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機械傳動方案設計范文第1篇

關鍵詞：機械傳動系統(tǒng)；概念設計自動化；策略分析

0.引言

機械傳動系統(tǒng)概念設計自動化的概念設計可以分為3個階段：需求階段、描述階段以及綜合階段。這三個階段的設計思想主要體現(xiàn)了一種組合創(chuàng)新的策略，在設計過程中的創(chuàng)新思維主要體現(xiàn)在對功能的分解和、功能與結(jié)構(gòu)進行匹配和基于功能分解的結(jié)構(gòu)重組之中。由于功能描述階段往往存在著一定的不確定性和抽象性，這會給整個設計過程帶來一定的不便，因此就有國外的學者通過將機構(gòu)用于功能與結(jié)構(gòu)之間的搭接作用，從而形成“功能—機構(gòu)—結(jié)構(gòu)”的模式，通過這種模式可以實現(xiàn)基本機構(gòu)的重組，而且能將系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為一個全部由轉(zhuǎn)動副所組成的機構(gòu)鏈。倘若進一步對機構(gòu)鏈中的機架和執(zhí)行構(gòu)件等進行處理，便可以得到一個運動鏈。

1.對功能原理的構(gòu)思和選擇

系統(tǒng)功能的方案設計實際上就是一個成功的機械系統(tǒng)設計項目的核心，系統(tǒng)功能的方案設計是否有效，將對整個機械系統(tǒng)以及機械的制造技術產(chǎn)生重要的影響，正因為這個，所以設計人員要詳細地設計機械系統(tǒng)的運動方案和功能原理，從而保障機械系統(tǒng)的有效性，因此在機械系統(tǒng)設計之中制定合理的功能設計方案顯得十分必要。對于功能原理的構(gòu)思，主要是以使用者的要求以及機械系統(tǒng)設計的預期要求為主，對于符合上述兩種要求的方案進行探索和研究，并對不同的設計方案進行比較，從中選擇出一個比較好的方案。以自動輸料板的設計為例，設計人員在設計過程中，應當對以下幾點進行考慮：第一，要貫徹機械推拉原理，以便能將物料從底層推出，使物料能通過夾料板被輸送到料板上；第二，運用摩擦傳動原理，將從底部推出的物料抽走；第三，通過底層吸取的方法以實現(xiàn)對于料板的固定；第四，運用底部的摩擦輪將物料滾出。通過這幾點對于功能結(jié)構(gòu)的設計，可以將機械系統(tǒng)的使用目標得以實現(xiàn)，再通過對其進行功能設計和對比不同的方案，便可以實現(xiàn)機械傳動系統(tǒng)概念設計自動化。

2.符號方案推理器

2.1. 符號方案推理器的構(gòu)成

符號方案生成器的構(gòu)成主要有涉及規(guī)則輸入、圖形載體庫、構(gòu)件相似性分析和符號推理器四個部分所構(gòu)成。在運行時，符號方案生成器的運行過程是：按照設計要求所規(guī)定的內(nèi)容對設計規(guī)則進行確定，再通過對選擇好的圖形載體進行符合設計規(guī)則的邏輯操作。在推理器進行推理的過程中，要對每一條設計規(guī)則都要對圖形載體中的每一條邊（通常情況下可以稱為構(gòu)件）進行相似性分析，從而確定推理過程中不會產(chǎn)生冗余的設計方案。相似性分析主要有兩個方面的內(nèi)容：對有規(guī)則操作的構(gòu)件進行相似性分析、對沒有規(guī)則操作的構(gòu)建進行相似性分析。

2.2. 設計規(guī)則

有三種渠道可以對設計規(guī)則進行生成，這三種渠道分別為：基于系統(tǒng)功能的分解、對現(xiàn)有的問題進行分析和基于基本機構(gòu)的重組。通過對運動鏈再生為機構(gòu)的可能性進行分析，主要有下列9種情況：

2.2.1.通過改變機架在運動鏈中的位置，用G表示機架。

2.2.2.通過改變主動件在運動鏈的位置，用C表示主動件。

2.2.3.通過改變運動鏈之中運動副的形式，用P表示。

2.2.4.通過將二級組改變?yōu)辇X輪副、凸輪副槽輪副、力作用構(gòu)建的形式，用R、M、O、F表示。

2.2.5.通過改變輸出構(gòu)件在運動鏈的位置，用T表示輸出構(gòu)件。

2.2.6.將運動鏈上不同構(gòu)件的點作為運動輸出，并用N表示。

2.2.7.用S表示運動鏈中給定構(gòu)件的位置。

2.2.8.對運動鏈中作為動力特性約束的構(gòu)件用D表示。

2.2.9.用L表示運動鏈中不同構(gòu)件實現(xiàn)的相對位置和軌跡。

設計者可以通過這9個方面來實現(xiàn)對設計規(guī)則的定義。一般可以先將機架作為第一條設計規(guī)則，再去確定主動件的設計規(guī)則，然后才是其他設計規(guī)則，同時對于P副的規(guī)則應當將其寫在規(guī)則集的最后[1]。由于設計問題與運動鏈的再生環(huán)節(jié)都不相同，在這種情況下，設計者就可以根據(jù)自己的需求制定相關的規(guī)則和符號。設計規(guī)則的書寫格式可以如下表示

