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机械原理总结范文1
关键词 秸秆综合利用;机械化技术;应用;对策;安徽怀远
中图分类号 S233 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2016)13-0204-02
1 怀远县秸秆综合利用基本情况
怀远县地处广袤的淮北平原,是全国粮食生产百强县,也是农机大县。主要粮食作物有小麦、水稻和玉米,2015年种植面积分别为122 000、53 333、46 667 hm2,产生的秸秆总量约15万t。为推进秸秆禁烧和促进秸秆综合利用工作,县政府出台了秸秆综合利用奖补办法,开展秸秆综合利用机具财政奖补和作业补助,带动秸秆综合利用机械保有量迅速增加和技术应用。截至2015年底,拥有秸秆粉碎还田机1 531台(悬挂式);秸秆捡拾压捆机336台;秸秆切碎装置(稻麦联合收割机加装)1 350余台;秸秆青贮机械260余台;玉米收获机(配置秸秆粉碎还田机)443台。实施秸秆粉碎直接还田15.6万hm2、秸秆捡拾压捆离田3万hm2,秸秆综合利用率达到84%。
2 秸秆综合利用机械化技术应用情况
根据秸秆综合利用机具的装备情况,结合农作物轮作的具体情况,主要采用秸秆捡拾压捆离田和秸秆直接粉碎还田2种机械化技术。
2.1 捡拾压捆离田机械化技术
秸秆机械捡拾压捆离田模式,在小麦或水稻收获,联合收割机不加装秸秆切碎装置,作业时留茬高度控制在10~12 cm。采用轮式拖拉机配套秸秆捡拾压捆机进行捡拾打捆作业,主要针对小麦和水稻秸秆,主要的作业区域是规模流转的田块以及国道、省道和县道沿线的田块。原因是规模流转的田块规模相对较大,作业效率高;沿路的田块也有利于秸秆运输,降低作业成本,增加收益。
从农业生产农艺要求的技术角度来看,在土壤墒情允许的情况下,秸秆机械捡拾压捆离田是最佳模式。大量的秸秆离田后,只留下少量的根茬在田里,有利于耕整地。不论下茬作物是玉米、水稻和小麦,都能达到播种(或水稻栽插)的基本条件。
2.2 秸秆粉碎还田机械化技术
秸秆粉碎还田是秸秆综合利用中最便捷的利用方式[1-2]。机具装备投入相对较小,还可以增加土壤有机质含量,改善土壤耕作层的理化性能,有利于培肥地力,也是目前秸秆综合利用中所占比重最大的方式。2015年秸秆粉碎还田的机械作业方式主要有以下几种。
2.2.1 收获机械安装秸秆切碎或粉碎装置。一是在稻麦联合收割机出草部件上安装秸秆切碎器。在收获作业时,根据下茬作物的种类、种植方式要求适度控制留茬高度,对切割下来的秸秆直接粉碎并抛撒在田间。如果下茬种植玉米,留茬高度控制在25 cm以下并进行板茬免耕播种效果最好;如果下茬种植水稻,留茬高度控制在12 cm以下,然后翻耕整地后进行种植或栽插。二是玉米收获机上安装秸秆粉碎还田机(目前的自走式玉米收获机,基本上都配置秸秆粉碎还田机)。在收获作业时,将玉米秸秆直接粉碎还田。
2.2.2 拖拉机配套秸秆粉碎还田机。采用拖拉机配套秸秆粉碎还田机的作业方式是小麦和水稻秸秆粉碎还田的主要作业方式[3-4]。这种作业方式在小麦和水稻收获时应尽量留高茬,减少收割机出口排出的秸秆量,避免形成较厚的秸秆铺放带而影响粉碎作业效果。一部分采用人工摘穗收获后的玉米秸秆也可采用这种方式。
3 推进秸秆综合利用机械化技术应用措施
为了推进秸秆综合利用,促进秸秆禁烧,连续2年,县委县政府都出台了年度秸秆禁烧和综合利用工作方案,以及年度秸秆综合利用奖补办法,从机具补贴、作业奖补和技术推广培训等方面,进行措施细化。
3.1 秸秆综合利用机具累加补贴
《怀远县2015年度秸秆综合利用奖补办法》的精神是对购置秸秆捡拾压捆机和秸秆粉碎还田机并在本地作业的,按照国家农机购置补贴额度,给予等额累加补贴(不在补贴目录的进口产品,参照补贴目录中同等作业幅宽的补贴额度,享受双倍奖补资金)。
3.2 秸秆综合利用作业补贴
根据小麦的种植面积,按照一般区域300.0元/hm2、重点区域(高速公路、省道和县道沿线,城镇、景区、自然保护区、林地、电力和通讯实施等周围)450.0元/hm2的标准,给予秸秆禁烧和综合利用奖补,主要用于秸秆粉碎还田和捡拾压捆离田作业补贴。奖补资金的使用遵循先保证重点区域和“谁作业,谁享受补贴”的原则。
3.3 秸秆综合利用机械化技术培训示范
农机部门举办技术培训班、现场观摩会等,开展秸秆捡拾压捆、粉碎还田技术培训,宣传技术应用的效果。向农机合作社和广大机手推荐秸秆机械化还田技术路线、作业模式和机具。
依托粮食生产发展专项资金项目等,在全县建立16个绿色增产模式示范片,集中连片开展秸秆捡拾压捆和粉碎还田机械化作业示范,引导和带动了秸秆综合利用机械化技术的大面积推广应用。
4 秸秆综合利用机械化技术应用存在的问题
4.1 秸秆粉碎还田技术
