機械設計的基本原理精選(九篇)
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第1篇：機械設計的基本原理范文
關鍵詞：機械設計；節(jié)能
中圖分類號：TE08文獻標識碼： A 文章編號：
1基于動能的機械設計節(jié)能方法證明
人們以往對系統(tǒng)動能變化率對輸入功率的影響研究,主要對機器工作過程中經(jīng)過“起動-工作(勻速)-減速”3個階段中的第1和第3階段進行分析。雖然也對不勻速的第2階段進行分析研究,但主要是針對機器周期性速度波動和非周期性速度波動的如何調節(jié),為提高使用壽命、工作精度進行研究,很少涉及到功率問題。所以,還應對系統(tǒng)動能的變化率對輸入功率的影響進行分析研究。
機器系統(tǒng)結構復雜,在其內部所有運動件均按設計要求作各自的運動(平動、轉動和平面運動等),故該系統(tǒng)動能T可表示為
(1)
式中:Ici為轉動慣量;ωi為角速度;mi為質量;vci為速度。
對式(1)求導,可得系統(tǒng)動能變化率為
(2)
式中:εi為角加速度;αci為加速度。分析式(1)可得出如下結論:
短時間內,系統(tǒng)動能在最大范圍內變化,或系統(tǒng)動能在制動過程中沒有得到回收或轉換而白白浪費等,均是系統(tǒng)動能變化率引起輸入的功率較高和能量沒有得到充分利用的原因;若系統(tǒng)動能為常量,則系統(tǒng)動能的變化率所需輸入的功率為0,與速度的大小無關。
為了便于分析,將系統(tǒng)動能表示為由多個用周期函數(shù)表示的動能的疊加組合,計算式為
(3)
則系統(tǒng)動能變化率又可表示為
(4)
式中:ω為基頻;b0為待定常數(shù);t為時間;Bji為幅值;φjib為相位角。
分析可得如下結論:系統(tǒng)動能的變化率的大小取決于系統(tǒng)動能變化的最大幅值B和變化時間t,在相同時間內最大幅值B越小,則系統(tǒng)動能的變化率越小;系統(tǒng)動能變化的最大幅值由機器內各部件的動能的初相位決定;當系統(tǒng)動能的變化率呈周期性變化,在設計時既要滿足提高使用壽命、工作精度,還要達到節(jié)能要求,此時,可配置一個相同系統(tǒng)動能的變化率呈周期性變化機構,2個系統(tǒng)動能的初相位相差π角度。
綜上所述,歸納如下:①引起系統(tǒng)動能變化率較高和沒有得到充分利用的原因為，短時間內系統(tǒng)動能在最大范圍內變化;②系統(tǒng)動能在整個工作過程中沒有得到回收或轉換。基于動能的機械設計節(jié)能方法,在設計機械系統(tǒng)時,只要使系統(tǒng)的動能為常量,或在最小范圍內變化;若機器系統(tǒng)動能的變化率呈周期性變化,還可再設計一個與原周期變化相同的機構,使2個系統(tǒng)動能的初相位相差π角度;對于制動頻繁的機器或工作裝置,應設計一套將能量(動能、勢能)儲存或轉換系統(tǒng);則維持系統(tǒng)正常工作所需輸入的功率將會降低和能量得到充分利用。系統(tǒng)的動能為常量和在最小范圍內變化的必充條件是,各動能2個相鄰的初始相位角的之差為π或在π附近。
2降低其他輸出力消耗功率NSF措施的論證
機器在工作過程中的輸出力,針對不同的工作對象便以不同的形式表示,如車輛的輸出力,包括行駛阻力、坡道阻力、慣性阻力等;刨床的輸出力為刨刀的削力;振動機械的輸出力還包括激振力;液壓機械的輸出力為推力或扭矩(與油壓和流量有關)等。由此分析可得出,機器輸出力是由不同形式的力組成的。
除了重力外,其他輸出力在少數(shù)情況為常量,在多數(shù)工作狀態(tài)為變量,若將其中某一輸出力Fsi與其速度vsi的乘積可表示為某輸出力消耗功率NSFi,或將其輸出扭矩Msi與其角速度ωsi的乘積可表示為某輸出力消耗功率NSF。則輸出力消耗功率NSF可表示為
(5)
根據(jù)機器檢測的數(shù)據(jù)結果,式(5)中每個輸出力Fsi、Msi的工作速度,仍然以周期性的變化顯示。根據(jù)周期函數(shù)的性質,周期函數(shù)無論是與常數(shù)還是其他任意函數(shù)的乘積,其結果為周期函數(shù)和非周期函數(shù)2種。所以機器系統(tǒng)其他輸出力消耗功率NSF可以看作為多個周期函數(shù)和非周期函數(shù)的合成。現(xiàn)將其以多個周期函數(shù)合成表示為
(6)
式中:ω為基頻;c0為待定常數(shù);Cji為幅值;φjic為相位角。
分析結果可得:以周期函數(shù)和非周期函數(shù)表示的其他輸出力消耗功率在較大范圍內變化時所需匹配的平均功率較大;其他輸出力消耗功率的變化與每個輸出力Fsi、Msi和其工作速度vsi、ωsi有關;當其他輸出力消耗功率在較大范圍內變化,則每個輸出力Fsi、Msi或系統(tǒng)動能必然在較大范圍內變化。若要將其他輸出力消耗功率降低,則以周期函數(shù)和非周期函數(shù)表示的其他輸出力消耗功率應在較小范圍內變化,其充分必要條件是每個輸出力Fsi、Msi的工作速度vsi、ωsi的乘積所表示的周期函數(shù)或非周期函數(shù)的相位應相差π。
綜上所述,歸納如下:①引起其他輸出力消耗功率較高的原因為,短時間內輸出力Fsi、Msi或系統(tǒng)動能在最大范圍內變化;②降低其他輸出力消耗功率NSF的措施,在設計機械系統(tǒng)時,只要使以周期函數(shù)和非周期函數(shù)表示的其他輸出力消耗功率應在較小范圍內變化,則維持系統(tǒng)正常工作所需輸入其他輸出力消耗功率將會降低;在最小范圍內變化的充要條件是每個周期函數(shù)相鄰的初始相位角之差為π或在πrad附近;針對某輸出力和工作速度的乘積所表示的周期函數(shù)就是機器系統(tǒng)的周期函數(shù),還想取得更佳的節(jié)能效果,應再附加一個相同周期函數(shù)機構,2個相同周期函數(shù)機構初相位應相差π。
3降低無用功率NR措施的論證
機器在將能量傳送到工作裝置和作用,并與工作對象(或介質)在工作過程中,由于摩擦發(fā)熱、發(fā)聲、以及彈性、塑性變形等,要損耗掉一部分功率,即無用功率。雖然其量與機器的傳動方式、制造精度、條件等有關,但對損耗功率的發(fā)聲、彈性、塑性變形現(xiàn)象進行動力學分析,可知產生該現(xiàn)象的主要原因是,部件運動過程中的慣性作用使其受力不均勻、變化較大。從能量分析可得出,部件受力不均勻、變化較大的原因是,系統(tǒng)的動能或勢能在較大范圍內變化。
動摩擦因數(shù)不僅與接觸物體的材料和表面有關,而且與接觸物體間相對滑動的速度大小有關,動摩擦因數(shù)隨相對滑動速度的增大而減小;若系統(tǒng)的動能或勢能在較大范圍內變化,即使部件的接觸表面的摩擦因數(shù)不變,但接觸表面的正壓力則呈周期變化,所以摩擦力與摩擦力損耗功率呈周期變化。同時鑒于機器發(fā)聲、彈性變形也基本都是周期性的,故無用功率NR可用周期函數(shù)表示為
(7)
式中:ω為基頻;d0為待定常數(shù);t為時間;Dji為幅值;φj為相位角。
