機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計大全11篇

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篇（1）

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）41-0178-03

一、引言

機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計是機(jī)械設(shè)計課程的一個十分重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，旨在培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用機(jī)械設(shè)計及其他先修課程的相關(guān)知識解決工程實(shí)際問題的能力。通過課程設(shè)計這一環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，強(qiáng)化學(xué)生對機(jī)械設(shè)計課程的相關(guān)知識的理解，對一般機(jī)械零件設(shè)計的準(zhǔn)則、方法和步驟有一個系統(tǒng)全面的掌握，充分培養(yǎng)學(xué)生的機(jī)械綜合設(shè)計能力、工程應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力，為后續(xù)的專業(yè)課學(xué)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計奠定良好的基礎(chǔ)。隨著我國高校教育教學(xué)體系改革的不斷發(fā)展與深入，機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計這一實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)也越來越受到重視[1]。機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計教學(xué)改革已成為高校機(jī)械類專業(yè)教學(xué)改革的一項(xiàng)重要內(nèi)容。

二、機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計教學(xué)現(xiàn)狀分析

隨著我國高校教育教學(xué)改革的不斷深入，機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計的教學(xué)改革也受到了越來越多的關(guān)注。由于機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計的改革成效不僅取決于其自身的改革，還受到機(jī)械設(shè)計課程教學(xué)改革的制約，雖然近年來不少專家學(xué)者進(jìn)行了大量針對性的研究，但目前仍未能有效解決在設(shè)計內(nèi)容、教學(xué)模式、評價標(biāo)準(zhǔn)等方面的問題，難以充分發(fā)揮其在培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用創(chuàng)新能力方面應(yīng)有的功能，與當(dāng)前應(yīng)用創(chuàng)新性人才培養(yǎng)的總體要求還有較大的差距。具體而言，目前的機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計教學(xué)還存在以下幾個方面的問題。

1.設(shè)計題目單一，設(shè)計內(nèi)容雷同。目前的機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計絕大多數(shù)為二級減速器的設(shè)計，原因在于減速器為典型的通用設(shè)備，包含了機(jī)械設(shè)計課程中介紹的幾何所有零件類型，對于學(xué)生掌握常用零件的設(shè)計方法有重要意義，但是，這種沿用了幾十年的單一設(shè)計主題模式，已難以適應(yīng)現(xiàn)代人才培養(yǎng)模式的要求[2]。由于設(shè)計題目單一，導(dǎo)致學(xué)生的興趣大打折扣，難以調(diào)動其積極性。雖然是一人一題，但都只是在具體的設(shè)計參數(shù)上有所差別，在設(shè)計內(nèi)容、設(shè)計步驟方面無任何區(qū)別，因此，仍難以從根本上杜絕抄襲現(xiàn)象。同時由于設(shè)計過程過于程序化，相關(guān)教材與資料上都有詳細(xì)介紹，容易使學(xué)生感覺枯燥、乏味，不能充分發(fā)揮其創(chuàng)造性思維。

2.教學(xué)方法僵化，教學(xué)手段守舊。目前機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計基本上是沿用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，即在任課教師擬定設(shè)計題目后，學(xué)生按照課程設(shè)計指導(dǎo)書介紹的方法和步驟依次完成方案設(shè)計、零部件設(shè)計計算、裝配圖設(shè)計、零件圖繪制、設(shè)計說明書撰寫和答辯。由于這一套流程多年來已基本程序化，學(xué)生只需機(jī)械地照搬，依葫蘆畫瓢即可，難以展開創(chuàng)新性思維，而任課教師的指導(dǎo)工作主要是督促學(xué)生按照設(shè)計流程完成各項(xiàng)具體任務(wù)和解答學(xué)生設(shè)計過程中的細(xì)節(jié)問題，較少注重學(xué)生的獨(dú)立思考與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。雖然CAD技術(shù)等先進(jìn)設(shè)計技術(shù)在機(jī)械設(shè)計領(lǐng)域已廣泛應(yīng)用，但目前的機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計大多仍采用圖板繪圖，雖然這樣做不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的手工繪圖能力，還能減少學(xué)生相互投機(jī)抄襲的機(jī)率，但并不能因噎廢食，畢竟計算機(jī)繪圖已是目前機(jī)械設(shè)計的主流。

3.計劃安排不周全，評價標(biāo)準(zhǔn)不科學(xué)。機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計一般與機(jī)械設(shè)計課程教學(xué)安排在同一學(xué)期，在授課結(jié)束后的學(xué)期末進(jìn)行。由于考試科目較多，許多學(xué)生忙于應(yīng)付考試，難以集中精力進(jìn)行課程設(shè)計，因而課程設(shè)計質(zhì)量難以保證。部分高校為了便于管理，將學(xué)期的最后一周設(shè)為考試周，致使整個課程設(shè)計階段，學(xué)生的主要精力都用于準(zhǔn)備考試，對課程設(shè)計不重視，甚至是敷衍應(yīng)付，致使課程設(shè)計流于形式。此外，課程設(shè)計成績的評定也缺乏科學(xué)、規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)，基本上由任課教師自行確定。目前的機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計考核主要從四個方面進(jìn)行考核：平時考核，包括考勤、進(jìn)度、態(tài)度和獨(dú)立完成能力等;圖紙考核，包括結(jié)構(gòu)正確性、整潔性和規(guī)范性;設(shè)計說明書考核，包括內(nèi)容完整性、正確性和規(guī)范性;答辯考核，包括回答問題的正確性和使用手冊的熟練性。雖然這種評價方式相對比較全面，但只是一種事后評價機(jī)制，缺失了對學(xué)生進(jìn)行正確引導(dǎo)的功能，而且在實(shí)際執(zhí)行時缺乏量化指標(biāo)，主觀性較強(qiáng)，受學(xué)生擴(kuò)招的影響，一名教師往往指導(dǎo)多個班級的課程設(shè)計，每個班級學(xué)生多達(dá)40多人，教師很難把握每名學(xué)生的具體情況。此外，現(xiàn)有評價體系中對學(xué)生創(chuàng)新能力的評價尚未引起足夠重視，難以激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造性思維與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

三、改革的具體措施

為了有效提高機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計的教學(xué)質(zhì)量，強(qiáng)化學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，解決目前存在的上述問題，必須從設(shè)計內(nèi)容、設(shè)計模式、教學(xué)方法和考核評價等各個方面進(jìn)行全面改革，建立一套系統(tǒng)高效的機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計教學(xué)體系。總體而言，改革應(yīng)從以下幾個方面進(jìn)行。

1.優(yōu)選設(shè)計課題，強(qiáng)調(diào)應(yīng)用與創(chuàng)新能力的結(jié)合。針對目前設(shè)計內(nèi)容單一、設(shè)計流程固化的問題，應(yīng)結(jié)合課程教學(xué)要求與專業(yè)培養(yǎng)計劃精心選擇設(shè)計題目，優(yōu)化設(shè)計內(nèi)容，不僅要深化學(xué)生對課堂教學(xué)內(nèi)容的理解與消化，強(qiáng)化其工程應(yīng)用能力的培養(yǎng)，還要兼顧學(xué)生的創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。傳統(tǒng)的減速器設(shè)計題目雖然單一，但其涵蓋了機(jī)械設(shè)計課程教學(xué)中涉及的幾乎全部零件，有助于學(xué)生掌握通用機(jī)械的設(shè)計方法，是其他任何類型的機(jī)械結(jié)構(gòu)都不可替代的。因此，應(yīng)在保留減速器設(shè)計內(nèi)容的基礎(chǔ)上，選擇更加靈活、更富有創(chuàng)造性的設(shè)計題目，如搬運(yùn)機(jī)器人、牛頭創(chuàng)床、糖果包裝機(jī)等。這些題目既涉及到機(jī)構(gòu)方案選擇與運(yùn)動原理分析，又涉及到減速器等具體零部件的設(shè)計計算，在方案設(shè)計時可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維與創(chuàng)新意識，在詳細(xì)設(shè)計時則強(qiáng)化了學(xué)生對一般零部件設(shè)計的具體方法，有效實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用能力與創(chuàng)新能力的結(jié)合。同時，也深化了機(jī)械原理相關(guān)知識的掌握與應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計課程的有效結(jié)合。考慮到課程設(shè)計周期較短，上述課題難以單獨(dú)完成，應(yīng)采用課題組形式，每個課題組2～3人，承擔(dān)一個設(shè)計課題。總體方案由小組全體成員共同完成，每個成員獨(dú)立完成一部分零部件的詳細(xì)設(shè)計。采用這種模式既可培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識和協(xié)作意識，也能培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立工作能力。

2.改進(jìn)設(shè)計模式，由簡單模仿向深度思考轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)的課程設(shè)計雖然在形式上是一人一題，但除了具體參數(shù)有所差別以外，設(shè)計內(nèi)容、設(shè)計步驟及方法都是一模一樣的，且相應(yīng)的課程設(shè)計指導(dǎo)書中均給出了相應(yīng)的案例，學(xué)生只需簡單地模仿即可完成全部設(shè)計任務(wù)。許多學(xué)生在設(shè)計過程中依葫蘆畫瓢，生搬硬套，甚至在別人的設(shè)計結(jié)果基礎(chǔ)上修改參數(shù)變成自己的設(shè)計，導(dǎo)致課程設(shè)計的基本教學(xué)要求都難以保證。通過改進(jìn)設(shè)計模式，采用分組設(shè)計模式，使設(shè)計題目真正做到差異化，總體方案與設(shè)計步驟必須通過團(tuán)隊(duì)協(xié)作和個人深度思考完成，杜絕簡單模仿甚至抄襲的可能性，有效培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維與創(chuàng)新意識。其次，為了防止課程設(shè)計與期末考試沖突，對有課程設(shè)計任務(wù)的學(xué)生，應(yīng)在課程設(shè)計之前進(jìn)行課程考試。對于目前實(shí)行小學(xué)期制的高校，將課程設(shè)計安排在小學(xué)期更為合理。此外，為了更好地促進(jìn)課程設(shè)計效果，改變目前課堂教學(xué)與課程設(shè)計完全分離的模式，將兩者融為一體，即在課程開始時將課程設(shè)計的任務(wù)下達(dá)到每個學(xué)生，學(xué)生在課程學(xué)習(xí)過程中便開始構(gòu)思并不斷完善設(shè)計方案，熟悉設(shè)計方案中涉及的相關(guān)零部件的設(shè)計方法，不僅為后期的正式設(shè)計奠定了良好的基礎(chǔ)，也可激發(fā)學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)興趣，真正做到有的放矢、學(xué)以致用。

3.豐富設(shè)計手段，熟練掌握多種現(xiàn)代設(shè)計方法。裝配圖與零件圖的繪制是機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計的一項(xiàng)重要內(nèi)容，目前絕大多數(shù)高校仍要求學(xué)生采用手工繪圖，有多方面的原因：一是沒有足夠的機(jī)房和電腦供學(xué)生使用;二是為了鍛煉學(xué)生的手工繪圖能力;三是防止學(xué)生抄襲，因?yàn)椴煌瑢W(xué)生圖紙內(nèi)容基本相同，僅參數(shù)不同，采用電子圖紙更易于修改抄襲。然而，CAD繪圖已成為目前制造領(lǐng)域的主流，計算機(jī)繪圖已成為大學(xué)生必須掌握的基本技能，因此高校教務(wù)部門和任課教師應(yīng)積極創(chuàng)造條件，盡可能讓學(xué)生采用CAD繪圖，至少要做到部分圖紙采用計算機(jī)繪制。此外，虛擬仿真、有限元分析等現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)在機(jī)械設(shè)計領(lǐng)域也得到了廣泛應(yīng)用，為了使學(xué)生更好地適應(yīng)社會需求，課程設(shè)計中應(yīng)增加相應(yīng)的訓(xùn)練內(nèi)容，讓學(xué)生熟練掌握多種常用的現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)，為后續(xù)的學(xué)習(xí)及就業(yè)奠定良好的基礎(chǔ)。

4.規(guī)范考核評價體系，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與潛能。考核評價體系是課程設(shè)計教學(xué)體系的一項(xiàng)重要內(nèi)容，既是檢驗(yàn)學(xué)生課程設(shè)計完成質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)，也是教師總結(jié)改進(jìn)教學(xué)方法的依據(jù)。建立規(guī)范科學(xué)的考核機(jī)制不僅可以有效引導(dǎo)學(xué)生按照教學(xué)要求高質(zhì)量、高效率地完成課程設(shè)計，也可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與自主思考的潛能。針對目前機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計考核模式存在的弊端，將考核評價納入課程設(shè)計的全過程，實(shí)行分階段考核模式，依次進(jìn)行設(shè)計方案考核、設(shè)計過程考核和設(shè)計結(jié)果考核。設(shè)計方案考核重點(diǎn)考核設(shè)計方案的創(chuàng)新性、合理性、實(shí)用性，激勵學(xué)生在實(shí)用背景下進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計;設(shè)計過程考核側(cè)重考核學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性、設(shè)計手冊與設(shè)計軟件使用的熟練程度、完成設(shè)計任務(wù)的獨(dú)立性與積極性等;設(shè)計結(jié)果考核則是對設(shè)計圖紙、設(shè)計說明書進(jìn)行考核，重點(diǎn)檢查設(shè)計計算的準(zhǔn)確性、完整性和設(shè)計圖紙的正確性、規(guī)范性，對于手繪圖紙還應(yīng)兼顧整潔性。為了檢驗(yàn)學(xué)生對設(shè)計中相關(guān)知識的理解與應(yīng)用，并及時解決出現(xiàn)的問題，將答辯考核分散到設(shè)計過程中，重點(diǎn)針對學(xué)生設(shè)計中出現(xiàn)的問題進(jìn)行質(zhì)詢，使答辯不僅只是一種考核形式，更可作為解決學(xué)生設(shè)計中出現(xiàn)問題的一種手段，強(qiáng)化學(xué)生對相關(guān)知識點(diǎn)的理解與掌握。采取分段式考核方式，可將學(xué)生對設(shè)計結(jié)果的關(guān)注轉(zhuǎn)為對設(shè)計過程的重視，防止投機(jī)取巧和模仿抄襲等現(xiàn)象的發(fā)生，有效保證和提高課程設(shè)計質(zhì)量。

機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計是機(jī)械類大學(xué)生重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)，也是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，不僅涉及設(shè)計選題、設(shè)計指導(dǎo)和考核評價等多個方面的內(nèi)容，還與教學(xué)計劃、軟硬件條件等因素有關(guān)。為了有效提高這一實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)質(zhì)量，必須不斷深化教學(xué)改革，改革課程設(shè)計的教學(xué)模式，克服現(xiàn)有機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計教學(xué)體系中存在的各種弊端，建立一套規(guī)范合理、行之有效的新的教學(xué)體系，并在不斷的教學(xué)實(shí)踐中進(jìn)行改進(jìn)與完善。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳宗澤，高志，羅圣國，李威.機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊[M].北京：高等教育出版社，2012.

