机械设计毕业论文大全11篇
时间：2023-03-17 18:02:33
机械设计毕业论文篇（1）
年级专业：17 机制一班
学生姓名：单国
学号：1710818113
指导教师：袁络
毕业设计（论文）题目：机械式波浪能发电装置
研究目标与内容（包括基本内容、方案论证、设计思路等）
本课题来源于教师自主命题，把具有破坏性海浪转化为有用的能源具有非常重要的意义。传统的波浪能发电装置体积大，发电量较大，但价格昂贵，工作环境恶劣，维修成本高。波浪能已经成为一种非常有前景的可再生能源。针对上述问题，本课题需要设计一种新的小功率的摆式波浪能发电装置，通过某种传动机构实现波浪能从往复运动到单向旋转运动的传递来驱动发电机发电的方式，为航标灯和其他海上设施供电。
具体的工作有：(1)波浪能发电装置的总体方案设计，选用摆式机构作为能量捕获
机构。(2) 采用齿轮棘轮等传动零件的机械式波浪能收集装置的结构设计。运用
SolidWorks 和 AutoCAD 软件绘制装置的零件图和装配图,建立三维数字化模型,结合
ANSYS 软件对装置的主要受力零部件进行了有限元强度分析。
毕业论文
（设计） 工 作 安 排 计划
2021 年 1 月 15 日前完成文献检阅、市场调研，了解国内外发展和技术现状，提出初步总体技术方案，讨论并确定技术路线；
2021 年 3 月 10 日前完成开题报告、文献综述的撰写以及外文翻译；
2021 年 4 月 30 日前完成结构装配图，相关零部件图的设计与绘制以及相关的毕业设计论文的撰写；
2021 年 3 月 1 日至 2020 年 4 月 30 日完成毕业实习及毕业实习报告的撰写；
2021 年 5 月 4 日前完成毕业设计（论文）检测。
学生签字：指导教师签字：
2021年 3 月 8 日2021 年 3 月 9 日
机械设计毕业论文篇（2）
二、设计的目的
11）掌握机械手动作流程。
2）掌握电气控制元件的选择与计算方法。
3）掌握PLC选择与应用。
三、设计要求
两条传送带分别由电动机驱动，机械手有液压缸驱动上下左右旋转两个方向运动，液压系统是1000W电机。设计要求
1）机械手由原位下降抓物上升右转下降放物上升左旋原位结束。
2）用常用的电气元件控制。
3）有工作状态指示及照明。
4）有必要的电气保护和联锁。
四、完成的任务
要求说明详细，字迹工整，原理正确，元件选择有理。图纸规范，图形清晰，符号标准，线条均匀。
（1）设计与绘制电气控制原理图，元件安装布置图、接线图。
（2）毕业设计说明书（8000以上）
1）设计题目
2）控制原理说明设计方案论证
3）主要器件选择依据与计算
4）元件明细表
5）设计总结及改进意见
6）主要参考资料
五、 工厂电气控制技术 机械工业出版社 主编 方承远
工厂电气控制设备 机械工业出版社 主编 许廖
机床电气控制技术 机械工业出版社 主编 王炳实
可编程序控制器的应用技术 机械工业出版社 主编 王兆义
可编程序控制器的原理及程序设计 电子工业出版社 主编 崔亚军
前言
由于可编程序控制器具有可靠性高、通用性强、程序设计简单及便于安装调试等优点，它在工业控制的各个领域发挥着越来越重要的作用。社会对可编程序控制器技术人员的需长也越来越迫切。
可编程控制器的机型较多，但其基本结构和工作原理相同，基本指令、控制功能和编程方法类似。本设计书以是用最广泛的德国西门子可编程控制器为核心，主要介绍了可编程控制器的基础知识、基本结构、指令系统、程序设计、控制系统以及可编程序控制器在逻辑控制系统的模拟量控制系统中的应用等知识。本设计书结合了大量的图形，使设计一目了然。并给出了程序调试，最后给出了主要的流程图、梯形图、详细注释及助记符语言等。
本设计书参考了众多可编程序控制器教学用书，结合自己所掌握的知识，并由指导教师田林红老师的指导下完成。在此真诚的衷心的感谢田老师的指导帮助。
由于本人水平有限，错误和不妥之处再所难免，敬请各位老师及各位读者批评指正。
目 录
前言...................................................（）
摘要...................................................（1）
一、电器控制技术的发展状况.............................（3）
二、PLC的基本结构和工作原理...........................（3）
1、PLC的基本结构...................................（ ）
2、PLC的工作原理...................................（ ）
三、可编程控制器的特点及基本功能.......................（）
1、PLC的特点.......................................
2、PLC的基本功能...................................
四、PLC的应用领域和发展趋势...........................（3）
五、PLC应用中应注意的若干问题.........................（4）
六、机械手移动工件的控制系统
1、机械手移动工件控制系统的基本机构................（5）
2、机械手移动工件的控制要求与工作流程..............（6）
3、操作面板布置....................................（6）
4、控制系统构成....................................（6）
七、梯形图设计.........................................（6）
1、梯形图的整体设计................................（6）
2、各部分梯形图的设计..............................（8）
3、机械手的PLC控制梯形图..........................（8）
4、程序语言............................... ........（8）
八、总结... ...........................................（26）
）
附录...............................................
摘 要
在工业生产和其他领域内，由于工作的需要，人们经常受到高温、腐蚀及有毒气，增加了工人的劳动强度，甚至于危机生命。机械手就在这样诞生了,机械手是工业机器人系统中传统的任务执行机构，是机器人的关键部件之一。机械手的机械结构采用滚珠丝杆、滑杆、气缸等机械器件组成；电气方面有步进电机、驱动模块、传感器、开关电源、电磁阀、等电子器件组成。该装置涵盖了可编程控制技术，位置控制技术、气动技术、检测技术等，是机电一体化的典型代表仪器之一。本文介绍的机械手是由PLC输出两路脉冲，分别驱动横轴、竖轴步进电机驱动器，控制机械手横轴和竖轴的精确定位，微动开关将位置信传给PLC主机；直流电机拖动手爪和底盘旋转，位置信号由旋转码盘和接近开关反馈给PLC主机；电磁阀控制气开阀的开关来控制机械手手爪的张合，从而实现机械手精确运动的功能。本课题拟开发的物料搬运机械手可在空间抓放物体，动作灵活多样，可代替人工在高温和危险的作业区进行作业，并可根据工件的变化及运动流程的要求随时更改相关参数。
关键字：
可编程控制器PLC；
机械手；
脉冲；
步进电机驱动器；
步进电机；
直流电机；
传感器；
限位开关；
电磁阀。
一、电气控制技术的发展状况
在现代工业中,为了实现各种生产工艺过程的要求,驱动生产机械的工作机构运动的电器机械装置称为电力动。在电力拖动中，电动机是生产机械的原动力。必须根据生产工艺的要求，通过各种控制电器，自动实现其启动、制动、反转及调速等控制，从而产生了电气自动控制技术。
20世纪20—30年代，人们采用继电器及接触器等元件控制电动机的运行，这种制动系统称为继电器—接触器控制系统。这类系统结构简单、价格低廉、维护方便，因此被广泛应用于各类机床和机械设备中。采用这种系统不但可以方便地实现生产过程自动化，而且还可以实现集中控制。目前，我国的大部分机床和其他机械设备仍旧采用继电器—接触器控制系统。由于该系统是固定接线形式，故在改变生产工艺时需要重新布线，控制的灵活性较差。另外，该系统采用有触点元件控制，动作频率低，触点易损坏，系统的可靠性差。
20世纪40年代，世界上出现了交磁放大机—电动机控制，这是一种闭环反馈系统，它利用输出量与给定量的偏差进行自动控制，其控制精度和快速性都有了提高。20世纪60年代出现了晶体管—晶闸管控制，到了70年展成为集成电路—晶闸管控制。由晶闸管供电的直流调速系统和交流调速系统不仅调速性能大为改善，而且减少了机电设备和占地面积，耗电少、效率高，已完全取代了交磁放大机—电动机系统。
在实际生产中，由于大量存在一些由开关量控制的简单程序控制过程,而实际生产工艺和流程又是经常变化的,因此需要一种能灵活改变程序的次新型控制器.于是,在20世纪60年代出现了一种能够根据生产需要方便的改变控制程序,而又比电子计算机结构简单、价格低廉的自动化装置—顺序控制.它是通过组合逻辑元件插接或编程来实现继电器—接触器控制线路功能的装置,能满足程序经常改变的控制要求,使控制系统具有较大的灵活性和通用性,但它使用的依然是硬件手段,装置体积大,功能也受到一定的限制.随着大规模集成电路和微处理技术的发展和应用,上述控制技术也发生了根本变化,在20世纪70年代出现了以微处理器为核心的、用软件手段来实现各种控制控制功能的新型工业控制器—可编程序控制器(PLC).它不仅充分利用了微处理器的优点来满足各种工业领域的实时控制要求,而且还照顾到了现场电气操作维护人员的技能和习惯,摒弃了微机常用的计算机程序语言的表达形式,独具风格地形成了一套以继电器梯形图为基础的形象编程语言和模块化的软件结构,使用户程序的编制清晰直观,方便易学,更容易调试和查错.它已经取代了继电器—接触器控制系统,被广泛应用于大规模的生产过程控制中,具有通用性强、程序可变、编程容易、可靠性高、使用维护方便等优点,故目前世界各国已将它作为一种标准化通用设备普遍应用于工业控制中.
电气控制技术是随着科学的不断发展、生产工艺的不断提高儿讯发展的。在控制方法上，它手动控制到自动控制；在控制功能上，它是从简单到复杂；在操纵上，它笨重到轻巧;在控制原理上,它从由单一的有触点接线的继电器—接触器控制系统,到以微处理器为中心的软件控制系统.随着新的控制理论和新型电器及电子元件的出现,电气控制技术还将不断得到发展.
