机械原理答案

机械原理答案（通用8篇）

机械原理答案 篇1

①试确定蜗杆的螺旋方向；

②在图上标出蜗轮的螺旋线方向； ③说明轴Ⅱ的转向；

④画出蜗轮2和小齿轮3所受轴向力的方向。1n42II

32II3 5.作出下列机构图示位置压力角（6分）

六、计算题（20分）

1.（5分）计算图示机构的自由度。

3.（9分）图示为某起重设备的减速装置。已知各轮齿数z1=z2=20，z3=60，z4=2，z5=40，轮1转向如图所示，卷筒直径D=136mm。试求此时重物是上升还是下降。

答案

4.（8分）图示传动，蜗杆主动。如要求Ⅱ轴所受轴向力为最小。

①试确定蜗杆的螺旋方向；

答：蜗杆左旋

（2分）

②在图上标出蜗轮的螺旋线方向；

答：蜗轮左旋

（2分）③说明轴Ⅱ的转向；（2分）

④画出蜗轮2和小齿轮3所受轴向力的方向。（2分）

1nnII24Fa2Fa3IIII23

35作出下列机构图示位置压力角（6分）

六、计算题（20分）

1.计算图示两机构的自由度（各5分，共10分）。

n6PL8PH1n362811

3.（9分）分析：传动装置由蜗轮蜗杆机构与一行星轮系组成。蜗杆4与行星轮系中的系杆转速相同。

Hi13zn1n433

n3n4z1z120,z360n30

n1n43n14n4

机械原理答案 篇2

Abstract

The course design of machines and mechanisms theory is an important practical teaching process of Mechanical

paper presents a teaching reformation method for

teaching reformation method is help for developing the

引言

当今世界,科学技术突飞猛进,国际竞争日益激烈。国际的竞争,从经济竞争到科技竞争,归根到底是教育的竞争、人才的竞争[1]。在竞争激烈的现代社会中,制造企业对具有较强综合能力的高素质工程人才的需求日益增加。针对社会的需求,高等工科院校需要逐渐改变原有的教学模式,提高对学生的综合素质培养。

《机械原理课程设计》是机械类专业本科生的一个重要的实践性教学环节[2],一般安排在《机械原理》课程之后进行,是《机械原理》课程的延伸。其目的是通过设计实践,使学生更好地掌握和加深理解《机械原理》课程的基本理论和方法,以培养学生综合运用所学知识,来分析和解决工程实际问题的能力,对于培养学生理论联系实际的实践动手能力以及创新设计能力起到十分重要的作用[3,4,5,6]。但在传统的《机械原理课程设计》教学中,只是让学生按照教学要求完成某机构的选型与设计工作,而没有针对提高学生的综合能力进行教学设计。为此,必须对《机械原理课程设计》进行教学改革。

1、《机械原理课程设计》教学现状及改革思路

在传统的《机械原理课程设计》教学中,学生按照固定的设计流程,先进行系统方案的选择与设计,然后设计系统运动循环图,采用图解法或解析法设计系统方案中的凸轮或连杆等机构,绘制机构运动简图,最后编写课程设计说明书等。按照这样教学模式,学生在完成课程设计的过程中,加深了对《机械原理》课程中相关知识的理解,掌握了进行系统运动方案设计的流程,但缺少对学生综合能力进行培养的环节,无法满足现代社会对高素质工程人才的需求。

针对传统的《机械原理课程设计》教学模式无法满足现代社会对高素质工程人才需求的问题,以提高学生的综合素质为目标,采用允许自主选题方式培养学生创新设计能力,采用组队设计方式培养学生协作设计能力和团队合作精神,采用全程计算机辅助设计方式培养学生计算机应用能力,采用答辩考核方式培养学生语言表达的能力。

2、具体的改革方案

2.1允许自主选题

在传统的《机械原理课程设计》教学模式中,学生的课程设计题目及参数都由教师指定,学生没有选择的余地。其中大多数题目都已经使用了很多年,例如:推瓶机构、铁板输送机构、平压模切机机构、医用棉签卷棉机机构、平压印刷机机构等等。这些陈旧的题目在学校图书馆和网上可以查到大量的相关资料,完成起来比较容易,对于学生来说没有什么吸引力,尤其是对那些能力比较强的学生。因此,在教师指定课程设计题目的教学模式下,常出现设计质量不高、设计方案雷同等问题。

为此,我们在《机械原理课程设计》的教学改革中,改变以往所有学生的设计题目均由教师指定的方式,鼓励部分能力较强的学生自主选题。具体实施的时候,首先,在《机械原理》课程开始之初就布置学生从日常生活、工程实际中广泛搜集合适的课程设计题目;然后,再组织学生进行讨论,确定学生自选的题目是否合适,并指导学生编写课程设计任务书。

采用允许学生自主选题的课程设计教学模式体现了以人为本,以学生为主的理念。在自主选题的前期调研过程中,学生运用各种手段收集资料,如通过互联网、图书馆等,不仅增长了知识,而且提高了发现问题的能力。自主选题也为学生提供了充分的想象和发挥的空间,培养了他们独立思考和积极创新的能力。而且,由于题目是学生自己选的,在进行设计的时候能有效地调动学生的积极性,提高课程设计的完成质量。

当然,考虑到部分学生可能无法找到合适的课程设计题目,并不要求所有学生必须自主选题。对于没有找到合适题目的学生,仍由教师另行指定课程设计题目。为鼓励自主选题,在进行成绩评定的时候可以给自主选题的学生加分。

