牛头刨床课程设计-机械原理（17篇）
1.牛头刨床课程设计-机械原理 篇一
在安装AutoCAD的情况下，双击图片，自动CAD中打开，另存为CAD文件。(CAD图纸)牛头刨床机械原理课程设计2点和6点
机构运动简图速度和加速度多边行μμμ选取长度比例尺μl=0.001m/mm,选取力比例尺μP=10N/mmy杆组示力体FFRI6G6F455-6杆力的多边形G6FBCG杆组示力体FDCGFF45BF54MFFRI6FEFF54GFMFF12曲柄的平衡力矩FF牛头刨床导杆机构的运动分析与动态静力分析设计者审阅者日期图号总图数日期方案号日期位置号机械原理课程设计FF力的多边形A成绩
2.牛头刨床课程设计-机械原理 篇二
机械原理、机械设计和机械设计基础三门课程是机械类、近机械类专业学生必修的技术基础课, 在教学计划中起着承前启后的作用, 是学生学习后续专业课程的基础。三门课程不仅具有较强的理论性, 同时具有较强的实践性和应用性, 在培养机械类、近机械类工程技术人才中, 具有增强学生机械理论基础, 培养学生实践能力和创新能力的重要作用。
我校机械原理及机械设计教研室承担全校机械原理、机械设计和机械设计基础三门课程的教学任务, 通过几十年的教学实践, 课程建设取得了较好的成绩, 三门课程先后在2003年、2004年和2008年被评为河南省精品课程, 机械原理、机械设计先后在2012年、2013年成为河南省精品资源共享课程。
为了进一步加强课程建设, 自2008年开始, 我们陆续编写出版了三门课程的教材和配套作业集, 现已出版《机械原理》《机械设计基础》《机械原理作业集》《机械设计基础作业集》和《机械设计作业集》5本教材。
1 教材编写指导思想
在教材编写过程中, 我们遵循的指导思想是, 以教学大纲为依据, 以培养学生的综合设计能力为主线, 紧扣学科前沿发展动态, 注重培养学生的工程实践能力和创新设计能力, 为培养应用型高级技术人才奠定良好基础。同时, 力求使教材体现我校办学特色, 结合普通高等院校的学生特点与需求, 遵循适用、够用的原则, 符合地方普通高等院校特点。
2 教材的主要特点
在内容取舍方面, 注意传授知识与培养能力并重;加强逻辑思维能力与形象思维能力的共同培养, 特别加强结构设计能力和计算机应用能力的培养。机械原理着重讲解有关基本概念、基本理论和基本方法, 以传统的机构结构分析、机构运动分析、机器动力学及常用机构的分析与设计为重点, 为提高学生的设计思维和设计创新能力、机构选型、分析与设计的综合能力, 适当增加了有关机构变异创新、组合创新和机械系统运动方案设计的内容;在机构分析与设计的方法上, 既保留了形象直观、易于理解且仍有实际应用价值的图解法, 也介绍了解析法。在机构运动分析的章节中, 不仅介绍了解析法数学模型的建立, 而且介绍了程序设计的方法, 并给出了相应的程序框图和子程序, 这样利于学生熟悉解析法计算、上机的全过程, 真正让学生掌握学过的程序设计知识, 也使学生充分感受到图解法和解析法各自的优势。机械设计内容则重点介绍各种通用机械零部件的设计原理、设计方法及机械设计的一般规律。为了提高学生的结构设计能力, 特别增加了结构设计章节。
在内容的阐述方面, 我们特别注重教学方法的选择。对于学生必须掌握的内容, 尽量讲解详细、分析透彻;而对于一些偏难、繁杂的数学推导, 则适当简化;对教学中学生难以掌握的难点、疑点, 由浅入深, 循序渐进, 重点论述, 使之符合学生认知规律。教材在各章首辅以内容提示, 在各章末增加学习要点, 对各章节的内容进行梳理、总结, 突出重点, 便于学生自学。教材中的图形简洁、形象、直观, 在机械设计教材中, 还增加了机械零件实物图形。为了使学生更好地理解教学内容, 增加了一些典型例题。在传统板书教学的基础上, 结合当前多媒体教学特点, 我们将教材与多媒体教学课件协调配合, 以提高学生听课效率。
作业是课程内容的重要补充, 用以巩固课堂知识。学生通过作业掌握课程基本内容, 学会举一反三, 从而更灵活地应用知识。为了达到这样的目的, 我们编写的作业集, 在题目的内容、覆盖知识点及难易程度等方面与教材一致, 重要的知识点都有对应的作业题, 而且有选择题、判断题、填空题、问答题、设计计算题和结构题等多种题型, 在难度上由浅入深、循序渐进, 题目的数量有一定余量, 可供不同要求、不同层次的学生选择使用。学生在完成作业集的作业后, 即可掌握机械原理、机械设计和机械设计基础解题的基本方法, 掌握课程的主要内容。作业集采用活页形式, 既方便学生作业, 也有利于教师批改, 并使作业规范化。
3 教材的使用情况
《机械原理》等5本教材自出版以来, 面向全国发行, 累计印数达到32 000册, 并在20余所高校中使用或参考, 受到师生广泛好评。师生普遍认为:教材重点突出, 叙述详细, 取材精炼, 深入浅出, 较好地满足了当前高等教育教学的实际需求。
4 体会
通过几年的努力, 机械原理、机械设计和机械设计基础三门课程的教材建设取得了一定的成绩, 教师通过编写教材提高了教学水平。
4.1 教材编写应考虑学生特点与基础
我校是地方普通高等院校, 学生的层次、水平与重点院校不同, 在编写教材的过程中, 要充分考虑学生的知识水平、接受能力, 对课程内容的叙述要更为详细, 过难、过繁的内容要适当简化。
4.2 教材编写应注重实用性
三门课程实践性强, 与生产实际联系紧密, 在教材编写中要注重理论联系实际, 树立工程观念, 如在教材的例题中, 有不同的设计方案, 对不合理的设计有不同的改进方案, 使学生真正理解设计不是千篇一律的, 强化学生的工程意识, 提高设计能力。
4.3 编写教材应遵循教学规律
要尊重学生的认知规律, 先易后难、循序渐进, 根据课程的内在联系, 使教材各部分之间前后呼应、紧密配合。教材的内容要主次分明、详略得当, 文字通俗易懂, 语言自然流畅, 便于组织教学。
5 结束语
3.牛头刨床课程设计-机械原理 篇三
关键词：机械原理与机械零件 课程现状分析 课程教学改革
《机械原理与机械零件》课程是中等职业学校机械类、机电类专业必修的一门专业基础课，通过该课程的学习，不仅要求学生能掌握一般机械的基本原理和基本操作技能，还要求学生会运用所学知识进行一些常规机械设计和处理一些常规机械中的实际问题。因此，对于机械类和机电类专业的学生来说，本课程学习的好坏将直接影响到后面专业课的学习及将来从事本专业的实际工作能力。
笔者先后承担了我校多届学生的《机械原理与机械零件》课程的理论教学任务，依据多年的教学体会及我校多届毕业生反馈的信息，本人觉得目前该课程的教学，无论从教材还是教法上均难以适应当前市场经济条件下对中职毕业生的要求。主要反映在以下几个方面：
一、《机械原理与机械零件》课程现状分析
1.教材没有反映目前中等职业学校教育特色：中专目前所采用的《机械原理与机械零件》教材，以高等教育出版社出版的、何元庚主编的教材为例，其内容基本上与原来执行学历教育时一样，只是对部分难度较大的内容做了删减或选用，但仍以讲授纯理论知识为主，并讲究知识的完整性、连贯性，内容不仅单调、抽象、而且缺少理论与实际相结合部分，既没有考虑到目前中专生的素质，针对性也不强，更无实践、实训的内容。其他教材也大多如此。
2.教学方法落后，难以反映职教特色：由于教学大纲、教材内容及目前大多数中职学校条件的限制，教学上仍不能跳出以老师讲读为中心的旧模式，教学中学生只是被动的接受者，参与动手的时候少，感性认识较差，而在目前中专生这个年龄阶段，对事物的认识往往与感性认识有关，因此这样既影响了学生对所讲内容的理解，又忽视了对学生进行一般的、机械方面的技能训练。
3.教学要求与就业市场对中专生的要求脱节：目前就业市场上对中职生的需求基本是定位在生产第一线的劳动者的岗位上，因此对他们直觉思维的要求要远大于对逻辑思维的要求，基本技能的要求要远大于理论知识要求，而按照教学大刚的要求却更注重于逻辑思维和工程设计能力的培养。这样培养出来的学生往往动手能力不强，不仅难以达到企业对技工的要求，同时也由于他们本身素质所限，他们中的大部分也难以成为工程设计人员。
二、《机械原理与机械零件》课程教学改革
根据国家目前对职业教育中基础理论教学提出的要求，即：以教学大纲为依据，贯彻理论联系实际的原则，坚持“实际、实用、实效”的原则，”规范性”与“灵活性”相统一的原则，针对上述弊端，结合本校学生实际，下面是本人所作的一些尝试，以供探讨。
1、更新教学理念，明确教学目标，紧跟市场经济发展的步伐。随着我国市场经济体制的进一步完善，企业的用人机制越来越完善，就业的竞争日趋激烈，中职毕业生的就业岗位已被确定为生产第一线劳动者，这样中职教育的培养目标就要完全由原来学历教育上转到提高劳动力素质教育上，这就要求在教学中，无论在教学内容还是教学方式上，都要围绕培养既懂一定理论又能动手操作的“应用型人才”这一中心而进行。只有这样，才有可能培养出合格的劳动者。
2、针对目前中职生的现状，从培养合格劳动者的目标出发，选取合适的教学内容进行教学。随着高校的扩招，高中办学的火爆，中职生源素质是越来越差，这已经是一个不争的事实。如果照搬现行教材及大纲进行教学，很难达到一定的效果；因此在使用现行教材进行教学时，可以根据“实际、实用、实效”的原则，对教学内容进行精选，尽量做到学以致用。对原理性的内容，不但要求学生掌握理论知识，更重要的是要求他们通过所学知识去解决实际问题，因此可以多讲“是什么”及“如何应用”并讲述应查什么工具书、查什么表，有条件的话还应辅以演示实验，以增加学生的感性知识，让学生能更好地接受“是什么”。例如，在讲述凸轮机构时可以通过实物或模型对凸轮的运动过程进行演示，进而分析从动件的运动规律，可以少讲以数学方程式表达其运动规律及运动方程的推导过程。
3、围绕培养合格劳动者的要求，在教学中加强实践、实训环节，加强职业技能的训练。在讲授机械原理理论的同时，可以辅以机械方面的基本操作训练，既可以促进学生对新知识的理解，又可以培养学生吃苦耐劳的精神，也可以提高动手能力，增加感性认识，职业技能也得到了一定的训练，如在讲授齿轮啮合知识时，可以安排学生进行不同类型齿轮的啮合装配，并让他们观察啮合过程，从而使学生更好地理解齿轮的啮合条件及啮合齿轮的尺寸关系，同时也使学生受到了装配钳工的技能训练。
4、采用先进的、尽可能直观的教学手段，加深学生对教学内容的理解，提高学生理论水平。可以采用多媒体教学，现场教学等手段使学生更好地理解教学内容，同时可以增加教学内容的直观性，趣味性，提高学生的学习兴趣，在教学过程中也可以将学生从被动接受者，变成直接参与者，从而达到学习目的。
4.1机械原理课程设计说明 篇四
希望大家提高认识，端正态度，按照课程设计的相关要求，严格执行、踏实完成。现将相关事宜说明如下：
1.课程设计设计选题见课程设计任务书。
2.设计课题共14题，每5人一组，按照学号顺序排列，如学号1、2、3、4、5，完成任务书中的任务书（1）中的设计题目。另学号71,72完成（1），（2）设计题目。
3.课程设计具体内容要求见设计任务书。按照任务书的要求完成相关图纸、说明书（设计说明书不少于20页，统一使用A4白纸，手写，不得使用电子版）。
4.课程设计的最终成绩按照课程成绩评分表的相关标准评定。
5.时间安排：18周-19周为课程设计时间；上交截止时间19周周日（6月23日）；答辩采取自愿原则，20周按照拟答辩人数安排答辩时间。
6.最终上交材料：
（1）图纸（按照任务书要求完成）。
（2）设计任务书（装订顺序：设计说明书封页→设计说明书正文→湖北文理学院理工学院机械与汽车工程系课程设计评分标准（封底））。
