時間：2023-07-02 09:42:34
導語：在機械傳動的定義的撰寫旅程中，學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優秀范文，愿這些內容能夠啟發您的創作靈感，引領您探索更多的創作可能。
關鍵詞：機械傳動系統；概念設計自動化；策略分析
0.引言
機械傳動系統概念設計自動化的概念設計可以分為3個階段：需求階段、描述階段以及綜合階段。這三個階段的設計思想主要體現了一種組合創新的策略，在設計過程中的創新思維主要體現在對功能的分解和、功能與結構進行匹配和基于功能分解的結構重組之中。由于功能描述階段往往存在著一定的不確定性和抽象性，這會給整個設計過程帶來一定的不便，因此就有國外的學者通過將機構用于功能與結構之間的搭接作用，從而形成“功能—機構—結構”的模式，通過這種模式可以實現基本機構的重組，而且能將系統轉化為一個全部由轉動副所組成的機構鏈。倘若進一步對機構鏈中的機架和執行構件等進行處理，便可以得到一個運動鏈。
1.對功能原理的構思和選擇
系統功能的方案設計實際上就是一個成功的機械系統設計項目的核心，系統功能的方案設計是否有效，將對整個機械系統以及機械的制造技術產生重要的影響，正因為這個，所以設計人員要詳細地設計機械系統的運動方案和功能原理，從而保障機械系統的有效性，因此在機械系統設計之中制定合理的功能設計方案顯得十分必要。對于功能原理的構思，主要是以使用者的要求以及機械系統設計的預期要求為主，對于符合上述兩種要求的方案進行探索和研究，并對不同的設計方案進行比較，從中選擇出一個比較好的方案。以自動輸料板的設計為例，設計人員在設計過程中，應當對以下幾點進行考慮：第一，要貫徹機械推拉原理，以便能將物料從底層推出，使物料能通過夾料板被輸送到料板上；第二，運用摩擦傳動原理，將從底部推出的物料抽走；第三，通過底層吸取的方法以實現對于料板的固定；第四，運用底部的摩擦輪將物料滾出。通過這幾點對于功能結構的設計，可以將機械系統的使用目標得以實現，再通過對其進行功能設計和對比不同的方案，便可以實現機械傳動系統概念設計自動化。
2.符號方案推理器
2.1. 符號方案推理器的構成
符號方案生成器的構成主要有涉及規則輸入、圖形載體庫、構件相似性分析和符號推理器四個部分所構成。在運行時，符號方案生成器的運行過程是：按照設計要求所規定的內容對設計規則進行確定，再通過對選擇好的圖形載體進行符合設計規則的邏輯操作。在推理器進行推理的過程中，要對每一條設計規則都要對圖形載體中的每一條邊（通常情況下可以稱為構件）進行相似性分析，從而確定推理過程中不會產生冗余的設計方案。相似性分析主要有兩個方面的內容：對有規則操作的構件進行相似性分析、對沒有規則操作的構建進行相似性分析。
2.2. 設計規則
有三種渠道可以對設計規則進行生成，這三種渠道分別為：基于系統功能的分解、對現有的問題進行分析和基于基本機構的重組。通過對運動鏈再生為機構的可能性進行分析，主要有下列9種情況：
2.2.1.通過改變機架在運動鏈中的位置，用G表示機架。
2.2.2.通過改變主動件在運動鏈的位置，用C表示主動件。
2.2.3.通過改變運動鏈之中運動副的形式，用P表示。
2.2.4.通過將二級組改變為齒輪副、凸輪副槽輪副、力作用構建的形式，用R、M、O、F表示。
2.2.5.通過改變輸出構件在運動鏈的位置，用T表示輸出構件。
2.2.6.將運動鏈上不同構件的點作為運動輸出，并用N表示。
2.2.7.用S表示運動鏈中給定構件的位置。
2.2.8.對運動鏈中作為動力特性約束的構件用D表示。
2.2.9.用L表示運動鏈中不同構件實現的相對位置和軌跡。
設計者可以通過這9個方面來實現對設計規則的定義。一般可以先將機架作為第一條設計規則，再去確定主動件的設計規則，然后才是其他設計規則，同時對于P副的規則應當將其寫在規則集的最后[1]。由于設計問題與運動鏈的再生環節都不相同，在這種情況下，設計者就可以根據自己的需求制定相關的規則和符號。設計規則的書寫格式可以如下表示
A（B）[C|D…！E|F…] （1）
該式中 A——整個步驟中再生的功能構件的類型
——構件的拓撲性
（B）——構件之間的重疊關系
[C|D…！E|F…]——構件的鄰接關系
[C|D…——是該規則中的第一部分，代表著相鄰性的要求。
！E|F…]——是第二部分，代表的是不相鄰性的要求。
2.3. 圖形載體庫
作為運動鏈再生符號推理的平臺，在缺乏圖形載體的情況下，符號推理是無法進行的。對于由運動鏈組成的機構，符號方案聲稱其中提供了十桿以下，三自由度以內的全部非同構運動鏈，對于一般多自由度復雜機構而言，完全可以滿足方案設計的需求[2]。
圖形載體的初始狀態可以通過用字符串“00000000（12）”表示。在該字符串中，“0”的數目代表了八桿機構，而“（12）”則表示了八桿非同構運動鏈中的第十二種結構。符號方案的推理的本質其實就是對類似于“00000000（12）”的字符串進行符合設計規則的操作。在字符串的操作過程中，相似性分析對于減少冗余設計方案的產生，提高符號方案生成效率起著至關重要的作用[3]。
3.結語
為了適應當今科技快速發展的潮流，在現今的機械系統的設計過程中，應當從功能設計以及系統設計等多個方面進行對機械系統的設計。文章通過以上的闡述，給出了一種基于設計規則的機械設計自動化的思路，并以此來提高機械系統的自動化的程度，這對提高機械系統的可操作性和實用性，促進我國的機械制造行業的發展有著一定的幫助。
參考文獻：
[1]王玉新，騫軍，顏宏森.構建相似分析的方法[J].天津大學學報.2010（3）
[2]李潤芳，林騰蛟，陶澤光，韓熙.現代機械設計方法及其應用[J].機械工藝報.2010（9）
關鍵詞：數控液壓 伺服系統 數控改造
一、引言
