机械原理课程设计说明书

机械原理课程设计说明书（共9篇）

机械原理课程设计说明书 篇1

机械原理课程设计说明书撰写说明

一．课程设计说明书内容

封面（见附件1）

目录（小标题、页码）

1．设计题目（包括机器的功能、工作条件及设计要求、原始数据）

2．原动机的选择

3．总传动比的确定及选定运动方案中传动比分配

4．执行机构的选择与比较

5．传动机构的选择（含原动机）与比较

6．机械系统运动方案的拟定（方案布置图4种）

7．机械系统运动方案的分析与比较

7．1方案1分析（主要指原理分析）

7．2方案2分析

7．3方案3分析

7．4方案4分析

7．5各方案的比较（可从是否能顺利地实现预定功能目标，是否满足其运动性能及动力性能，机械效率，机构结构的复杂程度、制造的难易程度等经济性和实用性等多方面进行比较，最后选出最优方案。）

8．执行机构设计

8．1执行机构运动参数的选定及设计

8．2执行机构运动和动态静力分析

9．设计小结（课程设计的体会、本人设计的优缺点及改进意见）

10． 参考资料（作者、书名、出版单位、出版时间）

(例： 1.孙桓,陈作模.机械原理.北京:高等教育出版社,2001.2.作者…)

说明：3，8项内容可根据各组设计题目要求调整，其它为必写内容

二．说明书撰写规范

1．封面用A4纸电子文本打印

2．课程设计说明书要求手工书写在A4纸上，上下左右边距各留20mm，说明书中的计

量单位、制图、制表、公式、缩略词和符号应遵循国家的有关规定。格式如下：

20mm……………………20mm2．原动机的选择

电动机因构造简单、工作可靠、控制简便、维护容易，一般生产

机械上大多采用电动机驱动。而Y系列三相交流异步电动机具有高效、节能、振动小、噪声小和运行安全可靠的特点，安装尺寸和功率等级符合装

订

线国际标准，适合于无特殊要求的各种机械设备。因此，本设计任务选择 Y系列三相交流异步电动机作为原动机。电动机

转速

n=1000

r/min电动机的转速 n=--------……………………

7．机械系统运动方案的分析与比较

……………………

……………………

2）机械运动方案图中应包括电动机、传动机构和执行机构三部分，全部用计算机绘图

软件完成。要求4种方案各自打印在一张A4纸上（注意图纸上加边框），共四张。图形绘制时各机构运动简图应按国标规定的符号和画法，并且注意粗实线、细实线应有所区分。（图纸打印输出时，要定义线宽。建议：粗实线0.5mm，细实线0.25mm）3）执行机构运动简图、机构运动分析和动态静力分析要求在图纸上完成，简图绘制时

粗实线、细实线应按国标规定。

4）应用三维造型软件进行机构运动仿真时，要求选择反映多数构件的运动平面为视图

平面并打印在A4上。

三.参考文献

1．孙桓,陈作模.机械原理.北京:高等教育出版社,2001.2．陆凤仪.机械原理课程设计.北京:机械工业出版社,2002.3．裘建新.机械原理课程设计指导书.北京:高等教育出版社,2005.4．张美林.机械创新设计.北京:化学工业出版社,2005.……

机械原理课程设计说明书 篇2

Abstract

The course design of machines and mechanisms theory is an important practical teaching process of Mechanical

paper presents a teaching reformation method for

teaching reformation method is help for developing the

引言

当今世界,科学技术突飞猛进,国际竞争日益激烈。国际的竞争,从经济竞争到科技竞争,归根到底是教育的竞争、人才的竞争[1]。在竞争激烈的现代社会中,制造企业对具有较强综合能力的高素质工程人才的需求日益增加。针对社会的需求,高等工科院校需要逐渐改变原有的教学模式,提高对学生的综合素质培养。

《机械原理课程设计》是机械类专业本科生的一个重要的实践性教学环节[2],一般安排在《机械原理》课程之后进行,是《机械原理》课程的延伸。其目的是通过设计实践,使学生更好地掌握和加深理解《机械原理》课程的基本理论和方法,以培养学生综合运用所学知识,来分析和解决工程实际问题的能力,对于培养学生理论联系实际的实践动手能力以及创新设计能力起到十分重要的作用[3,4,5,6]。但在传统的《机械原理课程设计》教学中,只是让学生按照教学要求完成某机构的选型与设计工作,而没有针对提高学生的综合能力进行教学设计。为此,必须对《机械原理课程设计》进行教学改革。

