机械设计基础科目论文答辩范文

基于UG的模块化机械设计方法研究 摘 要]本文采用模块化设计思想和UG二次开发技术,解决了用UG软件进行机械设计时,许多常用件需要多次重 新设计的问题。常用件模块以菜单的方式结合在UG软件中,这具有良好的可扩充性和可移植性。 [关键词]模块化设计 机械设计 UG二次开发 Unigraphics(简称UG)是美国EDS公司推出的CAD/ CAM/CAE一体化软件。它的内容涉及到平面工程制图、三维 造型、装配、制造加工、逆向工程、工业造型设计、注塑模具设计、 钣金设计、机构运动分析、数控模拟、渲染和动化仿真、工业标准 交互传输、有限元分析等十几个模块。近年来UG发展迅速,已 广泛应用于多个领域,更是进行机械设计的常用软件。虽然UG 功能非常强大,但在进行机械产品设计的时候经常会遇到一些 标准件以外的常用件,若每次对它们均从头开始设计,则要做大 量的重复性工作。为了提高劳动生产率,降低设计成本,将已经 广泛应用于电子、计算机、建筑等领域的模块化设计思想引用到 机械设计中,形成基于UG的模块化机械设计。 1模块化机械设计 模块及模块化的概念 模块是一组具有同一功能和结合要素(指联接部位的形状、 尺寸、连接件间的配合或啮合等),但性能、规格或结构不同却能 互换的单元。模块化则是指在对产品进行市场预测、功能分析的 基础上划分并设计出一系列通用的功能模块,然后根据用户的 要求,对模块进行选择和组合,以构成不同功能或功能相同但性 能不同、规格不同的产品。 模块化机械设计相关性 模块化设计所依赖的是模块的组合,即结合面,又称为接 口。为了保证不同功能模块的组合和相同功能模块的互换,模块 应具有可组合性和可互换性两个特征。这两个特征主要体现在 接口上,必须提高模块标准化、通用化、规格化的程度。对于模块 化机械设计,可见其关键是怎样划分模块,这里主要通过综合考 虑零部件在功能、几何、物理上存在的相关性来划分模块。 (1)功能相关性零部件之间的功能相关性是指在模块划分 时,将那些为实现同一功能的零部件聚在一起构成模块,这有助 于提高模块的功能独立性。 (2)几何相关性零部件之间的几何相关性是指零部件之间 的空间、几何关系上的物理联接、紧固、尺寸、垂直度、平等度和 同轴度等几何关系。 (3)物理相关性零部件之间的物理相关性是指零部件之间 存在着能量流、信息流或物料流的传递物理关系。 模块化机械设计的优点 模块化机械设计在技术上和经济上都具有明显的优点,经 理论分析和实践证明,其优越性主要体现在下述几方面: (1)可使现在机械工业得到振兴,并向高科技产业发展; (2)减轻机械产品设计、制造及装配专业技术人员的劳动强 度; (3)模块化机械产品质量高、成本低,并且妥善解决了多品 种小批量加工所带来的制造方面的问题; (4)有利于企业根据市场变化,采用先进技术改造产品、开 发新产品; (5)缩短机械产品的设计、制造和供货期限,以赢得用户; (6)模块化机械产品互换性强,便于维修。 2模块化机械设计在UG中的实现 总体构思 在用UG进行机械设计时,为了将常用件模块化,首先要把 常用件的三维模型表达出来。对于系列产品,可按照成组技术的 原理进行分类,一组相似的常用件建立一个三维模型,即所谓的 三维模型样板。根据UG参数化设计思想,一个三维模型样板可 认为是一组尺寸不同、结构相似的系列化零部件的基本模型。把 众多的三维模型样板按类分开,每一类放在一个集合里,这样每 类都形成了一个三维模型样板的模块库。为了使模块库与UG 的集成环境有机地结合在一起,把每个模块库都以图标的方式 放在用户菜单上,以方便调用。