机械设计教学范文

机械设计教学范文（精选12篇）

机械设计教学 第1篇

作为机械类专业的专业基础课,《机械设计》这门课涉及的相关课程知识较多,不仅概念抽象,而且公式繁杂,在很大程度上增加了学生的学习难度。尤其是机械传动的内容,大多数学生在学生上感到非常吃力,而且教材中数据资料很多,学生根本不能掌握。本文对《机械工程技术》课程中机械传动的几点教学方法进行了尝试性的研究,旨在提高教师的教学水平,促进学生的学习进步。

1 《机械工程技术》课程中机械传动的几点教学方法

1.1 活跃课堂气氛,提高学生的学习主动性

在《机械工程技术》课程的教学中,教师可以将一些趣味互动环节穿插在课堂中,从而充分调动学生的积极性和主动性。例如,在学习带传动的内容时,教师首先要讲解相关原理,让学生对带传动有基本的认识,这时候教师可以发问“带传动需要润滑的辅助吗?”通过这样的问题,调动学生的学习兴趣,使学生的注意力转入到讨论中,学生在问题的讨论中渐渐熟悉带传动的特点及原理。另外,教师还可以在课堂上做实验,通过实验的形式吸引学生的注意力。例如,在学习蜗杆传动的内容时,教师带上相关教具,这些教具学生平时很少见,因此这些教具就会吸引学生的注意力和好奇心,从而将精力高度集中到课堂上。教师在讲解相关内容时候邀请有兴趣的学生进行示范。学生在示范的过程中,由于通过自己的亲自动手,因此形象生动的画面就会深入学生的脑海,学生结合这些形象生动的画面,就会深刻理解教材的内容,不仅提高了学生的学习能力,还能获得良好的教学效果。我们都知道,轮系部分的内容相对复杂,而且非常枯燥无味,学生常常感到力不从心。教师在实际教学中,可以采用直观教学法进行教学。采用直观的教具辅助教学,便于学生理解,有利于加深学生的记忆。在实际教学中,教师也可以通过举生活实例,调动学生兴趣,活跃课堂气氛。与生活相关的具体例子极易引起学生共鸣,学生将感性认识和理性认识结合在一起,自然而然的容易理解教材内容了。例如,自行车的传动方式包括有链传动,通过举这个众所周知,家喻户晓的实例,学生就能轻易的理解了。另外,通过身边的例子来学习教材的内容,不仅降低了学习难度,还将学生的学习自信心提高了。

1.2 指导学生正确选用数据从而得出准确的计算结果

在《机械工程技术》的教学中,尤其是在机械传动的实际教学中,教师需要详细介绍数据选取方法及解题方法,使得学生在进行解题时拥有比较清晰的思路,能够清晰的分析题目,正确选取数据,正确的解题,而不至于盲目乱套公式,而忽视对题目的理解。在机械传动的教学中,需要查取的数据资料非常多,而且相对复杂,包括表格形式的数据和有线图形式的数据,并且还需要收集这些数据的影响因素,同时分析这些因素如何影响这些表格形式数据或者有线图形式数据。

对于图表选取数据的方法的讲解,教师需要详细讲述,例如查取齿根弯曲疲劳极限或者齿面接触疲劳极限的时候,首先要明确齿轮所使用的具体材料,结合使用的具体材料来查曲线、查图,如果不结合齿轮所使用的具体材料来查曲线或查图,否则查取的曲线或者图形,从而得到错误的取值。再例如,查取载荷分布系数或者动载荷系数,必须要明确齿轮的布置情况以及齿轮精度,并且需要按照相应的表格以及曲线来查取。如果不能弄清除数据的影响因素,将不能获得准确的数据。因此学生需要学习数据的选取方法,并且熟练掌握它,只有这样才能选择正确的数据,并将正确的数据带入计算公式进行计算,这样才能得到准确的计算结果。

1.3 重视对比及分析,培养学生综合研究问题的能力

所谓“个性”就是学生在学习一种传动之后基本了解不同传动的内容。所谓“共性”就是不同传动之间的内在联系。学生不仅学习各个传动的个性,还需要掌握不同传动的共性。通过对比分析共性和个性,使学生能力深入理解,逐渐养成举一反三的能力,因此在实际教学中,教师可以编制一些表格,从而达到教学目的。

齿轮传动失效的原因很多,既难于记忆,又不容易掌握,在实际教学中,教师可以采用表格分析法进行教学,将全部影响因素展现在表格中,并且要逐项深入分析,这样便于区分不同失效方式的原因,同时还便于学生理解。教师为了进一步加深学生的理解,可以重点讲解磨损、胶合、弯曲疲劳折断、点蚀几种失效方式的原因,接着深入讲解静强度不够时轮齿的失效现象,同时让学生自行思考各种失效方式的预防方法。在学习完圆柱斜齿轮传动的内容之后,教师可以列出表格(如表1),并给学生布置作业,让学生填写表格的内容,并思考圆柱斜齿轮传动与圆柱直齿轮传动的相同之处和不同之处,从而达到巩固的目的。

在学习蜗杆传动这个内容之后,教师列出表格(如表2),学生在表格上填写,从而掌握每个章节的力分析。

1.4 给学生布置作业,以达到巩固知识的目的

通过上文的教学之后,学生仅能逐步掌握机械传动的设计计算方法和内容,但是学生尚未达到运用自如的效果,因此需要进行强化训练。在实际教学中,教师通过例题说明设计计算的过程,采用的模式是互动式教学模式,带动学生的思维,使参与到思考中,并在实际设计中应用所学理论内容。需要注意的是,教师只需要做好引导的作用,并不需要讲解太多,需要给予学生思考的空间。教师给学生布置机械传动设计大作业,目的是让学生亲自动手设计计算,从而将学生设计计算能够提高,从而达到熟练程度,从而将学生学到的设计计算知识进步巩固,并且更好在机械零部件进行设计计算中应用,从而变成一名成功的设计工作者。教师还需要激励学生更努力学习更专业知识,逐渐培养学生的创新精神和挑战精神。

2 结束语

《机械工程技术》课程的教学并不是简单的事情,而机械传动的几点有效的教学方法主要体现为四点,第一点是活跃课堂气氛,提高学生的学习主动性,教师可以将一些趣味互动环节穿插在课堂中,或者在课堂上做实验,甚至采用直观的教具辅助教学,从而吸引学生的注意力,调动学生兴趣,活跃课堂气氛。第二点是指导学生正确选用数据从而得出准确的计算结果。第三点是重视对比及分析,培养学生综合研究问题的能力。四点是给学生布置作业,以达到巩固知识的目的。教师要想达到机械传动的教学目标,学生要想更好的学会机械传动的内容,需要相互配合,共同努力,共同进步。

摘要：《机械设计》这门课程中机械传动的内容的主要特点是知识点较多,不仅公式非常繁杂,而且概念非常抽象,另外图表特别多,学生要掌握和灵活运用难度相对较大。在教学实践中将其中的计算公式分为几何关系式、经验关系式、结论性公式三种类型,教师在具体教学时区别对待。本文重点对《机械工程技术》课程中机械传动的几点教学方法进行了分析,旨在促进教师和学生的共同进步,推动教育事业的发展。

《机械设计课程设计》教学大纲 第2篇

三、课程教学内容与学时分配

课程设计题目一般为机械传动装置或简单机械（如减速器等），设计工作量最低应相当于以两级圆柱齿轮减速器为主体的机械传动装置。每个学生应完成：部件装配图1张（0号或1号图），零件工作图2张，设计说明书约6000~8000字。

课程设计的进度安排为：

1.教师讲解设计内容并布置题目，学生根据题目确定设计方案并进行设计计算。（1周）2.学生绘制所设计机械装置的装配草图并在通过初审后绘制正式装配图。（1周）3.学生根据装配图拆绘零件图，然后整理编写设计说明书，最后参加答辩。（1周）

四、本课程与其它课程的联系与分工

先修课程：机械制图，理论力学，材料力学，工程材料，材料成形基础，机械制造基础，机械原理，机械设计，几何精度设计

后修课程：专业课，专业课程设计，毕业设计

五、建议教材与教学参考书

引机械创新设计项目入机械原理教学 第3篇

[关键词]实践创新;机械原理;教学方法

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）11-0111-03

机械原理是一门介绍机械中常用机构和一般工作条件下常用参数范围内的通用零部件设计的基本知识、基本理论和基本方法的重要的专业基础课，是机械类及相关工程类专业的必修课程。在机械原理这门课程中，学生要掌握“三大机构”和“三大分析”。“三大分析”即机构结构分析、机构的运动学分析和机构的动力学分析的基本知识;“三大机构”即连杆机构、凸轮机构和齿轮机构的设计与综合。机械原理课程的培养目标是使学生具有创新机构运动方案的设计能力，即针对不同的设计任务，综合运用多学科的相关知识，提出多种机构运动方案，并进行综合评价确定最优方案。因此，它又是一门多学科、实践性很强的学科。[1]

一、机械原理教学中存在的问题

当今世界，科技发展日新月异，技术快速发展，而我们的教材一直是经典教材，课程的内容跟不上科学研究的发展，也跟不上技术的实际应用，甚至存在有些知识点是实际应用中多年弃之不用的技术等问题。结合这几年授课经验，笔者发现，机械原理教学中存在如下几点不足：

第一，缺少实践教学环节，缺少学生创造性思维能力和实际设计能力的培养。

第二，重理论知识系统性而轻工程应用背景的介绍。如连杆机构中转动副（铰链），学生从书本上见到的只是杆是直线和铰链是圆组成的机构运动简图，对于现实生活的机械产品难有较好的感性认识。特别是在大四做毕业设计结构设计的时候，构件与构件之间的实际的铰链的装配关系容易出错。

第三，缺少对机械设计新技术、新发展和新成果介绍，以及机构解析法设计的内容。

第四，与其他课程联系少，往往是就机构分析而机构分析，可通过设立综合性强的课题，将机械原理与工程力学、机械设计结合进行综合性设计，或结合设计比赛进行串接。

第五，在实践环节，每年都做同一个题目“减速器的课程设计”，只是每个学生的数据不同而已，没有体现“以学生为中心”的教育理念，使得该环节程序化，制约了学生的创新能力。

以上问题的存在，使得本来是创新性强、思维发散灵活、创作激情澎湃的机械原理教学，有可能变成理论实际脱节、教学过程枯燥、学习目标盲目、学习激情减退、教学质量下降的灌输式教学。[1]

二、要善于提出问题，引导学生主动思考

在教学过程中，需要将学生的地位至于教学的核心。让学生参与到教学活动里，在进行教学之前可以设置多重问题，让学生在问题的引导下层层深入，自主进行深入学习，提高学习的兴趣和效率。

机构自由度计算是机械原理教学中的重点内容之一，教师要做到深入浅出地讲授构件和运动副产生约束作用，由此自然给出平面机构自由度计算公式。不仅加入了理论知识，还使用一些简短视频和动态图，让学生了解各个运动副之间的关系，便于理解和识别复合铰链、虚约束等特殊情况。增加一些趣味性和实际生活中常见并且熟悉的机构进行分析，或者对看起来复杂的机构进行简化。引领学生在计算自由度的时候建立对机械原理的最初理解以及兴趣。鼓励学生将学到的机构进行应用。建立简化机构和对机构原动件到从动件进行顺序分析的解题思路。提出机构，让学生自由分析和进行计算，再进行讲解。培养学生分析和解决问题的能力。