A（B）[C|D…！E|F…] （1）

該式中 A——整個步驟中再生的功能構(gòu)件的類型

——構(gòu)件的拓撲性

（B）——構(gòu)件之間的重疊關系

[C|D…！E|F…]——構(gòu)件的鄰接關系

[C|D…——是該規(guī)則中的第一部分，代表著相鄰性的要求。

！E|F…]——是第二部分，代表的是不相鄰性的要求。

2.3. 圖形載體庫

作為運動鏈再生符號推理的平臺，在缺乏圖形載體的情況下，符號推理是無法進行的。對于由運動鏈組成的機構(gòu)，符號方案聲稱其中提供了十桿以下，三自由度以內(nèi)的全部非同構(gòu)運動鏈，對于一般多自由度復雜機構(gòu)而言，完全可以滿足方案設計的需求[2]。

圖形載體的初始狀態(tài)可以通過用字符串“00000000（12）”表示。在該字符串中，“0”的數(shù)目代表了八桿機構(gòu)，而“（12）”則表示了八桿非同構(gòu)運動鏈中的第十二種結(jié)構(gòu)。符號方案的推理的本質(zhì)其實就是對類似于“00000000（12）”的字符串進行符合設計規(guī)則的操作。在字符串的操作過程中，相似性分析對于減少冗余設計方案的產(chǎn)生，提高符號方案生成效率起著至關重要的作用[3]。

3.結(jié)語

為了適應當今科技快速發(fā)展的潮流，在現(xiàn)今的機械系統(tǒng)的設計過程中，應當從功能設計以及系統(tǒng)設計等多個方面進行對機械系統(tǒng)的設計。文章通過以上的闡述，給出了一種基于設計規(guī)則的機械設計自動化的思路，并以此來提高機械系統(tǒng)的自動化的程度，這對提高機械系統(tǒng)的可操作性和實用性，促進我國的機械制造行業(yè)的發(fā)展有著一定的幫助。

參考文獻：

[1]王玉新，騫軍，顏宏森.構(gòu)建相似分析的方法[J].天津大學學報.2010（3）

[2]李潤芳，林騰蛟，陶澤光，韓熙.現(xiàn)代機械設計方法及其應用[J].機械工藝報.2010（9）

機械傳動方案設計范文第2篇

【關鍵詞】機械設計；創(chuàng)新實驗；機械性能

0.引言

隨著我國科學技術的發(fā)展，社會人才的需求也開始發(fā)生變化。根據(jù)這個特點，各大高校都需要對教育內(nèi)容以及教學結(jié)構(gòu)進行調(diào)整。如今，我國各大工科院校都對課程進行了改革，開始注重學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。在傳統(tǒng)的教學實驗中，開發(fā)了新的創(chuàng)新實驗體系，幫助學生更好的理解教學內(nèi)容，且更好的應對社會需求。

1.機械課程設立創(chuàng)新綜合性創(chuàng)新實驗的目的

如今我國對于高等工科院校的教育進行了適當?shù)恼{(diào)整，參照研究型大學以及建設工程型的需求以及當代社會對于高級人才的需求，學生在大學中學習的理論知識已經(jīng)不能夠用滿足當代復合型人才的需求，因此，需要對學生的綜合能力進行培養(yǎng)。學生在掌握設計方法理論的基礎上，進行綜合性創(chuàng)新實驗教學的磨練，能夠使學生更好的掌握機械的產(chǎn)品性能，更好的解決問題[1]。機械系統(tǒng)屬于較為復雜的系統(tǒng)，主要分為連接部分、驅(qū)動部分、執(zhí)行部分以及傳動部分構(gòu)成。目前我國的機械工業(yè)發(fā)展迅速，大多數(shù)的產(chǎn)品以及模塊化，液壓缸（hydraulic cylinder）、電動機（Motors）以及氣缸（cylinder）都已經(jīng)模塊化。目前我國的機械系統(tǒng)以及構(gòu)成機器大部分都已經(jīng)模塊化，機械設計的目標就是按照用戶的要求，通過這些模塊化的有機組合，構(gòu)成完整的系統(tǒng)。各項機械模塊以及系統(tǒng)的設計為綜合性創(chuàng)新實驗研究提供了可靠的依據(jù)。

2.機械設計綜合性創(chuàng)新實驗主要內(nèi)容

機械設計綜合實驗應當由機械系統(tǒng)的軸系組合創(chuàng)新性實驗、傳動系統(tǒng)系能測試實驗、運動方案設計實驗、機械構(gòu)成創(chuàng)新性實驗以及摩擦磨損性實驗等系統(tǒng)的實驗構(gòu)成。上述這些實驗能夠完整的將機械設計課程的內(nèi)容以及機械原理進行反映，且每個實驗都屬于獨立的整體，都具有自己創(chuàng)新點，更容易使學生掌握機械設計的知識。

