式,繼承傳統教學方式的優勢之處,同時也利用計算機輔助設計的獨特價值,深入開展機械設計教學活動。計算機輔助機械設計能夠使機械設計更加的完整而全面,提升學生的機械設計知識靈活運用水平。但是在學生利用計算機輔助機械設計的過程中,教師要注意適當控制學生利用計算機輔助進行機械設計的時間,不能夠使學生過分依賴于計算機,而忽視了自身設計功底的練習和學習。教師要注意將計算機輔助設計和傳統的教學模式有機結合,真正展現計算機輔助設計應用于機械設計教學的價值和作用。
(二)結合計算機軟件特點引導課程教學活動
計算機輔助設計應用于機械設計教學中,可以結合計算機軟件的特點,引導機械設計課程教學活動,展現計算機輔助設計的價值和特點。例如在指導學生對機械設計進行構思期間,可以借助sketchUp草圖設計軟件,指導學生細致分析各類機械中的體量關系,打開學生的思維空間,展現學生的初步設計理念。在此基礎上,學生可以利用3dmax等計算機軟件進行實際的3D設計,將學生的初步想法和設計理念通過3dmax軟件展現出來,明確具體的方向。接下來,在學生明確機械設計的方向和大體形式的前提下,可以借助計算機的渲染軟件,對所設計機械的細節進行渲染和深入加工,形成一個明確而完整的機械設計圖像,展現每一位學生的設計想法和設計后的大體形態。在學生設計完成之后,教師可以組織學生通過互動的方式,借助計算機的多媒體技術,觀看每一位學生的機械設計圖像,互相分享設計理念,學習他人的優點和創新理念,提升每一位學生的機械設計水平,展現機械設計教學的價值和意義。
2數字化技術對煤炭企業機械設計的作用
2.1提升煤炭企業機械設計工作效率以及質量
數字化技術在煤炭企業機械設計方面的應用主要體現在計算機、掃描儀以及對各種應用軟件的利用和改進,具體地說,數字化設計技術可以將一些抽象的思路和想法變為實實在在的圖像或圖形,然后,以二維或是三維的形式展現在大家面前。這種技術上的改進和創新能夠使設計效果更加逼真同時也使得設計質量有所提高,另外,這種技術的應用對于煤炭企業機械設計工作水平得到有效提升[3]。以計算機技術為基礎的新時代設計理念,將數字技術貫穿于整個設計過程之中,這充分符合智能化設計理念的要求,讓計算機來完成繁瑣的、復雜的設計工作,與傳統的設計方式進行比較,在很大程度上減輕了設計人員的工作負擔,節約了設計人員的時間,提高了工作效率。同時,這種數字化技術的推進和普及,也標志著我國煤炭企業機械設計工作已經從單一的、傳統的工作方式中解脫出來,逐步走向現代化和科技化,讓設計人員具備更多的時間和精力來進行構思、創新而不是去做一些繁瑣的體力工作,這也從另一方面改善了設計人員的工作條件,提升其工作效率并保證了設計作品的質量。
2.2提升煤炭企業機械設計水平
數字化技術的應用不僅僅是在煤炭企業機械設計工作質量上和效率上有所提升,從根本上講,對其設計水平也是一種質的飛躍。數字化技術可以以計算機的形式進行輔助設計,從而減少模型的轉換,縮短設計工作周期,同時,還能夠充分體現出智能化設計技術的優勢,降低了各種制約因素的限制,也方便了各項工作的有序進行,最主要的是可以隨時根據設計人員的調整來相應地對生產環節進行控制,這種實時性可以有效地改善設計方案,提升設計的水平。另外,將數字化技術應用于煤炭企業的機械設計工作中,可以為設計人員提供許多新的設計方案作為參考,一些新模式的加入,對于傳統的機械設計理念來說是一種新能力、新技術的灌輸,也是對舊的設計手段和設計水平的一次改革和大膽創新,通過數字化技術來完成一些僅憑人工無法完成的設計效果,或是通過計算機系統的輔助來體現出整體設計理念的特色之處和優越之處,以強化和突出的手段來烘托設計效果[4],從這個角度來提升整體的煤炭企業機械設計水平,同時,數字化設計技術的應用,也便于設計人員通過計算機來了解最新領域內的先進設計理念,與其他設計人員、操作人員進行溝通,盡量減少設計偏差以及設計人員與實際生產人員之間的理解偏差。這些細節問題的避免都十分有利于設計水平的提升。
2.3更新煤炭企業機械設計理念和企業發展目標
煤炭企業的機械設計工作由于數字化技術的加入和應用,會在整體機械設計工作上取得一個新的高度,這代表了整個企業現代化的程度,也體現了一個企業整體的科技水平和技術實力。不論是提升企業軟實力還是提升企業員工的自信心都有十分重要的意義。同時,由于數字化技術的應用,使設計理念也提升到一個高度,一方面是設計過程中對于設計人員思路的拓展和視野的開拓,另一方面是方便于設計人員將自己的創意便捷地、準確地實現,也給設計人員更多的機會來提升自己的設計理念。另外,企業想要尋求發展,最根本的就是要從技術上得到發展。而技術的發展依賴的是這些新興技術手段的應用和完善,將數字化技術在煤炭企業機械設計中普遍地應用,可以有效地提升企業綜合技術實力,對企業的發展起到了重要的作用。在當今市場競爭激烈的形勢下,傳統的工業項目想要尋求新發展、抓住新機遇,就必須明確自己的發展目標,并按照自己的發展目標,采取各種有效的手段進行改進和創新。而數字化技術的普及和應用,對于煤炭企業來說,就是一個新的機遇,在煤炭企業的機械設計工作中充分運用數字化技術,有利于更加明確自身發展目標,提升設計方面的軟實力,從而提升企業本身的市場競爭力。
