时间：2023-07-28 16:33:32
序论：在您撰写工程机械设计基础时，参考他人的优秀作品可以开阔视野，小编为您整理的7篇范文，希望这些建议能够激发您的创作热情，引导您走向新的创作高度。
1.课程整合是技工教育发展的需要
技工教育具有明确的导向性，即以学生就业为导向，以培养高技能人才为目标。它强调以能力为本位，重视学生实践动手能力的培养。现有大部分机械设计基础教材过于强调学科体系的完整性，注重学生设计、计算能力的培养，不符合当前技工院校学生整体素质偏低的基本学情；同时与工程力学的衔接不够好，一般院校两课独立设课，分开教学，不能很好地实现知识的融合，需要教师不断重复讲解，挤占了大量的课时。同时因为内容枯燥复杂，导致学生丧失学习兴趣，教学效果不佳。所以，将此等专业基础课进行合理的整合，是技工教育发展的必然趋势。
2.课程整合是行业发展的需要
随着现代工业的不断发展，机械设计中模块化趋势日益显现，标准件应用愈加广泛，使得技工院校机械设计基础的教学重点由设计向合理选用转变。同时，计算机辅助设计技术不断发展，进一步提升了机械设计项目的效率和质量，广泛为企业（行业）所采纳。为此，技工院校机械设计基础应适时进行课程整合，推陈出新，减少教育的滞后性，以期培育成果能被企业所接纳。
二、课程整合中的关键问题及对策
1.整合课程内容，建立更加科学合理的课程体系
“整合”不是简单的合并，而是通过某些方式彼此衔接，实现资源共享和协同工作，形成一个有价值有效率的整理。可见要求整合后的机械设计基础课程内容上更符合技工院校的整体学情，更贴近现代生产实际。具体做法有如下几方面。其一，选取内容上推陈出新，去除传统教材中现实生活中已淘汰的或不适用的内容，增加新技术、新方法。如去除传统老旧过时的机械分析与设计内容，增加计算机辅助设计和运动分析。其二，针对技工院校学生自身学习特点，压缩传统和叙述性内容，减少理论性较强内容的公式推导、理论计算，突出应用性和实用性，不过分强调知识的系统性和完整性。如弱化材料力学中强度、刚度等的计算，将一些专业理论知识有机地融入到实验、实践环节中，真正做到因材施教，为学生减负。其三，内容整合，将机械设计基础与工程力学课程中的知识点揉为一个整体，进行集中串讲，如齿轮传动的受力分析、轴的强度计算等内容，利于学生理解和掌握。其四，突出专业特色，目前大多数院校机电专业、机制专业、模具专业甚至是汽车专业的专业基础课程授课内容均一致，与专业形成“两层皮”割裂的状态，导致学生误以为这些课程无用，学习兴趣不浓。为此，此次整合应根据不同专业，选取不同的工程实例，组织相应的教学内容，做到学以致用。例如，针对汽车专业的学生，教师应选用汽车组件、零件作为实例讲解；针对维修专业的学生，选用各种机床部件、零件作为实例，并以这些工程机械作为分析对象，讲述工作原理，分析机构特点、进行设计等。授课内容为学生所熟悉，又关乎专业，容易引起学生兴趣，激发学习热情。
2.整合教学方法和手段，注重工程意识及实践能力的培养
传统教学中，机械设计基础课程的教学不外乎老师讲、学生听，学生进行“满堂灌”的被动式学习。学生除了熟记公式、原理，卷面上获得一个高分外别无所获。这也解释了为什么在校拿高分的学生到企业进行独立设计与开发时无从下手，不能很好地实现理实转化。因此，整合课程内容的同时还必须对教学方法、教学手段进行整合改革。传统教学中以教师为主导，通常结合典型案例讲解知识点，学生通过例题了解某个知识点，但无法获知其在整个系统中的作用、与其他知识的链接等，以至于无法运用。由此我们将传统的“知识传授型”教学模式向“能力培养型”转化。通过学生自身动手探究、验证、获得知识和技能，强调以学为主，注重学生在教学过程中的参与性和主动性，让学生真正体会到学以致用，提高学生的职业素质和技能。在具体实施中，以模块、项目教学的方式展开教学。例如将典型的平面机构作为一个模块来展开教学，可以选取牛头刨床作为实例，学生通过自己动手拆装，了解牛头刨的基本结构、各机构各自的特点及相互的传动关系，掌握带传动、齿轮传动、曲柄导杆机构等常用平面机构的工作原理，对机构的应用形成感性认识，再由教师讲授其中涉及的平面机构常见的理论知识，学生通过测绘、组装、试运行，使得理论知识得以升华，最终起到指导实践的作用。在这里课堂不再是常规的教室，而是设在了车间；学生也不再是规规矩矩地坐着听，而是以动手探究、小组讨论、总结的方式获得知识；教师在此过程中起到组织、管理、协调和监督的作用，学生在整个教学过程中处于主体地位，提升了其主人翁意识，使其增进了对专业的理解，培养了他们的工程实践意识。在教学手段中，光凭粉笔、挂图、模型等传统教具进行演示的方法已无法满足当前的教学需要。以多媒体网络技术为主体的电化教学可以使抽象问题变得直观，复杂问题变得简单，动态问题变得可视，在提高教学效率的同时也提升了教学效果。例如两齿轮的啮合原理通过动画模拟，直观地将啮合过程展示给学生，使其轻松理解教师的教学意图。当前计算机辅助设计的发展也为该课程教学提供极大的便利，原先需要复杂计算、推导的内容，只要通过相应软件对某种机构进行设计计算，便可轻松获知，如齿轮传动中的受力分析、机构间的相互干涉等。
三、课程整合中的相关问题
1.实践环节的配套改革
本课程中的实践教学除配合理论教学外，主要是培养学生观察、测量、分析能力及对专业（职业）的忠诚度。因此在设立实践项目时一方面需要考虑学校自身的硬件配套，另一方面需要紧密联系市场，淘汰老旧过时、引进新技术、新发明，定期更新实践教学内容，尤其是在配套的课程设计过程中，应结合技工院校学生自身学习特点，减少计算的难度和数量，突出应用软件辅助设计，重点放在结构设计方面。
2.任课教师的素质培养
摘?要：本文根据新形势下现代工业的日益发展需要及技工院校机械设计基础课程教学中的问题和经验，对机械设计基础课程整合的必要性、关键问题及对策作了探讨。
关键词 ：技工院校 机械设计基础 整合
