機械設計基礎課程研究

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摘要：本文根據過去所采用的教具所存在的功能單一，不能夠展現運動過程等方面的問題進行分析，著重研究一個專業用在機械設備基礎課程的組合傳動機創新教具。此教具在經過合理的組合以后，能夠把帶輪機構、行星輪系、螺旋機構等課程所包含的機構融合到一塊，然后采用相同的電機驅動，這樣就能夠讓機構得到統一運轉。利用調速電路控制電機的速度，讓傳動機構能夠在各種速度當中進行轉動，這樣就能夠符合教學的需要。

關鍵詞：教具；組合；傳動；機構

在機械類專業當中，機械設計基礎是其中重要的構成部分，屬于必修課程，其教學目標是讓學生了解經常所使用的機構和零件的理論知識，鍛煉他們對于理論知識的分析能力，從中獲取基本技能，進一步鍛煉學生的設計能力和培養他們的工作素質。此課程包括的機械結構有許多種，如果僅依靠老套的教學方法，很難讓學生對專業知識有系統的理解，因此在授課過程中，需要研究出一套專門用于機械設計基礎課程的創新組合傳動機構教具，下面對此教具進行詳細的分析。

1機械設計基礎課程研究內容及作用

1.1內容。1）講授主要機構的工作機理，運動分析和設計形式；2）講授主要零部件的工作機理，運動分析和設計形式；3）講授機械系統的設計形式。1.2作用。機械設計基礎課程能夠提高學生的設計水平，提高學生正確采用全新的設計方式以及分析、解決問題的水平，這樣一來就能夠加強學生的創造能力以及掌握設計方案的能力。在教學形式上，是以設計為主要方式，并以符合工程設計需要為主要目標，以此來提高實踐水平，這樣一來就能夠讓學生對機械設計有一個全面的了解。并以提高學生零部件設計水平為前提，來加強他們的創新以及實踐設計的水平[1]。

2結構

該組合傳動機構包括帶輪機構、齒輪傳動機構等。而且，組合教具主要是通過主動輪，然后利用同步帶的傳動效果來對被動輪進行驅動。在同步帶傳動過程中，傳動比非常的精確，不會對軸產生太大的作用力，并且結構完善，具有很強的耐磨性以及耐老化能力。而若想獲取合理的傳動速度，最好能夠在組合教具中使用大小帶輪組合傳動，這樣就能夠讓電機得到合理的轉速。而同步帶的帶輪之間的中心距非常的關鍵，如果中心距太小，那么張緊力就不會很足，摩擦力也會顯得不夠，這樣一來就極有可能導致打滑現象的出現，進而給同步帶造成很大程度的磨損，讓其承載水平下降，更為嚴重的話還會導致不再能夠進行傳動；而如果中心距太大，那么就會造成同步帶所承載的張力加大，從而導致變形情況的出現，并同時會減低同步帶的使用壽命[2]。所以，需要給帶傳動正確設立中心距，現在廣泛應用張緊輪來調試中心距。而教具通常為了能夠讓機構簡單化，一般不會采用張緊輪，主要是利用點座機來完成對中心距的調試。在帶動傳動和齒輪傳動當中，前者的被動輪以及后者的主動輪都屬于同軸齒輪，其中帶動傳動的被動輪能夠轉換成齒輪傳動機構的運動。而齒輪傳動比較的穩定，而且準確度高，結構完整，效率不錯，同時使用期限較長。在教具的設計中通常采用的齒輪傳動機構包括直齒嚙合傳動、斜齒嚙合傳動和錐齒嚙合傳動等[3]。如果能夠將它們進行合理的使用，就能夠很好地降低機械干涉的程度，從而得以順利完成機構的組合傳動。行星輪系統僅具備一個自由度輪系，一個原動件都可以控制好執行件的運行，其屬于全新的齒輪傳動機構，不但結構完善、體積不大，而且傳遞功率大、運轉噪聲小等優勢[4]。曲柄滑塊機主要是利用曲柄以及滑塊來完成轉動以及移動相互轉化的平面連桿機構，也被叫做曲柄連桿機構，其普遍的被使用在往復活塞式發動機、壓縮機當中[5]。

3控制系統

在此教具里，對組合機構的以及教具的掌控，都是使用24V直流電機，直流電機的正反轉主要是受三態開關所掌控，而想要具有最好的演示，那么還要準確的給電機轉速進行調整，所以，最好為電機安裝調速系統。通過估算得到，電機的最大負載是T=3.5kg•cm，安全系數是K=1.5。通過運算后得到的電機轉速是n=150r/min。

4結束語

綜上所述，此組合傳動機構創新教具把過去零散的機械設計基礎教具結合到一塊，其中主要包括帶輪機構、行星輪系等，它們的系統化更完善，功能也十分強大，完全符合機械設計基礎課程的理論以及實踐學習需要，從而能夠激發學生學習機械結構設計的熱情，加強學生的創造力。

參考文獻：

[1]婁秀華，杜為民，姚海蓉.機械設計基礎課程內容改革和多樣化教學方法創新與實踐[J].中國現代教育裝備，2018(21)：29-31.

[2]吳軍，王濤，唐杰.《機械設計基礎》課程實施案例教學法的探索[J].教育現代化，2018，5(44)：167-169.

[3]劉磊，劉愛輝.淺談機械設計基礎課程設計的教學模式[J].教育現代化，2018，5(39)：222-223+235.

[4]龔輝，鄭曉峰.用于機械設計基礎課程的組合傳動創新教具設計與研究[J].科技資訊，2017，15(6)：139-141.

[5]林梅.機械設計基礎教改探討[J].南方農機，2018，49(17)：162+166.

作者:陳龍興 楊長友 張 宏 吳康平 蔣永彪 陸德光 單位:貴州裝備制造職業學院