时光在流逝，从不停歇，一段时间的工作已经结束了，我相信大家都是有收获的，将过去的时间汇集成一份优秀小结吧。你所见过的小结应该是什么样的？以下是爱岗的小编帮助大家收集整理的13篇机械原理教案设计。
机械原理课程设计 篇一
关键词 机械原理 科技创新活动 创新设计能力
中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdkz.2015.10.054
The Exploration of Mechanical Principle Course Teaching Based on
Extracurricular Technological Innovation Ability
WEI Junying， WANG Jidai
（College of Mechanical and Electronic Engineering， Shandong University of Science and Technology， Qingdao 266590）
Abstract Aimed at the mechanical principle course teaching situation and existing problem， extracurricular technological innovation ability should be paid attention such as taking part in teacher's scientific research projects and technological innovation competition to combining mechanical principle knowledge with technological innovation. In this way teaching activities are implemented which has obtained good effect and improved students' ability in innovation design.
Key words mechanical principle; technological innovation ability; innovative design ability
指出“谋创新就是谋未来”，“科技发展的方向就是创新、创新、再创新”。面对复杂的国内外形势以及我国的改革环境和发展任务，“创新”已经成为21世纪产品的重要“代言人”。作为培养人才的高等教育领域，高度重视学生的创新设计与实践能力培养，努力培养出高等创造型人才是高校教师责无旁贷的责任。①
机械原理主要研究机构组成原理、常用机构的特点及应用与设计、机构运动学及机构动力学、机械系统的方案设计等问题，②是学生掌握设计能力、提高创新思维的重要知识基础，因此，有着其他课程不可代替的作用。③
1 机械原理教学现状
机械原理是高等院校机械类专业的一门十分重要的主干技术基础课程，这门课程的主要目的是让学生认识和了解机械、为机械类有关专业课程学习打好理论基础，更重要的是为机械产品的创新设计、现有机械的合理使用和革新改造打下良好基础。
目前，在机械原理的教学过程中，教师一般较为注重于去“教”机构原理、运动学及动力学分析这些基本知识。通常老师讲解得仔细透彻，但学生往往自主学习能力不强、不够积极，且机械原理有些知识比较抽象，很多学生头脑中对一些机构没有感性认识，因此往往不能很快掌握、进而问题遗留拖延，导致积累更多问题，课堂效率低下。④
1.1 课堂理论教学与工程实践脱节
目前，我校机械原理的教学模式仍然偏重于理论知识的教学，且学生对课程中涉及到的常用机构普遍缺少直观认识，因此对一些内容不能做到很好理解。机械原理是机械类专业一门重要的专业基础课，由于不能将课堂上学到的原理知识与实践相结合，因此很多学生对老师讲解的知识难以理解，很难打好机械入门的基础。尽管机械原理课程也有相应的实验环节安排，例如认识机构、机构运动简图绘制等，但多数学生基本上走马观花，对机构认识很肤浅，仍然不能与课堂上学过的机构、原理联系起来，故实验效果很差。
机械原理目前多采用多媒体教学辅助教学，在课件中也有大量机构及其原理的应用实例，但由于课堂教学学时有限，有些学生没有生活、生产中机构的实际应用概念，故不能很好地将这些实例与理论知识联系起来，这些都造成了理论教学与工程实践的脱节。
1.2 机械原理知识不能融入到创新设计中
机械原理课程中，有些内容是比较枯燥的，在授课过程中如果不能激发学生的兴趣和能动性，那么学生对课程知识的掌握就更加不理想。机械原理课程是设计道路上的第一道关口，学生创新设计能力是机械原理教学中很重要的环节。很多学生有许多新颖的构思和创新的思想，但教师不能很好地引导他们将机械原理理论知识融入到创新设计中，不能开拓他们的创新思维，因此学生不能充分发挥想象力和创造性思维，不能将课堂上学到的知识灵活应用于实践中。
2 改变教学模式，利用各种课外科技创新设计活动提高创新设计能力
目前，国内外高校都十分重视培养学生的科技创新能力，我校机械原理课程建设结合理论知识与工程实践之间的密切联系，突出了对学生综合设计能力、创造性思维及创新设计能力的培养。在创新设计能力培养方面，特别提出通过参与教师科研项目、科技创新模块等加强对学生能力的培养。⑤
2.1 教学模块突出创新设计能力培养
机械原理课程教学模块分为两大主要模块：课堂理论教学模块与实践教学模块。
在课堂教学模块中，动力设计模块、机构设计模块为机械原理的基础模块，通过其学习使学生掌握机械原理机构分析、机构设计的基本原理和方法。另外，综合设计模块是前两个模块的延伸和提高，主要进行机械系统方案的设计，要求学生在所学机械原理理论知识的基础上，结合各种实践经验，充分发挥个人主观能动性及想象力，灵活运用现代设计理论和方法、技巧，设计出新颖独特、节能高效、紧凑灵巧的机械系统，这些对于培养工科机械类专业学生的综合设计水平、创新设计能力有尤为重要的意义。
在实践教学方面，包含实验教学模块、课程设计模块和科技创新模块。前两个模块注重对学生机械原理基本知识的实践掌握和巩固，科技创新模块则注重于鼓励、支持学生参加政府、教育厅等各部门举办的各类科技创新竞赛活动，将所学理论知识应用到实践中，以提高他们创新设计的能力。
2.2 科研项目多参与
在机械原理课堂教学中，把教师的科研项目、科技创新的理念融入其中，加强对学生创新设计能力的培养。根据自己的科研项目开展相关机构创新的教学内容，例如在学习平行四边形机构时，结合科研项目码垛机器人手臂、钢制容器壁面爬行机器人手臂的研究，使学生加深对平行四边形机构运动特征、应用、设计及其存在问题的深入理解，鼓励学生将所学机械原理理论知识与科研项目中实际设计结合起来，这样既提高了学生学习机械原理的兴趣，掌握、巩固并应用了所学的理论知识，又极大提高了创新设计能力和工程实践能力。
2.3 课外科技创新竞赛活动多参与
为了提高学生的创新设计能力，学校建立了三个层次的大学生课外科技创新活动的组织机构和保障、各种奖励措施对学生的课外科技活动提供制度及物质保障。⑥其中，第一层次为学生科技创新领导小组，由学校领导和有关职能部门牵头，另外由各领域知名专家教授组成，负责课外科技创新活动的发展规划和开展、筹集活动资金、工作协调及评比表彰等；第二层次为教学管理与服务组织，主要由学校教务处、科研处等具体实施、监控部门以及各二级学院的教学管理部门组成，负责课程教学过程的具体设计和组织实施、质量监控等；第三层次为课外科技创新活动组织实施，由共青团、学生会、各类学生社团等组成，负责课外科技创新实践活动的规划与具体实施。学校相关部门制定各类科技活动及竞赛奖励办法，依据参加赛事级别及获得奖项名次等级及时给予相应的表彰与奖励。
通过这些课外科技活动组织、保障措施和激励机制，能持续鼓励、支持保障学生参加各类课外科技创新实践活动，如山东省挑战杯大学生课外学术科技作品竞赛、山东省大学生机电产品创新设计竞赛、山东省大学生科技创新大赛。学生根据竞赛主题与相关要求，结合所学理论知识，充分发挥想象力和创造性思维进行构思设计，构建产品的虚拟样机或实物模型，将理论与实践结合，极大提高了创新设计和工程实践的能力。
3 各类课外科技创新设计实践活动成果
目前，各种科技创新竞赛活动已成为大学生素质教育的重要项目。在课题组相关老师参与及指导下，学生能够在学习机械原理课程过程中或者结束该课程后，积极参加各种创新设计竞赛。在近几年参与大赛中，取得全国大学生机械创新设计大赛中二等奖2项，全国大学生过程装备创新与实践大赛中二等奖1项、三等奖2项；在第十四届山东省挑战杯学生课外学术科技作品竞赛中获得特等奖并推荐进入国赛；山东省大学生机电产品创新大赛中获一等奖9项、山东省大学生首届科技创新大赛一等奖1项、山东省电子产品设计大赛中获得一等奖1项等等。这些荣誉和奖项极大鼓舞了大学生们参加科技创新实践活动的积极性，提高了他们学习机械原理等课程的兴趣，更重要的是提高了将理论知识与实践相结合的能力、创新设计的能力。
4 结语
创新设计能力是工科机械类专业学生培养过程中非常重要的一个环节。本文分析了机械原理课程教学现状及其存在问题，提出在教学过程中融入创新设计，将科技创新实践与教学活动相结合，鼓励支持学生参与教师科研项目、参加各类科技创新竞赛。通过在教学活动中实践，极大提高了学生创新设计与工程实践的能力，取得了预期效果。
注释
① 袁爱霞，高中庸，李宝灵。机械原理与机构创新设计[J].高教论坛，2007（6）：78-79.
② 孙桓，陈作模，葛文杰。机械原理[M].高等教育出版社，2006.
③ 侯莉侠，侯俊才，郭红利等。在机械原理课程教学中引入创新设计的探讨[J].中国教育技术装备，2014（24）：139-140.
④ 巫海平。机械原理教学与创新设计相结合的实践与探索[J].职业技术，2013（6）：149-150.
机械原理课程设计 篇二
关键词： 机械原理；课程设计；PRO/E；改革
中图分类号：G423 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）01-0274-02
1 现阶段机械原理课程设计中存在的问题
机械原理课程设计是学习机械原理的重要实践性环节，也是机械类学生大学四年中接触“工程设计”的第一个环节，对学生树立工程设计的观点，培养自学能力、独立工作能力、创新能力，应用现代工程工具的能力有着不可替代的巨大作用。
我校机械原理课程设计从原来一个题目：锁梁自动成型机，以图解法进行运动分析为主，发展到今天10个题目以上，以计算机解析法VB编程进行运动分析为主，可以说有-快回答§www.kaoyantv.com 了非常巨大的进步。但由于各方面原因，目前我校机械原理课程设计与现代工程的实践与应用开始出现差距和不足，主要表现在以下几点：
1.1 VB编程对机械类一般学生难度过大，很多连主程序都弄不清，更不可能自己编写子程序。而掌握计算机编程技术是一个长期过程，兴趣是关键，如果学生没有编程基础和兴趣，此方法很难推广应用。此外，指导书中包含的基本杆组运动分析子程序只有3个，许多学生在设计机构时很受限制，许多想法都因为缺乏相应杆组子程序而不能实现，只能按“套路”重新设计，严重束缚了学生的创造能力。
1.2 机械原理的教学已经从传统的以机构运动和动力分析为主，转向以机械系统运动方案设计、机构的综合为主。因此，机械原理课程设计应该更多的侧重方案的选择和拟定，而在现行课程设计过程中，学生必须花大量的时间熟悉编程进行运动分析，有些学生为了赶进度，没更多时间考虑并优化方案，草草定案反而成为主流。
1.3 随着现代工程技术的不断迅猛发展，以Pro/E、UG、CATIA等为代表的CAD/CAE/CAM软件已经成为现代机械工程行业中不可或缺的工具，作为机械类学生如果不了解、不会应用现代工程软件就会与时代脱轨，就会在社会求职中缺乏基本的竞争力，也不符合地方高等院校“培养社会需要人才”的办学理念。
2 新模式下机械原理课程设计的内容与过程
基于上述原因，对原有机械原理课程设计方法与内容进行革新，在设计过程中引入现代工程软件的应用，使学生在设计中更着重于机构运动方案的研究，提高学生的工程实践能力成为我校机械原理课程设计的改革重点。现以我校“09级机自专业机械原理课程设计”为例进行说明。
以”旋转型灌装机”设计为例，首先根据设计任务书中的要求确定并绘制最终的机构运动方案草图，初步估算各构件的基本尺寸。其次，根据所得相关尺寸参数利用PRO/E进行各个零件的构造，再依次组装，完成后利用PRO/E自带的机构运动分析模块对机构进行运动仿真及分析并输出结果。整个构建及分析步骤如图1-4所示。
3 结论
原有机械原理设计在完成机构运动方案设计和计算后，学生进入上机操作阶段，需要花费大量时间用VB编写机构运动分析相关程序才能进行相关的运动分析。而新模式下应用PRO/E等现代工程软件对机构运动方案中涉及到的构件进行构建和组装，完成后可以随时运行机构分析，还可以观察机构的整体运动轨迹和各构件之间的相对运动，输出各构件的运动轨迹和运动速度图，并且能进一步对机构的运动方案进行对比分析和参数分析，实现机构的创新设计，从而使机构方案设计更加直观、生动、高效，大大提高了学生的积极性、主动性和创造性。
参考文献：
[1]牛鸣岐，王保民，王振莆。机械原理[M].重庆：重庆大学出版社，2001.
