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生活中常见的机械原理范文1
关键词：电机；安培力；电刷；电气故障
中图分类号：G632.0 文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2016）08-0128
作为一名高中生，笔者喜欢在课外观察那些运用物理学方面知识的机械，并尝试运用已学会的高中物理知识对其解释。如本文就是围绕电动自行车的电机的原理及故障分析试用高中知识进行讨论，电动自行车这种生活中常见的新兴交通工具，尽管原理相比较其他机械不是很难，但当利用知识自己完成分析与讨论后，笔者仍感受到莫大的满足，并更加激发了笔者对运用物理学解决生活中问题的兴趣与热情。
电动自行车是具有电力驱动、脚踏驱动、电力和脚踏并用等功效的绿色环保交通工具。电动自行车的原理和结构都不复杂，可以认为是在自行车的基础上加一套电机驱动机构组成。蓄电池经过一个控制器给一个电机送电，电机放在后车轮中，电机的旋转带动自行车的行进。作为主要动力系统，电机无疑是电动自行车整体中最为关键的部分。
对于电机，其主要任务为将蓄电池供给的电能转化为驱使车轮前进的机械能。常见电机一般为永磁直流电动机。为达到10N.m以上的运行力矩，电动机的功率应在100～200w范围内，工作电压为24V或36V，该电机要求起动力矩大，效率高，重量轻，并有一定的过载能力。驱使车轮方式有两种，一种为内转子电机通过链传动或直接摩擦带动车轮，另一种为外转子直流电机通过行星齿轮减速机构直接驱动轮毂转动，（这种电动机也叫轮毂式电动机）这种方式具有效率高、结构紧凑、节省空间的优点。
根据高中知识可得，通电导线在磁场中会受到安培力，安培力力大小与电流同磁场间夹角有关。当磁场方向与电流方向平行，根据F=BILsin（L，B）知，安培力为零。假设一个无法及时改变电流方向的电机，除去摩擦等耗能因素，因为能量的守恒，该电机的转子将只会半圈半圈的来回翻转，无法提供有效的持久动力。而有刷电机和无刷电机都巧妙地解决了这一问题。
当有刷电机工作时线圈和换向器旋转，磁钢和碳刷不转，线圈电流方向的交替变化是随电机转动的换相器和电刷来完成的。有刷电机由定子和转子两大部分组成，定子上安装有固定的主磁极和电刷，转子上安装有电枢绕组和换向器。直流电源的电能通过电刷和换向器进入电枢绕组，产生电枢电流，电枢电流产生的磁场与主磁场相互作用产生电磁转矩，使转子受到方向不变的安培力，从而使电机持续旋转以带动负载。有刷电机的输出转速为3000转/分以上，经减速器和超越离合器及外壳一起组成电动轮毂总成，其转速为170-180转/分，适应了自行车以20km/h左右的速度行驶。该结构的可靠性高，成本较低，骑行较舒适，但也存在以下缺点：（1）传统的电刷和换向器有机械磨损和噪声、火花等，（2）系统的先进性和档次不够高。
用于电动自行车的无刷电动轮毂，实际上由两部分组成。一是直接外转子式的无刷电机系统，二是可以实现电子换向的专用控制系统，无刷电机依据于现代IC技术和功率电子器件的发展而逐渐成熟。简单而言，依靠改变输入到无刷电机定子线圈上的电流波交变频率和波形，在绕组线圈周围形成一个绕电机几何轴心旋转的磁场，这个磁场驱动转子上的永磁磁转动，电机就转起来了，电机的性能和磁钢数量、磁钢磁通强度、电机输入电压大小等因素有关，更与无刷电机的控制性能有很大关系，因为输入的是直流电电流需要电子调速器将其变成3相交流电，还需要从遥控器接收机那里接收控制信号，控制电机的转速，以保证其正常稳定的运行。该技术较为先进，在磨损和噪音等问题上有极大的改善。并因此提高了寿命。
当电机运行出现故障时，一般可从机械故障与电气故障两方面讨论。对于机械故障可能原因有常见几种：
1. 由于电机本身密封不良，加之环境跑冒滴漏，使电机内部进水或进入其它带有腐蚀性液体或气体导致问题出现。
2. 由于轴承损坏，轴弯曲等原因致使定、转子磨擦（俗称扫膛）引起铁心温度急剧上升，烧毁槽绝缘、匝间绝缘，从面造成绕组匝间短路或对地“放炮”。严重时会使定子铁心倒槽、错位、转轴磨损、端盖报废等。
3. 由于长时间过载或过热运行，绕组绝缘老化加速，绝缘最薄弱点碳化引起匝间短路等问题。
4. 电机绕组绝缘受机械振动（如启动时大电流冲击，所拖动设备振动等）作用，使绕组出现匝间松驰、绝缘裂纹等不良现象，破坏效应不断积累，最终导致最先碳化的绝缘破坏直至出现烧毁绕组现象。
而对于电气故障，则需通过测量其电压或电流进行分析判断了。比如以下为电机的几种常见类型：