分析以周期函數(shù)和非周期函數(shù)表示的無用功率,可得:當以周期函數(shù)表示的無用功率在較大范圍內變化時,所需匹配的平均功率較大;當無用功率的變化主要與每個無用輸出力Fsi、Msi的工作速度vsi、ωsi有關,若其他輸出力消耗功率在較大范圍內變化,則無用輸出力Fsi、Msi或系統(tǒng)動能必然在較大范圍內變化。
引起無用功率較高的原因是,短時間內以周期函數(shù)表示的無用功率在較大范圍內變化。降低無用功率NR措施:在設計機械系統(tǒng)時,只要使以周期函數(shù)表示的無用功率在較小范圍內變化,則維持系統(tǒng)正常工作所需輸入無用功率將會降低。
4機械設計節(jié)能基本原理的歸納整理
將基于動能的機械設計節(jié)能方法,降低其他輸出力消耗功率的措施,降低無用功率的措施歸納為機械設計節(jié)能基本原理。在設計機械系統(tǒng)時,只要使系統(tǒng)動能為常量,或使其能量在最小范圍內變化;只要使以周期函數(shù)和非周期函數(shù)表示的其他輸出力消耗功率、無用功率在較小范圍內變化;調整系統(tǒng)動能變化率、其他輸出力消耗功率、無用功率3個函數(shù)初相位,使輸入功率函數(shù)幅值在最小范圍內變化;若機器或工作裝置使輸入功率函數(shù)幅值在較大范圍內變化,應再配置一個與輸入功率相同周期函數(shù)的工作裝置,使新的合成輸入功率函數(shù)幅值在較小范圍內變化,或直接配置一套能量儲存或轉換系統(tǒng);則維持系統(tǒng)正常工作所需輸入功率將會降低,系統(tǒng)能量將得到充分利用。
5結語
機械設計節(jié)能基本原理對設計機械、機電產品具有較好的節(jié)能效果，它是降低輸入功率、充分利用功率以及提高機器性能的理論基礎和有效方法。
參考文獻：
第2篇：機械設計的基本原理范文
關鍵詞：農業(yè)機械設計制造；液壓機械傳動控制系統(tǒng)；應用范圍
農業(yè)機械設計制造行業(yè)的快速發(fā)展及整體生產水平的不斷提升，為我國農業(yè)經(jīng)濟發(fā)展帶來了重要的保障作用。在此背景下，為了實現(xiàn)農業(yè)機械設計制造既定的生產目標，優(yōu)化其生產設備性能，確保生產作業(yè)計劃的深入推進，需要注重與之相關的液壓機械傳動控制系統(tǒng)應用分析，增強該系統(tǒng)實踐的應用效果。
1農業(yè)機械設計制造中液壓機械傳動控制系統(tǒng)基本原理、優(yōu)點及影響因素分析
1.1液壓機械傳動控制系統(tǒng)基本原理分析。為了增強液壓機械傳動控制系統(tǒng)在農業(yè)機械設計制造中的實踐應用效果，促進農業(yè)機械設計制造行業(yè)發(fā)展，應加強該系統(tǒng)的基本原理分析。其基本原理為：確保平衡系統(tǒng)作用下的液體能夠處于靜止狀態(tài)，并使系統(tǒng)中液體在不同方向所處的壓強相同，且通過活塞的作用給予液壓系統(tǒng)中的液體不同的壓力，促使這些液體能夠保持靜止。其中，由于大活塞與小活塞所能承受的壓力有所差異，需要給予其不同的壓力，并通過系統(tǒng)中液體的傳遞作業(yè)，滿足變換要求。與此同時，液壓機械傳動控制系統(tǒng)運行中對執(zhí)行元件、動力元件等有著較強的依賴性，在這些元件的共同配合作用下，能夠使系統(tǒng)處于穩(wěn)定、高效的運行狀態(tài)。1.2液壓機械傳動控制系統(tǒng)優(yōu)點及影響因素分析。該系統(tǒng)實踐應用中的優(yōu)點：系統(tǒng)中的液壓機械傳動裝置的工作效率高、運行速度快，且液壓機械傳動控制系統(tǒng)使用實現(xiàn)了高度集成化，對功率的控制效果良好；系統(tǒng)中的元件安裝中的靈活性強，布置較為方便，且液壓機械傳動方式實踐應用中的反應速度快、重量輕，能夠進行有效控制；該系統(tǒng)運行中能夠根據(jù)實際情況，對載荷進行必要的調整，在使用中實現(xiàn)了機械自動化，且控制精度高。該系統(tǒng)在實踐應用中可能會受到某些因素影響，給系統(tǒng)的平穩(wěn)性帶來了潛在威脅。其影響因素包括：液壓機械傳動控制系統(tǒng)運行中，若溫度變化較大，會使系統(tǒng)中的液體粘性改變，致使系統(tǒng)的運動特性發(fā)生變化，影響系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性；受元件工作性能下降、機械加工方式選擇不當?shù)纫蛩赜绊懀瑫l(fā)系統(tǒng)故障；液壓機械傳動控制系統(tǒng)運行前雜質清除不徹底，會加劇其運行過程中的摩擦，影響系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。
2農業(yè)機械設計制造中液壓機械傳動控制系統(tǒng)的應用分析
2.1生產設備控制方面的應用。隨著農業(yè)機械設計制造領域中生產計劃的深入推進，需要性能可靠的生產設備發(fā)揮應有的作用，促使該領域中的整體生產水平得以提升，規(guī)定期限內的生產計劃能夠順利完成。因此，在控制生產設備的過程中，應注重液壓機械傳動控制系統(tǒng)引入。具體表現(xiàn)：借助液壓機械傳動控制系統(tǒng)高度集成化的優(yōu)勢，對機械設計制造領域中的生產設備進行實時控制，促使設備能夠處于穩(wěn)定的工作狀態(tài)；在液壓機械傳動控制系統(tǒng)的支持下，能夠降低生產設備使用中故障發(fā)生幾率，并在長期的實踐過程中形成符合生產設備需要的控制模式。2.2生產流程控制方面的應用。相比機械傳動技術，液壓機械傳動控制系統(tǒng)實踐應用中融合了控制理論、計算機技術等元素，能夠對機械設計制造領域內的生產流程進行控制。具體表現(xiàn)：該領域中各生產流程實施時，引入液壓機械傳動控制系統(tǒng)，能夠降低機械制造領域中的生產流程問題發(fā)生幾率；根據(jù)生產作業(yè)要求，確保控制系統(tǒng)作用下的生產流程設置合理性，并對機械設計制造中的運動參數(shù)、動力參數(shù)進行控制。2.3恒功率輸出控制方面的應用。結合機械設計制造領域的實際概況及生產要求，可知其生產過程中注重恒功率輸出控制，能夠保持其生產成本的良好經(jīng)濟性，為設備正常工作創(chuàng)造出良好的運行環(huán)境。因此，需要加強液壓機械傳動控制系統(tǒng)使用，借助其傳遞效率高的優(yōu)點，能夠實現(xiàn)農業(yè)機械設計制造中的恒功率輸出控制。在這樣的控制模式作用下，機械設計制造中的整個生產環(huán)節(jié)將得到有效控制，確保設備性能的可靠性，有利于擴大液壓機械傳動控制技術的實際應用范圍。
3結語
在新形勢下農業(yè)機械設計制造中對于可靠的生產方式、生產設備等依賴性強，需要在具體的作業(yè)流程中重視液壓機械傳動控制系統(tǒng)的引入，確保其生產作業(yè)的高效性。因此，未來農業(yè)機械設計制造行業(yè)發(fā)展中應根據(jù)自身的生產需要及實際的發(fā)展概況，將功能強大的液壓機械傳動控制系統(tǒng)應用于生產環(huán)節(jié)中，在降低生產成本的同時確保自身的生產效益良好。
作者:韓寧 單位:吉林工程職業(yè)學院機電工程分院
參考文獻
[1]李解冬.機械設計制造中液壓機械傳動控制系統(tǒng)的應用初探[J].科技創(chuàng)新與應用,2017,(08).
