化工機械設計基礎精品(七篇)

序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇化工機械設計基礎范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

篇(1)

關鍵詞：化工機械 設計材料 選擇 應用

一、做好化工機械設計中碳素鋼與合金鋼材料的選擇

要做好化工機械設計中的材料選擇工作，首先要使材料滿足機械零部件在運行過程中各種機械性能、物理性能以及化學性能的要求。在此基礎上，還要兼顧機械生產與加工過程中的可操作性、經濟性以及安全性。在當前的機械設計材料市場當中，碳素鋼受其加工性能和操作性能好、成本價格優越等特點影響得到了廣泛的關注與應用。但是，這種碳素鋼的低強度、低韌性以及中等形狀以上材料零部件無法進行熱處理加工淬透作業等缺陷，使其在機械設計材料選擇中受到了較為嚴重的制約。研究發現，在碳素鋼中加入一定比例的合金元素就能夠形成合金鋼。這種合金鋼結構的機械材料在強度與韌性上能有一定的提升，還可以在一定程度上賦予零部件材料諸如耐腐蝕、耐高溫、耐磨損等方面的特殊性能。雖然合金鋼材料較碳素鋼材料各方面性能均有所提升，但只有在材料外載荷作用力較大，或是零件的有效截面尺寸較大且需要進行淬透 DnI 的情況下才應選用合金鋼材料，其他情況則應選用碳素鋼材料。

二、化工機械設計中材料的應用要以機械材料零部件的制造工藝為參考指標

在機械生產與加工作業中，鑄造工藝、熱處理工藝、切削工藝、焊接工藝等加工處理技術對于機械設計中材料應用的要求各有不同。鑄造工藝要求機械設計材料的應用向高流動性、高收縮性以及高吸氣性方向發展，焊接工藝需要機械設計在材料應用中考慮材料的沖壓性、冷鐓性特點，熱處理工藝需要機械設計在材料應用中滿足淬透性、過熱敏感性以及氧化脫碳性等方面的基本性能，切削工藝則要求機械設計在材料應用中滿足切削作業可操作性的特點。機械設計中材料的應用，要以機械材料零部件的制造工藝為參考指標。機械零件是組成機械的基本單元，機械零件在一定的工作條件下具有足夠的工作能力，并且成本低廉，是設計機械零件應滿足的基本要求。工作能力是指零件抵抗可能失效的能力，對載荷而言稱為承載能力.零件因某種原因而不能正常工作的現象稱作失效。零件設計除應保證零件具有足夠的工作能力外，為降低零件成本還需考慮合理選擇材料，降低材料費用；保證良好的制造工藝性，減少制造費用；盡量用標準化、通用化零件，簡化設計過程，降低成本。

三、做好化工機械設備的防腐設計

腐蝕是化工機械設備發生的常見問題，這主要是由于化工機械設備在日常的環境中由于空氣以及水分等因素而發生了化學反應，進而導致設備出現損耗或者是破壞的狀況?；ぴO備在被腐蝕之后會在其色澤、外形以及基本的性能方面發生變化，從而影響設備的正常使用和生產，也會給相關的企業帶來一定的損失。所以，對于化工設備的腐蝕以及防腐措施的研究意義重大。我公司2005年從加拿大IMW工業有限公司采購2臺IMW50風冷W型往復式CNG子站壓縮機，型號是IMW50-3X1750SA-100-3625-2AC，進口壓力為3-20MPa，排氣量為450-3900NM3/H，該壓縮機為自適應工況壓縮機，運行至今（2013.11）工況良好，問題主要在壓縮機配置的進口管路上的碳鋼管接和碳鋼單向閥銹蝕嚴重；究其原因主要是當管束氣源壓力低于約8MPa時進口管路出現冷凝水，冬天則為霜或冰，長期以來慢慢銹蝕，危及安全。同時管路溫度急劇降低引起進口氣動球閥在大壓差下動作不靈敏，或扭矩不敢閥門打不開引起壓縮機報警。目前準備更換316不銹鋼管件及單向閥，采取2只1/2”氣動球閥代替1只3/4”氣動球閥?，F場情況見下圖：

結構的設計應該圍繞化工設備生產運行中的生產要求和應力的特點，在設計中需要注重一下幾個方面：首先是產品的結構要求應該要與生產化工產品的耐腐蝕要求相一致；其次是要注意化工設備的運行穩定性和流暢性，防止具有腐蝕性能的介質的停頓、熱負荷分配方面的不夠均勻以及蒸汽的凝結和腐蝕產物的累積；最后是要注意對于外力的保護，防止因交變應力而引起的疲勞腐蝕。

