机械制图的含义十篇

发布时间:2024-04-26 03:33:57

机械制图的含义篇1

关键词:工程机械;电子节能控制;技术研究

中图分类号:S210.41文献标识号:a文章编号:2306-1499(2013)06-(页码)-页数

随着科学技术的不断发展,工程机械在能量消耗、作业性能、操作适宜程度方面的要求越来越高。本文基于一种全新的节能控制理念,借助于电子节能控制技术,进行工程机械的节能控制管理,节约了能量的消耗。下面先讲解一下广义节能的含义。

1.广义节能的含义分析

1.1广义节能含义

工程机械进行能量的转换以及能量的传递,可以给外面的负载提供有效功,做出有效功率。考虑到工程机械属于协同作业类型,有两个方面可以影响到工程机械的输出功率,一个是功率的传递情况,另一个是不同功率间的配合情况。现在人们对工程机械的节能控制大多关注在功率传递方面以及供应方、需求方的匹配方面,却没有关注不同功率间的配合情况。作用功率为工程机械在单位时间里完成的作用量。在提高作用功率的同时就会加大能量的消除程度,降低作业功率的同时就会降低能量的消耗程度。作用功率同功率之间呈反比例关系,为此,需要在一样的作用功率下进行能源消耗数据资料的比较。广义节能含义有以上说到的四点内容,分别是匹配、效率、不同功率间的配合以及作业效率。

1.2典型的工程机械功率图分析

站在能量的角度看待工程机械的全部过程,其实就是不同类型的能量之间进行的传递过程、转换过程以及做功过程。研究工程机械能量控制管理,不能没有工程机械流图的分析研究。以柴油机为例进行的能量转换过程,都来源于柴油提供的化学能量。首先是柴油机转换柴油的化学能为机械能,在这个过程中可以借助于电控喷油或者全程调速的技术方式降低柴油机的能耗指数,提高其动力性能。在液压泵里,把接收到的机械能量转成液压能量,液压泵的动力性能可以借助于压力切断、恒功率控制等方式来改善。考虑到柴油机是能量的供给方,液压泵是能量的需求方,要想改善这种供求关系时,可以进行功率荷载控制管理以及转速控制管理。液压阀接收泵释放的液压能,借助于液压系统内部的压力和对应的执行部分,进行协同动作。液压阀会受到阀控制系统的控制管理,把液压阀状态当成流量需求方面以及操作图方面的代表。把液压泵、液压阀分别当成流量方面的供求方以及需求方。这种供求关系要想良好的匹配好,还需要借助于负荷的传感控制管理以及负流量方面的控制管理。液压阀液压会被马达吸收,传出机械能量。执行元件传出的一部分机械能量会对外负载全面做功。

2.工程机械电子的节能控制技术分析

2.1全局节能控制体系

基于广义意义,进行工程机械电子的节能控制,要进行研究的对象是负载情况以及整体情况,把多执行部分进行的协调管理控制、原来工程机械电子的节能控制技术以及作业效率这三个部分之间相互结合起来,能够为了统一的目标进行最优化的工程机械节能控制管理。要想良好地定量好工程机械节能控制技术的最终节能效果,还需要定义出以下关于节能方面的指标。在单位油耗内、单位时间段内,工程机械做出的对外有效功,即有效功率比上油耗,被称为全局节能指标。它涉及到了多执行部分进行的协调管理控制、原来工程机械电子的节能控制技术以及作业效率这三个方面,可以全面地比较和分析工程机械节能效果。把工程机械全局的节能指标当成总的大目标,可以构成一个全方面的、多个层次的工程机械节能体系。

2.2全电控系统

原来的节能控制虽然有了很大的节能控制效果,但从以下几个方面,打破原来的节能控制管理范畴,还能够取得更多的节能效果。一是改变原来的参数功率,进行柔性的参数功率匹配;二是借助于作业模式技术,进一步完善功率分配系统,这种系统属于一种动态系统,能够基于作业模式上;三是清晰明白驾驶员的意图,完善作业效率控制系统,这种系统能够基于操作模式上。从以上三个方面进行工程机械的电子节能控制,还需要有全电控制的执行层面以及分布管理方式的控制层面,组成一个全新的工程机械电子节能控制功率系统。全电控转动部分由液压马达、控制阀、液压泵、柴油机构成,这些部分都是电控制的。全电控进行元件之间的转换以及功率之间的传递,让硬件功能变的优化,也增加了硬件之间的通用性。这样一来,就能够进行更方面深入的感知,也更加广泛地进行控制管理。全电控制管理系统的专用作用以及控制作用由软件承担,能够在线调节相关的控制参数,让其适应现实的操作情况以及工作情况。做到参数的柔性化管理,取得广义的节能效果。

2.3分布控制系统

信号、数据的处理速度给节能控制提出了更高的要求,为此,需要使用专门的能够基于总线的各类控制管理器,例如液压阀的控制管理器、液压泵的控制管理器、发动机的控制管理器,让这些控制器之间能够良好地连接高速总线,组成一个能够基于总线的控制系统。其中发动机控制管理器控制喷油量根据的是发动机自身的运行数据以及用户做出的指令,基于总线接收别的控制管理器进行控制指令。液压泵的控制管理器会参考液压泵在出口位置处的压力信号,调节整理液压泵的排量信号,然后发给总线数据,也是基于总线接收别的控制管理器进行控制指令。液压阀控制管理器会受到相关工作人员实施的操作指令,在接收指令后控制管理液压阀,然后传输给总线相关的数据信息,并且能够基于总线来接收别的控制指令。这种基于总线的系统,大大地提高了信息数据的传输速度以及处理速度,也能够达到实时控制在功率管理控制方面的要求。

3.总结

原来的工程机械节能控制存在着不少的缺点,打破这种体系的关键就是进行工程机械的全局电子节能控制管理,实现参数的动态匹配,建立动态功率系统以及作业管理系统,使工程机械节能控制有一个良好的控制效果,并且指明工程机械电子节能控制技术以后的发展趋势。

参考文献

[1]吴文静,刘广瑞.数字化液压技术的控制方法研究[J].液压气动与密封.2007(06)

[2]赵波,刘杰,戴丽,邓子龙.挖掘机液压系统的节能技术分析[J].流体传动与控制.2007(04)

[3]方桂花,潘海涛.切管机液压平衡回路的节能分析[J].液压与气动.2009(08)

[4]黄宗益,李兴华,陈明.液压挖掘机节能措施[J].建筑机械化.2009(08)

机械制图的含义篇2

关键词:柔性机械臂;动力学;逆动力学;振动;大范围运动

theanalysisandsolutionforinversedynamicproblemsofflexiblearms

abstracet:thepaperconcentratesontheanalysisandsolutionforinverseproblemsofflexiblearms.thesecantcoordinatesystemisintroducedtodescribethelocationofthetwo-linkarm.thefast(vibration)partandtheslowpartareanalyzedfortheinverseproblems.thesolutionsforthefastpartarefoundemanativethroughtheanalysis.so,thesolutionfortheflexiblearmsshouldbecarriedoutwhileonlytheslowpartisincluded.asamplemethodisgiventogetridofthefastpartandgetthesolutionsfortheinverseproblems.numericalresultsshowthatthismethodiscorrect.

keywords:flexiblearm;dynamic;inversedynamic;vibration;movementwithlargerange

双连杆柔性机械臂是柔性系统中最为典型的例子之一,在实践中,对其端点的运动实现精确的控制的最重要因素是控制算法的计算速度,复杂的控制算法难以实现。而逆动力学建模和控制是紧密相关的,通过逆动力学方法,得到一个比较精确的驱动力矩作为前馈,再施以适当的控制算法,以实现对机械臂的高速、高精度控制,则是一种具有实效的方法。

关于柔性臂控制的逆动力学方法的研究报道尚不多见,其中文献[1-5]对动力学方程解耦,即把动力学方程近似分解成一些相对简单的系统,从而得到逆动力学的表达式。matsuno[6]通过对采用切线坐标系的动力学模型进行简化,得到了一种实时的逆动力学方法。gofron等应用了驱动约束法[7],把期望运动处理成非定常约束。bayo在频域内进行了逆动力学求解[8],[9]。asada等提出了一种迭代求解的方法[10]。

在逆动力求解中常常会遇到求得的力矩不准,力矩振荡很大,求解烦琐等问题。因此,讨论逆动力学求解的特点和性质是非常重要的,并有助于采用合理的方式得到比较好的前馈力矩。

1动力学和逆动力学模型

一般情况下,柔性机械臂的两根连杆横向弹性变形(弯曲)较小,则忽略机械臂的径向变形;假定关节及臂端负载均为集中质量,则忽略其大小。同时,暂不考虑电机转子的转动惯量和电机的阻尼。

