机械原理绪论

第一次课：2010.3.2如何引导学生顺利进入本专业的重要技术基础课；搞清楚本课程的主要内容；学习本课程的重要性；如何学好本课程；如何由本课程引导学生主动获取知识的能力是绪论的重点。第一章绪论大家看到教材的每一章中，都是前面有引言，后面有知识拓展。在绪论的引言里，提出了这些问题：什么是机械？什么是机械原理？本课程是一门什么性质的课程？为什么要学习机械原理？机械原理研究哪些内容？怎样学习这么课程？学习机械原理可以培养哪些能力？我们下面的讲课带着引言中提出的问题开始今天的课程内容。第一节机械的基本概念一、机器总结生活中机器分三种类型：动力机器：能量转换——内燃机、涡轮机、电动机等工作机器：完成有用的机械功或搬运物料——机床、起重机、机车、汽车等信息机器：完成信息的传递和交换——打印机、绘图仪、复印机等机器——人为的实物组合；有确定的相对运动；能代替人们的劳动或进行能量转化。二、机构——具有机器的前两个特征。三、机械——机器与机构的总称。第二节机械原理的研究对象和内容一、研究对象研究机械的运动学和动力学分析与设计的基本理论和方法二、研究内容1、机构的结构分析2、机构的性能分析3、常用机构的设计问题4、机器动力学问题5、机械系统运动方案设计第三节机械原理课程的地位和学习本课程的目的一、地位本课程是培养学生具有机械基本设计能力的技术基础课，必先修课程机械制图、理论力学、材料力学、金属工艺学、公差与技术测量、金工实习、金属材料等更接近实际，比专业课有更广的研究面和更宽的适应性，起桥梁作用。原来的机械专业课：金属切削机床、金属切削刀具、机械工艺学等；现在的专业课有：机械制造基础、先进制造技术、机电液系统控制技术、机器人技术、数控机床等二、目的1、为学习专业课打下基础。2、为产品创新设计打下基础。3、为现有产品的合理使用和革新改造打下基础。第四节如何学好本课程一、教学设计1、教学方法：实施研究性教学法，结合综合课程设计（机械原理课程设计、机械设计课程设计），以知识为载体，以产品设计为主线，从“教师为主”向“师生互动和团队学习”转变；从“在已知的世界里拷贝已知的知识”向“在未知的世界里寻求和探索未知的知识”转变；从“到社会竞争岗位”向“为社会创造就业岗位”转变。变被动学习为主动学习。研究性教学法（或项目教学法）（就是以学生为主开展的自主的、开放的、探究式的学习活动，是一种人人参与的创造实践活动，注重的不是最终的结果，而是完成项目的过程。每个同学找自己的课题，题目不限，可以是自己的想法、老师的课题、企业的技改项目、实验室项目。在学习本课程的同时，学习与课题相关的知识，培养综合运用知识的能力。自愿组成学习小组，或个人也行，利用业余时间收集资料。拿出2次课把各项目小组的设计，做出PPT对大家讲解得的设计思路，大家发言提出个人简介，进行方案论证。最后选出比较好的设计作品做出实物，参加比赛或应用于实验或实际应用中。培养运用所学知识解决实际问题的能力，初步形成科学精神和科学态度，初步具有机械创新设计能力。经过这个环节训练过的学生，综合能力方面提高很快，不论是保送研究生，还是读博士的，还是就业的，这里可以举出很多例子。2、教学手段：板书、课件、模型相结合。3、教学环节：课堂教学、课程设计、实验、社会实践、撰写论文、调研报告、简单的创新设计等。4、参考文献：相关教科书、机械系统创新设计、CAD/CAM技术、机械优化设计、有限元分析及应用、期刊杂志、机械设计手册等。二、学习方法1、学习知识的同时更要注重能力培养。2、注重逻辑思维的同时，加强形象思维的培养。3、注重先修课程在本课程中的应用。4、注意理论联系实际。5、注重机械与电、液、气、计算机、控制等综合知识的学习。原来的机械专业课：金属切削机床、金属切削刀具、机械工艺学等；现在的专业课有：机械制造基础、先进制造技术、机电液系统控制技术、机器人技术、数控机床等6、注意各种设计软件或分析软件的学习。7、上课跟上老师的思路，适应互动教学，及时作业完成。工程设计资料汇编序号模块名称主要内容1设计过程主要介绍一般工程设计流程，帮助学生建立基本概念。设计是一项创造性劳动，同时也是对已有成功经验的继承过程，设计又是一个动态过程，要不断地进行调查研究，征求意见，分析评价，发现问题，并重复、交叉地进行上述各阶段的工作，达到最理想的设计效果。2设计方法介绍常用设计方法以及各自的优缺点，如何让学生针对不同的设计任务，选择最优的设计方法是关键。引导学生以计算机为工具，以工程软件为基础，采用现代设计和创新设计方法，如计算机辅助设计、优化设计、可靠性设计、有限元法、专家系统等方面的知识，鼓励学生运用现代设计理念与常规设计有机结合，发挥自己的设计潜能，设计出理想的产品。3基础课程与设计有关的基础课程重点内容提炼。如：工程图学、工程材料、机械制造基础、公差配合与技术测量、理论力学、材料力学、电工学等，实践环节包括金工实习，认识实习等。4技术资料作为工程技术人员必须掌握和了解的各种标准、手册等，如：机械设计手册、机械行业标准、电工电子手册等。5现代设计和分析软件简单介绍现代设计必须了解和掌握的工程设计软件，如CATIA、NX、PRO-E、ADAMS、MATLAB、ANSYS、ABAQUS等工程中的常用软件做简单介绍，引导学生正确使用。6学术组织为学生提供国内外本学科或相关学科组织机构，引导学生如何通过文献检索获得最前沿的学术发展动态和学术成果，撰写论文等。如：ACM美国计算机协会、AIAA美国航空航天学会、ASME美国机械工程师协会、IEEE国际电子电气工程师协会、NEA美国教育协会等。创新设计题目一、食品机械1、剥豆机2、糕点切片机3、糖果包装机4、莲子自动去壳取心机二、医用机械5、医用卷棉签机6、洗瓶机7、膝关节骨关节治疗仪三、印刷与包装机械1、半自动平压模切机2、自动送纸机传动系统设计四、轻工机械1、冷霜自动灌装机2、自动打印机3、自动制钉机4、自动链条编结机5、自动打标机6、牙膏壳喷塑跟踪机构设计7、包装机推包机构设计8、铁钉坯料剪切机五、通用机械与塑性加工机械1、螺钉头冷镦机2、专用精压机3、小型卧式模锻机传动系统设计4、钢板翻转机六、电动线锯机七、导弹瞄准机传动机构设计八、玩具与日用产品1、恐龙2、屏幕晃动式游戏机设计3、自动晒衣架九、其它小设计1、自动折叠双人沙发床2、无链条杠杆式自行车3、遥控式汽车千斤顶4、床上书桌5、包饺子机6、拖布自动清洗机设计7、新型垃圾箱8、发球机：包括排球、网球、乒乓球等。十、插齿机十一、蜂窝煤成型机十二、装载汽车车厢后板自动装卸机十三、自走式升降机十四、机器人系列1、切割机器人2、防暴机器人3、家庭用清洁机器人4、除冰机器人5、除雪机器人6、焊接机器人7、各种路面机械十五、环卫机械系列十六、小创意1、可调式近视泳镜在两层薄膜间注入水，利用薄膜的胀缩改变焦距。结构简单，价格便宜，方便可调。解决了目前泳镜无近视或不可调等缺点，适合于广大近视者。2、便携式救生圈目前海难时有发生，死伤惨重，虽备有救生圈，但数量少，占地多，效果甚微。且船只有好有坏，情况多变。如果能随身携带一救生装置就好了。该便携式救生圈内装两种物质和折叠的救生圈，体积只有药瓶那么大，当发生事故时，只需按动开关即可充气膨胀为救生圈；平时可放于任何地方，如书包内，不占空间，以防万一。3、饮水机空气滤清装置饮水机使用时，外界空气随时进入，同时也带进一些杂质、污染物等，特别是能溶入水的有害物质，使纯净水不纯净，可在饮水机内加一滤清装置，过滤物可用水，但这部分水单独放置。这样只要有能溶入水的有害物质先被其过滤，就不会进入纯净水中。4、宠物自动清洗机宠物越来越被宠，随之而来的就是就是卫生问题，宠物经常被抱，它身上的东西也会沾到主人身上，所以宠物的清洗很重要。但很少有人愿意自己动手。所以有必要发明一种宠物自动清洗机。因为宠物毕竟是动物，所以不能用一般的清洗方法，可用超声波加射流方式，既快又干净，主人做的只是在一旁看着不让其乱跑即可。5、水制导（电）高压电弧枪现在的电警棍只能接触身体才能发挥作用，对警察自身有不安全因素，而该水制导（电）高压电弧枪是利用水这一导体将高压电传至远处的罪犯身上，可在一定距离内就可制服罪犯。是居家旅行、防身自卫的必备物品！6、可溶式方便面油料袋目前的方便面油料袋使用十分不便，油料倒不干净，弄得满手是油，有人就直接将其放入热水中，但塑料遇热可能释放有毒物质。可研制一种可溶式方便面油料袋，用时直接将其放入热水中，袋体会溶入水中或可直接食用，十分方便。7、公交车到站自动报站系统公交车到站时每次都要由司机按相应的按钮报站，其实由于站点都是固定的，完全有可能制作一种公交车到站自动报站装置，采用无线电传感器，每个站点都安装一斤距离（30米左右）发射装置，每个公交车都安装一接受装置，当公交车到达某一站点时，接受装置收到信号，然后系统自动报站，并可检测车门开关状态，当车开动后自动报下一站。8、车用蓄冷空调开车时将多余的冷气用蓄冷材料储存，停车时缓慢释放9、分体式蓄电池充放电装置电动自行车蓄电池一般一天用不完，但为了保证第二天电量充足，一般晚上都要充电，蓄电池长期处于半放电状态，容易极化。可将目前的一组电池分为两组，单独供电，自动切换，单独充电。十七、实验室项目阅读实验指导书，到实验室参观实验设备，实验装置，结合课堂教学对实验内容进行创新、综合、研究，改进出更新颖的实验。十八、自己身边的发现进行改造或自己的创意。