4.1.1 稻麦联合收割机安装秸秆切碎器。这种作业方式优点是设备投入较小,减少了机具多次进入田块对耕作层的碾压,有利于下茬作物的种植,特别是板茬播种玉米。基于秸秆“禁烧”的考虑,要求留茬高度不超过10 cm,但根据对机手的调查了解,实际作业中是不现实的。主要原因是现在的联合收割机作业幅宽都在200 cm以上,由于田快规模较小,平整度相对较差,切割器容易入土而损坏机器。实际留茬最低高度一般都在12~15 cm之间,其产生的问题是大大地降低了收获作业速度和质量。收割作业效率降低了30%左右,损失率增加1.5%左右,也不利于抢收。同时,早期购置的动力66.2 kW以下的轮式收割机,加装切碎器后,动力明显不足,超负荷作业容易损坏收割机和发生火灾。
4.1.2 拖拉机配套秸秆粉碎还田机。这种作业方式主要用于小麦秸秆粉碎还田,以及人工摘穗后的玉米秸秆粉碎还田。在小麦和玉米轮作的田块存在的问题:一是作业时的碾压对免耕播种玉米不利;二是小麦产量相对于稻茬麦要高,秸秆量较大,播种玉米时播种机容易拥堵;三是在留茬高度低的情况下,需要人工把收割机出草口排出的秸秆摊开,否则粉碎效果较差。
怀远县的水稻种植品种主要是粳糯稻,机直播和撒播占种植面积的85%以上(机插秧面积约占15%),耕整地方式主要是旋耕。在小麦和水稻轮作的田块存在的问题:一是由于耕作层土壤中秸秆量较大,一部分种子与土壤接触不密实,导致出苗慢、苗弱和不整齐;二是农民担心秸秆经过水泡后,导致水质污染影响种子发芽,加大了播种量,平均增加用种量30~45 kg/hm2,增加了生产成本。
4.2 机械捡拾压捆离田技术
机械捡拾压捆作业存在的问题:一是捡拾压捆机、牵引的动力机械和草捆运输机械对耕作层多次碾压,导致表层板结,对免耕播种玉米不利;二是作业环节时间相对较长,不利于争抢农时;三是目前打捆后秸秆的销售利用途径不多,主要是作为饲料,但消化能力有限,导致大部分都堆放在房前屋后、沟路渠边,形成火灾隐患和水体污染。
4.3 地方财政资金补贴政策
4.3.1 秸秆综合利用机具累加补贴。2015年共投入机具累加补贴资金逾1 170万元(不含部分乡镇再一次累加投入的资金),导致大部分机具补贴资金总额占机具销售价的50%以上,部分机具(部分乡镇再一次累加)到达80%以上。由此产生的问题是,购机户投入较少,在使用中野蛮操作,不及时维护保养甚至放弃维修,使用后不进行妥善保管,导致机具使用寿命大大缩短,浪费了宝贵的资源。还有小部分购置秸秆捡拾压捆机的农户,使用1年后就转售而从中赚取利润,财政资金效能严重缩水。
4.3.2 秸秆综合利用作业补贴。作业补贴资金是按照面积和补贴标准核算后,划拨到各乡镇,由乡镇按先保证重点区域,然后是一般区域,进行统筹使用。在实际操作中难度较大,主要体现:一是上报的种植面积与实际面积有差距(土地承包时,为了少交农业税,隐瞒少报了低洼地和贫瘠的耕地面积),产生了资金缺口;二是作业面积确认任务重难度大,按农户承包时的面积确认,可能损害作业机手的利益,按实际面积确认,就要到田间地头测量计算,涉及到千家万户,任务繁重,同时面积确认牵涉到责任,工作难度较大;三是为了确保重点区域,一些乡镇提高了作业补贴标准,秸秆粉碎还田达到375.0元/hm2,秸秆捡拾压捆600.0元/hm2,导致了较大的资金缺口。
5 对策
5.1 秸秆粉碎还田
应根据下茬作物的种植和机具装备情况,结合农艺技术要求选择好机具和作业模式。在小麦和玉米轮作区,应采取联合收割机加装切碎装置,留茬高度控制在25 cm以下,进行免耕播种玉米,有利于争抢农时。
在小麦和水稻轮作区,收割作业时尽量留高茬,然后采取轮式拖拉机配套的秸秆粉碎还田机,进行粉碎作业,然后翻耕埋茬,浅旋整地,直播(机插)水稻或播种小麦[5]。
5.2 机械捡拾压捆离田
在土壤墒情、天气和农时允许的情况下,有利于下茬作物的种植和秸秆禁烧。但是,机具购置、购机补贴和作业补贴投入较大。同时,目前压捆后的秸秆利用途径和利用量较少,主要用作饲料和基料。应当拓展秸秆利用渠道,如利用秸秆发电、加工板材、压块后用作燃料等。
5.3 地方财政资金补贴政策
降低机具购置环节的补贴比例,补贴资金的额度(含各级财政),不应超过机具总价的50%。应加大作业补贴,激励购机户多作业,通过作业环节增加收益,充分发挥机具的资源效能,促进秸秆的综合利用。在调查中发现,约有30%的机具作业量偏低,原因是在本地的作业收益低于耕整地和播种等。
5.4 技术示范和推广
农机和农技部门应通力合作,加强农机农艺融合,进行秸秆粉碎还田、秸秆捡拾压捆离田和免耕播种玉米机械化技术示范。探索和总结种植、田间管理等环节的经验和教训,修正不足之处,制定出配套成熟的秸秆综合利用机械化技术路线,加以推广应用。
5.5 加强培训和宣传
在夏收夏种和秋收秋种之前,组织机手和农机推广技术人员举办秸秆综合利用机械化技术培训班,培训技术应用和推广技能型人才。适时召开技术应用现场培训和观摩会,加大技术应用的宣传力度。
6 参考文献
[1] 冯素明,吴兰田,嵇友权.水稻秸秆机械化全量还田小麦机条播高产栽培技术[J].现代农业科技,2013(24):54-55.
[2] 梁井林.北京全面禁烧农作物秸秆:秸秆综合利用和深松作业机械将获进一步发展[J].农业机械,2015(8):46-48.
[3] 朱岱力,任东,罗永新.水稻秸秆综合利用与收获机械发展关系的思考[J].中国农机化,2011(2):28-30.
