机械传动理论精选(九篇)

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第1篇：机械传动理论范文

高中物理实验箱集便捷、前瞻、新颖、全面系统、兼容、耐用于一体，弥补了传统实验设备的不足，可推动和深化课堂教学改革，提高课堂教学效率，增强教师演示实验的功效，提高学生分组实验的实效性。同时，实验箱实用性研究可推动学校教育装备现代化建设，促进现代化教学手段与当代课堂教学手段的有机融合。通过初步的使用与研究，我们认为高中物理实验箱的实用性突出表现在以下几个方面。

一、内容全面，成本低廉，使用灵活、方便

我们课题研究所使用的高中物理实验箱一套共13类，内容涉及运动与力、相互作用、曲线运动、静电场、恒定电流、磁场、电磁感应、电学传感器、物态与物态变化、光学、气体与热力学定律、分子运动理论等，这些实验不仅基本涵盖了高中物理的主要内容，同时还涵盖了诸如机械传动等课本以外的内容。

实验箱成本低廉，便于在一般学校推广。每一类实验箱自成一体，一拎就走，是随堂分组实验和各级各类教学公开课的首选装备。它不占过多的空间，取用方便，和推广使用已久的小学、初中相关的实验箱类似（图2所示为运动和力实验箱）。

二、有效提高实验现象的可观测性

平常的教学中，更多的实验是老师在讲台上边讲边演示，学生离得较远，许多现象一闪而过，只有老师和前排的同学能看得到。通过实验箱的运用，可以让每一个同学都能充分接触和体验实验过程，可多次重复观察相关实验现象，从而更加便于老师的分析和讲解，更加便于学生的观察、理解和记忆。

三、有效增加课堂互动，促进学生积极动手、动脑，增强小组协作和师生互动

运用实验箱教学以前，许多实验现象学生无法观察到，特别是坐在后排的学生很容易开小差，跟不上老师的节奏。老师讲课时大多是按照事先备好的内容依次进行，一定程度上就是在“瞎讲”，很难做到“以学生为中心”。

在运用了实验箱辅助教学以后，一切现象就在身边，学生的学习兴趣和热情被大大调动。为了能够完成相关实验，观察到相关的现象，得出相应的结论，学生们紧跟老师的节奏和思维，积极观察和思考，加强和老师的交流。由于很多的结论和规律是通过学生自己观察和分析和得出的，学习印象深刻，课堂教学效率得到了极大的提高。

四、增加学生发现问题的机会，促进理论联系实际，学以致用，促进知识向能力转化

俗话说“看人挑担不吃力”。平时很多的现象和结论是在老师的成功演示和引导之下“顺利”完成的，所以学生无法感受到实验的注意点和关键之处，很难发现在实验过程中可能会出现的干扰因素，从而也就无法引导和训练学生发现问题、排除干扰、建立物理模型的能力。学生所学到的知识，大多也只能是“纸上谈兵”，一旦遇到实际问题就会傻眼。

在运用了实验箱辅助教学以后，所有现象就在眼前，更为关键的是，这些现象不再像老师演示实验时那么理想和明@。怎样从实验中归纳、抽象出相关的结论，需要学生积极思考，主动运用已学知识进行自主分析和小组讨论。通过提高学生排除干扰、透过现象看本质、建立物理模型、理论联系实际的能力训练，促进了学生知识向能力的转化。

五、促进学生在课余时间积极进行自主探究和小型的课题研究

高中物理实验箱具有“一拎就走”的高度灵活性和适当的拓展性，大大地方便和满足学生在课余进行进一步的自主探究和小型课题研究的需求。一般学校的实验室在课余时间鲜有向学生开放的，导致学生缺乏进行自主实验探究的意识和条件，更别说能变通相关的实验原理，充分利用身边的物品进行简易的探究实验。高中物理实验箱正好可以弥补这一缺陷，相当于是给学生准备了一系列标准工具，能够保证学生随时用到标准的实验器材，使研究结果更具科学性和可信，也为学生的研究提供了一些设计导向。

例如，机械传动实验箱的使用，就可以帮助学生直观地认识常见的机械传动结构和原理，丰富了学生对传动连接体系的感知，学生们在进行机器人等相关研究设计时，就可能设计出更加合理、流畅的运动型机械装置。

