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[關(guān)鍵詞] 機(jī)械設(shè)計(jì);節(jié)能;基本原理;措施
doi : 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2017. 01. 054
[中圖分類號] F273 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1673 - 0194(2017)01- 0091- 01
0 引 言
環(huán)境與經(jīng)濟(jì)從來都是群眾重點(diǎn)關(guān)注的問題,特別是在社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的今天,人們對環(huán)境和資源保護(hù)逐漸重視起來,人們逐步發(fā)現(xiàn),正確處理經(jīng)濟(jì)與資源環(huán)境的關(guān)系,對社會的穩(wěn)定發(fā)展和進(jìn)步有著重要作用。其中,節(jié)能減排是促進(jìn)社會可持續(xù)發(fā)展的基本要求之一,機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)該遵循節(jié)能減排,促進(jìn)社會發(fā)展。
1 機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能基本理論
在機(jī)械設(shè)計(jì)中,機(jī)械設(shè)計(jì)人員對機(jī)械改革結(jié)構(gòu)的組成形式進(jìn)行優(yōu)化,以降低能源損耗為目的,努力達(dá)到節(jié)能指標(biāo)要求。在此過程中,機(jī)械設(shè)計(jì)人員努力將各個零件設(shè)施的配合優(yōu)化為最理想模式,減輕機(jī)械使用間的磨損,延長機(jī)械設(shè)備使用手柄,進(jìn)一步達(dá)到節(jié)能需求。此外,機(jī)械設(shè)計(jì)人員,在設(shè)計(jì)時,借助機(jī)械制圖軟件優(yōu)化機(jī)械結(jié)構(gòu),同時利用一系列的公式計(jì)算,對機(jī)械使用后的節(jié)能指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算分析,將大部分能源提供到機(jī)械設(shè)備運(yùn)行階段,將個零件受力形式進(jìn)行科學(xué)安排,進(jìn)一步將科學(xué)節(jié)能落到實(shí)處。
2 導(dǎo)致機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)生能源浪費(fèi)的主要原因
(1)節(jié)能理念欠缺。受到傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)觀念的影響,大部分機(jī)械設(shè)計(jì)人員還是以提高機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)力為主要目的,因此,設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)的過程中,首先主要考慮如何提高機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)速度和承載量,其次也是對機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性進(jìn)行考慮,對機(jī)械設(shè)備的節(jié)能設(shè)計(jì)考慮少之又少,有些設(shè)計(jì)人員甚至直接忽略了機(jī)械設(shè)備的節(jié)能性能。甚至,為了提高機(jī)械的生產(chǎn)力,有些設(shè)計(jì)人員枉顧設(shè)計(jì)的節(jié)能性能,反而將設(shè)計(jì)能耗提高,這對于社會的發(fā)展和進(jìn)步有著消極作用。
(2)專業(yè)水平不高。由于大部分機(jī)械設(shè)計(jì)工作有專門設(shè)計(jì)人員進(jìn)行操作,如果設(shè)計(jì)人員在只是理論方面故步自封,不愿與更隨時代的發(fā)展,與時俱進(jìn),與先進(jìn)的設(shè)計(jì)方式和設(shè)計(jì)理念相脫節(jié),甚至抵觸新的設(shè)計(jì)知識,導(dǎo)致機(jī)械設(shè)計(jì)滯后,無法實(shí)現(xiàn)節(jié)能。另外,還有很多設(shè)計(jì)人員忙于設(shè)計(jì)工作,沒有對設(shè)備的使用情況進(jìn)行深入了解,導(dǎo)致設(shè)計(jì)理論與實(shí)踐相脫節(jié),所設(shè)計(jì)出的機(jī)械設(shè)備無法與實(shí)際使用相符合,造成了大量的資源浪費(fèi)。
(3)設(shè)計(jì)水平過低。由于受到現(xiàn)有技術(shù)水平的限制,有很多設(shè)計(jì)思想無法實(shí)現(xiàn),及時進(jìn)行勉強(qiáng)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)思想,也會造成機(jī)械設(shè)計(jì)成本增加,因此,受限于經(jīng)濟(jì)效益,大部分機(jī)械制造商并不會完全按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行節(jié)能技術(shù)的引用。這就導(dǎo)致節(jié)能技術(shù)和節(jié)能理念只停留于表面,并沒有真正的落到實(shí)處。
3 做好機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能工作的措施
(1)采用環(huán)保材料,使用環(huán)保設(shè)備。為了明顯減輕機(jī)械設(shè)備的整體重量,并以節(jié)能設(shè)計(jì)的方法高校應(yīng)用于設(shè)備使用環(huán)節(jié)中,設(shè)計(jì)人員應(yīng)該再用環(huán)保材料。首先,在設(shè)計(jì)前期,設(shè)計(jì)人員要充分應(yīng)用節(jié)能環(huán)保材料,即材料應(yīng)該具有綠色無污染、可回收等性能,從本質(zhì)上保證設(shè)備的節(jié)能性能。①對電子系統(tǒng)進(jìn)行精確化的控制。在機(jī)械設(shè)備中進(jìn)行電子控制芯片植入,利用程序編寫控制對設(shè)備各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行控制,且通過電子技術(shù),可以保證參數(shù)的情趣惡性,有助于幫助設(shè)備實(shí)現(xiàn)更理想的節(jié)能目的。同時,如果在芯片植入使用過程中,有設(shè)備需要進(jìn)行控制功能的改變,通過電子系統(tǒng)可以優(yōu)化解決該問題,使問題得到高效快速的解決。②注意對液壓系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。液壓系統(tǒng)在運(yùn)行過程中,主要為設(shè)備提供運(yùn)行所需壓力。由于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念中,液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)之間優(yōu)化型欠缺,導(dǎo)致使用期間的液壓系統(tǒng)容易產(chǎn)生泄漏問題,是設(shè)備所得到的壓力不夠,降低了使用效率。因此,設(shè)計(jì)人員應(yīng)該重視這一問題,針對液壓系統(tǒng)進(jìn)行加密處理,將防滲漏問題作為解決重點(diǎn),是定合理的清潔維修周期,對液壓系統(tǒng)進(jìn)行周期性周密檢查。另外,對于液壓系統(tǒng)中內(nèi)存的雜質(zhì)也要進(jìn)行及時清潔。
