【精品毕设】现代机械优化设计课程论文

机械优化设计实验教学研究论文机械优化设计实验教学研究论文机械优化设计实验教学研究论文1《机械优化设计》教学改革思路及措施1.1《机械优化设计》课程理论教学研究与改革《机械优化设计》课程理论教学体系的建设主要包括优化课程内容、制定课程教学大纲、编写课程教案几个方面。

如前所述，机械优化设计课程教学需要克服“四个脱节”。

因此在课程体系研究方面主要解决实现理论基础教学和应用能力培养相结合，以及课程内容与技术发展相结合两个问题。

（1）实现理论基础教学和应用能力培养相结合针对因该课程数学基础较多导致工科学生畏难情绪大，学习热情不高等问题，在课程数学理论基础等知识点方面，侧重算法原理的讲解而非算法过程的介绍；侧重使学生掌握使用现有数学工具解决工程问题，而非自行编制算法程序求解数值问题。

从而使学生从算法原理和理论基础中跳出来，提升到知识的应用的层次。

（2）课程内容与技术发展相结合机械设计问题已经从求解小规模单一问题发展到求解大规模复杂性问题。

因此优化方法也从经典的优化方法发展到多学科设计优化、智能优化方法、基于仿真的优化等领域。

因此课程内容应和技术发展相结合，适当引入先进优化方法的介绍。

为学生从解决简单数值问题过渡到今后解决复杂工程问题提供知识储备。

适应“卓越计划”提出的培养学生工程能力的要求。

1.2《机械优化设计》实验课程体系的建设《机械优化设计》实验课程体系的建设主要包括实验内容与实验项目的设置、制定实验教学大纲、编写实验指导书几个方面。

实验体系建设的主要目的是使实验项目设置与工程问题相结合，实验内容与工程实践所需的综合性知识应用相适应。

（1）首先在实验项目设置时，根据“卓越计划”的要求，以培养学生的工程能力和知识的综合运用能力为目标。

通过建立知识-能力-实验内容关系矩阵。

将各个知识点的能力培养落实到各个实验项目环节。

并且实验项目的设置突出和其他相关课程内容、工程问题相结合。

避免知识点与工程应用脱节，从而达到工程技术人才的具备知识的综合运用能力的培养要求。

浅析机械优化设计方法基本理论【摘要】在机械优化设计的实践中，机械优化设计是一种非常重要的现代设计方法，能从众多的设计方案中找出最佳方案，从而大大提高设计的效率和质量。

每一种优化方法都是针对某一种问题而产生的，都有各自的特点和各自的应用领城。

在综合大量文献的基础上，总结机械优化设计的特点，着重分析常用的机械优化设计方法，包括无约束优化设计方法、约束优化设计方法、基因遗传算方法等并提出评判的主要性能指标。

【关键词】机械；优化设计；方法特点；评价指标一、机械优化概述机械优化设计是适应生产现代化要求发展起来的一门科学，它包括机械优化设计、机械零部件优化设计、机械结构参数和形状的优化设计等诸多内容。

该领域的研究和应用进展非常迅速，并且取得了可观的经济效益，在科技发达国家已将优化设计列为科技人员的基本职业训练项目。

随着科技的发展，现代化机械优化设计方法主要以数学规划为核心，以计算机为工具，向着多变量、多目标、高效率、高精度方向发展。

]1[优化设计方法的分类优化设计的类别很多，从不同的角度出发，可以做出各种不同的分类。

按目标函数的多少，可分为单目标优化设计方法和多目标优化设计方法按维数，可分为一维优化设计方法和多维优化设计方法按约束情况，可分为无约束优化设计方法和约束优化设计方法按寻优途径，可分为数值法、解析法、图解法、实验法和情况研究法按优化设计问题能否用数学模型表达，可分为能用数学模型表达的优化设计问题其寻优途径为数学方法，如数学规划法、最优控制法等。

1.1 设计变量设计变量是指在设计过程中进行选择并最终必须确定的各项独立参数，在优化过程中，这些参数就是自变量，一旦设计变量全部确定，设计方案也就完全确定了。

设计变量的数目确定优化设计的维数，设计变量数目越多，设计空间的维数越大。

优化设计工作越复杂，同时效益也越显著，因此在选择设计变量时。

必须兼顾优化效果的显著性和优化过程的复杂性。

1.2 约束条件约束条件是设计变量间或设计变量本身应该遵循的限制条件，按表达方式可分为等式约束和不等式约束。

机械设计类毕业论文机械设计和机械制造都是机械制造业的重要工作,机械设计和机械制造之间关系密切,机械设计是机械制造的重要保证,而机械制造技术实施则需要以机械设计为前提。

下面是店铺为大家整理的机械设计类毕业论文，供大家参考。

机械设计类毕业论文范文一：机械设计基础教学设计研究摘要：针对传统教学的方式，提出了以设计和制作的项目推进方法，设计适合学生完成的项目，通过有效的课堂组织，解决学生理论知识的学习，同时培养学生的自主学习能力，提高学生的创新意识，提高教学质量和课堂效益。

