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機械傳動方案設計范文1
關鍵詞：OBE；工程教育；《機械原理》課程設計
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）21-0057-02
為了推進工程教育改革，促進中國工程教育的國際互認，培養與國際接軌的中國工程師，由專門的職業或行業協會（聯合會）、專業學會針對高等教育機構開設了工程類專業實施專門性認證，工程教育認證強調工科專業人才培養質量達到行業提出的基本質量標準要求，是一種合格性評價[1，2]。工程教育專業認證強調的三個核心理念：產出導向（Outcome based education，簡稱OBE）、學生為中心、持續改進，這些理念代表了工程教育改革的方向，是一種先進的教育理念[3]。我國若要成為《華盛頓協議》正式簽約組織，就必須基于OBE理念，深化我國的工程教育改革和工程教育認證體制。
《機械原理》是機械類專業必修的一門重要的技術基礎課，它是研究機械的工作原理、構成原理、設計原理與方法的一門學科，而《機械原理》課程設計是緊隨《機械原理》課程之后的實踐性教學環節，是《機械原理》課程的延伸[4]?；贠BE工程教育認證的12條畢業能力要求及課程規劃，《機械原理》課程設計需培養的主要能力包括：1）掌握工程基礎理論知識并能將其應用于工程問題（畢業要求1）；2）具有分析和解釋數據，得到合理、有效結論的能力（畢業要求2）；3）具有綜合運用機械設計理論和技術手段設計復雜機械系統、部件和過程的能力（畢業要求3）。
本文基于OBE工程教育理念對《機械原理》課程設計課程能力的上述四條要求，結合近年實踐經驗，闡述我校《機械原理》課程設計改革模式，并為其《機械原理》課程設計改革提供參考。
一、機械傳動系統設計能力
《機械原理》內容包括兩部分，其一是對現有機構的學習，包括構型分析、運動學和動力學的學習；其二是針對具體任務，利用所學機構學知識，設計傳動方案。前者稱為分析，后者稱為型綜合，《機械原理》學習的最終目的，就是要達到型綜合的高度，《機械原理》課程設計正是鍛煉綜合能力的實踐教學。
遺憾的是，傳統的《機械原理》課程設計，體現不出OBE所要求的設計系統的能力，復雜機械系統更無從談起，因此，改革勢在必行。
基于OBE教學理念的課程設計改革使設計題目多樣化，調動學生設計的積極性而不限制其思維，并且課程設計只提出最終要求而不限制方法，為了讓學生在規定的時間內獨立完成設計任務，題目不宜太深太復雜，其原則為：題目具有綜合性，以運動方案設計為主；題目要覆蓋《機械原理》課程的主要內容；題目應結合生產實際，是學生在日常生活、生產實踐中所熟悉的；題目的設計結果應包括兩到三種基本機構，也允許選用其他常用機構或組合機構；題目要有一定的靈活性和創新性，有利于發揮學生的創造力。
在設計題目確定后，需對已選題目提出三種運動方案，并經反復論證，確定一種最佳運動方案進行設計和分析。這種自由選題的模式可大大提高同學的興趣。設計方案由學生獨立提出，經獨立地分析、比較后確定最佳方案，以發揮其主觀性、創造力，使學生受到一次真實的設計訓練，進而提升其機械傳動系統設計能力。
此外，改革后的課程設計，學生們可以自由組合，每個小組自由選擇設計題目，小組成員分工協作，共同完成設計任務。從選題、論證、設計到最后提交設計成果，共同討論、研究，各自發揮自己的長處，不僅培養了創新意識和創新能力，也使他們體會到團隊合作的作用。這也符合OBE培養大綱中工程畢業生個人能力和人際團隊能力培養的要求。
二、工程基礎理論知識應用能力
傳統的《機械原理》課程設計中，方案確定之后，其相關運動參數也隨之給定，每個學生需要做的就是繪制機構運動簡圖，利用圖解法和解析法對所選機構的位移、速度、加速度及力進行分析，并繪制機構運動線圖和作誤差分析，最后編寫課程設計說明書。從本質上來說，這樣的設計僅能算一次作業，效果并不理想。盡管學生都能按部就班地完成設計任務，但卻調動不了學生的設計興趣，對工程基礎理論知識的應用缺乏深刻理解，談不上對學生的畢業能力的培養。
基于OBE教學理念的課程設計改革使設計題目多樣化，只提出最終要求而不限制方法，學生可以充分地利用所學的理論知識去解決實際的問題?？紤]到《機械原理》課程設計時間較短，教師在《機械原理》課程教學中，需提前做出安排，如現代工具的使用、軟件的學習、各種方法的比較、綜合性作業安排等。
任務的不確定性導致解決方法的多樣性。學生需要根據所選擇任務，基于所學的機構學知識，甚至查閱相關文獻去設計解決方案，當多個設計方案確定后，需要比較各方案的優缺點，必然會深入了解每個所設計的傳動方案，最終方案確定后，需對其進行結構、運動學和動力學分析，因有了方案設計的深刻理解，設計的目的已非常清楚，在相應分析時，對方法的選擇和掌握自然水到渠成，加深了對所學理論知識的認識，明確了理論知識的實際應用，從而不至感覺學無所用。
三、分析和解釋數據能力
