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機(jī)械設(shè)計(jì)研究范文第1篇

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)；機(jī)械制造；機(jī)械產(chǎn)品；機(jī)械設(shè)計(jì)原則；機(jī)械設(shè)計(jì)效果 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TH122 文章編號(hào)：1009-2374（2015）11-0026-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.11.014

機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械制造的首要步驟，機(jī)械設(shè)計(jì)的好壞將會(huì)直接影響到實(shí)際工作的效果，在今后工作過(guò)程中為了實(shí)現(xiàn)科學(xué)發(fā)展必須不斷加強(qiáng)這方面的研究。從當(dāng)前的情況來(lái)看，機(jī)械設(shè)計(jì)本身還存在著一定問(wèn)題。機(jī)械制造是機(jī)械設(shè)計(jì)的下一步工作，機(jī)械制造效果在很大程度上是取決于機(jī)械制造的。為了實(shí)現(xiàn)科學(xué)發(fā)展，對(duì)于這兩項(xiàng)工作就應(yīng)該進(jìn)行深入分析。

1 機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)分析

1.1 機(jī)械設(shè)計(jì)的步驟

機(jī)械設(shè)計(jì)有其專門(mén)步驟，在設(shè)計(jì)的時(shí)候，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該嚴(yán)格按照步驟來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣才能夠保證效果。實(shí)際工作過(guò)程中機(jī)械設(shè)計(jì)的步驟主要是分為計(jì)劃、制定以及設(shè)計(jì)這三個(gè)階段，對(duì)于這三個(gè)階段應(yīng)該進(jìn)行深入細(xì)致的分析。機(jī)械設(shè)計(jì)的計(jì)劃階段。計(jì)劃階段的主要工作就是要對(duì)之前那些已有的機(jī)械產(chǎn)品要能夠有充分了解和認(rèn)識(shí)，對(duì)于相關(guān)機(jī)械的性能必須要予以充分認(rèn)識(shí)和把握。對(duì)于機(jī)械產(chǎn)品的優(yōu)缺點(diǎn)必須要認(rèn)真予以記錄，這樣做的主要目的是為了能夠?yàn)榻窈髾C(jī)械制造積累一定材料，這對(duì)于提升機(jī)械設(shè)計(jì)效果有著十分重要的意義，對(duì)于這些工作必須要予以高度重視。

方案制定階段是機(jī)械設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵步驟，在制定方案的時(shí)候?qū)τ诂F(xiàn)有條件以及未來(lái)期望這兩者之間的關(guān)系必須要進(jìn)行科學(xué)協(xié)調(diào)，要在兩者之間找到較好的切入點(diǎn)。制定方案的時(shí)候?qū)τ跈C(jī)械產(chǎn)品的最終形態(tài)結(jié)果，設(shè)計(jì)過(guò)程中各個(gè)環(huán)節(jié)的調(diào)控和處理都需要引起高度重視。對(duì)于這些必須要進(jìn)行認(rèn)真設(shè)計(jì)，才能夠保證效果。這是實(shí)現(xiàn)之后機(jī)械設(shè)計(jì)及機(jī)械制造的重要前提條件，實(shí)際工作中必須要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)要求來(lái)采取措施。在方案制定階段技術(shù)設(shè)計(jì)是重點(diǎn)，所謂技術(shù)設(shè)計(jì)就是要根據(jù)自身經(jīng)驗(yàn)及初期的設(shè)計(jì)來(lái)進(jìn)行下一步設(shè)計(jì)，技術(shù)設(shè)計(jì)的主要目的就是要形成完整的設(shè)計(jì)方案。

機(jī)械設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)階段就是要把原先思路轉(zhuǎn)變成具體的機(jī)械描述階段，該階段的主要目標(biāo)就是要獲得總裝配和總部件裝配的草圖?？傃b配以及部件裝配草圖是設(shè)計(jì)的重要依據(jù)，草圖的存在有助于規(guī)劃工作的順利完成。需要注意的是在設(shè)計(jì)工作完成之后還需要對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)修改，只有經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)修改之后才能夠有效保證其效果，這一點(diǎn)是我們?cè)趯?shí)際工作中需要予以充分注意的一點(diǎn)。為了適應(yīng)實(shí)際批量生產(chǎn)作業(yè)的要求，對(duì)于模具的設(shè)計(jì)就需要引起高度重視。機(jī)械設(shè)計(jì)的最后設(shè)計(jì)又可以稱作是定性設(shè)計(jì)，所謂定性設(shè)計(jì)指的是實(shí)際工作過(guò)程中應(yīng)用于生產(chǎn)機(jī)械前的最后一次設(shè)計(jì)，由于機(jī)械設(shè)計(jì)方案有的地方過(guò)于理想，因而不能夠滿足實(shí)際批量生產(chǎn)的需要，因而工作中就需要對(duì)其進(jìn)行定性設(shè)計(jì)，通過(guò)定性設(shè)計(jì)來(lái)對(duì)那些不能夠滿足實(shí)際需要的進(jìn)行有效調(diào)整，這一點(diǎn)是我們?cè)趯?shí)際工作過(guò)程中需要引起注意的。

1.2 機(jī)械設(shè)計(jì)的原則

為了實(shí)現(xiàn)科學(xué)的機(jī)械設(shè)計(jì)，在今后設(shè)計(jì)過(guò)程中就應(yīng)該堅(jiān)持科學(xué)的設(shè)計(jì)原則。機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)主要堅(jiān)持標(biāo)準(zhǔn)化、技術(shù)性能和安全性這三大原則。標(biāo)準(zhǔn)化原則指的是設(shè)計(jì)過(guò)程中需要嚴(yán)格按照機(jī)械設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出來(lái)的每個(gè)零件、每個(gè)組件都需要符合相關(guān)文件的規(guī)范。只有嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)才能夠真正適應(yīng)實(shí)際需要。標(biāo)準(zhǔn)化準(zhǔn)則是機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中的一項(xiàng)重要約束，對(duì)于這項(xiàng)約束，必須要引起注意。

技術(shù)性能原則。技術(shù)性能原則是一項(xiàng)重要原則，在實(shí)際工作中，技術(shù)性能原則指的是實(shí)際工作過(guò)程中必須要保證機(jī)械的性能，只有保證了機(jī)械的技術(shù)性能才能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械的長(zhǎng)時(shí)間高效運(yùn)轉(zhuǎn)，這一點(diǎn)是我們?cè)趯?shí)際工作中應(yīng)該引起高度重視的。在設(shè)計(jì)的時(shí)候必須要嚴(yán)格控制機(jī)械技術(shù)性能的設(shè)計(jì)，要充分保證設(shè)計(jì)出來(lái)的性能能夠符合實(shí)際需要。

安全性原則。保證機(jī)械安全是機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求，實(shí)際工作中對(duì)此應(yīng)該引起高度重視。這里的安全指的是多方面的安全，設(shè)計(jì)的時(shí)候要考慮到零件安全性、環(huán)境安全性、生產(chǎn)安全性以及整機(jī)安全性，保證設(shè)計(jì)安全是今后必須要做到的。

1.3 機(jī)械設(shè)計(jì)的分類

機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)前能夠分成多個(gè)類別，從實(shí)際設(shè)計(jì)來(lái)看可以分為三大基本類型，這三大類型分別是新型設(shè)計(jì)、繼承設(shè)計(jì)以及變型設(shè)計(jì)。新型設(shè)計(jì)把那些成熟的先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用到設(shè)計(jì)中來(lái)進(jìn)行新的機(jī)械的設(shè)計(jì)，這是一項(xiàng)非常重要的設(shè)計(jì)，這一點(diǎn)在今后工作中是應(yīng)該引起重視的。繼承設(shè)計(jì)指的是為了設(shè)計(jì)功率消耗小、運(yùn)行效果好的機(jī)械，在設(shè)計(jì)的時(shí)候就必須要結(jié)合自身經(jīng)驗(yàn)及設(shè)計(jì)技術(shù)來(lái)進(jìn)行科學(xué)合理有效的設(shè)計(jì)。變型設(shè)計(jì)主要是從市場(chǎng)需求出發(fā)來(lái)進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，變型設(shè)計(jì)主張對(duì)原來(lái)的機(jī)械設(shè)計(jì)進(jìn)行變動(dòng)更改，從而有效滿足市場(chǎng)需求。這樣設(shè)計(jì)的主要目的就是為了能夠在滿足實(shí)際應(yīng)用的條件下有效節(jié)約成本，這一點(diǎn)是需要引起高度重視的。

