纺织机械设计原理

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纺织机械设计原理范文第1篇

[关键词]纺织机械；技术创新；创新思维

[中图分类号]F426[文献标识码]A[文章编号]1005-6432（2014）31-0034-02

随着社会的进步发展，创新成为时代的主题，任何行业都要不断的改革创新，才能更好地推动行业的发展，使行业的产出更加符合现代社会发展的需求。纺织行业同样如此，对纺织机械技术的创新，是推动纺织机械优化升级的有力武器，是提升纺织企业整体竞争力的重要手段。对于现今纺织行业的机械创新工作已经迫在眉睫，需要不断地提高人们的创新意识，立足于实际生产需求，激发创新思维，提高创新能力，使更多人融入到纺织机械技术的创新研究之中，以个人的创新能力和集体的创新智慧，推动纺织行业机械技术创新成果的产出，以机械技术的创新不断提升纺织产品质量，提高纺织行业的整体实力和国际竞争力。

1我国纺织机械技术现状

近年来，我国政府对纺织行业的发展一直都予以关注，注重对重点纺机厂给予技术支持或技术改造，并且积极引进国外先进技术，采取技术合作的方式，促进我国的纺织技术走向不断发展进步的道路。随着市场经济的不断发展，对纺织机械技术和纺织产品的要求越来越高，同时也在很大程度上促进了纺织企业的发展与进步。2004年，在第九届纺织产品博览会上，中国纺织集团的棉纺设备取得很大的技术进步，使与会者对我国纺织机械技术的发展有了更加充足的信心。我国科技水平的提升与发展，使PC程控器和计算机技术为越来越多的纺织机械技术所融合采用，同时变频技术简便了机械参数的变更，并且对印染的同步传动进行了成功的解决。时至今日，先进的硬件条件已经被纺织机械行业广泛运用，使得纺织行业走向了机电一体化的制作工艺之中，并且其水平也在快速提高。但是，我国的纺织机械产品存在很多缺陷，并且缺乏足够的个性，纺织机械领域中自主开发的技术和软件较少，设备还未具有极高的稳定性和可靠性。使得我国的纺织水平与国际水平相差10多年，面对这种差距，我们应该清晰地认识到纺织机械技术进行创新改革的重要性。在技术改革创新中，不断提高产品质量，使机械设备更具智能化和人性化性能，使纺织机械技术走上优质高产的国际化道路。

2做好纺织机械技术创新工作的对策

2.1增强责任感和事业心

创新成果的产出要以各种创新素养为基础，创新素养指的是人们进行创新活动所需要的生理或心理因素，智力或非智力要素。而对创新活动影响最深刻的便是责任感和事业心，只有具有强烈的责任感，才能激发无私的奉献精神，只有具备高度的责任感，才能更加积极地参与科学研究，以严谨的科学态度进行科学探索、技术创新，由此看来，责任感和事业心可以成为创新活动的动力和源泉。

20世纪90年代初期，对棉纺织悬锭粗纱机进行优化设计和制造时，人们发现样机清洁器第二根绒带经常不走，经观察发现，这是由于对清洁器进行复位时，有些女工因够不着，经常拉动第二根绒带，导致绒带逐渐延伸，并且失去弹性，影响甚至损坏了清洁功能。而且清洁器降落速度较快，很容易砸伤手指。在这种情况下，为了保证工人操作时的安全性，使清洁器正常发挥其功能，要求机械设计人员对清洁器进行优化设计，创新设计思路，更好地解决不安全和实用性差的问题。在经过严密的分析研究和反复多次的试验之后，创造性地找出了解决这一问题的方法，这一方法正是在清洁器前加一支活动手柄，这一方法被广泛运用于现代的悬锭粗纱机中，一直延续至今，这种对技术的创新就是在对保障工人安全的责任感中产生的。从此次创新活动中可以看出，责任感对于技术创新成果的产生具有多么大的推动作用。

纺织机械一般会在纺织厂中使用十多年的时间，如果机械设计者及制造者没有强烈的事业心和责任心作为支撑的话，很可能因为一时疏忽，导致使用成本和安全隐患的增加，不利于纺织行业的正常工作运行。反之，如果机械制造者有强烈的责任意识和事业使命感，就能制造出更多更好的纺织机械，促使机械技术的创新不断得到发展和完善。

2.2提高专业知识和技能水平

对于科学技术创新来说，专业的知识、丰富的经验、较高的技能水平都是开展创新活动的前提和基础，对于成功的技术创新至关重要。技术创新需要对某项技术进行认真的分析研究和学习，结合实际的实践探究和具体的试验分析。时代的快速发展，科学技术的进步，信息化的普及，知识发展日新月异，只有不断地学习和积累才能适应知识的快速发展。大学的知识在社会上有用率不到20%，这就需要在社会中继续学习，不断积累实际的经验，才能更加符合社会对人才的需求，满足社会需要。

20世纪70年代，曾一度流行化纤、纯纺、混纺，沈阳纺织厂制造生产的并条机，斜管经常出现堵塞，还有筒底乱条等问题，即使提高斜管的光滑度，还是会常出现堵塞现象，加上并条工序，使得纺织厂的纺织品生产受到制约，生产工序无法正常进行。在这种情况下，技术创新势在必行，技术人员运用数学知识，通过探究发现，棉条到斜管的轨迹是圆锥螺旋线，如果将直接斜管按轨迹变为曲线斜管，就会解决上述问题，使棉条不再堵塞斜管。依据此发现，结合动力学原理和微积分理论设计出了圆条盘，但在试制时，又出现了新的问题，螺旋曲线斜管在空间的设计成为难题，眼看夭折的创新，技术人员用两个螺旋形圈条盘顺利解决了棉条堵塞现象，即使高速运转，入条不会堵，出条也不会乱，效果显著。该创新技术圈条盘被广泛沿用至今。通过此例可看出，技术的创新需要结合数学、力学等多方面的专业知识，如果没有这些知识为基础，就不能发现棉条的运动轨迹对堵塞的影响，就不能运用数学和力学知识对该技术进行创新，如果没有实际的动手实践，就无法发现问题的存在，自然无法完成对圈条盘技术的创新。因此，要想做好技术的创新，应努力学习专业知识，积累技术经验，提高创新技能，为创新工作打下坚实的知识技能基础。