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2《機(jī)械設(shè)計》課程設(shè)計改革的思路與措施

2.1增加設(shè)計題目的多樣性和新穎性，提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生工程設(shè)計能力

《機(jī)械設(shè)計》課程設(shè)計題目首先滿足教學(xué)大綱的要求，即題目中應(yīng)包括原動機(jī)、傳動裝置、工作機(jī)三部分內(nèi)容，并能夠?qū)C(jī)械設(shè)計課程所學(xué)大部分零部件進(jìn)行設(shè)計訓(xùn)練。在此前提下，應(yīng)改變原來的只針對減速器的定式設(shè)計模式，從學(xué)生設(shè)計興趣入手，調(diào)動學(xué)生的能動性，培養(yǎng)獨(dú)立設(shè)計能力。在傳統(tǒng)課程設(shè)計內(nèi)容基礎(chǔ)上，設(shè)計題目可從教師相關(guān)的科研項(xiàng)目中抽取，或者與工礦企業(yè)建立聯(lián)系，去實(shí)際中提煉一些綜合性、創(chuàng)造性的設(shè)計題目，這樣一方面替工礦企業(yè)解決技術(shù)問題，另一方面學(xué)生設(shè)計過程具有挑戰(zhàn)性，同時起到了學(xué)以致用的目的。機(jī)械類專業(yè)往屆畢業(yè)設(shè)計中傳動裝置設(shè)計部分一般雷同度小、綜合性強(qiáng)，與工程實(shí)際結(jié)合度高，整理后也可作為課程設(shè)計題目。課程設(shè)計題目的多樣化和新穎性能夠吸引學(xué)生，鍛煉學(xué)生綜合運(yùn)用先修機(jī)械類課程知識的能力，促使學(xué)生建立整體設(shè)計的理念，激發(fā)學(xué)生的獨(dú)立設(shè)計能力和創(chuàng)新能力。

2.2采用啟發(fā)式指導(dǎo)，促使學(xué)生由模仿型設(shè)計轉(zhuǎn)變?yōu)樗伎夹驮O(shè)計

課程設(shè)計中包含方案確定、初步計算、草圖設(shè)計、裝配圖設(shè)計、零件工作圖設(shè)計和編寫設(shè)計計算說明書等幾個階段。在每個設(shè)計階段，教師應(yīng)組織學(xué)生設(shè)計小組展開討論，對設(shè)計資料進(jìn)行歸納、分析和總結(jié)，從前人成功設(shè)計案例中尋求設(shè)計要點(diǎn)并形成獨(dú)立的設(shè)計思路。尤其進(jìn)行到草圖設(shè)計和裝配圖設(shè)計階段時，牽涉到大量的結(jié)構(gòu)問題，由于在《機(jī)械設(shè)計》課程講授的重點(diǎn)都是基礎(chǔ)理論，很少涉及結(jié)構(gòu)方面的知識，學(xué)生在進(jìn)行到這一設(shè)計階段時普遍感到困難，錯誤較多。在這一階段，指導(dǎo)教師應(yīng)悉心引導(dǎo)，最好借助實(shí)物模型教學(xué)，多進(jìn)行正誤結(jié)構(gòu)的比較。只有通過啟發(fā)式指導(dǎo)，學(xué)生才能很好的把握機(jī)械設(shè)計的規(guī)律和其靈活性，達(dá)到舉一反三的訓(xùn)練目的。

2.3加強(qiáng)計算機(jī)CAD/CAM/CAE技術(shù)在課程設(shè)計中的應(yīng)用

在計算機(jī)信息技術(shù)的時代，機(jī)械工程設(shè)計領(lǐng)域已廣泛使用計算機(jī)CAD/CAM/CAE技術(shù)進(jìn)行設(shè)計，進(jìn)入數(shù)字化設(shè)計、分析與制造的新時代。傳統(tǒng)設(shè)計中采用的是半理論半經(jīng)驗(yàn)的計算公式進(jìn)行靜態(tài)計算或估算的設(shè)計方法，設(shè)計過程費(fèi)時費(fèi)力，設(shè)計結(jié)果的可靠性驗(yàn)證滯后。在CAD技術(shù)平臺上可實(shí)現(xiàn)機(jī)械零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計和機(jī)構(gòu)運(yùn)動仿真，所見即所得。運(yùn)用CAE軟件進(jìn)行機(jī)械零件的力學(xué)性能的分析計算以及結(jié)構(gòu)性能的優(yōu)化設(shè)計。在《機(jī)械設(shè)計》課程設(shè)計過程中，手工圖板式設(shè)計方式明顯落后于機(jī)械行業(yè)實(shí)際設(shè)計方法，因此要加強(qiáng)學(xué)生在計算機(jī)繪圖方面的訓(xùn)練，增加學(xué)生用CAD軟件繪圖環(huán)節(jié)。鼓勵學(xué)生運(yùn)用CAD三維造型技術(shù)進(jìn)行仿真設(shè)計，由于設(shè)計過程處于三維空間，形象逼真，因而有助于學(xué)生創(chuàng)新潛力的發(fā)揮。通過運(yùn)用計算機(jī)繪圖，將學(xué)生從大量的手工繪圖勞動中解放出來，使學(xué)生可以將精力重點(diǎn)放在方案設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計上，提高課程設(shè)計質(zhì)量；同時模擬了真實(shí)的企業(yè)環(huán)境，培養(yǎng)學(xué)生使用CAD軟件進(jìn)行機(jī)械設(shè)計的能力，這樣才能在今后的工作中使學(xué)生快速適應(yīng)工作環(huán)境，成長為合格的機(jī)械設(shè)計工程師。

2.4加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)，提高學(xué)生的工程設(shè)計能力

理論必須聯(lián)系實(shí)際，從實(shí)踐中來，再到實(shí)踐中去。讓學(xué)生接觸機(jī)械工程實(shí)際，了解同類系列產(chǎn)品的性能、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及生產(chǎn)過程。學(xué)生對設(shè)計對象有了感性認(rèn)識，獲得產(chǎn)品的有關(guān)工藝知識后，才能建立機(jī)械設(shè)計與機(jī)制工藝之間的聯(lián)系，課程設(shè)計的機(jī)械裝置才能和實(shí)際生產(chǎn)相符。因此，在課程設(shè)計之前多安排學(xué)生到工廠參觀或者以多媒體的方式觀看相關(guān)的工程案例，以此拓展學(xué)生設(shè)計思路，提高機(jī)械設(shè)計能力，達(dá)到課程設(shè)計實(shí)踐教學(xué)的目的。

篇（3）

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計；課程設(shè)計；問題；對策

引言

課程設(shè)計是機(jī)械類專業(yè)在完成機(jī)械設(shè)計或機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程后進(jìn)行的一項(xiàng)重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是學(xué)生首次接受較全面的工程設(shè)計訓(xùn)練。該課程要求學(xué)生綜合運(yùn)用已學(xué)過的多門基礎(chǔ)課程來解決工程問題，對學(xué)生樹立正確的設(shè)計思想、提高綜合分析能力、培養(yǎng)良好的工程素質(zhì)具有重要作用，學(xué)生在課程設(shè)計中的收獲會直接影響到后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，甚至對以后的畢業(yè)設(shè)計和實(shí)際工作都有著重要的影響。

1. 當(dāng)前課程設(shè)計中存在的問題

1.1 對課程設(shè)計興趣不高，不能積極地投入課程設(shè)計工作

部分學(xué)生認(rèn)為課程設(shè)計就是畫圖，對課程設(shè)計認(rèn)識不足，加之課程設(shè)計長期沿用減速器設(shè)計作為設(shè)計對象，使設(shè)計內(nèi)容陳舊、單一，設(shè)計過程太枯燥，學(xué)生興趣不高。

1.2 時間短，任務(wù)重；學(xué)生多，教師少

我校《機(jī)械設(shè)計》課程設(shè)計分三類：（1）一周，學(xué)生需要完成螺旋起重器設(shè)計和繪制螺旋起重器裝配圖一張（2 號圖），設(shè)計說明書計算說明書一份；（2）二周，學(xué)生需要完成減速器設(shè)計（單級）和繪制減速器裝配圖一張（1號圖）和零件圖二張，設(shè)計說明書計算說明書一份。（3）三周，學(xué)生需要完成減速器設(shè)計（雙級）和繪制減速器裝配圖一張（0號或1號圖）和零件圖二至三張，設(shè)計說明書計算說明書一份。課程設(shè)計的期間，學(xué)生每天要工作十個多小時，有時個別學(xué)生還需要熬夜加班。常有學(xué)生在完成課程設(shè)計后感嘆，這門課程是上大學(xué)以來學(xué)的最累的一門。由于繪圖工作量較大，繪圖占據(jù)了學(xué)生大部分的時間和精力，學(xué)生對設(shè)計理念、過程和方法的體會與思考相對較少，削弱了課程設(shè)計的教學(xué)效果。

另外，隨著招生規(guī)模的增大，教師數(shù)量相對偏少，經(jīng)常是一名教師指導(dǎo)一個班，甚至兩到三個班，教師很難在指導(dǎo)課程設(shè)計時照顧到每一個學(xué)生。

1.3 學(xué)生工程意識不強(qiáng)，對機(jī)械設(shè)計的過程和一般規(guī)律認(rèn)識不足

在開始階段，學(xué)生面對課程設(shè)計題目往往心中一片茫然，不知道從何處入手；在課設(shè)中，少數(shù)學(xué)生對教師指導(dǎo)過于依賴，自主性差，遇到問題，即使對一些很容易就可以從設(shè)計指導(dǎo)書或手冊中直接查到的問題，也不能主動地通過查找手冊資料和獨(dú)立思考來尋求解決方案，而是一味地詢問指導(dǎo)教師，或互相抄襲。

1.4 相關(guān)課程基礎(chǔ)不夠扎實(shí)，直接影響了課程設(shè)計的效果和進(jìn)度

課程設(shè)計要應(yīng)用機(jī)械設(shè)計課程知識，還要用到工程圖學(xué)、理論力學(xué)、材料力學(xué)、工程材料、加工工藝以及公差和互換性等多門課程的知識，這些課程中任何一門基礎(chǔ)不牢固，都會在課程設(shè)計中表現(xiàn)出來，影響課程設(shè)計的教學(xué)效果。在這些先修課程中，工程圖學(xué)對設(shè)計的影響尤為突出。比如，課程設(shè)計時有相當(dāng)一部分學(xué)生視圖投影概念不清，對螺紋連接、齒輪以及軸承等標(biāo)準(zhǔn)件的表達(dá)方法不能熟練運(yùn)用，出現(xiàn)大量的制圖錯誤。另外，現(xiàn)行機(jī)械設(shè)計或機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)教材有關(guān)零件設(shè)計的內(nèi)容主要是圍繞零件的強(qiáng)度設(shè)計展開，對零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計言之甚少，造成學(xué)生的結(jié)構(gòu)設(shè)計能力較弱， 而實(shí)際機(jī)械設(shè)計中結(jié)構(gòu)設(shè)計的工作量要遠(yuǎn)大于強(qiáng)度設(shè)計的。

2. 提高課程設(shè)計教學(xué)效果采取的對策

2.1 做好學(xué)生的思想工作，提高學(xué)生對課程設(shè)計的興趣，充分調(diào)動其積極性

部分學(xué)生對課程設(shè)計興趣不高，在課程設(shè)計中不能積極主動地投入，最根本的原因是對課程設(shè)計的重要性和必要性認(rèn)識不足，不清楚課程設(shè)計的作用、地位，以及對后續(xù)課程的影響，這就需要教師在布置任務(wù)時進(jìn)行充分的說明和正確的引導(dǎo)， 使學(xué)生提高認(rèn)識，端正態(tài)度，自覺地投入到課程設(shè)計工作中去。

在機(jī)械設(shè)計或機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程中，介紹各種常用機(jī)構(gòu)及通用零部件的設(shè)計方法，這些內(nèi)容一般自成章節(jié)，具有一定的相對獨(dú)立性，學(xué)生對各章節(jié)之間的聯(lián)系認(rèn)識不夠明確。在此之前，學(xué)生已完成了基礎(chǔ)課程一系列先修基礎(chǔ)課程，如工程圖學(xué)、理論力學(xué)、材力力學(xué)、工程材料、加工工藝學(xué)等，但由于沒有進(jìn)行綜合性的訓(xùn)練，還不能熟練地應(yīng)用這些知識解決工程問題。

2.2 強(qiáng)調(diào)對機(jī)械設(shè)計過程的理解與認(rèn)識，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識