7.参考资料：机械原理课程教材；机械原理课程设计手册等。
8.课程设计指导时间安排：临近考试，指导不安排集体时间，以小组为单位和老师联系具体指导时间。
另：最终课程设计材料上交以班级为单位，学委负责收集，整理好（按学号排列，小号在上）一起上交。
5.机械原理课程设计心得体会 篇五
这次的课程设计，对我来说是一次全新的体验，不仅让我学到了如何设计一件小机械，而且让我在这个过程中学会了团队合作，学会了坚持不懈的努力，更从中学会了如何做人的道理，真是让我受益颇多。尤其值得一提的是，在这个过程中，我得到了许多帮助，这些对于我以后的处事都有很大的好处，在此，非常感谢给予我帮助的队友，老师和同学。这件作品，是大家共同努力的结晶，相信会给我大学生活添上浓重的一笔。
经过紧张的策划、制作、调试与处理，我们的机械螃蟹终于圆满完工了，这学期末时间十分紧，尤其是临近交稿的期间有好几门考试，我们可以说是废寝忘食，披星戴月，终于把螃蟹的主体运动都做出来了。在制作过程中，我们不仅体会到了学以致用的喜悦，进一步提升了对机械原理知识的理解与掌握的；更体会到了合作的快乐，我们一起解决问题，一起讨论、协同工作，交流经验、取长补短，使得工作高效地进行。
由于时间的关系，让我们的一些很好的设想没有实现。比较遗憾，但是我们从中获得了更多的知识、更多的快乐。
6.牛头刨床课程设计-机械原理 篇六
经过两周的奋战我们的课程设计终于完成了，在这次课程设计中我学到得不仅是专业的知识，还有的是如何进行团队的合作，因为任何一个作品都不可能由单独某一个人来完成，它必然是团队成员的细致分工完成某一小部分，然后在将所有的部分紧密的结合起来，并认真调试它们之间的运动关系之后形成一个完美的作品。
这次课程设计，由于理论知识的不足，再加上平时没有什么设计经验，一开始的时候有些手忙脚乱，不知从何入手。在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然这个设计做的可能不太好，但是在设计过程中所学到的东西是这次课程设计的最大收获和财富，使我终身受益。
在这次课程设计中也使我们的同学关系更进一步了，同学之间互相帮助，有什么不懂的大家在一起商量，听听不同的看法对我们更好的理解知识，所以在这里非常感谢帮助我的同学。在这种相互协调合作的过程中,口角的斗争在所难免,关键是我们如何的处理遇到的分歧,而不是一味的计较和埋怨.这不仅仅是在类似于这样的协调当中,生活中的很多事情都需要我们有这样的处理能力,面对分歧大家要消除误解,相互理解,增进了解,达到谅解…..也许很多问题没有想象中的那么复杂,关键还是看我们的心态,那种处理和解决分歧的心态,因为我们的出发点都是一致的。
经过这次课程设计我们学到了很多课本上没有的东西，它对我们今后的生活和工作都有很大的帮助，所以，这次的课程设计不仅仅有汗水和艰辛，更的是苦后的甘甜。
7.牛头刨床课程设计-机械原理 篇七
关键词：OBE,工程教育,《机械原理》课程设计
为了推进工程教育改革, 促进中国工程教育的国际互认, 培养与国际接轨的中国工程师, 由专门的职业或行业协会 (联合会) 、专业学会针对高等教育机构开设了工程类专业实施专门性认证, 工程教育认证强调工科专业人才培养质量达到行业提出的基本质量标准要求, 是一种合格性评价[1,2]。工程教育专业认证强调的三个核心理念:产出导向 (Outcome based education, 简称OBE) 、学生为中心、持续改进, 这些理念代表了工程教育改革的方向, 是一种先进的教育理念[3]。我国若要成为《华盛顿协议》正式签约组织, 就必须基于OBE理念, 深化我国的工程教育改革和工程教育认证体制。
《机械原理》是机械类专业必修的一门重要的技术基础课, 它是研究机械的工作原理、构成原理、设计原理与方法的一门学科, 而《机械原理》课程设计是紧随《机械原理》课程之后的实践性教学环节, 是《机械原理》课程的延伸[4]。基于OBE工程教育认证的12条毕业能力要求及课程规划, 《机械原理》课程设计需培养的主要能力包括:1) 掌握工程基础理论知识并能将其应用于工程问题 (毕业要求1) ;2) 具有分析和解释数据, 得到合理、有效结论的能力 (毕业要求2) ;3) 具有综合运用机械设计理论和技术手段设计复杂机械系统、部件和过程的能力 (毕业要求3) 。
本文基于OBE工程教育理念对《机械原理》课程设计课程能力的上述四条要求, 结合近年实践经验, 阐述我校《机械原理》课程设计改革模式, 并为其《机械原理》课程设计改革提供参考。
一、机械传动系统设计能力
《机械原理》内容包括两部分, 其一是对现有机构的学习, 包括构型分析、运动学和动力学的学习;其二是针对具体任务, 利用所学机构学知识, 设计传动方案。前者称为分析, 后者称为型综合, 《机械原理》学习的最终目的, 就是要达到型综合的高度, 《机械原理》课程设计正是锻炼综合能力的实践教学。
遗憾的是, 传统的《机械原理》课程设计, 体现不出OBE所要求的设计系统的能力, 复杂机械系统更无从谈起, 因此, 改革势在必行。
基于OBE教学理念的课程设计改革使设计题目多样化, 调动学生设计的积极性而不限制其思维, 并且课程设计只提出最终要求而不限制方法, 为了让学生在规定的时间内独立完成设计任务, 题目不宜太深太复杂, 其原则为:题目具有综合性, 以运动方案设计为主;题目要覆盖《机械原理》课程的主要内容;题目应结合生产实际, 是学生在日常生活、生产实践中所熟悉的;题目的设计结果应包括两到三种基本机构, 也允许选用其他常用机构或组合机构;题目要有一定的灵活性和创新性, 有利于发挥学生的创造力。
在设计题目确定后, 需对已选题目提出三种运动方案, 并经反复论证, 确定一种最佳运动方案进行设计和分析。这种自由选题的模式可大大提高同学的兴趣。设计方案由学生独立提出, 经独立地分析、比较后确定最佳方案, 以发挥其主观性、创造力, 使学生受到一次真实的设计训练, 进而提升其机械传动系统设计能力。
此外, 改革后的课程设计, 学生们可以自由组合, 每个小组自由选择设计题目, 小组成员分工协作, 共同完成设计任务。从选题、论证、设计到最后提交设计成果, 共同讨论、研究, 各自发挥自己的长处, 不仅培养了创新意识和创新能力, 也使他们体会到团队合作的作用。这也符合OBE培养大纲中工程毕业生个人能力和人际团队能力培养的要求。
二、工程基础理论知识应用能力
传统的《机械原理》课程设计中, 方案确定之后, 其相关运动参数也随之给定, 每个学生需要做的就是绘制机构运动简图, 利用图解法和解析法对所选机构的位移、速度、加速度及力进行分析, 并绘制机构运动线图和作误差分析, 最后编写课程设计说明书。从本质上来说, 这样的设计仅能算一次作业, 效果并不理想。尽管学生都能按部就班地完成设计任务, 但却调动不了学生的设计兴趣, 对工程基础理论知识的应用缺乏深刻理解, 谈不上对学生的毕业能力的培养。
基于OBE教学理念的课程设计改革使设计题目多样化, 只提出最终要求而不限制方法, 学生可以充分地利用所学的理论知识去解决实际的问题。考虑到《机械原理》课程设计时间较短, 教师在《机械原理》课程教学中, 需提前做出安排, 如现代工具的使用、软件的学习、各种方法的比较、综合性作业安排等。
任务的不确定性导致解决方法的多样性。学生需要根据所选择任务, 基于所学的机构学知识, 甚至查阅相关文献去设计解决方案, 当多个设计方案确定后, 需要比较各方案的优缺点, 必然会深入了解每个所设计的传动方案, 最终方案确定后, 需对其进行结构、运动学和动力学分析, 因有了方案设计的深刻理解, 设计的目的已非常清楚, 在相应分析时, 对方法的选择和掌握自然水到渠成, 加深了对所学理论知识的认识, 明确了理论知识的实际应用, 从而不至感觉学无所用。
三、分析和解释数据能力
在我国的工程教育认证中, 第二条毕业要求学生能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理, 识别、表达并通过文献研究分析复杂工程问题, 以获得有效结论[5]。传统课程设计整个传动方案为教师所指定, 分析方法固定, 无需学生深入了解, 只需按部就班完成画图和分析即可, 可见, 传统课程设计在第二条毕业能力要求上基本没起到培养作用。
改革后的课程设计, 从设计任务到设计方案的确定, 均需要学生根据具体情况进行分析, 然后根据所学知识, 自己设计传动方案, 并需要通过多方案的比较而得出可行方案。在方案确定后, 详细设计传动系统时, 需要根据实际任务确定各参数, 最后对机构进行分析, 并对数据进行误差分析。为了更真实地让学生理解数据的意义和正确性, 要求学生对所设计的传动方案进行全部或者部分的搭接实验, 通过搭接实物并测量参数, 再与理论分析数据进行对比, 找出误差存在原因, 从而得出相应结论。
四、考核方式的改进
评估学习产出是OBE教育模式中十分重要的环节, 如何合理地对各项能力进行客观评价, 对课程的改革及持续改进有非常重要的作用, 与课程设计所培养能力相对应, 《机械原理》课程设计成绩分为四部分:选题成绩、平时成绩、设计成绩及答辩成绩。各部分成绩分值及考核依据如下。
选题成绩占总成绩的30%。主要考查设计机械传动系统方案能力。每个团队均需通过PPT形式, 结合参考文献查阅或调研情况, 对自己团队的设计任务进行说明, 根据所定任务设计两到三种机械传动方案, 每个方案中必须包含两至三种典型传动机构, 并且必须包含四杆以上连杆机构。根据传动方案是否合理、考虑是否周全、有无创新点、是否实用进行综合考核。
平时成绩占总成绩的10%, 主要依据设计阶段的出勤情况和态度评定, 这是设计正常进行的基本保证, 也是初步对毕业要求9中个人与团队能力的培养。
设计成绩占总成绩的40%, 主要评估工程基础理论知识应用能力与分析和解释数据能力, 根据所选择分析方法、数据分析的正确性、模型建立、运动仿真、简图绘制等进行评价。
答辩成绩占总成绩的20%, 各组将集中设计阶段的工作及成果以PPT形式作汇报, 主要介绍组员分工及完成情况, 组员自评分, 搭接视频等, 并回答提问, 据此评判答辩成绩。
通过此类考核方式, 对毕业生的能力9 (个人与团队) 和10 (沟通, 包括撰写报告和陈述发言、清晰表达或回应指令) 也起到初步培养的效果。
此外, 上述基于OBE工程教育理念的考核方式对教师的教学投入提出很高要求。例如:教师需要投入较多的精力和心血研究繁琐的教学目标分解和教学方法选择, 要求其自身具有扎实的专业理论知识、较广博的基础知识面、较强的动手能力及计算机应用能力。对设计中可能出现的各种方案及其特点要有充分认识, 能够正确引导学生, 使他们经过认真思考和分析比较后, 可以选择一个适当的方案。这样才能适应当前实践教学改革和发展的需要, 从而有效引导学生积极思考, 培养他们的创新能力。
五、结束语
经过近两年的实践, 发现根据OBE教学理念改革后的《机械原理》课程设计, 为学生机械传动系统设计能力、工程基础理论知识应用能力、分析问题和解决问题的能力以及团队合作和工程实践能力的锻炼和提高提供了很好的平台, 并确实取得了较好的效果。然而, OBE工程教学模式是一个系统的工程, 无论是在设计内容, 还是在设计方法和评估方式上, 还有很多需要完善之处, 需要进一步的改革和探索, 持续改进, 以更好地培养学生相应的毕业能力, 实现培养与国际接轨的中国工程师的目标。
参考文献
[1]中国工程教育专业认证委员会.工程教育认证一点通[M].北京:教育科学出版社, 2015.