机械原理课程设计小结 篇三
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。在老师的谆谆教导，和同学们的热情帮助下，使我找到了信心。现在想想其实课程设计当中的每一天都是很累的，其实正向老师说得一样，机械设计的课程设计没有那么简单，你想copy或者你想自己胡乱蒙两个数据上去来骗骗老师都不行，因为你的每一个数据都要从机械设计书上或者机械设计手册上找到出处。虽然种种困难我都已经克服，但是还是难免我有些疏忽和遗漏的地方。完美总是可望而不可求的，不在同一个地方跌倒两次才是最重要的。抱着这个心理我一步步走了过来，最终完成了我的任务。十几天的机械原理课程设计结束了，在这次实践的过程中学到了一些除技能以外的其他东西，领略到了别人在处理专业技能问题时显示出的优秀品质，更深切的体会到人与人之间的那种相互协调合作的机制，最重要的还是自己对一些问题的看法产生了良性的变化。在社会这样一个大群体里面，沟通自然是为人处世的基本，如何协调彼此的关系值得我们去深思和体会。在实习设计当中依靠与被依靠对我的触及很大，有些人很有责任感，把这样一种事情当成是自己的重要任务，并为之付出了很大的努力，不断的思考自己所遇到的问题。而有些人则不以为然，总觉得自己的弱势…..其实在生活中这样的事情也是很多的，当我们面对很多问题的时候所采取的具体行动也是不同的，这当然也会影响我们的结果。很多时候问题的出现所期待我们的是一种解决问题的心态，而不是看我们过去的能力到底有多强，那是一种态度的端正和目的的明确，只有这样把自己身置于具体的问题之中，我们才能更好的解决问题。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，因为毕竟我们的出发点都是很好的。课程设计也是一种学习同事优秀品质的过程，比如我组的纪超同学，人家的确有种耐得住寂寞的心态。确实他在学习上取得了很多傲人的成绩，但是我所赞赏的还是他追求的过程，当遇到问题的时候，那种斟酌的态度就值得我们每一位学习，人家是在用心造就自己的任务，而且孜孜不倦，追求卓越。我们过去有位老师说得好，有有些事情的产生只是有原因的，别人能在诸如学习上取得了不一般的成绩，那绝对不是侥幸或者巧合，那是自己付出劳动的成果的彰显，那是自己辛苦过程的体现。这种不断上进，认真一致的心态也必将导致一个人在生活和学习的各个方面做的很完美，有位那种追求的锲而不舍的过程是相同的，这就是一种优良的品质，它将指引着一个人意气风发，更好走好自己的每一步。在今后的学习中，一定要戒骄戒躁，态度端正，虚心认真….要永远的记住一句话：态度决定一切。随着毕业日子的到来，课程设计也接近了尾声。经过几周的奋战我的课程设计终于完成了。在没有做课程设计以前觉得课程设计只是对这几年来所学知识的单纯总结，但是通过这次做课程设计发现自己的看法有点太片面。课程设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次课程设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺。自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。通过这次课程设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。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。我的心得也就这么多了，总之，不管学会的还是学不会的的确觉得困难比较多，真是万事开头难，不知道如何入手。最后终于做完了有种如释重负的感觉。此外，还得出一个结论：知识必须通过应用才能实现其价值！有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。
机械原理课程设计 篇四
关键词：机械原理；教学改革；面向设计
中图分类号：G642.0？摇 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）36-0213-03
机械原理课程一直是我国机械类专业的一门重要的技术基础课，从机械类课程的体系来看，机械原理课程起着承上启下的作用。力学、机械制图和金工实习等课程使学生有了机械设计的理论基础和初步工程背景，从机械原理课程开始步入培养设计能力和创新意识阶段。因此在面向应用型人才培养的教学改革中，机械原理课程的教学改革一直处于前沿和热点的地位，起着举足轻重的作用。机械原理课程是机械系统设计和机器人技术的重要基础，与现代机械设计密切相关。显然长期以来以机构分析为主的教学模式已不能适应时代对人才培养的要求，尽管人们已经意识到这一点，但目前在机械原理课程中，存在的普遍问题是对设计能力和创新意识培养效果不够明显。
因此，通过对专业培养目标及机械类课程的分析和研究，根据机械原理课程地位、内容和特点，我们提出面向设计的机械原理教学改革的指导思想，即以机构设计为主，具有机械系统方案设计能力为目标。
一、以机构设计为中心，重构教学体系，组织教学内容
由于我国过去传统机械行业主要是以引进先进技术消化吸收为主，机械设计是以经验加经典理论分析计算的模式，因此机械原理课程一直是以机构分析为主的教学体系，它的优点是可以培养学生扎实的机构学理论基础，而忽视了对学生综合设计能力和创新意识的培养。突出问题是学生到了机械系统设计课程及毕业设计时还不具备应有的机构设计能力，21世纪已进入技术创新的时代，现代机械设计需要的是设计和创新能力。过去机械原理课程体系的弊端在近年来应用型人才培养中日显突出。为此，机械原理课程以机构分析为基础，机构设计为主来构建教学体系和组织教学内容。
围绕机构设计展开教学。机械原理课程的重点内容是各种常用机构的设计及应用，以机构设计为中心组织教学内容，对于典型机构，加强机构特性、应用特点讲解，重点讲解机构的组成、演化变异，培养学生的分析问题和创新思维能力。减少和理论力学重合的分析部分内容，系统讲解机构的运动分析和动力分析。避免过去机构设计建模时，单一强调数学方法，善于考虑实际要求和条件，学会运用工程化的建模方法，解决设计问题。机构设计有图解法和解析法，图解法在过去的工程设计中起到过重要的作用。随着计算机技术的发展，现代机械工程设计已进入建模加计算机辅助设计时期，解析法越来越得到人们的重视和认可。但图解法简便直观，有助于学生对基本概念、基本理论的理解。因此，在教学中机构设计以解析法为主，图解法主要用来进行机构分析，为设计服务。现代机械设计发展较快，机械原理课程应能反应机械设计的新成果、新技术，而课程有些内容已显陈旧、没有实际意义。我们针对机械原理课时少、内容多的矛盾，删去课程中一些陈旧、过时的内容，如对连杆机构设计的图解法，删去实验法和图谱法，保留实用的、对机构分析有用的内容。对新成果和新技术的讲解，采用介绍性的方法，让学生了解所学知识的发展前沿，开阔视野、培养学习兴趣和创新意识。
在课堂中适时引入现代设计的技术和方法，使教学改革跟上发展的步伐。现代工程技术中已有多种对机械系统进行计算机辅助设计的方法，解析法是建模加计算机辅助设计。一般课堂教学中，解析法一般讲到建模，学生对解析法的学习处于方法原理阶段。在教学中通过典型机构例子演示编程及工程软件的应用。如在曲柄连杆机构教学中，用解析法建模后，演示用matlab编程，输出构件的运动和动力学分析曲线，向学生讲解机构设计过程。引入动力学分析软件（ADAMS），采用交互式的图形环境，创建参数化的机构模型，再对模型进行运动学和动力学仿真分析。机构设计通过教师快速建模、生动的动画及分析图形的输出，使学生进一步理解机构动态参数化设计过程，认识工程新技术的应用，提高学习的兴趣，增强设计能力。
二、培养工程意识和系统观念
机械原理课程使学生开始接触专业及机械设计类问题，对培养工程意识和系统观念至关重要。
机械原理课程机构内容部分，各章是一种不同的、独立的机构。在课程中，机构是由线段和符号构成的平面图形、机构分析和设计多为数理计算，内容是孤立的、静止的。由于学生又缺乏实践知识和工程背景，学习起来感觉枯燥，机械原理课程一直以来被认为是难学的课程。机构来源于机械，因此，我们在教学中采用从机械系统入手，提取和分析常用机构，进而设计机构的教学思路。在每种机构的讲解前，先搜集并放映一些典型机构系统的动画实例，使学生先了解该种机构在机械系统中的位置和作用，进行机构分析时，单一、静止和孤立的机构变为机械系统中动态的机构，通过机械系统学习机构，了解机构的工作原理、作用，不但有助于分析理解机构，重要的是认识了系统中的机构。再进入机构设计环节时，学生容易用动态开放的思维、系统的观念进行思考，有利于培养学生机构运动方案设计能力。另外在教学中，尽可能多的引进相关的工程实例，介绍机构的应用，开阔视野。同时启发学生到生活中找机构应用实例和需要设计或改进的小课题，通过讨论课、小作业等形式，从多环节培养学生工程意识。
三、合理安排实践教学，培养工程实践能力
实践教学是培养学生工程设计能力的重要环节。机械原理课程由理论教学、实验教学和课程设计三部分构成。应注意机械原理教学中理论教学与实践教学的关系，合理安排实践教学。
实验教学是培养学生动手能力和工程实践能力的重要环节，还有助于形象思维能力的培养。以前实验课时间由实验老师安排，没有注意实验的时效性，实验应该与理论课同步进行，才能保证教学效果。例如：机构运动简图绘制是难点内容，“机构的测绘和分析实验”应尽量安排在课后尽快进行，学生是刚开始接触这门课程，及时配合实验，对教学能起到事半功倍的作用。机械原理课程设计是培养学生设计能力的重要环节，内容主要有机构运动方案的选择和设计计算，要求用解析法完成。机构运动方案设计最能体现灵活性和创新性的关键所在。过去机械原理课程设计安排在课程之后，时间较紧，学生主要时间和精力用于建模、编程等内容，一些学生对计算机编程不熟，更是草草了之。课程设计达不到培养设计和创新能力的目标。为此我们将课程设计的题目从开课就布置给学生，让学生带着问题去学，有充分的时间进行机构运动方案设计的思考，鼓励学生进行开放性思维，提出较多机构方案进行比较和选优。改革后的课程设计教学，从教和学的层面都从系统机构设计问题展开，且贯穿于整个教学过程中，有效保证了设计质量。另外，在教学过程中，鼓励学生观察实际生活和工程实践中的机构，根据教学节奏自拟课程设计题目，培养观察和发现问题的能力的同时，有效提高了学生的兴趣并激发出设计冲动和创新意识。
四、将培养创新能力贯穿教学始终
创新是设计的灵魂。在教改中将创新能力培养确定为我校机械原理课程教改的主要目标之一，着重研究创新思维方式的培养。通过分析影响大学生创新思维的教育学因素，在机械原理的教学中，将创新思维方式的培养贯穿于理论教学、实践教学整个教学环节，从教学内容、教学方法多方面改革，全方位营造创新环境，通过改变传统继承式教育模式，避免满堂灌的套路式教学，多用启发式、讨论式教学方法，激活学生的思维。将创造性思维方式贯穿于教学过程中，培养学生创新意识和发散思维能力等。运用多媒体立体化教学培养学生形象思维能力。给实践性教学环节提供足够的时间和空间，为学生营造创新环境，激发创新兴趣。鼓励学生参加机械设计竞赛，提高、彰显和检验创新能力。我校自浙江省第一届机械创新设计大赛开始参赛，且连年在大赛中获奖。近两年来，在我校学生“全国三维数字化创新设计大赛”中取得一等、二等和三等奖的好成绩。图1为2010年全国一等奖作品风火队—“大力水手”号挖掘机的虚拟样机，图2为2011年全国一等奖作品“开拓者探险车”的总体设计图。
五、小结
面向设计的机械原理的教学改革在我校已进行多年了，几年来，学生学习兴趣不断提高，学生越来越能接受新的教学模式，从学生的学习热情和考试成绩，以及连年机械设计大赛中逐年取得的好成绩，证明我校机械原理课程教学改革在培养学生的设计能力方面是有效和成功的。
参考文献：
[1]申永胜。机械原理教程[M].北京：清华大学出版社，1999.
