前言：中文期刊网精心挑选了机械原理范文供你参考和学习，希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感，欢迎阅读。
机械原理范文1
基金资助：湖南省教育科学“十二五”规划2013年度青年专项资助课题（项目号：XJK013QGD010），2013年全省普通高校实践教学建设项目“机械类专业校企合作人才培养基地”（项目号：湘教通[2013]295号）
由于近年来，《机械原理》课程教学时数不断减少，且教学课程仍然沿用20世纪50年代建立的以机构分析为主的旧教学体系，虽然这种体系曾经对培养学生分析问题的能力起过重要的作用，但是随着时代的进步和社会的发展，这种传统的教学体系已不能满足现代社会的要求[1]。因此我校进行了机械原理课程改革，更新教学内容、优化教学方法、引进先进教学手段，提高学生自主学习能力和自觉创新能力。
1、教学内容的改革
机械原理教学内容改革的原则首先是在进行传统的、经典的机构设计与分析理论和方法进行系统的讲授时要做到取其精华去其糟粕，并将重点突出实践应用。如重点讲授对机械机构结构的分析、机构运动分析和诸如连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等一系列常用机构的设计理论与设计方法，而在课程所要求对力的分析和机械的平衡中所用的基本理论，就只需直接引用，将重点放在如何运用这些理论来解决机械原理课程中的问题。因为在学生已修的力学课程中已经做了重点的讲授[2]。然后，还要做到紧跟机械发展的脚步，尽力让学生能即时了解机械原理机构设计的新理论、新方法以及学科发展的前沿的内容，使学生的视野和知识面得到最大的扩展，从而达到树立学生的创新意识和培养不断学习新方法来解决问题的能力。
2、教学方法的改革
过去我们学生的机械原理课程设计一直是由教师指定的一个特定的题目，没有做到多样化，整个设计内容综合了机械原理的所有主要原理和知识。学生处于被动接受的状态，能进行自主设计和内容的部分非常少，无法提高学生自觉创新能力，不利于学生工程实践能力的培养。因此我们将机械原理的课程设计的重点放在自主设计和内容的创新上后，要求着重培养学生发现问题和解决问题的能力，培养学生机构方案构思的创新能力，培养学生知识应用和实际动手的能力，力争通过这样的课程设计初步培养使学生具有一定的工程素质和实践能力。为此，我们从课程设计选题、方案内容构思等方面都做了许多方面的改变。要达到体现自主设计和创新的目的，选题非常重要，它直接关系到设计和创新性，同时如何选题本身也是一个发现问题和解决的过程，学生自主选题本身就是学生创新的体现。如果按照过去的模式，则无疑浪费了对一次学生创造性独立选题能力的训练，也使学生失去了发挥主观能动性的机会[3]。大多数学生受应试教育的影响，普遍存在一些问题，如具有依赖性，缺少自主发现问题和分析问题的能力，因此对自主选题往往不知从何处入手。根据这一实际情况，鼓励学生多出去观察实物和分析周围事物和通过自身去获取信息。例如查阅资料、观看机械模型、到学校工厂实地考察、或到附近机械厂实习等等。又如有的学生决定设计“机械手”机构，在查阅大量资料的基础上，又到一些具有高自动化的工厂去实地参观，去直观的感受和测量第一手数据，由此作出了非常不错的课程设计。通过对自主选题和内容的新要求。学生完成课程设计后会发现自身各方面的能里都有了不同程度的提高。如创新能力、实际动手能力、获取数据的能力、计算分析能力、独立解决问题的能力，还完成了机械专业知识的综合和整合，让学生初步建立起工程意识，极大的满足学生的求知欲望和体现自身创新性的要求。
3、教学手段的改革
采用现代化教学手段，提高课堂教学的质量和效率，采用多媒体教学仪可以提高学生的学习兴趣和理解程度，而且也省去了教师许多板书时问，增加课堂教学的信息量，提高了课堂教学的质量。[3]基于此笔者学校着手建立了多媒体的专用教室，并且配备了多媒体投影系统和相关的电教设备，编制和购买了相应的一系列教学软件。因此在“机械原理”的课堂教学中，老师们可以采用直观教学、电化教学和计算机辅助教学等现代化教学手段，比如利用机构运动的动态模拟和三维动画演示，直观形象地展示课常教学的内容。极大提高学生的感性认识，使学生易于且乐于接受课堂的教学内容。从而达到提高课堂教学的质量和效率的目的。
4、结语
机械原理课程改革对学生创新能力的培养和工程素质的提高具有重要的意义。本次课程改革，不仅对课堂的教学内容进行改革、教学方法和教学手段进行改革。通过课程改革对学生的机械专业素养及创新能力有了大幅提高。再辅以课堂教学内容与实践相结合，又加强了实践性教学环节的改革。改变过去高等教育中重知识轻能力、重专业轻素质、重科学轻工程的思想具有非常重要的意义。对于学生成为高综合素质的机械专业人才有重要的意义。
参考文献
[1]蒋天弟， 张庐陵， 吴瑞梅. 《机械原理》课程现状与出路[J]. 农机化研究， 2004， （1）：248-249. DOI：10.3969/j.issn.1003-188X.2004.01.091.
