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机械制图毕业论文
机械制图是个复杂的过程，下面是机械制图毕业论文，希望可以帮助到你！
机械创新设计是一个极其重要而又困难的实践性较强的研究课题。目前创新设计方法研究虽然已取得一些成果，但创新学还处于发展初期，各种不同理论及工具不断涌现，远没有形成普遍可以接受的统一的理论体系。
本文认为，要进行机械创新设计要有两个必要条件：一是充分获取适用的知识；二是要使用符合创新设计思维并能激发创新思维的设计系统。设计过程充满了矛盾，所获取的知识应有助于矛盾的迅速解决，这就要求知识获取工具紧密集成到设计过程中，因此要统一研究知识获取工具与设计系统。另外，人类的创新设计思维模式是在长期的成功设计经验中总结形成的，因此设计系统必需符合创新设计思维规律。创新设计思维规律应作为算机辅助创新设计系统的理论基础。
基于上述考虑，本文从创新设计思维的研究出发，融合知识获取方法，研究创新设计理论，进而开发机械产品创新设计系统。
1 机械创新设计思维规律
我们常把思维的过程称为“思路”，是因为可用路径问题来说明人类思维过程。本文提出两个机械创新设计思维原则：
一是最短路径原则。设计者得到产品的功能要求后，往往首先检索出最佳设计实例，这样可以最迅速接近目标，然后运用价值工程方法，找出价值较低的极少数组件作为研究对象，再分析所得对象存在的矛盾，尝试作最小变动以解决矛盾，如矛盾没有解决则拟作更大变动或扩大研究对象范围，最后得出最优结果。通过这样途径所消耗的能量最少，体现了最短路径原则。
二是相似性联想。汤川秀树的定同理论认为，联想能力就是找出事物彼此相似性的创造力，相似性是指事物间的内在联系。
要用计算机系统来辅助设计师从自然界中发现形态各异的事物的相似性是很困难的，因此本文只研究从机械产品实例中挖掘相似性，以促进机械创新设计。
机械设计过程是从功能要求到作用原理，再到物理结构的映射过程[1]。在CBR系统中，功能要求、作用原理与物理结构可作为实例索引，因此可统称它们为索引项目。同一索引的不同类索引项目之间的联想可称为纵向联想，而不同索引的同类索引的联想可称为横向联想。
判断联想是否合理的依据是相似性，相似性由已有产品实例确定。比如，“超声波研磨机产品实例”使“超声波振动”作用原理与“研磨”功能要求纵向地产生了内在联系；又如，多种产品实例可满足同一功能要求，那么它们用于实现该功能的作用原理及物理结构具有相似性。
功能要求是联想的起点，经验丰富的设计师通常记忆有大量的设计实例，因而掌
握纵向及横向相似性，所以能迅速地进行横向及纵向的联想，能触类旁通，得出具有相似作用原理及物理结构的实例（简称相似实例）并进行组合优化，最后得到最优解。
这两项原则已被多种设计方法不自觉地采用了，基于实例推理不但能迅速接近最优解，体现最短路径原则；物场分析法（简称TRIZ）分析了上百万设计实例，确定功能要求与作用原理及物理载体的内在联系，以及不同作用原理或物理载体的可替代关系，使设计师可根据功能要求找到适当的作用原理及物理载体，体现相似性联想原则。
2 计算机辅助创新设计系统
两项创新设计思维原则充分体现在计算机辅助创新设计系统的设计中，系统还利用了多种创新设计方法及人工智能技术。计算机辅助创新设计系统的流程如图1所示，它包含如下关键技术：
实例检索
利用基于实例推理（CBR）技术时首先要深入研究它的优缺点。CBR是一种以实例为知识载体的知识供应方法。当前它仍有如下不足：首先，系统为了达到实用通常建立庞大的实例库，这导致管理困难，系统运行效率低；其次，通过检索得到的只是一个或很少实例，而其它不符合检索要求但含有适用知识的实例没有利用，支持创新的力度不够；最后，实例调整严重依赖领域知识，难度大，所以很多CBR系统简化为实例检索系统[2]。导致这三项缺点的深层原因是实例是独立的，不同实例所蕴含的知识难以组合利用。为了克服这个矛盾本文提出通过相似性联想找出相似实例，并利用遗传算法进行组合优化，实现实例知识的重用。
本系统的实例检索功能用商品化PDM系统IMAN中的产品结构与配置管理功能及搜索功能来实现，实例的可视化表示与管理依靠IMAN的产品结构树功能实现。
可视化的实例模型表达及矛盾分析
概念设计技术的发展方向为研究一种统一的设计方案表达方法[3]。文献[4]对日本学者吉川弘之提出的FBS图进行扩充，使用两个框架分别描述一个设计方案的功能层次与结构层次，并存储功能单元与结构单元的对应关系，使计算机理解产品的'结构及其功能。这种方法的缺点是结构与功能的关系不够直观，因此本系统在功能层次图与结构层次图的基础上增加功能关系图，以语义网络的方式描述结构及之间的作用关系，使结构与功能处于同一张图中，设计者可直观地理解产品原理，根据功能关系图并运用价值工程方法分析实例存在的矛盾。
实现创新的关键是正确分析产品中所存在的矛盾[5]。产品设计中的基本矛盾是产品功能成本比不能满足用户要求，它有两种表现形式，一是未能实现某些产品
功能质量目标；二是某些功能质量得到改善而某些功能质量却恶化。
矛盾分析结果用于指导新作用原理、新物理结构的联想，进而找出相似实例。
基于WEB的创新设计知识库
本系统的创新设计知识库包括作用原理库、物理结构库与实例库。当系统根据相似性搜索到新作用原理或物理结构后，相应的实例自动调出。
作用原理库与物理结构库的开发借鉴了TRIZ的成果，再针对机械领域补充整理出二百四十余种作用原理（其中包括五十余种基本措施）。在每种作用原理下分别存储多种物理结构，形成物理结构库。实例库主要针对几种常见的家电产品进行开发。
创新设计知识库是创新设计系统的核心部件，它是一种WEB文本知识库，文本经过笔者开发的机械知识XML标记处理，使知识库建立在国际标准XML文本之上，因此可实现知识资源的异地共享，并且在此知识库之上可建立基于WEB的机械产品计算机辅助创新设计系统，满足异地协同设计的需要。
相似性的量化方法及改进的遗传算法
每种产品的结构不同，需要不定相同的遗传算法编码。本系统为了提高运行效率，采用浮点数编码方式。
在传统的遗传算法中，初始群体是通过用随机的方法来产生的[6]，这具有一定的盲目性。因此本文提出利用实例的作用原理或物理结构的相似性作为筛选实例产生初始群体的依据。
实现该途径的关键在于相似性的量化也即相似度的计算方法。相似度实质是实例的关联知识，必须以一定的算法在实例集合中挖掘得到。纵向联想的相似度实质是功能目标与实现手段的关系程度，横向联想的相似度实质是实现手段的可替代关系程度。相似度越高意味着得到已有产品实例的更多支持。根据相似度来筛选初始群体就等于利用以前的设计经历，使初始群体的产生有合理的基础，因此能加快遗传算法的收敛。本文根据相似性联想原理提出如下纵向及横向联想的相似度计算方法。
设产品实例集合为C，功能元素集合为F，作用原理或物理结构元素集合为G。分别记为：C={Ci|i=1,2,?,n}; F={Fj|j=1,2,?,m}; G={Gk|k=1,2,?,q}。实例集合中的实例Ci以不同的隶属度uij及uik分别隶属于Fj及Gk。 设元素Gk到元素Fj的纵向联想相似度为rkj，则：
rkj =
又设G空间中有元素Gk和Gm。实例Cji分别以隶属度uik和uim隶属于元素Gk
和Gm，设从Gk到Gm的横向联想相似度为rkm，则：
rkm =
隶属度作为实例对象的一项属性来存储。系统根据以上算法从实例集合中挖掘相似度知识，辅助设计师从相似度较高的方向进行联想，并用于指导遗传算法初始群体的产生，从而促进设计创新。
3 结论
本文研究创新设计思维规律并用于指导机械产品创新设计系统的开发，系统的成功应用证明了关于创新设计思维规律论断的正确性以及多种新技术的可行性。系统可通过矛盾分析与联想，搜索到适用的作用原理、措施、物理结构及实例以解决矛盾，完成概念设计阶段的功能优化与原理优化，是实现机械广义优化设计方法的新成果。
很多，比如，Auto-CAD、UG-NX、Pro-E、SolidWorks、Creo、CATIA。这里面任意一个软件都能画出来你的图。第一，要根据行业习惯来选择设计软件。不同行业有不同的软件使用习惯，所以你需要迎合你将来从事的行业人员的习惯去选择相应的绘图软件。1. Auto-CAD：主要用于工业设计中，像工艺管道仪表流程，机械结构，建筑结构，机械产品构造，电子产品构造等设计图纸的绘制。2. UG-NX：非常适合做模具设计，尤其是注塑模具设计，超过80%模具设计人员使用。3. PRO-E：适用于家电、数码、通迅电子、日用品等很多行业，绝大多数工程师都用这个设计软件。现在已升级至Creo，它们实质上都是PTC公司的产物，只是由PRO-E 直接升级而来。4. CATIA：常用于汽车、航空等行业，尤其造型设计人员使用非常广泛。5. SolidWorks：很多从事机械设计、设备自动化的技术人员使用。第二，可以根据产品特点选择相应的设计软件。不同绘图软件，有不同的优缺点，发挥其优势才能更有利于你的工作。1. Auto-CAD：主要用来制作二维图纸，相对来说，CAD的三维使用非常少。2. UG-NX：曲面功能、三维功能都很强大，操作简单，尤其是模具设计模块非常筒单易用。3. PRO-E/Creo：参数化设计非常强大，特别适合做产品结构设计。4. CATIA：曲面功能、三维功能都非常强大，非常擅长做高品质的曲面造型，CATIA可以做到G3、G4，而PRO/E一般做到G2就不错了。5. SolidWorks：操作非常简单易用，各种操作符合大部分人的操作习惯，功能满足绝大部分工业设计需要，普及程度很高，包容性好，和其他软件的互相导入导出协作都做得很好，并且简单的渲染、仿真、模具设计等都很容易上手，应用比较多的模块有三维模块和二维模块，也有像运动仿真等外挂模块。第三、根据上手难度选择软件。二维软件可以先从Auto-CAD开始学习。三维软件上手难度：SolidWorks＜UG-NX＜PRO-E/Creo＜CATIA。总之，这6款软件会其中一两个，其余的也就可以快速理解上手，每款软件都有其使用场景及特点，没有好不好用之说，只有适不适合之说。