2.1機械運動方案的綜合性創(chuàng)新實驗

機械系統(tǒng)運動方案設計實驗是整個機械設計綜合性創(chuàng)新實驗的重點。主要包括了計算機控制模塊、機械的傳動模塊以及電氣驅(qū)動模塊等。機械模塊有能夠分為螺旋機、凸輪機構(gòu)、齒輪機構(gòu)、桿機構(gòu)等組件連接。綜合性創(chuàng)新實驗能夠給學生充分的空間，由學生自己設計運動方案，可利用實驗室的條件（如各項機械的模塊）選擇合適的氣缸以及電機等，以此實現(xiàn)運動的輸入，對控制電路的方法進行選擇，在編寫控制程序的通過調(diào)試后，在進行分析和測試。在這個過程中，學生不僅僅學會了能量與運動之間的轉(zhuǎn)換，學生的綜合應用能力也得到了提高。

2.2機器磨損方面的綜合性創(chuàng)新實驗

機器中的磨損、摩擦以及是機械維護、設計以及制造的關鍵環(huán)節(jié)。但是這些層面上理論知識在機械設計教學內(nèi)容中相對薄弱。材料的摩擦，磨損性的相關實驗能夠使學生更好的理解摩擦對于機械工作性能的影響，主要應該從以下幾個方面進行：劑對于摩擦性能的影響：粘著和磨損性能、實驗金屬材料、聚合物的摩擦、非金屬材料；摩擦性能與材料的關系；摩擦系數(shù)與速度關系實驗等方面[2]。在進行綜合實驗時，學生能夠根據(jù)不同狀態(tài)的材料，自己對材料的滑速以及載荷進行調(diào)節(jié)，對的狀態(tài)進行改善，測試材料的摩擦學參數(shù)，使學生對摩擦的理論知識了解更透徹，再設計時更加注重于摩擦學設計。

2.3機構(gòu)創(chuàng)新設計方面的綜合性創(chuàng)新實驗

機構(gòu)創(chuàng)新的創(chuàng)新實驗屬于復雜機械設計中的關鍵環(huán)節(jié)。機構(gòu)設計和選型都需要通過換圖和精確的計算來確定。因此，普通的機構(gòu)復雜，需要制定多個方案。除此之外，機構(gòu)設計通常需要經(jīng)過多次改進，改進后才能夠獲得最準確的參數(shù)以及方案。機構(gòu)創(chuàng)新實驗能夠采用搭接試驗臺或者搭接任意的平面機構(gòu)，通過調(diào)整尺寸等，確定最終的設計方案。機構(gòu)創(chuàng)新的創(chuàng)新實驗能夠?qū)W生的理論知識進行鞏固，提高學生的動手能力。

2.4磁懸浮軸承方面的綜合性創(chuàng)新實驗

磁懸浮軸承通常是指通過磁場力將軸承以及轉(zhuǎn)子進行區(qū)分，最終實現(xiàn)機電一體化。磁懸浮軸承的研究通常包括電磁耦合、機械動力學以及強度理論等。在實驗的過程中學生能夠?qū)⒋艖腋≥S承的用以及原理進行深入的了解，在以后的設計中，將這一理論應用到其他相應的磁懸浮設備中[3]。自主的去了解控制磁懸浮的方法，在實驗中認清控制參數(shù)以載荷大小的關系。使學生更好的了解到設備的支撐力不僅僅是直接接觸產(chǎn)生的影響，也能夠采用非接觸的磁力來進行支撐。

2.5機械轉(zhuǎn)動系統(tǒng)方面的綜合性創(chuàng)新實驗

機械轉(zhuǎn)動系統(tǒng)性能方面的測試實驗主要是為了讓學生更好的掌握性能測試的原理、機械轉(zhuǎn)動系統(tǒng)的構(gòu)成部分等，更好的了解常用測量儀器以及相關的測量方法，使學生更加熟悉傳動性，在以后的設計過程中，合理的利用傳動設備的運行，提高學生在傳動系統(tǒng)的性能測試、設計以及應用方面的掌握能力。

3.機械設計綜合性創(chuàng)新實驗的開發(fā)

實驗臺的組合通常分為以下幾個部分：執(zhí)行部分、聯(lián)接以及過渡裝置、傳動系統(tǒng)以及動機部分。

執(zhí)行部分：實驗平臺通常包括高速成型機、振動螺旋推進機以及物料成型加工機等。

聯(lián)結(jié)以及過渡裝置：實驗室需提供常用的離合器組建模塊以及聯(lián)軸器等，這些這作為預選的聯(lián)結(jié)以及過渡裝置[4]。除此之外，根據(jù)原動機以及傳統(tǒng)系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)以及之間的過度關系以及功能，使學生自主的進行設計。對于聯(lián)結(jié)以及過渡裝置、新的性能以及優(yōu)良傳動方面進行新的設計。

傳動系統(tǒng)：轉(zhuǎn)動裝置通常包括空間機構(gòu)以及平面機構(gòu)兩部分。實驗室需要預先設置多種類型的增速模塊以及減速器等，主要內(nèi)容為螺旋轉(zhuǎn)動、帶傳動、圓錐齒輪減速器、鏈傳動以及圓柱齒輪減速器等。在進行試驗時，學生能夠通過傳動系統(tǒng)的最優(yōu)組合，以此實現(xiàn)執(zhí)行機構(gòu)以及原動機的運動傳遞。學生可根據(jù)功能的需求對機械傳動的模塊以及裝置進行新的設計。