2 機(jī)械制造分析

2.1 機(jī)械制造的特點(diǎn)

對(duì)于機(jī)械制造而言，在實(shí)際工作過(guò)程中首先需要了解其基本特點(diǎn)，這是進(jìn)行工作的重要前提。通過(guò)詳細(xì)分析就會(huì)發(fā)現(xiàn)當(dāng)前的機(jī)械制造存在著多元化、服務(wù)化和全球化的特點(diǎn)，對(duì)于這三個(gè)基本特點(diǎn)需要充分把握。

多元化。在經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展的背景下，機(jī)械市場(chǎng)對(duì)機(jī)械制造技術(shù)提出的要求越來(lái)越高，與此同時(shí)消費(fèi)者的個(gè)性化要求也日益凸顯出來(lái)。消費(fèi)者對(duì)機(jī)械制造的要求逐漸多樣化，在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中不僅要求機(jī)械制造能夠具有良好性能。能夠滿足質(zhì)量要求，同時(shí)還要求能夠具有優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。為了適應(yīng)多樣化要求，實(shí)際工作中就應(yīng)該對(duì)機(jī)械市場(chǎng)進(jìn)行充分調(diào)查研究，只有在進(jìn)行調(diào)查研究之后才

能夠了解市場(chǎng)的真實(shí)需求，這樣有助于避免盲目生產(chǎn)。

服務(wù)化。服務(wù)化指的是在實(shí)際工作中，服務(wù)質(zhì)量對(duì)產(chǎn)品銷售會(huì)產(chǎn)生直接影響。為了保證產(chǎn)品質(zhì)量今后還需要專門(mén)進(jìn)行市場(chǎng)售后服務(wù)，對(duì)于不同機(jī)械產(chǎn)品應(yīng)該有針對(duì)性地來(lái)開(kāi)展售后服務(wù)調(diào)查工作，通過(guò)開(kāi)展售后服務(wù)調(diào)查來(lái)有效提升企業(yè)信譽(yù)，進(jìn)而擴(kuò)大消費(fèi)群體，這一點(diǎn)是實(shí)際工作中應(yīng)該予以充分注意的一點(diǎn)。

全球化。當(dāng)前的機(jī)械制造已經(jīng)逐漸走向了全球化發(fā)展的道路，實(shí)際發(fā)展過(guò)程中全球化的主要工作能夠有效推動(dòng)制造業(yè)的發(fā)展。在經(jīng)濟(jì)全球化的背景下，機(jī)械制造既可以利用國(guó)內(nèi)市場(chǎng)同時(shí)也可以利用國(guó)外市場(chǎng)，又可以統(tǒng)籌好國(guó)內(nèi)和國(guó)外這兩個(gè)市場(chǎng)來(lái)最終實(shí)現(xiàn)企業(yè)的快速發(fā)展，這對(duì)于提升機(jī)械制造水平是非常有利的。

2.2 機(jī)械制造的現(xiàn)狀

從當(dāng)前我國(guó)機(jī)械制造的發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，當(dāng)前計(jì)算機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)成為機(jī)械制造的重要發(fā)展趨勢(shì)，為了適應(yīng)日益復(fù)雜的管理形勢(shì)，在今后工作過(guò)程中就需要進(jìn)行創(chuàng)新管理，當(dāng)前我國(guó)機(jī)械制造有不少方面還是處于落后狀態(tài)的。產(chǎn)業(yè)大而不強(qiáng)和結(jié)構(gòu)矛盾突出是當(dāng)前機(jī)械制造的典型問(wèn)題。這些年來(lái)盡管我們的機(jī)械制造行業(yè)中有不少行業(yè)都已經(jīng)處于世界第一的位置，但是從行業(yè)創(chuàng)新能力、產(chǎn)業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力上來(lái)看，當(dāng)前還存在著很多問(wèn)題。在實(shí)際工作中這些問(wèn)題如果得不到科學(xué)合理的解決，就會(huì)嚴(yán)重影響到實(shí)際工作效率。從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)矛盾上來(lái)看，當(dāng)前產(chǎn)能擴(kuò)張較快、低端領(lǐng)域過(guò)度競(jìng)爭(zhēng)，這種現(xiàn)象會(huì)嚴(yán)重影響到企業(yè)的自我發(fā)展能力。這些問(wèn)題是我們?cè)诮窈蠊ぷ髦斜仨氁鹱⒁獾模@些問(wèn)題如果得不到科學(xué)合理的解決，就會(huì)嚴(yán)重影響到實(shí)際工作效率。

3 機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械制造的發(fā)展前景

3.1 機(jī)械設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)

從今后的情形來(lái)看，在今后設(shè)計(jì)過(guò)程中機(jī)械設(shè)計(jì)將會(huì)出現(xiàn)一系列變化。實(shí)際工作中機(jī)械設(shè)計(jì)性能將更加優(yōu)良、節(jié)能環(huán)保的理念將深入人心，在今后設(shè)計(jì)過(guò)程中將探尋更加能夠適應(yīng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的設(shè)計(jì)技術(shù)。在今后設(shè)計(jì)過(guò)程中性能更加優(yōu)良。設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)該盡量提升產(chǎn)品設(shè)計(jì)性能的優(yōu)良性能。優(yōu)良性能本身又可以分為動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、可靠性技術(shù)設(shè)計(jì)、補(bǔ)償設(shè)計(jì)、防腐設(shè)計(jì)等內(nèi)容。為了保證實(shí)際工作效果，今后只有不斷提升設(shè)計(jì)水平才能夠滿足要求。節(jié)能環(huán)保的理念將更加深入人心。今后的設(shè)計(jì)應(yīng)該注重綠色設(shè)計(jì)，要把智能化和綠色化作為設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。在今后設(shè)計(jì)過(guò)程中要充分利用資源，要能夠?qū)崿F(xiàn)資源利用的最大化，同時(shí)還要能夠?qū)崿F(xiàn)資源的循環(huán)利用，今后對(duì)于這方面的工作必須要引起高度重視。

3.2 機(jī)械制造的發(fā)展方向

今后機(jī)械制造管理將主要依靠計(jì)算機(jī)管理制度來(lái)實(shí)施，計(jì)算機(jī)管理已經(jīng)成為今后發(fā)展的必然趨勢(shì)。組織體制及生產(chǎn)模式的創(chuàng)新具有十分重要的意義，當(dāng)前我國(guó)機(jī)械制造管理機(jī)制還比較匱乏，今后應(yīng)該是不斷加強(qiáng)機(jī)械制造管理機(jī)制的研究。在今后設(shè)計(jì)過(guò)程中激光加工技術(shù)、電磁加工技術(shù)、納米加工技術(shù)、微型加工技術(shù)等技術(shù)都將會(huì)得到科學(xué)合理的應(yīng)用。機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械制造行業(yè)的重要環(huán)節(jié)，科學(xué)高效的機(jī)械設(shè)計(jì)對(duì)于今后提升機(jī)械產(chǎn)品性能具有十分重要的意義。機(jī)械制造過(guò)程中應(yīng)該高度重視管理機(jī)制及先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用。本文重點(diǎn)分析了機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械制造的特點(diǎn)以及今后的發(fā)展方向和趨勢(shì)，今后應(yīng)該進(jìn)一步加強(qiáng)這方面的研究才能夠適應(yīng)實(shí)際需要。

參考文獻(xiàn)

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[3] 朱龍根.建設(shè)好專業(yè)課，把機(jī)械設(shè)計(jì)及制造專業(yè)辦成特色鮮明的新型專業(yè)[A].第五屆全國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)及制造專業(yè)教學(xué)研討會(huì)議論文集（卷1教學(xué)論文）[C].2002.

