机械原理知识总结范文

导语：如何才能写好一篇机械原理知识总结，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

【关键词】：新技术、电渣压力焊、直螺纹、静力拉伸试验。

中图分类号：TU392.2 文献标识码：A

一、前言

近年来，随着建筑新技术、新材料、新工艺的大量推广应用，粗直径钢筋连接技术特到了迅猛发展，其中尤以钢筋电渣压力焊连接技术、直螺纹连接技术的应用最为普遍。以江苏通州二建建设工程公司承建的北京万科星园9号楼为例，该工程位于北京市朝阳区北五环，建筑面积1.8万平方米，地上22层，地下2层，框架剪力墙结构， 抗震等级均为二级。该工程基础底板钢筋、框架梁纵筋均采用“直螺纹”机械连接，框架柱纵筋、电梯井筒和剪力墙内暗柱纵筋均采用“电渣压力焊”法连接，其余钢筋则采用绑扎搭接。

钢筋电渣压力焊连接技术、直螺纹连接技术在该工程的成功应用表明，新型钢筋机械连接技术因其操作简单，质量稳定，结构受力合理，既保证了工程质量，又提高了劳动效率，因此具有显著的社会效益和经济效益，值得大力推广。但也有个别工程在应用上述新型钢筋机械连接技术的过程中，因技术要领控制不当，造成钢筋现场抽检时静力拉伸试验不合格，从而造成返工。这样既浪费了宝贵的施工时间，延缓了工程进度，又浪费了施工资源，可谓“得不偿失”。本文将从工艺流程、技术要领的控制方面着手，研究分析上述两种钢筋机械连接施工时应注意的问题。

二、钢筋直螺纹机械连接施工

（一）、直螺纹连接工作原理

将两根待接钢筋利用专用滚丝机滚丝，形成直螺纹丝头，通过直螺纹连接套把两根带丝头的钢筋用扳手拧紧，利用丝间机械的咬合形成整体。

钢筋直螺纹连接示意图

（二）、设备选用

钢筋“滚轧直螺纹”机械连接技术选用的设备为GGZ-40型钢筋直螺纹滚轧机、管钳板手及其它辅助工具等，其中钢筋直螺纹滚轧机的额定电压为380V。

（三）、材质要求

钢筋滚轧直螺纹连接套筒须有产品合格证、明显的规格标志及等级标志。该工程所用连接套筒的规格主要有Φ22、Φ25、Φ28三种，力学性能均为A级，其接头的抗拉强度须达到或超过钢筋母材抗拉强度标准值，并应具备高延性及反复拉压性能。

（四）、施工方法

1、现场准备、人员准备

为确保钢筋螺纹丝头的加工质量，凡从事钢筋滚轧直螺纹加工工作的人员必须经过专业技术培训，经考核合格后持证上岗。班组成员应相对固定；

根据现场特点，本工程钢筋滚轧直螺纹等强连接的端头螺纹均在场外预制，现场连接安装。所有钢筋丝头的加工均在钢筋加工场地完成。

GGZ-40型钢筋直螺纹滚轧机应与放置在支架上待加工的钢筋中心线保持在同一直线，且标高一致。

人员配置情况：每台·班配操作工人3-4人，其中滚轧直螺纹丝头1人，丝头质检、盖保护帽及搬运2-3人。

2、工艺流程

钢筋下料滚丝上塑料保护套拧连接套筒（与下端钢筋连接）拧紧连接套筒（与上根钢筋连接）质量检验绑扎钢筋骨架。

钢筋下料不得用电焊、气割等加热方法切断，可用砂轮切割机切断。要求钢筋切割端面垂直于钢筋轴线，否则应调整机器，直至符合要求。钢筋端头不准挠曲，不得有马蹄形。

钢筋滚丝在GGZ-40型钢筋直螺纹滚轧机上进行。钢筋滚丝时必须使用水溶性切削冷却液，不准使用油性切割液或机油液，不准不加液直接滚丝。每台钢筋直螺纹滚轧机每班可加工400-600个丝头。钢筋滚丝时，直螺纹滚轧机上的滚丝器应与钢筋规格调整一致。标准型钢筋丝头的螺纹加工长度为：钢筋规格：Φ22、Φ25、Φ28，丝头长度分别为31mm、33mm、36mm。

钢筋丝头加工完毕，应立即盖上塑料保护帽或拧上连接套筒，防止装卸钢筋时损坏丝头，影响连接质量。

滚轧直螺纹钢筋机械连接技术现场质量控制的核心是丝头的加工质量，因此必须认真、仔细地检验。丝头检验的要素包括：a、外观及外形质量检验，包括：钢筋丝头螺纹应饱满，螺纹大径低于螺纹中径的不完整扣，累计长度不得超过3个螺纹周长，钢筋丝头长度误差为2P（P为螺距）；b、螺纹尺寸检验：用专用检验环规，当钢筋丝头插入时，钢筋端面在环规缺口范围内，即为合格。

加工的丝头应逐个自检，出现不合格丝时应切去重新加工；

自检合格的丝头，应由质检员随机抽样进行检验，以一个工作班加工的丝头为一个验收批，随机抽检10%。当合格率小于95%时，应加倍抽检，复检合格率仍小于95%时，应对全部丝头逐个检验。

连接前的准备：钢筋连接之前，先回收丝头上的塑料保护帽和套管端头的塑料密封盖，并检查钢筋规格是否和连接套筒一致，检查螺纹丝扣是否完好无损、清洁。如发现杂物或锈蚀要用铁刷清理干净。

标准型接头的连接：把装好连接套筒的钢筋拧到被连接钢筋上，然后用管形板手拧紧钢筋，使两根钢筋对顶紧，套筒两端外露的丝扣不超过两个完整扣，连接即完成。随后画上标志，便于质检人员抽检、记录。

接头检验：接头连接完成后，由质检人员分批检验。检验方式为：目测。接头两端外露螺纹长度相等，且不超过两个完整丝扣。

3、施工现场连接接头质量检验

按《钢筋机械连接通用技术规程》（JGJ107-96）的要求，在正式加工连接前，每种规格的钢筋先做一组（3根）试件，待做静力拉伸试验合格后方可大量加工连接。

现场检验前，滚轧直螺纹钢筋连接技术的提供单位应向使用单位提供有效的型式检验报告。

在支模前，质检员按规定的抽检数量进行检验。要求钢筋连接质量100%合格。钢筋接头的丝扣外露部分不得超过两个完整丝扣。

钢筋连接接头的现场检验按验收批进行。同一施工条件下采用同一批材料的同等级同型式同规格接头，以500个为一个验收批进行检验和验收，不足500个时也作为一个验收批。对每一验收批接头，必须在工程结构中随机截取3个试件进行试验，并按要求做单向拉伸强度试验。当每个试件单向拉伸强度试验均符合要求时，该验收批评为合格；如有一个试件的强度不合格，应再截取6个试件进行复检，复检中有一个试件试验结果不合格，则该验收批评为不合格。

施工现场连续检验10个验收批，当全部单向拉伸试件均一次性抽检合格时，验收批接头数量可扩大到1000个。

（五）、标志、包装、运输、储存要求

钢筋直螺纹连接套筒应在保护塞上标明规格标志。

连接套筒出厂前应成箱包装，包装箱外应标明产品名称、规格、数量、生产厂家。

包装箱内必须附有产品合格证，其内容包括：型号、适用钢筋品种、检验日期、质量合格签章及厂名、厂址、联系电话等。

套筒在运输过程中应妥善保管，避免雨淋、沾污、遭受机械损伤。

钢筋丝头检验合格后应套上塑料保护帽，按规格分类堆放整齐；

雨季或长期堆放情况下，应对钢筋丝头采取防锈措施；

钢筋丝头在运输过程中应妥善保护，避免雨淋、沾污、遭受机械损伤。

（六）、安全技术措施

如在高空进行钢筋机械连接作业，必须遵守国家现行《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80的规定。

电缆、电线应防止负重拖拉、弯折和尖利物体的刻划。

操作机械时严格按操作规程进行。

三、钢筋电渣压力焊施工

钢筋电渣压力焊是利用电流通过渣池产生的电阻热将钢筋端部熔化，然后施加压力使钢筋焊合。该焊接方法比钢筋电弧焊容易掌握、工效高、成本低、工作条件好！现场的部分框架柱和暗柱钢筋采用此法接长。

该工程钢筋电渣压力焊采用电弧引燃法施工。

（一）、施工方法

钢筋电渣压力焊施焊前，先平整钢筋端面，将钢筋端部120mm范围内的铁锈、杂质刷净，将待接长钢筋安放在专用夹具钳口内夹紧，并使两根钢筋的轴线在同一直线上。钢筋一经夹紧，不得晃动。

引弧采用直接引弧法。

引弧后，先进行电弧过程，然后加快上钢筋下送速度，使钢筋端面与液态渣池接触，转变为电渣过程，最后在断电的同时，迅速下压上钢筋，挤出熔化金属和熔渣。

接头焊接完毕，应停歇后方可回收焊剂和卸下焊接夹具，并敲去渣壳；四周焊包应均匀，凸出钢筋表面的距离应大于等于4mm。

电渣压力焊的焊接参数应符合标准规范的规定；

注：当不同直径钢筋焊接时，应按较小直径钢筋选择参数，焊接通电时间可适当延长。

在焊接生产过程中，焊工应进行自检，当发现偏心、弯折、烧伤等焊接缺陷时，应按下表查找原因和采取措施，及时清除并纠正：钢筋焊接应注意的安全问题：钢筋焊接必须注意安全，严格按安全技术要求操作。要对电源进行维护，严禁钢筋接触电源。焊机必须接地，焊接导线及钳口接线处，都必须可靠绝缘。变压器和焊机都不准超负荷使用。必须重视焊接现场的消防工作。要注意操作人员的劳动保护，谨防触电，并保护好眼睛。