2.3坚持求真务实的科学态度

创新要立足于实际，从实际出发，以实际生产需要为发展基础，理论结合实际，既不唯书，也不唯上。因为创新是需要发散性思维的活动，思维一旦被传统观念所束缚就无法完成创新工作。书本知识是前人的经验总结，但随着社会的发展，很多事物都在变化之中，尤其是技术的发展，总是随着社会需求在不断变化，如果一味按照书本上的经验结论，很可能出现与实际不相符的情况，这时，就应该立足实际，进行实际的试验探究，从而得出正确结论。知识的学习和积累包括输入、转化、输出三个环节，知识的输出是知识到技能的转化，是形成知识力量的过程，如果知识在输入、输出的过程中，没有有效的转化，那么知识将无法体现其价值。因此，技术的创新要在书本知识的基础上进行创新性的学习与运用，以求真务实的科学态度进行技能创新，通过试验总结经验，得出科学性结论，提高知识的附加价值，这些也是创新的本质所在。

2.4激发创新思维

创新思维是人脑中产生新颖思想的思维，是发现事物间新联系、新关系的思维过程，人类活动的成果都来自创新思维，是创新思维的产物和物化。创新思维需要知识做思维基础，但更需要的是洞察力、想象力、坚持不懈达成目标的精神。创新思维就是以观察为基础发挥想象，以丰富的想象力散发思维，结合知识基础，坚持不懈地为创新目标前行，这样才能为技术创新做出准备。发散创新思维虽然需要知识为基础，但绝不是决定条件，因此，可以激发更多人的创新思维，以创造性思维完成技术创新。

在某纺织厂的生产过程中，工人们发现悬锭粗纱机在纺织制造时，粗纱定量存在较大差异，经过工人的细致观察，发现在粗纱机一二排条筒纺织完成后，三四排条筒还会剩下一些棉条，原因是后两排的棉条其意外伸长比前两排大，为了解决这一问题，工人将四排条筒之间的距离缩小，使定量差异大的问题得到解决。这项创新性的技术就是工人完成，由此说明，在实际工作中，每个人都可能是创造者，这就需要依靠创新思维，激发创新潜力，坚持努力完成创新活动，而后定能取得实质性的创新成果。

3结论

我国的纺织企业经过近年来的积极探索与努力发展，已经逐渐成为国际纺织行业的重要力量。然而，其中仍会有一些问题存在，这就需要不断地提高创新能力，激发创新思维，重视培养创新人才，坚持不懈地进行纺织机械技术创新，保证纺织企业的可持续发展，不断推出新型优质产品，努力提高我国纺织行业的国际竞争力。

参考文献：

[1]汤永学纺织机械技术更新解析[J].知识经济，2013（1）

[2]李志军依靠技术创新促进纺织机械行业转型升级[J].中国国情国力，2013（11）

纺织机械设计原理范文第2篇

    许多应力和各种系数等数据或曲线图表。用理论设计代替经验设计、用精确设计代替近似设计、用优化设计代替一般设计将成为设计的必然发展趋势。一般的机械设计都是设计人员按照各种资料提供的数据,结合自己的工作经历和经验,对已有的产品进行类比,比较出优点和缺点,初步定出设计的方案,再通过验算确定方案是否是可用的。优化设计,是利用电脑的计算优势采用数学的方法,用数量的指标对最终的方案进行评判和选择,得到一个相对来说具有最优功能的计算算法。

    通过这样的过程获得的方案不仅是可用的,而且也是相对最优的。它的一般过程是先明确设计的任务,再确定设计的变量参数,在明确变量的取值范围然的情况下确定设计函数来确定优化方法,最后编写优化程序,总之得出优化结果并圆整。机械优化设计是在机械设计领域利用将最优化原理和计算机技术相结合,为了提供稳定可靠的机械装置,利用更加科学、更加有效率的理论和方法来完成设计方案,从而解决机械优化设计中遇到的难题。机械优化设计是将机械工程的设计问题转化为计算机算法的最优化问题,机械设计的问题大部分都已经解决,目前是在传统的设计基础上,让它更精确,更符合潮流。而选择适当的最优化算法,利用计算机的高速运算功能从众多满足要求的并且是正确的设计方案中寻找设计者比较满意的设计方法,达到设计者预期的目标。它可以解决过去难以处理的问题,优化设计是机械设计的一种新途径,它是为了更加优秀而去其糟粕,取其精华,从而提高传统设计的效率和质量。机械设计是机械工程的重要组成部分,在机械设计的早期是主要是研究机械运动参数的。如材料尺寸、加工能力、最小的尺寸和重量,最好的性能,使之具有最可靠、最低消耗和最少环境污染。机械设计的分类很多,有农业机械设计,矿山机械设计、纺织机械设计、汽车设计、船舶设计泵设计、压缩机设计、汽轮机设计、内燃机设计机床设计等专业性的机械设计分支学科。但是这些问题又有许多共性技术,例如机构分析和综合、力与能的分析和计算,工程材料学、材料强度学、传动、、密封,以及标准化、可靠性、工艺性等。