[2]房海蓉， 方跃法. 谈机械原理课程教学改革[J]. 高教发展与评估， 2001， （4）：46-47. DOI：10.3963/j.issn.1672-8742.2001.04.016.
机械原理范文2
关键词：垃圾压实机 原理 设备
1 垃圾压实机机械设计思路
由于垃圾压实机一般采用静碾压实原理，基本外形如图1所示，因此垃圾压实机的自身重要对压实的效果是有一定的影响的。目前，国际上的垃圾压实机主要是分为26t、28t、30t、32t等几个型号的垃圾压实机，在这几种型号的垃圾压实机中，26t这个型号的垃圾压实机是最为常见的，因此，在很多地方进行垃圾压实机的使用的时候，都会优先考虑26t的垃圾压实机。
2 软动系统
目前，在国际社会上，最常见的垃圾压实机驱动方式是机械驱动和液压驱动这两种，垃圾压实机由于其自身的工作环境的要求，对于设备的机动性有着比较高的要求，因此，无论是使用哪一种驱动方式，都是采用的前后轮同时驱动，保证整个机器的机动性能。机械驱动方式的动力输出主要是依靠的柴油机，经过变速器，以及通过弹性传动轴、驱动桥来带动整个机器的前后碾压轮的运动，并实现整个垃圾压实机的活动。采用了带液力变矩器的动力换档变速器，这种动力换档变速器的变速非常方便，传动装置可靠性高，造价低，但是也具有明显的缺点，就是容易产生大量的噪音，整个操纵系统比较复杂，缺乏舒适性。液压驱动方式的动力也是依靠柴油机，通过液压泵，液压马达以及液压桥来实现的整个垃圾压实机的运作。这种液压驱动方式的前后液压马达是采用的电控双排量的设置，能够选择多种速度范围内活动。这种液压驱动方式的特点是整个驱动结构紧凑，具有平稳的传动性，还能够实现无级变速，这种液压驱动方式的缺点是造价高，在使用的时候维护成本高以及对维护的水平都有较高的要求。因此，驱动方式的选择在垃圾压实机中非常重要，驱动方式的选择主要应当按照工作的实际需求和成本。图2所示为机械式驱动垃圾压实机传动结构简图。
3 传动轴支撑设计
动力换档变速器通过花键轴和传力盘直接与柴油机连接，在动力换档变速器前、后各有一动力输出轴，通过弹性传动轴实现与前、后桥连接。由于变速器动力输出轴距离前桥较远，必须使用两根弹性传动轴，这就需要在两根传动轴之间增加辅助支撑，以提高传动轴传送动力时的刚性和传力效果。
4 碾压轮设计
前后碾压轮结构如图3所示，主要由凸块1、轮圈2、锥形护板3（左右）和辐板4组成。由于在垃圾的压实过程中需要较高的线压力，因此，凸块的结构比较特殊，有别于常见的凸块式振动压路机上的结构，采用锥形护板结构的主要目的是可以避免垃圾污水存留于轮内，有利于提高设备的清洁度和使用寿命。
5 推铲机构
垃圾压实机推铲结构：推铲通常都是采用的耐磨、耐冲击的高强度的合金钢板焊接成的。铲刀使用螺栓固定在推铲前部，铲刀采用65Mn等这种耐磨的材料，并经过表面淬火处理。
6 制动方式
机械式驱动垃圾压实机有两种制动方式：一种是在前后桥两侧均设有的湿式多盘制动器，这种制动器使用的气推液的方式来进行制动；另一种是运用的变速器上的制动器来实现的制动。
7 驾驶室翻起
垃圾压实机在使用的过程中，由于自身工作环境的特殊性，必然会经常性地出现一些问题，因此，在设计结构的时候要考虑到便于维修。垃圾压实机的驾驶室应该设计成能够翻起的，并在驾驶室的下面放置两个对称的液压油缸。需要维修的时候，需要摇动手摇泵，输出动力的同时液压油缸会伸出来，并使驾驶室翻起。
8 洒药系统设计
因为垃圾场的工作环境比较恶劣，垃圾中的杂物也滋生着大量的细菌，污染非常大，因此，必须在垃圾压实机上设计有消毒的功能。
常见的垃圾压实机的洒药系统类似于轮胎式的压路机的洒水系统或者是双钢枪式的。洒药系统由喷头，洒水管、洒药箱以及电动泵构成，也可以采用双电动泵的结构，这种结构对系统运行的可靠性有明显的提升。
9 集中系统
为降低设备保养强度提高整机效果，可以采用递进式集中系统对设备关键部位进行自动，部位主要包括铰接转向系统、推铲提升系统等部位。
10 结束语
作为一种新型的工程机械，垃圾压实机被列入了我国环保机械的领域，但是，我国的垃圾压实机生产企业还非常少，但是在市场的前景上看，垃圾压实机的生产是有着广阔的市场的。同时由于垃圾压实机的使用成倍地延长了垃圾填埋场的使用寿命，大大提高了土地利用率，有效地降低了蚊虫滋生环境，防止了二次污染，社会效益显著。
参考文献：
[1]聂福全.垃圾压实机的主要结构设计[J].建设机械技术与管理，2005（12）.
