機(jī)械原理精選(九篇)

前言：一篇好文章的誕生，需要你不斷地搜集資料、整理思路，本站小編為你收集了豐富的機(jī)械原理主題范文，僅供參考，歡迎閱讀并收藏。

第1篇：機(jī)械原理范文

一、基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的機(jī)械原理課程教學(xué)體系的建立

目前，國內(nèi)外高校都十分注重培養(yǎng)大學(xué)生的科技創(chuàng)新和實(shí)踐能力，德州學(xué)院結(jié)合機(jī)械原理的精品課程建設(shè)，以培養(yǎng)和發(fā)展機(jī)械類本科生的綜合素質(zhì)和實(shí)踐動(dòng)手能力為目標(biāo)，以創(chuàng)新教育為重點(diǎn)，以“激發(fā)創(chuàng)新興趣，培養(yǎng)創(chuàng)新思維，引導(dǎo)自主實(shí)踐，重在創(chuàng)新過程”為原則，對(duì)機(jī)械原理課程進(jìn)行了全面的建設(shè)。機(jī)械原理課程建設(shè)總體框架如圖1所示。

二、通過理論教學(xué)模塊培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新思維

1.改革理論教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和思維隨著企業(yè)對(duì)機(jī)械工程技術(shù)人員的設(shè)計(jì)、創(chuàng)新和新產(chǎn)品開發(fā)能力越來越重視，機(jī)械原理教學(xué)內(nèi)容也應(yīng)該隨之進(jìn)行改革。以機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)為核心構(gòu)建課程體系和組織教學(xué)內(nèi)容，加強(qiáng)對(duì)連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)等機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)、應(yīng)用特點(diǎn)的介紹，全面、系統(tǒng)地講授各機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力性能。對(duì)與理論力學(xué)重復(fù)的部分如平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析、力分析、剛性轉(zhuǎn)子平衡可適當(dāng)減少課時(shí)，簡單介紹。在教學(xué)內(nèi)容上適當(dāng)增加一些日常生活中的實(shí)例和工程機(jī)械的結(jié)構(gòu)實(shí)例。講授機(jī)構(gòu)時(shí)先以生活中的應(yīng)用實(shí)例導(dǎo)入，再以各種機(jī)加工機(jī)床的結(jié)構(gòu)作為實(shí)際工程機(jī)械實(shí)例深入學(xué)習(xí)。如講解連桿機(jī)構(gòu)時(shí)，先以常見的推拉門窗、太陽傘等生活實(shí)例應(yīng)用引入，然后進(jìn)一步介紹在牛頭刨床的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。而這些機(jī)床的結(jié)構(gòu)中如牛頭刨床中包含了機(jī)械中的連桿機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)等，使學(xué)生能夠?qū)⒏行哉J(rèn)識(shí)和理論知識(shí)結(jié)合起來，提高學(xué)生對(duì)機(jī)構(gòu)有了直觀的認(rèn)識(shí)。同時(shí)在講授各個(gè)機(jī)構(gòu)時(shí)應(yīng)將其彼此聯(lián)系起來，如介紹凸輪機(jī)構(gòu)的工作原理時(shí)，可以提問學(xué)生前面所學(xué)機(jī)構(gòu)中哪些機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)主動(dòng)件勻速轉(zhuǎn)動(dòng)從動(dòng)件移動(dòng)，學(xué)生就會(huì)能夠?qū)⑦B桿機(jī)構(gòu)中的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)聯(lián)想起來，然后可以進(jìn)一步聯(lián)想起凸輪機(jī)構(gòu)高副低代后就是連桿機(jī)構(gòu)。接著讓學(xué)生將自己所知道的凸輪機(jī)構(gòu)和兩機(jī)構(gòu)聯(lián)合使用的應(yīng)用實(shí)例舉出一二。這樣將前后所學(xué)內(nèi)容連貫在一起，融合貫通起來，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識(shí)。

2.改革理論教學(xué)方法和手段，強(qiáng)化學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和思維充分利用現(xiàn)代化的教學(xué)手段，增加課堂授課的信息量；在對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合機(jī)械原理的教學(xué)內(nèi)容建立以圖片、動(dòng)畫、錄像資料為主的素材庫。對(duì)各個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)、分析及應(yīng)用采用三維動(dòng)畫演示，運(yùn)用其形象、直觀、生動(dòng)的特點(diǎn)，創(chuàng)造生動(dòng)逼真的教學(xué)環(huán)境，優(yōu)化課堂教學(xué)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和素質(zhì)。而學(xué)生在學(xué)習(xí)機(jī)械原理以前已經(jīng)進(jìn)行三維實(shí)體軟件的學(xué)習(xí)，大部分三維動(dòng)畫是由學(xué)生獨(dú)立完成的。這樣將三維實(shí)體軟件的應(yīng)用與專業(yè)理論學(xué)習(xí)結(jié)合起來，不但使吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更培養(yǎng)了學(xué)生利用先進(jìn)軟件工具解決具體工程問題的能力。學(xué)生拓寬了思路，進(jìn)一步提高了創(chuàng)新意識(shí)。同時(shí)，在德州學(xué)院的教學(xué)網(wǎng)中建設(shè)了機(jī)械原理課程教學(xué)網(wǎng)站，并被學(xué)院評(píng)為優(yōu)秀網(wǎng)站。網(wǎng)站內(nèi)容包含教學(xué)課件、習(xí)題解答、在線復(fù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、學(xué)生創(chuàng)新實(shí)例、師生互動(dòng)平臺(tái)等內(nèi)容。教師可以通過課程網(wǎng)站對(duì)學(xué)生進(jìn)行答疑，增強(qiáng)了教師與學(xué)生學(xué)習(xí)的互動(dòng)性。同時(shí)教學(xué)網(wǎng)站給學(xué)生提供一個(gè)自學(xué)的平臺(tái)，學(xué)生可根據(jù)個(gè)人興趣進(jìn)行自主性學(xué)習(xí)，從而有效地化解理論課時(shí)少的矛盾。

三、通過實(shí)踐教學(xué)模塊提高學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力

1.設(shè)計(jì)合理的課后大作業(yè)，有助于提高學(xué)生的創(chuàng)新思維在教學(xué)過程中，除了精選的理論基礎(chǔ)作業(yè)外，可以適當(dāng)有針對(duì)性地布置課后大作業(yè)，規(guī)定一段時(shí)間內(nèi)完成，利用課余時(shí)間分組進(jìn)行評(píng)價(jià)。這些作業(yè)可以來源于實(shí)際生活，也可以來源于工程實(shí)際應(yīng)用。通過完成作業(yè)達(dá)到學(xué)生對(duì)《機(jī)械原理》知識(shí)的綜合應(yīng)用和提高。特別是學(xué)習(xí)到幾種常用機(jī)構(gòu)時(shí)，比如講到連桿機(jī)構(gòu)時(shí)，可以布置自動(dòng)翻書架的設(shè)計(jì)、爬樓機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)等題目讓學(xué)生任選其一進(jìn)行設(shè)計(jì)，也可以讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)題目進(jìn)行設(shè)計(jì)。既提高了學(xué)生設(shè)計(jì)自主性和創(chuàng)新思維，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又使不同程度的學(xué)生都能有所收獲。

2.積極進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力2010年的人才培養(yǎng)改革中，提高了機(jī)械原理實(shí)驗(yàn)課時(shí)量，增加到了12學(xué)時(shí)。近幾年，學(xué)院加大了對(duì)機(jī)械專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的投入，增加了創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)備的購進(jìn)。目前可做機(jī)械原理課程實(shí)驗(yàn)的有機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室和機(jī)械創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室。目前機(jī)械課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中已由原來的以演示性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐跃C合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)為主?，F(xiàn)在的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中除保留了機(jī)械原理的認(rèn)知實(shí)驗(yàn)、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖的繪制、齒輪齒廓范成原理實(shí)驗(yàn)等基本實(shí)驗(yàn)外，增加了平面機(jī)構(gòu)創(chuàng)意組合實(shí)驗(yàn)、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、輪系創(chuàng)意組合實(shí)驗(yàn)、慧魚創(chuàng)意組合實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)。規(guī)定了必修實(shí)驗(yàn)的個(gè)數(shù)為5個(gè)，除此之外為選修實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。為了提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，我們將機(jī)械創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室對(duì)外開放，學(xué)生可以根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)想和具體方案，用現(xiàn)有的儀器設(shè)備，利用業(yè)余時(shí)間去實(shí)驗(yàn)室將自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)構(gòu)思進(jìn)行驗(yàn)證。整個(gè)過程都是由學(xué)生親力親為，不但提高了學(xué)生對(duì)各種儀器的綜合操作技能，同時(shí)也加強(qiáng)了他們獨(dú)立思考、分析解決問題的能力和創(chuàng)新精神。

第2篇：機(jī)械原理范文

中圖分類號(hào)：TH112 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）06-0339-01

一、棘輪機(jī)構(gòu)

（一）棘輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)、原理和類型

棘輪機(jī)構(gòu)，主要由5部分構(gòu)成，分別是棘輪、驅(qū)動(dòng)棘爪、止回棘爪、搖桿和機(jī)架。彈簧的作用是讓使止回棘爪與棘輪一直接觸。棘輪用鍵將其和軸連接起來。驅(qū)動(dòng)棘爪和搖桿鉸接在一起，并且搖桿可以繞棘輪軸實(shí)現(xiàn)左右擺動(dòng)。當(dāng)桿按照順時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)棘爪從棘輪的齒頂擦過，止回棘爪起作用，讓棘輪靜止不動(dòng)；若搖桿在逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)棘爪頂住棘輪的齒并推動(dòng)棘輪轉(zhuǎn)過相應(yīng)的角度，同時(shí)止回棘爪從棘輪的齒頂擦過。如此，通過讓搖桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)就可以實(shí)現(xiàn)棘輪的單向間歇運(yùn)動(dòng)。

一般棘輪機(jī)構(gòu)可分為兩大類。

（1）齒嚙式棘輪

它的傳動(dòng)原理是靠棘爪和棘輪齒倆者的嚙合帶動(dòng)，轉(zhuǎn)角只可以粗略調(diào)節(jié)，無法精確調(diào)節(jié)。根據(jù)棘輪的運(yùn)動(dòng)情況，可分為：

1 可變向棘輪機(jī)構(gòu)

（圖1）的主動(dòng)搖桿與棘爪鉸接在一起，不但能讓使棘輪按照順時(shí)針方向?qū)崿F(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)，而且可以讓棘輪實(shí)現(xiàn)逆時(shí)針方向間歇運(yùn)動(dòng)，由此實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)特定的功能?？勺兿蚣啓C(jī)構(gòu)2（圖2）的棘輪可以實(shí)現(xiàn)逆時(shí)針方向的單向間歇運(yùn)動(dòng)；為了實(shí)現(xiàn)棘輪的順時(shí)針方向單向間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，可以將棘爪提起并繞其軸線旋轉(zhuǎn)180°后放下，則可實(shí)現(xiàn)。

2. 內(nèi)嚙合棘輪機(jī)構(gòu)。這種機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)單向間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。

（2）摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)

摩擦式棘輪的結(jié)構(gòu)，工作原理和與齒式棘輪的機(jī)構(gòu)相差無幾，棘輪與棘爪靠摩擦力傳動(dòng)，棘輪轉(zhuǎn)角作無級(jí)調(diào)節(jié)。

（二）棘輪機(jī)構(gòu)的特征

棘輪機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便和運(yùn)動(dòng)可靠等優(yōu)點(diǎn)，故在各類機(jī)械中有廣泛的應(yīng)用。但是由于回程時(shí)搖桿上的棘爪在棘輪齒面上滑行時(shí)引起噪聲和齒尖磨損。同時(shí)為使棘爪順利落入棘輪齒間，搖桿擺動(dòng)的角度應(yīng)略大于棘輪的運(yùn)動(dòng)角，這樣就不可避免地存在空程和沖擊。此外棘輪的運(yùn)動(dòng)角必須以棘輪齒數(shù)為單位有級(jí)地變化。因此棘輪機(jī)構(gòu)不宜應(yīng)用于高速和運(yùn)動(dòng)精度要求較高的場合。