    计算机辅助设计引入优化设计方法后,把优化设计方法与计算机辅助设计结合起来,解决这些共性的问题。根据优化设计问题的特点选择优化算法是一个重要的问题。一般要对优化的数学模型的设计变量数、约束条件数、目标函数和约束函数的复杂程度等进行分析,并深人了解各种优化方法的特点,才能作出恰当的选择。机械优化设计是一门新的学科。它是在现代机械设计理论的基础上提出的一种更科学的设计方法,它可使机械产品的设计质量达到更高的要求。因此,在加强机械设计理论研究的同时,还要进一步加强最优设计数学模型的研究,使其更能反映客观实际。优化设计英文名是optimizationdesign,从多种方案中选择最佳方案的设计方法。它以数学中的最优化理论为基础,以计算机为手段,根据设计所追求的性能目标,建立目标函数,在满足给定的各种约束条件下,寻求最优的设计方案。选定在设计时力图改善的一个或几个量作为目标函数,在一定约束条件下,以数学方法和电子计算机为工具,不断调整设计参量,最后使目标函数获得最佳的设计。通常设计方案可以用一组参数来表示,这些参数有些已经给定,有些没有给定,需要在设计中优选,称为设计变量。

    如何找到一组最合适的设计变量,在允许的范围内,能使所设计的产品结构最合理、性能最好、质量最高、成本最低(即技术经济指标最佳),有市场竞争能力,同时设计的时间又不要太长,这就是优化设计所要解决的问题。一般来说,优化设计有以下几个步骤:1)建立数学模型;2)选择最优化算法;3)程序设计;4)制定目标要求;5)计算机自动筛选最优设计方案等。通常采用的最优化算法是逐步逼近法,有线性规划和非线性规划。

纺织机械设计原理范文第3篇

关键词：机械产品设计；物理模型；数学模型；建模

中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：

前言

随着技术的进步，传统机械产品工艺设计采用图纸二维设计已经被计算机图形设计所取代，并且计算机建模能够更加精准，便于修改和演示，能够将复杂的机械结构几何化，为此，机械设计，机械运动方案及各种处理的计算机模拟传输机制之前，要全面分析整个过程，模拟运动系统，设计师通过人机对话做出机械产品之前生产的特殊需求，做出更快，更好的决策的方案计划。

一、几何模型建设

几何模型建设在机械产品工艺设计中会被经常应用，其包括了线框模型、表面模型、实体模型、特征模型。

1、线框模型

在机械产品工艺设计中，由产品的各个顶点和棱边勾勒出来的几何形状的模型叫做线框模型，举例说明：如图1所示：

图1线框模型数据结构

图1模型是一个立方体，其中V代表顶点，共有8个，E代表棱边，共有12条。

线框模型是三维线性模型，表示产品的透视效果，采用线框模型进行机械产品工艺设计，表示简单、修改方便、容易识别。

2、表面模型

表面模型是将线性模型中棱线所围成的封闭面定义为表面，如上图中的线性模型棱边E围成的表面表面有6个表面模型。表面模型的数据结构如图2所示：

图2表面模型数据结构

表面模型能够反映出机械产品的各个表面特征，例如：在两个表面相交，可以得出表面交线及隐藏交线。对于复杂的曲面造型，利用贝塞尔曲面、B样条曲面等可以制造出飞机、轮船、汽车等重工业机械产品曲面工艺设计模型。表面模型并不能够完全的对机械产品进行准确描述，不能表述表面之间的拓扑结构，无立体性计算模型，只仅限于一个平面上的产品工艺设计。

3、实体模型

实体模型能够正确的反映出机械产品的几何信息，同时能够建立模型各表面之间的相互关联。实体模型包含机械产品的各种几何数据，形状、体积等，能够通过布尔运算转换而成，可以利用表面定义实体模型各要素点，并表述出此面另一侧的实体存在如图3所示：

图3表面某一侧存在实体的定义方法

上图中（a）为表面，并存在表面外一点P；图（b）中箭头方向代表其方向存在另一侧面；图（c）表面向右旋转箭头表示形体前进方向，单箭头表示形体存在另一侧面。

机械产品工艺设计，实体造成过程如图4所示：

图4实体造型过程

实体造型过程首先要通过参数构型由基本几何元素按一定拓朴关系构造若干简单形体，再由为数不多的简单形体经过布尔运算组合成空间实体的内部模型。

实体模型可全面完整地描述形体，可自动地计算物性，检测干涉，消除隐藏线和剖切形体等，因而能较好地满足CAD/CAM的要求，得到了广泛的应用。

二、产品模型

机械产品模型的工艺设计要对产品的各项参数与数据进行描述、定义，其中包括机械产品的各部分零件、结构构造、运动轨迹及功能、图形、生产管理、信息管理等。

其结构如图5所示：

图5 产品模型的基本数据

机械产品模型数据可以定义为由几何模型和属性模型构成，二者之间连动关系如图6所示：

图6几何模型和属性模型的关系

机械产品工艺设计，对螺旋弹簧、板簧、齿轮等的运用率较高。如使用标准，成本低，易于购买，有必要在这个时候是不是一个几何模型，而是一个所谓的属性模型。另一个例子是，只要作为目标的描述，它的属性，如齿数，模的性质，等等，任何齿轮的产品目录中，只要其型号规格标准齿轮。标准齿轮，也没有必要影片的详细图纸和详细的形状信息，这是属性的典范。此外，在概念设计的函数绘制的曲线图，绘制概略形状的草图，和性能计算的基本设计，在这种情况下，所用模型的属性是一个必要的属性，以完成的设计目标提取模型。

