机械设计的基本原理精选(九篇)

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第1篇：机械设计的基本原理范文

关键词：机械设计；节能

中图分类号：TE08文献标识码： A 文章编号：

1基于动能的机械设计节能方法证明

人们以往对系统动能变化率对输入功率的影响研究,主要对机器工作过程中经过“起动-工作(匀速)-减速”3个阶段中的第1和第3阶段进行分析。虽然也对不匀速的第2阶段进行分析研究,但主要是针对机器周期性速度波动和非周期性速度波动的如何调节,为提高使用寿命、工作精度进行研究,很少涉及到功率问题。所以,还应对系统动能的变化率对输入功率的影响进行分析研究。

机器系统结构复杂,在其内部所有运动件均按设计要求作各自的运动(平动、转动和平面运动等),故该系统动能T可表示为

(1)

式中:Ici为转动惯量;ωi为角速度;mi为质量;vci为速度。

对式(1)求导,可得系统动能变化率为

(2)

式中:εi为角加速度;αci为加速度。分析式(1)可得出如下结论:

短时间内,系统动能在最大范围内变化,或系统动能在制动过程中没有得到回收或转换而白白浪费等,均是系统动能变化率引起输入的功率较高和能量没有得到充分利用的原因;若系统动能为常量,则系统动能的变化率所需输入的功率为0,与速度的大小无关。

为了便于分析,将系统动能表示为由多个用周期函数表示的动能的叠加组合,计算式为

(3)

则系统动能变化率又可表示为

(4)

式中:ω为基频;b0为待定常数;t为时间;Bji为幅值;φjib为相位角。

分析可得如下结论:系统动能的变化率的大小取决于系统动能变化的最大幅值B和变化时间t,在相同时间内最大幅值B越小,则系统动能的变化率越小;系统动能变化的最大幅值由机器内各部件的动能的初相位决定;当系统动能的变化率呈周期性变化,在设计时既要满足提高使用寿命、工作精度,还要达到节能要求,此时,可配置一个相同系统动能的变化率呈周期性变化机构,2个系统动能的初相位相差π角度。

综上所述,归纳如下:①引起系统动能变化率较高和没有得到充分利用的原因为，短时间内系统动能在最大范围内变化;②系统动能在整个工作过程中没有得到回收或转换。基于动能的机械设计节能方法,在设计机械系统时,只要使系统的动能为常量,或在最小范围内变化;若机器系统动能的变化率呈周期性变化,还可再设计一个与原周期变化相同的机构,使2个系统动能的初相位相差π角度;对于制动频繁的机器或工作装置,应设计一套将能量(动能、势能)储存或转换系统;则维持系统正常工作所需输入的功率将会降低和能量得到充分利用。系统的动能为常量和在最小范围内变化的必充条件是,各动能2个相邻的初始相位角的之差为π或在π附近。

2降低其他输出力消耗功率NSF措施的论证

机器在工作过程中的输出力,针对不同的工作对象便以不同的形式表示,如车辆的输出力,包括行驶阻力、坡道阻力、惯性阻力等;刨床的输出力为刨刀的削力;振动机械的输出力还包括激振力;液压机械的输出力为推力或扭矩(与油压和流量有关)等。由此分析可得出,机器输出力是由不同形式的力组成的。

除了重力外,其他输出力在少数情况为常量,在多数工作状态为变量,若将其中某一输出力Fsi与其速度vsi的乘积可表示为某输出力消耗功率NSFi,或将其输出扭矩Msi与其角速度ωsi的乘积可表示为某输出力消耗功率NSF。则输出力消耗功率NSF可表示为

(5)

根据机器检测的数据结果,式(5)中每个输出力Fsi、Msi的工作速度,仍然以周期性的变化显示。根据周期函数的性质,周期函数无论是与常数还是其他任意函数的乘积,其结果为周期函数和非周期函数2种。所以机器系统其他输出力消耗功率NSF可以看作为多个周期函数和非周期函数的合成。现将其以多个周期函数合成表示为

(6)

式中:ω为基频;c0为待定常数;Cji为幅值;φjic为相位角。

分析结果可得:以周期函数和非周期函数表示的其他输出力消耗功率在较大范围内变化时所需匹配的平均功率较大;其他输出力消耗功率的变化与每个输出力Fsi、Msi和其工作速度vsi、ωsi有关;当其他输出力消耗功率在较大范围内变化,则每个输出力Fsi、Msi或系统动能必然在较大范围内变化。若要将其他输出力消耗功率降低,则以周期函数和非周期函数表示的其他输出力消耗功率应在较小范围内变化,其充分必要条件是每个输出力Fsi、Msi的工作速度vsi、ωsi的乘积所表示的周期函数或非周期函数的相位应相差π。

综上所述,归纳如下:①引起其他输出力消耗功率较高的原因为,短时间内输出力Fsi、Msi或系统动能在最大范围内变化;②降低其他输出力消耗功率NSF的措施,在设计机械系统时,只要使以周期函数和非周期函数表示的其他输出力消耗功率应在较小范围内变化,则维持系统正常工作所需输入其他输出力消耗功率将会降低;在最小范围内变化的充要条件是每个周期函数相邻的初始相位角之差为π或在πrad附近;针对某输出力和工作速度的乘积所表示的周期函数就是机器系统的周期函数,还想取得更佳的节能效果,应再附加一个相同周期函数机构,2个相同周期函数机构初相位应相差π。

3降低无用功率NR措施的论证

机器在将能量传送到工作装置和作用,并与工作对象(或介质)在工作过程中,由于摩擦发热、发声、以及弹性、塑性变形等,要损耗掉一部分功率,即无用功率。虽然其量与机器的传动方式、制造精度、条件等有关,但对损耗功率的发声、弹性、塑性变形现象进行动力学分析,可知产生该现象的主要原因是,部件运动过程中的惯性作用使其受力不均匀、变化较大。从能量分析可得出,部件受力不均匀、变化较大的原因是,系统的动能或势能在较大范围内变化。

动摩擦因数不仅与接触物体的材料和表面有关,而且与接触物体间相对滑动的速度大小有关,动摩擦因数随相对滑动速度的增大而减小;若系统的动能或势能在较大范围内变化,即使部件的接触表面的摩擦因数不变,但接触表面的正压力则呈周期变化,所以摩擦力与摩擦力损耗功率呈周期变化。同时鉴于机器发声、弹性变形也基本都是周期性的,故无用功率NR可用周期函数表示为

(7)

式中:ω为基频;d0为待定常数;t为时间;Dji为幅值;φj为相位角。

分析以周期函数和非周期函数表示的无用功率,可得:当以周期函数表示的无用功率在较大范围内变化时,所需匹配的平均功率较大;当无用功率的变化主要与每个无用输出力Fsi、Msi的工作速度vsi、ωsi有关,若其他输出力消耗功率在较大范围内变化,则无用输出力Fsi、Msi或系统动能必然在较大范围内变化。

引起无用功率较高的原因是,短时间内以周期函数表示的无用功率在较大范围内变化。降低无用功率NR措施:在设计机械系统时,只要使以周期函数表示的无用功率在较小范围内变化,则维持系统正常工作所需输入无用功率将会降低。