1、《机械原理课程设计》教学现状及改革思路

在传统的《机械原理课程设计》教学中,学生按照固定的设计流程,先进行系统方案的选择与设计,然后设计系统运动循环图,采用图解法或解析法设计系统方案中的凸轮或连杆等机构,绘制机构运动简图,最后编写课程设计说明书等。按照这样教学模式,学生在完成课程设计的过程中,加深了对《机械原理》课程中相关知识的理解,掌握了进行系统运动方案设计的流程,但缺少对学生综合能力进行培养的环节,无法满足现代社会对高素质工程人才的需求。

针对传统的《机械原理课程设计》教学模式无法满足现代社会对高素质工程人才需求的问题,以提高学生的综合素质为目标,采用允许自主选题方式培养学生创新设计能力,采用组队设计方式培养学生协作设计能力和团队合作精神,采用全程计算机辅助设计方式培养学生计算机应用能力,采用答辩考核方式培养学生语言表达的能力。

2、具体的改革方案

2.1允许自主选题

在传统的《机械原理课程设计》教学模式中,学生的课程设计题目及参数都由教师指定,学生没有选择的余地。其中大多数题目都已经使用了很多年,例如:推瓶机构、铁板输送机构、平压模切机机构、医用棉签卷棉机机构、平压印刷机机构等等。这些陈旧的题目在学校图书馆和网上可以查到大量的相关资料,完成起来比较容易,对于学生来说没有什么吸引力,尤其是对那些能力比较强的学生。因此,在教师指定课程设计题目的教学模式下,常出现设计质量不高、设计方案雷同等问题。

为此,我们在《机械原理课程设计》的教学改革中,改变以往所有学生的设计题目均由教师指定的方式,鼓励部分能力较强的学生自主选题。具体实施的时候,首先,在《机械原理》课程开始之初就布置学生从日常生活、工程实际中广泛搜集合适的课程设计题目;然后,再组织学生进行讨论,确定学生自选的题目是否合适,并指导学生编写课程设计任务书。

采用允许学生自主选题的课程设计教学模式体现了以人为本,以学生为主的理念。在自主选题的前期调研过程中,学生运用各种手段收集资料,如通过互联网、图书馆等,不仅增长了知识,而且提高了发现问题的能力。自主选题也为学生提供了充分的想象和发挥的空间,培养了他们独立思考和积极创新的能力。而且,由于题目是学生自己选的,在进行设计的时候能有效地调动学生的积极性,提高课程设计的完成质量。

当然,考虑到部分学生可能无法找到合适的课程设计题目,并不要求所有学生必须自主选题。对于没有找到合适题目的学生,仍由教师另行指定课程设计题目。为鼓励自主选题,在进行成绩评定的时候可以给自主选题的学生加分。

2.2组队设计

随着科技的发展,在制造企业中对具有团队协作能力的工程技术人员的需求日渐增加。在传统的《机械原理课程设计》教学模式中,学生每人一题,各不相同。每个学生只需要按照课程设计要求完成自己的工作就行了,无需与其他进行交流、合作。这样的教学模式有助于培养学生独立完成设计工作的能力,但与现代制造企业的需求不一致。

为此,我们在《机械原理课程设计》的教学改革中,改以往每人一题的方式为组队设计方式。学生们自由组合,每个小组(3~4人)一个设计题目,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,同学们共同讨论、研究,各自发挥自己的长处,在设计过程中培养他们的协作设计能力和团队合作精神。由于从原来的每人一题改为每组一题,在设计任务上可以针对具体题目增加三维建模和机构运动仿真等内容。

2.3全程计算机辅助设计

随着计算机技术的发展,现代工程技术人员在进行设计时已经离不开计算机了。在传统的《机械原理课程设计》教学模式中,考虑学生的具体情况,允许学生提交手工图纸和课程设计说明书,这与企业工程技术人员进行设计的情况不一致。

为此,我们在《机械原理课程设计》的教学改革中,要求采用全程计算机辅助设计方式。全程计算机辅助设计包括:运用解析法进行计算机辅助机构设计(连杆机构、凸轮机构等),运用CAD软件绘制机构三维模型和运动简图,运用计算机进行运动仿真,撰写电子版课程设计说明书,制作答辩PPT文档等。通过全程计算机辅助设计,培养学生的计算机应用能力,改变以往机械专业学生只会用计算机绘图的状况。