有模型之间的联锁。例如：作出图片与它相关联的一个相应的绘图部分的设计变更，也可以自动更新，这是连接之间的图形动。另一个例子是形状和大小的值链接的值变化时的大小，形状也应链接的变形，参数化设计包含此功能时，需要进行单向或双向链接的。

三、机械设计方法

机械设计方法要从两个方面进行论述，一方面是广义上的所有机械产品工艺设计，另一方面是狭义上的具体机械产品，包括产品功能、用处等。

广义的机械设计应包括所有机械的内容，涵盖机械领域，如工业机械，电子工业，航空航天工业。各种重型机械大，小，微型仪器仪表，家用电器。

狭义的机械的内容应主要包括起重运输机械，冶金机械，纺织机械，印刷机械，轻工机械，橡胶机械，汽车制造，造船。

无论是概念的广义的机械或狭机械的内容，各种机械在各行业的共同财产的机构来完成的运动或在某一特定领域的机械产品的位移或力的变化。

各种机械产品，我们可以将其定义为一个机械的对象，每个对象都有其属性。这些特性，对不同行业或不同区域的功能要求，计算方法，设计标准和规范，应包括各种机械产品。虽然都属于机械产品，应用的基本理论，理论力学，材料力学，机构力学，机械原理和机械零件，但在不同行业的机械产品在特定的专业差距是巨大的。还遵循一个特定的区域，同时，独特的机械设计，机械设计机械产品遵循的一般原则。这种特殊性，有针对性的设计。

在机械设计的产品，而且在整个电力拖动与控制，液压传动，气动，高温和高压，流体力学，化学，跨学科的技术基础。这些技术的深入研究为基础的产品的设计。基本理论与机械联合设计成机械产品领域，需要大量的时间，这些特点。

如果你想设计一个特定的区域，仍然需要大量的时间去深入和详细的研究和总结找出其独特的法律具有一定的机械设计的基本理论。和许多的法律一定的科学实验被发现。这一次，有时相当可达几年或十年。某些产品需要几代人的努力，以达到一定的高度。

机械设计是模仿，总结，借鉴和创造多方面相结合的技术工作。合理的外部条件，合理的设计理念，设计标准和方法可以设计和创造优良的机械产品的设计。

机械产品的设计还应包括利用现代设计方法，除了强度计算中应该考虑的参数优化，结构优化，方案优化。可靠性分析，人体工程学，工业美学，绿色设计标准。

现代机械设计将应用于有限元设计，虚拟设计，坚固耐用的设计，并行设计，机电一体化设计，计算机辅助设计，机械设计最新的电脑软件。

机械产品设计中最重要的部分，应包括以下几个方面：

1，功能设计;2，主要设计参数;3，设计的主要机制;4，主体结构设计。

机械产品的设计工作是一项创造性的工作，需要长期深入细致的研究，可以设计出客户满意的产品。

四、结束语

利用模型建设进行机械产品的工艺设计是采用计算机软件虚拟出机械产品的形状、性能及工作原理，通过人机交互让用户虚拟感受机械产品性能。计算机图形能够以三度空间，将现实环境虚拟化，进而能够降低机械产品设计预算，实现完美体验，并能够根据用户要求进行随时更改，达到机械产品最优状态。

参考文献

[1] 张晓华等．系统建模与仿真[M]．第一届维修工程国际学术会议论文集，2006（6）．

[2] 艾树峰等．ADAMS 机械设计高级应用实例[M]．电讯技术，2008（4）．

[3] 麦静惠等．虚拟样机技术及在ADAMS上的实践[M]．机械设计高级应用实例，2005（2）．

纺织机械设计原理范文第4篇

【关键词】缝纫线；初始绕制；绕线机；自动绕线

0.引言

缝纫线绕线机在缝纫线绕制过程中，需把缝纫线线头抓住，将线头在缝纫线管上缠绕几圈，这一过程称为缝纫线初始绕制，简称初绕。初绕完成后，绕线机主轴正转，带动主轴上的缝纫线线管同步转动[1]。因为缠绕在线管上的缝纫线与线管间存在摩擦力，便会随着线管一起旋转，缝纫线便会不断缠绕到线管上，从而完成缝纫线的绕制。目前，国内制线业使用的缝纫线线支卷绕设备，90%以上为普通绕线机，需要由人工方式完成初绕这个工序，工人的劳动强度大，绕线效率较低，而且对操作者熟练程度要求高。据统计，初绕工序的停机时间占到生产时间的20%-30%。本文提出一种能够自动完成抓线、断线、缠绕功能的缝纫线自动初绕装置，能够有效减轻工人的劳动强度，提高制线过程的自动化程度，提高绕线制线的效率[2]。

1.自动初绕装置工作原理

缝纫线绕线机在绕制缝纫线的过程中，首先需要将空线管装到绕线机主轴上，拧紧压紧螺母后，自动粗绕装置把4个缝纫线线头依次抓住，移动线头使缝纫线与压紧螺母接触，驱动主轴正转，利用缝纫线与压紧螺母表面的摩擦力，把缝纫线缠绕到缝纫线管上，缝纫线随着线管一起旋转，当绕线圈数达到设定圈数时，主轴停止转动，绕线完成后，松开压紧螺母，取下绕制完成的线管，完成缝纫线绕制过程 [3][4]。自动绕线机工作流程图如图1所示。