随着新技术、新工艺的不断涌现，各专业的知识框架不断调整，以就业为导向的技工教育课程设置、教学内容、教学方法也将顺应潮流，进行不断的修整改革。机械设计基础是一门理论性、系统性较强的课程，又因涉及内容众多，设计繁复不能很好地被学生吸纳。基于此，笔者提出对该课程进行整合改革。
一、进行课程整合的必要性
1.课程整合是技工教育发展的需要
技工教育具有明确的导向性，即以学生就业为导向，以培养高技能人才为目标。它强调以能力为本位，重视学生实践动手能力的培养。现有大部分机械设计基础教材过于强调学科体系的完整性，注重学生设计、计算能力的培养，不符合当前技工院校学生整体素质偏低的基本学情；同时与工程力学的衔接不够好，一般院校两课独立设课，分开教学，不能很好地实现知识的融合，需要教师不断重复讲解，挤占了大量的课时。同时因为内容枯燥复杂，导致学生丧失学习兴趣，教学效果不佳。所以，将此等专业基础课进行合理的整合，是技工教育发展的必然趋势。
2.课程整合是行业发展的需要
随着现代工业的不断发展，机械设计中模块化趋势日益显现，标准件应用愈加广泛，使得技工院校机械设计基础的教学重点由设计向合理选用转变。同时，计算机辅助设计技术不断发展，进一步提升了机械设计项目的效率和质量，广泛为企业（行业）所采纳。为此，技工院校机械设计基础应适时进行课程整合，推陈出新，减少教育的滞后性，以期培育成果能被企业所接纳。
二、课程整合中的关键问题及对策
1.整合课程内容，建立更加科学合理的课程体系
“整合”不是简单的合并，而是通过某些方式彼此衔接，实现资源共享和协同工作，形成一个有价值有效率的整理。可见要求整合后的机械设计基础课程内容上更符合技工院校的整体学情，更贴近现代生产实际。具体做法有如下几方面。
其一，选取内容上推陈出新，去除传统教材中现实生活中已淘汰的或不适用的内容，增加新技术、新方法。如去除传统老旧过时的机械分析与设计内容，增加计算机辅助设计和运动分析。
其二，针对技工院校学生自身学习特点，压缩传统和叙述性内容，减少理论性较强内容的公式推导、理论计算，突出应用性和实用性，不过分强调知识的系统性和完整性。如弱化材料力学中强度、刚度等的计算，将一些专业理论知识有机地融入到实验、实践环节中，真正做到因材施教，为学生减负。
其三，内容整合，将机械设计基础与工程力学课程中的知识点揉为一个整体，进行集中串讲，如齿轮传动的受力分析、轴的强度计算等内容，利于学生理解和掌握。
其四，突出专业特色，目前大多数院校机电专业、机制专业、模具专业甚至是汽车专业的专业基础课程授课内容均一致，与专业形成“两层皮”割裂的状态，导致学生误以为这些课程无用，学习兴趣不浓。为此，此次整合应根据不同专业，选取不同的工程实例，组织相应的教学内容，做到学以致用。例如，针对汽车专业的学生，教师应选用汽车组件、零件作为实例讲解；针对维修专业的学生，选用各种机床部件、零件作为实例，并以这些工程机械作为分析对象，讲述工作原理，分析机构特点、进行设计等。授课内容为学生所熟悉，又关乎专业，容易引起学生兴趣，激发学习热情。
2.整合教学方法和手段，注重工程意识及实践能力的培养
传统教学中，机械设计基础课程的教学不外乎老师讲、学生听，学生进行“满堂灌”的被动式学习。学生除了熟记公式、原理，卷面上获得一个高分外别无所获。这也解释了为什么在校拿高分的学生到企业进行独立设计与开发时无从下手，不能很好地实现理实转化。因此，整合课程内容的同时还必须对教学方法、教学手段进行整合改革。
传统教学中以教师为主导，通常结合典型案例讲解知识点，学生通过例题了解某个知识点，但无法获知其在整个系统中的作用、与其他知识的链接等，以至于无法运用。由此我们将传统的“知识传授型”教学模式向“能力培养型”转化。通过学生自身动手探究、验证、获得知识和技能，强调以学为主，注重学生在教学过程中的参与性和主动性，让学生真正体会到学以致用，提高学生的职业素质和技能。
在具体实施中，以模块、项目教学的方式展开教学。例如将典型的平面机构作为一个模块来展开教学，可以选取牛头刨床作为实例，学生通过自己动手拆装，了解牛头刨的基本结构、各机构各自的特点及相互的传动关系，掌握带传动、齿轮传动、曲柄导杆机构等常用平面机构的工作原理，对机构的应用形成感性认识，再由教师讲授其中涉及的平面机构常见的理论知识，学生通过测绘、组装、试运行，使得理论知识得以升华，最终起到指导实践的作用。在这里课堂不再是常规的教室，而是设在了车间；学生也不再是规规矩矩地坐着听，而是以动手探究、小组讨论、总结的方式获得知识；教师在此过程中起到组织、管理、协调和监督的作用，学生在整个教学过程中处于主体地位，提升了其主人翁意识，使其增进了对专业的理解，培养了他们的工程实践意识。
在教学手段中，光凭粉笔、挂图、模型等传统教具进行演示的方法已无法满足当前的教学需要。以多媒体网络技术为主体的电化教学可以使抽象问题变得直观，复杂问题变得简单，动态问题变得可视，在提高教学效率的同时也提升了教学效果。例如两齿轮的啮合原理通过动画模拟，直观地将啮合过程展示给学生，使其轻松理解教师的教学意图。当前计算机辅助设计的发展也为该课程教学提供极大的便利，原先需要复杂计算、推导的内容，只要通过相应软件对某种机构进行设计计算，便可轻松获知，如齿轮传动中的受力分析、机构间的相互干涉等。
三、课程整合中的相关问题
1.实践环节的配套改革
本课程中的实践教学除配合理论教学外，主要是培养学生观察、测量、分析能力及对专业（职业）的忠诚度。因此在设立实践项目时一方面需要考虑学校自身的硬件配套，另一方面需要紧密联系市场，淘汰老旧过时、引进新技术、新发明，定期更新实践教学内容，尤其是在配套的课程设计过程中，应结合技工院校学生自身学习特点，减少计算的难度和数量，突出应用软件辅助设计，重点放在结构设计方面。
2.任课教师的素质培养
相比传统教学，改革后的教学对于教师自身素质提出了更高要求，一方面要求教师自身具备工程实践意识，有较强的动手能力去指导学生，另一方面要求教师知识更加系统化、全面性，具备熟练运用新技术的能力，如各计算机辅助设计软件的应用、全媒体的制作使用等。
参考文献：
[1]张明辉,餻宝海.机械设计基础教学改革初探[C].全国机械设计教育研讨会议,2008.