机械原理范文3
一、机械密封的构成原理及主要结构
机械密封是一种旋转机械的轴封装置，指由至少一对垂直于旋转轴线的端面在液体压力和补偿机构弹力（或磁力）的作用以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置，又叫端面密封。机械密封广泛应用于泵、釜、压缩机及其他类似设备的旋转轴的密封，其主要作用是将易泄漏的轴向密封改变为较难泄漏的端面密封。
机械密封通常组成部分包括动环、静环、压紧元件和密封元件。其中动环随泵轴同步旋转，动环和静环紧密贴合组成密封面，以防止介质泄漏。动环靠密封室中液体的压力使其端面压紧在静环端面上，并在两环端面上产生适当的比压和保持一层极薄的液体膜而达到密封的目的。压紧元件产生压力，可使泵在不运转状态下，也保持端面贴合，保证密封介质不外漏，并防止杂质进入密封端面。密封元件起密封动环与轴的间隙、静环与压盖的间隙的作用，同时弹性元件对泵的振动、冲击起缓冲作用。机械密封在实际运行中是与泵的其它零部件一起组合起来运行的，机械密封的正常运行与它的自身性能、外部条件都有很大的关系，但零件自身性能、辅助密封装置和安装的技术要求必须保证，这是使机械密封发挥它应有作用的基础。
二、机械密封常见故障现象及产生原因分析
机械密封由于其结构特殊性及运转环境的特殊性，其故障率相对较高。主要表现形式是密封端面会出现磨损、热裂、变形、破损等情况，而弹簧由于长期使用，也会发生松弛、断裂和腐蚀。辅助密封圈常现的现象是裂口、扭曲和变形、破裂。
机械密封在运行中故障主要表现是振动和发热，其主要成因是动静环贴合端面粗糙，动静环与密封腔的间隙太小，因振摆引起碰撞而振动。此外，由于密封端面耐腐蚀和耐温性能不良，或是冷却不足或端面在安装时夹有颗粒杂质，也会引起机械密封的振动和发热。
三、机械密封介质泄漏的故障原因
（1）静压试验时泄漏。机械密封在安装时由于不细心，往往会使密封端面被碰伤、变形、损坏，清理不净、夹有颗粒状杂质，或是由于定位螺钉松动、压盖没有压紧，机器、设备精度不够，使密封面没有完全贴合，都会造成介质泄漏。如果是轴套漏，则是轴套密封圈装配时未被压紧或压缩量不够或损坏。
（2）周期性或阵发性泄漏。机械密封的转子组件周期性振动、轴向窜动量太大，都会造成泄漏。机械密封的密封面要有一定的比压，这样才能起到密封作用，这就要求机械密封的弹簧要有一定的压缩量，给密封端面一个推力，旋转起来使密封面产生密封所要求的比压。为了保证这一个比压，机械密封要求泵轴不能有太大的窜量，一般要保证在0.25mm以内。但在实际设计当中，由于设计的不合理，往往泵轴产生很大的窜量，对机械密封的使用是非常不利的。（3）机械密封的经常性泄漏。机械密封经常性泄漏的原因有很多方面。第一方面，由于密封端面缺陷引起的经常性泄漏。第二方面，是辅助密封圈引起的经常性泄漏。第三方面，是弹簧缺陷引起的泄漏。其他方面，还包括转子振动引起的泄漏，传动、紧定和止推零件质量不好或松动引起泄漏，机械密封辅助机构引起的泄漏，由于介质的问题引起的经常性泄漏等。（4）机械密封振动偏大。机械密封振动偏大，最终导致失去密封效果。但机械密封振动偏大的原因往往不仅仅是机械密封本身的原因，泵的其它零部件也是产生振动的根源，如泵轴设计不合理、加工的原因、轴承精度不够、联轴器的平行度差、径向力大等原因。转
四、处理机构密封常见故障的有效措施
如果机械密封的零件出现故障，就需要更换零件或是提高零件的机械加工精度，提高机械密封本身的加工精度和泵体其他部件的加工精度对机械密封的效果非常有利。为了提高密封效果，对动静环的摩擦面的光洁度和不平度要求较高。动静环的摩擦面的宽度不大，一般在2～7毫米之间。
机械密封振动、发热的处理。如果是动静环与密封腔的间隙太小，就要增大密封腔内径或减小转动外径，至少保证0.75mm的间隙。如果是摩擦副配对不当，就要更改动静环材料，使其耐温，耐腐蚀。这样就会减少机械密封的振动和发热。
机械密封泄漏的处理 。机械密封的泄漏是由于多种原因引起，我们要具体问题具体处理。为了最大限度的减少泄漏量，安装机械密封时一定要严格按照技术要求进行装配，同时还要注意以下事项。
