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生活中常見的機械原理范文1
關鍵詞：電機；安培力；電刷；電氣故障
中圖分類號：G632.0 文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2016）08-0128
作為一名高中生，筆者喜歡在課外觀察那些運用物理學方面知識的機械，并嘗試運用已學會的高中物理知識對其解釋。如本文就是圍繞電動自行車的電機的原理及故障分析試用高中知識進行討論，電動自行車這種生活中常見的新興交通工具，盡管原理相比較其他機械不是很難，但當利用知識自己完成分析與討論后，筆者仍感受到莫大的滿足，并更加激發了筆者對運用物理學解決生活中問題的興趣與熱情。
電動自行車是具有電力驅動、腳踏驅動、電力和腳踏并用等功效的綠色環保交通工具。電動自行車的原理和結構都不復雜，可以認為是在自行車的基礎上加一套電機驅動機構組成。蓄電池經過一個控制器給一個電機送電，電機放在后車輪中，電機的旋轉帶動自行車的行進。作為主要動力系統，電機無疑是電動自行車整體中最為關鍵的部分。
對于電機，其主要任務為將蓄電池供給的電能轉化為驅使車輪前進的機械能。常見電機一般為永磁直流電動機。為達到10N.m以上的運行力矩，電動機的功率應在100～200w范圍內，工作電壓為24V或36V，該電機要求起動力矩大，效率高，重量輕，并有一定的過載能力。驅使車輪方式有兩種，一種為內轉子電機通過鏈傳動或直接摩擦帶動車輪，另一種為外轉子直流電機通過行星齒輪減速機構直接驅動輪轂轉動，（這種電動機也叫輪轂式電動機）這種方式具有效率高、結構緊湊、節省空間的優點。
根據高中知識可得，通電導線在磁場中會受到安培力，安培力力大小與電流同磁場間夾角有關。當磁場方向與電流方向平行，根據F=BILsin（L，B）知，安培力為零。假設一個無法及時改變電流方向的電機，除去摩擦等耗能因素，因為能量的守恒，該電機的轉子將只會半圈半圈的來回翻轉，無法提供有效的持久動力。而有刷電機和無刷電機都巧妙地解決了這一問題。
當有刷電機工作時線圈和換向器旋轉，磁鋼和碳刷不轉，線圈電流方向的交替變化是隨電機轉動的換相器和電刷來完成的。有刷電機由定子和轉子兩大部分組成，定子上安裝有固定的主磁極和電刷，轉子上安裝有電樞繞組和換向器。直流電源的電能通過電刷和換向器進入電樞繞組，產生電樞電流，電樞電流產生的磁場與主磁場相互作用產生電磁轉矩，使轉子受到方向不變的安培力，從而使電機持續旋轉以帶動負載。有刷電機的輸出轉速為3000轉/分以上，經減速器和超越離合器及外殼一起組成電動輪轂總成，其轉速為170-180轉/分，適應了自行車以20km/h左右的速度行駛。該結構的可靠性高，成本較低，騎行較舒適，但也存在以下缺點：（1）傳統的電刷和換向器有機械磨損和噪聲、火花等，（2）系統的先進性和檔次不夠高。
用于電動自行車的無刷電動輪轂，實際上由兩部分組成。一是直接外轉子式的無刷電機系統，二是可以實現電子換向的專用控制系統，無刷電機依據于現代IC技術和功率電子器件的發展而逐漸成熟。簡單而言，依靠改變輸入到無刷電機定子線圈上的電流波交變頻率和波形，在繞組線圈周圍形成一個繞電機幾何軸心旋轉的磁場，這個磁場驅動轉子上的永磁磁轉動，電機就轉起來了，電機的性能和磁鋼數量、磁鋼磁通強度、電機輸入電壓大小等因素有關，更與無刷電機的控制性能有很大關系，因為輸入的是直流電電流需要電子調速器將其變成3相交流電，還需要從遙控器接收機那里接收控制信號，控制電機的轉速，以保證其正常穩定的運行。該技術較為先進，在磨損和噪音等問題上有極大的改善。并因此提高了壽命。
當電機運行出現故障時，一般可從機械故障與電氣故障兩方面討論。對于機械故障可能原因有常見幾種：
1. 由于電機本身密封不良，加之環境跑冒滴漏，使電機內部進水或進入其它帶有腐蝕性液體或氣體導致問題出現。
2. 由于軸承損壞，軸彎曲等原因致使定、轉子磨擦（俗稱掃膛）引起鐵心溫度急劇上升，燒毀槽絕緣、匝間絕緣，從面造成繞組匝間短路或對地“放炮”。嚴重時會使定子鐵心倒槽、錯位、轉軸磨損、端蓋報廢等。
3. 由于長時間過載或過熱運行，繞組絕緣老化加速，絕緣最薄弱點碳化引起匝間短路等問題。
4. 電機繞組絕緣受機械振動（如啟動時大電流沖擊，所拖動設備振動等）作用，使繞組出現匝間松馳、絕緣裂紋等不良現象，破壞效應不斷積累，最終導致最先碳化的絕緣破壞直至出現燒毀繞組現象。
而對于電氣故障，則需通過測量其電壓或電流進行分析判斷了。比如以下為電機的幾種常見類型：