四、化工機械設計中材料的應用要做到環保性與節能性的統一

隨著我國經濟的迅速發展，對于資源的需求正在迅速增加，其中很多應用于機械設計的很多材料都已被大量開采，有一些已經變成了稀缺資源。在這種情況下，我們應該在機械設計的材料選擇方面，更為注重綠色環保與經濟性。機械設計材料應用工作環保性與節能性的統一，作為生態經濟社會建設發展過程中，可持續發展觀念賦予機械設計工作的新要求。經濟社會在發展過程中對于各種不可再生原材料的需求與消耗，最終勢必會給機械設計材料的選擇與應用工作埋下嚴重的隱患，因而材料應用工作中節能性與環保性的統一已成為我們下一步工作的重點。以機械設計鑄件環節材料的應用工作為例，鑄件設計階段 5%左右的成本決定著 80%左右的鑄件生產成本。因此要關注機械設計材料應用階段的節能環保，有效節約原材料和成本，減少不必要的能源耗費。

五、結束語

綜上所述，在化工機械設計中材料的選擇與應用已成為一個備受關注的問題，在機械設計中要做到材料的使用與節能環保協調進行，以促進我國經濟的可持續發展。

參考文獻

[1]趙忠國.機械設計中的材料的選擇和應用[J].科技風.2011（17）.

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[關鍵詞]化工設備機械基礎；課程改革；教學質量

《化工設備機械基礎》是我校化學工程與工藝專業一門綜合性的機械類基礎課，它涉及多個學科，主要側重化工機械設備的基本原理和實際工業應用[1-3]。通過學習該課程，可使學生了解和掌握中低壓容器的設計標準和規范，包括中低壓力容器的結構、材質以及應力分析，了解和熟悉管殼式換熱器、攪拌反應器、填料吸收塔、減壓精餾塔的結構設計和工作原理，在化工工藝課程的學習過程中認知這些化工機械設備的實際應用與操作方法；了解和掌握化工過程機械設備的基本原理，增加學生對化工機械設備工業應用的認知，培養學生在實際化工生產中善于分析和解決問題的能力，并能應用最新的化工設備設計規范和標準對化工工藝過程中的機械設備進行基本的選型，初步建立起完整的化工設備機械設計思想。本課程的知識點零散、工程概念多、實踐性強，要想突出教學重點、提高教學效果、保障教學質量、培養出拔尖的應用型人才，則須注重課程教學的改革與創新。

1課程教學中存在的問題

《化工設備機械基礎》課程內容涉及到化工、機械設計、材料力學等多個學科，傳統教學方式存在一定的不足，例如教學內容陳舊；教學方式單調，缺乏對學生的引導；理論教學與工程實踐聯系不緊密；學生工程倫理意識薄弱等問題。因此，為了提高學生分析能力、工程意識、解決工程設計及工程問題的能力，培養出新工科背景下拔尖的應用型人才，有必要進行《化工設備機械基礎》課程的改革與創新。

2課程改革探索

2.1教學內容及時更新。隨著化工過程工業的進步與發展，教師在授課過程中應該結合現在實際生產中應用的先進化工設備介紹課程中的知識點。例如，在機械傳動章節中可以引入新型齒輪傳動、主動磁軸承等原有課程內容缺乏的新知識[4-5]。通過調研最新的文獻資料，保證教材中知識點的及時更新，使課程內容跟上化工過程工業的快速發展，使學生們了解和熟悉化工機械裝備結構設計的更新換代過程。這樣既能夠打開學生們的視野，也能使學生們了解和熟悉化工過程工業中的新工藝、新技術以及新裝備。同時，能夠調動學生們學習的積極性，提高學生們的學習興趣和熱情。2.2教學方式的革新。教師在教學過程中需要結合現代教學手段，通過視頻動畫將復雜的機械設備構造分解，讓學生們能夠較好了解和掌握化工機械設備內部的構件，更好地理解化工機械設備的工作原理和操作方法。此外，除開課堂教學以外，可讓學生們通過在線課程或者微課對教學內容進行進一步的學習理解。同時，可采用對分課堂，將學生們分組，在讓每組學生提出組內同學沒弄明白的問題，讓其它組弄明白問題的同學進行解答，使學生們主動能夠參與課堂教學，誘導學生們進行思考，激發學生們的探索求知欲。2.3感性認識的培養。由于學生們缺乏化工生產的工程實踐，加之學生們對化工機械設備的感性認識比較薄弱，這無疑加大了教學的難度，降低了學生們對課程的學習興趣，教學質量也得不到保障。因此，在本課程教學過程中，教師需要注重學生們對化工機械設備感性認知的啟發和培養。同時，教師還需注意理論聯系實際，適當增加一些化工過程工業中的生產實例，這樣不僅能引發學生們的思考，還能調動學生們學習的主觀能動性。2.4實踐能力的強化。教師需注意增加實踐教學環節，讓學生們能夠有機會參加工程實踐，做到在“做”中“學”。教師需要充分利用我校化工原理實驗室中的化工機械設備，如化工原理實驗室的填料吸收塔、套管換熱器、減壓精餾塔、板框壓濾機以及干燥設備等，可以結合化工原理實驗教學進行講解。同時，可結合學生們的生產實習，對學生們講解化工實際生產過程中所遇到的化工機械設備，使學生們理論聯系實際，在感性認識的基礎上，對課程內容進行理解消化，掌握化工機械設備的操作原理及應用范圍。

