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機械系統基本理論范文1
關鍵詞 機械；可靠性設計；可靠性設計內涵；現代可靠性設計
中圖分類號 TH122 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-（2012）102-0170-01
1 機械可靠性設計的內涵
機械可靠性的研究實際上源自于上世紀50年代對于電子產品的可靠性研究，其在各國率先開展的領域無一例外都是軍工或航空航天領域。隨著經濟社會的不斷發展，可靠性設計早已進入民用領域，并成為經濟競爭的一大焦點。與常規的基于強度的機械設計相比，可靠性設計著重考慮了機械產品或零件的尺寸、材料以及其所承受的載荷的分散性和隨機性，將原本基于強度理論的兩個極端標準：載荷超出材料強度即不安全、載荷未超過材料強度即安全，轉變為“安全的概率有多大”、“達到預期壽命的可能性有多大”，這種基于概率的可靠性設計思想和方法，是機械設計的一大進步。
所謂的機械可靠性，指的是機械系統或產品在規定的使用條件下、規定的時間內完成規定功能的能力，是衡量一種機電產品質量的重要指標。根據目前公認的定義，其內涵可以從4個層面進一步解釋：機械系統或產品是可靠性設計的對象，其含義是廣義的，既可以指整套的機械系統，也可以指單個設備、零件或是子系統；規定的時間是可靠性設計的核心，因為可靠性是產品的時間質量指標，是產品質量能夠維系多長時間的標準，一般而言產品的可靠性會隨著時間的增加而減??；規定的使用條件是可靠性設計的前提，不同的使用條件其可靠性設計就肯定不同，離開了規定的條件，談論可靠性就毫無意義；規定功能是可靠性設計的實質，可靠性設計是在保證機械系統的使用功能的前提下，盡量延長其使用功能的存在時間。
2 機械可靠性設計的特點和基本理論
通常來講，機械可靠性的設計具有以下幾個特點：
2.1 機械產品種類繁多，可靠性要求不一
機械產品根據用途的不同千差萬別，其組成結構和運行原理也各不相同，有的機械產品還需要特殊的零件。對于不同的使用要求，不同的零件，不同的機械結構等，可靠性設計的要求肯定也不相同，其計算方法或適用的理論也不同。
2.2 使用條件復雜，基本載荷確定困難
機械產品在使用過程中各個系統、零件所承受的載荷類型和載荷大小在很多情況下會隨著工況的變化而發生變化，其載荷譜的確定需要經過長期反復的實驗來確定，而實際中不可能對每一個系統或零件進行長期的載荷變化實驗，因此對于機械產品的載荷譜確定存在一定的困難，對進一步的可靠性設計造成障礙。
2.3 可靠性設計受外部因素影響大
機械產品的可靠性不僅受設計因素的影響，還受到使用環境因素、產品的制造過程、制造工藝水準或穩定性的影響，這些不確定因素的存在也給可靠性設計帶來了困難，在進行最初的可靠性設計中需要將這些外部因素的影響考慮在內。
2.4 機械零件連接狀態變化
機械產品一般都是由許多功能不同的零件組成的，這些零件通過螺栓、鍵、鉚等連接形式相互連接起來。在機械可靠性設計中，這些連接形式都被當作是一個虛擬的零件，這個虛擬的零件對機械系統的可靠性影響很大，也是機械可靠性設計的重要內容之一。但是這些連接方式的連接狀態是根據裝配工藝水平、裝配工人的熟練程度、裝配方法等的不同而不斷變化的，連接狀態的變化會影響到連接質量的優劣，這也是機械可靠性設計需要特別注意的一點。
我們知道，機械可靠性的設計理論是機械產品可靠性的基礎，是進行準確有效可靠性設計的關鍵及保證。針對不同的機械產品和使用功能，可以采用不同適用的可靠性設計理論與方法。機械可靠性設計中最基本的理論是應力-強度相干理論，這個理論確立了機械零件所受載荷與其可靠性之間的基本關系；為解決應力-強度相干理論在實際應用的困難，在其基礎上陸續發展出了廣義可靠性概率理論、矩方法和以矩方法為基礎的可靠性理論、R-F理論等等，具體的可靠性設計方法包括響應面法、支持向量機法、最大熵方法、隨機有限元法和非概率分析方法等，內容涉及靜強度設計，疲勞強度設計，有限壽命設計等，對象關聯結構系統、機構系統、振動系統等多方面的機械產品可靠性設計。
3 現代可靠性設計方法
隨著現代科學技術的發展和進步，機械產品設計中使用到的新知識、新方法、新理論、新材料、新工藝等越來越多，機械產品的更新換代周期也越來越短，結合先進的數學理論和計算機輔助技術，近年來出現了許多現代機械可靠性設計方法，成為解決復雜的機械設計問題的一種有效工具。
3.1 基于靈敏度的可靠性設計方法
