疲劳设计教学机械设计论文

2022-04-29

写论文没有思路的时候,经常查阅一些论文范文,小编为此精心准备了《疲劳设计教学机械设计论文(精选3篇)》仅供参考,希望能够帮助到大家。摘要:本文从教师过度关注知识的传授,而忽视了思想育人对学生学习的促进作用;学生不适应机械设计教学规律、建立不起有效的学习思维和方法;教学内容与当代科学的新成就发展脱节、与当前实践应用结合不紧密;教学内容与专业需求不一致;课程设计创新过程中教师作用的发挥等五个方面进行讨论研究,寻求提高《机械设计》教学效能的方法和途径。

疲劳设计教学机械设计论文 篇1:

工学一体化在产品设计教学中的应用

摘 要:在产品设计教学过程中, 笔者运用工学一体化的教学手段,把校企合作解决企业实际生产问题转化为课程教学,将多门专业课的知识融会贯通,培养学生解决实际生产问题的能力,使其达到企业设计岗位的要求。

关键词:工学一体化 校企合作 产品设计 成果转化

随着数控模具技术的高速发展,计算机在企业产品设计中得到日益广泛的使用,出现了许多高效率的设计软件。同时,企业设计岗位的人才需求日益增加,越来越多的技校生走上企业设计岗位。如何引导学生有效开展产品设计课程的学习,适应企业设计岗位的要求,成为技校教师迫切需要解决的课题。

一、开展设计课程的重要性

随着数控自动化的发展,机器自动化逐渐代替了人力,甚至有些工厂的数控机床已经成为大批量进行流水线生产的工具,还招聘了一些没有技能基础的工人代替技术工人进行操作。因此,单纯掌握操作技术的技校生已经不能满足企业的需求,企业需要既会编程设计、又能进行熟练操作的技工。未来几年,我国企业对设计人才的需求将明显增加。由此,技校专业改革的思路也日渐清晰,高技能人才将是技校生职业发展的大趋势,也是未来社会和企业高速发展的原动力。

近年来,模具企业大量采购数控设备,需要大量掌握设计、数控编程的高级技工。目前,数控高级技工在企业技工中所占比例很低,尤其是专业设计理论知识层次较高、且具备一定动手能力的高级人才更是紧缺。掌握一定的模具设计及加工设计知识,具备一定的模具制造基础知识,具备数控机床的操作、日常维护和手工编程的能力的技校生,将成为设计工程师的得力助手,受到企业的喜爱。

二、应用于设计教学的校企合作成果概述

笔者学校通过校企合作,利用专业知识的优势以及学校现有的技术,研制出多项合作成果,大大提高了师生解决实际生产中问题的能力,实现了校企双赢。

1.浸油润滑磨头箱

(1)原磨头箱存在的问题。旧式磨剪机的磨头箱处于开放状态,轴承润滑不足,工作温度较高,又因车间工作环境差,砂轮粉、水汽等的侵蚀,导致轴承使用寿命不长,磨头工作效率不高,难以适应现阶段的生产需求。

(2) 浸油润滑磨头箱的原理。根据上述不足,学校在参考旧机的基础下,与企业共同开发出新型磨剪设备。现对其中的重要部分浸油润滑磨头箱作一介绍,如图1所示。

设计一个密封的磨头箱,在箱内注入润滑油,使滚动轴承最下部滚动体浸入箱内的油池中,通过轴承滚动体的转动,将油池中的润滑油带入轴承进行润滑,同时也甩到箱壁上,借以散热。磨削的主运动由电动机经皮带轮、键、主轴,将转动传递到磨盘上。主轴两边轴颈各配对安装一深沟球轴承和圆锥滚子轴承,主要承受径向力和轴向力,通过圆螺母和止动垫圈来调整轴承间隙。