六、有效地启发教师进行实验器材的更新和开发

通过对高中物理实验箱的运用，借助于它的设计思想，可以启发老师们更快更好地进行实验器材的更新和开发。例如，在人教版《高中物理教材选修3-2》第28页有一道习题，如图3所示，用于演示电磁阻尼现象，实验时因为小圆柱形磁铁磁性不强，并且是被遮挡在不透光的管材内部，可见度很差。即使是利用实验箱中的器材也是如此，因为实验箱中的器材尺寸太小。但是，实验箱中是将一个环形磁铁套在铝管外面来展示其受阻尼的下落过程的，这就给了我们很大启示：至少可以将磁铁套在金属管外面来增大可见度！结果我们自制成了长度约为1m的演示器材，可见度高，实验效果好。

当然，任何事物都具有两面性。通过随堂使用和研究发现，高中物理实验箱也存在一些明显的不足（不实用）之处。

1.尚处于研发阶段，制作较为粗糙，不够美观和耐用

因为实验箱系统为初期产品，很多实验器材制作尚较粗糙，例如，“气体与热力学定律”实验箱中验证“玻马定律”的类似于医用注射器的装置，由于推杆是用塑料制成，跟外筒间的摩擦就较明显，对实验结果影响较大，且不够结实耐用，如果能改成光滑的金属管会更美观、实用些。

2.部分实验器材尺寸过小，不利于充分展示相关现象

考虑到是分组实验用，所以实验器材的尺寸相对都不大，例如前文中提到的电磁阻尼演示装置，由于演示时间太短，对相关现象的展示就显得不够充分。

3.部分实验器材设计并不科学

由于考虑到方便实验和整体的美观性，很多器材都采用了卡通插头和插座，但跟现实生活中的连接情景就相去较远，不够直观，不够实际。例如“恒定电流”实验箱中的电路连接实验，相关的器件做得过于粗大，插装好后，重叠过多，明显缺乏电路的整体感。

第2篇：机械传动理论范文

关键词：矿物加工机械；三维模型图；辅助教学

作者简介：王新文（1961-），男，河北唐山人，中国矿业大学（北京）化学与环境工程学院，副教授；孙海洋（1988-），男，河南禹州人，中国矿业大学（北京）化学与环境工程学院硕士研究生。（北京 100083）

中图分类号：G642.41 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）02-0139-02

“矿物加工机械”是矿物加工专业的必修课，内容主要是矿物加工过程涉及的机械设备的用途、结构、原理和理论，这些机械设备是矿物加工过程中矿物的载体，对其加工产品的质和量有着非常重要的影响。

近年来，随着我国国民经济的飞速发展，作为我国第一大能源，煤炭的消耗量大幅增加，选煤行业也经历了一个快速发展时期，大型选煤厂不断出现，国产选煤设备远不能满足要求，不得不从国外进口大型、可靠、高性能设备。中国矿业大学（北京）的教材来不及更新和充实，这方面内容相对落后。

再者，随着我现代化企业的建立，安全生产和环保意识的不断加强，选煤厂的安全防护和防尘等级不断提高，有关措施得到有效落实，运动部件都安装了安全防护罩，物料的转接点等起尘处都装有防尘密封或集尘罩，学生参观实习只是表观印象，对内部结构认识模糊不清，近些年，学生的现场实习收获有下降的趋势。[1，2]

为了确保学生掌握矿物加工机械的专业知识和新设备、新技术，在教学中，采用SolidWorks软件，将多种设备绘制成三维模型，采用动画演示和模拟等辅助教学手段，收到了很好的效果。

一、内部结构的多视角展示

矿物加工机械的学习，主要是三个方面的内容：一是设备的用途，二是设备的结构，三是设备的工作原理和相关理论。以前的教学主要以口述、文字、平面视图和视频资料等方式来授课，要搞清楚设备的内部结构和配合关系，只能靠复杂的平面视图反复研究。在有限的课时内教师很难讲明白，学生也很难听明白，这一点师生们都深有体会。

由于立体模型图具有的直观实体特性，适合于不同层次的人群之间相互交流，所以，越来越多地受到人们的关注。[3]对于机械设备的结构授课来说，教师演示学生观看，几乎不要求学生机械（工程）平面制图的视图功底，人人都能看懂。利用3600旋转模型图，比在车间内用吊车翻转观看还随意、快速，弥补了学生在选煤厂只能看到设备的上部外观，不能看到设备底面的不足；无论在选煤厂还是设备制造厂，设备是不可能切开观看的，利用三维模型教学，可以任意处剖分视图，显示设备内部结构，零部件之间的配合关系一目了然；学生自己动手“拆装设备”，在选煤厂，设备是不会让学生拆装的，即使在制造厂的装配车间，设备的装配是既费时又费力的过程，不可能装完拆，拆完再装。利用三维模型图，可以反复进行零部件的拆装和配合演示，具有省时省力、多视角和重复性观看等优点，能够加深学生对设备结构的印象，给学生认识设备的原理和理论打下坚实的结构基础。