为了实现这一总体构思,综合运 用了UG/Open MenuScript、UG/Open Ulstyler、UG/Open API、Visual C++等UG二次开发技术,其程序流程图如图1 模块库菜单设计 为了与UG菜单交互界面风格保持一致,模块库采用了分 级式下拉菜单,下拉菜单通过UG/Open MenuScript模块开发 实现。即利用MenuScript提供的UG菜单脚本语言,编写成扩 展名为“.men”的文本文件,将其放在用户目录下的/startup目 录内,通过设定UG的环境变量,UG在启动时会自动加载用户 菜单文件。为了方便用户调用时快速检索到所要的常用件三维 模型样板,将下拉菜单的最大深度设计为3级,且每一条下拉菜 单最多不超过15个按钮。末级菜单上每一个按钮对应一个常用 件三维模型样板名称,点击末级菜单按钮即调出创建相应产品 的三维模型样板对话框。 三维模型样板对话框设计 利用UG/Open Ulstyle制作UG风格的对话框,按照模型 样板的参数生成包含数据输入框、文本框、按钮、图片等控件的 对话框。在对话框上部显示零配件图片,在对话框左上角显示对 话框标题,在UG系统窗口左下角显示操作提示信息,这样可以 使用户很方便地设计或选用常用件三维模型,三维模型样板对 话框设计完成后,生成扩展名为“.dlg”文件。所有对话框都有6 种基本同调函数,分别是Apply按钮的回调函数,Back按钮的 回调函数、Cancel按钮的回调函数、OK按钮的回调函数、对话 框构造函数和对话框析构函数。其中对话框构造函数在UG构 建对话框完成之后、用户应用程序执行之前调用,将常用件三维 模型的常用规格及技术要求显示到信息窗口,供用户创建产品 时作参考。对话框析构函数在UG用户对话框关闭时调用,程序 编写时利用它进行关闭、清除信息窗口以及释放申请的内存空 间等操作。 应用程序动态链接库(*.dll)创建 UG/Open API应用程序是用C/C++语言编写的,它除了 能够在UG的环境下对UG进行功能调用外,还能在程序中实 现软件的文件管理、流程控制、数据传输、窗口调用、数值计算等 C/C++语言支持的全部功能,使用非常灵活。UG/Open API 应用程序牵涉到UG提供的头文件(*.h)、库文件(*.dll)及 以C/C++语言编程环境,需要对Visual C++编译环境进行 设置,下面给出了Visual C++编译环境设置方法及动态 链接库的创建过程: (1)建立一个空的动态链接库工程。 (2)配置程序头文件(*.h)、库文件(*.dll)的目录路径。 其中头文件包括UG头文件,Visual C++库文件。 (3)将对话框生成的C语言源文件模板文件*. 添加到Project中。 (4)编制应用程序。进入对话框回调函数内部进行程序编 制,定义变量及UG对象,运用C/C++语言和UG/Open API 函数进行参数化建模设计。 (5)生成动态链接库(*.dll)文件。UG启动时会自动加载 动态链接库文件,供用户菜单调用。 3结束语 随着装备制造业的飞速发展,产品种类急剧增多且结构日 趋复杂,只有产品设计周期不断缩短,才能够满足企业激烈竞争 的需要。用UG软件进行模块化机械设计符合机械产品快速设 计的理念,符合装备制造业的发展需要,是机械设计的发展方向 之一,具有较高的实用价值和经济价值。 参考文献 [1]袁峰UG机械设计工程范例教程[M]北京机械工业出 版社2006 [2]王志张进生于丰业王鹏任秀华基于模块化的机械产 品快速设计[J]机械设计2004,21,8 [3]滕晓艳张家泰产品模块化设计方法的研究[J]应用科 技2006,33,2 [4]董正卫田立中付宜利UG/Open API编程基础[M]北 京清华大学出版社,2002