課程設(shè)計的過程比結(jié)果更重要。課程設(shè)計最根本的目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識解決工程問題的能力，使其初步掌握解決工程問題的一般過程和方法。強(qiáng)調(diào)機(jī)械設(shè)計過程主要有幾個方面：

一是了解完成一項(xiàng)機(jī)械設(shè)計項(xiàng)目要經(jīng)過哪幾個階段，每個階段需要考慮哪些問題。學(xué)生在課程設(shè)計過程中之所以感到時間緊張，不完全是因?yàn)橛嬎愫屠L圖的工作量太大，而在很大程度上是因?yàn)閷C(jī)械設(shè)計的工作過程和一般規(guī)律理解不夠深刻，在拿到題目時一片茫然，不知道從何處著手，漫無目的的翻閱資料，或等待觀望，無謂地浪費(fèi)時間；再者由于設(shè)計時考慮問題不全面，導(dǎo)致返工而浪費(fèi)時間。學(xué)生若知道了機(jī)械設(shè)計的過程，也就明確了前進(jìn)的方向，知道什么時候該干什么，每一步的前后有何關(guān)聯(lián)，做某項(xiàng)工作必須具備哪些條件，哪些是已知的，哪些是可以查到的，哪些是必須經(jīng)過必要的預(yù)先計算得到，這樣就可以有條不紊地展開設(shè)計工作，不會顧此失彼，避免無謂的返工，也就不會感到時間緊張。

二是要學(xué)會面對工程問題時的解決思路和方法。課程設(shè)計的一個重要目的，就是培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計機(jī)械產(chǎn)品時對創(chuàng)意的實(shí)現(xiàn)能力，雖然課程設(shè)計一般僅設(shè)計傳動系統(tǒng)，但其內(nèi)容包含了機(jī)械設(shè)計過程的最關(guān)鍵部分：制定方案、工作能力設(shè)計計算、結(jié)構(gòu)設(shè)計和各部分的協(xié)調(diào)等。理論課程與實(shí)際工程中所要解決的問題的區(qū)別在于， 前者是要求明確、規(guī)范化了的，而后者往往是籠統(tǒng)、模糊的。如何將敘述模糊、概括的設(shè)計要求進(jìn)行明確、細(xì)化，從而將一個復(fù)雜的工程問題分解為一系列條件明確易于求解的簡單問題，然后將這些問題逐個解決，最后再綜合起來，通過統(tǒng)一協(xié)調(diào)，得到一個系統(tǒng)完整的解決方案，并形成規(guī)范的圖紙和計算說明書等工程文件，學(xué)生必須在課程設(shè)計過程中認(rèn)真實(shí)踐、體會，才能學(xué)到手，而掌握了這些思路和方法，對畢業(yè)設(shè)計和將來的實(shí)際工作都是非常有益的。

三是養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作作風(fēng)。設(shè)計時要重視培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、認(rèn)真負(fù)責(zé)的良好工作作風(fēng)，這也是工程技術(shù)人員的基本素質(zhì)。要求學(xué)生在課程設(shè)計過程中，每一個數(shù)據(jù)，每一條線都要有所依據(jù)，不能想當(dāng)然地隨意定，或者盲目地照搬手冊或圖例中的數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)。要讓學(xué)生意識到，在自己完成的說明書和圖紙上簽下自己的名字，就代表要為所提交的材料負(fù)責(zé)。

2.3 進(jìn)行課程設(shè)計前做好充分的技術(shù)準(zhǔn)備工作

課程設(shè)計之前，指導(dǎo)教師應(yīng)與學(xué)生互相配合，做好充分的準(zhǔn)備工作，主要包括以下幾個方面：

（1）講課時復(fù)習(xí)和補(bǔ)充必要的相關(guān)知識，如機(jī)械制圖、公差與互換性、工程材料與機(jī)械加工工藝等。學(xué)生所提交的設(shè)計說明書和圖紙存在的問題主要包括兩類，一類是純粹的繪圖錯誤，另一類是由于對公差與互換性、加工工藝等課程相關(guān)知識理解不夠而導(dǎo)致的制圖錯誤，主要是標(biāo)注錯誤，比如形位公差、精度等級、粗糙度的選擇與標(biāo)注錯誤以及尺寸鏈閉合等。有的課程，比如機(jī)械制圖，一般在大一完成，由于在后續(xù)課程中應(yīng)用較少，到課程設(shè)計時很多知識已經(jīng)淡忘，致使課程設(shè)計中出現(xiàn)過多的繪圖問題，即使一些最基本的標(biāo)準(zhǔn)件畫法（例如螺紋連接、齒輪、軸承等），都有不少同學(xué)畫錯。在機(jī)械設(shè)計課程中講到相關(guān)章節(jié)時， 附帶將一些課程設(shè)計中容易出現(xiàn)錯誤的問題回顧一下，這樣可以使學(xué)生加深印象，從而在課程設(shè)計中少犯繪圖錯誤，以便將主要精力放在設(shè)計上。比如講到螺紋聯(lián)接的類型時，結(jié)合每種聯(lián)接型式的特點(diǎn)回顧螺紋聯(lián)接的畫法，指出容易出現(xiàn)的錯誤；介紹齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計時，復(fù)習(xí)齒輪嚙合位置的表達(dá)方法和齒輪零件工作圖的內(nèi)容及常見問題；講解軸承類型時，結(jié)合軸承結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，回顧各種軸承的規(guī)定畫法以及特征畫法等。

（2）對課程設(shè)計中的關(guān)鍵問題，通過作業(yè)和討論課的形式，加深學(xué)生的理解和認(rèn)識。比如軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計，是課設(shè)中學(xué)生感到的難點(diǎn)，教學(xué)中，可通過分析減速器各種軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計，比較軸上零件的布置，固定與定位、裝拆、軸承的類型和安裝，與密封形式等，分析比較軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計的正誤，引導(dǎo)學(xué)生通過討論來糾正設(shè)計中存在的問題，幫助其加深理解，提高認(rèn)識，增進(jìn)學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力。

（3）熟練運(yùn)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、設(shè)計手冊等有關(guān)設(shè)計資料，是機(jī)械設(shè)計人員的一項(xiàng)基本技能。在平時的作業(yè)中應(yīng)該注意加入這方面的訓(xùn)練內(nèi)容，以提高學(xué)生查找設(shè)計資料的能力。

2.4 重視答辯與總結(jié)

答辯與總結(jié)是課程設(shè)計的最后一個重要環(huán)節(jié)。答辯是對學(xué)生設(shè)計成果的一種肯定，也是學(xué)生間、師生間相互交流的重要方式，是教師檢查設(shè)計質(zhì)量高低的有效手段，也是對暴露出來的共性問題進(jìn)行的一次集中指正，答辯方式可以是單個學(xué)生或分小組答辯，由于教師時間緊，指導(dǎo)的人數(shù)多，采用小組答辯學(xué)生之間可以通過相互討論，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神，提高答辯效果。答辯時通過提問和質(zhì)疑可以引發(fā)學(xué)生思考，幫助學(xué)生提高對機(jī)械設(shè)計過程的理解和認(rèn)識水平。

總結(jié)包括學(xué)生在完成設(shè)計后的個人總結(jié)和指導(dǎo)教師在答辯后所作的集體總結(jié)與點(diǎn)評。學(xué)生通過認(rèn)真總結(jié)，剖析自己設(shè)計中的得失、成敗，有助于進(jìn)一步掌握設(shè)計方法和步驟，找出今后設(shè)計中應(yīng)注意的問題。教師也要認(rèn)真地對學(xué)生整體設(shè)計情況有一個針對性的總結(jié)，指出設(shè)計的不足，要肯定成績并給予鼓勵。通過系統(tǒng)總結(jié)和答辯，可使學(xué)生進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)設(shè)計計算和設(shè)計中存在的問題，進(jìn)一步搞清不甚理解的或未曾考慮到的問題，從而使學(xué)生有更大的收獲，圓滿地達(dá)到課程設(shè)計的目的與要求。需要特別說明的是，答辯之后教師的總結(jié)點(diǎn)評非常必要，學(xué)生經(jīng)過課程設(shè)計的實(shí)踐之后，對教師的點(diǎn)評會有更深的體會。對機(jī)械設(shè)計中有些問題的認(rèn)識，學(xué)生在課程設(shè)計過程中感覺到了，但限于實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和知識面，不能很清楚地歸納表達(dá)出來，這時教師進(jìn)行總結(jié)和點(diǎn)評，常使學(xué)生有醍醐灌頂之感。

3. 結(jié)束語

課程設(shè)計在工科課程體系中承上啟下的特殊地位，決定了該課程對培養(yǎng)學(xué)生的工程意識、創(chuàng)新意識、使其形成初步機(jī)械設(shè)計能力和獨(dú)立處理工程問題的能力方面具有不可代替的作用。培養(yǎng)學(xué)生對機(jī)械設(shè)計的興趣是課程設(shè)計順利開展的前提，對機(jī)械設(shè)計過程的深刻理解與認(rèn)識是學(xué)會解決工程問題的思路和方法的關(guān)鍵，充分的準(zhǔn)備工作是基礎(chǔ)。只有這些工作都做好了，才能保證課程設(shè)計的教學(xué)效果。

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篇（4）

課程設(shè)計是工科學(xué)生在四年學(xué)習(xí)中最早接觸的理論知識運(yùn)用于工程實(shí)踐的重要實(shí)踐課程。實(shí)踐是人們最好的老師，大學(xué)生的綜合能力只有通過親身參加社會生活的實(shí)踐才能得到?《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》課程設(shè)計一方面是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立機(jī)械設(shè)計能力，掌握基本設(shè)計方法和進(jìn)行基本技能的訓(xùn)練，學(xué)會查閱資料；另一方面培養(yǎng)學(xué)生樹立正確的設(shè)計思想和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)，提高工程設(shè)計及創(chuàng)新的能力。對后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計及今后的工作都具有重要影響。

目前機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計的題目以減速器設(shè)計為主，雖然減速器是很典型的機(jī)械部件，基本涵蓋了《機(jī)械設(shè)計》課程所學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容，有利于學(xué)生全面掌握有關(guān)知識。但因課程設(shè)計一般是安排在課程教學(xué)結(jié)束的期末進(jìn)行，設(shè)計時間為二周。而學(xué)生忙于準(zhǔn)備考試，不少學(xué)生難于集中精力認(rèn)真搞課程設(shè)計，采取應(yīng)付的做法：照搬指導(dǎo)書的步驟，按部就班地做模仿設(shè)計。設(shè)計過程對學(xué)生來說沒有什么挑戰(zhàn)性和新鮮感，各項(xiàng)能力也得不到應(yīng)有的提高。因此，筆者認(rèn)為在課程設(shè)計過程中培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、交流能力、信息收集能力、合作能力、工程表達(dá)能力、繪圖能力、實(shí)際操作等能力至關(guān)重要。

1 自學(xué)能力的培養(yǎng)

從教育教學(xué)角度，相對中學(xué)時代特別是高中階段的教學(xué)模式與大學(xué)教學(xué)模式有很大不同。高中階段的教學(xué)方式是教師將教學(xué)內(nèi)容反復(fù)地講授并示例解釋，直到學(xué)生理解為止；而大學(xué)教學(xué)方式是教師在很短時間將較多的教學(xué)內(nèi)容傳達(dá)給學(xué)生。這就要求大學(xué)生自己在課后對于教師沒用講到或講授中簡單提到的內(nèi)容及難理解的學(xué)習(xí)內(nèi)容，要靠學(xué)生自己去學(xué)習(xí)和理解并找出規(guī)律。一個人大學(xué)畢業(yè)所學(xué)到的知識，對于其一生所應(yīng)學(xué)習(xí)的知識來說猶如九牛一毛；大學(xué)生在校所學(xué)的多是基礎(chǔ)理論性知識，更多的應(yīng)用科學(xué)、實(shí)用技術(shù)需要走上社會后根據(jù)需要通過自學(xué)來補(bǔ)充、完善。在知識激增、競爭加劇、科學(xué)技術(shù)日新月異的今天，人們要適應(yīng)不斷發(fā)展變化的新生活，惟一的途徑就是自學(xué)。自學(xué)能力是一個人知識不斷擴(kuò)展和更新的基本保證，是每個人能夠生存、發(fā)展和有所作為必不可少的條件。因此，需從大學(xué)生的學(xué)習(xí)、生活適應(yīng)期起培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。在《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》理論教學(xué)過程中布置設(shè)計任務(wù)，讓學(xué)生閱讀設(shè)計任務(wù)書，查閱指定資料和讀物，搜集必要信息，積極思索，初步形成關(guān)于課程設(shè)計問題的分析和解決方案。教師可以在這一階段給學(xué)生列出一些思考題，讓學(xué)生有針對性地開展準(zhǔn)備工作。培養(yǎng)其自學(xué)能力。

2 交流能力的培養(yǎng)

首先要使學(xué)生了解交流能力的重要性，學(xué)生才會積極主動地去發(fā)展交流能力。常言道：與君一席話，勝讀十年書。交流是獲得間接經(jīng)驗(yàn)的有效手段，也是表達(dá)情感，增進(jìn)友誼的重要手段。 《機(jī)械設(shè)計》課程設(shè)計涉及的知識面廣，使用的公式繁多，正確選擇公式中各參數(shù)是合理確定零件的主要參數(shù)和尺寸的重要前提，這對于初次接觸設(shè)計的學(xué)生來是個不小的難題。因此在課程設(shè)計過程中，將教師的指導(dǎo)和答疑變?yōu)橹笇?dǎo)學(xué)生分組討論：⑴設(shè)計方案選擇的討論：到底選擇那種方案最佳，以及各傳動方案和工作機(jī)的性能要求之間有什么關(guān)系；⑵參數(shù)選擇的討論：數(shù)據(jù)取佳，究竟是取大好還是取小好，其根據(jù)是什么；⑶有些計算公式是有實(shí)驗(yàn)條件的，怎樣鑒別設(shè)計任務(wù)與實(shí)驗(yàn)條件的差異，又如何取修正值。通過面對面互相交流、互相提問、互相質(zhì)疑，學(xué)生不僅學(xué)到了知識，形成自己的見解，還能增進(jìn)互相的溝通和了解。