棘輪機(jī)構(gòu)所具有的單向間歇運(yùn)動(dòng)特性，在實(shí)際應(yīng)用中可滿足如送進(jìn)、制動(dòng)、超越離合和轉(zhuǎn)位、分度等工藝要求。

（三）修改棘輪擺角的方法

要實(shí)現(xiàn)改變搖桿的擺角所示，可以通過增長或減短曲柄的長度，就可以改變搖桿的擺角；通過改變活塞的路徑長短，則可間接改變搖桿與輪的擺角，從而間接調(diào)節(jié)棘輪的轉(zhuǎn)角。

二、槽輪機(jī)構(gòu)

（一）槽輪機(jī)構(gòu)的構(gòu)成、工作原理以及類型

工作原理：槽輪機(jī)構(gòu)包括3部分，分別是帶有圓銷A的撥盤、含有徑向槽的槽輪和機(jī)架組成。當(dāng)撥盤按照ω1的角速度作勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，同時(shí)圓銷A沿著槽輪的徑向進(jìn)入槽輪的徑向槽時(shí)，撥盤上的外凸鎖止弧mn鎖住槽輪上的內(nèi)凹鎖止弧ef，即槽輪固定不動(dòng)；當(dāng)圓銷A再次滑進(jìn)槽輪的徑向槽時(shí)，鎖止弧ef被釋放開，槽輪在圓銷A的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)圓銷A離開徑向槽時(shí)，撥盤上的鎖止弧mn再次鎖住槽輪的鎖止弧ef，槽輪固定不動(dòng)。通過以上的描述可知槽輪可以做到間歇運(yùn)動(dòng)。

（二）槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)系數(shù)

當(dāng)在完整的圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)系數(shù)是指：槽輪的工作時(shí)間t2與主動(dòng)撥盤的工作時(shí)間t1倆者比值。

1）單圓銷的外槽輪機(jī)構(gòu)：τ=t2/t1=（z-2）/2z

2）在撥盤上均勻分布著m個(gè)圓銷的外槽輪機(jī)構(gòu)：τ=m（1/2-1/z）

3）內(nèi)槽輪結(jié)構(gòu)：τ=（z-2）/2z=（1/2+1/z）

4）外槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性

外槽輪機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過程中的任一位置。設(shè)i21為槽輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比，是一個(gè)變量；kα為其角速度系數(shù)，也是一個(gè)變量。令： λ=R/L=sin（π/z）可得：

（三）設(shè)計(jì)槽輪的槽數(shù)

因?yàn)椴圯啓C(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)系數(shù)必定大于零，而且從τ=（z-2）/2z可知z≥3，對(duì)于單圓銷的槽輪機(jī)構(gòu)，一般情況下把其槽數(shù)z設(shè)定為3，4，5，6，8。其它情況特殊分析。

（四）槽輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：槽輪的構(gòu)造簡單、工作安全可靠、效率比較高。

缺點(diǎn)：制造和裝配時(shí)所需要的精度要求較高，且轉(zhuǎn)角的大小不能任意調(diào)節(jié)。

應(yīng)用：外槽輪機(jī)構(gòu)被廣泛應(yīng)用于電影放映機(jī)中。

參考文獻(xiàn)

[1] 孫恒 陳作模 葛文杰.西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理及機(jī)械零件教研室（第八版）

第3篇：機(jī)械原理范文

關(guān)鍵詞：礦用；機(jī)械式挖掘機(jī)；鏟斗；原理探討

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.11.015

0 前言

挖掘機(jī)是用鏟斗挖掘高于或低于承機(jī)面的物料，并裝入運(yùn)輸車輛或卸至堆料場的土方機(jī)械。挖掘機(jī)挖掘的物料主要是土壤、煤、泥沙以及經(jīng)過預(yù)松后的土壤和巖石。近來，挖掘機(jī)的發(fā)展較快，已經(jīng)成為工程建設(shè)中最主要的工程機(jī)械之一。由于機(jī)械式挖掘機(jī)的生產(chǎn)效率比較高，運(yùn)行穩(wěn)定性優(yōu)良，所以被廣泛的應(yīng)用于采礦作業(yè)中。由于鏟斗是最直接的工作部件，其面臨的損耗和沖擊也是最大的，因此鏟斗的設(shè)計(jì)方面應(yīng)該予以足夠的重視。

礦用機(jī)械式挖掘機(jī)鏟斗的設(shè)計(jì)，直接關(guān)系到鏟斗能否符合挖掘工作的要求，對(duì)其挖掘的效率和挖掘的壽命有著最直接的影響，因此也有必要對(duì)機(jī)械式挖掘機(jī)鏟斗的設(shè)計(jì)進(jìn)行研究。當(dāng)前，國外已經(jīng)有比較成熟的設(shè)計(jì)理念和分析手段了，如一些主流的設(shè)計(jì)鏟斗的公司，分別針對(duì)鏟斗挖掘物料的不同來進(jìn)行不同的設(shè)計(jì)，并利用有限元等現(xiàn)代技術(shù)對(duì)鏟斗的強(qiáng)度和效率等待呢個(gè)進(jìn)行分析。觀之國內(nèi)，目前還處于起步階段，其設(shè)計(jì)與分析還采用借鑒模仿的方式。在這方面國內(nèi)還有很長的一段路要走。

1 機(jī)械式挖掘機(jī)鏟斗的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

通常來說，常見的機(jī)械式挖掘機(jī)的鏟斗由斗體、斗唇、斗齒、斗底及一些耳板、護(hù)板焊接而成的。鏟斗斗體應(yīng)保證足夠的強(qiáng)度和剛度，它是主要的切削和支撐部件；斗唇是鏟斗與斗齒的連接部分，斗齒的作用是減少挖掘阻力。磨損較為嚴(yán)重，所以在斗齒的材料選擇上應(yīng)采用耐磨鑄件；斗底的作用主要是承載物料，斗底還設(shè)置有開斗機(jī)構(gòu)，可便于物料的卸出。

在礦用機(jī)械式挖掘機(jī)鏟斗的設(shè)計(jì)中，需要綜合考慮下面幾個(gè)因素：（1）需要保證鏟斗有足夠的強(qiáng)度與剛度，礦用機(jī)械式挖掘機(jī)鏟最主要的作用是挖礦，其工作的物料對(duì)象的硬度和輕度都是十分明顯的，礦用機(jī)械式挖掘機(jī)鏟斗的設(shè)計(jì)如若缺乏針對(duì)性的設(shè)計(jì)，往往造成鏟斗壽命的縮減。（2）需要對(duì)鏟斗的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，合理設(shè)計(jì)。只有合乎標(biāo)準(zhǔn)的鏟斗設(shè)計(jì)，才能保證鏟斗的形狀合理，在減小挖掘時(shí)，可以使阻力達(dá)到最小，同時(shí)，合理的形狀也是對(duì)鏟斗的物料卸出十分便利的。（3）在礦用機(jī)械式挖掘機(jī)鏟斗的設(shè)計(jì)中，也要注意保證結(jié)構(gòu)的簡單與鏟斗強(qiáng)度的關(guān)系，在保證強(qiáng)度的同時(shí)，做到最大的裝卸量和便于維修更換，也是在設(shè)計(jì)中需要注意的問題。

2 鏟斗設(shè)計(jì)工作中的先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用

當(dāng)前科技的發(fā)展，也帶動(dòng)了很多行業(yè)的發(fā)展，在鏟斗的設(shè)計(jì)中，很多先進(jìn)而成熟的技術(shù)被引入進(jìn)來，如有限元技術(shù)、離散元技術(shù)、自動(dòng)稱量技術(shù)和智能控制技術(shù)的等等。這些技術(shù)的應(yīng)用，直接減少了鏟斗設(shè)計(jì)周期，提高了鏟斗性能，對(duì)機(jī)械式挖掘機(jī)的鏟斗整體技術(shù)的提高都起到了很好的促進(jìn)作用。

2.1 有限元技術(shù)應(yīng)用

當(dāng)前，對(duì)機(jī)械式的挖掘機(jī)鏟斗的設(shè)計(jì)上，VR Steel公司用有限元分析的技術(shù)對(duì)其進(jìn)行應(yīng)力分析，這中分析設(shè)計(jì)和其后的使用，最直接的降低了鏟斗的載荷，對(duì)鏟斗的壽命提高起到了很大的作用。而BUCYRUS公司應(yīng)用有限元分析，并結(jié)合試驗(yàn)樣機(jī)、變形測量等等技術(shù)，在機(jī)械式挖掘機(jī)鏟斗性能提升上得到很大發(fā)展。

2.2 離散元技術(shù)應(yīng)用

在機(jī)械式挖掘機(jī)鏟斗的應(yīng)用場景中，往往環(huán)境復(fù)雜，面對(duì)物料種類多樣，且涉及到及土壤力學(xué)和散體力學(xué)方面的問題，這些都對(duì)建模和系統(tǒng)性的實(shí)驗(yàn)造成了相當(dāng)大的阻礙。

離散元技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用中，中國吉林大學(xué)與太原重工有過合作，曾利用離散元技術(shù)進(jìn)行仿真分析研究，對(duì)象是75m3 機(jī)械式挖掘機(jī)鏟斗。這次仿真分析研究實(shí)現(xiàn)了鏟斗挖掘物料的過程可視化，同時(shí)分析了鏟斗動(dòng)態(tài)力學(xué)響應(yīng)和松散物料在鏟斗內(nèi)的流動(dòng)特性，為機(jī)械式挖掘機(jī)鏟斗的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供參考。

離散單元法在求解與分析顆粒-結(jié)構(gòu)相互作用方面有著很大優(yōu)勢，同時(shí)，對(duì)特定物料的參數(shù)，則需進(jìn)行專門的試驗(yàn)取得。

2.3 自動(dòng)稱量技術(shù)應(yīng)用

在機(jī)械式挖掘機(jī)的鏟斗作業(yè)中，往往需要有專員來記錄裝載的車數(shù)并估算挖掘的產(chǎn)量，這樣不僅對(duì)人力的要求比較大，在估算產(chǎn)量方面也容易造成誤差。針對(duì)這種問題，太原重工開發(fā)了一套自動(dòng)稱量系統(tǒng)。這種系統(tǒng)有一種可編程邏輯控制器，能讀取提升和推壓電機(jī)的整個(gè)受力過程，并根據(jù)鏟斗位置和受力的情況，計(jì)算得出鏟斗內(nèi)物料的重量。

2.4 智能控制技術(shù)應(yīng)用

當(dāng)前的鏟斗操作比較復(fù)雜，其過程中需要進(jìn)行十二到十八個(gè)動(dòng)作，且全部動(dòng)作需要人工來操作。這樣的操作往往費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且精準(zhǔn)性較差。因此智能控制技術(shù)有很大的發(fā)展空間。

同時(shí)，礦用機(jī)械式挖掘機(jī)鏟斗的工作環(huán)境往往十分復(fù)雜，在減小挖掘阻力和降低能耗的要求下，實(shí)時(shí)監(jiān)測技術(shù)也需要盡快的應(yīng)用于鏟斗上，這樣可以實(shí)時(shí)的了解鏟斗受力情況，達(dá)到智能化控制的要求。

目前，P&H公司的2300XP 型挖掘機(jī)的鏟斗已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控與實(shí)時(shí)分析聯(lián)合作業(yè)。不過，當(dāng)前鏟斗設(shè)計(jì)中的智能控制的可靠性還比較低，其應(yīng)用也因此受到一定的制約，所以在鏟斗的設(shè)計(jì)中，要逐步利用好當(dāng)前先進(jìn)的智能化控制技術(shù)，使鏟斗的設(shè)計(jì)的智能化與技術(shù)一起不斷進(jìn)步。

3 結(jié)語

總之，在礦用機(jī)械式挖掘機(jī)鏟斗的原理設(shè)計(jì)中，一定要注重鏟斗的結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度，保證鏟斗結(jié)構(gòu)形狀的合理，以此促使鏟斗在挖掘過程中減小阻力，并做到耐沖擊、抗磨損的效果。同時(shí)，先進(jìn)的設(shè)計(jì)理論的不斷出現(xiàn)，與現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)的融合，為鏟斗的設(shè)計(jì)方向提出了新的要求，未來鏟斗設(shè)計(jì)的發(fā)展也必然向著精準(zhǔn)化、智能化的方向加速前進(jìn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]侯亞娟，畢秋實(shí)，張永明，李愛峰.大型礦用挖掘機(jī)鏟斗結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)及其可視化[J].工程機(jī)械，2014（06）：33-38+7-8.