2.4答辩考核

语言表达能力是指人们运用语言进行表情达意传递信息的一种表达能力[7]。现代企业需要全面发展的、高素质的、具有综合能力的人才,而出众的语言表达能力是他们必备的能力之一[7]。

因此,在《机械原理课程设计》的教学改革中,答辩考核成为课程设计成绩评定的一个重要组成部分。答辩作为一种检验学生对设计相关知识的掌握程度的方法,经常在学生的毕业设计中使用,而很少应用在课程设计中。主要是因为课程设计相对于毕业设计时间较短,参与的老师也较少,答辩组织起来比较困难。所以在课程设计答辩中,每个小组的论述时间和老师的提问时间一般都控制在10分钟左右。通过实施这样的改革措施,学生的语言表达能力就得到了一定的锻炼,这也有助于他们通过今后的毕业设计答辩。

3、结论

随着我国经济的发展,制造企业对综合能力强的高素质人才的需求将不断增加。为此,高等院校需要针对企业的需求改进学生的培养模式。采用“允许自主选题,组队设计,全程计算机辅助设计,规范的课程设计说明书格式,答辩考核”的教学模式进行《机械原理课程设计》,有助于培养学生的创新设计能力、协作设计能力、计算机应用能力、撰写书面报告的能力和语言表达能力,为在实践教学环节中培养学生综合能力提供了一种具体方法,为培养符合企业需求的高素质工程人才做出了贡献。

参考文献

[1]王意洁.创新研究生培养模式提高研究生培养质量[J].高等教育研究学报.

[2]杨巍,何晓玲,王军,等.机械原理课程设计教学改革[J].中国现代教育装备.

[3]宜亚丽.机械原理课程设计教学改革的探索[J].太原理工大学学报(社会科学版).2008,26(增刊):51-53.

[4]孙志宏,单洪波,庄幼敏,等.提高学生创新能力改革机械原理课程设计[J].实验室研究与探索.2007,26(11):98-99,

[5]何国旗,胡成武,吴吉平.机械原理课程设计中培养学生创新能力的探索[J].株洲工学院学报.20(6):145-146.

[6]李秀春,秦志钰.机械原理课程设计改革探讨[J].太原理工大学学报(社会科学版).2008,26(增刊):48-50.

[7]匡兵,黄美发,孙永厚等.《机械设计课程设计》的改革与探索[J].桂林电子工业学院学报.2005,25(4):67-69.

参考文献

[1]郑金洲.教育通论[M].华东师范大学出版社.2000

四、讲究语言艺术,避免分散学生的“注意力”

教学语言是教师传授知识与学生进行交流的主要工具,是完成“传道授业解惑”任务的最重要手段。教学语言从广义上讲包括教学口语和体态语言,教师在课堂上,教学口语与体态语言运用是否得当,关系到教学活动的成与败,直接影响到学生的注意力,关系到教学效果的好坏。所以,教师必须讲究语言艺术。

教学口语是指在整个教学活动中,教师所讲的每一句话,是教师向学生传授知识和技能的主要手段和工具。我们常常会有这样的体会,听一堂生动的课,往往会连同老师的音容笑貌长久地铭刻在我们的心灵深处,有的甚至终身不忘。对于我们教师来说,一旦建立了这样的威信,一般不用担心学生分散注意力。如果在课堂上语病多端,“嗯”、“啊”、“咳”的口头禅频繁地出现,就会使学生产生厌烦感,削弱启发性,更谈不上恰当巧妙地运用声调的轻重缓急、高低快慢、抑扬顿挫,以造成课堂气氛的波浪起伏,保持学生注意力的集中。因此,教师必须在语言修养上狠下工夫,决不能因为语病、口头禅的缘故而使学生注意力分散掉。在教学口语的运用上,应力求做到四点。一是规范简洁、表达准确;二是语速适当、节奏鲜明;三是情真意切、形象生动;四是科学严谨、教育启发。体态语言是指伴随教师的教学口语而发生的无声的身体动作表达行为,是教师的身姿、动作、表情、态度、精神和风范等的综合反映,在教学过程中起辅助、影响和调控作用。教师在教学过程中运用的体态语言主要有身姿语、面部语和手势语三种。事实证明,教师在课堂上,如果能够灵活恰当地运用各种体态语言,不但能更好地启发学生理解教师的话语,还能有效地吸引学生的注意力,使学生感受其思想、态度和心情,使教师与学生之间在心理上产生共鸣,使教与学相得益彰。