连杆变形很小,对每根连杆建立一个运动坐标系,使得连杆在其中的相对运动很小。机械臂的整体运动则可由这两个动坐标系的方位角来描述。于是,在动力学模型中将有两类变量,一类是幅值很小但变化迅速的弹性坐标,另一类是变化范围较大的方位角。本文采用端点连线坐标系,即将连杆两端点的连线作为动坐标系的x轴(见图1)。描述整体运动的是两个角度和,而连杆相对于动坐标系的运动则可视为简支梁的振动。这样,动力学模型刚度阵的弹性坐标互相不耦合,臂端的位置可由和确定,其期望运动形式(或数值解):

(1)

如采用其他形式的动坐标系,两杆的弹性坐标将耦合在一起,而且在逆动力学求解时,将不得不处理微分方程与代数方程组合的方程组。

对每个机械臂取两阶模态坐标来描述,应用拉格朗日方法得到动力学方程:

(2)

式中。为6×6质量阵;为速度的二次项;为6×6刚度阵;为重力的广义力向量;为驱动力矩的广义力向量;,其中和、和分别是两个机械臂的一阶和二阶弹性坐标。

柔性臂系统的逆动力学问题,是指在已知期望末端操作器运动轨迹的情况下,结合逆运动学与动力学方程对关节力矩进行求解。如果直接进行逆动力学求解,即把式(1)代入动力学方程式(2)中,对方程中的弹性坐标和力矩进行求解,一般情况下,其数值解将很快发散。

表达系统运动状态的坐标可以看成有两部分组成:大范围的相对缓慢的运动(慢变)部分和小范围的振动(快变)部分。本文试图将这两部分分离,分别讨论它们的逆动力学特性,并以此来分析整体系统的逆动力学问题。

2快变部分的逆动力学问题

首先,寻求两个关节力矩使端点保持不动,先不考虑大范围的运动。此时,重力只起了一个改变平衡点的作用,在方程中把与它相关的部分略去,在动力学方程(2)中令,得:

(3)

式中

在方程(3)中消去和得:

(4)

式中:

,,

,,,

,,,

,,,

,

对式(4)降阶:

(5)

式中

其中,

i是四阶单位阵。方程(5)可化为下列形式:

(6)

式中。求出的特征值分别为

式中。

因的特征值存在正实部,则方程(3)所表示的系统不稳定,其解发散,即双连杆柔性臂在这种情况下,其振动问题的精确逆动力学解是发散的。

的各特征值在复空间分布关于虚轴对称,必然会出现正实部,如选取更多阶模态函数离散时,会出现同样的情况。因此,选取更多阶模态函数离散时,其振动问题的逆动力学解是发散的。

如应用应用文献[10]中给出的迭代法进行逆动力学求解,当积分步长很小时,其解是发散的;当积分步长较大时,便可得到较好的结果。其原因是因为快变部分的逆动力学解发散,当步长较大时相当滤掉了快变部分,便可得到较好的结果。

3慢变意义上的逆动力学

在进行慢变意义上的逆动力学求解时,应试图将弹性坐标中的振动部分滤掉,弹性坐标中不应含有振动部分,再结合期望的、求得力矩。

如图1所示,机械臂的各参数:l1=0.87m,l2=0.77m,m1=1.9kg,m2=0.8kg,m1=12.75kg,m2=2.4kg,=602.5,=218。期望运动轨迹:机械臂端点绕以(0.8,0)为圆心,做半径为0.5m,以每周1s作匀速圆周运动。

由机械臂的动力学仿真结果可以看到,弹性坐标的一阶、二阶时间导数项振动幅值很大,但它们都在零值附近振动,即其慢变部分很小。因此,在式(2)中去掉弹性坐标的一阶、二阶时间导数项,相当于滤掉了弹性坐标中的振动部分,经过整理得到如下形式:

(7)

式中,、、中含、及其一阶时间导数项。

将式(1)代入式(7)中,再对方程求解,可以得到弹性坐标和力矩,弹性坐标见图2(图中不含振动的曲线)。为了考察得到的力矩,将力矩代入动力学方程式(2)中,得到的各弹性坐标见图2(图中含振动的曲线),轨迹跟踪曲线、端点坐标与期望运动相比较的误差曲线分别见图3和图4。

含振动部分的弹性坐标

弹性坐标的慢变部分

4结束语

由图2可以看到,机械臂在运动过程中,其弹性坐标由两方面组成,一方面是振动部分(快变部分),另一方面是与载荷、惯性力有关的慢变部分。而弹性坐标速度、加速度的慢变部分很小,在逆动力学求解中将其略去是合理的,由式(7)得到了比较准确的弹性坐标慢变部分并非偶然。

由以上分析可以看出,对于柔性机械臂系统,振动部分的精确逆动力学解是发散的,进行逆动力学求解时,应滤掉振动部分,在慢变的意义上进行,才能得到比较好的前馈力矩。

参考文献

[1]xiajz,manqch.realtimeestimationofelasticdeformationforend-pointtrackingcontrolofflexibletwo-linkmanipulators[j].thejournalofdynamicsystems,measurementandcontrol,1992,115(3):385-393.

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[3]matsunof,sakaway.dynamichybridposition/forcecontrolofatwodegree-of-freedomflexiblemanipulator[j].journalofroboticsystems,1994,11(5):355-366.

[4]yoshikawat.dynamichybridposition/forcecontrolofrobotmanipulators-descriptionofhandconstraintsandcalculationofjointdrivingforce[j].ieeejra,1987,(3):386-392.

[5]kwonds,bookwj.aninversedynamicmethodyieldingflexiblemanipulatorstatetrajectories[c].proceedingsoftheamericancontrolconference,sandiego,publbyamericanautomaticcontrolcouncil,1990,27-37.

[6]matsunof.modelingandquasi-statichybridposition/forcecontrolofconstrainedplanartwo-linkflexiblemanipulators[j].ieeetransactionsonroboticsandautomation,1994,10(5):287-297.

[7]gofronm,shabanaaa.controlstructureinteractioninthenonlinearanalysisofflexiblemechanicalsystems[j].nonlineardynamics,1993,(4):183-206.

[8]bayoe,moulinh.anefficientcomputationoftheinversedynamicsofflexiblemanipulatorsinthetimedomain[c].proceedingsoftheieeeinternationalconferenceonroboticsandautomation,scottsdale,publbyieee,1989,710-715.

机械制图的含义篇3

关键词:多媒体网络;Cai软件;机械设计传动

中图分类号:tp368文献标志码:a文章编号:2095-2163(2016)01-0105-03

0引言

随着计算机信息化和数字化应用热潮的强势来袭,“全民学习时代”也已随之开启。与其相适应,网络Cai软件开发即已吸引了研究学界的广泛关注与兴趣。从目前来看,Cai软件研发数量仍然较少,而且质量也普遍不高,同时软件内容和教材又基本一致,明显缺乏时代特色和创新。但从时下颇为通行、且大众性的应用需求的探索分析可知,Cai软件在教学活动中的作用正日趋必要与重要。而结合已有研发实践调研后的结果却已指出:传统Cai软件由于受到行为主义理论约束,机械练习、反复练习问题较为严重,对学生构建形成完善的知识体系极为不利[1]。基于此,则应对当前Cai软件实施深度开发,设计实现能够充分保障、并高效促进学生成长的Cai软件。本文即以网络Cai软件开发在机械设计传动中的应用为例,针对这一课题内容展开如下研究论述。