（1）電機空載電流大，其原因一般為電機內部機械摩擦大，線圈局部短路，磁鋼退磁。檢驗方法為：打開電源，轉動轉把，使電機高速空載轉動10s以上。等電機轉速穩定以后，測量此時電機的空載最高轉速N1。在標準測試條件下，行駛200m距離以上，開始測量電機的負載最高轉速N2?？蛰d/負載轉比=N2÷N1。當電機的空載/負載轉速比大于1.5時，說明電機的磁鋼退磁已經相當厲害了，應該更換電機里面整套的磁鋼。
（2）電機發熱，其原因一般為電流大引起，通過高中知識可知，設電機電流為I，電機的輸入電動勢為E1，電機旋轉的反電動勢為E2，則與電機線圈電阻R之間的關系是：I=（E1-E2）÷R。R或E2變小都會引起電流變大，R變小一般是線圈短路或開路引起的，E2減少一般是磁鋼退磁引起的。
（3）電機乏力，其原因較復雜，若排除以上提到的電機本身故障，則該問題一般與電池容量，未充滿電等其他因素有關。
生活中常見的機械原理范文2
初中物理 高效教學
【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A
【文章編號】0450-9889（2015）02A-
0017-01
初中物理是啟發學生思維、引導學生思考的關鍵學科，學好初中物理，能夠為學生學習其他學科知識打下基礎，也能夠激發學生思維、促進學生探究，引導學生更好地學習和生活。學習物理知識需要講究學習方法和策略，不能盲目死記硬背，也不能全身心投入到做題中，需要正確運用方法，提升學習效果。而類比教學是一種比較恰當的教學策略，它運用事物之間的聯系，尋找事物之間的相似點，通過類比推理，創新思維，獲得新的知識。結合建構主義和新課程理念，運用類比教學策略，能夠基于學生的認知水平，不斷拓展學生的知識網絡。
一、新舊知識類比，拓展知識架構
新舊知識類比，就是基于學生的認知基礎，了解學生已經掌握的知識和方法，尋找新舊知識的連接點和相似性，引導學生類比分析和探究，促進學生構建新知識網絡和框架?；谧罱l展區理論和建構主義思想，初中學生處于學習物理的基礎階段，初中物理教學應該基于學生的認知水平和能力，創設合適的教學情境，引導學生互助探究，促進學生的思維拓展，自主學習和體驗。運用新舊知識類比，要求教師引導學生思考與互助探究，不斷提升學生的學習能力與實踐探究能力。
例如，在學習“內能”相關知識時，就可以運用新舊知識類比，引導學生結合“機械能”進行類比分析，深入探討機械能的宏觀層面以及內能的微觀層面的不同點，分析其相似點。機械能是宏觀層面物體的動能和相對位置具有的勢能之和，內能是微觀層面分子無規則運動的動能和分子之間引力、斥力產生的勢能之和。同樣，密度、電阻、比熱容的學習也可以運用類比的方法，引導學生加深對理論知識的理解，更好地構建知識網絡，提升教學效果。
二、聯系生活經驗，得出相關規律
聯系生活經驗，將物理知識與生活實際進行類比，得出相關規律，更好地總結經驗，服務于生活。生活中蘊含著豐富的知識和道理，教師應引導學生通過生活實踐來完善理論知識，同時，通過理論知識的指導又反過來不斷促進生活實踐。因此，教師應聯系生活，將學生感興趣的、熟悉的生活現象與物理知識類比，促進學生自主觀察與分析，提升學生發現問題、解決問題的能力。
例如，在學習“二力平衡”相關知識時，筆者通過引導學生由生活中常見的杠桿原理出發，分析扁擔、天平等常見事物，了解力與力臂的反比關系。在學習“摩擦力”相關知識時，筆者引導學生從生活中常見的現象出發，探討“將桌子推動前不斷增大推力，桌子不動，在推動后，維持一個不變的力，桌子勻速，增加力，桌子加速”等規律。
三、學科知識類比，促進融會貫通
各學科之間存在著相互聯通的關系，教師應找出學科知識之間的相似性和契合點，引導學生融會貫通，是提升教學實效，促進學生綜合能力提升的關鍵一環。多學科綜合也是新課改理念的指導思想，因此，在進行初中物理教學時需要打破學科界限，運用多學科知識類比的策略，引導學生全方位、多角度地分析和解決問題，形成科學素養。
例如，在學習關于“能源與可持續發展”知識時，結合物理與化學中的環保知識進行類比分析，類比化學中講述的化學燃料燃燒對環境的危害，探討尋求清潔能源、再生能源的方法，綜合開發和利用可持續發展能源，再運用物理知識進行能量轉換效率的學習?！巴哥R”的學習與軸對稱相關知識也可以進行類比分析。通過綜合學科類比，提升學生的科學素養和解決問題的能力。
四、理論實踐類比，促進自主探索