3 信息收集能力的培養(yǎng)

課程設(shè)計前讓學(xué)生利用已有的知識，生活經(jīng)驗(yàn)，書籍報刊，廣播電視，電腦網(wǎng)絡(luò)等多種途徑收集相關(guān)信息。在理論課學(xué)習(xí)過程中，讓學(xué)生帶著問題去查閱相關(guān)資料，有目的地篩選資料，多快好省地獲取自己所需的信息；然后在思考過程中不斷地對收集的信息（圖片、圖表、文字記錄等）進(jìn)行分類組合，生成自己的新認(rèn)識、新見解。尤其是技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、設(shè)計手冊等有關(guān)設(shè)計資料，熟練運(yùn)用這些設(shè)計資料是設(shè)計人員的一項(xiàng)基本技能；在平時的作業(yè)中注意加入這方面的訓(xùn)練內(nèi)容，以提高學(xué)生獲取設(shè)計資料的能力。

4 合作能力的培養(yǎng)

隨著社會競爭的日益激烈，團(tuán)隊(duì)合作能力已成為當(dāng)代社會競爭爭勝的條件之一。設(shè)計任務(wù)下達(dá)之前，按3-4人為宜將班級分成若干小組，每組推薦一名主持人，負(fù)責(zé)分配和協(xié)調(diào)小組各成員的任務(wù)，及時溝通和處理設(shè)計過程中出現(xiàn)的問題。小組成員之間首先要建立信任感，積極參與，相互配合，相互協(xié)作；其次彼此分享設(shè)計過程中的點(diǎn)點(diǎn)滴滴，做到資源共享，知識互補(bǔ)，才能提高小組合作競爭能力。課程設(shè)計可幫助學(xué)生學(xué)會人際交往，開展合作學(xué)習(xí)，形成合作意識，培養(yǎng)合作能力。

5 工程表達(dá)能力的培養(yǎng)

工程表達(dá)能力是指具有平面、空間、曲線、表格、公式、繪圖等綜合表達(dá)能力。在課程結(jié)束后隨之而來的課程設(shè)計是檢驗(yàn)和培養(yǎng)綜合能力、工程素養(yǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。比如軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計，在完成相關(guān)的章節(jié)后，布置一次大作業(yè)，再安排一次討論課，通過引導(dǎo)學(xué)生通過討論糾正設(shè)計中的問題，幫助其加深理解，提高認(rèn)識。在該階段，從方案的選擇、數(shù)據(jù)的處理、繪圖、編寫設(shè)計說明書到樹立正確的設(shè)計思想，有意識地運(yùn)用規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、查閱手冊、圖冊等參考資料，綜合展現(xiàn)獨(dú)立思考、獨(dú)立完成的工程表達(dá)能力。

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中圖分類號：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）07-0171-02

一、引言

機(jī)械設(shè)計是機(jī)械類學(xué)生一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課[1]，而機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計又是繼機(jī)械設(shè)計課程結(jié)束后的一項(xiàng)重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，同時是第一次對學(xué)生進(jìn)行全面的設(shè)計訓(xùn)練。它在培養(yǎng)學(xué)生核心技能方面，占有重要的地位。機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計可以說是引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入機(jī)械設(shè)計領(lǐng)域的環(huán)節(jié)，通過對通用機(jī)械（或其他簡單機(jī)械）的傳動裝置的設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生正確的設(shè)計思想和分析問題、解決問題的能力，特別是總體設(shè)計和零部件設(shè)計的能力，達(dá)到理論聯(lián)系實(shí)踐的初步能力[2]。本文結(jié)合我院三本學(xué)生的特點(diǎn)，對機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)方法進(jìn)行了一些有益的研究與實(shí)踐。

二、我院機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計的背景

我院建校前幾年由于師資力量有限，主要依賴兼職教師指導(dǎo)課程設(shè)計，這些兼職老師大多來自一本院校，他們時間有限，指導(dǎo)方法基本沿襲一本院校的指導(dǎo)方法，每天集中一兩個小時在教室集中指導(dǎo)，而三本學(xué)院的學(xué)生依耐性強(qiáng)，老師走后基本是放鴨子，因此抄襲現(xiàn)象特別嚴(yán)重。此外，在教學(xué)指導(dǎo)過程中也存在一系列問題，比如必須掌握的知識點(diǎn)、知識群、關(guān)鍵內(nèi)容都沒有明確，指導(dǎo)過程因老師而異，隨意性較大，標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一。因此，進(jìn)一步規(guī)范課程設(shè)計的內(nèi)容、指導(dǎo)方法、達(dá)到的目標(biāo)、必須掌握的知識點(diǎn)和知識群，顯然是提高實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量的重要內(nèi)容和措施。后來隨著一些青年教師的引進(jìn)，我們對機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計的題目、應(yīng)該完成的內(nèi)容及進(jìn)度要求、考核方法等進(jìn)行了一系列的研究與實(shí)踐，使學(xué)生達(dá)到掌握知識點(diǎn)的目的。

三、針對機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計題目、指導(dǎo)方法，進(jìn)度安排及考核方法進(jìn)行改革

（一）設(shè)計題目的改革

以前兼職老師給的課程設(shè)計題目是多樣化的，鑒于我院學(xué)生的基本條件，我們把課程設(shè)計的題目統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化了，傳動方案也已經(jīng)給定，目的是讓學(xué)生熟悉課程設(shè)計的一般方法，掌握應(yīng)該掌握的知識點(diǎn)，并對機(jī)械設(shè)計的理論課的知識加以鞏固，并不要求他們創(chuàng)新設(shè)計。其設(shè)計題目、初始條件和傳動方案如下：設(shè)計題目：帶式運(yùn)輸機(jī)的傳動裝置；初始條件：帶式運(yùn)輸機(jī)可運(yùn)送谷物、型砂、碎礦石、煤等。兩班制工作，連續(xù)單向轉(zhuǎn)動，有輕微振動，輸送帶的速度允許誤差為±5%，使用期限為10年。卷筒與輸送帶間傳動效率96%，減速器批量生產(chǎn)。傳動方案及原始數(shù)據(jù)如圖1和表1。

要求學(xué)生每人按學(xué)號順序依次選一組數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計計算。

（二）指導(dǎo)方法改革

在課程設(shè)計之前，負(fù)責(zé)人對指導(dǎo)機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計的老師集中在一起開個小會，對學(xué)生必須掌握的知識點(diǎn)、知識群、關(guān)鍵內(nèi)容都明確要求，要求指導(dǎo)老師每天的上午和下午至少在教室兩個小時，這樣學(xué)生有問題就能及時找到老師解決問題。還有學(xué)生課程設(shè)計進(jìn)行到第一階段，尤其是課程設(shè)計的設(shè)計計算初步完成時候，要求指導(dǎo)老師對學(xué)生的計算數(shù)據(jù)進(jìn)行初步的檢查，并要在草稿本上簽字，才可進(jìn)行下一階段的工作。這樣就避免后面學(xué)生在畫草圖時候發(fā)現(xiàn)錯誤，又要反過來重新計算浪費(fèi)大量的時間，并且可以避免了個別學(xué)生抄襲的現(xiàn)象。

（三）進(jìn)度安排改革

以前兼職老師指導(dǎo)課程設(shè)計時候，一次把課程設(shè)計要求完成的內(nèi)容一個半天講完，這樣內(nèi)容太多，學(xué)生根本記不清楚。我們根據(jù)三本學(xué)生的特點(diǎn)，將機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計分為六個階段。每個階段集中講解一次，學(xué)生按進(jìn)度要求完成該完成的任務(wù)。第一階段，主要是動員和設(shè)計計算。學(xué)生在這一階段應(yīng)該完成的內(nèi)容包括：選擇電動機(jī)；計算總傳動比和分配傳動比；傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)計算；傳動件計算；初算軸的最細(xì)處直徑；選擇聯(lián)軸器（型號、孔徑、孔長等）；初選滾動軸承及其相關(guān)參數(shù)，軸承蓋是否干涉等。要求學(xué)生按上述步驟嚴(yán)格進(jìn)行，不要顛倒。第二階段是草圖繪制。設(shè)計計算完畢后，我們會帶學(xué)生到實(shí)驗(yàn)室做一個減速器拆裝實(shí)驗(yàn)，主要是對減速器有個感性的認(rèn)識。然后在集中講解，其內(nèi)容包括：減速器的結(jié)構(gòu)；減速器的；設(shè)計裝配圖的準(zhǔn)備；減速器鑄造箱體的結(jié)構(gòu)尺寸；減速器裝配草圖設(shè)計；軸和鍵的強(qiáng)度校核，滾動軸承的壽命計算。第三階段是正式繪制裝配圖，在完成減速器裝配草圖后，校核軸、鍵強(qiáng)度及滾動軸承壽命無任何問題時，在此基礎(chǔ)上繼續(xù)完成裝配圖。要求注意兩個方面的設(shè)計：軸系零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計；減速器箱體及附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計。第四階段是裝配圖的檢查。給學(xué)生主要講解的內(nèi)容包括：檢查裝配草圖；標(biāo)注主要尺寸與配合；編寫減速器的技術(shù)特性；編寫技術(shù)要求；零件編號；編制零件明細(xì)表及標(biāo)題欄。第五階段是零件圖的繪制。零件工作圖是零件制造、檢驗(yàn)和制定工藝規(guī)程的技術(shù)文件，應(yīng)包括圖形、尺寸及其極限偏差、表面粗糙度、形位公差、技術(shù)要求等。零件圖從裝配圖上測繪下來，形狀應(yīng)與裝配圖一致。第六階段是編寫說明書。說明書的編寫我們也把格式基本給學(xué)生，學(xué)生按照步驟把草稿整理成冊就可以了。機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計總共安排了三周的時間，周末時間不計，具體的進(jìn)度安排我們設(shè)計了一個表，如表2。

（四）考核方法進(jìn)行改革

課程設(shè)計結(jié)束后，我們會現(xiàn)場答辯，在答辯時候，會先給個預(yù)成績，這個成績非常重要，因?yàn)橥ㄟ^答辯，可以看出學(xué)生對課程設(shè)計掌握的情況，是否有抄襲，一問就基本可以得到答案。最后結(jié)合學(xué)生交上來的課程設(shè)計說明書、裝配圖、零件圖給每個學(xué)生單獨(dú)評定優(yōu)、良、中、及格和不及格的成績等級。

四、結(jié)束語

通過對機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計題目、指導(dǎo)方法、進(jìn)度安排、考核方法等改革與實(shí)踐，學(xué)生課程設(shè)計的質(zhì)量明顯體高，從學(xué)生課程設(shè)計的總結(jié)體會看到，每個學(xué)生都收獲頗多。不僅對《機(jī)械設(shè)計》課程的內(nèi)容有了更深入了理解，也為今后的學(xué)習(xí)和工作奠定了基礎(chǔ)。

篇（6）

機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計是機(jī)械類及近機(jī)械類各專業(yè)學(xué)生必修的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。它是學(xué)生首次綜合運(yùn)用所學(xué)的工程制圖、工程力學(xué)、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計等理論知識解決工程實(shí)際問題，培養(yǎng)學(xué)生基本技能的最重要實(shí)踐環(huán)節(jié)之一。它在技術(shù)基礎(chǔ)課與專業(yè)課之間起到一個承上啟下的作用。在課程設(shè)計中，不僅能使學(xué)生得到基本技能的訓(xùn)練，還能提高他們的工程設(shè)計及創(chuàng)新設(shè)計的能力。

一、目前存在的問題

機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計的傳統(tǒng)教學(xué)題目是減速器設(shè)計。它涵蓋了機(jī)械設(shè)計中所有基本通用零件的設(shè)計，而且體現(xiàn)了通用典型部件設(shè)計計算和機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計概念和方法。課程設(shè)計是所學(xué)機(jī)械基礎(chǔ)系列課程的總結(jié)，綜合性很強(qiáng)，設(shè)計題目很成熟，與之配套的圖冊、手冊和課程設(shè)計指導(dǎo)書也一應(yīng)俱全，這對于第一次搞綜合設(shè)計的學(xué)生有很大幫助。它對學(xué)生提高自身的系統(tǒng)學(xué)習(xí)能力，是一次很好的實(shí)踐機(jī)會。在教學(xué)過程中也發(fā)現(xiàn)了一些問題，主要是：

1．學(xué)生對課程設(shè)計興趣不高，學(xué)習(xí)態(tài)度不夠端正，不能積極主動地投入課程設(shè)計工作。有人認(rèn)為課程設(shè)計就是畫圖，認(rèn)為課程設(shè)計長期沿用減速器設(shè)計作為設(shè)計對象，內(nèi)容陳舊、單一，設(shè)計過程太枯燥。

2．時間短，任務(wù)重；學(xué)生多，教師少。機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計一般為期三周，學(xué)生需要完成二級齒輪減速器裝配草圖和正圖，關(guān)鍵傳動零件的零件圖，以及相關(guān)的設(shè)計計算說明書，時間非常緊張。課程設(shè)計期間，學(xué)生每天要工作10個小時以上，有時個別學(xué)生還需要熬通宵加班。