在現代的機械產品可靠性優化設計，靈敏度分析與重分析和再設計已成為一種實用的設計方法。所謂的靈敏度分析，指的是在進行復雜機械產品結構系統的設計時，由于牽扯到諸多不同的物理和幾何參數，如果對設計方案進行了一次修改，那么設計人員總是會希望了解修改哪些參數對產品特性影響較大，即機械產品的特性對哪些參數的敏感程度較大，對于這種機械產品特性對設計參數敏感程度的分析，就是靈敏度分析。
通過進行靈敏度分析，若研究發現某因素對產品失效有較大的影響，則在設計制造過程中就要嚴格加以控制，使其變化較小以保證產品有足夠的安全可靠性；反之，如果某因素的變異性對產品可靠性的影響不顯著，則在進行可靠性設計時，就可以把它當作確定量值處理以降低分析的復雜程度。這種基于靈敏度的機械可靠性設計，能夠明確產品隨參數變化的改變量，然后再有針對性地進行設計，可以大大提高機械可靠性設計的效果和準確性，達到優化產品的性能特性，延長其使用壽命的目的。
3.2 基于穩健性的可靠性設計方法
在上述基于靈敏度的可靠性設計方法基礎上，我們可以遞進得到一種通過極小化靈敏度的基于穩健性的可靠性設計方法。這種設計方法的基本思路是：減少盡可能多的對產品使用特性靈敏度大的因素，盡量設計出允許更大容差的產品而同時具有較低的成本，即使所設計的產品具有對設計參數變化的強不敏感性，即穩健性。上述的基于穩健型的可靠性設計在最大程度上避免了以往改動設計方案就要重新投入人力、物力和財力進行測試試驗分析的不必要損失，減少了可靠性設計中的盲目性。
參考文獻
[1]潘爽.淺談機械產品可靠性設計[J].電子機械工程，2006，1.
機械系統基本理論范文2
摘要：本文結合專業認證的需求，探討為培養學生的創新能力和實踐動手能力而開展的實踐教學課程――《機械綜合實踐項目》課程，分別從課程教學設計、課程組織實施以及課程實施情況等幾個方面進行論述，以期達到培養學生解決復雜工程問題的能力。
關鍵詞：綜合實驗項目；課程教學設計；課程組織實施
中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）18-0151-03
根據工程教育認證標準，機械設計制造及其自動化專業的學生應該具備解決“復雜工程問題”的能力，標準中所提到的“復雜工程問題”必須具備下述特征（1），同時具備下述特征（2）―（7）的部分或全部：
（1）必須運用深入的工程原理，經過分析才可能得到解決。
（2）涉及多方面的技術、工程和其他因素，并可能相互有一定沖突。
（3）需要通過建立合適的抽象模型才能解決，在建模過程中需要體現出創造性。
（4）不是僅靠常用方法就可以完全解決的。
（5）問題中涉及的因素可能沒有完全包含在專業工程實踐的標準和規范中。
（6）問題相關各方利益不完全一致。
（7）具有較高的綜合性，包含多個相互關聯的子問題。
為了更好地培養學生解決復雜工程問題的能力，我校在原有實踐課程的基礎上又開設了《機械綜合實踐項目》課程。
一、《機械綜合實踐項目》課程的性質
《機械綜合實踐項目》是我校機械設計制造及其自動化專業全部學生必修的實習實踐類課程，是培養學生解決復雜工程問題能力的綜合性實踐能力提升課程，采用“方案設計+技術設計+實物制作”的實踐教學內容，以能力提升為主線，將基礎課程內容與設計任務相結合，重在培養學生靈活運用理論知識解決實際問題的能力，培養大學生機械創新設計能力、制造工藝能力、實際動手操作能力、工程管理能力和團隊合作能力。
設計題目結合機械創新設計大賽和大學生綜合能力競賽的主題，設計問題涉及機、電、控制、計算機等技術領域以及經濟、社會多個層面，整個項目周期分為三個階段，第一階段為系統方案設計階段，安排在第五學期，第一階段結束后要求每組學生提交方案設計報告一份，并進行集中答辯；第二階段為技術設計階段，安排在第六學期，這一階段結束后要求提交系統裝配圖或主要零件的二維工程圖及設計計算說明書一份；第三階段為實物制作階段，安排在第七學期，要求完成實物制作，進行實物展示，并完成教師或學生對實物的問辯，最后提交書面總結報告一份。項目以團隊形式開展，每組成員為3―6人，指導老師由一組教師和工訓中心老師組成。
為加強培養學生解決“復雜工程問題”的能力，本專業編寫了“機械綜合實踐項目”教學大綱，進行了針對性的教學設計、組織實施和達成情況評價。
二、課程教學設計
期望通過《機械綜合實踐項目》課程的理論教學和實踐訓練，使學生具備教學目標期望的幾方面能力。