图1 磨头箱结构图

2.省力锋利刃口技术

(1)企业反映的问题。工厂的塑料柄裁缝剪不够锋利,多层布或厚布剪切时剪尾力度不足,难以和那些高级的铸钢裁缝剪比美。

(2)解决方案。针对此问题,笔者学校专门成立了课题研发小组,积极开展研究。最终提出了如下切实可行的改良方案。

①修改剪刀刃口角度。通过修改剪刀尾部刃口的圆弧以达到增大剪切时咬合角度的目的,使剪刀剪切力度增大,顺利完成多层布剪切(如图2)。

②改良手柄设计。为防止手柄产生滑动现象,减轻手的疲劳程度,根据人机工程学的原理,改良塑料手柄和手接触位置,增加舒适度,使使用者能更好地用力。

图2 受力分析图

三、工学一体化开展设计教学

1.工学一体化设计教学的内容安排

工厂产品设计多数分为三类:零件的设计、设备的改良、抄数及产品的改良设计。笔者根据企业调研情况和市场需求,再结合自己多年工厂设计的经验,开展设计课程教学。

(1)鼠标的外形设计。学生经常用电脑,对鼠标也很熟悉,笔者就此引导他们设计一个鼠标,学生颇感兴趣。这样一方面促进学生的创新、设计能力得到极大提高,另一方面引导学生更多地运用立体软件进行外形设计,使学生更灵活地掌握曲面、实体的制作。

(2)浸油润滑磨头箱设计。磨头箱设计教学是针对企业改良设备开设的,属传统的机械零件设计。该项设计教学,加深了学生对机械原理的认识及应用,学生机械设计能力有了很大的提高。

(3)剪刀手柄改良。企业经常接到客户订单,要求改良产品的指定位置,使产品达到某种功能和效果。这更多的是要求设计员绘制抄数工件。企业对该类人才需求较多,对立体绘图能力要求较高。笔者通过引进企业的设计图样任务展开教学,学生在对抄数零件进行绘制和修改的学习过程中,逐渐提高设计绘图的能力。

2.工学一体化设计教学的实施过程

以浸油润滑磨头箱为例。

(1)研究方案。在开始阶段,笔者引导学生分组讨论旧式磨头存在的问题。通过播放视频观察,发现旧式磨头工作环境差,经常受到砂轮粉、水汽等的侵蚀,导致轴承使用寿命不长,磨头工作效率不高。笔者引导学生学习多种润滑方式,查阅资料了解各润滑方式的应用。

(2)确定设计方案。经过学生们的共同讨论、教师的引导,比较各润滑方式的应用特点,针对旧磨头人手定期润滑效果差的缺点,决定采用浸油润滑。

(3)设计磨头箱的过程。

①笔者指导学生阅读图样和查阅资料,获取磨头箱壁厚尺寸要求及轴承尺寸。

②学生草拟磨头箱配合件设计草图,培养草图绘制

能力。

③学生通过运用AutoCAD软件,绘制磨头箱的二维图样。通过磨头箱绘图,让学生熟练使用AutoCAD命令进行设计,同时学会灵活运用机械制图中的机件表达方法。教师适时讲解绘图的步骤和关键技巧,以及要将一个机件表达清楚所需要的内容。

④笔者设问:“润滑油的液面高度应该浸到滚动轴承的什么位置?”让学生去思考。笔者再启发学生:不同的磨头转速对浸油润滑的油位要求也不同,n>3000r/min时,油位在轴承最下部滚动体中心以下,但不超过滚动体下缘;

n=1500~3000r/min时,油位在轴承最下部滚动体中心以上,但不得浸没滚动体上缘;n<1500r/min时,油位在轴承最下部滚动体的上缘或浸没滚动体。

⑤笔者再提问:“如何控制浸油润滑液面呢?”引导学生去监看液面高度,搜索用何种装置去控制液面高度。不少学生在查阅资料后,应用了油标来观看液面高度。有的学生还想到,要保持润滑油液面高度不变,可用浮球升降电路来控制补油,运用PLC电路控制。笔者深切体会到,学生的能量是不可低估的,难就难在教师如何去激发他们的“小宇宙”。

