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文檔簡(jiǎn)介
1、摘要:機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是高校機(jī)械類專業(yè)學(xué)生的一個(gè)重要實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。本文針對(duì)高校機(jī)械類專業(yè)學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)問(wèn)題,從課程設(shè)計(jì)題目、教材建設(shè)、指導(dǎo)過(guò)程中采取的措施等方面闡述一種機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的教學(xué)模式。該教學(xué)模式對(duì)于培養(yǎng)和提高學(xué)生初步的機(jī)械設(shè)計(jì)能力很有幫助,具有一定的借鑒意義。關(guān)鍵詞:課程設(shè)計(jì);機(jī)械設(shè)計(jì);教學(xué)模式中圖分類號(hào):G642.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):10024107(2012)06003502“機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)”是機(jī)械設(shè)計(jì)課
2、程最后的一個(gè)重要教學(xué)環(huán)節(jié),也是高校機(jī)械類專業(yè)學(xué)生第一次較全面的機(jī)械設(shè)計(jì)能力訓(xùn)練,肩負(fù)著培養(yǎng)學(xué)生初步機(jī)械設(shè)計(jì)能力的重任。西北農(nóng)林科技大學(xué)農(nóng)業(yè)機(jī)械化學(xué)科成立60多年以來(lái),經(jīng)過(guò)數(shù)十年“機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)”實(shí)踐教學(xué)積累,形成了具有一定特色的面向設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)的課程設(shè)計(jì)教學(xué)模式。本文從設(shè)計(jì)題目、教材建設(shè)等方面對(duì)該模式進(jìn)行闡述。一、課程設(shè)計(jì)題目教育部頒發(fā)的《工科本科基礎(chǔ)課程教學(xué)基本要求》指出:“每個(gè)同學(xué)必須獨(dú)立完成課程設(shè)計(jì)?!币虼?,課程設(shè)計(jì)的選題實(shí)行“
3、一人一題”制。具體實(shí)施如下。1.把課程設(shè)計(jì)題目編寫到《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》中,不同題目的區(qū)別在于:(1)電動(dòng)機(jī)不同。有的題目采用常用的Y系列電動(dòng)機(jī),而有的題目采用冶金及起重用的YZ或YZR系列電動(dòng)機(jī)。(2)執(zhí)行機(jī)構(gòu)不同。題目中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)有皮帶運(yùn)輸機(jī)、卷?yè)P(yáng)機(jī)等多種。(3)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)不同。題目采用“減速器V帶傳動(dòng)”、“減速器開(kāi)式齒輪”等多種方案。(4)減速器的類型和結(jié)構(gòu)形式不同。有二級(jí)圓柱齒輪減速器、圓柱圓錐齒輪減速器、齒輪蝸桿減速器等類
4、型,有展開(kāi)式、同軸式、分流式、剖分式、整體式、立式、臥式等多種形式。經(jīng)過(guò)這樣的安排,題目達(dá)到一百多,可以保證“一人一題”。2.指導(dǎo)教師在學(xué)生的任務(wù)書上簽字,當(dāng)學(xué)生完成設(shè)計(jì)準(zhǔn)備答辯時(shí),教師檢查核對(duì)任務(wù)書,防止學(xué)生私自更改題目以杜絕抄襲。經(jīng)過(guò)這樣的措施,喜歡抄襲作業(yè)的學(xué)生不得不認(rèn)真對(duì)待并獨(dú)立完成自己的設(shè)計(jì)任務(wù)。二、課程設(shè)計(jì)的教材建設(shè)學(xué)校為學(xué)生征訂了部分課程設(shè)計(jì)教材,但其內(nèi)容不全面,不能完全滿足西北農(nóng)林科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)的使用要求。根據(jù)西北農(nóng)林