機(jī)械設(shè)計(jì)研究范文第2篇

關(guān)鍵詞:木牛流馬;中庸之美;老子思想;傳統(tǒng)機(jī)械美學(xué)

中圖分類號(hào):J524 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1671－1602(2016)10－0049－02

1關(guān)于木牛流馬的尋根之路

1．1木牛流馬的時(shí)代性

公元231年，諸葛亮對(duì)魏戰(zhàn)爭(zhēng)期間設(shè)計(jì)了“木牛流馬”屆時(shí)，名聲大噪，震驚八方，出于蜀國(guó)畜力人力匱乏，更為戰(zhàn)時(shí)運(yùn)輸軍用物資所用，也就是說(shuō)其制作流程不宜過(guò)于繁瑣，且能負(fù)重，最重要的是行進(jìn)速度的把握。也就是說(shuō)其造型特點(diǎn)必然是功能至上的極簡(jiǎn)風(fēng)格，極少裝飾，遵循著實(shí)用主義原則。歷史上對(duì)木牛流馬的記載始見(jiàn)于《三國(guó)志•蜀書(shū)•后主傳》:“建興十年，亮休士勸農(nóng)于黃沙，作流馬木牛畢，教兵講武……［2］諸上歷史事實(shí)，證明了諸葛亮首創(chuàng)仿生機(jī)械大規(guī)模的應(yīng)用于軍事活動(dòng)范疇，然而出于戰(zhàn)爭(zhēng)的歷史條件下，統(tǒng)治者絕不會(huì)將先進(jìn)的機(jī)械技術(shù)武器設(shè)備流傳于民間乃至敵國(guó)，故而沒(méi)有得以流傳。

1．2木牛流馬的地域風(fēng)格

中國(guó)是一個(gè)幅員遼闊的國(guó)家，廣袤的領(lǐng)土面積，繁多的民族悠久的歷史，還有各地不同的開(kāi)化程度，形成了風(fēng)格迥異的地域差異，培育出不同的風(fēng)土人情、人文習(xí)慣、文化風(fēng)尚，以及截然不同的衍生工具。木牛運(yùn)行道路是諸葛亮北伐“出祁山”的路線以西北方向迂回道路為主，道路相對(duì)平坦，流馬運(yùn)糧所走的是褒斜棧道(褒斜二谷多為峭壁陡崖，只能循河谷臨水鋪設(shè)棧道)，比較寬闊平緩，有一定起伏。如此的道路狀況所衍生出來(lái)的交通運(yùn)輸工具必然是獨(dú)一無(wú)二的。

1．3木牛流馬的民族人文通感

三國(guó)亂世，處于一個(gè)兵荒馬亂的年代，《三國(guó)志》中所記載的孔明淡泊名利，寧?kù)o致遠(yuǎn)，眾所周知其三顧茅廬而不出之典故，后知天命難違，入蜀后推行嚴(yán)厲的法律極盡掌握一切權(quán)力，諸葛亮在政治方面是明顯的法家思想，控制欲極強(qiáng)，然而其個(gè)人色彩卻是溫婉的，極其類似道家精神，道法自然，與老子的精神頗為神似。老子所創(chuàng)《老子》一書(shū)是中國(guó)古代最早論及科學(xué)技術(shù)的著作，也是最早論及機(jī)械設(shè)計(jì)思想和機(jī)械設(shè)計(jì)方法的文獻(xiàn)?！独献印窐闵槠鳎笾撇桓睿?］，復(fù)歸于樸的思想是教導(dǎo)人們?nèi)魏纹魑锏膭?chuàng)作與制造，都應(yīng)該遵循自然，尊重自然規(guī)律。返璞歸真，使得所制之物無(wú)人力妄自干擾而成就的自然而然的和諧狀態(tài)，是為大美。這一點(diǎn)與諸葛亮的造物思想不謀而合，“木牛流馬”諸葛亮以最自然的形態(tài)仿生，回歸自然界之中，所創(chuàng)之物與大自然在畫(huà)面之中符合設(shè)計(jì)事理學(xué)，毫無(wú)違和感?！澳九Ａ黢R”的設(shè)計(jì)成果內(nèi)含著中華民族的優(yōu)秀血統(tǒng)，傳承著中庸之美寓于創(chuàng)作之中，似是情理之中，又是意料之外的稀世文化遺產(chǎn);對(duì)于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展方向老子贊成“有什伯之器而不用，”從“無(wú)所為用”到“有而用之”再到“有而不用?！保?］這個(gè)觀點(diǎn)用于當(dāng)今世界依然是充滿哲理的。諸如火藥的發(fā)明，從無(wú)到有，到應(yīng)用于煙花、炸藥，到如今為了和平與環(huán)保，做到有而不用，同樣是為大美。

2關(guān)于木牛流馬的美學(xué)思考

2．1結(jié)構(gòu)美

英國(guó)哲學(xué)家休謨?cè)@樣講過(guò)，“美是各部分之間的這樣一種秩序和結(jié)構(gòu)，由于人性的本來(lái)構(gòu)造，由于習(xí)俗，或是由于偶然的心情，這種秩序的結(jié)構(gòu)適宜于使心靈感到快樂(lè)和滿足，這就是美的特征?！保?］可以說(shuō)此觀點(diǎn)十分肯定了結(jié)構(gòu)在器物要素中的重要性。在結(jié)構(gòu)造詣方面，中國(guó)古代先人的智慧結(jié)晶比比皆是，諸葛亮的木牛流馬是中國(guó)最早的仿生機(jī)械，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用了杠桿省力原理、后載剋技術(shù)、三腳杠等諸多機(jī)械技術(shù)，各個(gè)部件之間的連接方式都是以最為和諧的狀態(tài)組合在一起。結(jié)合中國(guó)古代機(jī)械設(shè)計(jì)思想來(lái)說(shuō)，匠人們更趨向于樸素之美，將結(jié)構(gòu)暴露于外，少有裝飾。像水車、轆轤皆是如此。設(shè)計(jì)目的一目了然，簡(jiǎn)潔大方。用最簡(jiǎn)約的結(jié)構(gòu)解決最根本的問(wèn)題，使生活更加美好。結(jié)構(gòu)是器物賴以存在的內(nèi)在骨架，外觀是器物賴以生存的外在形式。如果沒(méi)有一個(gè)合理的、科學(xué)的內(nèi)在骨架作為支撐，外觀即使再華麗，也是無(wú)謂的堆砌。

2．2功能美

黑格爾說(shuō)過(guò):“美的要素可分為兩種，一種是內(nèi)在的，即功能美，另一種是外在的，即功能所借以表現(xiàn)出意蘊(yùn)和特性的東西。”［6］由此可以看出，形式與功能是對(duì)立統(tǒng)一的，二者你中有我，我中有你的哲學(xué)關(guān)系。木牛流馬，是具有承載功效的流動(dòng)藝術(shù)品。通過(guò)《作木牛之法》、《作流馬之法》的復(fù)原結(jié)構(gòu)來(lái)看，它如同其他運(yùn)輸工具一樣，有著諸如平衡器、車架、車罩殼等基本的組成構(gòu)件。馬的外觀形態(tài)不是單純的用來(lái)象形，它的主要功能在于水路運(yùn)輸?shù)臅r(shí)候，其密度小于1又是一個(gè)封閉的空間罩，足可以漂浮于水面，流馬一旦入水，“后載剋”會(huì)定位下沉，使得整車在水中形成不倒翁結(jié)構(gòu)，故此流馬可以定義為兩棲車輛，也就是說(shuō)流馬的結(jié)構(gòu)具備水上漂的功能，結(jié)構(gòu)美是功能美的前提，是功能美的實(shí)現(xiàn)條件，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在整個(gè)造物過(guò)程當(dāng)中扮演著重中之重的角色。自此諸葛亮成為水路兩棲運(yùn)輸工具的開(kāi)創(chuàng)者。這在當(dāng)時(shí)的社會(huì)條件以及科技發(fā)展水平下可謂是神乎其神的。在很多普通人看來(lái)，物的美與功利來(lái)源于外在形式藝術(shù)創(chuàng)造，而忽略了構(gòu)成此種平衡的內(nèi)在因素。相傳司馬懿“夜深入敵營(yíng)盜車數(shù)輛，細(xì)細(xì)鉆研良久而不得其法。”造成這種現(xiàn)象的主要原因就是司馬懿只注重事物的表面所呈現(xiàn)的狀態(tài)，而忽略了事物的內(nèi)在聯(lián)系，故而解困之路不了了之。