第4篇：機(jī)械原理范文

機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能原理又稱之為平衡節(jié)能原理，平衡理念是節(jié)能設(shè)計(jì)的主要指導(dǎo)思想。機(jī)械節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)從改進(jìn)動(dòng)力源、減小摩擦、功率匹配節(jié)能這三個(gè)方面入手，充分考慮機(jī)械設(shè)備在實(shí)際應(yīng)用中所存在的能耗問題，盡量在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)就加以改善，從源頭上減少能源的浪費(fèi)。

1.動(dòng)力源動(dòng)力源通常指的是機(jī)械設(shè)備的發(fā)動(dòng)機(jī)，在節(jié)能設(shè)計(jì)的過程中要求盡量的減少發(fā)動(dòng)機(jī)的輸入功率，同時(shí)盡可能增大其輸出功率，簡單的說就是提高機(jī)械設(shè)備電能與動(dòng)能、勢能、熱能等的轉(zhuǎn)化率。在實(shí)際的應(yīng)用中這一設(shè)計(jì)理念體現(xiàn)在機(jī)械設(shè)備的啟動(dòng)、減速停止這兩個(gè)階段中。例如，在停止設(shè)備的動(dòng)力輸入之后由于慣性的因素機(jī)械設(shè)備還會(huì)運(yùn)行一小會(huì)兒，通過合理的設(shè)計(jì)將這一部分動(dòng)能或者勢能儲(chǔ)存起來，在機(jī)械需要發(fā)動(dòng)的時(shí)候提供一部分初始動(dòng)力。

2.在設(shè)計(jì)過程中減小摩擦發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的動(dòng)力必須通過齒輪、動(dòng)力傳送柱、動(dòng)力傳動(dòng)帶等傳遞給機(jī)械設(shè)備需要作用的部位，在這個(gè)過程中難以避免的會(huì)產(chǎn)生摩擦，損失一部分動(dòng)能。因此，需要在設(shè)計(jì)的過程中盡量較小各個(gè)組件之間的摩擦。例如，在“機(jī)械手”的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，對(duì)于其關(guān)節(jié)處都會(huì)采用光滑的圓柱、軸承和液壓柱進(jìn)行連接，同時(shí)在使用的過程中還會(huì)定期的用油進(jìn)行。目的就是為了減少機(jī)械設(shè)備活動(dòng)處的摩擦，減少動(dòng)力的損失。

3.功率匹配節(jié)能，合理運(yùn)用節(jié)能合理的分析不同應(yīng)用環(huán)境下所需要的功率大小，有依據(jù)的設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)功率。例如，飲品加工傳動(dòng)帶所需的功率就遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于裝卸工廠所用的傳動(dòng)帶的功率。為了節(jié)約機(jī)械的購買費(fèi)用還可以利用汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的原理，設(shè)置不同的檔位，根據(jù)實(shí)際功率需求進(jìn)行調(diào)節(jié)。

二、機(jī)械設(shè)計(jì)能源浪費(fèi)的原因

1.缺乏節(jié)能設(shè)計(jì)理念傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)理念是盡可能的提高機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)能力，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)的過程中首先考慮到的就是如何提高機(jī)械設(shè)備的載重量、運(yùn)轉(zhuǎn)速度等，其次便是機(jī)械設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性，完全忽略了節(jié)能設(shè)計(jì)，甚至為了提高之前的兩方面性能而使得設(shè)計(jì)能耗更高。

2.設(shè)計(jì)人員專業(yè)水平低機(jī)械設(shè)計(jì)工作都是由專門的設(shè)計(jì)人員完成的，部分設(shè)計(jì)人員的理論知識(shí)匱乏，固步自封、不愿意學(xué)習(xí)新的知識(shí)，導(dǎo)致與先進(jìn)的新型設(shè)計(jì)方式脫節(jié)。同時(shí)，很多設(shè)計(jì)人員長期忙于設(shè)計(jì)工作，不愿意深入基層考察設(shè)備的使用情況，導(dǎo)致理論脫離實(shí)踐，設(shè)計(jì)出的機(jī)械設(shè)備不具有可實(shí)現(xiàn)性。

3.技術(shù)水平無法滿足設(shè)計(jì)需要受到現(xiàn)有技術(shù)水平的限制很多設(shè)計(jì)思想很難得到實(shí)現(xiàn)，即使勉強(qiáng)得以實(shí)現(xiàn)也會(huì)大大增加機(jī)械設(shè)備的制造成本。所以，處于經(jīng)濟(jì)效益的角度考慮，很多機(jī)械制造商并不愿意完全按照設(shè)計(jì)要求引入相應(yīng)的節(jié)能技術(shù)。

三、如何做好機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能

1.選用環(huán)保型材料和環(huán)保型發(fā)動(dòng)機(jī)從設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)入手，在滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，優(yōu)先選取環(huán)保型的材料，材料盡量能夠做到可回收、易處理、無污染。發(fā)動(dòng)機(jī)是機(jī)械設(shè)備的主要污染源之一，對(duì)減少污染物排放具有重要的意義，比如可以選用環(huán)保型水冷增壓柴油機(jī)作為發(fā)動(dòng)機(jī)，此發(fā)動(dòng)機(jī)具有油耗低、排放低、使用壽命長等優(yōu)勢，條件允許的話，電控高性能長壽命節(jié)能型發(fā)動(dòng)機(jī)也是不錯(cuò)的選擇。

2.電子控制系統(tǒng)的精確化控制利用電子計(jì)算機(jī)和無線網(wǎng)組成的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械的精準(zhǔn)控制是機(jī)械節(jié)能的又一項(xiàng)措施。智能化終端可以依據(jù)設(shè)定的程序?qū)C(jī)械的運(yùn)行情況實(shí)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，做出智能化判斷，控制發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率等，以達(dá)到減少消耗的最佳標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)，其自我檢測還能及時(shí)發(fā)現(xiàn)、處理問題，延長機(jī)械的使用壽命。

3.做好液壓系統(tǒng)的清潔和防滲漏工作液壓系統(tǒng)的污濁物加快機(jī)械設(shè)備的磨損和腐蝕，液壓系統(tǒng)滲漏直接浪費(fèi)了寶貴的資源，因此，機(jī)械液壓系統(tǒng)也是機(jī)械節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)要重點(diǎn)考慮的問題之一。比如，加裝一個(gè)高效率、高精準(zhǔn)度的過濾裝置就可以過濾掉大部分摻雜物，降低雜物與機(jī)械的物理磨損。采用防滲透的新材料或改變零部件結(jié)構(gòu)，如密封的銷軸等防止?jié)B漏。

4.引入新的技術(shù)機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能的實(shí)現(xiàn)離不開技術(shù)的支持，在設(shè)計(jì)的過程中不能脫離實(shí)際的技術(shù)發(fā)展水平。但是，又不能完全禁錮設(shè)計(jì)思想，要大膽的進(jìn)行創(chuàng)新與嘗試，積極的將各種先進(jìn)的新型技術(shù)應(yīng)用到設(shè)計(jì)中去。例如，利用太陽能發(fā)電技術(shù)為機(jī)械設(shè)備提供動(dòng)力，再外加傳統(tǒng)的動(dòng)力系統(tǒng)以備不時(shí)之需，特別是對(duì)于小型機(jī)械設(shè)備，具有很強(qiáng)的可操作性。

四、結(jié)語

第5篇：機(jī)械原理范文

四、連桿機(jī)構(gòu)

平面連桿機(jī)構(gòu)是典型的平面機(jī)構(gòu)，圖5的（a）和（b）為其示意圖。因?yàn)槠矫孢B桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)屬于面接觸，所以它的承載能力比較強(qiáng)，而且能夠?qū)崿F(xiàn)多種運(yùn)動(dòng)類型的轉(zhuǎn)換，各種運(yùn)動(dòng)軌跡的實(shí)現(xiàn)也容易控制，非常方便地用來增力、擴(kuò)大行程和遠(yuǎn)距離傳動(dòng)。

從整體上看，人體四肢的運(yùn)動(dòng)方式，也可歸為連桿機(jī)構(gòu)。洪式太極拳手法非常靈活復(fù)雜，雙手配合起來更是變幻莫測，這也得益于上述連桿機(jī)構(gòu)的特征。

平面四連桿中有一個(gè)稱作“死點(diǎn)”的概念，值得我們注意。圖6中為一個(gè)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的示意圖，搖桿CD為主動(dòng)件，當(dāng)C點(diǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)到C1或C2位置時(shí)，A、B、C三點(diǎn)將共線，也就是說主動(dòng)件CD通過連桿作用于從動(dòng)件AB的力恰好通過其回轉(zhuǎn)中心，使AB桿無法轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)機(jī)構(gòu)的位置便稱為“死點(diǎn)”。實(shí)際上，處于死點(diǎn)位置時(shí)，也是一種機(jī)械自鎖狀態(tài)，在平面四連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中，一般采用安裝飛輪或兩組連桿并用的方式來使機(jī)構(gòu)闖過死點(diǎn)，避免機(jī)械自鎖的發(fā)生。

與平面四連桿類似，人體的四肢也存在著死點(diǎn)位置，以手臂為例，上圖中的A、B、C三點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)著腕部、肘部和肩部，當(dāng)手臂完全伸直或被折疊時(shí)，便是死點(diǎn)的位置，此時(shí)的手臂是最不靈活、最不得力的。因此，我們一方面要防止自己的四肢處于死點(diǎn)位置，另一方面又要誘使對(duì)方的四肢處于死點(diǎn)位置。洪式太極拳要求四肢不可完全伸直，要留有一定的弧度，肘部不可抬起，腕部角度不可折過，手部一般不可超過中線，弓步時(shí)膝蓋略微松垂，都是為了防止四肢處于死點(diǎn)的位置。

洪式太極拳在技法上對(duì)死點(diǎn)的運(yùn)用，也是相當(dāng)廣泛的。當(dāng)同對(duì)方接手后，典型的技法便是一只手牽制對(duì)方的腕部，另一只手控制對(duì)方的肘部，當(dāng)對(duì)方繼續(xù)向前時(shí)，我方可誘導(dǎo)其手臂伸直，同時(shí)施以捌法；若對(duì)方回撤，可利用對(duì)方腕、肘、肩的“三點(diǎn)一線”，直接將勁力打到對(duì)方身上，將對(duì)方托送出去；另外，還可折其肘部，將勁力反扣于對(duì)方身上，使對(duì)方不得運(yùn)化而被發(fā)出。這些技法都充分利用了連桿機(jī)構(gòu)“死點(diǎn)”的特殊性，這是非?？茖W(xué)的。

五、凸輪機(jī)構(gòu)