5、科技大學(xué)農(nóng)業(yè)機(jī)械化、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化等專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和教學(xué)大綱,指導(dǎo)教師精心編寫了《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》。其內(nèi)容主要包括:(1)征訂的教材中沒(méi)有而在我們的課程設(shè)計(jì)中又要用到的內(nèi)容。例如,規(guī)律性非穩(wěn)定變載荷作用下電動(dòng)機(jī)負(fù)荷能力的計(jì)算及選型問(wèn)題。(2)以實(shí)例的形式講解設(shè)計(jì)過(guò)程中的難點(diǎn)———結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的具體方法。(3)緊密結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際,講解一些在前修各門理論課程中都沒(méi)有涉及而設(shè)計(jì)過(guò)程中又經(jīng)常碰到的問(wèn)題。(4)把工程圖學(xué)、機(jī)械精度設(shè)計(jì)、機(jī)
6、械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)四門課程緊密結(jié)合起來(lái),具體講解怎樣正確運(yùn)用圓柱齒輪、圓錐齒輪和蝸桿傳動(dòng)精度的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。(5)配合一些有較高要求的設(shè)計(jì)題目,講述行星齒輪傳動(dòng)和圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)方法。(6)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的題目。課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書幾經(jīng)修訂和補(bǔ)充,為提高西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)生課程設(shè)計(jì)的質(zhì)量、培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)能力作出了積極貢獻(xiàn)。三、設(shè)計(jì)前講授整機(jī)設(shè)計(jì)的一般過(guò)程機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)對(duì)象一般不是一臺(tái)完整的機(jī)器,只是機(jī)器的傳動(dòng)部分,而專業(yè)是要培養(yǎng)學(xué)生
7、具備整機(jī)設(shè)計(jì)的能力。因此,在做課程設(shè)計(jì)之前,首先要采用案例教學(xué)法給學(xué)生講解整機(jī)設(shè)計(jì)的一般過(guò)程,并要求學(xué)生在計(jì)算說(shuō)明書中對(duì)自己的設(shè)計(jì)任務(wù)及設(shè)計(jì)方案給出評(píng)價(jià)。這樣就以課程設(shè)計(jì)為契機(jī),培養(yǎng)了學(xué)生整機(jī)設(shè)計(jì)的理念和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的思想,也為學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。四、實(shí)物拆裝與3D造型展示相結(jié)合在課程設(shè)計(jì)開(kāi)始階段,要求學(xué)生針對(duì)自己設(shè)計(jì)減速器的類型和形式親自動(dòng)手拆裝減速器實(shí)物,以加強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)。此外,指導(dǎo)教師利用軟件對(duì)典型減速器進(jìn)行3D造型,
8、包括零件圖、裝配圖、爆炸圖和動(dòng)態(tài)仿真,在大屏幕上給學(xué)生進(jìn)行啟發(fā)式講解。通過(guò)這一環(huán)節(jié),有效地培2012年第6期(總第1008期)No.6,2012SerialNo.1008黑龍江教育(高教研究與評(píng)估)HEILONGJIANGEDUCATION(HigherEducationResearch&Appraisal)收稿日期:20111223作者簡(jiǎn)介:王鐵慶(1980—),男,河北文安人,西北農(nóng)林科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院講師,主要從事工程機(jī)械及農(nóng)業(yè)裝備
9、研究。面向設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)的課程設(shè)計(jì)教學(xué)模式王鐵慶,楊福增(西北農(nóng)林科技大學(xué),陜西楊凌712100)■專業(yè)與課程建設(shè)35面向設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)的課程設(shè)計(jì)教學(xué)模式[責(zé)任編輯李愛(ài)華]養(yǎng)學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力,并大大提高了學(xué)生設(shè)計(jì)、繪圖的進(jìn)度。五、設(shè)計(jì)中應(yīng)處理好的四個(gè)關(guān)系為培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)能力,在課程設(shè)計(jì)中始終強(qiáng)調(diào)要處理好下面四個(gè)關(guān)系。(一)參考資料和創(chuàng)新的關(guān)系機(jī)械設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜細(xì)致的工作,要在前人經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行,設(shè)計(jì)質(zhì)量是長(zhǎng)期積累而逐漸提高的。熟悉和利用