在我國的工程教育認證中，第二條畢業要求學生能夠應用數學、自然科學和工程科學的基本原理，識別、表達并通過文獻研究分析復雜工程問題，以獲得有效結論[5]。傳統課程設計整個傳動方案為教師所指定，分析方法固定，無需學生深入了解，只需按部就班完成畫圖和分析即可，可見，傳統課程設計在第二條畢業能力要求上基本沒起到培養作用。
改革后的課程設計，從設計任務到設計方案的確定，均需要學生根據具體情況進行分析，然后根據所學知識，自己設計傳動方案，并需要通過多方案的比較而得出可行方案。在方案確定后，詳細設計傳動系統時，需要根據實際任務確定各參數，最后對機構進行分析，并對數據進行誤差分析。為了更真實地讓學生理解數據的意義和正確性，要求學生對所設計的傳動方案進行全部或者部分的搭接實驗，通過搭接實物并測量參數，再與理論分析數據進行對比，找出誤差存在原因，從而得出相應結論。
四、考核方式的改進
評估學習產出是OBE教育模式中十分重要的環節，如何合理地對各項能力進行客觀評價，對課程的改革及持續改進有非常重要的作用，與課程設計所培養能力相對應，《機械原理》課程設計成績分為四部分：選題成績、平時成績、設計成績及答辯成績。各部分成績分值及考核依據如下。
選題成績占總成績的30%。主要考查設計機械傳動系統方案能力。每個團隊均需通過PPT形式，結合參考文獻查閱或調研情況，對自己團隊的設計任務進行說明，根據所定任務設計兩到三種機械傳動方案，每個方案中必須包含兩至三種典型傳動機構，并且必須包含四桿以上連桿機構。根據傳動方案是否合理、考慮是否周全、有無創新點、是否實用進行綜合考核。
平時成績占總成績的10%，主要依據設計階段的出勤情況和態度評定，這是設計正常進行的基本保證，也是初步對畢業要求9中個人與團隊能力的培養。
設計成績占總成績的40%，主要評估工程基礎理論知識應用能力與分析和解釋數據能力，根據所選擇分析方法、數據分析的正確性、模型建立、運動仿真、簡圖繪制等進行評價。
答辯成績占總成績的20%，各組將集中設計階段的工作及成果以PPT形式作匯報，主要介紹組員分工及完成情況，組員自評分，搭接視頻等，并回答提問，據此評判答辯成績。
通過此類考核方式，對畢業生的能力9（個人與團隊）和10（溝通，包括撰寫報告和陳述發言、清晰表達或回應指令）也起到初步培養的效果。
此外，上述基于OBE工程教育理念的考核方式對教師的教學投入提出很高要求。例如：教師需要投入較多的精力和心血研究繁瑣的教學目標分解和教學方法選擇，要求其自身具有扎實的專業理論知識、較廣博的基礎知識面、較強的動手能力及計算機應用能力。對設計中可能出現的各種方案及其特點要有充分認識，能夠正確引導學生，使他們經過認真思考和分析比較后，可以選擇一個適當的方案。這樣才能適應當前實踐教學改革和發展的需要，從而有效引導學生積極思考，培養他們的創新能力。
五、結束語
經過近兩年的實踐，發現根據OBE教學理念改革后的《機械原理》課程設計，為學生機械傳動系統設計能力、工程基礎理論知識應用能力、分析問題和解決問題的能力以及團隊合作和工程實踐能力的鍛煉和提高提供了很好的平臺，并確實取得了較好的效果。然而，OBE工程教學模式是一個系統的工程，無論是在設計內容，還是在設計方法和評估方式上，還有很多需要完善之處，需要進一步的改革和探索，持續改進，以更好地培養學生相應的畢業能力，實現培養與國際接軌的中國工程師的目標。
參考文獻：
[1]中國工程教育專業認證委員會.工程教育認證一點通[M].北京：教育科學出版社，2015.
[2]余天佐，劉少雪.從外部評估轉向自我改進―美國工程教育專業認證標準EC2000的變革及啟示[J].高等工程教育研究，2014，（6）：28-34.
[3]顧佩華，胡文龍，林鵬，等.基于“學習產出”（OBE）的工程教育模式――汕頭大學的實踐與探索[J].高等工程教育研究，2014，（1）：27-37.
機械傳動方案設計范文2
[關鍵詞] 蜂窩煤成型機； 結構設計； 運動仿真； 優化設計
Abstract： According to the punch forming process of honeycomb briquette， the research on the structural design and optimization of the molding machine for honeycomb briquette has been done. The fully enclosed structure has been designed to combine the gearing-down mechanism and machine body， which optimizes the designing scheme of drive system. In addition， the three-dimensional modeling and motion simulation have been done to coordinate the movement of implementing agencies without interference， which ensures the optimal design of the molding machine for honeycomb briquette.