[2]余天佐, 刘少雪.从外部评估转向自我改进—美国工程教育专业认证标准EC2000的变革及启示[J].高等工程教育研究, 2014, (6) :28-34.
[3]顾佩华, 胡文龙, 林鹏, 等.基于“学习产出” (OBE) 的工程教育模式——汕头大学的实践与探索[J].高等工程教育研究, 2014, (1) :27-37.
[4]朱玉.CDIO工程理念在“机械原理课程设计”教学中的应用[J].中国电力教育, 2010, (1) :139-140.
8.牛头刨床课程设计-机械原理 篇八
【关键词】机械原理；实验室；网络技术；实验教学
长期以来我国的高校教育中一直存在重理论而轻实践的弊端，事实上必要的实验课程同样是专业学习的重要组成部分，对于理工类专业则尤为重要。机械原理是机械类专业学生的必修课程，加强实验课程学习，对于提高学生理论理解能力和自主创新能力帮助很大。但从实际教学情况看，机械原理实验课程还存在诸多的不足，对于实验课程改革和实践的探索是我们亟需做好的工作。
一、机械原理实验课程的重要性分析
“机械原理”是高校工科类专业学生的重要基础课程，具有实践性强，与现实工作联系紧密的特点，而机械原理实验课程则是学习机械专业不可或缺的学习部分，对于培养学生的问题分析能力、探索创新能力和实践动手能力具有积极作用。通过实验学习能够帮助学生加深对理论知识的消化理解，同时提高分析、解决问题的能力，开发智慧思维，挖掘创新潜能，提高学生的专业综合素质。
二、高校实验教学中存在的问题
（一）实验室硬件设施老化、陈旧
由于经济因素和教学思想等原因，很多高校机械专业实验室还在沿用上世纪八、九十年代的器材，条件简陋，设备陈旧老化，在稳定性、准确性和可靠性等方面严重不足，而且器材奇缺，不能满足扩招后增加学生的学习需要，常常是5、6个学生共用一台仪器，这就不利于学生实践动手能力的培养。
（二）实验教学方法僵化
实验课程的目的就是通过动手实验手段加深学生对理论知识的理解与掌握，但是很多教师并未认识到实验课程的重要性，教学方法僵化、死板、走过场，通常在实验之前，教师都会把实验指导书发到学生手中，详细的要求实验操作步骤，学生们只要按部就班地照做就可以完成实验任务。这种教学方法不利于学生探索精神的培养，很难激发学生动手实验的学习兴趣，抑制了他们的创新能力提高。
（三）教学成绩评价机制不完善
学生的实验课成绩一般是由实验报告和平时上课考勤构成的，因为实验报告基本是都可以通过，所以只要按时上课，实验成绩就不会有问题，这样就很难从实验成绩上判断学生们学习成绩的好坏，以及对机械原理的理解、应用能力。加之学校没有给实验课单独设立学分，教师监管松懈，学生们的实验学习热情也不高。
三、机械原理实验课程的改革与实践
鉴于机械原理实验课程中存在的诸多问题，为提高教学质量，相应国家素质教育改革的要求，我校在机械原理实验课程方面做出了一些改革，从完善基础设施、改进教学方法和提高学生实践能力等方面积极探寻新途径。
（一）完善实验室基础设施建设
1、购置新的实验设备。实验器材是提高实验课程质量的基础条件，结合学科实际需要，最新引进了包括：机械综合陈列柜、平面机构组合测试分析实验台、曲柄滑块、导杆、凸轮组合实验系统、轴系装配工艺实验实训台等于工程机械相关的试验台和模型，让学生对现代机械设备有全新的认知，开阔眼界，提高学习兴趣。2、引进现代多媒体教学技术。实验课的内容单凭教师口述，学生们是很难理解的。目前多媒体教学已经成为教育的必然发展趋势，通过引进多媒体投影教学，把实验原理、实验器材、实验步骤通过课件形式展现给学生，加深学生对实验课内容的理解，在实验过程中也更加的得心应手。3、充分利用校内学习网。现在网络技术已经高度普及，基本上每一所高校都有自己的校内网站，学校会把实验课程的内容、教师的课件、实验操作视频等学习资源上传到本校的网站，并开发出一些虚拟的实验项目，例如，齿轮范成原理虚拟仿真实验、机构组合设计仿真实验等，学生们可以通过网站资料仔细的研究实验理论和模拟实验操作，在不受时间和地点限制的情况下，进行实验操作，加深对机械原理实验的认知，提高分析计算能力，这样在真实实验时成功率会更高。
（二）提高实验室的利用效率
为了提高实验室的利用效率，为学生们创造更多的学习机会，我校放宽了实验室对学生开放的管理，学生们可以以学习小组的形式，向自己的专业教师和教务管理处申请使用实验室，这样为由学习兴趣和专业能力的学生提供了一个很好的验证自己能力的平台，激发学生自主学习的兴趣，鼓励学生的科学探索精神。
（三）加强教学方法的改革
1、加强理论学习与实验课程的有机结合。为了克服理论学习与实践脱钩的弊端，我校实施理论知识与实验同步的双向教学方法。为了提高学生们对机械工程专业的形象认识，在开始理论授课前，教师会先带领学生参观实验室，就是“认知实验”让学生在大脑中有一个初步的认识；在理论授课阶段，教师会利用多媒体课件展示机械原理的实验过程，同时组织学生实地观看本校实验人员的科研工作过程，了解组织结构的构成、实验任务和实际应用领域。让学生对机械原理实验的真实过程有更加清楚的了解，同时加深对目前理论学习知识要点的理解。而在具體的实验课程中则会由专门的实验人员与理论教师共同讲解实验设备的使用方法和指导实验流程，帮助学生解决实验中遇到的困难。2、在实验教学内容中寻找创新点。机械原理实验课程的内容不能墨守成规，应当在现有教学方法和教学内容中开发创新点，这是对广大教学人员的素质要求，也是教学改革的要点之一。改革的关键是寻找启发学生创新思维和拓展实验方法的内涵，尽量减少验证性实验的数量，提高综合性、设计性实验的开发力度，追求实验内容的多样化。例如，实验设备中的插齿机，它的使用需要综合机械原理和机械设计等多方面的知识，能够比较直观地展示出多种传动机构的特征，把理论课程的教学内容以较为真实的机器形式结合某个特定的功能，在动态中展示出机械理论的概念。对于初始接触机械理论的学生是很有帮助的。但是单独学习这个设备又太孤立了，而在工作台上安装毛胚，进行齿轮加工实验，这样既使实验教学更加具有整体性、灵活性，又保留了机械实验的要旨，在实际的实验教学中取得了较好的效果。3、完善实验课程的考评机制。在学生内部搞一些具有趣味性的学科知识竞赛和科研竞赛，鼓励学生们自主设计实验，探索科学的奥秘，把自己的专业设想转化为实践，提高对科研的兴趣，同时加深对机械原理的认识与应用。对于表现突出的学生，学校会给予一定的奖励。另外，将机械原理实验设为单独的考核项目，要求学生自主设计实验方案，实验成果计入学分。
结语
综上所述，机械原理的实验课程在整个专业学习过程中占有重要的地位，广大教研人员应当从教学设备的更新完善、教学思想解放、教学方法改革和学生实验成果考评等方面实施改革与实践，通过不断努力探索，推进教学水平的提升。
参考文献
[1]李建勇，李剑峰，黄珊秋，张超，任秀华.机械原理实验教学新体系与改革实践[J].现代制造技术与装备，2007（04）.
作者简介
郝冠男，女，出生年月：1987年11月1日，单位：滨州学院，职称：助教，学位：硕士，研究方向：生产调度.