机械原理总结范文2
【关键词】机械专业;自动控制原理;教学改革
自动控制原理是机械类专业一门重要的专业方向基础课程,是控制类课程的核心,该课程与机械工程实际密切相关,课程教学中必须与机械类专业其他课程联系起来,要让学生对该课程引起足够重视,使该课程成为机械类专业后续课程的重要基础。为了掌握塔里木大学机械类专业学生在学习自动控制原理课程中的各种问题,也为了获得学生对该课程的意见和建议,帮助教师选取更实用的教学内容、采用合适的教学方法等,提高该课程的教学质量,帮助机械类专业学生学好这门重要的控制类基础课程。为此,对塔里木大学机械设计制造及其自动化、机械电子工程、农业机械化及其自动化三个机械类本科专业学生进行了自动控制原理课程的问卷调查,通过问卷调查发现学生在该课程中的各种问题,教师以此为重要依据,来进行课程教学改革,努力提高课程教学效果。
一、问卷调查的实施
(一)问卷调查内容的拟定。
结合机械类专业自动控制原理课程实际,设定如下的调查题目:大家认为学习自动控制原理课程的重要性如何?大家在学习自动控制原理课程时,遇到的最大问题是什么?大家认为自动控制原理课程中最难理解的是哪些知识点?大家的自动控制原理作业是如何完成的?大家在学习自动控制原理课程时,最感兴趣的是哪些内容?大家希望在自动控制原理教学中教师采用哪种教学方法?大家学完自动控制原理课程后最大的感受是什么?大家自己是采用哪些学习方法来学习自动控制原理课程的?请大家列出学习自动控制原理的收获?请大家列出对自动控制原理课程的意见和建议?以上这些调查题目,针对不同内容,有的给出了选项供学生选择,有的是让学生自行根据实际填写,通过问卷调查,充分挖掘学生在自动控制原理课程学习中的各种问题。
(二)问卷调查的发放和回收。
通过对机械设计制造及其自动化、机械电子工程、农业机械化及其自动化三个机械类专业已经学过自动控制原理课程的班级发放问卷调查,问卷采用不记名的形式,由学生自行根据自己实际情况如实填写。三个机械类专业各发放30份调查问卷,一共90份调查问卷,教师督促学生全部交回调查问卷。
(三)问卷调查的分析。
1.课程重要性认识方面。
大部分学生都明白自动控制原理课程的重要性,都懂得该课程是机械类专业控制类课程的基础,都能从心底里引起足够重视,只有很少一部分学生感觉该课程理论性太强,感觉好像在学数学,对于数学基础薄弱的这些学生来说,对该课程重视不够,甚至对该课程有抵触情绪,总的来说,大多数学生能重视这门课程,有学好该课程的强烈愿望。
2.课程学习中遇到的最大问题。
大部分学生表示,该课程学习中遇到的最大问题是课程对数学知识要求很高,学生在学习该课程时,必须先要翻阅数学课本,重新温习微分方程、函数、向量、拉普拉斯变换、拉普拉斯反变换、傅里叶变换、复数、矩阵等数学知识,所以数学基础薄弱的学生在学习该课程中,往往由于数学的问题,导致该课程上课时听不懂,跟不上老师的节奏,久而久之,就放弃了该课程。还要相当一部分学生反映,在该课程学习中遇到的问题还有结合图形分析,该课程的教学中,很多知识要通过图形讲解,分析问题也要涉及到画图,很多学生厌烦画图,所以学生感觉图形分析也是本课程的难点之一。
3.课程最难的知识点。
大部分学生表示,自动控制原理课程中根轨迹分析是课程最难的地方,因为根轨迹分析法比较抽象,概念不好理解,首先要画出根轨迹图才能进行分析,画根轨迹图必须要熟悉大量的绘制根轨迹的规则,学生对这些绘制法则比较模糊,理解不透彻,导致很难画出准确的根轨迹图,会影响对系统的分析。还有一些学生认为该课程另外一个比较难的知识点是系统的设计与校正,设计的步骤学生好理解,关键是系统设计中用到校正,学生不易理解校正的具体应用。
4.课程最感兴趣的内容。
学生普遍对该课程中自动控制的应用最感兴趣,学生普遍关注的是自动控制系统如何运行的,如何发挥出自身优势,如何能减轻人的劳动力。学生对自动控制的应用充满无限遐想,心里想着,生活中哪些方面可以想办法引入自动控制,以提高效率,减轻人的劳动。
5.期望采用的教学方法。
考虑到自动控制原理的图形多、公式多、分析方法多等特点,学生们普遍表示,该课程的教学中不能教师在课堂上满堂灌地讲概念、推导公式、介绍各种系统分析方法等,必须要采取新颖的教学方法,才能提高学生的学习兴趣,学生普遍表示,教学中要多举实例,每章结束后要及时总结,希望教师把每章的知识点能进行梳理,可以采用微课的形式对每章知识点进行视频表述,方便学生业余时间观看学习,在该课程的实验中,要改变单一的传统实验模式,可以在实验中引入仿真,这些新颖的教学方法,可以为学生营造轻松的学习环境,提高学生的学习积极性。
6.课程学习方法。
大部分学生表示,学习该课程主要靠课堂上听老师讲解,大部分学生课后只是完成教师布置的作业,作业完成以后就不再看书,对该课程的学习投入不够。将近一半的学生能进行课前的简单预习,极个别学生课前根本不预习。课程作业基本都是按照教师讲的解题方法或者参阅教材上的例题,按部就班完成任务,很少深入思考,极个别学生作业不会做,也不认真思考解决,为了完成任务而抄同学作业。
7.学完课程的收获。
学生普遍表示,学完自动控制原理课程,懂得了自动控制的概念、组成、类型、应用、要求等,明白了自动控制的重要性,特别是对于机械类专业的学生,非常有必要学好自动控制原理课程,因为很多的机械设备在工作中离不开自动控制,所以必须了解自动控制的最基本内容。学完该课程,了解了自动控制系统的分析方法和设计步骤,也学会了基本的判断自动控制系统能否稳定的方法等。学生在脑海里能把机械工程实际和自动控制联系起来,树立了机械工程背景。
