机械原理论文范例

作者：朱维兵 单位：西华大学机械工程与自动化学院

突出工程观点机械设计课程是一门实践性很强的课程，而学生缺乏实践经验和感性认识，因此我们充分利用实验课、课程设计等实践环节，培养学生应用工程观点提高分析问题和解决问题的能力。实验课在传授知识和技能方面有着理论课无法替代的作用，它的特点是观察目标明确、清晰，原理结构易懂、有针对性，可动手操作等。我们要求学生仔细观察、分析，并将实际结果和有关原理进行分析、对比和归纳总结。如动平衡实验、螺栓组连接实验等几个验证性实验，目的就是验证理论知识，培养实验动手能力，同时提高学生应用工程观点分析问题的能力。课程设计是本课程及相关课程知识的一次综合运用，是学生第一次较全面的设计训练，是对学生设计思想、设计方法和设计能力的一次锻炼和检查。在此过程中，前一阶段教学中存在的问题会显露出来，因此这是系统培养和强化学生工程观点的一次难得的机会。

将单个零部件的设计与整机设计结合起来在实际的工业应用中，零部件往往不是单独使用的，它们要相互连接、配合形成系统进行工作。因此，机械设计课程教学的目标决不仅仅是为了能够进行单个零部件的设计，而是面向实际机械系统的设计。但目前国内高校机械设计课程的内容在编排上都是以零部件进行分块讲解，各个零部件之间没有很好地建立有机的联系，学生在学完整个课程之后虽然能够进行单个零部件的设计，但面临整机设计中的零部件之间相关问题设计往往无所适从。为此，我们在教学中每讲到某一个零部件的设计时总要抽出一定的时间详细介绍一下该零部件与其他零部件之间的关系、设计中如何进行相互协调等。

合理使用教学方法与教学手段

1采用多媒体教学，提高教学效果学校在多个校区建立了设备先进，条件优越的多媒体教室，能保证全校机械设计课程的多媒体教学。从2000年开始研究利用信息技术进行教学手段和教学方法的改革，进行多媒体课件的研制工作，完成了《机械设计基础》、《机械工程基础》、《机械设计》三门课程的多媒体课件，所用素材内容丰富、经典生动，学生反映良好，使用方便省时高效；使教师授课空间由二维的黑板扩展到了更真实、自然的多维空间，为改革传统的教学方法和教学手段提供了新的发展机遇。

2多样化的课堂教学帮助学生掌握重点、克服难点理论课加强启发式，采用多媒体和黑板相结合，并辅以配套电子版教材，帮助学生听课与复习；习题课通过抓住典型习题，举一反三，以点带面；讨论课以实际工程为背景，使学生在分析能力提高中理解重点；实验课充分发挥开放实验室的作用，使学生在自主动手能力提高中突破难点。

3建设“机械设计”省级精品课程网站利用校园网提供的网络教学平台,为学生提供了教学课件、学习指导、复习思考题、练习题等大量的学习资源，节省了学时，提高了教学效率和教学质量，也培养了学生的自学能力。

一、在理论教学中灌输科研项目研究的前瞻性

对于机械专业的本科生、研究生而言，所有机械设计类课程都具有相当重要的理论价值，可以提高学生的理论素养。但是这类课程在教学和学习过程中往往比较枯燥，且具有一定的难度，如果纯粹按照严谨的理论体系进行教学，学生容易失去学习的兴趣和动力，甚至觉得所学的知识一无所用。所以迫切需要教师在教学过程中，灌输教学内容的理论意义、价值与应用，要做到这一点，最好的也是最自然的方式就是将教师的课题引入到教学过程中来。机械专业教师所研究的课题，无论是纵向或横向课题，在其所用的研究理论、研究方法和研究手段上，必定都存在与机械设计类课程非常贴切的内容，需要应用机械设计系列课程的理论和方法去解决。例如在解决某型号转塔冲床在加工过程中的振动和噪声问题，就要了解机床的结构设计特点及工作原理，需要涉及机械设计与机械原理等课程的内容；要对机床的振动与噪声进行实际测量，需要掌握机械振动、机械测试与分析等课程有关的知识；为了对机床进行减振降噪，可以在有限元分析、优化设计等课程中提出解决这一问题的方法与思路。总体而言，任何一个课题的研究，尤其是横向课题，都有很多可以在教学过程中值得与学生分析与探讨的内容，可以让学生了解所学知识的重要性和工程应用价值。