项目介绍
9.牛头刨床课程设计-机械原理 篇九
一、考查目标
为使我校硕士研究生招生考试专业科目《机械设计》《机械原理》的命题科学、完善、合理，根据国家教委课程教学指导委员会制定的《机械设计课程教学基本要求》《机械原理课程教学基本要求》和我校《机械设计课程教学大纲》《机械原理课程教学大纲》，结合有关招生专业的实际情况，重点考核学生《机械设计》和《机械原理》课程的基本理论，典型机构的工作原理、分析和综合方法，典型零件的工作原理，受力分析和设计计算方法，作图和运用图解方法的能力，综合应用以上知识对较为复杂的问题的分析和综合的能力和创新能力。
二、考试形式与试卷结构
（一）试卷满分及考试时间
初试科目满分均为150分，考试时间为3小时。
（二）答题方式 闭卷、笔试。
（三）试卷内容结构
基础理论知识（40%）、工程应用（40%）、创新能力（20%）。
（四）试卷题型结构
选择题、判断题、填空题、简答题、分析题、计算题、作图题。
三、考查范围
机械制造及其自动化、机械设计及理论、机械电子工程、车辆工程。
四、考试内容及要求 机械设计部分
(一)．机械零件设计概述
1．机械零件设计步骤（了解）；2．零件的主要失效形式（理解）； 3．机械零件工作能力和计算准则（了解）；4．机械制造中的常用材料（了解）；5.机器的组成（理解）。
(二)．机械零件的强度
1．载荷与应力分类（了解）；2．疲劳与疲劳曲线（理解）；3．疲劳损伤累积理论（了解）；4．材料及零件的等寿命曲线（理解）；5．影响疲劳强度的因素（理解）；6．单向稳定变应力下机械零件疲劳强度计算及应用。
(三)．摩擦、磨损及润滑
⒈ 摩擦的分类和利弊（了解）；⒉ 磨损阶段及各阶段的处理原则（了解）；⒊ 润滑的功用及润滑剂分类（了解）。(四)．轴毂联接
1．键联接的类型及选择（理解）；2．花键联接（了解）。(五)．螺纹联接
1．螺纹联接类型、特点及应用（了解）；2．预紧和防松方法（了解）；螺栓组联接的受力分析（理解）；3.单个螺栓联接强度计算（理解）；4.载荷变形图分析及应用（理解）5.提高螺纹联接强度的措施（理解）。(六)．带传动
1.带传动特点、应用、工作情况分析，影响带传动工作能力的各种因素；2.带传动设计准则和单根带传递功率（理解）；3.V 带传动设计（了解）。
(七)．链传动
1．链的特点、应用、套筒滚子链结构；2.链传动的运动特性，多边形效应（理解）；3.失效形式，功率曲线图；4.链传动设计参数选择（理解）；5.链传动的布置与润滑（了解）。
(八)．齿轮传动
1．齿轮失效形式及设计准则（理解）；2.齿轮的材料及许用应力（理解）；3.设计参数的选择（理解）；4.各类齿轮传动的载荷及受力分析（理解）；5.直齿圆柱齿轮传动强度计算；6.斜齿圆柱轮强度计算（理解）；7.圆锥齿轮的强度计算（了解）。
(九)．蜗杆传动
1．蜗杆传动主要几何参数及相互间关系；2.失效形式及设计准则（理解）；3.受力分析及载荷计算（理解）；4.蜗轮的承载能力及强度计算（了解）；5.蜗杆传动的热平衡计算（理解）。
(十)．轴
1．轴常用的材料（理解）；2.轴的类型及结构设计；3.轴的强度计算计算方法（理解）。
(十一)．滚动轴承
1．滚动轴承的类型选择、特点、代号（了解）；2.滚动轴承内部载荷分布，失效形式（了解）；3.滚动轴承的寿命计算（理解）；4.滚动轴承组合设计（理解）。
(十二)．滑动轴承
1．滑动轴承的类型、材料（了解）；2.非液体摩擦滑动轴承的设计计算（了解）；3.流体动力涧滑的基本原理（理解）；4.单油楔动压轴承的设计计算；5.设计参数的选择。
机械原理部分
（一）．机构的结构分析和综合
1．机构的组成、运动简图绘制、自由度计算、组成原理和机构分析；2.四杆机构的类型及演化、曲柄存在条件、平面四杆机构的几个基本概念。
（二）.平面连杆机构的设计
1．运动分析；2.运动副中的摩擦、考虑摩擦时的机构力分析；3.机械效率及自锁；4.平面四杆机构设计及其运动分析。
（三）．凸轮机构及其设计
1．凸轮机构的应用及分类；2.从动件运动规律；3.凸轮轮廓设计；4.凸轮基本尺寸的确定。
（四）．齿轮机构及其设计
1．齿轮机构类型及应用；2.齿廓曲线、渐开线、圆柱齿轮参数计算；3.齿廓加工原理、齿厚、公法线、变位、渐开线齿轮传动、变位齿轮传动；4.斜齿圆柱齿轮传动；5.蜗杆传动；6.圆锥齿轮传动。
（五）．轮系及其设计 1．轮系的应用；2.定轴轮系传动比计算；3.周转轮系和混合轮系传动比计算。
（六）．机械的运动方案及机构的创新设计
1．机构创新设计；2.典型机构机械运动方案设计。具体要求如下：
1．掌握部分：平面机构自由度计算和机构组成原理；用瞬心法和矢量方程图解法做平面机构运动分析；平面连杆机构特性及图解法设计；标准渐开线直齿圆柱齿轮及其传动；其它齿轮传动与直齿轮传动相比的特点；轮系传动比的计算；机构组合的方式；机械系统运动方案拟定。
2．熟悉部分：机构分析的解析法；高副低代；；凸轮机构；运动副中的摩擦、机械的效率与自锁；机构的构型。
3．了解部分：内容中的其余部分。命题原则及宗旨
机械设计部分90分，机械原理部分60分 试卷中各教学内容所占比重
机械设计总论（机械零件设计概述、机械零件的强度、摩擦、磨损及润滑）(15±5)；联接件设计（螺纹联接、键联接）（20±5）； 传动件设计（带、链、齿轮、蜗杆传动）（30±5）；轴系零部件设计（轴、滑动轴承、滚动轴承）（25±5）；机构的结构分析(5±3)；机构的运动分析（15±5）；常用机构的分析与设计（30±5）；机械传动系统运动方案设计（10±3）。试卷中各考核层次分数比例
了解内容(20±5)％；熟悉内容(50±5)％；掌握内容(30±5)％。题量和难易程度
学习优秀的本科毕业考生在规定的时间内(3小时)能答完全部试题，并获得100分(满分150分)以上成绩。
五、考试用具说明
考试应带圆规, 三角板和量角器等绘图工具和计算器；图解和作图题允许使用铅笔。
六、主要参考书目
10.牛头刨床课程设计-机械原理 篇十
计
姓名：徐晨晨
扬州大学 机械工程学院
Catalog
1、The design task book: shaper transmission CAD / CAM design……V
Design: shaper gearbox………………………………………………………V
2、Analysis of transmission plan and development The choice of motor
Working conditions and production conditions: continuous unidirectional operation, stable load, shifts at work, use the period of 10 years, small batch production.Reel diameter and D / mm 350 The transport belt velocity V(M / s)1.20 The transport belt required torque F(KN)3.6 Analysis of transmission plan and development
Figure 1-1belt conveyer transmission scheme Belt conveyor is driven by an electric motor.Motor through a coupler to incoming power reducer, by coupling the power is transmitted to the roller conveyer, drives the conveyer belt to work.The transmission system adopts two stage helical gear reducer, which has the advantages of simple structure, but the gear relative bearing asymmetrical position, thus requiring shaft has high rigidity, high level and low level using the cylindrical helical gear drive.The choice of motor Motor type selection Motor type according to the power source and working conditions, select Y series three-phase asynchronous motor.Motor power of choice.According to known conditions calculates machine speed: = 60000/ 3.14x 300= 63.694 R / min Working machine is needed for effective power: = 3600/1000 =3.6 kW In order to calculate the required motor power, to determine from the motor to the work between the machine and the total efficiency.A flexible coupling efficiency is 0.99, for rolling bearing transmission efficiency of 0.99, for the gear transmission(8)efficiency0.97, the efficiency of 0.96drum.The transmission device for total efficiency: 0.851 Motor power required for: 3.6 /0.851 = 4.23kW In the mechanical transmission used in synchronous speed is 1500r / min and 1000r / min two motor, the motor according to the required power and the synchronous speed by [2], P14816-1check motor technical data and calculates the total transmission such as shown in table31.Table11motors technical data and calculate the total transmission ratio
For more than two kinds of schemes for calculating, option 1is appropriate and scheme 1motor minimum quality, cheap price.Selection of scheme 1motor model Y112M-4, according to [2] P14916-2check motor of main parameters such as shown in table32.Table12Y112M-4 motor main parameters
The 1.2device motion and dynamic parameter calculation 1.2.1 transmission total transmission ratio and the distribution of various transmission ratio According to motor full load speed and rotate speed of the roller can be used to calculate the total transmission ratio transmission device: 1440 /63.964 =22.61 Double cylinder gear deceleration device assigned to the levels of transmission ratio: The high speed transmission ratio: = = = 5.52 The low-speed transmission ratio: = / = 22.61/ 5.52= 4.10 1.2.2 transmission device of power and motion parameter calculation: A)the shaft rotating speed calculation: = = = = = = = = = = = =1440r / min = / = 1440/5.52 = 260.870r / min = / = 260.870/4.10 = 63.694r / min = = = = = = = = = = = =63.694r / min B)the axis of the input power calculation: = = = = = = = = = = = =3.0550.99 = 3.024kW 3.024 = =0.970.99 = 2.904kW 2.904 = =0.970.99 = 2.789kW = = = = = = = = = = = =2.7890.99 x0.99 = 2.733kW C)the axis of the input torque calculation: = 955095503.055/1440 = 20.26N M = x = 20.26x 0.99= 20.06 N M = x x x = 20.06x 5.52x 0.99x 0.97= 106.34 N M = x x x = 106.34x 4.10x 0.99x 0.67= 418.69 N M = x = 418.69x 0.99 x0.99 = 410.36N M From the above data of each axis motion and dynamic parameters are shown in table13.1-3each axis motion and dynamic parameters
Design and calculation of transmission parts The design of cylindrical gear reducer selection standard cylindrical gear transmission.Standard for structural parameters of pressure angle, tooth addendum coefficient, coefficient of top clearance.2.1 high speed cylindrical gear design and calculation 1)selection of gear materials and heat treatment: Due to the soft tooth surface gear for gear compact size and high precision, small load in low speed.According to the design requirements are selected to soft tooth surface combination: According to [1] P1028-1: The small gear selection of 45 steel quenching and tempering, HBS = 217~ 255;Gear steel is45, HBS = 162~ 217;The two gear minimum hardness difference of 217-162= 55;that value slightly somes small, can be a preliminary trial.2)the selection of the number of teeth: Now the soft tooth surface gear, tooth root cutting of more than tens is appropriate, primaries = 23 = = = = = = = = = = = = = = = = = =126.96x5.5223 Taking the gear tooth number = 127, then the gear ratio(i.e.the actual ratio)= / = 127/ 23= 5.5217.With the original requirements only(5.1328-5.1304)/ 5.1304= 0.05%, so it can meet the requirements of.3)choice of helix angle beta: According to the experience,8< < 20degrees, is now the primary = 13degrees 4)calculate the equivalent number of teeth, tooth shape coefficient: Z = Z / cos beta = 23/ cos 13DEG = 24.8631 Z = Z / cos beta = 127/ cos 13DEG = 137.30 From [1] P111table 8-8linear difference obtained: 5)selection of tooth width coefficient: As the reducer for expansion type double stage