8.对课程的意见和建议。
大部分学生建议该课程教学中,教师不能只讲课本理论知识,要多介绍自动控制在机械工程中的具体应用,要把该课程与机械工程实际结合起来,要多讲解自动控制案例,在课程教学中要利用好板书和多媒体,两者要良好结合,在课程实验中增加最新的仿真软件,来学会用计算机辅助系统的分析和设计,在教学中,教师要多把自动控制系统的前言知识和科研成果与课程内容联系起来,扩展视野。
二、自动控制原理课程教学改革的实践
针对在问卷调查中分析总结的问题,结合教师从事自动控制原理课程的经验,对机械类专业自动控制原理进行教学改革,以此提高该课程的教学质量,帮助学生学好该课程,为学生后续的专业课学习打下好的基础。
(一)课堂教学采用案例讲解和微课教学模式。
在该课程教学中,教师多查找机械工程实例,把课程知识与案例联系起来,为学生的学习树立机械工程背景,引起学生对课程的重视和学习热情。针对学生对每章知识点把握不准,在课堂教学中引入微课辅助,把每章重要的知识点制作成微课,学生对微课很感兴趣,除了在课堂上每章结束给学生通过微课总结,学生也可以利用课余时间观看微课视频,方便学生随时学习。在课堂教学内容方面,要针对学生学习该课程中遇到的困难,对难的内容要反复讲解,教学中要及时给学生补充复习数学知识,在学习方法上,要给学生正确引导,要让学生每次必提前预习,特别是涉及到数学知识时,要求学生课前必须先预习回顾数学知识,做到课堂听课时心中有数,能跟上教师的讲解节奏。要重视课程的作业,及时布置典型作业题,及时批阅,及时讲解作业题中发现的问题,使作业成为检验学生所学的重要依据。
(二)实验教学中增加系统仿真。
要改变传统的实验台接线验证实验原理的简单实验模式,在自动控制实验中增加计算机仿真,给学生提供新颖的实验模式,提高学生实验兴趣,让学生学会用计算机仿真来进行系统仿真分析和设计。
三、结语
通过在机械类三个专业学生中进行自动控制原理课程问卷调查,能更好地发现学生在该课程学习中遇到的问题,及时听取学生对课程的意见和建议,以此来进行课程的教学改革,一切为了学生,不断提高教学质量,帮助学生学好该课程,为学生后续的机械专业课学习打下好的基础。
【参考文献】
[1]买买提热依木•阿布力孜.民族班“自动控制理论”课程问卷调查及教学改革[J].电气电子教学学报,2012,2:23~24
机械原理总结范文3
【关键词】 机械设计 创新能力 教学方法
《机械设计基础》作为高职高专机械类和近机类专业一门重要的技术基础课,其主要任务是培养学生掌握常用机构和通用机械零件的设计原理、方法和机械设计的一般规律,具备设计一般简单机械和应用标准、规范、手册、图册等技术资料的能力。如何激发学生的学习热情,使学生具备良好的创新意识和一定的机械创新设计能力,为将来的工作打下坚实的基础,一直是我们教学改革和研究的重点内容。通过近几年的教学探索和实践,笔者总结了几点行之有效的教学方法。
1 案例分析法
“兴趣是最好的老师。”创新能力的培养首先是激发学生的创新兴趣。我们通过在课堂上引入工程实例及全国大学生机械创新设计大赛的优秀作品,并在实践教学环节开放实训基地及实验平台,很好地调动了学生的积极性。
《第四届全国大学生机械创新设计大赛决赛作品选集》中收录了沈阳工业大学机械工程学院设计的便携式万向千斤移。该千斤移巧妙地利用了可控双向棘轮的特点,设计了平移和旋转重物的机构[1]。在间歇运动机构这一章的教学中引入该实例,并在实训实验环节让学生对比分析普通千斤顶和该便携式万向千斤移,丰富了教学案例,拓展了学生视野,提高了教学效果。
通过对大量成功的机械创新设计实例的分析来介绍机械创新设计方法是我们在教学过程中的具体做法。因为这些方法正是通过这些成功的创新设计实例表现出来的,通过对这些具体、生动实例的分析,使学生能够更容易理解和掌握这些创新方法,也更容易激发大家参与创新实践活动的兴趣和自信心。学生认识到以自己的知识技能水平进行创新设计是完全有可能的,学习主动性大大增强。
2 类比总结法
传动装置作为机械系统中最重要的组成部分之一,其传动形式分为机械传动、流体传动(液压及气压传动)和电力传动。而《机械设计基础》主要学习各种常用机械传动机构的原理及设计。机械传动能适应各种运动和动力的应用要求,得益于各种机构的各类演变。把握了运动及动力传递的各种机构的特点,就能从根本上学好《机械设计基础》。因此从传动的本质入手,让学生在运动及动力传递形式的类比总结中对所学知识系统吸收,是学好本门课程,培养创新设计能力最有效的方法之一。
《机械设计基础》中机械原理的部分主要包括平面连杆机构、凸轮机构、间歇运动机构、齿轮机构、蜗轮蜗杆及螺旋机构等。从运动形式的转换来看,能实现往复直线运动和圆周转动之间相互转换的机构有曲柄滑块机构、凸轮机构、齿轮齿条、蜗轮蜗杆和螺旋机构等。然后在这些机构中,分析比较传动角与压力角,很容易看出每种机构在传动中的优缺点。比如:铰链四杆机构有最小传动角的要求,凸轮机构要求最大压力角小于或等于许用压力角等。
从传力的大小来看,凸轮和齿轮这样的高副机构因为是点或线接触,易磨损,所以没有铰链四杆机构在传力大的场合应用广泛。
从运动速度的方面研究,曲柄摇杆机构有急回特性,为了定量研究,就引入了行程速比系数和极位夹角的概念。凸轮机构从动件的运动规律有等速运动规律、等加速等减速运动规律、简谐运动规律、摆线运动规律等。齿轮机构则有适用的速度和功率范围广的特点。