1机械设计传动Cai软件开发过程

Cai软件的研制开发更为重要的一点就是要通过Cai软件形成新的教学观念。用新技术取代陈旧的课堂模式,为学生创造更乐于参与和融入的学习氛围。如此则不仅显著提升了学生的学习积极性,同时更可使教学效果也能够得到现实优异的全面改善。在此,将给出机械设计传动Cai软件开发实现过程具体如下。1)目标分析目标分析是开发Cai软件的基础和前提。在这一过程中需要开发人员对教学对象、环境、用途以及目标等进行恰当的普适性分析,从而确定具体要求。2)教学设计详细阅读机械设计传动教材,对教学内容进行精细的调整与分配。以教学目标为基础,指定教学策略,将各单元有机结合到一起,构建完善的知识网。同时,还应当对教学单元进行科学、合理的划分,明确各单元内容,并为每个内容挑选最佳呈现方式。教学设计过程是对教师能力的考验,同时也是最能够体现教师能力的环节。3)脚本编写所谓脚本编写,就是制定详尽的设计方案,除了单元划分、内容选择和编写之外,还包括图形制作、屏幕美术设计等等。脚本编写是将复杂的抽象化思维转变为特定具象化的计算机软件的过渡阶段。值得注意的是,在脚本编写过程中,还需要开发人员和授课教师的才智互补和全程协作交流。4)素材制作以编写完成的脚本作为参照,对软件中需要用到的各种素材进行制作。具体来说,主要包括图片、文字、声音、动画等。可以借助Flash、3DSmax软件等多媒体软件对所需素材进行制作和生动呈现[2]。5)程序设计基于教学目标需求,设计研发一款具有多媒体网络功能的课件系统程序,建立和教学内容直接相关的表现媒体的语言接口,最终制成Cai软件。对于Cai软件制作过程来说,应用工具既是开发观念的转变,同时也是开发行为的现实提升,并为今后的Cai软件开发指明了方向。只是需要指出的是,这种方法的使用虽然较为简单,但是灵活性明显偏差。除此之外,还有一种通用方法就是程序语言开发。将其与应用工具比较后可知,该开发方式的灵活性更强,功能也十分完备,是Cai软件开发的理想应用选择。本文所给出的Cai软件就是基于VisualBasic面向对象的可视化程序设计语言进行框架构建和整体支持而开发完成的。研究中Cai软件的开发重点就是如何将教材内容调控整合并理想提供给学生,也就是说,如何将教材内容组织到网页中,同时还要注重Cai软件功能的优化实施与拓展。基于此,VisualBasic程序设计语言的优势则愈显突出,用户可以轻松掌握并利用其定制功能,开发获得预期满意的Cai软件。在网页制作上选择DHtmt技术,通过该技术能够实现程序脚本语言的成功内嵌,而且制作得到的网页也更具生动真实感,同时更呈现出良好互动效果。

2机械设计传动Cai软件脚本设计

2.1概述

机械设计传动课程下属机械专业,具有综合强效的实践性和技术性要求。也就是说,学习这门课程除了需要掌握大量的专业知识之外,更要具备相当的实践能力,能够将课堂上的理论知识应用到实践中去。在以往机械设计传动课程中,主要是应用幻灯片或者是静态挂图等教学道具。而机械设计传动的知识却是情境动态的,从而导致学生在理解上存在现实难度。同时,大多数教师理论基础非常扎实,但是缺少实践演练环节,如此必将影响学生实践能力的开放式增长及发挥。将Cai软件引入机械设计传动课程中,即能够有效解决上述问题。从目前来看,国内机械设计传动Cai软件的发展较为缓慢,与电路设计、化工原理等Cai软件差距也较为明显。分析这一现象的形成原因主要有两个方面:一是机械设计传动课程在我国开设得较晚,因此,机械设计传动Cai软件的研究起步也随之滞后;二是大多数软件的开发方式现已落伍陈旧,与当前技术发展难获协调。针对这一现实状况,本文介绍的Cai软件则能适应贴合当前技术发展水平,并可满足大多数高校机械设计传动课程需要。软件中不仅包含文件传输、网络交流等功能,还具有练习功能[3]。

2.2脚本设计

综上可知,脚本设计的质量将直接关系到Cai软件教学效果。反过来说就是,一个成功的Cai软件必然具备一个优秀的脚本。脚本除了要将各种内容排列位置进行美观表示外,还要体现课件的设计要求、设计方法及特点。总而言之,脚本设计既要重视细节,又要统筹全局。机械设计传动Cai脚本必须要和该门课程的教学内容和核心思想紧密结合,而由于机械设计传动的特殊性,Cai软件中必然包含大量图片和动画。脚本设计就是需要将图片、动画等进行和实施现代创意组合。作为开发人员应当树立清晰认知,要明确意识到Cai软件只是一种辅助教学手段,并不能取代教师的位置。在编写脚本时,具体则需要遵循以下原则:1)将课件进行有效表示。Cai软件属于信息系统。从总体上来说,Cai软件应当充分体现教学信息和控制信息。在一帧框面中,则可将教学信息、学习者应答及判断、软件运行情况等实现一个完整展示;2)给出各种指示。脚本应当表达各种指示和要求。也就是说,制作者通过阅读脚本即可明白使用者的需求,从而采取科学的技术路线;3)便于维护和开发。脚本不仅要考虑如何制作课件,还应当考虑今后的维护和二次开发。由于Cai软件应用时间多会较长,因此,这一点在设计时也要获得足够重视。

3机械设计传动Cai软件实现

3.1课件知识结构划分

机械设计教学软件中传动件的知识结构划分主要是依据高等院校的常用教材,同时又相应在参考其它机械设计教材和教学软件的基础上执行和完成划分的。

3.2框面设计

设计初始,可将框面分为左右两个部分。左侧为目录,能够让使用者直观了解到这门课程可分解为几个单元,以及每个单元的包含内容。章标题下还设置有隐藏目录,打开隐藏目录就可以看到各章节中包含哪几个小节以及每个小节的具体内容。右侧为知识点呈现部分,比如点击左侧“第一章”、“第一节”后,右侧框面将显示该节的特色内容。之所以做到左侧目录,右侧知识点的安排,只是为了符合人眼的浏览和观看习惯。现以“多媒体网络课件界面”为例,给出其实际编排如图1所示。研究设计中,课件文本主要可分为标题、文字说明和可触发事件文本三种,每种文本的制作方式各不相同,具体分析论述如下。1)标题文本标题文本的重点在于字体和风格,常用类别主要选取如下:<i>斜体;<B>粗体;<U>下划线;<SUB>下标;<SUp>上标;<Font>用于更改字体大小和颜色。属性中,SiZe定义大小;属性CoLoR定义颜色,而颜色则以RGB十六进制数字或16种颜色名定义。现实中惯用的风格定义则可表述为如下标识符:<em>一般强调,通常用斜体;<StRonG>特别强调,通常用黑体[4]。2)文字说明文本文字说明文本除了要控制字体风格以外,还需要控制版面位置。版面位置需要用块定位和CSS方式来实现设计和控制。其中,块表示符<DiV>和<LaYeR>是本课题运用较多的定位标识符。具体来说,就是选用块元件的定位属性top、Left、position、并配合CSS来完成页面元素的研究定位。3)可触发事件文本可触发事件文本有超链接文本和程序触发文本两种。前者较为简单,用<ahref=•URL’>超链接定义标识符即可实现。后者却需用iD进行定义,Script程序定义,从而触发Script程序的运行。这类文本通常具有特殊重要作用,可以对其它文本进行控制。

3.3多媒体素材制作

机械设计传动课程中,工程制图是机械设计Cai的主要形式。在课件制作中,大部分工程图、表现图均是由autoCaD进行绘制,动画则是由3DStudiomax软件进行制作。在此,研究实现的机械设计Cai动画的仿真效果即如图2所示。3.4习题库制作机械设计Cai软件中习题库的建立制作,主要就是通过搜集、编写各类标志性习题,并对数据库施以有序编辑、维护管理等一系列研究工作的实现过程。

4结束语

伴随计算机技术的快速发展,Cai软件在教学活动中日显其突出重要地位和作用。但是通过研究知道,传统Cai软件在付诸使用和参与学生成长中却存在着现实缺陷与不足。因此,本文就当前机械设计传动Cai软件进行了深度开发和探讨研究,设计实现了一款符合现实发展需求的机械设计传动Cai软件。经过实际运营使用可知,该软件达到了预期目的,获得了满意的应用效果。

参考文献:

[1]李军杰,李世明,杨蒙蒙,等.基于VR和立体视觉技术的Cai系统开发与应用[J].计算机光盘软件与应用,2014(12):75.

[2]刘娜.机械制造中基础类公差与配合动画设计与研究[D].太原:太原科技大学,2013.

[3]蔡晓娜.基于pro/e软件的优化设计及其在机械设计中的应用[J].科技传播,2014(12):246,247.