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關鍵詞：化工機械；創新；高科技；改革

現代制造業的發展已經離不開機械技術，機械技術已經成為科技進步和科技發展道路上的重要環節和基本保障。在科技進步的今天，機械技術已經成為多個領域中的重要一環，機械技術也已經突破了原有的定義和范圍。機械化工技術除了應用于社會生產中，而且還對人類的生活產生了實際的影響。機械技術支持每一個工業的成長和發展，并在高科技領域有著它重要的發展前景。

1.化工機械技術發展現狀

計算機技術是上世紀科技領域中的重大創新和發明創造，計算機技術的出現，人類社會發生了巨大的變化。經歷了一個多世紀的發展，計算機技術已經深入到社會生產中的各個領域各個環節，而且也已經影響了人類生活的方方面面。如航天工程工業，世界大國的紛紛推出各自的登月計劃，很多國家都在研發和制造原子彈以提升自身軍事實力，以此維護國家安全等等，這些國家行為其實都對我們的生活產生著重大影響。當然了在所有這些領域中，都離不開化工機械技術的參與，化工機械技術在產品研發和制造中發揮著十分重要的作用。除航天工程工業外，化工機械急速在諸如芯片加工、電子化學品生產、超凈環節形成、殼體制造等材料加工等行業中也有著舉足輕重的位置，與此同時，原子彈工程中的核原料制作、登月工程火箭推進劑生產等同樣離不開化工機械。

就中國目前發展階段，化工機械技術在我國科技創新和發展過程中可以說起著支柱作用，我國發展核技術需要化工機械技術，制造火箭發射衛星離不開化工機械技術，更重要的是，化工機械技術已經成為國民經濟發展和進步不可或缺的重要技術支持和保障，特別是電力、化工以及冶金行業。我國的化工制造行業與過程工業處于同樣的發展階段：我國自身的制造力基本已經能夠達到世界先進水平，能夠滿足于當今世界很多高精尖制造業的制造要求；壓力容器以及管道結構完整性的理論和安全可靠性的評定取得滿意的成就；化工靜設備的事故預測方面的技術在實踐和理論方面都獲得了長足的進步；而動設備狀態的監測方面的技術，例如機組在線狀態的集散的監測室一個極具創新的發展；高溫的構件如何延壽的設計原理在工業的生產中得到成功的應用。諸如此類的技術創新和突破還表現在其他各個行業領域中，這些技術成果推動著中國經濟的發展，在新世紀發展競爭環境中，化工機械技術也需要適時的作出革新和創新，以適應當前時代的發展需求。

2.化工機械技術發展展望

原有的技術措施已經不能夠適應當前的競爭，在時代變革的今天，化工機械技術需要不斷的進步和創新，提升技術的競爭力。隨著科技的發展，不斷研發新技術，開發新材料，這就給我們的化工機械技術提出了更高的要求，與此同時，國內國際環境的影響也是化工機械技術未來發展過程中需要予以重視的因素。

2.1面向新材料技術的化工機械

當今世界公認的高新技術不僅包括材料技術，而且還涵蓋了信息、生物以及先進的制造技術，此四大高新技術將會在很長一段時間內影響人類的生產和生活。材料技術更是一項復雜且重要的技術領域，不僅自身有著極其重要的技術要求，而且還對其他技術發揮著一定的影響作用。高科技術的發展與創新需要將材料科學與過程機械有效的結合在一起，除此之外，化工過程裝備的控制又有賴于新的功能材料的開發。社會的發展進步的產物之一便是大量新材料技術成果的涌現，化工機械需要新材料技術來提升自身競爭力，把握行業發展主動性，當然了，不可能一次性解決所有的問題，對于某些隱性問題需要在不斷的發展中逐步解決和完善?；C械技術本身已經是一種定型的技術措施，為了更好的提升技術能力，需要添加某些新材料，例如，利用某些合金元素的特征加強機械的耐腐性、耐熱性以及穩定性等等。對化工技術材料元素進行改進和補充可以使得整個化工機械性能發揮到最大限度，而且復合材料的應用成了熱棒。運用新材料的優勢無疑可以提升化工機械性能，但與此同時帶來的問題卻是無法有效保證材料本身的安全性。