关键词：机械设计基础;教学设计;项目设计与制作一、机械设计基础课程教学现状1.内容过于理论，学生听起来费劲，兴趣不高。

在教学中虽然应用到大量的图片和动画，但内容分散，学生不易贯通联系，且教学手段单一，没有趣味性，再加上当前智能手机的发展，使得学生无论在对抗学习，还是游戏的心境中，往往对手机的爱好超过课堂学习，教学效果显然不好。

2.教学方法陈旧，不利于提高学生的实践能力。

在教学中，往往是通过例题、视频或实验提高学生的理解力，学生主动思考能力几乎没有得到提高，很多学校往往为了提高学生的创新意识，单独开设一门《机械创新设计》课程，舍本逐末。

项目设计与制作教学法，以项目作为引领，要求学生在理论知识的学习过程中，还必须完成项目的设计和制作，注重团队协作，以学生为中心，培养学生自主学习的能力。

2014年的地平线报告认为：“世界各地大学校园教学实践的焦点正在发生转移，各个学科的学生正在通过制作和创造的方式进行学习，而不再是课程内容的单纯消费者……按照工作过程的顺序开发课程，是凸显职业教育特色课程开发的突破口。

”二、机械设计基础课程制作项目的设计以项目设计与制作的方式来解决课堂问题，通过设计合适的项目，囊括知识和技能，按照项目的实施合理的组织教学内容;设计一些带有趣味性和理论结合的专题项目，要求学生通过理论学习，对老师提出的项目任务进行分析，设计一个合理的机构，并收集材料，使用通用的工具，将机构模型制作出来，通过课堂作品发布，展示团队作品。

现代机械设计论文(5篇)现代机械设计论文(5篇)现代机械设计论文范文第1篇分析现代化机械设计的合理性,首先要对现代化的机械生产模式进行分析,再对机械设计的合理性进行实际性的解读。

由于现代化技术的进展,机械生产与制造已经突破了传统的车间与车床生产模式,从而实现了现代化的生产方式。

那么,现代化机械生产模式详细是怎样的呢?在对机械设计方面又有着哪些影响呢?1.1现代化机械生产模式更加符合市场的需求,符合批量生产的规模现代化生产模式由于受到诸多的市场刚需影响,机械产品的需求量不断增大,而生产周期不断缩减。

这在很大程度上刺激了机械生产模式,对于传统的机械生产更是一种挑战。

因此,在外界的压力之下,机械生产方式以及机械的设计理念都进行了较大程度的修改,以满意日益增加的市场需求。

那么,在生产方式方面,机械生产采纳了自动化远程掌握生产技术,并结合计算机数据处理技术,来实现一种现代化的机械生产模式。

1.2现代化机械生产模式引入新技术,从而实现全新的机械制造业单一的技术进展完全无法满意市场需求,各个领域的技术进行结合进展,才能够实现对一个产业的变革与市场顺应度。

机械制造业领域,要想实现肯定的市场竞争力,就必需实现产业的整合与技术的结合应用。

从传统的机械生产模式,就可以发觉传统机械模式存在的问题。

其详细表现在:大量的人工操作,不仅效率低,而且简单消失错误,产品质量不合格的现象时有发生。

车间是传统的机械产品的主要生产基地,生产车间的人工操作太多。

一般的工件都需要进行反复打磨,才能够符合产品需求。

由于避开不了人工的主观误差,在生产的过程中常常会消失工件报废的现象。

不仅造成了原料的铺张,又增加了生产成本与时间成本。

车间的平安问题特别重要,常常性平安问题无法避开。

传统的生产车间都是人工对着一台机床进行操作,一旦操作不当,就会消失一些危急问题,从而影响其生产质量。

在进行工件加工的过程中,人员受伤的现象始终无法真正避开,对于人身平安是一种损害,而对于生产流程,也经常会消失脱节和拖工的现象,造成整体的产品质量下降。

机械优化设计理论与方法研究【摘要】机械优化设计是近年来发展迅速的一门学科，广泛地应用于各个领域并取得巨大收益。

本文简述了优化设计的一般思路过程，对比了传统与现代设计方法不同，追溯了机械优化设计的发展历程，聚焦现今优化设计所面临的挑战，同时展望了其深具研究价值的广阔前景。

【关键词】机械优化设计理论方法1 机械优化设计理论概述1.1 机械优化设计的概念机械优化设计是指最优化技术在机械设计领域的移植和应用，是以最低成本获得最高效益。

其根据机械设计理论、方法与标准规范等建立能够正确反映实际工程设计的数学模型，利用数学手段和计算机计算技术，在众多的方法中快速找出最优方案。

机械优化设计通过把机械问题转化为数学问题，加以计算机辅助设计，优选设计参数，在满足众多设计目的和约束条件的情况下，获得最令人满意、经济效益最高的方案。

目前，机械优化设计已成为解决机械设计问题的有效方法。

1.2 机械优化设计研究的内容机械优化设计主要研究的是其建模和求解两部分内容。

如何选择设计变量、列出约束条件、确定目标函数。

其中，设计变量是指在设计过程中经过逐步调整，最后达到最优值的独立参数。

设计变量的数目确定优化设计的维数，维数越大，优化设计工作越复杂，但效益越高，所以选取适当的设计变量显得尤为重要。

约束条件即是对约束变量的限制条件，起着降低设计变量自由度的作用。

目标函数即是指各个设计变量的函数表达式，工程中的优化过程即是指找出目标函数的最小值（最大值）的过程。

一般而言，目标函数的确定相对容易，但约束条件的选取显得比较困难。

2 机械优化设计的一般思路与常见方法2.1 机械优化设计的一般思路2.1.1 分析问题，建立优化设计数学模型在机械优化设计的过程中，首先需要通过对实际问题的分析，选取适当的设计变量，确定优化问题的目标函数和约束条件，从而建立优化设计的数学模型。