机械制图的含义篇4

关键词:机械活化;干法工艺;氧化淀粉

氧化淀粉是淀粉在酸性环境、碱性或中性介质中,加入适量氧化剂的情况下发生氧化反应得到的产品。氧化淀粉具有很好的流动性,而且其固体含量相对比较高,另外粘性强、透明度好,这诸多优点令其受到食品、建材等行业的青睐。但是在实际制作过程中却存在很大困难。因此在这种情况下寻找一种高效率的生产工艺改善氧化淀粉生产现状显得尤为必要。

1机械活化木薯淀粉氧化淀粉干法工艺简介

1.1氧化淀粉制备原理

氧化淀粉的制备需要合适的氧化剂参与制备过程,传统的制备效率普遍不高。淀粉和结晶颗粒结构相似,其内部却没有结晶部位,外部坚固易结晶,将它放在水或化学试剂中不会受到太大影响。在没有结晶的环境下,即使存在氧化剂也很难发生氧化反应,淀粉氧化反应在这种情况下就很难发生,这就是其氧化度和反应效率不高的根本原因。目前解决这一问题的措施有一种,它利用强碱的催化效应,对淀粉进行预先加工处理,以达到提高其氧化反应效率,增强其氧化度的目的。但是目前这种普遍采用的方法却存在一定的缺陷,因为其制作成本相对较高而且对环境污染较大。

1.2干法制备工艺

干法工艺制备氧化淀粉,其制备环境大多要求将水的质量分数控制在20%左右,在一定控制条件下,将试剂与淀粉充分混合后得到干燥产品。目前这种工艺因存在反应不均匀、产品质量缺乏保障等问题而没有得到生产厂家的广泛应用,但与其他制备工艺相比,其优势也是显而易见的:工艺简单、流程也相对比较简短、反应效率高、生产设备要求不高且耗能少、对环境影响小等。因此利用这种工艺研究木薯淀粉氧化淀粉的制备具有重要意义。

1.3机械活化淀粉制备方法

机械活化主要针对固体颗粒物,在一系列机械力作用下,将机械能转化为物质的动能,此时固体颗粒结晶体的结构和部分物理方面性能发生改变,从而引起固体物质的化学相关性能增加。机械活化淀粉是通过改变其相关物理特性后产生的淀粉,具体过程为在摩擦、撞击等一系列物理机械外力的作用下,淀粉结晶的结构被分解破坏,致使其转变成为低结晶或非结晶状态,此时其物理特性也随之发生了改变,比较明显的是其透明度和冷水环境下的溶解度提高,对淀粉相关特性如老化特性产生了一定影响。

在上述研究基础上,技术人员探讨一种新的处理方法,就是将机械活化运用到淀粉的预处理阶段,氧化剂采用过氧化氢,制备工艺采用干法工艺,评价指标是制备淀粉羧基含量。具体研究其氧化剂和催化剂使用量、机械活化及反应时间、温度变化等对木薯淀粉氧化反应的影响,得出结论,看其是否符合这一工艺优化标准。

2实验材料与方法

2.1材料

本次实验主要应用原料为:木薯淀粉(由广西农垦明阳生产),双氧水(浓度为30%)、浓盐酸(浓度为36%)以及冰酸醋,在此试验中主要用作分析纯,且均由汕头西陇生产。此外,还有一种分析纯,即乙醇(浓度为95%),由广东光华生产。

本实验中主要使用的仪器为集热式恒温加热磁力搅拌器(型号为df-101b,由巩义市英裕生产)以及电热鼓风干燥箱(型号为101a-2b,由上海实验生产)。

2.2实验方法

本次实验过氧乙醇溶液是在常温下制备的,催化剂选用浓硫酸(4ml浓度为98%),参加化学反应的是双氧水(30%)和冰醋酸(20ml),反应时间为18小时,可制得约13.5%的过氧乙酸溶液。

氧化淀粉的制备要素是,淀粉40克、催化剂选用无水硫酸铜、将反应物过氧乙酸和浓盐酸混合密封1天时间、机械活化方法磨介质(300ml),一定条件后取样(50℃干燥5小时)。

测量羧基含量方法:取样(0.5克),加乙醇30ml(95%),搅拌半小时,然后过滤,用相同浓度的乙醇去除氯离子,转移样品至300ml去离子水的烧杯中(容量为500ml),加热至沸腾状态,保持温度6分钟左右,在热溶液中加入酚酞指示剂,用氢氧化钠标准溶液(0.019·4mol

/l)让指示剂变色,记录氢氧化钠体积耗损量v1,另外用原淀粉做对照实验,同样记录氢氧化钠体积耗损量v2,再通过计算式就能得出羧基含量。

3实验结果分析

3.1反应时间的影响

从图1中可以看出在1小时以内,氧化淀粉羧基含量与时间成正比关系。采用机械活化方法可以使淀粉改变原有性状,其分子中的羟基能更好的同氧化剂反应。超过1小时候,效果明显降低。

3.2反应温度的影响

从图2中不难看出,温度在50℃以上时,淀粉中羧基含量则迅速减少。原因是参加反应的过氧乙酸遇高温极易产生出氧气,当温度高到一定程度,氧气则来不及参与反应,直接导致羧基含量下降。

3.3氧化剂用量影响

经实验发现氧化剂用量增的情况下,会有更多的定份分子与其接触,使反应效率得到了提高,相应的羧基含量也在上升。当氧化剂超过一定用量时,羧基含量则会明显下降。

3.4催化剂用量影响

在实验中得知增加催化剂的使用量,可以有效提高淀粉的反应效率,超过一定量则会起反作用。适量催化剂则可,超过了一定限度则会引起淀粉大量发生降解显现,不利于提高定份氧化效率。所以从实践中得出,将催化剂用量控制在0.03%左右最能发挥其效果。

4结束语

实验结果表明,采用机械活化方式,以过氧乙酸为氧化剂的木薯淀粉干法制备氧化淀粉是高效可行的。这种工艺应该在工业生产领域得到推广应用。

参考文献

[1]韦艳枝,黄祖强,胡华宇,等.氧化淀粉的机械活化木薯淀粉干法制备[j].湖北农业科学,2012(24).

[1]谭义秋,黄祖强,农克良,等.机械活化木薯淀粉氧化产物的分散性能[j].化学世界,2010(4).

机械制图的含义篇5

关键词:机械识图与eDa技术任务驱动“理论+实践+应用”融合

机械识图与eDa技术课程改革以适用、够用、管用为主线,以任务驱动为引领,将机械识图、电气识图、protelDXp2004绘图软件通过精选、融合和贯通,有机地整合成为一门专业技术基础课。在教学内容的安排和课堂教学实践中,始终要充满“工程”氛围,将“理论+实践+应用”融合一体,提高学生解决电类专业所涉及的专业基础能力,以满足创新型社会对技能人才的知识、能力和素质结构方面的要求。

一、课程内容设计要求

机械识图与eDa技术课程是在充分调研基础上,根据机械与电气识图、电工eDa两门课程重构教学内容,按自动化、机电一体化等专业所需的识读机械图样与电气图样方面的岗位职业能力要求,开设的重要专业技术基础课。课程内容设计时要基于工作过程,将电类的职业标准融入到课程标准、课程内容的设计和实施中,教学内容要对接生产过程所需要的关键技能,以任务驱动法或项目导向为引领,充分结合岗位职业能力需求特点。

该课程是获得“中级维修电工”证书或“中级电子产品装接工”职业资格证必考的内容,是提高学生专业能力、方法能力、社会能力的专业技术基础课程。

二、调研课程工作任务

机械识图与eDa技术课程的改革思路是从行业与企业调研(相关网络、现场参观、专家咨询、座谈等方式)入手,了解社会对技能人才岗位职业能力的需求,设置该课程的教学任务,然后将任务反馈给企业,提出具体的课程教学大纲,确定对接岗位职业能力的课程内容体系。

针对课程的工作任务,设计了普通钳工、控制线路原理、机械识图、电子技术、电动机维修、机床控制线路、常用仪表、pLC控制、企业供电、CaD与protel软件应用等17项工作任务调查问卷,要求调研企业简要填写每项工作任务的行动领域及初级、中级、高级、技师电工的需求量。并且请部分企业技术人员、人事管理部门、部分专业教师对所确定的课程内容体系进行分析论证,进一步明确课程的工作任务。

三、确定课程的内容体系

通过调研分析,该课程的工作任务是掌握国家机械图样和电气图样的基本标准,正确识读简单、常用的机电零件图形,能用protel软件绘制电气电子元件库,创建机床电气控制元件与原理图。因此删除两门课程的重复部分,对截交线和相贯线只需要了解钢管斜切和弯曲视力,删除了复杂层次原理图和pCB线路设计,增加了实用节能灯、数字万用表原理图、机床控制线路图绘制,线路原理图分析只对能力较强的学生提出了一定的要求,这些知识可以为学生学习后续课程和就业打下坚实的基础。

1.开发工学结合任务驱动式校本教材

《机械识图与eDa技术》是一本工学结合导向、以任务为驱动编写的校本教材。教材针对中职学校对电类专业人才的培养定位,本着“以理论够用为度,实际应用操作为主”的编写原则,以识读和绘制原理图为主线构建教材的框架,突出设计软件应用的实操能力,兼顾中级维修电工、电子产品装接工等职业能力方面的需要。

