時(shí)間：2023-02-22 05:00:36
序論：在您撰寫(xiě)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)時(shí)，參考他人的優(yōu)秀作品可以開(kāi)闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
傳統(tǒng)的機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)教學(xué)中多以機(jī)構(gòu)的分析為主，這并不利于學(xué)生設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力的訓(xùn)練與提高。該課程設(shè)計(jì)一般使用兩種類型的題目：一類題目是選用對(duì)典型機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析和動(dòng)力分析；一類題目是根據(jù)某些功能，要求對(duì)確定的機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，并對(duì)機(jī)械中某一機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，兩類題目的側(cè)重點(diǎn)不同，前者偏于分析，后者注重設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)；兩個(gè)指定位置的圖解法機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析；圖解法的讓刀凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。這類課程的設(shè)計(jì)一般集中安排在兩周內(nèi)完成，時(shí)間比較短，設(shè)計(jì)過(guò)程中學(xué)生很難一次性圓滿完成，一般需進(jìn)行修改，甚至修改多次，所以手工書(shū)寫(xiě)、手工繪圖圖面質(zhì)量都將難以保證。
二、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容的充實(shí)與合理編排
如何有機(jī)整合分析與設(shè)計(jì)內(nèi)容是提高該實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵所在。它應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力為主，機(jī)構(gòu)分析為輔而開(kāi)展的一次實(shí)踐性教學(xué)，如果以機(jī)構(gòu)的分析為主，將會(huì)削弱學(xué)生在方案設(shè)計(jì)方面的訓(xùn)練。機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)是整個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)的第一步，也是最具創(chuàng)新性的一個(gè)環(huán)節(jié)，方案設(shè)計(jì)的好壞將直接影響到機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)品的性能優(yōu)劣及其在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力。機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)主要包括執(zhí)行系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)。其中執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)是機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的核心，其重點(diǎn)是執(zhí)行系統(tǒng)的功能原理的設(shè)計(jì)，執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)以及執(zhí)行系統(tǒng)的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)，根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)果可繪制出機(jī)械工作循環(huán)圖。，圖3a為某一金屬片沖制機(jī)的工藝動(dòng)作分解（分別為送料、沖制、退回等），它以主軸為定標(biāo)件，沖頭和送料以主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度為基準(zhǔn)繪制而成。為提高生產(chǎn)率，各執(zhí)行構(gòu)件的工作行程允許局部重疊。在課程設(shè)計(jì)教學(xué)中，為了使所有的學(xué)生都能基本完成設(shè)計(jì)任務(wù)，題目難度應(yīng)具有一定的開(kāi)放性和伸縮性。在內(nèi)容上可以擴(kuò)展，進(jìn)一步延伸至后續(xù)教學(xué)的機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，凸顯出教學(xué)的連續(xù)性，使學(xué)生得到更系統(tǒng)，更完整的實(shí)踐訓(xùn)練。學(xué)生通過(guò)收集資料、方案設(shè)計(jì)和課堂討論等方法，能夠得到一次較為全面的創(chuàng)新設(shè)計(jì)的初步訓(xùn)練。如設(shè)計(jì)題目可以只給出機(jī)器需實(shí)現(xiàn)的功能要求，老師可以提供一種實(shí)現(xiàn)該功能的典型機(jī)構(gòu)，讓學(xué)生對(duì)此機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析。在此基礎(chǔ)上，要求每個(gè)（組）學(xué)生再提供一種新的方案，可以是執(zhí)行系統(tǒng)的方案，也可以是傳動(dòng)系統(tǒng)的方案，以此激發(fā)學(xué)生，充分發(fā)揮其主觀能動(dòng)性，使其認(rèn)真查閱資料，獨(dú)立思考，積極創(chuàng)新。最后匯總方案，評(píng)選出幾種較好的方案，通過(guò)討論與比較方案的優(yōu)與劣，達(dá)到提升學(xué)生分析與創(chuàng)新能力的目標(biāo)。如在牛頭刨床中實(shí)現(xiàn)刨頭的慢進(jìn)快退功能可采用連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)。連桿機(jī)構(gòu)中可采用各式各樣的滑塊機(jī)構(gòu)，凸輪機(jī)構(gòu)可以采用平面或空間凸輪機(jī)構(gòu)，還可以采用組合機(jī)構(gòu)。由此將衍生出很多傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，再?gòu)膶?shí)現(xiàn)功能的難易、傳動(dòng)性能的好壞、結(jié)構(gòu)的合理性以及經(jīng)濟(jì)性等方面給予評(píng)價(jià)。
三、合理利用計(jì)算機(jī)技術(shù)
在當(dāng)前的教學(xué)中，課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)一般要求手工書(shū)寫(xiě)計(jì)算說(shuō)明書(shū)和手工繪圖。但是，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)根本離不開(kāi)計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，所以在課程設(shè)計(jì)中，應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助分析與設(shè)計(jì)技術(shù)也是將計(jì)算機(jī)理論知識(shí)得以實(shí)際應(yīng)用的一次實(shí)踐活動(dòng)。因此，要積極鼓勵(lì)學(xué)生努力將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到課程學(xué)習(xí)當(dāng)中，提高其學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)避免手工書(shū)寫(xiě)、繪圖慢且不容易保證質(zhì)量的弊端。在上述方案確定之后，機(jī)構(gòu)的尺寸參數(shù)、機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析、工作循環(huán)圖繪制、飛輪設(shè)計(jì)及繪圖等應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)之后，可以得到精確的計(jì)算結(jié)果，分析或設(shè)計(jì)修改較為方便，可以較快地得到修改后的結(jié)果。如改變某一機(jī)構(gòu)尺寸參數(shù)，此改變參數(shù)對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)性能和動(dòng)力性能的影響可以通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)分析快速獲得。同時(shí)，還可以進(jìn)一步利用計(jì)算機(jī)仿真對(duì)整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行演示和研究。當(dāng)然，做到這一步是需要較為扎實(shí)的計(jì)算機(jī)功底，所以應(yīng)用計(jì)算機(jī)完成工作量的比例應(yīng)給予認(rèn)真考慮，因材施教，避免造成以計(jì)算機(jī)應(yīng)用為主的實(shí)踐性教學(xué)。
四、考核方法