上接第217页

摘要：《机械原理课程设计》是机械类专业本科生的一个重要的实践性教学环节。为了满足现代社会对高素质工程人才的需求,提出了“允许自主选题,组队设计,全程计算机辅助设计,答辩考核”的教学改革方法,培养学生的创新设计能力、协作设计能力、计算机应用能力、语言表达能力。

关键词：机械原理,课程设计,教学改革,综合能力

参考文献

[1]王意洁.创新研究生培养模式提高研究生培养质量[J].高等教育研究学报.2007,(1):33-35.

[2]杨巍,何晓玲,王军,等.机械原理课程设计教学改革[J].中国现代教育装备.2008,10:90-91.

[3]宜亚丽.机械原理课程设计教学改革的探索[J].太原理工大学学报(社会科学版).2008,26(增刊):51-53.

[4]孙志宏,单洪波,庄幼敏,等.提高学生创新能力改革机械原理课程设计[J].实验室研究与探索.2007,26(11):98-99,154.

[5]何国旗,胡成武,吴吉平.机械原理课程设计中培养学生创新能力的探索[J].株洲工学院学报.20(6):145-146.

[6]李秀春,秦志钰.机械原理课程设计改革探讨[J].太原理工大学学报(社会科学版).2008,26(增刊):48-50.

机械原理课程设计说明书 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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塔里木大学信息工程学院课程设计

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

机械原理课程设计的要求 篇5

一、课程简介：

机械原理程设计是修完机械原理课程后一个重要的实践教学环节。主要训练学生应用基础理论知识解决工程实际问题的一系列基本方法。机械原理程设计的主要任务是根据对某种机械的功能要求，进行机械的构型设计和拟定系统运动方案并绘制机械运动简图，在此基础上对方案中部分机构进行设计，并编写设计说明书。是培养学生获得方案的选择和设计计算能力, 培养学生创新设计的能力。

二、设计步骤和要求

1、机械系统运动方案的拟订

按照给定的机械总功能和工艺过程的动作要求，根据下列步骤进行设计：

1）功能分解：将给出的复杂运动要求，分解成基本运动、动作等（参考《课程设计指导手册》4.2 工艺动作过程的分解）；

2）机构的选用：选定完成这些基本运动或功能的相应的常用机构。

3）机构组合：把各个基本运动组合在一起，得到该机械的设计方案。（参考《课程设计指导手册》第五章 机械运动方案的组成）；

4）方案评价：每个同学至少要拟定出满足工艺动作要求的该机械系统的一种运动方案，然后结合小组中其它两位同学的方案（共三种方案），进行性能分析与评价，对比分析各方案的优缺点，最后选定一种作为最佳方案。（参考《课程设计指导手册》第三篇 机械运动方案评价和设计举例）。

2、画出各机构的运动简图：

画出自己所选方案中，整个机械系统（从动力开始，经过传动，最后是执行机构）的机构运动简图。（要尽量用轴测图或三维图把传动路线表示清楚）

3、在运动方案的拟定中，必须考虑机械各执行机构运动的协调配合关系。要做运动协调设计，并画出运动循环图。（参考《课程设计指导手册》4.3 机械运动方案中机构的运动协调设计及4.4～4.6）

4、机构设计

对选定的方案，选择机械系统中的一种机构，进行设计。

机械原理课程设计心得体会 篇6

少东西，也第一次把课上学的理论知识运用到了实际应用中。

刚开始接到老师布置的课题，以及听了老师对于这次课设的要求，觉得这次 课程设计也许是一个不可能完成的任务。老师要求我们不能用已经被别人用过的 机构方案，这一点让我们有点一时找不到方向，因为凭我们有限的知识，是想不

出那么多种机构的，即使想出来一种，也不一定符合要求。所以我们就只能求助

图书馆了，我们去图书馆借了三本厚厚的机械设计手册，经过翻阅与自己理解，总算确定了我们的方案，当方案得到老师肯定之后，心里油然而生一种愉悦的感

觉。这个过程让我了解到了学会运用知识是多么的重要。

其实这次课程设计的每个步骤都能让我们学到很多东西，领悟很多道理，能 发现自己光是能解决课本上的死题目是远远不够的。就拿确定机构形式后的计算 来说，就需要我们对机械结构分析方面的知识的融会贯通，知道要在什么时候用 什么知识点来解决问题。而且，有些计算光靠一个人是不够的，需要全组成员的