2.1.2 选择优化设计方法，编写程序在设计变量、约束条件和目标函数三大要素已经确定，构建好数学模型的情况下，编写计算机语言程序。

机械工程毕业论文范文(通用3篇)1目前机械专业教学中存在的问题教学内容创新性不足，理论与实践相脱节机械专业的课程包括机械制造、机械绘图、机械设计、电工与电子、模具制造、数控车床、PLC编程等，这些课程都需要在实践中学习和掌握，如果单纯采用传统的课堂教学方式，学生只能盲目地学习书本中的理论，而不能融入先进的案例，就会使学生的创新与实践应用能力逐步下降。

而目前很多机械专业教师依然采用这种以教为主的教学模式，未能够结合项目教学法、实践教学方法、实验教学法等多种教学方式，通过增加教学内容的创新性来培养学生的实践创新能力，出现严重的理论教学与学生实践操作间的脱节情况，导致学生学习兴趣下降，教学效果不理想。

教学方法落后，缺乏实践性目前很多高校依然采用传统的教学模式，单纯注重理论知识的传授，而忽视了学生实践操作能力的培养，造成学生在学习过程中盲目追求理论分数高低，最终不能用其所学理论去指导实践的情况，更无从谈及实践中的创新能力培养。

因此，作为一项以培养学生实践操作能力为主的课程，应当加大课程教学中的实践环节比重，改变传统以课堂理论知识传授为主的教学方式，发展创新教育，为学生在实践中培养创新能力提供有力条件。

“工学结合”教学策略与模式有待进一步完善目前，部分高校依然墨守成规，忽视教学在校园教育发展中的重要作用。

尤其是在人才培养的过程中，未能够与企业及社会发展需求相适应，对机械专业“工学结合”的教学模式与实习实训的重视程度较低，让学生不能够在实践实习中进一步巩固所学理论知识，从而激发起创新灵感。

2机械专业创新教育相关意见培养适合当今企业及社会需要的机械专业应用型、创新型人才，一方面要求高校教育能够充分重视学生专业知识的掌握情况，另一方面也要求高校教育能够与人才实际需求紧密结合，培养一批具有扎实基础知识与较强实践创新能力的机械专业人才。

针对于此，笔者对机械专业教育创新提出几点意见。

创新实践教学体系机械专业以培养技能型人才为主，实践是其人才培养过程的关键环节，要求高校教育能够加强学生理论知识学习与实践应用的结合。

机械毕业设计论文范文机械毕业设计论文范文摘要本文旨在探讨机械工程专业的毕业设计论文范文，通过对机械设计与制造的研究，展示了机械工程师在实践中所面临的挑战和解决方案。

本文分为三个部分，首先介绍了机械工程的背景和重要性，其次讨论了机械设计的基本原理和方法，最后通过一个实际案例进行了深入探讨。

引言机械工程是一门应用科学，涉及到机械设计、制造和维修等方面。

机械工程师在各个领域中扮演着重要的角色，他们的设计和创新为社会的发展做出了重要贡献。

因此，机械工程专业的毕业设计论文对于培养学生的研究能力和解决问题的能力具有重要意义。

机械设计的基本原理和方法机械设计是机械工程的核心领域之一，它涉及到机械零部件的设计和装配，以及机械系统的优化和改进。

机械设计的基本原理包括力学、材料力学、热力学等。

机械设计的方法包括CAD、CAM、CAE等。

在机械设计中，力学是基础。

力学研究物体的运动和力的作用，通过力学原理可以分析和计算机械零部件的受力情况，从而确定设计方案的合理性。

材料力学研究材料的强度和刚度，通过材料力学原理可以选择合适的材料，确保机械零部件的可靠性。

热力学研究能量转化和传递，通过热力学原理可以对机械系统进行能量分析，提高能源利用效率。

CAD、CAM、CAE是现代机械设计中常用的工具。

CAD（计算机辅助设计）利用计算机软件进行机械零部件的绘制和装配，提高设计效率和准确度。

CAM（计算机辅助制造）利用计算机软件进行机械零部件的加工和制造，提高生产效率和质量。

CAE（计算机辅助工程）利用计算机软件进行机械系统的仿真和优化，提高设计方案的可靠性和性能。

实际案例分析为了进一步探讨机械设计的原理和方法，本文以一个实际案例进行分析。

该案例是设计并制造一台自动化包装机。

首先，通过对市场需求和用户需求的分析，确定了包装机的功能和性能要求。

然后，进行了机械系统的总体设计，确定了包装机的结构和布局。

接着，进行了机械零部件的详细设计，包括传动系统、控制系统、传感系统等。

现代机械优化设计摘要：机械优化设计是近年来发展起来的一门新的学科，起始于20世纪60年代，非常有发展潜力的研究方向，是解决复杂设计问题的一种有效工具。

在机械应用的实践中，机械优化设计是一种非常重要的现代设计方法，能从众多的设计方案中找出最佳方案，从而大大提高设计的效率和质量关键词：优化设计；方法特点；发展态势一、机械优化设计的设计思想机械优化设计是为了适应于不断发展的生产现代化而发展起来的。