近年来，PLC在工业自动控制领域应用愈来愈广，它在控制性能、组机周期和硬件成本等方面所表现出的综合优势是其它工控产品难以比拟的。随着PLC技术的发展, 它在位置控制、过程控制、数据处理等方面的应用也越来越多。在机床的实际设计和生产过程中，为了提高数控机床加工的精度，对其定位控制装置的选择就显得尤为重要。永宏FBs系列PLC的NC定位功能较其它PLC更精准，且程序的设计和调试相当方便。本文提出的是如何应用永宏PLC的NC定位控制实现机床数控系统控制功能的方法来满足控制要求，在实际运行中是切实可行的。整机控制系统具有程序设计思路清晰、硬件电路简单实用、可靠性高、抗干扰能力强，具有良好的性能价格比等显著优点，其软硬件的设计思路可供工矿企业的相关数控机床设计改造借鉴。 2 数控机床组成结构及工作过程 本例数控机床由输入、输出装置、数控装置、可编程控制器、伺服系统、检测反馈装置和机床主机等组成，如图1所示。图1 数控机床组成机构图输入装置可将不同加工信息传递于计算机。在数控机床产生的初期，输入装置为穿孔纸带，现已趋于淘汰;目前，使用键盘、磁盘等，大大方便了信息输入工作。输出指输出内部工作参数(含机床正常、理想工作状态下的原始参数，故障诊断参数等)，一般在机床刚工作状态需输出这些参数作记录保存，待工作一段时间后，再将输出与原始资料作比较、对照，可帮助判断机床工作是否维持正常。数控装置是数控机床的核心与主导，完成所有加工数据的处理、计算工作，最终实现数控机床各功能的指挥工作。它包含微计算机的电路，各种接口电路、CRT显示器等硬件及相应的软件。可编程控制器对主轴单元实现控制，将程序中的转速指令进行处理而控制主轴转速;管理刀库，进行自动刀具交换、选刀方式、刀具累计使用次数、刀具剩余寿命及刀具刃磨次数等管理;控制主轴正反转和停止、准停、切削液开关、卡盘夹紧松开、机械手取送刀等动作;还对机床外部开关(行程开关、压力开关、温控开关等)进行控制;对输出信号(刀库、机械手、回转工作台等)进行控制。检测反馈装置由检测元件和相应的电路组成，主要是检测速度和位移，并将信息反馈于数控装置，实现闭环控制以保证数控机床加工精度。数控机床的工作过程如图2所示。图2 数控机床的工作过程框图数控加工的准备过程较复杂，内容多，含对零件的结构认识、工艺分析、工艺方案的制订、加工程序编制、选用工装及使用方法等。机床的调整主要包括刀具命名、调入刀库、工件安装、对刀、测量刀位、机床各部位状态等多项工作内容。程序调试主要是对程序本身的逻辑问题及其设计合理性进行检查和调整。试切加工则是对零件加工设计方案进行动态下的考察，而整个过程均需在前一步实现后的结果评价后再作后一步工作。试切成功后方可对零件进行正式加工，并对加工后的零件进行结果检测。前三步工作均为待机时间，为提高工作效率，希望待机时间越短越好，越有利于机床合理使用。该项指标直接影响对机床利用率的评价(即机床实动率)。 3 机床数控系统需要解决的几个问题 机床是由机械和电气两部分组成，在设计总体方案时应从机电两方面来考虑机床各种功能的实施方案，数控机床的机械要求和数控系统的功能都很复杂，所以更应机电沟通，扬长避短。机床控制系统选件、装配、程序编制及操作都应该比较合理，精度和稳定性都必须满足使用要求。同时为便于调试和检修，各项操作均设手动功能，如手动各轴快慢移动、主轴高低速旋转、切削液及润滑开关等。PLC按照逻辑条件进行顺序动作或按照时序动作，另外还有与顺序、时序无关的按照逻辑关系进行联锁保护动作的控制，PLC发展成了取代继电器线路和进行顺序控制的主要产品,在机床的电气控制中应用也比较普遍。 在实际控制中如何既能提高定位速度，同时又能保证定位精度是一项需要认真考虑并切实加以解决的问题。精度是机床必须保证的一项性能指标。位置伺服控制系统的位置精度在很大程度上决定了数控机床的加工精度。因此位置精度是一个极为重要的指标。为了保证有足够的位置精度，一方面是正确选择系统中开环放大倍数的大小，另一方面是对位置检测元件提出精度的要求。因为在闭环控制系统中，对于检测元件本身的误差和被检测量的偏差是很难区分出来的，反馈检测元件的精度对系统的精度常常起着决定性的作用。高精度的控制系统必须有高精度的检测元件作为保证。当现场条件发生变化时，系统的某些控制参数必须能作相应的修改，为满足生产的连续性，要求对控制系统可变参数的修改应在线进行。尽管使用编程器可以方便快速地改变原设定参数，但编程器一般不能交现场操作人员使用;所以，应考虑开发其他简便有效的方法实现PLC的可变控制参数的在线修改。另外为了防止电压过高损坏PLC，电源输入端加上压敏电阻。为了防止过热, PLC不许安装在变压器等发热元件的正上方，变频器与PLC、伺服驱动器等保持一定距离。在元件间留有适当的空隙，以便散热，并且在配电箱上安装风扇降温。此外，为保证控制系统的安全与稳定运行，还应解决控制系统的安全保护问题，如系统的行程保护、故障元件的自动检测等。 4 永宏FBs系列PLC的NC机床定位伺服控制系统分析 数控机床是一种高精度、高效率的自动化设备，提高数控机床的可靠性就显得尤为重要。可靠度是评价可靠性的主要定量指标之一，其定义为:产品在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的概率。对数控机床来说，这里的功能主要指数控机床的使用功能，例如数控机床的各种机能，伺服性能等。数控机床的功能部件对机床的功能扩展和性能的提升起着极为重要的作用，因此，它不同于一般配套件和附件的选用，不仅须与数控机床的整体结构谐和协调，融入整机系统具有最佳的匹配性能，而且还能很好地彰显出该数控机床的个性化特征。用于高速化的数控系统不能仅是提高数据处理能力，而是应具备热误差补偿单元以及能实现速度前瞻控制、位置环前馈控制和加减速平稳控制等先进控制技术的功能。所以必须选择稳定可靠的控制单元才能保证数控机床正常高效运行。 鉴于以上各项要求，笔者采用台湾永宏电机股份有限公司的FBs-44MN PLC作为该机床控制主单元，该型机具有较高的性价比，体积小，使用起来非常方便，接线简捷。其编程软件WinProladder有梯形图大师之称，易学易用且功能强大，编辑、监视、除错等操作非常顺手，按键、鼠标并用及在线即时指令功能查询与操作指引，使编辑、输入效率倍增。同时配以人机界面进行程序参数修改、设定以及运行状态显示监控，可编程设置人机界面的内容。该控制系统具有可靠性高，价格便宜，结构紧凑等特点，非常适合机床的控制要求，具体控制思路如图3所示。图3 采用永宏PLC FBs-44MN 的NC 机床定位电气控制系统图可编程逻辑控制器是该机床各项功能的逻辑控制中心，集成于数控系统中，主要是指控制软件的集成化，而PLC硬件则在规模较大的系统中往往采取分布式结构。由图3可以看出，系统控制中心采用永宏PLC FBs-44MN控制，并配以人机界面进行程序参数修改、设定，以及运行状态显示监控，可编程设置人机界面的内容。三轴均为全数字交流伺服系统，各轴伺服电机通过连轴器带动滚珠丝杠，以移动配有直线导轨的工作台和主轴铣头，其定位准确，速度快。主轴铣头由变频器控制，根据刀具及工件和进给量，来设置主轴合理的转速，并在程序中设定它的启动停止。各轴均设二端极限传感器和原点传感器，冷却和润滑也都有异常检测，在报警灯和人机界面处显示报警信息由光栅、感应同步器等位置检测装置测得的实际位置反馈信号，随时与给定值进行比较，将两者的差值放大和变换，驱动执行机构，以给定的速度向着消除偏差的方向运动，直到给定位置与反馈的实际位置的差值等于零为止。闭环进给系统在结构上比开环进给系统复杂，成本也高，对环境室温要求严。设计和调试都比开环系统难。但是可以获得比开环进给系统更高的精度，更快的速度，驱动功率更大的特性指标。早期使用一般电机作为定位控制，由于速度不快、或者精度要求不高，所以足够应对所需场合;当机械运转为了获取效率而将速度加快时，当产品质量、精度要求越来越高时，电机停止位置的控制就不是一般电机所能达到的了。解决这一问题的最佳方法是采用NC定位控制配合步进或伺服电机作定位控制。但在过去，由于它的价格很高，而限制了它使用的普遍性，近年来由于技术的发展及成本的降低，其价位已被用户所接受，使用数量也越来越多。为配合这一趋势，永宏PLC FBs系列将目前市面上专用的NC定位控制器功能整合在PLC内部SoC芯片内，除了免掉PLC与专用NC 定位控制器之间复杂的数据交换与连结程序外，更大幅降低整体成本，为用户提供一种价廉物美、简单方便的PLC整合NC定位控制的方案。永宏PLC FBs-44MN内部的SoC芯片含有多轴高速脉冲输出以及高速硬件计数器，并且提供简易使用和设计的定位程序编辑，对于这方面的应用，更是如虎添翼、如鱼得水、得心应手了。PLC结合伺服驱动器所构成的NC闭环回路控制系统中，PLC负责发送高速脉冲命令给伺服驱动器，除了装在伺服电机的位移检测信号直接反馈到伺服驱动器外，外加位移检测器装在传动机构之后，真正反映实际位移量，并将此信号反馈到PLC 内部的高速硬件计数器，这样就可作更精确的控制，并且可避免上述半闭环回路的缺点。永宏PLC FBs系列的定位功能将市面上专用NC定位控制器整合在PLC内，使PLC与NC控制器能共享相同的数据区，而不需要作两个系统之间的数据交换与同步控制等复杂的工作，但仍可用一般常用的NC 定位控制指令(例如DRV、SPD…等)。PLC控制4轴的定位工作，并可作多轴同动控制，除了提供点对点的定位速度控制，还提供了各轴间直线插补功能。当系统应用超过4轴时还可利用永宏PLC的CPU LINK功能达到更多的定位运动控制。数控机床对位置系统要求的伺服性能包括:定位速度和轮廓切削进给速度;定位精度和轮廓切削精度;精加工的表面粗糙度;在外界干扰下的稳定性。这些要求主要取决于伺服系统的静态、动态特性。对闭环系统来说，总希望系统有较高的动态精度，即当系统有一个较小的位置误差时，机床移动部件会迅速反应。在数控机床的加工中，伺服系统为了同时满足高速快移和单步点动，要求进给驱动具有足够宽的调速范围。 单步点动作为一种辅助工作方式常常在工作台的调整中使用。伺服系统最高速度的选择要考虑到机床的机械允许界限和实际加工要求，高速度固然能提高生产率，但对驱动要求也就更高。此外，从系统控制角度看也有一个检测与反馈的问题，尤其是在计算机控制系统中，必须考虑软件处理的时间是否足够。全闭环伺服系统是将位置检测元件置于被测坐标轴的终端移动部件上，以检测机械传动链中螺距误差、间隙及各种干扰所造成的传动误差，并进行反馈补偿控制，从而提高机床的位置控制精度。在全闭环伺服控制系统中，对位置检测元件和反馈元件的选择很关键。感应同步器具有精度高、重复性好、抗干扰能力强，耐油耐污及维护简单等优点，特别适合于高精度全闭环数控机床的工作场合。数控机床要求具备稳定性、快速性和准确性，而大型数控机床的机械传动装置转动惯量较大，固有频率低，要使其大大高于系统截止频率很困难，全闭环包括了该进给系统轴几乎所有不稳定的非线性因素，调整不当很容易使机床产生抖动现象。 