關(guān)鍵詞:機(jī)械設(shè)計(jì);節(jié)能;問題;基本原理;對策
在長時間的發(fā)展形勢下,經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展通常都是以消耗能源以及環(huán)境為代價的,這樣也會在某種程度上致使環(huán)境受到污染的情況較為嚴(yán)重,同時也面臨資源緊缺的問題。而這些問題的存在,會在某種程度上對經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶來一定的阻礙。這樣就促使人們逐漸對保護(hù)環(huán)境的重要性引起了必要的重視。是否可以協(xié)調(diào)好經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境資源之間的關(guān)系,會對國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來直接的影響。而節(jié)能降耗在環(huán)境領(lǐng)域中扮演中重要的角色,因此相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)加大對機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能的研究力度,從而確保我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展。
一、加強(qiáng)機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能的背景
當(dāng)今社會已經(jīng)是一個高度機(jī)械化的社會,經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展又需要更多的機(jī)械設(shè)備,機(jī)械設(shè)備已經(jīng)是我們?nèi)粘I詈蜕a(chǎn)必不可少的工具。大量的機(jī)械設(shè)備投入使用必然產(chǎn)生很多問題,如環(huán)境污染、能源浪費(fèi)等,這嚴(yán)重違背了我國走可持續(xù)發(fā)展道路的要求,因此,在這種形勢下,我們必須要加強(qiáng)對機(jī)械設(shè)備從生產(chǎn)到使用各個環(huán)節(jié)的節(jié)能減排工作,其中在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)是從根本上解決這些問題的一種方式,所以我們要加強(qiáng)機(jī)械設(shè)備的節(jié)能設(shè)計(jì)。
二、機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能中存在的問題
對于機(jī)械設(shè)計(jì)來說,能源大量的消耗是時常發(fā)生的現(xiàn)象,同時也是相關(guān)人員需要解決的問題,產(chǎn)生的能源浪費(fèi)有著諸多的因素,本文主要從以下幾點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行分析:
1、不重視節(jié)能設(shè)計(jì),缺乏節(jié)能設(shè)計(jì)理念
從以往設(shè)計(jì)模式來說,機(jī)械設(shè)計(jì)的主要目的是將機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)效率加以提升,相關(guān)人員一定要遵循這個理念。首先,需要對機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)速度、相應(yīng)的載重?cái)?shù)量進(jìn)行考慮;其次,還需要對機(jī)械設(shè)備據(jù)是否具有安全性能、節(jié)能減排等方面引起必要的重視。隨著我國國民經(jīng)濟(jì)水平的日益發(fā)展下,技術(shù)水平不斷完善,機(jī)械設(shè)計(jì)理念不斷更新,不但可以將機(jī)械設(shè)備的整體生產(chǎn)水平加以提升,而且還要求相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)打破以往的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念,并對節(jié)能設(shè)計(jì)引起必要的重視。
2、設(shè)計(jì)人員專業(yè)水平較低
由于機(jī)械設(shè)計(jì)工作具有一定的專業(yè)性,這樣就要求相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)具備專業(yè)的理論知識以及操作能力。然而,某些設(shè)計(jì)人員沒有較高的文化素養(yǎng),設(shè)計(jì)理論也沒有做到熟練掌握,并且不愿意接受新的事物,這種“吃老本”的情況就會在某種程度上致使機(jī)械設(shè)計(jì)出現(xiàn)落后的情況,從而使能源消耗過大。除此之外,還有某些設(shè)計(jì)人員沒有對具體的情況進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查就開始進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì),致使機(jī)械不能發(fā)揮出最大的作用。
3、技術(shù)水平較低,無法滿足設(shè)計(jì)需求
機(jī)械設(shè)計(jì)在某種程度上會限制于技術(shù),在新型的設(shè)計(jì)理念倘若沒有技術(shù)的支撐,那么也會無濟(jì)于事。在實(shí)際的生活中,一方面諸多節(jié)能設(shè)計(jì)思維形式依然會受到技術(shù)水平的影響。另一方面,倘若可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能設(shè)計(jì),那么就需要將設(shè)備的生產(chǎn)成本加以提升。從經(jīng)濟(jì)效益方面來說,機(jī)械制造有著較高的成本,還有某些節(jié)能技術(shù)被省略,所以導(dǎo)致節(jié)能沒有較高的實(shí)現(xiàn)率。
三、機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能基本原理及運(yùn)用
1、動力源
發(fā)動機(jī)是機(jī)械設(shè)備的主要動力源,在機(jī)械節(jié)能設(shè)計(jì)時,要特別注意提高機(jī)械設(shè)備電能、動能、勢能、熱能等相互之間的轉(zhuǎn)化率,由此需要盡最大努力減少發(fā)動機(jī)的輸入功率、增大發(fā)動機(jī)的輸出功率。在實(shí)際的生活當(dāng)中,啟動和減速這兩個階段主要體現(xiàn)了這一設(shè)計(jì)原理。
2、在設(shè)計(jì)時注意減少各部位之間的摩擦
機(jī)械設(shè)備個零件部位之間的摩擦力過大就會導(dǎo)致資源損耗大的問題。機(jī)械設(shè)備是通過齒輪、動力傳送帶等傳送設(shè)備將發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的動力運(yùn)送到所需部位而運(yùn)轉(zhuǎn)起來的,在這個過程中,如果摩擦力過大,就會損失一部分動力,造成資源浪費(fèi),因此,在機(jī)械設(shè)計(jì)的時候,一定要盡量減小各個部位的摩擦力。例如,加強(qiáng)零件之間的等。
3、注重功率匹配節(jié)能
機(jī)械設(shè)備在不同的應(yīng)用環(huán)境下所需要的功率大小是不一樣的,合理的研究和分析在不同的應(yīng)用環(huán)境下功率需求的大小至關(guān)重要,這可以為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)功率提供依據(jù)。在機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)時,要注意經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益相結(jié)合,可以設(shè)計(jì)不同的擋位根據(jù)實(shí)際所需功率進(jìn)行調(diào)節(jié),以此應(yīng)對不同的應(yīng)用需求。
四、對做好機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能的建議
1、重視人才培養(yǎng),學(xué)習(xí)和運(yùn)用新技術(shù)
機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能涉及的知識范圍很廣,專業(yè)性很強(qiáng),因此,對設(shè)計(jì)人才的專業(yè)性要求很高。機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能需要大量的設(shè)計(jì)人才,人才是進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能的核心基礎(chǔ),加強(qiáng)人才的培訓(xùn)是重中之重。⑴.在學(xué)校招聘高材生。⑵.企業(yè)加強(qiáng)對設(shè)計(jì)人員的培訓(xùn)。另外,技術(shù)是實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能的必要條件,在機(jī)械設(shè)計(jì)中既不能超越實(shí)際的技術(shù)發(fā)展水平,又不能完全不敢突破,要積極學(xué)習(xí)和運(yùn)用新技術(shù)。促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能水平的提高。
2、重視設(shè)計(jì)選材環(huán)節(jié),優(yōu)先選擇環(huán)保型材料和環(huán)保型發(fā)動機(jī)
在對機(jī)械進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中,一定要對機(jī)器所選用的材料進(jìn)行確定,在機(jī)械制節(jié)能設(shè)計(jì)的時候首要選擇可以回收、沒有污染的材料。不僅僅如此,機(jī)械設(shè)備最大的污染主要是來源于發(fā)動機(jī),這樣就要求相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)選擇油耗低、使用時間較長的發(fā)動機(jī),避免發(fā)動機(jī)尾氣產(chǎn)生過大的排放量,對機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能起到了重要的作用。例如,可以選擇環(huán)保型水冷增壓柴油機(jī)亦或是相應(yīng)的電控發(fā)動機(jī)。
3、加強(qiáng)電子控制系統(tǒng)的精確化控制
應(yīng)用電子控制系統(tǒng)來對機(jī)械做好嚴(yán)格的控制是實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能的關(guān)鍵所在。而電子控制系統(tǒng)能夠?qū)崟r的掌握機(jī)械的運(yùn)作情況,利用智能化的形式來對發(fā)動機(jī)的功率進(jìn)行辨別,為避免大量的消耗創(chuàng)造有利條件。
4、加強(qiáng)液壓系統(tǒng)的清潔和防漏工作
機(jī)械消耗大的一個主要原因就是機(jī)械設(shè)備的磨損和腐蝕嚴(yán)重。機(jī)械設(shè)備磨損和腐蝕嚴(yán)重是因?yàn)橐簤合到y(tǒng)的污染物較多。另外,浪費(fèi)資源最大的原因是液壓系統(tǒng)滲漏而,因此,進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)時要加強(qiáng)液壓系統(tǒng)的清潔和防漏工作。針對液壓系統(tǒng)的污染物問題,可以加裝一個高性能的過濾設(shè)備。對于液壓系統(tǒng)滲漏問題,可以選用防滲漏的材料等。
五、結(jié)語
通過以上內(nèi)容的論述,可以得知:隨著當(dāng)前我國經(jīng)濟(jì)水平的日益完善下,可持續(xù)發(fā)展已經(jīng)逐漸成為全球長時間發(fā)展的關(guān)鍵所在。始終堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展的道路,并確保自然資源發(fā)展方面能夠達(dá)到和諧統(tǒng)一的效果。將節(jié)能減排的思想逐漸滲透到機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中,是推動經(jīng)濟(jì)和社會實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。加大機(jī)械節(jié)能設(shè)計(jì)研究的力度,這樣就需要相關(guān)人員對機(jī)械設(shè)計(jì)以及相關(guān)作用做到熟練掌握,本文主要從以上幾個方面較好的論述了機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能基本原理和作用,提供給相關(guān)人士,供以借鑒。
參考文獻(xiàn):
【關(guān)鍵詞】機(jī)械設(shè)計(jì) 原理 節(jié)能 礦山行業(yè) 研究
現(xiàn)如今,低碳環(huán)保、節(jié)能減排已經(jīng)成為人們時常掛在嘴邊的耳熟能詳?shù)牧餍性~匯,而實(shí)際上,這樣的事情都是說起來容易做起來難,國家雖然對此情況做出了相應(yīng)的規(guī)定,也頒布了一些有針對性的法律條文,也加強(qiáng)了這方面的監(jiān)督,但是收效甚微,很多問題仍然存在。工業(yè)行業(yè)特別是礦山行業(yè)本身就是能耗較高的產(chǎn)業(yè),為了社會發(fā)展和工業(yè)需求的滿足,很多重型設(shè)備機(jī)械被設(shè)計(jì)研制出來,應(yīng)用到礦山的開采當(dāng)中,這些設(shè)備的耗能高,如何解決該行業(yè)中的環(huán)保問題,走上節(jié)能減排的道路,還是非常值得我們深入研究的。就目前的形勢來看,節(jié)能減排已經(jīng)成為世界的主題,就礦山機(jī)械行業(yè)這樣的耗能大的行業(yè)來說,將會給技術(shù)設(shè)備的研究設(shè)計(jì)提出更高的要求,礦山機(jī)械行業(yè)同時也面臨著更大的挑戰(zhàn)。
1 機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能的背景
伴隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,能源的利用和消耗都是空前的強(qiáng)盛,這也進(jìn)一步使環(huán)境問題更加的惡化,給自然生態(tài)和人們正常的生活帶來了嚴(yán)重的影響。我國自改革開放以來,一直非常注重工業(yè)生產(chǎn),對環(huán)境問題的重視不夠,對環(huán)境的破壞現(xiàn)象越來越多。所以,必須將環(huán)境問題的關(guān)注提上日程。
背景分析。我國目前所面臨的節(jié)能減排的形勢是非常嚴(yán)峻的。工業(yè)生產(chǎn)一方面給人們的生活做出了突出的貢獻(xiàn),另一方面也增加了能源物資的消耗,破壞了生態(tài)環(huán)境,影響了人們的生活質(zhì)量,阻礙了工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。礦山制造業(yè)在節(jié)能減排的過程中占據(jù)著重要的位置,無論是從礦山的開采、材料的冶煉、零部件的加工,還是機(jī)械的使用、報(bào)廢處理,這些都會不同程度的產(chǎn)生污染。礦山行業(yè)每年報(bào)廢淘汰的產(chǎn)品比較多,如果沒有進(jìn)行合適的處理,不僅僅會造成極大的資源浪費(fèi),還將對自然環(huán)境造成極大的污染。所以,凡是從事機(jī)械制造的人員,身上都始終肩負(fù)著節(jié)能減排、降低污染、節(jié)約原料的責(zé)任,他們必須采取行之有效的措施,盡力完成這一艱巨的任務(wù)。
機(jī)械設(shè)計(jì)在節(jié)能減排的過程中作用非常大,機(jī)械生產(chǎn)首先從設(shè)計(jì)開始,機(jī)械的強(qiáng)度、壽命、制造和裝備的工藝性,材料和熱處理的選擇,使用和維修是否方便,是否具有回收和再利用的可能性等等,這些都是在機(jī)械設(shè)計(jì)階段必須進(jìn)行決定和解決的。設(shè)計(jì)的過程中如果出現(xiàn)了錯誤或者是不足,在以后的生產(chǎn)和使用的過程中都將是無法進(jìn)行更正的。所以,要想將節(jié)能減排落到實(shí)處,就必須重視機(jī)械的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)的過程必須有合理的制度和嚴(yán)格的管理,設(shè)計(jì)師要參與到有關(guān)規(guī)定和制度的制定當(dāng)中來,這樣會使制度更加的全面合理。
2 機(jī)械設(shè)計(jì)中節(jié)能原理應(yīng)用的必要性
在機(jī)械設(shè)計(jì)的過程中,一般的設(shè)計(jì)單位都沒有進(jìn)行統(tǒng)一和固定的能源消耗標(biāo)準(zhǔn)的明示,這直接導(dǎo)致了現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)在加工的過程中,無法對優(yōu)化后的生產(chǎn)工藝進(jìn)行節(jié)能降耗的及時分析,同時由于目前采用的工藝技術(shù)和工藝流程等都相對成熟,在這樣的情況下,機(jī)械設(shè)計(jì)加工企業(yè)幾乎沒有對生產(chǎn)過程中的節(jié)能降耗問題進(jìn)行綜合的分析和考慮,這在一定程度上提升了機(jī)械設(shè)計(jì)加工的企業(yè)在能源上的過量消耗。并且在生產(chǎn)的過程中,機(jī)械設(shè)計(jì)加工企業(yè)普遍都是比較關(guān)注機(jī)械加工的效率和精度,很少關(guān)注能源的消耗與浪費(fèi),因此很少有機(jī)械設(shè)計(jì)加工的企業(yè)會考慮如何提高設(shè)備的能源利用率,而進(jìn)行科學(xué)合理的技術(shù)措施的采用,或者在機(jī)械設(shè)計(jì)加工的過程中,通過對整體能源消耗量進(jìn)行有效控制,實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。對于組織開展機(jī)械設(shè)計(jì)加工作業(yè)的具體操作人員來說,在生產(chǎn)的過程中,關(guān)注的一直都是工作效率,并且企業(yè)也沒有將能源消耗納入到績效考核中來,這樣的管理模式影響和制約了節(jié)能減排的實(shí)施。
3 機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能的基本原理
礦山工程機(jī)械環(huán)境的性能情況和對環(huán)境的負(fù)荷在很大程度上都是由設(shè)計(jì)部門在設(shè)計(jì)的階段事先確定好的,所以進(jìn)行節(jié)能型工程機(jī)械的開發(fā)研制最應(yīng)該注重的就是設(shè)計(jì)的階段。
3.1在材料和資源的選用上盡量選擇可再生利用的
在材料和資源的選擇上,各系統(tǒng)及部件的設(shè)計(jì)盡量選擇可回收、易分解、能再生的,同時在加工和使用的過程中對于環(huán)境的影響不大甚至是沒有污染的的材料,特別是對于結(jié)構(gòu)組件的設(shè)計(jì),盡量選用比較容易裝配和分解的大模塊化結(jié)構(gòu)和無毒無害的材料,提高工程機(jī)械材料可再生的可能性。
3.2在產(chǎn)品的零部件設(shè)計(jì)上,遵循長壽命、低能耗和減輕重量設(shè)計(jì)的原則
工程的設(shè)計(jì)人員應(yīng)該再保持主機(jī)的相關(guān)性能參數(shù)的前提下,盡可能的減少主機(jī)和附屬作業(yè)裝置或者是機(jī)具的體積和重量,提高動力傳動系統(tǒng)零部件的強(qiáng)度和耐久的性能,實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)的輕量化和高效率,進(jìn)而降低對環(huán)境的負(fù)面影響。
3.3低公害、防滲漏、節(jié)能高效的發(fā)動機(jī)
在工程機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的過程中,盡量保證低公害、減震降噪、防滲漏、節(jié)能減排、高效,選用低公害的發(fā)動機(jī),發(fā)動機(jī)是工程機(jī)械所有系統(tǒng)中對環(huán)境影響最大的部件,采用低油耗、低排放、低噪聲、高效率的環(huán)保型冷增壓柴油機(jī)性能大大降低對環(huán)境的負(fù)荷。
4 機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能基本原理在礦山行業(yè)中的具體措施應(yīng)用
伴隨著國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展,我國大型工程項(xiàng)目逐步開工,礦山工程施工機(jī)械的品種和數(shù)量已經(jīng)達(dá)到了比較可觀的程度,在全球范圍內(nèi)各地的機(jī)械數(shù)量還在不斷的增加。但是,大部分的工程機(jī)械對于能源的消耗、排放產(chǎn)生的污染物給環(huán)境都造成了不可估量的負(fù)荷。為實(shí)現(xiàn)大量工程機(jī)械對環(huán)境的污染最小化,加強(qiáng)對我們生活的地球資源的保護(hù),實(shí)現(xiàn)全球經(jīng)濟(jì)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展,提高操作人員的工作安全性和工作的舒適性,盡可能的實(shí)現(xiàn)人、機(jī)、環(huán)境的高度親和統(tǒng)一,非常有必要根據(jù)礦山行業(yè)的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行工程機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。但是隨著國內(nèi)外環(huán)境保護(hù)意識的增強(qiáng),可以預(yù)見的是開發(fā)研制環(huán)保節(jié)能型的機(jī)械產(chǎn)品必將是今后礦山工程機(jī)械設(shè)計(jì)的主要潮流和趨勢。
4.1將節(jié)能理念融入到機(jī)械設(shè)計(jì)中
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人們的生活水平不斷的提高,而環(huán)保意識在人們的心目中也逐漸的增強(qiáng),在這樣的形勢下,機(jī)械設(shè)計(jì)無論是企業(yè)還是管理層都一致的認(rèn)識到:利用生產(chǎn)效率很難能夠提升和強(qiáng)化自身的市場競爭能力,通過節(jié)能基本原理的推廣和實(shí)施,不僅能夠幫助企業(yè)節(jié)約一定的生產(chǎn)成本,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化,并且能夠在激烈的市場競爭中,確保企業(yè)的市場競爭力,增強(qiáng)核心技術(shù)的優(yōu)勢。因此,在整個機(jī)械產(chǎn)品的生命周期中,機(jī)械設(shè)計(jì)加工企業(yè)必須始終做好節(jié)能基本理念的貫徹落實(shí)。機(jī)械設(shè)計(jì)加工企業(yè)需要加強(qiáng)設(shè)計(jì)人員的教育和培訓(xùn),協(xié)助設(shè)計(jì)人員提升自身的業(yè)務(wù)能力,也能幫助設(shè)計(jì)人員不斷的進(jìn)行節(jié)能知識的豐富,這樣才能在每一個機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案中,有效的落實(shí)節(jié)能的目標(biāo)。
4.2將機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能基本原理應(yīng)用在礦山機(jī)械加工設(shè)備的設(shè)計(jì)中
機(jī)械加工主要是指通過一種機(jī)械設(shè)備,對工件的外形尺寸或者是性能進(jìn)行改造的全過程。在礦山行業(yè)中,大多數(shù)的應(yīng)用型設(shè)備都是經(jīng)過機(jī)械加工而形成的。機(jī)械化的生產(chǎn)過程,就難免會使用沖壓、焊接等機(jī)械設(shè)備,就單單從焊接工具的方面來看,針對指定的加工對象進(jìn)行加工,并且按照既定的圖紙進(jìn)行改造的時候,需要電力充分的支持,這就難免會在整個加工的流程中,浪費(fèi)一定的能源。因此,將機(jī)械設(shè)計(jì)的技能原理應(yīng)用于礦山機(jī)械加工設(shè)備的設(shè)計(jì)中,是十分必要的,能產(chǎn)生很大的節(jié)能價值。
4.3將機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能原理應(yīng)用到礦山升降機(jī)械的設(shè)計(jì)中
升降機(jī)械主要是利用壓力容器或者是鏈條達(dá)到促進(jìn)升降設(shè)備移動的目的,主要是進(jìn)行高空作業(yè)或者是高空維修時進(jìn)行使用。正是由于升降設(shè)備使用的情況,要完成良好的高空作業(yè),就必須具備強(qiáng)大的動力能量,才能保證將設(shè)備送至指定的高度,進(jìn)行現(xiàn)場作業(yè)的實(shí)施。所以,升降機(jī)械在能源的消耗上是比較大的,這就需要進(jìn)行相應(yīng)的改造。
結(jié)合節(jié)能型液壓升降機(jī)的工作情況和結(jié)構(gòu)原理,對主要的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行篩選和有效的討論,設(shè)計(jì)出來的液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對簡單,工作比較可靠,并且工作效率較高,耗能低,在達(dá)成勢能回收的同時,又能增加液壓系統(tǒng)的工作平穩(wěn)性,可以給設(shè)計(jì)和制造以及使用單位一定的啟示。
5 結(jié)語
現(xiàn)如今,受企業(yè)自身的規(guī)模和實(shí)際的技術(shù)水平等因素的影響與制約,大部分的機(jī)械設(shè)計(jì)公司特別是中小型機(jī)械設(shè)計(jì)企業(yè),在具體的操作中,一般的生產(chǎn)模式都是逐一進(jìn)行單件產(chǎn)品生產(chǎn),從而導(dǎo)致了企業(yè)無法進(jìn)行流水線式生產(chǎn)模式推廣,在某種程度上增加了企業(yè)生產(chǎn)的能耗。所以,機(jī)械設(shè)計(jì)企業(yè)需要創(chuàng)新模式,積極推廣使用批量生產(chǎn)模式,幫助企業(yè)不斷優(yōu)化自身的內(nèi)部資源,降低加工生產(chǎn)的能耗。
綜上所述,將節(jié)能基本理念融入到現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)之中,能夠有效的幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)自身的可持續(xù)發(fā)展,否則在現(xiàn)如今激烈的市場競爭中,機(jī)械設(shè)計(jì)企業(yè)很難形成堅(jiān)固的技術(shù)屏障,面對社會能源的日趨緊張的局面,市場將會淘汰能源消耗量大的企業(yè)。為此,機(jī)械設(shè)計(jì)企業(yè)必須采取相應(yīng)的措施,不斷的降低能耗,實(shí)現(xiàn)自身的可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
[1]武成,袁振中,生瑞東.機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能基本原理在礦山行業(yè)應(yīng)用研究[J].科學(xué)導(dǎo)報(bào), 2015.
關(guān)鍵詞:ADAMS;機(jī)械原理課程設(shè)計(jì);仿真
中圖分類號:G622.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B 文章編號:1009-9166(2009)017(c)-0113-01
機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)能夠培養(yǎng)機(jī)械類專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力,是學(xué)生綜合運(yùn)用機(jī)械原理課程所學(xué)的理論知識解決實(shí)際問題,獲得工程技術(shù)實(shí)訓(xùn)的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。長期以來,各個學(xué)校來對“機(jī)械原理”課程設(shè)計(jì)的教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法進(jìn)行了不少的改革,取決了較好的效果。但在課程設(shè)計(jì)過程中對機(jī)械機(jī)構(gòu)的方案進(jìn)行對比分析或變參數(shù)分析存在很多局限性,這在一定程度上影響到這門課程的教學(xué)效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
為進(jìn)一步鞏固學(xué)生在課程階段所學(xué)的理論知識,培養(yǎng)其獨(dú)立分析和解決問題的能力,解決產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)教學(xué)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)教學(xué)相脫節(jié)的問題,獲得產(chǎn)品開發(fā)的綜合設(shè)計(jì)能力,筆者讓學(xué)生利用ADAMS軟件完成課程設(shè)計(jì)中的機(jī)械運(yùn)動學(xué)及動力學(xué)的分析和設(shè)計(jì),這改變了原來學(xué)生用圖解法或解析法進(jìn)行機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)做法。讓學(xué)生在設(shè)計(jì)過程中得到系統(tǒng)的訓(xùn)練,這使學(xué)生變學(xué)生的被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí),教學(xué)效果很好。
一、虛擬樣機(jī)技術(shù)――ADAMS簡介
虛擬樣機(jī)技術(shù)是一項(xiàng)新生的工程技術(shù)。借助于這項(xiàng)技術(shù),工程師們可以在計(jì)算機(jī)上建立機(jī)械系統(tǒng)的模型,伴之以三維可視化處理,模擬在現(xiàn)實(shí)環(huán)境下系統(tǒng)的運(yùn)動和動力特性,并根據(jù)仿真結(jié)果精化和優(yōu)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與過程。ADAMS是由美國MDI公司開發(fā)的一套應(yīng)用最為廣泛的機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)仿真分析軟件,用戶可以運(yùn)用該軟件非常方便地對虛擬樣機(jī)進(jìn)行靜力學(xué)、運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)分析,利用ADAMS軟件建立參數(shù)化模型可以進(jìn)行設(shè)計(jì)研究、試驗(yàn)設(shè)計(jì)和優(yōu)化分析,為系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化提供了一種高效開發(fā)工具。因此,利用ADAMS軟件可對機(jī)械原理中凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、曲柄連桿機(jī)構(gòu)等常用機(jī)構(gòu)的靜力學(xué)、運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)特性進(jìn)行仿真,使學(xué)門了解現(xiàn)代計(jì)算機(jī)輔助機(jī)械設(shè)計(jì)的高效、直觀、快捷的特點(diǎn),從而提高他們的學(xué)習(xí)積極性。
二、ADAMS在機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)中應(yīng)用
機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容和步驟如圖1所示。以機(jī)械運(yùn)動方案設(shè)計(jì)與解析法機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)好機(jī)構(gòu)后,可以用ADAMS進(jìn)行三維運(yùn)動仿真驗(yàn)證機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。
ADAMS軟件使用交互式圖形環(huán)境和零件庫、約束庫、力庫,創(chuàng)建完全參數(shù)化的機(jī)械系統(tǒng)幾何模型,對虛擬機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行靜力學(xué)、運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)分析,輸出位移、速度、加速度和反作用力曲線。同學(xué)用戶在仿真過程進(jìn)行中或者當(dāng)仿真完成后,都可以觀察主要的數(shù)據(jù)變化以及模型的運(yùn)動。這些就像做實(shí)際的物理試驗(yàn)一樣。ADAMS的仿真流程如圖2所示。
1、建模:ADAMS/View是ADAMS系列產(chǎn)品的核心模塊之一,可以像建立物理樣機(jī)一樣建立任何機(jī)械系統(tǒng)的虛擬樣機(jī)。幾何建模是ADAMS/View仿真分析的第一步,先要建立好幾何模型(或者從CAD軟件中導(dǎo)入)、然后用約束限制和定義ADAMS中各零件的位置和運(yùn)動,模擬機(jī)械的實(shí)際運(yùn)行狀況。最后利用外力或運(yùn)動將他們驅(qū)動。ADAMS/View支持參數(shù)化建模,以便能很容易地修改模型并用于實(shí)驗(yàn)研究。
2.求解:ADAMS/Solver會根據(jù)設(shè)定自行運(yùn)算求解,得到如位移、速度、加速度、作用力及反作用力等信息,不但能得到最終結(jié)果,而且還可以獲得計(jì)算過程中的每一步的信息。設(shè)定仿真時間及仿真步數(shù),設(shè)定完畢后點(diǎn)擊即可開始仿真,提交給求解器,在求解的同時,主窗口會同步顯示模型的運(yùn)動狀況。待仿真結(jié)束我們通過可以進(jìn)行動畫回放模型的運(yùn)動過程。
3.后處理:進(jìn)入ADAMS/PostProcessor后處理模塊,可以對仿真結(jié)果進(jìn)行深入分析。ADAMS/PostProcessor模塊主要提供了兩大功能:仿真結(jié)果回放和分析曲線繪制功能。圖3為一個挖土機(jī)用ADAMS建立模型后在后處理模塊進(jìn)行真結(jié)果回放和分析曲線繪制界面。通過仿真結(jié)果的后處理,可以:1)對進(jìn)一步調(diào)試樣機(jī)提供指南;2)可以通過多種方式驗(yàn)證仿真結(jié)果,并對仿真結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步的分析;3)可以繪制各種仿真分析曲線并進(jìn)行一些曲線的數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)計(jì)算;4)可以通過圖形和數(shù)據(jù)曲線比較不同條件下的分析結(jié)果;5)可以進(jìn)行分析結(jié)果曲線圖的各種編輯。
關(guān)鍵詞:成人教育;機(jī)械原理;精品課程;課程改革
中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)30-0207-03
一、簡介
機(jī)械原理是以高等數(shù)學(xué)、機(jī)械制圖、理論力學(xué)及普通物理等先修課程為基礎(chǔ),并為學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)和有關(guān)機(jī)械類專業(yè)課程奠定必要基礎(chǔ)的一門課程。通過課程的學(xué)習(xí),學(xué)生需要掌握機(jī)構(gòu)學(xué)和機(jī)械動力學(xué)的基本理論、基本知識和基本技能,并初步具有擬定機(jī)械系統(tǒng)方案、分析和設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的能力。機(jī)械原理課程理論性較強(qiáng),且各章節(jié)相對較獨(dú)立,內(nèi)容多,因此在其教學(xué)過程中應(yīng)注重貫徹少而精的原則,不強(qiáng)調(diào)面面俱到,知識點(diǎn)要淺些,寬廣度需適應(yīng)成人教育的特點(diǎn)。