在闡述這個(gè)話題之前，有必要明確這樣一個(gè)事實(shí)：從人體骨骼上來分析，并無可轉(zhuǎn)動(dòng)的“輪子”和“球”，而只是以轉(zhuǎn)動(dòng)副形式結(jié)合起來的連桿。而大家都知道，太極拳非常崇尚“圓”，正所謂“一觸一太極，無處不是圓”，在這樣的形容下，一些練家恨不得將自己修煉成一個(gè)球體，于是諸如“處處撐圓”、“處處圓”、“腋下夾球”、“雙手抱球”等要求便開始大行其道，仿佛成了太極拳通用的法則。

實(shí)際上，任何一個(gè)圓，都是由無數(shù)個(gè)點(diǎn)組成的，所謂的圓，也只不過是點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡和動(dòng)態(tài)表現(xiàn)而已。當(dāng)你覺得一個(gè)圖形是圓的時(shí)候，那是因?yàn)槟愕囊暰€在組成線條的點(diǎn)上依次掃描了一遍，使你產(chǎn)生了運(yùn)動(dòng)的錯(cuò)覺。當(dāng)一切都靜止的時(shí)候，“圓”根本就不會(huì)存在的，只剩下一個(gè)個(gè)靜止的“點(diǎn)”，兩者是辯證的。太極拳也一樣，它所崇尚的“圓”，只是一個(gè)過程，一種動(dòng)態(tài)的效果。即便你真正練成了百變金剛，成為了形態(tài)上的球體，當(dāng)對(duì)方的力量作用于你的時(shí)候，如果你不轉(zhuǎn)動(dòng)，一樣會(huì)被打出的。所以，只有轉(zhuǎn)動(dòng)，才會(huì)有圓，這才是太極拳所說的“圓”。

洪先生很早就提出了靜態(tài)的“三角”和動(dòng)態(tài)的“圓”，認(rèn)為圓是由無數(shù)個(gè)三角所組成，所以洪式太極拳并沒有“腋下空”、“肘不貼肋”、“雙手抱球”的規(guī)矩，提出的核心要求為“松圓”，李駐軍先生將其進(jìn)一步解釋為“松開，轉(zhuǎn)圓”，松開是條件，轉(zhuǎn)圓是效果、是目的。因此，洪式太極拳的圓，是轉(zhuǎn)出來的。有了這樣的認(rèn)識(shí)后，再來看這節(jié)的標(biāo)題一“凸輪機(jī)構(gòu)”，就應(yīng)該理解，這是一種效果上的闡述，是利用人體客觀存在的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)模擬出來的。

凸輪是一個(gè)具有曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件，通過其回轉(zhuǎn)或往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，將動(dòng)力傳遞給從動(dòng)件，這就是凸輪機(jī)構(gòu)。圖7所展示的裝置，便是一個(gè)使用了凸輪機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)配氣系統(tǒng)，活塞在凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)下，有規(guī)律地做著直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

前面說到，人體并沒有這樣的輪子，但卻可以在特定的時(shí)間和空間下模擬出這樣的效果，比如說洪式太極拳的擠法，隨著手部離軀干越來越遠(yuǎn)，同對(duì)方的接觸點(diǎn)所走出的曲線軌跡的半徑也越來越大，于是便產(chǎn)生了排擠作用（暫不考慮手臂的自轉(zhuǎn)）。機(jī)器中凸輪所產(chǎn)生的動(dòng)力，作用于被固定在特定軌道上的從動(dòng)件，其意義也僅僅是推動(dòng)而已，而當(dāng)這種凸輪效應(yīng)被運(yùn)用在洪式太極拳中時(shí)，道理可就可沒有這么簡單了。

洪式太極拳的精妙之處在于“化打合一”，這和一般拳術(shù)是不大一樣的。洪式太極拳“化打合一”的方式有三種：“一引一打”、“帶引帶打”和“即引即打”，而這三種方式又屬最后一種最為精妙，也最令對(duì)手難防。“即引即打”的特點(diǎn)是僅在一個(gè)接觸點(diǎn)上完成化勁與發(fā)勁，而且是同時(shí)的。那么洪式太極拳是怎么做到的呢？一部分奧妙就隱藏在凸輪機(jī)構(gòu)的原理中。

為了簡化問題，我們還是以洪式太極拳的擠法為例，且只考慮手臂公轉(zhuǎn)的情況。如圖8（a）所示，上面的圓代表敵方，下面的橢圓代表我方，當(dāng)我方貼住對(duì)方軀干向其中軸線施以擠法時(shí)，如對(duì)方抗勁，其作用力F與我方作用力G在點(diǎn)A處產(chǎn)生抵觸。這時(shí)，由于我方手臂的公轉(zhuǎn)，在摩擦力的作用下，對(duì)方的作用點(diǎn)A會(huì)被我的轉(zhuǎn)動(dòng)帶離原來的位置，如圖8（b）所示，這時(shí)對(duì)方的作用力來不及改變方向，依然指向A點(diǎn)，瞬間失去了與其相平衡的作用力G，從而使自己重心失衡，而在這個(gè)過程中，我方的作用力G如同凸輪一樣做著動(dòng)態(tài)調(diào)整，讓這個(gè)力始終指向?qū)Ψ降闹休S線，在滾動(dòng)中產(chǎn)生了新的作用點(diǎn)B。于是，對(duì)方在失重的狀態(tài)下，源源不斷地遭受到這個(gè)碾壓力G的作用，從而被打了出去。

從這個(gè)原理中可以看出，無論對(duì)方來力有多大，只要在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間避開A點(diǎn)之鋒芒，使我方作用力滾動(dòng)到敵方作用力的側(cè)翼，便可產(chǎn)生“四兩撥千斤”的效果，而在實(shí)際運(yùn)用時(shí)，這個(gè)過程也是“一轉(zhuǎn)即逝”的，因而便體現(xiàn)出了洪式太極拳“化打合一”的技擊理念。

那么，在明白了上述原理后，也應(yīng)該能夠理解，手臂的自轉(zhuǎn)也可以產(chǎn)生碾壓式的凸輪效應(yīng)。因?yàn)槭直凼怯写侄鹊模錂M截面近似圓形，隨著公轉(zhuǎn)產(chǎn)生的推動(dòng)作用，手臂的自轉(zhuǎn)便成為了一個(gè)向前碾壓的輪子，上面所說的擠法，實(shí)際上是兩個(gè)凸輪的合成，一個(gè)是橫向的，一個(gè)是縱向的，從兩個(gè)維度上同時(shí)破壞對(duì)方的平衡并予以打擊，這正是洪式太極拳的精妙所在！

六、螺旋機(jī)構(gòu)

纏絲勁是陳、洪二式太極拳的精華，提出“太極拳纏法也……不明此，既不明拳”的陳鑫先生，在其《陳氏太極拳圖說》一書中，畫了許多纏繞在人體上的一圈圈順逆纏絲的線條，以此來表達(dá)纏絲勁的走向。但由于古人對(duì)運(yùn)動(dòng)科學(xué)的了解比較有限，又引入了《河圖》、《洛書》為其論證，使纏絲勁愈發(fā)神秘，甚至有了些許的巫性，使得后學(xué)者依舊摸不著頭腦。洪先生可謂是開宗明義，用精煉的話語揭開了纏絲勁神秘的面紗：“太極是勁，動(dòng)作走螺旋。”首次將纏法擺到了核心運(yùn)動(dòng)規(guī)律的位置上。洪式太極拳的纏絲勁，便是基于這種螺旋運(yùn)動(dòng)形式而產(chǎn)生的。

在機(jī)械領(lǐng)域，螺旋機(jī)構(gòu)是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)、以犧牲距離來換取動(dòng)力的一種機(jī)械裝置。螺旋機(jī)構(gòu)是“斜面”這一簡單機(jī)械的延伸運(yùn)用，它將斜面纏繞于轉(zhuǎn)軸之上，形成螺紋，使其在旋轉(zhuǎn)中產(chǎn)生源源不斷的推動(dòng)力。螺旋機(jī)構(gòu)的運(yùn)用相當(dāng)廣泛，千斤頂、螺絲釘都是被人們所熟知的，但這種省力的螺旋運(yùn)動(dòng)的形式，又是如何體現(xiàn)在人體上的呢？

事實(shí)上，人體并無螺紋，所以這樣的效果其實(shí)也模擬出來的。在洪式太極拳中，有這樣一些動(dòng)作要領(lǐng)：“出手不出肘”、“收肘不收手”、“松肩沉肘揚(yáng)指”，這就保證了我的手臂形成了一個(gè)斜面，在對(duì)方與我接觸時(shí)（無論按與抓），其作用力總是作用在這個(gè)斜面上，如果此時(shí)保持這樣的角度直接向前催動(dòng)，便是斜面的運(yùn)用，但還不是螺旋的運(yùn)用，產(chǎn)生螺旋運(yùn)動(dòng)還需要另一個(gè)條件：轉(zhuǎn)動(dòng)。但是前面說到，人體并無螺紋，轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的動(dòng)力無法使形成的斜面向外延展，所產(chǎn)生的效果也僅僅是使力點(diǎn)扭曲和滑脫，猶如一個(gè)沒有螺紋的滾軸。為了模擬出螺旋機(jī)構(gòu)，我們還需在縱向上增加一個(gè)直線或曲線運(yùn)動(dòng)，使得這個(gè)斜面在旋轉(zhuǎn)中前進(jìn)，這就要求手臂在梢節(jié)的引領(lǐng)下，使手臂向特定方向伸展，即手臂的公轉(zhuǎn)。

說到梢節(jié)的引領(lǐng)，在這里有必要闡述一下其中的道理。由于人體手指與腕部骨骼數(shù)量較多，其靈活性非常好。且由于尺骨與橈骨的存在，整條手臂的自由度從手指到肩部是依次遞減的，那么在催動(dòng)手臂自轉(zhuǎn)時(shí)，最佳部位當(dāng)然是從手指開始。另外，梢節(jié)還有一個(gè)重要作用，那就是在公轉(zhuǎn)中控制好斜面形成的角度。因?yàn)閷?duì)方是動(dòng)的，會(huì)千方百計(jì)破壞這種斜面的存在，所以我方對(duì)這種角度的動(dòng)態(tài)控制，也必須由較為靈活梢節(jié)來承擔(dān)。

從上述中可以看到，“形成斜面”、“手臂自轉(zhuǎn)”、“手臂公轉(zhuǎn)”這三個(gè)條件必須同時(shí)具備，才可在原理上模擬出螺旋機(jī)構(gòu)，這就是纏法。通過纏法，我方可將身肢的旋轉(zhuǎn)與伸展的力量融為一體，產(chǎn)生強(qiáng)大的化打合一的力道，這就是纏絲勁。因?yàn)槭直鄣睦p法最為復(fù)雜，懂得了它也就懂得了腿部和軀干纏法的原理。軀干只有自轉(zhuǎn)，沒有公轉(zhuǎn)，而腿部也只有在變換步型和運(yùn)用腿法時(shí)才會(huì)出現(xiàn)公轉(zhuǎn)，它們相對(duì)于手臂來說比較簡單。

螺旋運(yùn)動(dòng)運(yùn)用在洪式太極拳中，除了省力、增力外，還有一個(gè)重要的意義，那就是產(chǎn)生絞力。機(jī)械傳動(dòng)螺桿是極其堅(jiān)硬的，在承受到強(qiáng)大扭絞力時(shí)也不會(huì)有疼痛感，而人則完全不同。人的肢體在這種絞力的作用下，如果不能及時(shí)化解，內(nèi)部便會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力，而這種應(yīng)力主要集中在關(guān)節(jié)韌帶處，所產(chǎn)生的疼痛感會(huì)令對(duì)方痛苦不堪，從而失去戰(zhàn)斗力。因此，洪式太極拳的擒拿，自始自終都貫徹著纏法的運(yùn)用，威力巨大，精妙無比。

第6篇：機(jī)械原理范文

關(guān)鍵詞：機(jī)械原理；教學(xué)改革；課程特點(diǎn)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2013）39-0054-03