齿轮机构在各种机器中应用广泛，在讲授这部分知识时，利用在实验室不同类型齿轮机构的模型和视频、联系实际进行理论知识的讲解，可以加强学生知识的理解。首先要建立对一般齿轮类型的认知。了解齿轮传动在实际应用中的重要性，再提取最普通的直齿圆柱齿轮进行分析。可以让学生自己探索分度圆，齿根圆，模数等的意义。通过对齿廓的研究了解渐开线各个参数的意义，了解为什么渐开线是最常用的齿廓，从而了解渐开线的优点。再通过实际啮合状态，提出啮合相关的问题，包括啮合规律、传动比、重合度等疑问。在研究斜齿轮、蜗轮蜗杆传动时，让学生类比齿轮的公式，进行公式的推断，从而了解其与渐开线直齿圆柱齿轮的异同。通过让学生研究对不同齿轮加工方法的异同，了解齿轮的加工过程。按照从实际到理论，从设计到制造的顺序，提出不同阶段的问题，引领学生建立系统的齿轮方面的知识。了解不同阶段不同的公式以及公式的来源。[2]

三、注重实践创新

我校教师带领学生连续参加第四、五、六、七届全国大学生机械创新设计大赛（慧鱼组）。2014年我校学子一举斩获一等奖，不仅取得了我校在此项赛事中的最好成绩，还实现了我校在该赛事一等奖奖项的零的突破，为学校赢得了荣誉。还带领学生参加了江苏省第五届机械创新设计大赛暨第六届全国大学生机械创新设计大赛获省二等奖，不仅要求学生设计出作品，并且要做出实物，进行现场模拟。据悉，全省独立学院获得的最高奖项为二等奖，且只有三项，我校即占其中之一。今年我们争取再接再厉取得好名次。

第七届（2016年）全国大学生机械创新设计大赛的主题为“服务社会——高效、便利、个性化”;内容为“钱币的分类、清点、整理机械装置;不同材质、形状和尺寸商品的包装机械装置;商品载运及助力机械装置”。我们选择关于钱币的分类、清点、整理机械装置的设计。

在当今的社会生活中，人们越发注重绿色出行，因此公交车出行越来越成为人们优先选择的公共交通设备。然而，现如今公交车上钱币分类主要依靠人工或者简易的投币装置，这样的方式成本高并且效率低下。这都预示着新型的多功能投币机械将会被人们广泛使用，其需求量将会越来越大。作品一设计的是新型公交车投币箱。利用简单的滑道及杠杆机构进行纸币及硬币的分离，再以简单的滑道机置对不同面值的硬币进行分类，如图1所示。由两个滑道构成主要结构，上面一个滑道两点固定，主要是给硬币和纸币一个下落的初速度，下面的滑道是一个杠杆结构，硬币的质量完全可以压下杠杆落入硬币箱，人们把硬币从投币口投入，经过一系列物理反应，达到分离的目的。此结构简单，不需要能源输入，只需要小小的改动就能更便利。主要创新点：1.没有科幻元素，处处体现实用化。简单的机械结构容易制造，并且出现故障容易修理。2.无须通电和供能，因此投币机十分安全并且节能、受到的使用限制也会大大缩小。3.设计制造成本低，可批量生产，便于推广。此设计不仅功能齐全、可靠性高，并且机械装置简单，大大降低了公交公司的生产成本，价格的低廉也将会赢得广泛的客户群。由于成本低，可以批量生产，具有广泛的市场性和实用性。

作品二是根据公交车上的投币特点（需要人们一个一个投）设计了该产品，如图2所示。我们根据硬币的直径不同，给它们在轨道上安排了不同的出币口，使得不同面额的硬币进入不同的空间内。由于目前我国新版人民币有三种圆形硬币，其直径依次为：一元硬币25mm、5角硬币22.5mm、1角硬币20.5mm。所以我们将第一个出口处的挡板与轨道的间距设置为21mm（先将一角钱分出），将第二个出口处的间距设置为23mm（再将五角钱分离），最后的出口的间距设置为26mm。这样，不同的硬币就会不同的出口处落出，原理如图3所示。我们在每一个出币口搭建了一个容器，使它的开口直径不超过它所盛装的硬币的直径（装一元的容器直径为40mm，五角的为40mm，一角的为30mm）的两倍;我们又测量出每一种硬币的厚度（一元为1.85mm，五角为1.65mm，一角为1.67mm），然后根据计算，在容器外表面标出刻度（不同的高度对应不同的数量，如：在一元容器外，每隔18.5mm，画一刻度线，标出数字十;在五角容器外，每隔16.5mm，画一刻度线，标出数字十;在一角容器外，每隔16.7mm，画一刻度线，标出数字十）。主要创新点： 1.可进行硬币的分类。2.可计数根据测量硬币堆积的厚度，从而计算出硬币的数量。3.将轨道分段衔接。4.原理简单，结构简单。5.系统还具备升级和扩展的潜能。本作品结构简单，可后续添加其他功能，较好地满足了硬币发展的需求。

作品制作历时四个月，经过多次改造。从刚开始产品设计的构思到最后整个作品的制作完成都充分发挥了学生的创新意识，培养了学生综合设计能力与团队协作能力，提高了学生针对实际需求进行机械创新、设计、制作的实践能力。[3]

四、总结

通过这次研究课题的实践，不仅让学生学到了许多了专业知识，而且培养了其解决问题的能力。其次，团队管理也是很重要的，一个团队核心就是通过合作去开展工作，这样才能发挥最大的效益。合作就需要良好的管理，对于不同的问题需要设立讨论小组，对问题进行研究，集众人之力去解决问题。最后笔者认为，本次研究关键就是不断反思问题，从反思中取得突破。研究是个连续的过程，在每个阶段发现问题才能确定接下来工作的方向，这样不断进行反思总结，才能取得突破，取得最后的胜利。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 孙亮波.在机械原理教学中引入机械创新设计项目的研究与实践[J].机械，2010（12）：21-23，33.

[2] 殷勇辉，高志，章兰珠.提高机械原理课程教学质量的思考与实践[J].中国大学教学，2014（6）：57-59.

[3] 张跃，李雪滢等.浅谈大学生实践创新项目对机械类应用型创新人才培养的促进——以南京理工大学泰州科技学院为例[J].大学教育，2015（8）：168-169.

[4] 黄晨华，蔡小梦，毛桂生.提高机械原理教学质量的方法探讨[J].大学教育，2012（11）：92.

机械设计课程设计教学研究 第4篇

机械设计课程设计是机械设计课程的一个十分重要的实践教学环节, 旨在培养学生运用机械设计及其他先修课程的相关知识解决工程实际问题的能力。通过课程设计这一环节的训练, 强化学生对机械设计课程的相关知识的理解, 对一般机械零件设计的准则、方法和步骤有一个系统全面的掌握, 充分培养学生的机械综合设计能力、工程应用能力和创新能力, 为后续的专业课学习和毕业设计奠定良好的基础。随着我国高校教育教学体系改革的不断发展与深入, 机械设计课程设计这一实践教学环节也越来越受到重视[1]。机械设计课程设计教学改革已成为高校机械类专业教学改革的一项重要内容。

二、机械设计课程设计教学现状分析

随着我国高校教育教学改革的不断深入, 机械设计课程设计的教学改革也受到了越来越多的关注。由于机械设计课程设计的改革成效不仅取决于其自身的改革, 还受到机械设计课程教学改革的制约, 虽然近年来不少专家学者进行了大量针对性的研究, 但目前仍未能有效解决在设计内容、教学模式、评价标准等方面的问题, 难以充分发挥其在培养学生应用创新能力方面应有的功能, 与当前应用创新性人才培养的总体要求还有较大的差距。具体而言, 目前的机械设计课程设计教学还存在以下几个方面的问题。

1. 设计题目单一, 设计内容雷同。

目前的机械设计课程设计绝大多数为二级减速器的设计, 原因在于减速器为典型的通用设备, 包含了机械设计课程中介绍的几何所有零件类型, 对于学生掌握常用零件的设计方法有重要意义, 但是, 这种沿用了几十年的单一设计主题模式, 已难以适应现代人才培养模式的要求[2]。由于设计题目单一, 导致学生的兴趣大打折扣, 难以调动其积极性。虽然是一人一题, 但都只是在具体的设计参数上有所差别, 在设计内容、设计步骤方面无任何区别, 因此, 仍难以从根本上杜绝抄袭现象。同时由于设计过程过于程序化, 相关教材与资料上都有详细介绍, 容易使学生感觉枯燥、乏味, 不能充分发挥其创造性思维。

2. 教学方法僵化, 教学手段守旧。

目前机械设计课程设计基本上是沿用传统的教学方法, 即在任课教师拟定设计题目后, 学生按照课程设计指导书介绍的方法和步骤依次完成方案设计、零部件设计计算、装配图设计、零件图绘制、设计说明书撰写和答辩。由于这一套流程多年来已基本程序化, 学生只需机械地照搬, 依葫芦画瓢即可, 难以展开创新性思维, 而任课教师的指导工作主要是督促学生按照设计流程完成各项具体任务和解答学生设计过程中的细节问题, 较少注重学生的独立思考与创新能力的培养。虽然CAD技术等先进设计技术在机械设计领域已广泛应用, 但目前的机械设计课程设计大多仍采用图板绘图, 虽然这样做不仅可以培养学生的手工绘图能力, 还能减少学生相互投机抄袭的机率, 但并不能因噎废食, 毕竟计算机绘图已是目前机械设计的主流。

3. 计划安排不周全, 评价标准不科学。

机械设计课程设计一般与机械设计课程教学安排在同一学期, 在授课结束后的学期末进行。由于考试科目较多, 许多学生忙于应付考试, 难以集中精力进行课程设计, 因而课程设计质量难以保证。部分高校为了便于管理, 将学期的最后一周设为考试周, 致使整个课程设计阶段, 学生的主要精力都用于准备考试, 对课程设计不重视, 甚至是敷衍应付, 致使课程设计流于形式。此外, 课程设计成绩的评定也缺乏科学、规范的标准, 基本上由任课教师自行确定。目前的机械设计课程设计考核主要从四个方面进行考核:平时考核, 包括考勤、进度、态度和独立完成能力等;图纸考核, 包括结构正确性、整洁性和规范性;设计说明书考核, 包括内容完整性、正确性和规范性;答辩考核, 包括回答问题的正确性和使用手册的熟练性。虽然这种评价方式相对比较全面, 但只是一种事后评价机制, 缺失了对学生进行正确引导的功能, 而且在实际执行时缺乏量化指标, 主观性较强, 受学生扩招的影响, 一名教师往往指导多个班级的课程设计, 每个班级学生多达40多人, 教师很难把握每名学生的具体情况。此外, 现有评价体系中对学生创新能力的评价尚未引起足够重视, 难以激发学生创造性思维与创新能力的培养。

三、改革的具体措施

为了有效提高机械设计课程设计的教学质量, 强化学生工程实践能力和创新能力的培养, 解决目前存在的上述问题, 必须从设计内容、设计模式、教学方法和考核评价等各个方面进行全面改革, 建立一套系统高效的机械设计课程设计教学体系。总体而言, 改革应从以下几个方面进行。