4机械设计节能基本原理的归纳整理

将基于动能的机械设计节能方法,降低其他输出力消耗功率的措施,降低无用功率的措施归纳为机械设计节能基本原理。在设计机械系统时,只要使系统动能为常量,或使其能量在最小范围内变化;只要使以周期函数和非周期函数表示的其他输出力消耗功率、无用功率在较小范围内变化;调整系统动能变化率、其他输出力消耗功率、无用功率3个函数初相位,使输入功率函数幅值在最小范围内变化;若机器或工作装置使输入功率函数幅值在较大范围内变化,应再配置一个与输入功率相同周期函数的工作装置,使新的合成输入功率函数幅值在较小范围内变化,或直接配置一套能量储存或转换系统;则维持系统正常工作所需输入功率将会降低,系统能量将得到充分利用。

5结语

机械设计节能基本原理对设计机械、机电产品具有较好的节能效果，它是降低输入功率、充分利用功率以及提高机器性能的理论基础和有效方法。

参考文献：

第2篇：机械设计的基本原理范文

关键词：农业机械设计制造；液压机械传动控制系统；应用范围

农业机械设计制造行业的快速发展及整体生产水平的不断提升，为我国农业经济发展带来了重要的保障作用。在此背景下，为了实现农业机械设计制造既定的生产目标，优化其生产设备性能，确保生产作业计划的深入推进，需要注重与之相关的液压机械传动控制系统应用分析，增强该系统实践的应用效果。

1农业机械设计制造中液压机械传动控制系统基本原理、优点及影响因素分析

1.1液压机械传动控制系统基本原理分析。为了增强液压机械传动控制系统在农业机械设计制造中的实践应用效果，促进农业机械设计制造行业发展，应加强该系统的基本原理分析。其基本原理为：确保平衡系统作用下的液体能够处于静止状态，并使系统中液体在不同方向所处的压强相同，且通过活塞的作用给予液压系统中的液体不同的压力，促使这些液体能够保持静止。其中，由于大活塞与小活塞所能承受的压力有所差异，需要给予其不同的压力，并通过系统中液体的传递作业，满足变换要求。与此同时，液压机械传动控制系统运行中对执行元件、动力元件等有着较强的依赖性，在这些元件的共同配合作用下，能够使系统处于稳定、高效的运行状态。1.2液压机械传动控制系统优点及影响因素分析。该系统实践应用中的优点：系统中的液压机械传动装置的工作效率高、运行速度快，且液压机械传动控制系统使用实现了高度集成化，对功率的控制效果良好；系统中的元件安装中的灵活性强，布置较为方便，且液压机械传动方式实践应用中的反应速度快、重量轻，能够进行有效控制；该系统运行中能够根据实际情况，对载荷进行必要的调整，在使用中实现了机械自动化，且控制精度高。该系统在实践应用中可能会受到某些因素影响，给系统的平稳性带来了潜在威胁。其影响因素包括：液压机械传动控制系统运行中，若温度变化较大，会使系统中的液体粘性改变，致使系统的运动特性发生变化，影响系统运行的稳定性；受元件工作性能下降、机械加工方式选择不当等因素影响，会引发系统故障；液压机械传动控制系统运行前杂质清除不彻底，会加剧其运行过程中的摩擦，影响系统运行的稳定性。

2农业机械设计制造中液压机械传动控制系统的应用分析

2.1生产设备控制方面的应用。随着农业机械设计制造领域中生产计划的深入推进，需要性能可靠的生产设备发挥应有的作用，促使该领域中的整体生产水平得以提升，规定期限内的生产计划能够顺利完成。因此，在控制生产设备的过程中，应注重液压机械传动控制系统引入。具体表现：借助液压机械传动控制系统高度集成化的优势，对机械设计制造领域中的生产设备进行实时控制，促使设备能够处于稳定的工作状态；在液压机械传动控制系统的支持下，能够降低生产设备使用中故障发生几率，并在长期的实践过程中形成符合生产设备需要的控制模式。2.2生产流程控制方面的应用。相比机械传动技术，液压机械传动控制系统实践应用中融合了控制理论、计算机技术等元素，能够对机械设计制造领域内的生产流程进行控制。具体表现：该领域中各生产流程实施时，引入液压机械传动控制系统，能够降低机械制造领域中的生产流程问题发生几率；根据生产作业要求，确保控制系统作用下的生产流程设置合理性，并对机械设计制造中的运动参数、动力参数进行控制。2.3恒功率输出控制方面的应用。结合机械设计制造领域的实际概况及生产要求，可知其生产过程中注重恒功率输出控制，能够保持其生产成本的良好经济性，为设备正常工作创造出良好的运行环境。因此，需要加强液压机械传动控制系统使用，借助其传递效率高的优点，能够实现农业机械设计制造中的恒功率输出控制。在这样的控制模式作用下，机械设计制造中的整个生产环节将得到有效控制，确保设备性能的可靠性，有利于扩大液压机械传动控制技术的实际应用范围。

3结语

在新形势下农业机械设计制造中对于可靠的生产方式、生产设备等依赖性强，需要在具体的作业流程中重视液压机械传动控制系统的引入，确保其生产作业的高效性。因此，未来农业机械设计制造行业发展中应根据自身的生产需要及实际的发展概况，将功能强大的液压机械传动控制系统应用于生产环节中，在降低生产成本的同时确保自身的生产效益良好。

作者:韩宁 单位:吉林工程职业学院机电工程分院

参考文献

[1]李解冬.机械设计制造中液压机械传动控制系统的应用初探[J].科技创新与应用,2017,(08).

第3篇：机械设计的基本原理范文

【关键词】机械设计制造及自动化专业；专业特色；引导策略

高校作为人才培养重要基地，其教学工作和专业建设要不断适应社会需求。机械设计制造及自动化专业作为一门技术性和综合性较强的学科，需要不断适应科技与经济发展，加快专业特色化建设，培养理论知识扎实、实践能力和创新能力优秀的专业化、复合型人才。

一、机械设计投行及自动化专业内涵

机械设计投行及自动化专业具有很强的综合性与技术性，主要研究对象为程式工业机械设备以及机电产品，包括对这些设备和产品的设计、制造、生产、运行把控等整个流程，要求学习者能够掌握机械设计制造各种知识并且能够有效运用，在学成后能够到工业生产第一线，从事机械制造领域的设计制造、科研和运行管理等具体工作。

二、新时期机械设计制造及自动化专业特色

1、人才市场需求旺盛

新时期机械设计制造及自动化专业面临着各领域新型技术的冲击、渗透与融合，如来自于信息技术、微电子技术以及材料技术等各种高新技术的支持与融合，使机械设计制造及自动化技术也出现了质的飞跃。当前越来越多的行业依赖于机械设计制造及自动化技术的不断发展，这一专业的人才缺口也越来越大，单一领域的人才需求往往就可能在十万以上，如通信行业、化工行业、建筑行业等。2015年，我国提出了《中国制造2025》，要求以人才为本，打造制造业强国。高校要充分认识到这一战略发展机遇，加快对机械设计制造及自动化专业人才的培养，加快专业技术人才培养，重视对高端技术及管理人才的培养。

