機械原理精選(九篇)
前言：一篇好文章的誕生，需要你不斷地搜集資料、整理思路，本站小編為你收集了豐富的機械原理主題范文，僅供參考，歡迎閱讀并收藏。
第1篇：機械原理范文
目前，國內外高校都十分注重培養大學生的科技創新和實踐能力，德州學院結合機械原理的精品課程建設，以培養和發展機械類本科生的綜合素質和實踐動手能力為目標，以創新教育為重點，以“激發創新興趣，培養創新思維，引導自主實踐，重在創新過程”為原則，對機械原理課程進行了全面的建設。機械原理課程建設總體框架如圖1所示。
二、通過理論教學模塊培養學生的創新意識和創新思維
1.改革理論教學內容，培養學生創新意識和思維隨著企業對機械工程技術人員的設計、創新和新產品開發能力越來越重視，機械原理教學內容也應該隨之進行改革。以機構設計為核心構建課程體系和組織教學內容，加強對連桿機構、凸輪機構、齒輪機構等機構的結構、應用特點的介紹，全面、系統地講授各機構的運動、動力性能。對與理論力學重復的部分如平面機構運動分析、力分析、剛性轉子平衡可適當減少課時，簡單介紹。在教學內容上適當增加一些日常生活中的實例和工程機械的結構實例。講授機構時先以生活中的應用實例導入，再以各種機加工機床的結構作為實際工程機械實例深入學習。如講解連桿機構時，先以常見的推拉門窗、太陽傘等生活實例應用引入，然后進一步介紹在牛頭刨床的傳動機構。而這些機床的結構中如牛頭刨床中包含了機械中的連桿機構、齒輪機構、間歇運動機構等，使學生能夠將感性認識和理論知識結合起來，提高學生對機構有了直觀的認識。同時在講授各個機構時應將其彼此聯系起來，如介紹凸輪機構的工作原理時，可以提問學生前面所學機構中哪些機構能夠實現主動件勻速轉動從動件移動，學生就會能夠將連桿機構中的曲柄滑塊機構聯想起來，然后可以進一步聯想起凸輪機構高副低代后就是連桿機構。接著讓學生將自己所知道的凸輪機構和兩機構聯合使用的應用實例舉出一二。這樣將前后所學內容連貫在一起，融合貫通起來，培養學生的創新思維和創新意識。
2.改革理論教學方法和手段，強化學生的創新意識和思維充分利用現代化的教學手段，增加課堂授課的信息量；在對教學內容進行深入研究的基礎上，結合機械原理的教學內容建立以圖片、動畫、錄像資料為主的素材庫。對各個機構的運動、分析及應用采用三維動畫演示，運用其形象、直觀、生動的特點，創造生動逼真的教學環境，優化課堂教學，提高學生的學習興趣和素質。而學生在學習機械原理以前已經進行三維實體軟件的學習，大部分三維動畫是由學生獨立完成的。這樣將三維實體軟件的應用與專業理論學習結合起來，不但使吸引學生的學習興趣，更培養了學生利用先進軟件工具解決具體工程問題的能力。學生拓寬了思路，進一步提高了創新意識。同時，在德州學院的教學網中建設了機械原理課程教學網站，并被學院評為優秀網站。網站內容包含教學課件、習題解答、在線復習、實驗指導、學生創新實例、師生互動平臺等內容。教師可以通過課程網站對學生進行答疑，增強了教師與學生學習的互動性。同時教學網站給學生提供一個自學的平臺，學生可根據個人興趣進行自主性學習，從而有效地化解理論課時少的矛盾。
三、通過實踐教學模塊提高學生的創新精神和創新能力
1.設計合理的課后大作業，有助于提高學生的創新思維在教學過程中，除了精選的理論基礎作業外，可以適當有針對性地布置課后大作業，規定一段時間內完成，利用課余時間分組進行評價。這些作業可以來源于實際生活，也可以來源于工程實際應用。通過完成作業達到學生對《機械原理》知識的綜合應用和提高。特別是學習到幾種常用機構時，比如講到連桿機構時，可以布置自動翻書架的設計、爬樓機器人機構設計等題目讓學生任選其一進行設計，也可以讓學生自己設計題目進行設計。既提高了學生設計自主性和創新思維，激發學生的學習興趣，又使不同程度的學生都能有所收獲。
2.積極進行實驗教學改革，提高學生的創新能力2010年的人才培養改革中，提高了機械原理實驗課時量，增加到了12學時。近幾年，學院加大了對機械專業實驗室的投入，增加了創新實驗設備的購進。目前可做機械原理課程實驗的有機械設計基礎實驗室和機械創新實驗室。目前機械課程實驗教學中已由原來的以演示性、驗證性實驗為主轉變為以綜合性和設計性實驗為主?，F在的實驗教學中除保留了機械原理的認知實驗、機構運動簡圖的繪制、齒輪齒廓范成原理實驗等基本實驗外，增加了平面機構創意組合實驗、機構運動方案創新設計實驗、輪系創意組合實驗、慧魚創意組合實驗等實驗。規定了必修實驗的個數為5個，除此之外為選修實驗項目和學生自行設計實驗。為了提高學生的實踐動手能力和創新能力，我們將機械創新實驗室對外開放，學生可以根據自己的實驗設想和具體方案，用現有的儀器設備，利用業余時間去實驗室將自己的實驗設計構思進行驗證。整個過程都是由學生親力親為，不但提高了學生對各種儀器的綜合操作技能，同時也加強了他們獨立思考、分析解決問題的能力和創新精神。
第2篇：機械原理范文
中圖分類號：TH112 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）06-0339-01
一、棘輪機構
（一）棘輪機構的結構、原理和類型
棘輪機構，主要由5部分構成，分別是棘輪、驅動棘爪、止回棘爪、搖桿和機架。彈簧的作用是讓使止回棘爪與棘輪一直接觸。棘輪用鍵將其和軸連接起來。驅動棘爪和搖桿鉸接在一起，并且搖桿可以繞棘輪軸實現左右擺動。當桿按照順時針方向運動時，驅動棘爪從棘輪的齒頂擦過，止回棘爪起作用，讓棘輪靜止不動；若搖桿在逆時針方向轉動時，驅動棘爪頂住棘輪的齒并推動棘輪轉過相應的角度，同時止回棘爪從棘輪的齒頂擦過。如此，通過讓搖桿的往復運動就可以實現棘輪的單向間歇運動。
一般棘輪機構可分為兩大類。
（1）齒嚙式棘輪
它的傳動原理是靠棘爪和棘輪齒倆者的嚙合帶動，轉角只可以粗略調節，無法精確調節。根據棘輪的運動情況，可分為：
1 可變向棘輪機構
（圖1）的主動搖桿與棘爪鉸接在一起，不但能讓使棘輪按照順時針方向實現間歇運動，而且可以讓棘輪實現逆時針方向間歇運動，由此實現機構特定的功能?？勺兿蚣啓C構2（圖2）的棘輪可以實現逆時針方向的單向間歇運動；為了實現棘輪的順時針方向單向間歇轉動，可以將棘爪提起并繞其軸線旋轉180°后放下，則可實現。
2. 內嚙合棘輪機構。這種機構可以實現單向間歇轉動。
（2）摩擦式棘輪機構
摩擦式棘輪的結構，工作原理和與齒式棘輪的機構相差無幾，棘輪與棘爪靠摩擦力傳動，棘輪轉角作無級調節。
（二）棘輪機構的特征
棘輪機構具有結構簡單、制造方便和運動可靠等優點，故在各類機械中有廣泛的應用。但是由于回程時搖桿上的棘爪在棘輪齒面上滑行時引起噪聲和齒尖磨損。同時為使棘爪順利落入棘輪齒間，搖桿擺動的角度應略大于棘輪的運動角，這樣就不可避免地存在空程和沖擊。此外棘輪的運動角必須以棘輪齒數為單位有級地變化。因此棘輪機構不宜應用于高速和運動精度要求較高的場合。
棘輪機構所具有的單向間歇運動特性，在實際應用中可滿足如送進、制動、超越離合和轉位、分度等工藝要求。
（三）修改棘輪擺角的方法
要實現改變搖桿的擺角所示，可以通過增長或減短曲柄的長度，就可以改變搖桿的擺角；通過改變活塞的路徑長短，則可間接改變搖桿與輪的擺角，從而間接調節棘輪的轉角。
二、槽輪機構
（一）槽輪機構的構成、工作原理以及類型
工作原理：槽輪機構包括3部分，分別是帶有圓銷A的撥盤、含有徑向槽的槽輪和機架組成。當撥盤按照ω1的角速度作勻速旋轉時，同時圓銷A沿著槽輪的徑向進入槽輪的徑向槽時，撥盤上的外凸鎖止弧mn鎖住槽輪上的內凹鎖止弧ef，即槽輪固定不動；當圓銷A再次滑進槽輪的徑向槽時，鎖止弧ef被釋放開，槽輪在圓銷A的作用下轉動；當圓銷A離開徑向槽時，撥盤上的鎖止弧mn再次鎖住槽輪的鎖止弧ef，槽輪固定不動。通過以上的描述可知槽輪可以做到間歇運動。
（二）槽輪機構的運動系數
當在完整的圓周運動時，槽輪機構的運動系數是指：槽輪的工作時間t2與主動撥盤的工作時間t1倆者比值。
1）單圓銷的外槽輪機構：τ=t2/t1=（z-2）/2z
2）在撥盤上均勻分布著m個圓銷的外槽輪機構：τ=m（1/2-1/z）
3）內槽輪結構：τ=（z-2）/2z=（1/2+1/z）
4）外槽輪機構的運動特性
外槽輪機構在運動過程中的任一位置。設i21為槽輪機構的傳動比，是一個變量；kα為其角速度系數，也是一個變量。令： λ=R/L=sin（π/z）可得：
（三）設計槽輪的槽數
因為槽輪機構的運動系數必定大于零，而且從τ=（z-2）/2z可知z≥3，對于單圓銷的槽輪機構，一般情況下把其槽數z設定為3，4，5，6，8。其它情況特殊分析。
（四）槽輪機構的特點
優點：槽輪的構造簡單、工作安全可靠、效率比較高。
缺點：制造和裝配時所需要的精度要求較高，且轉角的大小不能任意調節。
應用：外槽輪機構被廣泛應用于電影放映機中。
參考文獻
[1] 孫恒 陳作模 葛文杰.西北工業大學機械原理及機械零件教研室（第八版）
第3篇：機械原理范文
關鍵詞：礦用；機械式挖掘機；鏟斗；原理探討
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.11.015
0 前言
挖掘機是用鏟斗挖掘高于或低于承機面的物料，并裝入運輸車輛或卸至堆料場的土方機械。挖掘機挖掘的物料主要是土壤、煤、泥沙以及經過預松后的土壤和巖石。近來，挖掘機的發展較快，已經成為工程建設中最主要的工程機械之一。由于機械式挖掘機的生產效率比較高，運行穩定性優良，所以被廣泛的應用于采礦作業中。由于鏟斗是最直接的工作部件，其面臨的損耗和沖擊也是最大的，因此鏟斗的設計方面應該予以足夠的重視。
礦用機械式挖掘機鏟斗的設計，直接關系到鏟斗能否符合挖掘工作的要求，對其挖掘的效率和挖掘的壽命有著最直接的影響，因此也有必要對機械式挖掘機鏟斗的設計進行研究。當前，國外已經有比較成熟的設計理念和分析手段了，如一些主流的設計鏟斗的公司，分別針對鏟斗挖掘物料的不同來進行不同的設計，并利用有限元等現代技術對鏟斗的強度和效率等待呢個進行分析。觀之國內，目前還處于起步階段，其設計與分析還采用借鑒模仿的方式。在這方面國內還有很長的一段路要走。
1 機械式挖掘機鏟斗的結構設計特點
通常來說，常見的機械式挖掘機的鏟斗由斗體、斗唇、斗齒、斗底及一些耳板、護板焊接而成的。鏟斗斗體應保證足夠的強度和剛度，它是主要的切削和支撐部件；斗唇是鏟斗與斗齒的連接部分，斗齒的作用是減少挖掘阻力。磨損較為嚴重，所以在斗齒的材料選擇上應采用耐磨鑄件；斗底的作用主要是承載物料，斗底還設置有開斗機構，可便于物料的卸出。
在礦用機械式挖掘機鏟斗的設計中，需要綜合考慮下面幾個因素：（1）需要保證鏟斗有足夠的強度與剛度，礦用機械式挖掘機鏟最主要的作用是挖礦，其工作的物料對象的硬度和輕度都是十分明顯的，礦用機械式挖掘機鏟斗的設計如若缺乏針對性的設計，往往造成鏟斗壽命的縮減。（2）需要對鏟斗的結構設計進行分析，合理設計。只有合乎標準的鏟斗設計，才能保證鏟斗的形狀合理，在減小挖掘時，可以使阻力達到最小，同時，合理的形狀也是對鏟斗的物料卸出十分便利的。（3）在礦用機械式挖掘機鏟斗的設計中，也要注意保證結構的簡單與鏟斗強度的關系，在保證強度的同時，做到最大的裝卸量和便于維修更換，也是在設計中需要注意的問題。
2 鏟斗設計工作中的先進技術應用
當前科技的發展，也帶動了很多行業的發展，在鏟斗的設計中，很多先進而成熟的技術被引入進來，如有限元技術、離散元技術、自動稱量技術和智能控制技術的等等。這些技術的應用，直接減少了鏟斗設計周期，提高了鏟斗性能，對機械式挖掘機的鏟斗整體技術的提高都起到了很好的促進作用。
2.1 有限元技術應用
當前，對機械式的挖掘機鏟斗的設計上，VR Steel公司用有限元分析的技術對其進行應力分析，這中分析設計和其后的使用，最直接的降低了鏟斗的載荷，對鏟斗的壽命提高起到了很大的作用。而BUCYRUS公司應用有限元分析，并結合試驗樣機、變形測量等等技術，在機械式挖掘機鏟斗性能提升上得到很大發展。
2.2 離散元技術應用
在機械式挖掘機鏟斗的應用場景中，往往環境復雜，面對物料種類多樣，且涉及到及土壤力學和散體力學方面的問題，這些都對建模和系統性的實驗造成了相當大的阻礙。
離散元技術的實際運用中，中國吉林大學與太原重工有過合作，曾利用離散元技術進行仿真分析研究，對象是75m3 機械式挖掘機鏟斗。這次仿真分析研究實現了鏟斗挖掘物料的過程可視化，同時分析了鏟斗動態力學響應和松散物料在鏟斗內的流動特性，為機械式挖掘機鏟斗的結構設計提供參考。
離散單元法在求解與分析顆粒-結構相互作用方面有著很大優勢，同時，對特定物料的參數，則需進行專門的試驗取得。
2.3 自動稱量技術應用
在機械式挖掘機的鏟斗作業中，往往需要有專員來記錄裝載的車數并估算挖掘的產量，這樣不僅對人力的要求比較大，在估算產量方面也容易造成誤差。針對這種問題，太原重工開發了一套自動稱量系統。這種系統有一種可編程邏輯控制器，能讀取提升和推壓電機的整個受力過程，并根據鏟斗位置和受力的情況，計算得出鏟斗內物料的重量。
2.4 智能控制技術應用
當前的鏟斗操作比較復雜，其過程中需要進行十二到十八個動作，且全部動作需要人工來操作。這樣的操作往往費時費力，且精準性較差。因此智能控制技術有很大的發展空間。
同時，礦用機械式挖掘機鏟斗的工作環境往往十分復雜，在減小挖掘阻力和降低能耗的要求下，實時監測技術也需要盡快的應用于鏟斗上，這樣可以實時的了解鏟斗受力情況，達到智能化控制的要求。
目前，P&H公司的2300XP 型挖掘機的鏟斗已經可以實現遠程監控與實時分析聯合作業。不過，當前鏟斗設計中的智能控制的可靠性還比較低，其應用也因此受到一定的制約，所以在鏟斗的設計中，要逐步利用好當前先進的智能化控制技術，使鏟斗的設計的智能化與技術一起不斷進步。
3 結語
總之，在礦用機械式挖掘機鏟斗的原理設計中，一定要注重鏟斗的結構的強度和剛度，保證鏟斗結構形狀的合理，以此促使鏟斗在挖掘過程中減小阻力，并做到耐沖擊、抗磨損的效果。同時，先進的設計理論的不斷出現，與現代先進技術的融合，為鏟斗的設計方向提出了新的要求，未來鏟斗設計的發展也必然向著精準化、智能化的方向加速前進。
參考文獻：
[1]侯亞娟，畢秋實，張永明，李愛峰.大型礦用挖掘機鏟斗結構優化設計及其可視化[J].工程機械，2014（06）：33-38+7-8.
第4篇：機械原理范文
機械設計節能原理又稱之為平衡節能原理，平衡理念是節能設計的主要指導思想。機械節能設計應當從改進動力源、減小摩擦、功率匹配節能這三個方面入手，充分考慮機械設備在實際應用中所存在的能耗問題，盡量在設計環節就加以改善，從源頭上減少能源的浪費。
1.動力源動力源通常指的是機械設備的發動機，在節能設計的過程中要求盡量的減少發動機的輸入功率，同時盡可能增大其輸出功率，簡單的說就是提高機械設備電能與動能、勢能、熱能等的轉化率。在實際的應用中這一設計理念體現在機械設備的啟動、減速停止這兩個階段中。例如，在停止設備的動力輸入之后由于慣性的因素機械設備還會運行一小會兒，通過合理的設計將這一部分動能或者勢能儲存起來，在機械需要發動的時候提供一部分初始動力。
2.在設計過程中減小摩擦發動機所產生的動力必須通過齒輪、動力傳送柱、動力傳動帶等傳遞給機械設備需要作用的部位，在這個過程中難以避免的會產生摩擦，損失一部分動能。因此，需要在設計的過程中盡量較小各個組件之間的摩擦。例如，在“機械手”的設計環節，對于其關節處都會采用光滑的圓柱、軸承和液壓柱進行連接，同時在使用的過程中還會定期的用油進行。目的就是為了減少機械設備活動處的摩擦，減少動力的損失。
3.功率匹配節能，合理運用節能合理的分析不同應用環境下所需要的功率大小，有依據的設計機械設備的標準功率。例如，飲品加工傳動帶所需的功率就遠遠小于裝卸工廠所用的傳動帶的功率。為了節約機械的購買費用還可以利用汽車發動機的原理，設置不同的檔位，根據實際功率需求進行調節。
二、機械設計能源浪費的原因
1.缺乏節能設計理念傳統的機械設計理念是盡可能的提高機械設備的生產能力，設計人員在設計的過程中首先考慮到的就是如何提高機械設備的載重量、運轉速度等，其次便是機械設備的穩定性和可靠性，完全忽略了節能設計，甚至為了提高之前的兩方面性能而使得設計能耗更高。
2.設計人員專業水平低機械設計工作都是由專門的設計人員完成的，部分設計人員的理論知識匱乏，固步自封、不愿意學習新的知識，導致與先進的新型設計方式脫節。同時，很多設計人員長期忙于設計工作，不愿意深入基層考察設備的使用情況，導致理論脫離實踐，設計出的機械設備不具有可實現性。
3.技術水平無法滿足設計需要受到現有技術水平的限制很多設計思想很難得到實現，即使勉強得以實現也會大大增加機械設備的制造成本。所以，處于經濟效益的角度考慮，很多機械制造商并不愿意完全按照設計要求引入相應的節能技術。
三、如何做好機械設計節能
1.選用環保型材料和環保型發動機從設計環節入手，在滿足設計要求時，優先選取環保型的材料，材料盡量能夠做到可回收、易處理、無污染。發動機是機械設備的主要污染源之一，對減少污染物排放具有重要的意義，比如可以選用環保型水冷增壓柴油機作為發動機，此發動機具有油耗低、排放低、使用壽命長等優勢，條件允許的話，電控高性能長壽命節能型發動機也是不錯的選擇。
2.電子控制系統的精確化控制利用電子計算機和無線網組成的控制系統，實現對機械的精準控制是機械節能的又一項措施。智能化終端可以依據設定的程序對機械的運行情況實行實時監控，做出智能化判斷，控制發動機的輸出功率等，以達到減少消耗的最佳標準，同時，其自我檢測還能及時發現、處理問題，延長機械的使用壽命。
3.做好液壓系統的清潔和防滲漏工作液壓系統的污濁物加快機械設備的磨損和腐蝕，液壓系統滲漏直接浪費了寶貴的資源，因此，機械液壓系統也是機械節能設計時要重點考慮的問題之一。比如，加裝一個高效率、高精準度的過濾裝置就可以過濾掉大部分摻雜物，降低雜物與機械的物理磨損。采用防滲透的新材料或改變零部件結構，如密封的銷軸等防止滲漏。
4.引入新的技術機械設計節能的實現離不開技術的支持，在設計的過程中不能脫離實際的技術發展水平。但是，又不能完全禁錮設計思想，要大膽的進行創新與嘗試，積極的將各種先進的新型技術應用到設計中去。例如，利用太陽能發電技術為機械設備提供動力，再外加傳統的動力系統以備不時之需，特別是對于小型機械設備，具有很強的可操作性。
四、結語
第5篇：機械原理范文
四、連桿機構
平面連桿機構是典型的平面機構，圖5的（a）和（b）為其示意圖。因為平面連桿機構的運動屬于面接觸，所以它的承載能力比較強，而且能夠實現多種運動類型的轉換，各種運動軌跡的實現也容易控制，非常方便地用來增力、擴大行程和遠距離傳動。
從整體上看，人體四肢的運動方式，也可歸為連桿機構。洪式太極拳手法非常靈活復雜，雙手配合起來更是變幻莫測，這也得益于上述連桿機構的特征。
平面四連桿中有一個稱作“死點”的概念，值得我們注意。圖6中為一個曲柄搖桿機構的示意圖，搖桿CD為主動件，當C點運轉到C1或C2位置時，A、B、C三點將共線，也就是說主動件CD通過連桿作用于從動件AB的力恰好通過其回轉中心，使AB桿無法轉動，此時機構的位置便稱為“死點”。實際上，處于死點位置時，也是一種機械自鎖狀態，在平面四連桿機構設計中，一般采用安裝飛輪或兩組連桿并用的方式來使機構闖過死點，避免機械自鎖的發生。
與平面四連桿類似，人體的四肢也存在著死點位置，以手臂為例，上圖中的A、B、C三點分別對應著腕部、肘部和肩部，當手臂完全伸直或被折疊時，便是死點的位置，此時的手臂是最不靈活、最不得力的。因此，我們一方面要防止自己的四肢處于死點位置，另一方面又要誘使對方的四肢處于死點位置。洪式太極拳要求四肢不可完全伸直，要留有一定的弧度，肘部不可抬起，腕部角度不可折過，手部一般不可超過中線，弓步時膝蓋略微松垂，都是為了防止四肢處于死點的位置。
洪式太極拳在技法上對死點的運用，也是相當廣泛的。當同對方接手后，典型的技法便是一只手牽制對方的腕部，另一只手控制對方的肘部，當對方繼續向前時，我方可誘導其手臂伸直，同時施以捌法；若對方回撤，可利用對方腕、肘、肩的“三點一線”，直接將勁力打到對方身上，將對方托送出去；另外，還可折其肘部，將勁力反扣于對方身上，使對方不得運化而被發出。這些技法都充分利用了連桿機構“死點”的特殊性，這是非?？茖W的。
五、凸輪機構
在闡述這個話題之前，有必要明確這樣一個事實：從人體骨骼上來分析，并無可轉動的“輪子”和“球”，而只是以轉動副形式結合起來的連桿。而大家都知道，太極拳非常崇尚“圓”，正所謂“一觸一太極，無處不是圓”，在這樣的形容下，一些練家恨不得將自己修煉成一個球體，于是諸如“處處撐圓”、“處處圓”、“腋下夾球”、“雙手抱球”等要求便開始大行其道，仿佛成了太極拳通用的法則。
實際上，任何一個圓，都是由無數個點組成的，所謂的圓，也只不過是點的運動軌跡和動態表現而已。當你覺得一個圖形是圓的時候，那是因為你的視線在組成線條的點上依次掃描了一遍，使你產生了運動的錯覺。當一切都靜止的時候，“圓”根本就不會存在的，只剩下一個個靜止的“點”，兩者是辯證的。太極拳也一樣，它所崇尚的“圓”，只是一個過程，一種動態的效果。即便你真正練成了百變金剛，成為了形態上的球體，當對方的力量作用于你的時候，如果你不轉動，一樣會被打出的。所以，只有轉動，才會有圓，這才是太極拳所說的“圓”。
洪先生很早就提出了靜態的“三角”和動態的“圓”，認為圓是由無數個三角所組成，所以洪式太極拳并沒有“腋下空”、“肘不貼肋”、“雙手抱球”的規矩，提出的核心要求為“松圓”，李駐軍先生將其進一步解釋為“松開，轉圓”，松開是條件，轉圓是效果、是目的。因此，洪式太極拳的圓，是轉出來的。有了這樣的認識后，再來看這節的標題一“凸輪機構”，就應該理解，這是一種效果上的闡述，是利用人體客觀存在的運動機構模擬出來的。
凸輪是一個具有曲線輪廓或凹槽的構件，通過其回轉或往復直線運動，將動力傳遞給從動件，這就是凸輪機構。圖7所展示的裝置，便是一個使用了凸輪機構的內燃機配氣系統，活塞在凸輪的轉動下，有規律地做著直線往復運動。
前面說到，人體并沒有這樣的輪子，但卻可以在特定的時間和空間下模擬出這樣的效果，比如說洪式太極拳的擠法，隨著手部離軀干越來越遠，同對方的接觸點所走出的曲線軌跡的半徑也越來越大，于是便產生了排擠作用（暫不考慮手臂的自轉）。機器中凸輪所產生的動力，作用于被固定在特定軌道上的從動件，其意義也僅僅是推動而已，而當這種凸輪效應被運用在洪式太極拳中時，道理可就可沒有這么簡單了。
洪式太極拳的精妙之處在于“化打合一”，這和一般拳術是不大一樣的。洪式太極拳“化打合一”的方式有三種：“一引一打”、“帶引帶打”和“即引即打”，而這三種方式又屬最后一種最為精妙，也最令對手難防?！凹匆创颉钡奶攸c是僅在一個接觸點上完成化勁與發勁，而且是同時的。那么洪式太極拳是怎么做到的呢？一部分奧妙就隱藏在凸輪機構的原理中。
為了簡化問題，我們還是以洪式太極拳的擠法為例，且只考慮手臂公轉的情況。如圖8（a）所示，上面的圓代表敵方，下面的橢圓代表我方，當我方貼住對方軀干向其中軸線施以擠法時，如對方抗勁，其作用力F與我方作用力G在點A處產生抵觸。這時，由于我方手臂的公轉，在摩擦力的作用下，對方的作用點A會被我的轉動帶離原來的位置，如圖8（b）所示，這時對方的作用力來不及改變方向，依然指向A點，瞬間失去了與其相平衡的作用力G，從而使自己重心失衡，而在這個過程中，我方的作用力G如同凸輪一樣做著動態調整，讓這個力始終指向對方的中軸線，在滾動中產生了新的作用點B。于是，對方在失重的狀態下，源源不斷地遭受到這個碾壓力G的作用，從而被打了出去。
從這個原理中可以看出，無論對方來力有多大，只要在恰當的時間避開A點之鋒芒，使我方作用力滾動到敵方作用力的側翼，便可產生“四兩撥千斤”的效果，而在實際運用時，這個過程也是“一轉即逝”的，因而便體現出了洪式太極拳“化打合一”的技擊理念。
那么，在明白了上述原理后，也應該能夠理解，手臂的自轉也可以產生碾壓式的凸輪效應。因為手臂是有粗度的，其橫截面近似圓形，隨著公轉產生的推動作用，手臂的自轉便成為了一個向前碾壓的輪子，上面所說的擠法，實際上是兩個凸輪的合成，一個是橫向的，一個是縱向的，從兩個維度上同時破壞對方的平衡并予以打擊，這正是洪式太極拳的精妙所在！
六、螺旋機構
纏絲勁是陳、洪二式太極拳的精華，提出“太極拳纏法也……不明此，既不明拳”的陳鑫先生，在其《陳氏太極拳圖說》一書中，畫了許多纏繞在人體上的一圈圈順逆纏絲的線條，以此來表達纏絲勁的走向。但由于古人對運動科學的了解比較有限，又引入了《河圖》、《洛書》為其論證，使纏絲勁愈發神秘，甚至有了些許的巫性，使得后學者依舊摸不著頭腦。洪先生可謂是開宗明義，用精煉的話語揭開了纏絲勁神秘的面紗：“太極是勁，動作走螺旋?！笔状螌⒗p法擺到了核心運動規律的位置上。洪式太極拳的纏絲勁，便是基于這種螺旋運動形式而產生的。
在機械領域，螺旋機構是將旋轉運動轉換為直線運動、以犧牲距離來換取動力的一種機械裝置。螺旋機構是“斜面”這一簡單機械的延伸運用，它將斜面纏繞于轉軸之上，形成螺紋，使其在旋轉中產生源源不斷的推動力。螺旋機構的運用相當廣泛，千斤頂、螺絲釘都是被人們所熟知的，但這種省力的螺旋運動的形式，又是如何體現在人體上的呢？
事實上，人體并無螺紋，所以這樣的效果其實也模擬出來的。在洪式太極拳中，有這樣一些動作要領：“出手不出肘”、“收肘不收手”、“松肩沉肘揚指”，這就保證了我的手臂形成了一個斜面，在對方與我接觸時（無論按與抓），其作用力總是作用在這個斜面上，如果此時保持這樣的角度直接向前催動，便是斜面的運用，但還不是螺旋的運用，產生螺旋運動還需要另一個條件：轉動。但是前面說到，人體并無螺紋，轉動所產生的動力無法使形成的斜面向外延展，所產生的效果也僅僅是使力點扭曲和滑脫，猶如一個沒有螺紋的滾軸。為了模擬出螺旋機構，我們還需在縱向上增加一個直線或曲線運動，使得這個斜面在旋轉中前進，這就要求手臂在梢節的引領下，使手臂向特定方向伸展，即手臂的公轉。
說到梢節的引領，在這里有必要闡述一下其中的道理。由于人體手指與腕部骨骼數量較多，其靈活性非常好。且由于尺骨與橈骨的存在，整條手臂的自由度從手指到肩部是依次遞減的，那么在催動手臂自轉時，最佳部位當然是從手指開始。另外，梢節還有一個重要作用，那就是在公轉中控制好斜面形成的角度。因為對方是動的，會千方百計破壞這種斜面的存在，所以我方對這種角度的動態控制，也必須由較為靈活梢節來承擔。
從上述中可以看到，“形成斜面”、“手臂自轉”、“手臂公轉”這三個條件必須同時具備，才可在原理上模擬出螺旋機構，這就是纏法。通過纏法，我方可將身肢的旋轉與伸展的力量融為一體，產生強大的化打合一的力道，這就是纏絲勁。因為手臂的纏法最為復雜，懂得了它也就懂得了腿部和軀干纏法的原理。軀干只有自轉，沒有公轉，而腿部也只有在變換步型和運用腿法時才會出現公轉，它們相對于手臂來說比較簡單。
螺旋運動運用在洪式太極拳中，除了省力、增力外，還有一個重要的意義，那就是產生絞力。機械傳動螺桿是極其堅硬的，在承受到強大扭絞力時也不會有疼痛感，而人則完全不同。人的肢體在這種絞力的作用下，如果不能及時化解，內部便會產生應力，而這種應力主要集中在關節韌帶處，所產生的疼痛感會令對方痛苦不堪，從而失去戰斗力。因此，洪式太極拳的擒拿，自始自終都貫徹著纏法的運用，威力巨大，精妙無比。
第6篇：機械原理范文
關鍵詞：機械原理；教學改革；課程特點
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）39-0054-03
一、引言
十多年來，機械原理課程教學改革在教學內容的拓展、綜合型實驗項目的設計、課外科技創新活動的參與等方面已取得了豐碩的成果。然而該課程目前仍然存在著諸如理論教學內容以傳統內容為主，鮮有新技術、新理論的注入；實踐教學內容改革滯后于理論教學內容改革，并孤立于本知識點或本課程之內，不具有系統性和延續性；教學手段以多媒體課件為主，鮮有創新；教學方式以教師的教為主導，難以調動學生學習積極性等問題。因此，機械原理課程改革不能止步于此，必須不斷深化。探討課程改革的深化方向，以期實現培養綜合素質高、創新能力強的高級工程技術人才的目標，是非常值得探究的問題。
二、教學內容改革
在培養學生機械產品綜合設計能力的全局中，機械原理課程承擔著培養學生機械系統運動方案設計的重要任務。因此課程的教學內容在強調典型機構基本知識掌握的同時，還應注重知識的系統性和完整性，并應考慮本課程內容與機械基礎其他系列課程內容的有機銜接，使學生在剛剛接觸專業基礎課時就能從機械產品綜合設計的全局角度理解、掌握和創新本課程所涉獵的知識。為此，課程可以考慮在如下方面進行深入改革。
1.課堂教學內容。傳統課堂教學中，單一機構的設計、分析要貫穿課程教學始終。這樣的教學內容設置不利于學生養成完整性、系統性思維習慣，不利于學生掌握機械產品整體方案設計技能和增強方案創新設計能力。因此，機械系統整體方案設計應是教學的重點。課堂教學中應逐步滲入機構選型、機構組合和變異、機械系統運動方案設計和評價方面的內容，并使其逐步成為課堂教學的主導內容。此外，還應適度增加學科前沿中重要的新成果和新方法。凝練、精簡傳統內容，增加學科前沿內容，緊跟科技發展動態，不斷推陳出新，才能培養出創新意識強、創新思維活躍的創新型人才。
2.實踐教學內容。（1）課程設計：伴隨著強調機械系統方案設計的課程內容改革的實施，作為實踐環節之一的課程設計，必須將以機構運動學和動力學分析為主轉成以機械系統運動方案設計為主。課程設計的任務不能僅局限于對牛頭刨床、插床等機械系統的執行機構進行運動學和動力學分析，而應對有特定功能要求的機械系統進行整體運動方案設計。當然設計任務也要對典型機構設計、運動特性分析等內容進行強化，不過不應過分強調利用圖解法設計機構和對機構進行運動分析，應鼓勵學生利用工程軟件如ADAMS、Matlab等完成相應設計任務[1]。這樣既訓練了學生使用工程設計、分析軟件的能力，又使學生掌握在機構設計和分析方面更為精確、使用更廣泛的解析法。（2）實驗教學內容：為增強學生的綜合設計能力和提高學生的創新意識，實驗教學內容需在傳統驗證型實驗的基礎上增添綜合型和創新型實驗。這兩類實驗要以機械系統整體運動方案設計為訓練核心，拓展驗證型實驗的廣度、深度和難度，更具有應用性、系統性和綜合性。實驗內容的設計應以強化學生形成機械系統的整體觀念，使學生能夠感知包括機械原理在內的機械基礎系列課程，如機械設計、機械制造、幾何精度和互換性、機-電一體化等的基礎理論知識在機械系統設計中的綜合運用，并向學生展示機械系統運動方案設計在產品設計中的突出地位。
三、教學手段改革
教學手段是“教”與“學”之間的媒介，直接影響教學效率、教學效果和教學質量。
1.課堂教學手段。歷經十多年的教學手段改革，電子教案、多媒體課件和多媒體動畫已經廣泛應用于課堂教學中，這些多媒體教學手段在節省板書時間、提高教學效率、緩解學時縮短壓力、調動學生的學習興趣等方面優點突出。不過，要講解如此之多典型機構的機械原理課堂上卻從未見教師使用過任何典型機構教具給同學現場演示機構的演化過程或運動特性等知識要點。學過化學的人一定會記得化學課上教師當場演示化學試劑在化學器皿內熱烈的化學反應，這種現場的視覺沖擊，使學生對現象產生深刻的印象和對現象本質產生強烈的探究欲望。與此類似，如果在機械原理課堂上，教師能夠通過機構教具現場演示鉸鏈四桿機構的運動過程，演示利用鉸鏈四桿機構演化出曲柄滑塊機構，并且繼續演化出導桿機構、搖塊機構、定塊機構等其他類型四桿機構的過程，一定能夠輕松觸發學生的學習熱情，幫助學生深刻理解、掌握所學知識點，還能夠激發出學生創新設計的激情。
2.實踐教學手段。（1）開發虛擬實驗：在計算機技術高度發達的今天，在制造出實體機械產品之前，完全可以對產品的設計、制造、測試等過程在計算機構造的虛擬開發環境中進行數字化模擬，即所謂的虛擬設計、虛擬制造。與此相仿，虛擬實驗就是在計算機構造的虛擬環境中進行實驗[2]。相比傳統實驗，虛擬實驗具有實驗范圍大，實驗方法、過程多樣化，安全性高，場地、設備投入小，容易調動實驗者興趣等優點。加上網絡技術的參與，虛擬實驗可以突破時間、空間和地域的限制，只要手邊有一臺可以聯網的電腦，實驗者即可進入實驗系統。將信息技術與專業知識相結合開發的虛擬實驗變革了傳統實驗模式，其實驗內容的設計及實驗開設方式值得探討。（2）工程設計類軟件應用于課程設計中：商業軟件已廣泛用于產品研發設計的各個環節是毋庸置疑的事實。然而，因害怕學生對課程中的基本理論和基本方法缺少足夠的應用訓練，在課程設計中阻止學生使用商業軟件也是事實。這樣做不僅扼殺了學生的創造性，而且不利于培養學生對未來工作的適應性。適當提倡學生利用工程設計類軟件輔助完成課程設計任務，例如：利用AutoCAD進行圖解法的機構尺寸設計；利用ADAMS進行機構運動學、動力學分析和機構優化設計；利用C語言等計算機語言或Matlab等工程計算軟件進行諸如凸輪基圓半徑選取等理論計算，既可以磨煉學生的軟件操作技能，又可以使學生有更多的時間、精力用于方案設計訓練。（3）教學方式和方法改革。多少年來，機械原理課程教學一直采用說教式“教”和接受式“學”的教學方式。教學過程以教師為主，教師主動灌輸，學生被動接受。這種教學方式扼殺了學生的學習興趣和積極性，泯滅了學生的創新意識[3]。因此將教學方式轉變成“以學生為主體、以教師為主導”的互動式研究型教學方式是教學改革的又一重要任務。在教學活動中，教師為主導，作精講引導，開展啟發式教學；學生為主體，自主學習、研究探索和進行個性化的實踐活動。整個教學過程是師生交往、共同發展的互動過程。這種教學方式能夠培養學生良好的自學能力，激發學生的創新思維，提高學生提出問題、分析問題和解決問題的能力。將教學過程設計成一個個任務的完成過程，學生在完成任務的過程中探求知識，培養技能，發展個性。為此，在課堂教學中可以開展有工程背景的案例教學或討論式教學；實踐教學中，探索由有能力的學生自主設計實驗項目、自主提出課程設計題目；課外適度增加需要學生自主研究的大作業和開展有主題的科技訓練和創新項目。教學方式、方法改革強調在教學的各個環節努力給學生營造一個自主學習、合作探討、積極探索、開放、有活力的培養環境。這種環境必須能夠提供給學生足夠多的學習資源，支持學生主動探索。蓬勃發展的信息技術，特別是網絡技術為環境的營造提供了保障。通過網絡，學生便可輕松地獲取各類信息、學習資源，選擇性地用于各種問題的研究中。
經過十多年的探索和實踐，機械原理課程教學改革積累了許多寶貴的經驗，但深化改革的任務仍然十分艱巨。我們必須以培養綜合素質高、創新能力強的21世紀工程技術人才為目標指引，充分融合飛速發展的信息技術，跟蹤學科前沿，與時俱進，拓寬步伐，深化教學內容、教學手段和教學方式、方法改革。
參考文獻：
[1]華劍，晏亮.工程類軟件在機械原理教學中的應用[J].長江大學學報，2008，5：（3）：363-365.
[2]高江紅.《機械原理》課程虛擬實驗子系統的研發[J].南京工程學院學報，2003，3（1）：52-58.
第7篇：機械原理范文
關鍵詞：機械原理;驗證性實驗;綜合性實驗;創新能力
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）40-0086-02
一、引言
《機械原理》課程是機械工程專業的重要專業基礎課，是后續《機械設計》等課程的基礎，對培養學生掌握一些常見的機構的特性和具有初步設計機械的能力非常重要。而要鞏固和加深課本的知識，就離不開實驗課程的開展。以前我?！稒C械原理》課程的實驗項目較少，且實驗設備陳舊，阻礙了實驗課程改革的進行，隨著學校經費的投入，實驗室陸續購入一些實驗設備，為我校實驗課程的改革提供了條件。
二、我?！稒C械原理》實驗課程存在的一些問題
經過多年的建設，我?！稒C械原理》課程已經有非常好的基礎，課程體系豐富、合理，配套的習題和資料也很齊全，任課教師多數都有多年教學經驗。但作為一門專業基礎課，它和工程實踐有著緊密的聯系，單純的課堂講授不能驗證、鞏固和加深課堂講授的知識，必須借助實驗課程的開展。但目前本課程的實驗存在以下一些問題。
1.實驗項目少。改革前的實驗項目非常少，只有三個實驗：參觀模型陳列柜、機構測繪和齒輪展成實驗。這幾個實驗涵蓋的知識面狹窄，只關系到課本中“機構的組成原理”、“平面連桿機構的特性”和“齒輪的切削法加工”部分的內容。而課本涉及的內容遠不止這些，比如還有凸輪機構的設計、間歇運動機構的設計以及機器的動力學等方面的內容。因此有必要拓展實驗的內容和數量。
2.實驗項目類型單一。改革前的實驗項目不僅少而且單一，機構的測繪和齒輪展成實驗都是驗證性的實驗，學生只需按照實驗指導書的要求，按部就班地完成要求的步驟即可。參觀模型陳列柜這個實驗即使連驗證性的實驗也算不上，最多只是加深學生對這門課程研究對象的理解，以及增加學生學習的興趣。隨著學校和企業對人才培養質量要求的提高，對具有創新性人才的要求越來越迫切，因而增加實驗類型，提高學生動手能力，加強學生的創新意識就提上日程。
3.實驗的開展渠道狹窄。以往的實驗，都是計劃內必做實驗。一般在相關課程內容講授完成后，按照任課教師的安排，由學生和實驗室相關實驗人員聯系，按照實驗設備的情況，把學生分成若干小組，課內學時完成不了的，在學生的課余時間內完成。在這種情況下，即使實驗室還有其他實驗設備，能夠開展其他實驗，學生想做這些實驗，也沒有可能。在中央和地方共建實驗室后，國家和學校陸續投入了大量資金，購入了許多設備，能夠開展各種類型的實驗，因而有必要拓展實驗的進行渠道。
4.不能充分調動學生的積極性。實驗類型單一，多為驗證性實驗，并且都是必做實驗，學生按照實驗老師的要求操作即可。有部分同學可能并不清楚每個實驗步驟的目的，實驗的效果可想而知。在這種情況下，很難調動起學生對實驗的積極性，也難以達到提高學生動手能力和創新能力的要求。
三、改革的具體措施和手段
1.在實驗室講授緒論部分內容。本課程緒論部分主要介紹《機械原理》課程的研究對象及課程的內容等知識。通過這一章的學習，使學生了解課程的研究重點，在機械專業中的重要地位和作用;了解學科的發展趨勢;增強學生對課程的感性認識，從而調動學生學習這門課程的興趣。以前這部分內容主要為課堂講授，同時借助多媒體教學。雖然也能講清楚一些基本知識和內容，但缺乏感性認識，難以調動學生的積極性，從而也失去了緒論這部分章節應起的作用。改革后，緒論課改在實驗室的模型陳列室上，教師一邊講授相關的內容，一邊動手操作。模型陳列室的機構多種多樣，有許多都是和生產實踐緊密聯系的機構，并且很多機構通過控制都可以運動起來，生動有趣的運動模型即增加了學生對機構的感性認識，又能加強學生對課程的興趣，從而能夠充分調動起學生對課程學習的熱情。
2.和生產實踐相結合。本課程的教學任務，除了要求學生掌握一些基本知識和基本理論外，還要能夠理論聯系實際，運用所學知識解決一些工程實踐的問題。因此教師除了授課時講一些和課本知識相關的具體案例外，還要激勵學生走出教室，通過仔細觀察和思考，運用所學知識分析和解決一些力所能及的問題。在講完機構運動簡圖的繪制后，除布置書面作業外，還可讓學生走向社會，通過自己觀察和思考，繪制一些簡單機構的運動簡圖。比如家里有縫紉機的學生，可以通過觀察和測量，繪制出縫紉機的踏板機構運動簡圖;在外面修補鞋子時，通過觀察補鞋機的運動，繪制出補鞋機的機構示意圖等。這樣，既鞏固了所學知識，又能鍛煉學生的觀察和思考能力，進而做到理論和實踐相結合，讓學生認識到所學知識確實有用，從而增加學習的動力。
3.增加實驗項目和實驗類型。在傳統實驗項目基礎上，結合實驗室購入實驗設備情況，增加了動平衡實驗、平面機構設計實驗、簡單機構性能測試分析實驗、平面機構創意組合分析測試實驗以及系統動力學調速實驗。除動平衡實驗為驗證性實驗外，其余實驗均為設計性或綜合性實驗。①創新設計實驗。平面機構設計實驗為創新性實驗。實驗設備包括組成機構的各種構件和運動副。學生可根據平面機構的組成原理，首先選擇所需的各種桿組，然后用相關的運動副將有關構件聯接起來，再將它們依次聯接到機架和原動件上，就可以創造出各種各樣的機構。設計完成后，再根據機構具有確定運動的條件，計算所設計“機構”的自由度，來判斷機構能否運動以及所需原動件的數目。通過該實驗，既能鍛煉學生的動手能力，又能培養學生的創新意識，為學生設計各種機構提供了一種思維方法，同時通過實驗，對課本“平面機構的組成原理”部分進行了驗證，從而做到理論和實踐相結合。②綜合性實驗。簡單機構性能測試分析實驗、平面機構創意組合分析測試實驗及系統動力學調速實驗均為綜合性實驗。簡單機構性能測試分析實驗：能夠設計和分析測試若干個常用的機構。以曲柄滑塊機構為例，有兩種設計方法，分別為：按行程速度變化系數K設計和實現連桿運動軌跡設計。學生可將設計好的參數輸入計算機，進而得到所測試構件的速度、加速度曲線，通過線圖直觀地看到所設計的機構是否合乎要求;還可通過計算機對所測試的曲柄滑塊機構的曲柄或連桿等尺寸進行優化，得到優化后機構中某構件的速度和加速度仿真曲線，通過前后對比，了解曲柄和連桿等的尺寸對機構運動特性的影響，認識到即使是同一類型的機構，但機構中各構件的尺寸不同，也對機構的運動性能有很大的影響，從而加深對課本中相關知識的理解。平面機構創意組合分析測試實驗：學生可按照自己所設計機構的功能要求，根據機構常用的組合方式，先擬定機構的運動方案，再進行相關機構的選型，在選型時必須仔細對比各種候選機構的不同特點和適用場合，選擇符合運動和動力要求的機構，從而進一步加深學生對各種不同機構性能的了解。在運動方案擬定后，再根據所設計的機構，利用有關的工具，把所設計的機構組裝起來，機構安裝完成后，還可利用電機驅動原動件運動，驗證所設計的機構是否可行。這樣既鍛煉了學生擬定機械運動方案的能力，又增強了學生的動手能力。系統動力學調速實驗：通過該實驗，可使學生了解等效驅動力矩、等效阻力矩和等效轉動慣量等對周期性速度波動的影響，掌握對周期性速度波動的調節手段，掌握飛輪設計的有關問題。
4.拓展實驗開展渠道。除計劃學時內必做實驗外，其余實驗可安排在課外進行，學生可按興趣選做其中的幾個實驗，充分調動學生的積極性。同時，有關老師成立若干個創新實驗小組，爭取學校一定的經費支持，在教師的指導下，學生完成有關的設計和操作，并對實驗結果加以分析，以論文的形式形成最終成果。然后組織有經驗的教師組成答辯小組，對學生的成果進行驗收，來督促學生認真及時地完成創新設計，并對實驗結果進行系統性的分析總結，從而鍛煉學生的創新能力、動手能力和分析解決問題的能力。
四、成果與思考
1.本課程的第一堂課在實驗室進行，通過教師的講解，結合對各種典型機構模型運動的操控，直觀地展示了本課程的研究對象，增強了學生的感性認識，調動了學生的學習熱情，為課程的后續學習打下了良好的基礎。
2.鼓勵學生將所學知識與工程實踐相結合，增強了學生的工程實踐意識和解決實際問題的能力，使學生意識到所學知識是真正有用的，提高了學生運用所學知識解決實際問題的能力，促進了理論和實踐的結合，調動了學生的學習主動性。但受到所學知識的限制，只能解決一些相對比較簡單的問題。這就需要任課教師幫助選擇合適的實踐題材。
3.增加了創新性和綜合性實驗。通過這些實驗的開展，鍛煉了學生的動手能力和觀察解決問題的能力，增強了學生的創新意識。但對實驗的具體開展，比如實驗指導書的編寫等，還有許多問題需要進一步修改完善。
4.實驗開展渠道增加，可以在有限的學時內，在不壓縮授課時間的情況下，增加實驗的類型和數量，也取得了良好的效果，但也增加了實驗人員和教師的工作量，如何協調這兩者的矛盾，也是今后需考慮的一個問題。
經過近一年的改革實踐，效果比較顯著，學生學習的積極性被充分地調動了起來，運用所學知識觀察問題和解決問題的能力顯著提高，增強了學生的創新意識和工程實踐意識，動手能力也得到了顯著提高。
參考文獻：
第8篇：機械原理范文
【關鍵詞】典型表面;機械加工;成形原理
1.機床上零件表面成形的原理
金屬切削機床可加工的零件表面均為線性表面，即該表面可以通過兩條發生線以一定的規則運動形成。這兩條線分別為母線和導線，母線以一定的規則或方式沿著導線運動可以形成某種特定表面。因此也可以說，線性表面是通過母線和導線的相對運動而形成的，或者說零件表面的成形過程也就是兩條發生線形成的過程，這就是零件表面的發生線成形原理。金屬切削機床的成形運動就是形成兩條發生線的運動。
1.1表面發生線的形成方法
形成零件表面的母線和導線都是發生線，發生線形成的方法共有4種：軌跡法、成形法、相切法和范成法（或稱展成法）。
1.1.1軌跡法的特征
刀具的切削刃與將要形成的表面呈點接觸，該點沿著將要形成的發生線運動，其軌跡線就是發生線。軌跡法需要一個成形運動。
1.1.2成形法的特征
刀刃的形狀和將要形成的發生線是完全吻合的，因此不需刀具和工件之間有相對成形運動即可實現發生線。
1.1.3相切法的特征
刀具為盤狀或柱狀的多齒刀具，每個刀齒輪流切削形成一系列刀刃的軌跡線，和這些軌跡線共同相切的線被稱為包絡線，該包絡線即是將要形成的發生線；相切法需要兩個成形運動，一個是刀具的旋轉運動，一個是刀具軸線沿著將要形成的發生線等距離的運動。
1.1.4范成法的特征
范成法是形成漸開線的方法，是利用齒輪嚙合的原理由“范成運動”所形成的。范成法形成漸開線（發生線）需要刀具和工件嚴格地按一定規律作相對運動，即需要一個由刀具和工件共同完成的復合運動。范成運動需要兩個成形運動。
形成零件某一表面的兩條發生線的方法可以一樣，也可以不一樣。如，在滾齒機上加工直齒圓柱齒輪的齒廓面時，滾刀和工件的相對復合運動所形成的漸開線是母線，由范成法形成，而呈直線的齒向線是導線，由相切法形成；但在插齒機上加工同樣的直齒圓柱齒輪的齒廓面時，漸開線變成了導線，由范成法形成，而直線齒向線變成了母線，由軌跡法形成。
1.2簡單表面的成形原理
簡單表面的導線是直線、圓或簡單的成形線，母線沿著導線作平行移動。比如，平面（見圖1）可以通過一條直線A沿著另一條直線B平行移動，直線A掃過的區域就是一個平面，其中直線A為母線，直線B為導線。在牛頭刨床上用尖頭刨刀加工平面的原理也是這樣：刨刀刀尖在工件表面的直線切削運動形成發生線的母線，而刨刀空回程的同時，工件在棘輪機構帶動下作的橫向步進運動相當于實現了發生線的導線。又如，直齒圓柱齒輪的齒廓面是漸開線和齒向線（與齒輪軸線平行的直線）相對運動實現。簡單表面一般都是可逆表面，由于簡單表面線性簡單，母線導線可以交換，因此，簡單表面的成形方法（即加工方法）通常是多種的。在滾齒機上加工直齒圓柱齒輪的齒廓面時，多齒滾刀在齒輪的端面上先形成漸開線的母線。如在插齒機上加工直齒圓柱齒輪時，母線是齒向線，而導線是漸開線，另外，利用成形齒輪銑刀借助成形法也可以在普通銑床上完成直齒圓柱齒輪的齒廓面加工。
圖1簡單表面的成形原理
1.3復合表面的成形原理
復合表面的導線各有不同，因而母線沿著導線的運動規律也相對復雜，實現導線的運動不是簡單的直線運動或圓周運動，而是復合運動，即由兩個或兩個以上的簡單運動復合而成的運動。通常，復合表面是不可逆表面。下面針對組成零件的常見復合表面：圓錐面、螺紋面和斜齒輪齒廓面進行分析。
1.3.1圓錐面
圓錐面（見圖2）的母線A是圓錐表面的一條素線，在該線上固定某一點O，而另一確定點C繞著一個圓（即導線B，固定點O在該圓平面的軸線上）移動，則該素線掃過的表面就是圓錐面。AC兩點之間的長度和導線圓B的直徑共同確定圓錐的外形和尺寸。圓臺的側面可看作圓錐面的一部分。
圖2圓錐表面的成形原理
1.3.2螺紋面
過螺紋軸線的平面與螺紋牙型面的相貫線（V形的兩個線段）就是螺紋面的母線A，而導線B是與螺紋的導程相同的螺旋線。母線A與螺紋軸線始終處于同一平面內，且母線A的方位保持不變，當母線A沿著螺旋線導線B做螺旋運動時，母線A掃過的表面就是螺紋面。V形線的形狀取決于螺紋的牙型， V形線與軸線的距離決定了螺紋直徑，螺旋導線的導程決定了螺紋的導程（或螺距）。
1.3.3斜齒圓柱齒輪的齒廓面
斜齒圓柱齒輪輪齒的端面上為標準的漸開線齒形，因此，從表面成形原理看，可認為和輪齒切向呈垂直的平面與齒槽的相貫線為母線A，齒向螺旋線為導線B，母線A所在的平面始終和輪齒的切向呈垂直狀態，并與齒輪軸線保持同等的距離沿螺旋導線B上升，母線A掃過的表面即是該斜齒圓柱齒輪的齒廓面。
2.機床表面的成形原理與加工精度的關系
從上述零件表面成形原理的分析可以得出，完成零件表面的加工過程就是實現兩條發生線的過程。發生線的形狀誤差將直接復映在工件的表面上。如，在車削圓柱面時，刀具直線運動的誤差將直接影響圓柱面的圓柱度，工件的旋轉運動誤差將直接影響圓柱面的圓度。因此，實現發生線的成形運動精度是決定零件表面精度的最主要的原因之一。發生線大多需要成形運動（成形法由刀刃決定，不需要成形運動），機床部件的設計和改進的核心目標之一就是提高實現發生線的精度。為了簡化機床結構，大多數機床將刀具和工件之間的相對運動分解為簡單的直線運動和旋轉運動。直線運動的精度體現在運動的直線度和勻速性，旋轉運動的精度體現在運動的圓度和勻速性。仍以車床上加工圓柱面為例，工件的旋轉精度受制于車床主軸的徑向跳動和角度擺動、主運動傳動鏈各環節的分度精度、由于切削層厚度硬度的變化引起的受迫振動以及主軸和刀架部件的剛度等；刀具的直線運動精度受制于溜板導軌的直線度和剛度，刀具的剛度，進給運動傳動鏈各環節的分度精度等。發生線的精度也與工件本身的剛度有著極大的關系。因此，從工件表面成形原理，可以探尋提高機床加工精度的方向和途徑。
3.結論
通過對機床上零件表面成形原理的系統歸納和劃分，特別是對復雜表面成形原理的進一步探究，完善了機械加工中關于表面成形原理的理論。在定義簡單表面和復雜表面的基礎上，對圓錐面、螺紋面、斜齒圓柱齒輪齒廓面等典型的復雜表面成形原理進行了準確的描述，構建了形成復雜表面的要件。該成形理論對制造裝備的運動分析、技術研發，特別是多自由度數控加工機床的運動方案設計有著重要的指導意義?！?/p>
【參考文獻】
［1］賈亞洲.金屬切削機床［M］.北京:機械工業出版社.1996.
［2］顧維邦.金屬切削機床概論［M］.北京:機械工業出版社.1992.
第9篇：機械原理范文
關鍵詞：微機原理與接口技術；機械類專業；教學；C語言
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044(2011)28-7042-02
Discussion on the Course Teaching of the Principle and Interface Technology of Microcomputer for Machine Specialty
WANG Lan
(Harbin Engineering University College of Mechanical and Electrical Engineering Heilongjiang, Harbin 150001, China)
Abstract: In the teaching of the principle and interface technology of microcomputer, aim at the feature and professional knowledge structure of machine specialty students, analyze the course teaching content. The new technology and computer engineering experiences are put into the course, and the C language programming is introduced into the course teaching. Teaching results show that the study interest and computer skills of the students are improved, and good results is obtained.
Key words: principle and interface technology of microcomputer; machine specialty; teaching; C language
微機原理與接口技術課程是大學工科專業的一門專業基礎課，課程的目的是讓學生掌握16位微型計算機基本原理、接口電路，建立微機工作的整體概念，同時具備初步的程序設計能力，為應用微型計算機解決工程技術領域問題打下堅實基礎。
近年來，微機技術發展異常迅猛，出現了很多應用廣泛的新技術，如多核處理器、PCI-Express總線、SATA 接口等[1]，而這些新技術在原有的課程內容和教學實踐中卻沒有反映出來。因此，有必要在課程內容中加入這些新技術并應用于教學實踐。
對于機械專業的學生來說，電類基礎課程較少，后續相關課程及畢業設計中涉及微機原理與接口技術內容的也較少，因而在有限的時間內，提高學生的學習興趣和效果，更好地培養學生微機應用能力顯得尤為重要。
1 重點突出與融入新技術
微機原理與接口技術是一門專業性很強的課程，需要記憶的內容較多，對于機械專業的學生來說比較抽象，不好理解。通過多年的教學經驗，結合學生所反映的問題，根據本專業的特點，我要求學生在學習這門課時，首先要加強記憶，在記憶的基礎上理解。在講課過程中，先指出每一章節的重點和難點，重點部分精講，配合圖片、動畫，便于學生記憶。比如在講CPU組成時，在PPT上給學生展示出一幅CPU組成框圖，對照圖片講解各部分的功能，同時指令和數據的流向用箭頭動態的顯示出來，使學生一提到CPU，腦海中就能反映出這樣一張圖，幫助學生記憶。
計算機技術發展迅速，知識更新很快，而現有的教材在新知識方面體現不足。以CPU為例，現在的教材多以Intel公司生產的8086/8088系列16位的微處理器為例來進行講解，而我們在實際中使用的微處理器是32位或64位機。在課堂講解過程中，以Intel8086為主講解CPU的基礎特點和工作原理，80286/386微處理器注重講解相對8086的改進。然后講解CPU的64位技術和多核技術概念和特點，讓學生了解CPU的發展趨勢。
例如在講解總線知識模塊時融合PCI-Express總線知識。微機原理與接口技術課程體系中，總線知識模塊的主線是ISA、EISA、PCI、AGP，但是即使是AGP總線，也已經被PCI-Express總線所取代，PCI-Express基于串行技術，采用4根信號：2根差分信號用于接收，另2根差分信號用于發送。總線的帶寬能達到8GB/S，支持熱拔插和即插即用。因此在課程體系中融合PCI-Express總線是必要的。
2 用C語言教學
目前，微機原理及應用的教材基本上都采用匯編語言作為編程語言。匯編語言是最接近機器碼的一種語言，其主要優點是占用資源少、程序執行效率高。但是學習匯編語言需要記憶大量的助記符，編寫的程序不易讀，學習起來需要較長時間。
而C語言是一種編譯型程序設計語言，它兼顧了多種高級語言的特點，并具備匯編語言的功能。C語言有功能豐富的庫函數、運算速度快、編譯效率高、有良好的可移植性，而且可以直接實現對系統硬件的控制。目前常用的單片機、DSP、ARM等廠家一般都能提供C編譯器。因此，使用C語言進行程序設計已成為軟件開發的一個主流。
學生們在大一時已經開設了C語言課程，具有一定的C語言編程基礎。在微機原理及接口技術課程中，需要講的內容就是I/O接口語句（包括inportb和outportb兩條語句）和中斷語句。
例如8位A/D轉換芯片ADC0809應用電路如圖1所示，通過分析可知ADC0809的數據端口地址為78H，狀態端口地址為79H，通道選擇端口地址為7AH，采用C語言編寫的查詢方式數據采集程序如下：
int ad_data_read( unsigned char ch_num)
{
unsigned char data, ch_st;
outpotrb(0x7a,ch_num);//選擇通道
ch_st = ch_num | 0x80;
outpotrb(0x7a,(ch_st));//構造ALE上升沿
outpotrb(0x7a,ch_num);//啟動AD轉換
while(!(inportb(0x79)&0x01);//等待轉換結束
data=inportb(0x78);//讀轉換結果
return(data);//返回
}
程序只有8條語句，很清晰的反映出查詢方式下A/D轉換過程，程序簡單、易懂，而這段程序采用匯編語言來寫的話，大概需要30條語句[5]，相比之下可以看出C語言編程的優勢，尤其是對機械專業的學生來說，可以讓學生們在大一學習C語言課程后，繼續使用C語言編程，提高C語言的應用能力，也為學生今后學習單片機課程、畢業設計，以及今后讀研究生、工作打下良好的編程基礎。
3 理論和實際相結合
把知識點和日常生活聯系起來。在講解I/O接口芯片時，在講清芯片工作原理、引腳定義、初始化編程后，重點講芯片的應用，同時加強實驗課與課堂知識的結合，在課堂上講解芯片的應用例子，并給學生留有探索的內容，讓學生在實驗課中解決，提高學生接口設計、編程的能力。例如并行接口8255A是一個應用較多的芯片。在講解8255A時，首先要講清芯片的編程結構、功能、寄存器和初始化編程，然后結合實際講應用舉例。
如圖2所示8255鍵控燈電路圖，圖中有3個按鍵接在8255端口A的PA0~PA2引腳，3個發光二級管接在8255端口B的PB0~PB2引腳，要求編程實現3個按鈕分別控制3個發光二極管的亮滅。在講解電路圖時要講清按鍵和發光二極管的連接電路：不但要講清楚按鍵的狀態與PA0~PA2引腳的對應關系、PB0~PB2引腳電平與發光二極管亮滅的對應關系，還要講清楚電路中電阻上拉、限流的作用，由此分析出8255的工作方式，進而給出8255的控制字。根據題目要求畫出程序流程圖、寫出程序。
給學生布置實驗課的內容，可以讓學生用8個按鈕分別控制8個燈，也可以讓學生模擬雙控開關功能、模擬霓虹燈等等，通過實際動手操作，提高了學生學習的熱情，獲得了較好的學習效果。
4 結論
結合多年教學經驗，針對機械專業學生的專業特點，探討了微機原理與接口技術課程的教學改革，教學內容方面，在尊重原教學大綱的基礎上，增添了微機技術的新知識，將C語言引入本課程，課程中的程序例程均采用C語言講解，注重理論聯系實際，注重實驗教學，提高了學生學習熱情，獲得了較好的教學效果。
參考文獻：
[1] 馮康,姚南生,聞國才.《微機原理與接口技術》課程與新技術的融合[J].重慶文理學院學報,2011,30(1):85-88.
[2] 楊斌.從知識點掌握到應用系統構建的微機接口課程設計規劃及實現[J].計算機教育,2009(13).
[3] 楊居義.微機原理與接口技術項目教程[M].北京:清華大學出版社,2010.