（1）电机空载电流大，其原因一般为电机内部机械摩擦大，线圈局部短路，磁钢退磁。检验方法为：打开电源，转动转把，使电机高速空载转动10s以上。等电机转速稳定以后，测量此时电机的空载最高转速N1。在标准测试条件下，行驶200m距离以上，开始测量电机的负载最高转速N2。空载/负载转比=N2÷N1。当电机的空载/负载转速比大于1.5时，说明电机的磁钢退磁已经相当厉害了，应该更换电机里面整套的磁钢。
（2）电机发热，其原因一般为电流大引起，通过高中知识可知，设电机电流为I，电机的输入电动势为E1，电机旋转的反电动势为E2，则与电机线圈电阻R之间的关系是：I=（E1-E2）÷R。R或E2变小都会引起电流变大，R变小一般是线圈短路或开路引起的，E2减少一般是磁钢退磁引起的。
（3）电机乏力，其原因较复杂，若排除以上提到的电机本身故障，则该问题一般与电池容量，未充满电等其他因素有关。
生活中常见的机械原理范文2
初中物理 高效教学
【中图分类号】G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889（2015）02A-
0017-01
初中物理是启发学生思维、引导学生思考的关键学科，学好初中物理，能够为学生学习其他学科知识打下基础，也能够激发学生思维、促进学生探究，引导学生更好地学习和生活。学习物理知识需要讲究学习方法和策略，不能盲目死记硬背，也不能全身心投入到做题中，需要正确运用方法，提升学习效果。而类比教学是一种比较恰当的教学策略，它运用事物之间的联系，寻找事物之间的相似点，通过类比推理，创新思维，获得新的知识。结合建构主义和新课程理念，运用类比教学策略，能够基于学生的认知水平，不断拓展学生的知识网络。
一、新旧知识类比，拓展知识架构
新旧知识类比，就是基于学生的认知基础，了解学生已经掌握的知识和方法，寻找新旧知识的连接点和相似性，引导学生类比分析和探究，促进学生构建新知识网络和框架。基于最近发展区理论和建构主义思想，初中学生处于学习物理的基础阶段，初中物理教学应该基于学生的认知水平和能力，创设合适的教学情境，引导学生互助探究，促进学生的思维拓展，自主学习和体验。运用新旧知识类比，要求教师引导学生思考与互助探究，不断提升学生的学习能力与实践探究能力。
例如，在学习“内能”相关知识时，就可以运用新旧知识类比，引导学生结合“机械能”进行类比分析，深入探讨机械能的宏观层面以及内能的微观层面的不同点，分析其相似点。机械能是宏观层面物体的动能和相对位置具有的势能之和，内能是微观层面分子无规则运动的动能和分子之间引力、斥力产生的势能之和。同样，密度、电阻、比热容的学习也可以运用类比的方法，引导学生加深对理论知识的理解，更好地构建知识网络，提升教学效果。
二、联系生活经验，得出相关规律
联系生活经验，将物理知识与生活实际进行类比，得出相关规律，更好地总结经验，服务于生活。生活中蕴含着丰富的知识和道理，教师应引导学生通过生活实践来完善理论知识，同时，通过理论知识的指导又反过来不断促进生活实践。因此，教师应联系生活，将学生感兴趣的、熟悉的生活现象与物理知识类比，促进学生自主观察与分析，提升学生发现问题、解决问题的能力。
例如，在学习“二力平衡”相关知识时，笔者通过引导学生由生活中常见的杠杆原理出发，分析扁担、天平等常见事物，了解力与力臂的反比关系。在学习“摩擦力”相关知识时，笔者引导学生从生活中常见的现象出发，探讨“将桌子推动前不断增大推力，桌子不动，在推动后，维持一个不变的力，桌子匀速，增加力，桌子加速”等规律。
三、学科知识类比，促进融会贯通
各学科之间存在着相互联通的关系，教师应找出学科知识之间的相似性和契合点，引导学生融会贯通，是提升教学实效，促进学生综合能力提升的关键一环。多学科综合也是新课改理念的指导思想，因此，在进行初中物理教学时需要打破学科界限，运用多学科知识类比的策略，引导学生全方位、多角度地分析和解决问题，形成科学素养。
例如，在学习关于“能源与可持续发展”知识时，结合物理与化学中的环保知识进行类比分析，类比化学中讲述的化学燃料燃烧对环境的危害，探讨寻求清洁能源、再生能源的方法，综合开发和利用可持续发展能源，再运用物理知识进行能量转换效率的学习。“透镜”的学习与轴对称相关知识也可以进行类比分析。通过综合学科类比，提升学生的科学素养和解决问题的能力。
四、理论实践类比，促进自主探索