一般理論考試每題每個(gè)步驟都有得分計(jì)算，但是課程設(shè)計(jì)沒(méi)有，最終成績(jī)也幾乎都是五分制計(jì)，即優(yōu)秀、良好、中等、及格和不及格等五個(gè)檔。這就使成績(jī)的評(píng)定容易帶有一定的主觀性和隨意性，從而失去可信度，這將在學(xué)生中產(chǎn)生很不好的影響，一定程度上打擊了認(rèn)真學(xué)生的積極性，又助長(zhǎng)了不主動(dòng)學(xué)習(xí)學(xué)生的惰性。所以考核要有其合理性、科學(xué)性?？己朔纸虒W(xué)過(guò)程和課程設(shè)計(jì)成果兩部分進(jìn)行。教學(xué)過(guò)程是指從學(xué)生拿到設(shè)計(jì)題目開(kāi)始，到整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程結(jié)束，指導(dǎo)教師應(yīng)掌握每個(gè)學(xué)生的具體進(jìn)行情況，并作簡(jiǎn)略的記錄，做到評(píng)定有據(jù)可查。課程設(shè)計(jì)成果是指學(xué)生最后上交的材料，可組織2～3名教師組成的答辯小組進(jìn)行答辯，這樣可以檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)的扎實(shí)度，也可一定程度上檢查出學(xué)生是否有抄襲行為，同時(shí)還可以作為學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯的一次簡(jiǎn)單訓(xùn)練。
五、結(jié)束語(yǔ)
針對(duì)當(dāng)前《機(jī)械原理》課程設(shè)計(jì)的教學(xué)現(xiàn)狀，分析其不足，并基于OBE工程教育理念，對(duì)《機(jī)械原理》課程設(shè)計(jì)的教學(xué)模式改革進(jìn)行了探討并付諸實(shí)踐?！稒C(jī)械原理》課程設(shè)計(jì)是機(jī)械類各專業(yè)學(xué)生在學(xué)習(xí)《機(jī)械原理》課程后進(jìn)行的一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，其模式的改革為適應(yīng)新形勢(shì)下對(duì)機(jī)械類學(xué)生機(jī)構(gòu)選型、機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)和創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)提供了良好的平臺(tái)和借鑒，具有重要意義。
關(guān)鍵詞：
OBE；工程教育；《機(jī)械原理》課程設(shè)計(jì)
為了推進(jìn)工程教育改革，促進(jìn)中國(guó)工程教育的國(guó)際互認(rèn)，培養(yǎng)與國(guó)際接軌的中國(guó)工程師，由專門的職業(yè)或行業(yè)協(xié)會(huì)（聯(lián)合會(huì)）、專業(yè)學(xué)會(huì)針對(duì)高等教育機(jī)構(gòu)開(kāi)設(shè)了工程類專業(yè)實(shí)施專門性認(rèn)證，工程教育認(rèn)證強(qiáng)調(diào)工科專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量達(dá)到行業(yè)提出的基本質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，是一種合格性評(píng)價(jià)[1，2]。工程教育專業(yè)認(rèn)證強(qiáng)調(diào)的三個(gè)核心理念：產(chǎn)出導(dǎo)向（Outcomebasededu-cation，簡(jiǎn)稱OBE）、學(xué)生為中心、持續(xù)改進(jìn)，這些理念代表了工程教育改革的方向，是一種先進(jìn)的教育理念[3]。我國(guó)若要成為《華盛頓協(xié)議》正式簽約組織，就必須基于OBE理念，深化我國(guó)的工程教育改革和工程教育認(rèn)證體制。《機(jī)械原理》是機(jī)械類專業(yè)必修的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，它是研究機(jī)械的工作原理、構(gòu)成原理、設(shè)計(jì)原理與方法的一門學(xué)科，而《機(jī)械原理》課程設(shè)計(jì)是緊隨《機(jī)械原理》課程之后的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是《機(jī)械原理》課程的延伸[4]?；贠BE工程教育認(rèn)證的12條畢業(yè)能力要求及課程規(guī)劃，《機(jī)械原理》課程設(shè)計(jì)需培養(yǎng)的主要能力包括：1）掌握工程基礎(chǔ)理論知識(shí)并能將其應(yīng)用于工程問(wèn)題（畢業(yè)要求1）；2）具有分析和解釋數(shù)據(jù)，得到合理、有效結(jié)論的能力（畢業(yè)要求2）；3）具有綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)理論和技術(shù)手段設(shè)計(jì)復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)、部件和過(guò)程的能力（畢業(yè)要求3）。本文基于OBE工程教育理念對(duì)《機(jī)械原理》課程設(shè)計(jì)課程能力的上述四條要求，結(jié)合近年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，闡述我?！稒C(jī)械原理》課程設(shè)計(jì)改革模式，并為其《機(jī)械原理》課程設(shè)計(jì)改革提供參考。
一、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力
《機(jī)械原理》內(nèi)容包括兩部分，其一是對(duì)現(xiàn)有機(jī)構(gòu)的學(xué)習(xí)，包括構(gòu)型分析、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的學(xué)習(xí)；其二是針對(duì)具體任務(wù)，利用所學(xué)機(jī)構(gòu)學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)傳動(dòng)方案。前者稱為分析，后者稱為型綜合，《機(jī)械原理》學(xué)習(xí)的最終目的，就是要達(dá)到型綜合的高度，《機(jī)械原理》課程設(shè)計(jì)正是鍛煉綜合能力的實(shí)踐教學(xué)。遺憾的是，傳統(tǒng)的《機(jī)械原理》課程設(shè)計(jì)，體現(xiàn)不出OBE所要求的設(shè)計(jì)系統(tǒng)的能力，復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)更無(wú)從談起，因此，改革勢(shì)在必行?；贠BE教學(xué)理念的課程設(shè)計(jì)改革使設(shè)計(jì)題目多樣化，調(diào)動(dòng)學(xué)生設(shè)計(jì)的積極性而不限制其思維，并且課程設(shè)計(jì)只提出最終要求而不限制方法，為了讓學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)，題目不宜太深太復(fù)雜，其原則為：題目具有綜合性，以運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)為主；題目要覆蓋《機(jī)械原理》課程的主要內(nèi)容；題目應(yīng)結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，是學(xué)生在日常生活、生產(chǎn)實(shí)踐中所熟悉的；題目的設(shè)計(jì)結(jié)果應(yīng)包括兩到三種基本機(jī)構(gòu)，也允許選用其他常用機(jī)構(gòu)或組合機(jī)構(gòu)；題目要有一定的靈活性和創(chuàng)新性，有利于發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造力。在設(shè)計(jì)題目確定后，需對(duì)已選題目提出三種運(yùn)動(dòng)方案，并經(jīng)反復(fù)論證，確定一種最佳運(yùn)動(dòng)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)和分析。這種自由選題的模式可大大提高同學(xué)的興趣。設(shè)計(jì)方案由學(xué)生獨(dú)立提出，經(jīng)獨(dú)立地分析、比較后確定最佳方案，以發(fā)揮其主觀性、創(chuàng)造力，使學(xué)生受到一次真實(shí)的設(shè)計(jì)訓(xùn)練，進(jìn)而提升其機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力。此外，改革后的課程設(shè)計(jì)，學(xué)生們可以自由組合，每個(gè)小組自由選擇設(shè)計(jì)題目，小組成員分工協(xié)作，共同完成設(shè)計(jì)任務(wù)。從選題、論證、設(shè)計(jì)到最后提交設(shè)計(jì)成果，共同討論、研究，各自發(fā)揮自己的長(zhǎng)處，不僅培養(yǎng)了創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，也使他們體會(huì)到團(tuán)隊(duì)合作的作用。這也符合OBE培養(yǎng)大綱中工程畢業(yè)生個(gè)人能力和人際團(tuán)隊(duì)能力培養(yǎng)的要求。
二、工程基礎(chǔ)理論知識(shí)應(yīng)用能力
傳統(tǒng)的《機(jī)械原理》課程設(shè)計(jì)中，方案確定之后，其相關(guān)運(yùn)動(dòng)參數(shù)也隨之給定，每個(gè)學(xué)生需要做的就是繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，利用圖解法和解析法對(duì)所選機(jī)構(gòu)的位移、速度、加速度及力進(jìn)行分析，并繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)線圖和作誤差分析，最后編寫(xiě)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，這樣的設(shè)計(jì)僅能算一次作業(yè)，效果并不理想。盡管學(xué)生都能按部就班地完成設(shè)計(jì)任務(wù)，但卻調(diào)動(dòng)不了學(xué)生的設(shè)計(jì)興趣，對(duì)工程基礎(chǔ)理論知識(shí)的應(yīng)用缺乏深刻理解，談不上對(duì)學(xué)生的畢業(yè)能力的培養(yǎng)?；贠BE教學(xué)理念的課程設(shè)計(jì)改革使設(shè)計(jì)題目多樣化，只提出最終要求而不限制方法，學(xué)生可以充分地利用所學(xué)的理論知識(shí)去解決實(shí)際的問(wèn)題?？紤]到《機(jī)械原理》課程設(shè)計(jì)時(shí)間較短，教師在《機(jī)械原理》課程教學(xué)中，需提前做出安排，如現(xiàn)代工具的使用、軟件的學(xué)習(xí)、各種方法的比較、綜合性作業(yè)安排等。任務(wù)的不確定性導(dǎo)致解決方法的多樣性。學(xué)生需要根據(jù)所選擇任務(wù)，基于所學(xué)的機(jī)構(gòu)學(xué)知識(shí)，甚至查閱相關(guān)文獻(xiàn)去設(shè)計(jì)解決方案，當(dāng)多個(gè)設(shè)計(jì)方案確定后，需要比較各方案的優(yōu)缺點(diǎn)，必然會(huì)深入了解每個(gè)所設(shè)計(jì)的傳動(dòng)方案，最終方案確定后，需對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析，因有了方案設(shè)計(jì)的深刻理解，設(shè)計(jì)的目的已非常清楚，在相應(yīng)分析時(shí)，對(duì)方法的選擇和掌握自然水到渠成，加深了對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的認(rèn)識(shí)，明確了理論知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用，從而不至感覺(jué)學(xué)無(wú)所用。