液壓控制技術是以流體力學、液壓傳動和液力傳動為基礎，應用現代控制理論、模糊控制理論，將計算機技術、集成傳感器技術應用到液壓技術和電子技術中，為實現機械工程自動化或生產現代化而發展起來的一門技術，它廣泛的應用于國民經濟的各行各業，在農業、化工、輕紡、交通運輸、機械制造中都有廣泛的應用，尤其在高、新、尖裝備中更為突出。隨著機電一體化的進程不斷加快，技術裝各的工作精度、響應速度和自動化程度的要求不斷提高，對液壓控制技術的要求也越來越高，文章基于此，首先分析了液壓伺服控制系統的工作特點，并進一步探討了液壓傳動的優點和缺點和改造方向。
二、液壓伺服控制系統原理
目前以高壓液體作為驅動源的伺服系統在各行各業應用十分的廣泛，液壓伺服控制具有以下優點：易于實現直線運動的速度位移及力控制，驅動力、力矩和功率大，尺寸小重量輕，加速性能好，響應速度快，控制精度高，穩定性容易保證等。
液壓伺服控制系統的工作特點：(1)在系統的輸出和輸入之間存在反饋連接，從而組成閉環控制系統。反饋介質可以是機械的，電氣的、氣動的、液壓的或它們的組合形式。(2)系統的主反饋是負反饋，即反饋信號與輸入信號相反，兩者相比較得偏差信號控制液壓能源，輸入到液壓元件的能量，使其向減小偏差的方向移動，既以偏差來減小偏差。(3)系統的輸入信號的功率很小，而系統的輸出功率可以達到很大。因此它是一個功率放大裝置，功率放大所需的能量由液壓能源供給，供給能量的控制是根據伺服系統偏差大小自動進行的。
綜上所述，液壓伺服控制系統的工作原理就是流體動力的反饋控制。即利用反饋連接得到偏差信號，再利用偏差信號去控制液壓能源輸入到系統的能量，使系統向著減小偏差的方向變化，從而使系統的實際輸出與希望值相符。
在液壓伺服控制系統中，控制信號的形式有機液伺服系統、電液伺服系統和氣液伺服系統。機液伺服系統中系統的給定、反饋和比較環節采用機械構件，常用機舵面操縱系統、汽車轉向裝置和液壓仿形機床及工程機械。但反饋機構中的摩擦、間隙和慣性會對系統精度產生不利影響。電液伺服系統中誤差信號的檢測、校正和初始放大采用電氣和電子元件或計算機，形成模擬伺服系統、數字伺服系統或數字模擬混合伺服系統。電液伺服系統具有控制精度高、響應速度高、信號處理靈活和應用廣泛等優點，可以組成位置、速度和力等方面的伺服系統。
三、液壓傳動帕優點和缺點
液壓傳動系統的主要優點液壓傳動之所以能得到廣泛的應用，是因為它與機械傳動、電氣傳動相比，具有以下主要優點：
(1)液壓傳動是由油路連接，借助油管的連接可以方便靈活的布置傳動機構，這是比機械傳動優越的地方。例如，在井下抽取石油的泵可采用液壓傳動來驅動，以克服長驅動軸效率低的缺點。由于液壓缸的推力很大，且容易布置。在挖掘機等重型工程機械上已基本取代了老式的機械傳動，不僅操作方便，而且外形美觀大方。
（2)液壓傳動裝置的重量輕、結構緊湊、慣性小。例如相同功率液壓馬達的體積為電動機的12％～13％。液壓泵和液壓馬達單位功率的體積目前是發電機和電動機的1／10，可在大范圍內實現無級調速。借助閥或變量泵、變量馬達可實現無級調速，調速范圍可達1：2000，并可在液壓裝置運行的過程中進行調速。
(3)傳遞運動均勻平穩，負載變化時速度較穩定。因此，金屬切削機床中磨床的傳動現在幾乎都采用液壓傳動。液壓裝置易于實現過載保護，使用安全、可靠，不會因過載而造成主件損壞：各液壓元件能同時自行，因此使用壽命長。液壓傳動容易實現自動化。借助于各種控制閥，特別是采用液壓控制和電氣控制結合使用時，能很容易的實現復雜的自動工作循環，而且可以實現遙控。液壓元件己實現了標準化、系列化、和通用化，便于設計、制造和推廣使用。
液壓傳動系統的主要缺點：(1)液壓系統的漏油等因素，影響運動的平穩性和正確性，使液壓傳動不能保證嚴格的傳動比：(2)液壓傳動對油溫的變化比較敏感，溫度變化時，液體勃性變化引起運動特性變化，使工作穩定性受到影響，所以不宜在溫度變化很大的環境條件下工作：(3）為了減少泄漏以及滿足某些性能上的要求，液壓元件制造和裝配精度要求比較高，加工工藝比較復雜。液壓傳動要求有單獨的能源，不像電源那樣使用方便。液壓系統發生的故障不易檢查和排除。
總之，液壓傳動的優點是主要的，隨著設計制造和使用水平的不斷提高，有些缺點正在逐步加以克服。
四、機床數控改造方向
(一)加工精度
精度是機床必須保證的一項性能指標。位置伺服控制系統的位置精度在很大程度上決定了數控機床的加工精度。因此位置精度是一個極為重要的指標。為了保證有足夠的位置精度，一方面是正確選擇系統中開環放大倍數的大小，另一方面是對位置檢測元件提出精度的要求。因為在閉環控制系統中，對于檢測元件本身的誤差和被檢測量的偏差是很難區分出來的，反饋檢測元件的精度對系統的精度常常起著決定性的作用。在設計數控機床、尤其是高精度或太中型數控機床時，必須精心選用檢測元件。所選擇的測量系統的分辨率或脈沖當量，一般要求比加工精度高一個數量級。總之，高精度的控制系統必須有高精度的檢測元件作為保證。
(二)先局部后整體
確定改造步驟時，應把整個電氣設備部分改造先分成若干個子系統進行，如數控系統、測量系統、主軸、進給系統、面板控制與強電部分等，待各系統基本成型后再互聯完成全系統工作。這樣可使改造工作減少遺漏和差錯。在每個子系統工作中，應先做技術性較低的、工作量較大的工作，然后做技術性高的、要求精細的工作，做到先易后難、先局部后整體，有條不紊、循序漸進。
(三)提高可靠性
數控機床是一種高精度、高效率的自動化設備，如果發生故障其損失就更大，所以提高數控機床的可靠性就顯得尤為重要?？煽慷仁窃u價可靠性的主要定量指標之一，其定義為：產品在規定條件下和規定時間內，完成規定功能的概率。對數控機床來說，它的規定條件是指其環境條件、工作條件及工作方式等，例如溫度、濕度、振動、電源、干擾強度和操作規程等。這里的功能主要指數控機床的使用功能，例如數控機床的各種機能，伺服性能等。
五、結語
液壓技術在高、新、尖技術裝備中有著舉足輕重的作用，掌握液壓控。
參考文獻
[1] 《液壓系統》：高衡,張全根,同編.中國建筑工業出版社,1981年.