將理論運用于實踐是驗證理論的最佳方式，由實踐反過來得出理論是拓展理論知識的方式。初中物理教學中，教師可以將理論知識與實踐進行類比分析，引導學生結合理論自主探索和實踐，不斷拓展自身的知識架構，不斷完善學生的思維、方法和能力。
例如，學習“小燈泡額定功率的測量”相關知識時，引導學生從實踐探究中分析理論和驗證理論。教師進行理論講述，學生搭建實驗框架，由學生自主實驗找出問題。第一，小燈泡不亮，電流表示數為0，電壓表偏轉很大;第二，小燈泡不亮，兩個表示數都為0。由此引導學生結合理論與實踐類比，得出問題的原因分別為小燈泡損壞、線路短路。從理論中規劃實踐方案，結合實踐深入學習理論，由理論與實踐類比，促進學生自主探索與提升。
生活中常見的機械原理范文3
關鍵詞：機械設計基礎 教學內容 教學方法 教學手段 課程改革
《機械設計基礎》課程是機械類專業的一門重要技術基礎課，它的教學直接影響到學生對專業課程的學習興趣。隨著高職教育的不斷發展，客觀上要求我們去完善和創新，加快高職《機械設計基礎》課程改革，以滿足人才培養的需要。
一、機械設計基礎課程存在的問題
1.培養目標不明確
對于高職學生而言，將來所從事的職業大多是面向生產第一線。所以，學生應具有解決生產實際問題并在實際工作中應用的能力，而不需要像本科生那樣，重點培養學生的創新和綜合設計能力。因此，在教學中應加強學生對工程實際中常用機構、零件等知識的學習和結構的拆裝等動手能力的培養。
2.教學內容應做相應的調整
課程所選用的教材普遍存在內容不符合“必須與夠用”的原則，高等職業技術教育培養的是高級技術應用型人才，必須要求實踐性教學環節的課時數高于理論教學課時數。
3.教學方法、手段需進一步改進
由于教學內容較多，學時有限，教師一般常采用“滿堂灌”的方法講授學習內容。教師處于主動，學生處于被動，所以不利于調動學生的積極性以及培養他們的獨立思考問題、獨立解決問題的能力。我們的學生沒有實際工作經驗，對機械的了解只限于生活中接觸的范圍。雖然傳統教學手段和現代化教學手段已經實現了并重，但是這些手段還不足以使學生真正地了解現實的工程實踐以及具有較強的感性認識，對學生工程意識的培養還存在一定的不足。
4.考核方式單一，不能突出能力培養
期末考試成績定終身是沿用至今的成績評定制度。然而，它并不能全面反映學生的學習態度和實際水平，有的學生平時不學習，靠考前突擊，仍然可以通過考試。因此，這種成績評定制度不利于激發學生的學習積極性，也不利于知識的理解和掌握。
二、課程改革的基本思路
在教學理念上，強調“理論聯系實際”“理論為實踐教學服務”，內容上以“必須、夠用”為度?！稒C械設計基礎》課程的教學改革應緊緊圍繞著以學生為主體，以能力培養為中心，以專業必備要求為知識基本點，加強實踐教學。以現代教育技術為手段，優化課程體系，改革教學和考試方式、方法，培養學生綜合應用能力和為專業教學服務為目標，建立全新的機械設計基礎課程教學體系。
三、課程內容改革與實踐
1.培養目標定位、修訂教學大綱
根據專業定位對原有教學大綱進行了全面修訂，重新組織和完善了課程教學內容。課程目標為“掌握機械設計中常用機構和通用零件的工作原理、結構特點及設計方法，具備通用機械正確使用、維護及分析常見故障的能力”。
2.建立全新課程內容體系
新的課程教學內容，選擇牛頭刨床和帶式輸送機這兩個典型的設備為載體，把有關常用機構和通用零件的內容融合在載體分析中。將力學中的扭轉、彎曲強度計算與軸的設計結合，將剪切和擠壓強度計算結合在螺栓聯接、鍵聯接當中，以利于學生將力學的理論知識與實際應用相結合，避免學生對枯燥的純理論學習可能產生的厭倦心理。
四、教學方法和教學手段的改革
《機械設計基礎》是一門理論性和實踐性都很強的課程，學生沒有實際工作經歷，缺乏與此有關的感性認識。因此，教師應充分利用多種教學手段，將課程生動、直觀、輕松地呈現給學生。教學方法、教學手段如下：
1.現場教學
以牛頭刨床這個典型的機械加工設備為載體進行現場教學，介紹機器的組成和工作原理，以此訓練學生分析機械系統的的能力。
2.案例教學法
在進行常用機構的教學時，以牛頭刨床的機構分析為總任務，再將其分解為機器的認知、平面機構結構分析、平面連桿機構結構分析、凸輪機構結構分析、間歇機構結構分析等子任務，以此貫穿常用機構部分的內容。每一部分教師均先從牛頭刨床中引出問題，再介紹相關機構，最后舉例討論。
3.任務驅動法
在通用零件部分教學時，以帶式輸送機傳動裝置的設計為總任務，再將其分解為電動機選擇、帶傳動件設計、齒輪傳動設計、聯接設計、軸的構設計、軸承設計等子任務，以此貫穿通用零件部分的內容。每一部分教師均先從設計任務中引出問題，再介紹相關零件設計的理論和方法，最后舉例討論。設計任務就是學生的作業，學生邊學邊練，課程結束時完成其主要的設計計算。