3．在設(shè)計過程中照搬照抄的現(xiàn)象較為突出。部分學(xué)生基于完成任務(wù)的觀點(diǎn)，設(shè)計過程中不注重自我獨(dú)立設(shè)計能力的培養(yǎng)，出現(xiàn)普遍的照抄圖冊中的減速器的結(jié)構(gòu)，而不能綜合考慮零件的強(qiáng)度、剛度、工藝、裝配、調(diào)整、和密封等問題。

4．相關(guān)課程基礎(chǔ)不夠扎實(shí)，直接影響了課程設(shè)計的效果和進(jìn)度。除了機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)以外，課程設(shè)計要用到工程圖學(xué)、力學(xué)、工程材料、加工工藝以及互換性等多門課程的知識，這些課程中任何一門基礎(chǔ)不牢固，都會在課程設(shè)計中表現(xiàn)出來，影響課程設(shè)計的教學(xué)效果。在這些先修課程中，工程圖學(xué)的影響尤為突出。

二、教學(xué)內(nèi)容和方法的改進(jìn)

1．課程設(shè)計題目多樣化和實(shí)用性。在進(jìn)行理論教學(xué)時就對學(xué)生公布本學(xué)院各位老師的科研項(xiàng)目，讓學(xué)生們主動去找他們感興趣的內(nèi)容，鼓勵他們積極參與。組織學(xué)生參加大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新大賽或者由學(xué)生聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)踐自創(chuàng)設(shè)計題目，老師提供課程設(shè)計指導(dǎo)講義上的若干題目等,實(shí)踐證明這種形式大大增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。

2．相關(guān)課程采用以項(xiàng)目為線索的教學(xué)方式。機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計屬于實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，理論與實(shí)踐相結(jié)合的深度決定了本課程的教學(xué)質(zhì)量。由于本課程設(shè)計與幾乎所有的基礎(chǔ)課程相關(guān)，質(zhì)量保障必然要求上溯到這些課程。理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)方法方面，要加強(qiáng)先修課程與課程設(shè)計的聯(lián)系。例如，在講制圖時，講到零件圖、裝配圖的表達(dá)方法、尺寸的標(biāo)注、技術(shù)要求等等，要以課程設(shè)計中要涉及到的零部件為例。力學(xué)、材料、加工工藝以及互換性等也要以課程設(shè)計中涉及到的零部件的要求為例，逐個詳細(xì)介紹。

3．引進(jìn)先進(jìn)的繪圖工具，如CAD、Solidworks、ProE等。在講解Solidworks中的三維建模時，就以課程設(shè)計中常用的箱體、軸或齒輪為例，并且讓學(xué)生們在學(xué)習(xí)、設(shè)計完這些課程中相關(guān)內(nèi)容后，不要把這些內(nèi)容輕易丟掉，要好好保存，以便在課程設(shè)計中加以應(yīng)用，這樣在課程設(shè)計時就可以節(jié)省很多時間。應(yīng)用相關(guān)的電腦軟件，可以很方便地觀察出在改變某一設(shè)計參數(shù)時，設(shè)計結(jié)果和承載能力的變化。

4.采用提前預(yù)做的辦法，例如在講授機(jī)械設(shè)計課程時，等到講完齒輪、軸、軸承、聯(lián)軸器等章節(jié)時，可以讓學(xué)生們做一個大作業(yè)。大作業(yè)的內(nèi)容就是軸及軸上零件的設(shè)計、定位以及安裝問題，這樣就可以讓學(xué)生們提前熟悉課程設(shè)計的過程及方法，做完作業(yè)的資料也不要丟棄，等到真正課程設(shè)計時可以再用或參考。

5．改進(jìn)以往的一位教師指導(dǎo)多位學(xué)生與一名學(xué)生由固定的一位老師去指導(dǎo)的做法。以前，一名教師指導(dǎo)多名學(xué)生，這有很多弊端。教師本身的精力有限，再加上專業(yè)與學(xué)識的限制， 指導(dǎo)多名學(xué)生會感到力不從心，效果不會太好。因此，學(xué)生做課程設(shè)計時要由與設(shè)計內(nèi)容相關(guān)的科研教師的團(tuán)隊(duì)去指導(dǎo)，這樣，可能一個教師指導(dǎo)多個學(xué)生，也可能一個學(xué)生的課程設(shè)計由多名教師去指導(dǎo)。老師與學(xué)生應(yīng)根據(jù)他們的設(shè)計內(nèi)容與擅長專業(yè)自由組合，這樣設(shè)計出來的題目就更專業(yè)，更符合生產(chǎn)實(shí)際。

6．學(xué)院可以有計劃地安排教師到相關(guān)企業(yè)、廠礦等進(jìn)行調(diào)研和專業(yè)實(shí)踐，了解新設(shè)備， 學(xué)習(xí)所教專業(yè)在生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用的新知識、 新技能、 新工藝和新方法，以此促使教師加快對現(xiàn)代化設(shè)計技術(shù)的了解和掌握，促使教師結(jié)合企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)際不斷完善教學(xué)內(nèi)容，深入了解機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的理念，提高教師的專業(yè)水平和實(shí)踐能力。

三、考核及答辯

堅持進(jìn)行課程設(shè)計總結(jié)和答辯，在完成課程設(shè)計以后，要對課程設(shè)計進(jìn)行總結(jié)。要求學(xué)生對所進(jìn)行的設(shè)計做一個比較系統(tǒng)、全面的回顧和總結(jié)，把還未弄懂或尚未考慮的問題弄懂， 學(xué)生將會獲得更大收獲。答辯結(jié)束后，學(xué)生必須要修改課程設(shè)計里面出現(xiàn)的錯誤，尤其是結(jié)構(gòu)錯誤。由于學(xué)生的設(shè)計成果是以電腦繪圖和word文檔編輯，再打印出來的形式提交,為了真實(shí)、合理地反映學(xué)生的實(shí)際設(shè)計水平,指導(dǎo)老師加強(qiáng)設(shè)計中的階段性抽查考核,并以此作為評定學(xué)生最終設(shè)計成績的一個重要依據(jù)。老師想檢查哪個同學(xué)的圖,可以隨時讓他發(fā)來。學(xué)生在最終提交打印圖紙和文檔的同時也需提交電子稿,這些都有利于督促每個學(xué)生都去認(rèn)真分析研究,積極動手設(shè)計,提升實(shí)踐教學(xué)效果,也有利于教師及時發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。

四、結(jié)束語

機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計是一個涉及多方面知識的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，如何抓好這一教學(xué)環(huán)節(jié)是一個需要認(rèn)真探討的問題。企業(yè)需要的是實(shí)用型人才，因此我們的教學(xué)實(shí)踐應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生的工程意識，提高學(xué)生的工程素質(zhì)，增強(qiáng)學(xué)生的工程能力為目標(biāo)。因此，每一個從事機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計教學(xué)的教師，都要拋棄傳統(tǒng)教學(xué)方法中的不合理做法，努力探索課程設(shè)計教學(xué)改革之路，使學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)適應(yīng)社會發(fā)展的需要，培養(yǎng)出符合時代要求的具有創(chuàng)新精神的機(jī)械行業(yè)的人才。實(shí)踐證明，改革后的機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計教學(xué)體系調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，學(xué)生機(jī)械設(shè)計的水平明顯提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計.高等教育出版社,2006

[2]龔溎義.機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書.高等教育出版社,2006

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篇（7）

作者簡介：石永軍（1973-），男，山東東營人，中國石油大學(xué)（華東）機(jī)電工程學(xué)院，副教授。（山東　青島　266580）

基金項(xiàng)目：本文系中國石油大學(xué)（華東）教學(xué)改革項(xiàng)目（項(xiàng)目編號：JY-B201011）的研究成果。

中圖分類號：G642.0?????文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）32-0055-02

機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)主要面向中國石油大學(xué)機(jī)類和近機(jī)類本科學(xué)生，是石油工程、過程裝備與控制、油氣儲運(yùn)工程等專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，在教學(xué)體系中具有承上啟下的作用。近年來，為了培養(yǎng)學(xué)生的動手能力與工程意識的養(yǎng)成，工科院校越來越重視實(shí)踐教學(xué)。機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計是機(jī)械課程教學(xué)中重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，它涵蓋了工程制圖、機(jī)械CAD、機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)、理論力學(xué)、材料力學(xué)、工程材料與機(jī)械加工基礎(chǔ)等課程的知識。通過該課程的學(xué)習(xí)，以培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際工程問題，逐步提升其動手能力、綜合設(shè)計能力與創(chuàng)新能力。[1]但目前機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計題目單一的問題比較突出，不利于學(xué)生工程意識的養(yǎng)成和激發(fā)大學(xué)生開展科學(xué)探索的興趣。因此，探究柔性化的課程設(shè)計題目以提升課程設(shè)計的教學(xué)質(zhì)量對于學(xué)生綜合知識運(yùn)用能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)具有重要意義。[2]

一、目前課程設(shè)計分析

目前高等工科院校常用的機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計題目是單級圓柱齒輪減速器和展開式二級圓柱齒輪減速器。減速器是工業(yè)中常用的典型傳動裝置，在油田抽油機(jī)、帶式運(yùn)輸機(jī)、起重機(jī)和卷板機(jī)等有著廣泛的應(yīng)用。減速器設(shè)計過程需要查閱相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊等技術(shù)資料，涵蓋了機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)中齒輪傳動、帶傳動、軸承、軸、螺栓等主要通用零件的設(shè)計與計算，[3]包含了多門理論課程的內(nèi)容，體現(xiàn)了一般機(jī)械系統(tǒng)的常用設(shè)計方法，具有很強(qiáng)的綜合性。減速器設(shè)計的主要任務(wù)包括：進(jìn)行傳動方案的制訂；電動機(jī)的選擇、傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)的計算；帶傳動與齒輪傳動的設(shè)計計算；軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計以及低速軸的彎、扭組合強(qiáng)度校核；軸承的組合設(shè)計與壽命計算；鍵的選擇及強(qiáng)度校核；聯(lián)軸器的選擇；減速器的與密封選擇等。[4]減速器設(shè)計的一般過程是：首先，指導(dǎo)老師布置任務(wù)；然后，學(xué)生完成減速器裝配草圖一張、減速器總裝圖一張、軸與齒輪等零件圖以及6000～8000字設(shè)計計算說明書一份；最后進(jìn)行課程設(shè)計答辯，按照圖紙、設(shè)計說明書與答辯情況評定成績。

減速器設(shè)計題目主要存在以下問題：題目單一，只是設(shè)計參數(shù)略有不同，學(xué)生可借鑒的資料很多，課程設(shè)計雷同現(xiàn)象比較嚴(yán)重，甚至出現(xiàn)一些抄襲現(xiàn)象；課程設(shè)計時間一般為2周，學(xué)生設(shè)計期間非常緊張，大多學(xué)生需要晚上加班才能完成。學(xué)生忙于應(yīng)付完成課程設(shè)計，很少有學(xué)生主動去圖書館查閱相關(guān)的資料；老師一般需要指導(dǎo)2個班，工作量很大，老師很難保證照顧到每一位同學(xué)；課程設(shè)計的設(shè)計內(nèi)容與傳動方案長期不變，學(xué)生可以根據(jù)設(shè)計指導(dǎo)書按部就班地進(jìn)行，無法調(diào)動學(xué)生的積極性與激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，不能滿足現(xiàn)代工程教育創(chuàng)新訓(xùn)練的要求；每一個同學(xué)單獨(dú)完成一個題目，同學(xué)之間的交流與討論較少，團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神難以培養(yǎng)。

篇（8）

【中圖分類號】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）04-0193-02

1.前言

物流工程專業(yè)在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計時該專業(yè)學(xué)生與機(jī)械專業(yè)學(xué)生的要求應(yīng)該有很大不同。首先，機(jī)械專業(yè)在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計時，先修課程較多，包括機(jī)械制圖、工程力學(xué)、材料與熱處理、機(jī)械加工工藝、公差與測量、電工電子技術(shù)等；而物流工程專業(yè)的先修課程較少，僅有機(jī)械制圖、工程力學(xué)和電工電子技術(shù)等。其次，機(jī)械專業(yè)先修課程大都是多學(xué)時，學(xué)習(xí)比較深入；而物流工程專業(yè)先修課程大都是少學(xué)時，學(xué)生對相關(guān)知識有所了解但并不深入。第三，機(jī)械專業(yè)機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計的時間一般安排2周甚至3周，在設(shè)計期間停止其它所有課程專心進(jìn)行課程設(shè)計；而物流工程專業(yè)課程設(shè)計時間相對較少，20學(xué)時左右，在這么短的時間內(nèi)要完成與機(jī)械專業(yè)同樣的設(shè)計內(nèi)容是有很大困難的。因此，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和現(xiàn)有的知識水平有必要對機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計進(jìn)行教學(xué)改革。

2.教學(xué)改革的目標(biāo)

教學(xué)改革的目的是讓學(xué)生了解機(jī)械設(shè)計的過程，包括總體方案設(shè)計、普通V帶傳動設(shè)計、齒輪傳動設(shè)計、軸的設(shè)計與校核、軸承選擇與校核、鍵連接設(shè)計、聯(lián)軸器的選擇等。同時，還要讓學(xué)生學(xué)會草圖繪制、總裝圖繪制、零件圖繪制等。

3.教學(xué)要求

與機(jī)械專業(yè)相比物流工程專業(yè)對機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計要求略低。例如，機(jī)械專業(yè)一般要求設(shè)計二級減速器，而物流工程專業(yè)一般要求設(shè)計一級減速器；機(jī)械專業(yè)一般要求齒輪嚙合為斜齒圓柱齒輪，而物流工程專業(yè)一般要求齒輪嚙合為直齒圓柱齒輪；機(jī)械專業(yè)一般要求減速器為整套圖紙，而物流工程專業(yè)一般要求部分圖紙即可。