⑥笔者向学生讲解恒位油杯的原理和作用。恒位油杯的作用是使轴承箱体内的润滑油位保持恒定。恒位油杯内,初始油量一般保持在整个油杯的2/3处。大气压的作用使恒位油杯内液面高于磨头箱体内液面,连通器的原理作用使磨头箱体内液面保持一定高度。根据转速设计好工作油位后,用恒位油杯严格控制磨头箱润滑油的油位高度,大大提高轴承和工作轴的润滑度,降低了轴承的工作温度,减少砂轮粉、水汽等杂质的侵蚀,使磨削加工更加稳定。

⑦笔者设问:“磨头箱润滑油能否长期润滑工作?”如何检测润滑油的工作情况?笔者引导学生思考、查阅资料,讨论得出可在磨头箱壁底位置设计1个放油孔。每隔1个月对润滑油的运动黏度和清洁情况进行一次检查(停机后5分钟再放油孔采样),发现润滑油黏度不符合要求或有污物,即更换润滑油,以保持润滑油清洁,延长滚动轴承和磨头箱的使用寿命,提高经济效益。一般每工作1500~2000小时需要更换润滑油。

⑧笔者组织一些能力较强的学生利用Pro/E或UG软件绘制出浸油润滑磨头箱的三维装配图,使学生们对将要制作的磨头箱有了更直观的了解。

(4)磨头箱设计注意事项。

①磨头箱箱体尺寸根据零件装配拟定,要经过磨头箱装配绘制检测确保尺寸无误。

②选用轴承时,教师要向学生讲清常用滚动轴承的场合及其应用。

③铸件结构要合理,要便于制造木模、生产工件毛坯。

④公差尺寸的选择。设计图样的公差是产品设计和制造中不可忽视的一部分,它是总装配时合理配合的重要基础。

四、工学一体化实施的效果

经过工学一体化设计课程学习后,学生的学习积极性提高了,并能更全面地根据企业需求学习设计理念、知识,运用所学设计知识和从网上、工具书籍上获取新的知识解决设计中遇到的问题。在解决企业疑难的设计学习中,学生从以前的被动学习转变为主动求知,学习效果明显提高,信心大大增强,更利于他们适应企业岗位。笔者所教的不少学生进入到企业的设计部工作,还有一些学生因工作出色成为企业的技术主管。

五、结论

笔者通过工学一体化设计课程的组织教学,结合企业的订单和技术改造开展设计课程,让学生的学习更贴近企业需求。学生在学习中解决企业的生产设计问题,学有所成,增强了他们成为企业设计人员的自信心。

参考文献:

[1]杨可桢,程光蕴,李仲生.机械设计基础(第5版)[M].北京:高等教育出版社,2006.

[2]李木杰.技工院校一体化课程体系构建与实施[M].北京:中国劳动社会保障出版社,2012.

(作者单位:广东省茂名市第二高级技工学校)

作者:罗金平

疲劳设计教学机械设计论文 篇2:

提高《机械设计》教学效能的几点思考

摘要:本文从教师过度关注知识的传授,而忽视了思想育人对学生学习的促进作用;学生不适应机械设计教学规律、建立不起有效的学习思维和方法;教学内容与当代科学的新成就发展脱节、与当前实践应用结合不紧密;教学内容与专业需求不一致;课程设计创新过程中教师作用的发挥等五个方面进行讨论研究,寻求提高《机械设计》教学效能的方法和途径。

关键词:机械设计;教学效能;人文情怀

《机械设计》是机械设计制造及自动化的一门重要的专业必修课,主要讲授机械设计基本知识、基本理论和基本方法,通过设计训练,着重培养学生的设计思维和设计能力。在机械类专业培养计划中,它起到由基础理论课向专业课过渡的承上启下的作用。目前在教学中普遍存在着一些问题,如教师过度关注原理、技能的传授,只教书而没有尽到育人职责;学生不适应机械设计教学规律、建立不起有效的学习思维和方法;教学内容与当代科学的新成就发展脱节、与当前实践应用结合不紧密;教学内容与专业需求不一致;课程设计创新过程中教师职责的发挥等。对以上问题进行研究和改善,将会显著提高《机械设计》的教学效能。