2.自动初绕装置结构组成

缝纫线绕线机自动初绕装置主要包括移动机构、抓线机构、断线机构。

缝纫线绕线机自动初绕装置结构如图2、图3所示。其中，移动机构包括驱动电机1、联轴器2、丝杠3、导轨4、丝杠螺母座5、水平支板6、前支座18、后支座19。

抓线机构如图4所示，包括垂直支板7、上夹板8、4个夹头电磁铁91、92、93、94、电磁铁上支撑板10、电磁铁下支撑板11。

断线机构如图5所示，包括切断电磁铁12、刀片13、切断电磁铁支架14。

移动机构的前支座固定于绕线机17上。驱动电机固定在前支座上，通过联轴器与丝杠相连，丝杠通过丝杠螺母副与丝杠螺母座相连。控制驱动电机正反转，便可实现丝杠螺母座的左右移动，实现抓线机构和断线机构直线移动。抓线机构的垂直支板固定于水平支板上。4个夹头电磁铁固定于电磁铁上支撑板和电磁铁下支撑板之间。以夹头电磁铁91为例，当夹头电磁铁得电后，电磁铁夹头20向上顶出，与上夹板压紧，当电磁铁夹头和上夹板之间有缝纫线时，便可将缝纫线夹住，完成抓线功能。切断机构的切断电磁铁固定在垂直支板上，刀片通过螺钉21和螺钉22分别与垂直支板和切断电磁铁连接，当切断电磁铁得电后，电磁铁活动杆23向下伸出，利用杠杆定律使刀片以螺钉21为中心顺时针转动，切断夹在电磁铁夹头和上夹板之间有缝纫线，完成断线功能。

3.自动初绕装置工作过程

如图2、3所示，绕线机完成绕线后，自动初绕装置的驱动电机正传，通过丝杠螺母副的传动，带动抓线机构和断线机构向右运动，当夹头电磁铁91的夹头中心与缝纫线241在竖直面内重合时，驱动电机停止转动，夹头电磁铁91得电，电磁铁夹头向上伸出，与上夹板将的缝纫线夹住。完成抓线后，切断电磁铁得电，电磁铁活动杆向下伸出，刀片以螺钉21为中心顺时针转动，切断夹在电磁铁夹头和上夹板之间有缝纫线241，完成断线。驱动电机再次正传，继续带动抓线机构和断线机构向右运动，重复以上步骤，依次完成4根缝纫线的抓取和切断。

完成缝纫线的抓取和切断后，拧开锁紧螺母15，将绕线机主轴26上绕制完成的缝纫线线管取下，放上未绕线的缝纫线线管，拧上锁紧螺母，控制驱动电机反传，带动抓线机构和断线机构向左运动，到导轨4的左极限位置，使垂直支板7以螺钉25的中心为圆心，顺时针旋转45度，抓线机构夹住得缝纫线将与夹紧螺母接触。控制绕线机主轴正传，由于缝纫线与夹紧螺母接触，表面具有一定摩擦力，通过绕线机主轴高速转动，将缝纫线缠绕到缝纫线线管上，完成缝纫线初始绕制。绕线机开始绕线，进入下一个工作循环。

4.结论

本文针对缝纫线绕制过程中人工完成初绕工序耗时多，效率低的问题，通过创新性的研究和开发，初步完成了自动初绕装置的设计，本装置能够自动完成抓线、断线、缠绕等功能，可大幅提高绕线效率，改善绕线质量。类似的装置还可应用于绣花线、尼龙线的绕制，满足高档服装、革制品、箱包、制鞋、拉链、绣花、家纺和领带等行业相关企业的绕线需求，具有广泛的市场需求和工业应用前景。

参考文献：

[1]唐颖，孟宪松，刘军.自动环型绕线机的设计[J].林业机械与木工设备，2004，32（6）：29-30.

[2] 魏俊波，胡国清. 基于Pro/E的自动磁环绕线机虚拟设计与运动仿真[J]. 机械设计与制造，2011， （5）：57-59.

[3] 赵晓东，董哲，王敏. 全自动绕线机的研制[J].电子工业专用设备，2010，39（11）：41-45.

[4] 刘洪玮，郭吉丰，孙云云，任军军. 两轴伺服控制的绕线机系统[J]. 电气传动，2010，40（9）：9-12.

作者简介：

冯关明（1962―），男，绍兴人，副教授，主要研究方向为纺织机械设计与研究。

纺织机械设计原理范文第5篇

【关 键 词】 机械基础；教学设计；课程

本课程的教学目标是：使学生具备所必需的机械基础知识和基本技能，初步形成解决实际问题的能力，为学生学习后续专业课程，参加技能鉴定，提高全面素质，增强职业应变能力、团队合作能力和继续学习的能力打下一定的基础。

传统的《机械基础》教学，已经不能适应现代学生的学习，课题组通过各类教师讨论会（专业教师、基础课程教师、兼职教师等）、深入企业施工一线调研走访等形式，征集专业课教师和施工一线工程机械技术人员的宝贵建议，考虑学生技能鉴定需要的知识点等，总结前两级学生的理实一体化教学改革，以工作岗位需求来构建基于工作过程的理实一体化教学模式，对教材编制、教学内容、实施性教学大纲修订、教学课时进行有效的调整和选择。

一、教学模式的改革及培养学生专业兴趣

（一）以工作岗位需求来构建基于工作过程的理实一体化教学模式

首先，认真进行企业调研，工程机械运用与维护专业就业方向通常为各大型工程机械企业的工程机械和工程机械配件的操作、运用与维护，管理销售及售后技术服务等。按照工作岗位所应完成工作任务来了解所需的各项技能。然后，针对毕业生选取适合的工作岗位，将该岗位所涉及的理论与实践的内容进行梳理编订，制定满足该岗位需求的教学内容，根据所需技能的特点，设计全新教学模式。经过不同阶段的学习，学生最终可以达到部分岗位顶岗实习的目标和需求。真正发挥提升理实一体化的作用。