2．3融入意匠美之中的中庸之美

不同人，不同地域，不同民族，不同國(guó)家因?yàn)榻?jīng)歷了不同的歷史軌跡等等因素，都會(huì)有其相對(duì)固定的文化心理結(jié)構(gòu)。2000多年前孔子提出了“中庸”之道，簡(jiǎn)而言之，就是適中且平和的意思，表現(xiàn)在日常的就是中國(guó)人的日常行為，尚文不尚武，缺乏感情沖動(dòng)不走極端等等，呈現(xiàn)一片和平、雍容的氣象與風(fēng)度。在中庸文化心里的影響下，中國(guó)人有著區(qū)別于其他民族的思考方式、道德觀、價(jià)值觀乃至審美體驗(yàn)。中庸文化心理和與其衍生出的中庸之美是一脈相承的。在傳統(tǒng)機(jī)械制造的過(guò)程中，不同種族地域的人們的造物思想大同小異，均是服務(wù)于人的生活，可該時(shí)期所引導(dǎo)的思想確是形成不同風(fēng)格器物建筑的重要原因。例如在男權(quán)社會(huì)，器物大多顯得渾厚粗狂，體現(xiàn)著陽(yáng)剛之美的男性崇拜，而早期女權(quán)社會(huì)時(shí)期，器物大多顯得細(xì)膩工整，體現(xiàn)著統(tǒng)治階級(jí)的陰柔之美。設(shè)計(jì)之行業(yè)，是一種精神的轉(zhuǎn)換與寄托。中庸之美主要的構(gòu)成要素有四，分別是時(shí)、度、中、和。這里主要分析當(dāng)中的“度”與機(jī)械制造美的關(guān)聯(lián)。過(guò)于簡(jiǎn)潔則是簡(jiǎn)單，過(guò)于復(fù)雜則是累贅。使器物處在“無(wú)過(guò)無(wú)不及”的狀態(tài)，就是中庸之美最為核心的體現(xiàn)。在木牛流馬的造物過(guò)程當(dāng)中，各個(gè)部件的銜接，穿插結(jié)構(gòu)的布局，在使用過(guò)程中的損耗都應(yīng)當(dāng)是有相當(dāng)精確的數(shù)據(jù)支持的，甚至其承重能力也應(yīng)該掌握度的原則，過(guò)多會(huì)不堪重負(fù)，過(guò)少則浪費(fèi)了資源。中國(guó)古代崇尚的造物思想是“天人合一?！薄吨芏Y考工記》天有時(shí)，地有氣，材有美，工有巧，合此四者，然后可以為良?！保?］，大意是制器的時(shí)機(jī)應(yīng)當(dāng)順應(yīng)天時(shí)，適合地氣，材料優(yōu)良，工藝精湛，那么所為之器物才是符合自然規(guī)律的，順應(yīng)歷史發(fā)展潮流的。“多一分則過(guò)，少一分則淡”使器物呈現(xiàn)最為合理的狀態(tài)是為中庸之道。古代機(jī)械的造型原則有四，分別是對(duì)稱原則，協(xié)調(diào)原則，規(guī)律性原則以及適度裝飾原則。這里主要分析當(dāng)中的“對(duì)稱”與機(jī)械制造美的關(guān)聯(lián)。造物思想對(duì)稱性的考慮，所謂之對(duì)稱，其要領(lǐng)在于掌握平衡，而這里所表述的平衡并非是將器物一分為二所得到的對(duì)等，以木牛流馬為例，流馬三角杠的設(shè)計(jì)，為解決力的對(duì)稱與平衡而生，其制動(dòng)原理是在重力相等的前提條件下，物體與地面的平面摩擦力大于滾動(dòng)摩擦力，由此諸葛亮成為四輪車機(jī)械制動(dòng)結(jié)構(gòu)的開(kāi)創(chuàng)者。

2．4色彩美

中國(guó)古代無(wú)論從建筑還是器物上，人們都極力從自然界中尋找創(chuàng)造來(lái)源，隨處可見(jiàn)的森林樹(shù)木、石料土沙，人們可以隨性的表達(dá)自己的創(chuàng)作意圖。自古以來(lái)，人們總是對(duì)木材情有獨(dú)鐘，首先木材具有可再生性，木牛流馬的制作材質(zhì)選用木料，最重要的一點(diǎn)是考慮到可以就地取材，而且加工方便，環(huán)境友好性強(qiáng)。木材之美是天然之美，無(wú)需過(guò)多的裝飾，最為淳樸的原色，仿佛又回歸了大自然之中。

3傳統(tǒng)機(jī)械角度美的由來(lái)

3．1模仿自然

模仿是最古老的藝術(shù)創(chuàng)作方式，遠(yuǎn)古時(shí)期，人們對(duì)大自然崇拜從而加以模仿，師法自然，以天地萬(wàn)物為師，古代的設(shè)計(jì)多半來(lái)源于自然，螺旋結(jié)構(gòu)來(lái)自于龍卷風(fēng)，鋸子來(lái)自于螳螂臂，輪子來(lái)源于隨風(fēng)旋轉(zhuǎn)的飛蓬草，船兒來(lái)源于水中魚(yú)……一直以來(lái)，人們總是善于利用自然界的形態(tài)進(jìn)行創(chuàng)作模仿，從而逐步改善人們的生活質(zhì)量，往往以自然界為創(chuàng)作素材的發(fā)明發(fā)現(xiàn)又總是給予人們無(wú)限驚喜，這意味著模仿與回歸是造物設(shè)計(jì)的永恒主題。

3．2秩序之美

中國(guó)傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)的秩序之美體現(xiàn)于各個(gè)元素之間的功能和諧、結(jié)構(gòu)和諧、色彩和諧、尺度和諧。機(jī)械之美，在于它合理的秩序性，“木牛流馬”的設(shè)計(jì)真正做到“牽一發(fā)而動(dòng)全身”這得益于其各個(gè)關(guān)節(jié)之間的相互牽引、帶動(dòng)以及力的傳送。中國(guó)傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)中的秩序之美，體現(xiàn)了中國(guó)式的理智與情感，在歷史的長(zhǎng)河中，沉淀了其獨(dú)特的個(gè)性。

3．3回歸生活

人類的一切設(shè)計(jì)活動(dòng)都是服務(wù)于生活，為了使生活更美好。人們?cè)诰叴蛩玫降霓A轤、河邊洗衣的洗衣棒、鄉(xiāng)間的水車……所有這種平常而美好的畫(huà)面，都融入了祖先的智慧。當(dāng)器物回歸，成為生活中不可或缺的一部分，也就成就了最美的存在。

4結(jié)論

4．1中國(guó)古代機(jī)械設(shè)計(jì)美的本質(zhì)

機(jī)械設(shè)計(jì)雖然是器物文化，可他也同樣是記載了人類生活方式的物質(zhì)載體，物以載道，反映了所處時(shí)代人們的價(jià)值觀念和審美觀念。作為幾千年來(lái)形成的價(jià)值觀念和造物思想，功能上人們毫無(wú)疑問(wèn)的追求實(shí)用，形式上還是傾向于柔和的中庸之美?！爸杏怪馈痹从谥杏顾枷?，這種思想一直貫穿于中國(guó)幾千年來(lái)的文明之中，當(dāng)然也包括機(jī)械設(shè)計(jì)和器具設(shè)計(jì)之中，這是由社會(huì)意識(shí)形態(tài)所決定的，孔子緬懷堯舜禹的時(shí)代，老百姓在原始社會(huì)曾經(jīng)擁有至純、至善、至樸、至美的美好的品德，可在很久以前卻失去了這種美德，所以提出以中庸之美為美的審美觀，從而方方面面的影響著人們的衣食住行，而由此一來(lái)形成的社會(huì)風(fēng)尚、器物風(fēng)格、反過(guò)來(lái)又推動(dòng)社會(huì)更替與發(fā)展。如此周而復(fù)始，不斷更新充實(shí)中庸之道。中庸之美在機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中的體現(xiàn)主要表現(xiàn)在合理的結(jié)構(gòu)關(guān)系和為人類提供最為舒適的全方位的體驗(yàn)。

4．2中庸之美的傳承

當(dāng)代人們處在信息高速運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)代里，人們的認(rèn)知與觀念時(shí)時(shí)刻刻都在發(fā)生日新月異得變化，西方的價(jià)值觀與多元化的思潮正在潛移默化的改變著我們，然而幾千年的造物思想和文化價(jià)值觀念絕不是這么容易消失的，最民族的才是最國(guó)際的，讓本民族的文化價(jià)值觀念與審美標(biāo)準(zhǔn)吸收最為先進(jìn)的優(yōu)秀技術(shù)與養(yǎng)分，融于造物之中。一經(jīng)改良的造物設(shè)計(jì)的民族風(fēng)格一方面是設(shè)計(jì)師對(duì)本民族優(yōu)良傳統(tǒng)的傳承與應(yīng)用，另一方面也在潛移默化的影響客戶的文化價(jià)值觀念，引領(lǐng)世界潮流。

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［9］宗白華．美學(xué)散步．上海人民出版社，1997．