一起计算并且验证等等，是一个工作量浩大的工程。

课程设计之前，我以为一切都是那么的理所当然，生活中看见的基本机构也 不屑一顾，现在经过课程设计之后才知道，不管多么简单的东西都是要经过工程 师们的精心计算的，这让我感到以后的学习道路还很漫长，要学的东西还是非常 多的。

在设计结束后，再回过头来看，发现一开始感到的困难现在想想也没有当初 那么的恐怖。

正所谓万事开头难，只要一开始抱着克服重重困难的决心，一切都

会迎刃而解的。

机械原理课程设计说明书 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

机械原理课程设计说明书 篇8

《机械制图》是工科类专业的主干课程,其研究对象是机械图样,其目的是培养学生的绘图、识图和空间想象能力。制图课中的空间分析和想象能力是指在接受物体的二维和三维信息后,经过联想和判断、想象和推理等思维活动,确定物体在空间的位置和几何形状的能力。该课程教学难度大,传统的教学模式主要是通过教师板书,借助模型、挂图进行课堂教学,效率低、信息量小。在计算机技术的迅速普及和推动下,从上个世纪80年代初的电化教学、计算机辅助教学到今天的多媒体教学,已经由单一的纸介质教材转化为多种介质共存,现代化教学手段具有更丰富、更先进的表达能力,并且能把音像和多种媒体所表述的内容与教材有机结合,形象生动。

一、传统机械制图教学的弊病

1.以教师为中心的行为主义教学模式

在传统填鸭式的课堂教学中,由于教师始终唱主角,学生处于被动地位,阻碍了学生的学习兴趣,抑制了学生的发展。

2.黑板作图效率低下,教学信息量较少

传统的机械制图教学模式是粉笔+黑板式的教学,教师在课堂上往往要书写大量的板书,画大量的图,工作效率低下,无法与学生进行充分交流。

3.实物模型数量较少,学生感到很抽象

机械制图是一门抽象性很强的课程,在学习过程中需要一定的空间想象能力,而青少年学生的抽象思维能力往往较差,这就使得在制图教学中存在着较多的难点。

4.分析几何形体的结构时,缺乏形象生动的教学手段

例如,在讲解组合体的读图时,各种类型的组合体视图的分析过程,以往教师都是利用徒手绘制轴测图的方法来展示视图所表达的形体的形状,这对教师的徒手绘制轴测图的能力要求较高,尤其是新教师很难掌握,影响教学效果。

二、在建构主义理论的指导下,对机械制图课程的教学进行设计

1.将认知学习理论应用于教育技术实践

以学生为主体,遵循学生的认知和学习规律,在教学中正确设计多媒体课件教学方案,积极调动学生的参与意识。为了使媒体的利用能在教学中发挥最佳效果,教学媒体设计除了要考虑教学目标、教学内容、教学对象外,还需以认知心理学为依据,得出一批有价值的结论,机械制图课程建设正是基于这种建构主义理论基础上,运用多媒体、网络技术来实现教学设计的。

2.设计学习环境和教学模式

随着学生认知学习理论的普及,人们认识到学生是信息加工的主体,是意义的主动建构者,因此,多媒体课件在设计中形成的交互性教和学的情景,能把教师和学生有机地联系起来。

3.利用多媒体课件将机械制图中的难点和重点突出表达出来,使学生把握重点,理解难点

建构主义认为,学习总是与一定 情景相联系的。思维和学习只有在特定的情景中才有意义。所有的思维、学习和认知都是处在特定的情景脉络中的。因此,通过多种媒体的设计,展现几何形体的结构特征,以此来使学生在这种特殊的情景中,将大脑中的各种简单形体的认知联系起来,形成对复杂几何形体的认知,从而正确理解利用二维图形对三维几何形体的表达。

4.引导学生开展协作学习

为了使意义建构更有效,教师应在可能的条件下组织协作学习,开展讨论与交流,并对协作学习过程进行引导使之朝有利于意义建构的方向发展。所以,多媒体课件注重教学方法的设计,对知识点的介绍是循序渐进的,提供交互方式的设计,将知识逐渐深化。