2、理论与实践的有效融合

机械设计制造及自动化对于专业性要求极强，同时还要求有较强的实践操作技能，在做好理论知识的学习与储备的同时，还要具备较强的创新实践能力，需要在教学中，为学生提供更多的动手实践机会，通过动手尝试，将自己所学知识融入到实践中，在实践中创新思维、创新实践。高校专业教学需要有针对性地提高学生的思维与操作能力。当前我国大部分高校机械设计及自动化专业都配备了专业的实验基地，为学生提供专业实践平台，教师以指导者的身份，通过分组合作的方式为学生提供更多的机械设计制造作业指导。当前，各高校在机械设计制造及自动化专业教学中，正逐步转变传统的讲解式教学，重视学生理论与实践的结合，突出该专业的实践性，使教学更加与时俱进。

3、专业教学特色化

机械设计制造及自动化专业的专业特色教学更为突出，以避免大而全的教学过程中忽视了学生的专业能力提升。当前社会需求多元化显著，在教学中为学生提供较为全面化系统的知识，虽然能够为学生打下坚实的基础，但却不能满足社会需求，不能为社会提供各种专而精的人才。因此，各高校在机械设计制造中不断加大对专业特色的体现，在教学中设立侧重点，并为学生提供更有专业特色的选择，通过专业的师资力量，围绕社会需求建立针对性更强的教学标准，以充分的实践机会相融合，在学生的理论与实践储备中做到去粗取精，提升学生专业能力，能够使学生在多元化的人才需求中获得一个稳定的地位。新时期下，还需要更多具备综合素质的人才，这些人才需要具备充分的专业能力、职业道德以及责任感。机械设计制造及自动化专业需要在教学中突出专业特色，优化专业教育，减少非关键性基础教学，提升学生的专业能力与职业竞争力。

三、机械设计制造及自动化专业特色引导策略

1、高级应用型人才的培养

当前科技现代化的发展对于高端人才的需求不断增长，机械设计制造及自动化专业涉及的行业与专业技术也越来越广，计算机技术、信息技术、传感技术等新型技术对于机械设计制造及自动化技术的影响越来越大，各高校，要根据当地经济发展及市场需求，加快机械设计制造的自动化、智能化、数字化转换，并加快创新与推广，作为专业发展的新趋势与新特色。在教学中重视对学生计算机辅助设计与数控开发及应用能力培养，使学生能够将现代设计制造技术与机械设计制造技术有效融合，培养学生的开发能力，进一步提升专业特色。

2、以市场需求为导向，加快学科融合

当前机械设计制造及自动化技术的人才需求不断增加，各种新技术的出现，对于人才的机械O计制造能力、创新能力、技术开发、日常管理、技术维护以及市场营销等都提出了更高的要求，人才需求的高级技术性特征越来越显著，在专业教学中，需要不断对力学、计算机学科、网络技术学科、机械工程学科、信息化学科以及自动化学科等有效融合，通过各技术学科之间的优劣互补，建设应用性更强、复合型更高的学科。

3、加快专业人才从专业型到应用型的转向

在教学中，加快对学生理论知识的传授，培养学生整合知识的能力，提升学生理论与实践操作结合的能力，在技能运用的同时，培养开发与科研意识和能力。机械制造正逐步向智能化方向发展，设计的数字化、3D打印技术、工业机器人、智能控制以及精密检测等高新技术不断涌现，对机械设计制造及自动化专业的产教研协同发展与创新起到了重要作用，推动了专业的数字化与智能化发展。要在课堂中强化对这些先进技术和科研成果的传授与应用，在各种技术的融合中，提升学生的创新意识与实践能力。要加强学生机械基础理论知识的储备，如，机械基本原理、设计的基本原理及知识、测控和自动化等知识，并且能够对软件、外语、计算机以及人文知识有一定的了解，确保学生在走上工作岗位后，能够以充足的机械理论知识储备、先进的技术理念、熟练的实践能力、良好的综合素质等，以最快的速度融入到技术工作中。

四、结语

机械设计制造及自动化专业的建设旨在向社会提供更多具有实用性的机械设计制造人才，当前科技发展日新月异，各种新知识不断渗透到机械设计制造技术中，该专业有了更大的发展空间，成为各行业领域的发展动力，既成为该专业需求的机遇，也对专业发展提出了更高的挑战。随着越来越多学科的渗入，机械设计制造及自动化专业正不断向专业型、应用型、复合型方向发展。

参考文献：

[1]黄鹏. 浅析新时期机械设计制造及自动化专业特色[J]. 科技展望， 2017， 27（2）.

第4篇：机械设计的基本原理范文

【关键词】机械设计基础;教学内容;教学手段;课程改革

1.机械设计基础课程的作用

机械设计基础包含机械原理和机械设计两门课程，是一门介于基础课和专业课之间的重要的设计性技术基础课，是高职高专数控、模具、汽车和机电类专业的一门主要的专业基础课，起着从基础课过渡到专业课的桥梁作用。本课程的教学目标不仅在于传授常用机构和通用零件的基本知识、基本理论和基本设计方法，更重要的是培养学生的实际机械设计能力、创新能力、工程意识训练。

2.机械设计基础课程存在问题

随着科学技术的不断发展，原有的机械设计基础课程的课程体系、教学内容和方法，表现的愈来愈不适应，主要反映在教学模式、教学内容陈旧、实验、实习基地建设和设备投入不足，现代教育技术和手段在教学中的应用不够广泛，与生产实际结合不够紧密，实践教学学时少，缺乏实践性、整体性和创新性，不利于学生实践能力的培养。这些问题影响了实用型和技能型人才的培养，制约了机械设计基础课程教学水平的提高。

3.机械设计基础课程教学改革

3.1确立课程的培养目标

（1）教师根据生产实际情况进行机构设计和选用机械零件，提高学生的学习兴趣。

（2）提高学生的实际动手能力和对生产实际问题的综合分析能力。

（3）培养学生具备设计机械传动和运用手册设计简单机械的能力。

（4）掌握用计算机辅助设计方法来设计机构和选用机械零件。

3.2教学内容的改革

高职教育教学内容及课程体系强调理论知识的应用，要求按照一线生产实际需要授课，其课程体系突出能力与素质的培养，因此，教学内容调整的思路是强调基本知识、基本原理，注重实际应用，引入反映机械设计理论和方法的新概念、新理论、新方法，介绍各种新型机构和新的机械设计方法，力求在压缩课内学时的前提下拓宽知识面，增加信息量，提高教学效果。

（1）增加计算机辅助设计的应用，尽管图解法曾在工程实际中起过举足轻重的作用，但是，随着对机构分析及设计精度和效率要求的提高，以及计算手段和方法的飞速发展，在机构分析和设计中采用解析法已显示出它的必要性和可能性，解析法便于与现代先进的设计手段结合起来，从而获得最佳的设计方案，能更准确、更全面地反映工程实际、解决许多图解法难以解决的问题。虽然如此，但图解法也有着它自身的优越性，图解法形象直观，更加有利于学生的理解，对某些简单问题比解析法更加方便有效。因此，在以解析法为主的原则下，兼顾图解法。

（2）强化机械零件及运动副的结构设计。如果机械类应用性人才，是指能操作现代化机器，能对及其进行调整、维护、管理，并不具有改进设计的能力的话，那么他们应该对机械零件的结构和运动副并具有一定的设计能力。所以，教学中心有所偏移势在必行。