2.设置任务驱动引领型知识体系

机械识图与eDa技术课程按工作任务过程进行调整和融合,重新设置11个工作任务,即制图的基本规定(含电气识图)、三视图的形成、认识基本几何体、看画轴测图(含行程开关壳体)、识读组合体(含变压器、按钮等三视图)、识读机械图样(含电动机的零件图或装配图)、认识电气符号及电气图、识读接线位置图(机加工车间电力平面图)、用protelDXp2004绘制基本电路原理图(数字万用表原理图)、绘制机床电气控制线路图(Ca6140控制线路图)、电动机拆装(三相异步电动机)等。每一个任务都注重实操应用能力和职业能力的要求,确定相应的子任务。对每一任务采用驱动法,对学生完成任务情况进行评价,而且每一任务按能力递进方式安排能力目标,循序渐进。

例如,设置“三视图形成”任务的目的、相关知识点和技能点时,目的是掌握三视图的形成过程及投影规律,能绘制简单物体的三视图;相关知识点包括三视图的概念、形成过程、投影规律及视图中的线、线框的含义;关键技能点是能绘制简单物体的三视图。

四、实行教学做一体化教学模式

教、学、做一体化基于中等职业教育以就业为导向和以能力培养为本位的指导思想,结合课程特点,培养学生的实践能力,将教与学、学与做有机地结合,将传授知识与提高能力统一起来,增强实践性教学,以提高教学的实效性。在教授“机床控制线路原理图绘制”时,以电动机正反转示教板、操作为导向,通过演示电动机正转、反转二种状态,让学生了解布线方式、组合开头、接触器等电气元件,以创建常用电气元件库为任务,以学生画元件、添加元件库、绘原理图、分析讨论原理图为主要学习内容,完成工作任务。

五、课程教学效果评价

评价体系的设置直接影响到教学质量和学生的积极性。课堂教学的评价结合学生任务完成情况、日常行为与实训操作规范、期末成绩等方面综合起来考核,培养学生自觉遵守国家标准和操作规范的良好习惯,提高学生的学习兴趣。因此,将每个工作任务完成质量、工作态度、操作规程、安全文明生产、创新能力等方面进行量化。工作任务的总成绩取每个任务成绩的平均数,让学生养成注重与岗位工作过程对接的实训教学过程的习惯,提高学生综合技能水平,同时教师对每一工作任务学习效果和学生能力态度给出指导性意见。

课程考核综合成绩=过程性考核成绩(40%)+工作任务成绩(40%)+期末考试成绩(20%)。

六、小结

以工学结合为切入点,以典型工作任务为导向,在教学中完成电机拆装、电气符号与基本电气图、照明线路图、机床控制线路图等任务的设计,以培养学生的专业能力、方法能力、社会能力,提高学生的技术技能水平。

参考文献:

[1]林涛.模块一体化在《电工eDa》课程教学中应用[J].中国职业技术教育,2012(32).

[2]潘红艳.网络环境下“三段式”梯度教学模式研究[J].职业教育研究,2012(5).

[3]王希波.机械与电气识图[m].北京:中国劳动社会保障出版社,2007.

[4]蒋向东.protelDXp2004电路板设计实例与操作[m].北京:航空工业出版社,2011.

机械制图的含义篇6

关键词:机械制图教材编写零件图中职学生

近年来,在国家的大力扶持下,中等职业教育正快速地向前发展,中等职业学校的教材改革已纳入到人才培养模式的改革创新之中。机械制图教材也正在试图打破标准过时、内容陈旧、贪大求全的编写模式,进而探索教材编写的创新之路。笔者结合自己多年的教学实践,谈谈几点看法,希望和同行共同探讨。

一、教材的编写要立足于课程的服务对象

中等职业学校机械制图课程的任务应该是:掌握绘制机械图形的规则(即国家标准);培养学生的空间想象能力、分析能力和表达能力;培养学生识读和绘制零件图的能力。教材编写要紧紧围绕这些任务进行。

教材内容的安排要打破传统陈旧编排模式,以三视图作为入门知识,以徒手绘图作为知识引导,充分满足中职学生对机械制图的幻想和希望,激发他们的学习兴趣。将学生领进机械制图知识的大门后,再以国家标准规范其作图,加强学生对机械制图的认识。

二、教材的编写要以识读零件图为中心

教育部《关于全面推进素质教育、深化中等职业教育教学改革的意见》中提出,中等职业教育培养目标是“在第一线工作的高素质劳动者和中、初级专门人才”。作为在第一线工作的操作人员,识读零件图是其必备的基本技能,教材的编写必须要以零件图为核心安排教学内容。

规范的零件图应包含四项基本内容:一组图形、全部尺寸、技术要求以及标题栏。这四项基本内容涵盖了机械制图的大部分知识点。

1.一组图形确定了教材的基本内容

对机械加工的操作者来说,零件图的这四项基本内容没有轻重之分,它们都是制造和检验工件的重要依据。但对于正在求知的学生来说,若要能看懂零件图,则必须要从绘制图形开始学习。

零件图中的一组图形是指能够完整、清晰地表达零件各部分内外结构形状的图形。若要完成这样的图形,教材的编写必须在《机械制图》《技术制图》国家标准的基础上,按照投影作图原理、视图、剖视图、断面图、常见工艺结构画法以及标准件常用件的规定画法等等的递进秩序,编排必要、够用的内容。其中投影作图原理既是入门知识也是后面各种绘图方法的基础,它的引入直接关系到初学者对本课程的关注度及持久学习的热情,要加大它在教材中的篇幅。

2.尺寸标注要出现教材的重要知识点

尺寸是零件加工的直接依据,是零件图中指令性最强的部分。全部尺寸确定了零件各个部分之间的形状、大小和位置。尺寸标注是机械制图中的难点内容,它的编排要由浅入深地出现在知识点的递进处,并逐步被后面的知识所利用,以达到贯穿整篇教材、使学生能随时识读的目的。通常在五个知识点处安排尺寸标注:在投影作图原理之后编排尺寸标注初步知识;在平面图形画法和基本几何体画法之后安排简单图形的尺寸标注;在组合体部分开始介绍国家标准中有关尺寸标注的规定;到了零件图部分再按照国家标准中的规定标注法去规范零件图中的尺寸标注。

3.技术要求要作为独立课题出现在教材中

技术要求是零件质量的保证。影响零件质量的因素有尺寸公差、表面结构、几何公差、热处理方式等等。国家标准对这些因素都有专门规定,有的用符号表示、有的使用数字范围表示。教材中对每个因素都要设置独立的课题,强调这些技术指标符号的画法、含义和标注,以便使学生对此足够重视。

4.标题栏是零件各种信息的落脚点

标题栏是零件图中必不可少的内容,它记录了零件的名称、材料、比例、制图时间,以及制图单位和相关责任人等信息,以表格图线形式出现。它可放置在教材中图线的画法部分作介绍,最后在零件图中再作强调。

三、教材的编写要学以致用

中等职业教育的指导思想是“以就业为目标”“学以致用”。教材的编写要贯彻这一宗旨,以识读零件图为主线,合理有序地安排课程的知识点。基础部分强调投影作图,打下看懂零件图的良好基础;应用部分强化零件图的概念,每个知识点都以机械图样为引入,使学生明白自己要学的是什么、用在何处。

总之,教材是为学生服务的,教材的编写要渗透“培养”的理念,机械制图教材的编写要围绕零件图进行。

参考文献:

机械制图的含义篇7

关键词:机械制图;钳工教学;关系;教学质量

中图分类号:G712文献标识码:a

对于机械专业的课程而言,机械制图非常重要,它是机械专业的基础学科,也是从事机械制造等方面工作人员必须掌握的一项技能。

一、机械制图的含义

作为工科类院校常见的课程,机械制图本身也是工科科学范畴内的一项关键性技术,而对于机械工程优质人才培养而言,机械制图能力培养也是极其重要的。机械制图教育主要以形体结构、图像表现作为核心,把形象思维当成主要思维,同r对学生的形象特征、图像表现、创造拓展以及空间模拟等方面能力进行培养,最终保证他们对机械制图具有基本的认知,同时掌握相应的制图能力[1]。

二、钳工教学课程介绍

在以往钳工教学过程中,通常会以《钳工工艺》或者《钳工技能训练》作为常规教材,虽然两本教材的诸多教学角度具有相似性,但是差异性则较为明显。《钳工工艺》对钳工工艺的诠释较为全面,而《钳工技能训练》则是将前一类教材作为模板,然后针对钳工课程教学进行相应的实践技能叙述,而一般主要可以包含三个课题,即钳工入门要领及金属分割技术、钳工常用测量工具的整体练习及中级技能评估练习。整体教学流程为:首先让学生通过基础工艺的学习流程,其次完成相应的拓展培训以及最终评估,最后达到提升学生基础工艺知识水平的效果。