第3篇：機械設計的基本原理范文
【關鍵詞】機械設計制造及自動化專業(yè)；專業(yè)特色；引導策略
高校作為人才培養(yǎng)重要基地，其教學工作和專業(yè)建設要不斷適應社會需求。機械設計制造及自動化專業(yè)作為一門技術性和綜合性較強的學科，需要不斷適應科技與經(jīng)濟發(fā)展，加快專業(yè)特色化建設，培養(yǎng)理論知識扎實、實踐能力和創(chuàng)新能力優(yōu)秀的專業(yè)化、復合型人才。
一、機械設計投行及自動化專業(yè)內涵
機械設計投行及自動化專業(yè)具有很強的綜合性與技術性，主要研究對象為程式工業(yè)機械設備以及機電產品，包括對這些設備和產品的設計、制造、生產、運行把控等整個流程，要求學習者能夠掌握機械設計制造各種知識并且能夠有效運用，在學成后能夠到工業(yè)生產第一線，從事機械制造領域的設計制造、科研和運行管理等具體工作。
二、新時期機械設計制造及自動化專業(yè)特色
1、人才市場需求旺盛
新時期機械設計制造及自動化專業(yè)面臨著各領域新型技術的沖擊、滲透與融合，如來自于信息技術、微電子技術以及材料技術等各種高新技術的支持與融合，使機械設計制造及自動化技術也出現(xiàn)了質的飛躍。當前越來越多的行業(yè)依賴于機械設計制造及自動化技術的不斷發(fā)展，這一專業(yè)的人才缺口也越來越大，單一領域的人才需求往往就可能在十萬以上，如通信行業(yè)、化工行業(yè)、建筑行業(yè)等。2015年，我國提出了《中國制造2025》，要求以人才為本，打造制造業(yè)強國。高校要充分認識到這一戰(zhàn)略發(fā)展機遇，加快對機械設計制造及自動化專業(yè)人才的培養(yǎng)，加快專業(yè)技術人才培養(yǎng)，重視對高端技術及管理人才的培養(yǎng)。
2、理論與實踐的有效融合
機械設計制造及自動化對于專業(yè)性要求極強，同時還要求有較強的實踐操作技能，在做好理論知識的學習與儲備的同時，還要具備較強的創(chuàng)新實踐能力，需要在教學中，為學生提供更多的動手實踐機會，通過動手嘗試，將自己所學知識融入到實踐中，在實踐中創(chuàng)新思維、創(chuàng)新實踐。高校專業(yè)教學需要有針對性地提高學生的思維與操作能力。當前我國大部分高校機械設計及自動化專業(yè)都配備了專業(yè)的實驗基地，為學生提供專業(yè)實踐平臺，教師以指導者的身份，通過分組合作的方式為學生提供更多的機械設計制造作業(yè)指導。當前，各高校在機械設計制造及自動化專業(yè)教學中，正逐步轉變傳統(tǒng)的講解式教學，重視學生理論與實踐的結合，突出該專業(yè)的實踐性，使教學更加與時俱進。
3、專業(yè)教學特色化
機械設計制造及自動化專業(yè)的專業(yè)特色教學更為突出，以避免大而全的教學過程中忽視了學生的專業(yè)能力提升。當前社會需求多元化顯著，在教學中為學生提供較為全面化系統(tǒng)的知識，雖然能夠為學生打下堅實的基礎，但卻不能滿足社會需求，不能為社會提供各種專而精的人才。因此，各高校在機械設計制造中不斷加大對專業(yè)特色的體現(xiàn)，在教學中設立側重點，并為學生提供更有專業(yè)特色的選擇，通過專業(yè)的師資力量，圍繞社會需求建立針對性更強的教學標準，以充分的實踐機會相融合，在學生的理論與實踐儲備中做到去粗取精，提升學生專業(yè)能力，能夠使學生在多元化的人才需求中獲得一個穩(wěn)定的地位。新時期下，還需要更多具備綜合素質的人才，這些人才需要具備充分的專業(yè)能力、職業(yè)道德以及責任感。機械設計制造及自動化專業(yè)需要在教學中突出專業(yè)特色，優(yōu)化專業(yè)教育，減少非關鍵性基礎教學，提升學生的專業(yè)能力與職業(yè)競爭力。
三、機械設計制造及自動化專業(yè)特色引導策略
1、高級應用型人才的培養(yǎng)
當前科技現(xiàn)代化的發(fā)展對于高端人才的需求不斷增長，機械設計制造及自動化專業(yè)涉及的行業(yè)與專業(yè)技術也越來越廣，計算機技術、信息技術、傳感技術等新型技術對于機械設計制造及自動化技術的影響越來越大，各高校，要根據(jù)當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展及市場需求，加快機械設計制造的自動化、智能化、數(shù)字化轉換，并加快創(chuàng)新與推廣，作為專業(yè)發(fā)展的新趨勢與新特色。在教學中重視對學生計算機輔助設計與數(shù)控開發(fā)及應用能力培養(yǎng)，使學生能夠將現(xiàn)代設計制造技術與機械設計制造技術有效融合，培養(yǎng)學生的開發(fā)能力，進一步提升專業(yè)特色。
2、以市場需求為導向，加快學科融合
當前機械設計制造及自動化技術的人才需求不斷增加，各種新技術的出現(xiàn)，對于人才的機械O計制造能力、創(chuàng)新能力、技術開發(fā)、日常管理、技術維護以及市場營銷等都提出了更高的要求，人才需求的高級技術性特征越來越顯著，在專業(yè)教學中，需要不斷對力學、計算機學科、網(wǎng)絡技術學科、機械工程學科、信息化學科以及自動化學科等有效融合，通過各技術學科之間的優(yōu)劣互補，建設應用性更強、復合型更高的學科。
3、加快專業(yè)人才從專業(yè)型到應用型的轉向
在教學中，加快對學生理論知識的傳授，培養(yǎng)學生整合知識的能力，提升學生理論與實踐操作結合的能力，在技能運用的同時，培養(yǎng)開發(fā)與科研意識和能力。機械制造正逐步向智能化方向發(fā)展，設計的數(shù)字化、3D打印技術、工業(yè)機器人、智能控制以及精密檢測等高新技術不斷涌現(xiàn)，對機械設計制造及自動化專業(yè)的產教研協(xié)同發(fā)展與創(chuàng)新起到了重要作用，推動了專業(yè)的數(shù)字化與智能化發(fā)展。要在課堂中強化對這些先進技術和科研成果的傳授與應用，在各種技術的融合中，提升學生的創(chuàng)新意識與實踐能力。要加強學生機械基礎理論知識的儲備，如，機械基本原理、設計的基本原理及知識、測控和自動化等知識，并且能夠對軟件、外語、計算機以及人文知識有一定的了解，確保學生在走上工作崗位后，能夠以充足的機械理論知識儲備、先進的技術理念、熟練的實踐能力、良好的綜合素質等，以最快的速度融入到技術工作中。
四、結語
機械設計制造及自動化專業(yè)的建設旨在向社會提供更多具有實用性的機械設計制造人才，當前科技發(fā)展日新月異，各種新知識不斷滲透到機械設計制造技術中，該專業(yè)有了更大的發(fā)展空間，成為各行業(yè)領域的發(fā)展動力，既成為該專業(yè)需求的機遇，也對專業(yè)發(fā)展提出了更高的挑戰(zhàn)。隨著越來越多學科的滲入，機械設計制造及自動化專業(yè)正不斷向專業(yè)型、應用型、復合型方向發(fā)展。
參考文獻：
[1]黃鵬. 淺析新時期機械設計制造及自動化專業(yè)特色[J]. 科技展望， 2017， 27（2）.