動機部分：實驗室需要提供步進電機、交流以及直流電動機等，除此之外，還需準備各種型號或者規(guī)格的電動機。

機械傳動以及機構(gòu)已經(jīng)進行進入了傳統(tǒng)的模塊化階段，通過模塊化傳動組件（主要包括機構(gòu)、減速器、各種聯(lián)軸器、鏈傳動等組件），綜合考慮速度要求、環(huán)境約束、工作條件以及功率大小等問題，實現(xiàn)條件的約束以及限制。通過執(zhí)行裝置、機械傳動以及過渡連接等，設計出新的機械傳動模式。

4.結(jié)語

機械設計綜合創(chuàng)新性實驗室發(fā)貨的作用主要取決于項目的設立以及實驗項目的管理，實驗的內(nèi)容需要在學生學習的基礎上進行，更好的培養(yǎng)學生的綜合能力。

【參考文獻】

[1]林蓉，丑正汶，吳耀武，孫海順.《電氣工程實驗》課程建設[A].第四屆全國高等學校電氣工程及其自動化專業(yè)教學改革研討會論文集（上冊）[C].2009（10）.

[2]李文斌，成建平，劉混舉，馮曉寧.機械類本科生創(chuàng)新性實驗教學體系的研究與實踐[J].太原理工大學學報（社會科學版），2009（03）.

機械傳動方案設計范文第3篇

關鍵詞：抽油機；自平衡；雙井；電機換向

1.研究背景

傳統(tǒng)的抽油機主要有：游梁式抽油機、鏈條式抽油機、皮帶式抽油機等。近年來世界抽油機技術發(fā)展，其向著更好的適應性、可靠性、經(jīng)濟性和先進性發(fā)展；并且提高了抽油機平衡效果，改善了抽油機的運動特性、動力特性等平衡特性；增大了抽油機的使用范圍，強化了抽油機智能化程度。

傳統(tǒng)的抽油機的換向多采用機械換向。游梁式抽油機的換向是利用曲柄帶動連桿上下往復運動，皮帶式抽油機利用單鏈條連接曲拐和滑車架在框架中上下往復運動實現(xiàn)上下抽油，鏈條式抽油機通過齒條鏈輪實現(xiàn)換向。隨著機電一體化的發(fā)展，將電氣控制技術應用于抽油機，直接利用電機實現(xiàn)上下沖程也在實際生產(chǎn)中得以運用。

目前，國內(nèi)油田采用的抽油機多數(shù)是游梁式抽油機，游梁式抽油機―有桿抽油泵個系統(tǒng)的總效率在國內(nèi)一般地區(qū)均只12%～23%，先進地區(qū)至今也小到30%美國的常規(guī)型抽油機系統(tǒng)效率較高，但也僅有46%系統(tǒng)效率低下，能耗大，耗電就多。

本文設計出一種雙塔自平衡式抽油機。利用叢式井抽油機利用兩口油井距離近的特點，用一臺抽油機同時抽油，采用雙井平衡方式，利用調(diào)節(jié)兩口油井下泵深度、抽油桿組合和抽油泵直徑大小，使兩口油井的載荷相互平衡，可取得更精確的平衡和節(jié)能效果，具有更好的經(jīng)濟效益。不再利用傳統(tǒng)機械式的上下沖程換向，而是采用現(xiàn)在已在勝利油田、大港油田、大慶油田、新疆油田已實用的智能換向電動機，通過其正反轉(zhuǎn)即能實現(xiàn)雙側(cè)抽油桿同時作業(yè)，實現(xiàn)了傳統(tǒng)的抽油機自動化與智能化的改進與發(fā)展。

2.結(jié)構(gòu)與工作原理

2.1結(jié)構(gòu)簡介

通過兩塔架1中間放置電動機2經(jīng)減速箱3輸出動力到同步帶輪6，利用同步帶輪帶動同步帶8運動，而同步帶兩側(cè)連接兩個抽油桿4，即可實現(xiàn)兩口油井抽油桿自平衡運行，代替了傳統(tǒng)皮帶式抽油機的平衡塊，實現(xiàn)一個上下沖程能滿足兩口井同時完成一次作業(yè)。

而在運行過程中，采用開關磁阻調(diào)速電動機拖動，由可編程控制器進行準確的位置控制。保證了實現(xiàn)了兩側(cè)的抽油桿的上下往復抽油作業(yè)。

圖2.1 雙塔自平衡式抽油機結(jié)構(gòu)圖

1-傳動塔架 2-智能換向電機 3-減速箱 4-抽油桿 5-天輪 6-同步帶輪 7-底輪

2.2 傳動皮帶（同步帶）設計

如圖2.2所示電機通過減速箱減得到軸的低速轉(zhuǎn)動，從而帶動同步帶輪的轉(zhuǎn)動。利用主動同步帶輪軸、兩個塔架底部同步帶輪軸的垂直高度不一致，其中心形成一個等腰三角形，在此基礎上將雙面同步帶輪繞過主動同步帶輪軸頂部，再從下側(cè)繞過底部的兩同步帶輪，從而實現(xiàn)了同步帶輪的張緊，能始終保持與帶輪的嚙合。

圖2.2 同步帶及同步帶輪位置設計

2.3 換向?qū)崿F(xiàn)