二、 PLC的基本结构和工作原理
1、 PLC的基本结构
PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同。根据结构形式的不同，PLC的基本结构分为整体式和模块式结构两类。
1）.整体式结构的PLC
整体式结构的PLC由中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出（I/O）单元、电源电路和通信端口等组装在一起组成。
2）.模块式结构的PLC
模块式结构的PLC是将中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出（I/O）单元、电源电路和通信端口等分别做成相应的模块，应用时将这些模块根据控制要求插在机架上，各模块间通过机架上的总线相互联系。
3）.PLC各组成部分介绍
（1）、中央处理器（CPU）
中央处理器（CPU）是PLC的核心部分，相当于PLC的“大脑”。它通过系统总线与用户存储器、输入/输出、通信端口等单元相连。通过制造厂家预制在系统存储器内部的系统程序完成各项任务。其主要功能是由编程器写入控制程序和数据到存储器、检验用户程序、从存储器上读取和执行程序，还可以进行PLC内部故障的诊断等。
（2）、存储器
根据存储器存储内容的不同，我们把存储器分为系统程序存储器、用户程序存储器和数据存储器。
系统程序存储器：用来存放系统软件的存储器。系统程序相当于计算机操作系统。是PLC厂家根据选用的CPU的指令来编写的，并固化到ROM里，用户不能修改其内容。
用户程序存储器：用来存放用户根据控制要求编制的程序。不同类型的PLC，其存储容量也不一样。
数据存储器：用以存放PLC运行中的各种数据的存储器。因为运行中数据不断变化，所以这种存储器必须可读写。
（3）、输入/输出（I/O）单元
输入/输出（I/O）单元是PLC与此同时外部设备连接的纽带。输入单元接收现场设备向PLC提供的开头量信号，经过处理后，变成CPU能够识别的信号。输出单元将CPU的信号经处理后来控制 外部设备的。
（4）、电源部分 （5）、通信端口
PLC的CPU模块上至少有一个通信端口。通过这个通信端口PLC可以直接和编程器或上位机相连。
（6）编程器
几乎每个PLC厂家都有自己的编程器。用户通过编程器来编写控制程序，并通过编程器接口将自己的控制程序输入到PLC。它还可以在线检测程序的运行情况。在出现故障时，通过编程器可以很方便的找出错误。
（7）特殊功能单元
主要包括模拟量输入/输出单元、远程I/O模块、通信模块、高速计数模块、中断输入模块和PID调解模块等。随着PLC的进一步发展，特殊功能单元的应用也越来越多。
2、PLC的工作原理
PLC的工作原理与继电器构成的控制装置一样，但是工作方式不太一样。继电器控制是并行方式，即如果输出或电，该线圈的触点立即动作。而PLC则不同，它采用循环扫描技术，只是该线圈通电或断电，并且必须当程序扫描到该线圈时，该线圈触点才会动作。也可以说，继电器控制装置是根据输入和逻辑控制结构就可以直接得到输出，而PLC控制则需要输入传送、执行程序、输出3个阶段才能完成控制过程。
PLC采用循环扫描技术可以分为3个阶段：输入阶段（将外部输入信号的状态传送到PLC）、执行程序阶段和输出阶段（将输出信号传送到外部设备）。
1)、输入阶段
在这个阶段中，PLC读取输入信号的状态和数据，并把它们存入相应的输入存储单元。
2)、执行程序阶段
在这个阶段中，PLC按照由上到下的次序逐步执行指令。从相应的输入存储单元读入输入信号的状态和数据，然后根据程序内部继电器、定时器、计数器数据寄存器的状态和数据进行逻辑运算，得到运算结果，并将这些结果存入相应的输出存储单元。这一阶段执行完后，进入输出阶段。在这个程序执行中，输入信号的状态和数据保持不变。
、输出阶段
在这个阶段中，PLC将相应的输出存储单元的运算结果传送到输出模块上，并通过输出模块向外部设备传送输出信号，开始控制外部设备。
三、 PLC的特点及基本功能
1、PLC的特点
1）、编程简单，易于掌握，PLC的设计者充分考虑到现场技术人员的技能和习惯，经常采用的是梯形图方式的编程语言，它与继电器控制原理图相似，具有直观，清晰、修改方便，易掌握等优点，即便未掌握专门计算机的人也能很快熟悉，因而受到了广大现场技术人员的欢迎。
2）、可靠性高，抗干扰能力 PLC是专为工业控制而设计的，由于采了一系列的措施，使之在恶劣的工业环境下仍能保证很高的可靠性，一般平均无故障时间可达到4-5万小时，远远超过以往电器控制系统和计算机控制系统。
3）、通用性能好，PLC品种多，档次高，同一以PLC可适用于不同的控制对象或同一对象的不同控制要求，同一档次，不同机型的功能也能方便地相互转换。
4）、功能强，PLC运用了计算机、电子技术和集成工艺的最新技术，在
硬件和软件两方面不断发展，使菘具备很强的信息处理能力，可进行逻辑、定时，计数和步进等控制，能完成A/D与D/A
5）、开发周期短 PLC在许多方面是以软件编程来取代硬件接线实现控制功能，大大减轻了繁重的安装接线工作，且编程简单，程序设计和高度修改也很方便安全，因此，大大缩短了PLC控制系统的开发周期。
6）、体积小，使用方便，由于PLC采用了半导体集成电路，其体积小，重量轻，结构紧凑，功耗低，是机电技术的理想控制器，PLC编程简单，自诊断能力强，能判断和显示自身故障，使操作人员检查判断故障方便迅速，而且接线少，维修时只需更换插入式模块，维护方便，修改程序和监视运行状态也容易。
2、PLC的基本功能
1）、逻辑控制 PLC具有逻辑运算功能，它设置有“与”、“或”、“非”等逻辑指令，能工巧匠够描述继电器触点的串联、并联、串并联等各种连接。因此它可以代替继电器进行组合逻辑与顺序逻辑控制。
2）、定时控制 PLC具有定时控制功能。它为用户提供了若干个定时器并设置了定时指令。定时值可由用户在编程时设定，并能在运行中被读出与修改，使用灵活，操作方便。
3）、计数控制 PLC还具有计数功能。它为用户提供了若干个计数器并设置了计数指令，计数值可由用户在编程时设定，并可在运行中被读出与修改，使用与操作都很灵活方便。
4）、步进控制 PLC能完成步进控制功能。步进控制是指在完成一道工序以后，再进行下一步工序，也就是顺序控制。PLC为用户提供了若干个移位寄存器，或者直接有步进指令，可用于步进控制，编程与使用很方便。
5）、A/D、D/A转换 有些PLC还具有“模数”转换（A/D）和“数模”（D/A），功能，能完成对模拟量的控制与调节。
6）、数据处理 有的PLC还具有数据处理能力，并具有并行运算指令，如两个数据并行传送、比较和逻辑运算，进行数据检索、比较、数制转换等操作。
7）、通信与联网 有些PLC采用了通信技术，可以进行远程I/O控制，多台PLC之间可以进行同位链接，计算机作为上机可对其命令并返回执行结果，这种采用一台计算机，多台PLC组成的颁式控制网络可完成圈套规模的复杂控制。
8）、监控控制 PLC具有较强的监控功能。在控制系统中，操作人员通过监控命令可以监视有关部分的运行状态，可以调整定时或计数设定值，因而高度、使用和维护都很方便。
四、PLC的应用领域和发展趋势
目前，PLC在国内已得到了广泛的应用。利用PLC最基本的逻辑运算、定时、记数等功能进行逻辑控制，可以取代传统的继电器控制系统，广泛用于机床、印刷机、装配生产线、电镀流水线及电梯的控制等。
较高档次的PLC具有位置控制模块，特别适用于机床控制。大、中型PLC具有多路模拟量输入输出和PID控制，可构成模拟量输入输出的闭环控制系统，用于过程控制。
随着计算机控制技术的发展，国外近几年兴起自动化网络系统，PLC与PLC之间，PLC与上位机之间连成网络，通过光缆传递信息，构成大型的多级分布式控制系统（集散控制系统）。PLC具有可靠性高、使用方便、编程简单、体积小、重量轻等特点。目前，全世界PLC生产厂家约200多家，生产300多个品种。作为控制装置，它在许多工业控制领域都得到了广泛的应用。随着微处理器技术的发展，PLC也得到了迅速的发展，其技术和产品日趋完善。
& nbsp;PLC的主要发展趋势主要表现在以下几个方面。
1、高速度、高I/O容量、功能强大
随着CPU处理速度的提高，PLC程序执行的速度也越来越快；在规模和超大规模集成电路的发展，相应地使I/O的容量也得到增加；智能模块的啬，使PLC能够实现的功能越来越多。
2、强大的PLC联网能力
随着人们对工业自动化的要求越来越高，人们已经不再满足对几个设备、几条生产线的PLC控制，而是要求实现对全工厂的自动化 ，所以提高PLC控制系统的网络功能成为PLC的发展趋势。以后人们不公能通过通信模块进行PLC与PLC、PLC与上位机之间的连接，还能通过拨号或者无线的方式使PLC联网。
3、编程软件多样化
PLC的梯形力语言、助记符语言和功能模块语言虽然使用方便，而且也能很好的实现控制要求，倡在处理一些高级功能（复杂运算、报表生成和打印等功能）时存在明显的不足，所以就要求高级语言（BASIC、C、FORTRAN等）、图形语言、汇编语言兼容。这样不公可以通过梯形图语言、助记符语言和功能 模块语言来编写程序，也可以通过高级语言来编程。
五、 PLC应用中应注意的若干问题
本节主要介绍PLC在应用过程中经常遇到的一些对PLC的某些输入信号的处理问题。
1、PLC输入信号抖动的消除
在实际应用中，有些开关输入信号在接通过程中，由于外界干扰会出现时通时断的“抖动”现象。这种现象在继电器系统中由于继电器的电磁惯性一般不会造成误动作，没什么影响。但在PLC应用系统中，PLC是不断扫描工作，扫描周期一般比继电器动作时间短得多，抖动信号很可能被PLC检测到，造成错误的结果。所以，必须对这些“抖动”进行处理，已保证系统正常工作。
2、两线式传感器输入的处理
如果PLC输入设备采用两线式传感器（如接近开关、光电开关等）时它们的漏电电流较大，可能会出现错误的输入信号。为了避免这种现象，可在输入端并联输入电阻R，
旁路电阻R的阻值由下式确定：
I（Um∕InUn）∕（R+Un∕In）∕≤UL
式子中，I为传感器的漏电流；Un、In分别是PLC的额定输入电压和额定电流；Um是PLC输入电压低电平的上限值。
3、 由晶体管提供输入信号的处理
如果PLC输入信号由晶体管提供，则要求晶体管的截止电阻应大于10千欧姆，导通电阻应小于800欧姆。
六、机械手移动工件的控制系统
1、机械手移动工件的基本机构
机械手是工业自动控制领域中经常遇到的一种控制对象。机械手可以完成许多工作，如搬物、装配、切割、喷染等，应用非常广泛。应用PLC控制机械手实现各种规定的工序动作，可以简化控制线路，节省成本，提高劳动生产效率。
如图 [1] 所示，是一台工件传送机械手的动作示意图。
其作用是将工件从A位置传送到B位置。其上升、下降和左移、右移动作由双线圈的两位式电磁阀驱动气缸来控制完成，一旦电磁阀线圈通电，就一直保持现有的机械动直到相对的线圈通电为止。另外夹紧、放松的动作由只有一个线圈的两位式电磁阀驱动的气缸控制完成，线圈通电，夹住工件，线圈断电，放松工件（若担心停电时的工件跌落，可选用通电时松开、断电时夹紧的夹具）。
图 [1]
2、机械手移动工件的控制要求与工作流程
机械手的全部动作由气官缸驱动，而气缸又有相应的电磁阀控制。其中，上升/下降和左移/右移分别由双线圈两位电磁阀控制。例如，当下降电磁阀通电时，机械手下降；下降电磁阀断电时，机械手下降停止。只有当上升电磁阀通电时，机械手才上升；当上升电磁阀断电时，机械手上升停止。同样，左移/右移分别由左移电磁阀和右移电磁阀控制。机械手的放松/夹紧由一个单线圈两位置电磁阀（称为夹紧电磁阀）控制。当该线圈通电时，机械手夹紧；当该线圈断电时，机械手放松。
当机械手右移到位并准备下降时，为了确保安全，必须右工作台无工件时才允许机械手下降。也就是说，若上一次搬运到右工作台上的工件尚未搬走时，机械手应自动停止下降，用光电开关进行无工件检测。
机械手的动作过程如图 [2] 所示。
图 [2]
从原点开始，按下起动按钮，下降电磁阀通电，机械手下降。下降到底时，碰到下限位开关，下降电磁阀断电，下降停止；同时接通加紧电磁阀，机械手夹紧。夹紧后，上升电磁阀通电，机械手上升。上升到顶时，碰到上限位开关，上升电磁阀断电，上升停止；同时接通右移电磁阀，机械手右移。右移到位时，碰到右限位开关，右移电磁阀断电，右移停止。若此时右工作台上无工件，则光电开关接通，下降电磁阀通电，机械手下降。下降到底时，碰到下限位开关，下降电磁阀断电，下降停止；同时夹紧电磁阀断电，机械手放松。放松后，上升电磁阀通电，机械手上升。上升到顶时，碰到上限位开关，上升电磁阀断电，上升停止，同时接通左移电磁阀，机械手左移。左移到原点时，碰到左限位开关，左移电磁阀断电，左移停止。至此，机械手由原位下降抓物上升右转下降放物上升左旋原位结束。经过八步动作完成了一个周期的动作。
3、操作面板布置
如图 [3] 是可编程控制器控制盘面板布置图
; 图 [3]
机械手的操作方式分为手动操作方式和自动操作方式。
手动操作：就是用按钮操作对机械手的每一步运动单独进行控制。例如，当选择上/下运动时，按下启动按钮，机械手下降；按下停止按钮，机械手上升。当选择左/右运动时，按下启动按钮，机械手右移。当选择夹紧/放松运动时，按下启动按钮，机械手夹紧；按下停止按钮，机械手放松。
自动操作方式又分为步进、单周期和连续操作方式。
步进操作：每按一次启动按钮，机械手完成一步动作后自动停止。
单周期操作：机械手从原点开始，按一下启动按钮，机械手自动完成一个周期的动作后停止（如果在操作过程中按下停止按钮，机械手停在该工序上，再按下启动按钮，则又从该工序继续工作，最后停在原位）。
连续操作：机械手从原点开始，按一下启动按钮，机械手的动作将自动地、连续地不断地周期性循环。在工作中若按一下停止按钮，则机械手将继续完成一个周期的动作后，回到原点自动停止。
4、控制系统构成
（1）控制系统图
机械手移动工件控制系统图如图 [4] 所示