1.學生初步具有擬定機械傳動系統方案的能力，掌握并使用各種技術、技能和現代化工程工具的能力，培養學生機械系統方案創新設計的思維方式和方法，及自主學習的能力，為解決復雜工程問題提供技術支持和指導。
2.使學生掌握機械系統運動、動力分析和設計的基本理論和基本方法，能夠針對機械系統的運動、動力分析和設計問題建立數學模型，并對模型正確性進行嚴謹推理，給出解答。
3.具有文獻檢索、分析歸納的能力以及撰寫分析報告的能力。
4.培養學生理論聯系實際的設計思想，能正確計算零件的工作能力，并確定其尺寸、形狀、結構及材料，考慮制造工藝、使用、維護、經濟和安全等問題，完成具體結構設計。
5.掌握三維模型到工程圖生成和模型數據交換，會應用CAD/CAM軟件完成三維零件到二維圖的轉換和輸出，能完成簡單零件的加工，培養學生的動手能力。
6.培養學生的責任感和職業道德，并使學生具備一定的組織管理能力、較強的表達能力和人際交往能力，以及在團隊中發揮作用的能力，初步具備交流、爭與合作能力。
以上述教學目標為基礎，分析相應教學環節具體體現復雜工程問題的對應特征點及對畢業要求的支撐情況，對其教學過程進行設計（如圖1所示）。
三、課程組織實施
1.系統方案設計。通過指導老師的輔導和相關文獻的檢索，學生以實現項目的功能要求為目標，以機械總體設計為出發點，采用系統分析的方法，擬定機械系統傳動方案，完成各執行機構的創新設計。要求每組學生提出3種系統傳動方案，從功能、技術、經濟、環保等方面進行分析和比較，決策出最優方案，繪制出機構運動簡圖或者三維模型原理圖，并對主執行機構進行尺度綜合和運動分析。
2.技術設計。在教師的指導下，學生根據系統傳動方案的功能參數要求，如傳遞的功率、速度、負載等，應用相關基礎知識，提出傳動方案，確定總傳動比、分配各級傳動比和電機型號，進行關鍵零部件的結構設計和工作能力計算，并考慮零件的結構工藝性和安裝的合理性及安全性，對裝置總體進行設計，最后對傳動系統建立三維模型，并完成主要零件的二維工程圖繪制。
3.實物制作。針對具體的方案進行工藝過程設計，進行優選方案后的成本分析及工程管理技能等的提高訓練，對特定主題的實物加工制造并裝配調試。
四、課程達成評價
本課程分三個階段進行，最終考核的成績分布比例是第一階段“系統方案設計”占40%，第二階段“技術設計”占30%，第三階段“實物制作”占30%。在每階段結束時，根據相應的考評環節評價該課程對畢業要求的達成情況。
系統方案設計階段的考評環節有團隊協作、系統方案、設計報告及答辯。
技術設計階段的考評環節有團隊協作、建模圖紙及設計計算說明書。
實物制作階段的考評環節有團隊協作、實物作品及結題報告。
團隊協作考核俗際恰澳芄磺閭他人意見，勝任團隊中的角色，并完成相應的職責。”
設計報告考核內容有“總體方案的分析、比較，并給出最優方案；對執行機構進行尺度綜合、運動分析?！?/p>
答辯環節要求“與同學、老師進行有效溝通和交流，表達清晰，有理有據回答相關提問?！?/p>
建模繪圖要求“完成技術設計，并繪制圖紙或三維建模?！?/p>
實物制作要求“制作實物并展示”。
結題報告要求寫出結題報告及心得體會。
在最后達成評價時針對每一評分環節給出相應的評分標準（評分標準略）。
五、課程實施情況
我校機械設計制造及其自動化專業從2013級開始開設《機械綜合實踐項目》課程，給定的題目是以當年創新大賽和綜合能力競賽的主題（或學生自定的題目）為主要研究對象，要求從機器功能要求出發，擬定機械系統傳動方案，完成各執行機構的結構設計和運動分析，在學期結束后，每組提交方案設計報告一份，并進行集中答辯。
從團隊協作、系統方案、提交的方案設計報告及答辯表現等方面評價《機械綜合實踐項目》第一階段課程教學目標的達成情況。從評價結果來看，大部分同學能夠在團隊中分擔任務，并承擔相應的責任；從系統方案設計和提交的設計報告來看，學生具有擬定機械系統方案的能力，能夠針對機械系統的設計問題建立合理的數學模型，并能把自己的設計思想進行較完善的文字描述；從評價結果反映出同學們的答辯表現不佳（目標值是5分，但評價值只有3.87分），問題主要表現在兩個方面，一方面是答辯PPT制作沒有經驗，背景混亂，主次不明顯；另一方面是有些學生公開發言沒有信心，不能有條不紊地講述出自己的設計思想，也不能準確回答答辯老師提出的問題，導致答辯成績不理想，這是后續教學環節需要加強改進的地方。
參考文獻：
[1]中國工程教育專業認證協會.工程教育認證一點通[M].北京：教育科學出版社，北京，2015.
[2]中國工程教育專業認證協會秘書處.工程教育認證工作指南[Z].2015-3.