二、在研究方案制定过程中培养学生的研发能力

目前针对工科专业的研究性教学而言，以“项目和课题研究为导向”的教学方式非常贴切现行教学改革的要求和趋势。该教学模式可以将学习、研究、实践有机地结合起来，充分发挥学生的主体作用，使学生能创造性地运用所学的知识和能力，通过自己的主动探索、主动思考、主动实践，自主地发现问题、研究问题和解决问题。首先，教师在讲课内容中要增加具体的工程实例，同时注重引导学生注意身边的工程问题，鼓励学生参与提炼工程主题，并将工程主题与教学重点内容结合起来。在进行项目研究方案的制订与讨论过程中，可以先介绍课题的来源、背景、研究需求和研究目标，让学生以分组的形式去查资料，阅读查文献，了解目前的研究现状及研究方法，制定课题的研究方案，引导学生展开课堂讨论，并根据所学的知识提出解决问题的方法，这样可以将抽象的理论与具体的工程背景结合，使抽象的工程问题变得丰满有趣，从而强化学生的工程概念与背景。然后，将学生带到企业，进入生产现场和使用现场，获得对所研究课题的感性认识，掌握和了解课题实际存在的问题，形成教学与实际结合起来的课外教学方式，通过学生亲身实践、工程技术人员的介绍以及教师的深入分析，使学生对研究的内容和课题有较为深刻的理解，便于制定更为具体和合理的研究计划。例如在对某型号的路灯灯杆进行强度与可靠性研究时，可以运用力学知识进行理论计算，再进行实际测量，最后进行优化设计，这一过程几乎会涉及到机械设计类的所有课程。

三、在项目实施过程中锻炼学生的实践能力

对于工科的本科生和研究生而言，我们现在的人才培养非常重视专业知识的学习，毕业后学生可以掌握本专业系统的理论知识和一定的实践能力。但很多毕业生在进入工作岗位后，往往还需要2～5年时间的重新学习与培训，才能具备较好的工程素养，也才能独立解决工程实际问题，从而造成企业人力与财力的浪费，使得企业在招聘人才时，首先考虑的不是学生的文凭和学习成绩，而是工作经历和工作经验。近几年本科教学大纲经历了至少两次修订，修订过程中已经注意到这个问题，并且正在进行较大幅度的改革，其主要做法是加大实践性教学环节的比重，实行企业与学校的联合培养模式，其目标就是在工程应用、生产实际中培养学生独立思考与解决问题的能力。如果能够让学生参与到教师与企业合作的课题中来，在项目研究与实施的过程中，让学生将学到的知识应用于解决具体的工程问题，就可以实现新大纲修订的宗旨，满足新大纲的要求。横向课题是企业在生产过程中或客户在使用过程中发现和提出来的技术难题，往往具有一定的难度，课题的研究也是一项系统工程，其研究成果可以直接提升产品质量，产生明显的社会和经济效益。所以首先需要对研究的对象进行全面的了解、分析、调研与查阅资料，包括设备的结构、功能、使用方法、产品质量的评估等，这方面的研究可以培养学生画图、识图、查阅文献的能力。确定了详细的研究方案之后，就要进行课题的研究，该研究过程往往历时几个月，甚至一年以上。在此研究过程中，学生需要参与大量的研究工作，可以在教师的指导下将学到的系统知识应用于理论计算，通过对理论知识的复习和应用，了解理论研究的价值，加深对理论知识的理解；学生还可以从事实验分析和实际测试，不但可以在实验室对试样进行试验，进一步熟悉实验室仪器与设备的使用方法和技巧，还可以到车间进行实际测量，掌握现代测试仪器的操作和使用，并在试验和测试完成后，进行数据的处理工作；在试验研究的基础上，培养学生利用先进的计算机仿真手段进行优化设计，通过学习先进的三维设计软件、有限元计算软件等进行结构的改进设计研究工作，并将计算结果与实验结果进行对比，及时了解优化设计的效果，从而达到研究的目的。让学生深度参与课题的研究过程，一方面可以使学生获得较为全面、系统的学习与训练。对机械专业学生而言，可以对实验应力分析、有限元分析、机械振动、机械结构的测试分析以及优化设计等现代设计类的重要课程和知识点有非常深刻的了解；另一方面还可以对企业的产品、要求、技术、研发甚至市场都有比较全面的接触。这样对毕业生就业而言，所提供的参与这些企业课题研发的经历，对企业来说无疑具有极大的吸引力。最为关键的是，这些学生一旦进入相关行业，马上可以发挥很大的作用，能够独当一面解决企业面临的具体工程问题。