農業機械設計制造行業的快速發展及整體生產水平的不斷提升,為我國農業經濟發展帶來了重要的保障作用。在此背景下,為了實現農業機械設計制造既定的生產目標,優化其生產設備性能,確保生產作業計劃的深入推進,需要注重與之相關的液壓機械傳動控制系統應用分析,增強該系統實踐的應用效果。
1農業機械設計制造中液壓機械傳動控制系統基本原理、優點及影響因素分析
1.1液壓機械傳動控制系統基本原理分析。為了增強液壓機械傳動控制系統在農業機械設計制造中的實踐應用效果,促進農業機械設計制造行業發展,應加強該系統的基本原理分析。其基本原理為:確保平衡系統作用下的液體能夠處于靜止狀態,并使系統中液體在不同方向所處的壓強相同,且通過活塞的作用給予液壓系統中的液體不同的壓力,促使這些液體能夠保持靜止。其中,由于大活塞與小活塞所能承受的壓力有所差異,需要給予其不同的壓力,并通過系統中液體的傳遞作業,滿足變換要求。與此同時,液壓機械傳動控制系統運行中對執行元件、動力元件等有著較強的依賴性,在這些元件的共同配合作用下,能夠使系統處于穩定、高效的運行狀態。1.2液壓機械傳動控制系統優點及影響因素分析。該系統實踐應用中的優點:系統中的液壓機械傳動裝置的工作效率高、運行速度快,且液壓機械傳動控制系統使用實現了高度集成化,對功率的控制效果良好;系統中的元件安裝中的靈活性強,布置較為方便,且液壓機械傳動方式實踐應用中的反應速度快、重量輕,能夠進行有效控制;該系統運行中能夠根據實際情況,對載荷進行必要的調整,在使用中實現了機械自動化,且控制精度高。該系統在實踐應用中可能會受到某些因素影響,給系統的平穩性帶來了潛在威脅。其影響因素包括:液壓機械傳動控制系統運行中,若溫度變化較大,會使系統中的液體粘性改變,致使系統的運動特性發生變化,影響系統運行的穩定性;受元件工作性能下降、機械加工方式選擇不當等因素影響,會引發系統故障;液壓機械傳動控制系統運行前雜質清除不徹底,會加劇其運行過程中的摩擦,影響系統運行的穩定性。
2農業機械設計制造中液壓機械傳動控制系統的應用分析
2.1生產設備控制方面的應用。隨著農業機械設計制造領域中生產計劃的深入推進,需要性能可靠的生產設備發揮應有的作用,促使該領域中的整體生產水平得以提升,規定期限內的生產計劃能夠順利完成。因此,在控制生產設備的過程中,應注重液壓機械傳動控制系統引入。具體表現:借助液壓機械傳動控制系統高度集成化的優勢,對機械設計制造領域中的生產設備進行實時控制,促使設備能夠處于穩定的工作狀態;在液壓機械傳動控制系統的支持下,能夠降低生產設備使用中故障發生幾率,并在長期的實踐過程中形成符合生產設備需要的控制模式。2.2生產流程控制方面的應用。相比機械傳動技術,液壓機械傳動控制系統實踐應用中融合了控制理論、計算機技術等元素,能夠對機械設計制造領域內的生產流程進行控制。具體表現:該領域中各生產流程實施時,引入液壓機械傳動控制系統,能夠降低機械制造領域中的生產流程問題發生幾率;根據生產作業要求,確保控制系統作用下的生產流程設置合理性,并對機械設計制造中的運動參數、動力參數進行控制。2.3恒功率輸出控制方面的應用。結合機械設計制造領域的實際概況及生產要求,可知其生產過程中注重恒功率輸出控制,能夠保持其生產成本的良好經濟性,為設備正常工作創造出良好的運行環境。因此,需要加強液壓機械傳動控制系統使用,借助其傳遞效率高的優點,能夠實現農業機械設計制造中的恒功率輸出控制。在這樣的控制模式作用下,機械設計制造中的整個生產環節將得到有效控制,確保設備性能的可靠性,有利于擴大液壓機械傳動控制技術的實際應用范圍。
3結語
在新形勢下農業機械設計制造中對于可靠的生產方式、生產設備等依賴性強,需要在具體的作業流程中重視液壓機械傳動控制系統的引入,確保其生產作業的高效性。因此,未來農業機械設計制造行業發展中應根據自身的生產需要及實際的發展概況,將功能強大的液壓機械傳動控制系統應用于生產環節中,在降低生產成本的同時確保自身的生產效益良好。
作者:韓寧 單位:吉林工程職業學院機電工程分院
參考文獻