机械设计基础是高职院校机械专业的一门重要专业基础课,且具有较强的理论性、实践性和综合性。下面是我为大家整理的机械设计基础小论文，供大家参考。

摘要：本文根据当下我国在机械设计实验教学中存在的问题，针对性地提出了相应的解决这些问题的方案，并实际举例这些方案该如何运用与机械设计，在此基础上真正实现学生个人技术能力的提高，希望本文能给机械设计基础实验教学改革提供一些帮助。

关键词：机械设计;教学;改革

机械设计课程在工科类大学中是一门必修的专业基础类课程，该课程强调了培养学生的个人操作能力，并对学生在今后的工作作用极大。因此机械设计课是工科学生的一门极为重要的课程，学生的个人实践能力和创造精神均可以在该课程中得以提高。但是，在当今我国的机械课程教学当中，仍存在有不少的问题，针对性的解决这些问题，是让机械设计课程更上一层楼的关键。

1实验项目在机械设计课程中暴露的问题

实验过于偏重验证性

我国机械设计课程的教材中虽设计有多项实验，例如带传送实验、机械运动的图像绘画、机械的参数测量等。但是这些实验绝大部分都是作为验证性试验出现在课本之上，且具有很强的理论性。学生认为课本上的这些设计实验往往对自己今后的工作并没有什么太大的用处，因此，当前高校的机械设计教材中的实验部分很难引起学生的学习热情，学生也很难将这些知识与自己今后的工作相结合。

实验内容缺乏综合性

高校中的机械设计课程设计实验，往往在单个的实验中缺乏对机械设计理论知识的综合运用，每个实验设计均是围绕了单一的理论知识点，没有进行综合性的理论知识运用。单纯注重实验对理论基础知识的验证，无法有效增强学生的创新能力，只会让学生在实验当中枯燥地证实教材中的相关理论。

实验类项目在机械设计课程的评定之中分数比例较低

在对学生进行机械设计课程能力的综合评定时，各大高校往往都较为重视学生理论知识的掌握，但往往忽略了最为重要的学生的实践操作能力的培养。实验课程在学生成绩的评定之中，往往得分只占其中的三成左右，绝大多数得分均在于理论知识的书面表达。这样偏重记忆的教学方式，背离了机械实验课程重视实验的初衷，无法真正做到培养学生的自主创新意识，也不能起到增强学生职业技能的作用。并且受到这种“重视理论，轻视操作”的思想的影响，很多学生在实验课上往往不愿意亲自动手做实验，更加无法增强机械设计课程中学生的个人技能的使用能力。

2机械设计课程中对于实验教学的改革对策

实验课程中教学方式的改革

改变现有的以老师作为机械设计实验中核心的教学方法，使用开放式的机械设计实验教学，让学生作为课堂的主导。老师利用学生已经掌握的机械设计的相关理论知识，提出相应的实验设计要求，让学生自行查阅相关档案，并独立设计实验模型。老师根据学生的完成进度，进行发问，并提出相关的修改意见和评价。这样既可以杜绝学生之间验证性机械设计实验的实验报告抄袭的现象发生，同时也可以有效增强学生自主动手能力和实践能力。例如，实验课上，老师公布实验课题为“水平结构的运动数据的综合测试试验”，要求学生利用当前所学的机械设计相关理论知识，自行设计一套传动系统，如曲柄的滑块结构。在设计好这个结构之后，故意改变该结构中的一个参数，查看该参数的变化对整个实验数据会产生怎样的影响。例如改变曲柄的长短的影响，连杆长短的影响。并让学生记录于自己的实验报告之中，并浅谈在该实验中如何选择最佳的参数，并通过相关的理论验证自己的观点。这样的实验设计，既锻炼了学生的动手操作能力，又可以让学生的技能水平有所提升，增强了学生对于机械设计实验的重视程度和学习热情。

考核办法的改革

当下我国的机械设计课程的考核办法依旧是“重视理论而轻视实践”，造成了机械设计课程就好像高中的物理一样。只要学生会相应的计算方法，就可以取得好成绩，这往往与机械设计课程的教学初衷背道而驰。所以，需要改进当下机械设计课程的考核办法，让机械课程的教学目的回归正轨。例如，在考核标准中，应让学生在规定时间内，按照老师提供的要求，独立完成一套机械设计项目，如连杆机构等。根据老师提供的相关要求作出相应的实验实物和实验报告，并根据该实验提出相关课题，让学生通过理论知识进行有关的阐述，这个考核占学生总成绩的60%。另外，平时的课堂表现占学生总成绩的20%，期末成绩占学生总成绩的20%。这样设计的好处在于学生在掌握理论知识的同时，也要注重个人的动手操作，让机械设计课程的教学初衷得以实现。真正让学生做到重视实验的目的，也为学生今后的职业技能打下了良好的基础。

补充

机械实验课程在进行相关的改革之后，伴随着而来的是对教学工作者的要求提高。相关教师要对改革后的机械设计课程有更高的重视，领会新教材的创新内涵，将自己的教学重心从理论教学逐步偏向实验指导。

3结束语

当前我国的机械设计课程在教学过程当中，依旧过于保守，并且不利于学生在进入社会工作后的发展。学生无法在该课程之中培养自己的个人技能素养，针对这一些问题，有关教育工作者必须要严肃重视起来。实验的课程改革，相关的考核办法，都需要进行更详细的打磨。这一切的目的，都是为了将学生的能力培养做到最好，完成这一目的，需要所有教育工作者不懈的努力。

参考文献

[1]刘元林.大工程背景下机械设计基础实验教学改革的研究与探索[J].实验技术与管理,2010,01:14-16.