機(jī)械設(shè)計(jì)研究范文第3篇

【關(guān)鍵詞】材料設(shè)計(jì)；生產(chǎn)技術(shù)；產(chǎn)品制造；材料數(shù)據(jù)庫(kù)

在我國(guó)，隨著計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制向市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制轉(zhuǎn)化，傳統(tǒng)的機(jī)械零、部件或一般常用機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的需要，隨之而來(lái)的現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法已經(jīng)得到了迅速發(fā)展，形成了許多相對(duì)比較成熟的分支學(xué)科，如機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)、防斷裂設(shè)計(jì)、抗疲勞設(shè)計(jì)、耐磨損設(shè)計(jì)、機(jī)械CAD、機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)等，這些方法在實(shí)際的一些機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中得到了不同程度的應(yīng)用，取得了可觀的效益。但由于受傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思想的影響這些方法還沒(méi)有被廣大機(jī)械設(shè)計(jì)師普遍掌握和應(yīng)用，一些新的設(shè)計(jì)思想和方法更有待于探索和發(fā)展。

1.機(jī)械設(shè)計(jì)中常見(jiàn)的材料設(shè)計(jì)問(wèn)題

隨著人們對(duì)工業(yè)產(chǎn)品的使用性能、技術(shù)性能及造型款式的要求愈來(lái)愈高，需要設(shè)計(jì)人員熟悉產(chǎn)品設(shè)計(jì)與材料的關(guān)系，掌握各種材料的性能特點(diǎn)及其加工工藝，了解新型材料，從而運(yùn)用設(shè)計(jì)手段，充分利用材料的內(nèi)在功能和表面特征，創(chuàng)造出使用功能好、技術(shù)性能高、款式新穎的工業(yè)產(chǎn)品。傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法中，材料設(shè)計(jì)實(shí)際上僅僅是“材料選擇設(shè)計(jì)”，而這些材料的選擇設(shè)計(jì)過(guò)程中，往往也是根據(jù)以往設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)，即設(shè)計(jì)手冊(cè)中提供的參考資料或數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行的，而這些參考數(shù)據(jù)常常僅是在一定的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。這樣的材料設(shè)計(jì)方法，有幾個(gè)方面的缺點(diǎn)：（1）由于使用條件與實(shí)驗(yàn)條件的差異，標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)過(guò)程本身的不確定性等，根據(jù)參考資料和數(shù)據(jù)選擇材料生產(chǎn)出的機(jī)械產(chǎn)品在使用過(guò)程中常常會(huì)發(fā)現(xiàn)不合適，某些零部件材料或者因?yàn)閮H能很好滿足整機(jī)使用的部分功能而其它功能一般，或者因其某個(gè)方面的性能特點(diǎn)產(chǎn)生了對(duì)整機(jī)其它方面性能的不良影響而致使整個(gè)機(jī)械產(chǎn)品性能達(dá)不到要求，甚至報(bào)廢；（2）現(xiàn)在工程材料研究發(fā)展很快，特別是一些材料加工方法、工藝的改進(jìn)和發(fā)展，使得原有材料可以達(dá)到更高的性能要求，發(fā)揮更大、更好的作用。但是這些新材料、新方法、新工藝不可能在短期內(nèi)編入設(shè)計(jì)手冊(cè)，有些內(nèi)容甚至?xí)笫昊驇资?，這與當(dāng)今社會(huì)發(fā)展對(duì)新產(chǎn)品更新速度的要求顯然是不適應(yīng)的，影響產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力或生命力。

2.材料設(shè)計(jì)案例分析

2.1輪-軌耐磨性設(shè)計(jì)

在鐵路的多曲路段，機(jī)車輪緣磨損嚴(yán)重，它不僅造成極大的經(jīng)濟(jì)損失，而且會(huì)危害行車安全。機(jī)務(wù)部門(mén)急迫地需要解決這一問(wèn)題。從工程摩擦學(xué)角度看，輪-軌是一對(duì)摩擦副，是一個(gè)系統(tǒng)的兩個(gè)元素，研究其耐磨性問(wèn)題，應(yīng)該從整個(gè)系統(tǒng)出發(fā)，考慮雙方的材料最佳配對(duì)，以達(dá)到使用壽命的最長(zhǎng)值。經(jīng)理論分析計(jì)算、大量的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和機(jī)車實(shí)際運(yùn)行試驗(yàn)，得到了輪—軌硬度匹配最佳值，可以使機(jī)車輪的壽命在不影響鋼軌壽命的情況下，提高2～3倍。這種方法是在不改變現(xiàn)有的路軌和機(jī)車輪材料的前提下，用一種常規(guī)熱處理工藝改變其嚴(yán)重磨損區(qū)的局部材質(zhì)，提高產(chǎn)品的實(shí)用性與經(jīng)濟(jì)性。

2.2硬質(zhì)合金鋼刀具耐磨損設(shè)計(jì)

用深冷處理技術(shù)延長(zhǎng)機(jī)械零件的使用壽命是一種很有效的方法。對(duì)多個(gè)廠家生產(chǎn)的硬質(zhì)合金刀具進(jìn)行深冷處理后實(shí)際使用，結(jié)果表明經(jīng)深冷處理的刀具壽命延長(zhǎng)數(shù)倍。但個(gè)別個(gè)體廠家生產(chǎn)的刀具，實(shí)驗(yàn)結(jié)果則不穩(wěn)定，有的好，有的差，有的甚至不能使用。這說(shuō)明：對(duì)同一類產(chǎn)品，用同樣的方法改變材料性能，結(jié)果可能相差很大，這不能說(shuō)明該方法本身不行，而是還有一個(gè)材料本身的均勻性、穩(wěn)定性以及如何與不同材料結(jié)合的問(wèn)題，即如何改變工藝參數(shù)以適應(yīng)材料本身的差異問(wèn)題。

2.3汽車制動(dòng)襯片設(shè)計(jì)

我國(guó)汽車用制動(dòng)襯片目前有不少生產(chǎn)廠家，但正規(guī)的大汽車廠主要還是用進(jìn)口產(chǎn)品或中外合資廠生產(chǎn)的產(chǎn)品。國(guó)產(chǎn)件在質(zhì)量穩(wěn)定性、壽命等方面明顯缺乏競(jìng)爭(zhēng)力，特別是一些個(gè)體廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量根本沒(méi)有保障，有些產(chǎn)品甚至連最基本的性能指標(biāo)如摩擦系數(shù)都達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，特別是熱衰退性能差，制動(dòng)過(guò)程常導(dǎo)致失效。其原因還是大部分廠家缺乏必要的技術(shù)力量，只是簡(jiǎn)單地完成配方材料混合、燒結(jié)和壓制等工藝過(guò)程，至于整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的各種工藝參數(shù)的系統(tǒng)研究，不同車型材料配方的深入研究，特別是摩擦襯片和鼓（盤(pán)）的配對(duì)問(wèn)題，則沒(méi)有進(jìn)行研究。這些是目前我國(guó)汽車用制動(dòng)襯片質(zhì)量穩(wěn)定性問(wèn)題無(wú)法根本解決的主要原因。

2.4自動(dòng)裝料裝置的七連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

自動(dòng)裝料裝置的設(shè)計(jì)，可采用七連桿機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)整個(gè)懸掛于機(jī)架上，在原理方案正確的情況下，連桿材料的設(shè)計(jì)成為關(guān)鍵問(wèn)題，因?yàn)檫B桿的鉸鏈?zhǔn)钦麄€(gè)部件材料最薄弱的部分，既要有足夠的強(qiáng)度，還應(yīng)有良好的耐磨性和抗沖擊性能，進(jìn)口設(shè)備中該部分材料是采用高性能塑料，銷孔用鋼套。由于當(dāng)時(shí)很難買到這種進(jìn)口材料，而且較貴，就考慮用鑄鋁件替代，加大鉸鏈處的尺寸以保證強(qiáng)度。這樣設(shè)計(jì)的鑄鋁連桿，加工時(shí)出現(xiàn)了問(wèn)題，由于連桿形狀較復(fù)雜，鑄件材質(zhì)嚴(yán)重不均，加工鉸鏈孔時(shí)有時(shí)發(fā)生折斷現(xiàn)象。加工完成后，裝機(jī)試用，又出現(xiàn)了問(wèn)題：（1）由于鑄鋁件的重量比塑料件大得多，運(yùn)動(dòng)速度較快時(shí)，起、停慣性大，對(duì)整個(gè)機(jī)架造成較大的沖擊振動(dòng)；（2）試用一段時(shí)間后有些連桿的鉸鏈發(fā)生斷裂現(xiàn)象，這除了因?yàn)樗旧頉_擊振動(dòng)外，還因?yàn)殍T鋁件的彈塑性遠(yuǎn)不如塑料件。后來(lái)，購(gòu)買了進(jìn)口高性能塑料，制造成的連桿，上述問(wèn)題全部解決了。盡管進(jìn)口塑料單位價(jià)格稍貴些，但重量輕、用量少，總費(fèi)用并不很大。以上情況說(shuō)明機(jī)械零、部件材料的性能不僅影響其本身的功能，而且對(duì)機(jī)器整體功能有時(shí)會(huì)造成嚴(yán)重影響。