Keywords： molding machine of honeycomb briquette， structural design，motion simulation， optimal design
1 引言
機械傳動式蜂窩煤機的變速傳動系統主要有開啟式和封閉式兩種結構，目前國內大部分生產廠商生產的蜂窩煤機已逐步向封閉式結構發展[1]。封閉式變速傳動系統有利于延長零部件的工作壽命，降低工作噪音，提高安全性能，減少整機體積，降低材料成本以適應工作環境多塵等優點，而開啟式結構則不具上述優點。
2 機構傳動方案設計
沖壓式蜂窩煤成型機的功能是將煤粉加入到轉盤的模筒內，經沖頭沖壓成型煤。為了實現蜂窩煤沖壓成形，機構的傳動方案設計如圖1所示。
上述傳動方案中，沖壓機構采用對心曲柄滑塊機構、模筒轉盤為槽輪機構、掃屑機構為附加滑塊搖桿的機構設計[2，3]。傳動工作原理為電動機1的動力由帶傳動2傳送到軸1，然后分兩路傳動。第一路為主運動鏈，用來完成蜂窩煤的沖壓成型和成型煤出模的動作；第二路為輔助運動鏈，用來完成模筒的間歇轉動。
其中，在主運動鏈中，固結于軸1上的圓柱齒輪7與齒輪8嚙合，使得軸2旋轉，從而使得固結于軸2上曲柄9旋轉，考慮到載荷較大，采用兩套曲柄連桿機構作為執行機構，由曲柄滑塊機構帶動滑架上下移動，固結于滑架13上的沖頭14與出煤頭15完成沖壓蜂窩煤和沖出成型煤的動作。在第二路輔助運動鏈中，軸2通過傳動比為1的圓柱齒輪3、4帶動3旋轉。在此處又分兩路傳動。一路為固結于軸3上的傳動比為1的圓錐齒輪6帶動槽輪機構（撥盤11和槽輪17），撥盤11每旋轉一圈，模筒轉盤16就旋轉一個工位，沖頭14就沖壓出一塊蜂窩煤，同時，圓錐齒輪還帶動攪拌器18，將拌勻的料煤送入到工作臺的模腔內。另一路是固結軸的帶輪驅動輸送帶以輸送成品。
3 系統的結構設計
3.1 傳動系統的速比分配
根據電動機轉速和煤成型機的生產能力，求取機械傳動的總傳動比[4]。
已知電動機的功率為7.5KW，轉速為970～1460 r?min-1，煤成型機的生產能力為40次?min-1，則傳動系統的總傳動比為：
在進行撥轉分度機構的設計時，為了簡化煤機的結構，采用集撥轉分度和攪拌于一軸的設計方法[5]，由于攪拌軸的旋轉速度與曲柄滑塊機構（沖壓機構）的曲柄轉速一致，要求由同一根傳動軸來驅動。因此采用兩級減速，通過第二級減速機構的動力輸出直接驅動曲柄滑塊機構，以保證沖壓機構的速度，同時，通過增加中間軸的方法實現攪拌軸的轉動。
4 系統的運動仿真與優化設計
4.1 系統的運動仿真
為了避免各運動執行機構之間的干涉，對系統進行三維實體建模并運動仿真。
（1） 在裝配模筒轉盤與料斗時，槽輪機構的尺寸雖然已經設計計算出來，但進行組合裝配時該尺寸并不能滿足其運動要求，因此在重新確定尺寸時，不僅要考慮槽輪機構之間的配合關系，還需考慮轉盤與料斗之間的位置關系要求。
（2） 在確定第一級帶減速的帶輪與沖壓機構中的曲柄間位置關系時，為了避免曲柄的轉動與帶輪產生干涉，通過在軸向增加傳動軸與帶輪配合的軸端長度，改變其圓柱齒輪的中心距。
（3） 當滑架運動至最高點處時，通過增加搖桿長度達到防止掃屑機構與滑架間產生干涉的目的。
在使用Solidworks軟件進行運動仿真時，需將一起運動的零部件完全約束住，才能滿足其共同運動的要求，同時對靜止的零部件也需固定約束[6]。本機構的實體模型如圖3所示。
4.2 系統的優化設計
在進行系統設計時，主要通過以下四個方面進行系統優化設計：
（1） 通過合理選擇蜂窩煤機的傳動結構、沖頭配置型式以及間歇撥轉方式，并采用整體式結構，克服因生產效率提高引起機器振動噪聲增大、機器壽命降低等不利影響。
（2） 合理選擇蜂窩煤的結構和傳動方式，科學確定蜂窩煤機的壓力、飛輪轉動慣量、電動機功率等技術參數，改善機器使用條件與蜂窩煤原料質量，最大程度地降低蜂窩煤機的噸煤電耗，確保蜂窩煤機噸煤電耗應小于1.4千瓦時/噸。
（3） 蜂窩煤機壓力大小，直接影響蜂窩煤機的質量、成本和生產效益。壓力選擇太大，將使蜂窩煤機的電機功率增大，噸煤電耗加大；壓力選擇過小，蜂窩煤機的適應能力差，工作時易發生“悶車”現象，也容易導致機器軋制的蜂窩煤強度不足。因此，蜂窩煤機的設計壓力應滿足不同煤質成型的需要，并使成型后的蜂窩煤達到規定的強度要求。
（4） 沖壓式蜂窩煤機工作時所發出較強的間歇性沖擊噪聲，通過分析其主要噪聲源，從制造工藝、裝配質量和使用維修等環節方面采取措施，達到系統降噪的效果。
5 結語
根據蜂窩煤沖壓成型過程，對蜂窩煤成型機構的傳動方案進行設計，采用減速傳動與機身于一體的全封閉式結構設計方法，并通過系統三維建模與運動仿真，優化傳動系統的設計方案，使各執行機構運動協調而不產生干涉，保證蜂窩煤成型機構總體結構的最優化設計。
[參考文獻]
[1] 張偉社.機械原理[M].西安：西北工業大學出版社，2006.
[2] 黃平.常用機械零件及機構圖冊[M].北京：化學工業出版社，1999.
[3] 黃繼昌.實用機構圖冊[M].北京：機械工業出版社，2000.
[4] 吳宗澤.機械結構設計[M] .北京：機械工業出版社，1988.