5.组织学生利用网络进行学习

在网络环境下进行学习,学习者、教师和学习伙伴的思维与智慧就可以被沟通共享,共同完成学习任务。制作网络课程,可以通过网络方便学生对课堂教学内容进行复习巩固,并可组织学生对典型的题目进行讨论,发表各自的不同看法。

6.强调多范围、多层次的学习

课程教学设计最好将学生认知和学习理解为个体层次和社会层次之间的动态互动过程。如果只关注某一个层次,并假设其他因素都是常态或者是可以预期的,就不能充分提供有效的学习情景。因此,制作包含各种层次要求的习题库和试题库,可以适合不同层次学生练习的需要,满足教学考核的需要。

三、结束语

在具体的教学实践中,我们不断尝试运用最新的现代教育技术,以建构主义教育理论为指导,对传统的机械制图课程教学进行改革,课程建设是一项系统工程,工作量很大,需要多方协作、领导支持,开发研制人员还要有奉献精神。这项工作对推进教育教学改革,提高教学水平将有深远意义。◆(作者单位:湖北省襄樊工业学校)

机械原理课程设计说明书 篇9

业： 08机制 级： 二班 号： 姓 名：

2012年3月1 1 / 9 目录

序言 ……………………………………………………………………………… 3零件工艺分析 ……………………………………………………………… 4工艺规程分析 ………………………………………………………………… 4 夹具设计 ………………………………………………………………………… 设计小结…………………………………………………………………………… 参考文献…………………………………………………………………………… / 9 688 序言

该课程设计能培养我们综合运用机械制造工程原理课程及专业课程的理论

知识，学生通过设计能获得综合运用过去所学过的全部课程进行机械制造工艺及 结构设计的基本能力，为以后做好毕业设计、走上工作岗位进行一次综合训练和 准备。它要求学生全面地综合运用本课程及有关选修课程的理论和实践知识，进 行零件加工工艺规程的设计和机床夹具的设计。其目的是：

（1）培养学生综合运用机械制造工程原理课程及专业课程的理论知识，结合 金工实习、生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决机械加工工艺问题，初步具备设计中等复杂程度零件工艺规程的能力。

（2）培养学生能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方 法，学会拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计，进一步提高结构设计能力。（3）培养学生熟悉并运用有关手册、图表、规范等有关技术资料的能力。（4）进一步培养学生识图、制图、运算和编写技术文件的基本技能。

（5）培养学生独立思考和独立工作的能力，为毕业后走向社会从事相关技术 工作打下良好的基础。

同时要求我们CAD制图，锻炼了我们运用计算机解决实际问题的能力，让 我们更好的融入到信息时代。

课程设计内容和要求：学生根据设计任务分组进行设计，按照所给机构进行 分析，确定各零部件设计方案、设计出其中的重要工序的专用夹具或模具，并绘

制相应机械设计图。具体内容如下：

1）对机构进行结构分析，确定由哪些零件组成，并对各零件进行测绘； 2）明确零件在整个机构上的作用、零件的材质、要求，分析零件结构的工 艺性，完成总装配图及各零件的设计图。

3）拟定工艺方案，确定毛坯种类及制造方法。

4）拟定零件的模具加工或机械加工工艺过程，设计重要工序中的一种专用 夹具或模具，绘制装配图或大件零件图。

5）撰写设计说明书1份。一份完整的说明书一般包括以下一些项目：(1)目录。

(2)绪论或前言。/ 9(3)对机构的整体分析，各零部件分析说明

(4)对零件的工艺分析，如关键表面的技术要求分析等。

(5)工艺设计，如毛坯选择与说明，工艺路线的确定，工序顺序的安排，加工设备与工艺装备的选择等；

(6)模具或夹具设计，如设计思想，夹具操作动作说明等。(7)设计总结或心得体会。(8)参考文献书目。

一、零件工艺分析

该零件有俩组加工表面，它们之间有一定的位置要求。现分析如下：

1、选择顶部为粗基准加工底面，后以加工后底面为精基准铣四个孔上方的端面，后钻四个孔。

2、以底面为基准加工四个直径为11mm的孔。

该零件材料为HT200，该材料具有较高的强度、耐磨性、耐热性及减振性，适用于承受较大应力、要求耐磨的零件，毛坯由铸造而成，精度等级比较低。由以上分析可知，对于这俩组加工表面而言，可先加工底面，然后借助专用夹具加工另一组表面，并保证它们之间的位置精度要求。