还可以从是否可以实现空间传动及传动的角度、传动比、传动效率等不同方面进行总结分析。让学生在庞杂零碎的知识点中间找到一条线索,理清思路。可以采用同学们喜闻乐见的形式,比如就传动比这一个单项对所学传动形式进行比较排序。采用类比总结法对于带传动和链传动、齿轮传动和蜗轮蜗杆这样的章节,教学效果尤为明显。教师可根据实际情况给学生布置专题研究。通过类比总结法可以有效培养学生思维的开放性、多向性及自由性,而这些正是创造性思维的基本特征[2]。
3 逆向思维法
通过逆向思维的训练,让学生灵活应用基本机构。逆向思维对于培养创新能力极为重要。在《机械设计基础》这门课程中,很多机构的演变都是逆向思维的结果。螺旋传动的实例最为明显。普通螺旋传动的应用形式有:螺母不动螺杆回转并作直线运动,如台虎钳;螺杆不动螺母回转并作直线运动,如千斤顶;螺杆回转螺母作直线运动,如机床工作台;螺母回转螺杆作直线运动,如应力实验机观察镜螺旋调整装置。
曲柄摇杆机构中一般都是曲柄做主动件,如果逆向思维,让摇杆做主动件,则会出现死点位置。死点虽然不利于传动,因为其压力角α=90°,即传动角γ=0°。然而运用逆向思维,利用死点的特性来工作,就有了夹紧机构。
4 “三最”法
通过“三最”法,即课程学习中涉及到的有关最大、最小、最优的问题,发散学生思维,培养学生的创新能力。曲柄滑块机构就是由曲柄摇杆机构中的摇杆长度增至无穷大演变而来的,还有齿轮齿条中的齿条也是将齿轮半径增至无穷大演变而来。这是“最大”的例子。而曲柄摇杆机构中极位夹角θ最小为0°时,行程速比系数为1,即说明该机构不再具有急回特性。最优的问题,恰恰是机械设计的核心。机械创新设计包括两个部分:一是改进完善生产或生活中现有机械产品的技术性能、可靠性、经济性、实用性等;二是创造设计出新机器、新产品,以满足新的生产或生活需要[3]。而机构的优化设计就是推陈出新的法宝。通过“三最”法,让学生在所学普通问题中发现特殊情况,对特殊情况进一步研究,找到普遍与特殊的关系,寻求突破口,找到创新点。
机械创新设计是推动人类文明进步的事业。从事机械创新设计工作需要掌握一定的机械设计知识,需要了解创新设计的方法,需要有克服困难的勇气,更需要有对追逐成功的兴趣。提高创新设计的水平需要不断学习新的知识和方法,更需要不断地参与创新设计的实践活动,从实践中学习和领悟。能够通过《机械设计基础》的教学激发学生的创新热情,培养学生的创新意识,开发学生的创新潜能,对于学生学习后续课程和将来的工作实践都有着至关重要的意义。“想象力比知识更重要。”如何在教学中形成一整套系统的创新设计理论方法,将是我们以后的努力方向。
参考文献:
[1]王晶.第四届全国大学生机械创新设计大赛决赛作品选集[M].北京:高等教育出版社,2012.
机械原理总结范文4
识图是根据平面图形确定图形所表达的形体,属于抽象逻辑思维过程,技工学校的学生的抽象逻辑思维能力比较差,因此学生对这部分内容较难掌握。在机械制图教学中如何将学生头脑中占主导地位的形象思维逐步引导到抽象逻辑思维上来,这就成为机械制图课教师需要解决的问题。
一、看三视图
在机械制图课程的教学中,物体的三视图是我们教学中的一个重点,也是一个难点,在这环节中应掌握如下三个关键性的内容:
1.物体的三视图的位置关系
正面摆着主视图,左边就是左视图;
往下看到是俯视,平常就用这三视。
2.物体的三视图投影规律
主俯两视长对正,主左两图高平齐;
俯视左视两个图,永远总是宽相等。
3.物体的三视图方位及判断
物体左右主俯视,上下可从主左见;
俯视左视显前后,远离主视是前面。
物体的三视图位置关系投影规律方位判断,是学习物体的三视图,初次入门的重要基础知识,这三个内容如搞不清楚,将不利于形象思维和逻辑思维,并造成空间想象力混乱,必然成为学生学习上的一大障碍,所以这三个内容是学生画图和看图的基础关键。另外它还是研究空间物体与平面图形相互转换的基本原理和规则。如果学生在一开始接触到机械制图课程时就牢牢地把口诀内容记忆下来,这对今后课程的学习将有极大的帮助。
二、补第三视图和补缺漏线
组合体三视图在机械制图教学中具有重要的地位。可把组合体三视图比作“转运站”,因为它能把前面的基础知识“吸收”进来并“转发”出去,所以组合体三视图中的补第三视图和补缺漏线条是检验学生前面基础知识是否牢靠,空间想象力是否成熟的重要评判标准;也是机械制图作业练习中最常见、最普遍、占比例最大的一种题例和题型。补第三视图和补缺漏线条这一环节内容在教学中是重点,也是学生学习上必须突破的难点,因此可以说组合体视图教学是整个机械制图教学中的重点。
针对以上问题,笔者总结了补第三视图和补缺漏线条在思维方式中的一些规律和口诀应用。
1.补第三视图
明确上下左右中,两个视图分前后;
分析特征想整体,再画立体做比较。
2.补缺漏线条
有了转折找棱线,一一对应点线面;
层次顺序方位准,注意可见不可见。
三、看零件图
看零件图是读图的基本内容,零件的种类很多,可以说一件不同的零件就有一种不同的结构形式,也就有一种不用的内容、图形、尺寸标准和技术要求,那么怎样来看零件图呢?笔者归纳总结如下口诀应用:
零件图中要看懂,先看零件标题栏。
零件名称先了解,材料比例看清楚。
看懂视图及配置,运用形面分析法。
简单部分先读懂,复杂部分再分析。
综合归纳解难点,零件形状便明了。
尺寸公差看得清,粗糙程度分清楚。
精度要求及作用,相互联系一起看。
深入理解之关系,看懂全图并不难。
四、看装配图
怎样看懂装配图,也是识读装配图的基本内容,装配体的种类是很多的,可以说一种不同的装配体,也就有一种不同的结构形式以及不同的工作原理,那么怎样来看装配图呢?笔者归纳总结如下口诀应用:
装配图上零件多,区分零件是关键,
先看序号明细表,大致范围可分辨。