WANG Xin1 ， DU Linfang2
（1. Mechanical Engineering College， Henan Engineering College， Zhengzhou 451191， China.
2. Mechanical Engineering College， Henan Mechanical and Electrical Career College， Zhengzhou 451191， China；）
Abstract： mechanical design foundation course design is an important practice training for the students in engineering and technology institute， its position cannot be ignored. according to the present series problems existing in the course design， some teaching reform thought have been proposed， in order to improve the teaching efficiency.
Keywords：course design， engineering student， teching reform
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2017）06-0168-01
一、引言
《机械设计基础》是非机械类工科学生的必修课程，该课程之后往往还伴随着两周的课程设计。机械设计基础课程设计是工科院校学生较为完整规范完成机械设计的重要实践实训环节，可以培养学生分析问题和解决问题的能力，提升学生的工程设计能力，因此对于非机械类工科学生具有较强的学习指导S意义，其地位不容忽视。
然而目前非机械类工科学生往往觉得该课程设计并不是自己的专业方向，得不到应有的重视。而且该课程设计题目比较老套，往往还是以单级或两级减速器为设计对象，不能根据学生的专业特点，灵活变动。考核标准以设计说明书、图纸和答辩质量为标准，不能体现学生设计过程的创新和协作能力，因此对该课程进行必要的教学改革势在必行。本文针对这一系列问题，提出了一些教学改革措施，以期提高机械设计基础课程设计对于提高学生设计能力的作用。
二、改革思路
1.课程设计题目和内容应结合本专业特点
工科院校专业分工较细，不同专业学习的侧重点不同。减速器虽然应用比较广泛，但大多数学生在专业体系上可能只是知道其作用，在专业需求上只涉及到如何选型就可以了，对于其结构并不清楚，因此非机械类专业学生，他们的机械设计优势并不在减速器上，机械设计基础课程设计题目和内容可以不必拘泥于减速器设计，要结合学生的专业特点，侧重于专业工程机械的设计。比如纺织工程专业可以改变为织袜机传动装置的机械设计，采矿工程专业题目可以改变为采矿机械提升机构的设计，材料工程专业的题目可以改为曲柄压力机的机械设计等等。通过这样的改变，就把课程设计与专业工程挂钩，引起学生的学习设计兴趣，同时又没有脱离机械设计基础课程体系的要求，一举两得。
2.改革设计思路，引进现代设计方法
原本的课程设计内容大都有现成的设计指导书指导，很多学生都是照搬指导书中设计方法，基本上没有什么思考设计。因此在课程设计内容改变以后，教师要先抛开课程设计指导书，鼓励学生自己提前去查资料，翻手册，总结归纳整理，从无到有的学会设计。当然在学生设计的过程中，教师要多引导和鼓励，避免学生在设计中走弯路。
此外在设计中，积极引进现代设计方法，成果形式也可以不必拘泥于手工绘图，可以利用现代先进的计算机CAD/CAM/CAE应用技术，淘汰过去那些半理论半经验的设计方法，取而代之的是虚拟，动态的现代机械设计方法。例如运用三维设计软件对机械机构和零件进行三维结构设计，并运用运动仿真模块，对其进行动态演示，同时又可以使用CAE分析技术，对关键零部件进行力学和结构性能的分析和设计，这样结果即保证准确，同时又比较形象生动，避免过去很多粗燥无味的经验公式。
3.加强学生协作和创新能力
以往的课程设计多是一题多人，设计形式和内容单一，课程设计本身工作量相对较重，但每位同学又要完成相同的工作量，相互之间没有协作，这样完成的设计质量可想而知。因此要加强学生的协作能力，由教师组织，根据学生设计选题的内容，灵活安排学生人数，由学生上下衔接，分头完成各个机构的设计任务，这样学生在完成课程设计任务的同时，相互合作，数据共享，既能保证课程设计的质量，又锻炼了学生的团队协作能力。
此外在设计中要加强创新能力的培养，鼓励学生对机构和零件进行创新设计，对于提出创新思路和方案的同学，课程设计可以适当降低难度和简化，但要保证课程设计创新内容的可行性。
为了保证学生加强协作和创新能力培养，在最后的成绩考核上，要以学生为中心，考虑整个设计过程学生的表现，突出协作和创新在成绩中的分值，来激发学生协作和创新的积极性。
4.课程设计内容可与课堂教学同步