雙塔自平衡式抽油機采用雙換向方式，保證精準換向。采用開關磁阻調(diào)速電動機拖動，由可編程控制器進行準確的位置控制。為了防止控制上偏差以及突發(fā)失靈的發(fā)生，同時還在在同步帶上，根據(jù)抽油機沖程設置撥針，從而實現(xiàn)在同步帶的極限位置撥動限位開關，電氣控制調(diào)速電機反向運轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)了換向的目的。

圖2.3 動力輸出

1-同步帶輪 2-動力輸出軸及齒輪

2.4剎車的實現(xiàn)

在底部兩個導輪1處同樣設置同步帶輪2，在需要臨時停止運行時，通過設置的剎車裝置2實現(xiàn)及時剎車。剎車裝置如圖2.4示，類似于普通的汽車的剎車片工作原理一樣，即內(nèi)圈抱緊同步帶輪，實現(xiàn)在第一時間制動。

圖2.4 底輪傳動及剎車

1-底輪耳板 2-同步帶輪 3-剎車裝置

3.分析與討論

3.1節(jié)能分析

常規(guī)抽油機所用的電動機為鼠籠電動機，電動機在啟動時電流為額定電流的6-7倍。而電動機換向智能抽油機的電動機為先進的開關磁阻電動機，功率因數(shù)近似為1，電動機啟動電流小。

電動機換向智能抽油機機械傳動線路短，從電動機聯(lián)軸器至一級減速器聯(lián)軸器工作機構(gòu)的機械傳動效率在80%以上。而常規(guī)抽油機機械傳動線路長，機械傳動效率低，僅在40%左右，該抽油機比常規(guī)抽油機機械傳動效率提高1倍。

雙塔自平衡式抽油機巧妙運用抽油桿重力自平衡，實現(xiàn)扭矩平衡，能實現(xiàn)叢井同時業(yè)，將傳統(tǒng)的配重塊設置為另一個對稱分布的抽油桿，減少了能源的損耗。

3.2智能換向分析

傳統(tǒng)的游梁式抽油機、鏈條式抽油機、皮帶式抽油機其換向均為機械換向，通過設置曲柄、鏈節(jié)帶動導向?qū)崿F(xiàn)換向。雙塔自平衡式抽油機將其從機械換向方式轉(zhuǎn)換為現(xiàn)代油田中新興的電機換向方式，隨著電動機技術的發(fā)展，傳統(tǒng)的伺服電機、調(diào)速電機等不再僅僅局限于高速輕載的領域中，例如包裝機械、電子機械、印刷機械，逐漸應用于石油領域中低速重載的場合。該類電機如加上微控制器單片機，通過編程即可實現(xiàn)本地或者異地控制電機的運轉(zhuǎn)，監(jiān)視實時運行的轉(zhuǎn)速、扭矩、電壓、電流等情況，實現(xiàn)自動化控制管理。

剎車系統(tǒng)能實現(xiàn)抽油機立即停轉(zhuǎn)，防止慣性繼續(xù)運轉(zhuǎn)。

四、結(jié)論

目前我國很多油田為了提高產(chǎn)量往往打了很多密井；一些新發(fā)現(xiàn)的大油田打了很多叢式井；海洋平臺上也有近距離油井。這些密井使得高效、節(jié)能環(huán)保的雙井抽油機有了用武之地。雙塔自平衡式抽油機，電機智能換向結(jié)構(gòu)簡單，抽油效率高，節(jié)能明顯。其傳動設計突破了傳統(tǒng)抽油機的機械傳動的方式，使抽油機整體結(jié)構(gòu)簡單。雙塔自平衡式抽油機還可以適用于叢式井、密井、海洋平臺油井的開采。

參考文獻：

[1]孫慶紅，溫澤民，王善政等.電動機換向智能抽油機應用與分析[J].石油機械，2002，30（5）：31-33.DOI：10.3969/j.issn.1001-4578.2002.05.011.

[2]任志剛.油田抽油機發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].中國化工貿(mào)易，2014，（17）：123-123，125.DOI：10.3969/j.issn.1674-5167.2014.17.108.

機械傳動方案設計范文第4篇

關鍵詞：機械原理，教學；學生，實踐能力，創(chuàng)新能力

隨著機械原理課程體系的改革與深化，課程內(nèi)容在不斷更新和增加，教學學時相對減少，但教學目標沒有降低，反而有所提高，學時與內(nèi)容形成了突出矛盾。如何提高學生學習的自主性和能動性，使學生在較短時間內(nèi)既能掌握主要內(nèi)容，又有一定的基本技能訓練，培養(yǎng)和提高學生的實踐和創(chuàng)新設計能力，成了教學改革的重要課題。

一、根據(jù)社會需要，及時更新教學內(nèi)容

傳授知識與培養(yǎng)能力并重。教學中，不僅要強調(diào)課程的基本概念、基本理論和基本方法，而且還要注意促使學生在掌握和運用基本理論和基本方法的過程中，能夠結(jié)合具體工程對象思考和研究問題。利用實驗室和大學生科技創(chuàng)新實踐基地的開放條件，組織學生觀看常用機構(gòu)和科研產(chǎn)品，啟發(fā)學生思考和總結(jié)，以探索新的設計方法，提高其創(chuàng)新設計能力。

