一、实训目标
机械原理与设计实训是机械类专业重要的实践教学环节,旨在通过理论与实践结合,培养学生:
工程设计能力:掌握机械系统方案设计、机构分析与综合的基本方法。
创新思维:通过实际项目训练,提升对机械原理的应用创新能力。
实践技能:熟悉常用机械设计工具(如 CAD 软件、仿真软件)的操作,增强动手能力。
团队协作与工程素养:在项目中培养沟通协作能力,理解机械设计的工程规范与安全标准。
二、实训内容与流程
1. 基础技能训练
机构认知与测绘
分析典型机械机构(如四杆机构、凸轮机构、齿轮传动等)的工作原理,通过测绘绘制机构运动简图。
工具:游标卡尺、角度尺、CAD 软件(如 AutoCAD、SolidWorks)。
机械设计软件应用
学习使用三维建模软件(如 SolidWorks、UG)进行零件设计与装配,掌握运动仿真(如 ADAMS)和强度校核(如 ANSYS)基础操作。
2. 综合设计项目
主题项目实践(以 “小型机械装置设计” 为例):
使用 3D 打印、数控加工等技术制作简易模型,测试机构功能,调整设计缺陷。
通过仿真软件模拟机构运动轨迹、速度及受力情况,优化结构参数(如传动比、行程速比系数)。
设计关键零部件(如齿轮、轴、凸轮),完成三维建模与装配,生成工程图纸(零件图、装配图)。
运用机械原理知识(如自由度计算、运动分析、受力分析)验证方案可行性,绘制机构运动循环图。
明确设计任务(如 “自动送料机构”“简易起重机” 等),调研同类产品,确定机构方案(如连杆机构 + 齿轮传动组合)。
需求分析与方案设计
机构分析与计算
详细设计与建模
仿真与优化
实物制作与调试(可选)
3. 拓展与创新环节
创新设计竞赛:提出个性化机械设计方案(如节能机构、智能机械装置),进行方案答辩与评审。
行业案例分析:解读典型机械产品(如汽车变速箱、工业机器人)的设计思路,分析其机构原理与创新点。
三、实训方式
分组协作:以 3-5 人小组为单位完成项目,成员分工(如方案设计、建模、仿真、报告撰写)。
教师指导:教师全程指导方案评审、软件操作及问题解决,提供设计规范与参考资料。
实验室资源:使用机械原理实验室(机构模型库、运动测量仪器)、CAD 机房及先进制造实验室(3D 打印机、数控机床)。
成果展示:提交设计报告(含计算说明书、图纸、仿真结果)、模型或 PPT 答辩。
四、实训意义
理论落地实践:将《机械原理》《机械设计》等课程的理论知识转化为实际设计能力。
衔接工程应用:熟悉机械设计全流程(需求分析→方案设计→详细设计→制造调试),贴近工业实际。
培养工程思维:学会从力学、运动学、工艺性等多维度综合考虑设计问题,提升系统性解决问题的能力。
职业能力储备:为毕业设计(如机械系统设计类课题)及未来从事机械工程师、结构设计师等职业奠定基础。