3.機(jī)械設(shè)計(jì)中新的材料設(shè)計(jì)理念與方法

以上案例分析進(jìn)一步說(shuō)明，機(jī)械設(shè)計(jì)中材料設(shè)計(jì)問(wèn)題已經(jīng)愈顯突出，傳統(tǒng)的材料設(shè)計(jì)方法亟待改進(jìn)。在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中，機(jī)械零部件的材料設(shè)計(jì)應(yīng)從系統(tǒng)論思想和功能論思想出發(fā)，不僅要考慮滿足各零、部件的性能要求即滿足整機(jī)的各分功能要求，還應(yīng)考慮各零、部件對(duì)整機(jī)性能或者其它零件分功能的影響。

3.1進(jìn)行材料設(shè)計(jì)功能分析時(shí)應(yīng)包括的內(nèi)容

進(jìn)行材料設(shè)計(jì)功能分析時(shí)，應(yīng)包括三個(gè)方面的內(nèi)容：（1）確定技術(shù)上的功能應(yīng)達(dá)到的程度，它用產(chǎn)品技術(shù)性能參數(shù)來(lái)表示；（2）對(duì)功能成本作出分析，以便在實(shí)現(xiàn)同一功能的各種途徑中找出成本低、功能好的材料設(shè)計(jì)方案；（3）進(jìn)行可靠性定量及定性的分析，在對(duì)產(chǎn)品功能的定性和定量的綜合分析之后，就可能制定出相對(duì)優(yōu)化的材料設(shè)計(jì)方案，為整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.2現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的改進(jìn)措施

從傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)材料設(shè)計(jì)方法向現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)材料設(shè)計(jì)方法發(fā)展有以下幾個(gè)方面：

3.2.1設(shè)計(jì)思想上應(yīng)樹(shù)立系統(tǒng)觀和功能觀

工程上沒(méi)有絕對(duì)好或絕對(duì)不好的材料，亦即不能以某種材料的某種性能或幾種性能來(lái)評(píng)定它是絕對(duì)好或差的材料，材料設(shè)計(jì)時(shí)只能是尋求最適合的材料。全面考慮機(jī)械零、部件材料的子系統(tǒng)功能和整體系統(tǒng)功能，也就是說(shuō)，設(shè)計(jì)時(shí)不僅要考慮某種材料是否適合做某種零件，還應(yīng)考慮它在整臺(tái)機(jī)器中是否合適，對(duì)其價(jià)格的評(píng)估也是如此。案例2.4節(jié)說(shuō)明了這一點(diǎn)。

3.2.2應(yīng)改進(jìn)現(xiàn)有的一些重要的或關(guān)鍵的機(jī)械部件的研制和生產(chǎn)方法

即應(yīng)把該部件作為一個(gè)子系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)和研究，尤其是摩擦學(xué)系統(tǒng)部件。案例2.1節(jié)和2.2節(jié)是典型實(shí)例。傳統(tǒng)方法，把系統(tǒng)的元素作為獨(dú)立零部件各自進(jìn)行設(shè)計(jì)研究，無(wú)法滿足或保證整個(gè)子系統(tǒng)的系統(tǒng)功能，特別是高速、重載的零、部件會(huì)產(chǎn)生許多功能（下轉(zhuǎn)第198頁(yè)）（上接第56頁(yè)）附作用，如高溫引起的機(jī)械性能變化，高速引起的附加動(dòng)載荷等。

3.2.3建立基于INTERNET的機(jī)械設(shè)計(jì)材料庫(kù)

鑒于前文2提出的傳統(tǒng)的材料設(shè)計(jì)方法即“查手冊(cè)設(shè)計(jì)法”的不足，作者認(rèn)為，應(yīng)盡快建立基于INTERNET的動(dòng)態(tài)的機(jī)械工程材料庫(kù)。換言之，在INTERNET上建立獨(dú)立的《機(jī)械工程材料庫(kù)》網(wǎng)頁(yè)及數(shù)據(jù)庫(kù)，該數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容不僅涵蓋傳統(tǒng)機(jī)械零部件常用材料，而且包括用戶材料庫(kù)，即由機(jī)械工程材料有關(guān)生產(chǎn)廠家或有關(guān)經(jīng)營(yíng)部門(mén)直接訪問(wèn)網(wǎng)站，隨時(shí)添加國(guó)內(nèi)外最新研制的新機(jī)械工程材料的有關(guān)資料數(shù)據(jù)。項(xiàng)目包括材料的機(jī)械性能和物理化學(xué)性能（如強(qiáng)度、硬度、韌性、比重、導(dǎo)熱性、耐腐蝕性等）、價(jià)格、廠家、供貨途徑等。這樣的材料庫(kù)不僅可以滿足現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)高效、快速、合理、經(jīng)濟(jì)的要求，而且可以與CAD/CAM/CAE、并行設(shè)計(jì)、即時(shí)技術(shù)等現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)相適應(yīng)。

機(jī)械設(shè)計(jì)研究范文第4篇

關(guān)鍵詞：虛擬樣機(jī)；機(jī)械設(shè)計(jì)；動(dòng)力學(xué)；機(jī)械系統(tǒng)

之前，機(jī)械設(shè)計(jì)都必須在現(xiàn)場(chǎng)才能夠完成樣機(jī)試驗(yàn)，所以，應(yīng)用這樣的設(shè)計(jì)方法將會(huì)消耗更多的時(shí)間和大量的資金，而且設(shè)計(jì)效果也不會(huì)很好。但是，在機(jī)械設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)用虛擬樣機(jī)技術(shù)能夠在設(shè)計(jì)階段全面分析好機(jī)械系統(tǒng)的特征。這樣就能在制造樣機(jī)之前處理好原本的設(shè)計(jì)問(wèn)題，并且還可以減少資金的投入，節(jié)約更多的時(shí)間，提高機(jī)械設(shè)計(jì)的整體效率。由此可知，有關(guān)人員只有深入研究基于虛擬樣機(jī)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法，才能夠設(shè)計(jì)出更好的機(jī)械產(chǎn)品。

1優(yōu)化機(jī)械設(shè)計(jì)分析

在整個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)者結(jié)束設(shè)計(jì)的基本工作后，一般需要采取某些有效的措施優(yōu)化設(shè)計(jì)。針對(duì)當(dāng)前的實(shí)際狀況，在優(yōu)化機(jī)械設(shè)計(jì)的過(guò)程中，常見(jiàn)的問(wèn)題是求取目標(biāo)函數(shù)的最大值。在滿足控制變量的變化范圍和設(shè)計(jì)條件的情況下，設(shè)計(jì)者能夠根據(jù)選擇設(shè)計(jì)變量和分析函數(shù)來(lái)優(yōu)化機(jī)械設(shè)計(jì)。但是，通過(guò)計(jì)算機(jī)所具有的強(qiáng)大計(jì)算功能，利用設(shè)計(jì)變量改變?cè)俚蠼獾姆椒▉?lái)仿真機(jī)械設(shè)計(jì)，這樣就能夠求取目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)值。總而言之，在每一次仿真的過(guò)程中，只需要改變其中一個(gè)模型的設(shè)計(jì)變量，并且觀察仿真的結(jié)果，就能夠獲得物理量設(shè)定的最優(yōu)解。

2聯(lián)合設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)