图 [4]
（2）输入/输出端子地址分配
该机械手控制系统所采用的可编程控制器是由德国西门子公司生产的S7－200CPU214。如图 [5] 是可编程控制器输入输出端子地址分配图。
图 [5]
该机械手控制系统共使用了14个输入量，6个输出量。
七、梯形图设计
机械手的控制属于顺序控制，采用步进指令，根据说明机器工作状态转换的图形，进行程序设计。
1.梯形图的整体设计
根据机械手的工作方式情况，在选择“单步操作”时，应执行“单步操作”程序；在选择“自动”方式时，应执行“自动程序”，故梯形图的总体构成应如图 [6] 所示。其中，自动程序要在启动按钮按下时才执行。
图 [6]
2.各部分梯形图的设计
1）通用部分梯形图设计
（1）状态器的初始化：
初始状态器S600在手动方式下被置位、复位。当方式选择开关处于“返回原位”（X501接通）时，按下返回原位按钮（X505）时被置位；在“单步操作”（X500接通）时，S600复位。处于中间工步的状态器用手动动作复位操作，即在方式选择开关位于“单步操作”或“返回原位”时，中间状态器同步复位，故初始化梯形图如图 [7] 所示（如果状态器要在供电时从断电前条件开始继续工作，则不需要M71）。
图 [7]
（2）状态器转换启动：
若机械手工作在自动工作方式下，当初始状态器S600被置位后，按下起动按钮，辅助继电器M575工作，状态器的状态可以一步步向下传递，即可以进行转换。在执行“连续操作”程序时，转换启动继电器M575一直保持到停机按钮按下为止。另一方面，采用M100检查机器是否处于原位。当M575和M100都接通时，从初始状态器开始进行转换，其梯形图如图 [8] 所示。
图 [8]
（3）状态器转换禁止梯形图：
激活特殊辅助继电器M574，并用步进指令控制状态器转换时，状态器的自动转换就被禁止。
在“单周期”工作期间，按下停止按钮时，M574应被激励并自保持，操作停止在现行工步。当按下启动按钮时，从现行工序重新开始工作，M574应复位，即重新允许转换。
图 [9]
在“步进”工作方式时，M574应始终工作，此时，禁止任何状态转换。但每按下一次启动按钮时，M574断开一次，允许状态器转换一步。
在“手动”工作方式（单一操作，返回原位）情况下，禁止进行状态转换。在手动方式解除之后，按下启动按钮，则状态转换禁止解除，M574复位。
PLC在启动时，用初始化脉冲M71使M 574自保持，以此禁止状态转换。直到按下启动按钮。状态器转换禁止体形图如图 [9] 所示。
通过对图 [8]、图 [9] 分析可得出：在执行“单步操作”和“返回原位”程序时，M575一直不能被接通，而M574长期被接通（按下启动按钮时除外）；执行“步进”程序时，每按一次启动按钮，M574断开一次，M575接通一次，状态器转换一次；在执行“单周期操作”程序时，按下启动按钮，M574断开，M575接通，状态器的状态可一步一步向下转换，直至按下停止按钮时，M574自锁，状态器的状态转换被禁止，操作停止现行工序（再次按下启动按钮时从现行工序开始工作）；在执行“连续操作：程序时，M575一直接通到按下停止按钮，此时M574一直不能接通。
2）单步操作梯形图 ：
图 [10]
3）返回原位梯形图 ：
在“返回原位”状态下，“夹紧”与“下降”动作应被停止，上限位未动作时应进行“上升”；上限位动作时，“右行”动作应停止，并左行至左限位位置。返回原位梯形图如图 [11] 所示。
图 [11]
4）“自动”状态流程图 ：
如图 [12] 所示
图 [12]
图 [12] 表示了机械手自动工作时执行各工步的情况。表明了各工步的实现以及各工步的转换条件。在第一次下降工步中，下降电磁阀Y430接通。自下限位置时，X401接通，转化为“夹持”过程。在夹持工步中，夹持电磁阀Y731置位，同时驱动T450。T450接通后，转化为第一次上升。此后执行类似的操作，完成由初始条件到下一个初始条件的一系列操作。在夹持输出Y431置位后，保持夹持，直到夹持输出复位松开。如上所述一步一步按顺序驱动各个负载动作，称为顺序控制或过程步进型控制。这种控制过程用继电器符号程序很难实现程序设计。
用状态器替代自动工作流程图中的各个工步，可得到图 [13] 所示的功能表图。初始状态在图中用双线框表示。
图 [13]
根据图 [13] 的功能表图，可设计出自动操作时的梯形图，
如图 [14]所示。
图 [14]
3.绘制机械手PLC控制梯形图 &n bsp; 图 [15-1]
该机械手在自动工作时，应先将其工作方式选择开关放在“返回原位”，并按下返回原位按钮，对状态器进行置位，然后再将工作方式选择开关放至自动工作方式下。若自动工作状态解除，则应将工作方式选择开关放至“单步操作”位置 。
4、程序语言：
0 LD X501 30 AND X503
1 AND X505 31 OR X502
2 S S600 32 OR X500
3 LD X500 33 OR X501
4 R S600 34 OR M71
5 LD X500 35 OR M574
6 OR X501 36 ANI M101
7 OR &nbs 陈立定、吴玉香、苏开才 编
7.《电器及PLC控制技术》 机械工业出版社 主编 黄净
8.《机床电器与PLC 》 西安电子科技大学出版社 主编 李伟
9.《PLC应用开发技术与工程实践》 人民邮电出版社 求是科技
10.《PLC实验实训指导书》 河南工业职业技术学院 主编 路剑
11.《可编程控制器的原理与应用》 北京希望电子出版社 主编 史增芳
附录：
表1 数字量输入地址定义
地 址 符 号 定 义 备 注
I0.0 启动按钮
I0.1 下限位 下限位开关
I0.2 上限位 上限位开关
I0.3 右限位 右限位开关
I0.4 左限位 左限位开关
I0.5 无工件检测 无工件检测开关
I0.6 停止按钮
I0.7 单操作 单步方式开关
I1.0 步进操作 步进方式开关
I1.1 单周期操作 单周期方式开关 I1.3 左与右
I1.4 上与下
I1.5 夹与松
表2 数字量输出地址定义
地址 符 号 定 义 备 注
Q0.0 下降电磁阀 下降电磁阀线圈
Q0.2 夹紧电磁阀 松开/夹紧线圈
Q0.1 上升电磁阀 上升电磁阀线圈
机械设计毕业论文篇（3）
二、提高毕业设计质量的主要方法措施
学生在做毕业设计时要在该专业当中发挥出一定的作用。对此，我们也提出了一些相关的建议：首学生要把主要精力放在毕业设计当中，不能以应付了事，其次，要注重课堂效率，确保教学质量，留有充分的时间来做毕业设计工作，掌握好难易程度，调整好实践的计划，对此，我们用几方面来更为详细方法来提高学生的毕业设计。
（一）首先要提高学生对所学知识的基础技能，这是学校培养的重要目标，学生的基本功主要表现了对专业修养的重要水准，只有掌握好基本功才能更好的运用专业知识，并且在未来的工作当中自如的实践，所以，学生只有充分的掌握基础知识才能给未来就业打下良好的基础。应用计算机技术，不但可以推动该专业的知识力量，还可以提高专业发展，但在这其中也会存在很多不良的因素，比如：我们要提倡用计算机进行绘图处理，但是在这个过程当中学生却抛弃了传统手工绘图的锻炼，缺乏技术性，从而导致机械设计制图的要求不够规范，也不够明确，对此，我们必须要提高学生基本功技术的培养。
（二）在当前形势下，一般毕业设计都是由老师拟定方向，由学生进行选题，在这种方法当中存在很多优点，由于老师对这项专业是较为了解熟悉的，并且可以良好的掌握难易程度和工作效率，对此，可以给学生提供专业性的意见，然而也会存在一定的问题，并不能全面的调动学生在实践过程当中的创造积极性，因此，必要的时候可以让学生自拟选题，再由老师进行审定，通过在拟题时，学生与老师进行互动，进而也让老师更为全面的了解学生的兴趣爱好，以及对未来工作的方向，找到更适合学生发展的道路，给学生一个锻炼的机会，培养他们创新与独立思考的主观意识，提高他们的实践能力等。
（三）作为老师可以鼓励学生去企业锻炼实践完成毕业设计。由于在该专业领域当中主要是技术，因此，必须要注重行业的背景要求以及实践经验等方面，由于在企业工作当中，可以良好的把选题与实际生产相结合进行，通过在实践过程当中，找出毕业设计所存在的问题以及解决措施，进而培养学生的实践能力，与此同时，在深入接触企业氛围时，也提升了他们的适应性，与企业达到了一个双赢的目的。
机械设计毕业论文篇（4）
中图分类号：G623.1 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）06-00216-02
高等教育工科机械类本科生毕业设计教学是实现培养目标要求的重要环节[1]，是锻炼学生运用所学知识分析问题、解决问题、培养实践能力和创新精神的重要手段，为学生毕业后走上工作岗位，适应教学、科研、生产的规范化管理打下良好的基础[2]。然而，由于种种因素的影响，导致许多高校在毕业设计工作中存在一定的问题，影响了毕业设计的整体质量[3-6]。如何有效提高本科生毕业设计的质量，是高校专业教师亟需解决的课题[7，8]。作者根据实际工作的体会，结合本专业学生的实际情况，就如何有效提高毕业设计质量进行了一些探讨。
一、机械类本科毕业设计存在的问题
贵州大学机械工程学院机械设计制造及其自动化是培养具备机械设计制造基础知识与应用能力的高级工程技术人才。随着招生规模的不断扩大，在毕业设计工作中出现了一些新的问题，影响了毕业设计质量，具体有以下几个方面：
1.部分选题缺少创新。部分毕业设计选题是重复过去的题目，或是稍微改动，或是总停留在传统的工艺等[9，10]，缺乏创新性，不能与科技的发展和社会的需求相适应。
2.“一人一题”限制了学生的学习主动性和协作精神。由于每个学生的选题都不相同，减少了学生之间的交流、沟通和探讨，不利于培养学生的团结协作精神。另外，“一人一题”的规定也很难让一个学生在短时间内做出高水平的毕业设计。[11，12]
3.学生选题普遍带有盲目性。多数学生选题带有盲目性，有些学生单凭兴趣进行选题，结果往往有不切实际的情况[13]；有些学生缺乏对本专业较全面深刻的认识，如学机电专业方向的学生一味地追求做偏软件方面的课题；部分学生在毕业设计选题时，不是根据自己的能力和兴趣选择题目，而是选择自己认为要求不太严格的老师所出的题目，以求毕业设计顺利通过。
4.机械制图基础薄弱。毕业设计图纸质量一直是影响毕业设计总体质量的一个主要因素。[15，16]由于机械制图是在第一学年学的，等到做毕业设计时已经遗忘了很多，设计出来的工装或机构中的零件均存在视图表达不完整，尺寸标注不完整或不合理，公差、粗糙度取值不合理和结构工艺性较差，部件结构和连接方式不合理等问题，所画的图纸错误较多。[17，18]
二、提高毕业设计质量的途径
为了提高机械类毕业设计质量，培养学生实践能力和创新精神，养成严谨的科学态度和脚踏实地的作风，使毕业设计教学更好地达到培养学生综合能力的目的[19，20]，可从以下几个方面着手：
1.选题应有一定的创新。不论是科研课题、旧题新做、真题假做、借题发挥，还是用人单位提供的题目，都要体现新理论、新技术、新工艺、新内容、新方案，才能使毕业设计环节充满活力和朝气，才能扩大学生的知识面，开阔学生的视野。同时，毕业设计内容应该从能促使学生独立思考、解决问题的角度出发，因此，教师在毕业设计命题时，可注重从启发的角度给出题目，注重对学生创新能力的培养。[21]
2.发挥学生的主观能动性。在毕业设计选题阶段，应鼓励学生和相关课题的老师面对面交流，充分了解相关课题的意义、背景、内容和要求，学生在充分了解课题的基础上，结合自己的兴趣、知识背景和自己的能力，选择适合自己的课题[12]。同时，结合全国、全省的各类技能竞赛开展毕业设计，比如：全国大学生机械创新设计大赛、全国大学生机器人大赛、全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛、全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛、“挑战杯”全国大学生系列科技学术竞赛等等。将参加上述科技创新活动的参赛作品与毕业设计结合起来，有助于提高毕业设计质量，有利于学生科技作品中申报国家专利等学生成果的产出。[22-25]
3.将毕业设计与教师科研真题相结合。由于教师的科研项目通常是比较前沿、工程实际急需解决的问题，又多属于理论联系实际、方案新或层次高及有实际应用前景的课题，因此，将毕业设计题目与教师的科研项目相结合[26-28]，指导教师可将科研项目中适合毕业设计的内容分离出来，让学生参与进来，教会他们如何进行科学研究，鼓励学生查阅资料，培养他们严谨求实的作风和创新能力。学生可以从教师身上学到更多的知识、科学的思维方法、丰富的实践经验和实事求是的工作作风。
4.拓宽渠道，校企联合指导毕业设计。在做毕业设计这一学期，很多学生已经签订了就业单位，对这类同学可以实行校企联合的指导方式，设计题目从用人单位的实际工作选择。[29，30]一方面，这可解决实习与做毕业设计的冲突问题；另一方面，题目与学生将来的工作实际相联系，有利于学生就业后尽早地进入工作角色。
5.严把图纸质量关。学生在做毕业设计绘制图纸时，指导教师要求学生补习和强化机械制图方面的知识。毕业设计过程中，要经常查阅学生的图纸，及时指出图纸中的错误，并让学生及时改正，同时，这样做不仅解决了学生交图时由于问题太多而要重做的问题，而且还有效地保证了毕业设计图纸的质量。
6.建立有效毕业设计中期检查制度。中期检查是对每位做毕业设计学生的一次摸底，做好这项工作对毕业设计的整个环节有着举足轻重的作用。中期检查内容包括指导教师和学生分别向学院汇报毕业设计的进度，汇报在指导和学习中存在的问题，做出指导性意见。对于不认真负责的指导教师予以批评，同时要增强指导教师的责任心。
机械类本科毕业设计是一个重要的实践性教学环节，是提高大学生综合素质的途径之一，也是学生开始从事科学研究和工程设计的初步尝试。严把毕业设计选题是做好毕业设计的前提。同时，指导教师应不断充实和丰富专业知识、专业基础课知识，学习新知识、新技术，关注本学科及相关学科的科研发展动态，以爱岗敬业的精神，认真、负责、耐心、热情的工作态度，做好毕业设计过程中的每个细节，努力提高毕业设计质量。