它建立在数学规划理论和计算机程序设计基础上，通过有效的实验数据和科学的评价体系来从众多的设计方案中寻到尽可能完善的或最适宜的设计方案。

该领域的研究和应用进展非常迅速，并且取得了可观的经济效益。

所谓优化设计就是在规定的各种设计限制条件下，将实际设计问题首先转为最优化问题，然后运用最优化理论和方法，在电子计算机上进行自动调优计算，从满足各种设计要求及限制条件的全部可行方案中，选定出最优设计方案。

就最优化的理论和方法而言，继古典的微分法和变分法之后，出现有数学规划优化法、准则优化法、混合法及利用遗传算法、人工神经网络的优化方法等。

进入21世纪，工程技术人员普及应用最优化方法是必然趋势1．设计变量设计变量是指在设计过程中我们必须全面考虑确定的各项独立参数，一旦这些设计参数全部确定了，设计方案也就完全确定了。

他们在整个设计过程中相当于一个个变量，变量的多少与数值大小直接影响着优化工作的复杂程度。

也就是说，设计变量数目越多，设计空间的维数越大，优化设计工作也就越复杂，同时效益也越显著。

因此在选择设计变量时。

必须兼顾优化效果的显著性和优化过程的复杂性。

2．约束条件约束条件是设计变量间或设计变量本身应该遵循的限制条件，而优化设计问题大多数是约束的优化问题。

针对优化设计数学模型要素的不同情况，可将优化设计方法进行分类。

约束条件的形式有显约束和隐约束两种，前者是对某个或某组设计变量的直接限制，后者则是对某个或某组设计变量的间接限制。

机械工程专业优秀毕业论文范本基于仿生设计思想的新型机械结构优化研究为了满足题目要求，本文将按照毕业论文的格式来展开讨论。

不过在论文正文开始前，还是先给出一个简要的摘要，以方便读者了解论文的主要内容。

摘要：本文基于仿生设计思想，对机械工程中的机械结构进行了优化研究。

首先，我们介绍了仿生设计思想的基本概念和应用价值。

接着，我们详细分析了现有机械结构的不足之处，并提出了一种新型的机械结构优化方法。

通过对比实验验证，我们证明了该优化方法的有效性。

最后，我们对未来机械工程中基于仿生设计思想的发展进行了展望。

1. 引言1.1 课题背景1.2 研究目的和意义2. 仿生设计思想的基本概念和应用价值3. 现有机械结构优化方法的不足4. 基于仿生设计思想的新型机械结构优化方法4.1 仿生设计思想在机械工程中的应用4.2 新型机械结构优化方法的原理和步骤5. 实验验证与结果分析5.1 实验设计5.2 实验结果5.3 结果分析和讨论6. 发展前景6.1 仿生设计思想在机械工程中的潜在应用6.2 研究的局限性和未来的改进方向1. 引言1.1 课题背景在机械工程领域，结构优化是提高机械性能和效率的重要方法。

传统的机械结构设计多为基于经验和人工优化的结果，这在一定程度上限制了机械设备的发展和创新。

为了克服这一问题，本研究采用了仿生设计思想，探索新型机械结构的优化方法。

1.2 研究目的和意义本研究的目的是基于仿生设计思想，通过优化机械结构的形态和材料，提高机械设备的性能和可靠性。

通过对不同材料和形态的结构进行比对，可以得到更加合理和高效的机械结构设计方法，为机械工程的发展提供参考和指导。

2. 仿生设计思想的基本概念和应用价值2.1 仿生设计思想的基本概念仿生设计是通过模仿自然界的生物结构和生物过程，将其应用于工程设计中的一种方法。

仿生设计在许多领域中得到了广泛应用，如飞行器设计、材料科学和机器人技术等。

该设计思想的核心目标是在不同层面上解决复杂的工程问题。

机械优化设计摘要：本文简单介绍了机械优化设计的发展概况，其基本概念和的经济效果，以及其优化问题的分类，优化方法的选择，优化课题的选择和优化设计的发展方向。

关键词：机械优化设计优化设计优化方法一.前言在人类活动中，要办好一件事（指规划、设计等），都期望得到最满意、最好的结果或效果。

为了实现这种期望，必须有好的预测和决策方法。

方法对头，事半功倍，反之则事倍功半。

优化方法就是各类决策方法中普遍采用的一种方法。

机械优化设计，作为一门现代化设计方法，广泛的应用于机械设计中，并取得了巨大的经济效益。

该技术己成为现代工程师必须掌握的现代设计方法之一。

二.优化设计概况机械优化设计应用的发展历史，经历了由怀疑、提高认识到实践收效，从而引起广大工程界日益重视的过程。

在60～70年代，计算机价格昂贵，优化设计在应用实践方面多数限于高等院校、研究所和少数大型企业中开展。

从70年代到80年代，计算机价格大幅度下降，优化设计应用的诱人威力，市场竞争日益激化，作为产品开发和更新的第一关是如何极大地缩短设计周期、提高设计质量和降低设计成本已成为企业生存的生命线，从而引起广大企业和设计师的高度重视。