4.教學(xué)改革內(nèi)容

4.1課程設(shè)計題目與任務(wù)的設(shè)計

課程設(shè)計題目和任務(wù)要明確兩點(diǎn)，一方面，指明機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計為一級圓柱齒輪減速器；另一方面，指明完成設(shè)計的資料文件有哪些。

課程設(shè)計題目。設(shè)計一個用于帶式運(yùn)輸機(jī)上的一級圓柱齒輪減速器。運(yùn)輸機(jī)連續(xù)工作，單項(xiàng)運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷變化不大，空載啟動。減速器小批量生產(chǎn)，使用期限10年，兩班制。原始數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 帶式運(yùn)輸機(jī)原始數(shù)據(jù)

課程設(shè)計任務(wù)：（1）編制課程設(shè)計計算說明書1份；（2）繪制裝配圖和零件圖共5張。其中繪制減速器裝配圖1張；繪制零件圖4張，分別為減速器箱座、減速器輸出軸、輸出軸上齒輪、輸出軸輸出端端蓋。

4.2傳動方案設(shè)計

動力最終來源電動機(jī)，電動機(jī)把動力傳遞到帶式運(yùn)輸機(jī)中間經(jīng)過怎樣的過程。經(jīng)過比較電動機(jī)把動力傳動到帶傳動，再從帶傳動傳遞到一級減速器，從一級減速器傳遞到帶式運(yùn)輸機(jī)，這個方案較為合理。把帶傳動安排到電動機(jī)和減速器之間起到較好的緩沖和減震作用，保護(hù)電動機(jī)。

4.3計算內(nèi)容的設(shè)計

4.3.1電動機(jī)選擇

首先，計算帶式運(yùn)輸機(jī)的功率Pw。傳動方案確定之后，帶式運(yùn)輸機(jī)的功率Pw按照公式Pw=FV/1000進(jìn)行計算。其次，計算總機(jī)械效率η總。電動機(jī)傳遞到帶式運(yùn)輸機(jī)經(jīng)過V帶傳動，機(jī)械效率為η帶；齒輪傳動，機(jī)械效率為η齒輪，齒輪傳動兩個傳動軸兩端各有一個軸承，機(jī)械效率為η軸承；帶式運(yùn)輸機(jī)滾筒機(jī)械效率為η滾筒；減速器與帶式運(yùn)輸機(jī)之間通過聯(lián)軸器聯(lián)結(jié)，聯(lián)軸器機(jī)械效率為η聯(lián)軸器。總機(jī)械效率η總為η總=η帶η齒輪η聯(lián)軸器η滾筒η2軸承。

最后，確定所需電動機(jī)功率Pd。所需電動機(jī)功率Pd為Pd=Pw/η總，根據(jù)Pd查機(jī)械零件設(shè)計手冊，電動機(jī)的功率應(yīng)大于等于所需電動機(jī)功率Pd。對于轉(zhuǎn)速為3000r/min的電動機(jī)，因?yàn)檗D(zhuǎn)速較高傳動比大，減速的裝置尺寸大成本增加，一般不選擇轉(zhuǎn)速太高電動機(jī)。對于轉(zhuǎn)速為750r/min的電動機(jī)，因?yàn)槌叽绱髢r格高，一般也不選擇轉(zhuǎn)速太小電動機(jī)。最常使用的是1500r/min和1000r/min的電動機(jī)。綜上所述，根據(jù)所需電動機(jī)功率和轉(zhuǎn)速選擇需要的電動機(jī)。

4.3.2傳動比分配

根據(jù)前一個步驟電動機(jī)選定之后，電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速可查表得n滿。帶式運(yùn)輸機(jī)即工作機(jī)的轉(zhuǎn)速通過公式n=60×l000v/（лD）來求得。則總傳動比i總為i總=n滿/n。電動機(jī)與帶式運(yùn)輸機(jī)減速裝置有V帶傳動和齒輪傳動，則i總=i帶?i齒輪。總傳動比分配時注意三點(diǎn)，首先，V帶傳動和齒輪傳動裝置不發(fā)生干涉現(xiàn)象；其次，V帶傳動和齒輪傳動裝置尺寸盡可能小；第三，i帶和i齒輪傳動比不大于4。

4.3.3動力運(yùn)動參數(shù)計算

在選定電動機(jī)和傳動比分配之后，可以計算出減速器兩個傳動軸三個重要的動力運(yùn)動參數(shù)轉(zhuǎn)速n、功率P和轉(zhuǎn)矩T。

4.3.4帶轉(zhuǎn)動設(shè)計計算

課程設(shè)計主要從事一級減速器設(shè)計，帶傳動設(shè)計主要計算幾個重要參數(shù)。

確定計算功率Pc。根據(jù)設(shè)計題目要求，查設(shè)計手冊，可得帶傳動工作情況系數(shù)KA。計算功率Pc為Pc=KA?Po

選擇V帶型號、確定帶輪基準(zhǔn)直徑dd1、dd2。根據(jù)計算功率Pc和電動機(jī)轉(zhuǎn)速n滿查普通V帶的型號選擇圖表，選擇相應(yīng)V帶。再根據(jù)圖表顯示確定小帶輪的直徑dd1，同時大于所選V帶的最小直徑且在標(biāo)準(zhǔn)系列直徑里面的數(shù)值選取。大帶輪直徑dd2通過公式dd2=i帶dd1來計算。

驗(yàn)算帶速v。帶速不能超過25m/s，通過公式v=■來進(jìn)行驗(yàn)算。

確定中心距a和帶的基準(zhǔn)長度Ld。通過公式■■來初選a0，再根據(jù)公式初算帶長度Ld0，公式為■。根據(jù)計算結(jié)果查普通V帶長度尺寸系列得基準(zhǔn)長度尺寸Ld。選擇基準(zhǔn)長度Ld后，計算實(shí)際中心距a，公式■。

驗(yàn)算小帶輪包角？琢1。根據(jù)帶傳動的傳動要求，小帶輪包角應(yīng)大于等于120°，小帶輪包角公式為 。

確定帶的根數(shù)Z。查單根V帶的基本額定功率得P0，查單根V帶的基本額定功率的增量得P0；根據(jù)小帶輪包角α1，查得包角系數(shù)Kα；根據(jù)V帶的基準(zhǔn)長度Ld，查普通V帶的基準(zhǔn)長度尺寸系列與長度系數(shù)，得長度系數(shù)KL。把結(jié)果帶入公式得確定V帶的根數(shù)，公式■。

確定初拉力F0。根據(jù)公式F0=■確定初拉力F0，作用于帶輪軸上的載荷FQ，公式■。

4.3.5齒輪的設(shè)計計算

（1）齒輪材料和熱處理的選擇。齒輪選用45號鋼，小齒輪采用調(diào)質(zhì)處理，大齒輪正火處理，大小齒輪硬度不同。通過相關(guān)公式可得到齒面接觸疲勞強(qiáng)度[σH]和彎曲疲勞強(qiáng)度[σF]。

（2）按照接觸強(qiáng)度初步設(shè)計齒輪主要尺寸。齒輪傳動采用閉式齒輪傳動，小齒輪齒數(shù)可在20-40之間選取。減速器采用單級齒輪傳動，齒輪相對于兩支承對稱布置，兩輪均為軟齒面，查表可得齒寬系數(shù)ψd。

（3）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計。根據(jù)齒輪工作情況，查載荷系數(shù)表格，可得載荷系數(shù)K。按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計，小齒輪直徑■，再通過公式m=d1/z1確定齒輪模數(shù)m。

（4）校核彎曲疲勞強(qiáng)度。查齒輪的復(fù)合齒形系數(shù)，帶入公式對彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行校核。彎曲疲勞強(qiáng)度公式為■。

（5）齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計。齒輪的基本參數(shù)如齒輪直徑、齒頂圓、齒根圓、中心距、齒寬等都可以計算出來，但齒輪輪轂尺寸、輪緣厚度、輪緣內(nèi)徑、腹板厚度、腹板中心孔直徑等需要與軸配合設(shè)計。

4.3.6從動齒輪軸的設(shè)計計算

（1）軸的材料和熱處理的選擇。軸采用45#鋼調(diào)質(zhì)，由機(jī)械設(shè)計手冊中的圖表查得抗拉強(qiáng)度σb、屈服強(qiáng)度σs、許用彎曲應(yīng)力[σ-1]等參數(shù)。

（2）軸幾何尺寸的設(shè)計計算。按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步設(shè)計軸的最小直徑按照公式■進(jìn)行設(shè)計，考慮軸上鍵槽，選取直徑稍大些。根據(jù)軸上零件的定位、裝拆方便的需要，同時考慮到強(qiáng)度的原則，從動軸均設(shè)計為階梯軸。軸的強(qiáng)度校核計算。根據(jù)齒輪嚙合原理，可以算出齒輪的圓周力Ft和徑向力Fr。由徑向力可以算出兩個軸承的支反力FA和FB，再通過畫圖確定兩個軸承之間的距離L。根據(jù)已知條件可以計算出最大彎矩Mmax為Mmax=FA?L/2，再通過公式■計算彎曲應(yīng)力，若計算彎曲應(yīng)力小于等于[σ-1]為合格。

4.3.7軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇

考慮軸受力主要是徑向力，故可選用深溝球軸承。軸承的選擇與軸、箱座和箱蓋配合設(shè)計。

從動軸伸出端鍵的設(shè)計與校核。根據(jù)從動軸外伸端的直徑，再根據(jù)GB/T1095-2003設(shè)計鍵的尺寸。鍵擠壓應(yīng)力按照公式■，若■鍵的強(qiáng)度合格。同理，從動軸與齒輪聯(lián)接處進(jìn)行校核。

聯(lián)軸器的選擇。由于減速器載荷平穩(wěn)，速度不高，無特殊要求，考慮拆裝方便及經(jīng)濟(jì)問題，選用彈性套柱銷聯(lián)軸器，采用Y型軸孔，A型鍵軸孔。

4.4設(shè)計圖紙的安排

課程設(shè)計需要同學(xué)們了解減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計，所以必須進(jìn)行減速器圖紙設(shè)計，同時考慮到同學(xué)們的設(shè)計時間較少，故選擇具有代表性的五張圖紙，裝配圖、箱座、從動軸齒輪、從動軸和從動軸輸出端軸承端蓋。

5.教學(xué)改革的實(shí)施及結(jié)果

通過物流專業(yè)同學(xué)們的設(shè)計實(shí)踐，同學(xué)們較好地完成機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計教學(xué)任務(wù)。既了解機(jī)械設(shè)計的一般過程，又了解減速器的基本結(jié)構(gòu)，取得了較好的教學(xué)設(shè)計效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]榮輝，付鐵，楊夢晨，等.機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2013

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［中圖分類號］G712［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］A［文章編號］1009-5349（2010）11－0199－01

機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程的課程設(shè)計一直以傳統(tǒng)的單級圓柱齒輪減速器為核心設(shè)計課題。盡管大多數(shù)減速器可以在市場上方便地購得，不過，減速器作為與機(jī)械設(shè)計課程結(jié)合最為緊密的典型實(shí)例，仍然可以在課程設(shè)計中充當(dāng)重要的角色。但是，我們也深刻地意識到，以減速器為核心設(shè)計課題，在培養(yǎng)學(xué)生遵循標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等意識方面綽綽有余，而在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識方面有所不足。一部分學(xué)生由于基礎(chǔ)較差等原因，對課程設(shè)計沒有給予足夠的重視。而機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程，恰恰是一門非常有利于激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造能力的課程，應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生在本課程學(xué)習(xí)過程中逐漸積累的創(chuàng)造性火種，在最后一個教學(xué)環(huán)節(jié)中得到充分燃燒。因此，我們認(rèn)為，機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計的題目，應(yīng)當(dāng)是基于減速器，但不限于減速器；基于本課程，但不限于本課程。要靈活多樣，因人而宜，適當(dāng)綜合，開展綜合實(shí)踐，從知識性、趣味性、實(shí)用性相結(jié)合的選題思路入手，在達(dá)到教學(xué)目的同時，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新的熱情，鼓勵學(xué)生創(chuàng)新的勇氣。

近幾年，我們在機(jī)械專業(yè)的綜合實(shí)踐中，在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)造性構(gòu)思能力、社會調(diào)查和分析問題能力、獨(dú)立思考和協(xié)作能力、計算繪圖和運(yùn)用工具書能力、審核設(shè)計說明書和圖樣能力、語言和文字表達(dá)能力等方面，進(jìn)行了大膽的嘗試，收到了預(yù)期效果。

綜合實(shí)踐與傳統(tǒng)的課程設(shè)計相比，最大的變化體現(xiàn)在課題的確定上。在仍然保留減速器為核心題目的前提下，適當(dāng)擴(kuò)展設(shè)計課題。

首先，公布具體的課程設(shè)計題目，并由相應(yīng)的指導(dǎo)教師對每個課題的性質(zhì)、涉及的相關(guān)知識、設(shè)計工作量和對學(xué)生能力的要求等方面的情況略加闡述。為接近生活和生產(chǎn)實(shí)際，訓(xùn)練學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、研究問題、解決問題的能力，題目中的設(shè)計參數(shù)和原始數(shù)據(jù)只有少數(shù)是完整給出的，大多數(shù)是部分給出的，個別的甚至根本沒有給出，區(qū)別度大，模糊性強(qiáng)，試圖為不同程度的學(xué)生留有充分的選擇余地。

然后，由學(xué)生根據(jù)自己的興趣、愛好、特長、志向、自由組合、自主選題。為充分發(fā)揮學(xué)生的積極性、體現(xiàn)對學(xué)生的信任和支持，也允許少部分學(xué)生自己選題。實(shí)際情況表明，自己選的題目都有一定難度，學(xué)生對課程設(shè)計很重視，對自己很負(fù)責(zé)任。