10、設(shè)計(jì)資料,既可以減少重復(fù)工作、加快設(shè)計(jì)進(jìn)度,也可以繼承和發(fā)展前人的經(jīng)驗(yàn)和成果,提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。另一方面,任何新的設(shè)計(jì)任務(wù)又是根據(jù)特定的設(shè)計(jì)要求和具體的工作條件提出的,必須要具體分析和創(chuàng)造性地進(jìn)行設(shè)計(jì),而不能盲目地抄襲資料[1]。所以,參考資料和創(chuàng)新兩者要很好地結(jié)合起來(lái),才能不斷提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。(二)理論計(jì)算與結(jié)構(gòu)、工藝等要求的關(guān)系任何機(jī)械零件的形狀和尺寸,都不可能完全由理論計(jì)算確定,理論計(jì)算只能為零件提供基本的數(shù)據(jù)和參數(shù),在此基礎(chǔ)上,要考慮
11、結(jié)構(gòu)、加工、裝配和使用維修等要求,才能確定零件的全部形狀和尺寸[2]。因此,只有把理論計(jì)算和結(jié)構(gòu)、工藝等要求結(jié)合起來(lái),才能圓滿地完成一個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)任務(wù)。(三)理論計(jì)算與繪圖的關(guān)系有一些零件由理論計(jì)算得到基本尺寸和參數(shù)后,再通過(guò)一些經(jīng)驗(yàn)公式和進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),就可畫出零件草圖。但有些零件只能在初步估算的基礎(chǔ)上,通過(guò)畫裝配草圖,對(duì)零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);畫出零件的草圖后,才能得出力學(xué)模型,然后進(jìn)行精確的校核計(jì)算。因此,整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程是個(gè)“邊計(jì)算、邊繪圖、
12、邊修改”的交叉過(guò)程[3]。零件尺寸以圖紙上最后確定的尺寸為準(zhǔn),而且零件圖和裝配圖應(yīng)一致,要一同修改。(四)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與工藝性的關(guān)系制造費(fèi)用在機(jī)器成本中占相當(dāng)大的比例,設(shè)計(jì)出的零件應(yīng)具有良好的工藝性。零件既要能滿足使用的要求,又要使制造工藝簡(jiǎn)單、制造成本低廉。零件的工藝性應(yīng)當(dāng)從選擇合理的毛坯種類和形狀,充分結(jié)合生產(chǎn)批量和生產(chǎn)條件等方面來(lái)考慮。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)力求使零件的形狀簡(jiǎn)單,便于加工、裝配和拆卸[4]。六、堅(jiān)持“二學(xué)會(huì)”與“三注意”為培
13、養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)能力,在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中要求學(xué)生要堅(jiān)持“二學(xué)會(huì)”與“三注意”。(一)學(xué)會(huì)正確使用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)充分了解有關(guān)標(biāo)準(zhǔn),盡可能遵守標(biāo)準(zhǔn)。只有當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)要求之間有矛盾,并有充分理由說(shuō)明不能采用標(biāo)準(zhǔn)時(shí),才可放棄標(biāo)準(zhǔn)服從設(shè)計(jì)要求。設(shè)計(jì)中采用的標(biāo)準(zhǔn)零部件,有些應(yīng)當(dāng)外購(gòu),這時(shí)應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)中的標(biāo)記示例進(jìn)行標(biāo)注;有一些應(yīng)當(dāng)自己制造,這時(shí)應(yīng)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)中的主要尺寸設(shè)計(jì),并畫出圖紙,以備加工。(二)學(xué)會(huì)進(jìn)行工程計(jì)算工程計(jì)算和理論計(jì)算有不同的特點(diǎn)