两个零件接触面,图中只画一条线,
剖视图中层次多,看图依据剖面线,
方向间隔若一致,就是同在一零件。
实力杆件标准件,装配关系便明了。
弄清零件明原理,看懂全图并不难。
五、判断制图的线形、比例、螺纹线
机械制图作业练习的大部分习题是需要学生在学习画图时来完成的,为了使学生在画图过程中把图画得又快又好,首先笔者总结出的画图线口诀要领:
线形粗细靠铅笔,长短间隔靠眼力。
横平竖直靠基准,浓淡均匀靠手力。
此外,对一些容易模糊的内容还总结出一些判断口诀,如判断图纸上的比例:
1前比例为缩小,
1后比例为放大,
1同前后为原样。
另外,在螺纹测绘中判断螺纹的旋向时:
是左旋为左端高,
是右旋为右端高。
判断螺纹的规定画法时:
摸得着画粗实线,
摸不着画细实线。
机械原理总结范文5
关键词 机械设备;能源消耗;新技术;改造
中图分类号TH13 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2012)81-0065-02
对于机械设备改造的理论和方法涉及机械、材料、物理、化学等很多领域。在我国经济高速发展新形势下,工业技术机械设备都还比较落后陈旧,更不上时代的发展,对于每个企业来说,更新机械设备和对原有的机械进行改造注入新的技术,使企业的发展能够更上时代的需求,还能在激烈的竞争中崭露头角。本文将主要归纳介绍了在机械设备改造过程中所涉及的一些机械改造理论知识,并,并对机械设备改造的出现常见方法进行论述。
1 机械设备的改造原理
对于机械设备的改造是把新的科学技术的研究成果应用在一些企业的现有机械设备,再通过对机械设备的部分结构进行革新和改造,来是机械设备具有新的生产水平并提高机械的生产效率。首先我们要通过了解机械原理,研究机械设备的结构、受力情况、机械质量和运动过程等。机械设备是由一个或一个以上的机构构件通过活动传动来实现整个机械运动的组合结构。对于机构学是来研究机器中常见的各种各样的机构,一般是来研究机械结构的组成原理和运动的确定性,并对该机构的运动特性和过程进行分析和总结。机构学一般不是研究力对运动的某些影响,现在对机构的分析主要是采用图解法,或者通过计算机的辅助设计来深入的研究和技术革新。
机械设备的技术改造是将现代科学技术成就和先进经验应用在原有的机械设备上,通过改造来改变现有设备的部分结构,采取装上和更换新部件、新装置、新附件,来替换机械设备的一些磨损部位。同时通过机械设备的技术改造,能够改变原有设备的一些技术性能,增加机械设备的某些特殊功能,使机械设备的局部或整个设备能够达到新设备的技术水平,拥有高效的生产能力和性能。例如,将一些旧的机床改造为程控、数控的机床,或者在旧的机床上增加精密的检测装置、更换新的技术部件等。通过机械技术改造可提高产品的质量和生产效率,也能降低机械的能源消耗。这些都需要研究机械的动力学,通过研究机械在力的作用下地运动规律、产生的摩擦力和机械工作效率等问题,将有关数据利用计算机进行分析研究,来改善一些陈旧的机械工作原理,科学的解决现有设备的部分构件的运作中产生的不符合有关技术要求的问题。
在进行机械设备的改造原理时,也需要对机械的材料进行有效的分析研究,在现有的基础上,找出符合现代社会发展的方向的高科技材料。首先需要研究材料的成分、材料的化学结构和材料的性能等在机械设备上的有关应用。同时还要研究材料的物理特性,从微观和宏观的角度对不同材料的详细参数进行有效的实验分析,观察材料的导热性、导电性、材料的密度和水工性质能多方面的物理特性在不同环境下产生的不同物理反应。还要研究材料结构的稳定性,并在热力学条件下发生不稳定的变化情况,观察分析在此状态下材料的组成结构相关变化,在哪种条件下材料能够恢复稳定或达到物质的平衡状态。通过研究材料在这些变化进行相变现象,可以利用该物理特性来有效的控制材料的性能制造出一些机械设备需要的机械器件,是原有的机械拥有新的特性,达到有关技术要求。对于材料的热力学研究室为了清晰的了解材料在热现象中物质系统达到平衡时的有关性质和物质的能量平衡关系。热力学的理论主要是由热力学第一定律、热力学第二定律和热力学第三定律组成,主要是来研究热能和机械能等一些其他形式的能量转换规律。但我们不仅要对材料进行单一的物理性质研究,还要对材料进行化学性质的研究,通过一些化学实验来检测该材料的化学特性,研究出材料在哪些特定的条件下发生化学反应,导致材料的组成发生变化。同时我们还需要通过利用量子力学和统计力学等对材料进行实验研究、探索和归纳总结出来材料的基本规律和理论。通过对机械设备原理的掌握,在各方面对机械设备进行创新的研究设计,是机械设备达到所需的设计要求。
2 机械设备的改造方法
对于机械设备的改造方法一般是设备的改装和机械设备的技术改造,机械设备进行改装一般是通过对机械设备的容量、体积和功率等改大来满足机械的产品生产量和产品的加工要求,而对机械设备进行技术改造是利用新的科学研究成果对原有机械设备进行革新和改造,来改变原有的落后技术,使原有的机械设备能够拥有新的生产技术。在机械设备的技术改造中一般采用的方法有很多,例如一种改造方法是用微机来作为机械的控制元件, 通过对机械设备的进给系统进 行技术性的改造,选用步进电动机的方式来控制机械系统,是机电控制系统中常用的驱动元件及其控制方法,主要是微机和嵌入式计算机及其接口技术在机械控制系统中的相关应用,还有一种方法是用可编程控制器作为控元件,主要是替代机械设备的继电器镰接触器组成的电气控制的部分元件,这样可以提高机械设备的电气控制系统的可靠性能,而且这个方法早已突破纯粹开关量控制的局限性而进入到过程控制、位置控制、通信网络、图形工作站等方面,成为机电控制及过程控制不可缺少的核心控制部件。还有一种方法是采用的数控设备来控制机械的进给系统,这样有利于企业的生产管理的现代化,数控机械设备使用数字信息与标准代码处理、传递信息,采用计算机控制的方法,为计算机辅助设计、制造及管理一体化的工作方式创造了有利条件。