用优化设计方法来改造传统设计方法已成为竞相研究和推广并可带来重大变革的发展战略，优化设计在设计领域中开拓了新的途径。

三.优化设计的概念机械优化设计是将机械工程的设计问题转化为最优化问题，然后选择适当的最优化方法，利用电子计算机从满足要求的可行设计方案中自动寻找实现预期目标的最优化设计方案。

设计步骤：把实际机械设计问题转化为数学模型，然后根据数学模型的特性，选择某种适当的优化方法及其程序，通过电子计算机，求得最优解。

四.优化设计的经济效果机械优化设计是把数学规划理论与计算方法应用于机械设计，按照预定的目标。

借助于电子计算机的运算寻求最优设计方案的有关参数，从而获得好的技术经济效果:（1.）可以降低机械产品成本，提高它的性能;（2）优化设计过程中所获得的大量数据，可以帮助我们摸清各项指标的变化规律，有利于对今后设计结果作出正确的判断，从而不断提高系列产品的性能;（3）用优化设计方法可合理解决多参数多目标的复杂产品设计问题五.化问题的分类在工程优化原理和方法的应用领域，主要是优化设计、优化试验和优化控制三个方面。

浅谈机械结构动态优化设计及其相关技术笑嘻嘻论文摘要:阐述了机械系统动态优化设计的概念、内容,介绍了机械系统动态优化设计相关技术。

分析说明了机械系统动态优化设计是一项涉及现代动态分析,计算机技术,产品结构动力学理论,设计方法学等众多科学领域的高新技术,能把问题解决在设计阶段、代价小、周期短,能满足机械设备动态特性要求,能够适应当前激烈的市场竞争的需要。

论文关键词:动态设计；动力学模型；有限元法；ANSYS软件前言随着高速切削技术的发展推动了各种数控机床的出现及迅速发展。

新颖的机械结构系统使现代数控机床比传统的数控机床的运动速度提高了5-10倍，与此相应它对动态性能的要求比传统机床提高了很多倍。

这就使得我国数控机床的水平与国际先进水平的差距更大。

主要表现在:可靠性差、应变能力差、产品开发周期长、设计手段落后等，并且业内人士意识到我国数控机床的薄弱环节已从数控系统转移到机械系统。

但传统的机床设计主要是经验设计和实验相结合，其步骤是:经验设计-样机试制--样机测试-改进设。

这种方法耗费大量的人力和财力，且周期长，效果差。

因此长期沿用的以经验设计为主的落后设计方法必须改变。

1 机械结构动态设计的发展传统的设计方法越来越难以满足市场的迅速变化，同时，很难综合考虑各方面的约束条件，得到的往往只是复杂问题的可行方案，而非最优方案，也难以很好的满足机械设备动态特性要求。

对产品进行动态优化设计，可以在很大程度上解决此类问题，其特点是把问题解决在设计阶段;其优点是代价较小，能够适应当前激烈的市场竞争的需要。

机械结构动态设计是一项涉及现代动态分析，计算机技术，产品结构动力学理论，设计方法学等众多科学领域的高新技术。

其基本思想是对按功能要求设计的结构图纸或要改进的机械结构进行动力学建模，并做动特性分析。

根据对其动特性的要求或预定的动态设计目标，进行结构修改，再设计和结构重分析，直到满足结构动特性的设计要求。

1.1 机械结构动态设计的内容关键机械结构动态设计的基本概念是对满足工作性能要求的产品初步设计图纸，或需要改进的产品结构进行动力学建模，作出动态特性分析。

正文1绪论1.1前言大学四年的学习生活即将结束，大学学习生活中的最后一个环节也是最重要一个环节———毕业设计，是对所学知识和技能的综合运用和检验。

本人的毕业设计课题是对CA6140普通车床进行数控化改造，其内容包括：总体方案设计、机械改装设计、伺服驱动元件选择、电动转位刀架的选择和CNC系统的选型。

对普通车床进行经济型数控化改造符合我国国情，即适合我国目前的经济水平和生产水平，又是国内许多企业提高生产设备自动化水平和精密程度的主要途径，在我国有着广阔的市场。

