时间：2022-02-02 00:28:58
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1.1增强产品的美观性能
随着我国经济的发展与人们生活水平的日益提高。人们对产品的要求已经不单单停留在使用性能这一方面了。在满足商品本身的使用性能的同时，人们更加注重某一商品是否美观。因此，对冶金机械制造设计进行研究，可以加大产品的美观性能。从而增加客流量以增加商品的收益。这对消费者和研究商都有一定的好处。
1.2减少噪音污染
噪声一直是困扰人们生活的因素之一，它能打扰人们的休息，严重时还会引发疾病。近些年来随着科技的发展，人们也一直在研究减少噪音的方法。冶金制造业是大型的生产企业，产生的噪声是普通企业的好几倍。因此对冶金机械制造设计的研究势在必行。它可以大大减少冶金制造业在生产过程中产生的噪音。
1.3保护环境
随着科技的发展，越来越多的问题得以解决。同样也越来越多的问题逐渐被发现。环境问题便是其中之一。近些年来环保一直是世界的主题。每个国家、城市、企业和家庭都有义务做到保护环境。随着科学的研究发现环境污染不只只是大气污染、水污染等这些污染，还包括噪声污染等。冶金制造业在生产过程中如果控制不得当会产生大量的污染源。因此对冶金机械制造设计的研究可以大大减少在生产过程中的污染，从而保护环境。
2冶金机械制造设计中存在的问题
上面已经让大家了解到了对冶金机械制造设计的研究具有很重要的意义，既然这样，那么相关人士应该义不容辞的开展这项活动。话容易说，但是事情却不容易做。对冶金机械制造设计的研究这项活动是存在许多问题的，下面让我们具体的来了解一下。
2.1造型的均衡感和稳定感存在瑕疵
大家都应该知道，芭蕾舞演员需要很匀称的身材比例，俗称黄金比例。比例的协调性对于一个芭蕾舞的展现具有很重要的作用。同理，均衡感和稳定感的存在如同芭蕾舞演员的黄金比例身材一般。它们的存在可以是原本有一些瑕疵的产品看起来同样高档。但是，现如今的冶金机械制造业所设计出来的产品却缺乏造型的均衡感和稳定感。这使得原本建材高档的产品却体现不出高贵来。
2.2色彩所表达的机械语言不符
人们都知道色彩对于一个产品来说是非常重要的。在这里，本文想举几个例子来说明一下色彩的重要性：首先一件长裙，如果裙子是纯白色的则会给人一种仙女的气质；相反，如果裙子是黑色的则会给人高贵、冷艳的感觉；其次，大家都知道钢琴的琴键是黑白色的，大家可以试想一下如果把钢琴的琴键换成五颜六色的那将是什么后果。举这个两个例子的是想说明色彩选择与应用的重要性。可是，先如今冶金制造业所设计出来的产品色彩所表达的含义与机械语言并不相符合。
2.3设计美感与加工制造经济性的协调
其实，任何行业都是以盈利性为目的的。都是为了挣钱。每个投资商都希望用最少的投资来换取最大的利益。所以在投资、设计与生产的过程中投资商有时候是很吝啬的。先如今的技术指导下，冶金制造业所设计出来的产品如果追求美感则耗资比较大；如果想减少投资而美感又上不去。造成了设计美感与加工制造经济性不相协调的现状。
3解决冶金机械制造设计中存在问题的办法
既然冶金制造业设计存在着这么多的问题，如果冶金制造业想要发展、想要获取更多的利益、想要更好的服务于人们，那么相关人士就要想办法解决出现的困难。那么该如何解决上述困难呢？本文给出了以下方法。
3.1设计高均衡感和稳定感的造型
既然均衡感和稳定感对于冶金制造业的设计如此重要，那么毫无疑问的想要解决这个困难，就要设计高均衡感和稳定感的造型。话容易说，但是事情却不是那么容易做的，该如何设计出高均衡感和稳定感的造型呢？本文觉得一下几点会对设计有所帮助：首先，确定产品的尺寸。大小不同的产品它们所需要的比例肯定是不同的，因此首要任务就是要先确定一下想要把商品做多大。其次，根据产品的尺寸设计产品的比例。比例对于均衡感和稳定感是有很大作用的，如果比例不协调那么更无从可谈均衡感和稳定感的问题了。最后，也是最重要的就是加工打造出高度均衡感和稳定感的产品。许多人对于这一点很不理解，其实大家可以试想一下，再好的设计如果加工工程不过关，那么产品也不会好到哪去。
3.2设计吸引人眼光的色彩
上面已经探讨过了色彩对于一个产品的重要性。也同样指出了在冶金制造业的设计中存在着色彩所表达的含义与机械语言不相符的问题。既然这样，那么我们就要想办法解决这个问题。可是解决问题的办法到底是什么呢？首先，我们要确定所设计的产品想要表达什么的含义。不同的意义所需要的色彩是不同的，例如白色代表纯洁；黄色代表温馨；蓝色代表大海等等。所以只有首先确定产品想要表达什么含义才能确定所需要的色彩。然后，就像上面说的，根据所要表达的含义设定产品所需要的色彩。有的产品需要色彩艳丽；有的需要纯色，一切根据实际情况而定。这样根据需求所设计的色彩就不会产生上面所叙述的问题了。
3.3设计完美比例让美感与经济性同在