（3）当今社会发展日新月异，新知识、新信息层出不穷。一个人的知识要想跟上社会的发展，需要有较强的获取信息的能力。同样，在机械设计过程中，很多数据知识点都是要靠查阅相关的机械手册或机械零件手册等一系列的资料才能获得；一个人设计者最起码要具有一定的获取信息、获取资料的能力。因此，在教学过程中，增加培养学生查阅相关手册设计的能力就显得格外重要。

（4）机械设计基础课程是一门实践性很强的专业技术基础课，所以在教学过程中应加大实践教学的学时数。我系在原有的机械设计基础课程实验室上加以改造，供学生分析各种机构的结构及特性，让学生能更加直观的了解各种结构的结构特性以及运动情况，并对机构传动装置进行拆装与调整，增强学生的实践动手能力。教师在指导过程中还可进行一些创新，设计并提出一些新的实验内容，如可选用一些磨损过的齿轮和使用过的减速器，让学生独立动手操作，通过分析，提出一些具体的修理、调整、改进的意见和解决问题的方案。这样，既巩固和加深了理论知识，又使理论知识与实践能力培养有机结合起来，同时使学生觉得学有所用。

3.3教学手段的改革

传统的教学系统是由老师、学生和教材这三个要素构成的，以教师为中心的传统教学模式，它的特点就是由教师通过讲授、板书，把教学内容传递给学生。传统教学模式便于控制教学节奏，协调课堂气氛，也便于师生之间的直接交流，并能充分展现教师的教学风格。随着机械原理教学改革地深入，教学手段也必须进行改革，否则难以完成相应的教学内容，也达不到相应的教学效果。机械原理部分有一些机构的原理比较抽象，无法用语言形象地表达清晰，学生认知困难，很难在学生中形成深刻的印象。适当运用直观教学的手段，改革程式化的教学方法，采用实物激励法、模型演示法、实践教学法可以增强学生的感性认识，提高学生的工程知识和业务技能，提高教学效率，改善教学效果。在教学中，四杆机构的演化、死点位置的应用和危害及机构通过死点的方法，机构综合、机构的创新设计及新型的机构（如机械手、机器人等）、各种间歇运动机构的原理、应用及齿轮的各种加工方法等，是教学环节中不易掌握的难点，由于学生没有太多的实际生产经历，很难通过想象加以理解。在教学中，可以通过录像、动画的演示，把难点体现得很直观，让学生很容易理解和掌握。

3.4考核制度的改革

初步打算对传统的考核制度加以改革，新的考核制度应注重学生的综合素质，采取理论知识与实际动手能力并重的考核方法，实现考核形式多样化，引导和激励学生提高创新意识。

4.结束语

总之，机械设计基础课堂教学的改革是一个系统工程，涉及到课程教学的各个环节，全面推进教学改革措施，才能取得良好的效果。必须删掉陈旧或重复的教学内容，增加新发展的内容，拓宽学生的知识面；在教学方法上，充分利用计算机的辅助教学作用，使计算机贯穿于整个教学环节，使教学方法上一个台阶，为学生学习专业课和走向工作岗位打下坚实的机械设计基础。

【参考文献】

［1］柴鹏飞.机械设计基础.机械工业出版社，2007.

第5篇：机械设计的基本原理范文

关键词： 中职 《机械基础》 课程改革

机械专业是培养机械行业生产、管理、服务第一线需要的技术应用型人才，随着市场经济体制的建立，科技进步和产业结构的调整，机械行业对高级应用型人才的综合能力要求也越来越高，对复合型人才的要求越来越高。而反观传统的机械专业的培养模式、课程体系、教学方式，就会发现课程设置单一、知识面和专业面窄、课程难以形成完整的体系、教学内容陈旧、教学方法和教学手段落后等不足之处。为了改变这种状况，适应当今社会对机械工程专业人才的需求，培养出基础扎实、知识面宽、创造能力强、素质高的机械工程人才，调整教学内容，改革课程体系势在必行。

课程改革是最基本的教学建设。《机械基础》是一门重要的专业基础课程，为了突出中职的教学特点，提高教学质量，本文就该课程在教学内容、教学方法、教学手段和实践环节等方面的问题，提出一些改革意见。

一、整合课程内容，建立和完善课程体系

中职的教学内容及课程体系应强调理论知识的应用，必须按照一线生产实际需要授课，其课程体系必须突出能力与素质的培养，其教学内容应摆脱学科系统性、完整性的束缚。据此，教学内容调整的思路是强调基本知识、基本原理，注重实际应用，引入反映机械设计理论和方法的新概念、新理论、新方法，介绍各种新型机构和新的机械设计方法，力求在压缩课内学时的前提下，拓宽知识面，增加信息量，提高教学效果。

《机械基础》是以机构运动简图为研究模型的，建立机械运动简图应该是机械设计的基础，因此应把机构的结构分析、机构运动简图的定义、性质和常用运动副的代号、机构运动简图的建立作为重点讲授内容。对机构设计部分的内容，要通过多媒体技术动画演示，让学生直观地了解机械传动和零件间的传动关系，从而减少繁杂的语言讲述，多作计算公式的推导过程、零件结构和一些设计参数的选取原则的介绍，并加强对机械运行的介绍，比如多种传动方式的组合、原理、特点，以及工程实际中的应用、维护，等等。应增加一些本专业的最新动态的介绍，多向学生介绍一些机械的新发展、新思路，以开阔学生的眼界。要克服传统教学重设计计算轻结构设计，以及与工程实际技术问题紧密结合的部分的缺陷。如滚动轴承这一章，轴承装置设计这部分内容在传统教学中往往不作为重点，而这部分内容是生产一线技术人员直接接触最为广泛的实际问题。因此，可以把这章内容进行重新整合，把轴承装置设计这部分内容作为重点，要求学生重点解决轴承的安装、配合、紧固、调节、、密封等实践性很强的技术问题，在学习这些基本知识的基础上，再举一些工程实例，如CA614OA车床主轴支撑的例子。通过这个实例，学生能重点掌握轴承的组合结构，轴承的调整，以及轴承的精度对机床主轴传动的影响。通过这样的整合，学生既能学会轴承的基本知识，又能掌握轴承的应用技术，同时能明确轴承在工程实际中的重要地位。

二、改革教学方法，提高教学效率

面对未来社会对人才培养的要求，如何在传授知识的同时，着重加强学生创新能力和综合素质的培养，已成为教学改革中一个重要的问题。针对《机械基础》课程的特点，我们采用“精讲多练、加强自学、分析讨论”三环节相结合，以启发式教育为主的教学方法。

精讲基本概念、基本理论、基本方法，力求使知识容易理解、掌握和记忆。如对机构的结构分析进行精讲时，平面连杆机构的设计、凸轮机构设计、平面齿轮机构的设计都只精讲一种基本结构形式的设计方法，其他结构形式的设计要求学生自学。对机械设计的概念，学生只听不练自然不能掌握。因此，在各章节都应安排相应的练习，还要安排一些阶段性的综合练习，提高练习的综合程度，注重方法的运用和掌握，注意对各种理论、方法的综合应用进行总结，使学生学牢学活知识，具有应用知识的能力。