将理论运用于实践是验证理论的最佳方式，由实践反过来得出理论是拓展理论知识的方式。初中物理教学中，教师可以将理论知识与实践进行类比分析，引导学生结合理论自主探索和实践，不断拓展自身的知识架构，不断完善学生的思维、方法和能力。
例如，学习“小灯泡额定功率的测量”相关知识时，引导学生从实践探究中分析理论和验证理论。教师进行理论讲述，学生搭建实验框架，由学生自主实验找出问题。第一，小灯泡不亮，电流表示数为0，电压表偏转很大;第二，小灯泡不亮，两个表示数都为0。由此引导学生结合理论与实践类比，得出问题的原因分别为小灯泡损坏、线路短路。从理论中规划实践方案，结合实践深入学习理论，由理论与实践类比，促进学生自主探索与提升。
生活中常见的机械原理范文3
关键词：机械设计基础 教学内容 教学方法 教学手段 课程改革
《机械设计基础》课程是机械类专业的一门重要技术基础课，它的教学直接影响到学生对专业课程的学习兴趣。随着高职教育的不断发展，客观上要求我们去完善和创新，加快高职《机械设计基础》课程改革，以满足人才培养的需要。
一、机械设计基础课程存在的问题
1.培养目标不明确
对于高职学生而言，将来所从事的职业大多是面向生产第一线。所以，学生应具有解决生产实际问题并在实际工作中应用的能力，而不需要像本科生那样，重点培养学生的创新和综合设计能力。因此，在教学中应加强学生对工程实际中常用机构、零件等知识的学习和结构的拆装等动手能力的培养。
2.教学内容应做相应的调整
课程所选用的教材普遍存在内容不符合“必须与够用”的原则，高等职业技术教育培养的是高级技术应用型人才，必须要求实践性教学环节的课时数高于理论教学课时数。
3.教学方法、手段需进一步改进
由于教学内容较多，学时有限，教师一般常采用“满堂灌”的方法讲授学习内容。教师处于主动，学生处于被动，所以不利于调动学生的积极性以及培养他们的独立思考问题、独立解决问题的能力。我们的学生没有实际工作经验，对机械的了解只限于生活中接触的范围。虽然传统教学手段和现代化教学手段已经实现了并重，但是这些手段还不足以使学生真正地了解现实的工程实践以及具有较强的感性认识，对学生工程意识的培养还存在一定的不足。
4.考核方式单一，不能突出能力培养
期末考试成绩定终身是沿用至今的成绩评定制度。然而，它并不能全面反映学生的学习态度和实际水平，有的学生平时不学习，靠考前突击，仍然可以通过考试。因此，这种成绩评定制度不利于激发学生的学习积极性，也不利于知识的理解和掌握。
二、课程改革的基本思路
在教学理念上，强调“理论联系实际”“理论为实践教学服务”，内容上以“必须、够用”为度。《机械设计基础》课程的教学改革应紧紧围绕着以学生为主体，以能力培养为中心，以专业必备要求为知识基本点，加强实践教学。以现代教育技术为手段，优化课程体系，改革教学和考试方式、方法，培养学生综合应用能力和为专业教学服务为目标，建立全新的机械设计基础课程教学体系。
三、课程内容改革与实践
1.培养目标定位、修订教学大纲
根据专业定位对原有教学大纲进行了全面修订，重新组织和完善了课程教学内容。课程目标为“掌握机械设计中常用机构和通用零件的工作原理、结构特点及设计方法，具备通用机械正确使用、维护及分析常见故障的能力”。
2.建立全新课程内容体系
新的课程教学内容，选择牛头刨床和带式输送机这两个典型的设备为载体，把有关常用机构和通用零件的内容融合在载体分析中。将力学中的扭转、弯曲强度计算与轴的设计结合，将剪切和挤压强度计算结合在螺栓联接、键联接当中，以利于学生将力学的理论知识与实际应用相结合，避免学生对枯燥的纯理论学习可能产生的厌倦心理。
四、教学方法和教学手段的改革
《机械设计基础》是一门理论性和实践性都很强的课程，学生没有实际工作经历，缺乏与此有关的感性认识。因此，教师应充分利用多种教学手段，将课程生动、直观、轻松地呈现给学生。教学方法、教学手段如下：
1.现场教学
以牛头刨床这个典型的机械加工设备为载体进行现场教学，介绍机器的组成和工作原理，以此训练学生分析机械系统的的能力。
2.案例教学法
在进行常用机构的教学时，以牛头刨床的机构分析为总任务，再将其分解为机器的认知、平面机构结构分析、平面连杆机构结构分析、凸轮机构结构分析、间歇机构结构分析等子任务，以此贯穿常用机构部分的内容。每一部分教师均先从牛头刨床中引出问题，再介绍相关机构，最后举例讨论。
3.任务驱动法
在通用零件部分教学时，以带式输送机传动装置的设计为总任务，再将其分解为电动机选择、带传动件设计、齿轮传动设计、联接设计、轴的构设计、轴承设计等子任务，以此贯穿通用零件部分的内容。每一部分教师均先从设计任务中引出问题，再介绍相关零件设计的理论和方法，最后举例讨论。设计任务就是学生的作业，学生边学边练，课程结束时完成其主要的设计计算。