一、引言

十多年來，機(jī)械原理課程教學(xué)改革在教學(xué)內(nèi)容的拓展、綜合型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、課外科技創(chuàng)新活動(dòng)的參與等方面已取得了豐碩的成果。然而該課程目前仍然存在著諸如理論教學(xué)內(nèi)容以傳統(tǒng)內(nèi)容為主，鮮有新技術(shù)、新理論的注入；實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容改革滯后于理論教學(xué)內(nèi)容改革，并孤立于本知識(shí)點(diǎn)或本課程之內(nèi)，不具有系統(tǒng)性和延續(xù)性；教學(xué)手段以多媒體課件為主，鮮有創(chuàng)新；教學(xué)方式以教師的教為主導(dǎo)，難以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性等問題。因此，機(jī)械原理課程改革不能止步于此，必須不斷深化。探討課程改革的深化方向，以期實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)綜合素質(zhì)高、創(chuàng)新能力強(qiáng)的高級(jí)工程技術(shù)人才的目標(biāo)，是非常值得探究的問題。

二、教學(xué)內(nèi)容改革

在培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械產(chǎn)品綜合設(shè)計(jì)能力的全局中，機(jī)械原理課程承擔(dān)著培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的重要任務(wù)。因此課程的教學(xué)內(nèi)容在強(qiáng)調(diào)典型機(jī)構(gòu)基本知識(shí)掌握的同時(shí)，還應(yīng)注重知識(shí)的系統(tǒng)性和完整性，并應(yīng)考慮本課程內(nèi)容與機(jī)械基礎(chǔ)其他系列課程內(nèi)容的有機(jī)銜接，使學(xué)生在剛剛接觸專業(yè)基礎(chǔ)課時(shí)就能從機(jī)械產(chǎn)品綜合設(shè)計(jì)的全局角度理解、掌握和創(chuàng)新本課程所涉獵的知識(shí)。為此，課程可以考慮在如下方面進(jìn)行深入改革。

1.課堂教學(xué)內(nèi)容。傳統(tǒng)課堂教學(xué)中，單一機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、分析要貫穿課程教學(xué)始終。這樣的教學(xué)內(nèi)容設(shè)置不利于學(xué)生養(yǎng)成完整性、系統(tǒng)性思維習(xí)慣，不利于學(xué)生掌握機(jī)械產(chǎn)品整體方案設(shè)計(jì)技能和增強(qiáng)方案創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。因此，機(jī)械系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì)應(yīng)是教學(xué)的重點(diǎn)。課堂教學(xué)中應(yīng)逐步滲入機(jī)構(gòu)選型、機(jī)構(gòu)組合和變異、機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)方面的內(nèi)容，并使其逐步成為課堂教學(xué)的主導(dǎo)內(nèi)容。此外，還應(yīng)適度增加學(xué)科前沿中重要的新成果和新方法。凝練、精簡傳統(tǒng)內(nèi)容，增加學(xué)科前沿內(nèi)容，緊跟科技發(fā)展動(dòng)態(tài)，不斷推陳出新，才能培養(yǎng)出創(chuàng)新意識(shí)強(qiáng)、創(chuàng)新思維活躍的創(chuàng)新型人才。

2.實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。（1）課程設(shè)計(jì)：伴隨著強(qiáng)調(diào)機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的課程內(nèi)容改革的實(shí)施，作為實(shí)踐環(huán)節(jié)之一的課程設(shè)計(jì)，必須將以機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析為主轉(zhuǎn)成以機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)為主。課程設(shè)計(jì)的任務(wù)不能僅局限于對(duì)牛頭刨床、插床等機(jī)械系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析，而應(yīng)對(duì)有特定功能要求的機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行整體運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)。當(dāng)然設(shè)計(jì)任務(wù)也要對(duì)典型機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)特性分析等內(nèi)容進(jìn)行強(qiáng)化，不過不應(yīng)過分強(qiáng)調(diào)利用圖解法設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)和對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生利用工程軟件如ADAMS、Matlab等完成相應(yīng)設(shè)計(jì)任務(wù)[1]。這樣既訓(xùn)練了學(xué)生使用工程設(shè)計(jì)、分析軟件的能力，又使學(xué)生掌握在機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和分析方面更為精確、使用更廣泛的解析法。（2）實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容：為增強(qiáng)學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)能力和提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容需在傳統(tǒng)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上增添綜合型和創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)。這兩類實(shí)驗(yàn)要以機(jī)械系統(tǒng)整體運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)為訓(xùn)練核心，拓展驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)的廣度、深度和難度，更具有應(yīng)用性、系統(tǒng)性和綜合性。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)應(yīng)以強(qiáng)化學(xué)生形成機(jī)械系統(tǒng)的整體觀念，使學(xué)生能夠感知包括機(jī)械原理在內(nèi)的機(jī)械基礎(chǔ)系列課程，如機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、幾何精度和互換性、機(jī)-電一體化等的基礎(chǔ)理論知識(shí)在機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的綜合運(yùn)用，并向?qū)W生展示機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的突出地位。

三、教學(xué)手段改革

教學(xué)手段是“教”與“學(xué)”之間的媒介，直接影響教學(xué)效率、教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量。

1.課堂教學(xué)手段。歷經(jīng)十多年的教學(xué)手段改革，電子教案、多媒體課件和多媒體動(dòng)畫已經(jīng)廣泛應(yīng)用于課堂教學(xué)中，這些多媒體教學(xué)手段在節(jié)省板書時(shí)間、提高教學(xué)效率、緩解學(xué)時(shí)縮短壓力、調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣等方面優(yōu)點(diǎn)突出。不過，要講解如此之多典型機(jī)構(gòu)的機(jī)械原理課堂上卻從未見教師使用過任何典型機(jī)構(gòu)教具給同學(xué)現(xiàn)場演示機(jī)構(gòu)的演化過程或運(yùn)動(dòng)特性等知識(shí)要點(diǎn)。學(xué)過化學(xué)的人一定會(huì)記得化學(xué)課上教師當(dāng)場演示化學(xué)試劑在化學(xué)器皿內(nèi)熱烈的化學(xué)反應(yīng)，這種現(xiàn)場的視覺沖擊，使學(xué)生對(duì)現(xiàn)象產(chǎn)生深刻的印象和對(duì)現(xiàn)象本質(zhì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的探究欲望。與此類似，如果在機(jī)械原理課堂上，教師能夠通過機(jī)構(gòu)教具現(xiàn)場演示鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過程，演示利用鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)演化出曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，并且繼續(xù)演化出導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、搖塊機(jī)構(gòu)、定塊機(jī)構(gòu)等其他類型四桿機(jī)構(gòu)的過程，一定能夠輕松觸發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，幫助學(xué)生深刻理解、掌握所學(xué)知識(shí)點(diǎn)，還能夠激發(fā)出學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)的激情。

2.實(shí)踐教學(xué)手段。（1）開發(fā)虛擬實(shí)驗(yàn)：在計(jì)算機(jī)技術(shù)高度發(fā)達(dá)的今天，在制造出實(shí)體機(jī)械產(chǎn)品之前，完全可以對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造、測試等過程在計(jì)算機(jī)構(gòu)造的虛擬開發(fā)環(huán)境中進(jìn)行數(shù)字化模擬，即所謂的虛擬設(shè)計(jì)、虛擬制造。與此相仿，虛擬實(shí)驗(yàn)就是在計(jì)算機(jī)構(gòu)造的虛擬環(huán)境中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)[2]。相比傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，虛擬實(shí)驗(yàn)具有實(shí)驗(yàn)范圍大，實(shí)驗(yàn)方法、過程多樣化，安全性高，場地、設(shè)備投入小，容易調(diào)動(dòng)實(shí)驗(yàn)者興趣等優(yōu)點(diǎn)。加上網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的參與，虛擬實(shí)驗(yàn)可以突破時(shí)間、空間和地域的限制，只要手邊有一臺(tái)可以聯(lián)網(wǎng)的電腦，實(shí)驗(yàn)者即可進(jìn)入實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。將信息技術(shù)與專業(yè)知識(shí)相結(jié)合開發(fā)的虛擬實(shí)驗(yàn)變革了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑鋵?shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)開設(shè)方式值得探討。（2）工程設(shè)計(jì)類軟件應(yīng)用于課程設(shè)計(jì)中：商業(yè)軟件已廣泛用于產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)是毋庸置疑的事實(shí)。然而，因害怕學(xué)生對(duì)課程中的基本理論和基本方法缺少足夠的應(yīng)用訓(xùn)練，在課程設(shè)計(jì)中阻止學(xué)生使用商業(yè)軟件也是事實(shí)。這樣做不僅扼殺了學(xué)生的創(chuàng)造性，而且不利于培養(yǎng)學(xué)生對(duì)未來工作的適應(yīng)性。適當(dāng)提倡學(xué)生利用工程設(shè)計(jì)類軟件輔助完成課程設(shè)計(jì)任務(wù)，例如：利用AutoCAD進(jìn)行圖解法的機(jī)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)；利用ADAMS進(jìn)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)分析和機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)；利用C語言等計(jì)算機(jī)語言或Matlab等工程計(jì)算軟件進(jìn)行諸如凸輪基圓半徑選取等理論計(jì)算，既可以磨煉學(xué)生的軟件操作技能，又可以使學(xué)生有更多的時(shí)間、精力用于方案設(shè)計(jì)訓(xùn)練。（3）教學(xué)方式和方法改革。多少年來，機(jī)械原理課程教學(xué)一直采用說教式“教”和接受式“學(xué)”的教學(xué)方式。教學(xué)過程以教師為主，教師主動(dòng)灌輸，學(xué)生被動(dòng)接受。這種教學(xué)方式扼殺了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，泯滅了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)[3]。因此將教學(xué)方式轉(zhuǎn)變成“以學(xué)生為主體、以教師為主導(dǎo)”的互動(dòng)式研究型教學(xué)方式是教學(xué)改革的又一重要任務(wù)。在教學(xué)活動(dòng)中，教師為主導(dǎo)，作精講引導(dǎo)，開展啟發(fā)式教學(xué)；學(xué)生為主體，自主學(xué)習(xí)、研究探索和進(jìn)行個(gè)性化的實(shí)踐活動(dòng)。整個(gè)教學(xué)過程是師生交往、共同發(fā)展的互動(dòng)過程。這種教學(xué)方式能夠培養(yǎng)學(xué)生良好的自學(xué)能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，提高學(xué)生提出問題、分析問題和解決問題的能力。將教學(xué)過程設(shè)計(jì)成一個(gè)個(gè)任務(wù)的完成過程，學(xué)生在完成任務(wù)的過程中探求知識(shí)，培養(yǎng)技能，發(fā)展個(gè)性。為此，在課堂教學(xué)中可以開展有工程背景的案例教學(xué)或討論式教學(xué)；實(shí)踐教學(xué)中，探索由有能力的學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、自主提出課程設(shè)計(jì)題目；課外適度增加需要學(xué)生自主研究的大作業(yè)和開展有主題的科技訓(xùn)練和創(chuàng)新項(xiàng)目。教學(xué)方式、方法改革強(qiáng)調(diào)在教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)努力給學(xué)生營造一個(gè)自主學(xué)習(xí)、合作探討、積極探索、開放、有活力的培養(yǎng)環(huán)境。這種環(huán)境必須能夠提供給學(xué)生足夠多的學(xué)習(xí)資源，支持學(xué)生主動(dòng)探索。蓬勃發(fā)展的信息技術(shù)，特別是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為環(huán)境的營造提供了保障。通過網(wǎng)絡(luò)，學(xué)生便可輕松地獲取各類信息、學(xué)習(xí)資源，選擇性地用于各種問題的研究中。

經(jīng)過十多年的探索和實(shí)踐，機(jī)械原理課程教學(xué)改革積累了許多寶貴的經(jīng)驗(yàn)，但深化改革的任務(wù)仍然十分艱巨。我們必須以培養(yǎng)綜合素質(zhì)高、創(chuàng)新能力強(qiáng)的21世紀(jì)工程技術(shù)人才為目標(biāo)指引，充分融合飛速發(fā)展的信息技術(shù)，跟蹤學(xué)科前沿，與時(shí)俱進(jìn)，拓寬步伐，深化教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和教學(xué)方式、方法改革。

參考文獻(xiàn)：

[1]華劍，晏亮.工程類軟件在機(jī)械原理教學(xué)中的應(yīng)用[J].長江大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，5：（3）：363-365.