分析讨论课是开发学生智能、锻炼学生胆量、培养学生科学思维能力的一个重要的教学方法。因此，在教学中应安排一些课堂讨论，课堂讨论的内容可以是概念题讨论、综合题讨论、自选题讨论。在整个教学过程中，启发式教学是激发学生积极思维的首要方法，它可以使学生加深对基本知识的理解，并在求解过程中进一步思考，进而进一步提出科学的设想。教师在讲课过程中一定要善于设疑、质疑，要特别注意在新旧知识的衔接转换处提出新问题，提出的问题最好能引起几种回答，以此激发学生积极思考，使学生在恰当的情境中作出正确的回答和判断。

三、利用现代教学手段，激发学生学习兴趣

中职学生年龄普遍较小，缺乏社会实践知识，所以对专业课的学习觉得索然寡味。要克服以上弊端，达到教学的最佳目的，关键在于融教与学为一体，最大限度地提高学生的学习积极性。在《机械基础》中适当运用直观教学的手段，改革程式化的教学方法，采用实物激励法、模型演示法、巧用挂图法、实践教学法可以增强学生的感性认识，提高学生的工程知识和业务技能，提高教学效率，改善教学效果。

第6篇：机械设计的基本原理范文

[关键词]机械设计制造 液压 传动控制系统

中图分类号：TH137 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）34-0002-01

1 液压机械传动的概述

1.1 系统的基本原理分析

液压机械传动的基本原理是保持液体在平衡的系统中能够静止。液压系统中的液体在各处的压强是一致的，在一个相对平衡的系统中，不同大小的活塞根据其本身承受压力的能力施加不同的压力就可以使得液体保持相对静止，小的活塞上面应该施加较小的压力，大活塞上面应该施加较大的压力。通过液体的传递可以达到变换的目的。液压在传动的过程中需要较多的元件，其中主要的元件有执行元件、动力元件、辅的元件和控制元件等，通过动力元件可以让系统产生运行的动力，主要代表元件有液压泵。液压泵在工作的过程中主要是依靠容量的变化进行工作，通常将这种动力部件称为容积液压泵。最常见的容积液压泵是齿轮泵，它通过齿轮的变动使液体进行运动。在对液压泵进行选择时需要注意能量的消耗问题，还需要解决一些液压效率问题。液压的执行元件可以将液压泵中提供的液压转换为机械能的装置，与液压泵相反的工作装置是液压马达，这种装置可以将液压能量转换为机械能，从而使液压对外做功。液压元件可以对液体流动的方向和压力的高低进行控制，能够确保其满足特定工作的要求。液压控制系统除了动力元件还有一些辅的元件，通过辅的元件可以建设液压回路。

1.2 液压机械传动的优缺点分析

1.2.1 液压机械传动的优势

液压机械传动的应用范围相对广泛，在各个领域都有基本的使用，无论是一般工业施工的塑料加工机械还是钢铁工业用的冶金机械都具有其自身的实用性。使用液压机械传动装置在各方面都能够取得较大的进展，这些装置具有高压、高速和高效率的特点，液压机械传动的功率较大，其本身也是高度集成化的系统，具有一体化、小型化和轻量化的特点，由于该系统和微电子技术可以紧密的配合，可以在小空间内实现对功率的准确控制，在各种行业的使用中发挥着较大的作用。

随着科学技术的发展，各个部门对液压机械传动的要求也逐渐提高。较多的液压机械传动控制系统和电子技术的配合在海洋开发领域甚至是宇宙航行等各个领域发挥着重要的作用。各种电液伺服系统的使用将液压机械传动的应用逐渐提高。总之，对于液压机械传动的元件应该根据需要灵活、方便的布置；液压机械传动具有体积小、重量轻、反应速度快和运动惯性小等特点，方便在使用的过程中进行操纵和控制，此外，这种系统在较大的范围内可以实现调速。传动控制系统还可以对载荷进行适当的调整。液压机械传动控制系统主要的工作介质是矿物油，可以自动，具有较长的使用寿命。该系统比较容易实现直线运动和机械的自动化，如果使用电液联合控制，可以确保高程度的自动控制。

1.2.2 液压机械传动存在的缺点

影响液压机械传动控制系统运行的平稳性和正确性关键在于液压系统存在漏油的因素，从而导致液压机械传动的传动比例不能得到严格的保存。温度的变化对液压机械传动的影响相对较大，不同的温度会导致液压机械传动控制系统中的液体粘性发生变化，从而使得传动控制系统的运动特性发生改变，影响其工作的稳定性，为了保持液压机械传动控制系统工作较为稳定，应该避免在温度较高的环境条件下作业。此外，液压系统发生故障的情况下不能很好的对故障进行检查和排除。液压机械传动控制系统在运行的过程中容易造成污染，一些液压元件在机械加工的过程中容易产生金属粉末，这些粉末粘贴到金属管螺纹地区的胶带碎片上容易造成密封胶的脱落。液压机械传动控制系统在运转时其外部环境中的污染物也会吸附到液压油箱上面，导致系统运行不稳定。此外，系统在运行前没有对杂质清除彻底就会使得外部的杂质和系统本身附着的杂质复合，在元件的运行过程中产生一系列摩擦，不利于系统的正常运转。

2 液压机械传动控制系统在机械设计制造中的应用

2.1 机械设计制造中对液压机械传动控制系统的应用和发展

无论是现代建设还是国防建设，都需要将一些大型的工程装备融入到里面，液压机械传动控制系统作为一种新型的机械化系统能够满足当代设备的多种要求，由于一些机器设备的功率相对强大，具有较高的生产使用效率，精度也相对高，液压系统在这些行业中的使用能够满足高集成化的要求，可以很好地适应施工环境和不同的工作条件。我国一些高水平的技术设备具有较好的自主研发能力，主要原因在于极端化的工作环境和精度化的施工技术。液压技术的发展使得我国一些技术在研究方面也取得了较好的成就，系统的集成化说明只有抓住系统研究发展的方向，才可以研发出社会所需要的技术产品。

2.2 我国液压机械传动技术应用中的不足

我国液压技术在应用的过程中虽然在一些产品的使用上面具有较大的进步，同时凸显出液压技术发展的潜力和发展动力，但是在使用和发展的过程中还存在较多的不足之处。我国的液压技术在一些重要的元件使用上任然依靠外国的液压产品进行辅助，我国使用的一些产品在国际范围内和其他国家使用的产品之间存在着明显的差别。需要将我国发展成为液压强国，就必须弥补液压研究方面存在的不足和缺陷，要对液压技术进行研究，从而形成我国的自主产品和液压技术制定详细的发展目标，使我国的液压产品和液压技术超过国际上其他国家的产品和技术。只有这样，才能够使得我国的液压技术水平逐渐提高，减少在装备制造过程中的缺陷和不足，从而实现最终的液压发展目标。

3 结束语

随着工程机械技术的发展，一些新的技术和工艺逐渐出现，使得工程机械逐渐向智能化的方向发展，对工程机械装置的要求也逐渐提高。液压机械传动技术的发展和其在工程机械中的使用也具有较大的优势，尤其是液压技术和微电子技术的结合使得液压机械传动技术在工程机械中的作用越来越突出，极大地促进了机械技术的发展。我国的液压机械传动控制系统还存在一些缺陷和不足，需要加强对该技术的研究，促进我国液压技术快速的发展。

参考文献

[1] 贺勇，李好，张艺蓝.力矩限制器在线测试系统开发[J].广东交通职业技术学院学报，2014.