4.采用实验室一体化教学
将课安排在机械原理实训室进行，采取多媒体课件讲解、模型演示和实验操作相结合的方法，充分利用教学资源，提高教学效果。
5.增设实验、实训项目，提高学生的实践及动手能力
在机械设计基础实验这个重要的实践环节，加强学生对机构、零件结构和机械设计等工程实践知识和对仪器设备的动手操作、机械结构的装拆等实际动手能力的培养，是对理论课程教学不足很好的补充和完善。保留了《轴系结构测绘》和《减速器结构装拆实验》。增设了《齿轮范成原理》是为了验证“范成法加工齿轮的原理以及齿轮加工中的根切现象”；《带传动实验》是为了验证理论课教学中的“带的弹性滑动及带传动的效率变化情况”。《轴系结构设计》实验，学生根据所提供的原始条件（如齿轮传动类型、齿轮圆周速度、蜗杆跨度等），自行选择合适的零件（如轴承、轴承盖、密封件、轴套类型），按照轴系结构设计的思路进行模拟设计或装配。
通过建立开放式的机构、零件陈列室和机械装拆实验室，使学生有更多的自主时间来安排学习，以期发挥学生在实验教学中的积极性与主动性，从而加强学生对机构、零件结构等工程实践知识和对仪器设备的动手操作、机械结构的装拆等实际动手能力的培养，确保对理论课程教学不足的补充和完善。
五、采用灵活多样的考试方式， 提高学生的综合应用能力
在考试方法上采用开卷与闭卷相结合，笔试、口试与讨论相结合，以增强考试内容的综合性与灵活应用性，突出对能力的考核。
综上所述，根据高职教育的特殊性，机械设计基础课程的教学应瞄准市场对人才的需求目标，不断地改革教学目标、教学内容、教学方法、教学手段等环节，从实用出发就能调动学生的学习兴趣，使他们学有所得、学有所长，能更好地为后续课程打下良好基础，机械设计课程改革需要我们不断地在实践中创新、总结和完善。
参考文献：
[1]郭攀成.机械设计基础课程教学内容和改革与实践[J].中国电力教育，2009，(4).
生活中常见的机械原理范文4
一、初中物理教学中联系现实生活的原则
1．科学性原则．在初中物理教学中，教师采用的教学方法、选用的教学内容以及创设的教学情境等内容均应确保符合科学性，做到去伪存真．
2．主体性原则．在初中物理教学中，教师是主导，而学生是主体，教师应当将学生的主体地位体现出来，营造和谐、民主的教学氛围，发挥教师与学生两方面的创造性、主动性以及自主性．
3．生活化原则．初中物理教学内容与实际生活息息相关．在教学过程中，教师应当对学生的已有生活经验与体验予以尊重，有意识地在学生的生活中挖掘教学资源，并通过创设真实的教学情境来激发学生的学习兴趣，调动学生自主探究的欲望．
二、初中物理教学中联系现实生活的方法
1．新课导系现实生活．在导入新课时，教师可以将生活中常见的物理现象以及相关活动与新课内容有机结合，使抽象、枯燥的物理知识变得生动有趣，激发学生的学习兴趣，加深学生对物理知识的印象，从而减少学生的畏难情绪．例如，在讲“电压表”时，教师可以事先准备好电压表，让学生在课堂上进行实际操作．在学生的操作过程中，教师应适时引入电压表的原理、使用条件等知识点，让学生加深对电压表知识的理解．又如，在讲“变阻器”时，教师可以选用学生生活中的现象来引导学生参与教学活动．如，舞台灯光为什么会跟着情景的变化而时强时弱?为什么电视机荧光屏上的光度会随着亮度旋钮的变化而变化?等等．该类现象都是学生在生活中常见的现象．联系生活的教学方式，能够激发学生的好奇心，提高学生的主动参与性，为高效课堂教学打下基础．
2．课堂教学联系现实生活．在初中物理教学中，一些物理知识都会在现实生活有所体现，教师应当充分利用这一优势，尽可能地列举学生在生活中常见的现象或活动，让学生在学习知识时能够联想到实际生活中的具体事例，从而提升学生的学习能动性．例如，在讲“惯性”时，教师可以让学生联想溜冰的时候，用手向前推墙壁，自己是否向后运动;在划船的时候，为何要向后划水，船才会前进?联系学生在生活中都有所经历的事例进行物理教学，可以让物理知识更具吸引力．又如，在讲“机械结构”时，教师可以将自行车带到课堂中，并详细讲解其构件、结构以及功能等，让物理知识直观地展示在学生面前，从而达到提升教学效率的目的．