4.采用實驗室一體化教學
將課安排在機械原理實訓室進行，采取多媒體課件講解、模型演示和實驗操作相結合的方法，充分利用教學資源，提高教學效果。
5.增設實驗、實訓項目，提高學生的實踐及動手能力
在機械設計基礎實驗這個重要的實踐環節，加強學生對機構、零件結構和機械設計等工程實踐知識和對儀器設備的動手操作、機械結構的裝拆等實際動手能力的培養，是對理論課程教學不足很好的補充和完善。保留了《軸系結構測繪》和《減速器結構裝拆實驗》。增設了《齒輪范成原理》是為了驗證“范成法加工齒輪的原理以及齒輪加工中的根切現象”；《帶傳動實驗》是為了驗證理論課教學中的“帶的彈性滑動及帶傳動的效率變化情況”?！遁S系結構設計》實驗，學生根據所提供的原始條件（如齒輪傳動類型、齒輪圓周速度、蝸桿跨度等），自行選擇合適的零件（如軸承、軸承蓋、密封件、軸套類型），按照軸系結構設計的思路進行模擬設計或裝配。
通過建立開放式的機構、零件陳列室和機械裝拆實驗室，使學生有更多的自主時間來安排學習，以期發揮學生在實驗教學中的積極性與主動性，從而加強學生對機構、零件結構等工程實踐知識和對儀器設備的動手操作、機械結構的裝拆等實際動手能力的培養，確保對理論課程教學不足的補充和完善。
五、采用靈活多樣的考試方式， 提高學生的綜合應用能力
在考試方法上采用開卷與閉卷相結合，筆試、口試與討論相結合，以增強考試內容的綜合性與靈活應用性，突出對能力的考核。
綜上所述，根據高職教育的特殊性，機械設計基礎課程的教學應瞄準市場對人才的需求目標，不斷地改革教學目標、教學內容、教學方法、教學手段等環節，從實用出發就能調動學生的學習興趣，使他們學有所得、學有所長，能更好地為后續課程打下良好基礎，機械設計課程改革需要我們不斷地在實踐中創新、總結和完善。
參考文獻：
[1]郭攀成.機械設計基礎課程教學內容和改革與實踐[J].中國電力教育，2009，(4).
生活中常見的機械原理范文4
一、初中物理教學中聯系現實生活的原則
1．科學性原則．在初中物理教學中，教師采用的教學方法、選用的教學內容以及創設的教學情境等內容均應確保符合科學性，做到去偽存真．
2．主體性原則．在初中物理教學中，教師是主導，而學生是主體，教師應當將學生的主體地位體現出來，營造和諧、民主的教學氛圍，發揮教師與學生兩方面的創造性、主動性以及自主性．
3．生活化原則．初中物理教學內容與實際生活息息相關．在教學過程中，教師應當對學生的已有生活經驗與體驗予以尊重，有意識地在學生的生活中挖掘教學資源，并通過創設真實的教學情境來激發學生的學習興趣，調動學生自主探究的欲望．
二、初中物理教學中聯系現實生活的方法
1．新課導系現實生活．在導入新課時，教師可以將生活中常見的物理現象以及相關活動與新課內容有機結合，使抽象、枯燥的物理知識變得生動有趣，激發學生的學習興趣，加深學生對物理知識的印象，從而減少學生的畏難情緒．例如，在講“電壓表”時，教師可以事先準備好電壓表，讓學生在課堂上進行實際操作．在學生的操作過程中，教師應適時引入電壓表的原理、使用條件等知識點，讓學生加深對電壓表知識的理解．又如，在講“變阻器”時，教師可以選用學生生活中的現象來引導學生參與教學活動．如，舞臺燈光為什么會跟著情景的變化而時強時弱?為什么電視機熒光屏上的光度會隨著亮度旋鈕的變化而變化?等等．該類現象都是學生在生活中常見的現象．聯系生活的教學方式，能夠激發學生的好奇心，提高學生的主動參與性，為高效課堂教學打下基礎．
2．課堂教學聯系現實生活．在初中物理教學中，一些物理知識都會在現實生活有所體現，教師應當充分利用這一優勢，盡可能地列舉學生在生活中常見的現象或活動，讓學生在學習知識時能夠聯想到實際生活中的具體事例，從而提升學生的學習能動性．例如，在講“慣性”時，教師可以讓學生聯想溜冰的時候，用手向前推墻壁，自己是否向后運動;在劃船的時候，為何要向后劃水，船才會前進?聯系學生在生活中都有所經歷的事例進行物理教學，可以讓物理知識更具吸引力．又如，在講“機械結構”時，教師可以將自行車帶到課堂中，并詳細講解其構件、結構以及功能等，讓物理知識直觀地展示在學生面前，從而達到提升教學效率的目的．