现在课程设计往往安排在机械设计基础课程课堂学习完成过后进行，时间一般为两周。两周时间学生又要调研资料，设计方案，又要撰写设计说明书和绘制图纸，时间安排十分紧张，并且这个时间节点往往是在学期末端，学生还要准备其他课程的期末复习和考试。因此课程设计时，很多学生往往就是草率设计，相互模仿，导致课程设计的设计质量不高。因此可以考虑将课程设计任务放在与课堂教学同步，由教师统筹安排进程和任务，学生提前调研资料，与教师充分沟通，等课堂教学完成之后，统一完成设计说明书的撰写和图纸的绘制。
卓越工程师不仅要具备上述的未来工程师的品质，而且，还应该兼具以下特质：(1)对局部或整体工程价值的科学判断力;(2)对权威工程学术或工程技术独到的批判力;(3)对历史工程文化承载现代工程文化内涵以及未来工程文化趋势的深刻洞察力;(4)优秀民族工程文化传承与世界先进工程文化吸收的责任感;(5)工程环境影响的感知与和谐意识的自觉;(6)正确理念的坚持或自我否定的勇气。只有具备了上述15种品质特征的工程师，才能称得上是真正的卓越工程师。因此，形成能够进行自我调整和更新的、面向卓越工程师培养体系的教学改革是值得研究的重要课题。
1面向卓越工程师培养目标的教学要求
卓越工程师人才培养目标是具有国际视野的行业领军人才、国际认可的高级工程技术人才和创业研发型高端人才。卓越工程师的核心是创新能力。随着知识经济的到来和信息技术的迅速发展，社会对人才的需求产生了很大的变化，更加强调实践能力和创新型人才的培养，面向卓越工程师培养计划的教学，不仅要培养学生熟练掌握专业基础理论知识的能力，还要注重培养学生的实践应用能力、思维开创性和创新能力。
2机械设计基础课程教学的现状
机械设计基础课程是一门理论性和实践性较强的课程，既强调知识的综合性、实用性，又强调创新能力、综合分析和解决生产实践问题的能力，这也是卓越工程师教育培养计划所要求的。
但是现有的机械设计基础课程教学存在一些问题亟待解决。传统的教学过程是一种填鸭式的教学，一切都是由教师决定，学生只能被动地参与。如机械系统的结构设计是机械设计基础课的重要教学内容，也是过去讲课的难点，由于受到传统教学手段的限制，电类专业学生对此方面内容的掌握比较困难。
现有课程内容体系建立在知识的系统性和完整性之上，在知识点的选择和安排上没有脱离传统的教学理念，所用教材的知识内容体系创新性不够，没有体现卓越工程师教育培养计划中所要求的能力主线，与生产实际要求的课程内容或知识点的编排存在一定的差距。另外，教师不注意采用先进的教学手段来充实自己的教学活动，忽视案例教学、问题教学等方式的运用，导致教学信息量太小，无法传授更多的知识。课程教学中只是理论知识的简单讲解，没有结合工程实际进行教学。
3机械设计基础课程的教学改革
按照卓越工程师教育培养计划的目的和培养要求，以及在以往机械设计基础教学过程中所发现的问题，借鉴皮亚杰提出的建构主义理论，对机械设计基础课程教学改革提出如下建议与改革措施。
3.1确定教学目标
机械设计基础课程具有很强的工程性、实践性和实用性，其主要的教学目标是培养学生机械系统方案设计的能力。教师以自己制定的教学目标为导向，在整个教学过程中围绕教学目标与学生一起展开教学活动，并以此来激发学生的学习兴趣与积极性，激励学生为实现教学目标而努力学习。
机械设计基础上半部分的核心内容是各类常用机构的设计和应用。要设计和应用机构，首先必须认识各类机构，通过一些典型的机构系统了解机构的具体结构、工作原理、特征和它在系统中的作用，从机械系统的总体去认识机构，用系统的观点将各类机构联系起来，将系统的要求贯穿于机构的设计之中。学生不应孤立地去认识和设计机构，而应以系统为主线来掌握机构分析、设计的基本理论和方法，确定机构设计的要求。
例如教师在讲授机械设计基础第一章机构自由度的内容时，首先向学生说明学习机构自由度在实际工作中的意义，并在本章最后给出关于牛头刨床的机构设计错误的例子，让学生通过计算机构自由度予以改正，以此来激发学生的学习兴趣与积极性，充分发挥学生的主观能动性，训练他们的创造性思维。
另外，在学习平面连杆机构、凸轮机构、齿轮机构这3大类常用机构过程中，由于该3大类机构又可划分出很多种类，学生常感到各类机构缺少联系。由于往复式四冲程内燃机涵盖了这3大类机构，所以可通过介绍往复式四冲程内燃机工作过程的4个冲程运动将这3大类机构运动作为教学背景或目标，将3大类机构联系起来。
如内燃机通过平面连杆机构中的曲柄滑块机构将活塞的直线往复运动转换为曲轴的回转运动;通过凸轮机构控制进气门、排气门开合时间的长短;通过齿轮机构协调燃气推动活塞运动时，进气门、排气门有规律的启闭。以往复式四冲程内燃机工作过程介绍3大类机构各自的优缺点和不可替代性，对增强学生的感性认识、加深对知识的理解和掌握，培养创造性思维能力都非常有益。内燃机工作过程所涉及的内容包含了机械设计基础上半部分需要讲授的所有主要内容，所以应该在第一章的授课中较详细地介绍内燃机的工作原理，并在以后各章的教学中加以利用。
机械设计基础下半部分主要讲授常用连接(螺纹连接、键连接等)，机械传动(螺旋传动、带传动、链传动、齿轮传动和蜗杆传动)，轴系零、部件(轴、轴承)等。这部分内容相互联系较少，学生感到零散。这部分内容的教学可与课程设计结合起来，课程设计题目在课程开讲前布置到位，使学生带着任务听课。当教师讲到与设计题目中某些方面相关的章节时，学生就开始思索自己题目中相应点的方案设计、结构设计等问题，不太懂的问题可及时与教师或同学进行交流探讨。由于课程设计与专业结合，与理论课同步，学生兴趣浓，学习效果好。
3.2加强与工程实际的联系