三、分析和解釋數(shù)據(jù)能力
在我國(guó)的工程教育認(rèn)證中，第二條畢業(yè)要求學(xué)生能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理，識(shí)別、表達(dá)并通過(guò)文獻(xiàn)研究分析復(fù)雜工程問(wèn)題，以獲得有效結(jié)論[5]。傳統(tǒng)課程設(shè)計(jì)整個(gè)傳動(dòng)方案為教師所指定，分析方法固定，無(wú)需學(xué)生深入了解，只需按部就班完成畫(huà)圖和分析即可，可見(jiàn)，傳統(tǒng)課程設(shè)計(jì)在第二條畢業(yè)能力要求上基本沒(méi)起到培養(yǎng)作用。改革后的課程設(shè)計(jì)，從設(shè)計(jì)任務(wù)到設(shè)計(jì)方案的確定，均需要學(xué)生根據(jù)具體情況進(jìn)行分析，然后根據(jù)所學(xué)知識(shí)，自己設(shè)計(jì)傳動(dòng)方案，并需要通過(guò)多方案的比較而得出可行方案。在方案確定后，詳細(xì)設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際任務(wù)確定各參數(shù)，最后對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差分析。為了更真實(shí)地讓學(xué)生理解數(shù)據(jù)的意義和正確性，要求學(xué)生對(duì)所設(shè)計(jì)的傳動(dòng)方案進(jìn)行全部或者部分的搭接實(shí)驗(yàn)，通過(guò)搭接實(shí)物并測(cè)量參數(shù)，再與理論分析數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，找出誤差存在原因，從而得出相應(yīng)結(jié)論。
四、考核方式的改進(jìn)
評(píng)估學(xué)習(xí)產(chǎn)出是OBE教育模式中十分重要的環(huán)節(jié)，如何合理地對(duì)各項(xiàng)能力進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)，對(duì)課程的改革及持續(xù)改進(jìn)有非常重要的作用，與課程設(shè)計(jì)所培養(yǎng)能力相對(duì)應(yīng)，《機(jī)械原理》課程設(shè)計(jì)成績(jī)分為四部分：選題成績(jī)、平時(shí)成績(jī)、設(shè)計(jì)成績(jī)及答辯成績(jī)。各部分成績(jī)分值及考核依據(jù)如下。選題成績(jī)占總成績(jī)的30%。主要考查設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)方案能力。每個(gè)團(tuán)隊(duì)均需通過(guò)PPT形式，結(jié)合參考文獻(xiàn)查閱或調(diào)研情況，對(duì)自己團(tuán)隊(duì)的設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)行說(shuō)明，根據(jù)所定任務(wù)設(shè)計(jì)兩到三種機(jī)械傳動(dòng)方案，每個(gè)方案中必須包含兩至三種典型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，并且必須包含四桿以上連桿機(jī)構(gòu)。根據(jù)傳動(dòng)方案是否合理、考慮是否周全、有無(wú)創(chuàng)新點(diǎn)、是否實(shí)用進(jìn)行綜合考核。平時(shí)成績(jī)占總成績(jī)的10%，主要依據(jù)設(shè)計(jì)階段的出勤情況和態(tài)度評(píng)定，這是設(shè)計(jì)正常進(jìn)行的基本保證，也是初步對(duì)畢業(yè)要求9中個(gè)人與團(tuán)隊(duì)能力的培養(yǎng)。設(shè)計(jì)成績(jī)占總成績(jī)的40%，主要評(píng)估工程基礎(chǔ)理論知識(shí)應(yīng)用能力與分析和解釋數(shù)據(jù)能力，根據(jù)所選擇分析方法、數(shù)據(jù)分析的正確性、模型建立、運(yùn)動(dòng)仿真、簡(jiǎn)圖繪制等進(jìn)行評(píng)價(jià)。答辯成績(jī)占總成績(jī)的20%，各組將集中設(shè)計(jì)階段的工作及成果以PPT形式作匯報(bào)，主要介紹組員分工及完成情況，組員自評(píng)分，搭接視頻等，并回答提問(wèn)，據(jù)此評(píng)判答辯成績(jī)。通過(guò)此類考核方式，對(duì)畢業(yè)生的能力9（個(gè)人與團(tuán)隊(duì)）和10（溝通，包括撰寫(xiě)報(bào)告和陳述發(fā)言、清晰表達(dá)或回應(yīng)指令）也起到初步培養(yǎng)的效果。此外，上述基于OBE工程教育理念的考核方式對(duì)教師的教學(xué)投入提出很高要求。例如：教師需要投入較多的精力和心血研究繁瑣的教學(xué)目標(biāo)分解和教學(xué)方法選擇，要求其自身具有扎實(shí)的專業(yè)理論知識(shí)、較廣博的基礎(chǔ)知識(shí)面、較強(qiáng)的動(dòng)手能力及計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力。對(duì)設(shè)計(jì)中可能出現(xiàn)的各種方案及其特點(diǎn)要有充分認(rèn)識(shí)，能夠正確引導(dǎo)學(xué)生，使他們經(jīng)過(guò)認(rèn)真思考和分析比較后，可以選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)姆桨?。這樣才能適應(yīng)當(dāng)前實(shí)踐教學(xué)改革和發(fā)展的需要，從而有效引導(dǎo)學(xué)生積極思考，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力。
五、結(jié)束語(yǔ)
經(jīng)過(guò)近兩年的實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)根據(jù)OBE教學(xué)理念改革后的《機(jī)械原理》課程設(shè)計(jì)，為學(xué)生機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力、工程基礎(chǔ)理論知識(shí)應(yīng)用能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力以及團(tuán)隊(duì)合作和工程實(shí)踐能力的鍛煉和提高提供了很好的平臺(tái)，并確實(shí)取得了較好的效果。然而，OBE工程教學(xué)模式是一個(gè)系統(tǒng)的工程，無(wú)論是在設(shè)計(jì)內(nèi)容，還是在設(shè)計(jì)方法和評(píng)估方式上，還有很多需要完善之處，需要進(jìn)一步的改革和探索，持續(xù)改進(jìn)，以更好地培養(yǎng)學(xué)生相應(yīng)的畢業(yè)能力，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)與國(guó)際接軌的中國(guó)工程師的目標(biāo)。
作者：曾達(dá)幸 李飛 侯雨雷 宜亞麗 鄭立娟 張芳芳 單位：燕山大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院
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關(guān)鍵詞：機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)；機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)；機(jī)構(gòu)尺度綜合；機(jī)構(gòu)仿真
《機(jī)械原理》是高等工科院校機(jī)械專業(yè)必修的一門重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課[1，2]，《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)》則是使學(xué)生較全面系統(tǒng)地掌握及深化機(jī)械原理課程的基本原理和方法，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，提高分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。
一、問(wèn)題的提出
我校《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)》所選用的設(shè)計(jì)題目以往多為針對(duì)不同類型的連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析及動(dòng)態(tài)靜力分析。機(jī)構(gòu)的類型機(jī)構(gòu)及尺寸由教師指定，一般為平面六桿機(jī)構(gòu)。班級(jí)各學(xué)生所需分析的機(jī)構(gòu)類型或機(jī)構(gòu)的尺寸不同。
隨著科技的進(jìn)步與發(fā)展，對(duì)高等教育的要求也在不斷提高。培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的人才，提高工科學(xué)生的綜合能力已成為機(jī)械工程教育工作者的共識(shí)。在此大環(huán)境下，對(duì)《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)》進(jìn)行改革，將以分析為主的《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)》改變?yōu)椤皺C(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)[3，4]——型綜合——尺度綜合——運(yùn)動(dòng)動(dòng)力分析”的設(shè)計(jì)型《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)》，勢(shì)在必行。
二、設(shè)計(jì)型《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)》
課題組首次在大三詹天佑班及車輛專業(yè)部分學(xué)生中試點(diǎn)，進(jìn)行了設(shè)計(jì)型《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)》的探索與實(shí)踐。
課題組在充分調(diào)研查閱的基礎(chǔ)上，選用文獻(xiàn)[5]作為主要參考教材，并自編了與之配套的任務(wù)書(shū)等教學(xué)資料。
1.設(shè)計(jì)的目的及任務(wù)。設(shè)計(jì)型《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)》的目的在于：使學(xué)生鞏固理論知識(shí)，并使其對(duì)于機(jī)械的組成結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)學(xué)以及動(dòng)力學(xué)的分析與設(shè)計(jì)建立較完整的概念；掌握機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的內(nèi)容、方法和步驟，培養(yǎng)機(jī)構(gòu)選型與組合和確定運(yùn)動(dòng)方案的能力；培養(yǎng)學(xué)生表達(dá)、歸納、總結(jié)和獨(dú)立思考與分析的能力。其任務(wù)為：針對(duì)某種簡(jiǎn)單機(jī)器（它的工藝動(dòng)作過(guò)程比較簡(jiǎn)單）進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖設(shè)計(jì)，包括機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)定，機(jī)構(gòu)尺度綜合等。
2.設(shè)計(jì)題目。本次《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)》選擇了“圓盤型自動(dòng)包本機(jī)進(jìn)本系統(tǒng)”、“水稻插秧機(jī)”等六種機(jī)械系統(tǒng)作為設(shè)計(jì)與分析的對(duì)象。各個(gè)機(jī)械系統(tǒng)由多個(gè)能夠完成具體工作的機(jī)構(gòu)組成，其各組成機(jī)構(gòu)必須動(dòng)作協(xié)調(diào)，方能實(shí)現(xiàn)預(yù)期要求的功能。教師根據(jù)各機(jī)械系統(tǒng)所包含的具體工作機(jī)構(gòu)的數(shù)目，將學(xué)生分為2～4人一組，每位學(xué)生在完成所要求的整體機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的前提下，還須獨(dú)立完成該機(jī)械系統(tǒng)中的指定工作機(jī)構(gòu)的型綜合、尺度綜合及其運(yùn)動(dòng)分析（動(dòng)力分析部分為選作）。因此，任意一名學(xué)生的工作均需各自完成，不可能“拷貝”他人成果。
3.設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求。設(shè)計(jì)型《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)》要求學(xué)生根據(jù)教師下達(dá)的任務(wù)書(shū)完成：①全組討論及提出兩個(gè)以上系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案；②經(jīng)比較、選優(yōu)，確定系統(tǒng)最終方案；③每個(gè)學(xué)生設(shè)計(jì)分析總體系統(tǒng)中的一個(gè)機(jī)構(gòu)；④每個(gè)學(xué)生對(duì)自己設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)運(yùn)用解析法完成機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析；運(yùn)用解析法選作機(jī)構(gòu)受力分析；⑤每個(gè)學(xué)生運(yùn)用軟件選作機(jī)構(gòu)的仿真與驗(yàn)證；⑥完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。
三、《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)》指導(dǎo)方法的改革
1.《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)》前期工作?！稒C(jī)械原理課程設(shè)計(jì)》為期兩周，為使學(xué)生能夠有充分的時(shí)間消化理解《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)》的內(nèi)容，做好先期準(zhǔn)備工作，我們提前一周半進(jìn)行《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)》授課。許多學(xué)生聽(tīng)課后即開(kāi)始查閱資料，重溫課程設(shè)計(jì)中所用到的相關(guān)先修課程的知識(shí)，討論方案，主動(dòng)找老師答疑等，教師也插空到班級(jí)輔導(dǎo)，收到良好的效果。
2.集思廣益，確定機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案。各組學(xué)生擬定出兩個(gè)以上機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)方案。所有參加設(shè)計(jì)型《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)》的六十多名學(xué)生一起進(jìn)行討論，集思廣益，優(yōu)選機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案。具體做法為：每組選派一名學(xué)生主講，其他學(xué)生補(bǔ)充，借助PPT介紹本組初定的幾種設(shè)計(jì)方案，指出各方案的優(yōu)缺點(diǎn)及篩選原因，其他學(xué)生提出問(wèn)題及建議。通過(guò)討論，學(xué)生對(duì)許多概念、基本理論有了新的認(rèn)識(shí)和理解，鞏固了課堂教學(xué)中學(xué)到的知識(shí)，并且各組學(xué)生取長(zhǎng)補(bǔ)短，相互學(xué)習(xí)，開(kāi)闊了思路，對(duì)本組原有的設(shè)計(jì)方案又有了許多新的設(shè)想。
3.理論聯(lián)系實(shí)際，完成機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。由于所承擔(dān)的任務(wù)不同，每個(gè)學(xué)生必須獨(dú)立完成總體系統(tǒng)中一個(gè)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，難度較大。指導(dǎo)教師與實(shí)驗(yàn)室老師一道，帶領(lǐng)學(xué)生參觀各類機(jī)構(gòu)模型，演示各類機(jī)構(gòu)動(dòng)畫(huà)，講解各類機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)及適用場(chǎng)合，一一解答學(xué)生的各種問(wèn)題。指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用solidworks軟件對(duì)自己設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行仿真與驗(yàn)證。
4.綜合運(yùn)用知識(shí)，對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析和力分析。教師對(duì)運(yùn)用解析法對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析和動(dòng)態(tài)靜力分析進(jìn)行了較為詳細(xì)的講解，對(duì)運(yùn)用solidworks軟件和ADAMS軟件進(jìn)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析和力分析的方法及常見(jiàn)問(wèn)題的解決進(jìn)行了輔導(dǎo)，使得學(xué)生在求解機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中即“知其然”又“知其所以然”。
5.在課程設(shè)計(jì)的各環(huán)節(jié)中強(qiáng)化學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。教師在課程設(shè)計(jì)整個(gè)過(guò)程中注重對(duì)學(xué)生查閱文獻(xiàn)、基礎(chǔ)理論知識(shí)的掌握、各科知識(shí)的融會(huì)貫通、理論聯(lián)系實(shí)際、獨(dú)立思考、綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題、動(dòng)手能力、克服困難、創(chuàng)新意識(shí)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神等多方面的能力進(jìn)行培養(yǎng)，并在對(duì)每位學(xué)生單獨(dú)進(jìn)行答辯的過(guò)程中加以考核。強(qiáng)化了對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，效果較為理想。許多學(xué)生感慨，這次課設(shè)雖經(jīng)歷了許多困難，但收獲了知識(shí)，獲得了成功的喜悅。
四、結(jié)束語(yǔ)
開(kāi)展“設(shè)計(jì)型《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)》”，收效明顯：
1.使學(xué)生進(jìn)一步鞏固和加深了對(duì)理論知識(shí)的理解，并逐步掌握了工科學(xué)生應(yīng)具備的理論聯(lián)系實(shí)際的學(xué)習(xí)方法。
2.調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，使學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力、創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力、團(tuán)結(jié)協(xié)作精神和綜合素質(zhì)得到了提高。
3.促進(jìn)了師資的培養(yǎng)，教師自身的業(yè)務(wù)水平得到提高，隊(duì)伍得到了鍛煉。
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關(guān)鍵詞:機(jī)械原理;課程設(shè)計(jì);教學(xué)模式;創(chuàng)新
機(jī)械原理是機(jī)械類課程中的專業(yè)基礎(chǔ)課程，是培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)、綜合分析能力、解決工程實(shí)際問(wèn)題能力的重要課程，是學(xué)生獲取工程技術(shù)訓(xùn)練的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)通過(guò)實(shí)踐訓(xùn)練使學(xué)生更好的掌握理論知道，進(jìn)一步提高收集技術(shù)資料和繪圖、設(shè)計(jì)的能力，特別是對(duì)提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和解決工程實(shí)際問(wèn)題具有非常重要的作用。
一、課程設(shè)計(jì)教學(xué)現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題
傳統(tǒng)的《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)》在設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)的題目各類過(guò)于單一，而且實(shí)踐過(guò)程較為死板枯燥，缺少對(duì)學(xué)生創(chuàng)新性、綜合能力進(jìn)行培養(yǎng)的問(wèn)題。比如題目往局限于機(jī)床刀架傳動(dòng)系統(tǒng)、牛頭刨床等幾個(gè)題目，訓(xùn)練內(nèi)容大體上都是圍繞系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)、繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖、設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖、對(duì)凸輪或連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)等。方案設(shè)計(jì)完成后，缺少驗(yàn)證環(huán)節(jié)，學(xué)生無(wú)論方案正確與否，只要完成任務(wù)就可以了，學(xué)生的積極性不僅沒(méi)有得到調(diào)動(dòng)。由于課程設(shè)計(jì)題目種類單一，往往出現(xiàn)全班或者半個(gè)班級(jí)的學(xué)生同時(shí)做同一個(gè)課程設(shè)計(jì)，這樣導(dǎo)致部分同學(xué)自己并沒(méi)有擬定機(jī)構(gòu)或系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方案，甚至有部分學(xué)生自己根本沒(méi)有動(dòng)腦而是直接抄襲，缺少主動(dòng)參與的熱情，更不用說(shuō)通過(guò)機(jī)械原理的課程設(shè)計(jì)能培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。
二、課程設(shè)計(jì)教學(xué)的改革思路
針對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)和不足，擬從機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的選題、設(shè)計(jì)過(guò)程以及鼓勵(lì)學(xué)生大膽創(chuàng)新等方面探討教學(xué)改革，引導(dǎo)創(chuàng)新設(shè)計(jì)，應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法及設(shè)計(jì)手段去解決實(shí)際問(wèn)題，逐漸形成以創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力培養(yǎng)為目標(biāo)的開(kāi)放式機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)模式及方法。
(一)選題的多樣化與生活化
選題是課程設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)的核心部分，不僅需要滿足教學(xué)的基本要求，而且要在有限的時(shí)間內(nèi)使設(shè)計(jì)得以順利完成。在《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)》的教學(xué)改革中，我們需要改變以往學(xué)生的設(shè)計(jì)題目均由教師給定的方式，采取教師引導(dǎo)部分能力較強(qiáng)的學(xué)生自主選題，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和積極創(chuàng)新的能力。另外，教師可以根據(jù)指導(dǎo)書(shū)上的一般方法，規(guī)定幾個(gè)大的方向，引導(dǎo)學(xué)生如何來(lái)進(jìn)行選題。學(xué)生最熟悉的就是日常生活中的一些機(jī)械裝置，可以適當(dāng)?shù)呐e些例子如來(lái)源于生活又能使生活更便捷的一些小的機(jī)械裝置。比如為了解決城市或小區(qū)中家用車停車難的問(wèn)題，設(shè)計(jì)一套節(jié)約場(chǎng)地、低投入、免維護(hù)等小型停車機(jī)械裝置，達(dá)到空間利用率高、安全、便捷的目的?？紤]農(nóng)產(chǎn)品或水果采摘過(guò)程中存在勞動(dòng)工作量大、作業(yè)范圍廣、觸碰的力度控制要求高等一系列問(wèn)題，可以展開(kāi)輔助人工采摘草莓、菠蘿、桔子等水果的小型機(jī)械裝置的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。這樣不僅能提高水果的采摘效率而且可以降低作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度與采摘的投入成本。教師拋磚引玉，提高學(xué)生的想象力與創(chuàng)造力。當(dāng)然教師需要規(guī)定機(jī)構(gòu)選型需要涉及幾類機(jī)構(gòu)。限制一定的時(shí)間，如一天內(nèi)需要選好題目并制定初級(jí)運(yùn)動(dòng)方案，經(jīng)過(guò)學(xué)生分組討論后交由老師修改確認(rèn)。對(duì)于沒(méi)有選好題的學(xué)生不能打消學(xué)生的積極性，而且由指導(dǎo)老師為其給定一個(gè)題目，確保每位學(xué)生都可以積極參與到課程設(shè)計(jì)，課程教學(xué)中的基本技能能得到一定的訓(xùn)練與進(jìn)一步鞏固一些基本專業(yè)知識(shí)。
(二)以小組或團(tuán)隊(duì)形式共同完成課題
要完成《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)》的全部目標(biāo)與要求，總的工作量是非常大的，如果規(guī)定某位學(xué)生在一周內(nèi)獨(dú)立完成，這挑戰(zhàn)無(wú)疑是非常嚴(yán)峻的。此外，現(xiàn)代制造企業(yè)對(duì)員工的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力日益看重，一個(gè)項(xiàng)目的完成住往是一個(gè)大團(tuán)隊(duì)全體員工的共同努力，所以鍛煉學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力也迎合了現(xiàn)在制造企業(yè)的需求。因此，在課程設(shè)計(jì)的過(guò)程管理中，不再?gòu)?qiáng)調(diào)獨(dú)立完成任務(wù)。我們的設(shè)計(jì)方式為:根據(jù)自愿原則將學(xué)生分為4-5人一組的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，每組確定一個(gè)設(shè)計(jì)題目。選題結(jié)束后，每一個(gè)組員都必須獨(dú)立完成幾項(xiàng)任務(wù)，各自完成的任務(wù)最終作為學(xué)生成績(jī)考核的主要依據(jù)。指導(dǎo)老師對(duì)其題目、方案以及任務(wù)分配的合理性進(jìn)行審核。從資料收集、選題、運(yùn)用創(chuàng)新方法設(shè)計(jì)以及報(bào)告提交和電子版設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)繪制圖紙、PPT答辯每位學(xué)生需要各自發(fā)揮自己的長(zhǎng)處。
(三)鼓勵(lì)學(xué)生積極創(chuàng)新
為了更好的的發(fā)揚(yáng)學(xué)生的創(chuàng)新積極性，肯定其創(chuàng)新成果，對(duì)創(chuàng)新較好的課程設(shè)計(jì)進(jìn)一步進(jìn)行跟蹤指導(dǎo)與完善，逐步引導(dǎo)學(xué)生形成作品并可以參加比賽。對(duì)創(chuàng)新較好的方案可以申報(bào)實(shí)用或發(fā)明專利，學(xué)?；?qū)W院可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)莫?jiǎng)勵(lì)，如果經(jīng)費(fèi)充足可以將實(shí)物制作出來(lái)參賽或展覽等。學(xué)生的創(chuàng)新性想法或思維老師要大力支持，引導(dǎo)學(xué)生注意平時(shí)積累，學(xué)以致用，如此將理論與實(shí)踐相結(jié)合，學(xué)生的收獲更大。此外，通過(guò)課程設(shè)計(jì)的訓(xùn)練也將為我院參加一年一度的“機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽”、“無(wú)碳小車比賽”或其它類型的比賽奠定一定的基礎(chǔ)。
三、總結(jié)
《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)》一改以往設(shè)計(jì)統(tǒng)一題目的模式，鼓勵(lì)學(xué)生從日常生活中廣泛搜集合適的課程設(shè)計(jì)題目，將實(shí)際生活中的問(wèn)題引入到課程設(shè)計(jì)中，既迎合學(xué)生的好奇心理又有利于引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合創(chuàng)新設(shè)計(jì)思維解決實(shí)際問(wèn)題。倡導(dǎo)學(xué)生自主選題，通過(guò)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題全面培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)實(shí)踐能力。以小組為單位的分工合作、共同完成方式培養(yǎng)了學(xué)生的“團(tuán)隊(duì)合作”精神，滿足現(xiàn)在企業(yè)需求。對(duì)創(chuàng)新好的方案鼓勵(lì)學(xué)生動(dòng)手加工出實(shí)物，使學(xué)生對(duì)機(jī)械制圖、機(jī)械加工、互換性公差與配合有更深入的認(rèn)識(shí)，書(shū)本上的知識(shí)得以鞏固，學(xué)生收獲巨大。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞：機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)；改革；設(shè)計(jì)題目
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2013）08-0133-02
《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)》是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用機(jī)械原理課程所學(xué)理論知識(shí)，系統(tǒng)地完成一個(gè)大型機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)課題，使學(xué)生獲得工程技術(shù)訓(xùn)練的必不可少的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)[1-8]。本課程的時(shí)間一般安排在大二，它是機(jī)械類學(xué)生首次接觸的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，其重要性不言而喻。《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)》的教學(xué)改革，作為教學(xué)的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，一直在各高校中進(jìn)行，研究課程設(shè)計(jì)的目的、內(nèi)容、方法、題目、組織形式，探索如何培養(yǎng)學(xué)生的機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)、創(chuàng)新設(shè)計(jì)和解決工程實(shí)際問(wèn)題能力，但是，迄今未有廣泛認(rèn)同的一體模式，基本上是各高校根據(jù)自身的特點(diǎn)，各自拿出一套解決方案。鑒于以前課程設(shè)計(jì)方法已經(jīng)沿用多年，這與時(shí)代的發(fā)展和要求有了不小的距離，迫切需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)母母?，使得結(jié)合本校實(shí)際情況，任課老師群策群力、多次討論和反復(fù)修改，得出了系統(tǒng)的改革方案，并在近三年里加以實(shí)施，獲得了良好的效果。
一、改革主要任務(wù)與方法
改革主要涉及課程設(shè)計(jì)題目和時(shí)間安排。以前，本?！稒C(jī)械原理課程設(shè)計(jì)》源于傳統(tǒng)的幾個(gè)題目，如牛頭刨床機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，凸輪、齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要以基礎(chǔ)訓(xùn)練為住，是對(duì)理論課內(nèi)容的加深鞏固，基本等同于一個(gè)大作業(yè)，雖然能起到理論教學(xué)內(nèi)容的目的，畢竟與時(shí)代的要求有一定的距離，因此必須做出改進(jìn)。
機(jī)械原理課程改革主要體現(xiàn)在課程設(shè)計(jì)題目的改變。本課程設(shè)計(jì)提供了A、B、C三類題目。A為指定性設(shè)計(jì)題目，B為創(chuàng)新性題目，C為機(jī)構(gòu)仿真類題目，要求每個(gè)學(xué)生選擇其中的一個(gè)題目。下面是部分題目名稱：A.指定性設(shè)計(jì)題目，題目1：洗瓶機(jī)設(shè)計(jì)；題目2：醫(yī)用棉簽卷棉機(jī)設(shè)計(jì)；題目3：步進(jìn)輸送機(jī)設(shè)計(jì)。B.創(chuàng)新性設(shè)計(jì)題目，題目1：設(shè)計(jì)適合老、中、青不同年齡段使用并針對(duì)不同職業(yè)活動(dòng)性質(zhì)（如坐辦公室人員運(yùn)動(dòng)少的特點(diǎn)）的健身機(jī)械；題目2：汽車夏天露天停車，設(shè)計(jì)一傘狀機(jī)械裝置，為汽車遮擋陽(yáng)光；題目3：多功能擔(dān)架。設(shè)計(jì)一種可用于崎嶇路上手抬、平路上手推、靜止時(shí)可作休息的小床或座椅的多功能擔(dān)架。C.機(jī)構(gòu)仿真題目，題目1：鉸鏈?zhǔn)筋€式破碎機(jī)方案分析；題目2：一種夾緊機(jī)構(gòu)模擬與分析；題目3：汽車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)模擬。每年給出的題目可以有所變化。例如，對(duì)于B類創(chuàng)新性題目，可以結(jié)合每?jī)赡暌淮蔚娜珖?guó)機(jī)械創(chuàng)新大賽給出的題目，給出類似的題目，可以從中篩選出具有潛力的學(xué)生，參加大賽。改革的另一項(xiàng)體現(xiàn)在課程設(shè)計(jì)時(shí)間的安排上。由于新設(shè)計(jì)題目難度較大，一周的課程設(shè)計(jì)時(shí)間，很難完成，因此做了如下安排：①第18周一課程考試完后，老師就可提前布置設(shè)計(jì)任務(wù)。學(xué)生即日起可根據(jù)本任務(wù)選擇自己的題目，查閱資料，構(gòu)思設(shè)計(jì)。②課程設(shè)計(jì)周第1天～第3天，老師到新校區(qū)授課教室答疑式輔導(dǎo)，有問(wèn)題的學(xué)生可以來(lái)問(wèn)。③課程設(shè)計(jì)周第4～5天，小答辯方式，老師在教室檢查設(shè)計(jì)。每個(gè)學(xué)生展示自己的設(shè)計(jì)結(jié)果，并做說(shuō)明。④課程設(shè)計(jì)周第5天，學(xué)生上交課程設(shè)計(jì)結(jié)果。
二、實(shí)施效果
此次課程設(shè)計(jì)，學(xué)生總體經(jīng)歷和感受可以概括為“困惑—討論—實(shí)做—成就感”。從選擇三類題目的數(shù)量來(lái)看，指定性設(shè)計(jì)題目和創(chuàng)新性題目選擇的人較多，且數(shù)量相當(dāng)，自己選定題目后，馬上發(fā)現(xiàn)題目很難；對(duì)創(chuàng)新性題目，一時(shí)想不起具有創(chuàng)新點(diǎn)的設(shè)計(jì)，對(duì)指定性設(shè)計(jì)題目，發(fā)現(xiàn)自己理論基礎(chǔ)欠缺的有很多；對(duì)機(jī)構(gòu)仿真類題目，發(fā)現(xiàn)自己軟件應(yīng)用能力很差?？傊?，學(xué)生的自信受到嚴(yán)峻的考驗(yàn)。課程設(shè)計(jì)周的前幾天，也是最艱難的幾天，同學(xué)們?cè)谑艿綍憾痰拇煺壑螅瑫?huì)積極地查閱資料，與同類型題目同學(xué)相互探討，相互學(xué)習(xí)，遇到不能解決的問(wèn)題，輔導(dǎo)教師給出詳細(xì)的解釋，大多數(shù)同學(xué)能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)獨(dú)立完成主體設(shè)計(jì)。從完成的情況來(lái)看，對(duì)指定性設(shè)計(jì)題目，學(xué)生能給出完整的設(shè)計(jì)方案，基礎(chǔ)知識(shí)應(yīng)用較全面；對(duì)創(chuàng)新性題目，不少同學(xué)提出了很好的選題，在與老師和同學(xué)討論后，圖文并茂地描述出自己的設(shè)想；對(duì)機(jī)構(gòu)仿真類題目，這些同學(xué)一般是對(duì)軟件有較大愛(ài)好，有一定基礎(chǔ)，也有的是在短短幾天內(nèi)突擊學(xué)習(xí)，也有不俗的表現(xiàn)，對(duì)設(shè)計(jì)、分析軟件的應(yīng)用有了良好的開(kāi)端。絕大多數(shù)學(xué)生獨(dú)立地完成了設(shè)計(jì)，其中不乏具有創(chuàng)意的高水平作品，有的已經(jīng)上報(bào)申請(qǐng)專利，總體成績(jī)和往屆相比較好。不少同學(xué)用“非常好的訓(xùn)練”、“艱難的過(guò)程”、“成就感”等來(lái)總結(jié)自己的課程設(shè)計(jì)。
三、存在的問(wèn)題
此次課程設(shè)計(jì)的改革嘗試，也暴露出不少問(wèn)題：課程設(shè)計(jì)時(shí)間緊迫，不足以最好地供學(xué)生完成任務(wù)。目前課程設(shè)計(jì)時(shí)間為一周，但是，在前面的1～2天常被拖延到后面的考試科目占據(jù)，后面又面臨回家，如果沒(méi)有充分的時(shí)間保證，任何完美的改革嘗試均不能收到實(shí)效。學(xué)生機(jī)械相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)有缺陷，不足以完整表達(dá)自己的設(shè)計(jì)思想。《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)》的主要重點(diǎn)在方案設(shè)計(jì)，這是目前的共識(shí)，但是，即使僅僅表達(dá)設(shè)計(jì)方案，學(xué)生表現(xiàn)也力有不逮。反映在制圖能力、計(jì)算能力，甚至文字表達(dá)能力，均很欠缺。這點(diǎn)有待整個(gè)機(jī)械類課程體系的全面改革，才能從根本上解決。設(shè)計(jì)題目有待進(jìn)一步完善。此次改革，設(shè)計(jì)題目是在短期內(nèi)集思廣益收集得到的，難度參差不齊，總體來(lái)說(shuō)較有新意，但是結(jié)合以后的專業(yè)發(fā)展，應(yīng)該多納入一些實(shí)際類型的題目。
四、進(jìn)一步設(shè)想
目前，機(jī)械類學(xué)生的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)大致有《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)》、《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》、《金工實(shí)習(xí)》、《專業(yè)課程設(shè)計(jì)》和《畢業(yè)設(shè)計(jì)》等，這是數(shù)十年來(lái)一直沿用的模式，隨著現(xiàn)代制造加工的更深、更廣的要求，這種各種為戰(zhàn)的教學(xué)模式，已經(jīng)暴露出很多問(wèn)題，難以分別解決，這里設(shè)想對(duì)這些課程加以整合，在不增加總體課時(shí)的基礎(chǔ)上，用一門大的課程，姑且稱為創(chuàng)新設(shè)計(jì)課程，來(lái)取而代之，時(shí)間安排在大三以后。這門課程的特點(diǎn)在于：教師給出一個(gè)大的題目范圍，學(xué)生自己用三維設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，在計(jì)算機(jī)上制造出虛擬機(jī)械，并對(duì)此進(jìn)行運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力學(xué)分析、有限元分析和優(yōu)化等，最大限度地減少設(shè)計(jì)失誤。學(xué)生自己動(dòng)手，加工出自己設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，進(jìn)行產(chǎn)品答辯、。如此，學(xué)生對(duì)整個(gè)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)有一個(gè)全面的認(rèn)識(shí)，由于加工產(chǎn)品需要原料成本，學(xué)生將更具有對(duì)自己產(chǎn)品的責(zé)任意識(shí)，一個(gè)大的題目，是以小組的形式完成，在設(shè)計(jì)、制作過(guò)程中，可以培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神，對(duì)優(yōu)秀的設(shè)計(jì)作品，完成后組織上報(bào)專利申請(qǐng)，并推薦參加各種大學(xué)生競(jìng)賽，如挑戰(zhàn)杯、機(jī)械創(chuàng)新大賽等，激勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新。這也是對(duì)學(xué)生將來(lái)在企業(yè)工作的一次逼真的預(yù)演。
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首先，設(shè)計(jì)時(shí)間一般為集中1-2周，對(duì)于一些基礎(chǔ)較差，平時(shí)又未受過(guò)相關(guān)訓(xùn)練的學(xué)生而言，就不一定能收到預(yù)想的效果。其次，設(shè)計(jì)題目一般由老師給定，學(xué)生只要按要求完成設(shè)計(jì)圖紙和設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)即可，基本上沒(méi)有自由發(fā)揮的余地，因此制約了學(xué)生創(chuàng)造力的發(fā)揮，不利于學(xué)生個(gè)性的發(fā)展。第三，受設(shè)計(jì)題目模式以及教師所掌握資料的限制，設(shè)計(jì)過(guò)程經(jīng)常是簡(jiǎn)單的模仿和重復(fù)，扼殺了學(xué)生強(qiáng)烈的興趣和積極的投入，不利于激發(fā)學(xué)生興趣。第四，對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果考核形式有固定模式，使得學(xué)生只能按固定的思維模式去機(jī)械的完成設(shè)計(jì)要求，不敢也不能大膽創(chuàng)新，因而限制了學(xué)生創(chuàng)新思維，不利于日新月的當(dāng)今社會(huì)對(duì)多層次，創(chuàng)造性人才的需求。因此，在應(yīng)用型人才培養(yǎng)的大前提下，機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)從形式到內(nèi)容以及設(shè)計(jì)結(jié)果等全過(guò)程的改進(jìn)和更新勢(shì)在必行。
2.教學(xué)改革措施
2.1設(shè)計(jì)時(shí)間及設(shè)計(jì)過(guò)程的開(kāi)放
課堂設(shè)計(jì)時(shí)間不應(yīng)拘泥于預(yù)先設(shè)定的固定不變的程式。預(yù)設(shè)的設(shè)計(jì)時(shí)間不應(yīng)該成為課堂設(shè)計(jì)的“緊箍咒”。在機(jī)械原理課程開(kāi)始課程設(shè)計(jì)即宣布開(kāi)始，課堂設(shè)計(jì)貫穿于理論教學(xué)全過(guò)程。設(shè)計(jì)過(guò)程隨著教學(xué)過(guò)程由淺入深。先以單元小題目的形式給出設(shè)計(jì)題目，然后再綜合各部分小題目給出適合實(shí)際要求的綜合性題目，是設(shè)計(jì)過(guò)程貫穿始終。具體做法：首先，改變以往學(xué)習(xí)過(guò)程中，單純的掌握課程內(nèi)容，并會(huì)做課上例題和課后習(xí)題的態(tài)度。而是要求對(duì)學(xué)過(guò)的知識(shí)會(huì)靈活運(yùn)用，對(duì)課后習(xí)題的完成不拘泥于做出答案，而是能提出自己的見(jiàn)解或?qū)δ承╊}目提出應(yīng)用價(jià)值和創(chuàng)新思路，進(jìn)行大膽的修改和試驗(yàn)，提出個(gè)人見(jiàn)解，為機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與創(chuàng)新打下基礎(chǔ)。其次，學(xué)會(huì)觀察生活，在生活中尋找與機(jī)械和機(jī)構(gòu)有關(guān)的實(shí)物，提出與所學(xué)內(nèi)容之間的關(guān)聯(lián)，并在日常學(xué)習(xí)中有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。例如：機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析部分，要求學(xué)生對(duì)生活中常見(jiàn)的如折疊雨傘、健身器材等機(jī)構(gòu)在穩(wěn)定性、安全性，或趣味性、實(shí)用性等進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)其存在的問(wèn)題，并提出改進(jìn)意見(jiàn)，給出新機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，并要求對(duì)所設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)作出簡(jiǎn)單的模型。學(xué)生通過(guò)此次練習(xí)，找到了學(xué)習(xí)的樂(lè)趣，明確了學(xué)習(xí)本課程的方向，提高了創(chuàng)新意識(shí)，同時(shí)對(duì)本單元課程內(nèi)容有了較深入的理解，可謂一舉多得。最后，根據(jù)各部分內(nèi)容的大量積累，提出能體現(xiàn)本課程主要知識(shí)點(diǎn)，并綜合運(yùn)用基本理論、基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能的課程設(shè)計(jì)題目意向，并完成基本設(shè)計(jì)內(nèi)容。理論課結(jié)束時(shí)課程設(shè)計(jì)的主要設(shè)計(jì)已完成，最后集中1周時(shí)間完成必要的圖紙和說(shuō)明書(shū)，或取消集中設(shè)計(jì)時(shí)間，而是將設(shè)計(jì)時(shí)間分散于教學(xué)過(guò)程中。
2.2設(shè)計(jì)題目及設(shè)計(jì)結(jié)果的改革
設(shè)計(jì)題目不再由教師統(tǒng)一給定，要盡可能啟發(fā)學(xué)生自己選題，誘發(fā)更多的創(chuàng)新和創(chuàng)造靈感，發(fā)現(xiàn)更多更好的選題。首先，根據(jù)教學(xué)過(guò)程學(xué)生對(duì)各部分內(nèi)容提出的問(wèn)題、改進(jìn)意見(jiàn)或創(chuàng)新思路，要求每人或分小組討論決定設(shè)計(jì)題目初稿。選題時(shí)，學(xué)生應(yīng)量力而行，從小處做起，盡可能來(lái)自實(shí)際，貼近生活；然后，將設(shè)計(jì)題目初稿交課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師，教師引導(dǎo)學(xué)生擴(kuò)展思路，注意對(duì)選題的把關(guān)；另外，選題還應(yīng)循序漸進(jìn)，處理好繼承和創(chuàng)新的關(guān)系，由學(xué)生自己選擇，師生共同探討，最后確定。設(shè)計(jì)結(jié)果應(yīng)打破固定模式，不再只是要求做出圖紙和說(shuō)明書(shū)，而是可以以多種形式提交。如：設(shè)計(jì)論文，模型，分析報(bào)告等。對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)結(jié)果，期望值不宜過(guò)高，要允許失敗和反復(fù)，不能求全責(zé)備。
2.3考核方式的改革