3．物理實驗聯系現實生活．物理實驗是初中物理教學的重要內容．通過物理實驗，不僅能論證物理理論，并對物理知識進行有效展示，還能提高學生的動手實踐能力，讓學生在操作、觀察、分析、記錄以及描述的過程中提高對物理規律以及相關概念的認識．因此，教師應有意識地聯系現實生活開展物理實驗，拉近學生與物理實驗的距離，讓學生體會到物理的真實性．例如，在講“慣性”時，教師可以先給學生演示一個慣性小球的實驗，然后讓學生進行動手操作，將橡皮擦或筆放于一張紙上，并快速平穩地將紙張抽出，觀察橡皮擦或筆的狀態．通過實驗，學生可以發現橡皮擦或筆都沒有跟著紙一起運動，就會激發起學生的好奇以及探究欲望，從而促使他們進行課文閱讀，并從中找出答案．又如，在講“聲音的產生”時，教師可以讓學生一邊發聲一邊摸著自己的喉嚨，學生們發現自己所聽到的聲音是通過聲帶振動而產生的，從而激發起學習興趣．通過這些簡單的實驗，不但能夠讓學生掌握基礎的物理知識與技能，還能讓學生懂得如何在現實生活中對待與應用物理知識，以達到提高學生物理應用能力的目的．
生活中常見的機械原理范文5
關鍵詞： 高職高專數控技術專業 《機械設計基礎》 教學方法 課程教學設計 教學改革
《機械設計基礎》是高職高專數控技術專業必修的一門主干職業基礎課。數控技術專業學生就業領域主要面向制造業，主要就業崗位（群）是數控機床的操作、編程、工藝規程編制與實施；相近就業崗位（群）是生產管理等。本課程的先修職業基礎課程為機械制圖、計算機繪圖、工程力學、金屬材料與成型工藝，并進行了金工實習。后續課程為有機械制造技術、液壓與氣動技術等職業技術課程。本課程為學生畢業后從事上述工作崗位打下堅實的基礎，對學生完成整個專業的學習，起到承上啟下的重要作用，是學生獲得職業基礎能力的橋梁與紐帶，因此教好本課程具有十分重要的意義。
1.課程教學目標
本課程使學生掌握常用機構與通用零件的基本原理、性能特點、使用、維護的基礎知識和設計方法，培養學生具備選用、維護和改造簡單傳動裝置及零部件的初步能力，培養學生正確的設計思想與嚴謹的工作作風。《機械設計基礎》課程與實踐聯系非常緊密，學生畢業后走向工作崗位做實際工作，參與設備的論證、預研制、改造或維修的工作，難免做設計一類的工作，接觸到各式各樣的運動機構或各種通用零部件，課程的學習為將來的職業發展奠定了基礎。
2.課程內容分析和課時分配
2.1本課程主要包括兩方面的內容。
在機械設計的基本知識和機械中常用的機構包括平面連桿機構、凸輪機構、間隙運動機構、齒輪系；機械傳動包括螺紋連接與螺旋傳動、帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動。通用零部件包括軸和軸轂連接、軸承、其他常用零部件，并簡要介紹了國家標準。
2.2課時分配。
根據教學大綱，本課程總共70個教學課時，其中機械設計的基本知識部分占12個課時，在機械中常用機構部分占22課時，機械傳動部分占23課時，通用零部件部分占13課時。
教師在制訂具體的教學進度計劃時，須安排四次觀察與認知實驗配合教學，每次實驗占用2課時，共8個課時。第一次為綜合性認知實驗，第二次重點是常用機構的認知實驗，第三次重點是機械傳動的認知實驗，第四次重點是通用零部件的認知實驗。
3.教學設計與實施
3.1學情分析。
3.1.1不利條件
目前高職高專學生入學分數較低，理論基礎較差，學習的積極性、主動性不強，缺乏抽象思維，自律性差。
3.1.2有利條件
根據數控技術專業教學計劃，本課程開在第三學期，在學完了《機械制圖》、《計算機繪圖》、《工程力學》、《金屬材料與成型工藝》，并進行了金工實習和數控機床認識實習之后，學生已經具備了比較扎實的力學、制圖、金工、材料等先修課程的良好基礎，具備了一定的識圖、計算能力，對生產實踐有了初步的了解，為本課程的學習奠定了一定的基礎，且學生好奇心強，容易被新鮮事物吸引。
3.2課程特點。
在本課程中各章相對獨立性較強，學生一接觸本課程，就會產生“沒有系統性”、“邏輯性差”等錯覺，因此為本課程的教學帶來一定的難度。然而在本課程中，雖然不同的研究對象涉及的理論基礎不同，相互沒有多大的聯系，但最終的研究目的只有一個，即設計出能夠應用的機構、零件等。
根據以上分析，本課程的教學中心為機構和零件的原理及選擇，教學的重點和難點是培養學生的獨立思考和設計能力。
3.3教學模式、教法選擇和師資條件。
3.3.1教學模式
本課程教學可采用“文字教材、多媒體教材、機械原理與機械零件的實物觀察實驗和學習指導”四位一體模式。
文字教材是本課程教學的基本指南，教學內容符合本課程教學大綱的要求，但其內容不能代替多媒體一體化全部教學內容，特別是涉及生產實際、感性認知、形象思維等方面，必須有多媒體教材補充。