既然人们想要美感十足的产品，而商家又不想投资太多。那么我们就要想办法在降低成本的前提下设计出具有美感的产品。其实这个问题不难解决。解决的办法也因人而异。本文给出了一点建议希望对相关人士有帮助。首先，商家可以采用先进的技术来设计出美感十足的产品，然后提高产品的价格，以此来获得更高的利益。许多人对这个方案很不理解，觉得这不是要加大投资吗？商家会同意吗？大家忽略了提高产品价格的问题。成本是提高了，但是商品的价格也大大提高了，这样设计出来的产品不仅可以打造品牌，还能获取更高的利益；此外，商家也可以设计出美感稍微欠缺的产品，这样可以减少投资，也同样可以获取很高的利益。其实这个办法是与上述办法相反的解决方案。因此在这里本文就不多做论述了。想必大家已经了解。
4冶金机械制造设计发展前景
虽然冶金制造业存在着许多问题，发展比较缓慢。但是如果相关人士能够积极解决问题，那么冶金制造业的发展将会是一片大好的前景。本文也相信，通过冶金制造业相关人士的努力，冶金制造业将会发展成我国的经济龙头行业，为我国经济的发展和国际地位的提高起到不可忽视的作用。
5结语
1.1机械设计初期计划设计
对于机械设计而言，其初期计划设计是非常重要的，并且会在很大程度上直接影响机械设计的成果和性能。为此，应对机械设计初期计划设计进行分析。从内容上来分析，机械设计的初期计划设计，比较类似于计算机软件设计分析的内容，具体工作主要分为以下几个方面：第一，机械设计在开始工作之前必须对大量的数据和信息进行搜集，并且在整理后开展深入分析，选择有价值的数据和信息，为机械设计工作提供必要的参考。机械设计在精度上的要求很高，不能草率的决定如何设计，需要根据实际的需求以及技术方面的标准来开展设计工作。第二，设计人员必须充分掌握好设计的器具所具备的功能与性质。现阶段的发展已经进入到了高度的自动化阶段，机械设计工作基本上都是通过不同的器具来完成的。因此，器具的功能和性质直接决定了机械设计的成果和应用方向，该项工作在未来的发展中必须得到充分的重视。
1.2机械设计的设计方案
相对而言，机械设计在具体的工作当中都是按照相应的方案来进行的。目前，机械设计方案被认为是设计工作中的核心部分，能够在客观上和主观上对机械设计的质量和水平产生极大的影响。方案设计的工作必须保证贴合实际，过于理论化只会导致非常严重的后果。本文认为，机械设计的设计方案应从以下几个方面出发：第一，机械设计方案必须满足机器本身的性能和功能要求。机械设计从细小的零部件一直到较大的操作设备都要按照设计方案来执行。但是，方案在设计的过程中应保证其符合机器本身的功能和性能，要具有较高的匹配度，否则无法完成较多的工作。第二，机械设计方案在实际的设计当中必须充分考虑到检验者本身的因素。以目前的情况来看，检验者属于主观上的因素，其是否掌握机器的开发、是否能够创新、是否具有较高的认知，都将影响机械设计方案的有效性，从而间接的影响后续的工作。
1.3机械设计的主要技术设计
随着机械设计的重视程度不断提升，很多地区都在机械设计的主要技术方面投入了大量的时间和精力，力求能够在客观上研究出更高的技术成果。但是，机械设计的限制性条件较多，理论化的成果多数情况仅适用于学术研究，未来的设计技术还是应该在实践工作中进行较大的努力。从现有的工作来看，机械设计的主要技术设计过程中，对于主要技术层面这一要素具有非常高的要求。本文认为，在机械设计的主要技术设计阶段，应达到以下两方面的要求：第一，设计人员必须对设计图纸信息进行反复的核对，尤其是一些重要的信息和数据，应认真对待图纸的各种数据计算，从多方面来完成总图与部分图的对比分析，将最终的数据进行有效的整理。机械设计的主要设计技术，从客观的角度来分析就是对各种数据和信息不断加深的过程，提高精度的同时保证机械设计的质量和性能不受到影响。第二，机械设计主要技术的每一个环节都要进行审慎的比对和分析，保证阶段性的工作成果。社会虽然对机械设计的需求较大，但在要求方面丝毫没有减弱。设计人员在执行技术的时候应保证不出现任何类型的疏漏，必要时应进行反复的校对。由此可见，机械设计主要技术在目前的发展中还有很大的提升空间，且值得研究的部分较多。
2我国机械制造的技术
2.1我国先进机械制造技术的特点
近年来，我国科学技术快速发展，先进的机械制造技术在机械制造中得到广泛应用，技术与设备都要进行不断更新，在原有优秀技术的基础上，运用先进技术作为发展的基础，满足当今市场竞争的要求，增强市场竞争力。另一方面，先进的机械制造技术能够有效提升机械产品的性能与功能。由此可见，我国先进机械制造技术的特点还是比较突出的，且在经济效益和社会效益上获得了较大的提升。结合以往的工作经验和当下的工作标准，我国先进机械制造技术的特点主要集中在以下几个方面：第一，技术的精度不断提升。目前的零部件机械制造获得了广泛的重视，零部件的精度和性能都有所提升，促使我国的机械制造技术更上一层楼。第二，面对社会的强大需求，我国先进机械制造技术的体系不断健全，在很多方面都获得了突出的成就，告别冗杂操作的同时，还实现了工作量的降低、工作效率的提升，这是值得肯定的。
2.2我国机械制造技术的发展方向