二、工艺规程设计

需用到X6132型万能卧式升降铣床和数控立式铣床对该零件进行加工。灰铸铁毛坯预留表面层厚度为1~4mm。

铣刀选用硬质合金圆柱铣刀加工，该铣刀材料为YG8.钻头为锥柄麻花钻 材料为硬质合金YG8.工艺路线：

工序一 粗铣底面 工序二 精铣底面

工序三 铣四个底孔上端面

工序四 钻四个直径为11mm的底孔 工序五 扩四个直径为11mm的底孔

底面毛坯余量为4mm，气体加工表面留3mm加工余量。/ 9 工序一 粗铣底面

机床为X6132型万能卧式升降铣床，铣刀为硬质合金圆柱铣刀 YG8 铣刀直径80mm

1、切削深度 3mm

2、每齿进给量 0.25mm/r

3、查相关手册得切削速度 v=1.0~2.0m/s 取1.5m/s 工序二 精铣底面

1、切削深度 1mm

2、每齿进给量 0.25mm/r

3、查相关手册得切削速度 v=1.0~2.0m/s 取1.5m/s 工序三 铣四个底孔上端面

机床为数控立式铣床，铣刀为立铣刀 铣刀直径20mm

1、切削深度 3mm

2、每齿进给量0.25mm/r

3、查相关手册得切削速度 v=1.0~2.0m/s 取1.5m/s 工序四 钻四个直径为11mm的底孔

机床为数控立式铣床，钻头为锥柄麻花钻 材料为硬质合金YG8 为10mm 标准为GB1428-85

1、进给量 查相关手册得f=0.30~0.36mm/r 取f为0.34mm/r

2、切削速度 v=0.45m/s

3、主轴转速 n=1000v/3.14d=14.3r/s 工序五 扩四个直径为11mm的底孔

机床为数控立式铣床，钻头为锥柄麻花钻 材料为硬质合金YG8 为11mm 标准为GB1428-85

1、进给量 查相关手册得f=（1.2~1.8）f=0.36~0.65mm/r 取f为0.5mm/r

2、切削速度 v=(0.25~0.33)v=0.15~0.225m/s 取v=0.2m/s 5 / 9

钻头直径钻头直径

3、主轴转速 n=1000v/3.14d=5.79r/s

三、夹具设计

1、专用工装夹具及其在生产中的应用

专用夹具是为零件的某一道工序加工而设计制造的，在产品相对稳定、批量较大的生产中使用；在生产过程中它能有效地降低工作时的劳动强度、提高劳动生产率、并获得较高的加工精度。

专用夹具的主要作用有以下几个方面：

（1）准确、可靠的定位和夹紧，可以减轻甚至取消下料和划线工作。减小 制品的尺寸偏差，提高了零件的精度和可换性

（2）减少了加工时繁琐的操作，获得较高的生产率和加工精度

2、夹具设计的基本要求：

（1）、工装夹具应具备足够的强度和刚度。夹具在生产中投入使用时要承受多种力度的作用，所以工装夹具应具备足够的强度和刚度。

（2）、夹紧的可靠性。夹紧时不能破坏工件的定位位置和保证产品形状、尺寸符合图样要求。既不能允许工件松动滑移，又不使工件的拘束度过大而产生较大的拘束应力。

（3）、夹具体应具有良好的加工精度和尺寸稳定性。对于夹具体上用来安装定位元件、对刀（或导向元件）的工作表面，应提出相应的尺寸、几何公差以及粗糙度的具体要求，并作相应的热处理或时效处理。

（4）、有良好的结构工艺性和使用性。家具体上部加工的毛面与工件表面之间应保证有一定的空隙，以免安装时产生干涉，空隙大小可按以下经验数据选取:夹具体是毛面，弓箭也是毛面，去8~15mm；夹具体是毛面，而工件是光面时，取4~10mm。

（5）、力求结构简单，装卸方便。在保证强度和刚度的前提下，极可能体积小、重量轻、以便于操作。（6）、排屑方便。

（7）、夹具在机床上安装要稳定、可靠。

3、基准面的选择（夹具体方式的确定）/ 9 夹具体是夹具的基本件，它既要把夹具的各种元件、机构、装置连接成一个整体，而且还要考虑工件装卸的方便。因此，夹具体的形状和尺寸主要取决于夹具各组成件的分布位置、工件的外形轮廓尺寸以及加工的条件等。夹具体毛坯制造方法的选择 综合考虑结构合理性、工艺性、经济型、标准化以及各种夹具体的优缺点等，选择夹具体毛坯制造方法为铸造夹具体；夹具体的外形尺寸 在绘制夹具