收稿日期：2016-11-30
機械系統基本理論范文3
《數控技術》課程的目標是：使學生對數控技術的基本理論，基本知識和基本編程方法有一定的認識，為以后從事數控機床加工技術工作及開拓新的技術領域打下必要的基礎。該課程涉及的知識面廣，需要信息量大，且實踐性強。同時由于該課程在整個機械類課程體系中一般在最后一學期講解,相應的學生的學習積極性不高，致使學生畢業后接觸到數控加工時感覺很吃力。我?！稊悼丶夹g》課程的教學采用先純理論教學，后實訓教學的方法。講解理論時基本上使用靜止的圖片解釋復雜的電氣組成和機械組成的時空關系，而學生對機床的電氣元件和機械零件理解不深，沒有感性認識，所以理解就很困難。例如在講述機床的電氣控制工作原理時，其復雜內部控制以及在工作狀態下的控制關系是非常抽象的，單憑教師的口述，根本無法連貫地將元件及系統運動情況展現，而現有的數控電氣實訓設備也由于師資力量的薄弱而無法發揮應有的作用。學生對結構、工作原理的理解還是存在很大的問題，對于想象能力較差的學生根本無法提高其學習的興趣，給教師的教學也帶來了很大的壓力。所以，如何提高《數控技術》課程的教學質量，已成為我校課程教學改革研究的一個重點。
2《數控技術》課程教學模式改革的幾項措施
2.1合企業需求和職業學校學生特點，合理安排教學內容
我校作為一所職業學校，學生來源廣泛，學習基礎參差不齊，對知識的理解和掌握能力有差距，這給教學工作帶來了一定的難度。《數控技術》課程目前采用的教材一般先對電氣和機械部分講解，理論知識強調過多，到后面的電器控制回路和機械系統控制分析時，感覺聯系不大；同時學生基礎較差，對高深理論知識的理解也很有限。我校數控專業學生大多數畢業后進入一些從事機械加工和電子產品生產的公司，而目前的《數控技術》教學數控技術理論部分的知識內容和實踐知識部分分開在不同的學期進行教學，學生學完理論知識不能及時的付諸實踐，等到另外一學期上實訓時，理論的內容基本上都遺忘了，兩者嚴重脫節。因此，結合生產實際，應將理論和實訓操作部分放在同一學期內建議分前十周后十周的教學方式，增強學生學習的連貫性。
2.2過程中多媒體課件的廣泛使用，提高課堂教學效果
多媒體以其全面生動的聲、像、圖、文等綜合課程信息顛覆傳統的干巴巴的文字教學，有利于提升學生學習的注意力。同時，豐富多彩的多媒體課件也能激發學生的學習興趣，提高學生學習的主動性。因此教學中應制作大量易于學生學習和理解的電器和機械控制系統課程動畫素材，運用多樣的教學載體，從掛圖、教具到實物、動畫；從板書到多媒體課件；努力營造真實的教學環境以追求最好的教學效果。
2.3強實訓教學，提高學生的創新能力
課程實訓教學的目標是通過加強實訓環節的教學,使學生掌握基本的實訓方法和實訓技能,能熟練地運用電器基本回路和機械系統組合滿足實際需要的數控加工系統以及編制數控程序和進行加工操作。同時加強實訓教學，能加深學生對一些基本理論的理解。在理論講解過程中穿插實訓教學環節，使學生更容易更直觀地理解復雜、難懂的結構和原理，同時在理解的基礎上可以引導進行改進設計，提高學生的創新能力。我?，F有的機械加工設備和電氣實訓設備為我們的實訓教學提供了有力保證。比如介紹機床的結構及工作原理時,由于內部具有復雜的結構，學生僅僅通過看圖和教師的講授往往不易看懂、弄明白，可以在課堂講授過程中穿行機床結構拆裝實訓，變抽象為具體，使學生形象的了解各類零件工作的實質。同時數控技術應緊跟時代潮流，與時俱進，充分利用計算機設備及軟件進行仿真加工，對復雜零件利用計算機仿真軟件進行自動編程，通過相應的數據傳送通道將其輸入到數控機床內，進行自動加工。
2.4建立試題庫，學習評價，考核標準多樣化
通常在機械類專業及其它相關學科專業的班級開設《數控技術》課程，工作量由幾位老師承擔，考試一般是各任課教師各自出題，難免具有片面性，且題目保密性差，因此各班成績也無可比性，教學效果不明顯?？荚嚨哪康氖峭ㄟ^教師的“教”與學生的“學”的雙向互動過程，通過考試學生、教師以及教學管理人員可以及時發現教學中存在的問題，進而改進課程教學，提高教育質量。通常實行教考分離是比較有效的措施。因此建立試題庫并使用試題庫進行考試是非常必要的。建立試題庫既能為課程教學改革服務，使的考試科學化、規范化，減輕教師的工作強度，又有利于監控教學質量，是加強教學管理工作的重要手段之一。在考教分離同時還必須注重平時學習成績考核，利用理論成績、課堂表現、課后作業和實訓并重的學習評價考核方式。例如對學生平時課堂參與狀況、回答問題情況、作業完成情況，特別是實踐教學中的能力表現等情況進行全面考核，記入成績。
3總結