成人教育具有和普通高等教育不一樣的特點(diǎn),主要體現(xiàn)在個體差異大,知識結(jié)構(gòu)參差不齊,整體水平不高;一般年齡偏大,工作和家庭負(fù)擔(dān)重,工作忙碌,學(xué)習(xí)時間難保證;原有的知識結(jié)構(gòu)不適應(yīng)目前所從事的工作,需要提高自身的專業(yè)素質(zhì);隨著年齡的增長,成人的理解力增強(qiáng),記憶力較差,但是成人學(xué)員大多為一線工作人員,實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富,對與現(xiàn)場聯(lián)系較密切的教學(xué)內(nèi)容及實(shí)踐興趣極高。近年來入學(xué)的成人學(xué)生的年齡有不斷減小的趨勢,其記憶力方面較強(qiáng),但在實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)方面略有欠缺。國家提倡的精品課程建設(shè)是以一流教師隊(duì)伍、一流教學(xué)內(nèi)容、一流教學(xué)方法、一流教材、一流教學(xué)管理等為特點(diǎn)的示范性課程。成人機(jī)械原理精品課程建設(shè)的目的是針對成人教育的特點(diǎn),從教學(xué)隊(duì)伍建設(shè)、教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革、先進(jìn)的教學(xué)方法和手段、教材建設(shè)、理論與實(shí)踐結(jié)合、課程建設(shè)全面規(guī)劃等方面進(jìn)行努力和發(fā)展,使成人的機(jī)械原理課程教育教學(xué)在各方面符合國家示范性課程的要求。
二、課程建設(shè)方法
根據(jù)精品課程建設(shè)的要求,并結(jié)合我校自身的發(fā)展和基礎(chǔ)條件,從以下幾個角度進(jìn)行了相關(guān)工作:
1.面向工程應(yīng)用的課程設(shè)置。機(jī)械原理是機(jī)械類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,在整個專業(yè)培養(yǎng)和課程體系中具有十分突出的地位,是從基礎(chǔ)課過渡到專業(yè)課、從理論性分析為主過渡到工程實(shí)踐為主的一門中間課程。該課程是學(xué)生接觸工程化的第一個實(shí)踐環(huán)節(jié),因此如何深化工程化的概念對于機(jī)械原理的教學(xué)十分重要。隨著各高校的擴(kuò)招,年輕教師越來越多,而且具有博碩士學(xué)位的比例越來越高。但目前的年輕教師主要是從學(xué)校到學(xué)校,缺少工程經(jīng)驗(yàn),工程化的師資隊(duì)伍建設(shè)成為時展的需求。結(jié)合國家級“河海大學(xué)-寶菱重工卓越工程實(shí)踐中心”的建設(shè),為增加年輕教師的學(xué)習(xí)經(jīng)歷,在學(xué)生進(jìn)駐企業(yè)的同時,各指導(dǎo)教師全程陪同,參與企業(yè)的項(xiàng)目建設(shè)。建立各學(xué)習(xí)模塊,為各模塊配備校內(nèi)導(dǎo)師和企業(yè)教師,企業(yè)導(dǎo)師負(fù)責(zé)實(shí)踐教育,校內(nèi)導(dǎo)師負(fù)責(zé)理論教育,相互學(xué)習(xí),既提高了校內(nèi)導(dǎo)師的實(shí)踐能力,也為企業(yè)帶去了較高的理論分析水平。而為了提高課堂教學(xué)時課程的工程應(yīng)用比例,還借鑒了蚌埠學(xué)院的相關(guān)做法,如:(1)優(yōu)先引進(jìn)同時具有高學(xué)歷和工程實(shí)踐背景的師資人才,聘請企業(yè)內(nèi)高級技術(shù)人員做校外兼職導(dǎo)師;(2)集合學(xué)院乃至校區(qū)的力量,積極參與常州市及周邊地區(qū)的建設(shè),增強(qiáng)校企聯(lián)合;(3)鼓勵專利、產(chǎn)學(xué)研結(jié)合和技術(shù)服務(wù),而不僅僅是理論研究和科技論文。
2.課程實(shí)施條件。在課程的具體實(shí)施過程中,主要從教師隊(duì)伍建設(shè)、教材規(guī)劃、教學(xué)條件保障等方面進(jìn)行:(1)主講教師。從機(jī)械原理的教學(xué)人員構(gòu)成來看,任課教師中有1名教授、1名副教授、3名講師,學(xué)歷均在碩士以上。年齡從35歲到50歲,結(jié)構(gòu)合理,形成了一個教師梯隊(duì)。課程的主講教師在成人以及本科教育教學(xué)、教改研究等方面具有十分豐富的經(jīng)驗(yàn)。全體任課教師定期召開教學(xué)例會、集中備課、針對教學(xué)過程中出現(xiàn)的問題及時處理和分析。(2)教材規(guī)劃。理論課教學(xué)選用了由清華大學(xué)出版、申永勝編著的普通高等教育“十五”國家級規(guī)劃教材《機(jī)械原理教程》。該教材配有習(xí)題集可有效提供成人學(xué)生自主學(xué)習(xí)和研究性學(xué)習(xí)的資料。精品課程建設(shè)中,教材規(guī)劃參考天水師范學(xué)院的立體化教材建設(shè)方法。立體化教材包括主教材、教師參考書、學(xué)習(xí)指導(dǎo)書、電子教案、CAI課件、網(wǎng)絡(luò)課程、試題庫等。該教材的建設(shè)與整個機(jī)械原理課程內(nèi)容、體系的改革相結(jié)合,電子教案和課件能夠及時反映教學(xué)改革的要求,網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)促進(jìn)教學(xué)改革的嘗試,逐步提高機(jī)械原理的教學(xué)水平。(3)教學(xué)保障。成人的機(jī)械原理教育依托于本科教學(xué)環(huán)節(jié),能夠使課程教學(xué)的教學(xué)條件得到充分保障。學(xué)院經(jīng)過二十多年的建設(shè),教學(xué)設(shè)備先進(jìn),教學(xué)設(shè)施齊全。學(xué)院設(shè)有本科教學(xué)的機(jī)械基礎(chǔ)省級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心、機(jī)電工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心和河海大學(xué)常州校區(qū)工程訓(xùn)練中心,機(jī)械基礎(chǔ)省級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心2007年立項(xiàng)建設(shè),2010年順利通過江蘇省驗(yàn)收;專用與通用儀器和設(shè)備價值達(dá)2000余萬元;學(xué)院實(shí)驗(yàn)室占地4000余平方米,擁有實(shí)驗(yàn)設(shè)備儀器1200余臺套。目前實(shí)驗(yàn)室開設(shè)的實(shí)驗(yàn)課程主要包括:機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖測繪;齒輪參數(shù)測量和范成實(shí)驗(yàn);機(jī)構(gòu)運(yùn)動拼接實(shí)驗(yàn);機(jī)構(gòu)運(yùn)動參數(shù)實(shí)驗(yàn)。目前實(shí)驗(yàn)課程主要對本科生開設(shè),對于成人教育正逐步開展進(jìn)行。(4)網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)。針對成人學(xué)生的上課時間較難保證、課時緊等問題,要鼓勵學(xué)生能夠充分利用課余時間,因此建設(shè)好機(jī)械原理課程的網(wǎng)絡(luò)資源是十分重要的。我校機(jī)械原理的精品課程網(wǎng)站內(nèi)容主要包括課程簡介、教學(xué)管理、教師隊(duì)伍介紹、教學(xué)資源等。其中教學(xué)資源主要包括助學(xué)式課件、思考題、練習(xí)題、習(xí)題答案、課程重點(diǎn)及難點(diǎn)解析等。網(wǎng)站中還有留言信箱,方便同學(xué)對于課程的疑問和問題能夠及時和老師溝通和聯(lián)系。