[2]高江紅.《機(jī)械原理》課程虛擬實(shí)驗(yàn)子系統(tǒng)的研發(fā)[J].南京工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2003，3（1）：52-58.

第7篇：機(jī)械原理范文

關(guān)鍵詞：機(jī)械原理;驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn);綜合性實(shí)驗(yàn);創(chuàng)新能力

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）40-0086-02

一、引言

《機(jī)械原理》課程是機(jī)械工程專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，是后續(xù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》等課程的基礎(chǔ)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生掌握一些常見的機(jī)構(gòu)的特性和具有初步設(shè)計(jì)機(jī)械的能力非常重要。而要鞏固和加深課本的知識(shí)，就離不開實(shí)驗(yàn)課程的開展。以前我?！稒C(jī)械原理》課程的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目較少，且實(shí)驗(yàn)設(shè)備陳舊，阻礙了實(shí)驗(yàn)課程改革的進(jìn)行，隨著學(xué)校經(jīng)費(fèi)的投入，實(shí)驗(yàn)室陸續(xù)購入一些實(shí)驗(yàn)設(shè)備，為我校實(shí)驗(yàn)課程的改革提供了條件。

二、我?！稒C(jī)械原理》實(shí)驗(yàn)課程存在的一些問題

經(jīng)過多年的建設(shè)，我?！稒C(jī)械原理》課程已經(jīng)有非常好的基礎(chǔ)，課程體系豐富、合理，配套的習(xí)題和資料也很齊全，任課教師多數(shù)都有多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。但作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課，它和工程實(shí)踐有著緊密的聯(lián)系，單純的課堂講授不能驗(yàn)證、鞏固和加深課堂講授的知識(shí)，必須借助實(shí)驗(yàn)課程的開展。但目前本課程的實(shí)驗(yàn)存在以下一些問題。

1.實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目少。改革前的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目非常少，只有三個(gè)實(shí)驗(yàn)：參觀模型陳列柜、機(jī)構(gòu)測繪和齒輪展成實(shí)驗(yàn)。這幾個(gè)實(shí)驗(yàn)涵蓋的知識(shí)面狹窄，只關(guān)系到課本中“機(jī)構(gòu)的組成原理”、“平面連桿機(jī)構(gòu)的特性”和“齒輪的切削法加工”部分的內(nèi)容。而課本涉及的內(nèi)容遠(yuǎn)不止這些，比如還有凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及機(jī)器的動(dòng)力學(xué)等方面的內(nèi)容。因此有必要拓展實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和數(shù)量。

2.實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目類型單一。改革前的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目不僅少而且單一，機(jī)構(gòu)的測繪和齒輪展成實(shí)驗(yàn)都是驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生只需按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的要求，按部就班地完成要求的步驟即可。參觀模型陳列柜這個(gè)實(shí)驗(yàn)即使連驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)也算不上，最多只是加深學(xué)生對(duì)這門課程研究對(duì)象的理解，以及增加學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。隨著學(xué)校和企業(yè)對(duì)人才培養(yǎng)質(zhì)量要求的提高，對(duì)具有創(chuàng)新性人才的要求越來越迫切，因而增加實(shí)驗(yàn)類型，提高學(xué)生動(dòng)手能力，加強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)就提上日程。

3.實(shí)驗(yàn)的開展渠道狹窄。以往的實(shí)驗(yàn)，都是計(jì)劃內(nèi)必做實(shí)驗(yàn)。一般在相關(guān)課程內(nèi)容講授完成后，按照任課教師的安排，由學(xué)生和實(shí)驗(yàn)室相關(guān)實(shí)驗(yàn)人員聯(lián)系，按照實(shí)驗(yàn)設(shè)備的情況，把學(xué)生分成若干小組，課內(nèi)學(xué)時(shí)完成不了的，在學(xué)生的課余時(shí)間內(nèi)完成。在這種情況下，即使實(shí)驗(yàn)室還有其他實(shí)驗(yàn)設(shè)備，能夠開展其他實(shí)驗(yàn)，學(xué)生想做這些實(shí)驗(yàn)，也沒有可能。在中央和地方共建實(shí)驗(yàn)室后，國家和學(xué)校陸續(xù)投入了大量資金，購入了許多設(shè)備，能夠開展各種類型的實(shí)驗(yàn)，因而有必要拓展實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行渠道。

4.不能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。實(shí)驗(yàn)類型單一，多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，并且都是必做實(shí)驗(yàn)，學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)老師的要求操作即可。有部分同學(xué)可能并不清楚每個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟的目的，實(shí)驗(yàn)的效果可想而知。在這種情況下，很難調(diào)動(dòng)起學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的積極性，也難以達(dá)到提高學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的要求。

三、改革的具體措施和手段

1.在實(shí)驗(yàn)室講授緒論部分內(nèi)容。本課程緒論部分主要介紹《機(jī)械原理》課程的研究對(duì)象及課程的內(nèi)容等知識(shí)。通過這一章的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解課程的研究重點(diǎn)，在機(jī)械專業(yè)中的重要地位和作用;了解學(xué)科的發(fā)展趨勢;增強(qiáng)學(xué)生對(duì)課程的感性認(rèn)識(shí)，從而調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)這門課程的興趣。以前這部分內(nèi)容主要為課堂講授，同時(shí)借助多媒體教學(xué)。雖然也能講清楚一些基本知識(shí)和內(nèi)容，但缺乏感性認(rèn)識(shí)，難以調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，從而也失去了緒論這部分章節(jié)應(yīng)起的作用。改革后，緒論課改在實(shí)驗(yàn)室的模型陳列室上，教師一邊講授相關(guān)的內(nèi)容，一邊動(dòng)手操作。模型陳列室的機(jī)構(gòu)多種多樣，有許多都是和生產(chǎn)實(shí)踐緊密聯(lián)系的機(jī)構(gòu)，并且很多機(jī)構(gòu)通過控制都可以運(yùn)動(dòng)起來，生動(dòng)有趣的運(yùn)動(dòng)模型即增加了學(xué)生對(duì)機(jī)構(gòu)的感性認(rèn)識(shí)，又能加強(qiáng)學(xué)生對(duì)課程的興趣，從而能夠充分調(diào)動(dòng)起學(xué)生對(duì)課程學(xué)習(xí)的熱情。

2.和生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合。本課程的教學(xué)任務(wù)，除了要求學(xué)生掌握一些基本知識(shí)和基本理論外，還要能夠理論聯(lián)系實(shí)際，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決一些工程實(shí)踐的問題。因此教師除了授課時(shí)講一些和課本知識(shí)相關(guān)的具體案例外，還要激勵(lì)學(xué)生走出教室，通過仔細(xì)觀察和思考，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決一些力所能及的問題。在講完機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖的繪制后，除布置書面作業(yè)外，還可讓學(xué)生走向社會(huì)，通過自己觀察和思考，繪制一些簡單機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡圖。比如家里有縫紉機(jī)的學(xué)生，可以通過觀察和測量，繪制出縫紉機(jī)的踏板機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖;在外面修補(bǔ)鞋子時(shí)，通過觀察補(bǔ)鞋機(jī)的運(yùn)動(dòng)，繪制出補(bǔ)鞋機(jī)的機(jī)構(gòu)示意圖等。這樣，既鞏固了所學(xué)知識(shí)，又能鍛煉學(xué)生的觀察和思考能力，進(jìn)而做到理論和實(shí)踐相結(jié)合，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到所學(xué)知識(shí)確實(shí)有用，從而增加學(xué)習(xí)的動(dòng)力。

3.增加實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)類型。在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室購入實(shí)驗(yàn)設(shè)備情況，增加了動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)、平面機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、簡單機(jī)構(gòu)性能測試分析實(shí)驗(yàn)、平面機(jī)構(gòu)創(chuàng)意組合分析測試實(shí)驗(yàn)以及系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)調(diào)速實(shí)驗(yàn)。除動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)外，其余實(shí)驗(yàn)均為設(shè)計(jì)性或綜合性實(shí)驗(yàn)。①創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。平面機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)為創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)設(shè)備包括組成機(jī)構(gòu)的各種構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副。學(xué)生可根據(jù)平面機(jī)構(gòu)的組成原理，首先選擇所需的各種桿組，然后用相關(guān)的運(yùn)動(dòng)副將有關(guān)構(gòu)件聯(lián)接起來，再將它們依次聯(lián)接到機(jī)架和原動(dòng)件上，就可以創(chuàng)造出各種各樣的機(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)完成后，再根據(jù)機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件，計(jì)算所設(shè)計(jì)“機(jī)構(gòu)”的自由度，來判斷機(jī)構(gòu)能否運(yùn)動(dòng)以及所需原動(dòng)件的數(shù)目。通過該實(shí)驗(yàn)，既能鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，又能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，為學(xué)生設(shè)計(jì)各種機(jī)構(gòu)提供了一種思維方法，同時(shí)通過實(shí)驗(yàn)，對(duì)課本“平面機(jī)構(gòu)的組成原理”部分進(jìn)行了驗(yàn)證，從而做到理論和實(shí)踐相結(jié)合。②綜合性實(shí)驗(yàn)。簡單機(jī)構(gòu)性能測試分析實(shí)驗(yàn)、平面機(jī)構(gòu)創(chuàng)意組合分析測試實(shí)驗(yàn)及系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)調(diào)速實(shí)驗(yàn)均為綜合性實(shí)驗(yàn)。簡單機(jī)構(gòu)性能測試分析實(shí)驗(yàn)：能夠設(shè)計(jì)和分析測試若干個(gè)常用的機(jī)構(gòu)。以曲柄滑塊機(jī)構(gòu)為例，有兩種設(shè)計(jì)方法，分別為：按行程速度變化系數(shù)K設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)連桿運(yùn)動(dòng)軌跡設(shè)計(jì)。學(xué)生可將設(shè)計(jì)好的參數(shù)輸入計(jì)算機(jī)，進(jìn)而得到所測試構(gòu)件的速度、加速度曲線，通過線圖直觀地看到所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)是否合乎要求;還可通過計(jì)算機(jī)對(duì)所測試的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的曲柄或連桿等尺寸進(jìn)行優(yōu)化，得到優(yōu)化后機(jī)構(gòu)中某構(gòu)件的速度和加速度仿真曲線，通過前后對(duì)比，了解曲柄和連桿等的尺寸對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性的影響，認(rèn)識(shí)到即使是同一類型的機(jī)構(gòu)，但機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件的尺寸不同，也對(duì)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)性能有很大的影響，從而加深對(duì)課本中相關(guān)知識(shí)的理解。平面機(jī)構(gòu)創(chuàng)意組合分析測試實(shí)驗(yàn)：學(xué)生可按照自己所設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的功能要求，根據(jù)機(jī)構(gòu)常用的組合方式，先擬定機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方案，再進(jìn)行相關(guān)機(jī)構(gòu)的選型，在選型時(shí)必須仔細(xì)對(duì)比各種候選機(jī)構(gòu)的不同特點(diǎn)和適用場合，選擇符合運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力要求的機(jī)構(gòu)，從而進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)各種不同機(jī)構(gòu)性能的了解。在運(yùn)動(dòng)方案擬定后，再根據(jù)所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)，利用有關(guān)的工具，把所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)組裝起來，機(jī)構(gòu)安裝完成后，還可利用電機(jī)驅(qū)動(dòng)原動(dòng)件運(yùn)動(dòng)，驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)是否可行。這樣既鍛煉了學(xué)生擬定機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的能力，又增強(qiáng)了學(xué)生的動(dòng)手能力。系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)調(diào)速實(shí)驗(yàn)：通過該實(shí)驗(yàn)，可使學(xué)生了解等效驅(qū)動(dòng)力矩、等效阻力矩和等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等對(duì)周期性速度波動(dòng)的影響，掌握對(duì)周期性速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)手段，掌握飛輪設(shè)計(jì)的有關(guān)問題。