3．物理实验联系现实生活．物理实验是初中物理教学的重要内容．通过物理实验，不仅能论证物理理论，并对物理知识进行有效展示，还能提高学生的动手实践能力，让学生在操作、观察、分析、记录以及描述的过程中提高对物理规律以及相关概念的认识．因此，教师应有意识地联系现实生活开展物理实验，拉近学生与物理实验的距离，让学生体会到物理的真实性．例如，在讲“惯性”时，教师可以先给学生演示一个惯性小球的实验，然后让学生进行动手操作，将橡皮擦或笔放于一张纸上，并快速平稳地将纸张抽出，观察橡皮擦或笔的状态．通过实验，学生可以发现橡皮擦或笔都没有跟着纸一起运动，就会激发起学生的好奇以及探究欲望，从而促使他们进行课文阅读，并从中找出答案．又如，在讲“声音的产生”时，教师可以让学生一边发声一边摸着自己的喉咙，学生们发现自己所听到的声音是通过声带振动而产生的，从而激发起学习兴趣．通过这些简单的实验，不但能够让学生掌握基础的物理知识与技能，还能让学生懂得如何在现实生活中对待与应用物理知识，以达到提高学生物理应用能力的目的．
生活中常见的机械原理范文5
关键词： 高职高专数控技术专业 《机械设计基础》 教学方法 课程教学设计 教学改革
《机械设计基础》是高职高专数控技术专业必修的一门主干职业基础课。数控技术专业学生就业领域主要面向制造业，主要就业岗位（群）是数控机床的操作、编程、工艺规程编制与实施；相近就业岗位（群）是生产管理等。本课程的先修职业基础课程为机械制图、计算机绘图、工程力学、金属材料与成型工艺，并进行了金工实习。后续课程为有机械制造技术、液压与气动技术等职业技术课程。本课程为学生毕业后从事上述工作岗位打下坚实的基础，对学生完成整个专业的学习，起到承上启下的重要作用，是学生获得职业基础能力的桥梁与纽带，因此教好本课程具有十分重要的意义。
1.课程教学目标
本课程使学生掌握常用机构与通用零件的基本原理、性能特点、使用、维护的基础知识和设计方法，培养学生具备选用、维护和改造简单传动装置及零部件的初步能力，培养学生正确的设计思想与严谨的工作作风。《机械设计基础》课程与实践联系非常紧密，学生毕业后走向工作岗位做实际工作，参与设备的论证、预研制、改造或维修的工作，难免做设计一类的工作，接触到各式各样的运动机构或各种通用零部件，课程的学习为将来的职业发展奠定了基础。
2.课程内容分析和课时分配
2.1本课程主要包括两方面的内容。
在机械设计的基本知识和机械中常用的机构包括平面连杆机构、凸轮机构、间隙运动机构、齿轮系；机械传动包括螺纹连接与螺旋传动、带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动。通用零部件包括轴和轴毂连接、轴承、其他常用零部件，并简要介绍了国家标准。
2.2课时分配。
根据教学大纲，本课程总共70个教学课时，其中机械设计的基本知识部分占12个课时，在机械中常用机构部分占22课时，机械传动部分占23课时，通用零部件部分占13课时。
教师在制订具体的教学进度计划时，须安排四次观察与认知实验配合教学，每次实验占用2课时，共8个课时。第一次为综合性认知实验，第二次重点是常用机构的认知实验，第三次重点是机械传动的认知实验，第四次重点是通用零部件的认知实验。
3.教学设计与实施
3.1学情分析。
3.1.1不利条件
目前高职高专学生入学分数较低，理论基础较差，学习的积极性、主动性不强，缺乏抽象思维，自律性差。
3.1.2有利条件
根据数控技术专业教学计划，本课程开在第三学期，在学完了《机械制图》、《计算机绘图》、《工程力学》、《金属材料与成型工艺》，并进行了金工实习和数控机床认识实习之后，学生已经具备了比较扎实的力学、制图、金工、材料等先修课程的良好基础，具备了一定的识图、计算能力，对生产实践有了初步的了解，为本课程的学习奠定了一定的基础，且学生好奇心强，容易被新鲜事物吸引。
3.2课程特点。
在本课程中各章相对独立性较强，学生一接触本课程，就会产生“没有系统性”、“逻辑性差”等错觉，因此为本课程的教学带来一定的难度。然而在本课程中，虽然不同的研究对象涉及的理论基础不同，相互没有多大的联系，但最终的研究目的只有一个，即设计出能够应用的机构、零件等。
根据以上分析，本课程的教学中心为机构和零件的原理及选择，教学的重点和难点是培养学生的独立思考和设计能力。
3.3教学模式、教法选择和师资条件。
3.3.1教学模式
本课程教学可采用“文字教材、多媒体教材、机械原理与机械零件的实物观察实验和学习指导”四位一体模式。
文字教材是本课程教学的基本指南，教学内容符合本课程教学大纲的要求，但其内容不能代替多媒体一体化全部教学内容，特别是涉及生产实际、感性认知、形象思维等方面，必须有多媒体教材补充。