1. 优选设计课题, 强调应用与创新能力的结合。

针对目前设计内容单一、设计流程固化的问题, 应结合课程教学要求与专业培养计划精心选择设计题目, 优化设计内容, 不仅要深化学生对课堂教学内容的理解与消化, 强化其工程应用能力的培养, 还要兼顾学生的创新能力的培养。传统的减速器设计题目虽然单一, 但其涵盖了机械设计课程教学中涉及的几乎全部零件, 有助于学生掌握通用机械的设计方法, 是其他任何类型的机械结构都不可替代的。因此, 应在保留减速器设计内容的基础上, 选择更加灵活、更富有创造性的设计题目, 如搬运机器人、牛头创床、糖果包装机等。这些题目既涉及到机构方案选择与运动原理分析, 又涉及到减速器等具体零部件的设计计算, 在方案设计时可以培养学生的创造性思维与创新意识, 在详细设计时则强化了学生对一般零部件设计的具体方法, 有效实现了应用能力与创新能力的结合。同时, 也深化了机械原理相关知识的掌握与应用, 实现了机械原理与机械设计课程的有效结合。考虑到课程设计周期较短, 上述课题难以单独完成, 应采用课题组形式, 每个课题组2~3人, 承担一个设计课题。总体方案由小组全体成员共同完成, 每个成员独立完成一部分零部件的详细设计。采用这种模式既可培养学生的团队意识和协作意识, 也能培养学生的独立工作能力。

2. 改进设计模式, 由简单模仿向深度思考转变。

传统的课程设计虽然在形式上是一人一题, 但除了具体参数有所差别以外, 设计内容、设计步骤及方法都是一模一样的, 且相应的课程设计指导书中均给出了相应的案例, 学生只需简单地模仿即可完成全部设计任务。许多学生在设计过程中依葫芦画瓢, 生搬硬套, 甚至在别人的设计结果基础上修改参数变成自己的设计, 导致课程设计的基本教学要求都难以保证。通过改进设计模式, 采用分组设计模式, 使设计题目真正做到差异化, 总体方案与设计步骤必须通过团队协作和个人深度思考完成, 杜绝简单模仿甚至抄袭的可能性, 有效培养学生的创新思维与创新意识。其次, 为了防止课程设计与期末考试冲突, 对有课程设计任务的学生, 应在课程设计之前进行课程考试。对于目前实行小学期制的高校, 将课程设计安排在小学期更为合理。此外, 为了更好地促进课程设计效果, 改变目前课堂教学与课程设计完全分离的模式, 将两者融为一体, 即在课程开始时将课程设计的任务下达到每个学生, 学生在课程学习过程中便开始构思并不断完善设计方案, 熟悉设计方案中涉及的相关零部件的设计方法, 不仅为后期的正式设计奠定了良好的基础, 也可激发学生的课堂学习兴趣, 真正做到有的放矢、学以致用。

3. 丰富设计手段, 熟练掌握多种现代设计方法。

装配图与零件图的绘制是机械设计课程设计的一项重要内容, 目前绝大多数高校仍要求学生采用手工绘图, 有多方面的原因:一是没有足够的机房和电脑供学生使用;二是为了锻炼学生的手工绘图能力;三是防止学生抄袭, 因为不同学生图纸内容基本相同, 仅参数不同, 采用电子图纸更易于修改抄袭。然而, CAD绘图已成为目前制造领域的主流, 计算机绘图已成为大学生必须掌握的基本技能, 因此高校教务部门和任课教师应积极创造条件, 尽可能让学生采用CAD绘图, 至少要做到部分图纸采用计算机绘制。此外, 虚拟仿真、有限元分析等现代设计技术在机械设计领域也得到了广泛应用, 为了使学生更好地适应社会需求, 课程设计中应增加相应的训练内容, 让学生熟练掌握多种常用的现代设计技术, 为后续的学习及就业奠定良好的基础。

4. 规范考核评价体系, 激发学生学习兴趣与潜能。

考核评价体系是课程设计教学体系的一项重要内容, 既是检验学生课程设计完成质量的标准, 也是教师总结改进教学方法的依据。建立规范科学的考核机制不仅可以有效引导学生按照教学要求高质量、高效率地完成课程设计, 也可激发学生的学习兴趣与自主思考的潜能。针对目前机械设计课程设计考核模式存在的弊端, 将考核评价纳入课程设计的全过程, 实行分阶段考核模式, 依次进行设计方案考核、设计过程考核和设计结果考核。设计方案考核重点考核设计方案的创新性、合理性、实用性, 激励学生在实用背景下进行创新设计;设计过程考核侧重考核学生结构设计的合理性、设计手册与设计软件使用的熟练程度、完成设计任务的独立性与积极性等;设计结果考核则是对设计图纸、设计说明书进行考核, 重点检查设计计算的准确性、完整性和设计图纸的正确性、规范性, 对于手绘图纸还应兼顾整洁性。为了检验学生对设计中相关知识的理解与应用, 并及时解决出现的问题, 将答辩考核分散到设计过程中, 重点针对学生设计中出现的问题进行质询, 使答辩不仅只是一种考核形式, 更可作为解决学生设计中出现问题的一种手段, 强化学生对相关知识点的理解与掌握。采取分段式考核方式, 可将学生对设计结果的关注转为对设计过程的重视, 防止投机取巧和模仿抄袭等现象的发生, 有效保证和提高课程设计质量。

机械设计课程设计是机械类大学生重要的实践环节, 也是一项复杂的系统工程, 不仅涉及设计选题、设计指导和考核评价等多个方面的内容, 还与教学计划、软硬件条件等因素有关。为了有效提高这一实践环节的教学质量, 必须不断深化教学改革, 改革课程设计的教学模式, 克服现有机械设计课程设计教学体系中存在的各种弊端, 建立一套规范合理、行之有效的新的教学体系, 并在不断的教学实践中进行改进与完善。

摘要：机械设计课程设计是机械类专业本科学生的重要实践环节, 对培养学生的应用能力及创新思维具有十分重要的意义。本文首先分析了目前机械设计课程设计教学中存在的突出问题, 然后针对性地提出了一系列有效促进和提高机械设计课程设计教学质量的具体措施。

关键词：机械设计,课程设计,教学,措施

参考文献

[1]吴宗泽, 高志, 罗圣国, 李威.机械设计课程设计手册[M].北京:高等教育出版社, 2012.

机械钟摆教学设计 第5篇

一、导入新课：

通过前几节课的学习，我们认识了古人测量时间的仪器太阳钟和水钟等，但是为了更精确的计时，人们又发明了机械摆钟。这节课我们就一起来研究一下机械摆钟。板书《机械摆钟》

二、学习新课 活动一：观察钟摆

1.师：对于这机械摆钟，有的同学可能比较陌生，因为现在的计时工具太多了，有些家庭已经使用更为先进的计时工具。我们一起来观察一下摆钟，你有什么发现？学生边观察边回答。2.介绍摆钟

展示幻灯片，摆钟由钟面和钟摆两部分，钟摆又分为摆绳和摆锤部分。我们已经初步认识了摆钟，那你知道摆钟是如何计时的吗？学生猜测可能与钟摆的摆有关。那你知道钟摆每分钟大约摆动多少次吗？学生猜测。那么怎样才算摆动一次呢？学生如果答不出，老师就要告诉他们摆过去再摆回来算一次。师：下面咱们分组实验，看看一分钟时间钟摆大约摆动多少次。

3.分小组实验钟摆每分钟摆动的次数

这个实验相对来说比较简单，老师计时，全体同学参加数数，但是声音一定要小，不要相互干扰。反复3次。4.各小组汇报。大约是60次 师：咱们看一下机械摆钟上有没有秒针？那现在你知道为什么没有秒针了吧。生说因为有钟摆，师说对，钟摆就是摆钟的秒针，所以钟摆也叫秒摆。

活动二：观察我们的摆

师：老师在课前也做了一个摆，看一下老师是如何让摆动起来的，示范一遍，让学生看，然后让学生说出实验的时候应注意哪些事项。1.学生自己设计实验装置，老师巡视指导。

说一下实验要求，秒表要提前教会学生使用，数数的同学也要单独培训。这个实验要求同学之间要配合默契，稍微跑神，就会引起实验数据的不准确。

2.按要求让摆自由摆，看看摆在摆的过程中有什么变化？

学生可能会说，有可能会偏，摆的幅度越来越小；摆的速度越来越慢。注意事项：

（1）计时与摆的摆动、数数同时开始，连续测量40秒。

（2）合理分工：可一人计时、其他同学轮换数出每十秒摆动的次数，并及时做好记录。

（3）注意力要集中，配合要默契，可用口令相互提醒。

（4）重复实验，不断修正测量中出现的问题，提高计量准确性。3.学生分工合作进行实验：每隔10秒的摆动次数。学生4人一组分工如下：2人数数0—10秒同学甲数10—20秒同学乙数，依次轮换，1人计时，1人记录并负责操作实验。此实验进行3次，次数越多，结果越准确。4.实验结束，各小组长汇报展示实验结果。5.对比各组实验结果有什么发现？

同一个摆在相同时间内摆动的次数是相同的。这就是单摆的等时性。不同的摆在相同时间内摆的次数是不同的。学生总结这节课的收获

机械设计教学 第6篇

关键词：《机械设计基础》；课题；课程设计；问题

《机械设计基础》课程设计是机电类专业学生的主要专业基础课程之一，是培养学生机械设计能力的重要环节。课程设计是一项实践性教学，是基础课与专业课知识学习的交接点，起着承上启下的作用。通过课程设计，可以把《机械设计基础》、《机械制图》、《工程材料》、《力学》等所修课程的知识进行综合运用。在课程设计时需要查阅大量的国家标准、企业标准手册等相关资料，通过课程设计，可以掌握一套完整的设计原则、步骤和方法。

通过机械设计课程的学习，使学生做到：（1）掌握机械运动方案设计、通用零件的结构设计。（2）根据机器的结构和使用要求能够进行外观造型设计。（3）使学生通过绘图及运用设计资料等方面的训练，达到提高基本技能的目的。

课题的选用和课程设计的内容

课程设计课题的选用必须从职业教育的培养目标着手，课题应具有普遍性和实践性。所谓普遍性是指能够充分反映课程的理论教学内容，即通过课题的完成能够将课程大部分知识加以应用；实践性是指课题的选择要符合生产实际和尽可能与专业相结合。此外，设计工作量应当适合教学计划中规定的学时。鉴于上述要求，以常规减速器为主的机械传动装置的设计课题符合上述两个条件，所以此设计课题是一个较为理想的课题，可以检验学生学习的效果，巩固、提高和拓展所学内容。然而经常采用这样的课题无法调动教师和学生的积极性，因此，在课程设计的选题上既要科学，切合实际，又要具有多样性。

课程设计的学时安排为两周。对于整体的设计内容，以齿轮减速器的设计为例，通常采用“带式运输机”，设计输入为运输机所输出的基本数据，要求学生完成以下工作：（1）拟定、分析传动设置的设计方案。（2）选择电动机、计算传动装置的运动参数和动力参数。（3）进行传动的设计计算，即带传动、齿轮传动的计算；两根轴的结构设计、校核以及选用轴承、键和联轴器的计算；减速器的润滑和密封等。关于设计输出的内容有：装配图（A1）；轴或齿轮零件图（A3）；技术和使用维护说明书（大约20页）。最后环节为学生的设计答辩，陈述课题设计的目的和意义，讲清整体的设计思路。

课程设计应当注意的问题

（一）设计的质量

以往的程序是这样的：在设计任务下达之后，前三天的计算工作量相当大，教师和学生需要加班赶任务，有时甚至通宵达旦，十分劳累。学生没有思考的时间和余地，随之会出现应付心态，出现问题马上就问，过分依赖指导教师。也有一部分学生急于求成，做事马虎，设计计算时喜欢照搬照抄，一错都错，问题成堆。这对学生的设计质量和学习成绩都会产生一定的影响。对于教师来讲，课程设计的前三天，几十位学生争相提问，教师要不停地答疑讲解，疲惫不堪。如此以往，学生的设计质量和工作进度都难有太大的进展。为此，我们采取“化整为零”的方法进行课程设计，并收到了良好的效果。