（1）装配要干净光洁。机械密封的零部件、工器具、油、揩拭材料要十分干净。动静环的密封端面要用柔软的纱布揩拭。
（2）修整倒角倒圆。轴、密封端盖等倒角要修整光滑，轴和端盖的有关圆角要砂光擦亮。
（3）装配辅助密封圈时，橡胶辅助密封圈不能用汽油、煤油浸泡洗涤，以免胀大变形，过早老化。动静环组装完后，用手按动补偿环，检查是否到位，是否灵活；弹性开口环是否定位可靠。动环安装后，必须保证它在轴上轴向移动灵活。
泵轴窜量大的处理
合理地设计轴向力的平衡装置，消除轴向窜量。为了满足这一要求，对于多级离心泵，设计方案是：平衡盘加轴向止推轴承，由平衡盘平衡轴向力，由轴向止推轴承对泵轴进行轴向限位。
增加辅助冲洗系统 。密封腔中密封介质含有颗粒、杂质，必须进行冲洗，否则会因结晶的析出，颗粒、杂质的沉积，使机械密封的弹簧失灵，如果颗粒进入摩擦副，会导致机械密封的迅速破坏。因此机械密封的辅助冲洗系统是非常重要的，它可以有效地保护密封面，起到冷却、、冲走杂物等作用。
机械原理范文4
关键词:机械原理;课程设计;教学模式;创新
机械原理是机械类课程中的专业基础课程，是培养学生运用所学理论知识、综合分析能力、解决工程实际问题能力的重要课程，是学生获取工程技术训练的实践教学环节。机械原理课程设计通过实践训练使学生更好的掌握理论知道，进一步提高收集技术资料和绘图、设计的能力，特别是对提高学生的创新意识和解决工程实际问题具有非常重要的作用。
一、课程设计教学现状和存在的问题
传统的《机械原理课程设计》在设计过程中，设计的题目各类过于单一，而且实践过程较为死板枯燥，缺少对学生创新性、综合能力进行培养的问题。比如题目往局限于机床刀架传动系统、牛头刨床等几个题目，训练内容大体上都是围绕系统方案的设计、绘制机构运动简图、设计运动循环图、对凸轮或连杆机构进行设计等。方案设计完成后，缺少验证环节，学生无论方案正确与否，只要完成任务就可以了，学生的积极性不仅没有得到调动。由于课程设计题目种类单一，往往出现全班或者半个班级的学生同时做同一个课程设计，这样导致部分同学自己并没有拟定机构或系统的运动方案，甚至有部分学生自己根本没有动脑而是直接抄袭，缺少主动参与的热情，更不用说通过机械原理的课程设计能培养学生创新能力。
二、课程设计教学的改革思路
针对传统教学的优点和不足，拟从机械原理课程设计的选题、设计过程以及鼓励学生大胆创新等方面探讨教学改革，引导创新设计，应用现代设计方法及设计手段去解决实际问题，逐渐形成以创新意识和实践能力培养为目标的开放式机械原理课程设计模式及方法。
(一)选题的多样化与生活化
选题是课程设计教学环节的核心部分，不仅需要满足教学的基本要求，而且要在有限的时间内使设计得以顺利完成。在《机械原理课程设计》的教学改革中，我们需要改变以往学生的设计题目均由教师给定的方式，采取教师引导部分能力较强的学生自主选题，培养学生独立思考和积极创新的能力。另外，教师可以根据指导书上的一般方法，规定几个大的方向，引导学生如何来进行选题。学生最熟悉的就是日常生活中的一些机械装置，可以适当的举些例子如来源于生活又能使生活更便捷的一些小的机械装置。比如为了解决城市或小区中家用车停车难的问题，设计一套节约场地、低投入、免维护等小型停车机械装置，达到空间利用率高、安全、便捷的目的。考虑农产品或水果采摘过程中存在劳动工作量大、作业范围广、触碰的力度控制要求高等一系列问题，可以展开辅助人工采摘草莓、菠萝、桔子等水果的小型机械装置的创新设计。这样不仅能提高水果的采摘效率而且可以降低作业人员的劳动强度与采摘的投入成本。教师抛砖引玉，提高学生的想象力与创造力。当然教师需要规定机构选型需要涉及几类机构。限制一定的时间，如一天内需要选好题目并制定初级运动方案，经过学生分组讨论后交由老师修改确认。对于没有选好题的学生不能打消学生的积极性，而且由指导老师为其给定一个题目，确保每位学生都可以积极参与到课程设计，课程教学中的基本技能能得到一定的训练与进一步巩固一些基本专业知识。
(二)以小组或团队形式共同完成课题