机械制造技术的发展是一个不断深化的过程，单纯在精度上或者是质量上要求提升，并不是最终的诉求。应用机械制造技术的目的在于为社会提供所需要的产品，促进生产生活的快速发展，减少各种问题的出现。因此，明确机械制造技术的发展方向是非常重要的。根据发展方向，结合当下的工作成果，努力地朝着目标努力，才是今后需要做的事情。本文认为，我国机械制造技术的发展方向应在以下几个方面来展开：第一，机械制造的管理。健全规范的计算机管理制度是我国的机械制造技术发展方向之一，因此，我国机械制造业应该加强对机械制造技术的计算机管理。第二，机械制造的设计。现代的机械产品的设计要求更加倾向于智能化，如CAD设计软件以及虚拟的设计技术对需要设计的机械产品进行模拟设计，并能够通过多媒体等对产品的性能、结构等进行模拟演示。
3结语
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我院建校前几年由于师资力量有限，主要依赖兼职教师指导课程设计，这些兼职老师大多来自一本院校，他们时间有限，指导方法基本沿袭一本院校的指导方法，每天集中一两个小时在教室集中指导，而三本学院的学生依耐性强，老师走后基本是放鸭子，因此抄袭现象特别严重。此外，在教学指导过程中也存在一系列问题，比如必须掌握的知识点、知识群、关键内容都没有明确，指导过程因老师而异，随意性较大，标准不统一。因此，进一步规范课程设计的内容、指导方法、达到的目标、必须掌握的知识点和知识群，显然是提高实践教学质量的重要内容和措施。后来随着一些青年教师的引进，我们对机械设计课程设计的题目、应该完成的内容及进度要求、考核方法等进行了一系列的研究与实践，使学生达到掌握知识点的目的。
二、针对机械设计课程设计题目、指导方法，进度安排及考核方法进行改革
（一）设计题目的改革
以前兼职老师给的课程设计题目是多样化的，鉴于我院学生的基本条件，我们把课程设计的题目统一标准化了，传动方案也已经给定，目的是让学生熟悉课程设计的一般方法，掌握应该掌握的知识点，并对机械设计的理论课的知识加以巩固，并不要求他们创新设计。其设计题目、初始条件和传动方案如下：设计题目：带式运输机的传动装置；初始条件：带式运输机可运送谷物、型砂、碎矿石、煤等。两班制工作，连续单向转动，有轻微振动，输送带的速度允许误差为±5%，使用期限为10年。卷筒与输送带间传动效率96%，减速器批量生产。要求学生每人按学号顺序依次选一组数据进行设计计算。
（二）指导方法改革
在课程设计之前，负责人对指导机械设计课程设计的老师集中在一起开个小会，对学生必须掌握的知识点、知识群、关键内容都明确要求，要求指导老师每天的上午和下午至少在教室两个小时，这样学生有问题就能及时找到老师解决问题。还有学生课程设计进行到第一阶段，尤其是课程设计的设计计算初步完成时候，要求指导老师对学生的计算数据进行初步的检查，并要在草稿本上签字，才可进行下一阶段的工作。这样就避免后面学生在画草图时候发现错误，又要反过来重新计算浪费大量的时间，并且可以避免了个别学生抄袭的现象。
（三）进度安排改革
以前兼职老师指导课程设计时候，一次把课程设计要求完成的内容一个半天讲完，这样内容太多，学生根本记不清楚。我们根据三本学生的特点，将机械设计课程设计分为六个阶段。每个阶段集中讲解一次，学生按进度要求完成该完成的任务。第一阶段，主要是动员和设计计算。学生在这一阶段应该完成的内容包括：选择电动机；计算总传动比和分配传动比；传动装置的运动和动力参数计算；传动件计算；初算轴的最细处直径；选择联轴器（型号、孔径、孔长等）；初选滚动轴承及其相关参数，轴承盖是否干涉等。要求学生按上述步骤严格进行，不要颠倒。第二阶段是草图绘制。设计计算完毕后，我们会带学生到实验室做一个减速器拆装实验，主要是对减速器有个感性的认识。然后在集中讲解，其内容包括：减速器的结构；减速器的；设计装配图的准备；减速器铸造箱体的结构尺寸；减速器装配草图设计；轴和键的强度校核，滚动轴承的寿命计算。第三阶段是正式绘制装配图，在完成减速器装配草图后，校核轴、键强度及滚动轴承寿命无任何问题时，在此基础上继续完成装配图。要求注意两个方面的设计：轴系零件的结构设计；减速器箱体及附件的结构设计。第四阶段是装配图的检查。给学生主要讲解的内容包括：检查装配草图；标注主要尺寸与配合；编写减速器的技术特性；编写技术要求；零件编号；编制零件明细表及标题栏。第五阶段是零件图的绘制。零件工作图是零件制造、检验和制定工艺规程的技术文件，应包括图形、尺寸及其极限偏差、表面粗糙度、形位公差、技术要求等。零件图从装配图上测绘下来，形状应与装配图一致。第六阶段是编写说明书。说明书的编写我们也把格式基本给学生，学生按照步骤把草稿整理成册就可以了。机械设计课程设计总共安排了三周的时间，周末时间不计，具体的进度安排我们设计了一个表。（四）考核方法进行改革课程设计结束后，我们会现场答辩，在答辩时候，会先给个预成绩，这个成绩非常重要，因为通过答辩，可以看出学生对课程设计掌握的情况，是否有抄袭，一问就基本可以得到答案。最后结合学生交上来的课程设计说明书、装配图、零件图给每个学生单独评定优、良、中、及格和不及格的成绩等级。