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机械设计毕业论文篇（5）
一、概述
打造精品本科教育，努力培养卓越创新人才是时代的呼唤，也是致力于服务国家和地方经济文化建设的地方高校责任所在。而毕业设计是本科教育中实现培养目标的重要实践教学环节，对于以工程实践为背景的机械类本科生而言，毕业设计也是培养其综合运用专业知识，科学研究和解决工程实际问题或学术问题的一次较为全面的综合训练和总结测评，是将本科数年所学知识融合提炼并加以升华的过程。毕业设计的实际效果是衡量高等院校教学质量的重要评价标准，在高等工科教育体系中具有举足轻重的地位。本项目的建立和实施将打破毕业设计传统的教学模式与体系，建立毕业设计的长线教学机制，将CDIO（“Conceive”（构思）、“Design”（设计）、“Implement”（实施）、“Operate”（运行））理念融入毕业设计的教学过程，把培养学生掌握扎实的工程基础理论和专业知识与工程实际案例紧密结合，通过贯穿于整个人才培养过程的团队设计和创新实践训练，培养专业基础扎实的应用型人才。
二、国内本科毕业设计现状分析
根据国内大多数高等院校工科专业的培养计划，毕业设计工作一般安排在本科第八学期执行，实际持续时间往往在3～5个月不等。毕业设计选题一般由教师确定，学生根据自己的兴趣选择指导教师和设计题目。这样的毕业设计教学过程存在诸多问题，严重影响了毕业设计的质量，主要包括如下几方面：
1.教学培养计划在毕业设计环节分配的时间不够充足。
根据高等院校工科专业的本科培养计划，毕业设计选题在第七学期末进行，并在第八学期执行。通常学生必须在第八学期开始的一至四周或一至六周时间内进行文献资料的收集和查阅，完成文献综述，并阅读和翻译与课题相关的英文科技文献，在对课题研究内容形成一定认识的基础上撰写开题报告。之后利用约七至八周的时间进行课题方案的设计，并进行具体的课题研究工作。最后利用四周时间进行毕业论文的撰写和论文答辩。整个毕业设计环节约持续十六周时间。这样的时间对于机械类这种实践性非常强的学科专业，学生缺乏足够的时间进行课题的实验设计、实践工作以及课题的深入研究，难以完成高质量的毕业设计或科研论文。
2.学科基础课程和学科专业课程与毕业设计教学环节缺乏连贯性。
目前，对于专业知识体系的构建通常在本科培养计划中的第六、第七两个学期的课程教学中进行。其中，第六学期主要进行学科基础课程的教学，第七学期主要进行学科专业课程的教学。在专业课程的设置和教学内容的设计上，各课程相对独立、缺乏连贯性。无论是在安排理论教学内容还是在安排实践教学内容时，任课教师往往更多地局限于关注本门专业课程自身，缺乏对该课程的先修专业课程、后续专业课程或相关联专业课程教学内容的综合考虑，忽略了培养学生综合运用专业知识的能力，进而也无法在毕业设计中使学生将学到的各种专业知识进行综合应用，制约了学生综合应用专业知识解决实际问题的能力的训练和提高。
3.学生在毕业设计过程中缺乏兴趣和主动性。
目前大多毕业设计课题由教师指定，学生被动地进行选题与设计，缺乏兴趣和学习主动性，有的学生在毕业答辩时甚至连研究的课题背景都说不清楚，这样的毕业设计何谈质量保证？
4.实践教学环节对学生动手能力、分析能力及创新意识的培养不足。
机械类本科专业培养计划中涉及专业素养培养的实践环节主要是专业实验和毕业设计。受本科培养计划总学分的限制，专业实验教学设置在专业培养体系中所占比例较低。而实验教学设置以专业基础性实验为主，这些实验大多为演示性实验或验证性实验，在学生掌握了这一部分实验能力之后，留给学生锻炼实际动手能力、激发创新意识的空间并不多。而过多的演示性和验证性实验，并不能使学生分析实验数据的基本技能得到培养和锻炼。这样在毕业设计环节，一些学生在课题研究中面临具体问题时往往感觉无从下手或不知如何进行分析研究，也就更谈不上在课题研究中进行创新了。
5.缺乏培养学生从事科研工作所具备的基本能力和素质的教学及实践环节。
工科类专业的大学学历教育的目的之一是培养具有一定科学研究能力和素质的研究型或应用型专门人才。这就要求培养学生具备从事科研工作的基本能力和素质，包括查阅国内外科技文献、撰写科研论文、团队协作精神、严谨治学等各方面。但在目前多数工科专业的本科培养计划中，缺乏或并不重视对这方面能力和素质进行培养的教学和实践环节。学生在毕业设计过程中表现出缺乏查阅国内外相关科技文献的研究习惯、不能规范地撰写学术论文、语言组织能力较差、抄袭他人研究论文、团队协作精神缺失、不能承受多次实验失败的挫折等一系列问题。
在当前世界各国工科院校进行的毕业设计改革中，加强基础，整合课程内容，注重工程实践和设计教育，已经成为普遍趋势。美国MIT 提出了“回归工程”和“工程教育必须更密切地回到工程实践的根本上来”中的培养原则；德国的工科院校一向特别注重培养学生的工程实践能力，重视学生理论联系实际能力和工程设计能力的培养；日本的工科专业学生从一进校即开始选择导师，四年级一年均以毕业设计课题研究为主。此外，英国、加拿大、丹麦等其他发达国家也在综合工程素质培养方面推进改革进程。
在世界进入知识经济的时代，国际竞争尽越来越明显地表现为科技和人才的竞争，特别是科技创新能力和创新人才的竞争。机械类本科毕业设计教学将更加注重质量和人才综合素质的培养、创新能力的培养、综合应用知识能力的培养、以及独立获取知识等能力的培养，为学生终身学习和继续发展奠定基础。为适应素质教育和创新教育的要求，对传统的常规实践性环节进行相应的、必要的改革研究和探索，已势在必行。
三、精品本科目标下的机械毕业设计改革思路与实施方案
“精良厚德的师资队伍、精确卓越的培养方案、精彩丰富的课程体系、精密完善的教学设施、精细严谨的教学管理、精致实用的人才产品”是“精品本科”的六个核心要素，抓住了这六个要素，也就抓住了教育的本质；实现了这六个“精”，我们打造精品本科教育、培养卓越创新人才的目标就一定会实现。有鉴于此，必须对现有机械类本科毕业设计进行大刀阔斧的改革。按照精品本科的培养核心思想，机械类本科毕业设计要以提高学生综合工程素质为总线，以强化工程意识，培养工程实践能力为目的，改变以往由指导教师指定选题的单一模式，让教师、单位和学生都参与到毕业设计选题中，构筑多层次的毕业设计平台，结合相关学科必要的技术基础知识的改革与创新，加强学生研究能力的启迪，充分体现毕业设计的工程性与创新性。
为此，本文针对机械类本科毕业设计提出以下改革思路与实施方案：
1.研究机械毕业设计教学理念，采用新模式建立毕业设计体系。
机械类本科毕业设计应以提高综合工程素质为目标，强化综合应用专业知识的能力。为此，改革机械类本科毕业设计的教学体系至关重要，结合精品本科教育的核心思想，必须建立一套完善的机械类毕业设计长效教学机制，明确毕业设计的目的和重要性，切实保证毕业设计的质量。主要的改革思路是分阶段实施毕业设计，让学生有充足的时间为毕业设计做准备，结合兴趣与专业选题，变被动为主动，提高毕业设计的积极性。
1）第一阶段：毕业设计研究方向归类
将近三年的毕业设计课题导入毕业设计课题库模块，让学生在第四学期就能了解近年来本专业毕业设计的研究领域，结合自身的专业兴趣，初步制定毕业设计的研究方向，从而在第五、六学期能合理安排和调整自身的选课内容，为毕业设计做知识的储备和积累。
2）第二阶段：选题阶段。
第六学期末进入选题阶段，采用双向选题制度，学生可以根据自己的实际情况申报符合专业要求的毕业设计课题，也可以选择老师申报的毕业设计课题，学生由被动选择变为主动选择，以激发学生的主观能动性和自主学习的热情。
3）第三阶段：实施基于工程案例的模块教学，提高综合运用专业知识的能力。
第七学期，学生根据自己的选题方向，选择相应的知识模块进行培训，从而较快的掌握毕业设计课题的研究和设计方法，明确毕业设计的工作流程；阅读国内外科研论文若干篇，了解课题所属领域的最新研究前沿，明确毕业设计的任务和创新方向；以培养和提高学生文字组织表达能力、撰写科研论文能力及查阅国内外科技文献的能力。
4）第四阶段：设计实施环节。
第八学期按照学校毕业设计相关规范和要求，结合课题具体内容，全面完成毕业设计各项任务。
2.营造多层次的毕业设计平台，突出工程素质的培养。
1） 以理论研究为主题的毕业设计
针对研究能力突出的学生为主体，利用现有的设计理论与方法，激发学生的研究热情，培养学生理论分析研究能力。
2） 以创新设计为主题的毕业设计
针对创新能力较强的学生为主体，利用创新设计的理论与方法，以培养学生创新能力为目标，以创新性为主要的评价标准衡量毕业设计的质量。
3）以工程应用为主题的毕业设计
针对动手能力较强的学生为主体，以教师的横向课题为主要的选题标准，锻炼学生实际从事科研项目的能力。
4）以校企联合，面向工程实际为主题的毕业设计
以到企业实习的学生为主体，采用企业给定的项目作为毕业设计选题，学生在企业完成毕业设计，采用联合答辩的方式评价学生的毕业设计质量。
3.学科发展带动毕业设计平台建设，进而促进应用型教师队伍建设。
1） 我校机械工程学科已经获得一级博士学位授予权，在博士点建设的过程中，机械设计及理论二级学科在平台建设、教师队伍建设等方面均取得进展，目前正在建设“机械工业数控机床优化技术重点实验室”。在现有的平台支持下，进一步建设机械类毕业设计平台建设，使学生的应用型毕业设计项目得以实施。
2） 毕业设计课程体系的建设，将有助于提高毕业设计指导教师的实践教学能力。
以培养综合工程能力为指导思想，增设基于机械类不同方向的工程案例模块教学先修课、建立毕业设计长效教学机制、分阶段实施毕业设计计划，构建应用型本科毕业设计环节的新模式，将显著提高学生分析解决问题的综合能力；以多层次的毕业设计平台构建为切入点，强化学生的学习兴趣，升华学生的创新精神，训练学生的实际动手能力，为学生构筑深厚的工程技术根基，发挥其它课程不可替代的综合工程素质的教育作用；以学院学科发展为推动力，构建毕业设计平台，促进应用型教师队伍建设。
四、总结
以上，对以精品本科教育为目标的机械类本科毕业设计提出了一些思路和实践方法。当然，精品本科教学质量的提高，需要将理论教学与工程实践有机的结合起来，通过高等院校不断地探索和实践，针对各自的培养模式和方向，选择适合自己的方法和方式去实践和推进，不断地改革教育体制，以提高教育教学水平。
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机械设计毕业论文篇（6）
机械制造业不仅是现代工业发展建设的发动机，更是国民经济的支柱产业。近年来随着科技的进步，“中国制造2025”正推进制造业由传统制造向现代制造与智能制造进行转型与发展。“科技强国，人才兴国”，为适应产业的飞速发展与转型的需求，社会对具有较强机械工程实践与创新能力的高素质应用型高级专业人才需求量增大。因此，在高校机械专业人才培养中，亟须强化工程实践能力与现代机械设计能力的培养[1]。为提高机械专业人才培养质量，各高校在人才培养体系、核心课程的教学内容与教学方法等方面都进行了大量的有益探索[2-3]。但目前，相关教改研究主要集中在教学内容与教学方法的改进与优化以及实践教学改革研究等方面[4]，而对深度融合多课程、多环节的全过程专业能力培养的研究较少。为提高毕业生的现代机械设计能力，开展基于典型案例的多课程、多环节、深度融合的培养模式研究，符合机械专业工程教育专业认证的大潮流，具有重要的意义和推广价值。
一、现状及问题
地方院校主要为区域经济建设和社会发展服务，承担着为行业技术进步培养卓越工程人才的责任。然而，一直以来部分地方院校沿袭高水平院校机械专业人才的培养模式，未根据自身实际情况修改导致所培养的人才与社会需求错位，社会急需能胜任现代机械制造行业发展的研发、设计工作的专业技术人才。此外，地方院校学科专业硬件建设的投入较小，先进仪器设备与实训平台的台套数少，实践教学环节较为薄弱。我国已广泛开展工程教育认证工作，基于工程认证以成果为导向的教育理念，学生毕业能力是人才培养的核心任务，而现代机械设计能力是机械设计制造及其自动化毕业生的核心能力。由于机械设计类课程多、教学内容比较抽象、理论深奥且比较枯燥，学生多有畏难、厌学情绪，教师授课比较困难，导致学生机械设计知识掌握不扎实、机械设计软件应用不熟练、机械创新设计与综合设计能力较弱等现象，学生的专业能力与机械工程实际需要存在一定的脱节，不能满足机械制造业发展的人才培养需求，人才培养效果还需继续改善。本文以哈尔滨商业大学的机械专业为例，该专业已开展工程教育认证工作，根据培养方案要求毕业生须具备包括机械产品设计能力、机械零件制造能力、机电系统控制能力、特色食品包装机械研发能力的机械工程综合应用能力，其中最基本、最核心的是机械产品设计能力，专业能力形成体系如图1所示。针对培养目标，培养方案中不仅设置了“机械原理”“机械设计”“机械系统设计”等理论课程，也安排了机械设计课程设计、专业综合课程设计、专业生产实习、CAD/CAE实训及毕业设计等实践教学环节，形成了比较完整、规范的现代机械设计能力培养体系（如图2所示）。通过这些教学环节的训练，机械专业的毕业生能比较熟练地掌握现代机械设计方法及手段。但是，由于各门课程、各个实践环节的缺乏交流协商机制，都按各自的思路与模式开展教学，没有形成一个统一、有机的全过程培养体系，导致出现部分基础薄弱的学生工程软件应用不熟练、机械创新设计与综合设计能力较弱等现象，毕业生的现代机械产品设计能力还有待提高。
二、培养模式改革的具体方案与措施
在工程教育背景下，哈尔滨商业大学机械设计制造及其自动化专业优化人才培养途径，研究建立了基于典型案例的深度融合的多课程、多环节的现代机械设计能力全过程人才培养模式。
（一）完善机械设计能力全过程培养体系