在之前很長(zhǎng)的一段時(shí)間中，設(shè)計(jì)者經(jīng)常需要測(cè)試、設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)。但是，控制系統(tǒng)與機(jī)械系統(tǒng)之間不存在任何聯(lián)系，而是兩個(gè)相互獨(dú)立的個(gè)體。因此，在聯(lián)合控制系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)以后，設(shè)計(jì)效果很難達(dá)到預(yù)期要求。針對(duì)當(dāng)前的實(shí)際狀況，能夠通過(guò)機(jī)構(gòu)控制一體化虛擬樣機(jī)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)聯(lián)合機(jī)械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。這樣，要獲取更好的設(shè)計(jì)效果就非常簡(jiǎn)單。在設(shè)計(jì)思路方面，聯(lián)合仿真設(shè)計(jì)實(shí)質(zhì)上是借助動(dòng)力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真軟件，創(chuàng)建與機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)同樣含有控制目標(biāo)的動(dòng)畫(huà)、動(dòng)力學(xué)模型和三維實(shí)體模型。另外，在這樣的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)之上，其基本條件就是得到相應(yīng)的電機(jī)模型和控制算法。

3機(jī)械系統(tǒng)所含有的有限元分析

機(jī)械系統(tǒng)所含有的有限元實(shí)質(zhì)上是指一種現(xiàn)代化用作分析結(jié)構(gòu)件的動(dòng)態(tài)特性、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的設(shè)計(jì)方法。由于有限元法有很好的通用性，能夠隨意用在任何的力學(xué)問(wèn)題中，所以，有限元法在整個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)的過(guò)程中都得到了非常廣泛的使用。另外，有限元法屬于比較可靠的一種計(jì)算方法，通過(guò)有限元法能夠得知邊界條件和機(jī)械結(jié)構(gòu)形狀。由此可知，有限元法相對(duì)于虛擬樣機(jī)而言，是一種不能夠缺少的工具。

4機(jī)械系統(tǒng)的三維建模

如果要在機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)實(shí)現(xiàn)虛擬樣機(jī)，先要?jiǎng)?chuàng)建出三維實(shí)體的機(jī)械系統(tǒng)模型。針對(duì)當(dāng)前的實(shí)際情況，在創(chuàng)建三維實(shí)體的機(jī)械系統(tǒng)模型時(shí)，要處理好建立系統(tǒng)的復(fù)雜約束關(guān)系和創(chuàng)建外形復(fù)雜的零件模型這兩個(gè)主要問(wèn)題。一般情況下，使用CAD軟件能夠妥善處理好系統(tǒng)的復(fù)雜約束關(guān)系和創(chuàng)建外形復(fù)雜的零件模型這兩個(gè)主要問(wèn)題。對(duì)于二維CAD而言，市面上主流的三維CAD軟件可以更好地表達(dá)出產(chǎn)品的生產(chǎn)管理和技術(shù)信息。由此可知，在創(chuàng)建機(jī)械系統(tǒng)模型的過(guò)程中，有效應(yīng)用三維CAD軟件具有十分重要的意義，同時(shí)，三維CAD軟件也將在整個(gè)建模過(guò)程中發(fā)揮十分重要的作用。在創(chuàng)建機(jī)械系統(tǒng)中的各零部件模型時(shí)，設(shè)計(jì)者可以使用CAD軟件，并且有效地應(yīng)用實(shí)體造型技術(shù)和變量化設(shè)計(jì)技術(shù)。在完成機(jī)械系統(tǒng)中的各零部件模型后，還應(yīng)該采取某些措施連接好各個(gè)零件的模型。這樣，有助于實(shí)現(xiàn)物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。在添加約束副的過(guò)程中，應(yīng)該要確保實(shí)際情況與模型符合。這樣做，主要是為了確保實(shí)際產(chǎn)品與模型的密度、材質(zhì)、結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)等內(nèi)容一致，進(jìn)而提高建模的準(zhǔn)確度?，F(xiàn)在，大部分的CAD軟件都具有運(yùn)動(dòng)/運(yùn)動(dòng)學(xué)插件功能，它能夠通過(guò)關(guān)系裝配之后再將其映射在約束關(guān)系上，有助于實(shí)現(xiàn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的模擬。

5機(jī)械系統(tǒng)的靜力學(xué)計(jì)算和動(dòng)力學(xué)仿真

在創(chuàng)建了機(jī)械系統(tǒng)模型后，可以使用動(dòng)力學(xué)仿真方法將物理樣機(jī)實(shí)驗(yàn)試驗(yàn)替換掉，實(shí)質(zhì)上是指在計(jì)算機(jī)環(huán)境下完成物理樣機(jī)的數(shù)據(jù)采集和動(dòng)作實(shí)驗(yàn)。而在機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真的過(guò)程中，仿真的準(zhǔn)確性將會(huì)受到驅(qū)動(dòng)參數(shù)、三維模型和實(shí)際產(chǎn)品相似程度的直接影響。同時(shí)，動(dòng)力學(xué)仿真方法的有效應(yīng)用是為了更好地計(jì)算輸出扭矩和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)功率，以及選擇傳動(dòng)系統(tǒng)的類型。另外，動(dòng)力學(xué)仿真方法的有效應(yīng)用，計(jì)算、校核部件的運(yùn)動(dòng)慣性力和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，能夠完成驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

6結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在實(shí)際工作中，應(yīng)用基于虛擬樣機(jī)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法，能夠在短時(shí)間內(nèi)幫助設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)出具有優(yōu)異性能的產(chǎn)品。同時(shí)，設(shè)計(jì)者利用基于虛擬樣機(jī)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法，在虛擬的環(huán)境中能夠更加形象、直觀地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的性能測(cè)試和設(shè)計(jì)優(yōu)化。設(shè)計(jì)者針對(duì)參考虛擬環(huán)境所獲得的計(jì)算結(jié)果，能夠根據(jù)其自身積累的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)來(lái)設(shè)計(jì)機(jī)械的系統(tǒng)。這樣能夠有效提高設(shè)計(jì)系統(tǒng)的質(zhì)量，同時(shí)，還能夠減少設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)出現(xiàn)的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。

作者:許慈 單位:康尼機(jī)電股份有限公司

參考文獻(xiàn):

［1］陳佳佳.基于虛擬樣機(jī)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法研究［J］.科海故事博覽•科技探索，2014，12（22）：264-265.

［2］張鳴，任建平，毛鴻偉.基于虛擬樣機(jī)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法［J］.機(jī)械科學(xué)與技術(shù)，2016，23（11）：149-150.

機(jī)械設(shè)計(jì)研究范文第5篇

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì) 教學(xué)內(nèi)容 學(xué)習(xí)興趣 課程設(shè)計(jì)

機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械及相關(guān)專業(yè)一門(mén)重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，具有很強(qiáng)的綜合性和實(shí)踐性。在課程的學(xué)習(xí)過(guò)程中，需要綜合運(yùn)用多門(mén)先修課程中有關(guān)的知識(shí)與技能，教材中涉及的公式、圖線、表格、數(shù)據(jù)眾多，各章節(jié)之間沒(méi)有明顯的邏輯關(guān)系，從宏觀上看，缺乏系統(tǒng)性和規(guī)律性。而且，在研究該課程的相關(guān)問(wèn)題時(shí)，思維活動(dòng)往往需要沿多條線路交錯(cuò)進(jìn)行：既要分析機(jī)構(gòu)的工作原理、運(yùn)動(dòng)情況、零件的載荷狀態(tài)，還要探討如何選材、如何保證良好的工藝性及經(jīng)濟(jì)性等相關(guān)問(wèn)題，設(shè)計(jì)者還要考慮到從設(shè)計(jì)到制造、使用及維護(hù)等方方面面的環(huán)節(jié)，十分復(fù)雜。學(xué)生在進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，設(shè)計(jì)參數(shù)選擇的靈活性很大，設(shè)計(jì)結(jié)果不是唯一，評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)也不能簡(jiǎn)單的用“對(duì)”或“錯(cuò)”來(lái)衡量。這些特點(diǎn)都使得初學(xué)者難以適應(yīng)，也給教學(xué)者帶來(lái)了很大的困擾。為此，我將日常教學(xué)中的做法及想法做了如下總結(jié)，以求探索更好的教學(xué)方式來(lái)提高學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)能力。

一、教學(xué)內(nèi)容更加合理和具有針對(duì)性

機(jī)械設(shè)計(jì)是既注重理論又非常注重實(shí)踐的一門(mén)課程。但是，對(duì)于不同的辦學(xué)層次有著不同的要求。高職教育突出的是應(yīng)用型教育，因此，在課程內(nèi)容的設(shè)置上要難易適中，結(jié)合實(shí)際，實(shí)用夠用。在保證知識(shí)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)性和完整性的前提下，盡量縮減理論推導(dǎo)，把抽象的知識(shí)直觀化。如對(duì)一些繁難的公式會(huì)用就行，不必深究。在傳授基本知識(shí)的基礎(chǔ)上，適當(dāng)引入新知識(shí)，在課堂上增加一些現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的基本概念和基本方法的傳授。如在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容中穿插三維造型設(shè)計(jì)；在典型零件的規(guī)范化設(shè)計(jì)中運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)等。一些具有可比性的零部件可以合并講授，例如滑動(dòng)軸承和滾動(dòng)軸承，螺紋聯(lián)接和鍵聯(lián)接，直齒輪設(shè)計(jì)和斜齒輪的設(shè)計(jì)等。