从另一个角度来说，该设计既有机床结构方面内容，又有机械加工方面内容，还有数控技术方面的内容，有利于将大学所学的知识进行综合运用。

虽然设计者未曾系统的学习过机床设计的课程，但通过该设计拓宽了知识面，增强了实践能力，对普通机床和数控机床都有了进一步的了解。

毕业设计作为我们在大学校园里的最后一堂课、最后一项测试，它既是一次锻炼，也是一次检验，在整个设计过程中，我获益匪浅。

由于毕业设计是我的第一次综合性设计，无论是设计本人的纰漏还是经验上的缺乏都难免导致设计的一些失误和不足，在此，恳请老师和同学们给以指正。

摘要以CA6140型普通车床的数控化改造为例,阐述车床数控化改造的方案、工作原理,说明如何改造现有的普通车床,指出设计数控系统的方法和步骤,为企业进行数控化技术改造提供了一种途径。

分析了机械制造行业车削零件的切削特性，介绍了在CA6140车床上加工铸铁、硬质合金切削力的计算方法；同时较详细地阐述了CA6140车床数控化改造中步进电动机负载转矩的设计计算和机械改装设计。

成功地解决了机床数控化改造中的难题。

关键词：普通车床;数控化改造; 切削力AbstractIn this paper,taking example for CA6140 common lathe,we represented the scheme and operating principle of the NC reforming of lathe and how to reform existing common lathe. We showed method and process of NC system design,and offered a way of NC reforming for corporations. The characteristic of machinery manufacturing industry in the field of metallurgy and steelrolling is analyzed, the calculation method of cutting force when processing cast iron or hard alloy parts on lathe CA6140 was illustrated in this paper. Moreover, the method of NC reformation of lathe CA6140,design calculation and mechanical reformation design of step motor load torque were also introduced. The difficulties in NC reformation of lathe were solved successfully.Keyword：Common lathe;NC Reformation;cutting force2. 数控机床简介2.1数控车床机床是人类进行生产劳动的重要工具，也是社会生产力发展水平的重要标志。

任务书设计题目：机械优化设计在工程中的方法研究1．设计的主要任务及目标论文的重点是对机械优化设计在工程中的方法进行探讨和研究。

先简单叙述了机械优化设计常用的一些经典的方法，然后结合工程人员本身特殊的背景，探讨一些方法，对一些经典优化设计案例全面剖析研究，最后进行反馈跟踪和改良。

2．设计的基本要求和内容（1）了解机械优化设计（2）完成机械优化设计在工程中的方法分析与研究（3）查阅相应的机械优化设计成功案例（4）毕业设计说明书；（5）答辩用PPT演示幻灯片一份；（6）其他校、系规定内容。

3．主要参考文献[1] 孙靖明主编.机械优化设计(第三版)[M].机械工业出版社,2003：1-3.[2] 程耿东,顾元宪，王健等. 我国机械优化研究与应用的综述和展望[J].机械强度,1995(5):69-72.[3] 张运节.机械优化设计综述与展望.科技信息，2009(6):703-704.[4] 史凤兰.机械结构优化设计发展综述。

中国科技信息，2010(22):134.[5] 孙国正，过玉卿等编.优化设计及应用[M].人民交通出版社.2000:90-94. 4．进度安排机械优化设计在工程中的方法研究摘要：机械优化设计是将数学最优化理论与计算机技术结合，应用于机械工程领域，为工程设计提供科学的设计方法的一门技术学科。

利用这种新的设计方法，设计人员可以从众多的设计方案中寻求最优良的一个，大大提高设计效率和产品质量，同时又能将产品的成本降到最低。

为此，机械优化设计的应用推广就显得很有必要。

论文的主要目的是对机械优化设计在工程中的方法进行探索、研究，寻求最合适的方法，让学习者最快地接受掌握这门学科，应用于实践，为工程设计服务。

关键词：优化设计，方法研究The method research of the Mechanical optimization design inengineering educationAbstract：The Mechanical Optimization Design is a technology subject, which combine the mathematical optimization theory with the computer technology, used in the mechanical engineering fields, and providing the scientific design methods for the engineering design. With this new design method, the engineers can pick up the best design method from a lot of methods, which greatly improve the design efficiency and product quality, reduce the product cost as far as most. For the reason, the promotion of the Mechanical optimization design is very necessary. The main purpose of the paper is in search of the most appropriate method of Mechanical optimization design in engineering education, to let the learners master discipline as quickly as possible, and use it in practice.Key words: optimization design，method research目录1 绪论---------------------------------------------------------------- 1 1.1 引言-------------------------------------------------------------- 1 1.2 机械优化设计发展历史与应用概况-------------------------------------- 1 1.2.1 机械优化设计发展历史---------------------------------------------- 1 1.2.2 机械优化设计应用概况---------------------------------------------- 4 1.3 课题来源----------------------------------------------------------- 5 1.4 课题研究目的和意义-------------------------------------------------5 1.5 本文研究的主要内容-------------------------------------------------- 61.6 本章小结------------------------------------------------------------ 62 机械优化设计过程及方法概述-------------------------------------------- 7 2.1 优化设计方法分类---------------------------------------------------- 7 2.2 无约束优化方法------------------------------------------------------ 7 2.2.1 最速下降法-------------------------------------------------------- 8 2.2.2 共轭梯度法-------------------------------------------------------- 8 2.2.3 变尺度法---------------------------------------------------------- 8 2.2.4 坐标轮换法-------------------------------------------------------- 9 2.2.5 鲍威尔法---------------------------------------------------------- 9 2.3约束优化方法------------------------------------------------------- 10 2.3.1 直接法----------------------------------------------------------- 10 2.3.2 间接法----------------------------------------------------------- 11 2.4 新型优化方法（基因遗传算法）[8] ------------------------------------ 122.5 本章小结----------------------------------------------------------- 133 机械优化设计的应用方向及案例----------------------------------------- 14 3.1 机构的运动学或动力学参数优化设计----------------------------------- 14 3.1.1 机构优化简介----------------------------------------------------- 14 3.1.2 曲柄滑块机构优化设计案例----------------------------------------- 14 3.2 机械零部件的结构优化设计------------------------------------------- 17 3.2.1机械零部件优化简介----------------------------------------------- 173.2.2齿轮优化设计案例------------------------------------------------- 183.3 优化设计总结------------------------------------------------------- 234 商业化软件在机械优化设计上的应用------------------------------------- 24 4.1 一些数学计算软件简介---------------------------------------------- 24 4.2 Matlab 优化工具箱在机械优化设计中的应用---------------------------- 25 4.3 Ansys 优化设计模块(OPT)在机械优化设计中的应用---------------------- 274.4 本章小结----------------------------------------------------------- 285 总结与展望----------------------------------------------------------- 29 5.1 论文总结----------------------------------------------------------- 29 5.2 论文中的不足及工作展望--------------------------------------------- 29 参考文献--------------------------------------------------------------- 31 致谢-------------------------------------------------- 错误!未定义书签。