二、机械传动的模块动画演示

矿物加工机械中，有些设备的部件传动原理比较复杂，教师不易讲清楚，学生也难以理解。例如，煤泥脱水设备的刮刀离心机，其关键传动部件是摆线差速器，利用该差速器分别带动筛篮和螺旋刮刀，把筛篮中的已脱水的煤炭输送出来。但是，学生的基础课中没有接触过差速器的概念，传统的教学方式是利用周转轮系讲解差速器。周转轮系是机械原理中比较复杂的部分，矿物加工专业的学生一般不讲。所以，学生中能够听懂的寥寥无几，大部分学生反应似懂非懂，理解起来非常抽象，完全理解差速器的计算公式更无从谈起。多年来，一直在寻找一种让学生容易理解的教学方法。

将摆线差速器绘制成三维实体模块图，剖分其内部结构，利用软件功能将针齿与摆线配合，给输入轴和壳体施加不同转速，学生不仅能够观察到针齿和摆线的啮合运动，还能观察到壳体、输入轴和输出轴之间的转动关系，并与针齿齿数联系起来，很容易理解差速比的计算公式。利用差速器传动模块的演示，使抽象公式变成了具体的运动，不仅帮助学生理解差速原理及公式，而且对加强知识的记忆有很强的感官刺激。

三、力学模型的振动模拟

振动机械在矿物加工机械中举足轻重，有很多作业是在振动床面上完成的。人们普遍认为，振动设备无论是设计、制造和振动理论都比较复杂，学生应该掌握以下几个方面的重要知识点：

第一，振动利用与隔离振动的矛盾统一。在工程实际中，一方面要利用振动来完成某种作业，另一方面振动对基础和附近人们生活会带来不利，应使振动对外传递尽量小，必须采取隔离的方式。在实际工作中，振动与隔振是对立统一、相互并存的一对矛盾，振动机械的利用就是要解决这一矛盾。

第二，搞清内部结构联系，找出弹性元件和质量归属范围，建立正确的力学模型。振动设备的一个重要知识点是力学模型的建立，而力学模型的建立必须搞清设备的内部结构，理顺各个零部件之间的关系，找出弹性元件并以此划分质量归属范围，确定振动系统的质体数量。

第三，模拟设备振动的幅度，为实际工程作业服务。振动幅度的大小是振动设备最重要的指标之一，直接影响振动床上物料的运动，进而决定产品的质和量，是学生学习的重点。例如，工程中广泛应用的振动筛，振幅太小物料活跃程度不够，就不能完成好筛分作业，振幅太大物料跳跃过高过远，也会使筛分质量恶化，过大的振幅有时会使振动筛造成严重破坏，致使筛分作业不能进行。所以，合理利用振动筛的振幅，使其既能满足作业要求，又能可靠地运行是非常必要的。

在课堂上，利用已建立的力学模型——弹簧质量系统，在质量块上施加正弦激振力，该质量块就会振动起来，并可观测到振动幅度的大小；激振力大小不变，改变激励频率时，振幅会随之而变化，使同学们清楚地看到近共振、共振和远共振的振动情形。这样再讲解振动的幅频特性曲线，学生就能够深刻领会其物理含义。

四、课堂上模拟拉力试验机

有些机械设备常常要进行薄弱环节的强度校核，以确定设备运行是否安全可靠。例如，刮板输送机是用于煤炭的运输设备，其薄弱环节是圆环链，为了防止断链造成事故，必须对刮板链的强度进行演算，常规的校核方法是：计算链条的运行阻力，确定最大张力点，计算圆环链的破断力是最大张力的多少倍——安全系数。当安全系数大于3时，即为可靠。学生对链轮轮齿和圆环链哪个相对更薄弱？为什么不验算链轮的轮齿的强度？安全系数大于3时，链条的安全程度又如何？学生理解起来感觉是表面，没有从根本上理解。

建立了刮板输送机的三维立体模型后，将链条和链轮配合，尾轮约束固定，头轮由小到大施加扭矩，可以看出，链条的应力比链轮轮齿的应力大的多，进一步增加扭矩，会发现链条首先达到强度极限。因此，学生清楚地看到链条是该运输系统的薄弱环节，这就是只校核链条强度的理由。

