机械原理课程综合实验

机械原理课程综合实验（共4篇）

机械原理课程综合实验 篇1

引言

“微机原理”课程是我校工学院机电信息类专业本科生一门必修的专业基础平台课, 它在专业的人才培养方案中起着承前启后的作用, 为《单片机原理与应用》、《DSP原理及其应用》、《嵌入式系统原理与应用》、《计算机控制技术》、《可编程控制器应用》、《PLC原理与应用》等后续课程的学习打下重要的基础。通过该体系课程的学习, 主要培养学生的应用与创新实践能力。

作为一门实践性和工程性很强的技术基础课, 本课程不仅要重视理论教学, 还应注意实践技能的培养和训练。过去, 微机原理实验基本上就做一些基础性实验项目, 部分学生就按实验指导书的实验步骤做完实验, 根本不理解实验内容, 实验效果不明显。本课程组通过这两年的课程建设, 探讨出一套行之有效的实践教学方法, 把实验过程分为几个层次, 逐层深入。首先学生在较好完成验证性实验的基础上, 再引入综合设计性实验, 指导老师只提供基本的设计思想和设计方法, 不提供具体的、详细的电路与程序, 学生自己查阅有关资料, 自定设计方案, 自行设计、编制调试程序, 观察实验现象, 分析实验结果, 写出实验报告。学生通过综合设计性实验这一环节, 建立了系统控制的概念, 可以更加了解本课程在专业培养中的核心地位, 对后续课程的学习有很好的辐射作用。

1、实验原理

本文讨论的综合设计性实验为交通灯控制实验, 实验时数为6学时, 其目的是实现交通灯定时控制, 并实现数码管显示。本实验采用8086CPU芯片作为控制器, 其控制对象是该系统配置的数码管和红绿灯, 利用系统中的可编程定时器8253和可编程中断控制器8259实现定时和中断, 并利用并行I/O接口芯片8255实现数码管显示。系统框图如图1。

2、芯片设置

8255具有A、B、C三个8位并行接口和一个控制口, 其工作方式包括:方式0 (基本输入/输出) 、方式1 (选通输入/输出) 和方式2 (双向选通输入/输出) 。本实验用A口分别与4个红灯与4个绿灯相连, A口工作在方式0;用B口的与数码管相连, 显示红绿灯时间。B口工作在方式0, 且为输出, 其方式选择控制字为80 H (10000000B) , D7=1为方式选择控制字特征位, D6 D5=00设定A口工作于方式0 (基本输入/输出) , D4=0设定A口为输出端口, D3=0设定B口工作于方式0 (基本输入/输出) , D2=0设定B口为输出端口。此方式选择控制字必须在初始化时写入8255的控制口;8253计数定时器有3个计数定时通道, 可以工作于6种方式, 由于8253定时时间的限制, 用两个通道级连的方式进行定时设置, 工作于方式3;8259中断控制器主要提供定时中断信号, 控制较简单。

学生要根据不同的控制要求编写软件, 最终实现控制要求。图1是系统的实验流程图。主程序中进行系统初始化, 循环等待, 等待定时中断, 然后进行数码管和红绿灯的定时刷新。

3、定时中断流程

结合实验室试验箱条件, 有些硬件连线已固定, 不能更改, 例如各芯片的地址译码电路已确定, 初始化主要包括中断向量表、8255、8253、8259芯片的初始化, 还有数码管和灯状态的初始化。

3、结束语

通过交通灯控制实验, 使学生能够掌握可编程并行I/O接口芯片8255、计数定时芯片8253、中断控制芯片8259等芯片的使用, 掌握各I/O接口芯片之间以及与CPU的硬件连接。结合软件的编写和系统调试, 首先巩固了《微机原理与应用》课程所学知识, 而且也让学生建立起了微型计算机系统的概念, 培养了学生的综合应用能力, 为后续课程的学习打下基础。

摘要：微机原理与接口技术课程是一门实践性和工程性很强的技术基础课, 课程实验是其重要组成部分。本文以交通灯控制实验为例, 结合《微机原理与接口技术》硬件接口与软件知识, 主要培养学生的应用与创新实践能力。

关键词：微机原理,交通灯控制,设计性实验

参考文献

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[4]杨新明, 虞耀君, 欧阳卫强.微机原理与应用教学中设计创新能力的培养研究与实践[J].九江学院学报 (自然科学版) .2005.03.