机械优化设计程序设计组员:完成时间：2013年5月12日目录：1.1 进退法............................................................................................... - 4 -1.1.1进退法的原理和流程图.................................................................. - 4 -1.1.2进退法程序代码............................................................................. - 5 -1.1.3程序的调试及运行结果.................................................................. - 6 - 1.2 黄金分割............................................................................................. - 7 -1.2.1黄金分割法的原理和流程图........................................................... - 7 -1.2.2黄金分割法的程序代码.................................................................. - 7 -1.2.3程序的调试及运行结果.................................................................. - 9 - 1.3 二次插值 ......................................................................................... - 10 -1.3.1 二次插值确定搜索区间的原理和流程图...................................... - 10 -1.3.2二次插值的程序代码 ................................................................... - 11 -1.3.3程序的调试及运行结果................................................................ - 13 - 1.4 牛顿型法........................................................................................... - 14 -1.4.1牛顿型法的求极值的原理及其流程图 .......................................... - 14 -1.4.2牛顿型法的程序代码 ................................................................... - 16 -1.4.3程序的调试及运行结果................................................................ - 18 - 1.5 鲍威尔法 ......................................................................................... - 19 -1.5.1鲍威尔法的流程图....................................................................... - 19 -1.5.2鲍威尔法的程序代码 ................................................................... - 20 -1.5.3程序的调试及运行结果................................................................ - 23 - 1.6 复合型法........................................................................................... - 24 -1.6.1复合型法的求极值的原理及其流程图 .......................................... - 24 -1.6.2复合型法的程序代码 ................................................................... - 25 -1.6.3程序的调试及运行结果................................................................ - 31 - 1.7 内点惩罚函数法 ................................................................................ - 31 -1.7.1内点惩罚函数法的求极值的原理及其流程图................................ - 31 -1.7.2内点惩罚函数法的程序代码......................................................... - 32 -1.7.3程序的调试及运行结果................................................................ - 35 -2.1 圆柱齿轮减速器的优化计算 .............................................................. - 35 -2.1.1圆柱齿轮减速器优化问题的背景.................................................. - 35 -2.1.2圆柱齿轮减速器的优化设计......................................................... - 36 -2.1.2.1目标函数的确定 .................................................................. - 36 -2.1.2.2约束条件的确定 .................................................................. - 38 -2.1.3求解优化问题的程序代码 ............................................................ - 41 -2.1.4程序的调试及运行结果................................................................ - 43 -3.1体会及建议.......................................................................................... - 44 -附录........................................................................................................... - 45 -（1）fmincon函数 ......................................................................................... - 45 -1.1 进退法1.1.1进退法的原理和流程图进退法是用来确定搜索区间（包含极小值点的区间）的算法，其理论依据是：()f x 为单谷函数（只有一个极值点），且[,]a b 为其极小值点的一个搜索区间，对12,[,]x x a b ，于任意如果图1-1进退法程序框图()()12f x f x <，则2[,]a x 为极小值的搜索区间，如果()()12f x f x >，则1[,]x b 为极小值的搜索区间。

机械优化设计论文机械优化设计论文班级：11机自1班学号：1110121121姓名：张杰授课教师：屈光老师摘要：机械优化设计是一门综合性的学科，非常有发力的研究方向，是解决复杂设计问题的一种有效工具。

