文化教育机械设计课程设计教学改革初探

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机械设计课程设计教学改革初探
张日红 朱立学 韦鸿钰 （ 仲恺农业工程学院 机电工程学院 ， 广东 广州 ５１０２２５）
摘 要 ： 机械设计课程设计是机械设计课程教学必不可少的实践环节 ，， 提高教学质量对培养学生分析和解决工程设计问题的能力起着 十 分 重

加强计算机技术应用和实践环节几个方面提出了教学改革的思路和措施。 要的作用。针对当前机械设计课程设计所存在的问题 ， 从改革设计内容、 关键词 ： 课程设计 ； 机械设计 ； 教学改革

Ａｂｓｔｒ ａｃｔ：Ｔｈｅ ｃｕｒｒｉｃｕｌａｒ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｍａｃｈｉｎｅ ｄｅｓｉｇｎ ｉｓ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｓｔｅｐｓ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｕｒｓｅ ｏｆ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｄｅｓｉｇｎ ｔｅａｃｈｉｎｇ． Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｑｕａｌｉｔｉｅｓ ｐｌａｙｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｒｏｌｅ ｉｎ ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ｓｔｕｄｅｎｔｓ＇ ａｂｉｌｉｔｙ ｔｏ ａｎａｌｙｚｅ ａｎｄ ｓｏｌｖｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｆ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｄｅｓｉｇｎ．Ａｉｍｍｉｎｇ ａｔ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｆ ｃｕｒｒｉｃｕｌａｒ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｍａｃｈｉｎｅ ｄｅｓｉｇｎ ， Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｐｒｏｐｏｓｅｓ ｓｅｖｅｒａｌ ａｓｐｅｃｔｓ ｏｆ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｒｅｆｏｒｍ ｉｄｅａｓ ａｎｄ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｒｅｆｏｒｍｉｎｇ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ， ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｅｎｆｏｒｃｉｎｇ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｔｅａｃｈｉｎｇ． Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ：ｔｈｅ ｃｕｒｒｉｃｕｌａｒ ｄｅｓｉｇｎ ； ｔｈｅ ｍａｃｈｉｎｅ ｄｅｓｉｇｎ ； ｔｅａｃｈｉｎｇ ｒｅｆｏｒｍ
前言 《机械设计》 是机械类专业的专业技术基础 《机 械 设 计 课 程 设 计》 是培养学生具有设 课， 而 计一般机械设计能力的实践环节。在课程设计 《机械 的过程中 ， 要求学生能综合应用先修课程 制 图》 、 《工 程 材 料》 、 《机 械 原 理》 、 《材 料 力 学》 、 《金属工艺学》 、 《公差配合与技术测量》 等知识 通过这一教学 独立完成机械传动装置的设计 ［１］。 熟悉和掌握机械设 环节的实施 ， 应使学生了解、 计的基本方法和步骤 ， 从大量信息和技术资料 的消化中 ， 经过反复思考 ， 设计出符合实际要求 的合理设计方案。从而使学生树立正确的设计 思想和严谨的工作作风 ， 培养学生理论联系实 际的设计思想 ， 提高分析和解决工程实际问题 的能力 ， 巩固、 加深和扩展有关机械设计方面的 知识 ， 是对学生的动手能力和创新能力的一次 全面训练。 １ 机械设计课程设计教学中存在的问题 目前机械设计课程设计的题目仅以减速器 设计为主 ， 虽然减速器是很典型的机械部件 ， 基 本上涵盖了 《机械设计》 课程所学习的主要内 所以减速 容 ， 有利于学生全面地掌握有关知识。 器设计这个题目 ， 被许多高校采用作为机械专 业的 《机械设计课程设计》 的题目。 然而 ， 课程设 计的题目单一 ， 设计过程千篇一律 ， 设计过程中 大部分学生是机械式的模仿设计 ， 而非主动积 而且现有的与减速器设计有关的资料 极思考 ［２］。 多种多样 ， 学生在做课程设计的时候 ， 只要按着 资料上的步骤 ， 按部就班地做 ， 就能轻松地完成 设计任务 ， 对学生来说没有什么挑战性和新鲜 感。 学生在设计过程中 ， 分析问题与解决问题的 能力得不到提高。 因此 ， 课程设计的传统教学模 式已经不能适应科学技术发展的需要 ， 必须进 行相应的改革。 １．１ 独 立 应 用 先 修 课 程 所 学 知 识 的 能 力 较 差 机械设计课程设计对先修课程的综合知识 的运用能力要求高 ， 要求学生要能够灵活运用 以前学过的基础知识。 