機械系統基本理論范文4
關鍵詞：教學改革與實踐 機械原理 創新能力培養
1 概述
《機械原理》是機械類學生必修的一門重要專業技術基礎課程，在培養學生的機械設計能力和創新能力所需的知識、能力和素質結構中，占有十分重要的地位[1]。近年來，隨著機械原理課程體系的改革與深化，課程內容不斷更新和增加，教學學時相對減少，教學目標不但沒有降低，反而有所提高[2]。因此，如何緊扣學科發展脈搏，切實提高學生學習的自主性和能動性，使學生在較短時間內既能掌握主要內容，又有一定的基本技能訓練，培養和提高學生的實踐和創新設計能力，成了教學改革的重要課題[3]。
2 我?！稒C械原理》教改的實踐措施
我校機械專業在辦學伊始就參照教育部機械基礎課程教學指導委員會頒布的最新《機械原理課程教學基本要求》[1]，密切跟蹤國內先進的教學理念，進行了相應的改革和實踐，取得了較好地教學效果。
2.1 構建合理的課程理論教學內容體系 通過對相關高校、企事業單位的對人才的實際需求以及對學生學習基礎和學習能力方面的調研，深入探討了本課程同其先修課程和后續課程之間的內在聯系，進一步細化本課程各內容所應體現的基本應用技能，力求將機械原理的基本知識、專業理論知識和實際操作技能有機地結合起來。在此基礎上，結合最新《基本要求》的指導原則修訂編寫原有教學大綱，圍繞培養學生的機械系統綜合設計能力這個中心構建合理實用的課程內容體系，將理論教學的內容分為五大專題：機構結構分析、機構運動分析和力分析、常用機構及其設計、機械系統運動方案設計、機械系統動力學。將某些應用理論力學知識就應該能解決的內容或某些難度較大的內容不再列入本課程的基本要求中，并且增加了一些適合于學科發展和人才培養的新內容，刪除了一些過時陳舊的內容；另一方面，在要求的層次上對某些內容也進行了適當調整。
實踐證明，這種教學內容體系使得本課程的知識結構層次上顯得更為清晰和規范，更符合機構學及機器動力學自身的發展規律。
2.2 精選授課教材，編寫配套講義 目前市面比較有代表性的本課程參考教材有西北工業大學孫恒主編的《機械原理》、東南大學鄭文偉主編的《機械原理》、清華大學申永勝主編的《機械原理教程》以及上海交通大學鄒慧君主編的《機械原理》等。這些教材各有其特點，但都是按照《基本要求》的教學內容編寫的。我校根據自身的特點以及教學的便利性選擇了國家級規劃教材—孫恒主編的《機械原理》[4]，并根據授課的基本內容并結合我校的近年教學實際情況，借鑒兄弟院校的經驗，從培養生的工程創新思維能力的角度出發，從2006年下半年起開始陸續編寫了《機械原理習題練習冊》、《機械原理實驗指導書》以及《機械原理課程設計指導書》等講義，作為我校機械專業學生的教學輔導用書，使用效果良好。
2.3 優化教學方法，提高教學質量 積極探索靈活多樣的課內外、校內外以及各種時間與空間相結合的機構分析與機構創新技能訓練的教學新模式，開發完善了立體化教學資源，包括授課所用的多媒體課件、功能較齊全的課程學習網站等，充分有效地利用網絡多媒體技術將原來集中統一理論講授、現場參觀的方式改為現在的由教師邊講解、邊動畫演示的方式，使學生在學習時可直接觀察到機構的運動過程及其產生的現象，激發起學生的好奇心，加深對抽象概念和各種機構的原理、特性的理解，提高了學習效率，并培養了學生的自學能力、觀察能力、動手能力、研究和分析問題能力。
2.4 加強實踐教學環節，突出工程創新特色 通過實驗教學和課程設計這些實踐環節，使學生更好地理解和掌握本課程的基本理論和方法，進一步提高學生查閱技術資料、繪制工程圖和應用計算機等能力，特別是加強培養學生創新意識和分析問題、解決問題的能力。
因此，我們根據選定的課程內容和必需的應用技能要求，征求企業中專業人員的意見，將來源于企業實際工作實踐中的項目，進一步分解成子項目讓學生完成，并且內容包含激發學生興趣的亮點，任務呈現在復雜背景之中，使學生在實現任務的過程中，既培養學生分析問題、解決問題的能力，又能有效地鍛煉創新思維能力。
2.5 積極開展第二課堂，提高學生的創新實踐能力 為激發學生學習《機械原理》和工程創新設計的興趣，我們在課堂以外開設了眾多的“第二課堂”，也即學習興趣小組。每一小組有2~3位指導教師，機械專業的學生可以自由隨意加入，定期開展知識講座、學習探討、技術交流、作品展示等。在這些“第二課堂”中我們給學生講授了Matlab、Adams等虛擬仿真軟件的基本用法及其在《機械原理》課程學習中的應用；我們結合三維設計軟件、反求設備以及逆向造型軟件的使用，向同學們進一步介紹了創新設計的基本原理及實現方法。