（二）稳定学生情绪，培养学生专业兴趣

在传统的教学模式中，更多的是以课堂为中心，辅以不成比例的实验或实训类的课程，学生不“知其所以然”，自然就无法真正“知其然”。如何由教师的一言堂转变为学生能积极参与的教学活动？课程建设小组各位教师结合丰富的教学经验，针对学习单元内容、教授班级、专业的迥异，将多媒体教学、实验教学、行动导向教学、问题探究式法、小组讨论法、实验操作与理论教学理实一体化等各种教学方法灵活运用，按照基于工作过程的职业学校课程改革思路，真正做到“做中学，练中学，学中做”，学以致用。其目的只是实现――兴趣是学生最好的老师。

（三）密切联系实例，将学生兴趣持续下去

教育是一门艺术，“教学成功的艺术就在于使学生对你所教的东西感兴趣”。那么，如何把这种兴趣持续下去，这就需要教师付出大量的心血。

在教学中，教师要密切联系生产和生活中的具体实例，将学生兴趣持续下去，使学生在教学中一直坚持兴趣的持久性。

如在教学齿轮这部分内容时，教师会在上新课之前，先给他们看一个图片――三国马钧所造的指南车，告诉学生，他就是用这个东西在大雾弥漫的战场上打败敌人的，在学生的注意力被调动后，马上引出正题――这个车就是利用齿轮传动系统和离合装置来指示方向。然后让学生想想生活里还有什么东西是有齿轮的呀？学生会热烈地讨论“钟表、水表、汽车”等等，教师夸奖他们喜欢思考的同时，告诉一些他们不清楚的，如汽车里的变速器里的行星齿轮结构，车床主轴箱里的齿轮结构等。同时给他们看大量汽车、飞机、轮船、机床等机器中齿轮的图片，在大量的实例面前，教师勿需多言“同学们，这章很重要呀，齿轮很有用呀”，学生就已经领悟了“齿轮的设计与制造水平将直接影响到机械产品的性能和质量。在工业发展中有突出地位，齿轮被公认为工业化的一种象征。”课堂效果很好。

（四）结合后续专业课，争取兴趣的发展性

《机械基础》是一门从基础课向专业课过渡的专业基础课程，故授课中还应注意其承上启下作用 ，引导学生注意本课程与其他课程知识的相互联系，启发学生将相关联的知识结合起来综合学习，对学习过的知识及时复习，温故而知新。争取学生学习兴趣的发展性。

授课中遇到学生在后续专业课中将会用到的知识时，要特别强调，提醒学生注意。如讲授向心角接触轴承的两种安装形式时，强调正安装和反安装在后继专业课程《土方机械》等将会应用；讲授形位公差的标注时，联系《CAD》的相关内容。这样，当学生在学习《土方机械》《CAD》等专业课相关内容时，将不会无的放矢。各学科知识的相互综合，有利于学生灵活应用各学科知识，改善知识结构，增加知识积累，提高学生的综合分析能力和解决问题的能力。对把学生对专业学习的浓厚兴趣继续下去，有非常重要的意义。

二、教学内容的改革及模块化处理

课程的教学内容直接影响到该课程是否能在专业课程体系中发挥应起的作用。课程建设小组的教师，熟悉本课程内容，在教研活动中与基础课教师、专业课程教师积极进行教学探讨，充分了解涉及的前段和后继课程，对将要教授专业的所有课程进行了较清晰的系统了解。结合企业调研中的岗位需求，与兄弟院校开展合作，于2012年8月由人民交通出版社编制出版了新教材《机械基础》，同时灵活制定出实施性教学大纲。从以下几个方面进行：

（一）系统了解各个专业的课程，具体进行教学内容的取舍

对机械和机电专业，会同期开设专门的《金属工艺学》，专业课中有《液压和液力传动》课程，因此制定这2个专业的实施性大纲时，就可以把《金属工艺学与热处理》和《液压》两章完全删除，并且告知学生原因。

数控专业没有《金属工艺学》课程，“金属工艺学与热处理”这部分内容在本课程中就必须学习，但对他们的要求没有机械类学生高，故只要求学生掌握简单的常用材料和基本热处理方法即可。

汽运专业学生，有《金属工艺学》课程，没有《液压和液力传动》课程，在制定大纲时需要去掉前者，但加入后者。“液压”部分的要求也低于机械类学生。

这样的课程安排，既防止学生学习的盲目性和重复性，又可以节省大量课时，还保证了学生知识体系的完整性，可谓一举多得。

（二）方便学生接受，制定教学顺序

为方便学生理解接受，打乱多年旧教材的教学顺序，重新制定教学顺序。按照从小到大：连接（零件）――机构――传动-轴系（零部件）――最后总体装配：减速器（机器）；由浅到深：机械零件的结构、特点、应用――机械零件的精度与技术测量；由动到静：由机械部分到材料部分。学生在理解上可以更好地由直观到主观，由易到难，学生在学习中更容易接受，不会产生畏难情绪。

（三）教学内容以学生兴趣为导向，注重理实结合

“兴趣是最大的动力。”在新编排教材中，本着以学生兴趣为导向的基本原则，采用大量生动形象的实例图画，注重生产和生活实际与机械基础知识点的融合，练习计算等通过“卡通小蚂蚁”的归纳总结、例题导入，活泼地实现教学意图，并首次将“常用量具测量”与“机械零件的精度”归入一个模块单元，知识难点的有机结合，克服教学难点。