gear transmission, so the gear relative to the support only for the asymmetric simple structure, so the tooth width coefficient election should not be too large, reference [1]8-5, chosen as 0.7~ 1, choose now = 0.8 6)select Load coefficient: Reference [1] P1068-3, composed of a gear bearing medium impact load, selected load coefficient K is 1.2~ 1.6.Take K = 1.3.7)calculation of I gear shaft torque TI: 9550000x 3.024/1440 =20100 N mm 8)calculate the geometric parameters: Tan = Tan / cos = TG20/ cos13= 0.374 = = = = = = = = = = = =20.5158 degrees Sin = sin cos = = sin13x cos20= 0.213 = = = = = = = = = = = =12.2103 degrees = 1.68 = 1/ z1tg = 1/ 3.14159=0.823tg13=1.35 9)according to the tooth surface contact fatigue strength design: Regional coefficient:2.4414 Elastic coefficient: Z = 189.8 From [1] P1098-6and safety coefficient S = 1 Allowable contact stress: The small gear pitch circle diameter: Calculation method of surface modulus M M = cos D / z = cos13=36.513 /23 =1.53 mm 10)according to the tooth root bending fatigue strength design: Calculation of helix angle coefficient Y = 1.35> 1, because, according to the calculation of1: Y = 1= 0.892=11 Calculation of tooth shape coefficient and stress ratio: Y / [ ] = 2.7002/ 148.9744= 0.018 Y / [ ] = 2.1365/ 137.1795= 0.016 As a result of Y / [ ] is larger, with a small gear parameter Y / [ ] into the formula, calculation of gear needed for normal module: = = = = = = = = = = = =1.078 11)decide modulus Due to the design of the soft tooth surface gear drive, the main failure is fatigue pitting of tooth surface, if small, may also occur gear fatigue fracture.So compared with the two calculated results, according to the contact fatigue strength for gear modulus larger, prone to pitting failure, namely to Mn =1.53mm.According to the standard module table, tentative modulus: M =2.0mm 12)calculation of center distance: 2(23+127)/2cos13= 154.004mm After standardization for a =154mm 13)correction of spiral angle beta According to the criteria of center distance correction author: 14)calculation of surface modulus: 15)calculation of transmission to other dimensions: 16)calculation on the tooth surface load: 17)selection of precision grade The circumferential speed gear: 3.558 M / S Control [1] P1078-4, for transport for general machinery, so choose the gear accuracy level of 8is appropriate.18)gear graph:
2.2 speed gear transmission design and calculation 1)selection of gear materials and heat treatment: Due to the soft tooth surface gear for gear compact size and high precision, small load in low speed.According to the design requirements are selected to soft tooth surface combination: According to [1] P1028-1: The small gear selection of 45 steel quenching and tempering, HBS = 217~ 255;Gear steel is45, HBS = 162~ 217;The two gear minimum hardness difference of 217-162= 55;that value slightly somes small, can be a preliminary trial.2)the selection of the number of teeth: Now the soft tooth surface gear, tooth root cutting of more than tens is appropriate, primaries = 25 = = = = = = = = = = = =4.1025 =102.5 Large gear tooth number Z = 103, then the gear ratio(i.e.the actual ratio)= Z / Z1 = 103/ 25= 4.12.With the original requirements only(4.12-4.10)/ 4.10= 0.487%, so it can meet the requirements of.3)choice of helix angle beta: According to the experience,8< < 20degrees, the primaries = 12degrees 4)calculate the equivalent number of teeth, tooth shape coefficient: Z = 1/ cos = 25/ cos 12DEG = 26.709 = Z / cos = 103/ cos 12DEG = 110.043 From [1] P111table 8-8linear difference obtained: 5)selection of tooth width coefficient: As the reducer for expansion type double stage gear transmission, so the gear relative to the support only for the asymmetric simple structure, so the tooth width coefficient election should not be too large, reference [1]8-5, chosen as 0.7~ 1.15, choose now = 0.8 6)select Load coefficient: Reference [1] P1068-3, composed of a gear bearing medium impact load, selected load coefficient K is 1.2~ 1.6.Take K = 1.3.7)calculation of II gear shaft torque TII: 106300 N M 8)calculate the geometric parameters: Tan = Tan / cos = tan20/ cos12= 0.372 = = = = = = = = = = = =20.415 degrees Sin = sin cos = sin12cos20= 0.195 = = = = = = = = = = = =11.27 degrees = 1.68 = 1/ z1tan = 1/ 3.14159=0.825tan12=1.35 9)according to the tooth surface contact fatigue strength design: Coefficient of region: Z = = 2.449 Elastic coefficient: Z = 189.8 K = 1 =450.000MPa S = 1 Allowable contact stress: The small gear pitch circle diameter: Calculation method of surface modulus m: M = cos D / z = cos12=64.868 /25 = 2.53mm 10)according to the tooth root bending fatigue strength design: Calculation of helix angle coefficient Y = 1.35> 1, because, according to the calculation of1: Y = 1= 0.9083=11 Calculation of tooth shape coefficient and stress ratio: Y / [ ] = 2.585/ 144.846= 0.0178 Y / [ ] = 2.174/ 134.615= 0.016 As a result of Y / [ ] is larger, with large gear parameter Y / [ ] into the formula Calculation of gear needed for normal module: = = = = = = = = = = = =1.777 11)according to the contact strength decision model numerical, take M =2.5mm 12)calculation of center distance: A = m(z1+ Z)/2cos = 2.5(25+103/2cos12= 163.599 mm)After standardization for a =164mm 13)correction of spiral angle beta: According to the criteria of center distance correction author: 14)calculation of surface modulus: 15)calculation of transmission to other dimensions: 16)calculation on the tooth surface load:
11.牛头刨床课程设计-机械原理 篇十一
【摘 要】本文阐述CDIO理念在“机械原理”课程教学的应用，以项目为主线、贯彻CDIO教学模式的构思-设计-实现-运作四个环节，把应达到的知识目标、能力目标和素质目标融入到项目教学中，对课程的综合考核实施提出了一些改革的策略和方法。
【关键词】CDIO；项目构思；项目设计；项目评价；课程考核
前言
以知识传授为主导的“机械原理”课程教学方法制约了学生的学习主动性及其创新潜能的发挥，往往学生在碰到具体工程问题时就不知所措，自己不能分析问题并解决问题。因此，如何在课程教学中培养学生分析问题、解决问题的能力，是本课程教学急待解决的问题。
CDIO即代表构思（Conceive）-设计（Design）-实现（Implement）-运作（Operate），其教育理念的核心是培养学生基础知识、个人学习能力、合作能力、创新能力四个层面的能力。将教学内容与工程紧密联系，激发学生创新意识及创新能力，满足社会对工程人才知识结构和素质能力需求的新型课程教学模式是解决当下工科高校人才培养中出现的重理论教学轻实践教学，学生眼高手低理论联系实践能力不强和自主学习能力差等问题。CDIO教育模式倡导在职业环境下根据人才培养目标和能力培养体系，采用教学做一体化方式，通过以实际项目为载体的教学任务，达成教学目标的基本理念和方法。强调在真实的项目中“做中学”、“学中做”，更加强调在真实的职业环境中开展教学，培育人才。
一、基于CDIO理念的“机械原理”课程教学改革实践措施方法
以项目为主线，把应达到的知识目标、能力目标和素质目标融入到项目教学中，其项目分为三级，一级项目以章节的主要知识点为基础进行设置，项目的题目及要求由老师根据课程内容设置，学生必须根据所给定项目的要求，采用CDIO的构思-设计-实现-运作完成项目。例如：凸轮机构廓线设计，学生拿到题目后首先“构思”该一级项目可以由两种方法完成：1.图解法，采用按比例作图的方法获得凸轮的廓线；2.解析法，采用数学建模并利用计算机编程最后得到凸轮的廓线。再根据自己所选择的方法“设计”制定廓线设计的路线方法，步骤，最后得到设计结果：图解法绘制的廓线和解析法获得的廓线，“实现”完成本项目。由老师最后打分评价项目完成的优劣。完成课题的“运作”。一级项目由教师设定项目并由学生单独完成。二级项目一般以章为单位进行设置，例如连杆机构设计、凸轮机构设计、齿轮机构设计等，对于二级项目题目的选择，学生可以选择老师给定的题目，也可自行拟定项目，只要最终能达到项目要求。完成对项目的‘构思-‘设计-‘实现，最后由老师作出评价，完成项目的‘运作环节。三级项目一般放在课程的后半段实施，由学生自行构思设计一装置，至少包含学过的两个或以上机构，并要求来源于工程实际，以小组形式合作共同完成。为了确保各级项目的顺利完成，项目设置的难度把控就尤为重要，在每一级专项目都必须提供足够的样例示例，以各种方式进行展示：多媒体、动画、实物等，并在相应的项目完成阶段提供足够的资料查询和必要的辅导。使学生循序渐进，从易到难完成课程要求的各级项目，最后完成项目目标。对于三级项目，项目的‘实现环节除需要完成项目报告外，必须提供项目模拟样机，考虑到实际的可操作性，一般要求学生采用计算机技术通过及建模软件来实现。
二、课程综合考核方法的改革与实践
为了使项目教学有效的激发学生学习的动力，传统的以“知识量化记忆考察”为主的、期末闭卷单一的考核方法必须改变，采用课堂参与度、课程实验、课外项目和期末考试相结合的全方位多元化综合考核方法（如表1），具体基于CDIO理念的“机械原理”课程教学考核的办法如下。
（一）学习态度及基础能力的课堂参与度考核
端正学生的学习态度，激发学生学习兴趣，提高课堂教学质量，是实现像兼具理论性、系统性及工程实践性的机械原理课程教学目标的有效保证。出勤率10分，缺勤扣1分∕1次，缺勤超过总课时1∕3者，取消课程考评资格；作业5分，有教师综合评定；课堂问题回答5分，有教师根据每位学生的课堂回答问题等表现综合评分。考核标准公开，通过这种方法考核计算学生的平时成绩，方法较客观，可操作性强。
（二）课内实验的考核标准
课内实验主要训练学生的基本实验动手能力。总分10分，最后由实验教师根据学生实验完成情况及实验报告完成情况综合评定，为保证每位学生都能得到基本实验动手技能的训练，规定若未完成实验或未交实验报告者取消课程考评资格。
（三）课外项目的考核验收
课程中的一级及二级子项目要求每位学生独立完成，考核分值为20分，以项目报告形式提交教师评阅。三级项目以小组形式进行，小组成员间必须有明确的分工协作，严禁不劳而获，滥竽充数。项目完成后提交研究报告，并组织3～5位任课教师进行项目答辩，对项目进行验收评分。考核分值为20分，答辩小组根据项目小组的分工不同针对性进行给分，主要从项目汇报、问题回答及项目程序演示多角度综合评分。重点考核学生应用所学知识对工程实际问题的分析解决能力，创新开发能力、自主学习、团队协作、交流沟通等能力。
（四）课程基本知识考核
期末考试重点考核学生对课程的基本知识、基本理论、基本技能掌握情况。具体包括机构的结构分析、运动分析、力分析；常用机构的设计：连杆机构、凸轮机构、齿轮机构及轮系。采用闭卷笔试的方式进行，题型包括填空题、是非题、选择题、计算题、作图题及问答题等多种题型。
参考文献：
[1]胡占军.基于CDIO模式的项目教学实施方案[J].中国职业技术教育，2009（3）.