第4篇：機械設計的基本原理范文
【關鍵詞】機械設計基礎;教學內容;教學手段;課程改革
1.機械設計基礎課程的作用
機械設計基礎包含機械原理和機械設計兩門課程，是一門介于基礎課和專業(yè)課之間的重要的設計性技術基礎課，是高職高專數(shù)控、模具、汽車和機電類專業(yè)的一門主要的專業(yè)基礎課，起著從基礎課過渡到專業(yè)課的橋梁作用。本課程的教學目標不僅在于傳授常用機構和通用零件的基本知識、基本理論和基本設計方法，更重要的是培養(yǎng)學生的實際機械設計能力、創(chuàng)新能力、工程意識訓練。
2.機械設計基礎課程存在問題
隨著科學技術的不斷發(fā)展，原有的機械設計基礎課程的課程體系、教學內容和方法，表現(xiàn)的愈來愈不適應，主要反映在教學模式、教學內容陳舊、實驗、實習基地建設和設備投入不足，現(xiàn)代教育技術和手段在教學中的應用不夠廣泛，與生產實際結合不夠緊密，實踐教學學時少，缺乏實踐性、整體性和創(chuàng)新性，不利于學生實踐能力的培養(yǎng)。這些問題影響了實用型和技能型人才的培養(yǎng)，制約了機械設計基礎課程教學水平的提高。
3.機械設計基礎課程教學改革
3.1確立課程的培養(yǎng)目標
（1）教師根據(jù)生產實際情況進行機構設計和選用機械零件，提高學生的學習興趣。
（2）提高學生的實際動手能力和對生產實際問題的綜合分析能力。
（3）培養(yǎng)學生具備設計機械傳動和運用手冊設計簡單機械的能力。
（4）掌握用計算機輔助設計方法來設計機構和選用機械零件。
3.2教學內容的改革
高職教育教學內容及課程體系強調理論知識的應用，要求按照一線生產實際需要授課，其課程體系突出能力與素質的培養(yǎng)，因此，教學內容調整的思路是強調基本知識、基本原理，注重實際應用，引入反映機械設計理論和方法的新概念、新理論、新方法，介紹各種新型機構和新的機械設計方法，力求在壓縮課內學時的前提下拓寬知識面，增加信息量，提高教學效果。
（1）增加計算機輔助設計的應用，盡管圖解法曾在工程實際中起過舉足輕重的作用，但是，隨著對機構分析及設計精度和效率要求的提高，以及計算手段和方法的飛速發(fā)展，在機構分析和設計中采用解析法已顯示出它的必要性和可能性，解析法便于與現(xiàn)代先進的設計手段結合起來，從而獲得最佳的設計方案，能更準確、更全面地反映工程實際、解決許多圖解法難以解決的問題。雖然如此，但圖解法也有著它自身的優(yōu)越性，圖解法形象直觀，更加有利于學生的理解，對某些簡單問題比解析法更加方便有效。因此，在以解析法為主的原則下，兼顧圖解法。
（2）強化機械零件及運動副的結構設計。如果機械類應用性人才，是指能操作現(xiàn)代化機器，能對及其進行調整、維護、管理，并不具有改進設計的能力的話，那么他們應該對機械零件的結構和運動副并具有一定的設計能力。所以，教學中心有所偏移勢在必行。
（3）當今社會發(fā)展日新月異，新知識、新信息層出不窮。一個人的知識要想跟上社會的發(fā)展，需要有較強的獲取信息的能力。同樣，在機械設計過程中，很多數(shù)據(jù)知識點都是要靠查閱相關的機械手冊或機械零件手冊等一系列的資料才能獲得；一個人設計者最起碼要具有一定的獲取信息、獲取資料的能力。因此，在教學過程中，增加培養(yǎng)學生查閱相關手冊設計的能力就顯得格外重要。
（4）機械設計基礎課程是一門實踐性很強的專業(yè)技術基礎課，所以在教學過程中應加大實踐教學的學時數(shù)。我系在原有的機械設計基礎課程實驗室上加以改造，供學生分析各種機構的結構及特性，讓學生能更加直觀的了解各種結構的結構特性以及運動情況，并對機構傳動裝置進行拆裝與調整，增強學生的實踐動手能力。教師在指導過程中還可進行一些創(chuàng)新，設計并提出一些新的實驗內容，如可選用一些磨損過的齒輪和使用過的減速器，讓學生獨立動手操作，通過分析，提出一些具體的修理、調整、改進的意見和解決問題的方案。這樣，既鞏固和加深了理論知識，又使理論知識與實踐能力培養(yǎng)有機結合起來，同時使學生覺得學有所用。
3.3教學手段的改革
傳統(tǒng)的教學系統(tǒng)是由老師、學生和教材這三個要素構成的，以教師為中心的傳統(tǒng)教學模式，它的特點就是由教師通過講授、板書，把教學內容傳遞給學生。傳統(tǒng)教學模式便于控制教學節(jié)奏，協(xié)調課堂氣氛，也便于師生之間的直接交流，并能充分展現(xiàn)教師的教學風格。隨著機械原理教學改革地深入，教學手段也必須進行改革，否則難以完成相應的教學內容，也達不到相應的教學效果。機械原理部分有一些機構的原理比較抽象，無法用語言形象地表達清晰，學生認知困難，很難在學生中形成深刻的印象。適當運用直觀教學的手段，改革程式化的教學方法，采用實物激勵法、模型演示法、實踐教學法可以增強學生的感性認識，提高學生的工程知識和業(yè)務技能，提高教學效率，改善教學效果。在教學中，四桿機構的演化、死點位置的應用和危害及機構通過死點的方法，機構綜合、機構的創(chuàng)新設計及新型的機構（如機械手、機器人等）、各種間歇運動機構的原理、應用及齒輪的各種加工方法等，是教學環(huán)節(jié)中不易掌握的難點，由于學生沒有太多的實際生產經(jīng)歷，很難通過想象加以理解。在教學中，可以通過錄像、動畫的演示，把難點體現(xiàn)得很直觀，讓學生很容易理解和掌握。
3.4考核制度的改革
初步打算對傳統(tǒng)的考核制度加以改革，新的考核制度應注重學生的綜合素質，采取理論知識與實際動手能力并重的考核方法，實現(xiàn)考核形式多樣化，引導和激勵學生提高創(chuàng)新意識。
4.結束語
總之，機械設計基礎課堂教學的改革是一個系統(tǒng)工程，涉及到課程教學的各個環(huán)節(jié)，全面推進教學改革措施，才能取得良好的效果。必須刪掉陳舊或重復的教學內容，增加新發(fā)展的內容，拓寬學生的知識面；在教學方法上，充分利用計算機的輔助教學作用，使計算機貫穿于整個教學環(huán)節(jié)，使教學方法上一個臺階，為學生學習專業(yè)課和走向工作崗位打下堅實的機械設計基礎。
【參考文獻】
［1］柴鵬飛.機械設計基礎.機械工業(yè)出版社，2007.
第5篇：機械設計的基本原理范文
關鍵詞： 中職 《機械基礎》 課程改革
機械專業(yè)是培養(yǎng)機械行業(yè)生產、管理、服務第一線需要的技術應用型人才，隨著市場經(jīng)濟體制的建立，科技進步和產業(yè)結構的調整，機械行業(yè)對高級應用型人才的綜合能力要求也越來越高，對復合型人才的要求越來越高。而反觀傳統(tǒng)的機械專業(yè)的培養(yǎng)模式、課程體系、教學方式，就會發(fā)現(xiàn)課程設置單一、知識面和專業(yè)面窄、課程難以形成完整的體系、教學內容陳舊、教學方法和教學手段落后等不足之處。為了改變這種狀況，適應當今社會對機械工程專業(yè)人才的需求，培養(yǎng)出基礎扎實、知識面寬、創(chuàng)造能力強、素質高的機械工程人才，調整教學內容，改革課程體系勢在必行。
課程改革是最基本的教學建設。《機械基礎》是一門重要的專業(yè)基礎課程，為了突出中職的教學特點，提高教學質量，本文就該課程在教學內容、教學方法、教學手段和實踐環(huán)節(jié)等方面的問題，提出一些改革意見。
一、整合課程內容，建立和完善課程體系
中職的教學內容及課程體系應強調理論知識的應用，必須按照一線生產實際需要授課，其課程體系必須突出能力與素質的培養(yǎng)，其教學內容應擺脫學科系統(tǒng)性、完整性的束縛。據(jù)此，教學內容調整的思路是強調基本知識、基本原理，注重實際應用，引入反映機械設計理論和方法的新概念、新理論、新方法，介紹各種新型機構和新的機械設計方法，力求在壓縮課內學時的前提下，拓寬知識面，增加信息量，提高教學效果。
《機械基礎》是以機構運動簡圖為研究模型的，建立機械運動簡圖應該是機械設計的基礎，因此應把機構的結構分析、機構運動簡圖的定義、性質和常用運動副的代號、機構運動簡圖的建立作為重點講授內容。對機構設計部分的內容，要通過多媒體技術動畫演示，讓學生直觀地了解機械傳動和零件間的傳動關系，從而減少繁雜的語言講述，多作計算公式的推導過程、零件結構和一些設計參數(shù)的選取原則的介紹，并加強對機械運行的介紹，比如多種傳動方式的組合、原理、特點，以及工程實際中的應用、維護，等等。應增加一些本專業(yè)的最新動態(tài)的介紹，多向學生介紹一些機械的新發(fā)展、新思路，以開闊學生的眼界。要克服傳統(tǒng)教學重設計計算輕結構設計，以及與工程實際技術問題緊密結合的部分的缺陷。如滾動軸承這一章，軸承裝置設計這部分內容在傳統(tǒng)教學中往往不作為重點，而這部分內容是生產一線技術人員直接接觸最為廣泛的實際問題。因此，可以把這章內容進行重新整合，把軸承裝置設計這部分內容作為重點，要求學生重點解決軸承的安裝、配合、緊固、調節(jié)、、密封等實踐性很強的技術問題，在學習這些基本知識的基礎上，再舉一些工程實例，如CA614OA車床主軸支撐的例子。通過這個實例，學生能重點掌握軸承的組合結構，軸承的調整，以及軸承的精度對機床主軸傳動的影響。通過這樣的整合，學生既能學會軸承的基本知識，又能掌握軸承的應用技術，同時能明確軸承在工程實際中的重要地位。