在对机械设备的技术改造中一般是采用相应的方法来提高机械设备自动化程度,实现数控化、联动化新技术特性,也能提高机械设备的工作功率、速度和扩大设备的生产量和改变设备的生产工艺,并能将机械设备改造成高效能,以实现加工对象的自动控制,同时改进机械设备的冷却系统、安全和保护装置及环境污染系统,在新的能源形势下还需要降低设备原材料及能源消耗。通过特殊的改造使机械设备拥有符合现代生产要求的特点。对于机械设备的改造需要先对机械进行需求分析、技术分析、生产实验等来解决机械设备怎样进行改造才能达到我们所要求的效果,并通过有关理论对机械设备进行强度、刚度和使用年限,同时还要考虑到改造后的机械设备对能源消耗和环境与人的影响。
3 机械设备的改造的意义
对于机械设备的改造是利用先进的科学技术和经验,根据机械设备的需要对机械设备原有的结构、局部部件和装置进行有效的改善和改进,是旧的机械设备达到新的机械的水平。经过改造后的机械设备能节约能源和原材料,来降低生产成本,并能提高机械设备的加工生产精度和产品的质量。还能适应企业对新产品开发,适应产品升级换代和市场需求,大大的改善工艺性能,提高了设备的生产效率,同时能够促进企业的安全生产,并改善环境保护和减轻劳动强度。这样能够在不增加资金的大量投入下,提高企业的竞争力。
4结论
近几年,在经济的高速发展的新形势下,一些企业对产品质量和出产效率的要求越来越高,这些都需要对原有的机械设备进行相关技术改造,这可以根据现有的机械资源,减少更换新设备的资金消耗,同时通过技术改造后的设备有效的提高了产品的质量和生产效率,并且直接提高了企业的经济效益。因此作为新时代的技术人员应该掌握扎实的专业知识和提高自身素质,结合新的技术和对新的机械设备的实验和研究,科学合理的对一些不符合要求的机械设备进行有效的技术改造,使原有的机械设备能够拥有新的活力。
参考文献
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[3]侯丽君.C616车床数控化改造.中国科学院上海冶金研究所材料物理与化学(专业)博士论文,2000.
机械原理总结范文6
关键词:机械设计基础课程;教学探索与实践;教学方法;教学手段
中图分类号:G712 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)20-0207-02
机械设计基础课作为高等职业教育机电类各专业重要的技术性基础课程,对于提高学生的实践与创新能力起着非常重要的作用。本课程的学习,旨在培养学生对常用机构基本结构的分析、机械零部件选用及设计能力,使学生初步获得正确的管理、使用和维护机械的基本知识和要领,为后期专业课的学习以及从事本专业相关工作的可持续性发展打下良好的基础。探索并采用与专业及课程特点相适应的教学内容、教学过程、教学方法和教学手段,是提高教学质量之关键。本文根据机械设计基础的课程特点,就如何精选教学内容、正确采用各种先进的教学方法和手段,进行了探索与实践。
一、优化课程教学内容,培养学生工程素质
据教育部16号文件对高职机电类专业培养“高素质技能型人才”的人才培养目标,结合行业企业对人才职业能力的需求,优化教学内容,教学内容的选取以突出适用性为原则。机械设计基础的课程特点是理论性强,涵盖了机械原理、机械设计、工程力学等方面内容,知识点比较多,同时这门课程还具有很强的应用性和实践性,在教学安排时,应适当调整理论教学时数,增加一定的实践教学时数。
1.精选并更新理论教学内容。在教学内容的选取上调整思路,强调基本知识、基本原理和基本方法,注重理论知识与工程实际应用相融合。从实际应用出发,围绕机器组成,以工程实际项目及创新能力培养等为主选取知识点;以机构分析、零件选用、机械传动及创新设计为主线,引入能体现机械设计现状的、与日常生活和实际生产相关的新型机构及现代机械设计方法等最新成果,突出技术发展前沿,拓宽知识面,丰富课堂信息量,调动学生学习的兴趣及积极性,提高教学效果,完成课程教学及学习目标。
2.贴近工程,增加实践教学内容。接触本门课程前,学习学生对机械的了解局限于生活之中,缺少工程观念,缺乏抽象思维,无法将理论知识和工程实际相结合,但是他们的共性是好奇心强,很容易被新鲜事物所吸引。针对这一现状,我们在教学中穿插一定的实践教学环节。例如,开课前安排学生参观机构与刀具陈列室,机械原理及机械传动陈列室等;开课三周后,安排学生现场参观典型机械产品和现代化机械加工设备,并进行机械拆装实训,课程学习最后阶段安排实践性创新设计等。这一环节,使学生深切感受到工程,建立工程观念,实现理论与实践的有机融合,为课程的深入学习奠定必要的基础。
3.教学内容的组织与实施。机械设计基础课程的特点是各章节内容的关联性少,学生一接触本课程就会产生“没有系统性”、“逻辑性差”等错觉。针对这一现状,教师应该怎么教?学生应该怎么学?在教学内容的组织和实施过程中,遵循由易到难、由简单到复杂、由具体到抽象的原则,对学生引导鼓励。针对需要解决的难题,采用教师引导,学生分组分析讨论的措施,调动学生的主观能动性,使学生成为课堂的主体,将教、学、做融为一体,激发学生的学习兴趣。
