機械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計論文

時間:2022-08-10 03:08:56

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機械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計論文

1機械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計課題的選擇

1.1課題內(nèi)容要盡可能多地涉及本專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容

(1)不同于科研和工程的實際需要,畢業(yè)設(shè)計的課題首先考慮滿足教學(xué)要求。因為,學(xué)生沒有多少實踐經(jīng)驗,與實際生產(chǎn)接觸機會很少。因此,課題內(nèi)容要貼近本專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容,盡可能地通過畢業(yè)設(shè)計,來總結(jié)學(xué)生在大學(xué)四年內(nèi)所學(xué)的理論基礎(chǔ)知識,把這些專業(yè)知識有效的結(jié)合起來,不能讓學(xué)生僅僅停留在課本內(nèi)容基本上都懂,作業(yè)也都會做,考試也都不掛科,但就是不能做到應(yīng)用的狀態(tài)。(2)課題不能太大、太空。例如,提高機械效率的優(yōu)化設(shè)計、世界先進機械的研究等,類似課題學(xué)生的經(jīng)驗和能力暫時還無法把握。

1.2難易程度適中、工作量適宜、適當提前畢業(yè)設(shè)計開始時間

黃河科技學(xué)院工學(xué)院的畢業(yè)設(shè)計安排的是12周時間。但實際上,對于學(xué)生來說,真正用來做畢業(yè)設(shè)計的時間也就一兩個月甚至更少,因為在這個時間里,有的學(xué)生已經(jīng)開始去找工作,或者進入工作實習(xí)期,不能很好地保證用于畢業(yè)設(shè)計的時間。因此,如果課題難度太難,或者工作量太大,會造成學(xué)生失去信心,進而出現(xiàn)隨便抄襲應(yīng)付的現(xiàn)象。不能達到畢業(yè)設(shè)計的真正目的。所以,為了保證學(xué)生保質(zhì)保量完成畢業(yè)設(shè)計,所選的項目難度、工作量要適中。畢業(yè)設(shè)計的開始時間,可以安排在機械設(shè)計的課程結(jié)束后。這時候,學(xué)生基本具備了設(shè)計的初步知識,可以選擇適當難度的課題,讓部分學(xué)生開始試住做些大體跟畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容基本一致的工作,到真正畢業(yè)設(shè)計的時候,一是可以把課題做深,二是學(xué)生也不感到時間緊張,三是有可能的話還做出實物。給學(xué)生的創(chuàng)造性的發(fā)揮空間,留夠申請專利和論文的時間,提高畢業(yè)生的整體素質(zhì)能力。近年來,我校每年有數(shù)十名學(xué)生,是用這種方式完成畢業(yè)設(shè)計的,畢業(yè)時他們已經(jīng)申請好國家實用新型發(fā)明專利,并做出了實物。從創(chuàng)意、設(shè)計、制造到裝配調(diào)試和改進過程,對學(xué)生來說收獲很大,畢業(yè)后,學(xué)生在企業(yè)很快就進入崗位角色,企業(yè)也比較歡迎這樣的學(xué)生。

1.3選題要靈活

課題所涉及的行業(yè)要多種多樣。例如,裝備制造、礦山設(shè)備、農(nóng)業(yè)機械、食品加工及特種設(shè)備等。這樣既滿足了不同學(xué)生的興趣要求,又減少了雷同現(xiàn)象,指導(dǎo)教師也可以把難度相對大的課題,按照工藝或結(jié)構(gòu)分成幾個小課題再分配給不同的學(xué)生,使他們之間既有明確分工又有合作,增加學(xué)生的團隊協(xié)作能力。除指導(dǎo)教師按照自己的工作經(jīng)驗和要求命題之外,可以與企業(yè)聯(lián)系,設(shè)計一些在現(xiàn)實工作過程中實際應(yīng)用的課題,增加項目實用性的同時,也允許學(xué)生根據(jù)自己的觀察與愛好,由自己提出課題。部分學(xué)生已經(jīng)參加了工作,也可以根據(jù)其所在的企業(yè)的行業(yè)性質(zhì)和產(chǎn)品特點,設(shè)計有關(guān)產(chǎn)品。最后由教師和學(xué)生商議共同提出課題,以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,對其將來或現(xiàn)有的工作有著直接的幫助。

1.4減少論文在整個畢業(yè)設(shè)計課題中所占比例,增加機械結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求

國家教育部2014年教育改革的一項重要內(nèi)容,就是將600多所大學(xué)本科學(xué)校轉(zhuǎn)向職業(yè)技術(shù)教育。因此,大部分大學(xué)本科生將來的就業(yè)崗位將是生產(chǎn)一線。因此,傾向于理論研究的論文題目在課題中的比例應(yīng)當減少,更多地增加和體現(xiàn)生產(chǎn)實踐中實際應(yīng)用的課題。同時,也是由于論文內(nèi)容是學(xué)生更容易抄襲,降低了教學(xué)質(zhì)量,達不到學(xué)校開展畢業(yè)設(shè)計的真正目的。