2.2面向新制造技術的化工機械

科技進步與制造業是同步發展相互帶動的發展步伐，制造業的發展在很大程度上帶動了科技的進步，制造業的發展提高了勞動效率，解放了眾多的手工勞動者。通過運用新的生產技術可以大大縮短原有的生產時間，提高生產效率，當前我國的制造業技術已經處于世界先進行列。雖然我國的制造業取得了一定的成就，但與世界發達國家相比仍有眾多不足之處，需要對下列兩點進行改進：首先，企業自身需要進行創新學習，成立研發創新團隊，能夠根據市場需求制定具體的產品研發方案，并要保障研發產品的質量和市場競爭力。其次，提高企業研發人員素質和研發水平。實行有效的定期培訓制度，并組織研發人員到外面進行參觀學習，學習和引進優秀技術，提升自身業務水平。

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中圖分類號：TQ05

一、化工機械設備故障分析

為了進一步提高化工機械設備運轉的可靠性和安全性，保證其工作效率，實現化工生產的科學管理，針對化工機械設備在運轉過程中出現的故障，以及因為機械運轉故障而引起的安全事故，國內相關研究人員對此作了大量的調查和研究。調查研究資料表明，當化工機械設備處于運轉狀態時，其故障發生率是最高的，且其運轉時主要發生的故障大致可分為兩類：（1）化工機械性能故障。這一類故障主要是由于機械設備性能下降而引起的，比如活塞式壓縮機排氣量不足、排氣溫度過高、設備內部發生汽蝕現象等。（2）化工機械本身的質量故障。這一類運轉故障是由于機械設備本身所存在的質量問題所導致。比如化工機械的軸功率過大、長時間工作導致機械組成機件損壞、破裂等。針對以上兩個引起機械運轉故障發生的原因，在預防和控制其故障時，便可直接從機械的性能和質量兩方面入手，對其運轉故障實施合理的防治。

二、化工機械設備發生故障的幾種形式

2.1磨損與疲勞

在化工機械試車、運行過程中，機械作用引起的常見事故原因是運動的磨損、材料的塑性變形和疲勞破壞。按照磨損造成化工機械摩擦表面破壞的機理，主要可分為粘著磨損，磨料磨損和腐蝕磨損等類型。其中，外界硬顆粒或者對表面上的硬突起物在摩擦過程中引起表面材料脫落的現象為磨料磨損。

2.2噪聲與振動

噪聲是我們需要特別注意的一個重要因素。噪音的存在對于人的身體健康造成很大威脅，很多老人和孩子由于噪音產生疾病。與此同時，噪聲對于人類的環境也有很大威脅，噪聲會產生很大的振動反應，人們的安逸祥和的環境被噪音所污染。噪音不僅不利于人的健康，造成環境的污染，同時噪音還分為流體噪音和機械噪音，特別大工業生產的機械噪音對人類的影響要超過流體噪音。

2.3汽蝕與喘振

汽蝕是當流道中的液體局部壓力下降臨界壓力時，水中氣核成長為汽泡，汽泡的聚積、流動、分裂、潰滅的過程，此時，材料的局部就會在巨大的高頻連續沖擊下產生疲勞點蝕破壞。也就加快了金屬零件的破壞。

三、化工設備出現故障率分析研究

機械設備經過安裝投入到使用流程之后難以避免會出現一系列的故障問題，對于這些問題的排查和檢驗關系到設備的整體運行。這些故障問題不僅存在機械內部同時存在于機械的安裝方面。在機械的內部，由于機械的長期的大規模的作業出現故障問題肯定是難免的，因此要經常性進行檢查。在機械的安裝過程中也要注意質量問題，因為每一個環節出現問題都會影響到機械設備的整體質量。階段性檢查是避免故障的主要辦法。

設備運行的時候，尤其是經過一定時期的運行后，定期對其進行質量檢驗基本可以避免故障的出現。對于小的故障問題只要用適當的方法排除就可以。對于大的故障需要專業的技術人員對其大規模檢查，把事故扼殺在搖籃里。同時，隨著現代科技的發展和生產力的進步，技術人員的專業水平已經得到了很大的提高。他們不僅得到了專業的技術水平的培訓，而且自身的學習能力也很強。因此，機械的故障問題的排除和檢驗越來越受有了技術的保障。技術的進步不僅給人們的生活帶來了便利而且保障了人們的生命財產安全。

四、故障預防及維修技術實施控制

化工機械設備安裝完成，并正式投入使用之后，由于其在使用過程中會涉及到關于電力、機電設備運行管理、結構、運行條件、設備性能分析等多方面的的內容，所以其在具體運轉時都會牽扯到對各類技術的應用，如信號處理技術、監測診斷技術、信息組織管理技術、計算機軟硬件操作技術等等。從其實質而言，化工機械設備運轉故障的防控其實是一個復雜的動態系統，這個系統根據設備在運轉中所發生的各種信息來作決策，保持設備的正常運轉，保持總體的平衡，并通過規劃、實施、監測、信息反饋、分析總結、歸檔這一全過程的信息管理手段來對設備運轉情況實施管理，做好每一項管理工作的記錄。