機械傳動方案設計范文3
【關鍵詞】課堂教學方案；新課導入；理論與實踐；課堂與網絡；自學式
《機械基礎》是技工學校機械類專業的主要專業基礎課，是一門理論與實踐結合很強的重要課程。在教學中要從提高學生學習專業課的興趣入手，注重知識的橫向拓展與實例，體現知識的先進性和應用性，面對技工學校學生基礎較差，學習能力參差不齊的實踐情況來組織教學，將理論教學與實踐教學相結合，充分激發廣大學生的積極性，從而引導學生主動創造性地學習，提高學習效果，提高教學質量。
1 精心設計教學方案
課堂教學上如何發揮學生的主觀能動性，真正實現教師引導、學生主體的課堂教學結構，教學方案的安排是核心，而教師的教學藝術則是關鍵，學生能否為教師的教學藝術所吸引，決定了整堂課教學目標能否最終實現。如“曲柄搖桿機構的急回特性”這節內容，大綱要求學生通過急回特性的學習，掌握極位夾角、行程速比系數之間的關系并能運用此知識點判斷常用機構是否具有急回特性。但是，學生從未接觸過機械結構，在思維中根本無法樹立急回特性的概念，因此，這節課教學安排上要在“急回”這兩個字上做文章。在實際教學過程中，了解“急回”的構成，然后通過討論進一步深入研究極位夾角、行程速比系數及兩者的關系等問題，本課的難點問題即可迎刃而解，教學目的順利完成。
2 注重新課的導入
導入新課是課堂教學的重要環節。教師新課的導入做得好，課堂上就能喚起學生的求知欲，燃起學生智慧的火花，使學生積極開動腦筋，勇于探索，主動獲取知識。筆者常用的導入方法有以下幾種：
2.1 單刀直入法。導入新課需要精心設計，根據需要，可開門見山，單刀直入，即一開始就鮮明地揭示主題，立即把學生的思維和興趣引向問題的探索。例如，在講述“間歇機構”時，可以這樣設計：同學們都看過電影，電影放映機是利用了人的視覺暫留原理制成的，那么放映機是如何保證每張畫面在鏡頭前的短暫停留呢？這其中就利用了間歇結構，今天我們就來學習“間歇機構”。
2.2 溫故知新導入法。溫習舊知識導入新課，不僅有利于學生接受新知識，而且起著集中學生注意力的作用。例如，在學習“輪系”時，可以這樣導入：同學們，上一章我們學過的齒輪傳動具有很多優點，在現代機械中是應用最廣泛的一種機械傳動形式。但僅由兩個相互嚙合的齒輪所組成的最簡單的齒輪傳動不能適應和滿足機械傳動中的多方面要求，例如大傳動比、大的傳動距離等，如果僅靠一對齒輪，那機構的外廓尺寸將會很大。假如增加齒輪數目，既能滿足傳動要求，又可改變這個缺陷。象這種由一系列相互嚙合的齒輪所組成的齒輪傳動系統稱為輪系。下面，我們一起來學習“輪系”。
2.3 提問導入法。心理學家認為，思維過程通常是從需要應付某種困難、解決某個問題開始的。提問式導入新課，容易喚起學生的自覺思維，使問題集中，目標明確。例如，在學習“帶傳動”時，筆者是這么導入新課的：上一節課我們學習了摩擦輪傳動。如果要求中心距較大，摩擦輪傳動還適應嗎？如果不適用，有什么辦法呢？其實，這時候我們可以采用帶傳動來實現，今天我們一起來學習這種常用的機械傳動“帶傳動”。
總之，導入新課是課堂教學重要的一步，教師只有吃透教材，準確把握教學主題，靈活選用導入法，精心設計導入內容，才能更好地吸引學生的注意力，激發他們的學習積極性。
3 理論與實踐結合，激發學習積極性
充分利用各種教學手段加強實踐，是當今教學改革的一個重要方面。如果認為在課堂上學生明白就行，卻忽視實踐教學是不應當的。如“軸系零件中軸的結構”一節內容，學生通過本課學習，應當掌握軸的結構、軸上零件的拆裝順序、如何緊固等問題，而這些問題的學習光靠教師課堂理論講解，其教學效果是極差的，為了解決這個問題，可安排學生到實習工廠現場教學。面對一臺減速器，安排幾名動手能力較強的學生根據教師的指導，動手拆卸機器，讓其他同學觀察機器中軸上零件結構的構成。在教師和學生對機器的裝拆配合過程中，激發了學生的學習積極性，不僅順利地完成了課堂教學，而且使學生深深地愛上了自己的專業。
4 課堂教學與網絡教學相結合
要真正地發揮學生的潛能，必須首先要激發學生對課程的興趣。如“常用機構”一章內容，不把平面連桿機構、凸輪機構、間歇運動機構等教學內容形象而直觀地向學生展示，學生很難理解各種運動機構的構成和運動特點，如果教師刻意地做教學課件等多媒體教學手段，那么，在備課時間、教學時間上的安排是相當困難的，因此，筆者通過網上搜集有關機械常用機構的教學資料、教學課件，取得了明顯的教學效果，學生不僅喜愛本課程，而且對生活中與本課程有關的知識也產生了濃厚的興趣。
5 適當采用“自學式”教學法
機械傳動方案設計范文4
課程體系綜合設計研究