为实现符合工程教育专业认证的毕业生专业能力培养要求，机械专业修订了人才培养方案和课程教学大纲，并整合、优化工程案例，通过齿轮传动及减速器设计的典型案例，将现代机械设计的能力培养贯穿课程教学、生产实习与课程设计、毕业设计等人才培养的全过程，全面夯实学生的机械设计能力，提高毕业生的工程素养与工作适应性。基于学科认知规律，从机械专业的初步认识机械→简单机械产品设计→现代机械设计方法设计→机械产品综合设计→复杂机械产品设计→复杂产业机械设计及研发→实际工程应用的人才培养规律，综合分析机械专业的师资队伍、硬件条件以及历史传承，建立机械专业基于典型案例的现代机械设计能力全过程培养体系，如图3所示。
（二）充实机械设计能力培养的教学内容
以齿轮传动及减速器设计为案例，将机械原理、机械设计、机制工艺等核心课程与课程设计、实训、生产实习、毕业设计等实践环节深度融合，经过多轮从理论到实际、从实际到理论的循环培养过程，逐步培养学生运用专业知识去分析、解决机械工程问题的能力。形成规范、完整的机械设计能力培养体系，解决了机械设计类课程追求理论体系完整、忽视工程实践的弊端。1.第三学期。“机械原理”课程教师可通过学生感兴趣的汽车及变速箱动画，使他们了解汽车变速箱的工作原理及齿轮传动原理，增加其对传动机构有感性认识，激发学生的学习热情，同时，着重讲解齿轮传动的工作原理及轮系设计，解决由于课程理论深奥且比较枯燥的难题。2.第四学期。首先，可通过“金工实习”让学生近距离观察CA6140车床主轴箱，使其对齿轮传动有更深入的认识和理解。其次，教师可通过“机械设计”课程教学，重点讲述齿轮传动设计、齿轮校核等内容。最后，通过齿轮减速器课程设计，让学生深入理解齿轮传动设计过程及设计要点，使他们初步了解机械产品设计的基本过程。3.第五学期。教师可通过“机械CAD/CAE/CAM技术”课程，让学生掌握三维设计软件Solidworks、二维平面设计软件AutoCAD的使用，建立轴、齿轮、箱体等典型零件的三维模型，了解ANSYS、COSMOS等先进机械设计软件的应用；通过机械CAD/CAE实训，建立圆柱齿轮减速器三维模型，完成齿轮减速器的装配图及典型零件图，使学生真正理解如何运用先进工具完成机械产品的设计。4.第六学期。可通过大型机械制造企业生产实习，让学生理解齿轮、齿轮轴等典型零件的加工工艺；通过“机械制造工艺学”课程，重点理解齿轮加工工艺、设计计算以及尺寸链等内容；通过齿轮加工工艺及夹具设计，使学生深入理解机械产品、机械零件的设计及加工，形成机械产品设计过程中要综合考虑机械零件加工的良好工程设计习惯。5.第七学期。通过“机械系统设计”课程教学，重点讲述有级变速传动的设计；通过车床主轴变速箱课程设计，让学生能进行复杂机械系统整体布局、传动系统设计、操纵机构设计等，形成复杂机械产品设计的初步能力。6.第八学期。通过毕业设计，让学生运用Solidworks等工程软件完成一个比较复杂的机械产品设计，形成复杂机械产品设计能力。通过6个学期全过程机械产品设计能力的培养，可使学生具备熟练运用机械专业知识和专业技能的能力，能够运用自然科学和工程科学的基本原理，去表述与分析复杂机械工程问题，提出解决方案，完成比较复杂的机械产品的设计与开发，提升专业能力和工程素养。
（三）改革教学方法，提升教学效果
为提升教学效果，教师要全过程贯彻案例式教学方法，并形成自己的课堂教学、实践教学及课外科技活动相结合的立体化教学思路。1.采用案例驱动教学方法，提高学生的工程设计能力。通过齿轮传动及减速器设计的典型案例，全过程贯彻齿轮传动及减速器的工作原理、设计理论及工程实践，逐步培养学生运用专业知识去分析、解决机械工程问题的能力，夯实学生的现代机械设计能力，提升学生的工程素养和工作适应性。2.采用系统论方法，完善机械设计能力培养体系与课程内容。采用系统论方法，将机械设计类各门课程、各个实践环节各自为政开展教学的现状，通过齿轮传动及减速器设计的案例教学，形成一个统一、有机的机械设计能力全过程培养体系，提升学生的工程素养和工作适应性。3.采用重点论方法，提升学生对机械产品设计的理解。教师要全过程地重点讲解齿轮传动及减速器的设计、加工、材料选用、总体设计以及三维建模等，通过课堂讨论及习题课，让学生举一反三，充分调动其学习积极性，促进其对课程内容的消化和理解。4.采用理论联系实际的方法，将教改、科研成果及学科前沿融入教学。教师可采用理论联系实际的方法，将教改、科研成果、学科前沿和高新技术信息有机地融入教学过程，不断补充、更新教学内容，深化学生对机械理论知识的理解和掌握，锻炼其实际动手能力，并向其传授更多、更新、更先进的知识，激发学生的兴趣。5.结合实践教学与课外科技活动方法，提升教学效果。教师可结合生产实习、课程设计与课外科技活动，通过现场实物教学法，提升学生对机械的感性认识，激发他们主动学习的积极性，提升教学效果。
三、结论
本文在对机械制造业发展现状及需求的大量调研基础上，分析地方商科院校的现实困境及现状，并以哈尔滨商业大学机械专业为例，建立了基于典型案例的现代机械设计能力的全过程培养体系。通过齿轮传动及减速器设计的典型案例，将现代机械设计能力的培养贯穿课程教学、实践教学等人才培养全过程，全面夯实机械专业毕业生的机械设计能力，提高毕业生的工程素养与工作适应性。通过对机械专业培养模式的改革，将会使培养出的机械专业人才更符合国家发展战略以及产业转型需要。通过该项目的研究，也可为其他地方院校在进行机械专业培养模式的教育改革与实践中提供有效的经验借鉴与参考。
参考文献：
[1]唐庆菊,陈少云,于凤云.以工程能力培养为导向的“专业综合实践”课程教学改革[J].黑龙江教育(理论与实践),2021(4).
[2]彭翔,李吉泉,姜少飞,等.面向工程能力培养的机械设计课程教学改革研究[J].机械设计,2018(S2).
机械设计毕业论文篇（7）
中图分类号：G6 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）12（b）-0-02
教育部关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见指出：高度重视实践环节，提高学生实践能力。要大力加强实验、实习、实践和毕业设计（论文）等实践教学环节，特别要加强专业实习和毕业实习等重要环节。列入教学计划的各实践教学环节累计学分（学时），人文社会科学类专业一般不应少于总学分（学时）的15%，理工农医类专业一般不应少于总学分（学时）的25%。推进实验内容和实验模式改革和创新，培养学生的实践动手能力、分析问题和解决问题能力。要加强产学研密切合作，拓宽大学生校外实践渠道，与社会、行业以及企事业单位共同建设实习、实践教学基地。要采取各种有力措施，确保学生专业实习和毕业实习的时间和质量，推进教育教学与生产劳动和社会实践的紧密结合[1]。
1 机械类本科毕业设计中就业能力培养的重要性
实施高校青年教师深入企业行动计划，本人有幸到某机械有限公司服务锻炼，期间，为高校人才培养方案的的不断完善，抓紧机会与人事资源部工作人员、新进大学生及技术人员座谈，了解用人单位对大学生的要求，以及毕业生就业初期遇到的实际困难，调研高校办学过程中存在的一些问题，为提高办学质量提供一些建设性意见。其中之一就是加强对机械类本科毕业设计中就业能力的培养。
高等工程教育被誉为工程师的摇篮，高等工程教育是拓宽大学毕业生就业渠道有效措施，其中工程设计与生产实践能力是机械工程师重要的基本工程素质。而实际上工科机械类各专业培养的本科毕业生的基本工程素质离企业生产一线的要求相距甚远，目前工程教育的问题在于工程教育过于理论化，对学术问题过分关注，忽视对工程设计与生产实践的培养。这在机械行业显得尤为突出，当前我国高等工程教育中存在的“面向工程实际”不够、实践教学环节薄弱、人才培养目标定位不够明确、培养口径不适应实际需求、教学内容陈旧、教学方法不够丰富和毕业生就业后适应期过长的问题越发凸显[2]。
机械类毕业设计是对整个大学期间学习的一项综合检验，是与其工作接轨的一个重要纽带，也是本科培养计划的重要组成计划，是完成其专业基本训练，其他教学环节无法代替的步骤，对于机械类学生来说，毕业设计是对所学知识的整体回顾消化并创新的过程，其难度较之其他专业更大，而且与其以后从事工作方向息息相关，因此必须加强机械类本科生毕业设计的科学管理，使其制度化，科学化，从而提高毕业设计的整体质量，更好地培养机械类本科生毕业的就业能力。
2 毕业设计和现代工程教育理念相
结合
现代工程教育理念是集构思、设计、实现和运作为一体的模式，以产品研发到运行的全周期为主线，让学生以主动地联系地实践性地学习工程。从根本来说，工程意识的内涵包含创新意识、实践意识、时代意识、经济意识、社会意识、管理意识和道德意识等许多方面。工程意识是工程师最重要最基本的素质之一，也是当今高等工程教育的薄弱环节之一。现代高等工程教育必须注重加强学生工程意识的培养，使他们能独立思考各种工程问题，抓住复杂多变的实际问题的主要矛盾，具备工程简化能力，以合理经济简便的方式解决实际工程的能力及结合实践自我学习自我完善的能力，培养他们成为合格的高级工程技术人才。
毕业设计可以强化工科学生的工程意识，培养其创新能力，将会对学生知识能力素质的协调发展起到促进作用。毕业设计是本科教学中的综合性训练环节，包括基础理论和专业知识的掌握及应用、计算机应用、计算与绘图、实验仪器设备的操作、文献检索与外文翻译、综合分析与统筹规划、语言表达及书写、答辩口才与协同合作等方面。通过毕业设计可以培养自我获取知识的能力、科研及工程设计的能力、分析问题解决问题的能力，提高学生工程意识、工程实践、创新和图形处理能力。
3 怎样在机械类本科毕业设计中培养就业能力
3.1 提高指导教师的工程意识和能力
处于技术革新前沿的高等工程教育正面临前所未有的机遇和挑战，培养具有创新能力的人才是当今教育界共同的重要命题。因此工科院校在加强基础教育的同时要更多地关注工程教育，而毕业设计在工科院校教育中占有重要的地位，因为毕业设计是培养人才能力的重要环节，可以强化工科学生的工程意识，将会对学生知识、能力、素质的协调发展起到积极的促进作用。
机械类学生的毕业设计需要在和指导教师一起共同完成，教师和学生是主导和主体的关系。对于指导教师而言，要出色地发挥主导作用，除了要有事业心和责任感以外，更重要的是指导教师必须不断提高自身的素质和能力特别是专业设计方面的能力，所以要大力开展科学研究，加强产学研合作，提高毕业设计指导教师的工程意识和能力；对于没有带过毕业设计的青年教师，应该参加机械类毕业班的生产实习，到生产第一线去学习锻炼，接触工程实际，增加实践知识；或者给有经验的教师作毕业设计辅导教师，逐步了解毕业设计的要求和过程；有条件时应当参加团队项目实践工程设计，进一步提高其工程意识和能力[3]。
3.2 机械类毕业设计选题应具有先进性和实用性
在机械类毕业设计选题的过程中，应当力求选出的题目具有先进性和实用性，以利于全面培养学生，满足机械类学生对现代工程设计的需求：根据机械类学生的专业和培养目标，尽可能多地选择工程设计类题目；根据学生的分配去向，选择一些与就业密切相关的题目，这样可提高使学生尽早地开展自己未来从事的工作，缩短工作时的不适应期；拓宽选题渠道，积极地与科研单位、研究机构、企业集团、社会团体开展合作选题，丰富毕业设计题目，增加了题目的实用性；毕业设计领导小组对指导教师提出的毕业设计题目应当严格审查。
毕业设计选题所覆盖的知识面要宽，毕业设计的选题是十分关键的，合适的选题对学生的综合训练有很大的帮助。避免毕业设计题目内容单一，涵盖的知识面狭窄，设计简单工作量不足。因此选题时要涉及较宽的知识面而且要有一定的深度，既要满足教学要求，使学生能综合运用所学的知识解决工程中碰到的实际问题，又要有一定的工程特点，能够理论联系实际。
3.3 从毕业设计质量保障体系各环节加强就业能力的培养
制定毕业设计质量保障体系，全面科学地从选题开题设计答辩各环节加强就业能力的培养，通过各环节质量的监控来提高本科生的就业能力。分析整个过程，选题：应将突出工程教育理念，要求毕业设计内容与工程实际更紧密的结合，使学生的工程意识、创新思维能力、工程实践能力以及图形处理能力得到全面的锻炼和提高。开题过程：机械类学生更强调要阐明其研究的依据与意义、国内外同类研究的概况、课题研究的内容、研究的技术路线以及实施计划等，审查小组通过审阅开题报告，听取学生的开题答辩，对研究的内容方法等进行质疑，并提出建设性意见，进一步完善设计方案。设计过程：在毕业设计具体实施过程中，可以强化工科学生的工程意识，培养其创新能力，将会对学生知识能力素质的协调发展起到积极的促进作用。
通过毕业设计训练环节，可综合性考察基础理论和专业知识的掌握及应用、计算机应用水平、计算与绘图能力、实验设备的操作、文献检索与外文翻译、综合分析能力、语言表达及文字处理能力等。通过毕业设计可以培养自我获取知识的能力、工程设计的能力、分析问题解决问题的能力，提高学生工程意识、创新和图新处理能力[4]。
答辩：答辩小组成员把论文中有阐述不清楚、不确切、不完善之处提出来，让作者当场作出回答，从而就可以检查出其对所论述的问题是否有充分的理解和真正运用。
对选题、开题、设计过程、结题监控很重要，能保证毕业设计的教育质量。 还需要通过毕业设计监控找出存在的问题，并提出改进措施，并且更要注重毕业设计过程加强就业能力的培养，才能构建出合理的毕业设计教育质量体系，才能培养学生成为符合需求的高素质应用型人才。
4 结语
工程学科本科教育的目的是培养具有扎实技术基础、宽广专业知识、综合工程系统能力和良好团队协作能力的工程师。毕业设计是一个在培养人才能力素质方面应该引起高度重视的重要环节，改变以往重理论轻实践，重视个人能力而忽视团队协作，重视专业知识而忽视创新能力培养的教育模式，它是目前国内进行工程类本科教育改革的方向。进一步深化进行工程教育改革，培养社会需求的现代化综合性工程技术人才。
参考文献
[1] 教育部关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见[Z].教高〔2007〕2号，2007-02-17.