多媒體教材內容包括各章節基本內容的講解、歸納，重難點內容的專題講解，現場錄像教學，動畫及圖表、圖形的形象演繹等。借助于計算機圖形學技術和多媒體技術，加強直觀性教學，做到教學內容直觀形象。
機械原理與機械零件的實物觀察實驗：通過機械中常用機構與通用零部件的實物或模型展示，并借助電腦控制技術系統形象地解說，增強真實感，身臨其境，提高學習興趣、降低學習難度。
學習指導主要包括各章節的基本要求、學習指導、典型例題、習題提示和自我測驗。
3.3.2教法選擇
教師在本課程的教學過程中，供選擇的教學方法有很多種，可以靈活地加以串用或并用。
3.3.2.1講授法教學。對于機械設計的基本知識、涉及設計計算部分的教學主要采用講授法。例如對于“定軸輪系傳動比”計算公式的推導，以講授為主，課件感知引導為輔。講授法可使學生在有限時間內盡快地掌握新知識，加深理解。
3.3.2.2演示法教學。對于常用機構、機械傳動和通用零部件的基本原理、基本知識部分的教學，以演示法教學為主，講授引導為輔。在多媒體演示和實物模型演示的過程中，通過提問和討論的方式讓學生主動、思考，在直接觀察中分析問題，增強感性認識，從而突破難點。
3.3.2.3壓力教學法。對于應知應會的基本知識、重點內容，通過課堂提問和讓學生上黑板做題等方式，人為地給學生制造一些學習壓力，有利于知識的掌握、消化和吸收。
例如：在講《螺紋連接和螺旋傳動》這一章中，螺紋的類型、特點和參數，常用螺紋連接（螺栓連接、雙頭螺柱連接、螺釘連接和堅定螺釘連接）的基本特點和選用等基本知識可用提問的方式加以鞏固；在平面機構自由度的計算、標準直齒圓柱齒輪外形尺寸的計算、齒輪系傳動比的計算等教學過程中，在公式和典型例題講解之后，出幾道典型習題，讓學生集體思考，并讓幾名學生上黑板計算，再讓其他學生糾錯，最后老師講解。這樣可提高學生的注意力，增強教學效果，也可作為對學生考核的一部分。
3.3.2.4討論法。積極開展師生的雙向互動活動，調動學生的學習主動性和積極性，培養學生舉一反三和綜合運用所學知識的能力。例如：在機械傳動的設計常用機構和通用零部件的選用的教學中，老師提出問題，讓大家開展討論，可大大增強學生的學習興趣。
3.3.3教學條件和師資力量
3.3.3.1我院擁有充足的供教學使用的多媒體教室，主教學樓28間，實訓樓10間，信息大樓計算機教室10間。
3.3.3.2可供數控技術專業學生實訓的實訓室有鉗工實訓室、車工實訓室、數控實訓室、數控仿真實訓室、機械基礎實訓室等。
3.3.3.3機械設計基礎課程教學團隊有專任教師4人、兼課教師2人、外聘教師4人，其中高級職稱1人，中級職稱9人，均具有豐富的實踐和教學經驗。
3.4課程教學設計的做法
3.4.1在課堂教學中，可以觀看在生活中常見機構和工程運用較廣機構的錄像片及動畫，使學生對該課程萌發濃厚的興趣，認識其重要性，使他們感覺到機械設計并非遙不可及，通過努力學習就能達到。
3.4.2在教學組織上，根據高職教學的特點，“必需、夠用”的原則，強調應用性，可以簡化公式的數學推導過程，避免知識內容過深過細。有些推導過程只是為了加深對本概念的記憶，不做掌握要求。把重點放在結論具體應用上，一般性的內容在廣度方面適可而止，節約課時用于實踐性環節。
3.4.3在每章內容講解時，不僅要講清內容和基本原理，而且要通過舉例、多媒體教學手段、實物或模型觀察實驗，講清其在工作中的用途。
3.4.4每次課后均有思考題和習題，并有課外作業，課后教師定期輔導和答疑，有助于學生抓住課程重點，加深對課程難點內容的復習和理解。
3.4.5在每章或每個單元內容教學完畢后，及時進行階段性小結，承前啟后，讓學生對課程的諸多內容有整體認識和系統化意識。
3.4.6為加強重難點的消化吸收，在整個教學過程中階段性地安排習題課，以學生為主體，以習題為平臺，積極開展分組討論活動。在練習過程中，結合生產實踐中的實例，增強學生“舉一反三”、“靈活運用”的能力，講清具體應用的方法，培養學生的實際工作能力，激發學習熱情。
3.4.7在教學實踐中，應遵循以教師為主導，學生為主體的教學原則，注重對學生能力的培養，采用鼓勵式教育，讓學生在寬松、愉快的氣氛中吸收知識、獲取營養。
3.5考核方式和教學效果。
3.5.1考核方式
根據我院“2+1”教學改革和數控技術專業中本課程教學大綱要求，本課程考核類型為“考試”課。平時成績占50%，包括出勤及課堂紀律占20%、課堂回答問題、作業、平時測驗和期中考試占30%；期末考試成績占50%，主要以閉卷考試的形式進行。
3.5.2教學效果評價