一、坚持育人于教学过程之中,培养学生的爱国人文情怀

青年大学生正处在价值观形成和确立的关键时期,大学教师在大学课堂上讲些什么,传授什么,对青年大学生价值观的形成有着重要的影响。经过与学生的座谈交流以及多年的实践发现,绝大多数学生希望教师介绍我国在机械设计方面尤其改革开发以来所取得的成就。因此,作为生活在中国这方热土的大学教师应站在中国立场、自觉履行传道授业育人职责,真正践行“科学无国界,但科学家有祖国”理念,培养学生的爱国人文情怀。

比如在绪论中,讲到机械工业的生产水平是一个国家现代化建设水平的重要标志,我们就把我国取得的世界领先的重型锻造水压机及百万千瓦核电等高端铸锻件核心制造技术、美国总统奥巴马演讲现场用美国旗遮住上海振华重工商标的插曲、世界首创单台推力最大的50吨超大推力电动振动试验系统等内容介绍给学生,提高学生的学习热情,将我国特别是改革开放以来取得的一系列成就,比如高铁、大运飞机、深海潜航器等介绍给学生,增强他们的民族自豪感和爱国情怀,同时告诫他们这都是我国在较短的和平时期内取得的,这体现了社会主义的优越性和党领导的正确性,同学们要自觉维护来之不易的和平发展环境。短短几句话,不要长篇大论,足以打动学生。“台上一分钟,台下十年功”,要求教师平时要从客观理性的角度、站在中国的立场、以百姓的视角去独立思考、自觉辨别、收集相关资料。

二、总结《机械设计》教学的一般规律,做好学生已形成的基础课程学习的思维习惯和方法的衔接

本課程中“设计”的含义是指机械装置的实体设计,涉及零件的应力、强度的分析计算,材料的选择、结构设计,考虑加工工艺性、标准化以及经济性、环境保护等,考虑的因素比较多,机械设计有自己独特的教学主线和学习规律。其内容编排基本上是每章完成一种通用零部件设计的学习,学生即使前面的内容没掌握,后续内容也可以学得很好,内容是并行的,这与基础课程的系统性、整体性、内容串行特点完全不同。不过,《机械设计》每章内容展开是以串行方式进行的,经过归纳整理,得出每章机械零件设计思路是:

分析失效现象→失效机理(原因、后果、措施)→设计准侧→建立简化的力学模型→强度计算→主要参数尺寸→结构设计。

以上程序就是学习机械设计的规律,这样就和前基础课程的预期学习习惯衔接起来了,使学生能较快地适应机械设计的学习。

三、教学内容与当代科学的新成就发展脱节、与当前实践应用结合不紧密

蜗杆传动是《机械设计》教学中的一个重要内容,本章开讲引入时会讲到蜗杆传动从外形上看,就是螺旋与斜齿轮的传动典型的一种传动方式,具有工作平稳、兼有斜齿轮与螺旋传动的特点,具备传动比大、结构紧凑等优点,但也有蜗轮材料需用贵重的减摩材料、需要专用滚刀加工、强度较低、蜗杆传动相对滑动速度较大、摩擦因数高等缺点,因此,在规定内容讲完后,及时跟进新型蜗杆传动——TI蜗杆传动的介绍,该种蜗杆传动在光伏用跟踪减速机、汽车起重机等有广泛应用,属于渐开螺旋面包络的环面蜗杆传动,这与教材内容衔接上了,一次包络TI蜗杆传动中,蜗轮是一个普通的渐开线斜齿圆柱齿轮,这又和齿轮传动结合起来,这与本章开讲时提出的蜗杆传动从外形上看,就是螺旋与斜齿轮的传动一致,学生就比较容易理解了。讲这些的目的就是告诉学生们机械学科是一直向前发展的,许多新的问题期待他们解决,激发他们学习机械设计的兴趣。作为教师,应主动跟踪科学技术发展的新成就、上课时介绍机械设计最新发展及其在重大装备上的应用,随时做好更新教学内容的准备,做好与现代科学技术发展的对接。