由于学生对机械的感性认识和工程实践知识十分缺乏，不能将所学的知识与实际联系起来，更不会应用于工程实际，因此要结合工程背景来讲解各种机构的原理和应用。
例如在讲解曲柄摇杆机构时，通过对比该机构分别在游梁式抽油机和牛头刨床中的应用，来说明极位夹角的大小对急回运动的影响。这样以实际工程机械为例讲解曲柄摇杆机构的特点，能使学生印象深刻。在讲解四杆机构时，分别列举轮式抓钩机、装载机工作装置、鹤式起重机吊臂等实际工程机械的例子，对比讲解不同机构的工作特点，使学生对机械的机构既有一个整体认识，也有对不同机构异同点的认识，为以后进行机构选型、综合机械设计打下基础。
以凸轮机构实际设计为例，首要问题不是如何设计凸轮的轮廓线，而是如何根据工作要求和使用场合，合理地选择和确定从动件的运动规律、机构的配置和有关基本参数，使所设计的凸轮机构既能满足机械系统的工作要求，又具有良好的运动和动力特性。此外，广泛采用工程应用实例，充实机械设计基础教材中的例题和习题，适当增加例题和习题的工程应用背景及创造性意向说明。
3.3及时更新教学内容
将机械设计方面的新成果、新应用及时引入教学内容，扩大学生信息量。例如在讲解螺栓预紧方法时，介绍电测扳手、液压拉伸预紧方式等新工具和新方法;在讲解齿轮机构时，介绍双圆弧齿轮的优点，反映技术发展前沿成果，增加课堂信息量，调动学生学习的积极性。这样，以实际工程设计计算问题为目标，构建设计基础知识理论较完备，设计方法实用、多样的基础内容体系，提高了教学效果。
3.4改进教学方法
在课堂教学中，除了传统的教学方式外，需要采用其他一些教学方法与手段，以提高学生对课堂内容的理解和掌握。
机械设计基础课程是工程机械教育的重要课程，综合性、实践性强，对培养学生工程设计能力起着重要的作用。由于机械设计基础主要面向电类专业的学生讲授，而电类专业的学生对机械方面知识接触较少，对课程中涉及的各种机构、结构难以理解，尤其是涉及到机构运动、齿轮啮合等动态问题或者螺纹联接、轴承等微变形问题，因内容抽象，学生理解起来比较困难，因而影响了教学效果。
机械设计基础多媒体CAI系统运用多媒体计算机技术，对机械设计基础理论知识、教学方法等进行信息化处理，利用计算机强大的多媒体表现与信息交互功能，构造了创新设计教学模式。通过现代信息技术的应用，把过去传统的、静态的书本教材形式转变为由声音、文本、视频、动画构成的动态教材。多媒体集成、动画模拟仿真和丰富的图像信息扩展了学生认知的深度与广度，也使教师摆脱了时间和空间对讲授内容的束缚，清楚地显示某些复杂的过程，有利于激发学生的观察力、发现力、想象力、逻辑联想力，有利于认知思维的深化与发展，有利于增强工程设计能力，提高教学效率和教学质量。机械设计基础CAI作为教学的一种重要手段，有着良好的应用和发展前景，给机械设计基础创新教学以有力支持。
在教学中，为达到良好的教学效果，教师应设法使学生处于积极思维的状态，主动、自觉地完成学习任务，逐步提高分析问题和解决问题的能力，真正成为学习的主人。例如，在讲授螺栓预紧力控制时，强调重要的螺纹连接必须控制预紧力，强调螺栓脱落产生的严重后果。可以列举台湾中华航空公司波音737飞机在日本冲绳那霸机场降落时因螺栓脱落刺穿油箱引发大火的例子，使学生印象深刻。又如在讲授螺栓强度计算前，举出某工厂在吊装床身时，吊环螺栓断裂，致人死亡的例子，借以强调螺栓强度计算的重要性，将枯燥的理论知识变得具体、形象，而且能够使学生在主动思考的同时牢记相关概念、掌握相关原理，达到事半功倍的良好效果。
关键词：机械设备；安全使用；维修保养；成本
中图分类号：U673.38 文献标识码：A
一、机械设备进场和安装管理
对各种刚进场的机械设备要进行严格控制，严禁不合格的设备进入现场，不合格的设备有以下几种：所选用的机械设备没有生产许可证和产品质量合格证；安全装置和各种限位装置修复后无法达到各种规范安全要求的；外形结构出现焊缝严重开裂、主要构件出现严重变形已无法修复的；传动机构各零部件严重磨损和严重变形已无法修复的；不安TN-S接零保护系统配制线路的；不安“五个一”（即一机、一箱、一漏、一闸、一锁）。
对各种刚进场的合格设备要进行严格的安装调试和进行二级保养后，设备的各项技术指标均能达到各种规范要求和各种安全条例要求的，才能投入使用，具体体现在施工机械设备安装调试运转验收记录（记录见附表）;对机械设备的电器必须实行“一机、一箱、一闸、一漏”，绝不允许两台用电设备的电气控制装置同在一个开关箱内，必须对保护零线重复接地电阻进行测试且电阻不得大于10Ω，特殊情况下使用三相四线制系统时，保护接地电阻不得大于4Ω，具体体现在接地电阻测试记录上。
二、机械设备的安全使用管理
施工现场所使用的机械、设备必须按要求实行安全管理和安装验收制度。.使用的施工机械、机具和电气设备，在安装前，应当按照规定的安全技术标准进行检测，经检测合格后方可安装；机械安装要按审核后的施工平面布置图进行。施工机械在投入使用前，应按规定进行验收，办好验收手续登记。经验收确认机械状态良好，能安全运行的才准投入使用。所有施工机械的操作人员都必须经过培训合格后，持证上岗。机械操作人员要进行登记存档，按期复验。机械设备使用期间，应当指定专人负责维修、保养，保证其机械设备的完好率和使用率以及安全运作。