然而 ， 大部分学生在对零 件的材料进行选择时不能运用机械工程材料的 知识 ， 往往都是照搬教材上的例题选择材料 ； 在 进行轴的强度计算时不能运用材料力学的知识 对在复杂应力状态下的轴进行强度校核计算； 在画零件图和装配图时 ， 不能够树立边计算、 边 画图、 边修改的总体设计思想 ， 不能运用机械设 计课程所学知识 ； 在标注零件的尺寸公差及形 位公差时 ， 不能运用公差与技术测量的相关知 识。 部分学生基于完成任务的观点 ， 对机械设计 课程设计重要性的认识不够 ， 设计过程中不注 重独立设计能力的培养 ， 出现普遍的照抄图册 中的减速器的结构 ， 而不能综合考虑零件的强 度、 刚度、 工艺、 装配、 调整、 润滑和密封等问题。 １．２ 对 机 械 传 动 装 置 的 结 构 和 工 艺 设 计 缺 乏感性认识 目前我们的教学模式以课堂教学为主， 以 实践教学为辅 ， 在课堂教学中主要以老师讲解 为主 ， 学生自学为辅。设计过程中 ， 由于学生对 减速器的设计、 制造、 安装、 调试、 使用和维护等 工艺过程缺乏实际的感性认识 ， 致使对大量的 工艺问题缺乏认真的考虑 ， 不能把零件必须具 备的良好工艺要求贯穿于设计过程中 ［３］。 ２ 机械设计课程设计改革的思路与措施 ２．１ 改革设计内容 ， 注重学生素质培养 为了避免现有课程设计存在的弊端 ， 提高 学生兴趣 ， 加强学生独立进行机械设计的能力。 在现有课程设计内容基础上 ， 可以结合教师的 科研项目或者在工程实际中找一些综合性、 创 造性的题目布置给学生。设计题目中大致包括 原动机、 传动装置、 工作机三部分内容。设计内 容应有已往课程设计要求的理论设计计算与结 构设计内容 ， 应能体现综合运用前修机械类课 程知识的设计方法 ， 以扩大学生知识面 ， 增加感 性认识和理性认识 ， 使课程设计的效果上升到 新的层次。 在课程设计过程中 ， 教师应只给学生 以必要的提示 ， 并列出参考书目 ， 鼓励学生去查 资料、 翻手册 ， 培养他们对信息及数据的归纳和 深入钻 整理能力。另外 ， 应提倡学生独立思考、 研的精神 ， 多从方法上启发学生 ， 提倡有特色的 设计 ， 把各种结构有机地组织到自己的设计中 去 ， 更好地实现预期功能。 ２．２ 改革设计手段 ， 加强计算机技术的应用 随着计算机科学技术的迅猛发展 ， 计算机 ＣＡＤ／ＣＡＭ／ＣＡＥ 应 用 技 术 已 经 引 起 设 计 领 域 的 深刻变革 ， 世界机械制造业已进入数字化设计、 分析与制造的新时代 ， 先进的三维设计及其制 造方式正在全面 地 展 开 。 ＣＡＤ 技 术 的 进 步 ， 将 使得以半理论半经验的计算公式进行静态计算 或估算成为过去 ， 取而代之的是分析计算量大、 复杂、 动态的工程问题 ， 并使以现代力学作为机 械设计理论基础并进行设计分析成为可能 ［４］。 在机械设计课程过程中， 鼓励学生运用 ＣＡＤ 三 维 造 型 技 术 进 行 机 械 零 件 的 结 构 设 计 和机构运动仿真 ， 运用 ＣＡＥ 软件进行机械零件 的力学性能的分析计算以及结构性能的优化设 计。 由于其整个设计过程处于三维空间 ， 与真实 生活空间十分吻合 ， 因而能为学生创新潜力的 发挥提供广阔的活动空间。 此外 ， 机械设计课程 设 计 与 ＣＡＤ／ＣＡＥ 应 用 技 术 相 结 合 ， 也 为 学 生 提供一个计算机应用的实践机会 ， 克服了学生 单纯学习计算机知识 ， 而忽视对专业知识学习 的倾向。 ２．３ 加强实践环节 ， 提高学生的工程设计能 力 让学生接触工程实际 ， 了解同类系列产品 的性能、 结构特点及生产过程。 使学生懂得机械 设计与机制工艺是紧密不可分割的 ， 获得产品 的有关工艺知识。在课程设计之前可安排学生 到工厂参观或者以多媒体的方式观看相关的工 程案例 ， 以此来开阔学生的视野 ， 拓展设计思 路 ， 使设计与工程实际接轨。 ３ 结论 在 《机 械 设 计 课 程 设 计》 改革中， 通过改革 设计内容 ， 使之更接近工程实际 ， 可以充分调动 学生的学生参与课程设计的积极性 ， 培养整体 设计意识和创新意识 ； 通过计算机技术的应用 ， 加强了学生利用计算机技术进行机械设计和仿 真分析的能力。 通过让学生接触工程实际 ， 进一 步增强学生独立分析、解决工程实际问题的能 力。 参考文献 ［１］曹 杰 ， 张 丽 ， 于 影 辉 ． 机 械 设 计 课 程 设 计 改 革 与实践 ［Ｊ］． 农机化研究 ， ２００３ （ ３） ： ２４３－ ２４４． ［２］ 匡 兵 ， 黄 美 发 ， 孙 永 厚 等 《 ． 机械设计课程设 计》 的 改 革 与 探 索 ［Ｊ］． 桂 林 电 子 工 业 学 院 学 报 ， （ ４） ： ６７－ ６９． ２００５ ， ２５ ［３］邓 杰 ． 创 新 教 育 在 机 械 设 计 课 程 设 计 教 学 中 的实践 ［Ｊ］． 科技资讯 ， ２００７ （ １４） ： １１２． ［４］杨 家 军 ． 机 械 系 统 创 新 设 计 ［Ｍ］． 武 汉 ： 华 中 科 技大学出版社 ， ２０００． （ 上接 ５０ 页 ）

ｃｏｎｎ．Ｃｌｏｓｅ Ｓｅｔ ｃｏｎｎ＝Ｎｏｔｈｉｎｇ ％＞

本系统已经成功在 《计算机基础的考试》 过程 中使用过 ， 基本上能满足网络考试系统的要求 ， 能 实现网络考试系统中的自动组卷、 评分等工作。但 是该系统还存在一些安全性等方面的问题没有得 到很好的解决 ， 今后对系统的完善过程中会逐步 解决。

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