綜合實(shí)踐大致劃分為以下類型：

1.以單級圓柱齒輪減速器為核心的傳動裝置設(shè)計

這是傳統(tǒng)的設(shè)計題目，設(shè)計指導(dǎo)書和參考資料完備，教師也有一定的指導(dǎo)經(jīng)驗(yàn)，因此仍然保留，也可以同其他題目相對照。

2.教具設(shè)計制作題目

由于學(xué)生熟悉教具的工作原理，清楚教具的作用，所以積極性很高。他們克服困難，自己動手，先后制作了平面連桿機(jī)構(gòu)連桿曲線演示板、含一個移動副的平面四桿機(jī)構(gòu)演化規(guī)律演示板、飛機(jī)起落架機(jī)構(gòu)死點(diǎn)位置演示模型等。其中，含一個移動副的平面四桿機(jī)構(gòu)演化規(guī)律演示板的制作難度較大，學(xué)生想出了許多好辦法，保證了質(zhì)量，也有很大收獲。學(xué)生還設(shè)計制作了壓桿穩(wěn)定演示裝置等材料力學(xué)教具。

3.校園小機(jī)械設(shè)計

這類題目趣味性強(qiáng)，有實(shí)用價值，因此吸引了大多數(shù)學(xué)生。如：旗桿及附屬裝置設(shè)計；禮堂幕布自動啟閉裝置；校門啟閉裝置；多孔試卷裝訂機(jī)等。這些題目有的雖然看上去并沒什么難度，但是隨著設(shè)計的深入問題便不斷出現(xiàn)。有些題目本身就具有一定的難度，在有限的設(shè)計時間內(nèi)無法完全解決，但是仍然可以使學(xué)生受到設(shè)計訓(xùn)練。比如，申報校門啟閉裝置題目的學(xué)生，首先對自動伸縮門的結(jié)構(gòu)、特性、品牌進(jìn)行調(diào)查，然后，提出了對校門的改進(jìn)意見，進(jìn)行了相應(yīng)的設(shè)計計算。

4.動態(tài)廣告牌設(shè)計

目前市場上各種動態(tài)廣告牌爭奇斗艷，許多是依靠機(jī)械傳動裝置工作的，我們要求設(shè)計多畫面翻轉(zhuǎn)式動態(tài)廣告牌，有一定的難度。有的同學(xué)選用了課堂上沒有介紹的蝸桿凸輪間歇機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)四畫面的轉(zhuǎn)換；有的同學(xué)還對吉林市的室外廣告進(jìn)行了詳細(xì)的調(diào)查和分析，并提出了建設(shè)性的建議；有些同學(xué)除了選擇正確的傳動方案外，還完成了細(xì)節(jié)設(shè)計。通過這類題目的設(shè)計，打開了學(xué)生的思路，使他們看到了機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課的應(yīng)用價值。

5.吉林市標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械零部件市場銷售情況調(diào)查

安排這個題目，一是考慮到現(xiàn)場機(jī)械維修人員應(yīng)當(dāng)了解市場，不僅能夠設(shè)計，也要學(xué)會選用，要有經(jīng)濟(jì)意識和價格概念，跑市場的同時也可以學(xué)習(xí)一些書本上學(xué)不到的知識；二是考慮到近年來機(jī)械專業(yè)畢業(yè)生有從事營銷活動的趨勢，接觸吉林市標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械零部件銷售市場，對機(jī)械產(chǎn)品的價格、質(zhì)量、競爭情況有所認(rèn)識也是必要的，學(xué)生終究要走向社會。有些學(xué)生原來以為這一組輕松，實(shí)際情況恰恰相反，寫出一份好的調(diào)查報告也不是很容易的事。令人欣喜的是，申報市場調(diào)查題目的同學(xué)十分認(rèn)真，最長的一份調(diào)查報告達(dá)2萬字，是從近百家標(biāo)準(zhǔn)件商店搜集來的數(shù)據(jù)，學(xué)生收獲很大。

篇（10）

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2014）02-0047-02

Teaching Practice of Introducing CAD Technology into Course Design of Machinery Design//Xu Jing， Dong Yan

Abstract Aiming at the shortcomings of machinery design’s traditional teaching mode， the teaching reform of introducing CAD technology into course design of machinery design was proposed. The relevant teaching content of program design， Pro/E software and AutoCAD software organically integrated into course design. Practice shows that it helps to strengthen students’ computer application ability and comprehensive design ability.

Key words course design； teaching reform； CAD technology

1 引言

機(jī)械設(shè)計是機(jī)械類學(xué)生必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，是機(jī)械類教學(xué)計劃中的一門主要核心課程。機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計是配合機(jī)械設(shè)計課程理論教學(xué)的一個重要實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的教學(xué)方法是選擇由機(jī)械設(shè)計課程所學(xué)過的大部分零部件所組成的機(jī)械傳動裝置或結(jié)構(gòu)較為簡單的機(jī)械作為課程設(shè)計題目。對課程設(shè)計的要求還停留在人工計算、手工繪圖階段，由于設(shè)計過程繁瑣、重復(fù)工作量大，教學(xué)效果一直不夠理想。

隨著計算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，如何利用先進(jìn)的設(shè)計方法和技術(shù)手段改進(jìn)傳統(tǒng)的教學(xué)方法，已為同行們所關(guān)注和追求。本文將根據(jù)機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計教學(xué)大綱的要求，研究并實(shí)踐如何利用CAD技術(shù)將學(xué)生從枯燥、重復(fù)的手工設(shè)計計算中解脫出來，集中時間和精力用于方案設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計等創(chuàng)造性思維訓(xùn)練上，這樣不僅可以提高學(xué)生對課程設(shè)計的學(xué)習(xí)興趣，而且有助于培養(yǎng)學(xué)生先進(jìn)的設(shè)計理念，掌握現(xiàn)代的設(shè)計技術(shù)，以適應(yīng)計算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展的時代需求。

2 引入CAD技術(shù)的教改思路

機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計的教學(xué)目的在于綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計以及其他相關(guān)已修課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識進(jìn)行機(jī)械設(shè)計訓(xùn)練，通過學(xué)習(xí)和掌握通用機(jī)械零部件、機(jī)械傳動及一般機(jī)械設(shè)計的基本方法和步驟，培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計能力和分析問題、解決問題的能力。通常傳統(tǒng)的課程設(shè)計教學(xué)安排是集中在理論教學(xué)結(jié)束后2～3周內(nèi)進(jìn)行，由于時間緊、任務(wù)重，學(xué)生依樣畫虎，大部分時間和精力都用于計算和畫圖上，沒有足夠的時間進(jìn)行方案分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計，很多問題來不及思考就在匆忙中結(jié)束了課程設(shè)計。

針對這些問題，采用先分散后集中的教學(xué)模式，在理論教學(xué)的過程中，將C語言程序設(shè)計知識融合機(jī)械設(shè)計的教學(xué)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生利用課余時間逐步完成常用零部件的輔助設(shè)計；再在期末2～3周集中時間內(nèi)，利用零部件輔助設(shè)計程序和Pro/E軟件完成方案設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計；最后應(yīng)用AutoCAD軟件完成零件圖和裝配圖繪制，Word文檔完成設(shè)計說明書編寫。

合理安排CAD教學(xué)內(nèi)容 減速器設(shè)計是機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計最常用的設(shè)計題目，涉及螺紋聯(lián)接、鍵聯(lián)接、齒輪傳動、蝸桿傳動、軸以及滾動軸承等各種零部件的設(shè)計計算，設(shè)計過程往往比較復(fù)雜，而且容易出錯。為此，在理論教學(xué)過程中，在講授常用零部件的設(shè)計準(zhǔn)則和計算方法的基礎(chǔ)上，有機(jī)地穿插計算機(jī)輔助設(shè)計教學(xué)內(nèi)容，啟發(fā)學(xué)生利用先修的C語言程序設(shè)計知識解決工程實(shí)際問題。

要熟練掌握零部件的設(shè)計過程和設(shè)計方法，必須正確理解設(shè)計公式和合理選擇設(shè)計參數(shù)。所以，設(shè)計參數(shù)的計算機(jī)處理是實(shí)現(xiàn)零部件計算機(jī)輔助設(shè)計的關(guān)鍵。在理論教學(xué)中，結(jié)合C語言程序設(shè)計課程有關(guān)數(shù)組等相關(guān)知識，重點(diǎn)補(bǔ)充設(shè)計參數(shù)計算機(jī)處理的教學(xué)內(nèi)容。以“齒輪傳動”一章為例，如齒輪傳動設(shè)計中涉及的設(shè)計參數(shù)有十幾個之多，但可以分為兩大類：一類是數(shù)表類，如齒向載荷分布系數(shù)KHβ；另一類是線圖類，如彎曲疲勞強(qiáng)度極限σFE。對于數(shù)表，可以通過編程轉(zhuǎn)化為數(shù)組，并按一定的查找法和插值法獲取所需設(shè)計參數(shù)值；對于線圖，可以求出直線方程或多項(xiàng)式擬合成曲線方程直接編入程序，通過計算得到所需設(shè)計參數(shù)，也可以先等分坐標(biāo)取值轉(zhuǎn)化為數(shù)表再進(jìn)行數(shù)組處理。由于數(shù)表和線圖的程序處理在C語言程序設(shè)計中是常見的基本訓(xùn)練，所以學(xué)生在練習(xí)過程中一點(diǎn)就通，感到得心應(yīng)手。

當(dāng)然，合理的教學(xué)安排是實(shí)施教學(xué)目的的必要手段。為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，倡導(dǎo)團(tuán)隊(duì)的協(xié)作精神，對課程設(shè)計的先期分散教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行周密合理的安排。在完成“數(shù)表和線圖的計算機(jī)處理”教學(xué)單元后，要求學(xué)生共同編制某一個零部件的輔助設(shè)計程序。為了不增加負(fù)擔(dān)，又不人浮于事，將設(shè)計任務(wù)細(xì)化，責(zé)任落實(shí)到人，明確考核要求。通過實(shí)踐，學(xué)生不僅能夠使用C語言編制出僅輸出設(shè)計結(jié)果的簡單程序，而且部分計算機(jī)應(yīng)用能力較強(qiáng)的學(xué)生還能夠使用Visual Basic和Visual C++語言編制出具有人機(jī)交互功能的輔助計算軟件。

充分運(yùn)用CAD技術(shù)手段 隨著CAD技術(shù)的突飛猛進(jìn)，計算機(jī)輔助設(shè)計已經(jīng)成為現(xiàn)代企業(yè)必不可少的設(shè)計手段。為了適應(yīng)現(xiàn)代企業(yè)對機(jī)械CAD人才的需求，在機(jī)械專業(yè)的課程體系中設(shè)置了不少計算機(jī)應(yīng)用課程，如計算機(jī)繪圖、C語言程序設(shè)計和三維實(shí)體建模技術(shù)等，但不同的教師擔(dān)任不同的課程，由于課時有限，往往只著眼于本課程知識點(diǎn)的掌握，無暇顧及課程間的聯(lián)系及應(yīng)用。因此，在機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計中引導(dǎo)學(xué)生充分利用CAD技術(shù)解決工程設(shè)計問題，將成為幫助學(xué)生掌握現(xiàn)代設(shè)計方法和先進(jìn)技術(shù)手段的有效途徑。鑒于學(xué)生已先修計算機(jī)繪圖和三維實(shí)體建模技術(shù)課程，對AutoCAD和Pro/E軟件的主要特性和基本功能的掌握已有一定的基礎(chǔ)，因此，在課程設(shè)計集中的2～3周內(nèi)要求學(xué)生充分利用該兩軟件完成減速器的設(shè)計。

1）零部件的三維實(shí)體建模。Pro/E是CAD/CAM/CAE等領(lǐng)域廣泛使用的三維設(shè)計軟件。創(chuàng)建三維實(shí)體模型是利用Pro/E進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的首要任務(wù)，三維實(shí)體是創(chuàng)建零件工作圖、總體裝配圖及機(jī)械運(yùn)動仿真等后續(xù)工作的基礎(chǔ)。因此，要求學(xué)生先由零部件輔助設(shè)計程序得到零件的結(jié)構(gòu)尺寸，再利用Pro/E的實(shí)體建模和特征造型功能創(chuàng)建出齒輪、軸、箱座、箱蓋、軸承、端蓋等零部件的三維實(shí)體模型。對于減速器中結(jié)構(gòu)相似、尺寸不同的零件，可利用Pro/E參數(shù)化的模型修改功能，通過修改設(shè)計模型的參數(shù)值來改變設(shè)計意圖，實(shí)現(xiàn)三維實(shí)體的自動更新。

2）減速器的虛擬裝配。裝配是依照一定的順序把滿足特定關(guān)系的元件（零件或部件）裝配成組件的過程。裝配件中各個元件的空間定位關(guān)系是進(jìn)行裝配設(shè)計的關(guān)鍵。完成減速器所有零部件的三維實(shí)體建模后，要求學(xué)生利用Pro/E的裝配功能模塊和應(yīng)用程序模塊，通過【組件】和【裝配】命令，設(shè)置基礎(chǔ)零件，添加裝配約束和連接定義，完成減速器組件的裝配。由于Pro/E使用全相關(guān)的單一數(shù)據(jù)庫，因此，在組件裝配后可以在零件模塊和組件模塊中反復(fù)修改設(shè)計結(jié)果，從而實(shí)現(xiàn)方案設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化。再通過【應(yīng)用程序】/【機(jī)構(gòu)】命令，定義齒輪副連接，定義伺服電動機(jī)，對減速器進(jìn)行運(yùn)動分析及仿真。