加强对机械设备的安全检查。当机械设备的使用达到一定年限时，机械故障会增加，工作效能会下降，需要进行相关技术改进和检修。所以施工单位在使用机械设备的过程中，应有专人负责记录设备使用情况和相关技术参数，做到定期检查与维修。在更换零部件、结构件时要按照机械设计说明书，使用说明书的要求，进行更换维修，避免因设备故障或维护不力而影响施工组织、技术安排，甚至造成工程安全事故。同时设备所有单位应对机械设备的档案资料、原始资料（机械出厂合格证明、生产许可证、机械使用说明等）做到妥善保管，定期向使用单位告知机械检修项目和提供技术处理措施。超过使用年限的机械设备应作机械报废处理。同时机械设备的使用必须符合《建筑机械使用安全技术规程》及相关规定。
三、机械设备的维修与保养管理
施工机械在使用过程中，不可避免地会出现各种各样的故障，由于输入能量而运转，产生磨擦、振动、疲劳，致使相对运动的零部件实体产生磨损，这种有形磨损即称为使用磨损。使用磨损一般表现为：设备零部件尺寸、几何形状改变，设备零部件之间公差配合性质改变，导致工作精度和性能下降，甚至零件损坏，引起相关其它零部件损坏而导致事故。
影响使用磨损程度的主要因素有：设备的质量、负荷程度、操作人员的技术水平、工作环境、维护修理质量与周期等。，因此必须采取相应的保护性或适应性措施，如对操作人员实行设备操作使用技术培训交底制度，使操作人员对施工要求、场地环境、气候等生产要素有详细的了解，对使用的设备有基本具体的理解，确保机械使用和操作的规范化和技术化。以防止降低机械的使用性能，缩短使用寿命，甚至酿成事故。当机械设备必须送修时，绝不能允许带病作业，但是在没有场地、设备等必要的条件下，切勿勉强拆修，以切实保证修理质量。拆装要按使用说明书和一定的工艺程序，使用专用工具进行，在拆装前后，零件要摆放整齐，严防磕碰和日晒雨淋。按目前施工生产的特点，机械维修工作可分为故障前的预防性维修和故障后的排障性维修。预防性维修是一种为防止机械发生故障而进行的定期检修业务，定期检查和维修保养，以查明和消除隐患，故障后的排障维修是在设备出现故障后进行的有针对性的修理。
对于施工企业已装备的具有先进技术水平、价格昂贵的机械设备，因其技术含量高，单凭经验与普通工具已难以对这些设备进行正确的修理。因此，这些机械设备应采用现代的手段，以经济合理的方法开展维修，改变以往计划经济背景下实施的强制修理制度，实行“视情修理法”，即视乎设备的功能、工作环境、磨损大小，在充分了解与掌握其故障情况、损坏情况、技术情况的基础上进行状态维修、项目维修，这样既保证了设备的完好率，在确保正常使用的同时，又能充分发挥设备的最大工作效率，避免了机械不坏不修，坏了又无法修的局面发生。
为了促进各基层单位的管理工作，每年应组织开展机械设备检查评比活动。检查评比宜采用不定期抽检的方式，以防止基层单位平时不重视设备现场管理，检查时再搞突击应付。检查评比的结果还应与奖惩制度相结合，要体现增产节约有奖，损失浪费要罚的原则，对管理优秀的单位与个人给予奖励，对管理差的予以处罚。这样，不但有效地推动了企业的设备管理工作，还减少了设备的科技信息工程技术故障停机率，保证了企业的正常生产。
四、机械设备的成本管理
机械费用是在完成工程项目任务时，所投入的机械设备在中发生的各种费用，主要包括：折旧费、大修费、经常修理费、安装拆除费、进出场费、人工费、燃料动力费、养路保险费等。可以看出，机械使用费所包含的内容较多，而且在工程成本中也占有一定的比例，所以作为施工企业应该努力控制机械费用，降低工程成本，从而提高经济效益。机械设备的成本管理措施如下：
1、企业保有的机械设备规模，直接决定生产能力，也在一定程度上影响投标的资格，同样，经营承揽到手的生产任务对机械设备的保有规模也提出不同的要求。当任务充足时需要有相应的机械设备作保证，而当任务不足时，相对剩余的机械设备就需要寻求合理的运用。因此，应当的每年年初根据在手工程及预计的经营计划，初步确定年内机械设备的力量，同时还要合理安排各种机械的构成比例，如力量不足时可以通过多种渠道增加机械能力。
2、加快工程机械设备的更新换代。公路施工企业中一些已经报废的工程机械设备现今仍在超期服役,这就无形增加了设备的维修保养成本,昂贵的人力、物力、财力已远远超过了报废工程机械设备创造的价值,我们应当从经济角度来对待此类问题,该废就废,该处置就处置。利用多种渠道来加速工程机械设备的更新换代,如采用社会融资租赁、职工集资入股购置等方式以解决工程机械设备的更新换代,也是降低工程机械设备维修保养成本的有效手段。
3、机上人员以机械责任成本为依据，实行工、料、机综合承包。在机械施工中，将机械人工费、可依照的机械物化消耗成本分解到工程数量中去，确定内部单位工程数量结算单价。可控的机械物化消耗成本一般包括：燃料动力费用、日常维修费（含配件费）替换设备和工具损耗费、脂和擦拭材料费等。
参考文献
关键词：低碳环保；工程机械；自动化控制系统；机械行业；环境问题
中图分类号：TF325 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）33-0090-02
随着我国建设的不断发展，为我们改善生活水平、提高生活质量带来不小优势。然而，随着工业的迅猛发展，在带来一定经济效益的同时，我们生存的环境也遭到了极大破坏。科技水平的发展意味着我们现在不用耗费过多的人力，然而随着科技的创新，我们机械设计的目的以及方法并未改变，这就导致了现在很多工程机械存在较大弊端。现在的机械虽然不需要耗费过多人力，然而还是会给操作人员带来一定不适感，与此同时，机械制作过程中还大大污染我们所在的环境。目前，我国走的是可持续性发展路线，为了跟上时代的脚步，在机械设计过程中我们需要注入一些低碳环保元素，同时还要设计出比较人性化的机械。