考核是指評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)成就、學(xué)習(xí)效果的測(cè)驗(yàn)，即對(duì)學(xué)生達(dá)到教育目標(biāo)程度的測(cè)驗(yàn)。因此對(duì)學(xué)生課程設(shè)計(jì)的考核方式只是通過(guò)圖紙和說(shuō)明書(shū)以及答辯情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，則被動(dòng)地跟隨教師、循規(guī)蹈矩的學(xué)生可望獲得優(yōu)秀，而來(lái)自畢業(yè)生工作單位的信息表明，學(xué)校里的尖子生未必全是實(shí)際工作中的佼佼者。為給學(xué)生充足的自由和空間，成績(jī)不僅包括必要的設(shè)計(jì)結(jié)果，還要從以下幾個(gè)方面考慮：（1）設(shè)計(jì)題目選擇的實(shí)用性，綜合性；根據(jù)選題的難易程度，應(yīng)用型指標(biāo)，給出設(shè)計(jì)基本分，總分60分；（2）在設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)不同問(wèn)題的理解、綜合、應(yīng)用能力；根據(jù)設(shè)計(jì)過(guò)程的各項(xiàng)能力綜合，給出相應(yīng)的加分，總分20分；（3）能否有自己的見(jiàn)解或提出應(yīng)用價(jià)值和創(chuàng)新思路。根據(jù)設(shè)計(jì)論點(diǎn)給出創(chuàng)新加分，總分10分；（4）根據(jù)完成結(jié)果給出綜合分，總分10分。最后綜合前邊各項(xiàng)分值，給出總評(píng)成績(jī)。例如：某學(xué)生設(shè)計(jì)題目選擇一般，給出基本分40分；設(shè)計(jì)過(guò)程理解、綜合能力較強(qiáng)，加18分；有創(chuàng)新點(diǎn)8分；完成設(shè)計(jì)內(nèi)容結(jié)果但創(chuàng)新設(shè)計(jì)結(jié)果有不足，8分；則總分74分。若設(shè)計(jì)題目難度較高，給55分，其它相同，則總分89分。若難度較高而無(wú)創(chuàng)新點(diǎn)則創(chuàng)新項(xiàng)會(huì)扣掉8分，則總分81分。綜合考慮，在課程設(shè)計(jì)中評(píng)“優(yōu)秀”者，有自己獨(dú)到的見(jiàn)解和創(chuàng)新點(diǎn)是必要條件，而創(chuàng)新過(guò)程允許出現(xiàn)不足。
3.結(jié)語(yǔ)
摘要：本文以六桿機(jī)構(gòu)牛頭刨床為例，在運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的基礎(chǔ)上，應(yīng)用Matlab軟件編程實(shí)現(xiàn)了牛頭刨床的位移、速度和加速度的變化曲線，完成了對(duì)牛頭刨床的運(yùn)動(dòng)仿真，通過(guò)使用Matlab，為機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的改進(jìn)提供了一個(gè)新的思路。
關(guān)鍵詞：Matlab；機(jī)械原理；課程設(shè)計(jì)；六桿機(jī)構(gòu)；運(yùn)動(dòng)仿真
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）52-0077-02
機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)是機(jī)械原理課程重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的初步能力。目前機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的方法有圖解法和解析法兩種，圖解法需要學(xué)生列出矢量方程式，作圖求解，其優(yōu)點(diǎn)是幾何概念清晰、形象，缺點(diǎn)是作圖比較煩瑣、精度不高[1]。解析法需要學(xué)生針對(duì)給定機(jī)構(gòu)建立運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，求解出位移方程、速度方程和加速度方程、編程求解，根據(jù)求解結(jié)果繪制相應(yīng)曲線。解析法需要學(xué)生具有一定的編程能力，其優(yōu)點(diǎn)是求解精度高，培養(yǎng)了學(xué)生運(yùn)用現(xiàn)代化的手段解決設(shè)計(jì)問(wèn)題的能力。
Matlab是美國(guó)Mathworks公司開(kāi)發(fā)的大型科學(xué)計(jì)算軟件，本文以機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)中常見(jiàn)的牛頭刨床為例，首先利用矩陣法對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，然后利用Matlab編程求解，繪制仿真曲線，直觀再現(xiàn)牛頭刨床從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。
一、牛頭刨床工作原理概述
牛^刨床是一種用于平面切削加工的機(jī)床，圖1所示為牛頭刨床主運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，由導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)1-2-3-4-5帶動(dòng)刨頭5及其上的刨刀作往復(fù)切削運(yùn)動(dòng)。刨頭右行時(shí)，刨刀速度較低，刨刀進(jìn)行切削，為工作行程。刨頭左行時(shí)，刨刀快速退回，刨刀不切削，有急回特性，為空回行程。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)如表1所示。在工作行程中，牛頭刨床受到很大的切削阻力（在切削前后各有一段約0.05H的空刀距離，H為行程距離），而空回行程中則沒(méi)有切削阻力[2]。
二、Matlab仿真分析及參數(shù)測(cè)量
當(dāng)牛頭刨床六桿機(jī)構(gòu)中導(dǎo)桿CD處于左極限位置時(shí)，曲柄與x軸夾角為194.84度，刨頭上E點(diǎn)坐標(biāo)為（796.52，-495.5），為便于分析，以此位置作為曲柄順時(shí)針旋轉(zhuǎn)和刨頭位移的起始位置，在Matlab中編寫(xiě)程序，首先定義各桿長(zhǎng)度及曲柄旋轉(zhuǎn)角速度，然后根據(jù)先前推導(dǎo)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程編程實(shí)現(xiàn)[3]，其源代碼如下：
n1=72；w1=2*pi*n1/60；Lac=430；
Lcg=796.52；Lab=110；Lcd=810；Lde=291.6；
dy1=[]；ddy1=[]；Pos=[]；
for theta1=（194.82/180*pi）：-pi/100：
（194.82/180*pi-2*pi）
S3=sqrt（（Lab*cos（theta1））^2+（Lac+Lab*sin（theta1））^2）；
theta3=acos（Lab*cos（theta1）/S3）；
theta4=pi-asin（（Lcg-Lcd*sin（theta3））/Lde）；
Se=Lcd*cos（theta3）+Lde*cos（theta4）；
SS=[theta1，theta3，theta4，S3，Se]'；
Pos=[Pos，SS]；
A=[cos（theta3），-S3*sin（theta3），0，0；
sin（theta3），S3*cos（theta3），0，0；
0，-Lcd*sin（theta3），-Lde*sin（theta4），-1；
0，Lcd*cos（theta3），Lde*cos（theta4），0]；
B=[-Lab*sin（theta1）*w1，Lab*cos（theta1）*w1，0，0]'；
dy=A＼B；
dy1=[dy1，dy]；
dA=[-dy（2）*sin（theta3），
-dy（1）*sin（theta3）-S3*dy（2）*cos（theta3），0，0；
dy（2）*cos（theta3），
dy（1）*cos（theta3）-S3*dy（2）*sin（theta3），0，0；
0，-Lcd*dy（2）*cos（theta3），-Lde*dy（3）*cos（theta4），0；
0，-Lcd*dy（2）*sin（theta3），-Lde*dy（3）*sin（theta4），0]；
dB=[-Lab*cos（theta1）*w1^2，-Lab*sin（theta1）*w1^2，0，0]'；
ddy=A＼（dB-dA*dy）；
ddy1=[ddy1，ddy]；
end
theta1=-1*（Pos（1，：）*180/pi-194.82）；
theta3=Pos（2，：）*180/pi；
theta4=Pos（3，：）*180/pi；
S3=Pos（4，：）；
Se=Pos（5，：）+495.5；
Ve=-1*dy1（4，：）；
Acc=ddy1（4，：）；
plot（theta1，Se），grid on
xlabel（'曲柄轉(zhuǎn)角（^o）'）；
ylabel（'刨刀位移（mm）'）；
axis（[0，360，0，450]）；
title（'位移曲線'）
plot（theta1，Ve（1，：）），grid on
xlabel（'曲柄轉(zhuǎn)角（^o）'）；
ylabel（'刨刀速度（mm/s）'）；
axis（[0，360，-2250，1500]）；
title（'速度曲線'）
plot（theta1，Acc（1，：）），grid on
xlabel（'曲柄轉(zhuǎn)角（^o）'）；
ylabel（'刨刀加速度（mm/s^2）'）；
axis（[0，360，-20000，20000]）；
title（'加速度曲線'）
編好程序后，可調(diào)用繪圖函數(shù)繪制相應(yīng)的位移、速度和加速度曲線。
三、結(jié)束語(yǔ)
將Matlab引入機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的教學(xué)中，能夠使學(xué)生掌握利用解析法計(jì)算公式設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的實(shí)際技能，提高學(xué)生利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)的能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使其動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力均得到提高。
參考文獻(xiàn)：
[1]孫恒，作模.機(jī)械原理[M].北京：高等教育出版社，2012.