（二）、钢筋电渣压力焊接头的质量检查与验收

电渣压力焊接头应逐个进行外观检查。当进行力学性能试验时，应从每批接头中随机切取3个试件做拉伸试验，且应按下列规定抽取试件：在现浇钢筋混凝土多层建筑中，应以每一楼层或施工区段中300个同级别钢筋接头作为一批，不足300个接头仍作为一批。

电渣压力焊接头外观检查结果应符合下列要求：

四周焊包凸出钢筋表面的高度应大于等于4mm；

钢筋与电极接触处，应无烧伤缺陷；

接头处的弯折角不得大于4度（即：自接头处向上1m范围内的偏差不应大于7mm）；

接头处的轴线偏移不得大于钢筋直径的0.1倍，且不得大于2mm；

外观检查不合格的接头应切除重焊，或采取补强焊接措施（如帮条焊）。

电渣压力焊接头拉伸试验结果，3个试件的抗拉强度均不得低于该级别的钢筋规定的抗拉强度。

当试验结果中有一个试件的抗拉强度低于规定值，应再取6个试件进行复验。复试结果，当仍有一个试件的抗拉强度低于规定值，确认该批接头不合格！

四、技术经济分析

该工程采用电渣压力焊连接的钢筋总量为260.1t，若改为传统的绑扎搭接法连接，须增加钢筋用量约18.5t，由此节省了工程费用5.5万元；采用直螺纹机械连接的钢筋总量为258.1t，与采用绑扎搭接法相比，可节约钢材18.5t，节省费用5.5万元。而电渣压力焊和直螺纹机械连接的接头费用（材料费）合计为6.3万元，由此节约资金：5.5+5.5-6.3＝4.7万元。

五、新技术应用体会

（一）、满足了结构设计和使用功能的要求。

按照常规绑扎或搭接焊的方法，钢筋受力不在同一轴向，会产生小偏心受拉或者受压，使得结构内部应力分布不均匀，影响结构安全。采用上述连接方法，所有接头均是轴向对接，受力情况较好，质量稳定可靠。抽检表明，本工程直螺纹机械连接和电渣压力焊连接接头的合格率为100%。

（二）、提高了工效，便于施工操作。

钢筋直螺纹机械连接，可以预先完成一半作业（加工、套丝），另一半作业（连接）在操作面上完成。这样，便于流水施工，使得连接速度加快。而电渣压力焊连接可直接在现场完成施焊作业。

（三）‘综合经济效益较好。

采用上述方法进行钢筋连接，可以充分满足结构设计要求，具有稳定、可靠的施工质量，工期也有所缩短。与采用绑扎搭接法相比，上述连接方法共节省造价4.7万元。

篇2

关键词：机械设计 教学体系 创新

机械设计是机械类专业的一门重要技术基础课程，能够培养学生的工程设计能力。因此，应当加大机械设计教学体系的创新力度，培养学生具有分析、解决工程问题，设计、创造新的机械装备的能力，为国家培养更多机械设计创新性人才。

一、目前机械设计教学体系存在问题

目前机械设计教学体系主要出在以下几方面问题：①教学内容过于庞杂。目前，机械原理和机械设计是解析设计教学的课程内容，同时机械设计也包括材料、力学、热处理、机械原理、公差与配合、机械零件、机械CAD等内容，所涉及到的知识面相对较广，同时教学内容也相对零碎，且与其他课程存在较多交叉重复，例如机械设计教学中的螺纹联接、键联接等相关教学内容明显与少而精的教学原则相悖。如减速器的类型、样式和设计参数要求和机械制图中的减速器设计相关知识存在着较高的重复率，既失去了机械设计的学科特点，同时又浪费了教学时间。②无法适应时代的快速发展。目前，很多院校的机械设计教材存在着内容庞杂、理念陈旧、脱离工程实践、跟不上时展以及深度不足等问题。现代机械设计教学应当满足工程性和技术性需求，同时也应当具备系统性。社会性以及经济性，并能够随着社会的发展，提出更多满足实际生产需要的新设计理论和设计方法。目前，很多院校的机械设计教学对设备结构、设备的强度和运动学更新等相关技术内容较为注重，在一定程度上忽视了能源、环境方面知识在教学中的渗入以及安全、人机关系、美学等社会因素和价值工程、周期费用分析等经济因素，导致机械设计理论教学与实践之间出现严重的脱节。③教学方式过于陈旧、落后。一些院校在教学过程中在机械设计教学中仍然采用教师将书本知识和相关原理一讲到底，学生对知识死记硬背的传统灌输式教学方式，并未在实际教学中辅以相关知识或原理的挂图来进行补充讲解，以加深学生的相关知识或原理的理解，同时缺乏案例式教学、现场教学以及讨论启发式教学，也并未留给学生进行问题独立分析和思考的时间，在一定程度上影响学生对课堂相关知识或原理的理解和掌握，同时在一定程度上还阻碍了学生运用所学知识解决实际工程问题能力的发展。因此，应当对机械设计教学体系进行创新。

二、创新机械设计教学体系措施

（一）调整教学内容

院校开展的机械设计各项教学内容都应当紧贴实际，注重整体性、实践性以及创新性。目前，很多院校的机械设计新生缺乏机械方面相关基础知识，因此，机械设计在教学中应当调整教学内容，坚持适度、够用的教学原则，避繁就简、突出重点、深入浅出。一方面，应当做到精简，对机械设计教学的传统性、叙述性内容进行压缩，尽量减少机械设计教学中相关理论知识的重复，同时在相关教学环节中，如实验、实习、课程设计、社会调查、毕业论文以及课外科技活动等教学环节，融入机械教学相关理论知识。另一方面注重知识的整合。在机械设计的实际教学中，可以将理论力学、材料力学与机械零件的相关知识点进行整合。此外，在机械设计的教学过程中还应当注重知识点的增设。在充分考虑知识点的系统性和完整性时，可以增设以电、液为动力的机构组合，结合实际的典型机械等新内容，使学生全面认识现代机械，以适当前生产实际需要，方便计算机辅助设计的应用和推广。

（二）加强学生能力培养

机械设计是一门极具实践性的课程，在进行过程中应当注重学生设计技能和创新能力的培养，以培养学生的技术应用能力为主要教学目的，同时注重学生工程意识、工程实践能力、创新意识以及社会实践能力的培养。在实际教学过程中，教师应当彻底摒弃传统的灌输式教学模式，在讲解相关理论知识或原理时，注重培养学生总结结论的能力，同时在相关知识或原理的讲解时融入其在实践中的应用，坚持产、学、研相结合的方向，体现机械设计教学的基础性、系统性、实践性以及现代性。

（三）创新教学方法

目前，大多数院校都是面向全国招生，导致机械设计学生的相关实际机械知识参差不齐。因此，在机械设计的实际教学过程中，应当注重教学方法的创新。教学在教学过程中应当加强直观教学，在学生学习相关理论知识或原理的同时，让学生接触各类种机械、机构、零件、部件、图纸，提高学生相关知识或原理的实践性。同时，教师也可以利用多媒体、电子教案、CAI课件以及录像等现代教学技术，并借助计算机和互联网，利用虚拟现实技术和仿真软件系统，来开展机械设计的现代化、立体式教学。此外，教师在机械设计的实际教学中，应当尽量减少相关知识或原理的理论推到，同时运用例证来讲清思路，加深学生对相关理论知识或原理理解，提高课堂教学效率。

结束语

目前，我国机械设计教学体系仍然存在着教学内容过于庞杂、无法适应时代的快速发以及教学方式过于陈旧和落后等问题，因此，在机械设计实际教学过程中，应当调整教学内容，加强学生能力培养，同时不断创新教学方法，为国家培养更多机械设计创新性人才。

参考文献：

[1]韦林，陈勇棠，刘驰等.机械创新设计能力培养的探索与实践[J].机械职业教育，2009，（10）：13-14，28.

[2]徐广红，刘静，付群峰等.基于创新能力培养的机械设计类课程教学体系改革与实践[J].江西理工大学学报，2009，30（2）：61-63.

[3]付晓莉，张伟杰，车江宁等.机械设计实验教学体系的创新与实践[J].实验室科学，2009，（4）：20-22.