因此数控机床全闭环伺服系统在保证快速性的基础上主要是解决机床进给运动的稳定性而获得比半闭环伺服系统高的位置精度。伺服电机的编码器将位移检测信号反馈到伺服驱动器，驱动器将输入信号的脉冲频率和脉冲数与回馈信号的频率和脉冲数，经内部的偏差计数器与频率转电压电路处理后，得到脉冲偏差值与转速误差值，这样使控制伺服电机实现高速、精密的速度与位置闭环回路处理系统。伺服电机的转速与输入信号的脉冲频率成正比，而电机的移动量则由脉冲数决定。图4是PLC控制下的伺服电机工作示意图。图4 数控机床伺服电机工作示意图5 相关程序设计与操作 PLC通过编程器输入程序，达到控制目的。由于PLC工作过程是循环，所以程序执行速度很快。另外软件故障检测设计在采用硬件设计的基础上采用软件检测外部行程开关状态，当行程开关失灵后，通过程序控制停止机床的运行，有效地减少了机床因元件失灵造成的事故。 图5是使用编程软件WinProladder编辑定位程序参数设定指令图，图6是具体操作加工程序图。图5 定位程序参数设定指令图图6 加工程序图6 结束语 我国是一个机床生产和应用大国，但数控技术的应用水平还不高，严重制约着我国制造业水平的提高。国际上的相关开发计划对我国的数控技术的发展提出了严峻的挑战，同时也带来了机遇。只有选择合适的PLC才能使定位达到预期的效果。永宏FBs系列PLC的NC定位功能在机床数控系统设计中占有重要的地位，该机床经过长期运行表明，整个系统设计合理，控制精度高，运行可靠，提高了生产的自动化水平，减小了操作人员的劳动强度。 由于采用了PLC控制，使电气部分的抗干扰能力增加，提高了机床的运行可靠性，因而增加了设备的柔性，提高了设备的使用效率。
机械制图毕业论文
机械制图是个复杂的过程，下面是机械制图毕业论文，希望可以帮助到你！
机械创新设计是一个极其重要而又困难的实践性较强的研究课题。目前创新设计方法研究虽然已取得一些成果，但创新学还处于发展初期，各种不同理论及工具不断涌现，远没有形成普遍可以接受的统一的理论体系。
本文认为，要进行机械创新设计要有两个必要条件：一是充分获取适用的知识；二是要使用符合创新设计思维并能激发创新思维的设计系统。设计过程充满了矛盾，所获取的知识应有助于矛盾的迅速解决，这就要求知识获取工具紧密集成到设计过程中，因此要统一研究知识获取工具与设计系统。另外，人类的创新设计思维模式是在长期的成功设计经验中总结形成的，因此设计系统必需符合创新设计思维规律。创新设计思维规律应作为算机辅助创新设计系统的理论基础。
基于上述考虑，本文从创新设计思维的研究出发，融合知识获取方法，研究创新设计理论，进而开发机械产品创新设计系统。
1 机械创新设计思维规律
我们常把思维的过程称为“思路”，是因为可用路径问题来说明人类思维过程。本文提出两个机械创新设计思维原则：
一是最短路径原则。设计者得到产品的功能要求后，往往首先检索出最佳设计实例，这样可以最迅速接近目标，然后运用价值工程方法，找出价值较低的极少数组件作为研究对象，再分析所得对象存在的矛盾，尝试作最小变动以解决矛盾，如矛盾没有解决则拟作更大变动或扩大研究对象范围，最后得出最优结果。通过这样途径所消耗的能量最少，体现了最短路径原则。
二是相似性联想。汤川秀树的定同理论认为，联想能力就是找出事物彼此相似性的创造力，相似性是指事物间的内在联系。
要用计算机系统来辅助设计师从自然界中发现形态各异的事物的相似性是很困难的，因此本文只研究从机械产品实例中挖掘相似性，以促进机械创新设计。
机械设计过程是从功能要求到作用原理，再到物理结构的映射过程[1]。在CBR系统中，功能要求、作用原理与物理结构可作为实例索引，因此可统称它们为索引项目。同一索引的不同类索引项目之间的联想可称为纵向联想，而不同索引的同类索引的联想可称为横向联想。
判断联想是否合理的依据是相似性，相似性由已有产品实例确定。比如，“超声波研磨机产品实例”使“超声波振动”作用原理与“研磨”功能要求纵向地产生了内在联系；又如，多种产品实例可满足同一功能要求，那么它们用于实现该功能的作用原理及物理结构具有相似性。
功能要求是联想的起点，经验丰富的设计师通常记忆有大量的设计实例，因而掌
握纵向及横向相似性，所以能迅速地进行横向及纵向的联想，能触类旁通，得出具有相似作用原理及物理结构的实例（简称相似实例）并进行组合优化，最后得到最优解。
这两项原则已被多种设计方法不自觉地采用了，基于实例推理不但能迅速接近最优解，体现最短路径原则；物场分析法（简称TRIZ）分析了上百万设计实例，确定功能要求与作用原理及物理载体的内在联系，以及不同作用原理或物理载体的可替代关系，使设计师可根据功能要求找到适当的作用原理及物理载体，体现相似性联想原则。
2 计算机辅助创新设计系统
两项创新设计思维原则充分体现在计算机辅助创新设计系统的设计中，系统还利用了多种创新设计方法及人工智能技术。计算机辅助创新设计系统的流程如图1所示，它包含如下关键技术：
实例检索
利用基于实例推理（CBR）技术时首先要深入研究它的优缺点。CBR是一种以实例为知识载体的知识供应方法。当前它仍有如下不足：首先，系统为了达到实用通常建立庞大的实例库，这导致管理困难，系统运行效率低；其次，通过检索得到的只是一个或很少实例，而其它不符合检索要求但含有适用知识的实例没有利用，支持创新的力度不够；最后，实例调整严重依赖领域知识，难度大，所以很多CBR系统简化为实例检索系统[2]。导致这三项缺点的深层原因是实例是独立的，不同实例所蕴含的知识难以组合利用。为了克服这个矛盾本文提出通过相似性联想找出相似实例，并利用遗传算法进行组合优化，实现实例知识的重用。
本系统的实例检索功能用商品化PDM系统IMAN中的产品结构与配置管理功能及搜索功能来实现，实例的可视化表示与管理依靠IMAN的产品结构树功能实现。
可视化的实例模型表达及矛盾分析
概念设计技术的发展方向为研究一种统一的设计方案表达方法[3]。文献[4]对日本学者吉川弘之提出的FBS图进行扩充，使用两个框架分别描述一个设计方案的功能层次与结构层次，并存储功能单元与结构单元的对应关系，使计算机理解产品的'结构及其功能。这种方法的缺点是结构与功能的关系不够直观，因此本系统在功能层次图与结构层次图的基础上增加功能关系图，以语义网络的方式描述结构及之间的作用关系，使结构与功能处于同一张图中，设计者可直观地理解产品原理，根据功能关系图并运用价值工程方法分析实例存在的矛盾。
实现创新的关键是正确分析产品中所存在的矛盾[5]。产品设计中的基本矛盾是产品功能成本比不能满足用户要求，它有两种表现形式，一是未能实现某些产品
功能质量目标；二是某些功能质量得到改善而某些功能质量却恶化。
矛盾分析结果用于指导新作用原理、新物理结构的联想，进而找出相似实例。
基于WEB的创新设计知识库
本系统的创新设计知识库包括作用原理库、物理结构库与实例库。当系统根据相似性搜索到新作用原理或物理结构后，相应的实例自动调出。
作用原理库与物理结构库的开发借鉴了TRIZ的成果，再针对机械领域补充整理出二百四十余种作用原理（其中包括五十余种基本措施）。在每种作用原理下分别存储多种物理结构，形成物理结构库。实例库主要针对几种常见的家电产品进行开发。
创新设计知识库是创新设计系统的核心部件，它是一种WEB文本知识库，文本经过笔者开发的机械知识XML标记处理，使知识库建立在国际标准XML文本之上，因此可实现知识资源的异地共享，并且在此知识库之上可建立基于WEB的机械产品计算机辅助创新设计系统，满足异地协同设计的需要。
相似性的量化方法及改进的遗传算法
每种产品的结构不同，需要不定相同的遗传算法编码。本系统为了提高运行效率，采用浮点数编码方式。
在传统的遗传算法中，初始群体是通过用随机的方法来产生的[6]，这具有一定的盲目性。因此本文提出利用实例的作用原理或物理结构的相似性作为筛选实例产生初始群体的依据。
实现该途径的关键在于相似性的量化也即相似度的计算方法。相似度实质是实例的关联知识，必须以一定的算法在实例集合中挖掘得到。纵向联想的相似度实质是功能目标与实现手段的关系程度，横向联想的相似度实质是实现手段的可替代关系程度。相似度越高意味着得到已有产品实例的更多支持。根据相似度来筛选初始群体就等于利用以前的设计经历，使初始群体的产生有合理的基础，因此能加快遗传算法的收敛。本文根据相似性联想原理提出如下纵向及横向联想的相似度计算方法。
设产品实例集合为C，功能元素集合为F，作用原理或物理结构元素集合为G。分别记为：C={Ci|i=1,2,?,n}; F={Fj|j=1,2,?,m}; G={Gk|k=1,2,?,q}。实例集合中的实例Ci以不同的隶属度uij及uik分别隶属于Fj及Gk。 设元素Gk到元素Fj的纵向联想相似度为rkj，则：
rkj =
又设G空间中有元素Gk和Gm。实例Cji分别以隶属度uik和uim隶属于元素Gk
和Gm，设从Gk到Gm的横向联想相似度为rkm，则：
rkm =
隶属度作为实例对象的一项属性来存储。系统根据以上算法从实例集合中挖掘相似度知识，辅助设计师从相似度较高的方向进行联想，并用于指导遗传算法初始群体的产生，从而促进设计创新。
3 结论
本文研究创新设计思维规律并用于指导机械产品创新设计系统的开发，系统的成功应用证明了关于创新设计思维规律论断的正确性以及多种新技术的可行性。系统可通过矛盾分析与联想，搜索到适用的作用原理、措施、物理结构及实例以解决矛盾，完成概念设计阶段的功能优化与原理优化，是实现机械广义优化设计方法的新成果。
机械制图是职业院校机械类专业非常重要的一门专业基础课,机械制图教学质量的好坏直接影响学生的职业生涯。下文是我为大家搜集整理的关于机械制图方面的论文的内容，欢迎大家阅读参考!
浅谈机械制图测绘教学改革与实践
摘 要：机械制图测绘在设备维修、改造、仿制产品、技术资料完善等方面具有重要的意义，是工程技术人员必须掌握的基本技能，高职院校应加强这方面的训练。零件测绘是学生全面综合运用所学知识解决实际问题的过程，对培养适应生产第一线的应用型、技能型人才具有重要意义，本文作者根据多年的测绘教学实践，分析了现有机械制图测绘教学存在的问题，提出了改进的建议，以期达到提高学生测绘实训的教学效果。
关键词：机械制图测绘;提高教学效果;能力培养
中国社会经济的飞速发展对职业能力要求逐步提高，对从业人员的专业能力、社会能力等要求的综合化程度也相应提高。高职院校承担了目前国内职业技能从业人员的培养，为了能适应社会需要，高职教育应以就业为导向，以服务为宗旨，培养实践技能强、能“直接上岗”的应用技能型人才。