本文重点介绍机械优化设计方法的同时，对其优化方法、数学模型及优化应用进行了总结，并分析了优化方法的最新研究进展。

关键词：机械优化设计；优化方法；数学模型；优化应用。

一、械优化设计的基本理论优化设计是20世纪60年代随计算机技术发展起来的一门新学科，是构成和推进现代设计方法产生与发展的重要内容。

机械优化设计是综合性和实用性都很强的理论和技术，为机械设计提供了一种可靠、高效的科学设计方法，使设计者由被动地分析、校核进入主动设计，能节约原材料，降低成本，缩短设计周期，提高设计效率和水平，提升企业竞争力、经济效益与社会效益。

国内外相关学者和科研人员对优化设计理论方法及其应用研究十分重视，并开展了大量工作，其基本理论和求解手段已逐渐成熟。

国内优化设计起步较晚，但在众多学者和科研人员的不懈努力下，机械优化设计发展迅猛，在理论上和工程应用中都取得了很大进步和丰硕成果，但与国外先进优化技术相比还存在一定差距，在实际工程中发挥效益的优化设计方案或设计结果所占比例不大。

计算机等辅助设备性能的提高、科技与市场的双重驱动，使得优化技术在机械设计和制造中的应用得到了长足发展，遗传算法、神经网络、粒子群法等智能优化方法也在优化设计中得到了成功应用。

二、机械优化设计数学模型建立方法（1）、目标函数的建立目标函数是以设计变量表示设计所要追求的某种性能指标的解析表达式，目标函数的构造与选择，关系到优化结果的实用性，从不同角度出发或根据设计对象和要求的不同，可能条件中筛选出最合理的标准作为目标函数，一般没有量化的原则和规律可以遵循，但根据以往机械优化设计的许多案例作参考。

（2）、约束条件的确定产品的设计过程通常对设计变量有各种限制，这些限制用函数的形式反映在模型中，就称为设计变量的约束条件，或简称为设计约束。

机械优化课程设计论文班级：机械11-1小组成员：徐江野 11104300130吕琦 11104300115聂志飞 11104300116日期：2014。

06。

10目录英文摘要: (3)摘要： (3)正文： (4)一、优化设计方法介绍 (4)二、机械优化设计的基本理论 (4)三、机械优化设计与产品开发 (5)四、机械优化设计的特点 (5)五、机械优化设计的应用 (6)基于复演预期函数机构的设计实例 (6)六、matlab编程及其运行过程 (9)七、总结 (12)八、参考文献 (13)CatalogEnglish Abstract.2Abstract： 3Abstract: 3An optimization design method, introduced 3Two， the basic theory of mechanical optimization design 4Three, the development of mechanical optimization design and products 4Four， mechanical optimization design features 5Five, the mechanical optimization design application 5Recapitulation expected design function mechanism based on the 6Six, matlab programming and operation process 9Seven， summarizes 12Eight， Ref。

英文摘要：Abstract: mechanical optimization design is to obtain the best benefit at the lowest cost, is the design of workers have been pursuing the goal, from a mathematical point of view， the optimization problem in engineering， is the solution of the maximum orminimum problem, i.e., extreme value problem。

4120柴油机活塞连杆组的优化设计摘要：活塞是发动机的心脏，活塞的工作情况非常恶劣，通常是在高速，高温，高压，的情况下，活塞在工作中与高温气体直接接触，使得温度急剧上升，并且分布不均，活塞顶部在工作中承受着很大的压力，尤其在做功时，使活塞产生冲击，并且两侧受侧压力的作用。

在高速下做往复运动，承受惯性力。

另外，活塞连杆组的摩擦损失占到了机械损失的%70~%60，为此，有必要对活塞进行优化设计，使得有足够的强度和刚度，合理的形状和壁厚。

能更好的满足工作要求。

(400)关键词：基本数据： 直列，四缸，四冲程，气缸直径为D=120mm, 转速n=2200r/min me p =0.8MPa绪论:1、研究背景和研究意义柴油机作为一种动力机械的应用越来越广泛，而柴油机的效率比较高，但是由于技术的原因，柴油机的热效率也不好提高，但是换一种想法，如果能够减少柴油机的机械损失，那么柴油机的功率会增加，能提高柴油机的性能，根据资料表面，在柴油机的机械损失中，活塞连杆组结构的摩擦损失是非常大的，占了机械损失的%70~%60，如此高的损失，使得人们对机械如何减少活塞连杆组的摩擦损失进行了研究，通过各种各样的方法，进行实验，比较，试验，无论是在机械结构方面，燃料燃烧方面都进行了多方面的研究，研究的意义是通过对结构的优化，计算，材料的选择，能够提高活塞连杆组的强度，延长机构的使用寿命，从而减少这些方面的摩擦损失，再者减少燃油的消耗，提高柴油机的动力性，减少成本。

2、国内外研究现状国外的柴油机起步比较早，自1860年开始，经过一百多年的发展，柴油机得以迅速的发展，应用领域也越来越广泛，可以用于船舶，发电，还有车辆动力等应用。

尤其在车辆动力方面，柴油发动机的优势极为明显，热效率比汽油机高了好多，而且比汽油机节能环保，最低的燃油消耗可以hkwg⋅/204198，标定油耗达到hkwg⋅/达到大量的实践及实验表现，柴油机是现在用于各类动力机械中，热效率最高，能量利用率最好，且节能的机型。