[2]陈文杰.新加坡理工学院基于CDIO模式的项目教学改革[J].职业技术教育，2009（35）.
[3]张峻珲.发挥项目教学法在“工科”职业教育中的作用[J].高职高专教育，2008（12）.
[4]王知行.机械原理[M].北京：高等教育出版社，2006.
作者简介：
姚敏娟 （1970—）女，上海电机学院机械学院，讲师，硕士，研究方向：机械设计及理论。
12.机械原理课程实践教学改革初探 篇十二
随着国民经济的飞速发展, 人们的需求更加人性化和多样化, 因此要满足当代产品设计的需要, 并能跟上时代发展步伐, 在大学教育中, 就需要培养大批有创新意识的人才。机械原理课程在培养学生的机械设计和创新能力所需的知识、能力和素质结构中, 占有十分重要的地位, 尤其是实践教学环节, 在理论知识的基础上, 结合实际需求, 实现机构的综合与创新。
对应用型本科人才, 其“工程实践能力”和“创新能力”应是必备素质, 主要体现在具有分析和设计一个机械系统的能力, 有自己独立的见解, 能提出改进或创新意见。因此, 针对机械原理课程实践教学环节的改革势在必行。
1. 实践教学环节存在的问题
目前实验教学主要是课内实验和课外实验。课内实验通常是必做实验, 主要对基础知识进行验证, 验证性、单一性、简单化的实验项目多, 而设计性、综合性的实验项目少, 开发学生创新意识、锻炼创新能力的实验项目则更少, 从而极大地限制了学生的动手能力, 对学生的创造性思维的开发是极为不利的。课外实验是作为补充的选做实验, 不计入考核成绩, 学生积极性不高, 只有少部分同学愿意参与, 实验报告也不是很规范。
课程设计主要是在学期末安排, 集中一周时间完成, 设计题目的选择主要是应用所学基础知识进行机械运动学设计、运动分析及受力分析, 受时间的限制, 题目类型和设计结果都比较单一, 达不到对所学知识进行综合训练的目的。实际上设计是自由的, 主观性较强, 每个人在同样的原始条件设计出来的结果都不完全相同, 若受思维定势影响, 不能灵活运用所学知识, 则难以有所创新。
2. 改革思路
实践教学环节的改革首先要更新教学理念。课程实验、课程设计绝不是附属于理论教学的一个“环节”, 单纯作为课堂教学的“应用”和“验证”。而是从培养学生机械工程综合设计能力出发, 加强学生的观察与分析能力, 独立思考与创新意识, 实验研究与动手能力。
2.1 实验教学
除少量验证性实验外, 主要是加强实验内容的综合性与设计性。克服实验教学一直以来从属于理论教学的辅助地位, 清楚二者紧密联系、相互依存、相互促进的关系, 加强创新性实验及现代机电一体化系统方案的分析与设计实验, 以启迪学生的创新意识与思维方法, 为学生进行创新构思与方案实现创造条件。
2.1.1 实验项目和实验方式
提出问题, 激发学生学习兴趣;从生活和学生喜闻乐见的实例找题目, 以引起学生的的兴趣和求知欲, 帮助学生对机械原理课程建立宏观认识, 具备正确的工程设计理念和设计常识。
实验内容是实验项目和实验方式改革的关键。力求从身边喜闻乐见的实例中找题目, 内容由浅入深, 循序渐进, 激发学生的学习兴趣, 帮助学生建立确定方案的宏观认识, 具备正确的工程设计理念。
实验方式可以课上课下结合, 灵活多变。实验时间学生可以自由选择。例如:
认知实验:实验内容不局限于实验室设备, 而是利用身边所闻所见, 如:教室门窗启闭机构、缝纫机调线机构、折叠雨伞机构、广场运动器材等。通过实验引导学生认识机构、运动副和构件以及零件。
机构的组成原理:基于上述机构分析, 得出各机构的组成及机构的级别。
机构的运动分析:首先针对上述机构, 利用课下时间做出简易模型, 再进行模拟运动过程, 观察各机构的运动情况。
典型机构:根据所学基础知识, 在生活中寻找各种机构, 作出简图, 然后做出模型, 再进一步观察机构的特点及工作特性。
在上述简单实验的基础上, 还可以加大实验内容的深度和广度, 如根据机床和汽车的工作原理提出一些问题, 引导学生去探求答案, 以提高设计能力和建立创新意识。
实验项目和实验方式的选择, 即包含传统实验, 又涵盖生活及生产中的实际问题, 开阔了学生视野, 锻炼了学生的动手能力, 学生的实验积极性很高。
2.1.2 考核方法
传统的考核办法以期末考试成绩为主, 实验只是教学中的一个环节, 而在总成绩中只占很小的比例, 例如:我校规定平时成绩不得超过总成绩的30%, 即实验、作业及平时表现在总成绩中所占比例不超过30%。这种考核办法使得学生对实验环节重视不够, 敷衍了事。
作为一门实践性较强的课程, 若实验教学作为一门单独的学科从理论教学中分离开来, 单独考核, 则学生对实验的积极性定会得到很大的提高。
2.2 课程设计与实训
机械原理课程作为一门理论性、逻辑性、实践性强的课程, 平时学习过程只有理论教学、课后作业, 没有真正的实践训练, 而仅仅靠课后一周的课程设计很难达到对所学者进行综合训练的目的。
而实践教学正是学生把书本上学到的知识运用到实践中去, 培养动手能力、独立分析问题和解决问题的能力的一个重要环节。充分发挥实践教学的作用, 真正把学生职业能力培养落到实处, 就要打破理论教学、设计与实验的界限, 把理论教学、实验和设计融会贯通。
2.2.1 单项综合实践训练
除了进行必要的实验外, 在机构的结构分析、连杆机构设计、凸轮机构设计、齿轮机构以及轮系设计各部分都可以进行这种单项的小规模的综合性的实践训练。
例如:
机构的结构分析部分, 根据简易冲压机构原动机和工作机 (滑枕) 的运动轨迹, 设计简易冲压机构。要求按机构的组成原理分析机构运动的可行性, 判断机构具有确定运动的条件, 判断是否能实现预期的设计要求, 通过实验手段完成机构的组装 (机构创新实验台) , 并验证其设计的合理性。
图1是按给定方案所作机构简图
分析机构运动的可行性:其自由度等于零, 不能运动, 该机构方案必须进行修改。
修改方案:首先考虑增加一个自由度以实现其运动的可能性, 提出若干方案, 再根据机构的具体要求及机器的要求选择最优方案。
图2是比较常见的两种修改方案
通过计算, 其自由度等于1, 满足机构运动的可行性要求;在创新实验台上进行搭接, 运转良好。
图3也是学生所作出的一种修该方案, 自由度计算结果正确, 但在实验台上演示, 该机构不能实现工作机的运动要求, 学生又对该机构的组成原理进行分析, 发现, 该机构自由度虽然等于1, 但由于杆BC、BD及运动副B、C、D所组成的Ⅱ级杆组两外端副同时与同一构件机架相连, 从而使得BCD形成了刚性桁架。因此, 该机构虽然自由度正确, 但却不可能实现预定的运动要求。
通过对简单机构的分析、修改、设计与组装。巩固了对基础知识的应用能力, 锻炼了学生的动手能力, 同时提高了学习、创新和工程设计的兴趣。
2.2.2 综合性的实践训练
以前述大量分解内容的综合性训练基础, 学期结束后, 选择较综合的实训题目, 对本课程所学知识进行全面的检验和利用, 并利用现代设计手段进行优化从而得到更全面的工程设计的训练。
例如:冲压及送料机构设计
根据机器工作原理和要求, 首先进行机构运动方案的选择, 然后根据工作要求对执行机构进行运动协调设计, 再做机构的运动分析和动力分析, 然后进行方案评价, 最后根据设计结果做出机构的搭接和模型制作。
实验室提供各种常用机构组件, 为学生自行设计和组合创新机构提供良好的条件。学生完成设计后, 自行完成机构的制作和组装, 独立检验其设计结果的可行性及合理性, 并运用所学知识进行分析、总结, 进而对设计结果进行改进。可以进一步强化学生的工程意识, 培养创新意识和综合设计能力;加强学生的工程实践背景训练, 拓宽学生的知识面, 提高学习兴趣与教学质量, 适应时代对于人才的需求。
3. 结束语
机械原理课程实践教学环节改革的探索, 其核心就是, 一方面给学生更大的自由发挥空间, 加强自学能力、独立分析和解决问题能力的培养;另一方面, 强调实践环节的过程控制, 强化教师的引导作用;强调培养学生掌握基本理论, 注重知识获取和应用能力的基础上, 加强创新意识和综合能力的培养。
实践教学环节的改革使指导教师的业务水平得到提高, 由于实验和设计实训的灵活性、多样性, 学生在实验和实训过程中提出了大胆的方案, 遇到了大量无法预知的新问题。教师跟随学生的思路和学生一起进行分析与设计, 因而要求教师在指导过程中不断提高自己、充实自己。使教师的知识面不断拓宽, 从而极大的提高了教师的业务水平。
摘要：本文就机械原理的教学目的和任务, 针对该课程实践环节进行改革与探索, 为通过实践教学环节提高学生的综合能力, 提供了有益的尝试, 并对具有实践性质的课程教学改革提供了借鉴。
13.通信原理课程设计 篇十三
电子信息工程系
课程设计计划书
课程名称：
通信原理
班
级：
姓
名：
学
号：
指导教师：
二○一一年六月一日
1、课程设计目的：
通过课程设计，巩固已经学过的有关数字调制系统的知识，加深对知识的理解和应用，学会应用Matlab Simulink工具对通信系统进行仿真。
2、课程设计时间安排：
课程设计时间为第一周。首先查找资料，掌握系统原理，熟悉仿真软件，然后构建仿真结构模型，最后调试运行并分析仿真结果。