机械制图测绘在设备维修、改造、仿制产品、技术资料完善等方面具有重要的意义，是工程技术人员必须掌握的基本技能。现在很多高职院校对学生进行技能抽查，而制图这门课主要就是抽查学生的制图测绘能力，因此，高职院校应加强这方面的训练。作者根据多年的测绘教学实践，谈谈如何切实做好《机械制图测绘》这门课程的教学工作。
一、目前测绘实训中存在的问题
1.制图测绘指导书过于简单
我们原来用的制图测绘指导书，主要包括：测绘目的和任务，测绘内容和要求，测绘进程安排，部件示意图，主要零部件的测绘方法和步骤，考核方式等，而对测绘工具使用、零件配合精度、表面粗糙度、形位公差、技术要求等内容没有加以说明，而这些内容分散在制图教材的各个章节，学生难以形成系统认识，以至于—些学生零件草图画好后，不知道怎样使用测量工具和标注尺寸，不懂怎么给产品制定技术要求。
2.忽略草图的重要性
零件草图是画零件图的依据，有时还要直接用于加工生产所急需的配件。所以，零件草图除由徒手画出和无须严格遵守比例关系以外，其他内容均和零件图完全相同。但一些学生在测绘中，总觉得用直尺圆规绘制的零件图、装配图才是重要的，而徒手绘制的零件草图不重要，就是一个草稿，因此在视图表达方案的选择、尺寸的标注、技术要求的注写等方面都表现出较大的随意性，影响了装配图和零件工作图的质量。
3.尺寸标注不完整、不合理
学生在测绘中，无论是在装配图上标注尺寸，还是在零件图上标注尺寸，都会出现漏标注或重复标注。另外尺寸基准选择不合理，重要尺寸不直接给出，相关联零件尺寸标注不一致等现象也时有发生。
4.技术要求标注不合理
学生在测绘中，由于欠缺制造及加工工艺方面的知识和实践经验，对合理制定技术要求往往会感到非常棘手，标注的表面粗糙度、尺寸公差、形位公差、热处理等往往不符合零件的功用和装配的要求，错误较多。
5.相关手册、资料查阅不到位
学生在零件测绘中，手工绘制好零件草图后，必须查阅手册和资料，选用合适的尺寸公差、形位公差、表面粗糙度和金属的材料等。而在测绘部件中的常用件和标准件时，应查阅有关国家标准，正确确定零件的有关尺寸及结构参数。但由于前面的制图课学时有限，学生平时练习不足，加上课本附录上标准及有关参数列举有限，学生没有得到充分的锻炼，查阅文献的能力不强，因此造成部分学生在网上下载相似的零件，不加思考，直接照搬，有的甚至直接抄袭，这对培养学生树立工程观念，强化工程素养极为不利，也达不到应有的教学效果。
6.师生角色转换不到位
在以往的测绘实习中，多数教师仍是测绘实践课程的主导者，现实中多以教师讲授、指导为主，学生的参与度低，整个测绘过程，气氛较为沉闷，学生抄袭现象严重，这对培养学生的实际动手能力和综合分析能力极为不利。
7.测绘成绩评定方法不合理
传统的评定成绩方法，主要是根据学生上交的零件草图、零件工作图、装配工作图的质量为主要评定依据，给出成绩。这种只求结果，不注重过程，不能全面反映学生的真实工程测绘能力，反馈不了测绘效果，也让抄袭者钻了空子，造成学生埋怨考核不公平的消极心理，调动不了学生的学习积极性。
二、提高机械制图测绘周教学效果的措施探讨
1.完善制图测绘指导书
为了培养学生独立分析问题和解决问题的能力，并且能保质、保量、按时完成部件测绘的任务。我们对制图测绘指导书进行了修改，在绘制零件草图中，增加了画零件草图的基本要求、注意事项、视图选择的一般原则、作图步骤、尺寸标注方法、材料的选用、尺寸公差的选用、表面粗糙度和形位公差的选择方法，此外还增加了常用量具介绍、测量零件的常用方法、相关表格、国标和常见错误等，这样更便于学生查阅和自行纠正错误，提高学习效率。
2.加强学生徒手绘制零件草图的能力
在生产实践中，讨论设计方案、技术交流、现场参观等受现场条件或时间限制的场合都需要徒手绘制草图。徒手绘图是工程技术人员进行构思、设计必备的一种基本技能。
徒手绘图能力对训练学生的图示观察思维能力，特别是对培养学生的动手能力有极大好处，因此，在测绘过程中应加强学生徒手绘图的训练，严把测绘质量关，把绘制零件草图的成绩纳入最后的考评成绩，引起学生的重视。
3.重视和加强尺寸标注的训练
尺寸标注是测绘教学的一个重要内容，同时也是一个难点，因此教师要利用测绘的机会，适时给学生讲解零部件尺寸标注的方法，重点要求学生掌握测绘中尺寸基准的选择，了解尺寸的圆整，公差的选用，学会查找相关资料与确定参数等。教师在这一环节中起主导作用，引导学生正确标注零件图和装配图上的尺寸。
零件图的尺寸标注，应做到正确、完整、清晰、合理，且能满足设计要求和工艺要求。标注尺寸时要求学生做到： ①从设计要求和工艺要求出发，选择恰当的尺寸基准，不要注成封闭尺寸链。②尺寸应尽量注在视图外边、两视图之间。③部件中两零件有联系的部分，尺寸基准应统一。④对于标准结构，如螺纹、退刀槽、齿轮，应把测量结果与标准核对，采用标准值。⑤重要尺寸，如配合尺寸、定位尺寸、保证工作精度和性能的尺寸等，应直接标注出来。⑥尺寸标注要考虑便于加工和测量。 装配图的尺寸标注和零件图不同，它不是用来直接进行零件加工，故不需要注出每一个零件的全部尺寸，只需标注出与装配、检验、安装、使用要求等方面有关的尺寸。装配图中的尺寸大致可分为以下几种：性能(或规格)尺寸、装配尺寸、安装尺寸、总体尺寸和其他重要尺寸，这五类尺寸需根据装配体的构造情况进行标注，并不是所有装配体都具备这五类尺寸。
4.合理选择技术要求
零部件测绘中，由于学生缺乏生产实践经验和机械加工工艺方面的有关知识，对合理制定技术要求往往感到非常困难，这就要求教师在部件测绘中引导学生对互相关联的零件进行观察、分析，在真实、正确的表象中获得常见机械结构的感性认识。比如有配合关系的零件，为了具有互换性，就需要给出恰当的尺寸公差和表面粗糙度要求。有的零件要求既耐磨又耐冲击，往往还要进行热处理。要恰当选择零件材料，还需熟悉常用金属材料的性能等，因此教师应从以下方面引导学生正确标注技术要求：
(1)材料的选择。
零件材料的选择，可根据实物并结合有关标准、手册的分析来确定。常用的金属材料有碳钢、铸铁、铜、铅、铝及其合金。参考同类型零件的材料，用类比法确定。
(2)表面粗糙度的选择。
零件表面粗糙度等级可根据各个表面的工作要求及精度等级来确定，可以参考同类零件的粗糙度要求或使用粗糙度样板进行比较确定，一般接触表面、有相对运动表面、受周期载荷的表面、耐腐蚀或要求密封的表面，表面粗糙度要求较高。
(3)形状和位置公差的选择。
形状和位置误差将会影响机器或仪器的工作精度、连接强度、运动平稳性、密封性和使用寿命等，特别是对经常在高温、高压、高速及重载条件下工作的零件影响更大。例如，孔与轴的配合中，由于存在形状误差，对于间隙配合，会使间隙分布不均匀，加快局部磨损，从而降低零件的寿命;对于过盈配合，则使过盈量各处不一致。无特殊要求时一般不标注形状和位置公差。
(4)尺寸公差与配合的选择。
尺寸公差与配合的选择是在基本尺寸已经确定的情况下进行的尺寸精度设计，是对基准制、公差等级和配合种类进行的合理选择，它选择的原则是：在满足使用要求的前提下，获得最佳的技术经济效益。我们在测绘中通常采用类比法，参考相类似的部件的公差配合，通过分析比较来确定，合理选择公差配合，可以促进互换性生产，有利于提高产品质量，降低生产成本。
5.培养学生查阅资料和手册的能力
学生是未来的工程技术人员，应该培养他们查阅资料和技术手册的能力，学生在测绘中，遇上问题不要先问，而是先查，查阅标准、查阅教材、查阅手册。例如齿轮油泵，该部件中有螺栓连接、销连接，有齿轮传动，这些结构都需要学生动手去查阅有关手册，确定相关参数，保证零件尺寸和结构的正确性，这种训练为学生今后走上工作岗位，能独立完成工作打下基础。
6.转变师生角色，以学生为中心
制图测绘是在全面地学完了《机械制图》的基本理论之后开设的实践环节，是为了培养学生对机械制图课程的综合应用能力及动手能力，因此在整个教学实训过程中，要始终坚持学生处于主体的地位，教师只起到指导点拨的作用，切忌教师从布置到画图均面面俱到，使学生失去了主动性。
测绘中，教师应尽可能多地让学生多动手、多思考，多摸索，鼓励学生发现问题，并自己去解决问题，而教师则适当引导。例如如何拆卸部件并画装配体示意图、如何测量尺寸、如何确定零件的表达方案、如何查阅技术资料、如何较好地画出零件、装配体草图等，这些内容都由学生自己组织讨论、分析、研究，查阅资料，自己动手完成，而教师更多地起到辅导、引导、参谋、发现错误、提出修改意见的作用。这样可以很好地培养学生的实际动手能力、综合分析能力以及团队的协作精神。
7.改革测绘实训考核办法，提高测绘质量
测绘实训考核的目的是检验学生对已学知识与技能的掌握情况，也是对教师教学效果的一种评估。教师应改变那种仅仅根据装配图和零件图的图面质量来考核评价学生的做法，应采用过程考核和作品考核相结合的方式，制订比较科学合理的测绘考核体系，这对提高学生的实训效果十分重要。作者认为可以从以下几方面对学生进行考核：
(1)过程考核。教师在指导测绘过程中，对学生的学习态度、测绘进度、出勤情况应作详细记载，然后按比例给出成绩。
(2)提问考核。在每一个项目的教学过程中，通过与学生的探讨和提问考察其对理论知识的掌握、理解和应用等方面的能力，并做好记录;对学生的零件草图，采用一对一的批阅方式，通过提问可以考核学生独立完成图纸的情况和查找资料的能力，同时还可以帮助学生进行知识的查漏补缺，有效地抑制抄袭现象，调动学生的学习积极性。
(3)作品考核。主要是对学生上交的装配图和零件工作图进行考核，教师应列出科学合理的评分标准，对每个学生的作品给出公正的评价，对学生的劳动成果给予充分的肯定。
(4)答辩考核。测绘结束后，由专业教师组成答辩小组，对学生进行答辩及综合成绩考核，要求学生对整个测绘过程作一个描述，谈一谈自己的学习体会，再回答一些专业方面的问答，老师根据答辩情况给予一定的成绩。
对学生作全方位考核，评定出综合成绩，可以使制图测绘真正收到实效。
8.补充一些测绘实训内容
对成绩好、画图快的学生，可以让他们用CAD画零件工作图，这样可以保持他们对学习的浓厚兴趣，也使测绘实习的内容更加全面。
通过改革传统做法，优化测绘教学，为学生营造了良好的理论联系实际的环境，不仅提高了学生的绘图能力、读图能力、测绘能力和资料查阅能力，而且培养了学生团结协作、踏实工作、善于分析与一丝不苟的工作作风，为今后的专业课学习和走向生产一线工作打下了良好的基础。
参考文献：
[1]姜大源.职业教育学研究新论[M].北京：教育科学出版社，2007.
[2]叶晓平，胡小平.加强制图测绘周环节教学 培养学生工程素质[J].丽水学院学报，2009(5).