[2] 付红伟，王永峰，王小宾.起重机制动器的安全使用及研究[J].河南机电高等专科学校学报，2014.

第7篇：机械设计的基本原理范文

关键词：机械原理 平面机构 运动分析

中图分类号：TH112.1 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）07（c）-0238-02

《机械原理》是机械类各专业中研究机械共性的一门专业基础课程。它的主要任务是使学生掌握各种基本机构及由其所组成的机械系统的基础理论、基本知识、分析和设计方法，并具备进行机械系统运动方案设计的初步能力。它的知识结构承前启后，是学习相关专业课的基础。在《机械原理》教学中，平面机构的运动分析是必不可少的教学内容，无论是设计新机械还是对现有机构进行分析，都要用到机构的运动分析知识。而平面机构运动分析中的矢量方程图解法是运动分析教学的一个重点难点内容。在多年的教学实践过程中，笔者发现通用的《机械原理》教材中对矢量方程图解法的一些说法有语焉不详或不准确的地方，现提出问题的所在并对问题进行分析、更正和解法补充，与大家探讨。

1 矢量方程图解法的基本原理和作法

矢量方程图解法是平面机构运动分析的一种常用方法，可同时进行机构的速度、加速度分析，其基本原理是理论力学的运动学理论：“刚体的平面运动是随基点的牵连运动和绕基点的相对运动的合成”及“重合点的绝对运动是牵连运动和相对运动的合成”。

在用矢量方程图解法对机构进行速度和加速度分析时，首先是根据相对运动原理，建立点与点之间的速度和加速度矢量方程，然后根据矢量方程图解条件作图求解，按比例绘出机构的速度多边形和加速度多边形，求得未知的运动参数。

机构运动分析可为分两种情况：

1）同一构件上两点间速度及加速度的关系；

2）两构件重合点间的速度和加速度的关系。

2 引例及其传统的求解方法

在图1（a）所示的曲柄滑块机构中，设已知各构件尺寸和原动件1以角速度ω1匀速转动，则A点的运动已知。如果要求B点的速度，分析可知，其属于机构运动分析的第一种情况，即同一构件上两点间的速度关系。由刚体平面运动的运动合成原理可知，连杆2上任一点（如点B）的运动可认为是随基点A的平动（牵连平动）和绕基点转动（相对运动）的合成，故点B的速度为

上式为一矢量方程，只有vB及vBA的大小两个未知量，故可根据该式作矢量多边形求解。为此，选定速度比例尺μv（m・s-1/mm），并任选点p作为起始点（代表机构中绝对速度为零的点），作矢量线pa表示vA（图5-5（b）），过点a作直线ab代表vBA的方向线，与代表vB的方向线的直线pb交于点b，则pb表示vB，ab表示vBA，且构件2的角速度大小为ω2=vBA/lAB=abμv/AB，通过将vBA平移到点B可确定其转向为逆时针方向。

在连杆2上A、B两点的速度已知后，如何求构件2上任一点C的速度呢？

这种在已知构件上A、B两点的速度，求构件上任一点C的速度的问题，《机械原理》教材中传统的解法有两种：一是利用点C与点A和点C与点B间的速度关系，列出矢量方程，再用图解法求解；二是利用速度影像法，即图1中ABC∽abc，图形abc称为构件图形ABC的速度影像，并且两者的方位关系为速度影像是相应机构图形沿ω2方向转过90°所得。当已知构件上两点的速度时，则构件上其他任一点的速度便可利用速度影像关系求得，而不需再列矢量方程求解，是一种简洁的求解方法。本实例速度影像法的应用如图1b）所示。

3 问题的提出及新解

上述解法是经典机械原理教材对已知构件上两点的速度后，求其上其他任一点速度的两种方法。在求C的速度时，几乎所以教材都没有提及其他方法，甚至有的教材书上明确写到：因为C点的大小方向均未知，vCA和vCB大小也未知，故方程和无法求解。即

上述两个方程均含三个未知要素，故都无法作图求解。

通过联立方程，即

上述方程只有vCA和vCB两个未知量，可解。

在多年教学实践过程中，笔者发现，这种说法是不妥当的。在已知构件上两点的速度（即vA和vB）后，不可认为vCA和vCB还是未知量，因为此时构件2的角速度已经求得，即ω2=vBA/lAB=abμv/AB，vCA和vCB的大小和方向也就已经知道，则有

上述两个方程均只含有两个未知要素，故都可作图求解，图解分别如图2b）、2c）所示。

为什么如此经典的问题及解法会出现这样的疏忽，笔者分析如下：首先传统的两种解法已经能满足我们的求解要求，并且在实际操作过程中也很方便，尤其是速度影像法，尤为推崇，从而导致了大家对其他方法的探索。其次，因为机械原理课程是一门技术基础课，相比力学等基础课程，其理论分析不太被强调而更多地考虑了实用，即只要满足应用需求，能解决问题就行，而没有全面地分析考虑 该问题的所有可能解。因为教材中只提了这两种解法，长此以往，就引起误解，许多人以为只能这样求解，甚至有些教材书上也给出了武断错误的结论。

这里对C点运动速度的求解方法做出详细解释和补充说明，目的有二：一是更正不妥的说法，二是对求解方法做出补充，提出新的解法，即除了传统的两种解法之外，还可利用和这两个矢量方程分别进行求解。

4 结语

平面机构的运动分析是《机械原理》课程的重点教学内容，矢量方程图解法是其教学难点，对于其基本原理和求解方法，应做到概念明确和思路清晰。新补充的解法不仅仅是对原有求解方法的补充和完善，更是对原有求解方法的更正，避免错误的长期存在。尤其是作为教材，更不能起到误导的作用。

引例所述问题的具体求解方法总结如下：已知构件上两点的速度（如图1中构件2）后，求其上其他任一点速度的求解方法有四种，即传统的联立方程求解和利用速度影像法求解；还可以利用本文提出的和这两个矢量方程分别进行求解。

参考文献

[1] 孙桓.机械原理[M].7版.高等教育出版社，2006.

[2] 魏兵.机械原理[M].华中科技大学出版社，2007.

[3] 江帆.机械原理[M].机械工业出版社，2013.