關鍵詞：一體化教學；單元設計；實驗實訓；課程設計
中圖分類號：G712文獻標識碼：A文章編號：1005-1422（2013）11-0103-03
一、引言
根據全國高職院校的教學改革經驗，工學結合、教學做一體化是目前高職院校廣泛推崇的一種教學模式。但是，這一教學模式的實施必須具備一定的師資力量、物質設備、實習場地等條件。要做到每一個專業、每一門課程都全面實行一體化教學模式，實施起來難度較大，這就需要有一個循序漸進的過程，即一個過渡期。在這一過渡期，我們該如何做？就目前大部分高職院校的現狀來看，課堂教學仍然占了較大的比重，在這種情況下，如何設計教學內容和教學模式，是每一位教育工作者值得深思和探討的問題。
二、從實際出發，積極推進課程教學的單元、整體設計（一）課程教學的整體規劃與設計
機械設計基礎不僅是一門技術基礎課，而且也是一門能直接用于生產的設計性課程。本課程的教學目標不僅在于傳授常用機構和通用零件的基本知識、基本理論和基本設計方法，更重要的是培養學生的實際機械設計能力。高等職業教育要辦出特色，就應按職業崗位所需的知識結構和能力結構以及生產實際需要來構建以職業技術能力為主的課程體系。據此，應將機械設計基礎以章節劃分的課程內容設計成為若干個教學單元：機械的組成及特性、聯接、機械傳動、支承零部件、機械設計綜述等。本課程新的課程結構，首先從機械的整體出發，從宏觀上使學生了解機械整體的基本知識和要求，把握每個模塊和整體的關系，從簡易的聯接入手，到各種機械傳動、支承結構；以機械傳動為課程重點，把握各種機械傳動的特點，為培養學生機械安裝和調試能力奠定良好基礎。
（二）教學單元內容設計
高職教育教學內容及課程體系強調理論知識的應用，要求按照一線生產實際需要授課，其課程體系突出能力與素質的培養，教學內容應擺脫學科系統性、完整性的束縛。按照這一思路，需對教學內容進行調整：（1）機械設計都是以機構運動簡圖為研究模型的，建立機械運動簡圖是機械設計的基礎，因此，應把機構的結構分析，機構運動簡圖的定義、性質和常用運動副的代號，機構運動簡圖的建立作為重點講授內容。（2）對機構設計部分的內容，過去是以講授圖解法為主，隨著計算機輔助機械設計的廣泛應用，其教學內容應該逐漸轉換為以講授解析法為主。（3）對于機械傳動和零件設計部分，應減少計算公式的推導過程，增加零部結構設計的內容和一些設計參數的選取原則，并加強對機械運行的介紹，比如多種傳動方式的組合、原理、特點以及工程實際中的應用、維護等，多向學生介紹機械方面的新發展、新思路，以開闊學生的眼界。
在過去的教學中，通常只重視設計計算，認為學生只要會計算就達到要求了，而輕視結構設計，以及結構設計與工程實際技術問題緊密結合的部分，導致教學與實際脫節。如滾動軸承這一章，軸承裝置設計在教學中往往不作為重點，但卻是生產一線技術人員接觸最為廣泛的內容。因此，可以把這章內容進行重新整合，把軸承裝置設計作為重點，要求學生重點掌握軸承的安裝、配合、緊固、調節、、密封等實踐性很強的技術問題。在學習了這些基本知識的基礎上，再舉一些工程實例，如CA6140車床主軸支撐的例子，通過這個實例，使學生重點掌握軸承的組合結構、軸承的調整以及軸承的精度對機床主軸傳動的影響。通過整合，使學生既學會了軸承的基本知識，又掌握了軸承的應用技術，同時使學生明確了軸承在工程實際中的重要地位。
1對課程單元、整體設計及一體化教學的思考
（三）單元設計要堅持“必須夠用”原則
進行單元教學設計時，需堅持“必須夠用”原則，刪除不必要的理論推導和證明。高等職業教育培養目標強調的是人才的應用性，畢業生所從業的崗位決定了他們沒有必要對計算公式、定理、方法等的來龍去脈像研究型人才那樣了解得清清楚楚，而應注重于如何運用這些公式、定理、方法等來解決實際問題。
如機械設計基礎中凸輪機構從動件運動規律中的速度、加速度方程的推導過程；帶傳動即將打滑時緊邊拉力與松邊拉力之間的關系式的推導過程等都應刪除或略講。與先前所學課程重復的內容、偏深偏難而又不實用的內容、因科學技術發展進步而落后的內容也應刪除。
（四）單元設計需不斷完善
進行單元教學設計時，不斷完善必要的基本知識和理論，增加基本設計方法和實踐性內容。機械設計所需的基本知識和基本理論、緊密結合工程實際且多樣化的設計方法，是培養學生機械設計能力的根本保證。而以往的教材對此注意不夠，具體表現為：（1）基本設計計算原理和設計方法介紹得較少，致使學生解決實際問題的思路少、方法少。例如：平面四桿機構的設計，一般教材只介紹按給定連桿的2個（或3個）位置設計，以及按行程速比系數設計等兩三種方法；軸上零件的定位固定，一般也只介紹軸肩、軸環、套筒等幾種方法。（2）對設計方法和步驟缺少分析、總結和歸納，不利于學生整體設計思想方法的形成。（3）實用性、實踐性內容少，不利于學生應用所學理論知識和方法解決工程實際問題能力的培養。
（五）單元設計的評價
一堂職業教育的好課既要看教師是否認真進行了突出職業能力培養的單元教學設計，又要看是否圓滿地按照設計進行了實施，取得預定的教學效果。綜合起來，主要應從以下幾個方面進行評價。
1.單元目標的評價。單元目標包括職業能力目標和知識目標。單元目標一經設定，應當嚴格遵照執行，不能隨意更改。但可以將其進一步分解細化，確定重點、難點及解決辦法，使之更加明確、具體，更具可檢驗性。另外，還可結合課程教學內容的實際，適當添加德育或人文目標，但不能盲目拔高或擴張。
職業能力目標同知識目標一樣，不能隨意更改。必須對訓練項目實施步驟、方式、訓練素材、所需場地器材及工具、安全事項、考核方法等做出規劃與安排。
2.單元教學過程的評價。單元教學過程的設計與實施是實現培養目標的途徑，是提高課堂教學效果和效率的重要環節，也是單元教學設計和現場實施中最重要、最難、最能體現教師教學能力的環節，因此，這是單元教學評價的重要方面。應重點考核職業能力訓練過程、步驟、方法、手段的設計與實施是否符合學生職業能力提高和知識認知的規律，是否能夠激發學生的學習興趣和內在動力，重點是否突出，難點是否得到有效化解，實訓條件是否準備充分，教師操作是否熟練，指導學生是否得法，各步驟時間分配是否合理等等。
三、推進“教、學、做”一體化模式，提高教學效率和質量針對機械設計基礎課程的特點，真正實現“教、學、做”一體化教學模式，提高教學效率和質量，需做好以下幾方面的工作：
（一）理論聯系實際，激發學習動力
機械設計基礎是與工程實際聯系緊密的課程，教學過程中應特別注重理論聯系實際。如講解平面機構時，可列舉實際機器（內燃機、汽車等）和日常生活中（縫紉機的踏板機構、農用水井壓水機構等）的應用實例，并介紹與專業有關的金屬切削機床――牛頭刨床的應用實例，增強基礎課與專業課之間的聯系，使理論知識和實際應用有機地結合起來，激發學生學習的動力。