三、机械制图与钳工教学的关联性

当前,多数中职院校往往无法界定技能课程与专业课程的差异性,特别是在实践技能课程中,往往缺乏充足的教学机会以及场所,而且很多职业院校为了保证品牌效果,不断增加技能课程,进而导致专业课程的教学时间被严重压缩,而且更多院校甚至错误地认为,职业院校的侧重目标就是技能教育。但是,理论教学往往是实践教学开展的基础。

四、提高钳工专业机械制图的教学效果的教学方式

1.讲解教学

区别于传统理论灌输教学,讲解教学需要结合相应的课件进行展示,进而保证学生在学习理论知识时不会因为知识的抽象性、复杂性而增加学习的难度,同时还能让学生能够对理论知识产生深刻的认知,特别是针对知识理论以及制图方式方面。此外,该专业学生就业时会优先选择与专业贴近的操作类工作,而拥有一定的理论知识基础,也能有效提升自身的实际动手能力。

2.情境教学

情境教学的目标在于激发学生创新及思考,而情境教学的方法可以通过多个方面进行,如提问及抢答可以有效改善整体的课堂气氛,同时还能强化师生的互动,在整体课堂的气氛的改观方面具有积极的作用,能让学生迅速融入到学习中。此外,还能不断激发学生的创造能力,让学生清晰了解机械制图的功能特点以及运用方向[2]。

3.综合教学

综合教学的目标是让学生在机械制图学习过程中形成一定的严谨思维,特别是在很多作图过程中,应当注意避免错误以及控制误差。而且需要注意图样投影的特点,主要参数与规格都需要以明显的标识进行表现,对学生的学习一定要保持严格的态度,进而让学生也能够形成严谨的作风,便于他们今后应对各类实践操作的问题。如在零部件绘制教学中,可以让学生完成一些零部件的结构与形状的绘图作业。

总之,制图教师要向学生强调这门课的重要性,以便引起学生的重视,为学生学习钳工知识打下良好的基础。职业教育的最终目的是培养应用型高技能人才,应理论和技能并重,不偏重任何一方,这才是职业教育的主旨所在。

参考文献:

机械制图的含义篇8

关键词:mDS;再制造;工程机械

中图分类号:F424.6文献标识码:a文章编号:1006-4311(2014)24-0200-02

0引言

再制造生产指对在全生命周期内回收的产品进行拆卸和清洗,对某些零部件采用高新表面工程技术及其它技术进行加工和再装配,使零部件的尺寸、形状和性能等得以恢复和重新利用的过程。再制造的目标是要尽量提高废旧零件的回收次数和重复利用率,尽量减少再循环和环保处理部分的比例,以最大限度地利用废旧产品中可利用的资源,延长产品的生命周期。再制造生产具有显著的经济效益,再制造产品比新产品制造过程节能60%,平均有70%的材料可被再利用,成本实际上不到原件的50%,对环境的不良影响显著降低[1]。

再制造性决定了工程机械旧件是否适合于再制造。再制造性的含义为:在规定的条件和时间内使用的产品退役后,综合考虑技术、环境、经济效益等因素后,通过再制造达到预定的性能、从而获取原产品价值的能力[2]。再制造性随着再制造技术的发展也会有变化。针对各种不同的旧件,再制造企业希望研究用于评估旧件再制造性差异性的特征指标有哪些,即探索旧件再制造性评估所依据的潜在标准。

1实例

mDS是英文multidimensionalScaling的缩写,中文叫多维尺度法,又叫做多维量表法。mDS在国内应用相对较少,但在国外却被广泛应用。多维尺度法的目的是寻找决定多个事物的少数几个潜在变量,并在低维空间内以图形的形式表现出来,并用较少的变量对事物之间的相似性(或称“距离”)做解释[3]。

下面通过一个再制造企业的例子来说明mDS技术是如何对人们评估事物的潜在标准进行分析与探索的。

某工程机械再制造企业对10种旧件进行再制造性评估。利用SpSS13.0软件中的“distance”命令将评估结果矩阵转换成距离矩阵,再用软件中的“mDS模块”对距离矩阵进行分析,设置模型距离空间为2维,软件给出研究对象的空间状态分布结果图。

软件经过8次迭代计算后,当压力指数值的改进量小于指定值0.001时迭代停止。压力指数值Stress=0.09005,说明二维模型对观察数据的拟合还可以,则可以根据结果给出旧件的空间状态分布图并寻找潜在变量或维度。模型距离解释百分比指标RSQ=0.73539。

表1是10种工程机械回收旧件在二维坐标系中的坐标分布情况。图1是10种工程机械回收旧件在二维空间的状态分布图。根据这两个图表,通过相邻旧件之间的相似特征和相对其它旧件的不同特征分析两个维度的含义。

第一个维度可以解释“检测可靠性”评价标准,左边的旧件检测技术水平相对较高,右边的旧件检测技术水平相对较低;第二个维度可以解释为“利润率”评价标准,上面旧件的利润较好,下面旧件的利润较差。

对旧件再制造性评估最主要是按照检测可靠性和利润率两个评价指标评定得出的,图1中的旧件1、旧件2、旧件5、旧件8也成为了工程机械再制造关键零部件,结果与在某企业的实地调查结果一致。旧件3的利润率高,但目前的检测可靠性较低,进一步提高检测水平,旧件3也可成为再制造关键零部件。旧件4、旧件9、旧件10检测可靠性高,但利润率低,可通过大批量生产提高利润。旧件6和旧件7检测可靠性和利润率均很低,故可考虑不再回收。“检测可靠性”和“利润率”这两个指标对旧件再制造性评估有重大影响,获知再制造企业潜在关心的评价指标给再制造企业确定再制造关键零部件指明了方向。

2结论

运用mDS技术探究再制造企业在评定工程机械旧件再制造性时所依据的潜在标准,得出再制造企业对旧件再制造性的评估以检测可靠性和利润率两个评价为主,与企业实地调查结果一致。为再制造企业选择合适的旧件进行再制造指明了方向。

参考文献:

[1]黄伟,杨军,洪旗等.工程机械液压阀再制造及其效益分析[J].中国表面工程,2013,26(1):77-79.

机械制图的含义篇9

inSecondaryVocationalSchool

tianZexing

(河南省农业经济学校,洛阳471000)

(HenanagriculturaleconomicSchool,Luoyang471000,China)

摘要:《机械制图》与《极限配合与技术测量基础》两门课程是实践性和应用性很强的专业技术基础课,教学内容是密切相关、紧密配合的,对学生动手能力、专业能力及综合素质的形成具有非常重要的作用。结合《机械制图》教材的编写实践,谈谈是如何对《机械制图》与《极限配合与技术测量技术》这两门课进行整合的。

abstract:"mechanicalDrawing"and"BasicLimitCooperationandtechnicalmeasurement"isthepracticalandappliedprofessionaltechnologybasiccourse,teachingcontentofwhichisclose,coupledwitheachother,whichissignificanttothestudents'cultivationofhandworkingability,professionalabilityandcomprehensivequality.Combiningwiththecompilingpracticeof"mechanicalDrawing",thispaperdiscussedhowtointegratethetwocoursesof"mechanicalDrawing"and"BasicLimitCooperationandtechnicalmeasurement".