3、课程设计内容及要求：
（1）基本工作原理：
二进制相位调制就是用二进制数字信息控制正弦载波的相位，使正弦载波的相位随着二进制数字信息的变化而变化。二进制绝对调相就是用数字信息直接控制载波的相位。例如，当数字信息为‘1’时，使载波反相；当数字信息为‘0’时，载波相位不变。2PSK信号可以看成是双极性基带信号乘以载波而产生的
解调方法： 信号产生
解调方法：
由于2PSK信号的频谱中无载波分量，所以2PSK信号的解调只有相干解调，这种相干解调又称极性比较法。2PSK解调框图为：
（2）设计系统：
框图：
设定参数： 正弦载波参数设置
与载波反向正弦波参数设置
伯努利二进制随机序列产生器
多路选择器参数设置
带通滤波器参数设置
低通滤波器参数设置
高斯白噪声参数设置
（3）Matlab仿真
调制部分
解调部分
误码率
4、总结：
通过理论指导，从仿真中可以看出在2PSK调制系统中由于存在信道干扰和码间干扰，会影响调制系统的性能，及存在一定的误码率，误码率与信噪比相关，当信噪比提高时。误码率下降。
在老师和同学的帮助下我顺利的完成了这次课程设计，且这次课程设计使用了MATLAB的SIMULINK功能对2PSK系统进行建模仿真，使我们对数字调制有了更进一步的认识，也对MATLAB中的SIMULINK有了一定的了解，熟悉了它的一些操作。
对于我来说，收获最大的是方法和能力；那些分析和解决问题的能力。在整个课程设计的过程中，我发现我们学生在经验方面十分缺乏，空有理论知识，没有理性的知识；有些东西可能与实际脱节。总体来说，我觉得像课程设计这种类型的作业对我们的帮助还是很大的，它需要我们将学过的相关知识系统地联系起来，从中暴露出自身的不足，以待改进！
5、参考书目：
[1] 现代通信系统----使用Matlab 刘树棠译 西安交通大学出版社
[2] 现代通信系统分析与仿真----Matlab 通信工具箱 李建新等编著 西安电子科技大学出版社
14.化工原理课程设计题目 篇十四
设计题目
１、苯－甲苯混合液常压连续精馏塔设计；
２、乙醇－水混合液的常压连续精馏塔设计；
３、正戊烷-正己烷混合液的常压连续蒸馏塔设计
４、氯仿（三氯甲烷）－四氯化碳混合液的常压连续蒸馏塔设计； ５、正庚烷－正辛烷混合液的常压连续蒸馏塔设计；
６、苯－氯仿混合液的常压连续蒸馏塔设计；
７、苯－苯乙烯混合液的常压连续蒸馏塔设计。
日处理原料量80吨，一天按20小时工作时计算。原料液中轻组分含量41%，要求塔顶馏出液中轻组分含量不低于96%，釜液中重组分含量不低于96%（以上均为质量含量）。用筛板塔常压蒸馏。（设计要求
１ 生产任务选择题目相同，需要对任务中的各数字进行改动，必须做到每人一题，且数据不同。）
进料方式：自选 q=1
乙醇和水：70吨/日，原料液轻组分为50%，馏出液轻组分98%，釜液重组分96%
2、设计内容
（1）实际塔板数的确定，加料板位置的确定，塔高的计算，塔径的计算
（2）塔顶冷凝器的选择计算，（选用列管式换热器）
（3）塔底再沸器热量恒算。水蒸气的用量。
（4）原料储存设备和精馏塔之间距离8米，根据物料衡算和能量衡算，选择管路流动路线，管路尺寸，材料，管路中所需泵的型号。
3、说明
（1）计算过程中两组分的饱和蒸汽压可用Antoine方程计算，理论板数可用作图法求出。由理论板数求实际板数时，全塔效率E可选用经验值。
15.牛头刨床课程设计-机械原理 篇十五
近年来,微机技术发展异常迅猛,出现了很多应用广泛的新技术,如多核处理器、PCI-Express总线、SATA接口等[1],而这些新技术在原有的课程内容和教学实践中却没有反映出来。因此,有必要在课程内容中加入这些新技术并应用于教学实践。
对于机械专业的学生来说,电类基础课程较少,后续相关课程及毕业设计中涉及微机原理与接口技术内容的也较少,因而在有限的时间内,提高学生的学习兴趣和效果,更好地培养学生微机应用能力显得尤为重要。
1 重点突出与融入新技术
微机原理与接口技术是一门专业性很强的课程,需要记忆的内容较多,对于机械专业的学生来说比较抽象,不好理解。通过多年的教学经验,结合学生所反映的问题,根据本专业的特点,我要求学生在学习这门课时,首先要加强记忆,在记忆的基础上理解。在讲课过程中,先指出每一章节的重点和难点,重点部分精讲,配合图片、动画,便于学生记忆。比如在讲CPU组成时,在PPT上给学生展示出一幅CPU组成框图,对照图片讲解各部分的功能,同时指令和数据的流向用箭头动态的显示出来,使学生一提到CPU,脑海中就能反映出这样一张图,帮助学生记忆。
计算机技术发展迅速,知识更新很快,而现有的教材在新知识方面体现不足。以CPU为例,现在的教材多以Intel公司生产的8086/8088系列16位的微处理器为例来进行讲解,而我们在实际中使用的微处理器是32位或64位机。在课堂讲解过程中,以Intel8086为主讲解CPU的基础特点和工作原理,80286/386微处理器注重讲解相对8086的改进。然后讲解CPU的64位技术和多核技术概念和特点,让学生了解CPU的发展趋势。
例如在讲解总线知识模块时融合PCI-Express总线知识。微机原理与接口技术课程体系中,总线知识模块的主线是ISA、EISA、PCI、AGP,但是即使是AGP总线,也已经被PCI-Express总线所取代,PCI-Express基于串行技术,采用4根信号:2根差分信号用于接收,另2根差分信号用于发送。总线的带宽能达到8GB/S,支持热拔插和即插即用。因此在课程体系中融合PCI-Express总线是必要的。
2 用C语言教学
目前,微机原理及应用的教材基本上都采用汇编语言作为编程语言。汇编语言是最接近机器码的一种语言,其主要优点是占用资源少、程序执行效率高。但是学习汇编语言需要记忆大量的助记符,编写的程序不易读,学习起来需要较长时间。
而C语言是一种编译型程序设计语言,它兼顾了多种高级语言的特点,并具备汇编语言的功能。C语言有功能丰富的库函数、运算速度快、编译效率高、有良好的可移植性,而且可以直接实现对系统硬件的控制。目前常用的单片机、DSP、ARM等厂家一般都能提供C编译器。因此,使用C语言进行程序设计已成为软件开发的一个主流。
学生们在大一时已经开设了C语言课程,具有一定的C语言编程基础。在微机原理及接口技术课程中,需要讲的内容就是I/O接口语句(包括inportb和outportb两条语句)和中断语句。
例如8位A/D转换芯片ADC0809应用电路如图1所示,通过分析可知ADC0809的数据端口地址为78H,状态端口地址为79H,通道选择端口地址为7AH,采用C语言编写的查询方式数据采集程序如下:
程序只有8条语句,很清晰的反映出查询方式下A/D转换过程,程序简单、易懂,而这段程序采用汇编语言来写的话,大概需要30条语句[5],相比之下可以看出C语言编程的优势,尤其是对机械专业的学生来说,可以让学生们在大一学习C语言课程后,继续使用C语言编程,提高C语言的应用能力,也为学生今后学习单片机课程、毕业设计,以及今后读研究生、工作打下良好的编程基础。
3 理论和实际相结合
把知识点和日常生活联系起来。在讲解I/O接口芯片时,在讲清芯片工作原理、引脚定义、初始化编程后,重点讲芯片的应用,同时加强实验课与课堂知识的结合,在课堂上讲解芯片的应用例子,并给学生留有探索的内容,让学生在实验课中解决,提高学生接口设计、编程的能力。例如并行接口8255A是一个应用较多的芯片。在讲解8255A时,首先要讲清芯片的编程结构、功能、寄存器和初始化编程,然后结合实际讲应用举例。
如图2所示8255键控灯电路图,图中有3个按键接在8255端口A的PA0~PA2引脚,3个发光二级管接在8255端口B的PB0~PB2引脚,要求编程实现3个按钮分别控制3个发光二极管的亮灭。在讲解电路图时要讲清按键和发光二极管的连接电路:不但要讲清楚按键的状态与PA0~PA2引脚的对应关系、PB0~PB2引脚电平与发光二极管亮灭的对应关系,还要讲清楚电路中电阻上拉、限流的作用,由此分析出8255的工作方式,进而给出8255的控制字。根据题目要求画出程序流程图、写出程序。
给学生布置实验课的内容,可以让学生用8个按钮分别控制8个灯,也可以让学生模拟双控开关功能、模拟霓虹灯等等,通过实际动手操作,提高了学生学习的热情,获得了较好的学习效果。
4 结论
结合多年教学经验,针对机械专业学生的专业特点,探讨了微机原理与接口技术课程的教学改革,教学内容方面,在尊重原教学大纲的基础上,增添了微机技术的新知识,将C语言引入本课程,课程中的程序例程均采用C语言讲解,注重理论联系实际,注重实验教学,提高了学生学习热情,获得了较好的教学效果。
摘要：在微机原理与接口技术课程教学实践中,针对机械类专业学生特点和专业知识结构,对课程的教学内容进行分析和探讨。将计算机新技术和工程实践经验融合到课程中来,将C语言程序设计引入到课程的教学中。教学实践表明能够提高学生对课程的学习兴趣、微机应用能力,效果良好。
关键词：微机原理与接口技术,机械类专业,教学,C语言
参考文献
[1]冯康,姚南生,闻国才.《微机原理与接口技术》课程与新技术的融合[J].重庆文理学院学报,2011,30(1):85-88.