四、根据专业需求,合理安排教学内容

合理安排教学内容,使其更贴近专业特色,满足专业的需求,更好地实现《机械设计》课程培养应用型人才的目标。比如,机械零件的疲劳强度设计内容对本科生而言本就较难理解,对机械电子工程专业的学生,如果此部分用大量时间讲解,很可能一下子将学生学习机械设计的热情打倒,对后续主要内容的学习带来较大的消极影响。因此这部分只侧重于疲劳现象和概念的讲解,实现满足人才培养目标的要求,不必在教学内容上求全。

五、鼓励学生课程设计创新、教师的职责是对学生的引领

课程设计是《机械设计》课程重要的综合性与实践性教学环节,是学生在校期间第一次较全面的设计能力训练,教学目标包括实践技能、素质教育和创新能力培养三个方面。现在机械类本科阶段的课程设计基本都是圆柱齿轮减速器设计,这个题目不可谓不好。问题的关键是现代的大学生很多知识面较广、思维活跃,有自己独特的想法,这与创新能力培养一致,因此必须给予学生这个机会。但是《机械设计》课程设计的宗旨是让学生得到一次较全面的机械设计能力训练,有些学生的自拟题目是不适合作为《机械设计》课程设计题目的,教师要注意甄别。即使是恰当的题目,教师也不能大甩手,而要和学生一起分析方案、完善方案,把握大方向,引领学生沿着机械设计的方向去做。当然,对于其他同学而言,减速器设计依然是一个能力培养和训练的好题目。

在《機械设计》教学过程中,提高教学效能是评价教学目标的依据之一,无论采取何种方法都是以学生为中心、从内心深处激发他们的学习和探求欲望。因此,人文情怀教育始终贯穿其中,这方面目前有些同行已经在研究并进行实践了。随着科技发展和社会进步,《机械设计》教学过程中定会出现新的问题,只有积极应对,适时调整,才能满足社会要求。

参考文献:

[1]骆郁廷.大学的课堂与教师的使命[N].人民日报,2015-02-13.

[2]刘鹤飞,黄永强,孙月海.TI蜗杆传动的研究现状及发展方向[J].河北理工学院学学报,2006,28(4):42-45.

[3]任国强.中国古代机械于(机械设计基础)教学之中[J].四川职业技术学院学报,2014,24(4):144-145+165.

Some Thoughts on How to Improve the Teaching Efficiency of "Mechanical Design"

HAN Xiang

(Department of Mechanical Engineering and Electronics,Xuzhou Institute of Technology,Xuzhou,

Jiangsu 221018,China)

Key words:"Mechanical Design";teaching efficiency;human feelings

作者:韩翔

疲劳设计教学机械设计论文 篇3:

新形势下机械设计课程理论教学体系改革的探索

摘 要:本文针对新形势下社会对机械类专业人才实践能力和创新能力的需求,研究了现有的机械设计课程理论教学体系在教学内容、方法和结果考核方面所存在的弊端,提出了优化教学内容以及通过引入工程实践案例和创新型案例提高应用型人才实践能力和创新型人才创新能力的措施,阐释了各种教学方法在机械设计课程理论教学中的综合运用,并提出了课程考核方式的改革措施,以期为机械类专业优秀人才的培养提供保障。