將機械原理、機械設計課程設計內容進行整合,探索機械原理、機械設計課程設計中如何培養學生的機械運動方案設計、機械創新設計和解決工程實際問題的能力,提出適合創新人才培養目標的機械原理、機械設計課程設計實施方案,并完成2008級機制班機械基礎課程綜合設計教學實踐。同時,考慮機制、模具、汽車、機電方向的不同,選擇適合不同方向的綜合設計題目,以設計對象為主線,嘗試在綜合課程設計中引入機構運動演示,要求學生用計算機仿真驗證機構運動設計的合理性[4],嘗試在綜合課程設計中引入機械方案創意設計模擬實驗,要求學生利用運動方案進行模型拼裝創新實驗,驗證機構運動設計的科學性、合理性。通過機械基礎設計課程改革,加強學生創新能力培養。把機械原理、機械設計課程設計時間由原來的分開設計整合為一,機械原理、機械設計兩門課程的課程設計題目選擇范圍加大,同時增加設計時間,激勵學生對這類題目產生較大的興趣,每一位學生都積極思考,差不多每人都提出一到幾種運動方案,然后通過小組討論,挑出最佳方案后,由各組確定自己的最終機械系統運動方案。通過這些創意設計活動,可大提高學生的創新設計能力,改革課程體系綜合設計手段,加強CAD、CAM、CAE等技術應用[5]。運用虛擬樣機技術,可以大大縮短產品的開發周期,因而受到了制造廠商、科研機構、大學、公司的極大重視。其中ADAMS是美國MDI開發的非常著名的虛擬樣機分析軟件。嘗試以ADAMS為工具,讓學生對自己設計出的機構進行建模與仿真,真實地仿真機構的運動過程。改革設計手段,將給課程設計賦予新的活力。
課程體系綜合設計的實踐及應用
1改革設計題目,注重學生素質的培養
機械CAD能力、綜合應用與設計能力和創新設計能力是新世紀高素質機械工程技術人才的重要素質。因此,機械基礎課程綜合設計訓練主線則是以典型機械系統設計為內容,并將機械原理和機械設計的兩課程設計貫通,由根據設計要求到機械運動方案及其運動與動力設計(即機械運動簡圖設計),再到機械系統結構設計和工作能力設計(即裝配圖及零件工程圖的設計),從而形成一條加強機械系統設計和綜合設計能力訓練的設計訓練主線[6]。使學生經過原理方案的設計、執行機構的設計、傳動方案的設計、結構設計等過程,加深對機械系統的整體認識,加強設計中的工程意識,培養綜合創新設計的能力。目前各高校都在進行課程設計改革實踐,但兩門課程設計合在一起的課程設計指導書還很少見[7]。因此,根據我校實際情況,編寫了適合于本科機械類的機械基礎課程綜合設計指導書,指導老師可根據不同方向教學班次選用設計題目。
2機械傳動方案設計,培養學生創新能力
機械傳動方案設計是一個重要的環節。在這一環節中應充分體現以學生為主體,以教師為主導的指導思想。教師在指導時,應因材施教、因人施教,對不同層次的同學要有所區別。在選題方面,提倡設計能力較強的同學選擇指導書以外的題目。在指導方面,對這些同學應適當增加設計的難度和深度。方案設計時重點是要把握創新點[8]。在方案分析過程中,為了實現一個確定的設計目標,要求學生至少提出3種可行的方案,并對方案進行分析、比較,總結出其優點與不足。然后確定出設計者認為最優方案作為本次課程設計方案。最后對此方案進行詳細設計,包括其運動過程和運動尺寸的確定,進行結構設計和強度設計直至計算。
3引入虛擬樣機技術進行機構分析
虛擬樣機技術又稱為機械系統動態仿真技術,是國際上20世紀80年代隨著計算機技術的發展而迅速發展起來的一項計算機輔助工程技術。運用虛擬樣機技術,可以大大縮短產品的開發周期,受到了制造廠商、科研機構、大學、公司的極大重視。其中ADAMS是美國MDI開發的非常著名的虛擬樣機分析軟件?；谪瀼貙嵤┡囵B卓越工程師思想,在機械基礎課程綜合設計中引入ADAMS軟件對插床導桿機構、沖壓機構、擺動式運輸機機構、牛頭刨床擺動導桿機構等進行運動學和動力學分析,自動繪制刀具的位移、速度、加速度曲線,自動繪制曲柄受到的平衡力矩曲線圖等,能通過后期處理繪制最大動態剩余功曲線圖,使曲線結果清晰、精確。導桿機構動態仿真時,觀察在各位置時所對應曲線含義,加深對課本關于機構有關運動學、動力學相關參數優化設計的理解。ADAMS軟件還能對機構采取參數化建模,學生可以通過輸入機構不同原始參數,進一步比較不同結果。與過去用圖解法或自編程序法進行機械原理課程設計相比,利用計算機對機械進行輔助設計,實現了教學創新,學生普遍反映用ADAMS軟件進行課程設計快捷、方便、直觀,課程設計能達到滿意效果。
4理論聯系實際,修改設計對象
在實際工程應用領域中,推薦采用的大多數齒輪減速器都是采用硬齒面。隨著工業的發展,新技術新工藝不斷涌現,在齒輪行業,特別是隨著硬齒面齒輪加工技術的成熟,加工設備的完善,硬齒面齒輪減速器已經成為齒輪減速裝置的主流,得到了廣泛的實際工程應用,而軟齒面齒輪減速裝置有被逐步淘汰的趨勢。因此,應結合實際,采用硬齒面齒輪減速器設計的題目來進行實踐環節的訓練。由于硬齒面齒輪減速器的設計與實際結合緊密,學生的自覺性與積極性得到了很大提高[9]。與此同時,有關硬齒面齒輪設計的資料無法從現有資料中直接利用,這迫使學生主動查找相關資料,詢問老師,學生的實際設計能力得到了更大的提高。從改用硬齒面齒輪減速器設計結果來看,整機的重量減輕、體積縮小,使用材料大幅減少,相應的造價也隨之下降。這使學生認識到科技的進步給生產實際應用帶來的巨大影響。