[2]杨斌.从知识点掌握到应用系统构建的微机接口课程设计规划及实现[J].计算机教育,2009(13).
[3]杨居义.微机原理与接口技术项目教程[M].北京:清华大学出版社,2010.
[4]邹甲,程红.机械类专业《微机原理与接口技术》教学改革的探讨[J].现代计算机,2011(3):55-56,59.
16.牛头刨床课程设计-机械原理 篇十六
【关键词】仿生学；科学原理；机械设计；应用
仿生学是指模仿生物建造技术装置的科学，它是一门集生物学、工程学和数学为一体的现代边缘性科学。仿生学的应用已经有一定时间，并且已经取得了非常大的成就，最典型的例子莫过于通过分析鸟类的飞行原理而进行的飞机发明。近年来，仿生学更是应用在智能机器人、雷达、声纳、人工脏器、自动控制器、自动导航器等多个科学研究领域中。可以说，其在机械设计领域的发展中所起到的作用越来越突出，科技地位越来越重要。现本文主要研究了其在机械设计领域中的具体应用。
1、仿生学原理
1.1外形仿生
外形仿生作为一种最常见的设计方法，在建筑和新材料的设计中得到广泛应用，同样也可应用于机械设计。蝼蛄、小家鼠等动物具有优良的挖掘功能。研究发现这几种动物挖掘足的爪趾内轮廓线大多是变曲率曲线，如穿山甲爪趾的爪尖是一面为斜面的圆锥楔形，爪尖顶端圆钝，楔面能分散土壤压力，减小触土面积，从而降低土壤阻力，使爪趾具有较强的入土能力和较好的脱土效果。这种有利于减粘降阻的结构在外形上与某些弯曲型深松部件极为类似，为改进深松部件几何形状，优化切削性能提供了仿生学研究的基础。
1.2结构仿生
（1）非光滑表面的仿生设计
①耐磨 地面触土机械部件失效的主要原因是磨料磨损。为了减少磨料磨损，人们一直在寻找新型的耐磨材料。在一般机械耐磨设计中，多采用硬化技术来提高构件的硬度和刚度，以此来增大耐磨性。但是这种耐磨技术并不能从根本上解决机械部件的磨损问题。而通过仿生学原理，则可以很好的提高机械部件的耐磨性能。这里所用到的仿生学主要是根据生长在粘湿土壤中动物所具备的生物特性来决定的。这些动物为了能够更好的适应环境，其体表都具有几何非光滑的特点，因而在与粘湿土壤接触时不会产生过大的摩擦力，并且能够起到一定的减阻作用，增大体表的耐磨性。若能够对地面触土机械部件的表层进行类似的结构设计处理，必将大大提高这类部件的抗磨性。
②防粘 穿山甲、蜣螂、螃蟹、泥鳅、步甲、蝗虫、潮虫是生活在粘湿环境中的典型土壤動物。通过对它们的防粘特性研究，发现这些动物体表都是一种非光滑鳞片形式。例如穿山甲除腹部及四肢两侧外，全身几乎都厚厚的瓦状角质鳞片所覆盖，且这些鳞片的形状都不是光滑结构，但大小与分布都较为均匀，并且其护蜡层、蜡质层都属于疏水性物质，因此其在泥水中游动时可以更加灵活，不会受到太大的阻力，也不会粘在身上泥水。若能够将穿山甲这种宏观非光滑表面结构的生物特性应用在土方工程的机械设备或工具材料中，则能够将这些原本是亲水性的金属材料变为疏水性，从而很好的提高其在土方工程应用中的减粘降阻性。
（2）仿生涂层设计
人们通过对生物体进行解剖研究发现，生物的微组织结构主要可分为层状结构与矩阵结构，此外还有折叠、螺旋等结构形式。人们通过模拟皮肤、血管壁、海螺壳等层状结构设计成耐磨涂层。模仿自然生物体海葵、海螺的结构设计，在微机电系统中人们开发出很簿的涂层体系。模拟生物结构的矩阵结构，对陶瓷结构进行改性，设计出高韧性陶瓷等。海螺壳、蛤喇壳是生物体通过把强度很低的碳酸钙整合后才具有的较高强度。有鉴于此，现在人们通过以下二种途径来实现整合涂层：一是有效排列分子，使其呈DNA螺旋结构，达到较高的机械强度；二是采用不同的材料组合成整合涂层，从而具有更高的机械强度和摩擦性能。
1.3功能仿生
功能仿生的目的是使人造的机械具有或能够部分实现高级动物丰富的功能，如思维、感知、运动、操作等，这在智能机器人的研究中具有重大意义。目前在工业领域中应用的机器人以焊接、装配、喷涂、搬运等工作为主，其共同特征是作业方式单一、缺乏变化。但是随着社会发展，机器人需要在更加宽泛的领域得到应用。除了进行生产之外，生活、娱乐和享受对于人类来说同样不可缺少，活动方式和身体结构酷似动物的仿生机器人将在这方面大显身手，如防灾救援和教育娱乐等。对人的独特思维功能的仿生是仿生机器人领域的最高目标。
2、仿生学原理在机械设计领域中的具体应用分析
2.1触土机械的设计
（1）钻头 在钻探工作中，经常会遇到钻头泥包问题。吉林大学正在研究设计一种仿生钻头，这种钻头的体表面仿造穿山甲背部鳞片的分布形式，钻头的切削齿仿造穿山甲的爪趾形状，以达到在泥质岩中钻进时减粘、降阻、脱附，有效地防止钻头泥包现象，提高机械钻速。
（2）深松部件 通过在室内大型土壤进行耕作试验，测定各种深松部件耕作以后土壤的宏现扰动轮廓和耕作阻力，结果表明郭志军等制作的外形仿生弯曲型深松部件的深松阻力取得最小值。
（3）推上板 在进行土壤切削试验时，丛茜等设计的仿生非光滑鳞片形推上板不易发生粘附，与光滑的推土板相比平均降低推土阻力15%左右。
2.2复合涂层体系的设计
仿生非光滑耐磨复合层的设计原则是由软、硬多相材料交替叠层形成的非光滑表面，具体来说就是将增强硬质颗粒钎焊在基体材料（碳钢）表面，形成非光滑耐磨复合层。这种结构既保证了基体的强韧性，又能保证非光滑表面具有减阻、耐磨作用。复合层的厚度可从几毫米到几十毫米不等。如任露泉等制备出的钎粒/WC（60/80目）/钎料/钢仿生非光滑耐磨复合层，其耐磨性为基体45钢（淬火态）的29倍。
2.3机械手与机器人的设计
华南农业大学利用仿生学原理设计了水稻工厂化育秧拔苗机械手，用以解决拔秧抛植的有序栽植问题。李明东等模仿骨骼肌的工作原理，用SMA丝（形状记忆合金）来驱动一个微型机器人手臂，将机器人传统的关节驱动方式转变为肌肉驱动方式。马建旭等模仿人体下肢设计的关节式弹性步行机构，在机器人的小腿中安置弹性装置，通过四组并联弹性元件和以机器人腿外壳为机架的四连杆机构的复合，产生缓冲、储能效果。
3、结束语
以仿生学原理为基础对机械设计进行新思想、新观念的指导，是机械设计创建人与自然之间的和谐关系，改进现有机械、仪器、建筑和工艺等的一个重要途径。为了满足未来社会发展的需要，机械性能势必需要进一步的改进与完善，机械设计方法自然也要不断的创新提高。而仿生学作为一种具有很高应用优越性的机械设计手段，也必然会有更大的发展应用空间。
参考文献
[1]钱侠.仿生学在机械设计中的应用[J].高校理科研究，2008，3（1）：51-52
[2]丛茜.鳞片形非光滑表面的仿生设计[J].吉林工业大学学报，1998，28 （2）：12-16
作者简介
17.化工原理课程设计总结 篇十七
本学期顺利完成了化学工程与工艺专业共100名同学的化工原理课程设计，总体来看学生的工艺计算、过程设计及绘图等专业能力得到了真正有效的提高，可以较好地把理论学习中的分散知识点和实际生产操作有机结合起来，得到较为合理的设计成果，达到了课程综合训练的目的，提高了学生分析和解决化工实际问题的能力。同时，在设计过程中也存在者一些共性的问题，主要表现在：
一、设计中存在的问题
1．设计过程缺乏工程意识。
学生在做课程设计时所设计的结果没有与生产实际需要作参考，只是为了纯粹计算为设计，缺乏对问题的工程概念的解决方法。
2.学生对单元设备概念不强。
对化工制图、设备元件、材料与标准不熟悉，依葫芦画瓢的不在少数，没有达到课程设计与实际结合、强化“工程”概念的目的。绘图能力欠缺，如：带控制点工艺流程图图幅设置、比例及线型选取、文字编辑、尺寸标注以及设备、仪表、管件表示等绘制不规范。
3.物性参数选择以及计算。
在化工原理课程设计工程中首要的问题就是物性参数选择以及计算，然而学生该开始并不清楚需要计算哪些物性参数以及如何计算。这对这些问题，指导老师应在开课之初给学生讲一下每个单元操作所需的物性参数，每个物性参数查取方法以及混合物系物性参数的计算方法，还有如何确定体系的定性温度。
二、解决措施
1.加强工程意识。
设计过程中鼓励学生多做深层次思考，综合考虑经济性、实用性、安全可靠性和先进性，强化学生综合和创新能力的培养；引导学生积极查阅资料和复习有关教科书，学会正确使用标准和规范，强化学生的工程实践能力。为了增强学生的工程意识提出以下措施：一是在化工原理课程讲述过程中应加强对学生工程意识的培养，让同学明确什么是工程概念，比如：理论上的正确性，技术上的可行性，操作上的安全性，经济上的合 理性，了解工程问题的计算方法。比如试差法、因此分析法等。二是查阅文献或深入生产实际，了解现代化工生产单元设备作用原理以及设计理念，增强对设备的感性认识。三是应让学生明白工程问题的解决方法有多个实施方案，最后应综合考虑操作费用和经济费用以及安全性等多个方面来确定最优方案。
2.强化工程制图本领。
为了提高学生工程制图能力，应强化计算机应用。在课程设计开设之前应开设AutoCAD课程，利用AutoCAD软件绘图，即精确又快速，也有利于适应今后实际工程设计的新要求。此外利用计算机应用程序也可代替试差方法繁琐的人工计算。
3.引导学生学会统筹兼顾，从工艺和设备全方位考虑设计问题。
化工原理课程设计是一个即繁琐又费时的过程，这要求老师和学生都要有耐性，要客观的对待每一个步骤，不能想当然更不能为了凑结果而修改数据。应科学地对待每一个数据，经得起深究和考验。