总图时，根据工件、定位元件、夹紧装置及其辅助机构在总体上的配置，夹具体的外形尺寸便已大体确定。然后进行造型设计，再根据强度和刚度要求选择断面的结构形状和壁厚尺寸。

4、定位方式及元器件选择

1）、定位器的作用是要使工件在夹具中具有准确和确定不便的位置，在保证加工要求的情况下，限制足够的自由度。

2）、工件的定位原理：自由物体在空间直角坐标系中有六个自由度，即沿OX,OY,OZ三个轴向的平动自由度和三个绕轴的转动自由度。要使工件在夹具体中具有准确和确定不变的位置，则必须限制六个自由度。工件的六个自由度均被限制的定位叫做完全定位；工件被限制的自由度少于六个，但仍然能保证加工要求的定位叫不完全定位。而选用两个或更多的支撑点限制一个自由度的方法称为过定位，过定位容易位置变动，夹紧时造成工件或定位元件的变形，影响工件的定位精度，过定位也属于不合理设计。①、以工件的圆柱外表面为基准进行定位，采用俩个V形块定位器，采用支撑钉定位圆柱端面，限定X轴移动。以定位销定位零件的绕X轴旋转，以此限定工件的六个自由度，以达到工件的完全定位。再用固定手柄压紧螺钉进行夹紧。则专用夹具设计完成，可以放到机床上进行加工。

5、夹紧方式及元器件选择

夹紧机构的三要素是夹紧力方向的确定、夹紧力作用点的确定、夹紧力大小的确定。对夹紧机构的基本要求如下：

①、夹紧作用准确，处于夹紧状态时应能保持自锁，保证夹紧定位的安全②、夹紧动作迅速，操作方便省力，夹紧时不应损害零件表面质量 ③、夹紧件应具备一定的刚性和强度，夹紧作用力应是可调节的。④、结构力求简单，便于制造和维修。7 / 9 所以选用固定手柄压紧螺钉进行夹紧！

6、注意事项：

⑴、在工件夹紧时不要用力过大，以免损坏螺杆

⑵、及时清理钻屑，保证安装平面的清洁 ⑶、加工完成后清去滑块导槽里的钻屑

⑷、安放工件时要注意不要砸到基准平面，而影响加工精度

⑸、每隔一段时间在使用时都要检查一下对刀块是否达到精度要求

四、本次课程设计小结、体会及建议

专用夹具是为零件的某一道工序加工而设计制造的，它广泛用于大量生产中；它不但提高了生产率而且也提高加工精度，改善劳动条件。

通过这次课程设计，我个人对夹具有了更进一步的了解：夹具要保加工出的产品有较高的精度，就必须要求其自身有较高的精度，定位元件拥有高精度的同时也要有一定的刚度和强度，以保证在加工过程中自身不会变形和有一定的寿命。夹紧机构要求有一定的刚度和强度，以确保在一定的力的作用下夹紧元件不会先于工件发生变形、损坏。夹具体是夹具的主体部分，是与机床相接的部位、也是支撑夹紧元件、工件的主要部分；要求其有一定的强度和刚度、稳定性，又考虑到经济性，一般都采用HT200作为夹具体。

而且我对夹具的维护保养，及夹具在设计中应该注意的问题有了更进一步的了解，自己的能力在这次课程设计中也得到了提升。在设计的过程中又一次把所学的知识做了一次综合式的复习，为接下来要做的毕业设计做了很好的准备工作；同时在设计中也发现自己的很多不足之处：缺乏实际的经验，有些实物没有见过很难想象，只能通过找相应的参考资料，然后再通过想象把他们综合到一起，再通过实例对比，进行设计。因此在夹具设计中存在有许多的不足之处，还恳请老师您予以指导和指正。

五、参考文献

1、《简明机械加工工艺手册》 上海科学技术出版社 8 / 9

2、《夹具设计手册》 机械工业出版社

3、《画法几何及机械制图》 陕西科学技术出版社

4、《机械制造基础》 高等教育出版社