14、和要求,在進(jìn)行工程計(jì)算時(shí)應(yīng)注意:計(jì)算書寫的格式;應(yīng)附有必要的插圖和表格;計(jì)算要按照“擺公式—代數(shù)據(jù)—寫結(jié)果”三步進(jìn)行;對(duì)所引用的重要公式和數(shù)據(jù)應(yīng)注明來(lái)源;對(duì)應(yīng)當(dāng)圓整的數(shù)據(jù)進(jìn)行圓整;對(duì)計(jì)算結(jié)果應(yīng)有簡(jiǎn)短的結(jié)論等。(三)要注意鍛煉獨(dú)立工作的能力在課程設(shè)計(jì)中提倡獨(dú)立思考、深入鉆研的精神[5]。在設(shè)計(jì)過(guò)程中肯定會(huì)碰到許多問(wèn)題,這時(shí)應(yīng)獨(dú)立思考,查閱設(shè)計(jì)資料,當(dāng)自己不能解決時(shí)再向指導(dǎo)教師和同學(xué)提問(wèn)。提問(wèn)時(shí)先談自己對(duì)這個(gè)問(wèn)題的看法,不能單純向教師索取答
15、案,堅(jiān)決反對(duì)自己不查閱資料,把教師當(dāng)成“活資料”的做法。(四)要注意復(fù)習(xí)和運(yùn)用先修課程的有關(guān)知識(shí)進(jìn)行課程設(shè)計(jì)時(shí)要用到多門先修課程中學(xué)過(guò)的理論知識(shí)解決工程設(shè)計(jì)問(wèn)題,從而使這些知識(shí)得到鞏固和發(fā)展,并使理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)踐緊密地結(jié)合起來(lái),使設(shè)計(jì)者具有解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。當(dāng)碰到問(wèn)題時(shí),首先應(yīng)想到運(yùn)用學(xué)過(guò)的理論知識(shí)來(lái)解決問(wèn)題,當(dāng)理論知識(shí)忘記時(shí),應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的復(fù)習(xí)。(五)要注意記錄設(shè)計(jì)過(guò)程中的有關(guān)內(nèi)容設(shè)計(jì)過(guò)程要經(jīng)歷若干階段,從設(shè)計(jì)一開(kāi)始就應(yīng)準(zhǔn)備一個(gè)
16、筆記本,把設(shè)計(jì)過(guò)程中所考慮的主要問(wèn)題和計(jì)算過(guò)程記在本子上,把從設(shè)計(jì)資料中查閱的有關(guān)資料以及自己的心得體會(huì)也記在本子上。隨著設(shè)計(jì)進(jìn)程的發(fā)展,要不斷地修改和整理這些記錄。這對(duì)于學(xué)生設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)和后續(xù)計(jì)算說(shuō)明書的編寫很有幫助。七、設(shè)計(jì)過(guò)程中組織學(xué)生互查互問(wèn)為及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題,減少不必要的返工和修改,在設(shè)計(jì)的每個(gè)階段要求學(xué)生用10分鐘時(shí)間進(jìn)行互查互問(wèn)。多年的實(shí)踐表明,這項(xiàng)措施對(duì)減少課程設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤、保證設(shè)計(jì)進(jìn)度,以及培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決
17、問(wèn)題的能力都有幫助。八、鼓勵(lì)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新及采用3D設(shè)計(jì)技術(shù)根據(jù)經(jīng)驗(yàn),總有一些善于動(dòng)腦思考的學(xué)生,針對(duì)自己的設(shè)計(jì)任務(wù)提出一些新的見(jiàn)解。在這種情況下指導(dǎo)教師要善于鼓勵(lì)和引導(dǎo),即鼓勵(lì)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新,并在考核時(shí)給予一定的加分。在進(jìn)行課程設(shè)計(jì)之前,已經(jīng)為學(xué)生開(kāi)設(shè)過(guò)ProE等3D設(shè)計(jì)軟件課程,因此,對(duì)于進(jìn)度較快和對(duì)此有興趣的學(xué)生,鼓勵(lì)他們嘗試采用3D設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行造型,在考核時(shí)給予一定的加分。九、課程設(shè)計(jì)的考核學(xué)生完成課程設(shè)計(jì)以后,指導(dǎo)教師組織學(xué)生進(jìn)行答辯,所
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