多媒体教材内容包括各章节基本内容的讲解、归纳，重难点内容的专题讲解，现场录像教学，动画及图表、图形的形象演绎等。借助于计算机图形学技术和多媒体技术，加强直观性教学，做到教学内容直观形象。
机械原理与机械零件的实物观察实验：通过机械中常用机构与通用零部件的实物或模型展示，并借助电脑控制技术系统形象地解说，增强真实感，身临其境，提高学习兴趣、降低学习难度。
学习指导主要包括各章节的基本要求、学习指导、典型例题、习题提示和自我测验。
3.3.2教法选择
教师在本课程的教学过程中，供选择的教学方法有很多种，可以灵活地加以串用或并用。
3.3.2.1讲授法教学。对于机械设计的基本知识、涉及设计计算部分的教学主要采用讲授法。例如对于“定轴轮系传动比”计算公式的推导，以讲授为主，课件感知引导为辅。讲授法可使学生在有限时间内尽快地掌握新知识，加深理解。
3.3.2.2演示法教学。对于常用机构、机械传动和通用零部件的基本原理、基本知识部分的教学，以演示法教学为主，讲授引导为辅。在多媒体演示和实物模型演示的过程中，通过提问和讨论的方式让学生主动、思考，在直接观察中分析问题，增强感性认识，从而突破难点。
3.3.2.3压力教学法。对于应知应会的基本知识、重点内容，通过课堂提问和让学生上黑板做题等方式，人为地给学生制造一些学习压力，有利于知识的掌握、消化和吸收。
例如：在讲《螺纹连接和螺旋传动》这一章中，螺纹的类型、特点和参数，常用螺纹连接（螺栓连接、双头螺柱连接、螺钉连接和坚定螺钉连接）的基本特点和选用等基本知识可用提问的方式加以巩固；在平面机构自由度的计算、标准直齿圆柱齿轮外形尺寸的计算、齿轮系传动比的计算等教学过程中，在公式和典型例题讲解之后，出几道典型习题，让学生集体思考，并让几名学生上黑板计算，再让其他学生纠错，最后老师讲解。这样可提高学生的注意力，增强教学效果，也可作为对学生考核的一部分。
3.3.2.4讨论法。积极开展师生的双向互动活动，调动学生的学习主动性和积极性，培养学生举一反三和综合运用所学知识的能力。例如：在机械传动的设计常用机构和通用零部件的选用的教学中，老师提出问题，让大家开展讨论，可大大增强学生的学习兴趣。
3.3.3教学条件和师资力量
3.3.3.1我院拥有充足的供教学使用的多媒体教室，主教学楼28间，实训楼10间，信息大楼计算机教室10间。
3.3.3.2可供数控技术专业学生实训的实训室有钳工实训室、车工实训室、数控实训室、数控仿真实训室、机械基础实训室等。
3.3.3.3机械设计基础课程教学团队有专任教师4人、兼课教师2人、外聘教师4人，其中高级职称1人，中级职称9人，均具有丰富的实践和教学经验。
3.4课程教学设计的做法
3.4.1在课堂教学中，可以观看在生活中常见机构和工程运用较广机构的录像片及动画，使学生对该课程萌发浓厚的兴趣，认识其重要性，使他们感觉到机械设计并非遥不可及，通过努力学习就能达到。
3.4.2在教学组织上，根据高职教学的特点，“必需、够用”的原则，强调应用性，可以简化公式的数学推导过程，避免知识内容过深过细。有些推导过程只是为了加深对本概念的记忆，不做掌握要求。把重点放在结论具体应用上，一般性的内容在广度方面适可而止，节约课时用于实践性环节。
3.4.3在每章内容讲解时，不仅要讲清内容和基本原理，而且要通过举例、多媒体教学手段、实物或模型观察实验，讲清其在工作中的用途。
3.4.4每次课后均有思考题和习题，并有课外作业，课后教师定期辅导和答疑，有助于学生抓住课程重点，加深对课程难点内容的复习和理解。
3.4.5在每章或每个单元内容教学完毕后，及时进行阶段性小结，承前启后，让学生对课程的诸多内容有整体认识和系统化意识。
3.4.6为加强重难点的消化吸收，在整个教学过程中阶段性地安排习题课，以学生为主体，以习题为平台，积极开展分组讨论活动。在练习过程中，结合生产实践中的实例，增强学生“举一反三”、“灵活运用”的能力，讲清具体应用的方法，培养学生的实际工作能力，激发学习热情。
3.4.7在教学实践中，应遵循以教师为主导，学生为主体的教学原则，注重对学生能力的培养，采用鼓励式教育，让学生在宽松、愉快的气氛中吸收知识、获取营养。
3.5考核方式和教学效果。
3.5.1考核方式
根据我院“2+1”教学改革和数控技术专业中本课程教学大纲要求，本课程考核类型为“考试”课。平时成绩占50%，包括出勤及课堂纪律占20%、课堂回答问题、作业、平时测验和期中考试占30%；期末考试成绩占50%，主要以闭卷考试的形式进行。
3.5.2教学效果评价