所谓“化整为零”就是根据教学大纲，在不减少学生设计任务的前提下，把课程设计和课程的讲授结合在一起，即在学期初就将设计任务书下达给学生，让学生带着任务，有针对性地学。可以将课程设计的部分计算内容（如带传动、齿轮传动、轴的强度计算，轴承的选择和键的强度校核，还有联轴器的选择和校核等）放在机械设计基础课程的教学中，作为课后的作业，促使学生主动学习。同时教师在日常授课期间，通过批改学生的作业，适时发现学生计算中的错误并敦促他们及时纠正。课程设计的结构部分可以放在学生“装拆减速器试验”一节中同步进行。在装拆试验中，让学生仔细观察剖分式减速器的结构，轴的结构，轴承的安装和固定方法，为以后对轴和箱体的结构设计和画装配图打下基础，并要求学生在完成试验报告的同时，完成轴和箱体的结构设计。课程设计采用这种方法，使得大部分工作都是在学生的课后时间完成的。周期长，学生和教师都有了很大的回旋余地，学生遇到困难可以有足够的时间思考，教师也可以从容不迫地指导学生通过查阅有关资料和学生一起解决设计中遇到的问题，提高学生发现、思考、分析问题和解决问题的能力。同时还可以循序渐进地进行设计、绘制装配图和编制设计说明书，对于装配图的绘制通常用AutoCAD软件，可以帮助提高学生计算机绘图的能力。这里应当注意的是，软件有拷贝性特点，因此，在具体的实施过程中，教师应鼓励、监督学生自觉、独立地完成设计任务，防止个别学生的拷贝行为。

（二）多样化的设计内容

几十年来，课程设计的选题千篇一律，都是以减速器为题，这是因为减速器作为机器中的一个独立部件所包含的零件覆盖了机械设计课程中的绝大部分内容，便于学生将所学的知识灵活地运用到设计实践中去，适合学生学习。另外，减速器的类型和原始数据的不同，便于学生设计出不同的结果。因此，选择减速器是可行的。然而，减速器只是一个部件，每届学生都重复同样的设计内容，会影响教师的创新精神。另外，有些学校关于制图课的测绘练习也选择减速器，这就使得课程设计的题目过于重复。鉴于此，笔者认为必须拓宽课程设计的选题。比如带领学生到建筑工地参观，观察卷扬机的结构和功能，将其作为设计课题；还可以把起吊重量分成多个参数供学生分组设计，这样就把带式输送机构改为提升机构，增加减速器以外的如卷筒、钢丝绳等零件的设计。学生的兴趣增强了，尽管做起来存在一定的难度，但是适当延长一些时间，并辅以教师的精心指导，可以收到好的效果。对于数控专业的学生可以设计普通机床的传动系统，例如，给出电动机的转速和功率，通过皮带传动到主轴箱，在这样的传动中，可以让学生练习带传动和减速器传动的设计，内容拓宽了，效果也提高了。实践证明，适当拓宽课程设计的选题不仅能够让学生得到更多的工程设计训练，而且能发挥学生的主观能动性，对于开拓设计思维，可起到事半功倍的效果。

（三）实践教学

实践教学是学生获得感性知识的重要内容，课程设计也不例外。就传统设计题目减速器而言，在设计之前必须让学生有一次装拆减速器实物（不是模型）的机会，条件允许的，还可以让学生去减速器生产厂家参观或观看录像。目的在于让学生了解减速器内部零部件的形状、结构和装配关系，对加工制造的工艺过程形成初步的认识。装拆的重点是轴系零部件的结构及装配关系，便于学生在设计中结合实际，选择合适的结构和尺寸。这一环节非常重要，凡是没有认真参加这一过程的学生在结构设计方面遇到问题就会束手无策。

总言，课程设计的改革方向应以提高学生的能力为出发点。在学生获得一定的理论知识之后，到生产实际现场进行教学，选取现场中的机器典型机构作为设计课题，然后再回到课堂教学中来。课程设计就是要将理论知识和实际设计密切结合，使所学知识得到巩固和加深，并进一步培养学生的设计创新能力和解决实际问题的能力。

参考文献：

[1]陈立德.机械设计基础课程设计指导[M].北京：高等教育出版社，2000.

[2]张建中，黄达忠.机械设计基础课程设计[M].徐州：中国矿业大学出版社，1998.

[3]陈立德.机械设计基础[M].北京：高等教育出版社，2000.

作者简介：

黄瑷昶（1952—），男，副教授，研究方向为机械设计与现代制造技术。

机械设计教学 第7篇

关键词：机械设计基础,课程设计,教学改革

1、引言

高等职业技术教育是培养面向生产和服务第一线的技术应用型人才, 它是为学生进入现实和未来市场就业或创业准备的教育。面向市场需求和新经济的挑战, 在高职教学中要注重学生综合职业能力的培养, 主要体现实用性、技能性、职业性三个方面。培养目标应定位在就业有优势、创业有能力、继续教育有基础、发展有空间的位置上, 是毕业生成为技能型劳动者。《机械设计基础》课程设计是机械设计基础课程重要的实践环节, 起着承上启下的作用。通过课程设计, 可以把以前所学的机械制图、金属工艺学 (工程材料) 、工程力学、公差配合与技术测量等先修课程综合运用到设计中去, 起到巩固、深化、融会贯通及扩展有关机械设计方面知识的作用, 树立正确的设计思想。通过运用有关参考资料、图表、手册、规范及有关国家标准规范, 掌握设计一个完整零部件的原理、步骤和方法, 既可以为专业课程的学习、课程设计和毕业设计奠定基础, 也可以培养学生独立的工作能力。

2、课程设计的前期准备

我院的《机械设计基础》课程设计选用的设计课题一般是减速器的设计。因为减速器的设计基本涵盖了《机械设计基础》课程所学的主要内容, 且其类型和原始数据灵活多样, 有较完善的手册、图册等教学资料。课程设计原来的做法是安排2周专用设计周, 时间紧, 任务重, 基本上安排几个同学一组, 头一周计算工作量大, 不少学生为赶任务, 经常加班, 甚至通宵达旦, 十分劳累, 思考时间少, 一出现问题马上就问, 甚至每个系数的选择、每个结构的确定都问, 过分依赖教师指导。另一部分学生则急于求成, 比较马虎, 存在着“完成任务了事”的思想, 设计时喜欢照抄照搬。学生计算错误往往要到课程设计结束后, 教师批改时才能发现。由于某部分的错误, 如传动比的分配, 带的受力分析, 涉及整个设计的准确性, 学生的成绩也会因此受到影响。另外一、两个教师辅导一个班学生, 全班4 0多位学生争相提问, 教师要不停地答疑讲解, 疲劳不堪, 达不到预期的教学效果。

针对以上问题, 根据教学大纲, 在不减少学生设计任务的前提下, 我院课程设计的准备现在采用“分散式教学”法, 即在学期初将《设计指导书》、《设计任务书》发给学生, 让学生带着设计任务主动结合每章的内容学习, 利用整个学期的课余时间结合平时的学习教学进度边学习、边设计、边计算、边完善设计任务。指导教师在课后安排几次专门辅导时间, 给予学生适当的指导, 引导学生的设计思路, 启发学生独立思考, 解答学生的疑难问题, 平时严格检查、督促学生的学习进度。这样可以发挥的主动性、创造性, 使学生主动学习, 减轻教师劳动强度。在《机械设计基础》课程教学时, 将课程设计的部分计算内容 (如带传动、齿轮传动、轴的设计、轴承的选择与组合设计、键和联轴器的选择及校核) 布置为课外作业, 也可以作为例题在课堂上讲解, 促使学生主动学习。教师在日常授课期间通过批改部分课程设计作业, 可以及时发现学生计算中的错误, 敦促他们及时纠正。

3、课程设计的任务布置

课程设计的任务为减速器设计, 采用“带式运输机”为整体内容, 从运输机给出基本数据作为减速器设计的依据。设计成果以“图”和“书”的形式表达, 设计工作包括: (1) 拟定、分析传动装置的设计方案; (2) 选择电动机, 计算传动装置的运动参数和动力参数; (3) 传动件的设计计算。即带传动、齿轮传动的计算, 两根轴的结构设计、校核及选用轴承、键、联轴器、箱体的总体选型计算、减速器的润滑密封等; (4) 绘制总装配图 (A 1) 一张, 轴和齿轮零件图 (A 3) 各一张; (5) 编写15页~20页设计说明书1份。

《机械设计基础》课程设计应分段进行, 以有效地控制课程设计进度和质量。课程设计过程主要包括设计计算、草图绘制、审查和修改 (根据设计计算, 绘制传动件等, 设计轴上其它零件和机体及附件, 标注尺寸) 、绘制装配图 (编写技术要求, 对零件编号, 填写明细表及标题栏等) 、绘制零件图、编写设计计算说明书六个阶段。每一阶段学生和指导老师都要认真检查, 以便及时发现问题, 及时改正, 学生必须在没有原则错误和指导老师许可的条件下才可进行下一阶段的设计。

4、课程设计的设计过程

在以往的教学中, 机械设计基础课程设计安排在专用的设计周进行, 周数通常为两周, 集中完成这样较全面的设计能力训练, 不仅时间紧, 工作量大, 而且教学效果也不理想。基于此, 近两年我院均将传统的“集中式”课程设计改为“先分散后集中”的教学模式。所谓先分散后集中的教学模式就是在开始讲述《机械设计基础》理论课程部分内容时, 就把课程设计任务布置给学生, 让学生在《机械设计基础》理论教学过程中就以课外作业的形式完成

课程设计、设计计算如带传动、齿轮传动、轴的设计、轴承的选择、键和联轴器的选择及校核等;至于草图绘制、审查和修改、绘制装配图、绘制零件图、编写设计计算说明书和答辩等, 则集中在课程设计专用周进行。由于这种先分散后集中的教学模式将课程设计设计计算基本放在《机械设计基础》理论教学期间, 所以不仅可以充分发挥学生的学习主动性和积极性, 使学生有充裕的时间较好地完成课程设计, 同时也可使学生的基本设计能力通过这样一个循序渐进的过程得到扎实培养, 有效地提高学生的设计能力和创新能力。经过实践也证明, 这种循序渐进的设计过程, 学生有充裕的时间做到理论联系实际, 活学活用, 获得的教学效果更为显著。

5、课程设计的时间安排

原有的课程设计周是安排在理论教学全部结束后, 且一般都在期末的考试前, 学生要一边复习一边搞设计, 如果考试科目很多, 因而学生就不能把大部分的时间和精力放在课程设计上, 出现了应付课程设计的现象。为改善这一状况, 我们现在工程专业应用型人才实践与创新能力培养体系, 不但从培养计划上体现了办学特色, 而且以培养能力为主线的课程设置, 体现了重视基础、加强实践、充实内容、提高效率、突出特色的原则, 取得了较好的效果。2008年车辆工程专业又被列入教育部特色专业建设点, 建立了具有自身特色的车辆工程专业应用型人才实践与创新能力培养体系, 形成了自己的办学方向和专业特色, 并在2009年调整为一本招生专业。专业教学水平稳步提高, 学生理论和实践技能都得到极大改进, 学生课外科技活动的层次明显提升, 实践教学活动丰富多彩, 毕业设计和论文的质量明显提高, 毕业生符合社会需要, 培养质量得到社会的广泛认可。车辆工程专业实验室也在2008年教育部本科教学评估和机械工程实训中心评审中获得了好评。由车辆工程专业学生组成的北京信息科技大学捷能车队从2009本田节能竞技大赛的120余个参赛队中脱颖而出, 获唯一最佳技术奖。

4、结束语

经过近几年的不断探索与实践, 我校车辆工程专业已将所有专业课程实验教学作为一个整体来统一规划, 构建了与理论课教学既有机结合又相对独立的技能培养型实验教学新体系, 但仍需不断改进与调整。现代汽车本科教学实验的教改是一项长期而又复杂的系统工程, 任重而道远, 需要在实践和理论上不断探索, 以求获得更好的效果。

参考文献

[1]蔡敬民, 魏珠宝.应用型本科人才培养的战略思考.中国高等教育.2008.12:58-

[2]马敬峰, 鲁保富, 陆开宏.基于学生创新精神和实践能力培养的实验教学内容改革与实践, 中国高教研究.2008.11:92-

[3]林萍华.工程实践与实验教学体系改革构想[].中国大学教学.2002, (9) :20-21.