另一方面，将链条的一端固定，在另一端由小到大施加拉力，当链条应力达到强度极限时，该拉力即为链条的破断拉力，这样学生们在课堂上就进行了在拉力试验机上的实验，对圆环链的破断力以及圆环的那个部位应力最大有了具体认识和深刻印象。

将链条的实际拉力降低到破断力的1/3以下，同学们看到了实际链条应力的大小变化，使学生对安全系数的理解，经过了从抽象到具体、从感性到理性的认识过程。

五、激发学生学习热情，在学习中提高建模和运算能力

现代大学生愿意和容易接受新事物，尤其是计算机方面的新知识，具有强烈的渴望和求知欲，并有着独特的敏感和接纳意识。课堂上以三维立体模型教学，形式生动新颖，增强学生对本专业学习兴趣。同时，组织学生利用课余时间，学习、交流和提高三维建模及利用开发的能力，培养学生现代化计算机绘图的时代意识，为以后实际工作打下一定的新时代技术基础。

第一，根据学生的爱好，联系矿物加工实际，组织建模比赛，激发学生的学习兴趣。利用SolidWorks、UG等三维制图软件，制作专项设计模型，在比赛中，交流学习心得体会，互帮互学，学生们在完成设计目标的同时，又锻炼了自己的制图技能。

第二，利用软件模拟功能，培养学生模拟创新意识。现代大学生，思维活跃、敏捷、宽阔，有很强烈的创新意识，利用三维制图技术，建立创新性模型，可进行反复修改优化和运动模拟，学生们的创新意识得以实现，不仅省时省力，还节省创新成本。

第三，以模型作为媒介，促进机械设计相互交流。矿物加工专业的学生，比起机械类学科的学生，平面制图和视图基础较差，与工厂技术人员用平面视图的交流，有时会出现工程语言偏差，导致制造出的产品与本人设计思想不一致的情况。现在，学生首先用三维模型进行交流，再由立体图转化为平面图，就避免了工程语言的交流错误，准确表达设计者的意图。

六、总结

随着社会科学技术的进步，尤其是计算机绘图的普及和发展，课堂教学手段和方式也要与时俱进。作为教学手段的补充，“矿物加工机械”采用了三维模型及动画模拟辅助教学，使学生能够多视角观看设备内部结构和配合关系、动态认识设备的运动规律和实时模拟零部件的力学特性，对学生学习本课程有关设备的用途、结构、原理和理论均有很大帮助，深受广大师生的欢迎。

参考文献：

[1]邹光华，张凤岩，刘开南.影响高校毕业实习质量的问题分析及相应对策探讨[J].煤炭高等教育，2009，（4）.

第3篇：机械传动理论范文

一、 背景：当下能源形势

1、汽车旧能源导致的问题

旧能源以煤炭、石油为主，汽车上使用的是汽油或柴油，旧能源结构造成了全球性的环境问题：酸雨，臭氧层破坏，温室气体的大量排放等等。

城市大气污染已日趋严重，不仅发展中国家，在欧洲和北美也出现了超越国界的大气污染。

就我国而言，地大物博，人口众多，汽车占有量居世界前列，二氧化硫和二氧化碳的排放量首屈一指，而我国又正处于工业化进程中，社会经济发展对能源的依赖要比其他国家大得多，巨大的能源消耗无疑对我国环境造成了巨大的威胁。因此，一种新型无污染的新能源汽车成为迫切需要。

2、危机：汽车旧能源供应日趋不足

旧能源不仅污染严重，而且“濒临灭绝”。众所周知，石油经过开采和提炼才得到汽车用的汽油和柴油。石油是1000万至6亿年前的有机物变来的。然而，石油的储量毕竟有限，开采技术也有待提高，但人们对于它的需求却日益增长，因此石油资源越来越少，这也是近年来油价上涨的一个重要原因。

此外，由于人类无计划、不合理的大规模开采，资源和能源短缺问题已经在世界大多数国家甚至全球范围内出现。半个世纪以来，全球消耗量大增，2004年消耗量为146.10吨标准煤。据美国能源信息暑的国际能源展望，世界能源市场消耗量在2005到2030年间预计增加50.7%，世界能源供应日趋紧张。石油是目前汽车的主要能源，而汽车工业作为各国的支柱产业被大力发展，显然汽车工业的发展将进一步加剧能源短缺问题的严重性。

二、新方向：新能源汽车的无限潜力

1、什么是新能源汽车

新能源汽车是指除汽油、柴油发动机之外所有其它能源汽车。包括燃料电池汽车、混合动力汽车、氢能源动力汽车和太阳能汽车等。其废气排放量比较低。据不完全统计，全世界现有超过400万辆液化石油气汽车，100多万辆天然气汽车。