二、改革教學方法，提高教學效率
面對未來社會對人才培養(yǎng)的要求，如何在傳授知識的同時，著重加強學生創(chuàng)新能力和綜合素質的培養(yǎng)，已成為教學改革中一個重要的問題。針對《機械基礎》課程的特點，我們采用“精講多練、加強自學、分析討論”三環(huán)節(jié)相結合，以啟發(fā)式教育為主的教學方法。
精講基本概念、基本理論、基本方法，力求使知識容易理解、掌握和記憶。如對機構的結構分析進行精講時，平面連桿機構的設計、凸輪機構設計、平面齒輪機構的設計都只精講一種基本結構形式的設計方法，其他結構形式的設計要求學生自學。對機械設計的概念，學生只聽不練自然不能掌握。因此，在各章節(jié)都應安排相應的練習，還要安排一些階段性的綜合練習，提高練習的綜合程度，注重方法的運用和掌握，注意對各種理論、方法的綜合應用進行總結，使學生學牢學活知識，具有應用知識的能力。
分析討論課是開發(fā)學生智能、鍛煉學生膽量、培養(yǎng)學生科學思維能力的一個重要的教學方法。因此，在教學中應安排一些課堂討論，課堂討論的內容可以是概念題討論、綜合題討論、自選題討論。在整個教學過程中，啟發(fā)式教學是激發(fā)學生積極思維的首要方法，它可以使學生加深對基本知識的理解，并在求解過程中進一步思考，進而進一步提出科學的設想。教師在講課過程中一定要善于設疑、質疑，要特別注意在新舊知識的銜接轉換處提出新問題，提出的問題最好能引起幾種回答，以此激發(fā)學生積極思考，使學生在恰當?shù)那榫持凶鞒稣_的回答和判斷。
三、利用現(xiàn)代教學手段，激發(fā)學生學習興趣
中職學生年齡普遍較小，缺乏社會實踐知識，所以對專業(yè)課的學習覺得索然寡味。要克服以上弊端，達到教學的最佳目的，關鍵在于融教與學為一體，最大限度地提高學生的學習積極性。在《機械基礎》中適當運用直觀教學的手段，改革程式化的教學方法，采用實物激勵法、模型演示法、巧用掛圖法、實踐教學法可以增強學生的感性認識，提高學生的工程知識和業(yè)務技能，提高教學效率，改善教學效果。
第6篇：機械設計的基本原理范文
[關鍵詞]機械設計制造 液壓 傳動控制系統(tǒng)
中圖分類號：TH137 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）34-0002-01
1 液壓機械傳動的概述
1.1 系統(tǒng)的基本原理分析
液壓機械傳動的基本原理是保持液體在平衡的系統(tǒng)中能夠靜止。液壓系統(tǒng)中的液體在各處的壓強是一致的，在一個相對平衡的系統(tǒng)中，不同大小的活塞根據(jù)其本身承受壓力的能力施加不同的壓力就可以使得液體保持相對靜止，小的活塞上面應該施加較小的壓力，大活塞上面應該施加較大的壓力。通過液體的傳遞可以達到變換的目的。液壓在傳動的過程中需要較多的元件，其中主要的元件有執(zhí)行元件、動力元件、輔的元件和控制元件等，通過動力元件可以讓系統(tǒng)產生運行的動力，主要代表元件有液壓泵。液壓泵在工作的過程中主要是依靠容量的變化進行工作，通常將這種動力部件稱為容積液壓泵。最常見的容積液壓泵是齒輪泵，它通過齒輪的變動使液體進行運動。在對液壓泵進行選擇時需要注意能量的消耗問題，還需要解決一些液壓效率問題。液壓的執(zhí)行元件可以將液壓泵中提供的液壓轉換為機械能的裝置，與液壓泵相反的工作裝置是液壓馬達，這種裝置可以將液壓能量轉換為機械能，從而使液壓對外做功。液壓元件可以對液體流動的方向和壓力的高低進行控制，能夠確保其滿足特定工作的要求。液壓控制系統(tǒng)除了動力元件還有一些輔的元件，通過輔的元件可以建設液壓回路。
1.2 液壓機械傳動的優(yōu)缺點分析
1.2.1 液壓機械傳動的優(yōu)勢
液壓機械傳動的應用范圍相對廣泛，在各個領域都有基本的使用，無論是一般工業(yè)施工的塑料加工機械還是鋼鐵工業(yè)用的冶金機械都具有其自身的實用性。使用液壓機械傳動裝置在各方面都能夠取得較大的進展，這些裝置具有高壓、高速和高效率的特點，液壓機械傳動的功率較大，其本身也是高度集成化的系統(tǒng)，具有一體化、小型化和輕量化的特點，由于該系統(tǒng)和微電子技術可以緊密的配合，可以在小空間內實現(xiàn)對功率的準確控制，在各種行業(yè)的使用中發(fā)揮著較大的作用。
隨著科學技術的發(fā)展，各個部門對液壓機械傳動的要求也逐漸提高。較多的液壓機械傳動控制系統(tǒng)和電子技術的配合在海洋開發(fā)領域甚至是宇宙航行等各個領域發(fā)揮著重要的作用。各種電液伺服系統(tǒng)的使用將液壓機械傳動的應用逐漸提高。總之，對于液壓機械傳動的元件應該根據(jù)需要靈活、方便的布置；液壓機械傳動具有體積小、重量輕、反應速度快和運動慣性小等特點，方便在使用的過程中進行操縱和控制，此外，這種系統(tǒng)在較大的范圍內可以實現(xiàn)調速。傳動控制系統(tǒng)還可以對載荷進行適當?shù)恼{整。液壓機械傳動控制系統(tǒng)主要的工作介質是礦物油，可以自動，具有較長的使用壽命。該系統(tǒng)比較容易實現(xiàn)直線運動和機械的自動化，如果使用電液聯(lián)合控制，可以確保高程度的自動控制。
1.2.2 液壓機械傳動存在的缺點
影響液壓機械傳動控制系統(tǒng)運行的平穩(wěn)性和正確性關鍵在于液壓系統(tǒng)存在漏油的因素，從而導致液壓機械傳動的傳動比例不能得到嚴格的保存。溫度的變化對液壓機械傳動的影響相對較大，不同的溫度會導致液壓機械傳動控制系統(tǒng)中的液體粘性發(fā)生變化，從而使得傳動控制系統(tǒng)的運動特性發(fā)生改變，影響其工作的穩(wěn)定性，為了保持液壓機械傳動控制系統(tǒng)工作較為穩(wěn)定，應該避免在溫度較高的環(huán)境條件下作業(yè)。此外，液壓系統(tǒng)發(fā)生故障的情況下不能很好的對故障進行檢查和排除。液壓機械傳動控制系統(tǒng)在運行的過程中容易造成污染，一些液壓元件在機械加工的過程中容易產生金屬粉末，這些粉末粘貼到金屬管螺紋地區(qū)的膠帶碎片上容易造成密封膠的脫落。液壓機械傳動控制系統(tǒng)在運轉時其外部環(huán)境中的污染物也會吸附到液壓油箱上面，導致系統(tǒng)運行不穩(wěn)定。此外，系統(tǒng)在運行前沒有對雜質清除徹底就會使得外部的雜質和系統(tǒng)本身附著的雜質復合，在元件的運行過程中產生一系列摩擦，不利于系統(tǒng)的正常運轉。
2 液壓機械傳動控制系統(tǒng)在機械設計制造中的應用
2.1 機械設計制造中對液壓機械傳動控制系統(tǒng)的應用和發(fā)展
無論是現(xiàn)代建設還是國防建設，都需要將一些大型的工程裝備融入到里面，液壓機械傳動控制系統(tǒng)作為一種新型的機械化系統(tǒng)能夠滿足當代設備的多種要求，由于一些機器設備的功率相對強大，具有較高的生產使用效率，精度也相對高，液壓系統(tǒng)在這些行業(yè)中的使用能夠滿足高集成化的要求，可以很好地適應施工環(huán)境和不同的工作條件。我國一些高水平的技術設備具有較好的自主研發(fā)能力，主要原因在于極端化的工作環(huán)境和精度化的施工技術。液壓技術的發(fā)展使得我國一些技術在研究方面也取得了較好的成就，系統(tǒng)的集成化說明只有抓住系統(tǒng)研究發(fā)展的方向，才可以研發(fā)出社會所需要的技術產品。
2.2 我國液壓機械傳動技術應用中的不足
我國液壓技術在應用的過程中雖然在一些產品的使用上面具有較大的進步，同時凸顯出液壓技術發(fā)展的潛力和發(fā)展動力，但是在使用和發(fā)展的過程中還存在較多的不足之處。我國的液壓技術在一些重要的元件使用上任然依靠外國的液壓產品進行輔助，我國使用的一些產品在國際范圍內和其他國家使用的產品之間存在著明顯的差別。需要將我國發(fā)展成為液壓強國，就必須彌補液壓研究方面存在的不足和缺陷，要對液壓技術進行研究，從而形成我國的自主產品和液壓技術制定詳細的發(fā)展目標，使我國的液壓產品和液壓技術超過國際上其他國家的產品和技術。只有這樣，才能夠使得我國的液壓技術水平逐漸提高，減少在裝備制造過程中的缺陷和不足，從而實現(xiàn)最終的液壓發(fā)展目標。
3 結束語
隨著工程機械技術的發(fā)展，一些新的技術和工藝逐漸出現(xiàn)，使得工程機械逐漸向智能化的方向發(fā)展，對工程機械裝置的要求也逐漸提高。液壓機械傳動技術的發(fā)展和其在工程機械中的使用也具有較大的優(yōu)勢，尤其是液壓技術和微電子技術的結合使得液壓機械傳動技術在工程機械中的作用越來越突出，極大地促進了機械技術的發(fā)展。我國的液壓機械傳動控制系統(tǒng)還存在一些缺陷和不足，需要加強對該技術的研究，促進我國液壓技術快速的發(fā)展。
參考文獻
[1] 賀勇，李好，張藝藍.力矩限制器在線測試系統(tǒng)開發(fā)[J].廣東交通職業(yè)技術學院學報，2014.