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机械制图课程设计之小论文 (以齿轮油泵和踏架为例) 题目：机械制图 姓名：张勤 日期：2010-10-18 课程设计实训目的和任务：1、 掌握正投影法的基本原理及其应用和齿轮啮合画法2、 绘制和阅读简单机械图样的基本能力3、 培养三维形状与相关位置的空间逻辑思维能力4、 了解和学习AutoCAD2007的新功能并熟悉掌握 AutoCAD的二维绘图的功能 随着社会的进步，知识的发展，工程图样的应用日益广泛，工程绘图随之变得越来越频繁，同时工程样品零件的测绘也变得越来越重要了！ 经过了一学年的机械制图学习，我逐渐了解了机械制图的实用性，测绘零件的重要性，以及在绘制零件图的过程中必须要做到的准确、清晰、规范和客观性！ 因为没有实体零件，我们只好依照草图来绘制零件图，经过了大约半个月的零件草图测绘，我绘制了齿轮油泵、踏架以及踏架的AutoCAD绘制。 在绘制齿轮油泵的过程中，由于只有齿轮油泵的零件图，而我要绘制的是齿轮油泵的装配图，所以在绘制过程中，我必须认真看好所给各个零件图的每组图形、全部尺寸、技术要求和标题栏，同时在绘制装配图的过程中，必须注意装配图的剖切画法、零件的断面图、规定画法和简化画法。 由于装配图的零件较多，零件的表达方法就显得尤其重要了。在绘制螺纹的过程中，必须得绘制内螺纹，此时内螺纹的小径必须用粗实线绘制，大径必须用细实线绘制，同时在绘制剖面线时剖面线必须画到粗实线，也就是内螺纹的小径位置；在绘制螺钉的过程中，螺钉的大径必须用粗实线绘制，其小径必须用细实线，另外螺纹终止线也得用粗实线。当螺钉与内螺纹配合时，螺钉与内螺纹的大、小径的粗实线和细实线应分别对齐，剖面线必须画到粗实线处，同时必须给螺钉标注，使之达到加工的要求。另外装配图中还有一个重要的部分——齿轮的啮合。装配图中的齿轮啮合为简化画法，啮合区内两齿轮的齿根线必须用粗实线绘制，绘制齿顶线时，一个齿轮的齿顶线用粗实线绘制，另一个齿轮的齿顶线被遮挡的部分用细实线绘制，两齿顶线用粗实线绘制，分度线用细点画线绘制。国家标准规定，齿轮采用全剖时，当剖切平面通过齿轮的轴线时，轮齿按不剖处理，不画剖面线，同时在齿轮的其他剖切位置画剖面线。 我认为绘制齿轮油泵的装配图中，最重要的同时也是最难以绘制的，应该数上面介绍的螺纹和齿轮啮合的绘制了，不过只有细心一点、小心一点、认真一点，难度就不会太大，只要绘制好了螺纹与齿轮啮合，装配图中其他的部分就好绘制了。但是一定不要忘了装配图的尺寸标注、技术要求、零件的序列号、明细栏和标题栏。 踏架的零件图较齿轮油泵的装配图来说就容易绘制了。零件图的绘制过程中，得绘制主视图、俯视图和左视图，同时在需要的时候得绘制局部视图，从而完成零件的完美绘制与加工。在绘制踏架的零件图中，只需画主视图和俯视图就行，虽然只有踏架零件图的轴测图，但是零件图较容易绘制，只要看懂轴测图就行，特别是本次踏架的俯视图，以前绘制过类似的，所以难度不大。主视图也不难，只是需要绘制局部视图就行了，但要注意肋板连接处的过渡画法。最后切记，和装配图一样，踏架的零件图也得写尺寸标注和技术要求。 AutoCAD绘制就相对简单了，但是，一定要注意尺寸标注、技术要求。 通过这次零件图、装配图和AutoCAD的绘制，使我对以前机械制图的认识更加明确了，让我对以前学过的知识有了更为充分的了解，给了我一个复习学过的知识的机会，“温故而知新”，收获颇大。机械制图并不难以绘制，只要我们细心、小心、认真就可以完全绘制正确，这为以后我们的加工、生产和制造提供了有力的保障。
机械制图毕业论文
机械制图是个复杂的过程，下面是机械制图毕业论文，希望可以帮助到你！
机械创新设计是一个极其重要而又困难的实践性较强的研究课题。目前创新设计方法研究虽然已取得一些成果，但创新学还处于发展初期，各种不同理论及工具不断涌现，远没有形成普遍可以接受的统一的理论体系。
本文认为，要进行机械创新设计要有两个必要条件：一是充分获取适用的知识；二是要使用符合创新设计思维并能激发创新思维的设计系统。设计过程充满了矛盾，所获取的知识应有助于矛盾的迅速解决，这就要求知识获取工具紧密集成到设计过程中，因此要统一研究知识获取工具与设计系统。另外，人类的创新设计思维模式是在长期的成功设计经验中总结形成的，因此设计系统必需符合创新设计思维规律。创新设计思维规律应作为算机辅助创新设计系统的理论基础。
基于上述考虑，本文从创新设计思维的研究出发，融合知识获取方法，研究创新设计理论，进而开发机械产品创新设计系统。
1 机械创新设计思维规律
我们常把思维的过程称为“思路”，是因为可用路径问题来说明人类思维过程。本文提出两个机械创新设计思维原则：
一是最短路径原则。设计者得到产品的功能要求后，往往首先检索出最佳设计实例，这样可以最迅速接近目标，然后运用价值工程方法，找出价值较低的极少数组件作为研究对象，再分析所得对象存在的矛盾，尝试作最小变动以解决矛盾，如矛盾没有解决则拟作更大变动或扩大研究对象范围，最后得出最优结果。通过这样途径所消耗的能量最少，体现了最短路径原则。
二是相似性联想。汤川秀树的定同理论认为，联想能力就是找出事物彼此相似性的创造力，相似性是指事物间的内在联系。
要用计算机系统来辅助设计师从自然界中发现形态各异的事物的相似性是很困难的，因此本文只研究从机械产品实例中挖掘相似性，以促进机械创新设计。
机械设计过程是从功能要求到作用原理，再到物理结构的映射过程[1]。在CBR系统中，功能要求、作用原理与物理结构可作为实例索引，因此可统称它们为索引项目。同一索引的不同类索引项目之间的联想可称为纵向联想，而不同索引的同类索引的联想可称为横向联想。
判断联想是否合理的依据是相似性，相似性由已有产品实例确定。比如，“超声波研磨机产品实例”使“超声波振动”作用原理与“研磨”功能要求纵向地产生了内在联系；又如，多种产品实例可满足同一功能要求，那么它们用于实现该功能的作用原理及物理结构具有相似性。
功能要求是联想的起点，经验丰富的设计师通常记忆有大量的设计实例，因而掌
握纵向及横向相似性，所以能迅速地进行横向及纵向的联想，能触类旁通，得出具有相似作用原理及物理结构的实例（简称相似实例）并进行组合优化，最后得到最优解。
这两项原则已被多种设计方法不自觉地采用了，基于实例推理不但能迅速接近最优解，体现最短路径原则；物场分析法（简称TRIZ）分析了上百万设计实例，确定功能要求与作用原理及物理载体的内在联系，以及不同作用原理或物理载体的可替代关系，使设计师可根据功能要求找到适当的作用原理及物理载体，体现相似性联想原则。
2 计算机辅助创新设计系统
两项创新设计思维原则充分体现在计算机辅助创新设计系统的设计中，系统还利用了多种创新设计方法及人工智能技术。计算机辅助创新设计系统的流程如图1所示，它包含如下关键技术：
实例检索
利用基于实例推理（CBR）技术时首先要深入研究它的优缺点。CBR是一种以实例为知识载体的知识供应方法。当前它仍有如下不足：首先，系统为了达到实用通常建立庞大的实例库，这导致管理困难，系统运行效率低；其次，通过检索得到的只是一个或很少实例，而其它不符合检索要求但含有适用知识的实例没有利用，支持创新的力度不够；最后，实例调整严重依赖领域知识，难度大，所以很多CBR系统简化为实例检索系统[2]。导致这三项缺点的深层原因是实例是独立的，不同实例所蕴含的知识难以组合利用。为了克服这个矛盾本文提出通过相似性联想找出相似实例，并利用遗传算法进行组合优化，实现实例知识的重用。
本系统的实例检索功能用商品化PDM系统IMAN中的产品结构与配置管理功能及搜索功能来实现，实例的可视化表示与管理依靠IMAN的产品结构树功能实现。
可视化的实例模型表达及矛盾分析
概念设计技术的发展方向为研究一种统一的设计方案表达方法[3]。文献[4]对日本学者吉川弘之提出的FBS图进行扩充，使用两个框架分别描述一个设计方案的功能层次与结构层次，并存储功能单元与结构单元的对应关系，使计算机理解产品的'结构及其功能。这种方法的缺点是结构与功能的关系不够直观，因此本系统在功能层次图与结构层次图的基础上增加功能关系图，以语义网络的方式描述结构及之间的作用关系，使结构与功能处于同一张图中，设计者可直观地理解产品原理，根据功能关系图并运用价值工程方法分析实例存在的矛盾。
实现创新的关键是正确分析产品中所存在的矛盾[5]。产品设计中的基本矛盾是产品功能成本比不能满足用户要求，它有两种表现形式，一是未能实现某些产品
功能质量目标；二是某些功能质量得到改善而某些功能质量却恶化。
矛盾分析结果用于指导新作用原理、新物理结构的联想，进而找出相似实例。
基于WEB的创新设计知识库
本系统的创新设计知识库包括作用原理库、物理结构库与实例库。当系统根据相似性搜索到新作用原理或物理结构后，相应的实例自动调出。
作用原理库与物理结构库的开发借鉴了TRIZ的成果，再针对机械领域补充整理出二百四十余种作用原理（其中包括五十余种基本措施）。在每种作用原理下分别存储多种物理结构，形成物理结构库。实例库主要针对几种常见的家电产品进行开发。
创新设计知识库是创新设计系统的核心部件，它是一种WEB文本知识库，文本经过笔者开发的机械知识XML标记处理，使知识库建立在国际标准XML文本之上，因此可实现知识资源的异地共享，并且在此知识库之上可建立基于WEB的机械产品计算机辅助创新设计系统，满足异地协同设计的需要。
相似性的量化方法及改进的遗传算法
每种产品的结构不同，需要不定相同的遗传算法编码。本系统为了提高运行效率，采用浮点数编码方式。
在传统的遗传算法中，初始群体是通过用随机的方法来产生的[6]，这具有一定的盲目性。因此本文提出利用实例的作用原理或物理结构的相似性作为筛选实例产生初始群体的依据。
实现该途径的关键在于相似性的量化也即相似度的计算方法。相似度实质是实例的关联知识，必须以一定的算法在实例集合中挖掘得到。纵向联想的相似度实质是功能目标与实现手段的关系程度，横向联想的相似度实质是实现手段的可替代关系程度。相似度越高意味着得到已有产品实例的更多支持。根据相似度来筛选初始群体就等于利用以前的设计经历，使初始群体的产生有合理的基础，因此能加快遗传算法的收敛。本文根据相似性联想原理提出如下纵向及横向联想的相似度计算方法。
设产品实例集合为C，功能元素集合为F，作用原理或物理结构元素集合为G。分别记为：C={Ci|i=1,2,?,n}; F={Fj|j=1,2,?,m}; G={Gk|k=1,2,?,q}。实例集合中的实例Ci以不同的隶属度uij及uik分别隶属于Fj及Gk。 设元素Gk到元素Fj的纵向联想相似度为rkj，则：
rkj =
又设G空间中有元素Gk和Gm。实例Cji分别以隶属度uik和uim隶属于元素Gk
和Gm，设从Gk到Gm的横向联想相似度为rkm，则：
rkm =
隶属度作为实例对象的一项属性来存储。系统根据以上算法从实例集合中挖掘相似度知识，辅助设计师从相似度较高的方向进行联想，并用于指导遗传算法初始群体的产生，从而促进设计创新。
3 结论
本文研究创新设计思维规律并用于指导机械产品创新设计系统的开发，系统的成功应用证明了关于创新设计思维规律论断的正确性以及多种新技术的可行性。系统可通过矛盾分析与联想，搜索到适用的作用原理、措施、物理结构及实例以解决矛盾，完成概念设计阶段的功能优化与原理优化，是实现机械广义优化设计方法的新成果。
机械制图是职业院校机械类专业非常重要的一门专业基础课,机械制图教学质量的好坏直接影响学生的职业生涯。下文是我为大家搜集整理的关于机械制图方面的论文的内容，欢迎大家阅读参考!