通過這些第二課堂的開設，加深了學生對《機械原理》課程學習內容的理解，極大地激發了他們的學習興趣、提高了他們的工程創新能力。近年來，我校的機械專業的學生在全國各大賽事中屢屢獲獎就是我們教學成果的最好證明：參加“全國第二、三、四、五屆大學生機械創新設計大賽（安徽賽區）”競賽共獲一等獎4項、二等獎7項、三等獎8項、“全國三維數字化創新設計大賽”（安徽賽區）特等獎等。
2.6 建立多元化的考核評價模式 目前《機械原理》課程的考核評價方式一般為平時成績加上實驗成績約占30％，閉卷考試的卷面成績占70％。這種考核方式不能真實的反映學生實際應用技能的掌握，因此，近年來，對于《機械原理》課程的考核，我們在以下方面做了一些有益的嘗試：
2.6.1 增加與實踐相結合的內容，重點考核實踐操作技能、解決實際問題的能力以及綜合創新能力，鼓勵學生創造性地發現問題及解決問題。
2.6.2 摒棄傳統的閉卷考試，采取開卷、閉卷、操作、口試、專題報告以及學習成果匯報等多種考核形式來展現學生學習的過程和結果，同時在可能的情況下引進企業評價作為考核參考。
2.6.3 在開課時就公開地告訴學生課程考核評價方案，讓學生能夠積極主動地參與評價，及時了解其在學習過程中取得的進展和成功，又能真實知曉其不足，以便找到進一步努力的方向，使考核評價成為一個繼續學習的過程，充分體現學生在自主學習中的主體地位。
3 結束語
當今我國已納入國際經濟競爭與發展的大環境中，這就要求我國的工業界必須擁有一大批具有創造性的研究開發型工程師。作為培養機械工程師設計能力主要課程之一的《機械原理》也應該體現創新意識和創新設計能力的培養。本文主要介紹了我校在《機械原理》的教學實踐中的一些有益的嘗試，實踐表明，這種基于工程創新理念的教學改革舉措，大大激發了學生的學習興趣，提高了學生的創新實踐能力。然而，作為機械專業核心課程《機械原理》的執教教師，我們任重而道遠，在接下來的教學工作中還要結合機械工程學科的發展需要及教學實踐的總結，不斷改進教學方法，力求與時俱進，進一步提高教學質量。
參考文獻:
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機械系統基本理論范文5
機械原理教學課件：
機械原理教案
第一章 緒論
基本要求:
1.明確機械原理課程的研究對象和內容，以及學習本課程的目的。
2.了解機械原理在培養機械類高級工程技術人才全局中的地位、任務和作用。
3.了解機械原理學科的發展趨勢。
教學內容:
1.機械原理課程的研究對象
2.機械原理課程的研究內容
3.機械原理課程的地位及學習本課程的目的
4.機械原理課程的學習方法
重點難點:
本章的學習重點是機械原理課程的研究對象和內容，機器、機構和機械的概念，機器和機構的用途以及區別；了解機械原理課程的性質和特點。
1.1機械原理課程的研究對象
機械是人類用以轉換能量和借以減輕人類勞動、提高生產率的主要工具，也是社會生產力發展水平的重要標志。機械工業是國民經濟的支柱工業之一。當今社會高度的物質文明是以近代機械工業的飛速發展為基礎建立起來的，人類生活的不斷改善也與機械工業的發展緊密相連。機械原理（Theory of Machines and Mechanisms）是機器和機構理論的簡稱。它以機器和機構為研究對象，是一門研究機構和機器的運動設計和動力設計，以及機械運動方案設計的技術基礎課。 機器的種類繁多，如內燃機、汽車、機床、縫紉機、機器人、包裝機等，它們的組成、功用、性能和運動特點各不相同。機械原理是研究機器的共性理論，必須對機器進行概括和抽象 內燃機與機械手的構造、用途和性能雖不相同，但是從它們的組成、運動確定性及功能關系看，都具有一些共同特征：
（1）人為的實物（機件）的組合體。
（2）組成它們的各部分之間都具有確定的相對運動。
（3）能完成有用機械功或轉換機械能。
凡同時具備上述3個特征的實物組合體就稱為機器
內燃機和送料機械手等機器結構較復雜，如何分析和設計這類復雜的機器呢？我們可以采取“化整為零”的思想，即首先將機器分成幾個部分，對其局部進行分析。機構是傳遞運動和動力的實物組合體。最常見的機構有連桿機構、凸輪機構、齒輪機構、間歇運動機構、螺旋機構、開式鏈機構等。它們的共同特征是：
（1）人為的實物（機件）的組合體。
（2）組成它們的各部分之間都具有確定的相對運動。
可以看出，機構具有機器的前兩個特征。機器是由各種機構組成的，它可以完成能量的轉換或做有用的機械功；而機構則僅僅起著運動傳遞和運動形式轉換的作用。在開發設計新型機器時，我們采用“積零為整”的設計思想，根據機器要完成的工藝動作和工作性能，選擇已有機構或創新設計新機構，構造新型機器。內燃機就是由曲柄滑塊機構(由活塞、連桿、曲軸和機架組成)、凸輪機構(由凸輪、頂桿和機架組成)和齒輪機構等組成。