第8篇：机械设计的基本原理范文

关键词：互换性；标准化；精度设计；教学模式

中图分类号：G642 文献标识码：A

一、前言

《互换性与测量技术》是机械类专业的一门重要的技术基础课。近年来，随着高等教育的改革和机械类专业教学内容的发展与变化，本学科的教学改革进入了一个新的历史时期，国内不少高校进行了许多积极的探索，总结出许多好的教学方法与改革思路。笔者曾多年在企业从事产品设计与开发工作，目前也在高校承担互换性与测量技术的教学工作。在此想就个人的一些切身体会，谈谈对《互换性与测量技术》课程教学改革的几点思考。

二、关于互换性与精度设计在课程中的定位问题

近年来，围绕《互换性与测量技术》课程内容与体系的改革，不少高校已将《互换性与测量技术》课程改为《几何精度设计与检测》，目的在于培养学生的综合设计能力，改变过去传统教学中只侧重标准的讲解与宣贯的灌输式教学方式。这种思路应充分肯定。

互换性与精度设计确实是两个完全不同的概念。互换性指同一规格的零部件按规定的技术要求制造，不需经过任何挑选或修配就能够互相替换使用，而且替换后能达到规定的功能要求。互换性要靠公差来保证，公差则需要标准化，标准化是互换性生产的基础。互换性是对重复生产零件的要求，只要按照统一的设计生产，就可实现互换性。精度设计则要求经济地满足零件的功能要求，无论零件是否要求互换，必须规定一定的公差。公差大，精度低，但加工容易，公差小，精度高，但加工难度大。互换性给定公差强调的是统一，精度设计给定公差强调的则是合理。

《互换性与测量技术》课程的主要内容是尺寸公差、形状和位置公差、表面粗糙度。工程应用的目标是在机械图上合理标注。合理标注的实质是合理的精度设计，所以课程的核心还是精度设计，新的教学体系应该加强精度设计的概念，提高学生的综合设计能力。但在强调精度设计的时候不能淡化互换性与标准化的重要意义。由于互换性在产品设计、制造、使用和维修过程中的巨大作用，已成为现代制造业中一个普遍运用的原则。精度设计是在满足零件的功能要求的前提下对互换性标准的选择与应用，即使在不要求互换的场合，在设计制造等各种环节，也需要遵循互换性与标准化的原则。

《互换性与测量技术》课程内容在生产实际中有着大量的运用，但在其他课程中鲜有介绍，学生普遍缺乏这方面知识。随着全球经济一体化的到来，我国各项标准逐步与国际接轨，掌握标准化知识已成为时代的需要。这有利于开阔学生的眼界和知识面，对将来从事工程技术与管理工作非常有益，符合企业对人才知识结构的要求。笔者认为：在教学中，不应将互换性与精度设计人为的分割开来，应让学生在充分了解互换性原则和各项基础标准的前提下合理的进行精度设计。

三、关于新的教学模式

目前《互换性与测量技术》课程的教学改革，在国内各高校有几种不同的模式：一是在原《互换性与测量技术》课程内容基础上拓展提高、组合后仍单独设课；二是将课程提高到机械精度设计的高度组合、拓展设置成一门课程；三是把教学内容分成几块，穿插到《机械制图》、《金工实习》、《机械设计》等课程中合作完成教学任务[1]。

笔者以为：第一种模式基本保持了原《互换性与测量技术》课程体系主要内容，系统阐述了互换性与测量技术的基本知识，分析介绍了我国极限与配合的新标准、工程应用以及测量技术的基本原理。这种课程体系把标准化与计量学领域有关知识紧密结合在一起，具有学科化特点，形成了自身的系统性和完整性[2]。学生通过本课程的学习，可系统掌握互换性与测量技术的基本知识与几何精度设计的基本原则与方法。

随着新的教学要求的提出及课程教学学时的减少，原来模式中认知性内容多、创造性内容少、以介绍基础公差标准为主的教学体系已不能完全适应发展要求，应该进行改革与创新。在有限的学时内要想获得良好的教学效果，必须优化教学内容，改进教学方法，采用多种教学手段。标准方面的内容主要从应用的角度去讲，其构成原理可适当简略，重点在互换性的原理与精度设计的基本概念与方法上，其中又以尺寸公差、形位公差、表面粗糙度为重点。有了这些基础，其它章节均可略讲。学生可通过练习、实验和综合实践环节进一步提高综合设计能力。

第二种模式是针对《互换性与测量技术》课程的教学内容改革而重新拓展设置成《几何精度设计与检测》课程。该课程已有多种版本的教材，大多在绪论中了强化了几何精度设计的相关内容，并增加一些典型零件几何精度设计综合应用实例，但大部分章节与原教材体系没有实质变化。也有的版本对原教材体系进行了大刀阔斧的改革，基本摆脱了以介绍基础公差标准为主的教学体系，但这种形式目前无论从教学还是学生自学角度看都还有些难度，有待进一步提高和完善。

第三种模式把教学内容分成几块，穿插到《机械制图》、《金工实习》、《机械设计》等课程中合作完成教学任务。这种模式虽然避免了原来模式中各相关课程之间的交叉与重复，但打破了本课程的系统性和完整性，同时也增加了各相关课程之间的协调与配合难度，较难保证分块教学后的内容衔接与教学质量。

四、实践性环节的改革

《互换性与测量技术》课程的教学改革，总体思路是培养学生的综合设计能力，而综合设计能力的提高必须通过实际应用的锻炼。本课程的应用性很强，机械类图纸中大部分符号都与本课程有关，对今后从事机械设计与制造的学生尤为重要。在当今市场经济形势下，社会需要能快速胜任工作，知识综合运用能力强、动手能力强的实用性人才。因此本课程必须很好的把握理论与实际的关系，在讲清基本概念的前提下，特别注重理论联系实际，强调学生的实际应用能力。

从本课程的现实教学效果看，学生对精度设计与互换性标准的实际应用能力普遍较弱。在课程设计、毕业设计中，不知道怎样正确的运用国家标准进行精度设计；图样标注五花八门、漏洞百出，或者照葫芦画瓢，知其然不知其所以然。造成这种状况的一个重要原因是：课程教学内容缺乏应用性实践环节，学习内容没有通过相应实践环节消化、巩固。受学时数限制，课堂教学只能讲一些精度设计与标准运用的基本原则，学生对所学知识综合应用能力的锻炼，主要靠课程设计、毕业设计等后续教学环节。而后续教学环节随着教学内容与重点的转移，教师还是学生都难以对先开课程给予特别关注。

针对这一问题，已有高校探索在本课程中专门增设实践性教学环节――精度设计检测一条龙课程设计[3]，但上述方案存在时间安排与课时的矛盾。因此笔者赞同把机械零件课程设计与几何精度设计内容结合起来，作为一个综合性的课程设计。机械零件的课程设计题目一般是减速器设计，这类课题包含了很多典型零件精度设计的内容，是理想的精度设计课题。如作为综合性的课程设计，明确提出精度设计的具体要求，学生可通过一个环节，得到完整的设计能力的锻炼。

在《互换性与测量技术》课程中，实验课占有较大的比重，是教学的重要组成部分。实验的目的是使学生进一步掌握和巩固课堂上所学的公差理论，初步熟悉某些计量器具的正确使用方法。本课程的所有实验内容都是对尺寸、形位、表面粗糙度三项基本几何精度中具体项目的测量，这些实验可使学生较快获得有关内容的感性认识，加深对课堂上所学的基础理论的理解，并锻炼了学生的动手能力。不足的是，目前这些实验与精度设计的联系还较少，多数实验为验证式实验，没有很好发挥学生的主观能动性，缺乏综合设计能力的锻炼。

为了适应本课程的教学改革，应对实验课程进行改革，加强学生综合设计和实际应用能力的锻炼。笔者认为，可在原来实验的基础上设计一些综合性实验项目，让学生通过实际观察、装拆、测绘、精度设计等，从而得到锻炼。

五、《互换性与测量技术》与相关课程的关系

《互换性与测量技术》知识面很广，涉及到《金工实习》、《机械制图》、《机械设计》、《机械制造工艺》等诸多课程，不少内容相互交叉，甚至重复，而且课程安排的次序也不尽合理。