[4]银玉兰.改革实验室管理体制提高实验教学质量[J].中国现代教育装备.2 0 0 7, (6) 9 1~9 2.

[5]徐理勤, 杜卫, 冯军等.借鉴国外经验强化应用型本科教育实践教学.高等工程教育研究.2008.2:96-99

[6]袁剑波, 郑健龙.普通本科院校应用型人才创新能力培养研究.高等工程教育研究.2008.2:137-140

化建设中重视中国传统文化的作用。

目前全国许多大学都在积极进行学分制改革, 推行素质化教育。改变高校教学以往比较单纯的专业培养模式, 增加人文社科类的公选课, 开设中国传统文化类的选修课 (如茶艺, 国画艺术欣赏, 儒家哲学, 太极等) , 邀请大师级学者或教授到学校给学生作报告等。培养校园文化氛围, 陶冶学生情操。对培养学生健全的人格, 拓展与完善学生的知识结构有积极作用, 更多更好的造就出有创新潜能的复合型人才。

3.2培养学生的文化意识。学生是高校的主体, 也是文化的主要继承者。中国传统文化在高校的发展离不开学生, 学生自身人文精神的修养离不了中国传统文化。这并不意味着大学生就一定要去系统的学习中国文化史, 关键在于培养自身的文化意识。有计划地去听人文讲座, 积极地参加学术活动, 学习人文课程, 置身于人文精神文化氛围中, 频频的在中国传统文化的熏陶下, 形成了对中国传统文化的意识形态, 也就继承了中国的传统文化。高校校园中的校风校训, 景观景致, 建筑雕塑等一般都有浓厚的文化内涵, 需要大学生在日常校园生活用心去体会。

3.3中国传统文化的再发展。文化的核心和生命是创新, 任何一个文化的发展都需要继承者们不断的去创新。抛弃其自身的糟粕, 舍去并改造与时代发展不利的因素, 吸收其他文化的有利因素, 在发展中创新, 这才是中国传统文化的发展出路。

参考文献

[1]李建中.中国文化概论[M].第1版.湖北:武汉大学出版社.2005

[2]衣俊卿.文化哲学十五讲[M].第1版.北京:北京大学出版社.2004

[3]张德, 吴剑平.校园文化与人才培养[M].北京:清华大学出版社.2001

作者简介

王根单位:甘肃农业大学工学院学历:大学本科。

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的做法是把专用设计周安排在期末考试之后, 让学生把其他课程的考试做完了, 再来进行本次设计。

6、答辩与评分

答辩是课程设计的最后一个环节, 为全面真实地评定学生课程设计成绩, 激发学生的学习积极性, 使学生更多受益, 应认真组织和强化答辩环节。答辩时, 首先要让学生介绍自己的设计思想, 设计优缺点和设计中所遇到的问题, 以及最终的解决办法等, 然后教师根据学生提供的设计图纸, 采用面对面的问答方式, 直接了解学生对有关知识的掌握程度, 及相应的表达、分析和判断能力, 较准确地评定学生的课程设计成绩。特别要注意的是, 虽然课程设计题目及数据不尽相同, 但仍有较大的模仿性。有少数学生不求甚解, 盲目抄袭, 对设计过程的计算和结构一知半解, 甚至还有极少数学生请人代笔, 指导教师要通过答辩来发现这方面的问题。

7、小结

为了使《机械设计基础》课程设计获得更好的教学效果, 本文从课程设计前期准备、设计任务布置、设计过程、设计时间、创新能力、答辩与评分等几个方面进行了探讨, 并提出一些相应的改革思路和措施。相信随着这些改革思路和措施的实施, 将会进一步提高机械设计基础课程设计的教学质量, 培养出更多技术应用型人才。

参考文献

[1]王显彬.机械设计基础[M].人民交通出版社.2009.

[2]袁祖强, 倪受东, 齐新丹.“机械设计”“机械设计基础”课程设计标准体系的研究[J].中国科技信息.2007, (13) :247-248.

[3]梅瑛, 李瑞琴.《机械设计基础》课程设计教学探讨[J].山西科技.2008, (2) :56～57.

[4]杨红, 任成高.浅谈高职院校设置《机械设计基础课程设计》的必要性[J].湖南工业职业技术学院学报.2008, 8 (5) :138～139.

机械设计教学 第8篇

《机械原理》、《机械设计》是我国工科院校机械类专业必修的两门主干专业基础课, 具有较强的理论性、实践性和应用性, 其研究对象主要是机构的运动方案和机器的结构设计, 所以这两门课程在培养学生的机械综合设计与创新能力方面具有不可替代的作用。机械原理及机械零件实验作为机械专业本科教学体系的一部分, 弥补了课堂教学的抽象化、理论化的不足, 将实际模型, 生活用具, 工业装备与课堂上的理论知识联系起来, 使学生对机器组成有了直观感性认识, 加深了学生对机构运动特性分析的理解。现行的机械原理及机械零件实验课程存在教学内容单一、教学方法陈旧、考核方式不合理等诸多问题, 难以使学生的分析能力、动手能力、与队友团结协作解决实际问题的能力等方面有很大提高。所以, 对机械原理及机械零件实验课程的改革迫在眉睫。

2. 机械实验教学的不足

2.1 实验教学内容单一

《机械原理》、《机械设计》课程传统的实验多为验证性、演示性、操作性实验, 内容较陈旧, 实验的目的仅限于验证、巩固、加深理论教学内容。教学内容脱离学生的生活实际及现有的生产现状, 留给学生的探究空间很小, 不利于学生创新思维的培养, 对学生的学习兴趣吸引力不大。

2.2 教学方法陈旧

现有实验教学的程序大多是实验教师先讲解实验目的、实验原理、实验步骤, 注意事项及合理结论等等, 学生随后根据实验指导书及教师要求, 按部就班地完成实验即可, 由于实验指导书经过长时间的编写使用, 内容已较为全面详实, 再加上实验教师的讲解, 使学生可以很容易的完成实验, 没有什么操作难度及自主操作, 学生动手能力的培养较差。同时, 这种教学方法枯燥乏味, 严重抑制了学生的创新思维发展, 极大的减弱了学生学习机械专业课程的兴趣。

2.3 实验教学考核方法不合理

大多数院校的实验考核成绩是依附于课程成绩的, 实验没有单独的学分, 只在课程成绩中占10%到15%的分数, 学生对其重视程度不够。而传统的实验教学考核主要依据学生的实验报告, 而实验报告大多相同, 甚至有的学生靠抄袭得到实验数据, 反映不出学生的真实实验水平。实验教学考试主要采用纸笔测试或实验操作原有实验, 对学生没有进一步创新思维的要求, 难以激发学生更多的学习兴趣。

因此, 现行的实验教学内容、教学方法及评价方式已不能满足我国现代工程专业发展对于机械专业人才能力的需求, 实验教学必须紧跟时代步伐, 与时俱进, 改革刻不容缓。

3. 实验教学改革的设想

3.1 改革实验内容

开设具有应用性、设计性、综合性强、体现现代先进实验技术的教学实验项目, 削减以验证理论为主的、内容单一的实验。主要从以下几方面入手:

3.1.1 在机构简图测绘实验前增设机构认识与分析实验

保留机构运动简图的测绘作为基础, 引入机构认识与分析实验。机械原理是一门专业理论性较强的课程, 相比之前开设的机械制图课程较抽象。在学习之初, 为了便于学生将课堂上的理论知识与工程实践相联系, 开设机构认识与分析实验。实验要求学生在参观典型机构陈列柜后, 绘制机械模型的机构运动示意简图, 说明其工作原理, 并对其进行结构分析, 找出该模型中的所学机构, 目的在于增加学生的感性认识, 理论与实际相结合, 使学生对机构的基本概念、基本原理和基本分析方法达到灵活掌握的要求;同时培养学生的观察能力, 让学生认识到机械在日常生活和实际生产中的重要性, 激发学生对本课程的学习兴趣。

3.1.2 利用现有设备开设综合设计性的开放式实验

开放式实验可以更高效地发挥实验室的职能, 提高实验设备的使用率, 同时将开放时间提前公布给学生, 方便学生自主安排时间、自选题目、自由组队、自主设计、自由辩论, 给学生最大学习空间, 最大限度的发挥学生在实验教学中的积极主动性, 让学生实实在在的感觉到自己是学习的主体, 学习的主人, 激发学生自主学习的热情。学院现有机构创新试验台及典型部件综合设计试验台两台, 就此开设两组开放式实验。不仅可以培养学生的创新精神、实践能力还可以培养学生的团结协作精神、交流沟通能力及责任意识。对学生今后的人生职业发展都有着很大的推动作用。

3.1.3 利用现有的慧鱼组合模型, 开设机器人设计创新实验

慧鱼创意组合模型是一种集教具和仿真模型于一体, 创集能源 (包括太阳能) 、机械、液压、气动、遥控、自控、程控等多种学科知识于一身, 能通过学生自主动手、创意组合进行设计和装配, 使用计算机接口及相关软件使模型能进行控制运行。我院机电工程系针对专业需要, 于2012年引进了“慧鱼”模型4类组合包, 其中包括:移动机器人组合、工业机器人组合、气动系统组合、传感器组合等。结合教学的需要, 开设了相应的创新性实验。在熟悉机械零件结构及机械传动原理的基础上, 运用“慧鱼”模型完成各种机械运动模型的搭建, 从而培养学生对机械传动的构成和运动的实践能力, 培养学生对机电产品的设计、创新意识, 并且锻炼其机械设计、电路控制及程序设计能力。针对部分感兴趣、有能力的学生, 着重培养其创新思维的训练和创新能力的开发。

3.2 改革实验教学方法

《机械原理》、《机械设计》主要是以理论力学为基础, 研究机械运动方案设计、结构设计及创新设计的基础课程, 也是机械类专业的核心课程。由于这两门课具有较强的理论性、综合性和实践性等特点, 因此, 在实验教学过程中, 如何采用灵活多样的教学方法、教学手段来提高学生的学习兴趣, 激发学生主动学习、积极思维, 提高课堂效率和教学质量, 是这门课程实验教学过程中必须考虑的问题。

3.2.1 采用多媒体实验教学

在实验教学中使用多媒体课件将实验内容、实验要求展示给学生, 并对实验过程进行动画演示, 不仅可以使学生在实验前对其有一个全面清晰的认识, 用较短的时间获得较多的信息量, 留出更多时间用于实验操作和问题讨论, 而且计算机辅助教学的形象化特点和生动性、趣味性可以调动学生的学习兴趣, 得到较好的教学效果。