（二）講練結合，精講多練
對機械設計基礎基本概念的講解要強調聯系實際，講練結合，即在各章節安排相應的練習，還安排一些階段性的綜合練習，提高練習的綜合程度，注重方法的運用和掌握，注意對各種理論、方法的綜合應用進行總結。使學生學牢學活知識，并具有應用知識解決問題的能力。
分析討論是開發學生智能，鍛煉學生膽量，培養學生科學思維能力的有效教學方法。討論的內容可以是概念題討論、綜合題討論、自選題討論。例如，經常布置一些較重要的概念性思考題，讓學生課外思考，下一次上課進行提問。適當討論，這樣可以促進學生課外自學，加深對基本概念的理解。
（三）建立必備的實驗、實訓條件
機械設計實驗、實訓是學生職業技能培養的重要環節，因為實驗項目是以機械工程技術為背景的，如通過漸開線直齒圓柱齒輪參數測定和減速器的結構分析、裝配實驗等，使學生學習和掌握具體的測試技術、測量方法，熟悉測量工具與設備。教師在指導過程中還可進行一些創新，設計并提出一些新的實驗內容，如可選用一些磨損過的齒輪和使用過的減速器，通過分析，提出一些具體的修理、調整、改進的意見和解決問題的方案。這樣，既鞏固和加深了理論知識，又使理論知識與實踐能力培養有機結合起來，同時使學生覺得學有所用。
（四）搞好課程設計，培養學生綜合技能
機械設計基礎的課程設計是把學生學過的各學科知識較全面地綜合應用到實際工程中去，力求從課程內容上、從分析問題和解決問題的方法上，從設計思想上培養學生的工程設計能力。首先，在選題上要考慮培養目標，有針對性，有側重面：可選二級減速傳動裝置作為設計題目，其中，一級為v帶傳動，另一級為單級斜齒圓柱齒輪傳動。這樣的選題，既包括本課程的主要內容，又使學生得到較為全面的訓練。在設計之前，應先組織學生對該傳動裝置進行拆卸、安裝，使學生熟悉裝置的基本構造，整體組成結構及各部分結構、功能、裝置和調整；各個零件之間的連接關系與特點，然后找出標準件與非標準件，明確傳動裝置布置形式與空間位置的關系，建起一個立體的概念，避免出現閉門造車和照抄照搬式的設計，與生產實際相脫節。在設計過程中，許多參數不可能完全由計算決定，需要借助畫圖、初選或初估等手段，并且通過畫圖、計算、修改交叉進行，同時要求學生認真閱讀參考資料，學會查閱相關手冊等。
參考文獻：
關鍵詞 機械基礎 高效課堂 教學
中圖分類號：G424
文獻標識碼：A
1 高瞻遠矚、結合技能實踐需求，精心設計教學
機械基礎這門學科概念比較多、公式比較多、圖表比較多，內容抽象，對于基礎比較薄弱的職校生來說學習難度比較大。如果只是按照傳統的教學模式，僅僅是照本宣科，很難充分調動學生的學習積極性。所以，在備課時，我們首先備學生，充分了解他們已經學習的課程及即將參與的實踐學習項目，然后在對新授內容進行教學設計時，將新授內容與所掌握的學生基礎相結合，以理論的實際應用為導向，以案例教學為中心，教師先從主觀上讓課堂對學生具有吸引力。
如在設計軸承這一節時，雖然軸承裝置設計這部分內容在教學中不是重點，但這部分內容卻是生產一線技術人員直接接觸最為廣泛的實際問題。教師可以適時地將這章內容進行重新整合，重點講解軸承的安裝、配合、緊固、調節、、密封等實踐性很強的技術問題，并輔以工程實例，如CA614OA車床主軸支撐的實例，使學生重點掌握軸承的組合結構、軸承的調整以及軸承的精度對機床主軸傳動的影響。這樣的教學設計，不僅讓學生們對與軸承相關的理論知識有了立體直觀的認知，還讓他們在掌握了軸承的應用技術的同時深刻認識到軸承在工程實際中的重要地位。高效課堂是否能成功，教師如何主導及教學如何設計很關鍵。
2 獨具匠心，巧用采用多種手段，加強直觀教學
有好的教學設計作基礎，還得需要豐富的教學方法做后盾。課堂教學要高效，教學方法就需要與時俱進、不斷創新。在實踐教學中，筆者常使用以下幾種教學方法作為補充：
（1）運用自制教具的方法進行教學。在機械基礎教學中，接觸最多的是機構。應用模型可以有效激發學生們的學習的興趣。但是在很多時候現有的教學模型并不能完全滿足課程的需求，這時就需要教師適時地輔以自制的教具。比如，在講解漸開線的畫法時，教材定義：在某平面上，沿著一個固定的圓作純滾動，此動直線上任意一點k 的運動軌跡ck 稱為該圓的漸開線。我們就可以利用膠帶紙、棉線、粉筆來制作教具。將膠帶紙這類圓形的實物作為漸開線的基圓，用一根棉線作為動直線，把粉筆固定在棉線上就可以很快地畫出漸開線。這樣的教具也可作為學生的學具，學生也可親自制作并實踐，通過這樣的過程，學生有了親身的體會，對這一定義更容易理解接受。
（2）采用多媒體教學。多媒體教學，主要使用計算機作為輔助教學。在講授機械基礎這門課時，對于理論概念較多、較散的章節，我們可以將知識點整理成課件形式，這樣不僅有利于提高課堂的教學效率，而且通過課件中的目錄結構、超鏈接指向，可以幫助學生更系統地理解各知識點之間的關系，達到融會貫通的效果。而對于機械傳動這一章節的內容，動畫、視頻的使用，更能加深學生對該機構運動特點的理解。例如，鉸鏈四桿機構、凸輪機構、鏈傳動和齒輪傳動等。這些機構通過動畫演示，可以幫助學生加深對機構特性的理解，產生豐富的聯想，將理論知識與實際應用相結合。
（3）實踐教學法。機械基礎與學生的技能操作有著密切的聯系，比如鋼的熱處理這一節，也許我們可以用多媒體教學或是動畫效果讓學生們有直觀的印象，但是，百聞不如一見，實地教學給學生們帶來的不僅是視覺的沖激，更能深切地體會到理論知識的學習的重要性，才有可能將理論學習視為“必須”，避免產生“重實踐而輕理論”的認識偏差。
3 建立融洽的師生關系，促進教學雙邊互動
課堂教學要實現高效，光靠教師一個人的精彩是不夠的，學生才是我們的主體，是我們的主角。導演再出色也需要好的演員去配合。但是導演可能可以去選演員，但是，作為教師我們不可以挑學生。教育的目的，是幫助我們的學生愛上學習，并且會學習。教育是一個教師與學生之間的互動過程，教師與學生都是課堂不可或缺的組成部分，要實現高效課堂教學，教師與學生就要建立良好的、親密的、和諧的合作關系。要形成這樣一種關系，教師就應該做到：平時注意在生活細節中關心學生、用幽默的性格吸引學生、公平對待每一位學生、用心上好每一節課。若能做到這幾點，教師與學生就能在課堂上達到某種默契，良好的課堂教學氛圍與理想的教學效果都能在很大程度上得到保證。教師走近了學生，才有更多的機會了解學生，幫助學生。通過一段時間的相處，筆者的電子郵箱里就經常收到學生們各種風格的郵件，有的是咨詢學習問題的，有的是咨詢學習方法的，還有的是對筆者所講解的知識提出異議的，也有的是跟筆者談生活理想的……高效課堂需要精彩的教學設計，獨具匠心的教學方法，亦需要教師個人具有很高的教學智慧，有獨特的個人魅力，能夠與學生們一起融入課堂，有情感互動的課堂才是有生命力的課堂。
4 科學分組、倡導合作學習，創設積極學環境
如果說良好的師生關系的建立，保障的是師生之間的互動交流合作，讓課堂教學充滿生機，那么合作學習就是生生之間的互動、交流，這不僅可以豐富課堂教學，提高課堂教學的效率，而且也可以使課堂教學的內容得以拓展與延伸。
比如第七章機械傳動，筆者在進行教學設計時將機械傳動設成摩擦輪傳動、帶傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動、鏈傳動五個專題，每一大組領一個專題，然后各大組內的學習小組再分別對專題進行研究，教師組織大組間的交流，小組之間的合作成果通過大組間的交流也得以展現。因為職校生的基礎薄弱，這五個專題的研究是建立在教師已初步講解基礎知識之后。教師打好基礎，學生合作探究，組際交流，有合作有競爭有互動，學生課后的學習積極性提高，自學能力也得以提升。當然學習小組的建立也是有一定策略的，一般是優生、中等生、學困生的比例是1:2:3。
作為新時代的教師，除了注重教學設計、教學過程的有效實施，也更應注重為學生營造一個良好的學環境，讓學生在合作中進步，在競爭中成長。
高效課堂教學是每一位教師的教育理想，但是，教有法而無定法，我們在追求高效的同時，亦不能忽視每一位教師所處的教育教學環境和個體性格差異。在教學模式與教學方法的選用上，不宜盲目跟風。而應綜合學校、學生、教師三者特色，精心設計每節課，積極探索改革教學方法，形成適合自己獨特的教育教學風格。但是學生是我們永遠的“天使”，是需要我們用心用愛去認真澆灌的花朵。不論采取何種教法，都要建立在真誠與愛的基礎上，尊重、關愛每一位學生，充分發掘學生身上的閃光點，讓他們自信積極地參與到我們的教學活動中來。讓學生學會學習，能夠找到打開知識大門的鑰匙，而這亦是高效課堂的終級目的。
參考文獻
一、教師應從培養合格勞動者的目標出發，選取合適的教學內容進行教學
按照這一思路，我們可以對教學內容進行適當調整。機械原理和機械零件設計都是以機構運動簡圖為研究模型，建立機械運動簡圖應該是機械設計的基礎，因此應把機構的結構分析、機構運動簡圖的定義、性質和常用運動副的代號、機構運動簡圖的建立作為重點講授內容。對于機械傳動和零件設計部分，應減少計算公式推導過程的介紹，增加零件細部結構的設計介紹和一些設計參數選取原則的介紹，并加強對機械運行的介紹，比如多種傳動方式的組合、原理、特點以及工程實際中的應用、維護等?？稍黾右恍┍緦I最新動態的介紹，多向學生介紹一些機械的新發展、新思路，以開闊學生的眼界。在過去的教學中，通常只重視設計計算，認為只要會計算就達到要求了，而輕視了結構設計以及與工程實際技術問題緊密結合的部分，使教學與實際脫節。如軸承這一節：軸承裝置設計這部分內容在教學中往往不作為重點，而這部分內容是生產一線技術人員直接接觸最為廣泛的實際問題。因此，可以把這章內容進行重新整合，把軸承裝置設計這部分內容作為重點，要求學生重點掌握軸承的安裝、配合、緊固、調節、、密封等實踐性很強的技術問題。在學習了這些基本知識的基礎上，再舉一些工程實例，如CA614OA車床主軸支撐的例子，通過這個實例，使學生重點掌握軸承的組合結構、軸承的調整以及軸承的精度對機床主軸傳動的影響。通過這樣的整合，使學生既學會了軸承的基本知識，又掌握了軸承的應用技術，同時使學生明確了軸承在工程實際中的重要地位。
二、提高學習興趣，增強教學效果
現在職業學校面臨的問題是：學生基礎知識差，不少人對學習失去了興趣。但是我們也應該看到這樣一個事實：這些學生思想活躍，求新求奇思想重，對周圍世界十分敏感好奇，他們喜歡觀察事物，凡是覺得新鮮的就想了解，凡是自己喜歡的就會去做。因此我認為，要想讓學生能夠主動學習，就要使其對專業感興趣、對課程感興趣甚至對任課教師感興趣，而這些興趣的培養可以通過教學過程中實施趣味教學來實現。
因為職業學校學生文化基礎較差，雖然學校所開設的課程已相對簡化，但由于學生理論水平比較薄弱，《工程力學》和《機械制圖》學得不夠扎實，加上缺乏基本的機械常識，所以在機械基礎的學習過程中，想象不出一些零件的結構，受力情況分析不透。因此教學中應首先降低難度，讓學生有學習本課程的興趣。 若照本宣科，不進行教學信息的雙向交流，必然會學之無味、學之困難。為喚起并始終保持學生的學習興趣，創造和諧的學習氣氛，可根據學生活躍好動的特點，在教學中采用趣味教學法，創設情境，啟迪思維，引導學生積極主動地參與教學。要做到這些，教師必須思路清晰，善于歸納和表達，能夠把復雜的內容轉化為綱目了然、脈絡分明、易于理解和掌握的知識?！稒C械基礎》對于剛剛初中畢業的職校生來說，無疑是有較大難度的課程，容易出現兩種極端：程度高一點的學生為了取得好成績便“死記硬背”；程度低一點的學生，一旦無法戰勝困難，就會放棄學習以致產生厭學情緒。針對這些情況，我認為教學中關鍵要上好第一節課。俗話說“興趣是最好的老師”，如果能讓學生對本門功課產生濃厚的興趣，可以講在本課程的教學任務中已完成了40%。這就要求教師具有淵博的知識良好的口才，能引導學生在有趣的談吐中學到有用的知識，與學生進行有效的交流。
三、重視理論聯系實際，提高教學效果
《機械基礎》是各個工種的專業基礎課，與各工種專業課聯系緊密。作為機械專業的教師，應當不僅具有機械方面的理論知識，而且對于在生產中使用的各種加工方法，機床及設備的有關知識，也要有一定程度的掌握和了解、也就是說我們應努力成為“雙師型”教師。只有這樣，才能在教學中熟練地將理論與實踐結合，上課時才能得心應手。
例如在舉例講解時應盡可能使用見過或使用過的設備，如講解四桿機構，可以結合家用縫紉機的踏板機構。如果有可能的話，理論課教師應主動與實習老師聯系，組織學生到生產現場或學院實訓基地進行現場教學?，F場教學前事先布置一些思考題，讓學生帶著問題一邊參觀一邊討論。在參觀實習中，教師可以對學生提出的問題進行有針對性的講解，告訴學生這臺設備采用了哪些機構、某個零件采用了什么機構，把課堂理論知識和實踐知識有機地結合起來，使學生具體地領會各種機構在機器中的應用。這樣，學生上課時就有了一定的感性認識，就不會覺得抽象，就會產生學習興趣。我們再因勢利導，使學生的感性認識上升為理論，教學效果就會大大提高。