鑒于化工機械設備運轉故障管理控制工作的復雜，其工作在具體實施時必須要有知識全面、專業能力強的人才作基礎，更需要完整、健全的人才管理制度作管理依據。通過構建一個完整的、有保障的組織管理機構，來對化工企業內部所擁有的上千、上萬臺化工機械設備實施科學化、經濟化的管理，同時，設備診斷技術必須在設備壽命周期的全過程中發揮作用。也就是說，如果僅僅是在設備壽命周期的全過程中的某一個特定時間，或某一個特定的故障和異常，就想作出對癥的診斷是困難的。所以，化工機械設備維修人員應該根據綜合管理理論，將設備全過程作為診斷技術的范圍內。

五、化工機械設備的運行狀態診斷與分析

對于化工機械設計、制造、安裝過程中存在的安全隱患，相關單位和部門應加強質量、安全監督，并且嚴格按照國家出臺的相關工藝、技術標準嚴格約束制造企業的生產行為。化工企業作為化工機械設備故障和事故的主要受害者之一，是故障和事故管理的主體，應積極主動地發現機械設備存在的問題，應該對機械設備的運行狀態進行實時的監控和診斷分析。在化工機械的使用過程中，企業應組織管理人員定期進行化工機械的狀態診斷。此外，化工機械設備具有一定的復雜性和特殊性，特別是一些大型的化工機械設備，其結構十分復雜，因此對這種設備的狀態檢測是一個較為龐大的工程，而且進行狀態診斷時宜在機械設備停止運行時進行，以確保狀態檢測的全面性和有效性。在進行精密化工機械的狀態診斷時，檢測人員應盡量減少對于機械外觀的破壞，而要更多的采取先進的在線監測技術，以便在保證化工機械完整性的基礎上，進一步提高狀態診斷與分析的效率。

六、結束語

綜上所述，企業生產能力的高低是由企業內部生產條件來決定的。生產技術和生產設備作為企業內部生產條件中的重要組成部分，其對企業生產能力的提高以及企業經濟的增長起著重要作用。隨著我國經濟水平提高和科學技術日新月異的發展，我國的化工業也得到了快速的發展，人們對化工機械設備的安裝技術也越來越關注，對其設備的安裝技術提出了更高的要求。近些年，化工機械設備出現故障的頻率較高，這也就要求了我們要提高其設備在安裝過程中的質量。文章針對化工企業生產設備在運轉中容易發生的故障及故障原因、形式、發生規律作重點分析，并在此基礎上提出相關的故障預防和控制對策，供相關人員參考借鑒。

參考文獻：

[1]陳連慶. 化工機械設備狀態的診斷與分析[J]. 化工管理，2013，12：133+135.

[2]喬楊. 化工機械設備故障與事故管理研究[J]. 中國石油和化工標準與質量，2013，14：188.

[3]相博，焦芙暉，祝洪爽. 論化工機械設備技術的管理與保養[J]. 化工管理，2013，14：165.

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【關鍵詞】機械設計；CAD技術；優缺點；應用

隨著科學技術的不斷發展，CAD應用軟件也逐漸被廣泛的應用。在機械設計中，CAD技術很好的解決了重復性設計多、信息資源利用率低等問題。機械設計時機械工程的基礎環節之一，它在整個機械產品的生產過程中占有非常重要的位置。CAD即為計算機輔助設計，主要是設計人員利用計算機及其圖形設備進行輔助設計的一種技術。在機械設計中應用CAD技術將機械產品的研發、設計、分析、制造與技術管理等結合在了一起，不僅提高了工作效率，對于企業而言也具有巨大的經濟效益。

一、CAD技術在機械設計中的優點

在機械產品的生產過程中，機械設計時整個生產過程的重要環節之一，而且產品的設計工作對于產品的成本而言也是非常重要的，它決定著產品大約75%的成本。隨著CAD技術的逐漸成熟，目前，在機械設計中基本已采用三維CAD技術，而三維CAD技術在機械設計中的應用主要具有以下幾個優點:

①零件設計更加方便。三維CAD應用軟件可以在裝配環境中進行新零件的設計，也可以應用相鄰零件的位置與形狀來進行新零件的設計。這樣一來，零件設計就更加的方便與快捷，同時還避免了單獨進行零件設計而導致裝配失敗的情況。另外，在資源查找器中的零件回放還能夠將零件的造型過程利用動畫的形式演示出來，讓人對其一目了然。

②使裝配零件更加的直觀。在進行零件的裝配時，由于資源查找器中的裝配路徑查找器將零件之間的裝配關系記錄在了其中，因此，若出現裝配不正確的情況則會進行顯示。除此之外，零件還可以進行隱藏，要是想要看清內部的裝配結構則可以對外部零件進行隱藏。在整個機械裝配模型完成之后可以對其進行運動演示，對一些有特定運動形成要求的機械而言，需要檢驗其形成是否達到了要求，若是不符合要求則要及時的修改，從而避免產品生產后不合格或是報廢的情況出現。