邏輯思維能力和形象思維能力一體化培養(yǎng)。機械原理課程的許多基本理論都經(jīng)過嚴密的推導和論證，以此來培養(yǎng)學生的邏輯思維能力。在使用的cAI課件中引入栩栩如生的機構(gòu)運動仿真模型，可以開發(fā)學生的形象思維，把抽象的邏輯推理和形象的機構(gòu)運動時空關系結(jié)合起來，促使其建立工程實踐觀念。

力求把分析方法和設計方法與計算機技術結(jié)合起來。機械原理中的許多圖解法都具有概念清晰的特點，如機構(gòu)運動分析和力分析的圖解法、凸輪輪廓設計和基本尺寸確定的圖解法等，而解析法又往往被認為難以給出形象的概念。教學中，通過計算機圖形功能和可視化技術，把許多解析法、數(shù)值法的計算過程和計算結(jié)果進行可視化處理，使之超出原來圖解法的概念清晰程度，并可以改變參數(shù)，做到舉一反三，使學生把機械原理的學習和研究提高到一個新水平。

二、大力推進教學方法改革，實現(xiàn)從注重知識傳授向重視工程素質(zhì)和創(chuàng)新設計能力培養(yǎng)轉(zhuǎn)變

轉(zhuǎn)變教學觀念，牢固樹立以學生為中心的思想。正確認識學生是主體，教師為主導的內(nèi)涵，充分調(diào)動學生學習的積極性和主動性。改革“灌輸式”教學方法，實施啟發(fā)式、討論式、研究式教學，達到師生互動，改變被動的“要我學”為學生積極主動參與式的“我要學”。選擇部分課程內(nèi)容由學生主講，老師總結(jié)點評，讓學生撰寫與課程內(nèi)容相關的小論文、讀書報告等，從而使學生的主體地位得到真正體現(xiàn)。

在課堂教學中，強調(diào)結(jié)論與過程的統(tǒng)一，堅持感知(具體)一概括(抽象)一應用(實際)的認識過程，使學生的認識活動建立在具體感知的基礎上。用實物、模型、掛圖或多媒體展現(xiàn)機構(gòu)和機械零部件的結(jié)構(gòu)、工作原理，然后通過抽象概括，得出知識的結(jié)論并應用于實際。在這個過程中，使學生的思維得到訓練，既掌握知識，又提高能力。

在課堂教學中，堅持理論聯(lián)系實際的學風，把基礎理論與設計實踐緊密結(jié)合，不斷將新的概念、新的思維方式和新的研究成果引入課堂，增加課堂信息量，引導學生涉足活躍的學科前沿。

在課堂教學中，講、練結(jié)合，安排設計性大作業(yè)，如機構(gòu)運動分析和力分析、凸輪機構(gòu)設計、機械系統(tǒng)方案設計等，培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的設計思想和創(chuàng)新設計意識。安排學生上機，進行機構(gòu)的計算機輔助設計，強化學生的計算機輔助設計能力和繪圖能力。

三、改革實驗教學，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和動手能力

實驗教學是驗證理論，培養(yǎng)學生動手能力、創(chuàng)新意識和工程素質(zhì)的重要手段；是提高學生實驗技能，為以后的創(chuàng)新實踐打基礎的工程訓練方法；是以發(fā)揮學生主觀能動性為主的現(xiàn)場實踐。為了適應新形勢下對創(chuàng)新人才培養(yǎng)的需求，必須改變以往那種重知識灌輸、輕創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實驗教學方式，要對實驗教學內(nèi)容、教學方法進行改革。

改革實驗教學內(nèi)容。實驗內(nèi)容的設置在考慮到學生的認知規(guī)律和創(chuàng)新思維過程的前提下，應將其分為兩個層次來設置。第一個層次是將認知性、驗證性實驗與綜合性實驗相結(jié)合，這對于培養(yǎng)學生的形象思維能力和創(chuàng)新意識是非常重要的。技術基礎課較基礎課更加接近工程實際，要理解和掌握技術基礎課程的一些內(nèi)容，解決工程實際問題和進行創(chuàng)造性的設計。單靠邏輯思維是遠遠不夠的，必須發(fā)展形象思維能力。通過實驗，學生可以把機械產(chǎn)品和各種機構(gòu)的復雜實物形態(tài)信息轉(zhuǎn)化為能夠被人的感觀接收的具有客體特征的信息，然后再將其轉(zhuǎn)換為適于主體思維進行操作的觀念編碼信息，有了這樣一些信息，在進行機械產(chǎn)品創(chuàng)新設計過程中才能夠做到才思噴涌，舉一反三。第二個層次是分析性、設計性與創(chuàng)新性實驗相結(jié)合，這對于激發(fā)學生主動參與實踐活動的熱情，培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維和動手能力具有很好的促進作用。經(jīng)歷了一定階段的理論學習和實驗認識，學生已經(jīng)具備了一定的感性認識和分析問題、解決問題的能力。這時開設一些具有設計性和創(chuàng)新性的實驗，可以充分發(fā)揮學生的主觀能動性和創(chuàng)新積極性，挖掘創(chuàng)造潛能，培養(yǎng)創(chuàng)新意識和嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，提高解決實際問題的能力，使學生從中學到更多的實驗技能和實驗創(chuàng)新方法。