1 在机械设计中添加人性化因素
现今社会中，我们一直在贯彻“以人为本”的理念，因此想要设计好一个机械必须要考虑好人的因素，在设计中添加人性化因素。人性化因素添加的目的在于保证操作人员的安全以及舒适度，工作过程中主要是操作人员在进行，所以工作人员的基本安全需要防护好；另外，还要照顾到操作人员的情绪以及舒适度。为了操作人员工作的效率，让其在一个舒适、愉悦的环境中工作，我们需要设计出一种人性化的低碳环保型机械。如何能够体现设计中的人性化，具体表现如下：
1.1 舒适驾驶室的设计
驾驶室是操作人员工作的环境，为了保证工作人员安全，需要充分利用工程机械的设计原理，设计出具备足够安全性的驾驶室，在此基础上，还可以加入一些操作便捷的设计来保证操作人员的舒适度。
1.2 外观的设计
操作人员需要长时间在机器面前工作，因此，机器的外观非常重要，在外观设计过程中多加入一些温馨的元素，通过改变外观的颜色、标牌以及造型来改善员工的心情，让员工高高兴兴地开始一天的工作。
1.3 自动化控制系统的设计
将计算机系统与机械设计结合起来，应用计算机的控制系统，让员工通过电脑来控制机器的运作，设计过程中需要考虑设计的安全性、舒适度等。
1.4 可靠性的设计
为了能够更好地符合人性化原则，还需要保证机器整体的可靠性，设计比较完整的体系，避免零部件的频繁更换，最重要的是在设计环节中注意不要破坏环境。
1.5 系统的设计
在设计过程中需要注意防尘，在结构中加入一些防尘设计，以免异物进入机器中。设计过程中不能忘记系统，在一个机器中，作用非常重要，为了在安全前提下更好地节省成本，我们可以设计定时定量的自动注入系统，这样还可以更有效地将集中到
一起。
2 优化低碳环保工程机械自动化控制系统的设计
2.1 对材料的选择
设计过程中为了符合我们的环保主题，我们需要严格控制材料的选择。对于不可再收、不可利用的材料，我们全部放弃，选择可再回收利用的资源。在材料选择过程中，尤其是结构件的选择，我们更需要保证其无毒、环保。为了提高机械运作效率，保证机械的耐久性，我们必须遵守一个原则，即长寿、无污染、低
能耗。
2.2 对电机的选择
选择电机的时候也需要保证其低碳环保性，电机是带动整个机械运作不可或缺的物体，因此，对电机的选择需要慎重。选取的时候需要找公害较小的电机，保证其排废气少、耗油量低、噪音少。同时，在设计的时候，需要利用先进的科学发展技术，更好地减轻机械噪音以及污染的影响。为了让机械能够更好地运转，设计过程中我们需要遵守低噪音、低排放、低耗能的原则。
2.3 对技术的改进
2.3.1 对机械产品噪音和振动的改善。在机械产品中，噪音和振动问题一直困扰着人们，如何设计更好的产品，减轻产品的振动问题以及噪音污染一直是我们要面对的问题。减轻产品噪音以及振动不仅仅是为了保护我们的环境，还能够体现出产品的人性化设计，减轻噪音与振动问题，员工操作起来才能更舒心。
2.3.2 液压系统的保养与后续改进。液压系统的寿命和液压系统的日常清洁有很密切的关系，要想保持液压系统的工作性能，延长液压系统的使用寿命，日常的清洁和保养必不可少。日常的液压系统保养和清洁能够确保其工作过程中内部油温不会升得过快，从而延长更换机油的时间。一般的液压系统会采用增压液压油箱，这种油箱能够防止灰尘以及外部空气水分进入其中，从而达到清洁液压的目的。为了延长液压油箱的使用时间，对液压系统的零部件选择也有要求，一般都采用耐腐蚀能力强，性能优良的材料以确保液压系统使用过程中不会出现渗漏污染。此外，液压系统的设计阶段也很重要，目前液压系统的设计多采用国内外先进的科学技术和相对前沿的设计想法，这种设计理念能够确保液压系统在工作中尽量减少油液中的垃圾，并最大程度降低液压系统运行时的零部件磨损。
2.4 液压系统的节能设计
随着国际能源供应的日趋紧张，节能问题日益为人们所重视。液压系统有很大的节能潜力，绿色是当前社会倡导的热点话题，也是机械工程发展的最终目标。因此如何确保液压系统的低消耗、无污染也是一个我们需要关注和思考的问题。那么如何让液压系统做到高效、节能呢？笔者以为首先可以选用节能发动机，其次利用双泵分合流技术、液压负荷传感技术和静液驱动技术等多项技术来实现低消耗。通过对液压系统的控制元件、执行元件、工作介质和辅助装置等方面的节能设计，可以很大程度上降低液压系统的能源损耗，有效节约
资源。
3 结语
随着社会的发展，机械自动化的脚步已不可阻挡。为顺应大潮，设计人员要做的是在现阶段的基础上实现设计里面的创新并将其应用的机械设计实践当中去，只有这样我国的机械行业才能够取得巨大的进步和实质上的质量提升。以上所表达的就是这一主题――如何做好绿色环保机械的设计，如何在绿色环保机械设计中融入人性化的理念以及最新的设计思想。只有做到这两点，才能够说我们在机械自动化这一块有了一定的心得体会。而笔者以人为本的最新机械设计理念将是机械工程产品今后发展的必然趋势，同时也会对我国的可持续发展产生重大影响。
参考文献
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[2] 张建蕾.低碳环保下工程机械自动化控制系统的研究[J].城市建设理论研究（电子版），2013，12（8）.