隨著科學技術的發展，機械概念得到了進一步的擴展：
1．某些情況下，機件不再是剛體，氣體、液體等也可參與實現預期的機械運動。我們將利用液、氣、聲、光、電、磁等工作原理的機構統稱為廣義機構。由于利用了一些新的工作介質和工作原理，較傳統機構更能方便地實現運動和動力的轉換，并能實現某些傳統機構難以完成的復雜運動。
利用液體、氣體作為工作介質，實現能量傳遞和運動轉換的機構，分別稱為液壓機構和氣動機構，它們廣泛應用于礦山、冶金、建筑、交通運輸和輕工等行業。利用光電、電磁物理效應，實現能量傳遞或運動轉換或實現動作的一類機構，應用也十分廣泛。例如，采用繼電器機構實現電路的閉合與斷開；電話機采用磁開關機構，提起受話器時，接通線路進行通話，當受話器放到原位時斷路。
2．機器內部包含了大量的控制系統和信息處理、傳遞系統。
3．機器不僅能代替人的體力勞動，還可代替人的腦力勞動。除了工業生產中廣泛使用的工業機器人，還有應用在航空航天、水下作業、清潔、醫療以及家庭服務等領域的 "服務型"機器人。例如Sony公司新近推出的SDR-3X娛樂機器人。
1.2 研究內容
機械原理課程的研究內容分為以下三部分：
（1）機構的運動設計
主要研究機構的組成原理以及各種機構的類型、特點、功用和運動設計方法。通過機構類型綜合，探索創新設計機構的途徑。主要內容包括機構的組成和機構
分析、連桿機構、凸輪機構、齒輪機構和間歇運動機構等一些常用的機構及組合方式，闡述滿足預期運動和工作要求的各種機構的設計理論和方法。
（2）機械的動力設計
主要介紹機械運轉過程中所出現的若干動力學問題，以及如何通過合理設計和實驗改善機械動力性能的途徑。主要包括求解在已知力作用下機械的真實運動規律的方法、減少機械速度波動的調節問題、機械運動過程中的平衡問題、以及機械效率和摩擦問題。
（3）機械系統方案設計
主要介紹機械系統方案設計的設計內容、設計過程、設計思路和設計方法。主要內容包括機械總體方案的設計和機械執行系統的方案設計等內容。
通過對機械原理課程的學習，應掌握對已有的機械進行結構、運動和動力分析的方法，以及根據運動和動力性能方面的設計要求設計新機械的途徑和方法。
1.3 機械原理課程的地位和作用
機械原理是以高等數學、物理學及理論力學等基礎課程為基礎的，研究各種機械所具有的共性問題；它又為以后學習機械設計和有關機械工程專業課程以及掌握新的科學技術成就打好工程技術的理論基礎。因此，機械原理是機械類各專業的一門非常重要的技術基礎課，它是從基礎理論課到專業課之間的橋梁，是機械類專業學生能力培養和素質教育的最基本的課程。在教學中起著承上啟下的作用，占有非常重要的地位。
其目的在于培養學生以下幾點：
1.掌握機構運動學和機械動力學的基本理論和基本技能，并具有擬定機械運動方案、分析和設計機構的能力，為學習機械設計和機械類有關專業課及掌握新的科學技術打好工程技術的理論基礎。
2.掌握機構和機器的設計方法和分析方法，為現有機械的合理使用和革新改造打基礎。
3.掌握創新設計方法，培養創造性思維和技術創新能力，針對原理方案設計階段，為機械產品的創新設計打下良好的基礎。
1.4 機械原理課程的學習方法
1. 學習機械原理知識的同時,注重素質和能力的培養。
在學習本課程時，應把重點放在掌握研究問題的基本思路和方法上，著重于創新性思維的能力和創新意識的培養。
2．重視邏輯思維的同時,加強形象思維能力的培養。
從基礎課到技術基礎課，學習的內容變化了，學習的方法也應有所轉變；要理解和掌握本課程的一些內容，要解決工程實際問題，要進行創造性設計，單靠邏輯思維是遠遠不夠的，必須發展形象思維能力。
3．注意把理論力學的有關知識運用于本課程的學習中。
機械系統基本理論范文6
【關鍵詞】數控技術；教學；實驗；方法；考核
一、結合課程教學內容，明確實驗教學目標
數控技術課程內容通常以數控機床為中心進行展開。數控機床作為典型的機電一體化產品，總體包含機械系統、電氣控制系統兩大部分，即分別為被控對象和控制系統兩部分。按照控制理論的基本思想，數控機床控制系統又可以分為輸入系統、控制系統、驅動系統、執行系統和檢測系統等五大部分。數控技術課程內容按照程序編制、插補算法與CNC系統、驅動放大電路、伺服電機、檢測裝置等部分進行設置即采用了這一分類方法。從數控技術課程內容的規劃中可以明確，數控技術實驗教學目標應該包含對數控機床控制思想的總體認識、對數控機床操作的實踐技能培養和對數控技術原理的基本認識，從而通過實踐教學實現對課堂理論教學內容的深化理解。