改進實驗教學方法。要變以教師傳授實驗技能和知識為主的教學方法為以學生為主體的實驗教學方法。學生應根據(jù)實驗要求自己設計實驗內(nèi)容、實驗步驟，教師在實驗過程中主要起引導和啟發(fā)作用，留給學生足夠的創(chuàng)新空間，這樣可以充分發(fā)揮學生的主觀能動性，真正提高學生利用所學理論知識解決實際問題的能力，提高創(chuàng)新意識和動手能力。

四、改革課程設計模式，培養(yǎng)學生工程設計的整體觀念和創(chuàng)新意識

大多數(shù)高校的機械原理和機械設計課程的設計都是單獨進行的，均以消化本課程內(nèi)容為基本目的。前者側(cè)重于機構(gòu)的分析、設計和機械系統(tǒng)方案設計；后者側(cè)重于零件的選材和結(jié)構(gòu)設計。不考慮總體、不考慮多種因素的限制和聯(lián)系，達不到各自設計的要求。兩門課程設計融合在一起，變成綜合性課程設計后，可從機械設計的全過程出發(fā)，做到課程設計的完整性、系統(tǒng)性和綜合性。兩門課程設計合二為一后，要同時滿足兩者的設計要求。設計內(nèi)容要能覆蓋兩門課程的主要內(nèi)容，既要包括機構(gòu)和機械系統(tǒng)方案設計，又要包括機械傳動裝置和典型零件的設計。

為了提高教學效果，要改變傳統(tǒng)的教學模式，變集中式教學為先分散后集中式教學。將執(zhí)行機構(gòu)設計的一部分內(nèi)容融于機械原理教學中，連桿機構(gòu)內(nèi)容講完后，就將課程設計任務布置給學生，要求學生將執(zhí)行機構(gòu)用連桿機構(gòu)組合而成，以后每講完一種機構(gòu)，學生就可以在原有機構(gòu)的基礎上進一步改進和創(chuàng)新。最后，學生可通過參觀樣機、查閱資料、討論及教師輔導構(gòu)思出多種執(zhí)行機構(gòu)的運動方案，并對各種執(zhí)行機構(gòu)的運動方案進行運動分析和力分析，優(yōu)選出最佳方案。隨著機械設計課程的進行，當機械傳動部分講完后，就要求學生進行傳動方案的擬定，同時選擇電機，進行傳動裝置運動和動力參數(shù)的計算，并對傳動零件進行設計計算。當軸系零部件部分講完后，要求學生完成軸系的結(jié)構(gòu)設計。這些工作讓學生在平時學習過程中借助計算機完成，同時加強對學生結(jié)構(gòu)設計能力的培養(yǎng)。這樣，既可使學生在集中教學時間段內(nèi)輕松完成課程設計任務，又可使基本設計能力的培養(yǎng)循序漸進，更加扎實，還可以大大改善機械原理和機械設計課程的教學質(zhì)量，避免理論與實際脫離。

機械傳動方案設計范文第5篇

1.1傳動方案的設計與計算

依據(jù)設計任務書給出的工況條件和要求，設計傳動形式、計算傳動功率、選擇電機、合理分配傳動比、確定方式。

1.2減速器的結(jié)構(gòu)設計與計算

經(jīng)過初步的設計與計算，計算出大小齒輪的分度圓直徑、齒寬，估算出各軸的最小直徑，并開始齒輪減速器的結(jié)構(gòu)設計。需要注意的是這個部分與繪制圖紙是相輔相成的。

1.3繪制圖紙

結(jié)構(gòu)制圖的設計絕不是簡單的對照著例圖抄圖，整個設計過程要遵循嚴格的先后順序。首先，根據(jù)計算出的數(shù)據(jù)估算整體尺寸，以利于圖幅圖面的選擇和布置。其次，畫出大小齒輪的大體輪廓，定內(nèi)壁線。根據(jù)預留螺栓要求的扳手空間確定凸緣尺寸，畫出減速器輪廓的寬度。另外，由軸的最小軸徑和軸承型號確定軸各段的尺寸。最后，就要根據(jù)內(nèi)壁和壁厚來確定外輪廓及吊耳吊孔，根據(jù)齒輪嚙合位置和透視窗設計準則來確定透視窗的大小和位置等。只要掌握了一定的方法和知識，整個設計也將知難行易。

1.4設計說明書的編制

這部分是將整個設計過程記錄下來，重點是軸和其他重要零件的校核。它所涉及的是傳動方案設計與計算的依據(jù)，結(jié)構(gòu)設計的說明，標準件、外購件的選擇與計算等。若有一個模版就會使編寫思路更加清晰。

1.5設計總結(jié)與答辯

在設計總結(jié)與答辯階段，老師會根據(jù)教學經(jīng)驗對學生的設計理念、方法或者設計中容易遇到的問題進行提問。這需要學生以扎實的功底認真的態(tài)度來做好設計中的每一步，而在此過程中學生會學到更多的知識。