3.2.2 构建网络化实验平台, 开设虚拟实验

基于网络资源的广泛作用, 利用现有机械设计精品课网络教学平台, 学生可以在平台上结合机构运动创新方案设计, 在虚拟环境下进行机构组合创新设计, 提高学生对机械方案设计重要性的认识, 强化学生独立设计的能力和意识。同时, 将实验指导书、实验须知、开放实验时间等提供给学生, 并开设网上答疑、在线讨论、创新园地等专栏, 为学生创造良好的网络学习环境, 学生可有效利用学校的网络资源, 根据个人兴趣进行自主学习, 达到因材施教的目的

3.2.3 开放性实验与学生科技活动形成良性循环

对实验室进行定期开放, 可以提高实验室设备的利用率, 为学生创新能力培养提供场所。教师从机构运动创新方案设计实验中筛选优秀作品, 进行适当地指导和改进, 然后由学生进行加工制作, 以实物形式参加全国大学生机械创新设计大赛、大学生课外学术科技作品竞赛和大学生科研立项等大学生科技活动。通过学生科技活动, 将学生暴露出的机构设计和应用方面的问题进行总结并引入到理论课程、实验教学中。在大学生科技活动的平台上, 锻炼了学生从方案设计到技术设计、再到工艺实现等机械工程设计的能力, 培养了大学生的创新设计能力、综合设计能力和团队协作精神, 加强了对学生动手能力和工程实践能力的培养, 一方面, 机械原理课程实验教学为大学生科技活动打下良好的实践基础;另一方面, 大学生科技活动又能使机械原理课程实验教学得到了延伸, 与学生科技活动形成良性循环。

3.3 评价方式改革

随着开放性实验比例的加大, 学生的实验成绩可以单独计算学分, 成绩包括以下三部分:

基础实验部分:按实验操作及实验报告完成情况给出成绩, 占学生实验总成绩的60%。

实验考试成绩:按期末学生独立完成实验操作及实验结果处理情况赋分, 占总成绩的20%。

创新实验成绩占余下的20%:这部分采用学生互评方式。在机构运动创新方案设计实验中, 要求学生几人一组, 利用所学的常用机构进行创新设计, 实现某种功能, 利用机构运动创新方案设计实验进行机构组合验证, 由学生按组陈述本组的设计方案, 最后学生互评得出各组成绩。这样对学生的陈述能力有所锻炼, 同时为学生交流创新经验提供平台, 还可以促进学生团队合作能力和交流互动能力的培养。

结束语

加强实践教学环节已成为我国高校人才培养的共识, 《机械原理》、《机械设计》实验教学更是一种需要适应当前及未来制造业发展的教育实践, 必须紧跟经济发展步伐, 坚持面向现代化、面向世界、面向未来的原则, 从生产实际出发, 对教学内容、教学方法等进行全方位的探索性改革, 认真思考、潜心钻研, 使学生的素质培养能够适应现在及未来社会对工程专业人才的需求。

参考文献

[1]任金波, 张翔.《机械原理》与《机械设计》实验教学改革实践, 福建农林大学学报 (哲学社会科学版) , 2011, 1493:108-111.

关于机械设计教学的思考 第9篇

机械工业的生产水平是一个国家现代化建设水平的主要标志之一, 这是因为工业、农业、国防和科学技术的现代化程度, 都会通过机械工业的发展程度反映出来[1]。人们之所以要广泛使用机器, 是因为机器既能承担人力所不能或不便进行的工作, 又能较人工生产改进产品质量, 特别是能够大大提高劳动生产率和改善劳动条件。而且, 不论是集中进行大量生产还是迅速完成多品种、小批量生产, 都只有使用机器才便于实现产品的标准化、系列化和通用化, 尤其是便于实现高度的机械化、电气化和自动化。因此, 机械工业肩负着为国民经济各个部门提供技术装备和促进技术改造的重要任务, 在现代化建设的进程中起着主导和决定性的作用。所以, 通过大量设计制造和广泛使用各种先进机器, 能大大促进国民经济发展, 加速我国的社会主义现代化建设。

要提高我国机械工业生产水平, 首先要提高我国机械设计水平。《机械设计》是高等院校机械专业一门非常重要的专业基础课, 是历经几百年总结出来的较为成熟的知识体系。作为高校机械专业的教师, 正确引导学生学好本课程非常重要。只有让学生真正掌握机械设计知识, 学生走上社会后, 才能把知识真正用到社会建设中, 才能推动我国机械工业的发展, 促进各行各业的发展。

二、当前《机械设计》教学的现状[2]

《机械设计》是一门实践性很强的课程, 因为知识都是来源于工业生产中的经验总结。比如齿轮, 早在公元前300年, 古希腊哲学家亚里士多德在《机械问题》中就阐述了用青铜或铸铁齿轮传递旋转运动的问题。希腊有名的发明家古蒂西比奥斯在圆板工作台边缘上均匀地插上销子, 使它与销轮啮合。在公元前100年, 亚历山人的发明家赫伦发明了里程计, 在里程计中就使用了齿轮。随着社会的发展, 工业革命的兴起, 人们对齿轮的要求越来越高, 工程师根据这些要求对齿轮进行了系统化的总结, 最终形成了一套完整的知识体系。

但是, 在实际的课堂教学中, 我们早已习惯于向学生满堂灌, 灌输机械设计的理论知识, 从链传动到带传动, 从齿轮传动到蜗杆传动, 让学生记住大量的经验公式, 而不是让他们知道如何去使用这些公式[3,4]。例如, 在齿轮传动的知识中, 涉及到强度计算的公式有很多, 而且公式当中包含大量的参数, 但是, 教师在课堂中只是告诉学生, 这个公式用来计算什么, 至于这个公式如何得来, 公式中的参数有何含义, 为什么要设置这样的参数, 却从来不告诉学生。当然, 这当中存在课时有限的问题。鉴于课时不足, 教师一般不会向学生作过多解释, 考试时学生知道这个公式用来算什么即可。学生连公式都不甚了解就盲目背公式, 应付考试, 难免会对本课程感到厌烦, 而越厌烦越学不好, 最后导致恶性循环———学生背公式、背知识点应付考试, 教师在有限的课时内疲于赶课程进度。如此一来, 学生根本无法真正掌握机械设计的知识, 这一点在每年招聘季用人单位笔试中都会凸显出来。

作为实践性很强的《机械设计》课程, 除了理论课, 还有一个机械设计课程设计需要学生完成, 这一点全国高校机械专业几乎都是一致的。但是, 该课程设计与理论课是完全分离开的。这里存在一个问题, 正是因为学生在学习《机械设计》理论部分知识时, 糊里糊涂地去背公式、背知识点, 压根不知道怎么用, 所以根本就掌握得不扎实, 往往在期末考试结束后, 都已经忘得差不多了。而机械设计课程设计恰好是在理论课结束后开始。此时, 很多学生会觉得很茫然, 面对课程设计的题目, 无从下手。但是, 不会做也得做, 毕竟要拿学分, 时间有限, 把心一横, 你抄我我抄你就这样形成了。这样一来, 看似做得如火如荼的机械设计课程设计, 最终一点效果也达不到, 别说把理论知识用于指导实践了。

三、机械设计教学的一些建议

(一) 理论知识与课程设计相结合的教学方法

《机械设计》作为一门实践性很强的专业基础课, 只有把学到的知识应用到现实的机械设计中去, 知识点才能掌握得扎实, 才能真正达到学习本课程的目的。因此, 理论知识部分不应该与实践部分———机械设计课程设计分离开。我们需要把课程设计糅合在理论教学中。

我们做的课程设计的题目一般是减速箱的设计, 里面会涉及到齿轮传动、带传动、轴配合、轴承配合、键连接、摩擦润滑等知识点。那么, 我们可以在课程开始前给学生布置任务, 说明整个课程设计中需用到的知识点。在课程讲授过程中, 讲到课程设计需要用到的知识点时, 就给学生重点强调, 加深印象, 并引导学生课后完成课程设计相应部分的内容。这个过程有助于学生加深对知识点的理解, 学生在实践过程中遇到不懂的地方也会及时反馈, 教师再详细讲解。有这样一个教学、实践、反馈互动的过程, 相信学生掌握知识的程度会更好。

当我们以这样一种课程设计 (类似于实际机械设计中的一个完整的项目) 的方式作为作业布置给学生, 不仅能够把整个课程零散的知识点串联起来, 让学生体会到实际的机械设计会考虑很多现实因素, 理论上的最优值在实际当中不一定能用得上, 加深他们对经验公式的理解, 也加强了他们学以致用的能力。而且, 这种训练与企业实际的机械设计流程类似, 当学生经历了这样一个过程以后, 毕业后走上工作岗位, 从事机械设计方面的工作, 就不会感到茫然不知所措, 不知如何下手。

(二) 用实际设计项目代替课后作业

在平时的教学中, 为了让学生巩固已学过的知识, 任课老师一般会在课后布置相当数量的题目让他们回去做。笔者认为, 这种做法, 其实是高中学习的一种延续, 应试教育的一种继续。对于应付考试, 效果可能非常明显。但是, 《机械设计》是一门专业基础课, 如果日后从事机械相关工作, 不可避免地要用到本课程的知识。而使用高中的学习方法学习本课程, 显然是不行的, 期末考试结束后, 学生就已经把知识忘得一干二净, 更别提在日后的工作中会把本课程的知识熟练地应用在实际的设计中。另外, 课本上的很多作业题目, 基本上都是好多年没有改变过, 本届学生做完以后, 精明的下一届学生会找师兄师姐索要这些作业的答案, 他们就可以不费吹灰之力地完成作业。这样培养出来的不是人才, 而是印刷机。

因此, 在作业布置方面, 任课老师也需要花点心思。其实, 如果教师自己有机械设计方面的研究项目, 可以把其中一些内容整理成作业的形式, 布置给学生做。这样, 既避免了作业题目年年一样, 一成不变, 从而导致作业抄袭, 也可以引导学生把理论知识应用到实际中, 达到学以致用的效果。就算教师自己没有研究项目, 也可以想一些与实际相关的设计题目, 引导学生使用理论知识来进行设计。

(三) 引导学生参加机械创新设计竞赛

学生在学习机械设计的过程中, 随着知识和经验的不断积累, 想象力逐渐丰富, 思维也比较敏捷, 但学生通常理论基础不扎实, 学科知识面窄, 学科之间缺乏合理的整合, 思考问题缺乏灵活性和全面性, 在独立解决创新设计课题方面能力不足, 虽然有创新热情, 但独特的创新目标不明确, 从而妨碍了创新能力的培养。这一问题困扰我们多年, 尤其是高校学生在学习主动性欠缺的情况下, 传统的课堂教学模式基本上无能为力。为了克服这一困难, 我们积极探索新的教学模式:走出课堂, 积极参加机械创新设计竞赛。

为了开发学生的机械设计创新能力, 不少高校开展了种类繁多的机械创新设计竞赛。因此, 任课老师可以结合课堂教学, 正确引导学生参加此类竞赛。当然, 参加这样一种活动, 目的并不是为了拿奖赢得荣誉, 主要是为了锻炼学生的思维能力, 锻炼学生学以致用的能力。在参赛过程中, 学生结合自己的想法, 提出一个自己的创新设计课题, 老师根据课题的实际情况对学生进行个性化的指导。这种基于项目的工程教育强调工程基础, 采取独立学习、项目团队、技术讨论等教学方式, 将学生置于竞赛状态下去完成实际项目, 在实践中培养学生的创新精神和综合能力, 形成集教学、训练和创新活动为一体的新的教学模式, 达到培养创造性人才的目的。

大学生所处的年龄, 是创造力最旺盛的时期, 他们会有各种各样的想法。他们的这些想法, 看似稀奇古怪、不着边际, 但是, 作为老师, 我们不要随意否定, 扼杀他们的创新潜能, 而应适当地鼓励他们, 引导他们结合理论知识来实现他们的想法。

四、结语

改革开放三十多年, 中国的社会发展取得了骄人的成绩, 人们的生活水平有了显著的提高, 但是, 我们必须承认, 当前中国的机械设计水平与发达国家相比, 差距甚大。作为《机械设计》课程的任课教师, 我们任重道远, 必须积极探索新的教学方法, 培养水平更高的机械设计人才, 促进国家机械设计水平的提高。

摘要：目前高校《机械设计》课程教学存在满堂灌现象, 学生疲于背公式、背知识点应付考试, 对知识没有真正掌握。因此, 笔者提出三种新的教学尝试:把机械设计课程设计糅合到《机械设计》理论教学中, 每讲到一个知识点就引导学生完成课程设计相应内容, 然后根据学生设计过程中的反馈, 作针对性辅导, 通过教学、实践、反馈互动的循环, 让学生真正掌握机械设计知识;用实际设计项目代替作业, 帮助学生巩固知识;引导学生积极参加机械创新设计竞赛, 培养理论结合实际、积极主动创新的能力。

关键词：机械设计,教学,机械设计课程设计,设计项目,机械创新设计

参考文献

[1]濮良贵, 纪名刚.机械设计[M].第七版.北京:高等教育出版社, 2001.