机械设计毕业论文篇（8）
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）33-0083-03
一、前言
步入21世纪以后，伴随着国内科学技术与经济水平的高速发展，高等教育正以极快的速度扩散开来，大学毕业生人数每年呈爆发式的增长，据最新数据统计，2014年大学毕业生人数更是达到了惊人的727万。这么庞大的数字随之也带来了快速下滑的就业率问题。显然，社会对高校培养学生的综合素质水准提出了更高的要求。本科毕业设计质量高低与否无疑是评判一个高等院校教学质量与培养人才水准的最好体现，此教学环节是四年本科教育中不可或缺的一个重要步骤。对于一个在校生来说，其取决于学生是否能在他们四年的学习生涯中划上一个完美的句号。毕业设计可近似看作为架构在学校与社会之间的一座桥梁，在校大学生更应该学会如何将自己四年间所学所闻更好地倾注到毕业设计完成的过程中去，其不仅体现着学生对基础理论知识的熟练程度还折射出学生是否能够灵活运用自己所学到的知识。
如将毕业设计（论文）划分为两大类可拆分为理工科类毕业设计与文科类毕业论文，不同于文科类毕业论文的是理工科类毕业设计对学生提出了更为苛刻的要求，其不仅需要学生掌握书本上的理论知识，而且也需丰富熟练的实践技能而实现两者的互补。就理工类别里面最为典型的机械工程学科来说，其毕业设计需要学生具有颇为丰富的实践操作经验（如较为典型的钳工操作技能、数控机床操作技能、制图技能等）与扎实的专业理论基础（如工程力学、机械设计、机械原理、机械制造工艺学等）并将两者有效的结合在一起，即其中任何一方都不能孤立存在。但纵观理工科高等院校机械专业的本科毕业设计课程的完成质量，多数不尽人意，非但没有起到当初设定的学生对所学知识的巩固与能力提高的作用，且浪费了大量的资源、时间与精力，多多少少存在各种问题。如从源头挖掘问题的所在无非是学生自身的问题与学校课程设置的问题。
二、机械专业类本科毕业设计工作存在问题
由于近年来高校的大量扩招，高校对于学生的培养质量日渐低下，毕业设计完成质量亦是如此。由于种种原因，学生完成毕业设计质量与教师完成毕业设计教学任务的质量之间的矛盾激化严重，随着时代跨越式的发展，此情况已越演越烈。陈旧的毕业设计课程设置模式已远跟不上时展的步伐。总结起来可归结为，一方面，学生无法花费大量的精力与时间完成自己的毕业设计。另一方面，部分青年教师由于教学经验不足等原因对学生的毕业设计不够重视。将其用流程图表示如图1所示并进行细分如下。
（一）从学生层面看待问题
1.就业形势。由于毕业设计课程被多数高校置于大四这个时间段，而学生此时心里考虑的是如何找到一份称心如意的工作或考取硕士研究生。尤其是机械专业，就业形势尤为严峻，在沉重的压力下，在校大学生无法将心思完全放在如何完成自己的毕业设计上以完成自己的最后学业任务，加之有些高校无法把握住学生的心态以作出正确的心理指导。
2.对“毕业设计”重要性认识浅显。由于有些高校机械专业类本科生一年级至三年级课程计划中，没有类似于“毕业设计”的课程诸如课程设计、在工厂实际操作等学习安排，导致学生对于其认识极为匮乏，认为毕业设计类似于一些基础课程，临考试前加班加点复习一些考试范围就可以轻松过关，从而导致多数学生前期准备工作不够充分，加之部分高校对于最后毕业设计答辩管理过于宽松，使得学生运用独立科研能力与扎实实践能力完成毕业设计并取得较好成果的前期憧憬提前流产。
3.无法灵活运用学校文献资源。一个良性的毕业设计完成过程离不开大量的文献检索，在机械领域尤为如此，如一些工程应用实例、经验公式、典型设计案例等对毕业设计帮助极大。但经调查，学生在此重要环节存在严重脱节状况。即便能够使用纸质图书资源，也是一些过于陈旧的国家标准与工程应用数据，以致最后设计出来的机械零部件根本无法应用于实际。
4.无法灵活运用计算机软件 在机械专业毕业设计的完成过程中，一些计算机软件如绘图软件、分析软件、仿真软件（UG、Pro/E、Solidworks、Catia、VERICUT、ANSYS等）等都起到非常重要的辅助功能。但因为学生前期对这些软件重视程度不够，导致后期完成毕业设计过程中的工作量非常庞大，继而出现学生心理上的“心有余而力不足”情形。
（二）从高校层面看待问题
1.高校毕业设计课程设置问题。包括毕业设计安排时间、毕业设计前期安排工作与选题工作等在内的所有环节都能体现出其课程设置模式的合理性。不少高校将毕业时间安排在大四这个学生提前找工作的时间段并不是非常合理，此安排方式对学生完成毕业设计时干扰性极大。部分高校毕业设计前期安排并不到位，致使学生对在什么时间段完成什么事情浑然不知。关于选题工作，多数高校毕业设计题目过于陈旧，同样的题目每年重复使用，毕业设计题库不能及时得到更新，远跟不上工厂应用的前沿技术。学生在选题的过程中往往不能掌握选课题的主动权，大多是各个学院随机将指导教师分配给学生并由教师来分配毕业设计题目，此类型选题方式一定程度上使学生的兴趣爱好与所选毕业设计题目得不到充分匹配，自然无法有效调动学生完成毕业设计的积极性。
2.高校教师问题。现多数高校负责指导学生的教师为年青教师，由于教学经验得不到长年的积淀，并缺少一个与教学时间长且经验丰富的教师进行交流经验的机会或没有经过专业的教学培训，多数教师的教学经验只能是纸上谈兵。因此，在指导学生毕业设计时，时常出现学生某个时间段内应该完成的任务长时间得不到跟进，答辩过程不能保质保量，最终只能流于形式。如此每届学生反复这样的过程，毕业设计进况与答辩结果不能及时得到学校总结与改进，久而久之，自然导致高校培养的学生质量每况日下。
3.毕业设计实践内容安排。机械专业本科生步入社会更多的是需要其拥有能够解决生产实践中实际问题的能力，学生更应该有熟练的实际操作能力以减少公司培训的成本。但部分高校为了节约资金、提高学生的毕业率等目的，学校里面的实验仪器长时间得不到更换，加上教学管理上的脱节与陈旧实验仪器的不能使用，导致基础年级安排的实践课程变为理论教学课程。而毕业设计课程规划里面多半没有实践操作或者做出实物的环节，此环节的缺失必定会造成学生毕业时的实践操作能力不足而低于公司引进人才的标准。
三、改进措施的提出
（一）学生层面改进措施
1.心理辅导并及早介入毕业设计课程。针对学生在大四阶段所出现的这种心理问题学院辅导员应及时作出心理辅导等相关措施为学生提供正确导向，在毕业设计课程规划时间层面可以将毕业设计时间段其提前至3年级第2学期，及早的介入毕业设计对学生的帮助较大，可有效缓解四年级学生心理上的压力，对于机械专业学生更是如此。
2.加深学生对毕业设计的认识。高校开设的课程中，基础年级的课程安排应开设2至3门类似于课程设计性质的课程，使学生提前接触此性质的课程。再者，高年级学生进行答辩时，可以让低年级学生在现场感受毕业答辩这种氛围以使学生对毕业设计课程有一个更为清晰的认识。
3.提高学生文献检索技能。基础年级的课程设置中须有1至2门文献检索课程，课程设置的场所可以是图书馆，教师可以将检索电子图书及文献的不同方法教给学生，这样有利于学生在完成毕业设计的过程中快速查找并利用资源。查找纸质图书也是一样，查找一些最新文献资料有利于拓展学生的思路，激发其创新性。
4.提高学生的软件操作技能。对于工科类机械专业学生来说，一些基本的绘图软件、三维仿真软件、分析软件操作技能尤为重要。其可以快速高效的帮助学生解决一些简单繁琐的问题以节省大量的计算与分析时间。因此，学校必须开设此类课程并加以重视，基础软件操作能力可以形成厚积薄发的作用。
（二）高校层面改进措施
1.及时更新题库并合理分配任务。高校的毕业设计题库须及时更新，多数高校毕业设计题目跟不上企业实际应用实例，有些题目严重时五六届学生都在使用，导致有些学生直接就能从网上找到资源并原封不动地下载，即使是这样，学生也可以轻松通过毕业答辩。如毕业设计题目任务量过于庞大，导致学生不能较好的完成任务，如任务量过小，学生轻松就能完成而达不到毕业设计初始的目的。因此须合理分配毕业设计题目，如任务量大，合理分解设计内容并规定好各个学生所做内容不相重复，这样可以更好地锻炼学生的团队协作能力。
2.实践经验教师之间交流。以学院为单位组织有实践经验的教师与年青教师之间互相交流，将好的教学案例与想法提出来与大家分享并交流以促进教学质量的提高。
3.加大投资成本及时更换实验仪器。一个实验仪器俱全且完好的实验场所更有利于教师将实践技能教给学生，能够有效提高学生的实践技能。若单纯依靠以上方法还远远不够，学生是否能够接触到公司里面前沿的技术难题可以通过校企合作这一途径达成，而且此方法能够有效提高学校的整体教学质量。
三、典型教学案例的提出及实际效果
笔者应用的典型案例为“自动物料搬运系统”，该毕业设计题目较为新颖，自动化程度较高，系统柔性大，覆盖领域广如电子、汽车制造、家用电器制造等领域，该集成化系统从很大程度上减少了工厂的加工成本并且提高加工效率。学生能够查阅到的相关文献资料较少，此课题的开展可以很好的激发学生创新思维。该系统主要由机械模块与控制系统模块组成，将其进一步细分如图2所示。
该毕业题目的设计主要引导学生从系统角度考虑自动化物料搬运系统的设计，设计每个部件或零件时，学生都必须考虑到其在整个系统里面的适用性，一定程度上培养了学生系统化思维。此题目可以分成6个子课题让学生完成，既培养了学生团队合作意识，每1个子课题又穿插了多学科知识，可以让学生了解到更多知识层面。学生可以从多个途径查找资料如机械手册、网络资源、文献资料等间接培养了学生查阅资料的能力。
从学生毕业课题完成的质量来看，效果令人满意，学生的积极性着实有了明显的提高，体现了学生对未知领域的求知欲更为强烈。不仅扎实了学生专业基础知识，又培养了学生解决新问题的方法，起到了双赢的作用。
参考文献：
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机械设计毕业论文篇（9）
作者简介：刘训涛（1975-），男，山东鄄城人，黑龙江科技学院机械学院，副教授；吴卫东（1967-），男，江苏沛县人，黑龙江科技学院机械学院，教授。（黑龙江 哈尔滨 150027）
基金项目：本文系黑龙江省高教学会“十二五”规划课题“TRIZ理论在本科教学中的应用与大学生创新能力培养的研究”（项目编号：HGJXHC110906）、黑龙江省新世纪教改项目“TRIZ理论在机械工程专业毕业设计中的应用与实践”（项目编号：6621）、黑龙江科技学院青年才俊资助项目的研究成果。
中图分类号：G642.477 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）07-0170-02
随着高校扩招，大学招生人数逐年增加，但是教师的人数却变化不大，指导毕业设计的师生比逐年降低，教师一般一年要指导6～8个本科生，高职称的教师甚至要指导13～14人的毕业设计。由于机械设计的自身特点，指导教师很难每年均给出全新的课题，导致很多毕业设计题目、设计内容雷同甚至与前两年完全一样。同时由于传统的毕业设计过程管理松散，学生毕业设计又与找工作时间重叠，还有些学生利用最后一学期上驾校、考驾照，学生实际投入到毕业设计的时间有限，所以学生毕业设计存在一定的突击、抄袭、拷贝，甚至花钱请人完成的现象。虽然各高校先后开展了论文工作，但是仍然无法保证学生毕业设计的创新性、独立性。学生毕业设计质量逐年下降，甚至有些人认为应该取消本科生毕业论文答辩。针对本科毕业设计存在的问题，尝试将TRIZ理论引入到毕业设计中，在师资队伍、毕业设计选题、开题答辩、结构设计与过程管理中采用TRIZ理论融入模式开展教学，经过三年多的教学试验，取得了一些成绩。
一、TRIZ理论师资队伍建设
教师在毕业设计中与学生接触最多，既是学生毕业设计质量的监督者，又是设计方法、绘图技巧的直接传授者，所以教师在本科生毕业设计中起着至关重要的作用，教师的业务能力和专业水平在很大程度上决定了学生毕业设计的质量与成败。学校鼓励教师逐步提高自身学术修养，在职完成博士研究生学习，积极参加省内重点高校精品课程的盯课任务，积极到工厂、实验室挂职锻炼，积极开展各种教研与科研活动。利用黑龙江省优越的TRIZ理论学习与推广环境，有计划的开展教师TRIZ理论培训，聘请亿维讯的TRIZ理论讲师为教师进行软件及理论培训。选派多名教师参加国家科技部、黑龙江省科技厅组织的由俄罗斯、德国以及国内TRIZ理论专家讲授的师资培训班，并利用教研室活动时间，不定期的开展TRIZ理论学习与实践情况交流，共同探讨学生创新能力形成发展的规律，为创新教育提供最直接、最深刻的体验。[1]组建起一支业务素质高、爱生、敬业，同时又了解TRIZ、喜爱TRIZ、研究TRIZ的教学团队，为TRIZ理论在本科毕业设计中的应用奠定师资基础。
二、TRIZ理论在毕业设计中的应用
毕业设计过程是实现本科培养目标的重要阶段，是学生毕业前的最后学习阶段，是对学生大学四年学习的总体检验与综合运用，是学生综合素质与工程实践能力培养的最后一里路程，也是本科生毕业及学位资格认证的重要依据，更是衡量高等学校教育质量与办学效益的重要评价内容。[2]毕业设计过程一般包括课题选择、任务书下达、毕业实习、开题答辩、中期答辩、图纸绘制与说明书撰写、毕业答辩几个过程。通过TRIZ理论融入式教学法的实施，将TRIZ理论融入到毕业设计的各个环节，提高了学生毕业设计的质量。