論文摘要:《機械基礎》課的內容對學生來說很“面熟”，但學起來很困難。本文找出了造成這種現象的原因，并給出了對應的解決措施。
《機械基礎》是中等職業技術學校機械類的一門專業基礎課，為學習專業技術課和培養專業崗位能力服務。該課程包講授的內容主要包括機械傳動、常用機構、軸系零件和液壓傳動四部分內容。除液壓部分外，其他三部分內容都與我們的日常生活聯系緊密，所以學習對這三部分所講授的內容可以說常見，這為學好該課程打下了一個良好的基礎。但常見的東西不代表懂得或理解這些東西，相反，他們在學習這些內容時大部分同學感覺相當吃力，究其原因，可以分為以下幾個方面:
(1)內容趣味性差。本課程所學內容，大部分是日常生活中所常見，有些內容比如v帶傳動、螺旋傳動等，這些內容對學生來說仿佛很“簡單”，學起來也沒什么新穎的地方，所以學生學習過程中很容易走神，這就造成了“簡單”的內容也學不好這種現象。
(2)學生的知識水平偏低。大部分同學是初中畢業生，他們在初中時又是班內的差生，更何況部分同學初中沒有畢業，而本課程所需要的知識，往往達到高中畢業生水平，這一情況的存在決定了學生要學好這門課有一定的難度。
(3)本課程所需要的知識面廣。本課程的學習所涉及的課程包括:數學、物理、機械識圖、公差配合、理論力學等，雖然用到的知識都不深，但很多學生沒有學好或沒有學過，這就增大了學生學好本課程的難度。
(4)所學內容多，學時相對偏少，教具不齊全。本課程所涉及的內容十分的廣泛，如果把所有的內容的配備齊全，可以說是不可能的，也完全沒有必要。然而，很多知識點，如果沒有模型，如果只靠老師的口述和同學們的想象，學生學起來，又有很大的難度。
要提高教學質量，使學生學好這門課，就必須針對問題，采取對應的措施，只有這樣，才能達到這門課為學習專業技術課和培養專業崗位能力服務的目的。
針對該課程內容趣味性差的特點，我們可以采用多種方式來引起學生的求知欲:以提出問題的方式來引起學生的注意力，例如，在上第一堂課時，教師可先問，生活中有許多機器、儀器給我們帶來許多方便，那么你們知道誰最早發明了“自行車”嗎?自行車對我們每個人來說都很熟悉，但要想回答出誰發明的自行車這個問題，對我們很多人來說有一定的難度。老師可以簡要的講述“自行車的發展史”，法國人西夫拉克在18世紀末發明了最早的“自行車”，隨著技術、性能的不斷改進，直到1886年英國工程師斯塔利，從運動學、機械學的角度設計出新型自行車的樣式，一直沿續至今，所以，斯塔利被人們尊稱為“自行車之父”。這樣可以活躍同學們的情緒，激發他們的學習興趣，給我枯燥的內容增添活力。老師也可以采取豐富的教學手段來提高學生的課堂學習效率。目前多媒體技術發展不僅為教學提供了一種良好的平臺，它的動態畫面，鮮艷的色彩、直觀的圖形、和諧的聲音綜合運用于課堂教學，能更好的吸引學生的注意力，激發他們的學習興趣。在講解液壓傳動時，控制閥的移動方向和液體的流動方向通過動畫十分逼真的顯現出來，這種教學手段要比傳統的掛圖教學甚至實物教學都直觀、生動，取得教學中的最佳效果。當然也可以采取緊密聯系生產實際的情況，來增強學生的學習興趣。
要想彌補學生知識水平偏低這個特點可以說根本不可能，但如果采取必要的手段，仍然可以讓學生學本課程。這門課的最大優點就是與日常生活、生產緊密聯系，比如說V帶傳動、螺旋傳動等，這些內容對學生來說有個感性認識，只要老師在課堂上加以引導，讓學生懂得其工作原理、工作特點及應用場合，這樣也能達到學習要求。
本課程所需要的知識面廣的特點，要求老師自身要有比較全面的知識，在上課的過程中，可以采用內容回顧、知識鏈接等方式，達到引導學生回顧舊的知識、學習新的知識的目的。比如在學習V帶傳動時，要求V帶的帶速一般處于Sm/s } v25m/s，在解釋帶速為什么要Sm/s } v時，可以讓學生回顧一下功率的公式，P=FV，在功率一定的情況下，速度v越小，帶的拉力F就越大，這樣就很容易引起打滑現象，如果學生不理解拉力大怎么會引起打滑，老師可以舉人在冰上走的經驗，這樣就很容易使學生理解這個問題了。而在解釋帶速為什么要v ， 25m/s時，需要用到離心力這個名詞，對很多同學來說很陌生，可以通過知識鏈接來學習這個新的名詞，可采用舉些例子來讓學生認識什么是離心力，比如體育運動中的鏈球為什么會飛出去，玩游戲時，人為什么不能在高速轉動的圓盤上站住等，說出這都是離心力在起作用，等到舉完例子后學生們不僅會明白什么是離心力，而且還能說出怎么樣增大或減小離心力的方法，這樣學生理解了離心力，相信他們也就能明白速度過大，由于離心力的作用，會使帶對帶輪的張緊力減小的原因。
由于內容過多，要想配齊教具是不可能的，而且些也沒有必要。雖然很多內容用教具來說明具有很好的直觀性，同學們一看就能知道其工作原理，例如螺旋傳動，如果采用實物左模型，就能給老師的講解節省了不少力氣。但并非所有的內容用實物來講授能起到最佳的效果，例如液壓傳動部分，如果采用實物教學，學生仍然看不到液壓系統內部的構造，更看不到工作介質的流動方向。如果采用多媒體動畫來演示，能達到實物講授所達不到的效果，而且成本相對來說較低。當然，很多內容老師可以收集一些實物，或自己制作一些教學模型，能給學生更好的直觀效果。這就要求老師要針對不同的內容，選擇最佳的教學方法或教學方法組合，能起到事半功倍的效果。
【關鍵詞】《機械基礎》 基本概念 理解 掌握
【中圖分類號】：G712
【文獻標識碼】：B 【文章編號】：1673-4041(2007)10-0176-01
《機械基礎》是職業學校機械類專業的一門重要基礎理論課，它的學習不僅關乎著相鄰專業基礎課的認知，也直接影響到學生對生產實習課題的理解和技術技能的掌握，從這個意義上講，學好《機械基礎》顯得尤為重要。
《機械基礎》這門課程具有內容廣、概念多、易懂難記的特點，這使得學生在記憶方面存在諸多障礙，教師教學過程中也常常出現深淺程度難以把握的情況。概念教學在很大程度上影響到學生對本學科知識的掌握，因此，我們在教學中應注意采用多種方法，加強基本概念的教學，盡量與實踐結合起來，加深學生對概念認識和理解，努力提高教學效果。
《機械基礎》的內容包括機械傳動，常用機械以及液壓傳動的工作原理、結構特點和應用特點等，其中有大量的概念需要以直觀的認知做基礎才能做到真正掌握，因此，我在教學過程中，就概念的講解采取了以下措施：
1通過教具演示，幫助學生認識概念