三、结束语
机械制造工艺是满足产品设计要求、保证产品质量、节约成本、缩减能耗的有效手段，它指导着企业的生产准备、计划调度、生产加工、质量检测等工作，它为产品更新、技术升级、增加经济效益提供了重要保障。其中，工艺流程在产品质量、企业经济效益和竞争实力中发挥着重要的作用，直接指导着产品或者零件的制造过程。
1.1生产和工艺过程
机械制造工艺中的生产过程具体是指制造机械时，将原材料或者半成品制作成产品的过程，主要包含生产技术的前期准备，原材料与半成品的运输、保管，零部件与产品的装配、调试和检验等。工艺过程隶属于生产过程，它是指改变零部件与产品尺寸大小、外形、性质、相对位置关系的生产操作过程，例如，毛坯制造、机械加工等。其中，工艺过程涵盖了机械加工工艺过程，它具体是指采用机械加工方法改变毛坯的外形、尺寸大小以及表面质量，将其变成产品零部件的过程，此过程通常由一个或者多个加工工序构成，主要包含安装、工位、公步和走刀这四道工序。
1.2零件装夹
正式生产零件之前，应将其安放在基床或者夹具等位置，此步工序为固定位置，为进一步保障位置的准确性，应对其进行稳固，此步工序为夹紧，固定位置和夹紧统称为装夹。机械生产技术中零件装夹的科学性严重影响着零件的生产品质，同时直接影响着产品的生产速度、生产成本和安全性。通常包含直线、划线找正式和用夹具装夹式这三种零件装夹模式。
1.3定位
为切实保证零件的精确度，应做好零件的定位作业。定位时，首先严格依照加工工件的具体情况合理选择定位基准，本文中的基准是指点、线、面，且能够在明确工件和加工工具之间具置关系中发挥作用，依照所发挥作用和应用场所的不同，将基准划分成设计基准和工艺基准，其中工艺基准依照不同的分类标准，又将其细分为工序基准、定位基准、检测基准和装配基准。
1.4加工精确度
加工精确度是机械制造工艺中的关键，其直接决定着产品的使用性能，依照不同的要求，可将其划分成尺寸大小精确度、外形精确度、位置精确度和表面质量精确度。在具体的机械加工过程中，为获得准确的尺寸大小精度，主要采用试切法、调整法；为获得准确的外形精确度可以采用轨迹法、成形法。
2合理化的机械设计措施
2.1提升加工精确度的措施
在机械设计过程中不可避免地存在误差，只有深入分析研究产生不同误差的具体原因，采取有效的预防措施，方能减少误差的出现，进而提升工件的加工精确度。若想提升零件的加工精确度可以改进所用夹具，也可以改造测量工具；若想有效控制误差，则应全面认真分析加工误差，找到产生误差的具体原因，通常系统应力、受热变形、刀具磨损等都会引发误差，依照具体的原因采取针对性的解决对策。
2.2提高设计标准化的措施
标准化是机械设计的主要发展方向，借助统一的标准，保证机械零件尺寸大小、规格型号、性能和结构的统一，这有助于产品质量的提高，还能够显著降低生产成本。因此，在进行机械设计时应注重产品零件标准化水平的提高，进而提升产品的设计水平，强化机械产品的竞争实力。
2.3改善零件加工表面质量的措施
零件加工表面质量是指机械加工后零件表面的微观不平度，其质量直接影响着产品零件的使用性能、可靠性和使用寿命。为改善零件加工表面的质量，可以采用以下措施：首先，合理选择刀具，尽量依据加工件的属性选取刀尖圆弧半径相对较大、副偏角度较小或者适当的修光刃，进而缩减加工零件表面的不平度；其次，科学选择切削条件。若想获得理想的加工零件表面质量，应严格依据不同的材料选择恰当的切削速度，另外，还可以使用高效切削液；最后，降低表面层的形变程度，可以同时采用多种方法。3.4强化绿色制造的措施绿色制造理念的引入能够有效增加机械设计的成功几率，因此，引入了绿色制造理念的机械制造工艺与原有的制造工艺相比存在一定的差距，它强调对环境的保护，同时在此基础上实现经济效益的最大化。为强化绿色制造，应全面考虑产品的绿色开发，减小其生产使用过程中对环境的污染程度，首先应保证机械建模过程中的绿色设计，借助系统化的设计方法，选取绿色环保型原材料，还应考虑产品的回收和循环利用情况。
3结语
课堂理论教学是传统教学模式的主线，实践教学只起辅助作用，而课堂教学内容的抽象性，更加增大了学生对机械知识及设计的理解难度。机械设计的目的是要去解决机械工程的实际问题，教学脱离实践环节必然造成学生眼高手低。目前实践教学的不足导致学生在设计过程中忽视设计对象的加工工艺、安装工艺以及调试、使用和维护等工艺过程，只是盲目的、机械的照搬资料，更无法对设计中出现的各种工艺问题采用创新的方法去解决。
2《机械设计》课程设计改革的思路与措施
2.1增加设计题目的多样性和新颖性，提高教学质量和学生工程设计能力