浅谈机械制图测绘教学改革与实践
摘 要：机械制图测绘在设备维修、改造、仿制产品、技术资料完善等方面具有重要的意义，是工程技术人员必须掌握的基本技能，高职院校应加强这方面的训练。零件测绘是学生全面综合运用所学知识解决实际问题的过程，对培养适应生产第一线的应用型、技能型人才具有重要意义，本文作者根据多年的测绘教学实践，分析了现有机械制图测绘教学存在的问题，提出了改进的建议，以期达到提高学生测绘实训的教学效果。
关键词：机械制图测绘;提高教学效果;能力培养
中国社会经济的飞速发展对职业能力要求逐步提高，对从业人员的专业能力、社会能力等要求的综合化程度也相应提高。高职院校承担了目前国内职业技能从业人员的培养，为了能适应社会需要，高职教育应以就业为导向，以服务为宗旨，培养实践技能强、能“直接上岗”的应用技能型人才。
机械制图测绘在设备维修、改造、仿制产品、技术资料完善等方面具有重要的意义，是工程技术人员必须掌握的基本技能。现在很多高职院校对学生进行技能抽查，而制图这门课主要就是抽查学生的制图测绘能力，因此，高职院校应加强这方面的训练。作者根据多年的测绘教学实践，谈谈如何切实做好《机械制图测绘》这门课程的教学工作。
一、目前测绘实训中存在的问题
1.制图测绘指导书过于简单
我们原来用的制图测绘指导书，主要包括：测绘目的和任务，测绘内容和要求，测绘进程安排，部件示意图，主要零部件的测绘方法和步骤，考核方式等，而对测绘工具使用、零件配合精度、表面粗糙度、形位公差、技术要求等内容没有加以说明，而这些内容分散在制图教材的各个章节，学生难以形成系统认识，以至于—些学生零件草图画好后，不知道怎样使用测量工具和标注尺寸，不懂怎么给产品制定技术要求。
2.忽略草图的重要性
零件草图是画零件图的依据，有时还要直接用于加工生产所急需的配件。所以，零件草图除由徒手画出和无须严格遵守比例关系以外，其他内容均和零件图完全相同。但一些学生在测绘中，总觉得用直尺圆规绘制的零件图、装配图才是重要的，而徒手绘制的零件草图不重要，就是一个草稿，因此在视图表达方案的选择、尺寸的标注、技术要求的注写等方面都表现出较大的随意性，影响了装配图和零件工作图的质量。
3.尺寸标注不完整、不合理
学生在测绘中，无论是在装配图上标注尺寸，还是在零件图上标注尺寸，都会出现漏标注或重复标注。另外尺寸基准选择不合理，重要尺寸不直接给出，相关联零件尺寸标注不一致等现象也时有发生。
4.技术要求标注不合理
学生在测绘中，由于欠缺制造及加工工艺方面的知识和实践经验，对合理制定技术要求往往会感到非常棘手，标注的表面粗糙度、尺寸公差、形位公差、热处理等往往不符合零件的功用和装配的要求，错误较多。
5.相关手册、资料查阅不到位
学生在零件测绘中，手工绘制好零件草图后，必须查阅手册和资料，选用合适的尺寸公差、形位公差、表面粗糙度和金属的材料等。而在测绘部件中的常用件和标准件时，应查阅有关国家标准，正确确定零件的有关尺寸及结构参数。但由于前面的制图课学时有限，学生平时练习不足，加上课本附录上标准及有关参数列举有限，学生没有得到充分的锻炼，查阅文献的能力不强，因此造成部分学生在网上下载相似的零件，不加思考，直接照搬，有的甚至直接抄袭，这对培养学生树立工程观念，强化工程素养极为不利，也达不到应有的教学效果。
6.师生角色转换不到位
在以往的测绘实习中，多数教师仍是测绘实践课程的主导者，现实中多以教师讲授、指导为主，学生的参与度低，整个测绘过程，气氛较为沉闷，学生抄袭现象严重，这对培养学生的实际动手能力和综合分析能力极为不利。
7.测绘成绩评定方法不合理
传统的评定成绩方法，主要是根据学生上交的零件草图、零件工作图、装配工作图的质量为主要评定依据，给出成绩。这种只求结果，不注重过程，不能全面反映学生的真实工程测绘能力，反馈不了测绘效果，也让抄袭者钻了空子，造成学生埋怨考核不公平的消极心理，调动不了学生的学习积极性。
二、提高机械制图测绘周教学效果的措施探讨
1.完善制图测绘指导书
为了培养学生独立分析问题和解决问题的能力，并且能保质、保量、按时完成部件测绘的任务。我们对制图测绘指导书进行了修改，在绘制零件草图中，增加了画零件草图的基本要求、注意事项、视图选择的一般原则、作图步骤、尺寸标注方法、材料的选用、尺寸公差的选用、表面粗糙度和形位公差的选择方法，此外还增加了常用量具介绍、测量零件的常用方法、相关表格、国标和常见错误等，这样更便于学生查阅和自行纠正错误，提高学习效率。
2.加强学生徒手绘制零件草图的能力
在生产实践中，讨论设计方案、技术交流、现场参观等受现场条件或时间限制的场合都需要徒手绘制草图。徒手绘图是工程技术人员进行构思、设计必备的一种基本技能。
徒手绘图能力对训练学生的图示观察思维能力，特别是对培养学生的动手能力有极大好处，因此，在测绘过程中应加强学生徒手绘图的训练，严把测绘质量关，把绘制零件草图的成绩纳入最后的考评成绩，引起学生的重视。
3.重视和加强尺寸标注的训练
尺寸标注是测绘教学的一个重要内容，同时也是一个难点，因此教师要利用测绘的机会，适时给学生讲解零部件尺寸标注的方法，重点要求学生掌握测绘中尺寸基准的选择，了解尺寸的圆整，公差的选用，学会查找相关资料与确定参数等。教师在这一环节中起主导作用，引导学生正确标注零件图和装配图上的尺寸。
零件图的尺寸标注，应做到正确、完整、清晰、合理，且能满足设计要求和工艺要求。标注尺寸时要求学生做到： ①从设计要求和工艺要求出发，选择恰当的尺寸基准，不要注成封闭尺寸链。②尺寸应尽量注在视图外边、两视图之间。③部件中两零件有联系的部分，尺寸基准应统一。④对于标准结构，如螺纹、退刀槽、齿轮，应把测量结果与标准核对，采用标准值。⑤重要尺寸，如配合尺寸、定位尺寸、保证工作精度和性能的尺寸等，应直接标注出来。⑥尺寸标注要考虑便于加工和测量。 装配图的尺寸标注和零件图不同，它不是用来直接进行零件加工，故不需要注出每一个零件的全部尺寸，只需标注出与装配、检验、安装、使用要求等方面有关的尺寸。装配图中的尺寸大致可分为以下几种：性能(或规格)尺寸、装配尺寸、安装尺寸、总体尺寸和其他重要尺寸，这五类尺寸需根据装配体的构造情况进行标注，并不是所有装配体都具备这五类尺寸。
4.合理选择技术要求
零部件测绘中，由于学生缺乏生产实践经验和机械加工工艺方面的有关知识，对合理制定技术要求往往感到非常困难，这就要求教师在部件测绘中引导学生对互相关联的零件进行观察、分析，在真实、正确的表象中获得常见机械结构的感性认识。比如有配合关系的零件，为了具有互换性，就需要给出恰当的尺寸公差和表面粗糙度要求。有的零件要求既耐磨又耐冲击，往往还要进行热处理。要恰当选择零件材料，还需熟悉常用金属材料的性能等，因此教师应从以下方面引导学生正确标注技术要求：
(1)材料的选择。
零件材料的选择，可根据实物并结合有关标准、手册的分析来确定。常用的金属材料有碳钢、铸铁、铜、铅、铝及其合金。参考同类型零件的材料，用类比法确定。
(2)表面粗糙度的选择。
零件表面粗糙度等级可根据各个表面的工作要求及精度等级来确定，可以参考同类零件的粗糙度要求或使用粗糙度样板进行比较确定，一般接触表面、有相对运动表面、受周期载荷的表面、耐腐蚀或要求密封的表面，表面粗糙度要求较高。
(3)形状和位置公差的选择。
形状和位置误差将会影响机器或仪器的工作精度、连接强度、运动平稳性、密封性和使用寿命等，特别是对经常在高温、高压、高速及重载条件下工作的零件影响更大。例如，孔与轴的配合中，由于存在形状误差，对于间隙配合，会使间隙分布不均匀，加快局部磨损，从而降低零件的寿命;对于过盈配合，则使过盈量各处不一致。无特殊要求时一般不标注形状和位置公差。
(4)尺寸公差与配合的选择。
尺寸公差与配合的选择是在基本尺寸已经确定的情况下进行的尺寸精度设计，是对基准制、公差等级和配合种类进行的合理选择，它选择的原则是：在满足使用要求的前提下，获得最佳的技术经济效益。我们在测绘中通常采用类比法，参考相类似的部件的公差配合，通过分析比较来确定，合理选择公差配合，可以促进互换性生产，有利于提高产品质量，降低生产成本。
5.培养学生查阅资料和手册的能力
学生是未来的工程技术人员，应该培养他们查阅资料和技术手册的能力，学生在测绘中，遇上问题不要先问，而是先查，查阅标准、查阅教材、查阅手册。例如齿轮油泵，该部件中有螺栓连接、销连接，有齿轮传动，这些结构都需要学生动手去查阅有关手册，确定相关参数，保证零件尺寸和结构的正确性，这种训练为学生今后走上工作岗位，能独立完成工作打下基础。
6.转变师生角色，以学生为中心
制图测绘是在全面地学完了《机械制图》的基本理论之后开设的实践环节，是为了培养学生对机械制图课程的综合应用能力及动手能力，因此在整个教学实训过程中，要始终坚持学生处于主体的地位，教师只起到指导点拨的作用，切忌教师从布置到画图均面面俱到，使学生失去了主动性。
测绘中，教师应尽可能多地让学生多动手、多思考，多摸索，鼓励学生发现问题，并自己去解决问题，而教师则适当引导。例如如何拆卸部件并画装配体示意图、如何测量尺寸、如何确定零件的表达方案、如何查阅技术资料、如何较好地画出零件、装配体草图等，这些内容都由学生自己组织讨论、分析、研究，查阅资料，自己动手完成，而教师更多地起到辅导、引导、参谋、发现错误、提出修改意见的作用。这样可以很好地培养学生的实际动手能力、综合分析能力以及团队的协作精神。
7.改革测绘实训考核办法，提高测绘质量
测绘实训考核的目的是检验学生对已学知识与技能的掌握情况，也是对教师教学效果的一种评估。教师应改变那种仅仅根据装配图和零件图的图面质量来考核评价学生的做法，应采用过程考核和作品考核相结合的方式，制订比较科学合理的测绘考核体系，这对提高学生的实训效果十分重要。作者认为可以从以下几方面对学生进行考核：
(1)过程考核。教师在指导测绘过程中，对学生的学习态度、测绘进度、出勤情况应作详细记载，然后按比例给出成绩。
(2)提问考核。在每一个项目的教学过程中，通过与学生的探讨和提问考察其对理论知识的掌握、理解和应用等方面的能力，并做好记录;对学生的零件草图，采用一对一的批阅方式，通过提问可以考核学生独立完成图纸的情况和查找资料的能力，同时还可以帮助学生进行知识的查漏补缺，有效地抑制抄袭现象，调动学生的学习积极性。
(3)作品考核。主要是对学生上交的装配图和零件工作图进行考核，教师应列出科学合理的评分标准，对每个学生的作品给出公正的评价，对学生的劳动成果给予充分的肯定。
(4)答辩考核。测绘结束后，由专业教师组成答辩小组，对学生进行答辩及综合成绩考核，要求学生对整个测绘过程作一个描述，谈一谈自己的学习体会，再回答一些专业方面的问答，老师根据答辩情况给予一定的成绩。
对学生作全方位考核，评定出综合成绩，可以使制图测绘真正收到实效。
8.补充一些测绘实训内容
对成绩好、画图快的学生，可以让他们用CAD画零件工作图，这样可以保持他们对学习的浓厚兴趣，也使测绘实习的内容更加全面。
通过改革传统做法，优化测绘教学，为学生营造了良好的理论联系实际的环境，不仅提高了学生的绘图能力、读图能力、测绘能力和资料查阅能力，而且培养了学生团结协作、踏实工作、善于分析与一丝不苟的工作作风，为今后的专业课学习和走向生产一线工作打下了良好的基础。
参考文献：
[1]姜大源.职业教育学研究新论[M].北京：教育科学出版社，2007.
[2]叶晓平，胡小平.加强制图测绘周环节教学 培养学生工程素质[J].丽水学院学报，2009(5).