二、改进教学方法,培养学生的学习能力
在教学过程中,怎样才能把以教师为中心转变为以学生为中心,怎样才能充分调动学生自主学习兴趣和学习能力,是我们一直在思考和探索的问题。高职学生比较习惯和适合感性认知的教学方式,因此在课堂教学中,应以精讲多练为原则,以启发式教育为主,同时注重采用“对比式”、“案例式”、“演示法”、“现场教学式”等多种教学方法,对理论性较强的内容,可结合工程案例的分析进行讲解,以理论的应用为切入点,使学生能对基本概念有较具体的认识。对实践性较强的内容,则采取任务驱动、学做合一、行动导向的现场教学法等,强调以知识为载体,培养学生发现问题、理解问题、分析问题、解决问题的思维方式与方法。
1.启发式教学法。启发式教学重在调动学生“学”的积极性。在教学过程中,联系工程实际,充分调动学生学习的主动性和积极性,启发学生积极思考问题,加深对基本知识的理解和掌握,并在求解过程中进一步思考,培养创新意识,取得良好的效果。例如在讲解“机构的死点”内容时,首先播放缝纫机的工作过程以及飞机起落架在降落和起飞时相关工作视频与动画,继而抛出问题:飞机着陆时其起落架为什么能稳固地支撑在地面,起飞时又是怎样收缩回机身的呢?缝纫机脚踏板机构在工作时为什么会出现瞬间卡死甚至反转现象,又是怎样克服“卡死”而继续工作的?等等。学生进行观看视频并思考,随后在与学生相互讨论的基础上展开授课,引导学生对机构的运动进行分析,找出机构死点位置,引出“死点”概念,并对工程中众多实例进行剖析与归纳,说明“死点”在工程中的利用以及传动中“死点”的克服方法。合理的启发式教学法能使枯燥的理论知识与实际生活相结合,使“教”与“学”的过程具体又生动,使学生在主动学习的同时更加深刻地理解并掌握相关概念及原理,提高课堂效率。
2.对比式教学法。对比分析法是通过相关类型的对比激发学生积极思维,加深对各种事物和现象相互联系的系统化认识,并学会类似问题的处理方法。例如:在学到压力角的内容时,打破以往传统的授课顺序,先引出压力角的概念,再将齿轮的压力角、连杆机构的压力角、凸轮机构的压力角等加以对比,分析压力角在机构中的共性,判断压力角在每种机构运动过程中所起的作用、机构传动过程中压力角的瞬时变化情况以及对机构传动的影响等,掌握在机构设计时压力角的大小控制等问题。又如:在讲到凸轮机构从动件的运动规律时,将常见的等速运动、等加速等减速运动、余弦加速度运动、正弦加速度运动等几种运动规律通过运动方程及运动线图进行分析比对,明晰每种运动规律的运动特点,总结其应用范围,加深理解,便于记忆。在机械设计课程教学中正确使用对比式教学方法,不但使学生易于掌握机械知识,在培养学生思维方式和创新意识方面也起着重要的作用。
3.案例式教学法。实行案例教学的宗旨是为了使学生成为教学的主体,有针对性地培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力与意识。例如:在讲解齿轮啮合传动时,首先给出汽车变速箱的工程案例,通过对传动过程的仿真模拟,实现对啮合传动的感性认识,掌握啮合传动的基本原理、类型及其在工程中的应用。通过案例引导学生分析讨论,学生可以获得初步的感性知识,以便于后续知识的学习与理解。
4.演示教学法。通过展示各种实物装置、模型、录像等进行的演示法教学,学生可以通过观察获得对机构与机器等的感性认识,促进学生对所学内容的理解与掌握。机械设计课程教学中,对于比较抽象的知识点,例如,对于联轴器与离合器的学习,就可采用演示法教学,首先通过爆炸图及动画对联轴器及离合器的结构及工作过程进行分解演示,学生对联轴器与离合器进行感观上的认识,了解联轴器及离合器的构成和应用,再进行理论讲解,使复杂问题简单化、直观化,使单调死板的课堂趣味化。
5.现场教学法。现场教学法是将抽象性的、不易理解的理论知识以现场实物的形式进行直观展现并进行讲解,使学生在亲身体验中学习知识、完成任务;例如在执行“带式输送机传动装置”的设计任务时,通过“观看带式输送机传动装置工作视频―教师现场示范拆装并现场讲解―学生分组拆装并现场提问―小组讨论,归纳总结”四步走的方法,学生可以掌握带式输送机传动装置的基本组成、工作原理以及设计时应该注意的事项,然后结合所学知识,在教师的引导下完成设计工作任务。现场教学法重在使学生在提高动手能力及实践操作能力的同时加深对知识的理解与掌握。
三、合理采用现代化教学手段,提高教学效果
机械设计基础课程实践性很强,课程内容包括机构工作原理、机械传动等,传统的、以教师为中心、语言加粉笔的教学模式需要教师花费大量的课堂时间来表达讲解,课堂信息量较少,无法从根本上解决少课时多内容等矛盾。
随着计算机技术的应用与普及,广泛采用多媒体技术与手段,充分利用多元化现代技术与多媒体相结合,针对相关知识特点,采用形象逼真的动画、爆炸图、图片等制成PPT、CIA教学课件或教学视频,虚实结合,教学过程中给学习者以强烈的视觉冲击,变抽象教学为直观教学,不仅扩大了课堂信息量,而且使教学内容更加形象、生动,学生兴趣高,教学效果好。
多媒体教学和传统教学手段各有所长,不能互相替代,所以在采用现代化教学手段的同时,应以传统教学手段的成熟模式为框架,根据教学内容的特点及学情不断调整,灵活运用,实现媒体教学和黑板板书教学有机结合,达到最佳教学效果。
四、结语
职业教育改革的目的是提高教学质量,而采用科学的教学方法和手段是提高教学质量的突破口。教无定法,只有结合课程内容和学情特点,不断挖掘并总结合理的教学方法和教学手段,才能获得更加理想的教学效果,提升人才培养质量。
参考文献: