机械原理课程设计说明书的个人小结

机械原理课程设计说明书的个人小结（精选7篇）

机械原理课程设计说明书的个人小结 篇1

机械原理课程设计心得

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。

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机械原理课程设计说明书的个人小结 篇2

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

机械原理课程设计说明书的个人小结 篇3

关键词 教学改革;机械原理;创新设计

中图分类号：G642.0    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2014）24-0139-02

机械原理是高等院校机械类各专业一门重要的主干技术基础课，本课程主要研究各种机构的组成原理、常用机构的特点及应用与设计、机构的运动学及机构动力学和机械系统的方案设计等问题[1]，是培养学生设计能力和创新思维的重要基础。因此，在培养学生设计能力和创新思维方面，机械原理课程有着其他课程不可代替的作用[2]。本文就机械原理的教学过程中如何培养学生的创新设计思想，结合自己多年的教学经验，谈几点教学体会。

1 整合教学内容，做到突出重点

机械原理课程涉及的知识点比较多，而内容又抽象难懂。现有的机械原理教材理论知识大都比较完整，所以教材包含的内容多、涉及的知识面广。而在教学过程中应该注重理论知识的实用性，学生在课堂上所学到的知识既要能够满足学生毕业后从事技术工作的需要，还要培养学生的设计能力和创新思维。因此，必须在有限的课时内优化教学内容。

优化内容  在教学过程中将教学内容分为必修、选修和自学三类，其中机构的结构分析、平面机构的运动和力分析、三种典型机构（连杆机构、凸轮机构、齿轮机构）的设计、齿轮系及其设计以及轮系传动比的计算作为必修内容。同时，根据专业的不同，将机械系统的方案设计、机械的运转及其速度波动的调节等章节作为选修内容，将机械的平衡和其他常用机构等作为自学内容。这样可以对教材所讲述的内容做出合理的取舍。

随着科学技术的发展，解析法由于其自身的优点应用越来越广泛。所以在教学过程中应加强解析法的讲解，以适应时代的变化。但是在讲反转法设计凸轮的廓线时，图解法仍然有着不可替代的作用，因为图解法直观易懂，有助于学生对教学内容的理解和掌握。

突出重点  在选取教学内容时，要注意做到突出重点，以点带面，从而使学生对相关知识点的掌握达到举一而三反的目的。例如，在齿轮机构中，着重讲清直齿轮传动的基本概念、理论及方法，直齿轮齿廓曲线的形成、齿轮的基本参数、几何尺寸的计算、啮合传动及切制原理;当讲到斜齿轮时，着重讲清楚直齿轮和斜齿轮的区别;当介绍锥齿轮齿时，着重讲清锥齿轮和直齿轮的区别以及当量齿轮的概念，而不做具体的推导计算，使得教学内容精练，避免了教学内容的简单重复。这样既突出了本章内容的重点，而且简化了分析问题的演化思想及方法，也节省了讲授学时[3]。

突出课程的创新性  结合实例教学，加强学生对机械系统的感官认识，增强学生对机械系统传动方案的设计能力，使学生学会用系统的观点去分析问题、解决问题。如在机械系统的方案设计教学过程中，增加机构的选型等内容，使学生通过对各种机构的比较研究，根据使用要求、工作性能、经济性、机械结构的合理性等方面，综合选择合理可行的机构。同时，在平时的课堂教学过程中分章节引入往年学生在科创中遇到的问题，这样不仅能培养学生的学习兴趣，而且能激发学生的设计思维和创新能力。

2 充分利用各种教学手段，培养学生的学习兴趣

多媒体教学  机械原理教学中的有些内容，仅靠教师的课堂讲解，学生很难理解。如运动副、连杆机构、凸轮机构等，如果仅用语言叙述，学生很难明白，所以要恰当地使用图示、模型、动画等多种教学方式，加深学生对学习对象的认知。也就是说，把抽象的概念用形象、直观的图和动画展示出来，有助于学生对相关知识的理解和掌握。

在课堂教学的过程中经常会发现，哪一节课的动画比较多，学生的学习兴趣就比较浓。但是，教师在教学过程中也不能片面地追求多媒体教学。如在教授矢量方程图解法对机构进行运动分析时，宜采用多媒体和板书相结合的方法。因此，在教学过程中要充分、合理地采用多媒体教学，提高学生的学习兴趣。

传统教具与现代教学的有机结合  现在大多数教师在教学过程中使用动画来辅助教学，但这并不是对传统教具的否定。比如在介绍铰链四杆机构的基本类型时，完全采用多媒体课件，学生可能会对曲柄摇杆机构选取不同的构件作为机架，能得到不同类型机构，即对“机构倒置”这一概念难以真正理解，如果在多媒体教学的同时，加上教具实物演示，可能会收到更好的教学效果。

多结合生活、生产实例以增强教学效果  因为多结合生活、生产实例可以加深学生的印象，提高说服力。如讲四杆机构时，以缝纫机脚踏板机构为例，说明哪一部分是曲柄，哪一部分是摇杆，哪个构件是原动件，哪一部分是从动件，以及当取摇杆为原动件时曲柄摇杆机构的死点以及死点的克服方法等问题。因为很多学生都有使用缝纫机的经历，这样很容易和学生产生共鸣，提高学生的学习兴趣，增强课堂教学效果。

再如，讲述凸轮机构的应用时引入学生的科创项目——非圆形喷域面积喷头的设计，利用圆柱凸轮机构改变喷头的仰角，从而达到改变喷头的射程来控制喷域的形状。通过这一实例，不仅使学生对凸轮机构的应用有了更深的认识，更激发了学生的科创兴趣。

3 加强和改进实践教学环节

充实实验内容  传统的机械原理实验主要是演示实验及验证性实验，对学生掌握课堂知识具有一定的帮助，但这些实验教学内容相对简单，很难激发学生的学习兴趣。西北农林科技大学从2009年开始增加了机构传动系统设计、拼装及运动分析实验，该实验为学生提供了动手拼装实际传动机构的平台，学生可以设计、拼装实现不同运动要求的机构传动系统，验证课堂所讲的理论内容。每次实验通常需要4～8小时，学生不仅没有因为时间长而抱怨，而且由于对内容感兴趣、能自己动手而兴致高涨。学生通过自己动手、动脑搭建自己设计的机构，从而使其创新意识得到进一步的培养，创新设计能力得到进一步的提高，也使其更加认识到理论与实践相结合的重要性[4]。

细化课程设计  课程设计是机械原理教学的另一个重要的实践性环节，它可以将分散的知识融会贯通起来，加深学生对本课程所学知识内涵的理解。西北农林科技大学的课程设计是以机械传动方案设计为主要内容，正确地选择或合理地设计机构传动方案是整个设计成败的关键。为激发学生的创新思维，教师要求4～6人为一组，在一周的课程设计中，同组学生针对教师布置的设计题目或学生自主选题，提出多种不同设计方案，然后互相讨论从机构的可行性、对要求的符合程度以及机构的性价比等多方面综合考虑，最后确定出最佳传动方案并进行详细的结构设计。这种形式的讨论和方案选型，使学生对机械设计的流程有了大概了解，开阔了学生的视野，培养了学生的创新设计思维。

4 结束语

总之，机械原理教学改革的重点就是如何巧妙地引入创新设计的思想，使学生在掌握课堂知识的同时激发学生的学习兴趣，使学生主动去思考问题，进行创新设计。

参考文献

[1]孙桓，陈作模，葛文杰.机械原理[M].7版.北京：高等教育出版社，2006.

[2]孙恒.机械原理教学指南[M].北京：高等教育出版社，

1998.

[3]葛文杰.对机械基础课程教学方法改革的思考与探讨[J].中国大学教学，2009（10）：4-7.

[4]郭红利，张李娴，张军昌，等.机械原理课程教学体系改革的探索[J].高等农业教育，2011（6）：60-61.

*基金项目：西北农林科技大学教学改革研究项目（编号：JY1302060）;2011年省级特色专业建设点项目;2011年陕西省普通高等学校省级人才培养模式创新实验区建设项目。

通信原理课程设计说明书 篇4

塔里木大学信息工程学院课程设计

前言

Matlab语言由于其语法的简洁性，代码接近于自然数学描述方式，以及具有丰富的专业函数库等诸多优点，吸引了众多科学研究工作者，越来越成为科学研究、数值计算、建模仿真，以及学术交流的事实标准。Simulink作为Matlab语言上的一个可视化建模仿真平台，起源于对自动控制系统的仿真需求，它采用方框图建模的形式，更加贴近于工程习惯。Simulink 是基于 Matlab的框图设计环境，可以用来对各种动态系统进行建模、分析和仿真，它的建模范围广泛，可以针对任何能够用数学来描述的系统进行建模，如航空航天动力学系统、卫星控制制导系统、通信系统、船舶及汽车等，其中包括了连续、离散、条件执行、事件驱动、单速率、多速率和混杂系统等。Simulink 提供了利用鼠标拖动的方法建立系统框图模型的图形界面，而且 Simulink 还提供了丰富的功能块以及不同的专业模块集合，利用 Simulink 几乎可以做到不用写一行代码完成整个动态系统的建模工作。随着Matlab/Simulink通信、信号处理专业函数库和专业工具箱的成熟，它们逐渐为广大通信技术领域的专家学者和工程师所熟悉，在通信理论研究、算法设计、系统设计、建模仿真和性能分析验证等方面的应用也更加广泛。

利用Simulink实现模拟信号数字化，能够以非常直观的方框图方式形象地对通信系统进行建模，通信系统可以分为模拟通信系统和数字通信系统两类。与模拟通信系统相比，数字通信系统具有抗干扰能力强、便于同计算机连接、保密性强、易于集成化等优点，其应用日益广泛，已成为现代通信发展的主流。然而自然界的信息源多数产生的是模拟信号。那么在利用数字通信系统传输模拟信号时，首先要将模拟信号抽样，使其成为一系列时间上离散的抽样值，再将抽样值量化、编码，从而完成模拟信号的数字化，然后再用数字通信方式传输。在接受端则要进行相反的变换，将接受到的数字信号恢复成模拟信号即可。最终实现模拟信号的数字化。

工程概况

本次课程设计的主要概况是了解模拟信号转换成数字信号的过程。主要概况是利用 Matlab中的Simulink 进行模拟仿真设计，对模拟信号进行抽样、量化、编码，从而实现模拟信号数字化，完成调制信号分析，并绘制相关的波形图及频谱图，分析信号波形及其频谱特点。

正文

3.1 设计目的与意义

利用MATLAB/Simulink模拟仿真，熟悉该仿真工具。通过课程设计来更好的掌握课本的相关知识，对模拟信号进行抽样、量化、编码，从而实现模拟信号数字化，掌握模拟信号转换成数字信号的基本过程，从而了解通信原理的相关知识，提高自己分析问题、实践创新等各方面能力，进一步巩固课本上的知识。

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3.2 设计方法和内容

3.2.1 抽样定理与仿真

抽样是把时间上连续的模拟信号变成一系列时间上离散的抽样值的过程。连续信号在时间上离散化的抽样过程如图1所示。

图1 抽样过程

设时间连续信号f(t)，其最高截止频率为f

m如果用时间间隔为

Ts1/2fm的开关信号对f(t)进行抽样，则f(t)就可被样值信号fs(t)f(nTs)来唯一地表示。或者说，要从样值序列无失真地恢复原时间连续信号，其抽样频率应选为fs2fm，这就是著名的奈奎斯特抽样定理、简称抽样定理。

根据信号是低通型的还是带通型的，抽样定理分低通抽样定理和带通抽样定理；根据用来抽样的脉冲序列是等间隔的还是非等间隔的，又分均匀抽样定理和非均匀抽样；根据抽样的脉冲序列是冲击序列还是非冲击序列，又可分理想抽样和实际抽样。

下面是对抽样信号进行MATLAB/Simulink仿真，原理图如图2所示,Sine Wave来自Simulik模块的Sources部分，Pulse Generator来自Simulik模块的Sources部分，Product来自Simulik模块的Commonly Used Blocks部分，Constant来自Simulik模块的Sources部分，Scope自Simulik模块的Commonly Used Blocks部分。

图2 抽样信号原理图

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图中各个模块的作用、参数设置如下：

(1)Sine wave是一个正弦波信号，正弦波的频率设置为f=1赫兹，幅值A=1。

（2）Pulse Generator是一个脉冲发生器，产生脉冲信号，其中的参数Amplitude代表 脉冲（方波）的幅值，Period代表周期（一个完整波的长度），Pulse Width代表脉冲宽度，用%表示在这个周期里占的比重，Phase Delay代表初始相位偏离原点的距离，此图中周期为0.025，幅值为1.5。脉冲宽度为50%，偏离原点的距离是0。

（3）Produt是乘运器。

（4）Constant是一个常数信号。

（5）Scope示波器，用来显示各个仿真信号的时域波形图。信号的仿真时域波形图为如图3所示

图3 仿真时域波形图

图3所示为平顶抽样的仿真图，图中黄色的线是原始正弦波信号，蓝色线为原始方波脉冲信号，正弦波信号与脉冲信号通过相乘器，经过取样形成如红色曲线所示的叠加信号，实现了一个简单的取样过程。3.2.2 量化原理与仿真

量化是把幅度上仍连续（无穷多个取值）的抽样信号进行幅度离散，即指定M个规定的电平，把抽样值用最接近的电平表示；利用预先规定的有限个电平来表示模拟信号抽样值的过程称为量化。时间连续的模拟信号经抽样后的样值序列，虽然在时间上离散，但在幅度上仍然是连续的，即抽样值m(kT)可以取无穷多个可能值，因此仍属模拟信号。如果用N位二进制码组来表示该样值的大小，以便利用数字传输系统来传输的话，那么, N位二进制码组只能同M=2N个电平样值相对应，而不能同无穷多个可能取值相对应。这就需要把取值无限的抽样值划分成有限的M个离散电平，此电平被称为量化电平。

量化间隔是均匀的，这种量化称为均匀量化。还有一种是量化间隔不均匀的非均匀量化，非均匀量化克服了均匀量化的缺点，是语音信号实际应用的量化方式。

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1、均匀量化

把输入信号的取值域按等距离分割的量化称为均匀量化。在均匀量化中，每个量化区间的量化电平均取在各区间的中点，其量化间隔Δi取决于输入信号的变化范围和量化电平数。若设输入信号的最小值和最大值分别用a和b表示, 量化电平数为M，则均匀量化时的量化间隔为iba，量化器输出为mqqi，mi1mmi，式中, mi是第i个量M化区间的终点（也称分层电平），可写成miai，qi是第i个量化区间的量化电平，可表示为qim1mi12，i1,2,...,M。

2、非均匀量化

非均匀量化是一种在整个动态范围内量化间隔不相等的量化。换言之，非均匀量化是根据输入信号的概率密度函数来分布量化电平，以改善量化性能。由均方误差式即NqE[(mmq)](xmq)2f(x)d(x)。

2非均匀量化的特点是：

信号幅度小时，量化间隔小其量化误差也小；信号幅度大时，量化间隔大，其量化误差也大。采用非均匀量化可以改善小信号的量化信噪比，可以做到在不增大量化级数N的条件下，使信号在较宽的动态范围内的（S/Nq)dB达到指标的要求。

利用Matlab /Simulink模拟量化的仿真原理图如图4所示，Singal Generrater来自Simulink模块中的Sources部分,A-Law Compressor来自Communications Blockset模块中的Sourcecoding部分,Quantizer decode来自Siqnal Processinq Blockset模块中的Quantizer部分,Scalar Quantizer来自Siqnal Processinq Blockset模块中的Quantizer部分,A—Law Expandershi来自Communicationsblockset模块中的Sourcecoding部分，Integer to Bit Converter来自Communications blockset模块中的Utility Blocks部分，To Workspac来自Simulink模块中的 Sinks部分，Scope来自Simulink模块中的 Sinks部分，Terminator来自Simulink模块中的 Commonly Used Blocks部分。

图4 量化的仿真原理图

图中各个模块的作用、参数设置如下：

（1）Singal Generrater信号信号发生器。其主要作用是可以产生正弦、方波、锯齿波及 第4页，共8页

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任意波。本次实验中产生的是正弦波信号。正弦波的频率设置为f=1赫兹，幅值A=1。

（2）A—Law Compressor是A律压缩器，其主要作用是对信号进行压缩。取值为90。（3）Quantizer Decode是量化解码器，主要是对信号进行量化解码。（4）Scalar Quantizer是一个抽样量化编码器，抽样时间为0.1。（5）A—Law Expandershi A律解压器，取值为90。

（6）Integer to Bit Converter是一个整型位变换器，每个字节数为20。（7）Terminator是连接到没有连接的输入端。(8)Simout是输出的数据

利用matlab /simulink模拟量化仿真后，信号发生器产生的正弦波和A律解压器产生的波形图即量化前信号如图5所示，利用抽样量化编码器，A律压缩器和量化解码器量化出来的信号如图6所示。

图5 量化前的信号

图6 量化后的信号

3.2.3 编码与仿真

把量化后的信号电平值变换成二进制码组的过程称为编码，其逆过程称为解码或译码。模拟信息源输出的模拟信号m(t)经抽样和量化后得到的输出脉冲序列是一个M进制（一般 第5页，共8页

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常用128或256）的多电平数字信号，如果直接传输的话，抗噪声性能很差，因此还要经过编码器转换成二进制数字信号(PCM信号)后，再经数字信道传输。在接收端，二进制码组经过译码器还原为M进制的量化信号，再经低通滤波器恢复原模拟基带信号，完成这一系列过程的系统如图7所示的脉冲编码调制（PCM）系统。其中，量化与编码的组合称为模/数变换器(A/D变换器)。

A / D变化m(t)抽样ms(t)低通滤波译码mq(t)

图7 PCM系统原理框图

量化mq(t)编码信道干扰m(t)抽样是按抽样定理把时间上连续的模拟信号转换成时间上离散的抽样信号；量化是把幅度上仍连续（无穷多个取值）的抽样信号进行幅度离散，即指定M个规定的电平，把抽样值用最接近的电平表示；编码是用二进制码组表示量化后的M个样值脉冲。综上所述，PCM信号的形成是模拟信号经过“抽样、量化、编码”三个步骤实现的。

在PCM中，每个波形样值都独立编码，与其他样值无关，这样，样值的整个幅值编码需要较多位数，比特率较高，造成数字化的信号带宽大大增加。然而，大多数以奈奎斯特或更高速率抽样的信源信号在相邻抽样间表现出很强的相关性，有很大的冗余度。利用信源的这种相关性，一种比较简单的解决方法是对相邻样值的差值而不是样值本身进行编码。由于相邻样值的差值比样值本身小，可以用较少的比特数表示差值。这样，用样点之间差值的编码来代替样值本身的编码，可以在量化台阶不变的情况下（即量化噪声不变），编码数显著减少，信号带宽大大压缩。这种利用差值的PCM编码称为差分PCM（DPCM）。如果将样值之差仍用N位编码传送，则DPCM的量化信噪比显然优于PCM系统。实现差分编码的一个好办法是根据k个样值预测当前时刻的样值。编码信号只是当前样值与预测值之间的差值的量化编码。DPCM系统总的量化信噪比远大于量化器的信噪比。因此, 要求DPCM系统达到与PCM系统相同的信噪比，则可降低对量化器信噪比的要求，即可减小量化级数，从而减少码位数，降低比特率。下面主要利用Matlab /Simulink中的DPCM模块实现模拟信号数字化的仿真原理图如图8所示。

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图8 DPCM模拟信号数字化的仿真原理图

图中各个模块的作用、参数设置如下：

（1）Singal Generrater信号发生器。其主要作用是产生各种信号。本次实验中采用的正弦波信号。正弦波的频率设置为f=1赫兹。幅值A=1。（2）DPCM encoder是一个解码器，抽样时间为0.01。

（3）Scope示波器，用来显示各个仿真信号的时域波形图。

（4）To Workspace是将需要绘制波形的变量，通过To Workspace传到工作区，时与其变量都要设置为同样的存储类型。

仿真波形图如图9所示，Singal Generrater来自Simulink模块中的Sources部分，To Workspac来自Simulink模块中的 Sinks部分，Terminator来自Simulink模块中的Co mmonly Used Blocks部分，Constant来自Simulink模块中的Comm only Used Blocks部分，Scope来自Simulink模块中的 Sinks部分。

图9 仿真波形图

如图所示基带信号为正弦波信号，调制后的信号为上图中红色的信号，量化编码后的信号为图中蓝色的信号。

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3.3 结论

这次课程设计，主要是利用Matlab/Simulink进行模拟信号数字化仿真，实现了模拟信号的数字化，其过程分三步走：一是抽样，按一定的抽样速率，把时间上一些连续的模拟信号变成时间上离散的抽样过程。二是量化，把幅度上仍连续（无穷多个取值）的抽样信号进行幅度离散，其中量化又有均匀量化和非均匀量化。均匀量化是输入信号的取值域等间隔划分的方法，它与信号的大小无关。在非均匀量化时，量化间隔是随信号抽样值的不同而变化的，它能提高小信号的信号量噪比。三是编码，把量化后的信号电平值变换成二进制码组，最终实现模拟信号的数字化。

致谢

在这次的课程设计过程中，我对Matlab/Simulink软件有了更熟悉的掌握并且我懂得了很多，课程设计不光是让我们去“设计”，更重要的是培养我们的能力！

本次课程设计我查阅书籍的重要性，通过翻阅书籍我找到了与我课设题目有关的内容，顺利进行了课程设计，我希望通过更多这样有价值的课设来充实自己。虽然课设中有很多困难，但经过指导老师的帮助和我的努力都一一克服了，增强了自信心。此外，在此特别感谢王会鲜老师，她耐心的给我讲解，仔细地给我分析，不厌其烦的帮我调适仿真，我非常感谢老师在课程设计中对我的帮助，如果没有老师的精心指导，我的课设也不会顺利完成，在次特别感谢王会鲜老师的耐心指导。

参考文献

[1]许波.刘征.MATLAB工程数学应用.北京:清华大学出版社，2002：92～99 [2]谭杨林.数字通信原理.北京:电子工业出版社，2001：69～70 [3] 吴家安.数字通信系统原理.西安:陕西教育出版社，2000 [4] 罗新民.现代通信原理.北京：电子工业出版社，2002 [5] 陈仁发.数字通信原理.北京：科学技术文献出版社，1994 [6] 邓华.MATLAB通信仿真及应用实例.北京：人民邮电出版社,2003：89～96 [7] 姚俊.马松辉.Simulink建模与仿真基础.北京：西安电子科技大学出版社,2002：97～120 [8] 王沫然.Simulink4建模及动态仿真.北京：电子工业出版社,2001:46～64

机械设计基础课程设计说明书 篇5

原始数据：

传送带卷筒转速nw(r/min)= 78r/min 减速器输出功率pw(kw)=3.2kw 使用年限Y（年）=6年设计任务要求：

1， 主要部件的总装配图纸一张 2， A1,典型零件的总做图纸2张

3， 设计说明书一份（20页左右）。

计算过程及计算说明：

一，传动方案拟定。

设计单级圆柱齿轮减速器和一级带传动。

1，使用年限6年，工作为双班工作制，载荷平稳，环境有轻度粉尘。 2、原始数据：传送带卷筒转速nw(r/min)=78 r/min 减速器输出功率pw(kw)=3.2kw 使用年限Y（年）=6年 方案拟定：1

采用V带传动与齿轮传动的组合，即可满足传动比要求，同时由于带传动具有良好的缓冲，吸振性能，适应大起动转矩工况要求，结构简单，成本低，使用维护方便。

1.电动机 2.V带传动3.圆柱齿轮减速器 4.连轴器 5.滚筒

二、运动参数和动力参数计算

（1）电动机的选择

1、电动机类型和结构的选择：选择Y系列三相异步电动机，此系列电动机属于一般用途的全封闭自扇冷电动机，其结构简单，工作可靠，价格低廉，维护方便，适用于不易燃，不易爆，无腐蚀性气体和无特殊要求的机械。

2. 、电动机容量选择： 电动机所需工作功率为：

式（1）：Pd＝PW／ηa

由电动机至运输带的传动总效率为： η=η1×η22×η3

式中：η1、η2、η3、η4分别为带传动、轴承、齿轮传动。η1=0.96 η2=0.99 η3=0.987η η总=0.91

所以：电机所需的工作功率：

Pd＝PW／ηa =3.2/0.91=3.52 kw 3.额定功率ped=5.5 . 查表 二十章 20-1

4. 根据手册P7表1推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围I’=3～6。

取V带传动比I1’=2～4 。则总传动比理论范围为：Ia’＝6～24。 则电动机转速可选为：

N’d=I’a×n卷筒=78*（2-4）*（3-6）=468-1872r/min 则符合这一范围的同步转速有：1000、1500 （2）分配传动比I总=1420/52=11.1

总

综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格 和带传动、减速器传动比，可见此方案比较适合。 此选定电动机型号为Y132M1-6，其主要性能：

电动机主要外形和安装尺寸：

电动机轴伸出端直径38K6。 电动机轴伸出端安装长度80

电动机中心高度132

电动机外形尺寸长*宽*高=515*345*3155 启动转矩：2

三、确定传动装置的总传动比和分配级传动比：

由选定的电动机满载转速nm和工作机主动轴转速n 1、可得传动装置总传动比为： I总=nm/n=nm/n =960/78=12.30

总传动比等于各传动比的乘积 分配传动装置传动比

i总=i1×i2（式中i1、i2分别为带传动

和减速器的传动比） 2、分配各级传动装置传动比：

根据指导书P7表1，取i1=3.5（普通V带 i1=2～4） 因为：i总＝i1×i2 所以：i2＝I总／i1 ＝12..3/3.5 ＝4.39

四、传动装置的运动和动力设计：

将传动装置各轴由高速至低速依次定为Ⅰ轴，Ⅱ轴，......以及 i0,i1，......为相邻两轴间的传动比

η01，η12，......为相邻两轴的传动效率 PⅠ，PⅡ，......为各轴的输入功率 （KW） TⅠ，TⅡ，......为各轴的输入转矩 （N・m） nⅠ,nⅡ,......为各轴的输入转矩 （r/min）

可按电动机轴至工作运动传递路线推算，得到各轴的运动和动力参数 1、运动参数及动力参数的计算 （1）计算各轴的转数：

0轴：n0= nm=960（r/min） Ⅰ轴：nⅠ=nm/ i1

=960/3.5=274（r/min）Ⅱ轴：nⅡ= nⅠ/ i2 =274/4.39=62.4r/min （2）计算各轴的功率： 0轴：P0=P ed=4（KW）

Ⅰ轴： PⅠ=Pd×η01 =Pd×η1 =4*0.6=3.84（KW）

Ⅱ轴： PⅡ= PⅠ×η12= PⅠ×η2×η3

=53.84*0.99*0.97=3.64（KW） （3）计算各轴的输入转矩： 电动机轴输出转矩为：

0轴：T0=9550・Pd/nm=9550×4/960=39.79 N・m Ⅰ轴： TⅠ= 9550*p1/n1=9550*3.84/343=106.91N・m

《机械原理》课程设计教学大纲 篇6

课程编码：100790学

时：

27学时

学

分：1学分 开课学期：第五学期 课程类别：实践性教学环节 课程性质：课程设计

适用专业：机械类、非机械类和近机械类

一、课程设计目的与任务：

课程设计教学所要达到的目的是：

1、培养学生理论联系实际的设计思想，训练学生综合运用机械原理课程的理论知识，并结合生产实际来分析和解决工程问题的能力。

2、通过制定设计方案、合理选择机构的类型、正确地对机构的运动和受力进行分析和计算，让学生对机构设计有一个较完整的概念。

3、训练学生收集和运用设计资料以及计算、制图和数据处理及误差分析的能力，并在此基础上利用计算机基础理论知识，初步掌握编制计算机程序并在计算机上计算来解决机构设计问题的基本技能。

课程设计教学的任务是：机械原理课程设计通常选择一般用途的机构为题目，根据已知机械的工作要求，对机构进行选型与组合，设计出几种机构方案，并对其加以比较和确定，然后对所选定方案中的机构进行运动和动力分析，确定出最优的机构参数，绘制机构运动性能曲线。

二、课程设计时间：1周

三、课程设计的教学要求：

机械原理课程设计是在机械原理课程进行中或完成后集中进行的教学环节，它是在教师指导下由学生独立完成的。每个学生都应明确课程设计的任务和要求，拟定设计计划，保证设计进度、设计质量，按时完成课程。在设计过程中，提倡独立思考、深入钻研，主动地、创造性地进行设计工作。要求设计态度严肃认真、一丝不苟，反对不求甚解，这样才能确保课程设计达到教学基本要求，并在设计思想、方法和技能等方面得到良好的训练和提高。

1、机械原理课程设计步骤：

（l）设计准备 认真研究设计任务书，明确设计要求、条件、内容和步骤，收集和阅读有关资料、图纸，复习有关课程知识；准备设计所需的工具和用具，拟定设计计划。

（2）机构方案设计 根据设计任务书的要求，绘制各种方案的机构运动简图，进行机构的选型和组合，研究运动形式的变换与联接，并对机构进行结构分析和性能比较，绘制出传动系统示意图。

（3）机构运动设计 对所选定的机构方案进行运动综合，要求既满足机械的用途、功能和工艺要求，又满足机构原动计运动规律及机构位移、速度和加速度等运动参数的要求，并将机构运动简图、速度图和加速度图以及相应的运动线图画在图纸上。

（4）机构动力设计 在机构的运动设计基础上，根据各构件的质量及转动惯量确定机构的惯性力、惯性力偶矩、各位置的运动副反力及应加于原动件上的平衡力矩，绘制平衡力矩及运动副反力的变化线图，以便清楚地了解在一个运动循环中，平衡力矩及运动副反力的变化情况。

（5）整理说明书 将课程设计的有关内容和设计体会以文字形式编写成说明书。

机械原理课程设计要求学生绘制一张1号图纸，完成规定的设计内容，并书写设计说明书。

课程设计答辩要求如下：

2、课程设计答辩要求：

经过一段集中时间的课程设计后，要进行课程设计的答辩，其目的是进一步检查和总结学生在课程设计过程中对所用有关的理论、概念和方法的理解和应用的情况以及对课程所涉及的有关知识的了解情况，进一步掌握学生独立完成课程设计的程度和能力。学生应正确回答指导教师提出的问题。答辩过程也可以融入课程设计过程中，随时对设计的某一环节提出有关问题，以期达到更准确了解学生对设计的态度、创新意识及独立完成的能力。

3、成绩评定

机械原理课程设计成绩相对机械原课程考试成绩是独立的，单独记载。课程设计成绩分优秀、良好、中等、及格和不及格五级，成绩不及格应重新设计。根据学生的设计态度、设计质量、创新性及答辩情况综合评定学生课程设计的成绩等级。

四、课程设计的内容：

任何一部新的机械都要经过设计、研制、生产和使用等四个阶段，其中设计阶段通常分为机构运动设计和结构设计，机构运动设计是根据机械的设计任务和要求，拟定机械中各机构的方案，利用机械原理课程的理论知识，对该机构方案进行结构分析、运动分析和动力分析，从而设计出满足使用要求、经济可靠、运动性能和动力性能优异的机构。而结构设计则是根据机械中各构件 的工况和失效形式，选择合理的材料，确定合理的几何形状和尺寸，绘制具体零件的工作图、部件装配图和总装图。经过审批投入试制，通过试验考证后才能正式投入生产。因此，机构结构设计是机构运动设计后所进行的设计阶段，是把具有发明创造性的机构方案设计转化为实际应用机械的具休实施设计阶段，而机构方案设计是机构运动设计的重要组成部分，机构运动设计正是机械原理课程设计的主要任务。

机械原理课程设计分为图解法和解析法两大类：

1、图解法

运用所学基本理论中的基本关系式，用图解的方法将其结果确定出来，并清晰地以线图的形式表现在图纸上，具有直观、定性简单、检查解析的正确性方便的特点，尤其在解决简单机构的分析与综合时更为方便。图解法进行课程设计，能培养学生工程图算能力，要求计算准确、作图精确，有利于培养学生严谨的工作作风。

2、解析法

运用求解方程式的方法求解未知量，计算精度高，并可借助计算机，避免大量重复人工劳动，可以迅速得到结果，能够看到全貌。用解析法进行课程设计，能培养学生运用计算机解决工程实际问题的能力。图解法和解析法各有优点，互为补充，两种方法并重。工程实际要求学生（未来的工程技术人员）应熟练地掌握这两种方法。

五、课程设计的参考软件：

C语言，FORTRAN，QBASIC等

六、课程设计的实验内容

指导学生在计算机上完成解析法内容的程序设计，计算位移、速度、加速度和平衡力矩的结果并绘制出曲线。

七、微机实验室安排 上机全部集中在机械学院CAD中心完成（现有微机180台），机械原理课程设计安排上机学时15小时。

八、课程设计报告

收集整理课程设计报告工作关系到课程设计的成败，通过这项工作，能提高学生的技术概括能力和表达能力，其主要内容有：

1、编写课程设计说明书

课程设计说明书是学生证明自己设计正确合理并供有关人员参考的文件，它是课程设计的重要组成部分。编写说明书也是科技工作者必须掌握的基本技能之一。因此，学生在校期间就应加强这方面的训练。课程设计说明书应在课程设计过程中逐步形成，课程设计结束时，再作必要的补充和整理。而设计说明书的内容视设计任务而定，大致包括：（1）设计题目（包括设计条件和要求）。（2）机构运动简图或设计方案的确定。（3）全部原始数据。

（4）完成设计所用方法及其原理的简要说明。

（5）建立设计所需的数学模型并列出必要的计算公式、计算过程及说明，写出设计计算结果。

（6）绘出计算机程序框图，写出自编的程序。若调用其他子程序．应写出子程序名，并自编出主程序。

（7）用表格列出计算结果并画出主要曲线图。

（8）对设计结果进行分析讨论，写出课程设计的收获和体会。（9）列出主要参考文献资料。

2、设计说明书的编写要求：

（1）说明书应该用钢笔或油笔写在 16开纸上，要求步骤清楚、叙述简明、文句通顺、书写端正。

（2）对每一自成单元的内容，都应有大小标题，使其醒目突出。（3）对所用公式和数据，应标明来源——参考资料的编号和页次。（4）说明书应加上封面装订成册。

九、课程设计参考资料：

机械原理课程设计说明书的个人小结 篇7

机械原理课程设计是培养学生机械运动方案设计、创新设计以及对各种机构进行分析和设计综合能力的一门课程，是机械原理教学的一个重要实践环节。机械原理课程设计的方法传统上可分为图解法和解析法两种。图解法几何概念比较清晰、直观，其缺点是作图繁琐、精度不高；解析法精度较高，但数学模型的建立和计算程序的编制相当繁琐，需要学生有良好的数学功底和程序编写能力。如果想进一步对机械机构的方案进行对比分析或变参数分析,用以上两种方法实现比较困难[1]。

为改善图解法和解析法的弊端,提高学生对机械原理课程设计的兴趣，本文将ADAMS软件引入到机械原理课程设计教学中。ADAMS软件是由美国MSC公司开发的，使用范围最广的机械系统动力学分析软件。学生在课程设计中利用ADAMS软件，可以快速建立参数化的机械系统几何模型，对各种设计方案进行仿真分析，充分弥补了学生实践经验的不足。

本文以机械原理课程设计中常见的牛头刨床为例，利用ADAMS软件进行建模、仿真，直观再现牛头刨床的工作过程,同时分析牛头刨床各从动件的运动规律及进行优化设计。

1 牛头刨床工作原理概述

牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床，如图1所示，由导杆机构1-2-3-4-5带动刨头5和削刀6作往复切削运动。刨头右行时，刨刀进行切削，为工作行程，此时要求刨刀速度较低并且均匀。刨头左行时，刨刀不切削，为空回行程，此时刨刀要快速退回，即要有急回作用。设计数据如表1所示。在工作行程中，牛头刨床受到很大的切削阻力(在切削前后各有一段约0.05H的空刀距离，H为行程距离)，而空回行程中则没有切削阻力[2]。

2 创建几何模型

2.1 设置工作环境

在ADAMS/View菜单栏中,选择【S e t t i n g】下拉菜单中的工作网格【Working Grid】命令。系统弹出工作网格设置对话框,将网格的大小(Size)设置为5 0 0×4 0 0 m m,将网格的间距(Spacing)设置为10×10mm,鼠标左键单击按钮,完成工作网格设置。其它各项取默认设置。

2.2 创建几何模型

把从动件3处于左极限位置作为机构初始位置，C点作为坐标系原点，在ADAMS/View工作区，创建与各关键点A、B、C、D、E、S5、Fr相对应的固定于大地上(Add to Ground)的结构点Point＿1～Point＿7。各结构点的坐标如表2所示。

根据结构点位置创建连杆1、滑块2、连杆3、连杆4、刨头5。

2.3 添加约束副

各零部件在创建之后，之间还没有约束,为了进行运动仿真，需在各零部件之间加上约束关系以及运动参数。首先在曲柄1和大地、曲柄1和滑块2、连杆3和大地，连杆3和连杆4，连杆4和刨头5之间添加转动副，在滑块2和连杆3，刨头5和大地之间添加滑动副[3]。

2.4 添加运动及相关参数

在曲柄1和大地之间的旋转副上添加运动,并设置旋转速度为,即,曲柄转动一圈需5/6秒。

连杆3的质心位置S3默认位于其杆长1/2处,在质心S 3处添加绕z轴转动惯量1.2×106kgmm2,连杆3质量改为22.45kg。将刨头5的质心重置于大地上的Point＿6位置重合,且固定于刨头5上,刨头5的质量改为63.27kg。

2.5添加切削阻力

当从动件3处于左极限位置即机构处于初始位置时,AB⊥CD。根据机构几何结构关系可以知道:

在工作行程中,由于切削前后各有一段约0.05H的空刀距离,通过牛头刨床几何结构可以计算出在工作行程0.05H、0.95H处对应的位移、旋转角度、旋转时间如表3所示。

在添加切削阻力时用条件函数IF进行定义:IF((time-0.06363):0,8000,IF(ti me-0.42164:8000,0,0))。

力的方向设置为On One Body,Moving with Body,如图2所示。最终完成的几何模型如图3所示。

3 仿真分析及参数测量

点击仿真按钮,设置仿真终止时间(End Time)为5/6 s，即曲柄1旋转1周，仿真工作步(Steps)为200，然后点击开始仿真按钮，进行仿真。

在完成仿真分析过程后，选择绘图按钮，系统弹出ADAMS/Postprocessor后处理窗口，利用此窗口，可以输出各种数据曲线并进行仿真结果回放。

如图4所示，在后处理窗口分别绘制了刨刀的位移、速度、加速度曲线以及曲柄1的平衡力矩曲线[4]。

4 优化设计

4.1 创建设计变量

设置各杆长度为变量，创建分别表示杆长了lAB、lAC、lCD的3个设计变量DV＿AB、DV＿AC、DV＿CD,给定各杆长的变化范围为。

4.2 结构点参数化

根据设计变量，利用机构几何关系，可以得到对应表2中各结构点的坐标参数化表达式如下：

4.3 机构的优化设计

以牛头刨床的工作行程H，即刨头移动的距离为优化目标。在各连杆长度在10%变化范围内，通过优化设计，使其目标值达到最大。

按图5所示进行优化设计设置[5,6]。

优化结果如表4所示。

从优化结果可以看出,曲柄AB,机架AC以及连杆CD的长度对机构的行程H均有影响,在给定的10%尺寸变化范围内,优化目标H从414.42增加到557.72，行程增加了34.6%。

5 结语

由上面的分析过程可看出,学生在进行课程设计时，运用软件就可对机构进行分析和论证,并仿真得到各个构件的运动参数,同时还可以对其参数化并进行优化设计，获得最优的设计方案。

通过研究利用ADAMS软件进行机械原理课程设计，补充了学生原来利用图解法或解析法的不足，实现了教学创新，同时激发了学生的学习兴趣，使其动手能力和创新能力均有所提高,充分发挥了学生在学习中的主体作用。

摘要：在传统的机械原理课程设计中,学生通常使用图解法或解析法来完成。为了克服两种方法的不足,本文以牛头刨床为实例,应用ADAMS软件进行机构建模、动态仿真分析,并以行程H建立优化目标对机构进行优化设计。通过使用虚拟样机技术,激发了学生的学习兴趣,充分发挥了学生在学习中的主体作用,使学生的创新能力和实践能力得到提高。

关键词：ADAMS,机械原理,课程设计,动态仿真,优化设计

参考文献

[1]王湘.基于虚拟样机技术的机械原理课程设计教学探索[J].广西大学学报,2007,9:P345-347

[2]罗洪田.机械原理课程设计指导书[M].北京:高等教育出版社,1998.

[3]李军,刑俊文,覃文浩.ADAMS实例教程[M].北京:北京理工大学出版社,2002.

[4]武艳慧.ADAMS在机械原理机构课程教学中的应用[J].内蒙古石油化工,2010,15:P89-91

[5]鹿跃丽.牛头刨床六杆机构的优化设计[J].郑州工业大学学报,1999,20(3):P39-41