4.拓展實(shí)驗(yàn)開展渠道。除計(jì)劃學(xué)時(shí)內(nèi)必做實(shí)驗(yàn)外，其余實(shí)驗(yàn)可安排在課外進(jìn)行，學(xué)生可按興趣選做其中的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。同時(shí)，有關(guān)老師成立若干個(gè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)小組，爭取學(xué)校一定的經(jīng)費(fèi)支持，在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生完成有關(guān)的設(shè)計(jì)和操作，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果加以分析，以論文的形式形成最終成果。然后組織有經(jīng)驗(yàn)的教師組成答辯小組，對(duì)學(xué)生的成果進(jìn)行驗(yàn)收，來督促學(xué)生認(rèn)真及時(shí)地完成創(chuàng)新設(shè)計(jì)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行系統(tǒng)性的分析總結(jié)，從而鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力、動(dòng)手能力和分析解決問題的能力。

四、成果與思考

1.本課程的第一堂課在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，通過教師的講解，結(jié)合對(duì)各種典型機(jī)構(gòu)模型運(yùn)動(dòng)的操控，直觀地展示了本課程的研究對(duì)象，增強(qiáng)了學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，為課程的后續(xù)學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。

2.鼓勵(lì)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)與工程實(shí)踐相結(jié)合，增強(qiáng)了學(xué)生的工程實(shí)踐意識(shí)和解決實(shí)際問題的能力，使學(xué)生意識(shí)到所學(xué)知識(shí)是真正有用的，提高了學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，促進(jìn)了理論和實(shí)踐的結(jié)合，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。但受到所學(xué)知識(shí)的限制，只能解決一些相對(duì)比較簡單的問題。這就需要任課教師幫助選擇合適的實(shí)踐題材。

3.增加了創(chuàng)新性和綜合性實(shí)驗(yàn)。通過這些實(shí)驗(yàn)的開展，鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力和觀察解決問題的能力，增強(qiáng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。但對(duì)實(shí)驗(yàn)的具體開展，比如實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的編寫等，還有許多問題需要進(jìn)一步修改完善。

4.實(shí)驗(yàn)開展渠道增加，可以在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)，在不壓縮授課時(shí)間的情況下，增加實(shí)驗(yàn)的類型和數(shù)量，也取得了良好的效果，但也增加了實(shí)驗(yàn)人員和教師的工作量，如何協(xié)調(diào)這兩者的矛盾，也是今后需考慮的一個(gè)問題。

經(jīng)過近一年的改革實(shí)踐，效果比較顯著，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性被充分地調(diào)動(dòng)了起來，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)觀察問題和解決問題的能力顯著提高，增強(qiáng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和工程實(shí)踐意識(shí)，動(dòng)手能力也得到了顯著提高。

參考文獻(xiàn)：

第8篇：機(jī)械原理范文

【關(guān)鍵詞】典型表面;機(jī)械加工;成形原理

1.機(jī)床上零件表面成形的原理

金屬切削機(jī)床可加工的零件表面均為線性表面，即該表面可以通過兩條發(fā)生線以一定的規(guī)則運(yùn)動(dòng)形成。這兩條線分別為母線和導(dǎo)線，母線以一定的規(guī)則或方式沿著導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)可以形成某種特定表面。因此也可以說，線性表面是通過母線和導(dǎo)線的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而形成的，或者說零件表面的成形過程也就是兩條發(fā)生線形成的過程，這就是零件表面的發(fā)生線成形原理。金屬切削機(jī)床的成形運(yùn)動(dòng)就是形成兩條發(fā)生線的運(yùn)動(dòng)。

1.1表面發(fā)生線的形成方法

形成零件表面的母線和導(dǎo)線都是發(fā)生線，發(fā)生線形成的方法共有4種：軌跡法、成形法、相切法和范成法（或稱展成法）。

1.1.1軌跡法的特征

刀具的切削刃與將要形成的表面呈點(diǎn)接觸，該點(diǎn)沿著將要形成的發(fā)生線運(yùn)動(dòng)，其軌跡線就是發(fā)生線。軌跡法需要一個(gè)成形運(yùn)動(dòng)。

1.1.2成形法的特征

刀刃的形狀和將要形成的發(fā)生線是完全吻合的，因此不需刀具和工件之間有相對(duì)成形運(yùn)動(dòng)即可實(shí)現(xiàn)發(fā)生線。

1.1.3相切法的特征

刀具為盤狀或柱狀的多齒刀具，每個(gè)刀齒輪流切削形成一系列刀刃的軌跡線，和這些軌跡線共同相切的線被稱為包絡(luò)線，該包絡(luò)線即是將要形成的發(fā)生線；相切法需要兩個(gè)成形運(yùn)動(dòng)，一個(gè)是刀具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，一個(gè)是刀具軸線沿著將要形成的發(fā)生線等距離的運(yùn)動(dòng)。

1.1.4范成法的特征

范成法是形成漸開線的方法，是利用齒輪嚙合的原理由“范成運(yùn)動(dòng)”所形成的。范成法形成漸開線（發(fā)生線）需要刀具和工件嚴(yán)格地按一定規(guī)律作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，即需要一個(gè)由刀具和工件共同完成的復(fù)合運(yùn)動(dòng)。范成運(yùn)動(dòng)需要兩個(gè)成形運(yùn)動(dòng)。

形成零件某一表面的兩條發(fā)生線的方法可以一樣，也可以不一樣。如，在滾齒機(jī)上加工直齒圓柱齒輪的齒廓面時(shí)，滾刀和工件的相對(duì)復(fù)合運(yùn)動(dòng)所形成的漸開線是母線，由范成法形成，而呈直線的齒向線是導(dǎo)線，由相切法形成；但在插齒機(jī)上加工同樣的直齒圓柱齒輪的齒廓面時(shí)，漸開線變成了導(dǎo)線，由范成法形成，而直線齒向線變成了母線，由軌跡法形成。

1.2簡單表面的成形原理

簡單表面的導(dǎo)線是直線、圓或簡單的成形線，母線沿著導(dǎo)線作平行移動(dòng)。比如，平面（見圖1）可以通過一條直線A沿著另一條直線B平行移動(dòng)，直線A掃過的區(qū)域就是一個(gè)平面，其中直線A為母線，直線B為導(dǎo)線。在牛頭刨床上用尖頭刨刀加工平面的原理也是這樣：刨刀刀尖在工件表面的直線切削運(yùn)動(dòng)形成發(fā)生線的母線，而刨刀空回程的同時(shí)，工件在棘輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下作的橫向步進(jìn)運(yùn)動(dòng)相當(dāng)于實(shí)現(xiàn)了發(fā)生線的導(dǎo)線。又如，直齒圓柱齒輪的齒廓面是漸開線和齒向線（與齒輪軸線平行的直線）相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)。簡單表面一般都是可逆表面，由于簡單表面線性簡單，母線導(dǎo)線可以交換，因此，簡單表面的成形方法（即加工方法）通常是多種的。在滾齒機(jī)上加工直齒圓柱齒輪的齒廓面時(shí)，多齒滾刀在齒輪的端面上先形成漸開線的母線。如在插齒機(jī)上加工直齒圓柱齒輪時(shí)，母線是齒向線，而導(dǎo)線是漸開線，另外，利用成形齒輪銑刀借助成形法也可以在普通銑床上完成直齒圓柱齒輪的齒廓面加工。

圖1簡單表面的成形原理

1.3復(fù)合表面的成形原理

復(fù)合表面的導(dǎo)線各有不同，因而母線沿著導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)規(guī)律也相對(duì)復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)不是簡單的直線運(yùn)動(dòng)或圓周運(yùn)動(dòng)，而是復(fù)合運(yùn)動(dòng)，即由兩個(gè)或兩個(gè)以上的簡單運(yùn)動(dòng)復(fù)合而成的運(yùn)動(dòng)。通常，復(fù)合表面是不可逆表面。下面針對(duì)組成零件的常見復(fù)合表面：圓錐面、螺紋面和斜齒輪齒廓面進(jìn)行分析。

1.3.1圓錐面

圓錐面（見圖2）的母線A是圓錐表面的一條素線，在該線上固定某一點(diǎn)O，而另一確定點(diǎn)C繞著一個(gè)圓（即導(dǎo)線B，固定點(diǎn)O在該圓平面的軸線上）移動(dòng)，則該素線掃過的表面就是圓錐面。AC兩點(diǎn)之間的長度和導(dǎo)線圓B的直徑共同確定圓錐的外形和尺寸。圓臺(tái)的側(cè)面可看作圓錐面的一部分。

圖2圓錐表面的成形原理

1.3.2螺紋面

過螺紋軸線的平面與螺紋牙型面的相貫線（V形的兩個(gè)線段）就是螺紋面的母線A，而導(dǎo)線B是與螺紋的導(dǎo)程相同的螺旋線。母線A與螺紋軸線始終處于同一平面內(nèi)，且母線A的方位保持不變，當(dāng)母線A沿著螺旋線導(dǎo)線B做螺旋運(yùn)動(dòng)時(shí)，母線A掃過的表面就是螺紋面。V形線的形狀取決于螺紋的牙型， V形線與軸線的距離決定了螺紋直徑，螺旋導(dǎo)線的導(dǎo)程決定了螺紋的導(dǎo)程（或螺距）。

1.3.3斜齒圓柱齒輪的齒廓面

斜齒圓柱齒輪輪齒的端面上為標(biāo)準(zhǔn)的漸開線齒形，因此，從表面成形原理看，可認(rèn)為和輪齒切向呈垂直的平面與齒槽的相貫線為母線A，齒向螺旋線為導(dǎo)線B，母線A所在的平面始終和輪齒的切向呈垂直狀態(tài)，并與齒輪軸線保持同等的距離沿螺旋導(dǎo)線B上升，母線A掃過的表面即是該斜齒圓柱齒輪的齒廓面。

2.機(jī)床表面的成形原理與加工精度的關(guān)系

從上述零件表面成形原理的分析可以得出，完成零件表面的加工過程就是實(shí)現(xiàn)兩條發(fā)生線的過程。發(fā)生線的形狀誤差將直接復(fù)映在工件的表面上。如，在車削圓柱面時(shí)，刀具直線運(yùn)動(dòng)的誤差將直接影響圓柱面的圓柱度，工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤差將直接影響圓柱面的圓度。因此，實(shí)現(xiàn)發(fā)生線的成形運(yùn)動(dòng)精度是決定零件表面精度的最主要的原因之一。發(fā)生線大多需要成形運(yùn)動(dòng)（成形法由刀刃決定，不需要成形運(yùn)動(dòng)），機(jī)床部件的設(shè)計(jì)和改進(jìn)的核心目標(biāo)之一就是提高實(shí)現(xiàn)發(fā)生線的精度。為了簡化機(jī)床結(jié)構(gòu)，大多數(shù)機(jī)床將刀具和工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)分解為簡單的直線運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。直線運(yùn)動(dòng)的精度體現(xiàn)在運(yùn)動(dòng)的直線度和勻速性，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的精度體現(xiàn)在運(yùn)動(dòng)的圓度和勻速性。仍以車床上加工圓柱面為例，工件的旋轉(zhuǎn)精度受制于車床主軸的徑向跳動(dòng)和角度擺動(dòng)、主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈各環(huán)節(jié)的分度精度、由于切削層厚度硬度的變化引起的受迫振動(dòng)以及主軸和刀架部件的剛度等；刀具的直線運(yùn)動(dòng)精度受制于溜板導(dǎo)軌的直線度和剛度，刀具的剛度，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈各環(huán)節(jié)的分度精度等。發(fā)生線的精度也與工件本身的剛度有著極大的關(guān)系。因此，從工件表面成形原理，可以探尋提高機(jī)床加工精度的方向和途徑。

3.結(jié)論

通過對(duì)機(jī)床上零件表面成形原理的系統(tǒng)歸納和劃分，特別是對(duì)復(fù)雜表面成形原理的進(jìn)一步探究，完善了機(jī)械加工中關(guān)于表面成形原理的理論。在定義簡單表面和復(fù)雜表面的基礎(chǔ)上，對(duì)圓錐面、螺紋面、斜齒圓柱齒輪齒廓面等典型的復(fù)雜表面成形原理進(jìn)行了準(zhǔn)確的描述，構(gòu)建了形成復(fù)雜表面的要件。該成形理論對(duì)制造裝備的運(yùn)動(dòng)分析、技術(shù)研發(fā)，特別是多自由度數(shù)控加工機(jī)床的運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)有著重要的指導(dǎo)意義?！?/p>

【參考文獻(xiàn)】

［1］賈亞洲.金屬切削機(jī)床［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社.1996.