《机械设计》课程设计题目首先满足教学大纲的要求，即题目中应包括原动机、传动装置、工作机三部分内容，并能够对机械设计课程所学大部分零部件进行设计训练。在此前提下，应改变原来的只针对减速器的定式设计模式，从学生设计兴趣入手，调动学生的能动性，培养独立设计能力。在传统课程设计内容基础上，设计题目可从教师相关的科研项目中抽取，或者与工矿企业建立联系，去实际中提炼一些综合性、创造性的设计题目，这样一方面替工矿企业解决技术问题，另一方面学生设计过程具有挑战性，同时起到了学以致用的目的。机械类专业往届毕业设计中传动装置设计部分一般雷同度小、综合性强，与工程实际结合度高，整理后也可作为课程设计题目。课程设计题目的多样化和新颖性能够吸引学生，锻炼学生综合运用先修机械类课程知识的能力，促使学生建立整体设计的理念，激发学生的独立设计能力和创新能力。
2.2采用启发式指导，促使学生由模仿型设计转变为思考型设计
课程设计中包含方案确定、初步计算、草图设计、装配图设计、零件工作图设计和编写设计计算说明书等几个阶段。在每个设计阶段，教师应组织学生设计小组展开讨论，对设计资料进行归纳、分析和总结，从前人成功设计案例中寻求设计要点并形成独立的设计思路。尤其进行到草图设计和装配图设计阶段时，牵涉到大量的结构问题，由于在《机械设计》课程讲授的重点都是基础理论，很少涉及结构方面的知识，学生在进行到这一设计阶段时普遍感到困难，错误较多。在这一阶段，指导教师应悉心引导，最好借助实物模型教学，多进行正误结构的比较。只有通过启发式指导，学生才能很好的把握机械设计的规律和其灵活性，达到举一反三的训练目的。
2.3加强计算机CAD/CAM/CAE技术在课程设计中的应用
在计算机信息技术的时代，机械工程设计领域已广泛使用计算机CAD/CAM/CAE技术进行设计，进入数字化设计、分析与制造的新时代。传统设计中采用的是半理论半经验的计算公式进行静态计算或估算的设计方法，设计过程费时费力，设计结果的可靠性验证滞后。在CAD技术平台上可实现机械零件的结构设计和机构运动仿真，所见即所得。运用CAE软件进行机械零件的力学性能的分析计算以及结构性能的优化设计。在《机械设计》课程设计过程中，手工图板式设计方式明显落后于机械行业实际设计方法，因此要加强学生在计算机绘图方面的训练，增加学生用CAD软件绘图环节。鼓励学生运用CAD三维造型技术进行仿真设计，由于设计过程处于三维空间，形象逼真，因而有助于学生创新潜力的发挥。通过运用计算机绘图，将学生从大量的手工绘图劳动中解放出来，使学生可以将精力重点放在方案设计和结构设计上，提高课程设计质量；同时模拟了真实的企业环境，培养学生使用CAD软件进行机械设计的能力，这样才能在今后的工作中使学生快速适应工作环境，成长为合格的机械设计工程师。
2.4加强实践环节，提高学生的工程设计能力
理论必须联系实际，从实践中来，再到实践中去。让学生接触机械工程实际，了解同类系列产品的性能、结构特点及生产过程。学生对设计对象有了感性认识，获得产品的有关工艺知识后，才能建立机械设计与机制工艺之间的联系，课程设计的机械装置才能和实际生产相符。因此，在课程设计之前多安排学生到工厂参观或者以多媒体的方式观看相关的工程案例，以此拓展学生设计思路，提高机械设计能力，达到课程设计实践教学的目的。
3结论
根据上述教学目标，疲劳设计部分的教学逻辑应按照下述的顺序进行：1．讲解疲劳破坏发生的原因和破坏特征。这部分要首先举一些发生疲劳破坏的实例来说明什么是疲劳破坏。比如轴在工作过程中，当一直受到径向载荷作用时，轴的截面上将产生交变应力，在这种应力长时间作用下，轴将会产生疲劳断裂。这时可以展示轴的疲劳断裂截面图，说明这个断裂截面有哪些特征。2．讲解材料的σ－N疲劳特性曲线图。讲解时要着重强调这个图的含义，它是如何通过大量的试验数据绘制出来的，讲解这个曲线可以分成哪几段，每一段各代表什么含义，讲解为什么我们一般只重点关注有限寿命区中疲劳极限随循环次数变化较大的这一部分，进而引出疲劳曲线方程。3．讲解材料的σa－σm特性曲线。讲这部分之前，一定要说明这个曲线和前面的σ－N疲劳特性曲线的关系，这里是学生最容易混淆的部分。应说明该曲线也是根据大量试验数据描绘出来的，并说明曲线上几个关键点的物理意义，讲解该曲线的简化方法有哪几种，常用的简化方法是哪一种，说明其原因。4．讲解影响零件疲劳强度的因素。这部分重点讲几个影响系数，即：理论应力集中系数（kσ，kτ）、尺寸系数（εσ，ετ）、表面状态系数（βσ、βτ）。关键是要讲清楚什么叫应力集中，为何当应力集中现象产生时会降低疲劳强度，如何引入系数进行修正？什么叫尺寸系数，为何尺寸变大后疲劳强度会降低。什么叫表面状态系数，为何要引入修正系数进行修正。5．讲解零件的疲劳极限应力图。说明极限应力图其实就是σa－σm特性曲线，零件的σa－σm特性曲线与材料的σa－σm特性曲线的区别就在于，它以零件的形式出现时，已经确定了几何形状、加工方法、尺寸、表面状态等，因此必须考虑前面谈到的三种修正系数，进而自然引出新的（零件）疲劳极限应力图。6．讲解零件的安全系数计算方法。这部分内容是这一章的核心内容。主要介绍图解法和解析法求解安全系数这两种方法。讲解图解法，一定要说清楚极限应力图中的两个区域（疲劳安全区、塑性安全区），说清楚当应力在这两个区域中按照不同的应力增长方式变化，什么情况下发生疲劳破坏，什么时候发生塑性破坏，在此基础上，再讲解安全系数的两种计算公式的推导过程。7．讲解疲劳损伤的线性积累现象。首先举例说明疲劳作用的线性积累过程，让学生理解为什么每一次的疲劳作用都会对零件造成一定程度的损伤，接下来再介绍线性疲劳损伤积累假说，要求学生在理解的基础上用自己的语言描述出来。按照上述的教学逻辑施教，将可以实现知识点上的连续性和相互关联性，便于实施层层递进的教学过程，方便学生学习和掌握。同时，讲解过程中，除了强化原理解释外，讲解上述2—7部分时一定要配以相关的例题进行阐释，以帮助学生更深入地理解。