通過學生網上評教、教師評學、學院教學督導員抽查、系部或教研室主任聽課、教師相互聽課等形式反饋，提出教學建議。通過上課提問、作業批閱、平時測驗、期中考試等形式，教師掌握教學效果，適時改進教學的方式、方法。
4.課程教學特色描述
4.1基本思路。
以課程目標為主線，打破傳統的課程界限，從實現各專項能力的需要出發，以“必需、夠用”為原則組織相應的課程內容并進行必要的教學內容整合，使課程內容服務于目標能力，注重人的思維方式，重點培養創新思維，使學生在學習過程中學習目的明確，學習興趣濃厚。
4.2教學手段。
本課程在教學中都采用了先進的多媒體教學手段，表現方式上體現了多元化的現代教育技術方法與手段，充分利用現代化教學設備和PPT教學課件，將CAI課件、錄像插播片、實物模型及現場參觀等多種手段科學組合，使教學形象、生動、高效、學生喜聞樂見。計算機輔助教學的形象化特點和生動性、趣味性大大激發了學生主動學習的積極性，加深了對所學內容的理解，從而提高了整體教學質量和水平，也增加了教學信息量，提高了教學效益。我們的感受是現代教育技術最能在本課程的教學中發揮作用，多媒體手段的采用為教師的教和學生的學大大提供了方便。
4.3教材建設。
從高職教育的特點出發，選用貼合高職院校學生實際的教材，更加突出理論聯系實際，有利于學生應用所學知識分析問題、解決實際問題的綜合能力，將傳統教學方法與現代多媒體教學手段有機結合，揚長避短。
4.4實驗和現場參觀實習。
以機械設計基礎課程教學內容為背景，繼金工實習和數控機床的認知實習之后，加強培養學生理論與實際聯系和動手能力，開設實驗課，并利用業余時間組織學生去工廠現場參觀。此外，我們結合課程，積極開展機械設計興趣小組活動，為學生的創新設計提供了施展才華的舞臺。
5.教學改革
5.1在教學上。
5.1.1在課堂講授之后，創造條件組織學生到工廠參觀，觀看、分析、討論各種機器上的各種常用機構和零件。
5.1.2組織學生開展簡單典型機構、機器和零部件的設計大賽或開展興趣小組活動，激發學生的學習熱情、培養學習的應用能力和設計興趣。
5.1.3利用現有的機械原理與機械零件實驗室，在學生認知、觀察、聽取講解之后，結合實訓中的機器和學生日常生活中的機械，理解和掌握課堂內容。
5.2在考核上。
在考核方式上，實行學習階段的全程性考核制，改變過去的一次性終結考試，成為將階段性的考核與期末綜合考試相結合的辦法。
這樣有利于教師及時發現教學中的不足并加以改進，減少學生學習的功利性，有利于加強教師對學生的日常學習管理，引導學生掌握良好的學習方法，從根本上改變應試教育制約學風、考風的狀況，促進學生良好品質的形成，全方位多角度地準確反映出一個學生的真實成績和綜合能力。
參考文獻：
［1］陳立德.機械設計基礎.高等教育出版社，2007.8.
生活中常見的機械原理范文6
關鍵詞：壓力機 振動故障 診斷
1、機械振動及其常用診斷方法
振動現象在日常生活中司空見慣，是幾乎無法避免的自然現象。但對于機械設備而言，振動卻往往會造成不利的后果，會造成機械設備的使用壽命縮短，也會影響操作人員的正常工作?，F有的研究已經表明，機械設備的異常振動往往設備故障的都和某種類型的機械故障有著密切的相關關系，有大約70%以上的機械故障都會以振動（或者噪聲）的形式表現出來，因此將振動作為輔助判斷設備故障的依據是可行的。而且從故障預防的角度來看，對機械設備的振動的早期檢測也能夠起到防微杜漸，預防較大事故的作用。
機械壓力機作為一種鍛壓設備，具有非常廣泛的用途。隨著壓力機本身噸位的加大，以及運行速度和精度的提高，維護問題就成了非常重要的事項，對于很多大噸位的壓力機而言，甚至于幾乎不可能進行完整的拆機檢修。因此采用振動作為故障診斷的手段具有很大的必要性，也能夠為設備的后續設計和改進提供有益的參考。從現有的壓力機故障診斷主要從兩個方面來進行，一是針對齒輪箱，二是針對導軌和滑塊這一往復機構。對著兩類故障，一般都可以采取振動分析法來進行診斷。
2、振動測試及信號分析
2.1振動測試的原理
要同過機械設備的振動特征來判斷故障類型，首先需要完成設備的振動測試，掌握設備運行中振動的第一手資料，其目的是掌握設備動態特性，從中判別可能潛在的故障類型，這一方面較為成熟的技術是振動測試診斷技術。其原理是通過對設備施加不同類型的激勵源，讓激勵作用在設備上產生振動和傳播，當振動傳播到設備零件表面時，零件附近的空寂振動而產生聲波，通過分析這些振動和聲波來判斷設備的工作狀態。
2.2振動測試的內容