［2］顧維邦.金屬切削機(jī)床概論［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社.1992.

第9篇：機(jī)械原理范文

關(guān)鍵詞：微機(jī)原理與接口技術(shù)；機(jī)械類專業(yè)；教學(xué)；C語言

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044(2011)28-7042-02

Discussion on the Course Teaching of the Principle and Interface Technology of Microcomputer for Machine Specialty

WANG Lan

(Harbin Engineering University College of Mechanical and Electrical Engineering Heilongjiang, Harbin 150001, China)

Abstract: In the teaching of the principle and interface technology of microcomputer, aim at the feature and professional knowledge structure of machine specialty students, analyze the course teaching content. The new technology and computer engineering experiences are put into the course, and the C language programming is introduced into the course teaching. Teaching results show that the study interest and computer skills of the students are improved, and good results is obtained.

Key words: principle and interface technology of microcomputer; machine specialty; teaching; C language

微機(jī)原理與接口技術(shù)課程是大學(xué)工科專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，課程的目的是讓學(xué)生掌握16位微型計(jì)算機(jī)基本原理、接口電路，建立微機(jī)工作的整體概念，同時(shí)具備初步的程序設(shè)計(jì)能力，為應(yīng)用微型計(jì)算機(jī)解決工程技術(shù)領(lǐng)域問題打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

近年來，微機(jī)技術(shù)發(fā)展異常迅猛，出現(xiàn)了很多應(yīng)用廣泛的新技術(shù)，如多核處理器、PCI-Express總線、SATA 接口等[1]，而這些新技術(shù)在原有的課程內(nèi)容和教學(xué)實(shí)踐中卻沒有反映出來。因此，有必要在課程內(nèi)容中加入這些新技術(shù)并應(yīng)用于教學(xué)實(shí)踐。

對(duì)于機(jī)械專業(yè)的學(xué)生來說，電類基礎(chǔ)課程較少，后續(xù)相關(guān)課程及畢業(yè)設(shè)計(jì)中涉及微機(jī)原理與接口技術(shù)內(nèi)容的也較少，因而在有限的時(shí)間內(nèi)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和效果，更好地培養(yǎng)學(xué)生微機(jī)應(yīng)用能力顯得尤為重要。

1 重點(diǎn)突出與融入新技術(shù)

微機(jī)原理與接口技術(shù)是一門專業(yè)性很強(qiáng)的課程，需要記憶的內(nèi)容較多，對(duì)于機(jī)械專業(yè)的學(xué)生來說比較抽象，不好理解。通過多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合學(xué)生所反映的問題，根據(jù)本專業(yè)的特點(diǎn)，我要求學(xué)生在學(xué)習(xí)這門課時(shí)，首先要加強(qiáng)記憶，在記憶的基礎(chǔ)上理解。在講課過程中，先指出每一章節(jié)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，重點(diǎn)部分精講，配合圖片、動(dòng)畫，便于學(xué)生記憶。比如在講CPU組成時(shí)，在PPT上給學(xué)生展示出一幅CPU組成框圖，對(duì)照?qǐng)D片講解各部分的功能，同時(shí)指令和數(shù)據(jù)的流向用箭頭動(dòng)態(tài)的顯示出來，使學(xué)生一提到CPU，腦海中就能反映出這樣一張圖，幫助學(xué)生記憶。

計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展迅速，知識(shí)更新很快，而現(xiàn)有的教材在新知識(shí)方面體現(xiàn)不足。以CPU為例，現(xiàn)在的教材多以Intel公司生產(chǎn)的8086/8088系列16位的微處理器為例來進(jìn)行講解，而我們在實(shí)際中使用的微處理器是32位或64位機(jī)。在課堂講解過程中，以Intel8086為主講解CPU的基礎(chǔ)特點(diǎn)和工作原理，80286/386微處理器注重講解相對(duì)8086的改進(jìn)。然后講解CPU的64位技術(shù)和多核技術(shù)概念和特點(diǎn)，讓學(xué)生了解CPU的發(fā)展趨勢。

例如在講解總線知識(shí)模塊時(shí)融合PCI-Express總線知識(shí)。微機(jī)原理與接口技術(shù)課程體系中，總線知識(shí)模塊的主線是ISA、EISA、PCI、AGP，但是即使是AGP總線，也已經(jīng)被PCI-Express總線所取代，PCI-Express基于串行技術(shù)，采用4根信號(hào)：2根差分信號(hào)用于接收，另2根差分信號(hào)用于發(fā)送。總線的帶寬能達(dá)到8GB/S，支持熱拔插和即插即用。因此在課程體系中融合PCI-Express總線是必要的。

2 用C語言教學(xué)

目前，微機(jī)原理及應(yīng)用的教材基本上都采用匯編語言作為編程語言。匯編語言是最接近機(jī)器碼的一種語言，其主要優(yōu)點(diǎn)是占用資源少、程序執(zhí)行效率高。但是學(xué)習(xí)匯編語言需要記憶大量的助記符，編寫的程序不易讀，學(xué)習(xí)起來需要較長時(shí)間。

而C語言是一種編譯型程序設(shè)計(jì)語言，它兼顧了多種高級(jí)語言的特點(diǎn)，并具備匯編語言的功能。C語言有功能豐富的庫函數(shù)、運(yùn)算速度快、編譯效率高、有良好的可移植性，而且可以直接實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)硬件的控制。目前常用的單片機(jī)、DSP、ARM等廠家一般都能提供C編譯器。因此，使用C語言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)已成為軟件開發(fā)的一個(gè)主流。

學(xué)生們在大一時(shí)已經(jīng)開設(shè)了C語言課程，具有一定的C語言編程基礎(chǔ)。在微機(jī)原理及接口技術(shù)課程中，需要講的內(nèi)容就是I/O接口語句（包括inportb和outportb兩條語句）和中斷語句。

例如8位A/D轉(zhuǎn)換芯片ADC0809應(yīng)用電路如圖1所示，通過分析可知ADC0809的數(shù)據(jù)端口地址為78H，狀態(tài)端口地址為79H，通道選擇端口地址為7AH，采用C語言編寫的查詢方式數(shù)據(jù)采集程序如下：

int ad_data_read( unsigned char ch_num)

{

unsigned char data, ch_st;

outpotrb(0x7a,ch_num);//選擇通道

ch_st = ch_num | 0x80;

outpotrb(0x7a,(ch_st));//構(gòu)造ALE上升沿

outpotrb(0x7a,ch_num);//啟動(dòng)AD轉(zhuǎn)換

while(!(inportb(0x79)&0x01);//等待轉(zhuǎn)換結(jié)束

data=inportb(0x78);//讀轉(zhuǎn)換結(jié)果

return(data);//返回

}

程序只有8條語句，很清晰的反映出查詢方式下A/D轉(zhuǎn)換過程，程序簡單、易懂，而這段程序采用匯編語言來寫的話，大概需要30條語句[5]，相比之下可以看出C語言編程的優(yōu)勢，尤其是對(duì)機(jī)械專業(yè)的學(xué)生來說，可以讓學(xué)生們在大一學(xué)習(xí)C語言課程后，繼續(xù)使用C語言編程，提高C語言的應(yīng)用能力，也為學(xué)生今后學(xué)習(xí)單片機(jī)課程、畢業(yè)設(shè)計(jì)，以及今后讀研究生、工作打下良好的編程基礎(chǔ)。

3 理論和實(shí)際相結(jié)合

把知識(shí)點(diǎn)和日常生活聯(lián)系起來。在講解I/O接口芯片時(shí)，在講清芯片工作原理、引腳定義、初始化編程后，重點(diǎn)講芯片的應(yīng)用，同時(shí)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)課與課堂知識(shí)的結(jié)合，在課堂上講解芯片的應(yīng)用例子，并給學(xué)生留有探索的內(nèi)容，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課中解決，提高學(xué)生接口設(shè)計(jì)、編程的能力。例如并行接口8255A是一個(gè)應(yīng)用較多的芯片。在講解8255A時(shí)，首先要講清芯片的編程結(jié)構(gòu)、功能、寄存器和初始化編程，然后結(jié)合實(shí)際講應(yīng)用舉例。

如圖2所示8255鍵控?zé)綦娐穲D，圖中有3個(gè)按鍵接在8255端口A的PA0~PA2引腳，3個(gè)發(fā)光二級(jí)管接在8255端口B的PB0~PB2引腳，要求編程實(shí)現(xiàn)3個(gè)按鈕分別控制3個(gè)發(fā)光二極管的亮滅。在講解電路圖時(shí)要講清按鍵和發(fā)光二極管的連接電路：不但要講清楚按鍵的狀態(tài)與PA0~PA2引腳的對(duì)應(yīng)關(guān)系、PB0~PB2引腳電平與發(fā)光二極管亮滅的對(duì)應(yīng)關(guān)系，還要講清楚電路中電阻上拉、限流的作用，由此分析出8255的工作方式，進(jìn)而給出8255的控制字。根據(jù)題目要求畫出程序流程圖、寫出程序。

給學(xué)生布置實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容，可以讓學(xué)生用8個(gè)按鈕分別控制8個(gè)燈，也可以讓學(xué)生模擬雙控開關(guān)功能、模擬霓虹燈等等，通過實(shí)際動(dòng)手操作，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，獲得了較好的學(xué)習(xí)效果。

4 結(jié)論

結(jié)合多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)機(jī)械專業(yè)學(xué)生的專業(yè)特點(diǎn)，探討了微機(jī)原理與接口技術(shù)課程的教學(xué)改革，教學(xué)內(nèi)容方面，在尊重原教學(xué)大綱的基礎(chǔ)上，增添了微機(jī)技術(shù)的新知識(shí)，將C語言引入本課程，課程中的程序例程均采用C語言講解，注重理論聯(lián)系實(shí)際，注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，獲得了較好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1] 馮康,姚南生,聞國才.《微機(jī)原理與接口技術(shù)》課程與新技術(shù)的融合[J].重慶文理學(xué)院學(xué)報(bào),2011,30(1):85-88.

[2] 楊斌.從知識(shí)點(diǎn)掌握到應(yīng)用系統(tǒng)構(gòu)建的微機(jī)接口課程設(shè)計(jì)規(guī)劃及實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)教育,2009(13).

[3] 楊居義.微機(jī)原理與接口技術(shù)項(xiàng)目教程[M].北京:清華大學(xué)出版社,2010.