四、在项目成果的总结中提高学生的综合能力

一、机械设计制造专业教学现状

机械工程与自动化学院有硕士学位授予权，拥有机械工程一级学科硕士专业。注重学生厚基础、宽口径、重素质培养。在全国及省部级大学生机械创新大赛、国际工业设计作品大赛、全国大学生“挑战杯”科技大赛、全国大学生数学建模等重大赛事中屡屡取得优异成绩。三十多年来，为国家经济建设培养了大批合格的有用人才，毕业生受到社会普遍欢迎。学院科学研究和学术交流也取得了显著的成绩，已成为学校人才培养和科学研究的重要基地。当然我校在机械设计及自动化专业实践方面需要针对技术发展、社会需求做出相应调整，实践内容相互联系与协调。因此，积极开展机械设计专业的教学实践改革与研究十分必要，如何能够在现有的条件下真正提高机械设计专业实践教学的质量和水平是我们必须要解决的问题。

二、机械设计制造专业综合实践教学改革方案分析与研究

新的机械工程及自动化专业是一个口径更宽的专业，要求学生既能搞设计也能搞实际操作，因此，要求设计综合性实践提高学生动手能力、实践能力、创新能力和综合素质是十分必要的。其实，国内高校不同专业的许多教师进行了不断的探索与研究。传统实践教学的实践多为验证性实践，不利于培养学生的工程应用能力。紧密结合我校实际，根据我们的机械工程学院院级教学研究项目的实践情况经认真分析、充分讨论，提出先组合、后融合，循序渐进的改革思路，综合实践内容的规划方案体现出发展的动态特点。最终提出该发展过程需要解决的问题和解决途径为机械设计制造及自动化专业基础综合实践提供一条可持续的发展近期和远景规划。具体的实践方案是针对传统的实践教学体系，重组实践教学内容，提升教学实践档次，加强基础动手训练、学科强化训练以及综合调试设备训练的能力。本项目根据拟订实施方案重组实践教学体系将培养学生实践能力的总目标分解为基础训练、学科训练、综合训练三个层次。

①基础训练包括工程认知、计算机制图与测绘等。通过实践教学能掌握到基本的实践操作方法，能够正确地使用仪器设备，准确地采集实践数据;认真观察实践现象，进行分析判断、逻辑处理、做出结论的能力。

②学科训练包括电工电子技术、先进制造技术、材料成形技术等。该层次实践主要机械原理、机械零件设计、电工电子技术等。

③综合训练:该层次实践主要结合工业生产过程、模具CAO/cAM基础、CAE技术与应用、应用微机原理、自动控制原理、计算机仿真技术与应用等焙养学生解决实际问题的能力;同时所提供的实践设备覆盖面宽、专业性强河适应机电类类多门课程实践。其中将AD/数据采集引入气动拼装综合实践台，数控设备网络远程程序上传下载实践装置和伺服运动控制台等设备填补了国内在实践设备上的空白。

摘要：针对机械专业毕业设计的特点及教学中存在的问题，本文结合实践案例，对提高机械专业毕业设计质量的教学方法进行探讨。本文采用培养文献检索能力，用问题引导学生，理论结合实践和应用有限元仿真技术等方法。这些方法可提高学生的学习积极性、主动性和毕业设计的质量。

关键词：机械专业;毕业设计质量;教学方法

毕业设计是机械专业本科生培养过程中的最后环节，也是非常重要的环节。学生将综合运用大学四年积累的专业知识，分析和解决一个复杂工程问题，巩固所学课程的专业内容，弥补课程学习的不足，锻炼学生运用专业知识和工程技术原理解决机械工程领域复杂工程问题的能力，使学生初步掌握科学研究方法。因此，毕业设计质量不仅反映学生对机械专业知识掌握的情况，独立发现、分析和解决问题的能力，而且也能反映学校的教育培养质量。在指导毕业设计过程中，如何采用合适的教学方法以提高毕业设计质量，提高学生学习积极性和主动性，是值得探讨的问题。

一、毕业设计的特点

1.涉及课程广

学生应熟悉《工程图学》《机械原理》《机械设计》《机械制造技术》《机械CAD/CAM技术》《互换性与技术测量》《材料力学》《理论力学》等课程。毕业设计要求学生对这些课程知识进行综合运用，设计出满足特定要求的机械系统。

2.理论性强

摘要:

科技的进步使得人们对机械设计也提出了更高的要求。本文主要对当前机械设计中的相关理论进行系统分析，阐述机械设计的方法和过程，并对现代机械设计的创新方法进行了详细研究，同时论述了机械的创新设计步骤。

关键词:

现代机械设计;创新方法;研究

在科技高速发展的今天，人们的思维方式也产生了很大变化，机械设计人员除了要准确掌握机械设计原理以外，还要在思维方式上有所拓展。要求机械设计人员创新理念，在结构设计上与产品的相关功能进行紧密联系，将设计手段与计算机辅助设计进行有效融合，只有这样才能够设计出令受众满意的机械产品。

1现代机械设计

与传统机械设计相比，现代机械设计更加注重计算机化、动态化和科学化。现代机械设计理论是在机械设计理论学科基础上形成的，它包括了信息、控制、优化等内容，而对于相对比较复杂的产品而言，现代机械设计的优势也体现得更加明显。现代机械设计是在传统机械设计的基础上形成的，但它又在传统机械设计的基础上进行了极大创新，进而形成了一个完美且科学合理的机械产品设计。这不仅需要传统机械设计的相关经验，而且还需要在现代机械设计中引入先进的设计方法。

1参照专业认证标准对机械设计类课程内容的改进

根据国家机械设计制造及其自动化专业毕业培养标准中对毕业能力要求之4“具有设计机械系统、部件的能力”要求，整合现有教学内容，形成了基础知识递增和设计能力递进的机械设计类课程教学环节结构。其中先修课程包括数学类、工程力学、机械制图、公差与技术测量等基础课和专业基础课。为达到“具有设计机械系统、部件的能力”的毕业要求，设计了课程教学及课内实验、基础设计能力培养、创新设计能力培养三个能力递进培养环节。

2机械设计类课程教学及课内实验

课程教学及课内实验教学环节分为机械原理和机械设计两个部分，每部分。含课内实验，课程内容及培养目标如下：机械原理课程是一门培养学生机械机构运动设计与分析的技术基础课，主要研究机构的结构分析、运动分析和动力分析，常用机构设计的基本理论和方法，机械系统传动方案的规划与设计，其主要任务是培养学生：第一，理论联系实际的学风，设计实践能力和创新精神。第二，掌握机构运动方案设计的能力。第三，具有机械系统运动简图的绘制，计算机辅助机构分析和设计的能力。机械原理实验教学是机械原理课程教学中的实践环节。在实验中通过安排部分课程基本理论的验证性实验，使学生进一步加深对课堂教学内容的理解。通过增设一些综合性、设计性实验，培养学生基本知识、基础理论与实际项目需求的理论知识应用能力，同时培养学生创新意识和能力。通过设立较多的选修实验，促进学生的个性发展。机械设计课程是一门培养学生机械设计能力的技术基础课，在教学内容方面着重掌握机械设计的基本知识、基本理论、基本方法和创新思维，通过对本课程的学习，使学生掌握常用机构和机器中各种通用零件的基本理论和基本知识，初步具有机械结构方面的分析、设计能力，同时注意培养学生正确的设计思想和严谨的工作作风。机械设计实验教学通过设立部分验证性实验，使学生进一步加深理解课堂教学的内容；通过设立一些综合性、设计性实验，培养学生理论联系实际的能力及机械结构设计的创新意识和创新能力；通过强调学生参与实验的全过程，培养学生的动手操作能力；通过设立较多的选做实验，满足学生的求知欲，促进学生的个性发展。

3基础设计能力培养

机械设计课程设计是机械设计基础类课程的重要实践性环节，通过对机械传动装置和简单机械的设计，使学生综合运用机械设计课程和其他先修课程的理论和实际知识，熟悉机械设计的一般规律，掌握机械通用零部件及简单机械的设计理论及设计方法。培养学生理论联系实际的正确设计思想，树立工程意识，培养独立分析和解决工程实际问题的能力，为毕业设计和以后从事工程设计工作打下良好的基础。课程的教学目的：第一，学习机械设计的一般方法、步骤，掌握机械设计的一般规律。第二，学会从机器的功能要求出发，合理选择传动机构的类型，制定传动设计方案，正确计算零件的工作能力，确定它的结构、形状、尺寸及材料，并考虑制造工艺、使用、维护、经济和安全等问题，培养机械设计能力。第三，进行机械设计基本技能训练，例如计算、绘图，运用标准、规范、手册、图册和设计资料，以及使用经验数据和处理数据等。第四，通过编写设计说明书，提高学生文字表达能力，掌握撰写技术文件的有关要求；培养学生运用计算机撰写论文的能力。第五，训练学生用CAD绘图的能力。机械综合课程设计是形成机械装备设计能力的重要实践性教学环节。内容以车床或铣床的主传动系统设计为主线，以所学过的机械制造装备的基础知识为支撑，完成主传动系统设计、操纵装置布置、工程分析计算等环节的训练。其目的是在相关先修课程学习后，进行机械结构设计综合训练，使学生掌握机械系统分析和设计的基本步骤和方法，培养和锻炼学生综合运用所学知识解决实际工程问题的能力。