篇3

[关键词]实践创新;机械原理;教学方法

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）11-0111-03

机械原理是一门介绍机械中常用机构和一般工作条件下常用参数范围内的通用零部件设计的基本知识、基本理论和基本方法的重要的专业基础课，是机械类及相关工程类专业的必修课程。在机械原理这门课程中，学生要掌握“三大机构”和“三大分析”。“三大分析”即机构结构分析、机构的运动学分析和机构的动力学分析的基本知识;“三大机构”即连杆机构、凸轮机构和齿轮机构的设计与综合。机械原理课程的培养目标是使学生具有创新机构运动方案的设计能力，即针对不同的设计任务，综合运用多学科的相关知识，提出多种机构运动方案，并进行综合评价确定最优方案。因此，它又是一门多学科、实践性很强的学科。[1]

一、机械原理教学中存在的问题

当今世界，科技发展日新月异，技术快速发展，而我们的教材一直是经典教材，课程的内容跟不上科学研究的发展，也跟不上技术的实际应用，甚至存在有些知识点是实际应用中多年弃之不用的技术等问题。结合这几年授课经验，笔者发现，机械原理教学中存在如下几点不足：

第一，缺少实践教学环节，缺少学生创造性思维能力和实际设计能力的培养。

第二，重理论知识系统性而轻工程应用背景的介绍。如连杆机构中转动副（铰链），学生从书本上见到的只是杆是直线和铰链是圆组成的机构运动简图，对于现实生活的机械产品难有较好的感性认识。特别是在大四做毕业设计结构设计的时候，构件与构件之间的实际的铰链的装配关系容易出错。

第三，缺少对机械设计新技术、新发展和新成果介绍，以及机构解析法设计的内容。

第四，与其他课程联系少，往往是就机构分析而机构分析，可通过设立综合性强的课题，将机械原理与工程力学、机械设计结合进行综合性设计，或结合设计比赛进行串接。

第五，在实践环节，每年都做同一个题目“减速器的课程设计”，只是每个学生的数据不同而已，没有体现“以学生为中心”的教育理念，使得该环节程序化，制约了学生的创新能力。

以上问题的存在，使得本来是创新性强、思维发散灵活、创作激情澎湃的机械原理教学，有可能变成理论实际脱节、教学过程枯燥、学习目标盲目、学习激情减退、教学质量下降的灌输式教学。[1]

二、要善于提出问题，引导学生主动思考

在教学过程中，需要将学生的地位至于教学的核心。让学生参与到教学活动里，在进行教学之前可以设置多重问题，让学生在问题的引导下层层深入，自主进行深入学习，提高学习的兴趣和效率。

机构自由度计算是机械原理教学中的重点内容之一，教师要做到深入浅出地讲授构件和运动副产生约束作用，由此自然给出平面机构自由度计算公式。不仅加入了理论知识，还使用一些简短视频和动态图，让学生了解各个运动副之间的关系，便于理解和识别复合铰链、虚约束等特殊情况。增加一些趣味性和实际生活中常见并且熟悉的机构进行分析，或者对看起来复杂的机构进行简化。引领学生在计算自由度的时候建立对机械原理的最初理解以及兴趣。鼓励学生将学到的机构进行应用。建立简化机构和对机构原动件到从动件进行顺序分析的解题思路。提出机构，让学生自由分析和进行计算，再进行讲解。培养学生分析和解决问题的能力。

齿轮机构在各种机器中应用广泛，在讲授这部分知识时，利用在实验室不同类型齿轮机构的模型和视频、联系实际进行理论知识的讲解，可以加强学生知识的理解。首先要建立对一般齿轮类型的认知。了解齿轮传动在实际应用中的重要性，再提取最普通的直齿圆柱齿轮进行分析。可以让学生自己探索分度圆，齿根圆，模数等的意义。通过对齿廓的研究了解渐开线各个参数的意义，了解为什么渐开线是最常用的齿廓，从而了解渐开线的优点。再通过实际啮合状态，提出啮合相关的问题，包括啮合规律、传动比、重合度等疑问。在研究斜齿轮、蜗轮蜗杆传动时，让学生类比齿轮的公式，进行公式的推断，从而了解其与渐开线直齿圆柱齿轮的异同。通过让学生研究对不同齿轮加工方法的异同，了解齿轮的加工过程。按照从实际到理论，从设计到制造的顺序，提出不同阶段的问题，引领学生建立系统的齿轮方面的知识。了解不同阶段不同的公式以及公式的来源。[2]

三、注重实践创新

我校教师带领学生连续参加第四、五、六、七届全国大学生机械创新设计大赛（慧鱼组）。2014年我校学子一举斩获一等奖，不仅取得了我校在此项赛事中的最好成绩，还实现了我校在该赛事一等奖奖项的零的突破，为学校赢得了荣誉。还带领学生参加了江苏省第五届机械创新设计大赛暨第六届全国大学生机械创新设计大赛获省二等奖，不仅要求学生设计出作品，并且要做出实物，进行现场模拟。据悉，全省独立学院获得的最高奖项为二等奖，且只有三项，我校即占其中之一。今年我们争取再接再厉取得好名次。

第七届（2016年）全国大学生机械创新设计大赛的主题为“服务社会――高效、便利、个性化”;内容为“钱币的分类、清点、整理机械装置;不同材质、形状和尺寸商品的包装机械装置;商品载运及助力机械装置”。我们选择关于钱币的分类、清点、整理机械装置的设计。

在当今的社会生活中，人们越发注重绿色出行，因此公交车出行越来越成为人们优先选择的公共交通设备。然而，现如今公交车上钱币分类主要依靠人工或者简易的投币装置，这样的方式成本高并且效率低下。这都预示着新型的多功能投币机械将会被人们广泛使用，其需求量将会越来越大。作品一设计的是新型公交车投币箱。利用简单的滑道及杠杆机构进行纸币及硬币的分离，再以简单的滑道机置对不同面值的硬币进行分类，如图1所示。由两个滑道构成主要结构，上面一个滑道两点固定，主要是给硬币和纸币一个下落的初速度，下面的滑道是一个杠杆结构，硬币的质量完全可以压下杠杆落入硬币箱，人们把硬币从投币口投入，经过一系列物理反应，达到分离的目的。此结构简单，不需要能源输入，只需要小小的改动就能更便利。主要创新点：1.没有科幻元素，处处体现实用化。简单的机械结构容易制造，并且出现故障容易修理。2.无须通电和供能，因此投币机十分安全并且节能、受到的使用限制也会大大缩小。3.设计制造成本低，可批量生产，便于推广。此设计不仅功能齐全、可靠性高，并且机械装置简单，大大降低了公交公司的生产成本，价格的低廉也将会赢得广泛的客户群。由于成本低，可以批量生产，具有广泛的市场性和实用性。

作品二是根据公交车上的投币特点（需要人们一个一个投）设计了该产品，如图2所示。我们根据硬币的直径不同，给它们在轨道上安排了不同的出币口，使得不同面额的硬币进入不同的空间内。由于目前我国新版人民币有三种圆形硬币，其直径依次为：一元硬币25mm、5角硬币22.5mm、1角硬币20.5mm。所以我们将第一个出口处的挡板与轨道的间距设置为21mm（先将一角钱分出），将第二个出口处的间距设置为23mm（再将五角钱分离），最后的出口的间距设置为26mm。这样，不同的硬币就会不同的出口处落出，原理如图3所示。我们在每一个出币口搭建了一个容器，使它的开口直径不超过它所盛装的硬币的直径（装一元的容器直径为40mm，五角的为40mm，一角的为30mm）的两倍;我们又测量出每一种硬币的厚度（一元为1.85mm，五角为1.65mm，一角为1.67mm），然后根据计算，在容器外表面标出刻度（不同的高度对应不同的数量，如：在一元容器外，每隔18.5mm，画一刻度线，标出数字十;在五角容器外，每隔16.5mm，画一刻度线，标出数字十;在一角容器外，每隔16.7mm，画一刻度线，标出数字十）。主要创新点： 1.可进行硬币的分类。2.可计数根据测量硬币堆积的厚度，从而计算出硬币的数量。3.将轨道分段衔接。4.原理简单，结构简单。5.系统还具备升级和扩展的潜能。本作品结构简单，可后续添加其他功能，较好地满足了硬币发展的需求。

作品制作历时四个月，经过多次改造。从刚开始产品设计的构思到最后整个作品的制作完成都充分发挥了学生的创新意识，培养了学生综合设计能力与团队协作能力，提高了学生针对实际需求进行机械创新、设计、制作的实践能力。[3]

四、总结

通过这次研究课题的实践，不仅让学生学到了许多了专业知识，而且培养了其解决问题的能力。其次，团队管理也是很重要的，一个团队核心就是通过合作去开展工作，这样才能发挥最大的效益。合作就需要良好的管理，对于不同的问题需要设立讨论小组，对问题进行研究，集众人之力去解决问题。最后笔者认为，本次研究关键就是不断反思问题，从反思中取得突破。研究是个连续的过程，在每个阶段发现问题才能确定接下来工作的方向，这样不断进行反思总结，才能取得突破，取得最后的胜利。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 孙亮波.在机械原理教学中引入机械创新设计项目的研究与实践[J].机械，2010（12）：21-23，33.

[2] 殷勇辉，高志，章兰珠.提高机械原理课程教学质量的思考与实践[J].中国大学教学，2014（6）：57-59.

篇4

关键词：机械原理；系统化；多样化创新性设计；实践性

作者简介：张莉洁（1976-），女，河南洛阳人，洛阳理工学院机械工程系，讲师。（河南 洛阳 471023）

中图分类号：G642.0     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2014）14-0120-02

机械系统的设计是机械设计中极其重要的一环，机械系统设计的正确合理性，对提高机械的性能和质量，降低制造成本与维护费用等影响很大，决定着机器性能的好坏。机械系统方案设计是一项极富创造性的活动，要求设计者善于运用和总结已有知识和实践经验，深入理解，广泛积累，收集相关技术资料，充分发挥创造性思维和想象能力，灵活运用各种设计方法和技巧，从而设计出新颖、灵巧、高效的机械系统。

作为“机械原理”课程的一个重要实践性教学环节，机械原理课程设计的内容正是对机器进行机械系统方案设计。它是学生将所学知识转化为实际工作能力的桥梁，使其将所学知识系统化；使理论与工程实际相结合，提高分析解决工程实际问题的能力，树立机构分析和设计的概念，树立正确的工程设计观点；通过创造意识的教育，培养学生创造、实践能力。根据近年来对课程设计实践教学环节的深入探索及积累的经验，本着洛阳理工学院提出的培养工程应用型创新人才的教育理念，笔者总结了学生在进行课程设计时出现的普遍问题，针对机械原理课程设计的培养目标，本文从机械系统设计过程的系统化、实践性及创新性这三个方面对原有教学模式存在的问题加以提出、探讨和论述。