機械傳動方案設計范文5
關鍵詞：慧魚工程技術；機械設計；實踐實驗教學；創新能力
一、引言
機械設計制造及其自動化專業作為學校向應用型綜合大學轉變中專業建設的重要組成部分，是培養應用型機械類本科專業人才的主陣地?！稒C械設計》是該專業重要的專業基礎課，專業教學計劃圍繞《機械設計》教學目標開設了工程實踐實驗課程，如《機械設計課程設計》《16+2職業技能訓練》等，培養學生的綜合設計能力、工程實踐能力、創新實踐能力、團隊協作能力等，要求學生能綜合利用所學知識解決工程實際問題。但是在實踐實驗教學環節，教學效果差，一是因為機械設計實驗教學所開實驗多是認知性實驗和驗證性實驗[1]；二是因為《機械設計課程設計》命題陳舊且單一，缺乏現代設計，無法達到綜合訓練的目標[2]。為此，本文提出基于慧魚工程技術的機械設計綜合創新實驗教學方法，培養學生的綜合設計能力、創新工程實踐能力等。
二、機械設計實驗教學弊端及改進策略
1.機械設計實驗教學弊端?！稒C械設計》是一門綜合性很強的專業基礎課，以《機械制圖》《理論力學》《材料力學》《機械工程材料》《互換性和測試測量技術》《機械原理》等課程為依托，對機械零件設計準則、摩擦磨損及、螺紋連接、軸轂連接、帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、蝸桿渦輪傳動、軸系設計、滾動和滑動軸承、機械系統設計以及其他常用零部件設計等知識進行講解[3]。其課程特點是內容多且雜，存在大量經驗公式與圖表，教學內容抽象等，多數學生反映內容零亂，找不到重點。為此，通常在制訂教學計劃開設相應實驗課，輔助學生理解并掌握相關知識，如《機械設計課程設計》《機械設計實驗》。隨著技術的發展，社會對學生的綜合創新設計及工程實踐能力提出更高的要求[4]，但目前《機械設計課程設計》《機械設計實驗》仍然存在一定的弊端，實踐實驗教學效果差，無法滿足社會需求。《機械設計課程設計》是對漸開線圓柱齒輪二級減速器進行設計，該實踐項目存在一些弊端：一是課程設計命題陳舊且單一，是對通用漸開線圓柱二級齒輪減速器進行設計，主要內容為機械方案設計、傳動系統詳細設計、裝配圖繪制及減速器設計說明書，相關設計技術指導書成熟，網絡資源豐富，學生設計時基本是依葫蘆畫瓢，查手冊，套公式，設計過程就是仿造，部分學生存在抄襲、買賣現象，嚴重影響教學秩序和教學質量；二是重視二維裝配圖，輕視二維零件圖、爆炸圖和三維建模及裝配的訓練，不足以滿足機械設計綜合訓練的要求。機械設計實驗方面，主要包括機器組成及典型機械傳動零件感性認識、傳動試驗（齒輪傳動、帶傳動和鏈傳動等）、機械傳動軸系部件設計與分析。由于我校教學計劃安排，無明確的機械設計實驗有關課程，僅在《機械設計》理論教學時，組織學生參觀機械典型零部件多功能語音教學示范箱，加深對《機械設計》各章節的理解。為彌補《機械設計》實踐實驗課程的不足，我校除了積極對《機械設計課程設計》教學內容、教學方式以及考核方式做調整外，還積極探索以16+2實踐周“專業技能訓練”作為實驗實踐教學的補充，但由于不規范存在教學效果差的問題。2.設計實踐實驗教學，對大學生工程實踐能力的培養具有重要的意義[5]。為此，我校對《機械設計課程設計》教學進行創新改革，積極探索機械設計綜合創新實驗教學。Fischertechnik，即“慧魚”，是德國人基于六面體接體發明創造的工程技術智趣拼裝模型，包含各類機械構件（齒輪傳動、絲桿傳動、鏈傳動、皮帶傳動、連桿機構、凸輪機構、減速器等）、電氣元件（電機、電氣開關、氣動零件、各類傳感器、控制器、導線及導線接頭等）和編程軟件等模塊。該模型是《機械設計》的理想教學工具。基于此我校，利用Fischertechnik模型搭建機械創新人才培養平臺，結合教師科研、機械工程專業學科競賽與大學生創新創業訓練計劃項目等，在16+2實踐周“職業技能訓練”時機械設計綜合創新實驗題目，學生自由組隊，綜合利用《機械原理》《材料力學》《理論力學》《機械設計》《機械制圖》等課程知識，合理分工，利用Fischertechnik組合模型，完成相關綜合創新實驗設計任務，力求達到培養綜合設計能力、工程實踐能力、創新實踐能力、團隊協作能力等的教學目標。
三、機械設計綜合創新實驗教學示例