要完成《机械原理课程设计》的全部目标与要求，总的工作量是非常大的，如果规定某位学生在一周内独立完成，这挑战无疑是非常严峻的。此外，现代制造企业对员工的团队协作能力日益看重，一个项目的完成住往是一个大团队全体员工的共同努力，所以锻炼学生的团队协作能力也迎合了现在制造企业的需求。因此，在课程设计的过程管理中，不再强调独立完成任务。我们的设计方式为:根据自愿原则将学生分为4-5人一组的设计团队，每组确定一个设计题目。选题结束后，每一个组员都必须独立完成几项任务，各自完成的任务最终作为学生成绩考核的主要依据。指导老师对其题目、方案以及任务分配的合理性进行审核。从资料收集、选题、运用创新方法设计以及报告提交和电子版设计、计算机绘制图纸、PPT答辩每位学生需要各自发挥自己的长处。
(三)鼓励学生积极创新
为了更好的的发扬学生的创新积极性，肯定其创新成果，对创新较好的课程设计进一步进行跟踪指导与完善，逐步引导学生形成作品并可以参加比赛。对创新较好的方案可以申报实用或发明专利，学校或学院可以进行适当的奖励，如果经费充足可以将实物制作出来参赛或展览等。学生的创新性想法或思维老师要大力支持，引导学生注意平时积累，学以致用，如此将理论与实践相结合，学生的收获更大。此外，通过课程设计的训练也将为我院参加一年一度的“机械创新设计大赛”、“无碳小车比赛”或其它类型的比赛奠定一定的基础。
三、总结
《机械原理课程设计》一改以往设计统一题目的模式，鼓励学生从日常生活中广泛搜集合适的课程设计题目，将实际生活中的问题引入到课程设计中，既迎合学生的好奇心理又有利于引导学生结合创新设计思维解决实际问题。倡导学生自主选题，通过发现问题、分析问题、解决问题全面培养学生的主动实践能力。以小组为单位的分工合作、共同完成方式培养了学生的“团队合作”精神，满足现在企业需求。对创新好的方案鼓励学生动手加工出实物，使学生对机械制图、机械加工、互换性公差与配合有更深入的认识，书本上的知识得以巩固，学生收获巨大。
参考文献:
［1］孙桓，陈作模，葛文杰．机械原理［M］．第八版．北京:高等教育出版社，2013．
［2］邹慧君．机械原理课程设计手册［M］．北京:高等教育出版社，1998．
机械原理范文5
近年来,随着课程体系的改革和深化,该课程的内容在不断更新和增加,课时却在不断减少,学时与内容之间产生了比较突出的矛盾。因此,围绕机械原理的课程体系、教学内容、教学方法、教学手段以及实践教学等方面的改革势在必行。
一、合理安排教学内容
针对机械原理课程在人才培养中的地位,机械原理课程教学改革紧紧围绕“以设计为主线的”的宗旨,课程组全体老师认真研究教学大纲,进行了激烈的讨论。针对教学的具体情况,学时在减少,而机械原理课程教学的基本要求没有变。教研室在还没有开学前,就召集课程组全体教师讨论了关于本课程教学内容的一些问题,基本要求没有变,学时减少的情况下,怎么去保证本课程的教学质量。大家经过激烈的讨论,一致认为在有限的学时内,机械原理应该主要讲授最基本的知识、理论和方法;对机构设计的新理论、新方法及学科发展的前沿的内容要及时介绍给学生,开阔学生的视野和增加学生的知识面。
二、改革教学方法
随着教学内容的改革,教学方法必须与之配套。一方面将会由于学时压缩而无法完成规定的教学内容,另一方面,也不利于学生创新能力的培养及综合素质的提高。在课程教学中,采取课堂讲授、课堂讨论、学生自学相结合的方法。对于重点章节的内容,利用课堂进行深入的讲解,使学生掌握必须掌握的知识。对于课堂讨论,老师提前准备讨论题目或内容,让学生分组去讨论,最后要提交讨论报告。对于非重点章节或内容比较简单的章节,让学生课后去自学,学完后根据老师的要求完成自学报告。这种方法的关键是要正确的划分这三部分的内容,老师要制定好学生应该完成的题目。通过这样的方法,可以提高学生在学习中的主动性、积极性。教师在教授基本知识、基本理论、基本方法的同时,更应注意培养学生获取新知识的能力,引导学生个性思考、自主学习,充分调动学生的主观能动性和创造性的思维。例如在讲平面机构的自由度计算应该注意的事项时,先给学生举一个带有局部自由度的盘形凸轮机构,用前面学过的自由度计算公式来计算,结果与实际不一致,先提出问题,引起学生对这个问题的思考,然后再讲解为什么。通过这样的过程,可以培养学生克服惰性、勤于思考的好习惯。