二、疲劳设计部分两个难点内容的教学方法
从上述的分析中可以看出，疲劳设计这部分的教学内容很多，确实存在着学生难以理解的现象。在此，笔者认为，学生对这部分知识最难懂的地方有两个：一是两个疲劳曲线图的理解和应用，二是如何通过使用极限应力图有效进行安全系数的计算。为了提高这两个难点的教学效果，笔者采用以下的教学方法。
（一）材料的疲劳特性曲线教学方法
这部分内容在讲解时首先要谈两个实验曲线。图1是通过实验测试建立的σ－N（或τ－N）疲劳特性曲线，图2是通过实验测试建立的σa－σm（τa－τm）疲劳特性曲线，这两个曲线都是通过大量的实验数据拟合得到的，是针对材料的疲劳性能所进行的标准化实验而得到的，不涉及零件的问题。要讲清楚实验条件及这两个曲线的物理意义。接下来应阐述通过对图1的简化而得到图3的意义。讲清楚图3的分区，每个区域的物理意义。引入疲劳极限的概念。疲劳曲线上每一点所对应的应力σrN或τrN称为疲劳极限，表示循环次数N下材料不发生疲劳破坏的应力最大值。钢在受到弯曲、拉压和扭转剪切作用时的疲劳极限值不同，但疲劳曲线具有大致相似的形状。对于机械设计问题，大部分材料处于AB段，这一区域中，疲劳曲线符合指数方程：σmrNN＝σmrN0＝CτmrNN＝τmrN0＝C′（1）由该公式出发解释m、N0的物理意义及取值方法，讲解循环特性r对疲劳曲线的影响规律（图4）。通过这样的讲解，学生自然就能够掌握图3的来历，也易于掌握其基本的内在知识点。采用上述同样的讲解逻辑，可以建立图2和图5之间的关系。即图5是通过对图2的简化而来的有关材料的标准化试验曲线。表达的是在不同循环特性r的应力作用相同的次数N，材料的疲劳极限应力，在曲线上的每一点都是等寿命的，又称为疲劳极限应力图。该曲线上有三个关键点，分别为对称循环点A（0，σ－1），脉动循环点B（σ0／2，σ0／2），静强度极限点F（σB，0）。接下来要讲解如何对图5进行简化，指出为何我们一般只采用图6的简化方法。至此，就可以完成疲劳强度极限应力图的构建过程，为下一步利用其进行有关安全系数的计算创造条件。
（二）零件的疲劳曲线及安全系数计算的教学方法
讲这部分内容时，首先要说明，前面介绍的疲劳特性曲线是针对材料进行的标准化实验得到的，但对于一个具体的零件来说，其疲劳强度还会受到应力集中、加工方法、热处理、尺寸大小、表面状态、环境介质、加载顺序、工作频率、加载速度等一系列因素的影响。其中应力集中、尺寸大小、表面状态三项因素的影响最为突出。接下来讲解机械零件的三种常见的应力增长方式，并以r＝σminσmax＝常数的增长方式讲解安全系数的公式推导示范。机械零件的疲劳安全系数计算方法有两种：一是图解法，二是解析法。这两种方法都是以图7为依据进行推导而建立的。接下来要应用图8的示意图进行讲解。如果有一个零件工作的应力状态点在疲劳安全区的C点，当按照r＝常数进行应力增长时，将发生疲劳破坏。公式（4）—（7）具有同等的意义。因此，使用图解法时，只要按照比例关系绘制出图8，通过量取相应的线段长度，即可完成安全系数的求解过程。而当零件的工作应力点处于塑性安全区的某一点C1时，按照r＝常数进行应力增长时，将发生塑性破坏。至此，教学就完成了图解法和解析法计算安全系数的讲解。通过这样的过程，学生将易于掌握整个过程的来龙去脉，实现在理解的基础上的牢固掌握。
三、结束语
关键词：机械设计；课程群组；优化；改革
21世纪科学技术的发展突飞猛进，对专业技术人员综合素质水平的要求越来越高。为更好地适应经济快速发展对专业技术的需求，在高等教育领域，我国已普遍掀起了与学科专业结构调整相适应的课程体系改革。教学中不仅应该加强人文教育、理想信念教育，也应该更加注重学生的学习能力、职业技能实践能力和创新能力的培养。因此，不断将新的科学教育研究成果吸收到专业建设中来，立足院校办学特色，对传统的课程设置合理地进行群组优化，探索、选择满足现代社会发展需求的复合型综合人才培养的教学方法，有着极其重要的现实意义。我院对传统的机械设计课程教学进行了改革与实践，对高等工科院校机械类专业建设进行了有益的探索。
机械类（对口）专业机械设计课程群组的构成及现状