[2] 付紅偉，王永峰，王小賓.起重機制動器的安全使用及研究[J].河南機電高等專科學校學報，2014.
第7篇：機械設計的基本原理范文
關鍵詞：機械原理 平面機構 運動分析
中圖分類號：TH112.1 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）07（c）-0238-02
《機械原理》是機械類各專業(yè)中研究機械共性的一門專業(yè)基礎課程。它的主要任務是使學生掌握各種基本機構及由其所組成的機械系統(tǒng)的基礎理論、基本知識、分析和設計方法，并具備進行機械系統(tǒng)運動方案設計的初步能力。它的知識結構承前啟后，是學習相關專業(yè)課的基礎。在《機械原理》教學中，平面機構的運動分析是必不可少的教學內容，無論是設計新機械還是對現(xiàn)有機構進行分析，都要用到機構的運動分析知識。而平面機構運動分析中的矢量方程圖解法是運動分析教學的一個重點難點內容。在多年的教學實踐過程中，筆者發(fā)現(xiàn)通用的《機械原理》教材中對矢量方程圖解法的一些說法有語焉不詳或不準確的地方，現(xiàn)提出問題的所在并對問題進行分析、更正和解法補充，與大家探討。
1 矢量方程圖解法的基本原理和作法
矢量方程圖解法是平面機構運動分析的一種常用方法，可同時進行機構的速度、加速度分析，其基本原理是理論力學的運動學理論：“剛體的平面運動是隨基點的牽連運動和繞基點的相對運動的合成”及“重合點的絕對運動是牽連運動和相對運動的合成”。
在用矢量方程圖解法對機構進行速度和加速度分析時，首先是根據(jù)相對運動原理，建立點與點之間的速度和加速度矢量方程，然后根據(jù)矢量方程圖解條件作圖求解，按比例繪出機構的速度多邊形和加速度多邊形，求得未知的運動參數(shù)。
機構運動分析可為分兩種情況：
1）同一構件上兩點間速度及加速度的關系；
2）兩構件重合點間的速度和加速度的關系。
2 引例及其傳統(tǒng)的求解方法
在圖1（a）所示的曲柄滑塊機構中，設已知各構件尺寸和原動件1以角速度ω1勻速轉動，則A點的運動已知。如果要求B點的速度，分析可知，其屬于機構運動分析的第一種情況，即同一構件上兩點間的速度關系。由剛體平面運動的運動合成原理可知，連桿2上任一點（如點B）的運動可認為是隨基點A的平動（牽連平動）和繞基點轉動（相對運動）的合成，故點B的速度為
上式為一矢量方程，只有vB及vBA的大小兩個未知量，故可根據(jù)該式作矢量多邊形求解。為此，選定速度比例尺μv（m?s-1/mm），并任選點p作為起始點（代表機構中絕對速度為零的點），作矢量線pa表示vA（圖5-5（b）），過點a作直線ab代表vBA的方向線，與代表vB的方向線的直線pb交于點b，則pb表示vB，ab表示vBA，且構件2的角速度大小為ω2=vBA/lAB=abμv/AB，通過將vBA平移到點B可確定其轉向為逆時針方向。
在連桿2上A、B兩點的速度已知后，如何求構件2上任一點C的速度呢？
這種在已知構件上A、B兩點的速度，求構件上任一點C的速度的問題，《機械原理》教材中傳統(tǒng)的解法有兩種：一是利用點C與點A和點C與點B間的速度關系，列出矢量方程，再用圖解法求解；二是利用速度影像法，即圖1中ABC∽abc，圖形abc稱為構件圖形ABC的速度影像，并且兩者的方位關系為速度影像是相應機構圖形沿ω2方向轉過90°所得。當已知構件上兩點的速度時，則構件上其他任一點的速度便可利用速度影像關系求得，而不需再列矢量方程求解，是一種簡潔的求解方法。本實例速度影像法的應用如圖1b）所示。
3 問題的提出及新解
上述解法是經(jīng)典機械原理教材對已知構件上兩點的速度后，求其上其他任一點速度的兩種方法。在求C的速度時，幾乎所以教材都沒有提及其他方法，甚至有的教材書上明確寫到：因為C點的大小方向均未知，vCA和vCB大小也未知，故方程和無法求解。即
上述兩個方程均含三個未知要素，故都無法作圖求解。
通過聯(lián)立方程，即
上述方程只有vCA和vCB兩個未知量，可解。
在多年教學實踐過程中，筆者發(fā)現(xiàn)，這種說法是不妥當?shù)摹Ｔ谝阎獦嫾蟽牲c的速度（即vA和vB）后，不可認為vCA和vCB還是未知量，因為此時構件2的角速度已經(jīng)求得，即ω2=vBA/lAB=abμv/AB，vCA和vCB的大小和方向也就已經(jīng)知道，則有
上述兩個方程均只含有兩個未知要素，故都可作圖求解，圖解分別如圖2b）、2c）所示。
為什么如此經(jīng)典的問題及解法會出現(xiàn)這樣的疏忽，筆者分析如下：首先傳統(tǒng)的兩種解法已經(jīng)能滿足我們的求解要求，并且在實際操作過程中也很方便，尤其是速度影像法，尤為推崇，從而導致了大家對其他方法的探索。其次，因為機械原理課程是一門技術基礎課，相比力學等基礎課程，其理論分析不太被強調而更多地考慮了實用，即只要滿足應用需求，能解決問題就行，而沒有全面地分析考慮 該問題的所有可能解。因為教材中只提了這兩種解法，長此以往，就引起誤解，許多人以為只能這樣求解，甚至有些教材書上也給出了武斷錯誤的結論。
這里對C點運動速度的求解方法做出詳細解釋和補充說明，目的有二：一是更正不妥的說法，二是對求解方法做出補充，提出新的解法，即除了傳統(tǒng)的兩種解法之外，還可利用和這兩個矢量方程分別進行求解。
4 結語
平面機構的運動分析是《機械原理》課程的重點教學內容，矢量方程圖解法是其教學難點，對于其基本原理和求解方法，應做到概念明確和思路清晰。新補充的解法不僅僅是對原有求解方法的補充和完善，更是對原有求解方法的更正，避免錯誤的長期存在。尤其是作為教材，更不能起到誤導的作用。
引例所述問題的具體求解方法總結如下：已知構件上兩點的速度（如圖1中構件2）后，求其上其他任一點速度的求解方法有四種，即傳統(tǒng)的聯(lián)立方程求解和利用速度影像法求解；還可以利用本文提出的和這兩個矢量方程分別進行求解。
參考文獻
[1] 孫桓.機械原理[M].7版.高等教育出版社，2006.
[2] 魏兵.機械原理[M].華中科技大學出版社，2007.
[3] 江帆.機械原理[M].機械工業(yè)出版社，2013.