关键词:机械制图极限配合课程整合

Keywords:mechanicaldrawing;limitcooperation;curriculumintegration

中图分类号:G71文献标识码:a文章编号:1006-4311(2011)15-0204-02

0引言

中等职业学校在以服务为宗旨,以就业为导向的办学思想指导下,不断深化教学改革,使教学内容适应社会对人才需求的要求。在长期的教学实践中,本人对工科专业教学内容的改革做过一些尝试,收到一定的效果,但那只是单门科程的,非综合的。通过为中国农业出版社编写《机械制图》担任主编后,对教学内容改革的实践、认识达到了一个新的高度。《机械制图》与《极限配合与技术测量技术》这两门课程的整合,对中等职业学校而言是必要的,是可行的。结合《机械制图》教材的编写,谈谈是如何对《机械制图》与《极限配合与技术测量技术》这两门课程进行整合的,与同仁商榷。

1整合的必要性

1.1课程的任务和性质机械制图课程的任务是,培养学生具有一定的空间想象能力和基本的绘图能力,具有一定的识读机械图样能力和初步的图示表达能力,能够绘制简单的图形。具体要求有三个方面,一是能识读中等复杂程度的零件图,其中内容有技术要求,极限配合、表面粗糙度、形位公差的符号及代号,这些内容正是《极限配合与技术测量技术》中的教学内容。二是能识读中等复杂程度的部件装配图,其中内容有零件之间的相对位置、配合性质、连接形式,配合性质仍然是《极限配合与技术测量技术》中的教学内容。三是绘制简单的图形。

极限配合与技术测量技术课程的任务是,熟悉极限配合标准,了解形位公差基本内容,了解表面粗糙度概念及内容。具体要求有:一是掌握极限配合的计算方法及代号的标注和识读。二是掌握形位公差代号的含义和标注方法。三是掌握表面粗糙度符号、代号的标注方法。四是掌握计量器具的使用方法。

这两门课程都是实践性和应用性很强的专业技术基础课,教学内容是密切相关、紧密配合的,对学生动手能力、专业能力及综合素质的形成具有非常重要的作用。课程内容虽然不可相互替代,但是具有强烈的互补性。教学目的是让学生既能看懂机械图样,又能准确把握技术要求,两者缺一不可。

1.2学生及课程设置现状毫不讳言的讲,中等职业学校的生源数量在骤减,同时学生的知识基础也大幅度降低,升学无望不得已进入中职校,学校也降低门槛招收一部分初中没毕业的学生,给教学造成很大的困难。而机械制图课的学习需要空间想象能力,极限配合与技术测量技术课的学习需要具有实践能力,并且极限配合与技术测量技术课又是的机械制图课基础,学生在学习时非常吃力,因绝大多数学生没有接触过工业生产,树立不起来尺寸公差、配合等概念,感到难学。任课老师想尽千方百计改进教学方法,以提高教学效果。但有一个障碍任课老师不好逾越,那就是这两门课是单独开设,教学内容相互独立,就像是火车路上的两条钢轨,并行而进,任课老师各教各的。知识的融会贯通,能力的迁移,多数是靠学生自己去实现。事实上,效果是不太好的。如果我们把这两门课整合在一起,学习内容互相渗透,融会贯通,那么就大大降低难度,便于老师教,便于学生学,对提高教学效果,达到教学目的是行之有效的途径。

1.3人才市场对中职学生的需求现状中等职业学校的培养目标是培养技能型人才,这是由其学校性质和办学层次决定而区别于大专、大学。中职机械类专业的学生毕业后多数是进企业工作,随着现代企业对人才需求的变化,企业不缺少大学毕业的工程技术人员,而大量需求的是技能型人才。中职学生在企业中更多的从事产品的制造、装配、设备维修等一线工作,这就需要在中等职业学校学习期间,一定要学习好机械制图、极限配合等专业基础知识,而且具备一定的专业技能,并具备解决实际问题的灵活性与独立工作能力。

2具体做法

整合时遵循以下几个原则:一是把《机械制图》与《极限配合与技术测量技术》这两门课整合为一门课,以机械制图为主,名称仍为《机械制图》。二是以使用为主,够用为度对教学内容进行有效取舍。三是降低难度。四是减少课时数。

整合方案:第一章制图基本知识(12学时)。第一节制图国家标准的基本规定(2学时),图线、图纸的幅面及格式、比例。第二节尺寸标注(2学时),基本规则、尺寸要素、常用尺寸标注方法。第三节几何作图(8学时),绘图工具、斜度与锥度、圆的等分与圆弧连接、平面图形的画法。第二章投影制图(32学时),第一节正投影法与三视图(2学时),正投影法、三视图的形成与投影规律。第二节点、线、面的投影(8学时),点的投影、直线的投影、平面的投影。第三节几何体的投影(6学时),基本几何体及投影、基本几何体的尺寸标注。第四节截交线与相贯线(8学时),平面截切棱锥、平面截割圆柱、平面截切球、两圆柱相贯。第五节组合体的投影(8学时),组合体的类型、组合体的画法、组合体的识读。第三章轴测图(4学时),第一节正等测图(2学时),第二节斜二测图(2学时)。第四章机件的表达方法(14学时),第一节视图(2学时),基本视图、向视图、局部视图。第二节剖视图(8学时),剖视图的形成、剖视图的画法与标注、剖视图的种类。第三节断面图(2学时),移出断面图、重合断面图。第四节其他表达方法(2学时),局部放大图、简化画法。第五章标准件与常用件(14学时),第一节螺纹连接件(6学时),螺纹、螺纹连接的画法。第二节齿轮(4学时),齿轮的种类、直齿圆柱齿轮的几何要素、直齿圆柱齿轮的画法。第三节键、销连接(2学时),键连接、销连接。第四节滚动轴承(1学时),滚动轴承的结构、滚动轴承的画法。第五节弹簧(1学时),弹簧的画法。第六章孔、轴尺寸的极限与配合(10学时),第一节极限与配合(4学时)尺寸的术语及定义、偏差的术语及定义、公差、尺寸的标注。第二节形状和位置公差(6学时),形位公差的基本概念,内容含零件的几何要素、形状和位置公差、形位公差的项目及符号;形位公差的标注,内容含形位公差的代号和基准符号、被测要素的标注、基准要素的标注、形位公差标注示例。第三节表面粗糙度(2学时),基本术语、表面粗糙度标注。第七章紧固件与装配图的识读(14学时),第一节、零件图(8学时),零件图的基本内容、识读零件图。第二节、装配图(6学时),配合的术语及定义、基准制、配合的标注、装配图的基本内容、识读装配图。

3心得体会

3.1规定了每一章节的教学内容和学时数,两门课的总学时由240学时降为102学时。删掉了大量的理论性过强,对中等职业学生不使用的内容,解决了《极限配合与技术测量基础》教材的学科本位思想,理论体系较深,与学生就业岗位有较大距离,学用不一致,极不适应中等职业教育的培养目标的问题。

3.2极限配合与测量技术基础课的内容穿插在机械制图课的内容中间,两者紧密结合,浑然一体,学习了极限配合与测量技术基础课的内容,紧接着就能为学习机械制图内容所用,做到学以致用。

3.3新编《机械制图》总体难度降低,易于学习。制图课以识读图样为主,课程难度大大降低,极限配合与测量技术基础课程克服了概念多,名词术语多,原则规定多,使学生感到枯糙、乏味,兴趣不高,造成“理论一套套,实际难做到”的问题。

机械制图的含义篇10

农业机械学是农业机械化及其自动化专业的主要专业课之一,农业机械化及其自动化专业主要培养适应社会主义市场经济体制和现代化建设需要的技术与管理相结合、具有较强的机械化生产系统的规划设计、企业经营管理和机械化及自动化控制装置的设计、制造、运用、评价及营销等方面能力,素质优良,适应能力强,具有创新精神的复合性、应用型高级工程技术人才,该专业属于生产技术类型,学生应该掌握比较系统的技术基础理论和宽广的专业知识,以及生产技能,具有农业机械的性能设计、试验鉴定、使用推广和新产品开发的能力。农业机械学是一门理论性和实践性都很强的课程i21。传统的教学方法是以传授现成知识为主,学生的学习积极性没有得到充分发挥,自学能力没有得到充分的培养和锻炼,教学手段也不能满足教学需要。特别是在专业课学时明显减少的情况下,必须改革农业机械学教学方法和手段,在现代多媒体技术发展的条件下,培养学生快捷地获取学科知识的能力,使他们在自学、思维、科研和组织管理等方面都能得到充分的培养和锻炼。因此,研究开发农业机械学课程网络课件,对提高农业机械学课程教学效果,具有重要的现实意义。农业机械学课程网络课件是为配合农业机械学课程教学而开发,是课程教学内容的有益补充。在课件中收集了大量与课程内容有关的图片和教学录像,由于学校条件所限,不能大量购置真实设备和现场演示机械原理,学生可以通过这些动画、视频和图片了解各种机械的样式及工作过程,同时还开发了大量的实验模拟内容,学生可以通过实验模拟来完成理论与实践的完美结合,对解决教学中的重点和难点起到了重要的作用。其次,培养学生自学能力。农业机械学课程网络课件是辅助学生自学的工具。课件中按照教学过程分为教学内容、教学动画、教学视频和教学讨论四个模块。学生可以通过教学内容预习、复习知识点,通过教学动画反复练习实验过程,通过教学视频循环播放各种农业机械工作过程,通过教学讨论对教学中出现的问题与教师或者学生展开讨论,对于培养学生自学能力,扩展学生知识面起到了重要的作用。