③縮短了機械設計的周期。由于CAD技術逐漸的邁向三維的方向，而在機械設計中采用三維CAD技術，不僅縮短了機械設計的時間，還提高了設計與生產的效率。另外，三維的CAD技術還具有高度的變形能力，通過快速重構能夠得到一種全新的產品。

④提高了機械產品的技術含量與質量。將機械產品與信息技術相結合，使機械產品的設計有了新進展。三維CAD技術中采用了優化、有限元受力分析、產品虛擬設計、運動方針等很多先進的設計方法，從而保證了機械產品的質量。

二、機械設計中CAD技術的應用

1.零件與裝配圖的實體生成

1.1零件的實體生成

應用CAD技術進行機械設計，其建模方法包括線框模型、表面模型以及實體模型三種。而很多具有實體建模功能的CAD軟件都具有一些基本的體系，例如立方體、球體、圓柱體、圓錐體、球狀體以及錐形體等。對于一些簡單的元件而言，首先可以對其進行結構分析，從而使其被分解為若干基本體，然后在對已經被分解的基本體進行三維實體造型，最后進行交、并、差等布爾運算即可使零件的三維實體模型得以生成。而對于復雜的零件而言，想要將其分解為若干個基本體是比較困難的，而且在分解后產生的基本體過多對零件的實體建模也是較為困難的。由此可見，在復雜零件的設計中，僅僅采用軟件中自帶的基本體是很難完成三維實體的造型要求的。因此，我們可以先利用二維幾何元素定義零件的截面輪廓，然后就可以在三維實體的造型中通過拉伸、旋轉等操作得到新的“基本體”，同樣，最后對其進行交、并、差等布爾運算即可得到三維實體造型。

1.2裝配圖的實體生成

在完成零件實體構造之后，利用機器運動分析中的資料，在運動的某一位置按照各零件的坐標對其進行裝配，裝配過程可以應用CAD軟件中的三維編輯功能。

2.設計技巧

2.1圖紙的設置

對于設計而言，圖紙是非常重要的，在CAD制圖中也是一樣，其設置的好壞將會直接影響到制圖的質量。因此，CAD制圖中的圖紙設置一般遵循以下原則：

①圖層數越少越好。圖層數過多將會導致設計圖的運行較為緩慢，而且由于文件占用的空間較大，也不利于圖紙的修改。因此，圖紙設置中應按照一定的規律和順序對其進行分類與排放，從而達到合理利用圖層的目的。

②慎重選擇圖像的顏色。在圖像顏色的選擇方面，若不是最終的效果圖，則不要輕易的應用真彩色與配色系統中的顏色。

2.2比例方面

在利用CAD軟件進行制圖時，所采用的比例最好為1：1，這樣一來，在出現錯誤時才能及時發現，而且采用比例尺進行標注容易發現尺寸不合理的地方。標注尺寸在設計中的應用非常方便，其能夠自動進行尺寸數字的測量，若是發現錯誤就會與規定數字尺寸相對比，從而使結果一目了然。另外，對調整圖與圖之間的形式、換算等都非常方便，圖紙比例的縮小與放大可以很快的進行。

三、結束語

機械設計在整個機械產品的生產中是非常重要的環節之一，CAD技術在其中的應用對確保產品質量，提高設計效率以及經濟效益等都起到而來很大的作用。目前，CAD技術在機械設計中已經得到了廣泛的應用，今后必定會更加的完善。

參考文獻

[1]王其芳.三維CAD技術對機械設計的影響[J].煤礦機械,2007,28(4):94-96.

[2]張立榮.三維CAD技術在機械設計中的應用[J].煤炭技術,2011,30(2):16-18.

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關鍵詞:機械;創新設計;能力培養

中圖分類號:F416.4文獻標識碼:A

一、當前機械設計課程教學上存在的困難和問題

機械設計基礎課程是機械專業的主干課程,在培養學生的綜合創新設計能力中起著至關重要的作用。結合教學實踐中,學生學習效果及能力塑造方面的情況,我們不難發現,當前機械設計基礎課程教學過程存在幾方面困難及問題:1.學生缺乏實踐操作,對機械設計基礎課程中常用機構和通用零件的工作原理、結構特點、基本的設計理論和計算方法的學習缺乏興趣,普遍反映對機械設計課程感到抽象、枯燥、難學,而機械原理這部分的知識更是不受學生歡迎,學生們認為難以將機構運動簡圖與實際機器統一起來,而要在理解知識的基礎上進行創新就是更無從下手。2.教學課程內容陳舊,缺乏現代設計理念,阻礙了學生機械創新設計能力的提高。科學技術和計算手段發展至今,設計新機器已不是難事,而難的是設計出來的機械設備要具備精度和效率,以智能、高效、環保為標準。傳統的以書本和黑板為主體的機械設計教學已無法滿足需要,應借助計算機輔助設計,同時也能促進學生掌握計算機工具,跟上現代設計的先進水平。3.機械設計內容與現代生活脫節,沒有實現其真正價值,學生的綜合運用知識的能力得不到培養。4.理論和實踐缺乏聯系,普遍存在產學脫節、缺乏創新實踐教育平臺的現象,學生的動手實踐能力得不到培養。針對上述實際問題,下面將介紹幾項有效、可行的教學方法,討論如何培養學生機械設計創新能力,進一步提高學生綜合素質。

