以学科竞赛为平台培养学生的工程素养和能力

研究将全国大学生工程训练综合能力竞赛与工程训练教学相结合,把竞赛项目当作实际产品开发的工程项目,作为学生工程训练的工程背景。通过撰写产品开发任务书、研究制订设计方案、制订项目实施进度计划、明确质量标准、采取合理的产品质量控制措施、运用软件模拟仿真、编制零件加工工艺过程卡片、动手操作加工、装配调试验证以及团队建设和竞赛选拔等,实现相对完整的工程过程。按照"新工科"人才培养模式,从多方位、多角度实现对学生工程素养和工程能力的培养。

基于工程能力竞赛的热能驱动小车设计

针对第七届大学生工程训练综合能力竞赛中对热能驱动小车设计的要求,巧妙运用高等数学和机械设计的基本知识,选择合理的计算方法,运用适当的计算机辅助设计软件,设计出一种结构形式优化、依靠乙醇燃烧为动力的小车。通过SolidWorks进行运动学仿真和竞赛成绩证明,结果证明此设计方案布局合理、结构简单且性能稳定,具有创新性。

生鲜食品包装机气力式超薄自粘膜横封装置设计与试验

为解决气力式超薄自粘膜横封装置结构复杂、稳定性差等问题,以现有生鲜食品包装机为平台,设计了一套生鲜食品包装机气力式超薄自粘膜横封装置。该装置由立式输送带、前后平行布置的两个上风盒、下折膜机构、切断机构和无动力托辊等组成,其中下折膜机构包括下风盒、滚轮、气缸等,利用气力和机械结构的复合运动,可较好地完成超薄自粘膜横封作业。构建了横封作业过程中包装物料与横封部件的力学模型,利用Fluent软件对其关键部件下风盒进行结构优化分析,得到最优参数为:下风盒进风口位置和水平方向出风口位置对称布置,风腔高度14 mm、水平出风口直径3 mm、水平出风口个数10个。以后上风盒出风口压强、下风盒水平出风口压强、下折膜机构与包装盒底部折膜间距为试验因素,以托盘后部横封率为试验指标进行了正交组合试验。经试验和结果分析,得到最佳参数组合为:后上风盒出风口压强113.3 Pa、下风盒水平出风口压强85 Pa、下折膜机构与包装盒底部折膜间距-3 mm。经试验验证,最佳参数组合下横封率为99%,横封平整、美观,满足包装机横封作业要求。

基于“轨迹坐标”的竞赛小车凸轮设计

以设计实现中国大学生工程实践与创新能力大赛基础赛道运行轨迹小车用凸轮为目的,介绍一种基于“轨迹坐标”的竞赛小车凸轮设计方案.该方案不同于传统设计思路,综合运用Inventor、AutoCAD和UG NX设计工具软件中的简单功能,采用规划优化、分析计算、Excel数据整理、建模和仿真等设计手段,通过利用轨迹坐标映射出凸轮轮廓线的方法,解决有各种避障运行轨迹要求的小车凸轮的复杂设计问题.这种设计凸轮的方法,可以应对赛题的各种轨迹变化,对于其他机构的设计也提供了有益的设计思路和方向.

基于IAR visualSTATE的螺旋输送机控制系统的设计

为解决螺旋输送机卡料问题,设计了一种基于IAR visualSTATE的螺旋输送机控制系统。首先,针对螺旋输送机控制系统硬件部分进行设计,包含过零检测电路和可控硅导通角驱动电路;其次,利用visualSTATE状态机建模软件建立系统的控制模型,将相应程序嵌入到STM8S207单片机中。试验证明,基于visualSTATE的图形化建模方法能够清晰方便地表达逻辑控制,不仅极大提高系统的调试及开发效率,还提高了程序设计的可靠性,有效解决了螺旋输送过程中的卡料问题。

机械传动综合实训装置的研制及其教学应用

在新工科建设的大背景下,为了更好地以工程教育专业认证理念为导向,推进工程训练中基础工程能力的教学与培养,研制开发了具有机械工程能力基础训练特色的实训教学装置。该装置涵盖了多个方面典型的基础传动机构,具有很强的教学适用性、实用性、工程性和课程思政性。通过该装置的教学训练,能够让学生迅速建立起典型传动机构的直观概念和身体感知,从而有效培养学生的基础工程能力。该装置具有很强的通用性,广泛适用于各类高校工科专业的基础工程训练。