关键词:机械设计 理论教学体系 改革

近年来,制造技术与新一代信息技术的深度融合促进了全球制造业的迅猛发展,同时也迎来了我国制造业转型升级和创新的重大机遇。要想抓住此次机遇来抢占制造业新一轮的竞争制高点,完善多层次多类型的人才培养体系、建设制造业人才队伍尤为关键。而机械制造业是整个制造业中非常重要的一部分,因此加快培养该行业急需的专业技术人才对于“中国制造2025”宏伟目标的实现具有重要意义。在此形势下,大批学校进行了机械类专业本科人才培养方案的修订[1-2],着重将学生实践能力与创新能力的培养提上日程,并据此将本专业主干课程教学体系的优化作为重要工作。其中,机械设计作为机械类本科专业课程中一门,以培养学生的机械设计能力为核心,是以培养工程实践和创新能力为目标的主干技术基础课,在新培养目标实现的过程中有著举足轻重的作用。

机械设计课程通常在材料力学和机械原理等课程之后,机械制造装备设计和机械综合设计等课程之前开展,在整个培养体系中起着桥梁的作用。该课程的教学体系通常分为理论教学和实践教学两大模块,其中理论教学主要围绕常用零部件的设计计算和选型等内容来开展,是实践教学的基础,对于学生工程意识的形成以及实践能力和创新能力的培养具有至关重要的作用。但由于该课程涉及面广,其理论教学工作是一项重大的系统工程,需要教师在长期总结授课经验和学生实际学习产出的基础上建立适应时代需求的教学体系[3]。为此,本文将从现有机械设计课程理论教学体系中存在的问题出发,探讨新形势下课程教学体系的改革方案,并提出具体改进措施,以期为培养适应时代需求的机械类专业优秀人才提供保障。

1 现有机械设计课程理论教学体系中存在的问题

机械设计课程理论教学体系由教学内容(设计总论、常用连接、机械传动、轴系零部件和其它零部件)、教学方法(讲授法、翻转课堂法、项目驱动法等)和教学结果考核三方面组成。在此教学体系的开展过程中,主要存在三方面的问题:(1)教学内容理论性过强[4],工程实践案例和创新型案例不足,章节内容间的交叉与融合未充分体现;(2)教学方法(如翻转课堂法[5]、项目/任务驱动法[6])针对性不强、已有改革效果不佳;(3)教学结果考核中作业形式单一、期中和期末考试“重理论、轻实践”。为解决上述问题,本文将以学生实践能力和创新能力的培养为目标,以综合设计能力的提高为导向,提出该课程理论教学体系改革的具体实施方案。

2 机械设计课程理论教学体系改革的具体实施方案

(1)优化教学内容结构,融工程实践案例和创新案例于课程理论教学之中。

为解决原有教学内容上存在的问题,能更好地培养学生的实践能力和创新能力,教师需优化教学内容结构,增加工程实践案例和创新案例,以应对我国制造业对应用型人才和创新型人才的需求。为此,可从如下几个方面具体实施改革。

第一,精简教学内容。例如,将摩擦、磨损和润滑的相关内容融入链传动、齿轮传动、蜗杆传动和轴承的讲解过程中,缩减关于轴承和轴计算内容所占用的学时,而将更多的学时放于轴承装置的设计及轴的结构设计上。此外,删减繁琐的公式推导,着重介绍其中所涉及的工程背景以及使用方法。例如,在讲授机械零件的疲劳强度时,可简化不同应力变化规律下疲劳强度条件式的推导过程,而着重介绍使用强度条件指导设计的方法;在讲授齿轮传动中接触疲劳强度时,略去接触应力公式的详细推导过程,而重点解释取节点处接触应力为计算依据的原因、引入载荷系数和重合度系数的缘由、校核公式和设计公式的使用场合、各参数的选取以及在工程设计中强度不足时可采取的改进措施等。