1.TRIZ理论在选题中的应用
选题是做好本科毕业设计的第一步，选题是否正确得当，将直接关系到学生毕业设计知识的学习量、实践与创新能力的培养水平，是关系到学生毕业设计成绩的重要步骤。由于教师指导的学生多，同时参与指导毕业设计的青年教师比重大，实践经验较欠缺，导致许多教师无奈之下选用陈旧的课题或者兄弟院校的毕业设计题目，毕业设计选题缺乏创新，有的甚至不科学，更无法发挥学生的潜能，无法开展学生实践与创新能力的培养。为了克服以上困难，在选题时力争密切联系科研、生产、实验室建设实际，力争产、学、研结合，努力增加课题的实用性。尽量选择教师自身熟悉的科研、学术研究课题，力求将教师承担的国家、省（部）、厅（局）级科研课题，以及企事业单位委托课题、校内基金课题和自拟课题与学生的毕业设计挂钩，让学生参与到教师的科学研究中，早一步体验科研实际。[5]在课题选择时，应用TRIZ理论进行产品S进化曲线分析，研究机械产品的发展阶段，寻找机械产品现阶段存在的矛盾，从而确立待选课题，并尽量使课题处于TRIZ理论1到4级发明阶段，力争做到选题科学、合理、新颖、先进。另外，要激发学生开展毕业设计的兴趣，培养学生独立自主创新的能力。通过三年的实践，本科毕业设计题目更新率、题目可操作性、对学生自主创新能力培养均有显著提高，如图1所示。
黑龙江科技学院机械设计专业有学生152人，有专任教师16人。通过TRIZ理论在选题阶段的应用，毕业设计题目更新率由原来的53.6%增加到了93.5%，课题和教师的科研与研究课题相衔接率逐年增加，由2009年的35.6%增加到63.4%。毕业设计知识点逐年增加，涵盖了机械设计中的理论知识与实践知识，设计包括机械结构设计、方案选择、结构力学分析。使学生通过毕业设计学会了方案制定、材料选择、结构设计、零部件强度校核、电机选择、手册查找、工艺及热处理方案制定等多方面知识。毕业设计的可操作性明显提高，教师指导难度降低，毕业设计中创新设计题目由4.35%提高到36.7%。通过科学选题增加了学生毕业设计的信心和动力，让学生在综合知识运用上更加自如，更能够激发学生潜在的创造能力。
2. TRIZ理论在开题中的应用
开题报告的撰写是学生在毕业实习后，依据教师给定的设计题目和实习阶段收集的资料，对毕业设计课题国内外发展现状的综述、机械产品结构设计方案选择、课题开展计划制定、设计目标及参考文献的撰写。[4]鼓励和引导学生在开题阶段使用TRIZ理论。应用TRIZ理论进行九屏法分析，研究课题的系统、子系统、超系统，以及系统、子系统和超系统的过去、现在与未来系统，查找整个系统以及操作区中可利用的资源，找出要解决的问题，通过对问题的抽象，运用TRIZ理论建立矛盾。如果是技术矛盾（即一个参数改变引起另一个参数的“恶化”），依据矛盾矩阵表和40个创新原理查找解决方案；如果是物理矛盾（对一个参数提出两种不同的要求），采用时间分离、条件分离、空间分离、整体与部分分离原理进行解决，或者通过对结构进行物-场分析，应用标准解查找解决方案，并利用PRO/Innovator的专家评价系统或者机械系统设计中学到的方案选择原则对各个方案进行打分，选择最优的设计方案。各年开题报告撰写中技术创新方法的应用情况如图2所示。随着黑龙江科技学院TRIZ理论选修课程的开设，学生对TRIZ理论的了解逐渐增加，在开题报告中应用TRIZ理论的数量逐年增加，开题报告的质量也有明显的提高。[2]
3.TRIZ理论在结构设计中的应用
TRIZ理论的核心思想是通过重新定义问题，建立最终理想解；通过系统思考来充分利用系统内部和外部的资源，不折中、不妥协，创造性地解决问题；通过工具和方法来寻找创新规律。[3]在结构设计阶段，学生首先对设计中遇到的问题形式进行描述，并将其转换为技术形式与发明形式；然后应用功能分析对关键部件结构进行分析，通过鱼骨图查找当前结构的问题节点，应用小人法、金鱼法对结构进行分析，通过S进化曲线的分析，确定产品所处的技术进化阶段，选择相应的TRIZ理论工具，确定结构的最终理想解（ideal final result，IFR），明确努力方向，保证在问题解决过程中沿着此目标前进并获得最终理想解，从而避免传统创新设计方法中缺乏目标的弊端，提升创新设计效率。应用ARIZ（Algorithm for Inventive Problem Solving）算法、进化法则、知识库、效应库、结构库、专利地图（国内专利库、欧美专利库），从专利规避角度出发，开展机械运动、机械动力、机械结构及机电结合等详细设计，[1]具体应用过程如图3所示。
通过TRIZ理论的应用激发学生的联想思维、想象思维、灵感思维，进而提升了本科毕业设计的质量。学生毕业设计图纸、说明书中重复率明显下降，创新点逐年增加，部分学生还将毕业设计成果申请了实用新型专利，通过毕业设计不仅锻炼了学生的工程实践能力，激发了学生的创新热情，同时还发掘了学生自主创新的潜能。
三、TRIZ理论在毕业设计管理中的应用
传统的毕业设计均是在设计初规定好最后答辩时间，学生只要在答辩日期前提交毕业论文和图纸就可以，但由于现代科技的发展，以及往届生的口口相传，很多学生在网上购买毕业设计、或者直接拷贝工厂图纸和往届毕业设计。而在整个毕业设计期间，很少有学生进行认真的设计、甚至很少有人思考与毕业设计有关的内容。有的指导教师甚至在整个毕业设计周期都见不到学生，学生也都是在毕业设计的最后几天连夜突击，毕业设计质量可想而知。学生在毕业设计中知识的学习，创新思维能力的培养更是无从谈起，毕业设计甚至成为教师和学生的共同心病。
课题组应用TRIZ理论动态化、周期化和分割原理，将毕业设计的考核分割量化，将毕业设计考核由一点单一考核变成多点分段动态考核。教研室教师集体制定各考核点，学生最后的毕业设计成绩由各个考核点成绩组成，改变了过去一次答辩定成绩的做法，加强了过程管理。用分割法将毕业设计成绩分割成毕业实习、开题答辩、中期答辩、教师定期指导、最后答辩几部分（见表1）。在毕业设计之初就列出每一部分考核的具体时间，让学生根据阶段考核时间表自动校正自己的毕业设计进程，同时每个阶段考核都由教研室组织教师进行成绩评定，并将成绩立即公布，任何一部分成绩不合格均不允许参加毕业答辩。通过两年的实践，学生技术文件质量普遍提高，学生毕业设计进程普遍加快，学生参与毕业设计的热情普遍增强，学生应用到毕业设计中的精力和时间增加，创新的结构增多，抄袭现象减少，学生集中突击情况不复存在，学生毕业设计质量明显提高。
四、结论
毕业设计既是对学生大学四年学习知识、实践动手能力的检验，又是学生自主创新能力、工程素质的集中综合培养。毕业设计囊括了实习、开题、产品结构设计计算、图纸绘制、论文撰写、论文答辩等过程。通过在本科毕业设计中引入TRIZ理论强调了学生的主体地位，激发了学生的创新热情，培养了学生的创新能力，避免了学生毕业论文的抄袭现象，克服了毕业设计题目雷同问题，提高了学生毕业设计的效率和质量。部分学生还将毕业设计内容申请了国家实用新型专利，也提高了学生的就业率。通过毕业设计实践，机械设计专业连续三年在学校毕业设计专项评估中名列第一，就业率连续三年名列学校前茅，2012年黑龙江科技学院亦荣膺“全国高校就业50强”，毕业生受到了用人单位的一致好评。
参考文献：
[1]马苏常，王健民，王宪成.应用TRIZ理论提升职技高师学生毕业设计创新能力的探索[J].职业技术教育，2009，（32）：79-81.
[2]刘训涛，赵存友，徐鹏.TRIZ理论与大学生创新能力的培养[J].高教论坛，2011，（3）：29-30.
机械设计毕业论文篇（10）
近些年来，随着我国经济的快速发展，企业对人才的需求量越来越大，然而这些年来，高校学生就业形势十分严峻，每年有许多大学生找不到合适的工作，虽然原因是多方面的，但其瓶颈之一就是我们高校培养的大学毕业生与企业需求的人才目标有较大的差距，如刚毕业的大学生缺乏相应的工作经验，实际操作、动手能力差，不能快速适应岗位任职的要求等等。高等学校的根本任务是培养社会所必需的人才，作为培养具备机械设计制造基础知识与应用能力，能在工业生产第一线从事机械制造领域内的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理和经营销售等方面工作的高级工程技术人才的机械设计制造及其自动化专业，如何在教学中改变这一现状是我们教育工作者必须要深刻探讨的一个重要问题。
一、转变教育观念，培养学生三维设计能力
观念是指导人们行为的主观意识，教师的主观意识对教学工作影响很大。近十多年来，由于先进制造技术的快速发展，带动了先进设计技术的同步发展，CAD、CAM、CAPP和CNC正在促使社会生产力发生革命性变革，虚拟产品开发将从根本上改变设计、试制、修改设计和规模生产、维护的传统模式，通过在虚拟开发环境中生成数字化产品原型或软产品原型代替传统的硬样件，进行测试，对其性能、可销售性、可维护性、成本和外观等进行预测和评价，来提高企业快速适应市场变化的能力，二维图形表达物体的时代将逐渐被三维图形所取代，三维建模及仿真对产品的设计起着举足轻重的作用，许多企业已经在采用功能强大的三维设计软件在开发产品，然而，目前无论是在机械制图教科书中还是在讲课内容上，主要还是以介绍AutoCAD软件为主，虽然AutoCAD软件具有三维数字造型的功能，但它没有实现真正意义上的三维设计，不能实现尺寸驱动；三维功能不基于特征；三维模型和二维模型不共用统一的数据库。因此，在机械制图教学中教师要转变观念，压缩传统部分内容，增设三维软件如Solid works、UG、Pro/E等三维实体造型软件的教学，为培养学生初步的三维设计能力打下一个良好的基础。机械设计课程设计是高校工科相关专业学生首次综合应用课程相关知识及其他有关先修课程中所获得的理论知识设计简单机器的一个重要性的实践环节，对培养学生工程意识和工程实践能力以及创新意识都起着重要作用。在这个环节中，教师可以要求学生对主要部件的非标准件进行三维实体设计，确定零件的结构形状和尺寸，提高和强化学生三维实体结构设计的能力；按功能和结构要求对主要部件用三维设计软件进行建模并进行模拟装配和干涉检查；生成二维装配图、零件图，来达到熟练掌握工程图的生成、编辑修改、尺寸标注方法。通过机械设计课程设计，进一步锻炼了学生三维设计的能力。
二、改革实践性教学环节，注重工程素质训练
工科教学中的课程实验、课程设计、金工实习、生产实习使学生拉近了书本与工程实际的距离，帮助学生将书本知识运用于生产实际，完成从书本到现实、从理论到实践的飞跃。因此，它是培养学生工程意识和综合工程素质的重要环节。为此要加强和优化实践教学环节，改变以往实习与实验教学的从属地位，建立起与理论教学有机结合、同步进行的实践教学新体系。改变传统的验证性实验为综合性实验和学生自主设计操作的实验；开放实验性，鼓励学生多做实验；根据自身情况选作相关实验，并且对于每个实验记予一定的学分。为了使学生具有较强的工程实践能力及岗位适应能力，可以聘请企业人员兼职任教，并进行专业课的讲座和企业教学。
机器的设计一般应包括两大部分，即实现预定要求的运动设计和克服生产阻力实现预定工作能力的设计，它们分别是由机械原理和机械设计这两门课程来承担的。显然，如果两个课程设计各成一体，割裂了机械系统的设计思路，不利于学生综合应用能力的培养。如果把机械原理课程设计与机械设计课程设计有机地结合起来，并采用计算机辅助设计，必将使学生从设计一开始就注重机械系统的设计，学生经历了从运动方案设计到结构设计的全过程锻炼，增加综合分析问题的能力，实现了从知识形成能力的飞跃，为创新能力的发展打下了一定的基础。
传统的金工实习内容：车、铣、刨、磨、焊、钳、锻等实习工种对于培养学生动手操作能力起着非常重要的作用，但金工实习的内容应当随着机械制造技术的发展而不断丰富，缩短传统的金工实习内容时间，增加机械拆装实训、数控加工实习内容和特种加工的内容，如在实习中让学生完成从零件的编程到亲自操作数控车床、数控铣床，完成整个零件的加工过程。
三、加强毕业设计的综合训练，提高工程技术应用能力
对于工科学生来说，毕业设计是学生在校学习的最后一个环节，也是大学教育中的一个十分重要环节，它是对学生四年所学知识的一个综合性总结和各个方面能力的一次综合开发与实践的过程，它大约占用了整个大学教育时间的1/8，因此，它是实现培养目标的重要教学环节。毕业设计的策划、组织和实施直接影响学生在校的最终教学质量、学生就业的竞争力。
为保证毕业设计质量，我们要求参加毕业设计指导工作的教师必须提前申请，经过教研室毕业设计领导小组讨论通过后，向学生公布。学生自主选题与教研室协调相结合，原则上2～3人一个课题，设计内容既有相同又有不同，这样安排的好处是既培养了学生在设计中的团队合作精神，培养了学生的独立设计能力，同时要求指导教师定时定点指导。在毕业设计中，教研室毕业设计领导小组对其全程进行跟踪管理，安排不定期检查和中期检查，并要求学生在规定的时间上交设计的全部内容，经答辩小组予审后确认答辩资格。答辩中统一评分标准，严格分项打分。