教学型本科院校中承办的高职类生源的本科教育以“高级应用型技术人才”为培养目标，紧密地依靠市场需求设置专业，面向生产、管理和服务的第一线，突出实践能力的职业本色。在传统的机械类专业课程设置中，机械设计课程群组由金属工艺学、画法几何与机械制图、机械原理、机械设计、公差与配合等课程组成，各部分内容追求学科体系的完整性，相互独立，不可避免地出现了内容交叉、知识点衔接不紧密等问题。鉴于课程知识需求，教师对知识点滞后部分的处理，大多采取蜻蜓点水式的介绍，致使高职类生源学生感觉内容繁冗、思路不连贯、理解不透彻，学习效果较差。在机械类专业主干学科机械原理、机械设计课程教学过程中，普遍存在着“重局部、轻综合，重理论、轻实践”的现象。机械设计课程作为机械零件结构设计和强度、刚度设计的综合学科，紧密地与机械制图、公差与配合等课程相联系。由于课程传统框架的制约和授课学时的限制，课程的改革只能是局部的，往往造成机械设计实训环节内容单一，涉及诸多交叉课程综合知识的运用问题暴露无遗，尤其突出的是与精度设计内容有关的知识运用，学生只是一味地照抄照搬，缺乏独立思考、综合分析问题和解决问题的能力，在机械设计课程设计作品中几乎看不到机器整体协调性较强的精度设计思想和工程设计创新意识，达不到设计目的，更没有余力充分利用计算机软、硬件来提高设计能力和效率，使机械设计教学处于进退两难的境地。
在强调个性发挥、提高职业技能的人才目标发展趋势下，在课时不断压缩的现实条件下，要保证良好的教学效果，选择先进的教学方法和手段，对传统课程体系和教学内容进行整合，不断探索、研究新的教学改革思想与对策已势在必行。
课程群组优化改革的探讨
（一）课程改革优化的原则
本课程群组的改革，适应国家的教育政策，符合我院教学型大学的定位与发展规划，适应机械设计制造及其自动化（对口）专业面向环渤海及京津唐地区工业经济快速发展的需求，满足本专业培养目标要求。
本专业机械设计课程群组优化侧重《机械设计》及《公差与配合》课程整合研究，使理论与实践相互渗透，突破人为的基础课、技术基础课和专业课设置模式，更加强调知识点的内在衔接与联系，在保证教学大纲实施的可行性与科学性的同时，达到促进学生知识、能力、素质协调发展的目的，真正培养出本科层次的专业对口的应用型人才。
以学生为主体，注重教学法研究，激发学生创新意识与竞争意识，不断丰富教学改革成果，提高学生解决实际问题的能力。
（二）课程群组优化思想
机械设计课程群组优化,即以机械设计制造及其自动化（对口）专业指导性教学计划中有关机械设计的核心内容为线索，以机器中典型零部件为载体，从零部件功能要求出发，着重研究《机械设计》及《公差与配合》课程的教学大纲，打破课程内容界线，重新精炼课程群组交叉内容，、确定各章节的教学时数与顺序，采用著名的“纲要信号网络法”，把典型零部件的运动设计、结构设计、强度设计、刚度设计及精度设计作为纲要，具体设计方法为信号，将《机械设计》课程的图表、系数、符号、公式及《公差与配合》课程的几何量（尺寸、形状、位置、表面粗糙度等参数）公差与检测内容按图索骥，建立机械设计信息图库，充分发挥多媒体声像并茂的立体演示环境，及时与学生进行信息交流，在保证教学内容连贯的同时，加强了教学重点，彰显了机械设计知识的综合性与整体性。在我院，该课程体系的教学以“一级直齿圆柱齿轮减速器”的设计为例，在编写电子教案的基础上，进一步优化了该课程群组的实验环节，采用了三坐标测量机等先进实验教学设备和手段，增加了开放式、设计式实验学时，精选课程群组综合习题作为训练，使“作业”成为减速器设计的一个环节，作业内容深入且前后连贯、呼应。通过教学改革，课堂上完成机器设计中技术设计阶段的全部学习任务。在进入《机械设计》课程设计中，即可进入现场调研环节，搜集资料，确定小型机器设计题目及技改项目，又可结合人机工程、绿色环保设计等理念，采用优化设计方法，运用AutoCAD及Pro/E等绘图软件进行复杂机器设计和创新设计，使传统设计方法不是创新设计的瓶颈而成为阶梯，为该专业《数控技术》、《制造技术基础》等后续课程的工程实践环节及毕业设计打下坚实基础，充实学生的职业技术能力。
（三）实现优化改革的方法与手段
教学是在教师指导下学生主动掌握知识、技能，发展思维的实践活动。教学方法是教法与学法的统一。但实际工作中，教学改革更多地注重教法研究和应用，在学生如何学习，如何引导学生学习方面探讨较少，甚至存在没有必要对大学生进行学习方法教育的倾向。前苏联教育家赞柯夫说：“教学法一旦触及学生的情绪和意志领域，触及学生的精神需要，这种方法就能发挥高度有效的作用。”由此可见，教学法同样是教改成败的关键。在我院机械类（对口）专业机械设计课程群组教学中，针对高职生源理论基础薄弱，学习主动性、积极性较差的实际情况，教师采用了启发、引导式教学方法，精心设计，更多地给学生提供机械设计知识的“纲要信号网络”，充分运用多媒体设备和优秀的课件，向学生提供声像并茂的活跃课堂，增大信息量和专业技术前沿知识，激发学生的学习兴趣和渴求知识的热情。同时，采取将学生带到实习基地现场讲解、学生亲自动手进行拆装实验、结合实验加以理论指导等方式，引导、帮助学生主动迎合市场经济对职业技能的高标准要求。超级秘书网
课程改革实践效果