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建议搭配MATLAB、AI、Visio、Excel等画图辅助工具。
论文图表首先要规矩，符合期刊的投稿要求，然后在规矩的基础上实现图表的美观和专业。在当前贯彻科技论文规范化、标准化的同时,图表的设计也应规范化、标准化。所以，科学论文图表的制作原则主要是规矩、简单、美观和专业：
① 规范：图表要素的满足是做好图表的一个基础条件。规矩就是指论文图表符合投稿杂志的图表格式要求。文章投稿前都会有形式各异的介绍（具体可以参考投稿期刊的《作者投稿指南》或《Author Guidelines》）。绘图时满足投稿期刊的图表要求，这样会使读者至少能看懂图表，例如图表的单位、字体、坐标、图例、坐标轴标题等。
② 简洁：科学论文图表的关键在于清楚地表达自己的数据信息。 Robert A. Day 在《How to write and publish a scientific paper》书中指出，Combined or not, each graph should be as simple as possible。如果一张论文图表包含的数据信息太多，反而让读者难以理解自己所要表达的数据信息，所以，科学论文图表尽量简单和简洁，能清楚地表达数据信息。
③ 美观：图表审美的构造是做好图表的一个重要条件。审美是指论文图表要简单且具有美感，图表的配色、构图和比例等对于图表的审美尤为重要，但是对于理工科的学生来说，又是极为困难的，因为审美的能力不是那么容易培养的。
④ 专业：图表类型的选择是做好图表的关键条件。专业就是指图表要能全面地反应数据的相关信息。当你的审美达到了可以使图表美观的时候，要想让你的图表表达更加清晰和专业，这时图表类型的选择就尤为重要。
相比之下MATLAB画图就更加的清晰明了：
但是如果仅是画简单的柱状图，线形图等，建议可以直接用Excel或者Word也比较方便。word和Excel都属于office旗下的文本图标编辑软件，绘制图片很快捷，但是过于简单，复杂的图标是很难绘制清楚的。
因此，单纯的使用Word来画图有一些单调，可以配合MATLAB、AI、Visio、Excel等画图辅助。会更加合适，清晰明了。
以上内容参考：知乎-写论文用什么软件画图
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2）车间生产任务及产品规格本车间主要承担全国机械及电器制造工业的标准螺钉配件生产。标准螺钉元件规格范围为M3-M16。(3)车间明细表见表。表 车间明细表设备代号 设备名称及型号 单台容量/KW 台数 设备代号 设备名称及型号 单台容量/KW 台数 1 冷镦机 31 16 27 铣口机（自制） 1 2 冷镦机 55 1 28 车床 3 1 3 冷镦机 28 1 29 车床 1 4 冷镦机 28 1 30 台钻 7 5 冷镦机 20 2 31 清洗机（自制） 10 4 6 冷镦机 20 1 32 包装机 3 7 冷镦机 10 1 33 涂油槽（自制） 8 冷镦机 15 7 34 车床 7 1 9 冷镦机 11 1 35 车床 7 1 10 冷镦机 2 36 车床 7 1 11 冷镦机 3 2 37 车床 7 1 12 切边机 20 2 38 铣床 1 13 切边机 14 1 39 平面磨床M7230 1 14 压力机 10 1 40 牛头刨床 3 1 15 压力机 7 1 41 立钻 1 16 切边机 7 4 42 砂轮机 5 17 切边机 1 43 钳工台 18 切边机 3 1 44 画线台 19 搓丝机 10 2 45 桥式吊车 2 20 搓丝机 14 1 46 梁式吊车 1 21 22 搓丝机 7 5 47 电葫芦 1 23 双搓机 11 1 48 电葫芦 1 24 搓丝机 2 49 叉车 25 搓丝机 3 1 50 叉车 26 铣口机（自制） 7 1 （4）车间变电所的供电范围①本车间变电所在冷镦车间东北角，除为冷镦车间供电外，尚需为工具、机修车间供电。 ②机修车间要求车间变电所低压侧提供一路电源。③工具、机修车间负荷计算表，见表。表 工具、机修车间负荷计算表序号 车间名称 供电回路代号 设备容量 代号/KW 计算负荷 P30/KW Q30/KVR S30/KVA I30/A 1 工具车间 供电回路 47 供电回路 56 供电回路 42 供电回路 35 2 机修车间 供电回路 150 （5）车间负荷性质车间为三班工作制，年最大有功负荷利用小时数为4500H，属于三级负荷。（6）供电电源条件①本车间变电所从本厂35/10KV总降压变电所电缆线路引进10KV电源如图2所示。图 配电系统图②工厂总降压变电所10KV母线上的短路容量按200MVA计。③工厂总降压变电所10KV配电出线定时限过电流保护整定的动作时间为top=。④要求车间变电所最大负荷时功率因数不得低于。（7）车间自然条件车间内最热月最高气温为30℃，地中最热月最高气温为20℃，土壤冻结深度为，车间环境属正常干燥环境，车间原址为耕地，地势平坦。地层以砂粘土为主，地下水位约。 设计任务要求在规定时间内独立完成下列工作量：（1）设计说明书①前言；②负荷计算和无功率功率补偿；③变电所的位置与型式的选择及主变压器的台数与容量、类型的选择；④冷镦车间配电系统的确定；⑤变电所主接线方案的设计；⑥短路电流的计算；
机械制图是职业院校机械类专业非常重要的一门专业基础课,机械制图教学质量的好坏直接影响学生的职业生涯。下文是我为大家搜集整理的关于机械制图方面的论文的内容，欢迎大家阅读参考!
浅谈机械制图测绘教学改革与实践
摘 要：机械制图测绘在设备维修、改造、仿制产品、技术资料完善等方面具有重要的意义，是工程技术人员必须掌握的基本技能，高职院校应加强这方面的训练。零件测绘是学生全面综合运用所学知识解决实际问题的过程，对培养适应生产第一线的应用型、技能型人才具有重要意义，本文作者根据多年的测绘教学实践，分析了现有机械制图测绘教学存在的问题，提出了改进的建议，以期达到提高学生测绘实训的教学效果。
关键词：机械制图测绘;提高教学效果;能力培养
中国社会经济的飞速发展对职业能力要求逐步提高，对从业人员的专业能力、社会能力等要求的综合化程度也相应提高。高职院校承担了目前国内职业技能从业人员的培养，为了能适应社会需要，高职教育应以就业为导向，以服务为宗旨，培养实践技能强、能“直接上岗”的应用技能型人才。
机械制图测绘在设备维修、改造、仿制产品、技术资料完善等方面具有重要的意义，是工程技术人员必须掌握的基本技能。现在很多高职院校对学生进行技能抽查，而制图这门课主要就是抽查学生的制图测绘能力，因此，高职院校应加强这方面的训练。作者根据多年的测绘教学实践，谈谈如何切实做好《机械制图测绘》这门课程的教学工作。
一、目前测绘实训中存在的问题
1.制图测绘指导书过于简单
我们原来用的制图测绘指导书，主要包括：测绘目的和任务，测绘内容和要求，测绘进程安排，部件示意图，主要零部件的测绘方法和步骤，考核方式等，而对测绘工具使用、零件配合精度、表面粗糙度、形位公差、技术要求等内容没有加以说明，而这些内容分散在制图教材的各个章节，学生难以形成系统认识，以至于—些学生零件草图画好后，不知道怎样使用测量工具和标注尺寸，不懂怎么给产品制定技术要求。
2.忽略草图的重要性
零件草图是画零件图的依据，有时还要直接用于加工生产所急需的配件。所以，零件草图除由徒手画出和无须严格遵守比例关系以外，其他内容均和零件图完全相同。但一些学生在测绘中，总觉得用直尺圆规绘制的零件图、装配图才是重要的，而徒手绘制的零件草图不重要，就是一个草稿，因此在视图表达方案的选择、尺寸的标注、技术要求的注写等方面都表现出较大的随意性，影响了装配图和零件工作图的质量。
3.尺寸标注不完整、不合理
学生在测绘中，无论是在装配图上标注尺寸，还是在零件图上标注尺寸，都会出现漏标注或重复标注。另外尺寸基准选择不合理，重要尺寸不直接给出，相关联零件尺寸标注不一致等现象也时有发生。
4.技术要求标注不合理
学生在测绘中，由于欠缺制造及加工工艺方面的知识和实践经验，对合理制定技术要求往往会感到非常棘手，标注的表面粗糙度、尺寸公差、形位公差、热处理等往往不符合零件的功用和装配的要求，错误较多。
5.相关手册、资料查阅不到位
学生在零件测绘中，手工绘制好零件草图后，必须查阅手册和资料，选用合适的尺寸公差、形位公差、表面粗糙度和金属的材料等。而在测绘部件中的常用件和标准件时，应查阅有关国家标准，正确确定零件的有关尺寸及结构参数。但由于前面的制图课学时有限，学生平时练习不足，加上课本附录上标准及有关参数列举有限，学生没有得到充分的锻炼，查阅文献的能力不强，因此造成部分学生在网上下载相似的零件，不加思考，直接照搬，有的甚至直接抄袭，这对培养学生树立工程观念，强化工程素养极为不利，也达不到应有的教学效果。
6.师生角色转换不到位
在以往的测绘实习中，多数教师仍是测绘实践课程的主导者，现实中多以教师讲授、指导为主，学生的参与度低，整个测绘过程，气氛较为沉闷，学生抄袭现象严重，这对培养学生的实际动手能力和综合分析能力极为不利。
7.测绘成绩评定方法不合理
传统的评定成绩方法，主要是根据学生上交的零件草图、零件工作图、装配工作图的质量为主要评定依据，给出成绩。这种只求结果，不注重过程，不能全面反映学生的真实工程测绘能力，反馈不了测绘效果，也让抄袭者钻了空子，造成学生埋怨考核不公平的消极心理，调动不了学生的学习积极性。
二、提高机械制图测绘周教学效果的措施探讨
1.完善制图测绘指导书
为了培养学生独立分析问题和解决问题的能力，并且能保质、保量、按时完成部件测绘的任务。我们对制图测绘指导书进行了修改，在绘制零件草图中，增加了画零件草图的基本要求、注意事项、视图选择的一般原则、作图步骤、尺寸标注方法、材料的选用、尺寸公差的选用、表面粗糙度和形位公差的选择方法，此外还增加了常用量具介绍、测量零件的常用方法、相关表格、国标和常见错误等，这样更便于学生查阅和自行纠正错误，提高学习效率。
2.加强学生徒手绘制零件草图的能力
在生产实践中，讨论设计方案、技术交流、现场参观等受现场条件或时间限制的场合都需要徒手绘制草图。徒手绘图是工程技术人员进行构思、设计必备的一种基本技能。
徒手绘图能力对训练学生的图示观察思维能力，特别是对培养学生的动手能力有极大好处，因此，在测绘过程中应加强学生徒手绘图的训练，严把测绘质量关，把绘制零件草图的成绩纳入最后的考评成绩，引起学生的重视。
3.重视和加强尺寸标注的训练
尺寸标注是测绘教学的一个重要内容，同时也是一个难点，因此教师要利用测绘的机会，适时给学生讲解零部件尺寸标注的方法，重点要求学生掌握测绘中尺寸基准的选择，了解尺寸的圆整，公差的选用，学会查找相关资料与确定参数等。教师在这一环节中起主导作用，引导学生正确标注零件图和装配图上的尺寸。
零件图的尺寸标注，应做到正确、完整、清晰、合理，且能满足设计要求和工艺要求。标注尺寸时要求学生做到： ①从设计要求和工艺要求出发，选择恰当的尺寸基准，不要注成封闭尺寸链。②尺寸应尽量注在视图外边、两视图之间。③部件中两零件有联系的部分，尺寸基准应统一。④对于标准结构，如螺纹、退刀槽、齿轮，应把测量结果与标准核对，采用标准值。⑤重要尺寸，如配合尺寸、定位尺寸、保证工作精度和性能的尺寸等，应直接标注出来。⑥尺寸标注要考虑便于加工和测量。 装配图的尺寸标注和零件图不同，它不是用来直接进行零件加工，故不需要注出每一个零件的全部尺寸，只需标注出与装配、检验、安装、使用要求等方面有关的尺寸。装配图中的尺寸大致可分为以下几种：性能(或规格)尺寸、装配尺寸、安装尺寸、总体尺寸和其他重要尺寸，这五类尺寸需根据装配体的构造情况进行标注，并不是所有装配体都具备这五类尺寸。
4.合理选择技术要求
零部件测绘中，由于学生缺乏生产实践经验和机械加工工艺方面的有关知识，对合理制定技术要求往往感到非常困难，这就要求教师在部件测绘中引导学生对互相关联的零件进行观察、分析，在真实、正确的表象中获得常见机械结构的感性认识。比如有配合关系的零件，为了具有互换性，就需要给出恰当的尺寸公差和表面粗糙度要求。有的零件要求既耐磨又耐冲击，往往还要进行热处理。要恰当选择零件材料，还需熟悉常用金属材料的性能等，因此教师应从以下方面引导学生正确标注技术要求：
(1)材料的选择。
零件材料的选择，可根据实物并结合有关标准、手册的分析来确定。常用的金属材料有碳钢、铸铁、铜、铅、铝及其合金。参考同类型零件的材料，用类比法确定。