對于以具體形象思維為主要思維方式的初中生來說，機械知識領會的起點，就在于觀察，充分利用直觀性原則，才能幫助學生了解，認識它們的特征。因大多機械都是運動的，屬于動態概念，因而介紹各類機械結構特點的概念，如果通過教具或機械實物的演示、講解，就能使學生在演示中能夠更好地理解和掌握，在實物面前展示概念的內涵，將動態的全過程演示出來，增加學生的感性認識，給學生便于記憶的直觀映象，變理性為感性，變抽象為具體，通過具體的感性認識變成抽象的理性概念，加深學生的認識和理解，從而提高教學效果。例如，在講解四桿機構中的“曲柄”、“搖桿”；輪系中“定軸輪系”、“周轉輪系”等概念時，我都是通過演示教具先讓學生看明白而留下深刻的感性印象，然后再引伸出新的概念。
2借助現象看本質，幫助學生理解概念
現象是指人們對事物的大量的例證觀察中，通過他人的肯定與否定所獲得的表面印象。概念是指通過對現象的總結、定義而概括出來的內涵。這類概念高度精確地概括了事物的本質，是從內涵上認識事物的本質，只有在一定的表象積累的基礎上，才能正確地認識事物的本質。學生思維發展的階段性決定了其思維的經驗的積累。比如“死點”這個概念，我們在教學中從“縫紉機的卡死”和“死點夾具的夾緊”等日常生活及生產實習中的現象入手，幫助學生積累充分的表象，在此基礎上學習“死點”的概念，取得了較好的效果。
3在實踐中學習，幫助學生掌握概念
《機械基礎》是一門與生產關踐緊密結合的學科，其內容是從生產實踐中來的，其中的概念都是生產實踐中各類機械設備的發展過程中總結概括而來的，技校學生的學習也需要與生產實際結合起來，學生對生產中直接運用的知識往往具有強烈的學習興趣，在教學過程中選擇生產實踐中經常運有的具體結構來驗證有關概念，往往能夠激發學生更加濃厚的學習激情，形成強大的學習內在力，進一步增加學生對于基本概念的認識和理解。我們在講解螺紋傳動時，把學生帶到車間里，參觀車床絲杠傳動以及臺虎鉗，讓學生具體觀察絲杠傳動的具體結構和工作情況，然后再在課堂上講解有關的內容，學生看到這些機構是自己在工作中經常見到和使用的，學習興趣很濃，積極性很高，這樣對概念的掌握就容易多了。
4通過比較分析，幫助學生消化概念
各類機械的發展都有其內在的共性，對一個概念的理解可以幫助學生引申理解出幾個相關的概念，各類機械既有許多相同的地方，也有許多不同的地方，相對各類機械的概念總結出其內在的共性，達到舉一反三、逐類旁通的教學效果。機械基礎中的許多概念就是這種關系，在教學中必須抓住它們的這種特點，在對比中擴大各自特征上的差異，幫助學生認識和理解。如在講解《帶輪傳動原理》時，結合前面學過的摩擦輪傳動，兩者都是利用摩擦力傳遞運動和動力，在傳動原理上有很多共同之處，但由于帶傳動是通過中間撓性件-帶來傳遞運動和(或)動力的，所以，它們又有許多不同之處，這樣通過兩個概念的比較，既強化了以前所學的知識，又幫助了后面的概念的掌握，加深了學生對概念的理解，提高了學生的認識。
1引言
皮革裁剪機是制鞋、服裝、箱包等行業實現生產自動化和提高生產效率的重要手段。隨著皮革加工業的飛速發展和市場競爭的日趨激烈，皮革裁剪向高速、高精度方向發展。
高速皮革裁剪機由于其裁剪方式獨特，裁剪輪廓復雜多變，工作載荷時變性強，要求伺服系統動態響應靈敏。因此要提高裁剪速度就必須對伺服系統進行優化，提高其動態響應能力和跟蹤精度。皮革裁剪機伺服系統采用PID控制策略，控制參數的選擇至關重要，伺服控制系統的優化即是PID控制參數的優化。根據經典控制理論，控制系統有超調量、調節時間、穩態誤差等性能指標，是一個多目標優化問題。傳統多采用多目標加權的方法，然后應用遺傳算法[1]、粒子群算法[2]等求解。傳統加權因子選取經驗性強，需要反復試驗才能達到較為理想的結果。近年來，多目標進化算法越來越多地應用于工程多目標優化問題并取得了良好的效果[3]。采用改進的非支配排序遺傳算法NSGA-II進行高速皮革裁剪機速度PI控制器的參數優化。
2伺服進給系統建模
高速皮革裁剪機采用細長直刃裁刀高頻上下往復裁割方式。伺服進給系統有三個方向組成，X、Y和Z（切向跟隨）方向，如圖1所示。切身跟隨Z方向用于保證裁刀始終延裁剪曲線輪廓的切向方向，主運動為裁刀的高頻上下往復振動（C軸）。X、Y、Z三軸實現裁刀在裁剪區域內的平面運動。裁剪系統控制各軸按給定的刀具路徑做多軸協調運動，同時配合變頻真空泵電機，鬃毛磚回轉電機，變頻拾料臺電機，通過運動控制卡實現對皮革CAD制作的排料圖進行精確裁剪。
研究的高速皮革裁剪機采用交流永磁同步電機（PMSM）作為伺服驅動元件。PID控制器結構簡單，在控制系統中應用廣泛。皮革裁剪機伺服系統采用三環PID控制策略。
以X方向為研究對象，X方向機械傳動部分由行星輪減速器（i1=12），如圖2所示、同步帶減速（i2=2）和同步帶傳送等組成，如圖3所示。皮革裁剪屬輕型載荷，同時同步帶傳動采用了高強度的芯材料，可忽略剛度的影響，故可將機械傳動系統轉動慣量和阻尼全部等效到電機軸上，將伺服進給系統簡化為單質量伺服系統。根據能量法原理[5]將行星輪減速器和同步帶傳送子系統各零部件的轉動慣量等效到其輸入軸上。將各零部件導入多體系統動力學仿真與優化軟件RecurDyn[6]中，獲取轉動慣量和質量，然后按照上述等效方法將轉動慣量折算到電機軸上。由電機狀態方程經拉氏變換并結合三環PID控制策略，最終得到伺服速度控制系統的Simulink仿真模型，如圖4所示。其中，ACR為電流PI調節器，ASR為速度PI調節器。電流環反饋系數αi=1，速度環反饋系數αn=1。
X方向選用BRH0852P配備LXM05CD22N4型號驅動器，相關參數為：額定功率Pn=800W，額定轉速nn=3000r/min，轉子轉動慣量Jm=2.4kg/cm2，定子電阻Rs=0.98Ω，電樞電感Ls=3.68mH，反電動勢系數Ku=30.7Vs/rad，轉矩系數KL=0.47Nm/A，SPWM放大系數KPWM=7.78V/A，時間常數TPWM=150μs。利用Simulink的零階保持器將仿真模型離散化，設置采樣周期為0.0001s。
3速度PI控制多目標優化模型及求解策略
高速皮革裁剪機伺服系統三環PID控制器的設計包括電流環、速度環和位置環三個環節，電流環和速度環采用PI控制器，位置環采用PID控制器。電流環PID參數由伺服系統固有特性所決定，并由相關參數計算得到，不宜隨意改動。為進一步提高裁剪速度，就必須使速度環具有更好的動態響應性，主要針對速度環控制參數進行多目標優化設計。常用的PID調節誤差指標主要有IAE、ISE、ITAE等[7]。為獲得良好的瞬態響應，選用ISE和調節時間settletime作為優化目標。為防止超調量和控制能量過大，將超調量overshoot和控制器的輸出峰值maxout作為約束條件。速度環采用PI控制，則X=kp，ki，變量的取值范圍kd∈［0，100］、ki∈［0，1］。設置超調量最大不超過6%，控制器輸出最大不超過25。