第二,从应用型人才实践能力培养的目标层次出发,增加能体现章节内容交叉与融合的工程实践案例,以培养学生的综合设计能力和应用能力。例如,在讲授设计机器的总体步骤时,可列举一个实际的工程设计案例,向学生介绍其设计背景和目的,制定几组设计方案,并进行方案的对比分析和选择。在介绍完四种机械传动方式后,可增加一节课堂讨论,主要针对带传动、链传动、齿轮传动和蜗杆传动进行对比分析,并以某一机器中的传动方案设计为例,让学生制定不同的方案,并讨论各自的优缺点和可行性,使学生能真正掌握机械传动中各章节之间的交叉与融合,会进行传动组合。在介绍完轴系零部件这一部分后,可增加一节关于轴与轴承组合结构设计的案例,例如立式车床工作台主轴轴承配置案例[7],引导学生讨论轴承选择、轴结构设计以及各种组合的优缺点等内容,使学生掌握综合结构设计的方法。

第三,从创新型人才创新能力培养的目标层次出发,增设机械创新设计方法的介绍和计算机软件在辅助现代机械设计中的应用等内容,比如向学生介绍TRIZ理论进行创新设计的方法以及CAD技术优化设计结果的方法等。此外,增加创新设计案例,培养学生的创新思维。例如,在介绍螺旋传动时,可以双吊篮高层建筑火灾逃生装置[8]为例,介绍将螺旋传动应用于这一装置的创新思路。在介绍轴的设计时,可以滑滚混合轴承支承方式[9]为例,向学生介绍有学者在传统滑动轴承支承方式和滚动轴承支承方式的基础上,创新性地提出了滑滚混合轴承支承结构,可实现整个运行阶段轴承的低磨损、保证轴的正常运转。通过引入诸类案例,有利于拓宽学生的思路,促进学生创新能力的培养。

(2)综合运用各种教学方法。

因为机械设计课程内容的多样性,所以没有一种教学方法可适用于所有内容。因此,综合运用各种教学方法至关重要。例如,在“齿轮传动”的教学中,一般是从失效分析、设计准则确定、材料选取、强度计算等方面来讲授的,内容多而杂,学生掌握起来较为困难。对于这一章节内容的教学可以分为三个部分、综合采用三种教学方法来开展。内容一:齿轮传动的失效形式、材料及选择、精度和结构设计。对于这一部分,可采用调研法和翻转课堂法,即安排学生在课下以小组形式开展社会调研活动,总结机械类企业中常发生的齿轮失效形式及出现场合、所选材料和传动的精度等级以及应用工况和所采用的齿轮结构形式。在课堂上,让学生汇报,根据汇报情况教师做出总结和补充讲解。通过这种教学方式来锻炼学生的社会实践能力和总结归纳能力,并提高学生主动探索知识的热情。内容二:齿轮传动设计准则的确定以及强度的计算。此部分内容学生自学难度较大,需要教师做详细分析和解释,因此可采用以讲授法为主。此外,教师在完成这一部分内容的讲解和梳理工作后,为避免学生因复杂的公式计算而感到苦恼,可将Matlab、Pro/E或Solidworks等软件引入,安排学生课后采用计算机辅助软件进行齿轮传动的设计,进而激发学生的学习兴趣,并使设计计算变得准确简单,而且学生的计算机辅助设计能力得以提升,做到理论与虚拟实践的融合。内容三:齿轮传动的润滑。这部分理论内容可融入到实验教学中来开展,即在传统的圆柱齿轮传动效率与转速及载荷关系测试实验的基础上增加润滑条件对传动效率影响的内容,这样既可以实现实验教学与课堂理论教学的有机衔接与融合,避免理论教学中出现学生对齿轮传动润滑方式毫无感官认识的现象,同时还可以锻炼学生的实际动手能力。