（四）按“出口”定方案，简化《工程力学》的学习

考虑到现阶段学生毕业生的岗位性质，《工程力学》中的相关计算可能用途不大，对专业课的学习亦无影响，所以，只需要讲授给学生最基本的力学基础，并且这些内容针对各个专业实际，在不单独使用专门章节讲解的专业中，可以将力学部分常识放在机械零件、机构、传动部分中涉及到的相关内容中讲解：

如在机构运动简图学习中，介绍铰链等概念；在学习键联结时，简单解释剪切和挤压；在螺纹联结章节中，简要介绍拉伸和扭转等概念。这样不仅能节省大量课时，而且很利于学生对抽象力学概念的理解和接受。

（五）根据学生状况，有目的地删减或增加部分内容

在教学中重点强调最基本，必须掌握的理论知识，简化原理阐述，剔除无用的陈旧内容和繁冗计算。讲究针对性、实用性和直观性。

为方便各个专业学习，故将教学内容模块化，分为除绪论外七大单元：绪论、连接、常用机构、机械传动、轴系零部件、机械零件的精度与技术测量、工程材料、力学。其中将“机械零件的精度与技术测量”“工程材料”和“力学”部分划为带“*”部分，各个学校、不同专业，可以视具体情况灵活选用。

三、教学方法的改革及多元化教学方式的灵活运用

基于工作过程的职业学校课程改革要求对教学方式进行大胆变革，教学方法改革的根本目的是：体现以学生为中心的教学氛围，激发学生学习的主动性，传授基础知识、基本理论与实践能力培养紧密结合，加强学生的工程意识、实践能力和创新能力的培养。

课程建设小组坚持育人为中心，十分重视教学方法的改革和先进教学手段的应用，形成了一套以形象式、启发式、问题探究式、小组讨论式等互动式教学为主，以多媒体动画、图片演示、模型演示、实验课、习题课等为辅助的多元化教学模式，注重多媒体理论教学、实验教学、行动导向教学的理实一体化结合，有效调动了学生的自学与创新积极性，大大提高了教学效果和效率。

（一）了解学生，建立良好的师生关系，合理分配学习小组

充分了解学生，与学生互信互动是课堂传播知识的良好途径。课程建设小组成员教学中坚持首先与学生建立良好的互信关系，并了解和掌握基础较好的学生和学习有一定困难的学生基本情况，包括学生的基础知识、思想动态、身体状况、个人爱好、家庭境遇、在校表现及社会活动情况等，合理分配学习小组，为学习中的互信互动建立良好基础。

（二）充分利用绪论课，激发学生求知欲和学习兴趣，发挥学生学习潜能

《机械基础》是本专业学生接触的第一门专业基础课程。绪论，是这门学科的伊始。首先，教师简单讲解机械的发展史，让学生了解自己所学的专业――机械，对整个国家的发展是起着举足轻重的作用。

从中国谈起，远在五千年前，我国就使用了简单的纺织机械；晋朝的连机碓和水碾就是应用了《机械基础》中提到的凸轮机构的原理。再到世界：到国外――举世闻名的埃及金字塔的建成也是使用了机械工具。

从古代公元前2500年，欧亚地区使用两轮和四轮的木质马车就是机械开始谈起，讲到到现代：航天飞机、焊接机器人、智能机器人等等。最后回到现代日常生活，自行车、钟表、冰箱、空调机、洗衣机等等这些都是机械。

这和以往传统教学中直接给出机械和机器的概念相比，学生克服惧怕心理，兴趣盎然，顺利为后期专业课程奠定了基础。

（三）采用形象直观的多媒体演示教学方法，激发学生的学习兴趣

《机械基础》课程内容与生活实际和生产现场紧密相连，涉及的课程和知识多，而且课程本身包含的内容丰富，初学的学生大多感觉凌乱、头绪多，甚至摸不清头脑，常常有学生会感觉不知如何学好本门课程。

针对本课程内容多、涉及面广，在编制教材和电子课件制作中，课程建设小组大量应用各类生产和生活中的照片、图片、动画、录像等形象手段，有效激发学生的学习兴趣，增加课堂信息量，培养学生的形象思维能力。

（四）采用启发式、问题探究式教学方法，激发学生的主动思维能力

为了提高学生的主动思维能力和创新能力，调动学习的积极性，课堂教学中，运用启发式教学，通过适当地设计一些教学环节，如适当的设问，诱导思维方向，以达到鼓励学生积极思考、敢于提出问题、积极回答问题的目的，营造出健康活跃的课堂氛围。

如在“凸轮机构”中对“易磨损”的特点，先问，“大家小时候，是不是帮妈妈绕过毛线吗？”把学生注意力吸引过来，再看“绕线机构”的动画，让学生们通过思考及短暂的课堂讨论来回答老师所提出的问题，通过这一环节之后，学生的脑海中已经有了相关的知识及概念，这时老师再剖析上述问题时，他们的注意力就会格外集中，对知识的获取效果也较好。

采用启发式教学方法，极大地激发了学生积极主动思维的自觉性，实践证明，采用启发式教学法，学生的逻辑推理能力、分析判断能力、解决问题能力、想象力、总结归纳力，都得到了锻炼和提高。由于思维能力的提高，无形中对基础知识、基础理论的学习也起到了推动作用，这一切为学生创新思维的形成奠定了坚实的基础。

（五）采用互动式、讨论式的教学方法，培养学生的创新意识

教学过程设计在教学活动中极其重要，它能影响学生的学习兴趣、主动性、参与性及创造性。大到整门课程、小到每一节甚至每个小知识点的教学过程，都必须精心设计，达到激发学生学习兴趣，培养学生创新意识的目的。