三、传统教学手段和现代化教学手段相结合
机械原理的教学内容与工程实际结合紧密,具有广泛的工程背景。为培养学生的观察能力,增强理论联系实际的观念,教学中需要经常引用一些工程实例,结构复杂且具有动态性是课程的主要特征。在课堂教学中一方面尽可能、有意识地结合多种教学手段,充分利用实物、模型、多媒体动画等进行教学内容讲授,如在讲授机构运动分析时,采用传统的教学手段,在黑板上详细讲解速度多边形和加速度多边形的绘制方法。在研究常用机构中各个构件的运动关系,在黑板上用静止的线条讲述它们之间的关系及其变化,学生理解起来也较抽象。利用多媒体教学就可以很好地解决教与学中的“静”与“动”的矛盾。通过逼真的动画、照片、录像介绍机构的组成、类型及运动特点,展示不易理解的机构运动关系,有助于学生吸收并消化所学的知识,培养了学生的形象思维能力。另一方面,引导学生养成善于观察的习惯,从日常生活中弥补实践经验的匮乏。如要求学生仔细去观察公交车门的启闭机构,缝纫机上的脚踏机构等,通过分析,绘制它们的机构运动简图,以加深对课堂理论知识的理解。
四、加强实践教学环节
为了提高学生的动手能力和培养学生的创新精神,使学生相关的基本知识、基本理论、基本方法的学习和训练,把有关机械基础课程(材料力学、机械原理、机械设计、互换性与测量技术)的实验整合成机械工程基础实验课。通过实验使学生掌握工程材料力学性能的测试方法、机构工作原理与表达、机构的综合设计及运动性能测试、机械零部件特性的基本试验方法、轴系结构综合设计、机械零部件精度检测、常用测试仪器的使用方法及数据处理方法等。在这些实验项目中包含的有验证性实验、综合性实验和设计性实验。通过这些实验,初步培养学生运用实验方法研究和设计机械的基本能力、发现问题和综合分析问题的能力、自主创新的能力。
五、结语
综上所述,机械原理课程的改革,不但要对课堂的教学内容进行改革,还要对教学方法和教学手段进行改革;同时一定要注重课堂教学内容与实践相结合,注重培养学生的理论联系实际能力,分析、解决实际问题能力和创新设计的能力。
参考文献
1 孙桓,陈作模,葛文杰.机械原理[M].第七版,北京:高等教育出版社,2006.
机械原理范文6
［关键词］机械原理教学改革探究式教学
［中图分类号］G642［文献标识码］A［文章编号］2095-3437（2014）09-0141-03机械原理课是机械工程专业的主干课，是学习机械工程专业所必须要掌握的重要课程，国内外高校的机械工程专业对这门课也相当重视。[1]针对机械原理的教学现状，基于探究式教学原理对本课程实施探究式教学[2][3][4]，探究本课程学习的内容、学习侧重点、学习方法、知识点之间的内在机理、联系与应用以及机构学的学术前沿，将有助于激发学生的学习兴趣，让学生更好地理解、掌握与应用本课程知识，实现教与学的目标，也有助于实现教学相长。
一、机械原理探究式教学的设计思路
在课程教学过程中，由于时间、教师自身对知识的把握能力、学生学习负担、学习素材等条件的限制，不可能对所有的内容进行探究式教学与学习。因此，我们采用有所选择的原则，实行部分教学内容探究，主要围绕知识点探究、知识的内在机理探究、分析设计方法，基于问题或者基于项目探究进行教学。
（一）机械原理教学中探究的内容
1.知识点的探究。主要探究机械结构自由度分析及应用、自锁的利用、齿轮传动特点、杆传动特点、机构死点的应用。
2.知识点内在机理的探究。主要探究常见移动运动与转动运动的实现形式以及优缺点、常见的输入为移动输出为转动、输入为转动输出为移动、输入为移动输出为移动以及输入为转动输出为转动的机构实现形式、不平衡产生的原因及后果。
3.分析设计方法的探究。连杆机构分析与设计的图解法与解析法各自的优缺点，以连杆机构优化设计为例探究数值优化法的优势。
（二）机械原理探究式教学的一般步骤
1.提出问题。借鉴项目陈述式思路介绍问题的背景，目的是提高学生的兴趣与积极性。