為解決菠蘿采摘生產效率低、人工成本較高、果農勞動強度高、芒刺對果農傷害較大等問題，我校17機械班某組學生基于慧魚組合模型設計了一款小型手扶式菠蘿自動采摘機。右上圖為菠蘿采摘機部分功能裝置，分別為成熟識別裝置、傳輸裝置，考查學生對《機械設計》教學中電動機、減速器裝置、齒輪傳動、皮帶傳動、鏈條傳動/螺栓連接等知識的理解與掌握?；诨埕~工程技術的機械設計綜合創新實驗教學中，我校學子在第八屆全國大學生機械創新設計大賽（慧魚組）中獲得國家三等獎1項，立項大學生創新創業訓練計劃項目國家級2項、省級1項，發表省級以上科技學術論文3篇，申報專利1項。目前，我們正在以國家級大學生創新創業訓練計劃項目為依托，積極備戰中國—東盟高校創新創業教育聯盟大學生創意機器人設計大賽和第九屆全國大學生機械創新設計大賽，期望取得優異成績。
機械傳動方案設計范文6
關鍵詞：機械設計；教學質量；教學效果
中圖分類號：G642.4 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）39-0186-02
機械設計課程是高等學校工科機類、近機類專業學生的一門重要的技術基礎課[1，2]，是學習專業課程和從事機械產品設計的必備基礎。通過掌握通用機械零部件的工作原理、特點、選用及設計計算，培養學生解決實際問題的正確思路、方法和能力。由于該課程工程性強、涉及內容廣，信息量大，要真正學好這門課程有一定難度，提高該課程的教學效果是我們一直探索和實踐的課題。
一、不斷提高自身的素質
不斷提高自身的道德素質。教師的道德素質影響教師的工作態度，它將引導教師樹立正確的教育觀。教師對學生的愛、對教育事業的愛是教師職業道德的核心內容，是教師愛崗敬業、不斷追求自我發展的內驅力。良好的教師道德素質有利于學生形成良好的學習動機，有助于學生心智的健康成長。它是教師開展教學工作的感情基礎，它有助于師生之間情感與認知方面的溝通，學生在融洽的師生關系中，處于最佳學習狀態，更易于對所學知識產生興趣并消化吸收。而青年學生思想活躍，易于模仿教師的行為，所以教師的品質包括教師的思想品德、為人處世方法，教師對待工作的熱情、對待生活的執著等等，這些每時每刻都在影響著學生，并有利于學生形成積極的學習與生活態度。因此，高校教師的道德素質直接影響學校培養的學生素質。不斷提高自身的專業素質?！耙虢o學生一杯水，教師要有一桶水?！比缃瘢覀冋幵谛畔⒒瘯r代，人類知識系統發生了兩個重要變化：一是知識更新的速度越來越快，數量越來越多；二是知識傳播途徑越來越多，傳播速度越來越快。這個時代需要培育的是具有高度創造性和個性化的人，需要培育的是一種能夠適應迅速變化、了解和適應未來的人。在這樣恢宏的社會背景下，作為一名機械設計老師，要不斷學習機械設計領域新知識、新理論、新方法、新應用，樹立終身學習觀念，不斷“自我充電”，不斷提高自己的知識層次和思維能力并將其運用到教學實踐中，變原來的“一桶水”為“長流水”。同時，通過系統地研究當代大學生的身心發展規律，不斷提高對學生認知規律的認識水平，把這種“長流水”升華為適合學生需要的“甘甜水”。唯有這樣，才能不誤人子弟，才能始終與時俱進，做合格的教師。不斷提高自身的語言素質。教育學家蘇霍姆林斯基曾說過：“教師的語言素質在極大程度上決定著學生在課堂上的腦力勞動效率。”多年的教學實踐證明，教師在教學中語言表達能力的水平直接制約著課堂教學質量的高低。機械設計教師只有不斷地追求課堂教學的語言藝術，提高自身的語言修養和語言素質，才能把機械設計教得有聲有色。要把語言的準確性和通俗性統一起來，機械設計課有很多概念，對概念的描述語言要準確，同時講課主要用口語化的語言，要和書面語言區別開來，只有把語言的通俗性和準確性統一起來，講課才能既嚴謹又生動。要把語言的精練性和內容的豐富性統一起來，機械設計教師要不斷凝練語言，用精練的語言把機械設計的思想、方法、原理講述清楚，同時又要把內容講得有血有肉。要充分利用啟發性的語言，啟迪學生的思維。語言要有張有弛，充滿激情，處處扣人心弦，這樣學生才能更用心地聽課。機械設計教師只有不斷探索提高自身的語言素質，掌握語言藝術，才能不斷提高機械設計的教學質量。不斷提高自身的科研素質。中國科學院院士、教育家楊叔子指出：大學教師還得治學，治學術，做學問，搞研究；否則，就提不高，既不能在學問上、在研究上做出貢獻，也不能提高教學水平，提高教學質量，從而嚴重妨礙育人，特別是嚴重危害培育拔尖創新人才。機械設計課作為一門基礎課，設計的內容廣泛，機械設計的方法、原理也在產生日新月異的發展變化，教師只有通過做科研，才能把握學科發展的最前沿。教師通過做科研，不斷創新，才能對創新有更深刻的認識，講的課才能更有深度。機械設計教師只有不斷提高自身的科研素質，才能教出富有創新精神的新時代大學生。
二、教學模式、教學方法、教學手段與機械設計教學內容深度融合