針對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)內(nèi)容多、雜、散的特點(diǎn)，采用“主線式”教學(xué)，即：

介紹類型結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)工作情況分析失效形式及原因受力和應(yīng)力分析確立設(shè)計(jì)準(zhǔn)則選擇材料及熱處理方式設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)繪制工作圖等，讓學(xué)生在設(shè)計(jì)不同對(duì)象時(shí)掌握一些共通的設(shè)計(jì)方法和步驟。

二、采用啟發(fā)式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力

興趣是一種主觀能動(dòng)性的體現(xiàn)，有了興趣就有了想認(rèn)知和進(jìn)一步認(rèn)知的動(dòng)力，只有充分挖掘出學(xué)生學(xué)習(xí)中的主動(dòng)性，才能真正使之全面而透徹的掌握機(jī)械設(shè)計(jì)這門(mén)課程。傳統(tǒng)中平鋪直敘、滿堂灌的教學(xué)方式已經(jīng)落伍，應(yīng)將教學(xué)過(guò)程組織成創(chuàng)設(shè)矛盾和充滿討論的過(guò)程，通過(guò)一定的由淺入深的問(wèn)題激發(fā)矛盾，推動(dòng)思維活動(dòng)的展開(kāi)，把學(xué)習(xí)的外向動(dòng)機(jī)向內(nèi)向動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)移，變學(xué)生的客體地位為主體地位，對(duì)一些知識(shí)點(diǎn)通過(guò)一系列的提問(wèn)和啟發(fā)，讓學(xué)生利用已掌握的知識(shí)自己去尋求答案，對(duì)他們得到的結(jié)論給以積極而客觀的評(píng)價(jià)，把他們從自己得出的結(jié)論引向?qū)嶋H，進(jìn)而繼續(xù)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決問(wèn)題。這樣，在培養(yǎng)學(xué)生的理論水平的同時(shí)也加強(qiáng)了他們的素質(zhì)教育，提高了他們的自學(xué)能力，使得他們有了創(chuàng)新的渴求。創(chuàng)新是高科技發(fā)展的動(dòng)力和源泉，是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂，也是我國(guó)21世紀(jì)人才培養(yǎng)的核心目標(biāo)，在機(jī)械設(shè)計(jì)課程中可以增加機(jī)械零件認(rèn)知實(shí)驗(yàn)、機(jī)械性能實(shí)驗(yàn)和機(jī)械創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力，學(xué)?？梢远ㄆ趯?shí)驗(yàn)室開(kāi)放，讓同學(xué)們自己選擇儀器、自主對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行改進(jìn)、設(shè)計(jì)等。

三、教學(xué)手段多樣化、現(xiàn)代化

課堂教學(xué)中充分利用實(shí)物模型、掛圖和多媒體等教學(xué)手段，課堂外可以采用現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)、實(shí)地參觀等多種教學(xué)手段，多角度、多方位地培養(yǎng)學(xué)生。計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)聲畫(huà)并茂，圖文交互，包含大量的信息；對(duì)同一個(gè)內(nèi)容的處理可以采用語(yǔ)言、音樂(lè)、圖片、動(dòng)畫(huà)等不同的方式呈現(xiàn)并有機(jī)結(jié)合在一起；能夠充分發(fā)揮多種感官功能，減少學(xué)習(xí)抽象概念的困難，大大提高了教學(xué)效率。如每一章的概述都會(huì)介紹各種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)或通用零件的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用，如果單純用語(yǔ)言描述，枯燥又抽象。如果能制作成動(dòng)畫(huà)或截取一些實(shí)物的影象資料，就會(huì)使內(nèi)容簡(jiǎn)練而生動(dòng)。當(dāng)然這離不開(kāi)好的課件，課件要與課堂充分結(jié)合在一起，要把知識(shí)點(diǎn)和教學(xué)環(huán)節(jié)有機(jī)的進(jìn)行結(jié)合，提高課件的交互性。但是機(jī)械設(shè)計(jì)課程涉及的內(nèi)容繁雜，特點(diǎn)不一，也不能單純用多媒體，老師講解加板書(shū)對(duì)于一些復(fù)雜的推導(dǎo)可能給學(xué)生留出了更多的思考空間和時(shí)間，邏輯上更清晰一些。另外，現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)也應(yīng)引起重視，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)案例教學(xué)，可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情減少他們的精神壓力，減少理論和實(shí)際的脫節(jié)，如果能進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的拆裝或機(jī)器的操作就能起到事半功倍的成效。

四、改革課程設(shè)計(jì)

課程設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，其基本目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用基礎(chǔ)理論知識(shí)的能力，工程分析能力和運(yùn)用資料等基本設(shè)計(jì)能力，同時(shí)，也是對(duì)整個(gè)課程學(xué)習(xí)成果的檢驗(yàn)。

目前，我們課程設(shè)計(jì)的題目仍然采用的是一級(jí)減速器的設(shè)計(jì)，由于資料不齊全，學(xué)生基本上是在經(jīng)過(guò)大量的計(jì)算，翻手冊(cè)之后，就照葫蘆畫(huà)瓢了。設(shè)計(jì)題目太過(guò)陳舊，跟不上時(shí)展，易使學(xué)生墨守成規(guī)。對(duì)此，其改進(jìn)措施是：針對(duì)一些基礎(chǔ)薄弱的同學(xué)可以繼續(xù)選擇做減速器的設(shè)計(jì)或減速器結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)；而針對(duì)一些基礎(chǔ)好的同學(xué)，可以讓學(xué)生選擇一些老師自己以前的科研課題的一部分加以改進(jìn)；或讓學(xué)生自己找感興趣的課題由老師加以指導(dǎo)來(lái)加強(qiáng)創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

在內(nèi)容上，還可以將原來(lái)的機(jī)械原理和機(jī)械零件的課程設(shè)計(jì)合在一起進(jìn)行，要求學(xué)生從總體方案設(shè)計(jì)到零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一起完成，使設(shè)計(jì)更系統(tǒng)，完整，為鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新，我們可向?qū)W生提供多個(gè)設(shè)計(jì)方案參與，學(xué)生也可提出自己更合理的設(shè)計(jì)方案。

對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不給學(xué)生過(guò)多的限制，而應(yīng)充分發(fā)揮學(xué)生的想象力和創(chuàng)造性，為了解決學(xué)生對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)知識(shí)普遍缺乏的問(wèn)題，讓學(xué)生在設(shè)計(jì)前參觀機(jī)械傳動(dòng)陳列室和實(shí)訓(xùn)中心，對(duì)學(xué)生進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有所啟發(fā)。

對(duì)于學(xué)生中普遍存在的工藝知識(shí)和公差知識(shí)的缺乏，應(yīng)結(jié)合課程設(shè)計(jì)實(shí)際進(jìn)行必要的講解和補(bǔ)充，使學(xué)生通過(guò)設(shè)計(jì)全面掌握和鞏固機(jī)械設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí)。在課程設(shè)計(jì)中我們還可以嘗試用課程設(shè)計(jì)CAI課件來(lái)指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)，提高學(xué)生的積極性，另外，我們還積極鼓勵(lì)學(xué)生利用CAD軟件在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行設(shè)計(jì)，使學(xué)生通過(guò)課程設(shè)計(jì)來(lái)掌握現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)手段和方法。

五、結(jié)束語(yǔ)

機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)方法還需要不斷地改革，才能更適應(yīng)高職教育培養(yǎng)高級(jí)應(yīng)用型人才的需求。這是一個(gè)系統(tǒng)工程，涉及課程教學(xué)環(huán)節(jié)上的綜合配套。只有不斷地實(shí)踐，才能找到更加合適和有效的方法，我們應(yīng)該朝著這個(gè)目標(biāo)不斷地努力。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙亮培.計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)在“機(jī)械設(shè)計(jì)”教學(xué)中的應(yīng)用.中國(guó)職業(yè)技術(shù)教育，2004.