二、根據實驗條件，確定實驗教學內容及教學方法
目前的數控技術實驗教學中大多只注重數控編程部分的實踐，而數控技術作為一門專業方向課程，可以供學生選擇的方向除了數控加工技術外還應包含數字控制技術。因此，實驗內容的選擇不應只局限于編程，還應注重于機床的數字控制原理，該部分內容幾乎涉及到除數控編程外的所有數控技術課堂教學內容。
數控實驗室現有數控車床、數控銑床、立式加工中心、數控線切割、數控電火花、宇龍仿真軟件及機電一體化實驗臺等設備，每個學校的設備雖然不同，但都屬于典型的機電一體化產品，具有相同的控制思想。因此，在數控編程課堂教學內容開始前，進行的數控機床基本操作實驗中，首先通過各個機床的加工演示和講解，讓學生對機床的結構組成、工作原理、控制思想、操作方法進行初步認識，加深對數控機床原理的理解。然后，以數控機床的基本操作為重點，通過對機床操作面板的使用，讓學生熟悉機床的基本操作方法。最后，通過簡單實例，從零件圖、程序組成結構、程序輸入、調用、材料裝夾、對刀、模擬、加工，介紹數控編程加工的總體實現過程。在數控編程課程結束后進行的數控機床編程加工實驗中，由教師給定題目或學生自擬的方式，根據零件圖紙，學生通過仿真軟件編制程序，最后經教師審核后在機床上加工。
在課堂教學后期進行的數控機床控制原理實驗中，首先通過機電一體化實驗臺，演示對數控機床工作臺的控制，介紹機床控制系統中的PLC、繼電器、接觸器、環形分配器、驅動器等關鍵部件，然后，通過結合機床操作面板、控制程序讓學生觀察電氣控制柜和數控系統軟件界面中的PLC輸入輸出信號的變化，讓學生理解數控機床中信息的傳遞與驅動、反饋控制原理。
三、做好實驗準備，提高實驗效率
數控機床是一種高技術含量、高精度、高性能的設備，設備造價比較高，受客觀因素的影響，實驗設備少，學生人數多，要使學生在短時間的實驗教學課時限制下盡可能多的理解和掌握數控機床編程及其技術原理的眾多知識，實驗前的準備工作極為重要。開學后，實驗教師應與理論課教師充分溝通，協調一致，制定好理論教學與實驗教學的教學計劃；實驗課程開始前，實驗教師應充分了解學生的理論課程進展情況，從而根據學生實際情況，制定實驗教學方案，并事先準備好刀具、材料、程序，并試運行，防止因疏忽造成實驗過程中的時間浪費。數控技術涉及理論廣泛，學生的疑問也較多，因此，實驗教師要不斷提高自身理論知識，充分理解實驗中涉及到的理論原理，明確實驗過程，從而使整個實驗過程系統化，并能及時準確、簡潔明了的解答學生的提問，從而提高實驗效率。
四、注重知識應用，提升綜合素質
單一的數控機床編程操作實驗，簡單的通過加工演示、簡單實例，很難達到對學生綜合實踐能力的鍛煉，因此，應有針對性地開發綜合類的實驗項目。如：利用加工中心，設置刀具長度補償和半徑補償，采用多種刀具完成零件的鉆孔、平面輪廓銑削加工、圓及圓弧等的加工；利用數控車床多刀加工，完成回轉零件的內外圓柱面、端面、切槽、螺紋的加工；通過對操作面板的操作，觀察數控系統PLC狀態圖的變化，結合電氣控制柜中的繼電器、接觸器的動作，繪制機床的電氣控制原理圖；通過機電一體化實驗臺，編制PLC梯形圖，實現對機床工作臺的運動控制；采用自動編程軟件，完成零件的自動編程。與此同時，鼓勵學生在掌握基礎知識的情況下，根據實驗室條件，結合自身興趣和方向、科研經驗，自主設計實驗內容，或在教師指導下參與共同設計新的實驗，從而充分調動學生的積極性和主動性。
五、完善實驗考核方式
數控技術課程作為一門專業方向課，相比于大多數課程，實踐應用能力更為重要，因此，應加大實驗內容所占比重。考核形式采用基本理論、軟件仿真、基本操作、綜合實踐四個方面進行考核。其中基本理論涉及機床結構、控制原理、程序代碼等；軟件仿真涉及材料、刀具、工藝及程序等；基本操作包括圖紙、編程、對刀、加工等實踐操作；綜合實踐由教師擬定綜合實例，由學生選題或自主選擇工程科研實際問題，擬定加工工藝完成操作加工。
六、結語
實踐是創新的源泉，學生通過動手實踐，加深對理論的理解，從而更好的實現知識的應用，進而實現對知識的綜合和創新思維的產生。數控技術課程實驗是學生通過實踐理解和深化認識數控技術理論的關鍵，同時也是對知識綜合應用能力培養的關鍵。數控技術實驗課程的特點，要求教師要在教學過程中不斷總結和完善，豐富教學手段和教學方法，優化教學內容，提升自身理論與實踐能力，從而確保教學效果。
參考文獻：
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