第8篇：機械設計的基本原理范文
關鍵詞：互換性；標準化；精度設計；教學模式
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A
一、前言
《互換性與測量技術》是機械類專業(yè)的一門重要的技術基礎課。近年來，隨著高等教育的改革和機械類專業(yè)教學內容的發(fā)展與變化，本學科的教學改革進入了一個新的歷史時期，國內不少高校進行了許多積極的探索，總結出許多好的教學方法與改革思路。筆者曾多年在企業(yè)從事產品設計與開發(fā)工作，目前也在高校承擔互換性與測量技術的教學工作。在此想就個人的一些切身體會，談談對《互換性與測量技術》課程教學改革的幾點思考。
二、關于互換性與精度設計在課程中的定位問題
近年來，圍繞《互換性與測量技術》課程內容與體系的改革，不少高校已將《互換性與測量技術》課程改為《幾何精度設計與檢測》，目的在于培養(yǎng)學生的綜合設計能力，改變過去傳統(tǒng)教學中只側重標準的講解與宣貫的灌輸式教學方式。這種思路應充分肯定。
互換性與精度設計確實是兩個完全不同的概念。互換性指同一規(guī)格的零部件按規(guī)定的技術要求制造，不需經(jīng)過任何挑選或修配就能夠互相替換使用，而且替換后能達到規(guī)定的功能要求。互換性要靠公差來保證，公差則需要標準化，標準化是互換性生產的基礎。互換性是對重復生產零件的要求，只要按照統(tǒng)一的設計生產，就可實現(xiàn)互換性。精度設計則要求經(jīng)濟地滿足零件的功能要求，無論零件是否要求互換，必須規(guī)定一定的公差。公差大，精度低，但加工容易，公差小，精度高，但加工難度大。互換性給定公差強調的是統(tǒng)一，精度設計給定公差強調的則是合理。
《互換性與測量技術》課程的主要內容是尺寸公差、形狀和位置公差、表面粗糙度。工程應用的目標是在機械圖上合理標注。合理標注的實質是合理的精度設計，所以課程的核心還是精度設計，新的教學體系應該加強精度設計的概念，提高學生的綜合設計能力。但在強調精度設計的時候不能淡化互換性與標準化的重要意義。由于互換性在產品設計、制造、使用和維修過程中的巨大作用，已成為現(xiàn)代制造業(yè)中一個普遍運用的原則。精度設計是在滿足零件的功能要求的前提下對互換性標準的選擇與應用，即使在不要求互換的場合，在設計制造等各種環(huán)節(jié)，也需要遵循互換性與標準化的原則。
《互換性與測量技術》課程內容在生產實際中有著大量的運用，但在其他課程中鮮有介紹，學生普遍缺乏這方面知識。隨著全球經(jīng)濟一體化的到來，我國各項標準逐步與國際接軌，掌握標準化知識已成為時代的需要。這有利于開闊學生的眼界和知識面，對將來從事工程技術與管理工作非常有益，符合企業(yè)對人才知識結構的要求。筆者認為：在教學中，不應將互換性與精度設計人為的分割開來，應讓學生在充分了解互換性原則和各項基礎標準的前提下合理的進行精度設計。
三、關于新的教學模式
目前《互換性與測量技術》課程的教學改革，在國內各高校有幾種不同的模式：一是在原《互換性與測量技術》課程內容基礎上拓展提高、組合后仍單獨設課；二是將課程提高到機械精度設計的高度組合、拓展設置成一門課程；三是把教學內容分成幾塊，穿插到《機械制圖》、《金工實習》、《機械設計》等課程中合作完成教學任務[1]。
筆者以為：第一種模式基本保持了原《互換性與測量技術》課程體系主要內容，系統(tǒng)闡述了互換性與測量技術的基本知識，分析介紹了我國極限與配合的新標準、工程應用以及測量技術的基本原理。這種課程體系把標準化與計量學領域有關知識緊密結合在一起，具有學科化特點，形成了自身的系統(tǒng)性和完整性[2]。學生通過本課程的學習，可系統(tǒng)掌握互換性與測量技術的基本知識與幾何精度設計的基本原則與方法。
隨著新的教學要求的提出及課程教學學時的減少，原來模式中認知性內容多、創(chuàng)造性內容少、以介紹基礎公差標準為主的教學體系已不能完全適應發(fā)展要求，應該進行改革與創(chuàng)新。在有限的學時內要想獲得良好的教學效果，必須優(yōu)化教學內容，改進教學方法，采用多種教學手段。標準方面的內容主要從應用的角度去講，其構成原理可適當簡略，重點在互換性的原理與精度設計的基本概念與方法上，其中又以尺寸公差、形位公差、表面粗糙度為重點。有了這些基礎，其它章節(jié)均可略講。學生可通過練習、實驗和綜合實踐環(huán)節(jié)進一步提高綜合設計能力。
第二種模式是針對《互換性與測量技術》課程的教學內容改革而重新拓展設置成《幾何精度設計與檢測》課程。該課程已有多種版本的教材，大多在緒論中了強化了幾何精度設計的相關內容，并增加一些典型零件幾何精度設計綜合應用實例，但大部分章節(jié)與原教材體系沒有實質變化。也有的版本對原教材體系進行了大刀闊斧的改革，基本擺脫了以介紹基礎公差標準為主的教學體系，但這種形式目前無論從教學還是學生自學角度看都還有些難度，有待進一步提高和完善。
第三種模式把教學內容分成幾塊，穿插到《機械制圖》、《金工實習》、《機械設計》等課程中合作完成教學任務。這種模式雖然避免了原來模式中各相關課程之間的交叉與重復，但打破了本課程的系統(tǒng)性和完整性，同時也增加了各相關課程之間的協(xié)調與配合難度，較難保證分塊教學后的內容銜接與教學質量。
四、實踐性環(huán)節(jié)的改革
《互換性與測量技術》課程的教學改革，總體思路是培養(yǎng)學生的綜合設計能力，而綜合設計能力的提高必須通過實際應用的鍛煉。本課程的應用性很強，機械類圖紙中大部分符號都與本課程有關，對今后從事機械設計與制造的學生尤為重要。在當今市場經(jīng)濟形勢下，社會需要能快速勝任工作，知識綜合運用能力強、動手能力強的實用性人才。因此本課程必須很好的把握理論與實際的關系，在講清基本概念的前提下，特別注重理論聯(lián)系實際，強調學生的實際應用能力。
從本課程的現(xiàn)實教學效果看，學生對精度設計與互換性標準的實際應用能力普遍較弱。在課程設計、畢業(yè)設計中，不知道怎樣正確的運用國家標準進行精度設計；圖樣標注五花八門、漏洞百出，或者照葫蘆畫瓢，知其然不知其所以然。造成這種狀況的一個重要原因是：課程教學內容缺乏應用性實踐環(huán)節(jié)，學習內容沒有通過相應實踐環(huán)節(jié)消化、鞏固。受學時數(shù)限制，課堂教學只能講一些精度設計與標準運用的基本原則，學生對所學知識綜合應用能力的鍛煉，主要靠課程設計、畢業(yè)設計等后續(xù)教學環(huán)節(jié)。而后續(xù)教學環(huán)節(jié)隨著教學內容與重點的轉移，教師還是學生都難以對先開課程給予特別關注。
針對這一問題，已有高校探索在本課程中專門增設實踐性教學環(huán)節(jié)――精度設計檢測一條龍課程設計[3]，但上述方案存在時間安排與課時的矛盾。因此筆者贊同把機械零件課程設計與幾何精度設計內容結合起來，作為一個綜合性的課程設計。機械零件的課程設計題目一般是減速器設計，這類課題包含了很多典型零件精度設計的內容，是理想的精度設計課題。如作為綜合性的課程設計，明確提出精度設計的具體要求，學生可通過一個環(huán)節(jié)，得到完整的設計能力的鍛煉。
在《互換性與測量技術》課程中，實驗課占有較大的比重，是教學的重要組成部分。實驗的目的是使學生進一步掌握和鞏固課堂上所學的公差理論，初步熟悉某些計量器具的正確使用方法。本課程的所有實驗內容都是對尺寸、形位、表面粗糙度三項基本幾何精度中具體項目的測量，這些實驗可使學生較快獲得有關內容的感性認識，加深對課堂上所學的基礎理論的理解，并鍛煉了學生的動手能力。不足的是，目前這些實驗與精度設計的聯(lián)系還較少，多數(shù)實驗為驗證式實驗，沒有很好發(fā)揮學生的主觀能動性，缺乏綜合設計能力的鍛煉。
為了適應本課程的教學改革，應對實驗課程進行改革，加強學生綜合設計和實際應用能力的鍛煉。筆者認為，可在原來實驗的基礎上設計一些綜合性實驗項目，讓學生通過實際觀察、裝拆、測繪、精度設計等，從而得到鍛煉。
五、《互換性與測量技術》與相關課程的關系
《互換性與測量技術》知識面很廣，涉及到《金工實習》、《機械制圖》、《機械設計》、《機械制造工藝》等諸多課程，不少內容相互交叉，甚至重復，而且課程安排的次序也不盡合理。
《金工實習》、《機械制圖》、《機械設計》是本課程的先修課程，應讓學生在機械制圖中初步讀懂圖樣上尺寸公差、形位公差、表面粗糙度的標注，在金工實習中了解加工質量與檢測的基本知識，在機械設計中對零部件的外形、功能、結構、尺寸有一個完整的認識。但實際上由于各門課時都有壓縮，目前在配合與協(xié)調上存在一些問題。比如尺寸公差、形位公差、表面粗糙度的標注，往往成為較薄弱的環(huán)節(jié)。尺寸鏈部分，與制造工藝學又有重復。在課程的安排上，本課程基本上與《機械設計》同步進行，學生還沒有完整的機械設計方面的知識，對精度設計內容的學習增加了難度。因此筆者認為，在遵循教學大綱的前提下，各相關課程應進行良好的溝通與協(xié)調，進一步明確各課程承擔的義務，做到一般內容不重復，重點內容不遺漏。圖樣上尺寸公差、形位公差、表面粗糙度的正確標注應作為機械制圖必須掌握的知識；尺寸鏈在學科體系上屬于互換性范疇，但具體運用都是在機械設計與制造工藝過程中，并在機械制造工藝學中有重點講授，本課程可略講概念，詳細運用與計算方法由后續(xù)專業(yè)課程完成。《機械設計》最好先于本課程，以使學生具備機械設計方面的基本知識。
六、結束語
以上是筆者對《互換性與測量技術》課程教學改革的幾點思考。總之，在有限的課時條件下，無論采用什么教學模式和方法，其目的都是為了讓學生更好掌握和運用所學知識，更加切合社會需求實際情況。教學改革本身是一個不斷總結不斷更新的過程，為培養(yǎng)面向新世紀合格的工程技術人才，還需要在今后的教學實踐中不斷進行改革和探索。
參考文獻
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[2]杜文華，鄭江.機械基礎系列課程教改中機械精度設計的實現(xiàn)[J].中北大學學報（社會科學版），2004，（3）.