此外,练习法和案例分析法等也适合用于机械设计课程内容的开展。例如,为解决学生对前期所学的材料力学、公差与配合等课程内容遗忘导致本课程学习困难的问题,采用练习法给学生布置1~2道关于下节课所涉及的已学知识的题目(比如,“请复习材料力学中关于交变应力的相关内容,并简述交变应力的分类及表征参数”),使得他们能对已学课程中遗忘的知识点及时复习。此外,广泛应用案例分析法,引入工程实例,例如在介绍滚动轴承时,可以2016年俄罗斯马尔半岛航空公司波音737客机由于机轮轴承损坏导致飞机右侧主轮脱落事件为例,引出滚动轴承的可能失效形式,以加深学生对实际工程问题的理解。

(3)创新课程考核方式。

鉴于本课程的目标是培养学生的工程实践能力和创新能力,因此需对现有课程考核中存在的“重理论、轻实践”的现状进行改革,具体可从如下三个方面来开展。①分组教学,使学生的课堂动态便于把握,并细化考勤和课堂表现的考核标准,增加课后作业和大作业题目的开放性。例如,针对应用型人才,可保留原有大作业中关于螺旋千斤顶的设计题目,而对于创新型人才则改为螺旋传动的创新设计。②删去期中考试,改为项目考核。比如利用课堂两学时的时间让学生针对某一工程任务,设计其机械传动方案,画出方案草图,并说明设计依据,着重考察学生对以带传动、链传动、齿轮传动和蜗杆传动为主的机械传动知识的掌握及其创新能力。③期末考试采用开卷与闭卷结合的方式,在开卷考试中考察学生对课程各章节内容综合运用的能力以及查阅资料和手册、运用标准和规范的能力,在闭卷考试中考察学生对各零部件的失效形式、设计准则、设计方法、参数选取、安装与维护等知识点的掌握情况。通过上述三方面措施的开展,使得本课程的考核既能反映学生的知识水平,又能评定其实践和创新能力,有利于本课程培养目标的实现。

3 结语

当代制造业的迅猛发展对机械类专业人才的工程实践能力和创新能力提出了更高的要求。然而,现有机械设计课程理论教学体系存在着教学内容理论性过强、工程实践案例和创新型案例不足、章节内容间的交叉与融合未充分体现的问题,还有教学方法针对性不强、已有改革效果不佳,以及教学结果考核中作业形式单一、期中和期末考试“重理论、轻实践”等问题,不利于当代社会所需人才的培养。本文针对上述问题进行探索,从优化教学内容结构、融工程实践案例和创新案例于课程理论教学之中,综合运用各种教学方法以及创新课程考核方式三方面提出了机械设计课程理论教学体系改革的具体实施方案,为本课程教学目标的实现以及新形势下机械类专业优秀人才的培养奠定了基础。

参考文献

[1] 王时龙,王勇勤,唐倩.机械类高水平本科生国际化培养体系的创新研究与实践[J].中国大学教学,2012(4):20-22.

[2] 茹煜,周宏平,涂桥安,等.“五层次实践、四能力培养”的创新实践教学模式的研究[J].教育教学论坛,2013(35):29-31.

[3] 田君,钟守炎,孙振忠.基于卓越工程师培养目标和“学习产出”(OBE)教学模式的机械设计课程群的建设与改革[J].教育教学论坛,2015(31):118-120.

[4] 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):37-38.

[5] 李春雪.基于“翻转课堂”的机械设计课程改革的研究与实践[J].黑龙江科技信息,2017(1):141.

[6] 于晓文.对《机械设计基础》课程实施项目教学的探究[J].黑龙江科技信息,2017(1):174.

[7] 王世保,岳鹏,张占锋,等.立式车床工作臺主轴轴承配置研究[J].制造技术与机床,2015(9):72-74.

[8] 何斌辉,夏凤鸣,涂桥安,等.双吊篮高层建筑火灾逃生装置:中国,102008785[P].2011-06-29.

[9] Lui D,Zhao W,Lu B,et al.A zero wear assembly of a hydrodynamic bearing and a rolling bearing[C].IEEE International Symposium on Assembly and Manufacturing.2011:1-4.

作者:张玉言 涂桥安 马晨波 伍根生

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