《金工实习》、《机械制图》、《机械设计》是本课程的先修课程，应让学生在机械制图中初步读懂图样上尺寸公差、形位公差、表面粗糙度的标注，在金工实习中了解加工质量与检测的基本知识，在机械设计中对零部件的外形、功能、结构、尺寸有一个完整的认识。但实际上由于各门课时都有压缩，目前在配合与协调上存在一些问题。比如尺寸公差、形位公差、表面粗糙度的标注，往往成为较薄弱的环节。尺寸链部分，与制造工艺学又有重复。在课程的安排上，本课程基本上与《机械设计》同步进行，学生还没有完整的机械设计方面的知识，对精度设计内容的学习增加了难度。因此笔者认为，在遵循教学大纲的前提下，各相关课程应进行良好的沟通与协调，进一步明确各课程承担的义务，做到一般内容不重复，重点内容不遗漏。图样上尺寸公差、形位公差、表面粗糙度的正确标注应作为机械制图必须掌握的知识；尺寸链在学科体系上属于互换性范畴，但具体运用都是在机械设计与制造工艺过程中，并在机械制造工艺学中有重点讲授，本课程可略讲概念，详细运用与计算方法由后续专业课程完成。《机械设计》最好先于本课程，以使学生具备机械设计方面的基本知识。

六、结束语

以上是笔者对《互换性与测量技术》课程教学改革的几点思考。总之，在有限的课时条件下，无论采用什么教学模式和方法，其目的都是为了让学生更好掌握和运用所学知识，更加切合社会需求实际情况。教学改革本身是一个不断总结不断更新的过程，为培养面向新世纪合格的工程技术人才，还需要在今后的教学实践中不断进行改革和探索。

参考文献

[1]许菊若，沈爱红.《机械精度设计与检测》新教学体系的探索与实践[J].无锡教育学院学报，2004，（1）.

[2]杜文华，郑江.机械基础系列课程教改中机械精度设计的实现[J].中北大学学报（社会科学版），2004，（3）.

第9篇：机械设计的基本原理范文

[关键词]培养目标；课程设计；能力培养；实践

[DOI]10. 13939/j. cnki. zgsc. 2016. 06. 152

作为一所中职院校，一直以来青海省工业职业技术学校的培养目标都是为企业培养技术型的人才。近几年来，我们也确实为企业输送了大量的毕业生。可是，从随后企业反馈的信息来看，我们培养的学生拥有一定的理论知识，但是实际动手能力很差，面对生产实际中的众多机械时表现得无从下手，无所适从。经过分析我们发现，出现这种问题的原因是，我们一直固守着数千年来的“传道、授业、解惑”的信条，忽视了对学生创造能力的开发和培养，致使我们培养出来的人才特点是“墨守成规、死记硬背、唯书至上、高分低能”。一方面企业要发展，需要学校为其输送合格的技能人才，另一方面学校在对人才培养的基本要求中，没有把能力培养作为一项基本技能来要求。目前，随着对素质概念的深入理解和素质教育的实施，在教学中如何注重能力培养是整个教学思想中应该着重考虑的问题。把培养能力放在教学目标的首位，已经成为多数专业课教师的自觉认识，但在教学过程中如何培养能力呢？文章试以机械设计基础这门课程中知识向能力的转化过程来探求培养能力的基本途径。

1 明确机械设计基础课程在工程教育中的作用和地位，确立教学改革的指导思想

机械设计基础是机械类专业的一门重要的技术基础课，其主要任务是学生学习本学科（包括邻近学科）的科学技术理论，掌握处理有关工程实际问题的基本概念、基本方法和基本技能，它同各类基础课和其他技术基础课一起，构成了学生能力发展的基础，因此在工程教育中占有重要地位。

近年来，随着工业现代化的发展，新的机器不断出现，机械设计基础作为机械类专业的一门重要的专业基础课，与工业发展水平密切相关，在机械工业发展中的作用是不可忽视的。而对于机械设计基础的教学，我们一直采用加以分析，也就是认识机械为主的教学体系，偏重培养学生分析问题的能力，忽视了对学生能力的培养。本来可在实践中学习的知识，却要大量占用理论学时来讲述；旧的知识舍不得丢掉，新知识又要增加，理论学时压缩不下来，实践环节自然无法增加。尤其是“传道、授业、解惑”的信条根深蒂固，没有把传授知识和培养能力有机地结合起来，没有将能力的培养贯穿在整个教学过程的始终，考试考的是学生的记忆力和理解推理能力，而不是学生的应用能力和创造能力。因此，无法建立起合理的知识能力结构，很难做到整体优化，很难在规定的学习年限内取得人才培养的最佳效果。

根据以上认识及对人才市场的分析，笔者认为我们应根据企业对应用型人才的需求和培养应用型人才的特点，修订机械设计基础课程的基本要求，对课程体系和教学内容进行调整。以设计为中心，以培养能力为目的，安排教学内容，按设计的顺序安排教学顺序。目的是使学生通过本课程的学习，能满足工厂产品更新换代和技术革新对人才的需求，增强学生解决实际问题的能力。

2 以培养能力为目的，开展课程设计教学改革

能力是人顺利完成某种活动的比较稳定的心理特征。“知识是能力的基础，能力只有在掌握知识与运用知识的过程中才得以发展……能力的高低又反过来制约着知识掌握过程的速度、深浅和成效……必须寓能力培养于知识传授之中，而知识的传授又必须着眼于培养能力”。对于机械设计基础这门课来说课程设计是学生将所学知识转化为能力的重要实践环节，因此，我们对课程设计的改革倾注了较大的精力。比如，为了使学生能受到比较全面的锻炼，我们围绕“增强机构设计能力”这个中心选择题目的标准是：要求执行构件有两种或两种以上运动的协调配合，其中必须有一种运动要经过运动形式的变换，而且主体机构必须能够承受较大外载荷。经过几轮的设计和实践，我们现在的题目有牛头刨、插床、型煤成型、步进输送机四种类型10个规格。这些题目包含有连杆机构、凸轮机构、棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构、螺旋机构等基本机构的设计和组合，以及定轴轮系、行星轮系、有级变速传动等传动设计。在辅导设计时，主要引导学生能根据运动协调关系、构件条件或参考现有机器来分析确定各基本机构设计的原始参数。这样，学生基本上学会了简单机器的运动原理设计，巩固了课堂所学知识。

为了使机械设计基础课程设计和机械零件课程设计结合起来，对传统的机械零件课程设计进行改革，我们选择了机械设计基础课程中所设计的机器运动简图一部分，作为机械零件课程设计的题目，进行了圆柱齿轮减速机和机床主传动装置的设计。这样两个课程设计首次有机地结合起来，共同使学生经历了机器设计全过程的锻炼。由于和机器运动设计结合起来，从而使机械设计基础课程设计变得形式多样，丰富多彩，学生设计水平明显提高，构思活跃，思路清晰。

通过这样两个情同骨肉的课程设计，学生的设计水平将提高一个档次，为学生毕业设计能适应现代科技的发展，综合应用机、液、电、光等先进技术打下基础。再加上计算机辅助设计等现代设计方法的推广与应用，使学生的创新意识和创新能力得到充分的发挥，加快实现从学生到劳动者的角色转换。

3 通过实践环节的改革和建设培养能力