第9篇：機械設計的基本原理范文
[關鍵詞]培養(yǎng)目標；課程設計；能力培養(yǎng)；實踐
[DOI]10. 13939/j. cnki. zgsc. 2016. 06. 152
作為一所中職院校，一直以來青海省工業(yè)職業(yè)技術學校的培養(yǎng)目標都是為企業(yè)培養(yǎng)技術型的人才。近幾年來，我們也確實為企業(yè)輸送了大量的畢業(yè)生。可是，從隨后企業(yè)反饋的信息來看，我們培養(yǎng)的學生擁有一定的理論知識，但是實際動手能力很差，面對生產實際中的眾多機械時表現(xiàn)得無從下手，無所適從。經(jīng)過分析我們發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)這種問題的原因是，我們一直固守著數(shù)千年來的“傳道、授業(yè)、解惑”的信條，忽視了對學生創(chuàng)造能力的開發(fā)和培養(yǎng)，致使我們培養(yǎng)出來的人才特點是“墨守成規(guī)、死記硬背、唯書至上、高分低能”。一方面企業(yè)要發(fā)展，需要學校為其輸送合格的技能人才，另一方面學校在對人才培養(yǎng)的基本要求中，沒有把能力培養(yǎng)作為一項基本技能來要求。目前，隨著對素質概念的深入理解和素質教育的實施，在教學中如何注重能力培養(yǎng)是整個教學思想中應該著重考慮的問題。把培養(yǎng)能力放在教學目標的首位，已經(jīng)成為多數(shù)專業(yè)課教師的自覺認識，但在教學過程中如何培養(yǎng)能力呢？文章試以機械設計基礎這門課程中知識向能力的轉化過程來探求培養(yǎng)能力的基本途徑。
1 明確機械設計基礎課程在工程教育中的作用和地位，確立教學改革的指導思想
機械設計基礎是機械類專業(yè)的一門重要的技術基礎課，其主要任務是學生學習本學科（包括鄰近學科）的科學技術理論，掌握處理有關工程實際問題的基本概念、基本方法和基本技能，它同各類基礎課和其他技術基礎課一起，構成了學生能力發(fā)展的基礎，因此在工程教育中占有重要地位。
近年來，隨著工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，新的機器不斷出現(xiàn)，機械設計基礎作為機械類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎課，與工業(yè)發(fā)展水平密切相關，在機械工業(yè)發(fā)展中的作用是不可忽視的。而對于機械設計基礎的教學，我們一直采用加以分析，也就是認識機械為主的教學體系，偏重培養(yǎng)學生分析問題的能力，忽視了對學生能力的培養(yǎng)。本來可在實踐中學習的知識，卻要大量占用理論學時來講述；舊的知識舍不得丟掉，新知識又要增加，理論學時壓縮不下來，實踐環(huán)節(jié)自然無法增加。尤其是“傳道、授業(yè)、解惑”的信條根深蒂固，沒有把傳授知識和培養(yǎng)能力有機地結合起來，沒有將能力的培養(yǎng)貫穿在整個教學過程的始終，考試考的是學生的記憶力和理解推理能力，而不是學生的應用能力和創(chuàng)造能力。因此，無法建立起合理的知識能力結構，很難做到整體優(yōu)化，很難在規(guī)定的學習年限內取得人才培養(yǎng)的最佳效果。
根據(jù)以上認識及對人才市場的分析，筆者認為我們應根據(jù)企業(yè)對應用型人才的需求和培養(yǎng)應用型人才的特點，修訂機械設計基礎課程的基本要求，對課程體系和教學內容進行調整。以設計為中心，以培養(yǎng)能力為目的，安排教學內容，按設計的順序安排教學順序。目的是使學生通過本課程的學習，能滿足工廠產品更新?lián)Q代和技術革新對人才的需求，增強學生解決實際問題的能力。
2 以培養(yǎng)能力為目的，開展課程設計教學改革
能力是人順利完成某種活動的比較穩(wěn)定的心理特征。“知識是能力的基礎，能力只有在掌握知識與運用知識的過程中才得以發(fā)展……能力的高低又反過來制約著知識掌握過程的速度、深淺和成效……必須寓能力培養(yǎng)于知識傳授之中，而知識的傳授又必須著眼于培養(yǎng)能力”。對于機械設計基礎這門課來說課程設計是學生將所學知識轉化為能力的重要實踐環(huán)節(jié)，因此，我們對課程設計的改革傾注了較大的精力。比如，為了使學生能受到比較全面的鍛煉，我們圍繞“增強機構設計能力”這個中心選擇題目的標準是：要求執(zhí)行構件有兩種或兩種以上運動的協(xié)調配合，其中必須有一種運動要經(jīng)過運動形式的變換，而且主體機構必須能夠承受較大外載荷。經(jīng)過幾輪的設計和實踐，我們現(xiàn)在的題目有牛頭刨、插床、型煤成型、步進輸送機四種類型10個規(guī)格。這些題目包含有連桿機構、凸輪機構、棘輪機構、槽輪機構、不完全齒輪機構、螺旋機構等基本機構的設計和組合，以及定軸輪系、行星輪系、有級變速傳動等傳動設計。在輔導設計時，主要引導學生能根據(jù)運動協(xié)調關系、構件條件或參考現(xiàn)有機器來分析確定各基本機構設計的原始參數(shù)。這樣，學生基本上學會了簡單機器的運動原理設計，鞏固了課堂所學知識。
為了使機械設計基礎課程設計和機械零件課程設計結合起來，對傳統(tǒng)的機械零件課程設計進行改革，我們選擇了機械設計基礎課程中所設計的機器運動簡圖一部分，作為機械零件課程設計的題目，進行了圓柱齒輪減速機和機床主傳動裝置的設計。這樣兩個課程設計首次有機地結合起來，共同使學生經(jīng)歷了機器設計全過程的鍛煉。由于和機器運動設計結合起來，從而使機械設計基礎課程設計變得形式多樣，豐富多彩，學生設計水平明顯提高，構思活躍，思路清晰。
通過這樣兩個情同骨肉的課程設計，學生的設計水平將提高一個檔次，為學生畢業(yè)設計能適應現(xiàn)代科技的發(fā)展，綜合應用機、液、電、光等先進技術打下基礎。再加上計算機輔助設計等現(xiàn)代設計方法的推廣與應用，使學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力得到充分的發(fā)揮，加快實現(xiàn)從學生到勞動者的角色轉換。
3 通過實踐環(huán)節(jié)的改革和建設培養(yǎng)能力