机械原理课程综合实验 篇2

培养和提高学生的创新思维能力是高等教育改革的一项重要任务．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，特别是机械原理

课程中关于机械运动方案的设计是机械工程设计中最具有创造性的内容，对培养学生的创新设计能力起

着十分重要的作用．机械原理课程设计是机械原理教学的一个重要实践环节，以往我们在机械原理课程设

计中存在着很多不足，主要问题是学生完成课程设计后，在后续课程的学习与实践中，不能正确地选用和

设计机构，特别是创造性设计能力与分析解决实际工作问题的能力、动手能力和适应能力显得不足．高等

学校工科本科《机械原理课程教学基本要求》中，对机械原理课程设计提出的要求是：“结合一个简单的机

械系统，综合运用所学的理论和方法，使学生受到拟定机械运动方案的训练，并能对方案中某些机构进行

分析和设计”．它要求针对某种简单机械进行机械运动简图设计，其中包括机器功能分析、工艺动作过程确

定、执行机构选择、机械运动方案评定、机构尺度综合等．依据这一基本精神，要求把培养学生的创新设计、开拓能力作为一条主线贯穿于课程设计的始终，在深入掌握机械原理基本知识、强化学生运算能力和绘图

基本功的同时，开展创造性教育，培养学生创造性设计能力．如何在机械原理课程设计中体现这种能力培

养，几年来我们不断地对课程设计内容、设计方法和设计手段等进行了一些探索与实践． 1 合理安排课程设计内容，培养学生创新思维能力

对于机械原理课程设计的内容选择，以往教学中存在着两种不同的看法：一种认为选用已有的典型机 械，对其进行比较系统的运动分析与受力分析等，以加深学生对机械原理课程各章节内容的理解和掌握；

另一种认为根据某些功能要求，要求学生独立地确定机械系统的运动方案，并对其中的某些机构进行设

计．前者侧重于分析，后者则侧重于设计．我们在课程设计内容选择问题上也进行了多年探索，如以培养学

生的运算、绘图的基本技能和巩固基本知识为主要目的，选用对典型机械进行分析设计的题目，但是在后

续的课程教学中发现学生创造性设计新机械的能力与分析解决实际工作问题的能力和适应能力显得不

足．我们也曾经尝试只给出设计题目，让学生自己独立地进行机械运动方案确定和对其中某些机构进行设

计．虽然这种设计内容能够促使学生主动地进行独立思考，自觉地进行一些相关资料的查询，但是由于学

生没有进行过一次比较系统的设计过程训练，大多数学生不知从哪里下手，较难进入设计状态，设计

过程

中出现多次反复修改使得设计进度非常缓慢．从最后的设计结果来看，只有少数学生比较理想，多数学生的设计都出现了一些错误，设计结果不能满足题目要求，而且由于多次修改使得图面质量较差．经过多年的探索与实践，我们认为在机械原理课程设计中，分析与设计都是很重要的两个环节，对典型机械的分析__和学生独立创新机械的设计对于学生来说都是不能缺少的．那么怎样才能在有限的设计时间内把这些内

容都安排进去而又同时能保证设计质量呢?我们结合现有实际条件，交给学生的课程设计内容是：先进行

典型的机械分析，然后进行创新机械设计．我们选择了牛头刨床传动方案作为课程设计题目，要求学生不

能照搬现有牛头刨床传动方案，每个学生必须至少提出一种新的传动方案，并且提出的方案越多越好．学

生在方案构思过程中，积极查阅资料，热烈讨论，表现出了极大的主动性，提出了很多方案，最后经过归纳

《机械原理课程设计》改革探索 篇3

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

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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。

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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.

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[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.

机械原理课程设计的要求 篇4

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。