具体来说，新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源（或使用常规的车用燃料但采用新型车载动力装置），综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车包括五大类型：混合动力电动汽车（HEV）、纯电动汽车（BEV，包括太阳能汽车）、燃料电池电动汽车（FCEV）、其他新能源（如超级电容器、飞轮等高效储能器）汽车等。

2、预计未来发展方向

毫无疑问，纯电动车是未来汽车技术发展终极趋势，但是目前来看，短期投资回报不明显，面对能源和环保压力，很多国家都把发展节能与新能源汽车提升至国家战略高度。以丰田、本田、通用为代表的多种混合动力汽车的成功量产，标志着新兴汽车产业已经初步形成以混合动力汽车为主导的格局。可以预见，随着油耗标准越来越严，油价越来越高，今后的大多数车型都将走上混合动力这条路，这是传统汽车发展的自然选择。

三、新能源汽车优势及技术

1、 电动汽车的优势

（1）电动汽车可以部分或者全部地利用电能。电能除了可以通过火力发电、核能发电之外，还可以通过其他形式的转换获得，如水能（水力发电）、风能（风力发电）、化学能（电池）及光能（光电池及太阳电池等）等，可以减少石油资源的使用量。

（2）电动汽车的有害排放物很少甚至可以实现零排放，大大减小对环境的污染。在全球范围内，由电动汽车产生的有害排放物比燃油车的少得多。另外，为了减少全球污染物的排放，电动汽车的使用为通过集中处理进一步减少空气污染物的排放提供了一种可能。即在发电过程中会产生相应的排放物，通过集中处理的方法，这些污染物很容易被收集起来，但这种集中处理的方法不适用于燃油车。

（3）此外，电动汽车还有一个明显的优势，就是基本不会产生噪声污染。燃油车的发动机和复杂的机械传动装置会对环境产生严重的噪声污染，而电动汽车用电机驱动，电机工作时噪声很小，通过有效的控制手段，甚至可以使电动汽车运行时“无声无息”，从而大大改善对环境的噪声污染。

2、 电动汽车的技术

电动汽车技术包括较广，主要有车身设计技术、电机驱动技术、能源系统及能源管理技术、系统优化技术，其中最重要的就是能源系统，简而言之就是动力电池，下面就此进行说明。

长期以来，电池的寿命和成本问题一直是制约电动汽车发展的技术瓶颈。通过不断的技术创新与技术改进，电池技术得到了飞速的发展。动力电池已经从传统的铅酸电池发展到镍氢动力电池、钴酸锂、聚合物、三原材料、磷酸铁锂等先进的绿色动力电池，动力电池在比能量、比功率、安全性、可靠性、循环寿命、成本等方面，都取得很大的进步。

3、 混合动力汽车

（一）混合动力汽车是指由两种或者两种以上不同类型的动力源（其中至少有一种能提供电能）联合驱动的车辆，车辆的行驶动力依据车辆行驶状态由单个动力源或多个动力源共同提供。混合动力汽车提高燃油经济性和降低排放的原因：

（1）混合动力汽车只需采用能够满足汽车巡航需要的较小发动机，由电能提供汽车加速、爬坡时所需的附加动力，因此提高了发动机的负荷率。

（2）可以控制发动机在高效率、低污染的区域内运行，发动机的功率不能满足车辆驱动需求时，由电池来补充；发动机的功率过剩时，剩余功率给电池充电。

（3）因为有了电机、电源系统，可以方便的回收汽车制动、下坡时的能量。

（4）在车辆频繁起停的繁华市区，可以关闭发动机，由电池单独驱动，从而消除发动机的怠速能耗，并实现零排放。

四、总结

本文主要分析了新旧能源优劣与走向以及新能源汽车技术的发展状况。当然，去旧革新是历史的必然，随着新能源汽车技术的日渐成熟与完善，新能源汽车无疑将登上历史的舞台，焕发迷人的魅力，集环保、节能、高效于一体，成为未来的“陆上之舟”。本文只是提供了一个思考方向，希望能引起志同道合的朋友的共鸣，集思广益，让新能源汽车能更好地发展，引起人们更多的关注。

参考文献

[1]石川宪二（日），康龙云，余开江. 新能源汽车技术及未来 北京 科学出版社 2012.5.

[2]王志福，张承宁. 电动汽车电驱动理论与设计 北京 机械工业出版社2012.7.