一、机械原理课程设计教学内容及存在的问题

“机械原理”课程设计的核心内容是对机械系统进行方案设计。其一般设计步骤为：拟定机械工作原理，制订总体功能，提出设计要求；执行构件和原动机的运动设计，确定执行构件的数目、运动形式、运动参数及运动协调配合关系；机构选型，选择满足机械运动、动力要求的机构类型，确定机械系统结构方案，绘制系统示意图；机构的尺寸综合，根据执行构件和原动机的运动参数，以及各执行构件运动的协调配合要求，确定各构件的运动尺寸，绘制机构运动简图；方案分析，进行运动学和动力学分析，对系统方案合理性进行论证，验证其能否满足运动要求。机械系统设计工作是一项创造性劳动，设计过程通常不会一次性完成，经常出现反复和交叉，通过不断论证分析的过程才能达到最终的设计目的和最优的设计要求。

根据近年来“机械原理”课程的理论教学，结合课程设计实践环节指导经验，笔者发现学生在机械系统设计中，普遍存在如下问题：面对复杂的机械系统，学生在初始确定机械方案的工作中不能把握全局，没有“整体规划”的概念，竟不考虑机械系统各部分的运动协调性和机构运动实现的可行性，设计工作呈现照猫画虎的状况，无法发挥自身主观能动性和创造能力，如此“参考设计”并不利于学生真正掌握机械系统设计的精髓。另外，原有课程设计所选设计题目大都集中于传统、经典式的机床类设计，题目过于单一，创新设计性体现不强，导致学生缺乏设计兴趣。

笔者认为在课程设计过程中应积极发挥学生的主观能动性，能够通过思考自行提出解决方案，培养创新和实践能力，这才是该课程设计所应达到的教学目的，针对以上培养目标和所述问题，本文分别对课程设计进行中的重要环节和应注意的问题加以探讨和论述。

二、系统化、实践性及创新性教学探索

1.总体规划，把握正确设计方向

机械系统的正常工作是依靠各部分机构的协调运动来实现的，因此机械系统方案设计的最初工作阶段应是“系统工程设计”，即应在满足机器各执行构件的协调运动关系和运动、动力要求下，高屋建瓴地进行整体规划，该阶段应包括上节所述设计步骤的前三步。“系统工程设计”阶段将为之后各设计阶段提供设计目标、依据和技术参数，其重要性正如房屋的架构或是汽车的运行，决定了机械系统方案设计工作成功与否及方案的可实现性与合理性。

然而，“系统工程设计”工作正是学生在设计过程中遇到的最大困难，其不愿运用逻辑思维统筹分析各部分运动协调关系和机构运动的合理性，而是莽撞地从熟知的局部机构入手开始设计，如此毫无方向性的设计方法无异于盲人摸象，而后的工作无论进行得多细致也无法保证正确的设计结果，最终导致南辕北辙的失败。

进行“系统工程设计”的关键步骤是绘制各执行机构的运动工作循环图。运动工作循环图使各执行部分协调运动关系明晰可见，更有助于设计者理清思路。最清楚的绘制方法是在直角坐标系中分别做出各执行构件所对应原动件在一个工作循环内的运动位移曲线以及对应的阻力曲线，该曲线将为之后的机构设计、运动和受力分析提供必要的设计技术参数。

以牛头刨床机构举例分析，该机器有两个相互协调的执行端运动，其一为刨头的往复直线运动，通过电机、减速装置及转动导杆和曲柄滑块机构的组合执行机构来实现；另一个运动是工作台的横向进给运动，该运动由主运动通过传动系统，而后通过曲柄连杆、棘轮机构及丝杠螺母组成的螺旋运动来实现，两者的运动协调关系为工作台的横向进给运动必须在刨头非切削时间内进行，否则被加工工件将被损坏。绘制运动循环图时应分别画出刨头、工作台对应于原动件曲柄转角转动一周的位移曲线图。另外，其工作中切削阻力曲线也应相应绘出，为之后在任意位置进行受力分析时提供相应数据。

运动循环图将对之后各阶段提出一系列设计要求，如工作台进给的间歇运动是最终通过棘轮机构实现的。若通过曲柄摇杆机构来实现主动曲柄和棘轮的运动传递，则应考虑如何设计曲柄连杆机构，才能保证棘轮的工作行程（拨齿使工作台进给）位于刨头主运动的回程段，且工作周期一致。以上运动协调性为之后进行机构尺寸综合提出了设计要求，通过分析可将其转化为机构设计的三大类基本问题来解决。

2.开展实践调查研究，锻炼自主研究能力

由于理论学习占授课的主要部分，许多学生对实际机器缺乏感性认识，只会按既定方案进行教条设计，如此闭门造车的设计状态使学生缺乏设计兴趣，且设计出来的方案也是纸上谈兵，不符合实际。

优秀的机械系统设计工作依赖于设计者的丰富经验，针对专业知识匮乏，实践少的问题，在进行课程设计前的准备工作中应提出以下要求：开展实践调查研究，锻炼学生自主收集获取相关技术资料及深入自主研究的能力。鼓励学生广泛阅读，扩展知识面，了解最先进的机械构造和设计技术，对机械系统的丰富性能窥得一斑。生活中先进机械系统实例举不胜举，如汽车构造中实现前车轮转向的机构、四连杆独立悬架直线机构等等，都是极具创意且包含先进设计思想理念的设计实例。

获得实践的方式很多，如实地参观考察，听现场工人师傅讲解；图书馆、网络技术资源也能够感受到一个丰富精彩的机械世界。通过实践，再与所学理论知识相结合，学生再一次经过了由感性上升到理性的认识过程，掌握了课本知识与实际机器的内在联系，在设计时更易发挥其主观能动性。在补充专业知识的过程中，领略前辈们的智慧和创新精神，想必也一定会激发学生自主设计的欲望与热情。

3.拟定多样化、创新型设计题目，启发创新思维

目前现有传统的经典式机械系统设计题目通常是一些仅要求满足急回特性和一定协调运动的机床类设计，这类设计题目多数较为成熟，设计难度不小，而类型过于单一，创意思考空间并不大，无法体现机械系统的丰富性。而实际机械系统的功能和设计要求是极其多样化的，学生在进行课程设计中却始终没有机会接触到这些，无法感受到机械系统设计的丰富多样性和创新趣味性，更无法为学生带来创新设计成功后的成就感和喜悦感，更甚者学生直接照搬照抄，比葫芦画瓢。

笔者认为，针对初学的学生拟定机械系统题目不宜太过复杂，而在于有思考性和设计意义。只要有创新和分析价值，能激发起学生创新设计的欲望，这样的题目即可获得事半功倍的效果。随着不断完善的教学体系发展，多样化、创新性设计题目应有所呈现，而这些题目能使学生充分利用所学之术，锻炼分析判断能力和解决实际问题的能力。

举例来说，机械系统中执行机构通常是由一些简单而极富创意设计的四连杆机构来实现的，如从这方面选题，就应要求学生在完成设计的过程中要使设计既不过分复杂，同时又能让人感受到机械系统的设计理念。在此举出以下实例加以说明。

如让学生进行汽车前车轮转向系统的设计。首先向学生提出以下问题：两前轮转向时，两车轮的转角是否相等；然后分析问题：汽车高速行驶时首先要保证行驶的安全性，因此车轮转向时应保证整车纯滚动，否则将会出现打滑的危险。由此得到结论：前车轮两轴线必然与后车轮轴线交于一点，由几何分析得到两车轮转角具有一定的函数关系。该机构可由等腰梯形四连杆机构来实现，其设计问题可归纳为给定两连架杆位置的函数生成问题。该问题可分别采用图解法和解析法来进行求解。

再有，鹤式起重机的执行机构为双摇杆机构，其末端利用连杆的运动来实现重物的移动。问题看似简单，但其设计却有一定的特殊功能要求。为保证起重机在左右移动时不上下起伏，避免不必要的做功浪费，应保证连杆末端轨迹为直线，该问题正归纳为连杆机构设计的难点――轨迹生成问题。设计时可首先让学生了解经典的直线轨迹机构，可采用图解法先进行几何特征分析，然后再利用优化设计来建立数学模型，以与直线轨迹误差最小作为优化目标进行针对性设计。

通过以上所举实例可知，实际机械系统中有很多亟待解决和优化的问题都依赖于机械系统方案设计。诸如此类具有一定不确定性的设计问题，让学生真正感受和接触到实际问题的存在，即使在设计过程中的思考和思维过程很艰难，解决问题时会感到困苦，但收获成果的喜悦是无法替代的。整个设计过程是伴随着激情和设计灵感的创造性活动，而不再是一项繁琐枯燥的事情，使机械系统创新设计理念深入人心。

三、总结

综上所述，通过创新性、实践性的课程设计过程，使学生对机械系统的设计理念有所感悟，使学生更好地在创造实践能力和分析思维方面得到大幅度的锻炼，真正达“机械原理”课程设计实践教学的目的。同时，也对学生今后进一步深入研究并确定其研究方向和领域大有裨益，起着导向作用。期待在今后的机械原理课程设计中将出现更多丰富的创新实践性题目和先进的设计理念，培养出优秀的应用型创新人才，以适应我国科学技术及工程创新的发展。

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[5]张永安.机械原理课程设计指导[M].北京:高等教育出版社,

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0 引言

机械创新设计是一个极其重要而又困难的实践性较强的研究课题。目前创新设计方法研究虽然已取得一些成果，但创新学还处于发展初期，各种不同理论及工具不断涌现，远没有形成普遍可以接受的统一的理论体系。

本文认为，要进行机械创新设计要有两个必要条件：一是充分获取适用的知识；二是要使用符合创新设计思维并能激发创新思维的设计系统。设计过程充满了矛盾，所获取的知识应有助于矛盾的迅速解决，这就要求知识获取工具紧密集成到设计过程中，因此要统一研究知识获取工具与设计系统。另外，人类的创新设计思维模式是在长期的成功设计经验中总结形成的，因此设计系统必需符合创新设计思维规律。创新设计思维规律应作为算机辅助创新设计系统的理论基础。

基于上述考虑，本文从创新设计思维的研究出发，融合知识获取方法，研究创新设计理论，进而开发机械产品创新设计系统。

1 机械创新设计思维规律

我们常把思维的过程称为“思路”，是因为可用路径问题来说明人类思维过程。本文提出两个机械创新设计思维原则：

一是最短路径原则。设计者得到产品的功能要求后，往往首先检索出最佳设计实例，这样可以最迅速接近目标，然后运用价值工程方法，找出价值较低的极少数组件作为研究对象，再分析所得对象存在的矛盾，尝试作最小变动以解决矛盾，如矛盾没有解决则拟作更大变动或扩大研究对象范围，最后得出最优结果。通过这样途径所消耗的能量最少，体现了最短路径原则。

二是相似性联想。汤川秀树的定同理论认为，联想能力就是找出事物彼此相似性的创造力，相似性是指事物间的内在联系。

要用计算机系统来辅助设计师从自然界中发现形态各异的事物的相似性是很困难的，因此本文只研究从机械产品实例中挖掘相似性，以促进机械创新设计。

机械设计过程是从功能要求到作用原理，再到物理结构的映射过程[1]。在CBR系统中，功能要求、作用原理与物理结构可作为实例索引，因此可统称它们为索引项目。同一索引的不同类索引项目之间的联想可称为纵向联想，而不同索引的同类索引的联想可称为横向联想。

判断联想是否合理的依据是相似性，相似性由已有产品实例确定。比如，“超声波研磨机产品实例”使“超声波振动”作用原理与“研磨”功能要求纵向地产生了内在联系；又如，多种产品实例可满足同一功能要求，那么它们用于实现该功能的作用原理及物理结构具有相似性。

功能要求是联想的起点，经验丰富的设计师通常记忆有大量的设计实例，因而掌握纵向及横向相似性，所以能迅速地进行横向及纵向的联想，能触类旁通，得出具有相似作用原理及物理结构的实例（简称相似实例）并进行组合优化，最后得到最优解。

这两项原则已被多种设计方法不自觉地采用了，基于实例推理不但能迅速接近最优解，体现最短路径原则；物场分析法（简称TRIZ）分析了上百万设计实例，确定功能要求与作用原理及物理载体的内在联系，以及不同作用原理或物理载体的可替代关系，使设计师可根据功能要求找到适当的作用原理及物理载体，体现相似性联想原则。

2 计算机辅助创新设计系统

两项创新设计思维原则充分体现在计算机辅助创新设计系统的设计中，系统还利用了多种创新设计方法及人工智能技术。计算机辅助创新设计系统的流程如图1所示，它包含如下关键技术：

2.1 实例检索

利用基于实例推理（CBR）技术时首先要深入研究它的优缺点。CBR是一种以实例为知识载体的知识供应方法。当前它仍有如下不足：首先，系统为了达到实用通常建立庞大的实例库，这导致管理困难，系统运行效率低；其次，通过检索得到的只是一个或很少实例，而其它不符合检索要求但含有适用知识的实例没有利用，支持创新的力度不够；最后，实例调整严重依赖领域知识，难度大，所以很多CBR系统简化为实例检索系统[2]。导致这三项缺点的深层原因是实例是独立的，不同实例所蕴含的知识难以组合利用。为了克服这个矛盾本文提出通过相似性联想找出相似实例，并利用遗传算法进行组合优化，实现实例知识的重用。

本系统的实例检索功能用商品化PDM系统IMAN中的产品结构与配置管理功能及搜索功能来实现，实例的可视化表示与管理依靠IMAN的产品结构树功能实现。

2.2可视化的实例模型表达及矛盾分析

概念设计技术的发展方向为研究一种统一的设计方案表达方法[3]。文献[4]对日本学者吉川弘之提出的FBS图进行扩充，使用两个框架分别描述一个设计方案的功能层次与结构层次，并存储功能单元与结构单元的对应关系，使计算机理解产品的结构及其功能。这种方法的缺点是结构与功能的关系不够直观，因此本系统在功能层次图与结构层次图的基础上增加功能关系图，以语义网络的方式描述结构及之间的作用关系，使结构与功能处于同一张图中，设计者可直观地理解产品原理，根据功能关系图并运用价值工程方法分析实例存在的矛盾。

实现创新的关键是正确分析产品中所存在的矛盾[5]。产品设计中的基本矛盾是产品功能成本比不能满足用户要求，它有两种表现形式，一是未能实现某些产品功能质量目标；二是某些功能质量得到改善而某些功能质量却恶化。

矛盾分析结果用于指导新作用原理、新物理结构的联想，进而找出相似实例。

2.3基于WEB的创新设计知识库

本系统的创新设计知识库包括作用原理库、物理结构库与实例库。当系统根据相似性搜索到新作用原理或物理结构后，相应的实例自动调出。

作用原理库与物理结构库的开发借鉴了TRIZ的成果，再针对机械领域补充整理出二百四十余种作用原理（其中包括五十余种基本措施）。在每种作用原理下分别存储多种物理结构，形成物理结构库。实例库主要针对几种常见的家电产品进行开发。

创新设计知识库是创新设计系统的核心部件，它是一种WEB文本知识库，文本经过笔者开发的机械知识XML标记处理，使知识库建立在国际标准XML文本之上，因此可实现知识资源的异地共享，并且在此知识库之上可建立基于WEB的机械产品计算机辅助创新设计系统，满足异地协同设计的需要。

2.4相似性的量化方法及改进的遗传算法

每种产品的结构不同，需要不定相同的遗传算法编码。本系统为了提高运行效率，采用浮点数编码方式。

在传统的遗传算法中，初始群体是通过用随机的方法来产生的[6]，这具有一定的盲目性。因此本文提出利用实例的作用原理或物理结构的相似性作为筛选实例产生初始群体的依据。

实现该途径的关键在于相似性的量化也即相似度的计算方法。相似度实质是实例的关联知识，必须以一定的算法在实例集合中挖掘得到。纵向联想的相似度实质是功能目标与实现手段的关系程度，横向联想的相似度实质是实现手段的可替代关系程度。相似度越高意味着得到已有产品实例的更多支持。根据相似度来筛选初始群体就等于利用以前的设计经历，使初始群体的产生有合理的基础，因此能加快遗传算法的收敛。本文根据相似性联想原理提出如下纵向及横向联想的相似度计算方法。

设产品实例集合为C，功能元素集合为F，作用原理或物理结构元素集合为G。分别记为：C={Ci|i=1，2，…，n}; F={Fj|j=1，2，…，m}; G={Gk|k=1，2，…，q}。实例集合中的实例Ci以不同的隶属度uij及uik分别隶属于Fj及Gk。 设元素Gk到元素Fj的纵向联想相似度为rkj，则：

rkj =

又设G空间中有元素Gk和Gm。实例Cji分别以隶属度uik和uim隶属于元素Gk和Gm，设从Gk到Gm的横向联想相似度为rkm，则：

rkm =

隶属度作为实例对象的一项属性来存储。系统根据以上算法从实例集合中挖掘相似度知识，辅助设计师从相似度较高的方向进行联想，并用于指导遗传算法初始群体的产生，从而促进设计创新。

3 结论

本文研究创新设计思维规律并用于指导机械产品创新设计系统的开发，系统的成功应用证明了关于创新设计思维规律论断的正确性以及多种新技术的可行性。系统可通过矛盾分析与联想，搜索到适用的作用原理、措施、物理结构及实例以解决矛盾，完成概念设计阶段的功能优化与原理优化，是实现机械广义优化设计方法的新成果。

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Research on application of Web-based computer-aided mechanical creative design system

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【关键词】产品设计 创新 想象力 功能 原理 结构

【中图分类号】G640 【文献标识码】A 【文章编号】1009-9646(2008)08-0185-02

1 引言

人类的一切文明都是设计的产物。工程产品设计就是利用科学研究得到的原理,发明现实世界里还没有的人造装置,以满足人类在生活和生产中的各种各样的需求,从而创造出更美好的新世界。文学家雨果曾说过“想象是伟大的潜水者。”[1,2]创作新的作品需要想象,同样科学技术研究也需要创新性的想象与想象力培养。中国的大学教育传统上以文学和政论为主,强调修身、齐家、治国平天下[3]。近代以来,西方的以分析精神为代表的现代科学教育进入中国,并且已成为理工农医科学教育的核心[4]。根据中国教育的长期教育历史和目前建设创新型国家的要求,当前有必要强调创新教育。前文从产品设计、想象与想象力和想象力培养三个方面着重讨论了想象力在产品创新设计中作用[5]。表1列出的是发明家所需具备的主要素质[6],由数据可见,想象力和坚持性是迈向成功的两个主要素质,因此,在科技人才的培养方面应注重这两方面能力的锻炼。只有不断地在学习和工作中,主动地学习想象的方法,积极想象新的功能、原理和结构,才能更好地设计新产品。

机械产品、机电产品的设计也需要培养设计者的想象力,可以说,没有想象,就没有创造,只会是骥尾之蝇,亦步亦趋的步人后尘。我国政府倡导建设创新型国家,在一些领域要与国际先进水平并驾齐驱,这需要科技工作者与技术工人的共同努力。在新产品的创造过程中,需要设计者创新性的构思新产品、技术工程师设计新产品和制造工艺以及技术工人加工新产品。工人从事产品制造加工,技术人员从事产品设计和加工工艺编制,科学技术工作者从事产品创新思路研究与产品原型研制。想象力与坚韧不拔是创新工作者应注重培养和训练的优秀素质。本文拟讨论从事机电产品创新所需要注意的几个问题。

2 功能设计的想象

产品是指生产出来的物品,对人类具有一定的功能。“顾客购买的不是产品本身,而是产品所具有的功能。”社会上流通的产品对其生产厂商是获得经济效益的产品,而对使用者来说,他人提供的产品就是自己的工具。西方的阿里士多德和培根曾对工具论作了阐述,与机械工业化革命相对应,工具论对机械工业革命、电气化工业革命、信息化工业革命和生物技术革命都产生了显著的作用。笛卡儿提出数学描述的方法论,后来牛顿、达尔文和哥白尼等分别提出了自然科学不同学科的基本原理。机械产品设计依据机械原理,1970年德国科学界提出的功能原理的产品设计,特别注重功能原理解。功能是产品购买者购买商品的原因,因此产品的设计就是实现某些产品功能。

在人类社会的前期发展过程中,工程科学一直沿用师傅带徒弟的方式传承手工技艺,有的的技艺还是家族传递下来,由于战争等灾难因素,其中有的技术已经失传。近代科学以伽利略为其开端的代表人物,将数学原理用于物理知识的表达和分析,开启了近代工程科学。另一方面,知识的传播也由学校完成,高等教育蓬勃发展,形成机械、电气、土木、化工、计算机、信息和生物组成的现代工程科学体系。机械工程的历史悠久,而且其原理知识渗透到各个工程技术领域,并没有随新型工程技术的发展而消亡,而是成为工程产品设计的基础。例:现代的航天工业、生命技术和核能工业都离不开机械工程知识的支持。机械产品与信息科学、生命科学的结合,出现了数控加工机床、机器人和靶向药物等一系列技术产品,人类的制造能力大幅度提高。近年来,随着数字化设计和协同设计技术的发展,人们设计新产品的能力也将得到显著提高,计算分析软件包的开发与使用,必将对产品设计的方式和方法产生巨大影响,新产品的设计周期将大大缩短。

要设计出新的产品,就是设计出新的功能或功能组合。要实现产品的创新设计就是要在设计初始阶段想象出新的功能或功能组合,向用户提供新的功能。一般常用的想象方式是通过市场调研或用户反馈的意见,提出产品功能的改进,新的产品功能很多是根据使用者需要而想象出来的。革命性的系列化产品都是依据新的科学原理,或变换原理或变换结构所想象出来的。例,从双卡收录机到卡式随身听,再到电子技术的MP4,前者使用相同的磁记录原理,但变换了结构与功能组合,获得了便携的功能。后者采用新的磁记录原理,利用巨磁阻效应设计出新的技术手段,实现播放声音和图像媒体的功能。

功能设计有分解和综合方法,原理设计有集成、转用和逆向等方法。产品的功能创新设计不一定是设计出前所未有的产品,随着各个领域知识的融合和技术革命,很多产品的设计采用新的知识原理来更换以前产品所采用的原理,获得更低的成本、更方便的制造或使用。

功能设计的创新过程中需要形象,例如人类想象出了飞机、电视机和收音机等,在设计这些产品前,人们就已经幻想象鸟一样飞行,千里眼和顺风耳,在古代的小说中就有这样的文学想象,后来的技术革命用技术手段实现了人们以前的想象。要实现对新功能产品的想象,就必须解决其依托的核心功能原理,例如流体力学原理、无线信号传递等原理。物理原理、化学原理和生物原理是设计新型产品的基础知识,近200年来,人们主动采用各种基本原理设计出许多种新产品,而且这一趋势仍将继续下去。

3 原理设计的想象

设计产品需要依据一定的功能原理,功能原理的创新就非常重要,机械原理知识仅仅是机械产品原理设计的基础。有时很复杂的机械产品,如果用电子控制技术来实现,其结构就非常简单。例上面所述的随身听。机械科学的原理并不多,常用的有杠杆、滑轮、啮合传动、摩擦传动、滚动支承、滑动支承、电磁支承、凸轮、连杆、螺旋等十几种。常用的电子原理有加、减、乘、除、微分、积分、反馈等。现在基本的机械元件和电子元件都已有基本的单元销售,已有专业化生产厂家生产这些标准化的元器件。复杂机电产品的设计并不是将机电单元简单的堆砌在一起,而是有机的组合、有目的的组合基本单元,来实现其使用功能。

产品的制造工艺原理也十分重要,它们决定了产品设计是否可以物化、是否可行。常用的机械产品的加工工艺有车、铣、磨、刨、镗、铸造、焊接、热处理,新的加工工艺有电子束焊接、激光表面处理、离子注入、化学气相沉积、物理气相沉积、腐蚀、键合等等,这些加工工艺都已在机械产品加工中得到广泛应用。利用新的物理、化学或生物原理来发明新的机械产品或电子产品的加工工艺,这是目前和今后发展的方向之一。在知识教学中,更应培养学生的触类旁通、获取知识的能力。

现代的机电产品,在构思整体设计时就要分析其功能原理形态矩阵,比较优化得到最优的技术原理方案,并且择善而从地详细分析最佳方案。设计原理的选择,不仅要考虑技术的先进性,还要分析其成本、环境的友好性和可持续发展的前景。对产品功能原理的优化软件在近20年时间内得到了很大发展,例:TRIZ等。但,产品的成本分析和环境友好性分析仍无相应的设计软件,这也是今后的发展方向之一。

随着数字化设计、虚拟加工和虚拟装配技术的发展,例:Unigraphics软件包,机械产品的设计和制造过程也发生了很大变化,运用虚拟软件设计来设计和制造产品的成本比试样产品的制造,成本大大降低。数字设计、数字制造和数字管理技术的发展,依托于信息技术,对机械工业已经产生了变革性的影响。协同设计、协同制造和协同管理技术在最近几年仍然会得到快速的发展。机电产品的原理设计有集成、转用和逆向等方法。例如汽车内燃机集成了连杆传动、轴承支承、凸轮传动等。冲压机和汽车发动机就是曲柄滑块机构的转用。鞋底防滑花纹的设计是摩擦学中理论应用的反问题。

4 结构设计的想象

要将设计原理实体化,获取设计者设计的产品功能,就必须进行产品的结构设计。常用的结构设计方法有放大、缩小、转用和变结构等。在机械系统的结构设计方面,俄罗斯的学者非常重视,而德国和日本的学者重视原理的设计和设计方法。我国的机械产品设计在1978年以前学习俄罗斯的结构设计,在80年代学习德国的功能设计理念、日本的二次设计方法。结构设计中常用的零件结构已经标准化。

从1960年来人们研究的仿生设计思路,为结构设计者提供了一条途径。基于流体力学的飞机结构设计,基于固体力学的齿轮和滚动轴承设计,基于动量守恒原理的喷气机设计,基于光学的鹰眼、蛙眼设计,基于红外原理的制导设计等等。在固体材料结构方面有仿生陶瓷、仿生的复合材料,多层涂层设计模仿竹、海螺壳等结构,今后在有机材料的设计方面人们更加依赖于对自然材料的仿生。

结构的标准化、新材料的开发与应用将对机械结构的设计产生重大影响。前人的石器时代、青铜时代、铁器时代和半导体时代以及今后的生物材料时代,都已经对产品的设计原理、设计方法产生了巨大影响,而且产品的结构也发生了很大变化。例:古代利用细绳作为锯子,今天利用合金材料和电力驱动的电锯,今后的激光切割等。新的原理、新的方法和新材料决定了那个时代的产品的技术含量和经济效益。

现代机电系统向复杂化和微纳化两个方向发展。复杂机电产品集成了机械原理、电路原理和控制原理等。例如,盾构机械和大飞机等,复杂机电产品的结构比简单机械要复杂100～10000倍,因此其设计制造是一个国家的机电产品设计制造能力的集中体现。复杂机电产品的设计过程中一般都采用数字化协同设计的组织方式,充分发挥各个设计单位的优势,团队的协作有助于缩短设计周期、提高设计效率和优化产品的性能。我国的机械工程教学中过分强调单元课程的学习,可喜的是近来组织机械设计大奖赛的竞赛,这有助于培养设计复杂机电产品的能力。

微纳机电产品,以微纳微型、微纳传感器和芯片等技术为代表,在近10年内取得了一系列突破。化学原理和生物原理也逐渐应用到这类微纳机械产品的设计,例如生物传感器和生物芯片等。未来的机械应该是生物机械,传统的机械原理、机械设计和机械制造技术都日臻成熟,21世纪的机械是生物机械,这一点上大多数人已有共识。我们现在大学里培养的人才,今后的21世纪的机电产品创新必定依靠现在的青年人,因此有必要开设系统论、生物原理等课程,这一点仍有欠缺,也未达成共识,作者认为应从未来机械发展的高度,布局现在的机电产品设计人才的知识结构,以利于他们今后更有创造性、更好地创造出新的产品。

关于微纳机电产品的设计,目前有两种技术路线。其一,是将以前的机构、机械结构和电子元器件缩小,在微米级加工微型齿轮、连杆和轴承等。另一种思路是抛弃传统的机械原理和机械零件设计,依据生物物理和生物化学的基本原理来构造微纳系统,例如仿葵花的转动机械等。作者认为第二种思路是更好的,因为机械原理和零件的设计应该随时俱进,不应保守的依据毫米级的机械原理和零件,而应该结合生物科学的发展,将生物物理和生物化学与机械科学结合起来,创造出更多更好的微纳机械系统。

5 结语

(1)功能、原理和结构的思路是德国科学家提出的别具一格的产品设计整体框架,本文从功能、原理和结构三方面再次讨论产品创新设计中“想象力”的作用。

(2)未来机电产品的发展向复杂化和微纳化两个方向发展,今天我们在本科教育阶段应该缩减单元知识的教学,增加系统论和生物原理的知识传授。

(3)对于研究生的创新能力培养,学生的课题研究不应竭泽而渔,而应结合研究生的论文主题,在讨论课上各抒己见,培养同学的提出问题、分析问题、解决问题和总结问题的能力。

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关键词：新课程；机械；制作；教学

1.培养学生的创新思维素质

机械课程是一门技术基础课，针对这门课程的重点、教学目标的定位，要体现学生为主体的教学原则，着眼于调动学生主动参于学习的积极性，合理设计授课计划和教学内容，做到既注重知识的系统性，又不受大纲的限制，重视教学目标的导向功能，要重点培养学生的创造思维素质。在课堂的实验教学中，不仅要让学生学会实验的具体做法，掌握一些基本的实验技能，还要引导学生学会研究机械问题的实验方法，为培养他们的创新能力打下良好的基础。

例如，在讲"铰链四杆机构的类型"时，如果学校没有相关模型，而该机构又比较简单，可以考虑让学生自己动手用四根锯条制作了一个铰链四杆机构，边制作边讲解。随着机构的演示，学生的积极也被调动起来，也在实践中学到了知识。

另外，可以把某些学生实验和演示实验设计为探索性实验，使之达到不同层次的创新能力培养目标。探索性实验教学较课堂教学有更广阔的活动空间和思维空间，可以激发和满足不同层次学生的探索与创新欲望。学生在自己"探索"生命规律的实验过程中可以把动手和动脑结合起来，锻炼和培养自己的创新能力。教师应让学生明确探索性实验的基本环节，并在实验仪器的选取与操作、实验现象的观察、实验数据的处理、实验结论的得出等一系列环节中，及时对学生进行指导，使学生在相对独立的实验活动中体会创新的艰辛与愉悦，如实验设计思想，机构学方法，实验技巧等。

2.充分发动适时组织

首先是合理选择制作的制作时机，做好学生的发动组织工作是完成小制作的前提，专业理论是制作的技术基础，制作应在专业课程结课或进行到一定阶段后开展，如机械制作至少要安排在机械基础第五章凸轮以后来做，这样做起来素材就很丰富，各种机构、传动装置基本学完，学生能够言之有物，做之有律。但说者容易做者难，如果教师不充分发动、启发学生，就让学生自己做，学生一定会摸不着头脑。所以在做制作之前，教师必须充分发动学生，调动起他们的积极性。例如：学完《机械基础》之后，我们可以说："我们已经学完《机械基础》了，在书中有好多机构，如铰链四杆、凸轮机构、棘轮机构等等，我们能不能利用这些机构的原理做一些小制作呢?"其实我们的日常生活中有许多方面应用了这些机构，如缝纫机的踏板机构应用了曲柄摇杆机构，汽车翻斗装置应用了双摇杆，修鞋的缝纫机应用了凸轮机构，也可以用麻花钢做出钢钎子，既要用到钳工知识，又要进行热处理的操作。其实专业本来就是来源于生活，反过来服务于生活和生产。指导教师可以把原来自己做好的制作向学生演示，说明所用材料、制作方法、制作过程、表达的原理等等。通过教师的抛砖引玉，使学生觉得做制作并不是特别难，自己便有了试一试的欲望。教师可以将全班同学分为几个组(每组三、四个人)，并制订出制作的评分方法，让全班同学比一比，看哪组做得更好，并把学生的评分结果作为专业成绩考核的一个主要依据。这样可以充分调动起他们的积极性。

3.开拓思路正确引导

正确引导学生去创作是学生完成制作并做出精品的关键。教师对学生制作的指导不同于上专业课的教条，也不同于实习的严格，重要的是引导学生去创作，去发挥。例如：《机械基础》上有许多机构和零件，如四杆机构、槽轮机构、传动机构等，如果照教具搬下来也很容易，结构尺寸都不变。但创意不应照搬，而应把专业知识前后联系起来，不同机构联系起来，相关专业联系起来，专业知识同日常生活和生产实际联系起来。只有沿这个思路走，才能充分发挥学生的聪明才智，做出有水平的作品。如把液压和制动机构结合起来，便组成了液动刹车装置，再安装一个尾灯，便可形成刹车灯，由简单的原理组合便成了一个实际中应用的装置。学生的制作过程往往要经过一个由模仿到创新改造的过程。这个过程就是学生的专业理论从了解到掌握再到升华，直至运用的过程。在整个刨意过程中，教师应该不失时机的给学生加以正确引导。

4.认真准备精心指导

要把自己的创意变成实物，并不是一件容易的事情，即使一个很简单的机构也要花费很多时间。

材料的准备。学生的制作多是演示原理，可以选择一些生活中易找到的废料来作为制作的材料，如可以用输液管充当液压管道，用注射器充当液压缸，用三合板做吊车，用易拉罐做弹簧片等，既经济又实用。

制作过程。先把机构所用到的零件准备或制作完成，然后进行组装，这是完成制作的难点。因为在组装过程中，一定会遇到这样那样的问题，教师这时一定耐心指导，适时指出错误和不足，鼓励学生积极改进，不能遇到挫折就半途而废，要对自己的作品始终充满信心和希望，坚信自己一定能够完成。无论学生的作品好坏，做的过程就是学生的进步过程。教师除了做好技术指导外，还需要更好的运用表扬鼓励等方法给学生以心理支持。

5.及时总结改进不足

作品完成后，及时总结是指导学生制作的最后一步，也是很必要的一步。总结包括作品从设计到制作的优劣，制作的精密程度，说明的原理等。最后按照评分标准评出较好的作品进行展览、评奖，激发学生找出自己作品的不足，不断改进，更好地完成下一个制作。在学生制作的过程中，出现了许多优秀作品，如"液压千斤顶原理演示板"、"汽车液压翻斗车"、"自动按摩椅"、"起针钳"等，不仅创意新，而且做工细致。

制作本身就是利用实物演示形象地说明专业理论，如果发动得当，学生会有许多创新产品出现。因此，指导学生制做制作大大提高了学生学习本专业知识的兴趣，加深他们对专业理论的理解，进而提高了动手操作能力、创新能力，也培养了他们团结协作的精神。

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一、精简教学内容，创新学生思维

《机械基础》课程是机械类专业的必修的一门专业基础课，要求学生在“了解常用金属材料的性能，熟悉常见机构和通用机械零件的主要参数和工作原理”层面上学会机械零件的设计。教师在确定教学内容时，应根据学生今后从事的就业岗位，按照实用性原则确定课程的教学内容，以“用得上、学得进”为原则，尽量做到“收缩面，加强点”。如：增加实用性较强的金属材料部分，保持常用机构与机械零件部分基本不变；根据学生掌握知识的实际情况，坚持“够用为度”的原则，尽量选择难易适中符合生产实际的知识进行讲授；删除机械基础的工程力学部分及机械零件中与其相关的计算等学生普遍感到抽象难懂的部分。这样，经过教师的不断精简，现在的机械基础课程中的“常用金属材料”和“常见机构与机械零件”等两部分内容不是简单组合，而是“融为一体”，其内容更贴切地符合当前高职教学的要求，有利于提高教学效率和教学效果，有助于创新学生的思维。

二、灵活运用，创新教学方法

《机械基础》对于学生来说是一门实用性、实践性和应用性很强的课程，由于学生缺乏对实际生产的认知，因此教师在教学时，要注意启发学生积极思维，创新教学方法。

1.采用讲授——现场参观——总结实践。教师在讲授新课前在课堂上对课题的主要内容及所涉及实物进行“课题简述”，教师应设计一些富于启发学生学习兴趣和创新学生思维的问题，让学生带着问题到相关企业进行现场参观，通过观察机器零部件的构造、外形，使学生形成感性的印象和初步的认知。同时，教师或聘请企业的技术人员再结合现场实例，利用多媒体课件或相关挂图对该零部件的工作原理进行系统详细的讲解和总结，这样学生就通过实践——认知——讲授等循环反复地认知过程，使学生对机械基础的一些抽象枯燥的理论知识融会贯通，取得良好的教学效果。例如,在液压传动、齿轮传动等教学中,若以看不到内部结构的实物进行教学,学生不易理解。而到现场利用拆开实物进行示教讲解,学生可直接观察设备的内部结构和零部件动作过程，从而很容易掌握液压、齿轮的构造及工作原理。

2.巧用类比教学策略，帮助学生理解概念，掌握规律，培养学生分析问题、解决问题的能力。对于一些新旧知识相关联的内容，教师可以以通俗的语言对后面所学的知识与前面所学的内容进行类比学习，从而提高学生对新知识的理解能力。如学完直齿圆柱齿轮传动以后，教师引导学生用类比法学习斜齿圆柱齿轮，学生通过对比学习，达到举一反三的目的，极大地提高学生的学习积极性。

3.充分发挥师生双方的主观能动作用，创设情境，创新学生思维。在教学过程中，充分利用头脑风暴法、卡片法、小组工作法、项目教学法等形式多样的教学方式，有针对性地重点施教、因材施教，从而有利于激发学生学习的积极性，提高分析问题和解决问题的能力，为学习后续专业课程奠定扎实的基础。

三、采取多媒体教学手段，激发学生的学习热情

由于机械基础课程的理论知识比较深奥和抽象，学生对机械构造的奇妙世界充满了好奇，但由于对机械的感性认识较少，如果单靠黑板讲解，学生往往难以理解和掌握，因此教师在上课时可以充分利用现代化的教学手段和一些机械模型、教具挂图以及制作生动有趣的多媒体课件，通过直观、形象、生动鲜活的方式展示出来，进一步地激发学生的求知欲望，提高学生的学习热情。例如教师在讲解曲柄摇杆机构中曲柄和连杆的两次共线运动情况时，教师可以通过多媒体动画演示，证明曲柄存在的条件、死点位置、急回特性等问题，使学生感受非常直观。在讲解齿轮泵的工作原理时，利用多媒体课件的动画效果可将齿轮泵工作过程清晰地表现出来，使学生能够仔细观察到齿轮泵密封容积的形成及密封容积的变化。通过多媒体课件演示可以形象生动地启发学生的积极思维，激发学生的学习热情。

四、整合机械创新设计，提高学生的工程设计能力

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当代高职教育的核心是打造高技能，高水平，高实践综合性人才，企事业单位对这种操作性强，理论优势明显的高素质人才需求日益增多。高职教育《机械设计基础》课程教学质量直接影响到我国机械制造类的人才质量，机械设计基础主要包括机械设计、机械原理、工程力学三个模块，其中机械设计和机械原理是机械类学生的必备基础课程，甚至包括本科院校都需要分别单独开设两门课程，但是工程力学作为一门机械类学生的工具教材，被引入到高职《机械设计基础》课程当中反应了社会对高职人才的需求度越来越大，与实际操作实践越来越密切。如何将工程力学课程与机械类课程有机结合起来，那一部分对学生在生产实践当中更加有利？笔者通过不断的思索、不断教学实践总结出一点经验供同仁参考[2]。

2 大学生综合素质提高与创新

2.1 精心设计教学实例，让有效课堂时间变的更高效。例如，在工程力学中求齿轮轴的圆轴扭转切应力，扭矩。并校核给定材料的强度。

从上图所示，我们可以看出输入功率为A截面，输出功率为B、C、D截面，这是一个齿轮轴圆轴扭转题目实例，不仅可以从扭矩方面进行设计题目，同时可以设计求解截面扭转切应力，和扭转强度校核。

这时同学们会按照工程力学相关公式以及参考设计手册来完成这道题目。但是仅仅在力学课上解决题目，一旦到了机械类课堂就会感觉这是独立的两种学科领域，尤其是面对专用周、做实验，学生变的盲目，手脚放不开，没有一点思路，这就需要多学科穿插教学。

工程力学包括对轴，梁剪切，扭转，弯曲，拉压应力和强度校核。在工程当中应用相当广泛，尤其在受力分析时，扭矩与功率转换，应力与载荷加载方式的关系，都是当代工科大学生所要掌握的基本知识点。不仅仅培养力学发散思维，更要针对其相关主干课进行套用，达到有所依有所据，针对机械类大学生在进行机械设计时无可避免要涉及到材料选用，许用应力强度校核。达到装备设计要求就必须要结合实际相关实例，这是对高职课堂教学的基本要求，机械类大学生不仅仅要掌握工程力学，同理理论力学，材料力学，电气控制数控制造工艺等相关基础理论教程都应该按照类似方法进行学习。

2.2 营造气氛由表及里，在实际工程实践当中并没有理想化的模型可以用公式直接解决方案。简化模型以及近似建立模型是大学生必备基本功。如果只有知识基础理论一旦遇见实际问题，并不能系统归纳到所学理论模型或公式，那就是高职教育的失败，也是工科专业的短板。健康良好的质疑才能引导学生进入最佳学习模式，循序渐进巧妙进行学科综合引导。

继续拿上一道题举例说明，延伸一下引导可以求出电机功率，转速和各个输出功率，如果继续深入探索可以解决齿轮材料、齿面强度等一系列工程问题。举一反三，这里代表的不是某一道题或某一门学科，学科之间不是孤立，要抓住关联的重要部分[1]。

根据心理学家加德纳教授的多元智能理论，职业教育对象的智力类型具有形象思维特征。它对知识的选择有明确指向性，善于获取经验和策略，而这类知识的获得更是与具体情境紧密相关。根据这一智力特征，职业教育的教学应以情境教学为主[3]。

建设具有高等职业教育特色的高职机械类专业的教学资源，不断提升专业人才培养质量和社会服务能力；为全国高职在校生实现自主学习、为先进制造业领域在岗人员机电设备使用与维护技能的提高和机电一体化技术应用知识的更新、为毕业生在岗接受继续教育等个性化学习提供专业化的优质服务；为学生、教师、企业人员搭建交流平台。在带动全国高职院校同类专业的教学模式和教学方法改革过程中不断调整更新，逐步完善，培养出适应现代社会发展需要的机制类人才。

3 课后总结归纳，及时引导答疑

在结束每一堂课后，进行及时的归纳和总结，对于学习态度不积极的学生进行及时阳光化的引导。千万不可让学生产生厌学情绪，对易混淆，概念模糊的模块让同学们提前预习分析。经过反复实践，这种教学方法适用于高职院校机械类学生，让其受到一定益处[4]。

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【关键词】机械基础；教学方法；创新思路；探析

机械基础是许多院校开展的一门基础课程，对于学校的学生而言，这门课程具有较高的难度，需要花费很大的气力才能学好，老师在教学方法和学生在学习方法上，都要有一定的方法创新，共同协作，才能使学生掌握这门课程。机械基础这门课程有很大的难度，首先体现在课程本身具有庞杂的系统结构，需要学生在理解的基础上强化记忆；第二，学生对机械类的知识比较缺乏，在认识上比较欠缺，对于机械结构图，他们很难看明白。基于这些问题，教授这门课的老师不应该固守于传统的教学方法，而应该试图去发掘新的教学思路，树立创新的意识和观念，让课堂变为学生主动参与的课堂，而非灌输式的课堂，以此提高教学的效率。

一、突出教学的主体，开放式课堂凸显创新

在传统的机械基础课堂上，老师和学生都显得比较“规矩”甚至是“保守”，教师按照教学大纲一字不差地将知识传授给学生，学生完全服从教师的指示，吸收相关知识。这样，学生被老师“牵着鼻子走”，老师被教学大纲“牵着鼻子走”的局面形成，学生只知道背诵记忆知识，而没有锻炼相关的思维能力，教学的质量和效果都不明显。因此，要创新教学思路，首先应该重新审视教学的主体，在倡导“生本”教育理念的今天，学生是课堂教学的主体，一切的教学设计都要围绕这个主体进行。在具体教学过程中，教师可以设置一系列的开放式问题，让学生充分地活跃思维，体现学生解答问题的独创性，展现思维的个性。使学生在学习机械基础这门课程中，能够从本质上把握学科的脉络体系和特点，领会机械基础这门课程的精髓。

比如，在讲解轴的结构时，可以由老师规定条件然后由学生自己设计一种类型的轴，充分发挥学生的主观能动性和动手实践能力。根据轴的工作原理，老师可提出三个要求：1.要求轴上所需的不同零件要相互配合良好，零件之间能很好嵌入；2.要求设计的零件要符合现实条件，通过现有技术可以加工出来，并且应力集中要尽可能地得到减少；3.要求轴上所需的零件，在装和拆的过程中以便利性为主，装配要简单。让学生知晓这三个条件后，就要鼓励学生根据要求自行设计，然后将学生们的设计作品进行评价和分析，只要设计的轴与以上的三个要求相符，那么学生的设计作品就被评价为合格；通过分析设计的作品，使学生对自己作品性能有一个明确的了解，也能够评价出谁的作品是最科学合理的。这样，通过这个问题，学生的积极性得以调动，将所学的理论知识应用于实践之中，对机械基础课程所教授的内容有了深入了解；同时使学生们的思维得到了锻炼，肯定了学生们的设计成果，学生们也受到很大的鼓舞，对这门学科有了学习的动力。

二、通过新科技，创新教学方法

随着技术的发展和科学的进步，在教育领域，越来越多地使用新的媒体进行教学，因此出现了许多新的教学方法和教学手段，综合起来说，就是多媒体教学手段的运用。在机械基础课程中，新媒体参与的教学能够大大提高学生的兴趣，使课堂不再枯燥无味，而是丰富多彩起来。比如，在讲解导杆机构时，单纯依靠文字的描述很难使学生理解，这时，可以利用多媒体教学设备制作一个动画视频，让学生弄清楚其工作的原理，动画上可以配上适当的讲解，学生的注意力会被完全吸引，同时兴趣大增，学习效率切实得到提高。

借助多媒体教学手段，然后通过适当地点拨，学生的智力和思维活动都能得到有效地开发，同时也能降低学习难度，提高教师的教学效率，在规定的时间内完成教学任务。例如，学习机构的工作原理时，学生要看懂其工作原理图，是非常困难的，老师讲解也不知如何“下口”，而通过多媒体设备，就可以对机构的工作原理进行生动地演示，学生的理解难度系数就降低了；在观看演示的过程中，学生会全神贯注地进行思考，通过自己已有的知识储备和积极地动脑，掌握某个机构的机械原理。

三、开展实训教学，提高学生的实践动手能力

机械基础这门课程，学生仅从书面角度了解具体的机械构造和工作原理是远远不够的，因为学习的这些知识最终是要应用于实践当中的。因此，开展实训教学是非常必要的，而且也是提高教学水平的有效手段。实训教学是以理论教学为前提的，但是通过实训教学，学生的理论水平也可以得到很大的提升，通过学生自己主动动手实践，学生对不同的机械零件的使用功能会有更深刻的认识，并且熟谙了具体的机械操作原理，使学生的认识和动手能力都有大范围的提高，对机械基础这门课程的精髓有了很好的把握。

四、总结

以上分析了机械基础教学方法创新的思路，有值得借鉴之处，也有需要进一步完善的地方，希望热心的读者能从中得到一定的启示，在教学方法上不断探索，不断加强创新，将有效的教学方法运用于具体的教学实践中去。因此，这门课程的教学理应以理论和实践相结合的形式进行，还要结合具体教学过程中发现的新问题，在此基础上不断创新。