3.課程評價體系。課程評價圍繞課程培養(yǎng)目標(biāo),不僅要評價學(xué)生掌握的知識與技能,而且還要評價學(xué)生課堂的表現(xiàn)、出勤率和學(xué)習(xí)過程。評價時以課程考試為主要的評價方式,并輔助以課堂表現(xiàn)和出勤率等,力求評價方式的多樣化[5]。單純的期末考試不能完全反映出一個學(xué)生對課程的掌握程度,目前各高校大多都采用多種方式如課后作業(yè)、報(bào)告、實(shí)驗(yàn)、小測驗(yàn)、考試等進(jìn)行考核,表1所示為根據(jù)我校成人教育的特點(diǎn)采用的評分標(biāo)準(zhǔn)和比例。多樣化的考核方式,使學(xué)生必須注重平時的學(xué)習(xí)積累,不能通過突擊的方式完成課程考試,學(xué)生有了積極學(xué)習(xí)的壓力和動力,更能均衡反映學(xué)生學(xué)習(xí)的實(shí)際水平和學(xué)習(xí)效果,符合正態(tài)分布。
4.課程改革與創(chuàng)新。機(jī)械原理課程具有較強(qiáng)的實(shí)踐性和可動性的特點(diǎn)。即課程研究的所有問題都來源于生產(chǎn)和生活中實(shí)際的機(jī)構(gòu)和機(jī)器,并且研究對象都是具有確定運(yùn)動的機(jī)構(gòu)。因此學(xué)習(xí)方法也要與之相適應(yīng),在學(xué)習(xí)過程中,尤其應(yīng)注意理論知識與實(shí)踐應(yīng)用相結(jié)合、機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖與具體實(shí)物相結(jié)合、機(jī)構(gòu)的靜態(tài)分析與動態(tài)分析相結(jié)合、形象思維與邏輯思維相結(jié)合。機(jī)械原理的課堂教學(xué)、教學(xué)方法與手段等方面力求創(chuàng)新改革,探索適合成人學(xué)生學(xué)習(xí)的課程體系和教學(xué)方式,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、創(chuàng)新思維和獨(dú)立分析問題、解決問題的能力。(1)教學(xué)內(nèi)容的創(chuàng)新。針對成人教育中學(xué)生的理論學(xué)習(xí)時間少而又急需提高應(yīng)用能力的學(xué)習(xí)特點(diǎn)和需求,機(jī)械原理課堂教學(xué)的主要內(nèi)容為:機(jī)械運(yùn)動方案選型設(shè)計(jì)、機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析與尺寸綜合、機(jī)械動力學(xué)分析和設(shè)計(jì)。此外還要重視介紹學(xué)科發(fā)展的新動態(tài)、新方向、新內(nèi)容,注重激勵學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望,調(diào)動學(xué)生的積極性,讓學(xué)生了解更多更新的理論、技術(shù)與方法。實(shí)踐教學(xué)方面主要包括小項(xiàng)目和專題、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課程設(shè)計(jì)、課外創(chuàng)新等。如近年來國家以及省級組織的大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃,在創(chuàng)新競賽的過程中提高了學(xué)生的創(chuàng)新意識,學(xué)生得到了實(shí)踐鍛煉的機(jī)會、開闊了眼界。(2)教學(xué)方法的創(chuàng)新。機(jī)械原理教學(xué)方法配合教學(xué)內(nèi)容的改革,加強(qiáng)與學(xué)生的互動,要將以教師為主的“灌輸式”教學(xué)向以啟發(fā)式、問題式、討論式教學(xué)為主的新的教學(xué)方法轉(zhuǎn)變,讓學(xué)生從被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí),真正成為教學(xué)活動的主體。鼓勵學(xué)生應(yīng)用成熟的工程軟件進(jìn)行相關(guān)課程的學(xué)習(xí)。例如在很多章節(jié)中涉及到圖形法可以采用AutoCAD軟件來分析和設(shè)計(jì),可以得到比手工繪圖精確得多的解,又可以鍛煉利用AutoCAD軟件繪圖的能力。如圖2所示為圖解法分析凸輪機(jī)構(gòu)的相關(guān)參數(shù)。在解析法中可以結(jié)合matlab軟件教學(xué),既可以直接利用matlab編程的方法,具有豐富的庫函數(shù)、編程簡單、可視化功能強(qiáng),又可以采用simulink和simMechanics進(jìn)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)分析。如圖3所示,某曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中,各桿件長度分別為l1=120mm,l2=40mm,l3=70mm,l4=100mm,曲柄運(yùn)動角速度250rad/s,利用simulink分析得到桿件BC和CD的角速度圖形。(3)教學(xué)手段的創(chuàng)新。在教學(xué)手段上,著重培養(yǎng)學(xué)生對機(jī)械系統(tǒng)的整體認(rèn)識,課程重點(diǎn)突出,難點(diǎn)得到有效分析,課堂教學(xué)過程吸引學(xué)生的注意力,注重學(xué)生的參與,啟迪學(xué)生的思考、聯(lián)想。加強(qiáng)學(xué)生對所學(xué)基礎(chǔ)理論的理解。培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)過的知識,鍛煉其獨(dú)立解決工程實(shí)際問題的能力。教學(xué)方法得當(dāng),充分利用多媒體教學(xué),努力激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和提高教學(xué)效果。多媒體課件中除了課程的文字性內(nèi)容外,主要包括自制的動畫課件和機(jī)械相關(guān)的視頻信息,如企業(yè)內(nèi)各種設(shè)備、工具和零部件及加工錄像等。此外,在機(jī)械原理課程中有關(guān)結(jié)構(gòu)分析、運(yùn)動分析、力學(xué)分析等方面的教學(xué)還應(yīng)該注意多媒體和板書的綜合利用。
三、總結(jié)歸納
機(jī)械原理課程在機(jī)械類成人教育的課程體系中處于承上啟下的地位,因此加強(qiáng)成人機(jī)械原理的精品課程建設(shè)具有非常重要的意義和作用。在課程建設(shè)過程中,從面向工程化、保證課程實(shí)施、課程評價體系以及課程改革和創(chuàng)新等方面采取不同的措施和方法,可提高成人的教育教學(xué)質(zhì)量,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自主性,提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力,使學(xué)生能夠牢固掌握機(jī)械原理中的相關(guān)基礎(chǔ)知識和內(nèi)容,為機(jī)械類的后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。
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