2機械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計過程中的幾個具體問題

2.1參考資料的收集

拿到設(shè)計題目后,學(xué)生最直接想到的是從網(wǎng)絡(luò)中搜集資料。學(xué)生無疑能夠很快地找到與自己題目相關(guān)的各種資料,但涉及到具體技術(shù)問題和具體結(jié)構(gòu)問題的內(nèi)容,網(wǎng)絡(luò)中可參考的資料很少,能夠具體解答的更少,這時學(xué)生就會感到很茫然,無從下手,這就是現(xiàn)代大學(xué)生的通病。之所以有這種慣性的思維,是由于現(xiàn)代的教學(xué)模式和教學(xué)理念不當造成的。在大學(xué)學(xué)期期間,學(xué)生們遇到問題后就去查找課本上的現(xiàn)在公式,只要套用就可以了,然后實際的設(shè)計卻并非這樣簡單,要靠學(xué)生自己去思考,去查找相關(guān)文獻。因此,在此期間建議學(xué)生到圖書館,到企業(yè)去,更廣泛地搜集資料。另外,隨著標準化的完善,有許多設(shè)備的設(shè)計制造都已經(jīng)有了國家或行業(yè)標準和規(guī)范設(shè)計。例如,特種設(shè)備、食品加工設(shè)備、制藥設(shè)備和計量設(shè)備等其設(shè)計方法和過程,甚至結(jié)構(gòu)等都有詳細的規(guī)定和要求,建議學(xué)生在查閱有關(guān)資料的過程中,學(xué)會查閱相關(guān)的國家標準或行業(yè)標準。

2.2設(shè)計方案的確定

學(xué)生在經(jīng)過了資料的搜集和總結(jié)后,根據(jù)自己的課題的要求,繪制出機構(gòu)運動簡圖。然后對機構(gòu)的運動部分進行初步的設(shè)計計算。此時,機構(gòu)的選擇,前提是要滿足課題要求和機器功能的實現(xiàn)。但是,很多學(xué)生不重視這個過程,基本上在這個階段都是畫草圖,懶于計算,導(dǎo)致在真正的結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中出現(xiàn)返工的現(xiàn)象。而且在方案設(shè)計時,要設(shè)計出不同的方案進行比較,甚至要做一些簡單的模型進行實驗比較。比較的過程中,不僅考慮機構(gòu)是否達到生產(chǎn)率的要求,還要考慮機構(gòu)的運動的平穩(wěn)性,最終確定出更合理的方案,并繪制出正規(guī)的機構(gòu)運動簡圖。

2.3設(shè)計計算

畢業(yè)設(shè)計中的計算主要包括執(zhí)行機構(gòu)和原動機所需的功率、運動學(xué)計算、動力學(xué)計算。

2.3.1類比法確定執(zhí)行機構(gòu)所需功率

首先,確定直接參與工作的執(zhí)行機構(gòu)所需要的力、力矩、速度、加速度和位置等技術(shù)參數(shù),從而計算出執(zhí)行機構(gòu)的功率;然后,計算出整個傳動系統(tǒng)中的傳動功率。很多種情況下,執(zhí)行機構(gòu)所需的功率比較容易確定,例如,起重機起吊重物所需要的力、鋼筋的彎曲切斷所需要的力等。然而有時,這些重要的參數(shù)無法用簡單的方法來確定,因為這些參數(shù)與其機器加工的對象和加工工藝有關(guān),例如,壓球機的設(shè)計。壓球機壓制過程中的徑向壓力是要通過模型試驗而測定的,對于學(xué)生來說,這個環(huán)節(jié)有困難。因此,這種情況下,就要去找似的工況所耗用的功率,總之就是要用類比的方法來確定執(zhí)行機構(gòu)所需要的功率。確定了使用功率就可以確定原動機的功率,按國家相關(guān)標準選取電機類型,如三相(或單相)交流異步電機、直流調(diào)速電機、步進電機、伺服電機等。其中步進電機和伺服電機的主要參數(shù)是根據(jù)扭矩確定的。

2.3.2運動學(xué)計算

在確定了電機轉(zhuǎn)速之后,設(shè)計者需要對傳動系統(tǒng)的各機構(gòu)進行速比的分配。在速比分配的過程中,學(xué)生一般是按照課本推薦的數(shù)據(jù)來分配的,例如,帶傳動,課本上推薦的傳動比是2~7,但在大功率帶傳動的機器中,小帶輪基準直徑確定后,如果按照傳動比2~7來設(shè)計大帶輪時,大帶輪的直徑會很大,有可能不滿足實際的結(jié)構(gòu)要求。在實際的設(shè)計過程中,速比的大部分應(yīng)該是由減速器來承擔,所以先確定減速器的型號。具體的步驟是:首先根據(jù)速比,對應(yīng)的功率查到減速器型號,再根據(jù)型號(一般其主要結(jié)構(gòu)參數(shù)是中心距)查得其聯(lián)系尺寸。機器其余的速比部分再由其傳動形式來補充。