二、在教學中培養學生創新能力的方法

(一)優化課堂教學環節:1.以啟發式和討論的形式引導學生創新的思維?？梢栽诮虒W過程中,科學地設計問題和情境,組織學生分小組討論競賽,鼓勵學生開動腦筋、多出想法,激發學生的學習熱情,啟迪學生開放思路,有助于他們對機械課程形成理性和形象認識,同時在答疑解疑方面可以鼓勵學生先自己思考、互相幫助解疑,再由教師做具體解釋的方法。2.引進項目教學法。以完成項目的方式,增強學生的獨立意識。從課程伊始就把課程設計的題目、要點、目標和方法融入到課堂教學中,引導學生根據步驟所需查閱有用資料,設計問題開展調查研究,并且拓展與課程設計相關的知識點,將以往被動、應付的學習態度逐漸轉變為主動、主控、自覺的積極態度中來。3.充分利用多媒體輔助教學。改變以往死板的板書教學模式,引進視覺、聽覺感知豐富的現代教學手段CAI,可以使原來靜止的機構在屏幕上“動”起來,促使孩子對各種機構和機器的產生較為感性的認識,有利于激發學習興趣。4.引入實例,以實踐促真知。細心設計教學內容,在教學過程中,對每個重要知識點引入典型的工程實例,加強理論教學與實際工程的結合,注重介紹機械創新設計方法的內容和方法。將工程意識貫穿到教學主線中,旨在培養學生的工程素質和工程實踐能力。

(二)優化實驗教學環節。用具體的機械產品吸引學生注意。如可在在機械設計實驗室專門騰出一個地方擺放、陳列一些具有創新意識的、可以啟發思維的、吸引眼球的的機電產品。各種玩具、奇妙的工具、精巧的機械裝置、典型的教學機構、將各種奇思妙想變為實際的使生活便利的小發明、小創造都是很不錯的選擇?？梢猿闪ｉT的陳列室擺放這些物品,向學生開放,定期組織學生參觀,學生可以從模型創造者的思路和做法中得到啟發,通過思考拓展創新思維,通過觀察分析模型的工作原理、運動方案、機械結構和關鍵技術,學習設計思路和具體做法,且可通過重新組建的思考鍛煉機械設計能力。

(三)優化設計教學環節。為了全力培養學生的創新能力思想,應多添加一些機械系統運動方案選型設計的內容,如增加一些有趣的設計題目:方便晾衣機、水果去皮機、折疊椅、擦窗機、掃地機等。引導學生通過觀察日常生活家中常見的機械裝置、工具和查閱參考資料的方法,設計機械系統傳動方案,建立力學模型,使用計算機進行仿真試驗和運動參數設計,最后形成完備的設計方案,并做出實物通過驗證。以往常出現這樣的情形,學生為了應付課程設計任務,學生為了應付課程設計任務,照抄照搬其他做同樣課題的同學的設計方案和圖紙,大大影響了教學效果和其他學生的積極性。為了解決這個問題,教師可以為每個同學設置不同的參數甚至是不同的系統,強制用計算機繪圖,取消傳統的手工畫圖,這樣做既能提高難度水平,又能鍛煉學生的計算機繪圖能力。

(四)豐富教學外的科技活動。在課堂教育和實踐操作之外,引導學生積極參加課外科技活動也是不能輕視的刺激學生創新設計能力提高的好方法。教師們應通過組織班級內、校內創新設計比賽的方法,掀起設計熱潮,在校內傳播先進的設計理念,形成積極的創新風氣。同時應鼓勵和支持學生走出去,參加校外甚至是社會上開展的機械設計大賽活動。在幫助學生豐富課外科技活動過程中,還應特別注意引導其順應時代潮流的重要性,鼓勵學生多創造些符合國際口味、符合時代需要的創新機械設計,如嘗試設計仿生機械創新設計等。