2機械設計課程設計中的感受

2.1在實踐中學習，理論聯(lián)系實際

理論聯(lián)系實際是理論教學中的一項基本原則。在教學過程中具體運用這一原則時，要防止片面性，要在理論和實際的內(nèi)在統(tǒng)一性上下功夫，要廣泛地聯(lián)系實際，聯(lián)系學生的思想狀況、理論水平、知識需求和接受能力，從而科學、完整地貫徹教學原則。

1)在課程設計的實踐中，要對學生進行設計基本技能的訓練，使其學會查閱和使用標準規(guī)范、手冊、圖冊及相關技術資料，培養(yǎng)計算、繪圖、數(shù)據(jù)處理等方面的能力。在設計與計算中，與傳統(tǒng)作業(yè)大不一樣，不能僅靠公式計算來確定參數(shù)。而且，課本和設計指導書中給出的很多參數(shù)都是范圍，所以必須根據(jù)設計的具體情況選出具體數(shù)值。例如，V型帶可選擇的傳動比是2～7。這些數(shù)值究竟在自己的方案如何選擇?這需要學生認真閱讀課本、參考手冊，通過各種方式查閱現(xiàn)有的減速器在特定條件下各級傳動比的分配來對比，最后總結(jié)出自己的“經(jīng)驗”。而這種“經(jīng)驗”會為學生步入社會打下堅實的基礎。

2)學會將理論聯(lián)系實際的設計思想綜合運用到課程設計中，鍛煉結(jié)合生產(chǎn)實際分析、解決實際工程問題的能力，鞏固、深化和擴展有關機械設計方面的知識。

2.2科學的方法

設計過程中，方案設計與計算同基礎理論知識聯(lián)系很多，而且有設計模板，學生做起來不算很難，但進入減速器結(jié)構(gòu)設計階段，很多學生沒有任何經(jīng)驗，不知從何下手?？茖W的方法對學生的重要性毋庸置疑。

1)要有足夠的知識儲備和繪圖練習。如果學生在機械設計課程的學習過程中，能高質(zhì)量地完成螺紋連接、鍵連接、皮帶傳動設計、齒輪、鏈輪設計，特別是對其結(jié)構(gòu)部分的設計(制圖)作業(yè)，則在減速器的具體結(jié)構(gòu)設計與制圖中的小零件就不會是學生的阻礙了。

2)善用圖示圖解法。齒輪減速器結(jié)構(gòu)設計一直是工科院校機械類專業(yè)的經(jīng)典教學內(nèi)容，各類參考書目非常多，用圖示圖解更加直觀清晰，容易被學生接受。利用老師總結(jié)編制的一套教學解析圖，針對學生容易出現(xiàn)的設計錯誤和難以理解的地方，用圖形的方式突出重點，并加以強調(diào)，減少設計過程的失誤和時間浪費。例如，當學生對起蓋螺釘?shù)囊?guī)格不太清楚時，圖上會以簡明扼要的話語告訴學生這種零件在設計手冊的位置及使用注意事項。

2.3變被動學習主動學習

將課堂還給學生，讓學生成為課堂的主體，教師則成為課堂上學生的引導者．這樣學生才會集中精神去思考、去參與課堂學習，變被動學習為主動學習。當確定了本次課程設計的重點是減速箱的設計，明確了減速箱的目的是為了減速之后，學生可以思考其學過的達到減速目的的多種方式，如齒輪減速，蝸輪蝸桿減速，鏈、帶傳動減速或利用液壓氣壓來實現(xiàn)減速等。但為何市場多選用齒輪傳動減速而不選擇其他方式，這就需要學生比較各種減速方式的優(yōu)缺點及適用情況，借鑒前人的經(jīng)驗，根據(jù)機械設計的實用原則來解決這些問題。而這個過程，恰恰是學生在不知不覺中變被動學習為主動學習的過程。

3設計過程的探討

當一張設計圖基本完成的時候，很多細節(jié)問題也往往被學生忽略。例如，螺紋連接件的類型有很多，我們常用的有螺釘、螺栓、雙頭螺柱、螺母和墊圈等，而這些連接件的尺寸和結(jié)構(gòu)形式都是有標準的，所以設計時要根據(jù)相關標準來選擇繪圖。起吊裝置中的吊環(huán)、吊耳等應該按起重重量來選擇，結(jié)構(gòu)和尺寸也應按照標準來繪制，特殊情況可以根據(jù)具體情況做適當?shù)男薷摹楸ＷC安全起吊，吊環(huán)的螺釘也應完全擰入螺孔。同時，定位銷、油標尺、通氣器也是標準的，甚至標題欄的制作更是需要我們找到確定的依據(jù)，這些依據(jù)會使整張圖紙更具標準化、正規(guī)化與完整性。另外，有些參數(shù)需要圓整，盡可能不帶小數(shù)，如軸徑尺寸;有些參數(shù)必須取標準值，如齒輪模數(shù)、螺栓螺母;有些數(shù)值即不需要圓整也沒有標準，如斜齒輪分度圓直徑尺寸值等。設計零件圖的重點是尺寸標注、公差選擇與標注、加工工藝要求與檢驗要求。這些都是學生特別容易輕視的。細節(jié)決定質(zhì)量，只要在此階段把握好細節(jié)，一切有理有據(jù)，那么學生的設計必然是高質(zhì)量的設計。

4結(jié)束語