课程群组优化以培养学生具有“应用型高级人才”的职业技能为目标，牢牢地把握了工程设计的主线，通过此次整合、优化，彻底打破了两课程间的界线，使机械设计内容体系衔接得更加紧凑、顺畅。学生开始接触专业就了解了科学、严谨的设计思想。教师在授课过程中充实了与精度有关的加工方法、加工工艺等“一体化”的内容，在设计过程中，学生基于对精度设计作用的较高认识，对每一个精度指标的理解与选择，必然会达到“学有所用”的要求。在学生掌握了坚实的设计知识基础上，教师可采用更加先进的设计方法和手段，帮助学生全面提高动手能力。本课程群组的优化改革在我院03机制（对口）本科专业教学实践中，取得了明显的教学效果。教改前，在机械设计任务方面，各设计小组设计题目大方向基本是相同，一般只是设计参数不同；课程优化改革后，有关机械设计的技术设计知识使学生在课堂教学中就接受了全面的训练，因此，各设计小组的设计任务结合了学生的兴趣点和学生的专业特长，实现了更加灵活、多样的个性化设计方案。有的设计题目结合现场实例，充分运用了计算机技术和软件技术的优势，彰显了现代优化设计方法与理论在机械设计中的重要作用。在学生成绩方面，与往届学生的机械设计成绩对比后发现：优化改革前学生学习《公差与配合》课程的成绩与《机械设计》课程设计成绩不挂钩，在进行机械设计课程设计时，大部分学生不愿意再深究公差与配合知识在设计运用中的深层次问题，造成了机械设计实践环节“重过程，轻成果”的现象，学生设计成绩徘徊在“中”和“及格”者居多，而03机制（对口）本科学生成绩整体在“良好”水平。另一方面，随着素质教育在大学教育中的倡导与实施，学生的机械设计作品可以参加有关部门组织的竞赛活动，取得本科人才培养目标中要求的“素质学分”的同时，其实践能力得到了极大的锻炼与培养，增强了学生的职业竞争力。此外，对机械类其他专业的课程建设起到了积极的推动作用。
参考文献：
[1]庞振基，黄其圣，等.精密机械设计[M].北京：机械工业出版社，2005.
（一）有利于提升学生的空间想象能力
在计算机的辅助下，机械模型可以通过三维视频展现出来，成为一种更加立体而全面的建筑物展现形式。学生可以根据这种3D画面的展示，在头脑中形成良好的印象，从而形成一定的设计思维能力。
（二）有利于增强学生的比例掌握水平
在机械设计中，对机械成品比例的把握能力十分关键。计算机辅助设计应用于机械设计教学中，能够利用计算机，通过建模，将不同比例的物体搭配或者融合，从而清晰机械设计中，各个部分的比例关系和整体与部分之间的联系，通过长时间的学习，使学生形成一定的比例掌握能水平。
（三）有利于丰富学生的资料收集内容
多方面的比较的观察能够使机械设计更加的完善、全面，从而在各个细节中，展现机械设计的独到之处。计算机辅助设计应用于机械设计中，有利于丰富学生的资料收集内容，学生可以借助计算机收集更多他们所需要的各类材料和图像、数据等等，为学生机械设计的学习奠定良好的基础。
二、计算机辅助设计应用于机械设计教学中的方式
计算机辅助设计应用于机械设计教学中，可以通过计算机辅助设计和传统教学方式的融合，结合计算机软件特点引导课程教学活动等方式来开展。
（一）计算机辅助设计和传统教学方式的融合
传统的教学方式经过长时间的教学实践，已经形成了一定的模式和教学结构，对于学生机械设计知识的学习具有一定的积极影响。但是多数教师在机械设计教学的过程中，会利用草图等指导学生进行机械结构的设计和规划，这种方式对学生机械设计知识的学习和机械设计能力的培养会带来一定的阻碍性因素。新时代背景下，在机械设计教学的过程中，教师可以采用传统教学方式和计算机辅助设计相融合的方式，继承传统教学方式的优势之处，同时也利用计算机辅助设计的独特价值，深入开展机械设计教学活动。计算机辅助机械设计能够使机械设计更加的完整而全面，提升学生的机械设计知识灵活运用水平。但是在学生利用计算机辅助机械设计的过程中，教师要注意适当控制学生利用计算机辅助进行机械设计的时间，不能够使学生过分依赖于计算机，而忽视了自身设计功底的练习和学习。教师要注意将计算机辅助设计和传统的教学模式有机结合，真正展现计算机辅助设计应用于机械设计教学的价值和作用。
（二）结合计算机软件特点引导课程教学活动
计算机辅助设计应用于机械设计教学中，可以结合计算机软件的特点，引导机械设计课程教学活动，展现计算机辅助设计的价值和特点。例如在指导学生对机械设计进行构思期间，可以借助sketchUp草图设计软件，指导学生细致分析各类机械中的体量关系，打开学生的思维空间，展现学生的初步设计理念。在此基础上，学生可以利用3dmax等计算机软件进行实际的3D设计，将学生的初步想法和设计理念通过3dmax软件展现出来，明确具体的方向。接下来，在学生明确机械设计的方向和大体形式的前提下，可以借助计算机的渲染软件，对所设计机械的细节进行渲染和深入加工，形成一个明确而完整的机械设计图像，展现每一位学生的设计想法和设计后的大体形态。在学生设计完成之后，教师可以组织学生通过互动的方式，借助计算机的多媒体技术，观看每一位学生的机械设计图像，互相分享设计理念，学习他人的优点和创新理念，提升每一位学生的机械设计水平，展现机械设计教学的价值和意义。
三、结束语