3）二維工程圖的創(chuàng)建。工程上通常使用一組二維視圖（工程圖）來表達(dá)一個復(fù)雜零件或組件，而Pro/E的繪圖功能模塊提供了強(qiáng)大的工程圖設(shè)計功能。因此，要求學(xué)生利用Pro/E完成零件的三維造型和減速器的裝配后，使用繪圖模塊將三維造型圖轉(zhuǎn)換成二維工程圖，主要步驟如下。

①設(shè)置繪圖環(huán)境。單擊【工具】【選項(xiàng)】命令，打開【選項(xiàng)】對話框，取消對【僅顯示從文件加載的選項(xiàng)】復(fù)選框的選擇，在“當(dāng)前會話”中找到“drawing_setup_file”選項(xiàng)更改其值為“*.dtl”，單擊【添加/更改】按鈕，單擊【確定】按鈕完成配置，并保存該配置留用。

②進(jìn)入繪圖環(huán)境。單擊【新建】【繪圖】命令，去掉【使用缺省模版】選項(xiàng)的小勾，單擊【確定】按鈕，出現(xiàn)的【新制圖】對話框中，再單擊【瀏覽】按鈕，將需要創(chuàng)建二維視圖的三維模型文件打開調(diào)入，指定模版，單擊【確定】按鈕進(jìn)入繪圖環(huán)境。

③創(chuàng)建基本視圖。由步驟②得到Pro/E繪圖環(huán)境下的三視圖，打開菜單欄【視圖移動鎖定】，調(diào)整視圖布局和投影關(guān)系。在主視圖上雙擊鼠標(biāo)，出現(xiàn)“繪圖視圖”界面，在【類別】選項(xiàng)上選擇【比例】，確定【定制比例】的數(shù)值。

④轉(zhuǎn)換成AutoCAD工程圖。將利用Pro/E繪圖環(huán)境下創(chuàng)建的二維工程圖，單擊【文件】，選擇【保存副本】，選擇文件類型“*.dwg”，單擊【確定】，生成AutoCAD文件。

最后，要求學(xué)生使用比較熟悉的二維繪圖軟件AutoCAD，

通過其編輯、修改和標(biāo)注等命令，完成減速器的裝配圖和零件圖。

3 結(jié)論

CAD技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展使機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計的傳統(tǒng)模式發(fā)生了深刻變化，同樣對機(jī)械專業(yè)的課程教學(xué)帶來新的挑戰(zhàn)與機(jī)遇。將CAD技術(shù)引入機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計的教學(xué)實(shí)踐，不僅有助于培養(yǎng)學(xué)生的綜合設(shè)計能力、創(chuàng)新能力和運(yùn)用知識解決工程實(shí)際問題的能力，有助于提高課程設(shè)計的技術(shù)含量和教學(xué)質(zhì)量，而且徹底改變了傳統(tǒng)的教學(xué)模式和設(shè)計方法，促進(jìn)了機(jī)械設(shè)計課程教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和教學(xué)方法的改革和創(chuàng)新，促進(jìn)了機(jī)械學(xué)科的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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篇（11）

中圖分類號： G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）10（c）-0000-00

機(jī)械設(shè)計是高等工科院校機(jī)械類專業(yè)必修的技術(shù)基礎(chǔ)課程，而機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計是其重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，它是學(xué)生首次綜合運(yùn)用所學(xué)的工程制圖、工程力學(xué)、機(jī)械設(shè)計、公差與測量技術(shù)等課程的理論知識來解決工程實(shí)際問題的實(shí)踐訓(xùn)練[3]，也是對學(xué)生的設(shè)計能力鍛煉和培養(yǎng)的重要途徑。為了適應(yīng)現(xiàn)代社會對創(chuàng)新型人才的需求，并結(jié)合現(xiàn)代計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)的發(fā)展，我們對機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計教學(xué)進(jìn)行了改革和探索，以強(qiáng)化提高學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。

1 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計的現(xiàn)狀及問題

1.1 課程設(shè)計題目單一

傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計，通常是設(shè)計固定的一種或幾種機(jī)械傳動裝置，傳動系統(tǒng)的方案和設(shè)計參數(shù)均由指導(dǎo)教師給定，學(xué)生按照設(shè)計指導(dǎo)書或老師的要求，按部就班地進(jìn)行設(shè)計。由于是固定的題目，學(xué)生缺乏新鮮感，也很容易形成思維定式，不利于創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。相同的設(shè)計題目也給了部分同學(xué)抄襲別的同學(xué)設(shè)計結(jié)果的可能。

1.2 時間緊任務(wù)重

通常課程設(shè)計安排在理論教學(xué)結(jié)束之后，集中在2～3周的時間內(nèi)完成設(shè)計。由于時間短，任務(wù)重，為了保證設(shè)計結(jié)果的可靠與完整性，設(shè)計題目及設(shè)計過程不太可能變化，必須按部就班地完成。所以設(shè)計題目往往相對固定，設(shè)計形式相對單一，這嚴(yán)重制約了學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。

1.3 缺乏團(tuán)隊(duì)合作的訓(xùn)練

由于設(shè)計題目的固化，學(xué)生往往是參考設(shè)計指導(dǎo)書上的設(shè)計實(shí)例，按照固定套路各自埋頭苦干，相互之間缺乏交流、溝通與合作。這樣的教學(xué)模式，既不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，也缺乏團(tuán)隊(duì)合作訓(xùn)練。

1.4 缺乏現(xiàn)代設(shè)計方法和技術(shù)的應(yīng)用

傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計，由指導(dǎo)老師給定設(shè)計題目、機(jī)械系統(tǒng)方案和設(shè)計參數(shù)，學(xué)生按照固定套路進(jìn)行傳動、聯(lián)接等零部件的設(shè)計計算，再手工或采用二維CAD軟件畫出裝配圖和零件圖。設(shè)計過程枯燥乏味，缺乏直觀立體的感覺，學(xué)生興趣不高，效果也不理想。而且這種設(shè)計模式?jīng)]有傳統(tǒng)的設(shè)計方法與現(xiàn)代計算機(jī)輔助設(shè)計有效地結(jié)合起來，也不利于學(xué)生將來很好地適應(yīng)企業(yè)對現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計制造的技術(shù)需求。

2 基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的教學(xué)改革實(shí)踐

2.1 創(chuàng)新的設(shè)計選題

為了改變以往課程設(shè)計中由于固定的設(shè)計題目導(dǎo)致的設(shè)計缺乏創(chuàng)新性，學(xué)生沒有興趣的現(xiàn)象，我們在課程設(shè)計中大膽地把選題權(quán)交給學(xué)生，讓學(xué)生通過調(diào)研，自己擬定設(shè)計題目和設(shè)計對象，指導(dǎo)老師通過學(xué)生提交的開題報告來審核其題目的合理性和可行性，M行把關(guān)。這種選題方式從根本上杜絕了以往的課程設(shè)計普遍存在的抄襲現(xiàn)象。現(xiàn)在改變設(shè)計課程選題形式之后，學(xué)生因?yàn)榇蠖嗍亲约簶?gòu)思的新題目和設(shè)計方案，不會也不太可能去抄襲別人的設(shè)計了。這既是對學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計能力的一次挑戰(zhàn)和鍛煉，也極大的鼓舞激發(fā)了他們的創(chuàng)新精神和創(chuàng)造力。

2.2 分散的時間布置

現(xiàn)在的設(shè)計選題變革后，面對全新的設(shè)計對象，設(shè)計進(jìn)度往往難以把控，短時間內(nèi)很難確保順利完成。基于此，我們把設(shè)計分散到一個學(xué)期中，采用每周兩節(jié)課集中指導(dǎo)，學(xué)生在一個學(xué)期內(nèi)完成的形式，這樣學(xué)生的設(shè)計時間就比較寬裕了，他們可以對設(shè)計方案進(jìn)行調(diào)整，對設(shè)計中出現(xiàn)的問題進(jìn)行修正，同時也便于學(xué)生學(xué)習(xí)新的知識技能來完成自己的設(shè)計課題。

2.3 分組的設(shè)計模式

在課程設(shè)計過程中，學(xué)生可以根據(jù)課題的復(fù)雜程度，各自的興趣特長自由分組進(jìn)行設(shè)計。小組一般2到4人，在開題報告中明確各人分工，由每組組長來統(tǒng)籌課題進(jìn)度安排。這種分組設(shè)計的模式，避免了學(xué)生以往單兵作戰(zhàn)的狀態(tài)，培養(yǎng)鍛煉了他們的團(tuán)隊(duì)合作能力。學(xué)生可以選擇自己喜歡的課題，做著自己擅長的事情，同時集合團(tuán)隊(duì)的力量，這樣的方式肯定能設(shè)計出更高質(zhì)量的設(shè)計作品。

2.4 現(xiàn)代設(shè)計方法和技術(shù)的應(yīng)用

隨著計算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，各種計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)在工程實(shí)際中的應(yīng)用日益廣泛，已成為現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計與制造的主流技術(shù)手段[4]。基于此，使學(xué)生掌握一定的現(xiàn)代設(shè)計方法與技術(shù)十分必要 ，因此在課程設(shè)計過程中，我們摒棄了傳統(tǒng)的手工作圖或用CAD軟件進(jìn)行二維繪圖的做法，要求學(xué)生應(yīng)用常用的計算機(jī)輔助設(shè)計、分析軟件如 Solidworks、Pro-E、CATIA等進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計、建模及仿真分析。這些軟件界面友好、功能強(qiáng)大、操作靈活、易學(xué)易用，基于學(xué)生對新事物的興趣，他們很快就能掌握相關(guān)軟件的操作。而三維參數(shù)化的設(shè)計直觀易操作，又便于修改設(shè)計，大大提高了設(shè)計的水平和效率，同時也符合現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計趨勢。借助三維參數(shù)化的計算機(jī)輔助設(shè)計軟件，把枯燥的設(shè)計理論轉(zhuǎn)換為直觀形象的設(shè)計結(jié)果，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣被極大地激發(fā)出來，設(shè)計水平和能力也得到極大地鍛煉和提高。而且計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)的掌握，在他們參加創(chuàng)新活動、后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)以及畢業(yè)設(shè)計中都發(fā)揮了極大的作用。

下面是學(xué)生的一些課程設(shè)計作品，都閃耀著創(chuàng)新的火花。

設(shè)計作品一：螺旋式硬幣包裝機(jī)

設(shè)計作品二：輔助畫線裝置

學(xué)生在設(shè)計過程中，首先要進(jìn)行調(diào)研，確定設(shè)計的題目，再根據(jù)要設(shè)計機(jī)器的功能原理，進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)方案的設(shè)計，方案擬定的階段也是設(shè)計中最能發(fā)揮學(xué)生創(chuàng)新性思維的階段，在對擬定的若干方案進(jìn)行優(yōu)選之后再進(jìn)行三維建模、仿真分析，檢驗(yàn)其是否能實(shí)現(xiàn)機(jī)器預(yù)期的功能。

幾年下來，《機(jī)械設(shè)計》課程設(shè)計教學(xué)改革實(shí)踐取得了較好的效果，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、創(chuàng)造性被激發(fā)出來，新創(chuàng)意、新作品層出不窮，徹底改變了過往機(jī)械課程設(shè)計題目老舊雷同、設(shè)計結(jié)果基本相同的的局面。教師和學(xué)生都對全新的設(shè)計對象充滿興趣，設(shè)計過程非常投入。

2.5 成績的評定方法

課程設(shè)計考察的是學(xué)生對機(jī)械設(shè)計的基本方法和步驟的掌握程度、分析解決工程實(shí)際問題的能力及語言表達(dá)和論述能力。因此，學(xué)生的成績是依據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、對基本知識的掌握以及能力水平給出。

學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度根據(jù)其出勤情況，設(shè)計過程中與老師的溝通交流來評定。對基本知識的掌握可以從其開題報告、設(shè)計報告、設(shè)計的作品等情況判定。能力水平則反映在其創(chuàng)新思維能力、主動學(xué)習(xí)新知識的能力、文獻(xiàn)資料的查閱能力、語言表達(dá)能力等方面。

設(shè)計結(jié)束時各小組要進(jìn)行15分鐘左右的答辯，小組組長介紹設(shè)計課題的總體情況，小組成員分別對各自負(fù)責(zé)部分的工作進(jìn)行答辯，指導(dǎo)教師根據(jù)題目的復(fù)雜程度、創(chuàng)新性、任務(wù)完成情況和語言組織表達(dá)能力分別進(jìn)行評分。這樣每個同學(xué)都得到了鍛煉，也有效避免了個別學(xué)生偷懶，自己不做完全依別人的現(xiàn)象，同時鍛煉了他們的團(tuán)隊(duì)合作能力。而設(shè)計題目的各不相同也限制了學(xué)生互相抄襲的可能，所以指導(dǎo)老師給分就有了公平的基礎(chǔ)。這樣的成績評分方法還是相對公平和客觀的，也得了到學(xué)生的認(rèn)可。

3 結(jié)語

針對高等工科院校《機(jī)械設(shè)計》課程設(shè)計普遍存在的問題，我們對課程設(shè)計的選題、教學(xué)方式、方法、設(shè)計手段以及考核方式等進(jìn)行了大膽地變革和探索，目的是改變課程設(shè)計的陳舊面貌，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，增強(qiáng)其創(chuàng)新思維意識和創(chuàng)新能力。課程設(shè)計的實(shí)踐結(jié)果也表明，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極主動性、創(chuàng)新思維能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、語言表達(dá)能力都得到了很好的鍛煉和顯著地提高，學(xué)生的工程創(chuàng)新能力和設(shè)計能力得到了明顯的提升，這在他們后續(xù)課程的學(xué)習(xí)、一系列的創(chuàng)新大賽活動中以及畢業(yè)設(shè)計都有顯著體現(xiàn)，并將對他們未來的工作學(xué)習(xí)帶來深刻的影響。

參考文獻(xiàn)

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