2.2组队设计

随着科技的发展,在制造企业中对具有团队协作能力的工程技术人员的需求日渐增加。在传统的《机械原理课程设计》教学模式中,学生每人一题,各不相同。每个学生只需要按照课程设计要求完成自己的工作就行了,无需与其他进行交流、合作。这样的教学模式有助于培养学生独立完成设计工作的能力,但与现代制造企业的需求不一致。

为此,我们在《机械原理课程设计》的教学改革中,改以往每人一题的方式为组队设计方式。学生们自由组合,每个小组(3~4人)一个设计题目,小组成员分工协作,共同完成设计任务。从选题、论证、设计到最后提交设计成果,同学们共同讨论、研究,各自发挥自己的长处,在设计过程中培养他们的协作设计能力和团队合作精神。由于从原来的每人一题改为每组一题,在设计任务上可以针对具体题目增加三维建模和机构运动仿真等内容。

2.3全程计算机辅助设计

随着计算机技术的发展,现代工程技术人员在进行设计时已经离不开计算机了。在传统的《机械原理课程设计》教学模式中,考虑学生的具体情况,允许学生提交手工图纸和课程设计说明书,这与企业工程技术人员进行设计的情况不一致。

为此,我们在《机械原理课程设计》的教学改革中,要求采用全程计算机辅助设计方式。全程计算机辅助设计包括:运用解析法进行计算机辅助机构设计(连杆机构、凸轮机构等),运用CAD软件绘制机构三维模型和运动简图,运用计算机进行运动仿真,撰写电子版课程设计说明书,制作答辩PPT文档等。通过全程计算机辅助设计,培养学生的计算机应用能力,改变以往机械专业学生只会用计算机绘图的状况。

2.4答辩考核

语言表达能力是指人们运用语言进行表情达意传递信息的一种表达能力[7]。现代企业需要全面发展的、高素质的、具有综合能力的人才,而出众的语言表达能力是他们必备的能力之一[7]。

因此,在《机械原理课程设计》的教学改革中,答辩考核成为课程设计成绩评定的一个重要组成部分。答辩作为一种检验学生对设计相关知识的掌握程度的方法,经常在学生的毕业设计中使用,而很少应用在课程设计中。主要是因为课程设计相对于毕业设计时间较短,参与的老师也较少,答辩组织起来比较困难。所以在课程设计答辩中,每个小组的论述时间和老师的提问时间一般都控制在10分钟左右。通过实施这样的改革措施,学生的语言表达能力就得到了一定的锻炼,这也有助于他们通过今后的毕业设计答辩。

3、结论

随着我国经济的发展,制造企业对综合能力强的高素质人才的需求将不断增加。为此,高等院校需要针对企业的需求改进学生的培养模式。采用“允许自主选题,组队设计,全程计算机辅助设计,规范的课程设计说明书格式,答辩考核”的教学模式进行《机械原理课程设计》,有助于培养学生的创新设计能力、协作设计能力、计算机应用能力、撰写书面报告的能力和语言表达能力,为在实践教学环节中培养学生综合能力提供了一种具体方法,为培养符合企业需求的高素质工程人才做出了贡献。

参考文献

[1]王意洁.创新研究生培养模式提高研究生培养质量[J].高等教育研究学报.

[2]杨巍,何晓玲,王军,等.机械原理课程设计教学改革[J].中国现代教育装备.

[3]宜亚丽.机械原理课程设计教学改革的探索[J].太原理工大学学报(社会科学版).2008,26(增刊):51-53.

[4]孙志宏,单洪波,庄幼敏,等.提高学生创新能力改革机械原理课程设计[J].实验室研究与探索.2007,26(11):98-99,

[5]何国旗,胡成武,吴吉平.机械原理课程设计中培养学生创新能力的探索[J].株洲工学院学报.20(6):145-146.

[6]李秀春,秦志钰.机械原理课程设计改革探讨[J].太原理工大学学报(社会科学版).2008,26(增刊):48-50.

[7]匡兵,黄美发,孙永厚等.《机械设计课程设计》的改革与探索[J].桂林电子工业学院学报.2005,25(4):67-69.

参考文献

[1]郑金洲.教育通论[M].华东师范大学出版社.2000

四、讲究语言艺术,避免分散学生的“注意力”

教学语言是教师传授知识与学生进行交流的主要工具,是完成“传道授业解惑”任务的最重要手段。教学语言从广义上讲包括教学口语和体态语言,教师在课堂上,教学口语与体态语言运用是否得当,关系到教学活动的成与败,直接影响到学生的注意力,关系到教学效果的好坏。所以,教师必须讲究语言艺术。

教学口语是指在整个教学活动中,教师所讲的每一句话,是教师向学生传授知识和技能的主要手段和工具。我们常常会有这样的体会,听一堂生动的课,往往会连同老师的音容笑貌长久地铭刻在我们的心灵深处,有的甚至终身不忘。对于我们教师来说,一旦建立了这样的威信,一般不用担心学生分散注意力。如果在课堂上语病多端,“嗯”、“啊”、“咳”的口头禅频繁地出现,就会使学生产生厌烦感,削弱启发性,更谈不上恰当巧妙地运用声调的轻重缓急、高低快慢、抑扬顿挫,以造成课堂气氛的波浪起伏,保持学生注意力的集中。因此,教师必须在语言修养上狠下工夫,决不能因为语病、口头禅的缘故而使学生注意力分散掉。在教学口语的运用上,应力求做到四点。一是规范简洁、表达准确;二是语速适当、节奏鲜明;三是情真意切、形象生动;四是科学严谨、教育启发。体态语言是指伴随教师的教学口语而发生的无声的身体动作表达行为,是教师的身姿、动作、表情、态度、精神和风范等的综合反映,在教学过程中起辅助、影响和调控作用。教师在教学过程中运用的体态语言主要有身姿语、面部语和手势语三种。事实证明,教师在课堂上,如果能够灵活恰当地运用各种体态语言,不但能更好地启发学生理解教师的话语,还能有效地吸引学生的注意力,使学生感受其思想、态度和心情,使教师与学生之间在心理上产生共鸣,使教与学相得益彰。

上接第217页

摘要：《机械原理课程设计》是机械类专业本科生的一个重要的实践性教学环节。为了满足现代社会对高素质工程人才的需求,提出了“允许自主选题,组队设计,全程计算机辅助设计,答辩考核”的教学改革方法,培养学生的创新设计能力、协作设计能力、计算机应用能力、语言表达能力。

关键词：机械原理,课程设计,教学改革,综合能力

参考文献

[1]王意洁.创新研究生培养模式提高研究生培养质量[J].高等教育研究学报.2007,(1):33-35.

[2]杨巍,何晓玲,王军,等.机械原理课程设计教学改革[J].中国现代教育装备.2008,10:90-91.

[3]宜亚丽.机械原理课程设计教学改革的探索[J].太原理工大学学报(社会科学版).2008,26(增刊):51-53.

[4]孙志宏,单洪波,庄幼敏,等.提高学生创新能力改革机械原理课程设计[J].实验室研究与探索.2007,26(11):98-99,154.

[5]何国旗,胡成武,吴吉平.机械原理课程设计中培养学生创新能力的探索[J].株洲工学院学报.20(6):145-146.

[6]李秀春,秦志钰.机械原理课程设计改革探讨[J].太原理工大学学报(社会科学版).2008,26(增刊):48-50.

机械原理答案 篇3

笔者先后承担了我校多届学生的《机械原理与机械零件》课程的理论教学任务，依据多年的教学体会及我校多届毕业生反馈的信息，本人觉得目前该课程的教学，无论从教材还是教法上均难以适应当前市场经济条件下对中职毕业生的要求。主要反映在以下几个方面：

1.《机械原理与机械零件》课程现状分析

1.1教材没有反映目前中等职业学校教育特色：中专目前所采用的《机械原理与机械零件》教材，以高等教育出版社出版的、何元庚主编的教材为例，其内容基本上与原来执行学历教育时一样，只是对部分难度较大的内容做了删减或选用，但仍以讲授纯理论知识为主，并讲究知识的完整性、连贯性，内容不仅单调、抽象、而且缺少理论与实际相结合部分，既没有考虑到目前中专生的素质，针对性也不强，更无实践、实训的内容。其他教材也大多如此。

1.2教学方法落后，难以反映职教特色：由于教学大纲、教材内容及目前大多数中职学校条件的限制，教学上仍不能跳出以老师讲读为中心的旧模式，教学中学生只是被动的接受者，参与动手的时候少，感性认识较差，而在目前中专生这个年龄阶段，对事物的认识往往与感性认识有关，因此这样既影响了学生对所讲内容的理解，又忽视了对学生进行一般的、机械方面的技能训练。

1.3教学要求与就业市场对中专生的要求脱节：目前就业市场上对中职生的需求基本是定位在生产第一线的劳动者的岗位上，因此对他们直觉思维的要求要远大于对逻辑思维的要求，基本技能的要求要远大于理论知识要求，而按照教学大刚的要求却更注重于逻辑思维和工程设计能力的培养。这样培养出来的学生往往动手能力不强，不仅难以达到企业对技工的要求，同时也由于他们本身素质所限，他们中的大部分也难以成为工程设计人员。

2.《机械原理与机械零件》课程教学改革

根据国家目前对职业教育中基础理论教学提出的要求，即：以教学大纲为依据，贯彻理论联系实际的原则，坚持“实际、实用、实效”的原则，”规范性”与“灵活性”相统一的原则，针对上述弊端，结合本校学生实际，下面是本人所作的一些尝试，以供探讨。

2.1更新教学理念，明确教学目标，紧跟市场经济发展的步伐。随着我国市场经济体制的进一步完善，企业的用人机制越来越完善，就业的竞争日趋激烈，中职毕业生的就业岗位已被确定为生产第一线劳动者，这样中职教育的培养目标就要完全由原来学历教育上转到提高劳动力素质教育上，这就要求在教学中，无论在教学内容还是教学方式上，都要围绕培养既懂一定理论又能动手操作的“应用型人才”这一中心而进行。只有这样，才有可能培养出合格的劳动者。

2.2针对目前中职生的现状，从培养合格劳动者的目标出发，选取合适的教学内容进行教学。随着高校的扩招，高中办学的火爆，中职生源素质是越来越差，这已经是一个不争的事实。如果照搬现行教材及大纲进行教学，很难达到一定的效果；因此在使用现行教材进行教学时，可以根据“实际、实用、实效”的原则，对教学内容进行精选，尽量做到学以致用。对原理性的内容，不但要求学生掌握理论知识，更重要的是要求他们通过所学知识去解决实际问题，因此可以多讲“是什么”及“如何应用”并讲述应查什么工具书、查什么表，有条件的话还应辅以演示实验，以增加学生的感性知识，让学生能更好地接受“是什么”。例如，在講述凸轮机构时可以通过实物或模型对凸轮的运动过程进行演示，进而分析从动件的运动规律，可以少讲以数学方程式表达其运动规律及运动方程的推导过程。

2.3围绕培养合格劳动者的要求，在教学中加强实践、实训环节，加强职业技能的训练。在讲授机械原理理论的同时，可以辅以机械方面的基本操作训练，既可以促进学生对新知识的理解，又可以培养学生吃苦耐劳的精神，也可以提高动手能力，增加感性认识，职业技能也得到了一定的训练，如在讲授齿轮啮合知识时，可以安排学生进行不同类型齿轮的啮合装配，并让他们观察啮合过程，从而使学生更好地理解齿轮的啮合条件及啮合齿轮的尺寸关系，同时也使学生受到了装配钳工的技能训练。

2.4采用先进的、尽可能直观的教学手段，加深学生对教学内容的理解，提高学生理论水平。可以采用多媒体教学，现场教学等手段使学生更好地理解教学内容，同时可以增加教学内容的直观性，趣味性，提高学生的学习兴趣，在教学过程中也可以将学生从被动接受者，变成直接参与者，从而达到学习目的。

2.5结合学生实际情况，加强针对性教学。目前中职学校所招学生大多素质较差，且学习基础层次不齐，加上各人的学习态度，学习兴趣各不相同，而教师授课又是从学生的平均情况出发施以相同的教学，因此学生的个体差异难以兼顾，这样学生的成绩差异就会越来越大，而加强课外辅导对贯彻“因材施教，因人施教”的原则，提高教学质量就会起着非常重要的作用。

大学期末考试机械原理试题及答案 篇4

（二）一、判断题。（正确的填写“T”，错误的填写“F”）（20分）

1、一对相啮合的标准齿轮，小轮的齿根厚度比大轮的齿根厚度大。（F）

2、在曲柄滑块机构中，只要原动件是滑块，就必然有死点存在。（T）

3、两构件之间以点、线接触所组成的平面运动副称为高副，它产生两个约束，而保留一个自由度。（F）

4、一对直齿轮啮合传动，模数越大，重合度也越大。（F）

5、平面四杆机构有无急回特性取决于极位夹角是否大于零。（T）

6、对于刚性转子，已满足动平衡者，也必满足静平衡。（T）

7、滚子从动件盘形凸轮的基圆半径和压力角应在凸轮的理论轮廓上度量。

（T）

8、在考虑摩擦的转动副中，当匀速转动时，总反力作用线永远切于摩擦圆。（T）

9、当机构的自由度数大于零，且等于原动件数，则该机构具有确定的相对运动。（T）

10、对于单个标准齿轮来说，节圆半径就等于分度圆半径。（F）

二、填空题；（10分）

1、机器产生速度波动的类型有（周期性）和（非周期性）两种。

2、铰链四杆机构的基本型式有（曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构）三种。

3、从效率观点分析，机械自锁的条件是（效率小于零）。

4、凸轮的形状是由（从动件运动规律和基圆半径）决定的。5当两机构组成转动副时，其瞬心与（转动副中心）重合。

三、选择题（10分）

1、为了减小机器运转中周期性速度波动的程度，应在机器中安装（B）。A）调速器； B）飞轮 ； C）变速装置。

2、重合度 εα = 1.6 表示在实际啮合线上有（C）长度属于双齿啮合区。

A)60% ； B）40% ； C）75%。

3、渐开线齿轮形状完全取决于（C）。A）压力角； B）齿数； C）基圆半径。

3、在从动件运动规律不变的情况下，对于直动从动件盘形凸轮机构，若缩小凸轮的基圆半径，则压力角（B）。

A）保持不变； B）增大； C）减小。

5、在计算机构自由度时，若计入虚约束，则机构自由度数（B）。A）增多； B）减小； C）不变。

四、计算作图题

（共60分）

（注：凡图解题均需简明写出作图步骤，直接在试卷上作图，保留所有作图线。）

1、计算下列机构的自由度（10分）

HMBCDEGNFHAEDACFGB图4-1a)图4-1b)

F = 3×6－2×8－1=1 F = 3×5－2×6－2 = 1

2、瞬心法图解图4-2所示凸轮机构从动件的线速度。（10分）

∞　P23解： ：过凸轮与平底的接触点作法线n-n。由“三心定理”，P13、P23和P12共线，得P12点。2v3n1∞　P23图4-

2由瞬心定义：

P13P12n

vvP12P12P13l

3、由图4-3所示直动盘形凸轮的轮廓曲线，在图上画出此凸轮的基圆半径 rb、各运动角即升程角Φ、远休止角ΦS、回程角Φ′、和Φ′S近休止角 及从动件升程 h。（10分）

SφφRbSφ′图4-3

φ′S4、已知如图4-4所示轮系各齿轮的齿数Z1 = 60、Z2 = 20、Z2′ =

25、Z3 =

45、n1 = 50 转/分、n5= 50 转/分，方向如图示，求nH 的大小和方向。（10分）321n13H2n3图4-4 解：此轮系是一差动轮系。

n1nHZ2Z320453i13 n3nHZ1Z260255n1n3nHnHnHnHnHnHn1n3nHnH1135

5n13n355033035nH nH转向与n1相同。8845、如图4-5所示，已知机架AD = 50 mm，摇杆CD离机架最近极限位置的夹角β = 45°，CD = 40 mm。该机构为曲柄摇杆机构，K = 1.4。求曲柄AB和连杆BC的长度。（10分）

解：求出极位夹角

180K130 K1CθAB2ψDC2解：作图步骤如下：1）连接AC，作∠CAC2=θ2）以D为圆心，CD为半径作弧与AC2交于C2。3）AB=（AC2-AC）/2； BC=（AC2+AC）/2；图4-5B1

6、标准正常齿圆柱齿轮与一齿形角为20°的标准齿条无侧隙啮合，已知 Z1 = 20，m = 6 mm。用图解法求实际啮合线长度及重合度。（10分）

mZ1r60mmrrh1解：

a11am66mm 2作图步骤： 1）2）3）作直线CO1 = r1, 过C点作水平线即齿条中线。过O1点作倾斜线即啮合线的垂线。

作齿顶圆交啮合线于B1点，作距中线齿顶高度的平行线即齿顶线与啮合线于B2点。B1 B2即为实际啮合线长度。4）重合度为

 B1B2mcos

机械原理答案 篇5

一、问答题（15分）

1．什么是连杆机构的压力角、传动角？（2分）

答：不考虑运动副中的摩擦力、构件的惯性力，运动副中力的作用线与受力点速度方向所夹的锐角称为压力角，压力角的余角称为传动角。

2．什么是基本杆组？机构的组成原理是什么？（2分）

答：机构中，结构最简单、不可再分的、自由度为零的构件组称为基本杆组。任一机构都可以看作是由若干个基本杆组依次连接于原动件和机架上所组成的，这就是机构的组成原理。

3．常用的间歇运动机构有几种？其主动件与从动件的运动转换各有什么特点？（2分）

答：常用的间歇运动机构有：棘轮机构、槽轮机构和不完全齿轮机构。棘轮机构把一个往复摆动转换为间歇单向转动；槽轮机构把一个连续单向转动转换为间歇单向转动；不完全齿轮机构把一个连续单向转动转换为间歇单向转动。

4．什么是槽轮机构的运动系数？（2分）

答：槽轮的运动时间与拨盘的运动时间的比值称为槽轮机构的运动系数。5．通常，机器的运转过程分为几个阶段？各阶段的特征是什么？（3分）

答：机器的运转过程分为三个阶段：启动阶段，稳定运转阶段和停车阶段。启动阶段的特点：原动件速度由零上升到稳定运转速度，系统驱动力所做的功大于阻抗力所消耗的功。

稳定运转阶段的特点：在一个周期内，系统驱动力所做的功等于阻抗力所消耗的功。

停车阶段的特点：系统驱动力所做的功小于于阻抗力所消耗的功，原动件速度由稳定运转速度下降为零。6．利用飞轮进行机器的周期性速度波动调节时，飞轮一般安装在高速轴还是低速轴上？为什么？（2分）答：安装在高速轴上。这样可以使飞轮的质量减小。（2分）7．平行轴外啮合斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是什么？ 答：模数相等、压力角相等、螺旋角大小相等旋向相反。

二、下图机构中，已知JK//LM//NO，并且JKLMNO，EGGHFG，EFFH，求该机构的自由度。若有复合铰链、局部自由主及虚约束，请说明。（10分）

解：I处为局部自由度，LM构件引入虚约束，FG构件或者H构件引入虚约束，C、E、O处为复合铰链，Q或R处为虚约束。n=12，PL17，PH1，则自由度：

F3n2PLPH31221711

三、如图所示导杆机构中，lADa，lABd，导杆的偏距为lBEe，BED90。如果使该导杆机构成为曲柄摆动导杆机构。推导使AD成为曲柄的条件。（10分）

解：如下图所示，要使该导杆机构成为曲柄摆动导杆，必须使机构通过如图两个极限位置，即AD1E1B和AD1E1B。作AC1AD1，BC2AD2。

在ABC1中有：dae；在ABC2中有：dae。由此可得曲柄AB存在条件为：

dae

四、根据下图推导凸轮机构的压力角表达式。（15分）

______________________解：由图可知，P12BOP12e，vOP121，OP12______v1dsd1____，ABr0es，代入凸轮

22机构的压力角表达式tanP12B_____，可得：

AB______dsd120tanP12B____e2

AB*res*

五、正常齿制渐开线标准直齿圆柱齿轮的齿顶高系数ha、顶隙系数c及国家标准（GB1356-88）中规定分度圆压力角的标准值为多少？若渐开线直齿圆柱齿轮采用短齿制，且分度圆压力角25，齿轮的齿数是多少时，其齿根圆和基圆最接近重合？（10分）

解：正常齿制渐开线标准齿圆柱齿轮的参数为：ha1，c0.25，20 非标准的短齿制渐开线直齿圆柱齿轮的参数为：ha0.8，c0.3 当基圆和齿根圆重合时，有：

****dbdf

①

式中，db——基圆直径，df——齿根圆直径。基圆直径可表示为

dbmzcos

②

式中，——分度圆压力角，25。齿根圆直径可表示为：

dfmz2m(hac)

③

联立式①、②及③，有：

**mzcosmz2m(hac)

所以有：

**z2(hac)1cos**2(0.80.3)1cos252.210.906323.48

由于齿数只能是整数，所以齿根圆不可能正好与基圆重合。从上面的计算结果看，渐开线直齿圆柱齿轮在采用短齿制及压力角25的条件下，当齿数z=23时，齿根圆与基圆最接近重合。

、z6。求iH6的表达式并说明构

六、如图所示轮系，已知各齿轮的齿数分别是z1、z2、z3、z4、z5、z5件H和构件6的转向是相同还是相反？（15分）

解：如图轮系1、2、H、3组成行星轮系有：

i1Hn1nH1i13Hzzzz31313

1①

z1z1z1如图轮系6、5-5＇，H1（1），4组成行星轮系有：

i61联立①、②式，得：

n6n11i164z5z4z6z5z5z41

② zzzz6565i6Hn6nHz4)(z1z3)(z6z5z5z1z6z5，iH6nHn6z1z6z5z4)(z1z3)(z6z5z5

七、图示转子上有三个不平衡质量，m13kg，m21kg，m34kg，其回转半径分别为：r160mm，r2140mm，r390mm，l130mm，l230mm，l330mm。相位分布如图所示。要求选择Ⅰ-Ⅰ，Ⅱ-Ⅱ两个面对其进行动平衡，试用图解法或解析法求在平面Ⅰ-Ⅰ，Ⅱ-Ⅱ面上处所加平衡质量的大小和相位（所加平衡质量的半径为：r。（10分）rⅡ100mm）Ⅰ

解：将不平衡质量的质径积m1r1、m2r2、m3r3分别向Ⅰ-Ⅰ、Ⅱ-Ⅱ两平衡平面内分解。对于Ⅰ-Ⅰ平面：

r21140140kg·mm 360146.25kg·mm，m216040r3m349090kg·mm 160r1m1对于Ⅱ-Ⅱ平面： 130r1m1r3m312016030160r20kg·mm 36033.75kg·mm，m2490270kg·mm 采用图解法分别在Ⅰ-Ⅰ、Ⅱ-Ⅱ平面进行平衡，10kg·mm/mm。选择作图比例尺10kg·mm/mm作图，求得：

mⅠⅠr65kg·mm，mⅡrⅡ240kg·mm rⅡ100mm，则mⅠ0.65kg，mⅡrⅡ2.4kg，相位如下图所示。由于rⅠ

r1、m2r2、m3r3、mⅠrr3、m1r1、mⅡrⅡ）m3（左图的数值分别是m1Ⅰ

右图数值分别是

八、已知机组在稳定运转时期主轴上的等效阻力矩变化曲线Mr()如图所示，等效驱动力矩为常数，主轴的平均速度m10rad/s。为减小主轴的速度波动，现加装一个飞轮，其转动惯量JF9.8kg·m2，不计主轴及其他构件的质量和转动惯量。试求：

（1）等效驱动力矩Md。

（2）主轴的最大角速度max及最小角速度min，它们发生在何处（即相应的值）。（15分）（3）运动速度不均匀系数。

解：

（1）Md2π12πMrmax，因此有：

Md78.4419.6Nm

（2）max发生在B点，min发生在C点。

Bπ219.6π78.4π258π，C3π219.6π78.4π2118π

机械原理课程设计 篇6

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

《机械原理》课程教学改革探讨 篇7

关键词：机械原理,教学改革,启发式教学,案例式教学

《机械原理》作为机械类相关专业的一门必修专业基础课程, 对培养学生的工程意识、机械设计能力及创新能力具有非常重要的作用。但由于机械原理课程的内容理论性及实践性比较强, 对于实践经验相对缺乏、基础知识相对薄弱且空间想象能力相对较差的大二学生来说, 该门课程的内容比较枯燥乏味, 而且不易理解, 从而失去了学习兴趣, 导致上课期间注意力不集中、“开小差”, 教学效果难以保证等问题, 使得历年期末考试不及格率高居专业基础课之首。作为该门课程的任课教师, 授课过程中如何激发学生的学习兴趣, 充分挖掘学生自主学习意识, 让学生会学习且乐于学习, 是新时期亟待解决的首要任务。笔者结合自身的教学经验与体会, 对该课程的授课方式、方法进行了如下一些改革探索尝试, 并且取得了比较明显的成效。

一、合理编排教学内容, 优化课程体系

机械原理课程承担着培养机械类专业学生机械系统整体方案设计的重要任务。但由于传统教材中内容缺乏关联性、系统性, 学生无法从整体上形成机械系统的运动方案设计, 也无法将所学的知识与实践相联系, 体会不到所学的知识与实际生产、生活间的联系, 从而失去了对学习的兴趣。为了缓解这一问题, 笔者将教材第十四章机械系统的方案设计部分安排在绪论中讲解, 并配以大量典型机械产品的图片、动画和视频, 使同学们对机械产品形成总体的认识和感受, 然后再分别介绍机构的结构分析、运动分析、平面连杆机构、凸轮机构和齿轮机构等常用的机构。另外, 在当前学时被压缩的情况下, 笔者减少了用矢量方程图解法分析机构运动部分的内容, 因为该部分的内容与理论力学课程重复。平面连杆机构设计图解法一直是传统教学的重点, 但随着计算机技术及相关工程软件的发展, 利用解析法进行机构设计已不成问题。因此, 笔者在教学内容中适当地增加了解析法的讲解, 使得课程内容与时俱进, 更贴近现代化的设计方法。

二、“多媒体”与“板书”相结合, 优势互补

多媒体教学是课程教学改革发展的必然趋势, 多媒体教学不仅能把知识更多、更快地传授给学生, 还节约了时间, 增加了容量, 有效地提高了课堂教学效率。与传统的教学方法相比, 利用多媒体技术进行教学, 授课老师可以在相同的教学时间内向学生讲授更多的内容。多媒体教学在机械原理课程教学当中的优势也是显而易见的:一方面随着授课学时的不断压缩, 教师要在有限的学时条件下, 完成烦琐的教学任务, 必须借助新型的教学手段, 尽量地减少课堂书写时间;另一方面多媒体课件可以集图片、动画、视频、声音于一体, 增加了授课内容的“活力”, 能够吸引学生注意力, 可以改善教学环境, 使教师更多地注意课堂教学内容的组织和讲授提高教学质量。机械原理课程的内容涉及较多的机构运动, 采用多媒体教学能够生动逼真地加以体现, 有助于同学们更好地理解教学内容, 例如平面四杆机构演化型式中的机构倒置用动画表示, 其效果则是一目了然, 如图1所示。

但是并非所有教学内容都适合用多媒体教学, 比如平面四杆机构的图解法设计、凸轮轮廓曲线的作图法设计等, 还是以板书教学的形式为好。板书过程能清晰地展现全部的解题过程, 并且板书速度比较慢, 能够留给学生足够的时间去思考, 便于学生理解、吸收, 所以采用多媒体和板书相结合的教学方式是比较理想的。

三、综合应用多种教学方法, 激发学习兴趣

机械原理课程知识点众多, 且理论性和实践性非常强, 学生在普遍对机械缺乏感性认识的情况下, 内容晦涩难懂, 为了有效提高教学效果, 授课过程中应该尽量避免“填鸭式”教学, 综合应用启发式、案例式等多种教学方法。启发式教学的一种方法就是问题式教学, 也就是在讲课的过程中不断地提出问题、思考问题, 进而解决问题。提出问题后, 可以让学生之间进行讨论继而回答问题, 也可以在学生进行充分思考的基础上, 教师自己解答问题。启发式教学可以活跃课堂气氛、提高教学效果, 也可以培养和提高学生分析问题、解决问题的能力, 被认为是培养创新型人才的重要手段之一。[4]案例式教学法是指教师将一些典型的应用案例结合具体的基本理论, 启发引导学生对于案例进行分析和讨论从而在分析过程中将知识点、重点和难点贯穿到案例中, 从而达到形象直观的教学过程。例如:利用自卸卡车车厢的举升机构, 讲解曲柄摇块机构的工作原理, 自卸卡车在同学们的生活当中是比较熟悉的, 所以一提出自卸卡车, 同学们脑海中马上就会浮现出它的工作过程。又比如:在介绍连杆机构的急回特性时, 以牛头刨床为例。因为大二学生刚刚经历过进工实习, 对牛头刨床工作行程和空行程速度不同的感受非常深刻, 所以一提到牛头刨床的这一特性, 同学们马上就能够理解急回特性的概念, 从而起到了事半功倍的效果。

四、结合课外科技竞赛, 以赛促学

借助“全国大学生机械创新设计大赛”、“全国大学生工程训练综合能力竞赛”等比赛, 强化学生的工程意识, 培养学生的创新能力, 同时也让学生体会到了学以致用的乐趣, 充分调动了学生自主学习的积极性。在每年的省级、国家级比赛中, 我校学生均获得了较好的成绩。例如:第六届广东省机械创新设计大赛二等奖3项, 第六届全国大学生机械创新设计大赛广东赛区一等奖1项、二等奖1项, 2014年“金川”杯第七届全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛三等奖1项等。科技创作过程既培养了学生的创新能力和动手能力, 同时也锻炼了他们的团队协作能力, 这部分学生在后续的学习、生活中都表现出了较好的学习自主性和自信心。他们对整个班级, 乃至后续师弟师妹们的学习态度均有很大程度的促进作用, 在一定程度上改变了同学们对《机械原理》等难度较大课程的学习态度, 使得整个学习氛围呈现出良性发展的趋势。经过几年来的不断努力, 目前我院《机械原理》课程的不及格率已经明显低于前几年。

五、结论

《机械原理》作为机械类各专业必修的一门重要技术基础课程, 在学科体系中起着承前启后的作用, 是进一步学习后续专业课的桥梁, 其教学效果的好坏将直接影响到学生后续相关课程的学习。笔者通过优化教学内容, 改进教学方法和手段, 活跃课堂气氛, 激发了学生们的学习兴趣;借助竞赛契机, 培养学生的工程意识及实践创新能力, 促进学生自主学习, 取得了较好的效果。

参考文献

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解析石油机械密封的工作原理 篇8

关键词：石油机械密封；工作原理；失效；对策

中图分类号：TS653 文献标识码：A 文章编号1672-3791（2014）01（b）-0000-00

在实际的石油化工生产中，常会有一些有害流体产生，为了防止这些有害流体外流，往往会把它们封装在专门的装置中。在石油化工生产中机械密封装置因其所存在的优势而被普遍应用，机械密封是接触式密封的一种，保证机械密封的正常运转是系统装置与设备进行安全生产以及长周期运行的重要前提基础和保障。为了保证石油机械密封能够更好的运行，就应该对其工作原理进行分析，不断的改善机械密封装置，促进石油化工事业的持续稳定发展。

1石油机械密封的工作原理及特点

1.1石油机械密封工作原理

机械密封，通常被形象地称为“端面密封”，其是一种避免有害流体流出的装置，在工作原理上，主要是借助于流体的压力和磁力的作用提高密封效果，使垂直于旋转轴线的端面保持贴合并且相对滑动，从而提高了密封的质量。在石油领域中所使用的机械密封在原理上与普通的机械密封基本一致，是在弹簧力与介质压力的作用下，非旋转环紧密地贴合到旋转环上，在旋转的过程中，双方实现相对性地滑动，介质的径向流动就会被阻止，此时所形成的摩擦副即为机械密封的主密封。弹簧与介质压力的向下推动，会对于摩擦副经过摩擦所受到的损害进行补偿，从而能够保持密封端面之间紧密接触的持久性。机械密封的密封圈作用，还可以对于环和轴之间所产生的缝隙进行补偿，以避免有液体从缝隙泄露。在非补偿环和压盖之间所采用的是非补偿环辅助密封圈，其可以避免介质从这里流出。在实际的应用中，石油机械密封的辅助密封圈并不会有相对的运动状态，属于是静密封。另外，在密封圈的选择上，一般会选择使用“O”形圈，也可以使用垫片来进行处理。

1.2石油机械密封特点

机械密封主要由四部分组成，即：密封端面（动环和静环组合）、辅助密封圈、缓冲补偿部分（以弹性元件组成）、促使动环能够随着轴旋转的传动部分。从石油机械密封的特点上来看，主要表现在其使用寿命较长、可靠性高、泄露量小、功耗较低，并且不必经常进行维修，对轴的磨损小，能够很好的适应实际生产过程中较高的密封要求，例如高温、低温以及真空的环境状态下，或者是各类腐蚀性强的物质，都要采取特殊的密封措施。对于设备装置的密封，机械密封是最为关键的，但是由于其机械密封结构相对复杂，所以，即便是存在着很多的密封优点，鉴于其在制造和安装的过程中，对于精准度的要求很高，导致了成本提高，而且对于维修人员的技术要求也会很高。因此，保障密封工作的可靠性，对于延长石油机械密封的使用寿命是非常必要的。

2石油机械密封失效的原因及对策

2.1失效原因分析

2.1.1由于压力导致机械密封失效

在机械密封中，若密封压力腔内的压力超过了其可承受的范围，则其密封端面比压，从而导致液膜难以更好的形成，甚至会出现端面磨损严重的现象，与此同时，也会使发热量增多，致使机械密封零件变形。当工作压力出现波动的现象，会使弹性变形量以及密封效果带来一定的负面影响，泄漏量也会随着压力的变化而变化。

2.1.2因为介质腐蚀引起机械密封失效

首先，机械密封的表面在腐蚀性介质的作用下遭到严重的腐蚀作用，在强烈的腐蚀作用下，并且时间上延续较长，就会将石油密封机械的某些密封部件穿透，从而导致泄露现象发生。其次，在介质腐蚀与应力的共同作用下，弹簧和金属波纹管会出现破裂的现象；第三，机械密封装置上的碳化钨环一般是要焊接到不锈钢座上面的，在使用的过程往往会出现不当操作，就会导致不锈钢座出现晶间腐蚀。

2.1.3高温致使机械密封失效

第一，导致机械密封失效的一项重要因素是常高温油泵，诸如减压塔底泵、油浆泵、回炼油泵等出现热裂。在干摩擦的作用下，或者抽空、冷却液中断、以及密封面中混入杂质等因素，都会造成密封面的环表面出现径向裂纹。第二，密封机械的常用部件碳-石墨环，很容易出现石墨碳化，从而造成了机械密封失效。这主要是由于碳-石墨环必须在零下105到250摄氏度之间进行工作，一旦超过了这个温度范围，就会发现有树脂从碳-石墨环的表面析出，进而在高温状态下，摩擦面周围的树脂就很容易被碳化，当有粘结剂出现，就会因发泡软化而导致机械密封失效。第三，对于一些橡胶辅助密封件，诸如氟橡胶、全橡胶以及乙丙橡胶等，如果超出了被允许的温度范围，就会由于老化而失去弹性，从而出现了变硬、龟裂的现象，机械密封失效。目前所使用的机械密封主要是以柔性石墨为主要材料，其具有耐高温、耐腐蚀的性能，但由于回弹性较差，很容易在外在环境的影响喜爱发生脆裂，使机械密封失效。

2.2相应的解决对策

1、对于密封机械的选型，要根据转动设备的作业环境和工况来选择，一些辅助设施是必不可少的。例如，在高温的环境条件下作业，所选择密封环就要具有耐高温性，石墨、钴基碳化钨等都是较好的选择。此外，还要配置必要的密封冲洗设施，以起到冷却、润滑、以及净化的功能。

2、对于石油机械密封的日常使用，要按照规范，并注意维护及保养。介质和工作环境对于对机械密封具有一定的影响力，那么，在日常的使用过程中，就要按照规程正确操作，做好设备的密封巡检工作，对于转动设备的运行状况时时关注，严格控制介质的特性指标，以免机械密封使用环境的工况发生变化。

3、加强机械密封的检修质量。对于密封配置要进行常规检查。重视检修质量，在密封配置过程中，对于保持密封元件要轻拿轻放，保持清洁完整，依照检修规程来合理的调整间隙及配合。比如，机械密封面间隙以及弹簧比压等，此外，还要注意避免使泵的振动幅度过大，尤其要注重转子的动平衡及对中找正。

3总结

伴随着社会经济的持续快速发展，无论工业生产还是日常生活，对石油的需求量日益增多，在石油化工领域中，机械密封显得日益重要。石油机械密封在实际的工作中，其工作环境可能是气态、液态、或者汽液态，若机械密封介质的沸点较低，当机械处于运行状态的时候，就会升高温度，密封介质就会被挥发，此时，密封的作用就很难发挥出来。注意选择石油机械密封，并按照的相关的规范进行操作，只有这样才会让石油机械密封能够安全可靠的运转，延长其使用寿命。同时，相关的工作人员要熟练掌握机械密封的工作原理及其自身的特点，促使机械密封在石油化工领域充分发挥其自身的优势，更好的促进石油化工事业的持续稳定发展。

参考文献

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