通过学生网上评教、教师评学、学院教学督导员抽查、系部或教研室主任听课、教师相互听课等形式反馈，提出教学建议。通过上课提问、作业批阅、平时测验、期中考试等形式，教师掌握教学效果，适时改进教学的方式、方法。
4.课程教学特色描述
4.1基本思路。
以课程目标为主线，打破传统的课程界限，从实现各专项能力的需要出发，以“必需、够用”为原则组织相应的课程内容并进行必要的教学内容整合，使课程内容服务于目标能力，注重人的思维方式，重点培养创新思维，使学生在学习过程中学习目的明确，学习兴趣浓厚。
4.2教学手段。
本课程在教学中都采用了先进的多媒体教学手段，表现方式上体现了多元化的现代教育技术方法与手段，充分利用现代化教学设备和PPT教学课件，将CAI课件、录像插播片、实物模型及现场参观等多种手段科学组合，使教学形象、生动、高效、学生喜闻乐见。计算机辅助教学的形象化特点和生动性、趣味性大大激发了学生主动学习的积极性，加深了对所学内容的理解，从而提高了整体教学质量和水平，也增加了教学信息量，提高了教学效益。我们的感受是现代教育技术最能在本课程的教学中发挥作用，多媒体手段的采用为教师的教和学生的学大大提供了方便。
4.3教材建设。
从高职教育的特点出发，选用贴合高职院校学生实际的教材，更加突出理论联系实际，有利于学生应用所学知识分析问题、解决实际问题的综合能力，将传统教学方法与现代多媒体教学手段有机结合，扬长避短。
4.4实验和现场参观实习。
以机械设计基础课程教学内容为背景，继金工实习和数控机床的认知实习之后，加强培养学生理论与实际联系和动手能力，开设实验课，并利用业余时间组织学生去工厂现场参观。此外，我们结合课程，积极开展机械设计兴趣小组活动，为学生的创新设计提供了施展才华的舞台。
5.教学改革
5.1在教学上。
5.1.1在课堂讲授之后，创造条件组织学生到工厂参观，观看、分析、讨论各种机器上的各种常用机构和零件。
5.1.2组织学生开展简单典型机构、机器和零部件的设计大赛或开展兴趣小组活动，激发学生的学习热情、培养学习的应用能力和设计兴趣。
5.1.3利用现有的机械原理与机械零件实验室，在学生认知、观察、听取讲解之后，结合实训中的机器和学生日常生活中的机械，理解和掌握课堂内容。
5.2在考核上。
在考核方式上，实行学习阶段的全程性考核制，改变过去的一次性终结考试，成为将阶段性的考核与期末综合考试相结合的办法。
这样有利于教师及时发现教学中的不足并加以改进，减少学生学习的功利性，有利于加强教师对学生的日常学习管理，引导学生掌握良好的学习方法，从根本上改变应试教育制约学风、考风的状况，促进学生良好品质的形成，全方位多角度地准确反映出一个学生的真实成绩和综合能力。
参考文献：
［1］陈立德.机械设计基础.高等教育出版社，2007.8.
生活中常见的机械原理范文6
关键词：压力机 振动故障 诊断
1、机械振动及其常用诊断方法
振动现象在日常生活中司空见惯，是几乎无法避免的自然现象。但对于机械设备而言，振动却往往会造成不利的后果，会造成机械设备的使用寿命缩短，也会影响操作人员的正常工作。现有的研究已经表明，机械设备的异常振动往往设备故障的都和某种类型的机械故障有着密切的相关关系，有大约70%以上的机械故障都会以振动（或者噪声）的形式表现出来，因此将振动作为辅助判断设备故障的依据是可行的。而且从故障预防的角度来看，对机械设备的振动的早期检测也能够起到防微杜渐，预防较大事故的作用。
机械压力机作为一种锻压设备，具有非常广泛的用途。随着压力机本身吨位的加大，以及运行速度和精度的提高，维护问题就成了非常重要的事项，对于很多大吨位的压力机而言，甚至于几乎不可能进行完整的拆机检修。因此采用振动作为故障诊断的手段具有很大的必要性，也能够为设备的后续设计和改进提供有益的参考。从现有的压力机故障诊断主要从两个方面来进行，一是针对齿轮箱，二是针对导轨和滑块这一往复机构。对着两类故障，一般都可以采取振动分析法来进行诊断。
2、振动测试及信号分析
2.1振动测试的原理
要同过机械设备的振动特征来判断故障类型，首先需要完成设备的振动测试，掌握设备运行中振动的第一手资料，其目的是掌握设备动态特性，从中判别可能潜在的故障类型，这一方面较为成熟的技术是振动测试诊断技术。其原理是通过对设备施加不同类型的激励源，让激励作用在设备上产生振动和传播，当振动传播到设备零件表面时，零件附近的空寂振动而产生声波，通过分析这些振动和声波来判断设备的工作状态。
2.2振动测试的内容