[2]张永安.我国机械设计教学现状的思考及建议[J].中国大学教学, 2013, (6) :35-36.

[3]朱文坚, 陈扬枝.机械设计课程改革的设想与教材建设[J].广西机械, 1996, (3) :37-38.

机械设计教学 第10篇

关键词：高职,《机械设计基础》,改革与探索,规范化设计内容,三维建模,实践

在高职高专教育教学中, 《机械设计基础》是机械类专业一门实践性较强的综合性技术基础课, 课程的主要任务就是培养学生掌握常用机构和通用机械零件的基本知识, 初步具有分析、选用和设计机械零部件及简单机械传动装置的能力。本课程的课程设计作为对本课程的理论知识的实际应用, 更是一个阶段性的重要的实践性教学环节。

课程设计是培养学生独立运用所学知识综合分析和解决工程实际问题能力的重要教学环节, 是对学生设计能力的一次全面的训练, 它对学生将来从事工程技术工作具有极其重要的意义。因此, 改进机械设计课程设计的教学方法对培养学生机械设计的独立思考能力和创造能力是很有帮助的。本人通过教学实践, 对《机械设计基础》课程设计教学内容体系进行改革与探索, 在4个班5名同学进行了试验, 总结了教学内容体系改革中的一些经验与体会, 以此来不断提高教学质量。

以下就是我在课程设计教学实践中的一些体会:

一、全面了解设计内容

设计之初, 先告诉学生要设计内容, 让学生先对要设计的机器进行细致的调查研究, 去图书馆、生产车间, 收集相关的资料, 有所准备。机械设计课程设计是以减速器为主体设计部分的, 学生既要对设计的机器的用途和结构有深刻的了解, 更要对减速器的结构组成和工作原理有一个彻底的、全面的了解, 还要初步的了解机器的一些主要设计参数, 那么实物的拆装和运动演示就显得尤为重要。因此, 减速器的拆装练习, 是设计前必需的感性认识过程。对于从来没有接触过和学习过或最多只见到过粗糙模型装置的同学们来说, 要进行详细的设计是很困难的。实践证明, 只有通过细致的实物装拆和详细的分析, 才能使学生对减速器的结构有更加直观的认识, 对减速器的工作原理有更深入的了解。同时可以组织学生在进行拆装的过程中, 展开关于减速器设计的讨论, 鼓励学生大胆把自己的设计思路和想法讲出来, 然后再对学生的各种想法进行分析讨论, 使每个学生都能从中得到关于设计的体会, 要求学生将讨论的内容和设计过程中可能遇到的问题写下来, 拟定出初步的设计计划, 然后在后面的设计过程中寻找这些问题的解决方法。通过学生自己动手拆装, 分析讨论, 可以开阔学生的视野, 丰富学生的设计技巧, 提高学生的创造性能力。

二、将设计规范化

首先是题目要求, 虽然设计的都是以减速器为主体的机器, 但是同样可以分出足够的设计题目给学生, 以“带式输送机”为例, 可以将滚筒直径、输送带工作速度、输送带工作拉力或者输送带所需转矩几个参数设定成不同的值, 分析整理出20种标准设计题目, 以标准班40人分组, 两人一组, 为避免两人的题目相同, 可以要求学生将齿轮齿面硬度分成硬齿面和软齿面, 这样每个学生的设计内容就不相同了, 避免出现互相抄袭的现象。其次是设计内容, 为期两周的课程设计要求学生设计一级齿轮减速器;根据专业不同, 可分为一对直齿和一对斜齿;对传动轴的强度校核;一张1号装配图;一张2号零件图;一份设计说明书。

在设计的初级阶段, 要根据给定的参数进行细致的计算, 要求学生在选择已知参数时, 选择多个进行计算, 这样可以得到几种设计方案 (至少两种) , 然后指导学生对几种方案进行分析比较, 得到最优化的方案。然后按设计最后得到的数据绘制减速器的主要零件图和装配图, 最后写设计说明书, 说明书包括所有的设计计算过程和分析过程。

三、结合计算机辅助设计功能

在现代设计中, 几乎所有行业的设计工作都是借助于计算机进行的。计算机辅助设计因其速度快、精度高、易修改等优点而被广泛应用。熟练的掌握现代化的设计手段, 可以提高学生进行机械设计的效率。因此, 我在设计中, 把传统的机械设计方式与三维建模联系起来, 借助于计算机可以很便利地对设计的内容零件进行绘制。传统的课程设计中, 学生通过大量的计算和检验, 得到了关于减速器的组成和结构方面的数据参数, 然后根据这些数据参数在图纸上画出减速器的零件图和装配图, 这样的平面图形没有立体感, 直观性较差, 如果把三维建模知识引入进来, 让学生进行减速器的零件建模, 然后再进行三维装配, 得到完整的三维减速器模型, 设计出减速器工作时的运动动画, 可以使减速器的整体结构和工作过程形象而生动地显示出来, 从而使机械设计变得生动有趣, 更能激发学生的创造欲和探索欲。同时巩固了学生设计中的理论知识, 锻炼了学生的三维建模的能力。我们还可以利用三维建模软件强大的功能, 把做好的三维图形生成二维的工程图, 使学生对减速器有更全面的了解, 既完成了传统设计要求的内容, 也提高了学生三维绘图的能力, 培养了学生对专业学习的兴趣。

四、将理论转化成实践

机械专业的学生每个学期都安排了金属工艺加工的实训, 已经具备了简单零件的加工能力。要把一个简单的图形加工成实际的零件是很不容易的, 要考虑很多的因素, 如材料、尺寸、加工方法、工艺要求等, 这就要求学生在加工过程中要不断进行思考分析, 用已知知识来解决未知问题, 不断地提高学生机器设计和零件加工两方面的能力。因此在设计最后, 我们可以指导学生按照自己设计出来的参数数据将减速器的部分零件进行工艺设计, 然后按照工艺设计进行加工, 这样可以检验学生设计出来的零件技术参数是否合格, 能否实现零件的真实加工, 由此再去改进设计, 使设计更符合生产实际的需要。

以上就是我在教学过程中针对高职学生在机械设计课程设计方面的一些体会。与此同时, 在指导学生进行课程设计时, 还可以利用多媒体课件演示减速器的三维结构和动画拆装过程, 使学生对减速器的传统设计和三维建模设计有更深的认识, 对三维建模产生浓厚的兴趣。在设计得过程中, 指导学生结合其他已经学过的课程知识来完成减速器的设计, 如《机械加工技术》、《公差测量技术》、《Solid Works基础教程》等。

参考文献

[1]郭红星.机械设计基础.西安电子科技大学出版社

[2]宋敏.机械设计基础课程设计指导书.西安电子科技大学出版社

[3]白继强.机械设计的过程.重庆科技学院学报

机械设计教学 第11篇

【关键词】机械设计 课程设计 减速器

【中图分类号】G64【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）04-0193-02

1.前言

物流工程专业在进行机械设计课程设计时该专业学生与机械专业学生的要求应该有很大不同。首先，机械专业在进行机械设计课程设计时，先修课程较多，包括机械制图、工程力学、材料与热处理、机械加工工艺、公差与测量、电工电子技术等；而物流工程专业的先修课程较少，仅有机械制图、工程力学和电工电子技术等。其次，机械专业先修课程大都是多学时，学习比较深入；而物流工程专业先修课程大都是少学时，学生对相关知识有所了解但并不深入。第三，机械专业机械设计课程设计的时间一般安排2周甚至3周，在设计期间停止其它所有课程专心进行课程设计；而物流工程专业课程设计时间相对较少，20学时左右，在这么短的时间内要完成与机械专业同样的设计内容是有很大困难的。因此，根据学生的学习情况和现有的知识水平有必要对机械设计课程设计进行教学改革。

2.教学改革的目标

教学改革的目的是让学生了解机械设计的过程，包括总体方案设计、普通V带传动设计、齿轮传动设计、轴的设计与校核、轴承选择与校核、键连接设计、联轴器的选择等。同时，还要让学生学会草图绘制、总装图绘制、零件图绘制等。

3.教学要求

与机械专业相比物流工程专业对机械设计课程设计要求略低。例如，机械专业一般要求设计二级减速器，而物流工程专业一般要求设计一级减速器；机械专业一般要求齿轮啮合为斜齿圆柱齿轮，而物流工程专业一般要求齿轮啮合为直齿圆柱齿轮；机械专业一般要求减速器为整套图纸，而物流工程专业一般要求部分图纸即可。

4.教学改革内容

4.1课程设计题目与任务的设计

课程设计题目和任务要明确两点，一方面，指明机械设计课程设计为一级圆柱齿轮减速器；另一方面，指明完成设计的资料文件有哪些。

课程设计题目。设计一个用于带式运输机上的一级圆柱齿轮减速器。运输机连续工作，单项运转，载荷变化不大，空载启动。减速器小批量生产，使用期限10年，两班制。原始数据如表1所示。

表1 带式运输机原始数据

课程设计任务：（1）编制课程设计计算说明书1份；（2）绘制装配图和零件图共5张。其中绘制减速器装配图1张；绘制零件图4张，分别为减速器箱座、减速器输出轴、输出轴上齿轮、输出轴输出端端盖。

4.2传动方案设计

动力最终来源电动机，电动机把动力传递到带式运输机中间经过怎样的过程。经过比较电动机把动力传动到带传动，再从带传动传递到一级减速器，从一级减速器传递到带式运输机，这个方案较为合理。把带传动安排到电动机和减速器之间起到较好的缓冲和减震作用，保护电动机。

4.3计算内容的设计

4.3.1电动机选择

首先，计算带式运输机的功率Pw。传动方案确定之后，带式运输机的功率Pw按照公式Pw=FV/1000进行计算。其次，计算总机械效率η总。电动机传递到带式运输机经过V带传动，机械效率为η带；齿轮传动，机械效率为η齿轮，齿轮传动两个传动轴两端各有一个轴承，机械效率为η轴承；带式运输机滚筒机械效率为η滚筒；减速器与带式运输机之间通过联轴器联结，联轴器机械效率为η联轴器。总机械效率η总为η总=η带η齿轮η联轴器η滚筒η2轴承。