根據機械設計課程各章節內容的特點，采用合適的教學模式、教學方法和教學手段，學生掌握課堂內容的同時，不斷提高自學能力、想象能力、創新能力等能力，全面提高學生的素質。采用適合于教學內容的教學模式。對于學生比較熟悉的教學內容如“帶傳動、鏈傳動”可以采用自學――輔導式的教學模式，培養學生的自學能力?！皠撔略O計章節”可以多采用范例教學模式，特別是采用與大學生密切相關的一些范例，如“全國大學生機械創新設計大賽”獲獎作品，采用這些范例可以拉近教學內容與學生的距離，引起學生的興趣，調動學生的學習積極性。對于機械零件常見的失效形式采用現象分析模式，通過實際觀察零件的失效形式，使學生產生直觀的印象，更容易理解和把握所學知識。方法是十分重要的。機械設計教師要深入鉆研適合機械設計教學內容的方法。根據機械設計課程的特點，在教學方法上多采用探究式、討論式、啟發式教學方法以及基于現場的情境學習教學方法，激發學生的學習興趣。啟發式教學方法的應用，比如機械，可以通過舉出大家常見的汽車、自行車，啟發學生理解機械的概念，進一步啟發學生購買這些機械時的要求就是設計這些機械的要求，如何設計這些機械滿足上述要求，就是機械設計講的內容，通過啟發，學生就可以知道“機械設計”這門課要講什么內容，就掌握了這門課的主線。探究式教學方法的應用，例如，在軸的結構設計中，引導學生運用發散性思維分析多種零件布置方案，比較各種方案的優劣，從而找到最佳的方案，強調學生的主動參與。情境學習教學方法的應用，如，在講授機構運動簡圖、具有確定運動的條件、自由度計算以及減速器箱體的結構設計時，可以將課堂設置在擺好實物的實驗室，“百聞不如一見”，通過讓學生親自動手裝拆不同形式的實物和模型，激發學生的學習熱情，增加學生學習的成就感，學生的學習效果會起到事半功倍的作用。充分利用多媒體教學、黑板教學、網絡教學等多種教學手段。要將多媒體課件與黑板教學相結合。課堂教學要充分發揮多媒體教學和黑板教學各自的優點。對于關鍵的理論推導、重要例題，教師可以在黑板上進行重點講解，而對于大量的圖形，使用多媒體課件就可以節省很多時間，多媒體課件還可以通過圖像的三維動畫效果，以及大量的視聽效果，沖擊學生的思維興奮點，激發學生的學習興趣。同時，在教學中，教師應當充分利用實物、模型等多種直觀教具，使學生從感性認識上更準確、深刻地掌握所學內容。充分利用現代化教學手段中的網絡教學手段進行課外輔導答疑，學生可以通過網絡課件和網絡習題隨時鞏固課上學過的知識，也可以提前預習下節課要講解的內容，不明白的問題學生可以在網上論壇切磋，網絡教學極大地提高了學生學習的實時性。
三、通過實踐環節提高機械設計課程教學效果
機械設計課程是一門與實踐緊密相連的課程，因此，在課堂教學之外，還適當安排學生參觀往年“全國大學生機械創新設計大賽”獲獎作品、機械產品和工程現場等，對機電產品的傳動系統、結構特點、設計方法等進行現場講解，加深學生對教材內容應用的理解，擴大了知識面，提高了學生的工程意識。機械設計課程與實踐緊密相連，機械設計實驗對提高學生對本門課程的把握起到了重要的作用，特別是綜合性、設計性、動手操作性的實驗。為此，我們增加了機械傳動系統創意組合綜合性實驗，學生自行設計傳動方案，選擇各種零部件、采用合適工具進行裝配。這是一次非常逼真的工程實踐訓練，綜合應用了機械設計課程中所學多種零部件，了解了各種傳動方案的優缺點，體會了機械傳動系統方案設計的重要性，體驗了工程設計、裝配中要注意的一些問題。增加了實驗的開放性，學生可以根據自己的需要與實驗室老師約定實驗時間和實驗內容。機械設計課程設計是機類學生學完機械制圖、幾何量公差、機械原理、機械設計等課程后一次綜合實踐性教學環節，對學生機械設計綜合能力的提高起到了重要的作用。在設計題目的選擇上，改變傳統的以帶式運輸機的傳動裝置為題目的方式，鼓勵學生調研相關工程需要，自主選擇課程設計題目。目前學生采用的題目有機械原理課程設計題目、機械類創新項目的題目或者根據工程實際需要提煉的題目。通過自主選題，鍛煉學生的創新思維和創新能力，使學生得到系統性設計訓練。在設計過程中，鼓勵并創造條件讓學生實地考察、拆裝相關機械產品，提高感性認識；通過網絡等途徑查閱相應資料，了解相關零部件價格，培養學生成本設計思想；鼓勵學生通過查找資料、規范和標準解決課程設計中碰到的相應問題，提高學生的自學能力和使用標準、規范的能力。實踐證明，這種選題的方式以及設計過程的要求，增強了學生課程設計的興趣和積極性，鞏固了學生機械設計理論知識，提高了學生學習能力、查閱資料的能力、動手能力以及工程實踐能力，取得了良好的效果。
機械設計課程是機類大學生一門承上啟下的課程，學好機械設計課程對于學生鞏固以前學過的知識和學好以后的專業課具有重要的作用。教師通過不斷提高自身素質，研究教學模式、教學方法和教學手段，不斷提高機械設計課程的教學質量，通過參觀、實驗和課程設計鞏固和提高機械設計的學習效果。提高機械設計教學質量，滿足人才培養方案提出的要求，培養適應新型工業化要求的卓越工程技術人才，更好地推動經濟社會跨越式發展。
參考文獻：
[1]秦小嶼.提高機械設計課程教學效果的幾點思考[J].高等教育研究，2009，26（1），63-64.