4创新设计能力培养

摘要:工程教育专业认证已经成为了当前工程教育的趋势。本文以重庆理工大学机械设计制造及其自动化专业为例，对面向工程教育专业认证的应用型人才培养模式进行了探究。该模式采取以目标输出为导向，以学生为中心并注重过程的持续改进。通过实践表明，该模式下培养的学生具有较强的工程实践能力，能够充分满足企业和社会的需求。

关键词:工程教育专业认证;机械工程;人才培养模式

工程教育专业认证是国际通行的工程教育质量保证制度，是实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认的重要基础[1]。加入《华盛顿协议》，标志着我国工程教育国际化迈出了重大步伐，能够促进我国工程类产业走向世界[2,3]。工程教育认证是人才国际化需求发展的产物，通过与国际工程教育专业认证接轨，有助于地方应用型本科院校根据学校办学特色，明确学校办学理念和定位，推进工程专业人才培养方案与教育体系改革，促进专业建设，进一步促进学校人才培养质量，充分发挥其服务地方经济建设的办学目的。

1人才培养模式的概念

人才培养模式通常被定义为在国家相关方针政策和整体教育理念指导下，高校根据一定的办学理念，与学校实际情况和社会需求状况，为培养学生所设计的知识、能力和素质结构，以及实现这种结构目标的组织形式和运行方式[4]。综合以上定义可以看出，人才培养模式主要包括人才培养目标、人才培养课程体系以及人才培养过程三个要素。本文将从以上三个方面来阐述面向工程教育专业认证体系的人才培养模式思路。

2应用型人才培养目标的确立

以输出为导向（outcome-based）、以学生为中心和持续改进是工程教育专业认证的三个核心。其主要思路是以需求为起点，根据需求确定人才培养目标，在将人才培养目标的实现途径分别划分到所有的课程体系以及人才培养过程中。并通过问卷及其他方式来对实施成效进行评价和反馈，进一步改进不足，实现人才培养模式的持续性改进。重庆理工大学机械学院为了实施工程教育专业认证，针对学生就业情况以及所在企业对学生能力需求，对用人单位和已毕业学生开展了广泛的问卷调查。通过问卷调查统计和分析，明确了企业对毕业生的需求以及学生自身发展的能力需求。同时，聘请校内外及企业专家共同召开专业建设研讨会，以明确社会对毕业生的知识系统、个人素质以及综合能力的需求，进而制定出面向工程专业认证的机械类专业人才培养目标。

摘要：本论文主要分析了工程车辆自动变速的基本原理以及智能自动变速理论。

关键词：自动变速；工程车辆；基本原理；液力传动系统；智能自动变速理论

1背景

随着我国经济发展，我国的基础设施的建设取得巨大成就。而这些项目需要大量的工程车辆，压路机、推土机、挖掘机等。这些工程车辆和一般的交通车辆有很大的区别，他们的任务是完成工程项目而不像一般的交通车辆是代步工具，所以他们的自动变速原理和一般的车辆有很大的差别。他们需要把大部分的功率用来工作，一小部分的功率用来行进。所以工程车辆为了适应外界负载的不确定因素，所采用的液压传动系统，这种系统虽然有很多优良的性能，但是也存在着许多缺陷。面对了负载的外界负载的变化，液力传动的效率会变低，这样导致能源的浪费，不符合绿色发展的理念。

2工程车辆自动变速的基本原理

自动变速技术开始应用在汽车上，后来慢慢被推广到工程车辆上面，但是遇到了很多问题。因此工程车辆的自动变速原理绝不能照搬一般的交通车辆的原理。传统的原理是在选定换挡控制参数之后按照某些性能指标要求用数学方法求解换挡规律。工程车辆换挡规律按控制参数的数量可分为两参数、三参数及四参数。

2.1两参数自动变速原理