2.相关资料查询与分析。查询相关的资料，了解所探寻问题的外在表象与内在机理。（1）推测与假设。对所探究问题进行推测假设，寻找可能的原因以及解决问题的办法。（2）设计实验。对所研究的问题进行实验方案的设计，进行探索分析。（3）寻求证实。通过分析或者实验探索，验证推测与假设的合理性。（4）信息和数据处理。处理探究过程中产生的信息与数据。（5）结论与表达。形成研究问题的结论。
二、机械原理探究式教学实施过程与教学目标检验
本课程的学习目标之一是掌握平面机构结构分析能力。因此，在探究式教学中以机械结构自由度计算公式为切入点，探究机械结构构成、机构自由度计算及现状。针对课堂教学中讲述知识点时学生不感兴趣、讲述知识点的用途及现状时学生往往很感兴趣的现象，我们把机械原理探究式教学讲述思路调整如下：1.提出问题。机构自由度分析是机械结构分析与设计的基本工具，完成机械装备的开发首先要根据功能的需求完成机械结构的分析与设计。2.知识点的讲述与推导。以书本上的内容为基础介绍平面机构与空间机构自由度的计算公式，解释公式的各个要素的组成。3.知识点的应用及现状。通过对平面机构与空间机构自由度计算公式的学习，分析普通平面机构与简单空间机构的自由度，实现本课程中有关机械结构分析与设计内容的教学目标。4.教学目标检验。布置开放性作业题目，检验对知识点的掌握程度。具体的探究过程如下。
（一）提出问题
什么条件下机构具有确定的运动？机械装置需要驱动器的数目是多少？机械系统自由度分析在这一问题中所起到的作用是什么？机构自由度分析是机械结构分析与设计的基本工具，完成机械装备的开发首先要根据功能的需求完成机械结构的分析与设计。
1.分析现有的机构的自由度数目与驱动器数目的关系，分析其中的原因。（1） 四连杆机构需要安装一个电机。（2）五连杆机构需要两个电机。
2.说明机构具有确定运动的条件。
（二）相关资料查询与分析
布置任务查阅资料，经过查阅资料分析，所探究的问题属于机械系统构型设计问题，解决这一问题的途径为机械自由度分析与设计。
1.机构自由度计算公式。
平面机构自由度计算公式：F＝3n-（2p1+pn）
空间机构自由度计算公式：F＝6n-（5p5+4p4+3p3+2p2+p1）。解释：n活动构件数，p运动副数，下标表示运动副级数即约束数。
探究自由度公式推导。（1） 平面机构自由度公式构成要素。① 自由不受约束的构件在平面上具有3个自由度，2移动+1转动。② 运动副的作用是将机械系统引入约束，约束构件只能完成特定的运动，转动副限制机构只能沿某一转轴转动，移动副限制机构只能沿导轨方向移动。③ 平面机构自由度数目=活动构件自由度数目-运动副提供的约束数目。
（2） 空间机构自由度公式构成要素。① 自由不受约束的构件具有6个自由度，3移动+3转动。② 运动副的作用是将机械系统引入约束，约束构件只能完成特定的运动，转动副限制机构只能沿某一转轴转动，移动副限制机构只能沿导轨方向移动。③ 空间机构自由度数目=活动构件自由度数目-运动副提供的约束数目。
机构自由度分析与知识点的应用，目标是加深对机构自由度计算公式的理解，掌握其应用。（1） 内燃机机构自由度计算。利用平面机构自由度计算公式，计算内燃机机构的自由度等于1。（2） 空间四杆机构自由度计算。利用机构自由度计算公式，计算空间四连杆机构的自由度等于1。
2. 知识点的应用及现状。通过对平面机构与空间机构自由度计算公式的学习，分析普通平面机构与简单空间机构的自由度，实现本课程中有关机械结构分析与设计内容的教学目标。
机构自由度计算。（1） 计算一般机构自由度数目，主要包括平面四连杆、五连杆、三角形机构、空间四连杆等，目标是掌握一般机构自由度计算公式的应用。（2） 计算工业机器人、机床自由度数目，目的是提高学生的学习兴趣。（3） 比较特殊机构自由度计算：平行四边形机构、Gough平台等。
自由度公式的现状。（1） 可计算数目，不能确定自由度的性质。（2） 容易被工程师掌握，可以用来发明创造新机构。（3） 适用于刚体机构、柔顺机构、绳索机构等，需要具体问题具体分析。（4） 驱动器的位置发生变化时机构的运动将发生变化，自由度公式对此类问题无能为力。（5） 机构学上存在欠秩机构与冗余驱动机构，自由度数目不等于驱动器数目。（6） 一些特殊机构不适用自由度的计算公式。