速度控制器多目標優化的求解策略，如圖5所示。以過程集成與優化設計軟件iSIGHT為平臺，集成伺服進給系統X方向的Simulink動態仿真模型，并定義優化模型。將PID控制參數kp，ki，kd作為輸入變量映射到控制模型中，同時將Simulink仿真得到的性能指標參數映射到iSIGHT數據庫。在選定的優化算法的支配下對上述多目標優化問題進行尋優搜索。
4基于NSGA-II的速度控制參數多目標優化求解
NSGA-II是Deb等學者在原始的NSGA的基礎上提出的[8]，它針對NSGA存在的弱點進行了改進，并采用了精英策略，使計算復雜度由原來的O（MN3）降為O（MN2），其精英策略的選擇機制，如圖6所示。將群體Pt和Qt并入到Rt，并產生偏序集F=（F1，F2，…），從偏序集中依次選取個體進入Pt+1。
在上述集成多目標優化模型的基礎上，在iSIGHT環境中選用NSGA-II優化算法，設置種群大小為50，最大遺傳進化代數為100，交叉概率為0.9，交叉分布指數為20，變異分布指數為100，經過500步迭代計算，生成Pareto解文件（Task_NSGA2_pareto_profile.txt），經處理獲得Pareto前端（圖略），經排序后選出最優解。將優化結果與傳統遺傳算法和工程整定結果對比分析，系統階躍響應曲線，如圖7所示。三種方法所得的控制參數和各項性能指標，如表1所示。采用多目標優化方法使高速皮革裁剪機速度控制系統動態特性有了很大改善，對于進一步提高裁剪速度具有很好的工程實用價值。
5結論
關鍵詞： 教學設計 齒輪系 “疑―展―評”
齒輪系傳動是常用的傳動方式，是機械基礎課程的重點難點。然而如何吸引學生，擺脫“專業課枯燥無味”的印象是首先要解決的問題。本節課我們將知識點融入“解密記里鼓車”，從“疑―展―評”的角度展開教學，引導學生動手、動腦、動口，真正成為學習的主人，也使學生對中國古代科學技術有興趣和新的認識。
1.教材分析
根據教學大綱的要求，本章使學生了解一般傳動裝置的組成結構特點、工作原理和應用。本課內容主要是齒輪系的組成、類型和傳動特點，以及定軸輪系的傳動比計算，既是對舊知識的復習和綜合應用，又為以后的專業學習打下基礎。
2.學情分析
教學對象為中職機電和機械專業學生，學生對機械傳動有一定的興趣，但是分析傳動案例的時候，往往出現很多問題。究其原因，我認為：（1）畏難情緒嚴重；（2）普遍難以將形象思維有邏輯地轉化為知識框架；（3）不能意識到學完這節課我能做什么，更不用說在此基礎上再創造。為了解決這些問題，我們設計的問題層層遞進、難易結合，給學生“嘗到甜頭”的機會，增強學生的自信心；采用問題支架法，幫學生架橋鋪路；采用任務驅動法，知道“我們要做什么”，進而明確“我們能做什么”。
3.學習目標
（1）通過區分各種動畫和模型，了解齒輪系的分類和特征；（2）通過解密記里鼓車，掌握定軸輪系傳動比計算及方向判定。
4.重點、難點
重點：掌握定軸輪系傳動比計算及方向判定（教學大綱要求）；難點：齒輪系傳動路線分析（需理論聯系實際）。
5.學法教法
課前需要學生預習學案中的“預習導學”部分，帶著問題上課。在課堂上通過展示環節展示出“我學會了什么，我怎么學會的，我有什么問題”，進而相互討論、糾錯，實現教學目標，通過練習、創新鞏固和提升知識。采用“設疑”――“解疑（展示）”――“測、評”的方式，用“解密”手法激發學習興趣，在學生的展示過程中找到問題所在，點撥幫助學生解決疑問，采用游戲和創新方式檢測學習情況，評估教學目標實現度。
6.教學前期準備
教師準備：（1）學案：精心設計學案。預習導學需要由淺入深，突出重點，使學生做好學習新知識的準備工作；（2）課件。學生準備：根據學案上的預習導學部分獨立或合作學習，積累問題，為課堂上解決自己的疑問做準備。
7.教學過程
情境設疑――預習落實――合作學習，課堂展示，質疑探究――提升創新――作業分析――總結評價。
情境設疑：觀看視頻――《記里鼓車》介紹部分，并提出問題：記里鼓車如何記里？明確任務――解密記里鼓車。此環節的設計意圖：（1）創設情境，激發學生的學習興趣；（2）“設疑”，激發學生的求知欲；（3）明確任務，使學生的學習具有目的性。
預習落實：設計意圖有三：（1）解決學生預習時產生的問題；（2）梳理知識結構，突出重點；（3）知識儲備，為“解密記里鼓車”做鋪墊。首先利用學案溫故。其次，梳理知識點，并逐步解決出現的問題。重點是輪系的定義和分類及輪系傳動比的計算和方向判定。
教學方法：由學生對簡單的傳動路線進行分析和展示，并在過程中故意質疑，提出問題，突出重點，梳理整理，形成公式，從而幫助學生理解記憶公式。
合作學習，課堂展示，質疑探究：這三個部分相輔相成，缺一不可。首先，布置任務，觀看視頻――《記里鼓車》（內部結構部分）；其次，要求學生合作解密、展示傳動系統及記里鼓車的原理，并在展示過程中進行質疑，突破難點。為了方便學生理解其原理，在學案上設置成填空題的模式；最后，提高難度，提出非常規問題，請學生探討：小車未走到1里時，需要回頭，但是路較窄，只能后退走，這種情況下往返走1里時小人敲鼓嗎？為什么？在學生沒有思路的情況下給出提示：畫出各齒輪的轉向，從另一角度再現知識點。
提升創新：為鞏固知識，活躍課堂氣氛，同時為各個層次的學生提供練習和拔高的機會，在此設置“小游戲”和“創新漫想，海闊天空”環節。演示車床變速箱傳動系統的動畫，各小組計算傳動比，看誰做得對又快。用小游戲的方式，在游戲中快樂學習。由于滑移齒輪的存在，又提高難度，給學有余力的學生展示的機會。創新漫想，海闊天空：假如你穿越到了三國時期，你能不能幫馬鈞改進記里鼓車呢？學生根據現代事物的啟發都能想到一些改進方式，培養學生的創新意識。
作業分析：布置作業時，將知識點回歸到本專業常用的傳動系統上，對舊知識點進行整合，培養學生對知識的融會貫通能力。
總結評價：讓學生對本課內容有整體認識，并對各小組課堂表現給予評價。
8.課后反思
本堂課采用“疑―展―評”的教學模式，需要學生做大量預習工作，帶著問題上課，課上多數時間是學生合作學習和展示，教師只是起到導演者、組織者和合作者的作用，真正體現學生的主體性。恰當融合知識點與古機械原理，激發學生的學習興趣，培養學生的創新意識。但是個別學生預習不到位，導致教學效果大打折扣。所以需要對常出現這種情況的學生進行重點檢查，并在上課時有目的地選擇展示的學生，對其下次的預習起督促作用。總體來說，既要對學生大膽放手，又要有較高的課堂掌控能力，這就要求教師各方面素質有較大的提高。