(2)表面粗糙度的选择。
零件表面粗糙度等级可根据各个表面的工作要求及精度等级来确定，可以参考同类零件的粗糙度要求或使用粗糙度样板进行比较确定，一般接触表面、有相对运动表面、受周期载荷的表面、耐腐蚀或要求密封的表面，表面粗糙度要求较高。
(3)形状和位置公差的选择。
形状和位置误差将会影响机器或仪器的工作精度、连接强度、运动平稳性、密封性和使用寿命等，特别是对经常在高温、高压、高速及重载条件下工作的零件影响更大。例如，孔与轴的配合中，由于存在形状误差，对于间隙配合，会使间隙分布不均匀，加快局部磨损，从而降低零件的寿命;对于过盈配合，则使过盈量各处不一致。无特殊要求时一般不标注形状和位置公差。
(4)尺寸公差与配合的选择。
尺寸公差与配合的选择是在基本尺寸已经确定的情况下进行的尺寸精度设计，是对基准制、公差等级和配合种类进行的合理选择，它选择的原则是：在满足使用要求的前提下，获得最佳的技术经济效益。我们在测绘中通常采用类比法，参考相类似的部件的公差配合，通过分析比较来确定，合理选择公差配合，可以促进互换性生产，有利于提高产品质量，降低生产成本。
5.培养学生查阅资料和手册的能力
学生是未来的工程技术人员，应该培养他们查阅资料和技术手册的能力，学生在测绘中，遇上问题不要先问，而是先查，查阅标准、查阅教材、查阅手册。例如齿轮油泵，该部件中有螺栓连接、销连接，有齿轮传动，这些结构都需要学生动手去查阅有关手册，确定相关参数，保证零件尺寸和结构的正确性，这种训练为学生今后走上工作岗位，能独立完成工作打下基础。
6.转变师生角色，以学生为中心
制图测绘是在全面地学完了《机械制图》的基本理论之后开设的实践环节，是为了培养学生对机械制图课程的综合应用能力及动手能力，因此在整个教学实训过程中，要始终坚持学生处于主体的地位，教师只起到指导点拨的作用，切忌教师从布置到画图均面面俱到，使学生失去了主动性。
测绘中，教师应尽可能多地让学生多动手、多思考，多摸索，鼓励学生发现问题，并自己去解决问题，而教师则适当引导。例如如何拆卸部件并画装配体示意图、如何测量尺寸、如何确定零件的表达方案、如何查阅技术资料、如何较好地画出零件、装配体草图等，这些内容都由学生自己组织讨论、分析、研究，查阅资料，自己动手完成，而教师更多地起到辅导、引导、参谋、发现错误、提出修改意见的作用。这样可以很好地培养学生的实际动手能力、综合分析能力以及团队的协作精神。
7.改革测绘实训考核办法，提高测绘质量
测绘实训考核的目的是检验学生对已学知识与技能的掌握情况，也是对教师教学效果的一种评估。教师应改变那种仅仅根据装配图和零件图的图面质量来考核评价学生的做法，应采用过程考核和作品考核相结合的方式，制订比较科学合理的测绘考核体系，这对提高学生的实训效果十分重要。作者认为可以从以下几方面对学生进行考核：
(1)过程考核。教师在指导测绘过程中，对学生的学习态度、测绘进度、出勤情况应作详细记载，然后按比例给出成绩。
(2)提问考核。在每一个项目的教学过程中，通过与学生的探讨和提问考察其对理论知识的掌握、理解和应用等方面的能力，并做好记录;对学生的零件草图，采用一对一的批阅方式，通过提问可以考核学生独立完成图纸的情况和查找资料的能力，同时还可以帮助学生进行知识的查漏补缺，有效地抑制抄袭现象，调动学生的学习积极性。
(3)作品考核。主要是对学生上交的装配图和零件工作图进行考核，教师应列出科学合理的评分标准，对每个学生的作品给出公正的评价，对学生的劳动成果给予充分的肯定。
(4)答辩考核。测绘结束后，由专业教师组成答辩小组，对学生进行答辩及综合成绩考核，要求学生对整个测绘过程作一个描述，谈一谈自己的学习体会，再回答一些专业方面的问答，老师根据答辩情况给予一定的成绩。
对学生作全方位考核，评定出综合成绩，可以使制图测绘真正收到实效。
8.补充一些测绘实训内容
对成绩好、画图快的学生，可以让他们用CAD画零件工作图，这样可以保持他们对学习的浓厚兴趣，也使测绘实习的内容更加全面。
通过改革传统做法，优化测绘教学，为学生营造了良好的理论联系实际的环境，不仅提高了学生的绘图能力、读图能力、测绘能力和资料查阅能力，而且培养了学生团结协作、踏实工作、善于分析与一丝不苟的工作作风，为今后的专业课学习和走向生产一线工作打下了良好的基础。
参考文献：
[1]姜大源.职业教育学研究新论[M].北京：教育科学出版社，2007.
[2]叶晓平，胡小平.加强制图测绘周环节教学 培养学生工程素质[J].丽水学院学报，2009(5).
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机械制图毕业论文
机械制图是个复杂的过程，下面是机械制图毕业论文，希望可以帮助到你！
机械创新设计是一个极其重要而又困难的实践性较强的研究课题。目前创新设计方法研究虽然已取得一些成果，但创新学还处于发展初期，各种不同理论及工具不断涌现，远没有形成普遍可以接受的统一的理论体系。
本文认为，要进行机械创新设计要有两个必要条件：一是充分获取适用的知识；二是要使用符合创新设计思维并能激发创新思维的设计系统。设计过程充满了矛盾，所获取的知识应有助于矛盾的迅速解决，这就要求知识获取工具紧密集成到设计过程中，因此要统一研究知识获取工具与设计系统。另外，人类的创新设计思维模式是在长期的成功设计经验中总结形成的，因此设计系统必需符合创新设计思维规律。创新设计思维规律应作为算机辅助创新设计系统的理论基础。
基于上述考虑，本文从创新设计思维的研究出发，融合知识获取方法，研究创新设计理论，进而开发机械产品创新设计系统。
1 机械创新设计思维规律
我们常把思维的过程称为“思路”，是因为可用路径问题来说明人类思维过程。本文提出两个机械创新设计思维原则：
一是最短路径原则。设计者得到产品的功能要求后，往往首先检索出最佳设计实例，这样可以最迅速接近目标，然后运用价值工程方法，找出价值较低的极少数组件作为研究对象，再分析所得对象存在的矛盾，尝试作最小变动以解决矛盾，如矛盾没有解决则拟作更大变动或扩大研究对象范围，最后得出最优结果。通过这样途径所消耗的能量最少，体现了最短路径原则。
二是相似性联想。汤川秀树的定同理论认为，联想能力就是找出事物彼此相似性的创造力，相似性是指事物间的内在联系。
要用计算机系统来辅助设计师从自然界中发现形态各异的事物的相似性是很困难的，因此本文只研究从机械产品实例中挖掘相似性，以促进机械创新设计。
机械设计过程是从功能要求到作用原理，再到物理结构的映射过程[1]。在CBR系统中，功能要求、作用原理与物理结构可作为实例索引，因此可统称它们为索引项目。同一索引的不同类索引项目之间的联想可称为纵向联想，而不同索引的同类索引的联想可称为横向联想。
判断联想是否合理的依据是相似性，相似性由已有产品实例确定。比如，“超声波研磨机产品实例”使“超声波振动”作用原理与“研磨”功能要求纵向地产生了内在联系；又如，多种产品实例可满足同一功能要求，那么它们用于实现该功能的作用原理及物理结构具有相似性。
功能要求是联想的起点，经验丰富的设计师通常记忆有大量的设计实例，因而掌
握纵向及横向相似性，所以能迅速地进行横向及纵向的联想，能触类旁通，得出具有相似作用原理及物理结构的实例（简称相似实例）并进行组合优化，最后得到最优解。
这两项原则已被多种设计方法不自觉地采用了，基于实例推理不但能迅速接近最优解，体现最短路径原则；物场分析法（简称TRIZ）分析了上百万设计实例，确定功能要求与作用原理及物理载体的内在联系，以及不同作用原理或物理载体的可替代关系，使设计师可根据功能要求找到适当的作用原理及物理载体，体现相似性联想原则。
2 计算机辅助创新设计系统
两项创新设计思维原则充分体现在计算机辅助创新设计系统的设计中，系统还利用了多种创新设计方法及人工智能技术。计算机辅助创新设计系统的流程如图1所示，它包含如下关键技术：
实例检索
利用基于实例推理（CBR）技术时首先要深入研究它的优缺点。CBR是一种以实例为知识载体的知识供应方法。当前它仍有如下不足：首先，系统为了达到实用通常建立庞大的实例库，这导致管理困难，系统运行效率低；其次，通过检索得到的只是一个或很少实例，而其它不符合检索要求但含有适用知识的实例没有利用，支持创新的力度不够；最后，实例调整严重依赖领域知识，难度大，所以很多CBR系统简化为实例检索系统[2]。导致这三项缺点的深层原因是实例是独立的，不同实例所蕴含的知识难以组合利用。为了克服这个矛盾本文提出通过相似性联想找出相似实例，并利用遗传算法进行组合优化，实现实例知识的重用。
本系统的实例检索功能用商品化PDM系统IMAN中的产品结构与配置管理功能及搜索功能来实现，实例的可视化表示与管理依靠IMAN的产品结构树功能实现。
可视化的实例模型表达及矛盾分析
概念设计技术的发展方向为研究一种统一的设计方案表达方法[3]。文献[4]对日本学者吉川弘之提出的FBS图进行扩充，使用两个框架分别描述一个设计方案的功能层次与结构层次，并存储功能单元与结构单元的对应关系，使计算机理解产品的'结构及其功能。这种方法的缺点是结构与功能的关系不够直观，因此本系统在功能层次图与结构层次图的基础上增加功能关系图，以语义网络的方式描述结构及之间的作用关系，使结构与功能处于同一张图中，设计者可直观地理解产品原理，根据功能关系图并运用价值工程方法分析实例存在的矛盾。
实现创新的关键是正确分析产品中所存在的矛盾[5]。产品设计中的基本矛盾是产品功能成本比不能满足用户要求，它有两种表现形式，一是未能实现某些产品
功能质量目标；二是某些功能质量得到改善而某些功能质量却恶化。
矛盾分析结果用于指导新作用原理、新物理结构的联想，进而找出相似实例。
基于WEB的创新设计知识库
本系统的创新设计知识库包括作用原理库、物理结构库与实例库。当系统根据相似性搜索到新作用原理或物理结构后，相应的实例自动调出。
作用原理库与物理结构库的开发借鉴了TRIZ的成果，再针对机械领域补充整理出二百四十余种作用原理（其中包括五十余种基本措施）。在每种作用原理下分别存储多种物理结构，形成物理结构库。实例库主要针对几种常见的家电产品进行开发。
创新设计知识库是创新设计系统的核心部件，它是一种WEB文本知识库，文本经过笔者开发的机械知识XML标记处理，使知识库建立在国际标准XML文本之上，因此可实现知识资源的异地共享，并且在此知识库之上可建立基于WEB的机械产品计算机辅助创新设计系统，满足异地协同设计的需要。
相似性的量化方法及改进的遗传算法
每种产品的结构不同，需要不定相同的遗传算法编码。本系统为了提高运行效率，采用浮点数编码方式。
在传统的遗传算法中，初始群体是通过用随机的方法来产生的[6]，这具有一定的盲目性。因此本文提出利用实例的作用原理或物理结构的相似性作为筛选实例产生初始群体的依据。
实现该途径的关键在于相似性的量化也即相似度的计算方法。相似度实质是实例的关联知识，必须以一定的算法在实例集合中挖掘得到。纵向联想的相似度实质是功能目标与实现手段的关系程度，横向联想的相似度实质是实现手段的可替代关系程度。相似度越高意味着得到已有产品实例的更多支持。根据相似度来筛选初始群体就等于利用以前的设计经历，使初始群体的产生有合理的基础，因此能加快遗传算法的收敛。本文根据相似性联想原理提出如下纵向及横向联想的相似度计算方法。
设产品实例集合为C，功能元素集合为F，作用原理或物理结构元素集合为G。分别记为：C={Ci|i=1,2,?,n}; F={Fj|j=1,2,?,m}; G={Gk|k=1,2,?,q}。实例集合中的实例Ci以不同的隶属度uij及uik分别隶属于Fj及Gk。 设元素Gk到元素Fj的纵向联想相似度为rkj，则：
rkj =
又设G空间中有元素Gk和Gm。实例Cji分别以隶属度uik和uim隶属于元素Gk
和Gm，设从Gk到Gm的横向联想相似度为rkm，则：
rkm =
隶属度作为实例对象的一项属性来存储。系统根据以上算法从实例集合中挖掘相似度知识，辅助设计师从相似度较高的方向进行联想，并用于指导遗传算法初始群体的产生，从而促进设计创新。
3 结论
本文研究创新设计思维规律并用于指导机械产品创新设计系统的开发，系统的成功应用证明了关于创新设计思维规律论断的正确性以及多种新技术的可行性。系统可通过矛盾分析与联想，搜索到适用的作用原理、措施、物理结构及实例以解决矛盾，完成概念设计阶段的功能优化与原理优化，是实现机械广义优化设计方法的新成果。