采用互动式、讨论式的学习中，组织学生讨论，发表自己的意见，在教师的引导下，最终得出正确、合理的结构。这样做使学生真正参与到教学中来。

教师们在授课中注重与学生交流，经常提出一些问题，引导学生的思路，使台上、台下融为一体，课堂气氛活跃，调动学生的主观能动性，教与学融为一体，使学生成为课堂的主体，创造条件让优秀学生有机会发表自己的学习体会和研究成果。

（六）注重多媒体理论教学、实验教学、行动导向教学的理实一体化结合

课堂教学中，坚持以学生为中心，教师的作用主要为引导学生的方针，任课教师根据教学内容，灵活地将启发式、互动式、讨论式等教学方法运用于教学中。根据课程需要和现有条件，将课堂教学与现场教学相结合，如在课程讲授之前，组织学生参观机械零部件陈列室，使学生对各类通用零部件有一个直观的认识；在讲授轴的结构设计时，组织学生观看轴系零部件的组成、组装动画演示及进行轴系零部件实物拆装，通过动画和实物拆装，熟悉轴上零件的轴向和周向定位方法及特点，明确轴结构设计中应注意的问题，学会轴结构设计的方法。

平面连杆机构的绘制与观测实验、凸轮机构的观测实验、V带传动的安装、调试和张紧、滚动轴承、联轴器、离合器的构造与拆装实验、齿轮减速器的构造认识和拆装实验等都安排在专业教室内，实验操作与相关理论学习有效结合；理论难点部分：“机械零件的精度”与操作部分“常用量具测量”有机结合，即游标卡尺测内外径和检验孔轴尺寸精度、配合精度、外径千分尺测外径和检验轴尺寸精度不单独开设，分别与尺寸精度、配合精度理论学习设置为一个学习情境项目，采用理实一体化教学，有效克服教学难点；金属材料的性能测试也与金属材料的性能理论设置为一个学习情境项目；渐开线齿轮各部分的名称及标准直齿圆柱齿轮尺寸的计算练习采用行动导向，有效培养学生理论联系实际的能力和工程意识。

四、教学手段的改革及专业教室、多媒体教室、实验室建设

学校在教学资源上大力投入，教师积极应用有效资源，改变传统教学模式。利用配备齐全的专业教室和各个教室的多媒体设备，多媒体投影机和大屏幕可以给学生明显的视觉效果；音频控制台可以灵活调节功放、音响等设备，可收到良好的听觉效果；视频展示台可以方便展示各类零件、实物的大小、颜色和形状。

充分调动学生的视听感觉，满足学生全方位感知的需求，使教学生动活泼，学生认识深刻、记忆持久，从而大大提高学生的学习兴趣，增强学生的学习主观能动性。我们结合学校和学生的特点，开发研制《机械基础》多媒体课件。

积极采购必备实验设施，教学中将现代化教学手段和模型、实物、机械设计陈列柜、黑板等传统手段有机结合。

对于重点、难点内容，通过动画演示、机械设计陈列柜、模型、实物讲解、学生小组讨论，深入浅出，多媒体课件信息量大、图像和动画直观性强，使学生形象直观地理解问题的实质。

如教学凸轮机构、四杆机构等各类机构的运动，带传动、齿轮传动等各类机械的传动，螺纹连接的预紧与防松、齿轮诸多失效形式、轮系的张紧、轴承的内部结构、公差配合中的配合关系等等，均是教学环节中不易掌握的难点，也是教学必须掌握的重点内容，对没有太多实际生产经历的学生，很难通过想象加以理解，通过多媒体课件、三维动画的直观演示，使学生一目了然，顺利克服难点，很容易理解和掌握。多媒体课件合理、有效的使用，激发了学生主动学习的积极性，促进了学生创造思维的培养，推动了机械基础教学质量的提高。

五、考核方式的改革及有效激励

为适应一体化教学模式，考虑本课程在专业中的重要性及课程特点，突出课程学习中，学生为学习的主体原则，课程考核评价方式采用“过程评价（即情境综合评价）+课程终结评价（即期末成绩）”，考试课60+40（分），考查课70+30（分）。建议机械类专业本课程为考试课，部分近机类专业如数控专业等为考查课。

（一）过程评价（情境综合评价）

过程评价（情境综合评价）主要考察学生的课堂学习情况、团队协作情况、练习页完成情况、工作任务完成情况四个方面。为体现学生为主体，评价主体引入学生、小组和教师参与。评价方式包含自评、组评、师评三种。对不同的学习情境，教师可对评价内容一栏各项的分值自行设置，总分70，可参考《成都铁路工程学校工程机械运用与维修专业教学标准暨课程标准机械基础》中具体给定的学习情境分别评价，再根据情境评价权重（%），即每个学习情境在所有学习情境（100分）中的百分比，综合计算出该课程的情境综合评价得分。

考试课的过程评价（情境综合评价）占总分的60%，考查课的过程评价（情境综合评价）占总分的70%。

（二）课程终结评价（期末成绩）

课程终结评价是对学生所学知识和技能进行总结性考核的方法。根据机械基础课程的特点和需要，课程终结评价（期末成绩）采用笔试，由教务科统一组织，安排在该课程结束后或学期末，集中时间考试。笔试时间一般为90分钟。

考试课的期末评价占总分的40%，考查课的期末评价占总分的30%。

（三）有效激发学生的学习主动性

这样的评价方式，充分体现以学生为学习中心的考核体系，有效激励学生在《机械基础》学习中的主观能动性，大大提高学习兴趣，实现大纲中的教学目标。

【参考文献】

[1] 鲁昕. 中国发展高层论坛讲演[J]. 中国教育结构调整和现代职业教育，2014.