在一次振動試驗中，可供采集的數據類型是多種多樣的，從實際應用的角度出發，在振動測試中一般選擇以下3類最重要的測試內容：①振動參量 在振動測試中選擇的測試參量會選擇特征點上的位移、速度、加速度、壓力，以及角速度、角加速度等；②系統動態特性的測試 壓力機械的系統動態特性指的物理參數、 模態參數、頻率響應函數等；③動力強度測試 動力強度測試一般用來檢驗壓力機在特定環境下振動特性，其目的在于檢驗設備是否滿足一定振動條件下的工作強度要求。
2.3振動信號的分析與處理
振動信號的分析需要借助于信號分析儀器，對干擾噪聲進行過濾后進行譜分析，對位于不同時域范疇的信號，需要把測得的時間歷程信號按照某種信號處理方法（如傅里葉變換等）來進行頻域分析（相位譜、功率譜等）。常用的分析方法有時域分析法、相關分析法、頻域分析法、倒頻譜分析法等。
3、常見振動故障判別
3.1傳動系統故障頻率分析
在壓力機械中機械振動的頻率和轉速成整倍數關系，即同步振動，這是壓力機在工作時最為常見的振動形式，在正常工作的情況下，其振動頻率是較為恒定的。因此在計算轉軸的故障頻率的步驟可按下面的步驟來進行：①對壓力機的每個轉軸確定其相對轉速，作為基準值；②在考慮轉軸的前提下，計算轉軸頻率、葉片通過頻率等故障頻率；③將在特定位置上采集的各類振動信號疊加得到時域波形，該波形實際上包含了多種振動（噪音和其他類型的振動等），通過對時域波形的分解，可以得到不同轉軸和齒輪上的基準頻率，從而可以繪制壓力機傳動裝置部件的頻率序列，可為故障狀態下的頻率分析提供參考。
3.2齒輪（箱）的振動故障診斷
齒輪的振動頻率取決于每齒的嚙合，即以嚙合頻率來作為齒輪的振動頻率，因此齒輪的異常振動主要來自于齒輪在制造和裝配過程中的誤差，如偏心誤差、齒形誤差以及齒距誤差等。此外，也可能存在在使用過程中的機械損傷而導致的異常振動（這類振動通常都和設計缺陷和裝配不良有關），這類異常振動的成因表現為齒輪齒面磨損、齒面膠合擦傷、齒面疲勞及斷裂等。
對齒輪故障進行振動診斷時，需要對幾種常見的故障類型分別排除。在診斷是否存在齒距誤差時，就需要觀察齒輪在單位周期內的轉速是否均勻。當確實卻在齒距誤差時，嚙合振動頻率也會表現出一定的周期性，此時需對比齒輪的旋轉頻率和嚙合頻率來綜合判定。如果齒輪制造材料出現問題，齒輪可能會出現因為回轉質量不平衡而出現周期性的振動（表現形式有點類似于偏心機離心錘），也需要計算齒輪的旋轉頻率和嚙合頻率。當齒輪存在偏心問題時，其表現通常是齒輪在轉動一周中的壓力出現波動，導致嚙合頻率振動的幅值受到旋轉頻率的制約。當齒輪存在局部缺陷，齒輪在嚙合過程中的振動幅度通常都會非常明顯，會在振動波形上表現出突出周期性脈沖幅值。
3.3軸故障的振動診斷
壓力機轉動軸可能因為制造、安裝過程中的問題，在運轉過程中零件損壞或軸彎曲等導致軸系的質量分布不均，偏心慣性力會形成在轉軸產生橫向強迫振動的周期激蕩力，這種周期性的激蕩力可能形成軸系的共振，給軸系造成最大破壞，因此轉動軸不平衡所造成的危害必須引起高度重視。轉軸不平衡故障的振動特點是振動的方向以徑向為主，其振動頻率和旋轉頻率直接相關，且旋轉頻率占主要成分，轉軸不平衡振動波的相位和旋轉標記的具有同步性，其振幅和轉軸轉速總體上呈正比關系，轉速越快，振幅越大，轉速越小振幅越小，但在共振處會形成最大的振幅。在考慮轉軸類的振動診斷時，還應當考慮到另外一種情形，即由于裝備誤差、箱體變形等造成的軸對中不良（不同軸）在機械運轉時所導致的振動。因為軸對中不良所導致的振動的振幅變化不大，和轉軸的轉速不存在明顯的正比關系，加上振動方向一般為軸向振動而不是徑向振動，因此不會引起共振問題。
此外，如果出現機械松動，通常由于安裝不良或緊固不牢導致，也可能是工作時間太長零件局部磨損導致。這一類型的振動一般出現在垂直方向，在振動時具有較為明顯的方向性。從振動的頻率來看，會在頻率監測儀器上留下較大的倍頻分量，不論是高次諧波還是分數諧頻分量，都會表現出隨著時間的推移而增大的趨勢。從振幅的特點上看，時域波形會較為不規則，很少出現規律的周期性信號，但可能存在較大的脈沖信號凸顯，振幅會隨著轉速的變化而表現出跳躍的跡象。在相位方面，機械松動故障的振動會與旋轉標記同步。
4、結語
壓力機的振動故障診斷可以有經驗的工人來臨場判斷，但對于一些故障初期的振動特性通常無法人工判斷，需要借助于專門的振動測試儀器，對新機器繪制正常狀態下的振動頻率圖譜，并定期對設備進行振動測試判斷可能的振動故障。
參考文獻
[1]楊瑋.多技術融合在齒輪箱故障診斷中的應用[D].蘭州：蘭州理工大學，2007.
[2]韓捷.齒輪故障的振動頻譜機理研究[J].機械傳動，2007，（2）：21-24.