二、农业机械学课程网络课件开发的过程

(一)制作队伍

农业机械学课件的制作队伍由专家及主讲教师队伍、教育技术人员、计算机技术人员三部分组成。由主讲教师队伍根据课程内容撰写课件的制作稿本,教育技术人员配合教师进行课件的教学系统设计,计算机技术人员负责整个课件制作的技术构架和后期的安装调试。三支队伍组成网络课件开发小组。课件的开发制作汇集了专家、任课教师、教育技术专业人员、计算机技术专业人员等各路精英。在教学内容的选择上有专家的指导和一线教师的经验,在教学设计上有专业的教育技术人员进行教学设计和媒体的选择以呈现各种教学资源,在课件的框架搭建和技术实现上有计算机技术人员的保障。各部分工作人员各司其责,分工合作,共同打造出符合教师教学和学生自学需要的网络课件,满足了教学需求,符合教学规律,运行平稳顺畅。

(二)前期准备

农业机械学网络课件制作,一般使用macromediaDreamweavermX2004进行框架设计,并使用Fireworks和photoShop等图像处理软件进行界面及艺术字的美观设计,利用FLaSH制作动画,使用adobepremiere对视频进行加工处理,利用aSp技术开发教学讨论模块。开发组根据农业机械学课程的教学大纲,总结以往教学经验,通过分析教学内容和教学目标,讨论课件制作整体框架,确定主要教学内容、课件结构、制作方式和制作工具;收集课件开发中所需的文字、图片、动画、视频以及各种数据;讨论课件教学过程的设计;明确开发组成员的具体任务,分工合作。

(三)教学设计

农业机械学课程课件效果的好坏、是否符合教学需求,关键在于教学设计。农业机械学课程网络课件教学设计过程主要包括教学目标、学习者特征、内容设计、情景设计、学习环境设计、学习评价设计六个模块。开发组通过分析教学目标和学习者特征,合理地选择教学媒体和教学方法,依照教学目标,分析教学中存在的问题和现实需求,确定解决问题的有效步骤,同时对课件的制作和学生的学习进行定期的形成性评价和最终的总结性评价。为教师和学生提供丰富的学习资源,为学生营造良好的学习环境,根据农业机械学课程的教学特点和教学大纲,课件的结构框架设计如图1所示。

(四)课件制作

1.课件整体框架课件主要由首页、各章内容、相关链接以及友情链接四个部分组成。首页主要介绍了课件的主要内容以及特点。以第一章“耕整地机械”为例介绍各章内容。在进入第一章后,首先是问题导人,通过学生回答问题对学习者初始能力进行检验,同时对本章内容进行概括性的了解。第一章包括教学内容、教学动画、教学录像、课程讨论四个模块。教学内容主要以网页形式呈现给学习者,内容中包含了大量的实物图片,增强学生对各种机械的认识,每一章后都包含课后习题,便于学生检测对知识的掌握程度。教学动画是将传统教学中不易演示的实验过程开发成实验模拟内容。教学视频是将各种机械的工作过程完整地呈现给学习者,使学生身临其境,加深学生对农业机械工作原理和工作过程的深刻认识。教学讨论是教师与学生、学生与学生之间进行教与学的互动平台,可以进行课程内容的互动讨论,查看习题答案,实现作业提交,教师实时答疑等各种教学互动活动。四个章节结构一致,颜色有所不同,避免了学习者学习过程中产生厌烦心理。相关链接部分主要是展示与课程有关的参考资料,拓展学生的专业知识面。友情链接部分提供了与课程有关的常用网址,方便学生查询专业资料,有效地进行农业机械学的网络学习。

2.课件调试运营当农业机械学网络课件制作完成后,由开发组成员按照教学活动过程设计中的步骤和方法进行修改和调试。专家和教师负责课件内容的调整和修改,主要检查教学内容的完整ij生和准确性、教学内容是否符合教学大纲的要求和教学规律、教学知识点是否有遗漏、教学内容是否满足教师和学生的教学需求;教育技术人员负责教学设计的科学性和合理性调整和修改,检查课件内容是否能有效解决教学问题、教学情景是否激发学生学习兴趣、各种教学媒体的使用是否合理和恰当;计算机技术人员负责课件的以及运行测试,主要检查超链接的准确性、是否存在死循环、浏览器的兼容性和是否能自动下载相关插件,并反复修改保证网络课件在网络上的正常运行。同时,任课教师在部分班级试用该课件,根据使用效果和学生反馈意见不断的对课件进行修改和完善,力求完美。

三、农业机械学课程网络课件的特色

(一)拍摄实物图片还原机械构造

由于农业机械学的学科特点,其课件中包含大量的机械实物图片。为了保证图片的真实性,大部分图片都是由课题开发组成员在各种农业机械展览会上拍摄的实物图片,真实地还原了目前流行的各种农业机械,增强了学生对农业机械学知识的直观认识。在准备制作课件的过程中,教师还组织学生共同参与课件制作过程,师生共建课件资源库,极大地调动了学生的积极性和主动性,锻炼了学生的农业机械方面的观察能力和动手能力。

(二)开发Flas模拟实验过程

农业机械学课件教学内容包含许多农业机械的工作原理和工作过程。这些知识点在传统教学过程中很难演示,学生不容易掌握那些抽象、复杂的知识体系和原理。因此,开发组成员利用Flash软件将这些内容制作成动画模拟实验过程,形象展示农业机械的工作原理和工作过程。教师在讲授内容时结合动画,形象生动地演示复杂的工作原理和工作过程,便于学生理解抽象的知识点及其教学内容。学生在课后可以通过教学动画反复演示过程,加深对农业机械学知识的理解和掌握。

(三)制作视频素材再现工作过程

由于教学条件和环境的影响,很多农业机械原理的工作过程学生不能有条件在现场观看。农业机械学课程为了给学生营造真实的教学环境,开发组成员在播种和收割的重要季节,亲自到田间拍摄各种农业机械的工作过程,通过编辑制作成教学视频,在讲授知识的同时让学生观看这些来自于农业生产第一线的视频教学片,使学生身临其境,有利于学生将所学原理应用到农业生产实践中。

(四)营造学习环境促进自主学习

为了促进学生的自主学习能力,本课件为学生营造了丰富的学习环境:自主学习环境、协作学习环境、辅助教学环境。自主学习环境主要包括教学内容、教学动画、教学视频的展示,学生可以通过浏览网页自学各个知识点;协作学习环境主要包括课后习题和教学讨论,学生通过完成课后习题检测自己对知识的掌握程度,通过在教学讨论模块与教师和其他同学的讨论教学中遇到的问题,锻炼自己分析问题和解决问题的能力,实现协作学习;辅助学习环境主要包括相关链接和友情链接,通过这些课外资料的阅读和学习,扩展了学生的知识面,同时锻炼了学生通过网络自学的能力,为终身学习打下坚实的基础。

四、农业机械学课程网络课件应用效果

(一)农业机械学课程网络课件的运行界面

在沈阳农业大学的网络教学平台上,农业机械学课程网络课件运行情况良好。课件导航清晰,每个页面之间既独立显示又相互链接,各页面之间的超链接准确无误,使用者进入页面后根据导航可以快速地找到所需内容。在多媒体素材处理过程中,将图片、动画、视频等素材在不损失效果的前提下进行最小化处理,网页的运行速度快,运行过程流畅,保证使用者以最快的速度浏览网页。在运行的过程中,对于课件中存在的问题不断调整和修改,保证课件内容的准确性和安全性,使用者可以通过交互平台随时与管理员保持联系,共同维护课件,使其与时俱进(图2)。

(二)农业机械学网络课件的教学效果

教师利用课件在课堂上向学生演示教学内容模块,将课程的主要内容用图文并茂的方式表现出来,教学中的重点和难点以及难以表述的内容则以相关的教学动画或教学视频资料来模拟和再现。网络课件传送信息量大,教学密度得以提高,可以使抽象的知识更易理解,从而有效的解决了教学重点和难点,提高了教学效果。学生利用网络的交互环境,在课堂讨论模块与其他学习者进行交流,开展基于网络的协作式研究性学习,同时还可以随时与教师展开互动,有效地实现学生之间和师生之间的沟通。本课件中含有大量的实物图片和现场视频,学生在自学时不但可以获取大量知识信息,而且可以感受网络课件创设的教学环境,有效的弥补课堂教学模式的不足,有利于学生创造力的培养。农业机械学是一个不断发展的学科,新的领域层出不穷,新的技术不断出现。教师将有用的相关资料和优秀的网站及时更新到网络课件中,供学生查阅资料使用,学生也可以积极参与到网络课件的建设中,将在学习中的最新的资料上到课件中,使课件资料不断地丰富和更新,实现课件的与时俱进。