[2]陆凤仪,徐格宁,孔祥莹.机械设计基础实验教学示范中心建设与教学改革[J].实验技术与管理,2010,02:81-83+89.

[3]高世杰.机械设计基础课程实验教学的探索与思考[J].中国科技信息,2011,14:277+279.

一、改革背景分析

随着我国的改革开放，我国的机械制造业有了迅猛的发展，它支撑着这个国家的工业和国家经济的发展。在国家对经济的宏观调控，机械行业呈现稳步上升的发展趋势于机械行业的发展越来越趋向于高度自动化、高标准质量、现代信息管理技术等方向发展，需要具有专业素质高的应用性、创新型人才。通过调查分析，高校专业人才培养模式仍然停留在以前的传统模式，人才培养方案不健全、不完善，教学内容、课程设置等没有形成系统，教学方法和手段落后，同时对学生缺乏创兴能力的培养，不能理论与实践相结合等，这些都阻碍了对机械设计专业人才的培养，也使得大学生毕业后无法满足社会的需求，这些都对专业教学进行改革，建立适应社会发展的机械设计人才培养模式。

二、确定专业人才培养目标与规格

21世纪，对人才的需求不仅仅需要专业知识与技能，更需要在此基础上具备信息技术应用能力、实践能力和合作能力等。通过对专业教学改革背景的分析，对机械设计制造及其自动化专业人才培养的目标是：

(1)人才培养规格的定位

对机械设计的基础理论进行系统地学习，同时学习计算机信息技术和微电技术，接受现代机械工程师的训练并具备各种专业基本技能，培养应用型人才。

(2)人才培养目标的定位

人才培养的核心是人才整体素质的培养，除了具备过硬的专业技能，还要具备良好的人文素养和社会实践能力，能有较强的适应能力和分析解决实际问题的能力。市场经济的特点是竞争，专业技术人才要有竞争意识和创新精神，这样才能适应我国新世纪对人才的需求。

三、改革机械设计制造及其自动化专业人才培养模式的建议

(1)制定合适的教学计划，建立科学的课程体系

为了更好地实现专业人才培养的目标，适应社会经济的发展需求，改革人才培养模式，全面提高专业人才的素质，转变更新教育观念，既注重基本技能的训练又要加强对学生综合能力的培养，注重学生的个性发展和创新意识，因材施教，充分调动学生的积极主动性。制定合理的教学计划，对人才培养的专业方向和规格有明确的指导，教学内容要与时俱进，以达到整体教学计划的最优化。建立科学的现代课程体系，注重课程之间的联系，专业课程和非专业课程有机结合。通过系统的理论学习和专业技术基础技能培训的专业课程学习，使学生掌握扎实的专业基础知识，获得各种基础能力的培养。非专业课程包括专业的选修课和学校的公共课，这些课程从横向对学生的知识进行补充，对学生的政治思想、人文素质适应社会的能力等各方面进行培养，学生可根据自己的兴趣爱好和优势，有选择的进行学习。

(2)加强对专业人才培养的环境与条件的建设

良好的教学环境和条件是培养学生的综合素质的基础，不断加强教学管理制度的建设，完善教学条件。学校通过对教学资源进行整合，通过与科研平台的紧密结合，积极调动学生参与科技创新活动，拓展学生的实践能力，培养创新精神。学校多组织一些科技设计大赛和科技宣传活动，既能让学生感受到科技创新和工程文化的氛围，也能让更多的学生又锻炼和展示实践的机会。对学生的评价机制采取多样化方式，不仅考核学生的基础知识，还要注重对综合能力的考核，促进学生的全面发展。

(3)注重实践教学，培养学生的创新能力

实践教学是机械设计专业教学的重要部分，是学生把理论进行应用的关键环节，在加深理论感性认识的同时，更好地培养了学生的实践能力和创新能力等综合能力。所以应该加强实践教学和实践条件的建设，不仅仅要在实验室进行学习，还要把课堂搬到工厂，在教师的指导下，让学生独立的去完成实验项目。同时开展多种多样的课外活动，培养学生的创新意识和创新精神。

四、结束语