[2]黄昌华，郭庚田，白彩勤。采用三层次培养方案进行机械原理课程教学改革[J].清华大学教学研究，1995，（01）：47-49.
[3]郭卫东。机械原理课程教学方法和手段的改革与实践[J].太原理工大学学报（社会科学版），2008，（26）：56-59.
机械原理课程设计范文 篇五
关键词：机械工程；机械设计能力；培养模式；典型案例
机械制造业不仅是现代工业发展建设的发动机，更是国民经济的支柱产业。近年来随着科技的进步，“中国制造2025”正推进制造业由传统制造向现代制造与智能制造进行转型与发展。“科技强国，人才兴国”，为适应产业的飞速发展与转型的需求，社会对具有较强机械工程实践与创新能力的高素质应用型高级专业人才需求量增大。因此，在高校机械专业人才培养中，亟须强化工程实践能力与现代机械设计能力的培养[1]。为提高机械专业人才培养质量，各高校在人才培养体系、核心课程的教学内容与教学方法等方面都进行了大量的有益探索[2-3]。但目前，相关教改研究主要集中在教学内容与教学方法的改进与优化以及实践教学改革研究等方面[4]，而对深度融合多课程、多环节的全过程专业能力培养的研究较少。为提高毕业生的现代机械设计能力，开展基于典型案例的多课程、多环节、深度融合的培养模式研究，符合机械专业工程教育专业认证的大潮流，具有重要的意义和推广价值。
一、现状及问题
地方院校主要为区域经济建设和社会发展服务，承担着为行业技术进步培养卓越工程人才的责任。然而，一直以来部分地方院校沿袭高水平院校机械专业人才的培养模式，未根据自身实际情况修改导致所培养的人才与社会需求错位，社会急需能胜任现代机械制造行业发展的研发、设计工作的专业技术人才。此外，地方院校学科专业硬件建设的投入较小，先进仪器设备与实训平台的台套数少，实践教学环节较为薄弱。我国已广泛开展工程教育认证工作，基于工程认证以成果为导向的教育理念，学生毕业能力是人才培养的核心任务，而现代机械设计能力是机械设计制造及其自动化毕业生的核心能力。由于机械设计类课程多、教学内容比较抽象、理论深奥且比较枯燥，学生多有畏难、厌学情绪，教师授课比较困难，导致学生机械设计知识掌握不扎实、机械设计软件应用不熟练、机械创新设计与综合设计能力较弱等现象，学生的专业能力与机械工程实际需要存在一定的脱节，不能满足机械制造业发展的人才培养需求，人才培养效果还需继续改善。本文以哈尔滨商业大学的机械专业为例，该专业已开展工程教育认证工作，根据培养方案要求毕业生须具备包括机械产品设计能力、机械零件制造能力、机电系统控制能力、特色食品包装机械研发能力的机械工程综合应用能力，其中最基本、最核心的是机械产品设计能力，专业能力形成体系如图1所示。针对培养目标，培养方案中不仅设置了“机械原理”“机械设计”“机械系统设计”等理论课程，也安排了机械设计课程设计、专业综合课程设计、专业生产实习、CAD/CAE实训及毕业设计等实践教学环节，形成了比较完整、规范的现代机械设计能力培养体系（如图2所示）。通过这些教学环节的训练，机械专业的毕业生能比较熟练地掌握现代机械设计方法及手段。但是，由于各门课程、各个实践环节的缺乏交流协商机制，都按各自的思路与模式开展教学，没有形成一个统一、有机的全过程培养体系，导致出现部分基础薄弱的学生工程软件应用不熟练、机械创新设计与综合设计能力较弱等现象，毕业生的现代机械产品设计能力还有待提高。
二、培养模式改革的具体方案与措施
在工程教育背景下，哈尔滨商业大学机械设计制造及其自动化专业优化人才培养途径，研究建立了基于典型案例的深度融合的多课程、多环节的现代机械设计能力全过程人才培养模式。
（一）完善机械设计能力全过程培养体系
为实现符合工程教育专业认证的毕业生专业能力培养要求，机械专业修订了人才培养方案和课程教学大纲，并整合、优化工程案例，通过齿轮传动及减速器设计的典型案例，将现代机械设计的能力培养贯穿课程教学、生产实习与课程设计、毕业设计等人才培养的全过程，全面夯实学生的机械设计能力，提高毕业生的工程素养与工作适应性。基于学科认知规律，从机械专业的初步认识机械→简单机械产品设计→现代机械设计方法设计→机械产品综合设计→复杂机械产品设计→复杂产业机械设计及研发→实际工程应用的人才培养规律，综合分析机械专业的师资队伍、硬件条件以及历史传承，建立机械专业基于典型案例的现代机械设计能力全过程培养体系，如图3所示。
（二）充实机械设计能力培养的教学内容
以齿轮传动及减速器设计为案例，将机械原理、机械设计、机制工艺等核心课程与课程设计、实训、生产实习、毕业设计等实践环节深度融合，经过多轮从理论到实际、从实际到理论的循环培养过程，逐步培养学生运用专业知识去分析、解决机械工程问题的能力。形成规范、完整的机械设计能力培养体系，解决了机械设计类课程追求理论体系完整、忽视工程实践的弊端。1.第三学期。“机械原理”课程教师可通过学生感兴趣的汽车及变速箱动画，使他们了解汽车变速箱的工作原理及齿轮传动原理，增加其对传动机构有感性认识，激发学生的学习热情，同时，着重讲解齿轮传动的工作原理及轮系设计，解决由于课程理论深奥且比较枯燥的难题。2.第四学期。首先，可通过“金工实习”让学生近距离观察CA6140车床主轴箱，使其对齿轮传动有更深入的认识和理解。其次，教师可通过“机械设计”课程教学，重点讲述齿轮传动设计、齿轮校核等内容。最后，通过齿轮减速器课程设计，让学生深入理解齿轮传动设计过程及设计要点，使他们初步了解机械产品设计的基本过程。3.第五学期。教师可通过“机械CAD/CAE/CAM技术”课程，让学生掌握三维设计软件Solidworks、二维平面设计软件AutoCAD的使用，建立轴、齿轮、箱体等典型零件的三维模型，了解ANSYS、COSMOS等先进机械设计软件的应用；通过机械CAD/CAE实训，建立圆柱齿轮减速器三维模型，完成齿轮减速器的装配图及典型零件图，使学生真正理解如何运用先进工具完成机械产品的设计。4.第六学期。可通过大型机械制造企业生产实习，让学生理解齿轮、齿轮轴等典型零件的加工工艺；通过“机械制造工艺学”课程，重点理解齿轮加工工艺、设计计算以及尺寸链等内容；通过齿轮加工工艺及夹具设计，使学生深入理解机械产品、机械零件的设计及加工，形成机械产品设计过程中要综合考虑机械零件加工的良好工程设计习惯。5.第七学期。通过“机械系统设计”课程教学，重点讲述有级变速传动的设计；通过车床主轴变速箱课程设计，让学生能进行复杂机械系统整体布局、传动系统设计、操纵机构设计等，形成复杂机械产品设计的初步能力。6.第八学期。通过毕业设计，让学生运用Solidworks等工程软件完成一个比较复杂的机械产品设计，形成复杂机械产品设计能力。通过6个学期全过程机械产品设计能力的培养，可使学生具备熟练运用机械专业知识和专业技能的能力，能够运用自然科学和工程科学的基本原理，去表述与分析复杂机械工程问题，提出解决方案，完成比较复杂的机械产品的设计与开发，提升专业能力和工程素养。
（三）改革教学方法，提升教学效果
为提升教学效果，教师要全过程贯彻案例式教学方法，并形成自己的课堂教学、实践教学及课外科技活动相结合的立体化教学思路。1.采用案例驱动教学方法，提高学生的工程设计能力。通过齿轮传动及减速器设计的典型案例，全过程贯彻齿轮传动及减速器的工作原理、设计理论及工程实践，逐步培养学生运用专业知识去分析、解决机械工程问题的能力，夯实学生的现代机械设计能力，提升学生的工程素养和工作适应性。2.采用系统论方法，完善机械设计能力培养体系与课程内容。采用系统论方法，将机械设计类各门课程、各个实践环节各自为政开展教学的现状，通过齿轮传动及减速器设计的案例教学，形成一个统一、有机的机械设计能力全过程培养体系，提升学生的工程素养和工作适应性。3.采用重点论方法，提升学生对机械产品设计的理解。教师要全过程地重点讲解齿轮传动及减速器的设计、加工、材料选用、总体设计以及三维建模等，通过课堂讨论及习题课，让学生举一反三，充分调动其学习积极性，促进其对课程内容的消化和理解。4.采用理论联系实际的方法，将教改、科研成果及学科前沿融入教学。教师可采用理论联系实际的方法，将教改、科研成果、学科前沿和高新技术信息有机地融入教学过程，不断补充、更新教学内容，深化学生对机械理论知识的理解和掌握，锻炼其实际动手能力，并向其传授更多、更新、更先进的知识，激发学生的兴趣。5.结合实践教学与课外科技活动方法，提升教学效果。教师可结合生产实习、课程设计与课外科技活动，通过现场实物教学法，提升学生对机械的感性认识，激发他们主动学习的积极性，提升教学效果。
三、结论
本文在对机械制造业发展现状及需求的大量调研基础上，分析地方商科院校的现实困境及现状，并以哈尔滨商业大学机械专业为例，建立了基于典型案例的现代机械设计能力的全过程培养体系。通过齿轮传动及减速器设计的典型案例，将现代机械设计能力的培养贯穿课程教学、实践教学等人才培养全过程，全面夯实机械专业毕业生的机械设计能力，提高毕业生的工程素养与工作适应性。通过对机械专业培养模式的改革，将会使培养出的机械专业人才更符合国家发展战略以及产业转型需要。通过该项目的研究，也可为其他地方院校在进行机械专业培养模式的教育改革与实践中提供有效的经验借鉴与参考。
参考文献：
[1]唐庆菊，陈少云，于凤云。以工程能力培养为导向的“专业综合实践”课程教学改革[J].黑龙江教育(理论与实践),2021(4).
[2]彭翔，李吉泉，姜少飞，等。面向工程能力培养的机械设计课程教学改革研究[J].机械设计，2018(S2).
[3]娄燕。专业认证驱动下的机械专业工程实践能力探讨[J].当代教育实践与教学研究，2019(21).