最后，确定所需电动机功率Pd。所需电动机功率Pd为Pd=Pw/η总，根据Pd查机械零件设计手册，电动机的功率应大于等于所需电动机功率Pd。对于转速为3000r/min的电动机，因为转速较高传动比大，减速的装置尺寸大成本增加，一般不选择转速太高电动机。对于转速为750r/min的电动机，因为尺寸大价格高，一般也不选择转速太小电动机。最常使用的是1500r/min和1000r/min的电动机。综上所述，根据所需电动机功率和转速选择需要的电动机。

4.3.2传动比分配

根据前一个步骤电动机选定之后，电动机满载转速可查表得n满。带式运输机即工作机的转速通过公式n=60×l000v/（лD）来求得。则总传动比i总为i总=n满/n。电动机与带式运输机减速装置有V带传动和齿轮传动，则i总=i带·i齿轮。总传动比分配时注意三点，首先，V带传动和齿轮传动装置不发生干涉现象；其次，V带传动和齿轮传动装置尺寸尽可能小；第三，i带和i齿轮传动比不大于4。

4.3.3动力运动参数计算

在选定电动机和传动比分配之后，可以计算出减速器两个传动轴三个重要的动力运动参数转速n、功率P和转矩T。

4.3.4带转动设计计算

课程设计主要从事一级减速器设计，带传动设计主要计算几个重要参数。

确定计算功率Pc。根据设计题目要求，查设计手册，可得带传动工作情况系数KA。计算功率Pc为Pc=KA·Po

选择V带型号、确定带轮基准直径dd1、dd2。根据计算功率Pc和电动机转速n满查普通V带的型号选择图表，选择相应V带。再根据图表显示确定小带轮的直径dd1，同时大于所选V带的最小直径且在标准系列直径里面的数值选取。大带轮直径dd2通过公式dd2=i带dd1来计算。

验算带速v。带速不能超过25m/s，通过公式v=■来进行验算。

确定中心距a和带的基准长度Ld。通过公式■■来初选a0，再根据公式初算带长度Ld0，公式为■。根据计算结果查普通V带长度尺寸系列得基准长度尺寸Ld。选择基准长度Ld后，计算实际中心距a，公式■。endprint

验算小带轮包角？琢1。根据带传动的传动要求，小带轮包角应大于等于120°，小带轮包角公式为 。

确定带的根数Z。查单根V带的基本额定功率得P0，查单根V带的基本额定功率的增量得△P0；根据小带轮包角α1，查得包角系数Kα；根据V带的基准长度Ld，查普通V带的基准长度尺寸系列与长度系数，得长度系数KL。把结果带入公式得确定V带的根数，公式■。

确定初拉力F0。根据公式F0=■确定初拉力F0，作用于带轮轴上的载荷FQ，公式■。

4.3.5齿轮的设计计算

（1）齿轮材料和热处理的选择。齿轮选用45号钢，小齿轮采用调质处理，大齿轮正火处理，大小齿轮硬度不同。通过相关公式可得到齿面接触疲劳强度[σH]和弯曲疲劳强度[σF]。

（2）按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸。齿轮传动采用闭式齿轮传动，小齿轮齿数可在20-40之间选取。减速器采用单级齿轮传动，齿轮相对于两支承对称布置，两轮均为软齿面，查表可得齿宽系数ψd。

（3）按齿面接触疲劳强度设计。根据齿轮工作情况，查载荷系数表格，可得载荷系数K。按齿面接触疲劳强度设计，小齿轮直径■，再通过公式m=d1/z1确定齿轮模数m。

（4）校核弯曲疲劳强度。查齿轮的复合齿形系数，带入公式对弯曲疲劳强度进行校核。弯曲疲劳强度公式为■。

（5）齿轮的结构设计。齿轮的基本参数如齿轮直径、齿顶圆、齿根圆、中心距、齿宽等都可以计算出来，但齿轮轮毂尺寸、轮缘厚度、轮缘内径、腹板厚度、腹板中心孔直径等需要与轴配合设计。

4.3.6从动齿轮轴的设计计算

（1）轴的材料和热处理的选择。轴采用45#钢调质，由机械设计手册中的图表查得抗拉强度σb、屈服强度σs、许用弯曲应力[σ-1]等参数。

（2）轴几何尺寸的设计计算。按照扭转强度初步设计轴的最小直径按照公式■进行设计，考虑轴上键槽，选取直径稍大些。根据轴上零件的定位、装拆方便的需要，同时考虑到强度的原则，从动轴均设计为阶梯轴。轴的强度校核计算。根据齿轮啮合原理，可以算出齿轮的圆周力Ft和径向力Fr。由径向力可以算出两个轴承的支反力FA和FB，再通过画图确定两个轴承之间的距离L。根据已知条件可以计算出最大弯矩Mmax为Mmax=FA·L/2，再通过公式■计算弯曲应力，若计算弯曲应力小于等于[σ-1]为合格。

4.3.7轴承、键和联轴器的选择

考虑轴受力主要是径向力，故可选用深沟球轴承。轴承的选择与轴、箱座和箱盖配合设计。

从动轴伸出端键的设计与校核。根据从动轴外伸端的直径，再根据GB/T1095-2003设计键的尺寸。键挤压应力按照公式■，若■键的强度合格。同理，从动轴与齿轮联接处进行校核。

联轴器的选择。由于减速器载荷平稳，速度不高，无特殊要求，考虑拆装方便及经济问题，选用弹性套柱销联轴器，采用Y型轴孔，A型键轴孔。

4.4设计图纸的安排

课程设计需要同学们了解减速器的结构设计，所以必须进行减速器图纸设计，同时考虑到同学们的设计时间较少，故选择具有代表性的五张图纸，装配图、箱座、从动轴齿轮、从动轴和从动轴输出端轴承端盖。

5.教学改革的实施及结果

通过物流专业同学们的设计实践，同学们较好地完成机械设计课程设计教学任务。既了解机械设计的一般过程，又了解减速器的基本结构，取得了较好的教学设计效果。

参考文献：

[1]荣辉，付铁，杨梦晨，等.机械设计基础[M].北京：北京理工大学出版社，2013

[2]陆玉，冯立艳，李建功，等.机械设计课程设计[M].北京：机械工业出版社，2015

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高职《机械设计基础》项目教学探讨 第12篇

近年来, 为适应本地区经济发展对机械类技能型人才的需求, 以及学院“班组长”人才培养模式的要求, 我院在专业基础课教学方面进行了大量的改革, 现以《机械设计基础》为例, 就项目教学法在本课程教学应用过程中, 怎样培养学生专业技能知识和提高学生动手能力等问题进行简单的探讨。

1 项目教学设计

《机械设计基础》是机械类专业的一门主要职业基础课程, 对学生的专业学习起重要的衔接作用, 其主要任务是阐述常用机构的工作原理和通用机械零件的设计理论和设计方法。在以往教学中往往局限于本门课程内容, 学生所学专业知识不能在后续的课程中进行灵活应用, 这样的知识结构很难使他们适应具体项目任务的操作流程。

为了解决这个问题, 课程组大胆地将其与《金属材料与热处理》、《工程力学》等课程进行整合, 突出知识的关联性和实用性, 将课程主要知识点整合为工程材料与热处理、机械工程力学基础、常用机构、联接、齿轮机构、齿轮系、带传动和链传动、齿轮传动、滚动轴承、轴等十大部分。在整合过程中, 我们以高职职业教育的系统化、综合化、实用化为目标, 从学生认知规律和满足工程设计各主要环节训练的需求出发, 根据教学大纲要求和学院资源配置情况, 以“二级圆柱齿轮减速器的设计”为项目, 将本课程分为五个主要设计任务, 具体如表1所示。

这样, 在传授本课程知识的过程中紧密结合项目, 学生在学习中进行项目相关参数的选择和计算, 使学生在实践中巩固所学理论知识, 掌握常用机构的运动及设计, 通用零件的材料选择及设计, 标准件的选用, 力学基础知识, 强度理论及运用, 并做到融会贯通, 大大激发了学生的学习兴趣。

现以本课程项目中的任务四为例, 介绍项目教学法的实施过程。

2 项目教学实施

2.1 导入并布置任务

在项目实施前, 教师首先要向每位学生发放项目任务书, 明确本次任务的名称、教学目的和任务要求, 使每一个学生都知道具体工作任务。此外, 为强化本次任务, 教师可通过动画、图片、机构动态模型、参观陈列室的动态演示等教学手段的有机结合, 事先让学生观察减速器或轴系结构模型, 讲解轴系的功用、特点, 明确设计内容和基本步骤。

其次, 根据班级人数的多少将学生分成若干个小组, 每组5~6名学生, 并注意在小组内形成优势互补, 每个小组自己选定组长。教师布置任务时, 将任务书及不同的数据直接下发至小组长, 由小组长根据每位学生的特长, 合理地分配任务。当遇到困难或难以解决的问题时, 由小组长负责召集组员讨论, 及时向老师请教。

2.2 引导学生自己设计

在此阶段, 一方面教师应讲授轴、强度校核以及轴系结构设计等相关理论知识, 使学生具备完成任务的理论知识和技能, 并对设计步骤有所了解;另一方面, 教师的角色主要是引导者、协助者, 帮助学生为完成项目而开展自主性地学习, 对学生在学习中所需要的知识和技能加以辅导, 提供意见, 激发他们学习新知识的主动性, 鼓励学生勇于实践创新。

同时, 可将一部分的学习任务安排在课外进行, 各小组成员共同完成与课堂进度并行的课外任务。通过拆装二级圆柱齿轮减速器, 分析其工作情况, 画出轴系结构的草图, 列出轴上零件的大概位置、周向与轴向的定位和固定等。掌握轴系结构设计的基本过程, 学会自主地学习知识, 正确使用教材和技能训练指导书;学会分工协作, 查阅各类机械手册, 合理选择标准零部件, 积累选择合理参数的实践经验, 运用所学知识完成设计任务。

2.3 设计评价与修改

经过改革, 本课程采取多元化的考核评价方法, 改变原来单一闭卷考试的方式, 将平时成绩改为形成性考核成绩, 形成性考核成绩由平时作业和技能成绩构成, 即课程考核成绩=形成性考核成绩 (50%) +期末考试成绩 (50%) , 真正体现“能力本位”教育思想。

其中技能成绩由学生完成的项目任务来评定, 不仅考查学生是否达到了学习目标, 完成规定的设计说明书及图纸, 而且考查学生的学习能力、工作态度以及团队协作能力。具体评价方法如表2所示格式, 不同的任务评定内容有所区别。教师在评价时要注重对学生的区别对待, 避免千篇一律, 鼓励学生充分发挥自己的团结协作和创新能力, 对不足之处从欣赏的角度给予肯定, 激发学生的学习积极性。

总结

通过项目教学法讲授《机械设计基础》, 将理论与实践有机地结合起来, 培养学生树立项目意识, 使学生在兴趣中学, 在探索中学, 注重知识的实用性和应用性, 突出动手能力和岗位能力。加强了与《机械制图》、《机械制造技术》及毕业设计等环节的联系, 使学生的创新能力以及分析解决实际问题的能力得到了锻炼, 提高了学生之间的协作能力, 为学生毕业后从事专业工作打下坚实的基础。

参考文献

[1]戴士弘.职业教育课程教学改革[M].北京:清华大学出版社, 2008.

[2]壮国桢.高职项目课程内容选择问题探讨[J].中国职业技术教育, 2007 (34) .