結語:有人說“21世紀將是設計的世紀”,而21世紀隊機械專業的學生來說,是充滿了機會和挑戰的,但是為了稱為適應現代社會競爭的優秀人才,就必須具有機械創新思維和設計能力。作為教師,要在課堂上培養學生的創新意識,從實踐中培養學生創新設計能力,在整個教學過程中激發學生熱情,強化創新設計的意識。因此首先要有一支觀念新穎并且專業知識豐富和思維活躍的教師隊伍。要轉變教學只注重傳授知識的落后思想,“授之以漁”而非“魚”,應以交給學生思考的方法為目標。當然,創新能力的培養不是靠一時半會的教改就能完成的,而是要依靠社會重視、教育界重視,在社會、高校、以及課程學習的方方面面,營造一種良好的學術氛圍,以鼓勵學生的個性發展為重點,增加激發學生思維的講座、選修課,多舉辦創新設計比賽活動等。學生的機械創新設計能力高低要仰仗工程實踐中的動手能力培養。我們應清楚目前全國機械教學實踐基地和實驗設備仍然不足,設備落后,希望國家能加大這方面的投入,給孩子們提供一個良性發展的空間和環境,使每個學生的創新能力得到培養和發展。

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1.1加強師資隊伍建設，增強教學儲備

大學之大在于大師，師資隊伍建設是一個學校，一個專業能否健康發展的靈魂。如何使教師隊伍適應“卓越計劃”的要求，需要積極思考，多種途徑、多方著手，有目的、有計劃分批次穩步實現。為此我專業探索在卓越工程師培養計劃模式下逐步派部分中青年教師到合作企業掛職實習，以增強教師的工廠實踐能力，達到給學生一碗水的同時自己能有一桶水。從而增強教學過程的寬度和廣度。

1.2改善教學方法，提高教學效果

過程裝備與控制工程專業課程繁多，涉及門類較廣，因此教師的教學難度較大，學生的學習效果欠佳。為此，在調整教學內容的同時，我們在教學手段上下功夫，盡可能采用現代教學方法，使內容更加形象化、講解更加生動化。在涉及機械設計基礎、化工原理、過程裝備成套技術等課程時，通過大量的實驗、圖片、動畫，另外加以細致的講解，以提高學生的現場性和真實性，從而增強學生對所學專業的認知度，這樣學生對所學專業就有了大概的了解。在進行認知實習、課程設計、生產實習時，學生對所面對的設備就不再陌生。

1.3增加學習手段，提高學習興趣

在以前的教學培養模式下，本專業的學生更多的是機械性的、被動的接受教學大綱的要求來學習本專業的知識，學生的專業興趣不高。結合以前我們專業曾針對部分學生嘗試的興趣學習方法，我們覺得有必要在新的教學大綱下進行推廣。那就是建立廣泛的興趣小組制和導師制。所謂的興趣小組制和導師制就是以現有的學校教學實驗條件為依托，結合專業教師所學專業，根據學生的興趣愛好，建立多個興趣學習小組。這樣在導師的指導下，各興趣小組可依據自己對設計目標的興趣和想象，依據相關的行業設計要求和技術規范，在條件許可的情況下，設計出既符合設計要求且又滿足一定社會需求的設計作業。廣泛、多目標的興趣小組建立后，學生的學習興趣、動手能力、專業認同感和認知力普遍提高。

1.4拓展實習基地，提高社會適應性

實習基地是重要的實踐性教學場所，是校內教學和生產實踐的有機結合，基地建設的好壞，直接影響著實習的教學質量。對于過程裝備與控制工程專業來說，選擇合適的化工機械制造類工廠進行實習是保證實習質量的基礎。本專業主要是對過程工業中設備的設計及運行有所了解和掌握，并對四大工藝參數壓力、流量、溫度、液位及其系統的狀態和工況進行監測、控制，以確保生產工藝有序穩定運行，提高過程裝備的可靠度和功能可利用度。為提高我們專業的學生認知力和適應能力，本專業先后與石家莊正元化肥廠、開封晉開化肥廠、駐馬店駿馬化工有限公司等企業簽訂了校企合作協議，建立了專業校外實習基地。與化工廠和設備廠簽訂合作協議及建立實習基地，可有效提高大學生對專業的認知力，明確學習目的，熟知對四大工藝參數的控制和手段。通過幾年的磨合與建設，我校已有幾屆畢業生在合作企業完成了專業認知實習和生產實習，實現了學生理論學習與現實的完美結合，提高了學生對所學專業的應用能力，增強了實踐性，為我專業下一階段的教學探索和專業發展提供了發展基礎。

1.5完善設計能力，提高學習質量

理論學習的目的就是明確專業方向，掌握專業基礎，提高自身能力。因此，設計能力是本專業的一個重要方面。我們專業在教學大綱中制定了完善的課程設計計劃和畢業設計方案，通過設計有效提高了學生的設計能了和對問題的應變解決能力。大學四年中，每年都有課程設計計劃穿插在教學環節之中，包含有機械設計、專業設計和畢業設計。這種專業設計以課題為依托，以小組為單位，以規范為標準，既有專業性、時效性，又有可操作性，既提高了學生的共事能力又提高了應對問題解決問題的能力。設計能力的開展，使學生由高中時的應試能力逐步提高到社會需求的人才能力。

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