设计创造新机构。根据操作任务对机构运动要求，依据自由度公式进行机构结构创新设计。（1）四连杆机构不能实现精确的口型折线运动。（2）五连杆机构可以实现精确的口型折线运动。（3）机构的运动特征取决于机械结构，通过机构自由度计算分析机构的运动特征。
（三）推测与假设
机构具有确定运动的条件是：1.机构的原动件数目应等于机构的自由度数目。2.如果驱动器数目小于机构自由度数目,则机构的运动将不完全确定。3.如果原动件数大于机构自由度数目,则会导致机构最薄弱环节的损坏。
（四）设计实验
以平面四连杆机构与平面五连杆为研究对象，分析其自由度数目，分析驱动器数目与机构自由度数目不相同时可能发生的情形，课堂中可以纸板为例进行实验。1.通过计算机动画演示，四连杆机构给定一个独立运动，即安装一个电机，机构运动完全确定，给定两个独立运动，机构最薄弱的地方损坏。2.通过计算机动画演示，五连杆机构给定一个独立运动，机构运动不确定，给定两个独立运动，机构运动完全确定。3.推断机构设计的要求应该满足，机构自由度数目等于驱动器的数目。
（五）寻求证实
根据机构自由度计算公式，平面四连杆机构的自由度等于1。平面四连杆机构的驱动器数目应该为1个时，机构具有确定的运动。平面五连杆机构的自由度为2，平面五连杆机构的驱动器数目为2个时，机构才具有确切的运动。调查研究证实：结构为平面四连杆的机械装备需要一个电机驱动，结构为平面五连杆的机械装备需要两个电机驱动，常见机构的驱动器数目应该等于机构自由度数目。
（六）信息和数据处理
所探索问题的核心知识为：
1.平面机构自由度计算公式：F＝3n-（2p1+pn）
2.空间机构自由度计算公式：F＝6n-（5p5+4p4+3p3+2p2+p1）
3.机构具有确定运动的条件是机构的驱动器的数目等于机构自由度的数目。
（七）结论与表达
为使机械装备具有确定的运动，应该使得机构的驱动器的数目等于机构自由度的数目。
（八）教学目标检验
为检验学习效果，设计课外习题：1.分析10种自由度等于1的常见机构。2.设计两种自由度等于2的机构。3.分析3种输入为转动输出为转动的机构。4.分析3种输入为转动输出为移动的机构。5.分析3种输入为移动输出为移动的机构。6.分析3种输入为移动输出为转动的机构。
探究式教学结果：作业显示，只要认真对待作业①,③,④,⑤,⑥都能做出答案，②的内容属于超越教学大纲的内容，部分同学也能做出正确答案。
三、学生学习效果的评估
机械原理课程的期末考试为闭卷考试，在期末考试中设置含虚约束的较复杂平面机构自由度计算的题目。期末考试总共有48人参加，其中45人能够完全正确求解本题目，3人不能得满分。这3人能解释平面机构自由度计算公式的构成要素，但对图示机构自由度的计算结果错误。考试结果显示：通过探究式教学可以使学生较好的掌握机构自由度计算，其中93.75%（45/48）的学生能够应用机构自由度计算公式分析比较复杂机构的自由度。
四、机械原理探究式教学中的注意事项与教学反思
1.探究式教学对教师的要求：知道知识的来龙去脉。为上好探究式教学，教师要主动学习，用专业知识与学术前沿知识武装自己。2.探究式教学对教材的要求：教材内容的编排格式需要修改，可按照提出问题，讲述知识点，解决问题，分析问题的思路进行编写教材或进行教学。3.课堂教学中探究的深度与范围：尽可能在教学大纲内探究，且探究的广度、深度要跟教学目标相结合，注意跟学生的学习兴趣相结合。4.仔细选择素材，防止学生产生疲倦。
本文针对机械工程专业的主干课程机械原理进行探究式教学改革与探索，提出了机械原理课程教学中探究的内容与探究式教学的一般步骤，并以机构自由度分析与设计为例介绍探究式教学的实施过程，指出机械原理探究式教学中需要注意的事项。教学目标检验与学生学习效果评估证实，通过探究式教学可以取得满意的学习效果。
［参考文献］
［1］孙桓，陈作模，葛文杰.机械原理（第七版）［M］.北京：高等教育出版社，2006.
［2］温・哈伦，韦钰.科学教育的原则和大概念［M］.科学普及出版社，2011.