在一次振动试验中，可供采集的数据类型是多种多样的，从实际应用的角度出发，在振动测试中一般选择以下3类最重要的测试内容：①振动参量 在振动测试中选择的测试参量会选择特征点上的位移、速度、加速度、压力，以及角速度、角加速度等；②系统动态特性的测试 压力机械的系统动态特性指的物理参数、 模态参数、频率响应函数等；③动力强度测试 动力强度测试一般用来检验压力机在特定环境下振动特性，其目的在于检验设备是否满足一定振动条件下的工作强度要求。
2.3振动信号的分析与处理
振动信号的分析需要借助于信号分析仪器，对干扰噪声进行过滤后进行谱分析，对位于不同时域范畴的信号，需要把测得的时间历程信号按照某种信号处理方法（如傅里叶变换等）来进行频域分析（相位谱、功率谱等）。常用的分析方法有时域分析法、相关分析法、频域分析法、倒频谱分析法等。
3、常见振动故障判别
3.1传动系统故障频率分析
在压力机械中机械振动的频率和转速成整倍数关系，即同步振动，这是压力机在工作时最为常见的振动形式，在正常工作的情况下，其振动频率是较为恒定的。因此在计算转轴的故障频率的步骤可按下面的步骤来进行：①对压力机的每个转轴确定其相对转速，作为基准值；②在考虑转轴的前提下，计算转轴频率、叶片通过频率等故障频率；③将在特定位置上采集的各类振动信号叠加得到时域波形，该波形实际上包含了多种振动（噪音和其他类型的振动等），通过对时域波形的分解，可以得到不同转轴和齿轮上的基准频率，从而可以绘制压力机传动装置部件的频率序列，可为故障状态下的频率分析提供参考。
3.2齿轮（箱）的振动故障诊断
齿轮的振动频率取决于每齿的啮合，即以啮合频率来作为齿轮的振动频率，因此齿轮的异常振动主要来自于齿轮在制造和装配过程中的误差，如偏心误差、齿形误差以及齿距误差等。此外，也可能存在在使用过程中的机械损伤而导致的异常振动（这类振动通常都和设计缺陷和装配不良有关），这类异常振动的成因表现为齿轮齿面磨损、齿面胶合擦伤、齿面疲劳及断裂等。
对齿轮故障进行振动诊断时，需要对几种常见的故障类型分别排除。在诊断是否存在齿距误差时，就需要观察齿轮在单位周期内的转速是否均匀。当确实却在齿距误差时，啮合振动频率也会表现出一定的周期性，此时需对比齿轮的旋转频率和啮合频率来综合判定。如果齿轮制造材料出现问题，齿轮可能会出现因为回转质量不平衡而出现周期性的振动（表现形式有点类似于偏心机离心锤），也需要计算齿轮的旋转频率和啮合频率。当齿轮存在偏心问题时，其表现通常是齿轮在转动一周中的压力出现波动，导致啮合频率振动的幅值受到旋转频率的制约。当齿轮存在局部缺陷，齿轮在啮合过程中的振动幅度通常都会非常明显，会在振动波形上表现出突出周期性脉冲幅值。
3.3轴故障的振动诊断
压力机转动轴可能因为制造、安装过程中的问题，在运转过程中零件损坏或轴弯曲等导致轴系的质量分布不均，偏心惯性力会形成在转轴产生横向强迫振动的周期激荡力，这种周期性的激荡力可能形成轴系的共振，给轴系造成最大破坏，因此转动轴不平衡所造成的危害必须引起高度重视。转轴不平衡故障的振动特点是振动的方向以径向为主，其振动频率和旋转频率直接相关，且旋转频率占主要成分，转轴不平衡振动波的相位和旋转标记的具有同步性，其振幅和转轴转速总体上呈正比关系，转速越快，振幅越大，转速越小振幅越小，但在共振处会形成最大的振幅。在考虑转轴类的振动诊断时，还应当考虑到另外一种情形，即由于装备误差、箱体变形等造成的轴对中不良（不同轴）在机械运转时所导致的振动。因为轴对中不良所导致的振动的振幅变化不大，和转轴的转速不存在明显的正比关系，加上振动方向一般为轴向振动而不是径向振动，因此不会引起共振问题。
此外，如果出现机械松动，通常由于安装不良或紧固不牢导致，也可能是工作时间太长零件局部磨损导致。这一类型的振动一般出现在垂直方向，在振动时具有较为明显的方向性。从振动的频率来看，会在频率监测仪器上留下较大的倍频分量，不论是高次谐波还是分数谐频分量，都会表现出随着时间的推移而增大的趋势。从振幅的特点上看，时域波形会较为不规则，很少出现规律的周期性信号，但可能存在较大的脉冲信号凸显，振幅会随着转速的变化而表现出跳跃的迹象。在相位方面，机械松动故障的振动会与旋转标记同步。
4、结语
压力机的振动故障诊断可以有经验的工人来临场判断，但对于一些故障初期的振动特性通常无法人工判断，需要借助于专门的振动测试仪器，对新机器绘制正常状态下的振动频率图谱，并定期对设备进行振动测试判断可能的振动故障。
参考文献
[1]杨玮.多技术融合在齿轮箱故障诊断中的应用[D].兰州：兰州理工大学，2007.
[2]韩捷.齿轮故障的振动频谱机理研究[J].机械传动，2007，（2）：21-24.