2.3.3動力學(xué)計算

在載荷計算中有時候會遇到較復(fù)雜的力的分析,如風(fēng)載荷,雪載荷,地震載荷等,學(xué)生有時候不能夠很好地將這些力進行簡化,做出受力分析。因此,在此時建議學(xué)生去查找相關(guān)國家或行業(yè)標準里有無所規(guī)定的計算過程要求,若設(shè)計題目屬于特種設(shè)備的卷揚機,起重機設(shè)備等,國家標準里都規(guī)定有計算內(nèi)容和推薦公式,以及各種參數(shù)的選擇,這時學(xué)生就必須按照標準進行;若標準里沒有規(guī)定的就得查閱相似情況有沒有其他設(shè)計人員發(fā)表的論文或者專著等,作為計算時的參考;若沒有標準規(guī)定的,沒有資料的,就得做模型試驗,來確定相關(guān)參數(shù)。學(xué)習(xí)程度比較好的學(xué)生建議借助于分析軟件進行計算,如Ansys、Creo、Adams、Recdyn等,其計算的目的是確定結(jié)構(gòu)主要零件的尺寸,同時還是要保證機器運動過程中的平穩(wěn)性與可靠性,為下一步的機構(gòu)設(shè)計打下基礎(chǔ)。在此階段里,許多學(xué)生甚至個別老師誤解地認為設(shè)計就是計算,也就是要把包括結(jié)構(gòu)在內(nèi)的所有零部件的尺寸都計算出來,才能開始繪圖,其實這是錯誤的。計算是基礎(chǔ),有了基礎(chǔ)計算數(shù)據(jù),就可以開始繪制結(jié)構(gòu)圖,很多結(jié)構(gòu)和一些零件的尺寸是在繪圖的過程中去確定的。

2.4結(jié)構(gòu)設(shè)計

作為機械專業(yè)的畢業(yè)生,常見機械和機構(gòu)的設(shè)計與機械識圖和制圖的能力是最基本的要求,但由于繪圖過程相對比較繁瑣,需要一定的三維透視能力,學(xué)生們害怕畫圖已成為一種普遍現(xiàn)象。如果在此之前沒有進行充足的繪圖訓(xùn)練,所畫的機械圖紙問題較多,與正規(guī)圖紙的要求有很大差距。雖然此階段必要的計算已經(jīng)結(jié)束,但大部分學(xué)生對繪圖仍然感到茫然,無從下手。這個階段指導(dǎo)老師應(yīng)該在與學(xué)生共同分析結(jié)構(gòu)的特點、視圖的合理布置、標準件和外購件的選用、潤滑的選用以及安全措施的應(yīng)用等,重點指導(dǎo)結(jié)構(gòu)設(shè)計和圖紙的繪制。結(jié)構(gòu)設(shè)計一般從執(zhí)行機構(gòu)先繪出,然后,逐漸向其他部分展開,邊畫圖邊修改,直到完成整個裝配圖的繪制。相對于裝配圖的設(shè)計,零件圖的繪制設(shè)計、更多的要求是視圖的正確表達、尺寸及加工要求的準確標注、零件材質(zhì)的合適選擇、合理加工工藝性等。所以,零件圖要求的完整性和準確性更高。大部分畢業(yè)生覺得零件圖好畫,但結(jié)果往往不令人滿意。有許多學(xué)生仍然還是畫了幾張在課程設(shè)計時的零件圖,比如傳動軸、齒輪、帶輪等,反應(yīng)出學(xué)生對零件設(shè)計工作的欠缺和不自信;也有一些同學(xué),先用三維軟件建立一個三維的模型,讓軟件自動生成二維的工程圖紙,又不加于修正,致使零件圖表達不完善,不能作為實際生產(chǎn)用圖紙。所以,在整個結(jié)構(gòu)設(shè)計階段,指導(dǎo)教師要不斷地檢查學(xué)生的進度情況,及時指出圖紙表達中的錯誤和不合理,避免設(shè)計出現(xiàn)重大的返工現(xiàn)象。

3結(jié)束語

應(yīng)用型本科生的畢業(yè)設(shè)計是一個非常重要的實踐教學(xué)和學(xué)習(xí)階段,做好畢業(yè)設(shè)計,就是要給學(xué)生,把在學(xué)校的學(xué)習(xí)知識與就業(yè)的崗位要求之間,架起一座暢通的橋梁。因此,在教師指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計以及學(xué)生做設(shè)計的過程中:要求指導(dǎo)教師科學(xué)、嚴謹、務(wù)實地命題;提前將課題布置給學(xué)生,讓學(xué)生有更充足的時間去調(diào)研和實驗,并提出更高的要求;廣泛多渠道地搜集相關(guān)的技術(shù)資料;進行多方案設(shè)計和比較和優(yōu)化,正確地按工作量要求完成繪制裝配和零部件圖紙;規(guī)范格式化地撰寫設(shè)計計算說明書;整個畢業(yè)設(shè)計過程,師生要定時見面溝通,及時發(fā)現(xiàn)問題,及時改正,避免重大返工現(xiàn)象。

作者:張燕燕 康紅偉 張發(fā)廳 單位:黃河科技學(xué)院