毕业设计的题目可以是综合性训练的课题，也可以是来源于生产实际和教师科研项目的课题，但综合性训练的课题总量不超过毕业设计课题的1/4，这样可以使大多数同学在毕业设计中能受到真刀真枪的训练，另外还允许学校教师与企业工程技术人员共同来指导学生的毕业设计，也允许有部分学生到企业进行毕业设计。
机械设计毕业论文篇（11）
作者简介：段俊法（1972-），男，河南郑州人，华北水利水电大学机械学院，副教授；孙永生（1975-），女，河南郑州人，华北水利水电大学机械学院，讲师。（河南 郑州 450045）
基金项目：本文系河南省实验教学示范中心“工程机械与车辆实验教学中心”（项目批准号：河南省教育厅教高[2010]1047号-25）、河南省高等学校教学团队“机械类专业基础课程教学团队”（项目批准号：河南省教育厅教高[2010]268号-22）、河南高等教育教学改革研究项目“面向水电工程建设的‘机械类卓越工程师’人才培养模式探索”（项目批准号：河南省教育厅教高[2012]268号-173）的研究成果。
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）20-0015-02
目前，我国高等教育的绝对规模在世界上位居前列，在每年大量工科毕业生涌入就业市场的同时，许多企业却表示招聘不到可用人才，企业普遍认为“团队精神、合作能力”和“动手实践能力”是工程技术人员的最大不足。同时，我国工程技术人员普遍存在创业与创新精神不足，缺乏将发明、专利和高新技术尽快转化为具有市场价值产品的动力。究其最根本的原因还是学不能致用，学校培养与企业需求脱节。基于此，国家教育部启动“卓越工程师教育培养计划”，提出学校要按照通用标准和行业标准培养人才，期间，行业企业深度参与，重点强化学生的工程能力和创新能力。[1]
一、目前高等工程教育存在的问题
经过大量的调查研究，课题组认为目前高等工程教育存在的主要问题是：[2，3]
（1）专业面相对较窄，学生知识面狭窄，人才培养目标不明确，导致了人才培养路径单一，人才培养模式不灵活，学科交叉渗透性差。
（2）教学方法呆板，过于重视考试和成绩，轻视“个性化”教学，缺乏启发式、研究式的学习氛围，不能激发学生思考新问题、探讨新知识的创新欲望。
（3）重理论、轻实践。在人才培养方案修订过程中，企业、行业参与不够，课程设置与行业、企业的联系还不够紧密，与企业的新技术、新工艺、新产品结合不够。
（4）由于传统观念的惯性，培养目标、教学计划、课程大纲、培养模式、教学方法、教材建设等方面的改革滞后于教育观念的转变，也滞后于人才需求的变化，专业培养目标与毕业生就业岗位存在较大的落差。
（5）工程训练设备不足，缺少实训基地。工程教育的成果很大程度上都是应用在企业公司中，由学校培养，企业使用，但是由于高校扩招、劳动力充足等因素，有些企业对人才的培养不够积极，不太愿意提供资金、设备等方面的支持，不愿意接待进行实践教学的师生。
二、机械类卓越工程师人才培养方案[4，5]
1.以水电工程建设需求为导向，确定专业方向
专业方向设置原则：在专业方向的设置上必须根据自身的专业沿革、师资力量、实验基础、科研积累、特色优势等遵循可行性与适度超前性、特色鲜明性原则，符合专业特点和人才培养目标，培养的学生既要有扎实的专业基础知识，又要有自己的知识特长。课题组经过大量的市场调研和广泛讨论，从水电工程建设行业对人才需求的层次考虑将机械设计制造及其自动化专业下设五个方向：起重机械方向、铲土运输机械方向、挖掘机械方向、机械制造方向、机械电子工程方向。学生可根据社会的需要、就业情况和自己的兴趣选择其中一个专业方向，学校根据不同的专业方向分别开设一组相应的课程，以满足个性发展，增强某一方向的技术特长和应用能力，以适应工程需要。
2.重构课程体系，适应工程化对复合人才的培养需求
课程体系是人才培养模式的重要环节，以2012年国家新的专业要求与核心课程为指导；以国内兄弟高校的培养方案和课程体系为参考；同时继承和发扬我校水电特色鲜明的专业特点，而且充分考虑现有的师资力量；同时依据水利水电工程建设对机械大类专业人才的实际的要求，积极探索适应现代社会市场经济需要的课程体系，进行调整优化，使整个课程体系体现以强化工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力为核心的思想，确保“宽口径、厚基础、强能力、重创新、高素质”的要求。
3.构建专业教学团队，创新教学方法
目前，大部分高校基本上还是以书本和教师系统讲授为主，虽然近十多年来在不断改革，但离真正的启发式教学、探究式教学、研讨性教学还有很大差距。课堂教学仍为主要教学环节，课内学时较多，学生的学习效果不尽如人意。为此，通过研究，课题组提出了专业教学团队的教学模式。
（1）专业教学团队的组成。专业教学团队由首席教师、副首席教师、讨论主讲教师、辅助教师组成，实行首席教师责任制，采用“讲授+讨论”的方式进行授课。
（2）教学过程的组织。根据课程性质，教学过程采取讲授、讨论与实验相结合的方式。一般讲授与讨论学时比为1.5∶1，即每门课程理论学习60%的学时采取讲授方式，剩余40%的学时将学生分小班由教师组织进行讨论。讲授采取集中大班授课方式，由教学经验丰富、授课效果优秀的首席教师或副首席教师承担；讨论分成若干个小班，由讨论主讲教师主持、辅助教师参与。实验课分若干小组，包括首席教师的课程组全体均要参加，采取不同分工，过程组织一般由辅助教师承担。
（3）“教”与“学”特点。集中授课时，教学空间利用率高，大量学生可共享优秀教师资源，授课信息量大，学生获取的知识量多，教师在课堂上启发引导学生学习，解决知识点主干部分问题，培养学生对知识系统的学习和领悟能力。一般不组织讨论。学生发现问题先记录问题，课后自己思考，然后在讨论课中解决。讨论课着重组织知识点的细节学习和解决“问题”（问题可由学生提出，或由教师提出，由教师引导），培养学生对知识点的精细理解能力和知识系统内在关联的理解和掌握能力。学生通过课程组讨论、分工合作的方式共同解决问题，组织讨论的教师一般不简单给出答案和结果，而是引导学生思考、交流、讨论。在组织讨论过程中同时对学生的学习方法给予指导，对其理解能力和逻辑推理能力进行培养。学习或讨论的效果检验以学生完成命题作业、提交“结题报告”或“大作业”相结合的方式进行。
4.与企业联合建立实习基地、工程实践教育中心，促进教学与科研的相互“反哺”和“融入”
工程教育离不开产学研结合。要探索与机械类企业和水利水电工程建设企业进行产学研合作联盟的新模式，建立高校和企业联合培养机制。在原有实习基地与多年合作的基础上积极开拓新的实践实训基地，或建立实践教育中心、联合完成培养卓越工程师计划。要改变教学与科研脱节的现象，推进二者的相互“促进”、“反哺”和“融入”，积极探索科研为育人服务的途径和办法。
5.以专业综合改革为龙头，发挥辐射作用，实现整体优化
（1）以提高人才培养质量为目标，探索与引进先进教学理念。以教研室为单位，每周以研讨会的形式深入开展教育教学方法研究，创新教学方法。
（2）及时更新教学内容。教学内容要充分体现水电工程建设对机械类人才知识结构、能力要素与专业素养要求，加强学生创新能力训练，“真刀真枪”做课程设计、毕业设计。综合提高学生获取知识与信息的能力、分析与解决专业问题的能力、创新能力、团队合作能力等，全面提升学生的专业素质与工程素养。
（3）以改革和创新为手段，提高教学管理水平。结合目前学校正在向实行院系二级办学、二级管理过渡，要抓住这个契机建立切实可行的、有效的教学管理制度，建立完善的教学运行监控体系，保证教学的质量稳步提升；申请教育部专业评估，促进结构优化、突出特色、强化内涵、保证人才培养质量，构建特色鲜明的学科专业结构体系。
（4）借助青年教师讲课大赛，着力提高青年教师讲课水平。借助每两年举办一次的青年教师讲课大赛大练兵，动员每位青年教师参加院级初赛，然后集体点评，选拔优秀进入院级比赛；同时举办一些其他评比性的活动，如：举办优秀教案评比活动、“我心目中的好老师”征集活动；聘请教学名师示范讲课，并观摩教学效果优秀的教师授课；聘请校级督导专家针对青年教师讲课现状进行分析、提出建议等，从多方面入手为广大青年教师对症下药，共同努力提高青年教师的教学水平。
（5）汲取CDIO先进教育理念，探索具有国际化视野的应用型本科人才培养模式。汲取CDIO切实可行的先进教育理念，结合华北水利水电大学教育的实际情况，以具有多年办学经验的机械设计制造及其自动化专业为依托，结合正在进行的机械设计制造及其自动化专业本科国际教育为平台，提出切实可行、可操作的基于CDIO的技术本科国际教育人才培养模式。从培养目标、教学大纲、课程体系、质量评价、师资培训等方面进行研究，探索具有国际化视野的应用型本科人才培养模式。
6.高标准严要求，聘任实训基地、工程教育中心的实践导师
实训基地、工程教育中心实行相对独立的人事制度，并对所有工作人员实行聘用制度。从依托企业中聘请技术专家、高级管理人员担任讲座教授，聘请企业经营管理人员为专业教研室兼职教师，聘请具有丰富实践经验的一线技术能手、研发能力强、责任心强的工程师为学生实践指导教师，使师资专业结构更具合理化。
改善理论教师的工程背景结构，重点引进具有工程实践经验的人员，合理配置传统的学术型教师和实践型教师，使得师资队伍结构更合理，并加强青年教师工程实践能力的培养与训练，建立教师到基地挂职锻炼的制度。新教师通过在基地参与生产活动，科学研究、科技推广和生产管理等提高他们的科研水平、管理素质和实践能力；鼓励学校指导教师到企业进行学术访问，参与企业研发。制订专职教师企业培训计划，分期分批安排专职教师到企业参加工作，提高教师的技术能力、实践能力，了解产业界技术最新发展，为学校储备“双师型”实践教学教师。
7.毕业设计与社会需求对接，创新毕业设计
毕业设计既是大学生综合基础、专业知识应用的载体又是对工程实践能力进行强化的最佳平台。因此，课题组提出毕业设计的改革方案：
（1）针对专业特点大力开展与相关企业的交流合作，全面了解企业动态。面向企业需求，对毕业设计内容、形式进行改革。由工程教育中心聘任的企业师资全程参与指导学生的毕业设计过程，包括共同拟订或推荐毕业设计课题；聘请为第二导师；参与答辩和学生成绩考评等。
（2）改革毕业设计安排方案，介入时间提前。毕业设计过程和环节重新规划，课程设置与毕业设计互为依托和支持，从每门理论课程的设置、实践环节的安排到毕业设计的体系体现完整性、一致性。比如课程体系中按照类别打包设置课程。
在专业方向确定后即开始启动毕业设计工作。大学三年级第一学期确定专业方向，然后进入毕业设计题目、专业课程类别的选择阶段；三年级第二学期，通过课堂学习毕业设计所要求的专业基础知识与专业知识确定毕业设计方案，开展理论部分研究与设计，规划实验（或实习）部分的技术路线；四年级第一学期前期完成所有在校理论课程的学习，中后期结合毕业设计题目到有关企业或工程教育中心实习，而且结合题目自主学习相关知识内容，采取边实习、边学习、边进行毕业设计的方式理论与实践结合，完成实验（或实习）任务的同时验证、修改理论部分研究与设计工作；四年级第二学期，前期继续在企业或工程教育中心实习，并结合实习提炼总结设计工作的创新之处，并升华、完善整个毕业设计成果。后期撰写毕业论文，总结其他成果，准备答辩。
（3）增加毕业设计内容，在毕业设计中添加行业最新元素。毕业设计选题来源多元化，鼓励教师根据自身的研究方向提取或直接从自己的研究课题产生题目，也可以从企业现有运行过程中进行提取，还可选自企业科研攻关项目或与企业合作的科研课题，甚至从企业的发展方向中提取。
（4）提交更为丰富的毕业设计成果。探索更能体现学生综合素质的毕业设计成果的新形式。纸质论文与其他成果相结合。仪器、装置、模型、创新思维的软件、图纸、影像均视为毕业设计成果的组成部分；专利、公开、软件著作权作为体现毕业设计创新的重要考核条件。
8.切实落实实践环节教学，严抓实践环节的教学质量
成立院级教学督导组，并由企业方总工负责组织校外实践教学环节的教学质量监督检查、教学效果评估工作。组员从公司和学校各专业技术专家、教学专家中聘任，负责教学质量监督和教学效果评价的具体工作。
出台相关的教学管理系列文件，从制度上规范教师的教学行为。教学督导组定期检查校外实践基地或工程教育中心的教学工作，同时建立师生评估、学校评估、企业评估、社会评估的全方位教学质量监督体系，对学生的学习质量和教师的教学质量进行监督考核。
三、结论
课题组在“机械大类专业设置及人才培养模式改革与综合发展研究”和“面向水电工程建设的机械大类人才培养模式研究”成果的基础上以及“机械设计制造及其自动化”特色专业建设点、专业综合改革试点的推动下继续对机械类卓越工程师的培养模式进行了研究。
遵照重理论、强实践的原则，从多方面保证并促进复合型应用人才培养，以提高学生的学习能力、动手能力、系统构思及设计能力、团队合作能力，达到“宽口径、厚基础、强能力、重创新、高素质”的基本目标。
参考文献：
[1]卓越工程师教育培养计划[EB/OL].http：///high/tbch/2010/zygcs/.
[2]朱高峰.关于中国工程教育的改革与发展问题[J].高等工程教育研究，2005，（2）.