机械原理课程设计 篇六
一、《机械设计》课程教学改革的意义
《机械设计》是高职机电类专业的专业基础课，对其他课程的理论教学和相关实训顺利开展有着重要的基础性支撑作用。基于工业4.0与产业升级的大环境，机电类的专业课程教学改革已经大量增加先进的自动成形设备、自动化生产线、工业机械手、多元自动化输送装置等智能制造设备内容，作为机电类的专业基础课的《机械设计》必须在课程内容、模式上有所创新，增加智能制造相关内容，并改变传统授课方式，为后续相应的课程与实训提供支撑。
智能制造所涉及的岗位技术要素和知识点在《机械设计》课程中均能找到相对应内容。机电类高职培养的是面向企业工程设计与生产一线的技术技能型人才，教学内容必须符合当前技术发展趋势，必须包含智能制造所涉及的技术要素，必须经历完整和系统性的工程设计训练才能满足智能制造工程对从业人员的要求。
二、课程现有教学内容和模式的不足
传统《机械？O计》课程在知识内容上按章节安排内容进行学习，缺少整体机构和设备的系统性。没有面向智能制造相关机构和设备进行整合知识内容与安排工程设计训练；高职机械类课程体系中一般不开设《机械原理》课程，而在实际的智能装备精密机构零部件设计中核心的设计要素往往要涉及《机械原理》中的相关内容，而目前的高职《机械设计》课程内容并没有将《机械原理》中一些必要的内容融入进来。所以使得在实际机械工程设计应用中最为重要的两块内容没有进行很好的整合，导致学生难以在实际的工程设计中得到很好的应用，整体设计水平较低，达不到智能制造设备设计要求。
通常在《机械设计》课程完成后，开展2―3周左右的《机械设计综合实训》，虽然实训内容是对《机械设计》所需内容的综合应用训练，但目前的实训主要内容仍然停留在简单传动装置的设计―圆柱齿轮减速器的设计，虽然涵盖了部分《机械设计》的内容，但其设计理念、方式、流程与智能制造装备完全不同，实训基本偏向于培养学生对机械设计流程的理解，没有面向智能制造装备机构设计开展，达不到培养技术、技能型机械设计人才的目的。
三、课堂教学改革的思路
1.面向智能制造与工程设计训练模式，重新整合《机械设计》课程内容。将智能制造设备进行教学化提炼与改造，形成适合进行工程设计训练模式的项目案例，通过案例的分析与讲授完成《机械设计》所涉及的相关内容的学习，并进行延伸扩展，在知识学习完成的基础上学生可自行进行工程设计训练。
2.设计与整合实训过程。引入工程设计训练模式，《机械设计》课程完成后，需要进行的《机械基础综合实训》整合到《机械设计》课程之中，将原来的一个减速器设计实训项目改变为多个针对智能制造设备、机构、结构的小项目，涵盖更多的课程内容知识点，将原来独立的实训融入到课程教学当中，面向智能制造设备的针对性更强，做到完成一个阶段的授课学习之后就进行各分项目的工程设计训练，边学边练。改革现有的《机械设计》课程标准，面向智能制造设备的机械设计，精细化分析解构知识要素和能力要素，将提炼整合出的项目融入到新的课程标准的内容中。并精细化到课时数，子项目数，形成新的面向智能制造，且适用于高职层次的《机械设计》课程标准。
3.改革课堂教学授课模式，引入多种方式方法完成课堂授课任务。通过信息化教学平台、课程教学微信、翻转课堂、微课、学生分组学习汇报等多种形式辅助完成课堂教学，增强授课形式的新颖性，增加互动，提高学生学习兴趣，使学生对《机械设计》课程内容与智能制造相关知识有了更好的理解和掌握。
四、课堂教学改革具体实施
机械原理课程设计 篇七
关键词：机械设计 课程改革 教学
在机械类专业的教学中，机械设计是一门非常重要的基础学科。在学习机械专业课程的时候，学生需要学习工程材料、机械原理等方面的知识。这些原理知识的学习，可以使学生逐步掌握机械设计方面的原理。在经过大量知识的学习储备之后，学生可以设计出符合实际需求的机械设计方案，可以适应社会的发展。
一、优化教学内容和体系
在进行机械设计教学的时候，课程通常以机械的零部件为教学对象，课程内容丰富，对于初学者来说具有一定的挑战性。为了减少学生在入门过程中的困难，可以采取自学与教学相结合的方式。教学的主要内容针对难点知识，例如零件的耗损设计等；自学的主要内容针对的是相对容易的知识点，例如机械零部件的选择原则等。为了保证学生自学的效果，教师必须进行随机抽查。
为了培养高素质的应用型人才，在机械课程学习的时候，可以加强对机械设计基本概念、基本设计方法的教学讲解，使学生形成系统而完整的知识链。对于一些耗时较长，但作用非常小的知识，可以适当进行删减，保持课堂的平衡。教学过程中，教学应当密切联系实际。针对具体的案例进行教学时，可以增加创新型教学内容，培养学生发现问题、解决问题的能力。在课后的练习中，教师也需要选择具有代表性的题目，让学生进行课后温习，加深对知识的理解。
二、采用先进教学手段
在具体的教学中，可以增加讨论式的学习方式。在讨论课堂上，教师可以选择具有代表性的讨论题目，让学生分组讨论，培养学生分析问题的能力。例如对于齿轮转动的设计，在满足前提条件的状况下，可以让学生自由发挥，然后选出优秀的作品，并在教师的引领下进行相互评价，自我评价。除了以上的方法外，教师在进行教学的时候，还可以使用以下教学方法。
1.现代教学法
在进行机械设计的教学时，教师可以使用多媒体方式进行教学，提升教学的质量。多媒体的教学方式能够使教学更形象化、趣味化，极大地激发了学生的学习热情，使学生对于教学内容的理解更为深刻。
2.网络教学法
为了使教学质量进一步提升，可以构建网络机械设计平台。在网络机械设计平台中，学生可以使用网上习题、网上答疑等资源。同时，教师还可以把最新的机械设计理论上传至网络，供学生下载学习。
三、加强工程意识和创新能力的培养
创新发展是学科进步的灵魂，对于机械设计专业来说，创新发展是其发展的原动力。在培养学生的时候，可以通过以下方式培养学生的新能力。
1.加强学生的动手能力
机械设计的课程中包含机械零部件的识别课程、机械性能的实验课程和机械创新课程。通过观察机械零部件，学生能够形成对机械部件的感性认识。在学生获得感性认识之后，培养学生理论结合实际的能力。通过机械性能的实验课程，学生可以了解到机械原理、机械的运动规律等等知识，加深学生对机械的感知，并培养其动手动脑独立思考的能力。学生可以自行进行实验项目，自行设计实验的方法步骤，并付诸实际行动。
2.开放实验室
为了更好地调动学生的学习积极性，实验室可以面向教师和学生全天开放。学生在进行学习的时候，完全可以由于一时的灵感进入实验室进行实验验证，提升学生的动手能力和创新能力。
机械原理课程设计范文 篇八
关键词：机械原理；课程设计；教学模式；创新
机械原理是机械类课程中的专业基础课程，是培养学生运用所学理论知识、综合分析能力、解决工程实际问题能力的重要课程，是学生获取工程技术训练的实践教学环节。机械原理课程设计通过实践训练使学生更好的掌握理论知道，进一步提高收集技术资料和绘图、设计的能力，特别是对提高学生的创新意识和解决工程实际问题具有非常重要的作用。
一、课程设计教学现状和存在的问题
传统的《机械原理课程设计》在设计过程中，设计的题目各类过于单一，而且实践过程较为死板枯燥，缺少对学生创新性、综合能力进行培养的问题。比如题目往局限于机床刀架传动系统、牛头刨床等几个题目，训练内容大体上都是围绕系统方案的设计、绘制机构运动简图、设计运动循环图、对凸轮或连杆机构进行设计等。方案设计完成后，缺少验证环节，学生无论方案正确与否，只要完成任务就可以了，学生的积极性不仅没有得到调动。由于课程设计题目种类单一，往往出现全班或者半个班级的学生同时做同一个课程设计，这样导致部分同学自己并没有拟定机构或系统的运动方案，甚至有部分学生自己根本没有动脑而是直接抄袭，缺少主动参与的热情，更不用说通过机械原理的课程设计能培养学生创新能力。
二、课程设计教学的改革思路
针对传统教学的优点和不足，拟从机械原理课程设计的选题、设计过程以及鼓励学生大胆创新等方面探讨教学改革，引导创新设计，应用现代设计方法及设计手段去解决实际问题，逐渐形成以创新意识和实践能力培养为目标的开放式机械原理课程设计模式及方法。
(一)选题的多样化与生活化
选题是课程设计教学环节的核心部分，不仅需要满足教学的基本要求，而且要在有限的时间内使设计得以顺利完成。在《机械原理课程设计》的教学改革中，我们需要改变以往学生的设计题目均由教师给定的方式，采取教师引导部分能力较强的学生自主选题，培养学生独立思考和积极创新的能力。另外，教师可以根据指导书上的一般方法，规定几个大的方向，引导学生如何来进行选题。学生最熟悉的就是日常生活中的一些机械装置，可以适当的举些例子如来源于生活又能使生活更便捷的一些小的机械装置。比如为了解决城市或小区中家用车停车难的问题，设计一套节约场地、低投入、免维护等小型停车机械装置，达到空间利用率高、安全、便捷的目的。考虑农产品或水果采摘过程中存在劳动工作量大、作业范围广、触碰的力度控制要求高等一系列问题，可以展开辅助人工采摘草莓、菠萝、桔子等水果的小型机械装置的创新设计。这样不仅能提高水果的采摘效率而且可以降低作业人员的劳动强度与采摘的投入成本。教师抛砖引玉，提高学生的想象力与创造力。当然教师需要规定机构选型需要涉及几类机构。限制一定的时间，如一天内需要选好题目并制定初级运动方案，经过学生分组讨论后交由老师修改确认。对于没有选好题的学生不能打消学生的积极性，而且由指导老师为其给定一个题目，确保每位学生都可以积极参与到课程设计，课程教学中的基本技能能得到一定的训练与进一步巩固一些基本专业知识。
(二)以小组或团队形式共同完成课题
要完成《机械原理课程设计》的全部目标与要求，总的工作量是非常大的，如果规定某位学生在一周内独立完成，这挑战无疑是非常严峻的。此外，现代制造企业对员工的团队协作能力日益看重，一个项目的完成住往是一个大团队全体员工的共同努力，所以锻炼学生的团队协作能力也迎合了现在制造企业的需求。因此，在课程设计的过程管理中，不再强调独立完成任务。我们的设计方式为：根据自愿原则将学生分为4-5人一组的设计团队，每组确定一个设计题目。选题结束后，每一个组员都必须独立完成几项任务，各自完成的任务最终作为学生成绩考核的主要依据。指导老师对其题目、方案以及任务分配的合理性进行审核。从资料收集、选题、运用创新方法设计以及报告提交和电子版设计、计算机绘制图纸、PPT答辩每位学生需要各自发挥自己的长处。
(三)鼓励学生积极创新
为了更好的的发扬学生的创新积极性，肯定其创新成果，对创新较好的课程设计进一步进行跟踪指导与完善，逐步引导学生形成作品并可以参加比赛。对创新较好的方案可以申报实用或发明专利，学校或学院可以进行适当的奖励，如果经费充足可以将实物制作出来参赛或展览等。学生的创新性想法或思维老师要大力支持，引导学生注意平时积累，学以致用，如此将理论与实践相结合，学生的收获更大。此外，通过课程设计的训练也将为我院参加一年一度的“机械创新设计大赛”、“无碳小车比赛”或其它类型的比赛奠定一定的基础。
三、总结
《机械原理课程设计》一改以往设计统一题目的模式，鼓励学生从日常生活中广泛搜集合适的课程设计题目，将实际生活中的问题引入到课程设计中，既迎合学生的好奇心理又有利于引导学生结合创新设计思维解决实际问题。倡导学生自主选题，通过发现问题、分析问题、解决问题全面培养学生的主动实践能力。以小组为单位的分工合作、共同完成方式培养了学生的“团队合作”精神，满足现在企业需求。对创新好的方案鼓励学生动手加工出实物，使学生对机械制图、机械加工、互换性公差与配合有更深入的认识，书本上的知识得以巩固，学生收获巨大。
参考文献：
［1］孙桓，陈作模，葛文杰．机械原理［M］．第八版．北京：高等教育出版社，2013．
［2］邹慧君．机械原理课程设计手册［M］．北京：高等教育出版社，1998．
机械原理课程设计范文 篇九
P键词：机械设计基础；教学改革；大作业
基金项目：攀枝花学院教育教学研究和改革青年项目（JJ1364）
攀枝花学院教育教学研究和改革青年项目（JJ1409）
《机械设计基础》课程是高等学校机械类专业开设的一门专业基础课，其包括了机械原理和机械设计两大部分，研究的是机械的基本理论问题和机械零件的设计与计算。《机械设计基础》课程在课程教学设置中起承上启下的作用，是学生在学完《高数》、《工程力学》、《机械制图》等课程后进入专业课程学习前必须学习的一门课程。学好《机械设计基础》课程对学生学好后续的专业课程起着重要作用[1]。
1 《机械设计基础》课程教学过程中增加大作业环节的必要性
《机械设计基础》课程的实践性和综合性都极强，传统的《机械设计基础》课程教学已很难满足现在的教学要求，学生很难理解并掌握所学的《机械设计基础》课程要求及知识内容，因此在教学过程中增加大作业环节，使学生边学边设计计算，学的过程中理论联系实际，学生既能充分掌握理解理论知识，又能提高实践能力、动手能力，并为后续的课程设计、毕业设计做准备，有助于提高学生参加学科竞赛、创新实验的积极性及参与过程的能动性。
2 《机械设计基础》课程大作业的设置方案
2.1 方案设计思想
《机械设计基础》课程分为机械原理和机械设计两大部分，故分别在机械原理与机械设计部分设置2-3个大作业，以分组的形式进行，最后以小组考核结论为每个成员的考核成绩[1]，也可根据具体情况，每个学生设置不同的题目。在大作业设计过程中，可根据学院专业特色，大作业题目与专业特色相结合，与学生专业相结合，使知识系统化，并提高学生学习兴趣。大作业题目也可根据学生情况，在难易程度上分层布置。具体大作业设置如下。
2.2 机械原理大作业设置
《机械设计基础》的前半部分是机械原理部分，其内容主要包括了机构的结构分析、平面机构的运动分析、平面机构的力分析、连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等。该部分内容比较抽象，学生如果只是通过单纯的听课、作业，不能很好的理解各种机构的工作原理并与实际应用结合[1]。因此分别在连杆机构及其设计和凸轮机构及其设计章节设置大作业环节。
连杆机构的应用十分广泛，在工程机械、农业机械及汽车工业中都有广泛应用，如起重机、转向机构、车门开闭系统等都有连杆机构的应用。因此选择连杆机构设计为《机械设计基础》课程的第一个大作业题目。学生通过对题目的分析，按照课堂所学理论知识，首先对平面机构的运动进行分析，然后建立包含各尺度参数和运动变量在内的解析式，最后根据已知的运动变量求机构的尺度参数[2]。
凸轮机构广泛应用于自动化和自动控制装置中，常见的凸轮机构应用如内燃机配气机构、自动机床进给机构等。因此选择凸轮机构设计为《机械设计基础》课程的第二个大作业题目。学生根据大作业题目，首先根据工作要求、结构条件选定凸轮结构的形式、基本尺寸、转向及推杆的运动规律后，就可根据凸轮设计方法对凸轮轮廓曲线进行设计[2]。
2.3 机械设计大作业设置
在《机械设计基础》课程的后半部分为机械设计部分，其主要讲述通用零件的工作原理和设计过程，其内容主要包括了机械零件的工作能力和计算准则、螺纹联接、轴承、轴等。这部分内容庞杂，各章节似乎独成体系，互不关联。传统的在课堂上进行陈述性的知识学习的教学方法，学生在学习过程中，学习没有系统性，对于零件的设计知识，只有大致的了解，知识掌握并不深入[1]。因此，在机械设计部分布置2-3个大作业题目。
机械设计部分主要是零件的设计，大作业题目可结合专业实验室进行实验设备装置的改进与设计，传统学生做实验时，只是按照实验步骤进行，很多学生对实验目的不明确，学生在做实验时，鼓励学生多思考，不按部就班的按实验步骤做实验，可对实验设备装置进行改进与设计，如此既使学生对实验内容、目的等理解透彻，同时提高学生的实验能力。大作业题目也可设计小型的机械，设计小型机械或结合专业实验室实验设备装置的改进与设计都可运用项目式教学法，利用师生创新项目等实践环节，强化学生动手能力，将有利于提高学生的工程实践能力，提高教学质量，形成地方高校教育特色[3]。如学生参与的机械创兴大赛，相应的设计就可融合到大作业中，学生很好的把实际与课堂理论联系在了一起，即可以鼓励学生多参与创新项目，又提高学生的学习能动性；同时指导学生参与教师科研项目，大作业题目与项目内容契合，通过科研项目逐步提高学生机械设计的能力，学生在学习的同时提高自己的科研能力。
2.4 引入三维设计方法
为补充课堂教学，并联系实际提高学生的设计能力，在大作业过程中，鼓励学生借助计算机设计，引入三维设计方法补充课堂教学。要求学生在完成参数选择、计算校核的基础上，根据计算机绘制出装配图和主要零件的零件图，同时要求学生应用Pro-E、UG等三维设计软件，进行三维实体建模，强化学生的三维设计能力，开拓学生就业渠道[3]。
3 结论
通过在《机械设计基础》教学过程中增加大作业的环节，使学生进一步加深对《机械设计基础》中的机构原理及设计、零部件设计方法等理论知识的理解，显著提高学生的设计水平，提高学生的学习积极性，学生的实践能力及其学生的科研能力，为学生增强就业竞争力打下基础[3]。
参考文献
[1]起雪梅，张健，张敬东。 机械设计基础课程考核方式改革与实践[J].牡丹江大学学报，2016，（8）：168-170
《机械设计(含机械原理)》考试大纲 篇十
《机械设计（含机械原理）》科目考试大纲
一、考查目标
为使我校硕士研究生招生考试专业科目《机械设计》《机械原理》的命题科学、完善、合理，根据国家教委课程教学指导委员会制定的《机械设计课程教学基本要求》《机械原理课程教学基本要求》和我校《机械设计课程教学大纲》《机械原理课程教学大纲》，结合有关招生专业的实际情况，重点考核学生《机械设计》和《机械原理》课程的基本理论，典型机构的工作原理、分析和综合方法，典型零件的工作原理，受力分析和设计计算方法，作图和运用图解方法的能力，综合应用以上知识对较为复杂的问题的分析和综合的能力和创新能力。
二、考试形式与试卷结构
（一）试卷满分及考试时间
初试科目满分均为150分，考试时间为3小时。
（二）答题方式 闭卷、笔试。
（三）试卷内容结构
基础理论知识（40%）、工程应用（40%）、创新能力（20%）。
（四）试卷题型结构
选择题、判断题、填空题、简答题、分析题、计算题、作图题。
三、考查范围
机械制造及其自动化、机械设计及理论、机械电子工程、车辆工程。
四、考试内容及要求 机械设计部分
(一)．机械零件设计概述
1．机械零件设计步骤（了解）；2．零件的主要失效形式（理解）； 3．机械零件工作能力和计算准则（了解）；4．机械制造中的常用材料（了解）；5.机器的组成（理解）。
(二)．机械零件的强度
1．载荷与应力分类（了解）；2．疲劳与疲劳曲线（理解）；3．疲劳损伤累积理论（了解）；4．材料及零件的等寿命曲线（理解）；5．影响疲劳强度的因素（理解）；6．单向稳定变应力下机械零件疲劳强度计算及应用。
(三)．摩擦、磨损及润滑
⒈ 摩擦的分类和利弊（了解）；⒉ 磨损阶段及各阶段的处理原则（了解）；⒊ 润滑的功用及润滑剂分类（了解）。(四)．轴毂联接
1．键联接的类型及选择（理解）；2．花键联接（了解）。(五)．螺纹联接
1．螺纹联接类型、特点及应用（了解）；2．预紧和防松方法（了解）；螺栓组联接的受力分析（理解）；3.单个螺栓联接强度计算（理解）；4.载荷变形图分析及应用（理解）5.提高螺纹联接强度的措施（理解）。(六)．带传动
1.带传动特点、应用、工作情况分析，影响带传动工作能力的各种因素；2.带传动设计准则和单根带传递功率（理解）；3.V 带传动设计（了解）。
(七)．链传动
1．链的特点、应用、套筒滚子链结构；2.链传动的运动特性，多边形效应（理解）；3.失效形式，功率曲线图；4.链传动设计参数选择（理解）；5.链传动的布置与润滑（了解）。
(八)．齿轮传动
1．齿轮失效形式及设计准则（理解）；2.齿轮的材料及许用应力（理解）；3.设计参数的选择（理解）；4.各类齿轮传动的载荷及受力分析（理解）；5.直齿圆柱齿轮传动强度计算；6.斜齿圆柱轮强度计算（理解）；7.圆锥齿轮的强度计算（了解）。
(九)．蜗杆传动
1．蜗杆传动主要几何参数及相互间关系；2.失效形式及设计准则（理解）；3.受力分析及载荷计算（理解）；4.蜗轮的承载能力及强度计算（了解）；5.蜗杆传动的热平衡计算（理解）。
(十)．轴
1．轴常用的材料（理解）；2.轴的类型及结构设计；3.轴的强度计算计算方法（理解）。
(十一)．滚动轴承
1．滚动轴承的类型选择、特点、代号（了解）；2.滚动轴承内部载荷分布，失效形式（了解）；3.滚动轴承的寿命计算（理解）；4.滚动轴承组合设计（理解）。
(十二)．滑动轴承
1．滑动轴承的类型、材料（了解）；2.非液体摩擦滑动轴承的设计计算（了解）；3.流体动力涧滑的基本原理（理解）；4.单油楔动压轴承的设计计算；5.设计参数的选择。
机械原理部分
（一）．机构的结构分析和综合1．机构的组成、运动简图绘制、自由度计算、组成原理和机构分析；2.四杆机构的类型及演化、曲柄存在条件、平面四杆机构的几个基本概念。
（二）.平面连杆机构的设计
1．运动分析；2.运动副中的摩擦、考虑摩擦时的机构力分析；3.机械效率及自锁；4.平面四杆机构设计及其运动分析。
（三）．凸轮机构及其设计
1．凸轮机构的应用及分类；2.从动件运动规律；3.凸轮轮廓设计；4.凸轮基本尺寸的确定。
（四）．齿轮机构及其设计
1．齿轮机构类型及应用；2.齿廓曲线、渐开线、圆柱齿轮参数计算；3.齿廓加工原理、齿厚、公法线、变位、渐开线齿轮传动、变位齿轮传动；4.斜齿圆柱齿轮传动；5.蜗杆传动；6.圆锥齿轮传动。
（五）．轮系及其设计 1．轮系的应用；2.定轴轮系传动比计算；3.周转轮系和混合轮系传动比计算。
（六）．机械的运动方案及机构的创新设计
1．机构创新设计；2.典型机构机械运动方案设计。具体要求如下：
1．掌握部分：平面机构自由度计算和机构组成原理；用瞬心法和矢量方程图解法做平面机构运动分析；平面连杆机构特性及图解法设计；标准渐开线直齿圆柱齿轮及其传动；其它齿轮传动与直齿轮传动相比的特点；轮系传动比的计算；机构组合的方式；机械系统运动方案拟定。
2．熟悉部分：机构分析的解析法；高副低代；；凸轮机构；运动副中的摩擦、机械的效率与自锁；机构的构型。
3．了解部分：内容中的其余部分。命题原则及宗旨
机械设计部分90分，机械原理部分60分 试卷中各教学内容所占比重
机械设计总论（机械零件设计概述、机械零件的强度、摩擦、磨损及润滑）(15±5)；联接件设计（螺纹联接、键联接）（20±5）； 传动件设计（带、链、齿轮、蜗杆传动）（30±5）；轴系零部件设计（轴、滑动轴承、滚动轴承）（25±5）；机构的结构分析(5±3)；机构的运动分析（15±5）；常用机构的分析与设计（30±5）；机械传动系统运动方案设计（10±3）。试卷中各考核层次分数比例
了解内容(20±5)％；熟悉内容(50±5)％；掌握内容(30±5)％。题量和难易程度
学习优秀的本科毕业考生在规定的时间内(3小时)能答完全部试题，并获得100分(满分150分)以上成绩。
五、考试用具说明
考试应带圆规， 三角板和量角器等绘图工具和计算器；图解和作图题允许使用铅笔。
六、主要参考书目
1.机械设计，濮良贵、纪名刚主编，2006.5，第八版，高等教育出版社。2．机械设计，孙志礼、冷兴聚、魏延刚、曾海泉主编，2000.9，东北大学出版社。3．机械设计习题与解题分析，喻子建、张 磊、邵伟平主编，2001.2，东北大学出版社。4．机械设计课程设计，巩云鹏、田万禄、张祖立、黄秋波主编，2002.2，东北大学出版社。5．机械原理，孙桓主编，2006.5，第七版，高等教育出版社。6．机械原理，郑文纬等，2004.8，第七版，高等教育出版社。7．机械原理作业集，葛文杰主编，2004.4，高等教育出版社。8．机械原理习题集，上海交通大学机械原理教研室编，2005.6，高等教育出版社。注：黑体为重点参考书。
机械原理课程设计 篇十一
机械原理课程设计
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
得出l0种可以实现刨床运动要求的方案，如图I所示．在这一过程中，使学生突破了固有传动方案模式，拓宽了方案构思思路，得到了一次提高创新思维能力的训练．
机械原理课程设计范文 篇十二
关键词：机械基础系列课程；课程体系；课程改革；课程模块化；课程综合化
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）32-0100-04
机械基础系列课程在机械类专业人才培养中占有极重要的地位，其教学内容和课程体系的建构直接关乎人才培养的质量。所谓机械基础系列课程，主要是指工程图学、机械原理、机械零件、机械设计，金属工艺实践、互换性与测量技术、力学基础等。因此，机械基础系列课程的改革“既是工科各相关专业基础课程改革的重要组成部分，也是机械学科教学改革的重点和难点。围绕机械学科的培养目标和培养模式构建新的系列课程体系，将对我国机械类人才培养乃至机械制造业发展产生重大影响。”[1]
我国大规模的机械基础系列课程体系和教学模式的改革始于20世纪90年代中期。经过了二十年的改革取得了一些可喜的成果，但在一些方面仍有改革的空间。本文通过查阅二十年来国内高校发表的机械基础系列课程教学改革的文献，试图通过陈述、分析和评论，梳理改革的成就和不足，以期今后的教学改革更加具有针对性。改革的具体目标集中于删减课程内容、建立新的课程体系、课程体系模块化以及课程高度综合化等几个方面。
一、机械基础系列课程体系改革的必然性
高校的课程体系是高等学校人才培养目标的主要载体，是高校教育思想和教育观念付诸于实践的桥梁。它体现教育价值理念。如果说大学人才培养目标只是对学生知识、能力和素质方面提出的应然要求，则课程体系在很大程度上决定学生所能呈现的知识、能力和素质结构的教育实然。因此，课程体系的构建和改革问题是大学教育的关键问题，[2]科学合理的课程体系是保障和提高教学质量的重大因素。传统的机械基础系列课程体系形成和成熟于高等工科教育理念以知识传授为目标，和机械加工以机床加工为主要手段的时代。有两个原因说明改革是必然的。
1.随着信息化时代的到来，知识爆炸，任何人都无法获取如此丰富的知识。因此，必须摈弃传统的以知识获取为终结目标的培养体系，重构以培养学生的工程意识和创新设计能力为主线的新体系。
2.现代机械制造已由原来的机床加工转向数控加工。数控加工集机械、控制和计算机信息三位一体，是机、电、液和计算机技术的高度集成。因此，必须以数控加工为龙头，重构新的课程体系，拓宽机械基础，更新机械类专业的教学内容，促进系列课程体系的建设。[1]
因此改革成败的关键是能否建立科学合理的机械基础系列课程体系。
二、机械基础系列课程体系二十年改革举措与内涵
二十年来，机械基础系列课程体系的改革可谓是改革重中之重。目前构建新的体系有如下几种举措。
（一）依据培养目标与现代工程科学技术实际，优化课程体系，整合、重组重点课程。
整合、重组重点课程，即对原来的课程体系进行削枝强干和有机重组的改革措施，重构一门或两门综合性较强的核心课程。精简传统课程的门类，对一些陈旧过时、实用性较差的内容进行删减，对内容重复出现较多的课程进行合并，形成新的课程体系。典型案例如兰州工业高等专科学校，其新的课程体系以工程应用为主线，将理论力学、材料力学、机械原理与机械零件四门课程教学内容有机整合、融揉一体，形成机械力学与机械设计这样一门综合性的技术基础新课程。该新课程体系特点体现为：①将力学中相关摩擦、机构的运动分析等原理渗透到机械设计的全过程，涉及设计环节中的力学问题合并至同一课题中，避免重复。②将动力学部分内容重点置于惯性力、达朗伯原理、刚性转子平衡、机械运动速度波动调节等上。将理论力学中基础理论部分分散至机构运动分析与力分析中，相关机构则突出运动分析与设计，零件设计则注重其失效分析、计算准则及工作能力设计。并简化理论推导与论证，突出“学以致用”，立足基础理论以够用为度。③围绕工程应用实例，跨越原有学科体系，按通用机械的设计过程组织教学内容，梯次引出各种必需概念，重点突出各种概念和公式的物理意义和应用场合，使之相互揉合，有机地融为一体，增强工程氛围。④在保证原课程基本要求条件下，教学课时得以大幅度缩减。将省出的学时用于实践教学和新知识、新技术、新工艺的学习，增强实践能力。⑤强调在机械零件课程设计中采用AutoCAD、KMCAD等软件进行绘图，将计算机技术贯穿于图学教学全过程，增强培养计算机技术应用能力。[3]
重庆大学从工程应用原则出发，取消公差与技术测量课程，将尺寸公差的定义与标注、标准融入机械制图的零件图、装配图中；将表面粗糙度、形位公差的定义及作用融入机械制造基础，结合相应的加工过程与实现方法及成本等内容进行授受。而将公差与配合的正确选用融入机械设计中，结合零件与传动系统的功能结构设计进行授受，以帮助学生进一步理解公差配合的实质和正确选用的原则。[4]
此外，还有如北京科技大学将机械原理、机械零件和机械制图并为机械设计制图[5]；佳木斯大学将机械原理和机械零件并为机械设计，机械制图与计算机辅助制图并为现代机械制图[6]；天津科技大学将机床概论、金属切削原理和机械制造工艺学合并精简为机械制造技术基础[7]；番禺职业技术学院和顺德职业技术学院将原机械制图、机械设计基础和机械制造技术基础三门课整合为机械分析制造技术基础。[8]国防科学技术大学并机械制图与互换性与技术测量为机械制图[9]等，都是通过整合内容达到减少课程名类的。
（二）以设计为主线，理顺、协调、优化组合教学内容，对课程体系进行模块化设计
机械基础系列课程设置模块化是许多高校进行课程体系改革的又一尝试热点。其典型案例如北京理工大学、中南大学、中北大学、山西农业大学、北京工业职业技术学院等院校。
北京理工大学从整体优化的角度对课程内容进行整合，将原来的工程图学、机械原理、机械设计、互换性及测量技术四门机械基础系列课的重组为机械概论、制图设计、精度设计、机构设计、机械设计和综合设计六个模块，体现以综合设计能力培养为主线，创新设计能力培养为核心，现代设计能力培养为关键，把各门课群的各教学环节融入系列课的整体规划中，并进行优化重组，形成了一个完整的新体系。[10]
中南大学则是根据能力培养层次，将课程体系划为机械构形与表达能力、机械设计基础能力、机械制造工艺基础能力和创新能力四大模块。分别以工程制图课程和计算机辅助绘图课程教学为主，培养学生空间构思能力和将设计意图用工程图的表达能力；以机械原理和机械零件课程教学为主，培养学生进行总体方案设计、分析、择优和零件结构设计的能力；以常用制造方法及设备的确定、公差、零件加工工艺规程的编制、质检方法与技术为主，由金工实习完成，培养学生的工程实践能力；以机械产品创新的基本原则、创新思维方式与方法、创新设计实例分析为主，培养学生的创新意识、创新思维和创造设计能力。[11]
河北农业大学将机械基础系列课程划分成绘图、力学、机械制造、气液传动四大模块。其中，绘图模块作为机械设计制造的表达方式，为后续课程学习和设计提供有利的工具；力学模块中，并理论力学和材料力学为工程力学，以建立动、静两者之间的有机联系，便于联合解决工程力学问题；并机械原理和机械设计为机械工程设计原理，简化强度校核，增加利用软件进行强度校核试验内容，用综合实验完成机械原理和机械设计部分实验；机械制造模块由材料成型技术基础、工程材料和机械制造技术基础三部分构成。材料成型技术基础重点介绍后续课程中不涉及的内容。工程材料中，纳米技术及精密加工、超精密加工技术、材料的微观结构、不锈钢材料及热处理作为重点内容。机械制造技术基础部分进行了较大幅度整合。机床、刀具、切削原理部分加入数控机床及刀具；互换性与技术测量部分的尺寸链内容调整到机械制造工艺学部分，配合及项目标注调到绘图模块，只介绍测量及特征，适当增加误差理论与数据处理内容；机械制造工艺学部分加大成组技术内容量；为后续CAD/CAM课程中CAPP内容打下基础。气液传动模块中，把流体力学从力学模块调至气液传动模块，使理论与应用紧密结合。加大电液伺服内容，以便掌握模糊控制和智能控制技术。[12]
此外，山西农业大学则是按照零件的种类划分模块，以“齿轮传动设计”、“轴系结构设计”、“标准件选型设计”等进行模块化教学的设计和实践，形成跨课程甚至跨多学科的课程体系。[13]北京工业职业技术学院则是将课程体系分为总论、机械设计计算、机械常用金属材料及热处理、机械加工及精度、机械设计基础和计算机辅助设计六个模块。其目的是有利于在各专业在制订教学计划时，保证必要的学时数，从而保证正常教学顺序和教学质量，满足不同专业的需求，达到有的放矢、因材施教的目的。[14]
（三）借鉴国外先进经验，推进课程体系高度综合化
20世纪60年代以来，科学知识激增。为解决科学知识的急剧增长与学校教育时间的相对有限这一矛盾，课程综合化是世界各国课程改革的重要发展趋势。目前，美国的著名大学中，课程的综合化程度非常高，例如，MIT的机械系列课程“设计和制造Ⅰ、Ⅱ”就包括设计过程、机械设计、制造过程和系统、质量和过程控制等内容，包含了我国现阶段的若干门课程，甚至是跨学科的交叉的课程[15]；密歇根大学的机械工程课程体系是ME250、ME350、ME450课程。其中ME250即固体力学与材料系列，是我国目前理论力学、材料力学和工程材料三门课的综合；ME350即热与流体系列课程，包含工程热力学、传热学和流体力学等课程；而ME450即设计与制造系列课程，包括机械制图、机械原理、机械设计以及有关机械制造的一些知识等[16]。加州大学圣地亚哥分校工程制图与设计引论课程融合了制图、设计、制造、2D和3D CAD、加工知识等内容[17]。
目前，国内率先实施机械基础系列课程高度综合化的高校是上海交通大学。该校的改革始于2000年，依据打破原有课程设置的界限，建立新型的机械基础系列课程体系，实现两个转变，即传统设计向现代设计转变、传授设计知识向培养设计能力转变，为培养具有开拓精神的高级设计人才打下扎实基础的指导思想与目标，借鉴美国密歇根大学的设计与制造系列课程体系，对其原来的机械工程专业课程做出整合和调整，实现课程综合化[16]。改革取得了一定成效，但也遇到一些具体的困难。
（四）紧贴时展需求，依据少而精的原则，精选和适时更新教学内容
知识的爆炸与发展，学科的不断分化与细化，使课程门类不断增多。而学生的学习时间和精力总是有限度，这就要求构成课程体系的课程内容必须去粗取精，却旧迎新。课程体系改革还应考虑如何使课程链中内容的整体优化，追求教学的最佳效果。
清华大学于20世纪90年代初就以优化知识结构，向学生传授有用知识为出发点，对工程制图、机械原理、机械设计基础等课程内容和体系进行了大调整。将机械制图教学重点放在零部件的表达、视图选择及徒手绘制草图的能力上，同时增加创造性构形设计思维的内容；机械原理由过去以机构分析为主的教学体系改为以机构设计为主的教学体系，增加机械方案创造性设计等环节。机械设计基础则按设计过程建立包括机械运动方案设计、机械零部件工作能力设计和机械零部件结构设计三部分内容的新教学体系。教学内容进行精选优化，各门课内容体现传授最有用知识，改革成效明显[18]。
西北工业大学以机械设计为主线，侧重学生工程素质、综合应用和创新设计能力培养建立系列课程新体系，根据新体系进行课程之间教学内容的整合、协调和优化。精选课程内容。工程制图课程加强学生徒手绘草图、仪器绘图及计算机绘图能力的训练；工程材料及机械制造基础课程精选典型材料毛坯成型工艺和传统机械制造工艺等基本内容，充实现代工程新材料、新工艺和现代先进制造技术有关的内容，以加强学生对选材、零件与毛坯形成工艺和机械加工工艺设计能力的培养；机械原理课程加强学生机构综合应用和机械运动方案创新设计能力的培养；机械设计加强机械系统总体设计和结构创新设计能力的培养。[19]
天津科技大学在机械原理、机械设计、材料成型工艺基础和机械制造技术基础等课程中增加计算机应用方面的内容。[20]
三、机械基础系列课程体系改革20年综合评析
我国机械基础系列课程体系的改革起步晚，时间不长，但是有了一个良好的开端，同时还有国外的一些成功经验可资借鉴，可以期望能有一个美好的未来。笔者在以上分析的基础上，梳理我国高校机械基础系列课程体系20年改革的得失，有如下几个特点。
1.改革在全国范围内各高校展开。本研究虽然只是参阅了公开发表的近100所高校的有关机械基础系列课程体系改革的情况，但它们涉及到我国工科高等教育各个层次的方方面面，具有广泛的代表性。一些院校虽没有公开发表有关的举措的文章，但改革已经有了实际的行动。
2.改革在稳妥中进行。教学改革是一项关乎人才培养成功与否、需要极其严肃和认真对待的大事。因此，改革，只能“改良”、“改好”，不能“改劣”、“改坏”。课程的实施最少是5年为一个周期，如果改好，固然收益，如果改坏，则至少影响5届学生，可谓贻害无穷。文献资料显示了大部分院校采取了稳妥的步骤，先提出一些方案，再经过认真讨论和论证，最后稳妥逐步实施。
3.改革总体尚处于初始阶段。我国绝大多数工科高校建校时间不长，而且机械专业均脱胎于苏联模式或深受其影响。改革开放后，几乎都经过了一个较长时期的痛苦抉择和改革设想的酝酿阶段。目前，清华大学、上海交通大学、华中科技大学等名校起步较早，在改革的道路上行进较远，步子也较大。一些高校进行了初步尝试，并取得了一定的成效。但也还有相当多的高校仅仅只是提出了初步的设想。
4.重视学生创新设计能力的培养。各校都把培养学生的机械创新设计能力、创新思维、动手能力、综合设计能力和激发学生创新设计积极性摆在重要的位置。
5.课程门类和课时数略有减少。改革试图减少改革试图减少课程门类，减少课时数，提高教学效率，课程体系的综合化和交叉性有所提高。
6.课程内涵体现了先进性和时代性。随着科学技术的不断向前发展，机械工程的内涵和外延都在不断扩充。主题在变，问题在变，活动在变，要求机械基础系列课程体系内涵紧跟时展的步伐，实时引入了新内容。
然而，正如特点3所说，改革还只停留在初步阶段，其成效非常有限，这种局限性与不足通过国家精品课程建设结果可以得到证实。笔者从国家精品课程建设网上得知，始于2000年前后的国家精品课程建设，固然对提高机械基础系列课程教学质量起到了非常积极的作用。教育部共批准机械工程部级精品课程603门，其中大多数为机械基础系列课程。较多的如“机械设计”课程被评为部级精品课的有46所高校，“机械原理”有51所，“机械设计基础”有28所，“工程制图”或“工程图学”共有60多所，“机械制图”有14所，“画法几何及机械制图”有10所，“画法几何及工程制图”有8所，“机械制造基础”或“机械制造技术基础”共有36所，“工程训练”有9所，“互换性与技术测量”有9所。[21]这些数据一方面说明，我国工科大学的机械基础系列课程的教学条件和质量得到了较大幅度的提升。但从另一个角度来看问题，也可表明，虽然课程的高度综合化和交叉性成为全球大学的共识，但在我国现阶段，真正具有综合性和交叉性的课程和高校还极其少，像清华大学的“设计系列课”综合性精品课程成为凤毛麟角。各校的机械基础系列课程仍是以沿袭传统的课程体系为主的形式，各课程之间的分化和自守，使已形成的自身独立的学科系统难以打破藩篱。二十年来大部分改革仅在本课程系统内进行，始终围绕自成系统、自我完善与发展，追求各自的系统性和完整性而做着不懈努力。课程的综合性和交叉性还远远不够，一些改革仍然还停留在研究和纸上谈兵阶段，离现代大机械背景下的时代需求还有相当的距离。机械基础系列课程体系改革空间仍然很大，任重而道远。
参考文献：
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机械原理课程设计 篇十三
机械原理 课程设计说明书
设计题目：牛头刨床的设计
机构位置编号：11 3
方案号：II
班 级： 姓 名： 学 号：
年 月 日
目录
一、前言………………………………………………1
二、概述
§2.1课程设计任务书…………………………2 §2.2原始数据及设计要求……………………2
三、设计说明书
§3.1画机构的运动简图……………………3 §3.2导杆机构的运动分析…………………4 §3.3导杆机构的动态静力分析3号点……11 §3.4刨头的运动简图………………………15
§3.5飞轮设计………………………………17
§3.6凸轮机构设计…………………………19 §3.7齿轮机构设计…………………………24
四、课程设计心得体会……………………………26
五、参考文献………………………………………27
一〃前言
机械原理课程设计是高等工业学校机械类专业学生第一次较全面的机械运动学和动力学分析与设计的训练，是本课程的一个重要实践环节。是培养学生机械运动方案设计、创新设计以及应用计算机对工程实际中各种机构进行分析和设计能力的一门课程。其基本目的在于：
⑴．进一步加深学生所学的理论知识培养学生独立解决有关本课程实际问题的能力。
⑵.使学生对于机械运动学和动力学的分析设计有一较完整的概念。
⑶.使学生得到拟定运动方案的训练并具有初步设计选型与组合以及确定传动方案的能力。
⑷.通过课程设计，进一步提高学生运算、绘图、表达、运用计算机和查阅技术资料的能力。
⑸.培养学生综合运用所学知识，理论联系实际，独立思考与分析问题能力和创新能力。
机械原理课程设计的任务是对机械的主体机构连杆机构、飞轮机构凸轮机构，进行设计和运动分析、动态静力分析，并根据给定机器的工作要求，在此基础上设计凸轮，或对各机构进行
运动分析。
二、概述
§2.1课程设计任务书
工作原理及工艺动作过程 牛头刨床是一种用于平面切削加工的机床，如图(a）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。工作行程时，刨刀速度要平稳，空回行程时，刨刀要快速退回，即要有极回作用。切削阶段刨刀应近似匀速运动，以提高刨刀的使用寿命和工件的表面 加工质量。切削如图所示。
§2.2.原始数据及设计要求
三、设计说明书(详情见A1图纸)
§3.1、画机构的运动简图
以O 4为原点定出坐标系，根据尺寸分别定出O 2点B点，C点。确定机构运动时的左右极限位置。曲柄位置图的作法为，取1和8’为工作行程起点和终点所对应的曲柄位置，1’和7’为切削起点和终点所对应的曲柄位置，其余2、3„12等，是由位置1起，顺ω2方向将曲柄圆作12等分的位置，如下图：
§3.2 导杆机构的运动分析
11位置的速度与加速度分析 1）速度分析
取曲柄位置“11”进行速度分析。因构件2和3在A处的转动副相连，故VA2=VA3，其大小等于W2lO2A，方向垂直于O2 A线，指向与ω2一致。
曲柄的角速度 ω2=2πn2/60 rad/s=6.702rad/s υA3=υA2=ω2〃lO2A=6.702×0.09m/s=0.603m/s（⊥O2A）
取构件3和4的重合点A进行速度分析。列速度矢量方程，得
υA4= υA3+ υA4A3 大小 ?
√ ? 方向 ⊥O4B ⊥O2A ∥O4B 取速度极点P，速度比例尺µv=0.01(m/s)/mm，作速度多边形如下图
由图得
υA4=0.567m/s
υA4A3 =0.208m/s
用速度影响法求得
VB5=VB4=VA4*04B/O4A=1.244m/s 又
ω4=VA4/O4A=2.145rad/s 取5构件为研究对象，列速度矢量方程，得
vC = vB+ vCB 大小
? √ ? 方向 ∥XX ⊥O4B ⊥BC 取速度极点P，速度比例尺μv=0.01(m/s)/mm, 作速度多边行如
上图。则图知，vC5= 1.245m/s
Vc5b5=0.111m/s
ω5=0.6350rad/s
2）加速度分析
取曲柄位置“11”进行加速度分析。因构件2和3在A点处的转动副相连，故aA2n=aA3n,其大小等于ω22lO2A,方向由A指向O2。ω2=6.702rad/s, aA3n=aA2n=ω22lO2A=6.702×0.09 m/s2=4.0425m/s2 取3、4构件重合点A为研究对象，列加速度矢量方程得：
aA4 = aA4n + aA4τ
= aA2n
+ aA4A2k
+
aA4A
2大小：
?
ω42lO4A
?
√
2ω4υA4 A2
?
方向： ? A→O4 ⊥O4B A→O2
⊥O4B
∥O4B 取加速度极点为P＇,加速度比例尺µa=0.1（m/s2）/mm, 作加速度多边形如下图所示。由图可知
aA4=2.593m/s2 用加速度影响法求得
aB4= aB5 = aA4* L04B / L04A =5.690 m /s2 又
ac5B5n =0.0701m/s2 取5构件为研究对象，列加速度矢量方程，得
ac5= aB5+ ac5B5n+ a c5B5τ 大小
?
√
w52 Lbc
? 方向
∥XX √
c→b
⊥BC 作加速度多边形如上图，则
″
aC5B5τ= C5´C5·μa =2.176m/s2
aC5 =4.922m/s2
3号位置的速度与加速度分析 1)速度分析
取曲柄位置“3”进行速度分析，因构件2和3在A处的转动副相连，故VA3=VA2，其大小等于w2〃lO2A，方向垂直于O2 A线，指向与w2一致。
曲柄的角速度 ω2=2πn2/60 rad/s=6.702rad/s υA3=υA2=ω2〃lO2A=6.702×0.09m/s=0.603m/s（⊥O2A）取构件3和4的重合点A进行速度分析，列速度矢量方程，得，VA4
=VA3
+ VA4A3
大小
?
√
?
方向
⊥O4B
⊥O2A
∥O4B 取速度极点P，速度比例尺µv=0.01(m/s)/mm，作速度多边形如下图
VA4=pa4〃µv= 0.487m/s VA4A3=a3a4〃µv= 0.356 m/s w4=VA4⁄lO4A=1.163rad/s VB=w4×lO4B= 0.675m/s
取5构件作为研究对象，列速度矢量方程，得
υC =
υB
+
υCB
大小
?
√
? 方向 ∥XX(向右)
⊥O4B
⊥BC
取速度极点P，速度比例尺μv=0.01(m/s)/mm, 作速度多边形如上，则
Vc5=0.669m/s
Vcb=0.102m/s
W5=0.589rad/s 2）.加速度分析
取曲柄位置“3”进行加速度分析。因构件2和3在A点处的转动副相连，故aA2n=aA3n,其大小等于ω22lO2A,方向由A指向O2。ω2=6.702rad/s, 9 aA2n=aA3n=ω22lO2A=6.702×0.09 m/s2=4.0426m/s2 取3、4构件重合点A为研究对象，列加速度矢量方程得：
aA4 =aA4n+ aA4τ = aA3n + aA4A3K + aA4A3v 大小： ? ω42lO4A ? √ 2ω4υA4 A3 ? 方向 ? B→A ⊥O4B A→O2 ⊥O4B ∥O4B（沿导路）取加速度极点为P＇,加速度比例尺µa=0.1（m/s2）/mm, 作加速度多边形下图所示：
则由图知：
aA4 =P´a4´〃μa =3.263m/s2 aB4= aB5 = aA4* L04B / L04A =4.052 m/ s2 取5构件为研究对象，列加速度矢量方程，得
ac = aB + acBn+ a cBτ
大小 ? √ ω5l2CB ? 方向 ∥X轴 √ C→B ⊥BC 其加速度多边形如上图，则 ac =p ´c〃μa =4.58m/s2 §3.3 导杆机构的动态静力分析 3号点 取3号位置为研究对象：
①.5-6杆组共受五个力，分别为P、G6、Fi6、R16、R45, 其中R45和R16 方向已知，大小未知，切削力P沿X轴方向，指向刀架，重力G6和支座反力R16 均垂直于质心，R45沿杆方向由C指向B，惯性力Fi6大小可由运动分析求得，方向水平向左。选取比例尺μ=(40N)/mm，受力分析和力的多边形如图所示：
已知：
已知P=9000N，G6=800N，又ac=ac5=4.58m/s2 那么我们可以计算 FI6=-G6/g×ac =-800/10×4.5795229205 =-366.361N 又ΣF=P + G6 + FI6 + F45 + FRI6=0，方向 //x轴 → ← B→C ↑ 大小 9000 800 √ ？ ？ 又
ΣF=P + G6 + Fi6 + R45 + R16=0，方向
//x轴
→
←
B→C
↑ 大小
8000
620
√
？
？ 由力多边形可得：F45=8634.495N
N=950.052 N 在上图中，对c点取距，有
ΣMC=-P〃yP-G6XS6+ FR16〃x-FI6〃yS6=0 代入数据得x=1.11907557m ②.以3-4杆组为研究对象（μ=50N/mm）
已知： F54=-F45=8634.495N，G4=220N aB4=aA4〃 lO4S4/lO4A=2.261m/s2 , αS4=α4=7.797ad/s2
可得：
FI4=-G4/g×aS4 =-220/10×2.2610419N=-49.7429218N MS4=-JS4〃aS4=-9.356 对O4点取矩：
MO4= Ms4 + Fi4×X4 + F23×X23-R54×X54-G4×X4 = 0 代入数据，得：
MO4=-9.356-49.742×0.29+F23×0.4185+8634.495×0.574+220×0.0440=0 故：
F23=11810.773N Fx + Fy + G4 + FI4 + F23 + F54 = 0 方向： ？ ？ √ M4o4 √ √ 大小： √ √ → √ ┴O4B √
解得：
Fx=2991.612N Fy=1414.405N 方向竖直向下
③.对曲柄分析，共受2个力，分别为F32,F12和一个力偶M,由于滑块3为二力杆，所以F32=F34，方向相反，因为曲柄2只受两个力和一个力偶，所以F12与F32等大反力。受力如图：
h2=72.65303694mm,则，对曲柄列平行方程有，ΣMO2=M-F32〃h2=0 即
M=0.0726*11810.773=0，即M=858.088N〃M
§3.4刨头的运动简图
§3.5飞轮设计
1.环取取曲柄AB为等效构件，根据机构位置和切削阻力Fr确定一个运动循的等效阻力矩根据个位置时
值，采用数值积分中的梯形法，计算曲柄处于各的功
。因为驱动力矩可视为
，确定等效驱动力常数，所以按照
矩Md。
2.估算飞轮转动惯量 由
确定等效力矩。
§3.6凸轮机构设计
1.已知：摆杆为等加速等减速运动规律，其推程运动角o=10o，回程运动角0'=70o，摆杆长度=70远休止角001lo9D=135mm，最大摆角max=15o，许用压力角[]=38.2.要求：(1)计算从动件位移、速度、加速度并绘制线图。（2）确定凸轮机构的基本尺寸，选取滚子半径，划出凸轮实际轮廓线，并按比例绘出机构运动简图。
3.设计步骤：
1、取任意一点O2为圆心，以作r0=45mm基圆；
2、再以O2为圆心，以lO2O9/μl=150mm为半径作转轴圆；
3、在转轴圆上O2右下方任取一点O9;
4、以O9为圆心，以lOqD/μl=135mm为半径画弧与基圆交于D点。O9D即为摆动从动件推程起始位置，再以逆时针方向旋转并在转轴圆上分别画出推程、远休、回程、近休，这四个阶段。再以11.6°对推程段等分、11.6°对回程段等分（对应的角位移如下表所示），并用A进行标记，于是得到了转轴圆山的一系列的点，这些点即为摆杆再反转过程中依次占据的点，然后以各个位置为起始位置，把摆杆的相应位置
画出来，这样就得到了凸轮理论廓线上的一系列点的位置，再用光滑曲
线把各个点连接起来即可得到凸轮的外轮廓。
5、凸轮曲线上最小曲率半径的确定及滚子半径的选择
（1）用图解法确定凸轮理论廓线上的最小曲率半径min：先用目测法估计凸轮理论廓线上的min的大致位置（可记为A点）；以A点位圆心，任选较小的半径r 作圆交于廓线上的B、C点；分别以B、C为圆心，以同样的半径r画圆，三个小圆分别交于D、E、F、G四个点处，如下图9所示；过D、E两点作直线，再过F、G两点作直线，两直线交于O点，则O点近似为凸轮廓线上A点的曲率中心，曲率半径minOA；此次设计中，凸轮理论廓线的最小曲率半径min 26.7651mm。
凸轮最小曲率半径确定图（2）凸轮滚子半径的选择（rT）
凸轮滚子半径的确定可从两个方向考虑： 几何因素——应保证凸轮在各个点车的实际轮廓曲率半径不小于1~5mm。对于凸轮的凸曲线处CrT，对于凸轮的凹轮廓线CrT（这种情况可以不用考虑，因为它不会发生
失真现象）；这次设计的轮廓曲线上，最
小的理论曲率半径所在之处恰为凸轮
上的凸曲线，则应用公式：minrT5rTmin521.7651mm；滚
子的尺寸还受到其强度、结构的限制，不能做的太小，通常取rT(0.10.5)r0
及4.5rT22.5mm。综合这两方面的考虑，选择滚子半径可取rT=15mm。
然后，再选取滚子半径rT，画出凸轮的实际廓线。设计过程 1.凸轮运动规律 推程0≤2φ≤δo /2时：
2max12204max120,0024max2 120
推程δo /2≤φ≤δo时：
2max1max(220)04max1(20)002,04max2120
回程δo+δs01≤φ≤δo+δs+δ'o/2时：
2max1max2'204max1'200,0'24max21'20
回程δo+δs+δ’o/2≤φ≤δo+δs+δ’o时：2max1(0')2'204max1('20')00'2,0'4max21'20
2.依据上述运动方程绘制角位移ψ、角速度ω、及角加速度β的曲线，由公式得出如下数据关系（1）角位移曲线：
（2）角速度ω曲线：
（3）角加速度曲线：
4）、求基圆半径ro及lO9O2
3.由所得数据画出从动杆运动线图
§3.7齿轮机构设计 1、设计要求：
计算该对齿轮传动的各部分尺寸，以2号图纸绘制齿轮传动的啮合图，整理说明书。
2.齿轮副Z1-Z2的变位系数的确定
齿轮2的齿数Z2确定：
ｉo＇＇2=40＊Z2／16＊13=n0＇＇／no2=7.5
得Z2=39
取x1=-x2=0.5
x1min=17-13／17=0.236 x2min=17-39／17=-1.29
计算两齿轮的几何尺寸：
小齿轮
d1=m＊Z1=6＊13=78mm
ha1=（ha*+x1）*m=（1+0.5）*6=9mm
hf1=（ha*+c*-x1）*m=（1+0.25-0.5）*6=4.5mm
da1=d1+2*ha1=78+2*9=96
df1=d1-2*h f1=78-9=69
db1=d1*cosɑ=78*cos20˚=73.3
四 心得体会
机械原理课程设计是机械设计制造及其自动化专业教学活动中不可或缺的一个重要环节。作为一名机械设计制造及其自动化大三的学生，我觉得有这样的实训是十分有意义的。在已经度过的生活里我们大多数接触的不是专业课或几门专业基础课。在课堂上掌握的仅仅是专业基础理论面，如何去面对现实中的各种机械设计？如何把我们所学的专业理论知识运用到实践当中呢？我想这样的实训为我们提供了良好的实践平台。
一周的机械原理课程设计就这样结束了，在这次实践的过程中学到了很多东西，既巩固了上课时所学的知识，又学到了一些课堂内学不到的东西，还领略到了别人在处理专业技能问题时显示出的优秀品质，更深切的体会到人与人之间的那种相互协调合作的机制，最重要的还是自己对一些问题的看法产生了良性的变化。
其中在创新设计时感觉到自己的思维有一条线发散出了很多线，想到很多能够达到要求的执行机构，虽然有些设计由于制造工艺要求高等因素难以用于实际，但自己很欣慰能够想到独特之处。这个过程也锻炼了自己运用所学知识对设计的简单评价的技能。
五、参考文献
1、《机械原理教程》第7版
主编：孙桓
高等教育出版社
2.《机械原理课程设计指导书》主编：戴娟
高等教育出版社
3.《理论力学》主编：尹冠生
西北工业大学出版社