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【关键词】轮机工程；机械设计基础；课程设计；教学改革
《机械设计基础》是机械类、近机械类如轮机工程专业的一门必修主干课程，而课程设计则是继《机械设计基础》课程后的一个重要实践教学环节。通过课程设计，使学生获得一次完整、系统、全面的机械设计的训练，培养学生综合运用已学过的有关知识和理论，具备机械设计的基本能力、掌握基本设计方法和技能，并为学生今后的专业课学习、专业课设计、毕业设计以及毕业论文等奠定基础，同时能够对今后从事技术工作产生重要的意义和深远的影响。
近几年来随着教学改革的深入，学科建设的进行和课程体系的调整，课堂教学时数不断被压缩，而随着科学技术的进步，要求机械设计基础课程适应时展的需要，这样在教学过程中既要介绍传统的基础理论知识，同时还要不失时机地向学生介绍本课程与轮机专业的联系，介绍新的理论和技术在工业发展中的应用，因而课程的面广、内容多现象与课时短的矛盾愈发突出，课程设计的教学质量难以保证。
此外，在理论过程中许多学生反映，现在许多课程学得枯燥无味，不知道自己所学的课程将来到底有什么作用，这些情况反映了目前我们教学中存在的问题。笔者经过多年教学实践，对机械设计课程设计教学进行了一些改革的探索和思考。
1 课程设计的题目多样化
课程设计选题，通常大部分工科院校机械类、近机械类等专业课程设计都是带式运输机的传动装置设计，内容陈旧，且题目多年不变。不同专业的定位与培养目标各不相同，如果都是进行减速器装置设计，就不能很好地反映专业特点。轮机工程专业的毕业生一般从事现代船机修造、监造、检验、修造经营及机务管理等工作，而带式运输机的传动装置的设计不能很全面地反映轮机工程的专业特点。另外，由于是几个班多人同时进行课程设计，这样有可能出现一些学生的题目相同或非常相近，客观上会造成抄袭现象。
为此我们做了以下尝试：一方面继续保留原有的设计题目，同时，另开设一些与轮机专业有关的设计题目，如零部件或系统测绘与分析，研究对象为船舶柴油机的活塞、汽缸、曲轴等要零部件；海水、淡水、燃油、滑油等管路系统的测绘与分析，主要从运动、结构强度、工作能力、精度、材料、工艺等方面进行综合分析，既丰富了课程设计的内容，也增加了对专业知识的了解与认识，达到了课程设计的目的。
2 鼓励学生创新
改革原来在机械设计基础课程设计中教师抱着学生走的被动局面，鼓励同学主动观察日常生活中常见的机械装置，要求学生结合轮机专业，加强方案设计，提高学生学习兴趣，调动学习主动性，破除学生对创新设计的神秘感。为鼓励学生创新，我们向学生提供多个设计方案参考，学生也可提出自己更合理的设计方案。对于结构设计，不给学生过多的限制，而是充分发挥学生的想象力和创造性。为了解决学生对机械结构知识普遍缺乏的问题，让学生在设计前参观机械传动陈列室，使学生对结构设计有所启发。对于学生中普遍存在的工艺知识和公差知识的缺乏，结合课程设计实际进行必要的讲解和补充，使学生通过设计全面掌握和巩固机械设计的相关知识。另外，我们还积极鼓励学生在图版绘图完成之后，再利用CAD软件在计算机上进行设计，使学生通过课程设计来掌握现代化的设计手段和方法，但是不主张学生完全甩掉图版，否则在时间紧、任务重的情况下，会有部分同学拷贝偷袭现象存在。
3 培养学生的团队精神和协作能力
由于学生多，题目少，可对学生进行题目分组，几个人一个小组，一套题目。这样大家可分组坐在一起共同研究一个问题，该怎么设计这个，怎么设计那个，集思广义，博采众长，既优化了设计，又加深了理解，然后具体分工，确定每个人的具体零件。在制图过程中，不是各人干各人的，而是保持联系，保持一致。这样做既快又准确，效率高。不但锻炼了大家的机械设计技能，也培养了同学们的团队精神和协作能力，多届实践后，同学对这种团队协作具有较高的认可。
4 优化设计时间
按照教学计划课程设计安排在第四学期的期末考试阶段。完成课程设计的时间一般为1至2周，在这么短的时间内，学生要完成20页左右的计算说明书、减速器装配图1张；轴、及齿轮工作图2张，难度是不言而喻的。在期末考试阶段学生还要应付很多课程考试，轮机工程专业还有轮机考证的理论和实操训练课程，多方面原因造成相当一部分同学疲于应付课程设计，再加上学生对于一些先修课程的掌握程度不是很好，最终导致课程设计质量不高。
在这种课时较少的情况下，为提高课程设计质量，需采用“先分散后集中”的模式。即先把设计计算说明书的撰写分散安排到机械设计基础课程教学中，然后再把装配图及零件工作图的绘制集中安排在最后1、2周内。同时课程设计是一项重要的理论联系实践的教学环节，时间安排应该固定成为一种制度，尤其不能与其他重要课程的学习相冲突。
5 课程设计与课堂教学紧密结合
在机械设计教学过程中，应把课程设计中涉及到有关问题贯穿于整个教学过程中，把有关内容灵活的穿插到相关章节，比如齿轮、轴、带传动、滚动轴承、联轴器等，既是理论教学的重要内容，也是课程设计的重点，在授课过程中应讲清在课程设计的应用并强化。在习题练习中除完成普通习题外，还要强化与课程设计有关的题型，使学生感到学有所用，始终对课程设计抱有一定的参与欲望，既增加了学生的学习兴趣，又调动了学习主动性，加深巩固了相关知识。
6 应将先修课程内容适时适度的穿插到机械设计基础教学中
机械设计基础是一门综合性课程，必须先修了机械制图、轮机工程材料、、金属工艺学、工程力学、之后才能开设本课程，在课程设计的过程中，需要综合运用前面学到的相关知识。比如选则材料的时候，需要用到轮机工程材料里的材料选型、热处理等内容；在零件尺寸设计及强度计算中，需要运用到理论工程力学的知识进行受力分析，进行弯矩、扭矩的计算；在减速器装配图、零件工作图绘制过程中，需要运用机械制图的视图、剖视图、尺寸标注、技术要求等。从课程设计完成效果来看，学生对于这些先修课程遗忘的较多，灵活掌握程度不是很好，综合运用知识能力不强，结果造成课程设计质量不高。因此指导老师应把先修课程的内容适时适度的有机穿插到机械设计基础课程的相关部分讲解，使学生在学习新知识的同时，复习、巩固、运用已有知识，提高课程设计质量。
7 结语
使学生在课程设计的教学过程中学到扎实的机械基础知识，掌握一般通用零部件设计方法，为后继专业课程学习和今后从事专业工作打下坚实的基础，是我们最终的目标。经过笔者的摸索和实践总结出的一些措施和方法，实践证明能够较好的提高轮机工程专业课程设计的质量。
