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時間：2022-11-17 05:07:03
序論：好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇機械設(shè)計課程設(shè)計范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。
中圖分類號：G642.4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）06（a）-0235-02
《機械設(shè)計》是機械類專業(yè)學生一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，隨之三周的課程設(shè)計是一次綜合性與實踐性相結(jié)合的重要的教學環(huán)節(jié)。通過課程設(shè)計不僅可以提高學生綜合應(yīng)用所學知識提出問題分析問題解決問題的能力，還可以加強學生的技能訓練，因此激發(fā)學生喜歡課程設(shè)計的興趣提高設(shè)計積極性，樂作《機械設(shè)計》課程設(shè)計，對于搞好課程設(shè)計非常重要。
《機械設(shè)計》課程設(shè)計一般以傳統(tǒng)的減速器為設(shè)計題目，它涵蓋了《機械設(shè)計》課程的大部分內(nèi)容。主要包括：（1）傳動部分有帶傳動（或鏈傳動）、齒輪傳動（或蝸桿傳動））；（2）軸系零部件有軸、軸承、聯(lián)軸器等；（3）連接部分有螺紋連接、鍵（或花鍵）連接、銷連接等；另外還有箱體等輔助零件的設(shè)計，有很強的綜合性，是比較好的選擇。設(shè)計中用到的知識涉及《制圖基礎(chǔ)》、《制圖基礎(chǔ)應(yīng)用》、《理論力學》、《材料力學》、《機械原理》、《機械設(shè)計》、《互換性與技術(shù)測量》等多門課程，也是對前面所學知識的一次綜合應(yīng)用。為了充分調(diào)動學生的設(shè)計積極性，讓他們樂作《機械設(shè)計》課程設(shè)計，本論文從方案選擇、技術(shù)設(shè)計說明書以及成績評定四方面對課程設(shè)計的指導進行了詳細的介紹[1-3]。
1 方案選擇
在授課的過程中，布置課程設(shè)計的內(nèi)容，促使學生在學習過程中自覺地重視設(shè)計用到的知識。為了激發(fā)學生的學習積極性和自覺性，建議學生利用學校已建設(shè)好的在線學習系統(tǒng)，提前了解課程設(shè)計的目的、任務(wù)、要求、設(shè)計條件及設(shè)計的順序過程。在學完機械傳動部分，把每個同學的設(shè)計條件和設(shè)計數(shù)據(jù)下發(fā)下去，利于他們提前開始設(shè)計計算。為了培養(yǎng)同學們的團結(jié)協(xié)作能力，5～6位同學設(shè)計一類題目，避免有些同學投機取巧，每人的數(shù)據(jù)都不相同。這樣同學們既不會覺得束手無策，又有一定的自由和約束。要求選用一級遠距離傳遞，兩級齒輪傳動組成的三級減速傳動來滿足已知運動條件的執(zhí)行構(gòu)件。于是，從原動機的選型、聯(lián)軸器的選型、遠距離傳遞類型的選擇、齒輪傳動的選擇，可匯總出很多種方案。僅僅兩級齒輪傳動組成的減速器類型就有齒輪減速器、蝸桿減速器和行星減速器等類型。齒輪減速器中兩齒輪對又可以設(shè)計成直齒輪、斜齒輪或錐齒輪，另外還可以有軟齒面和硬齒面之分，齒輪是否變位傳動等等，布置形式也有展開式、分流式或同軸式的不同。指導學生正確處理借鑒和創(chuàng)新的關(guān)系，相互交流學習，比較各種方案優(yōu)缺點，從經(jīng)濟性、可靠性方面考慮擇優(yōu)選擇。同學們通過網(wǎng)上的在線學習系統(tǒng)對課程設(shè)計有了初步了解，然后再通過交流學習，提出并最終選定適合的方案，同時明白任何一個問題的解決總是會有很多種方法，知識越多，解決的方案越多。明白知識的重要性，從而學習熱情會更高，樂作課程設(shè)計。
2 技術(shù)設(shè)計
技術(shù)設(shè)計階段的主要工作是確定各部件的外形及其基本尺寸，包括各部件之間的連接，并繪制出裝配圖和零件圖。
首先是按照給定的材料，確定執(zhí)行構(gòu)件的功率和轉(zhuǎn)速；然后按照三級減速中每級減速允許的傳動比和效率回推選擇合適的原動機；再確定出總傳動比和分配各級傳動比；再進行詳細設(shè)計并確定出實際各級的運動及動力參數(shù)，并匯總結(jié)果。為減少學生走彎路，對于可能遇到的問題加以提示，并分階段進行指導，及時發(fā)現(xiàn)問題解決問題，為后一階段的設(shè)計打下良好的基礎(chǔ)。在指導中不斷的提出問題，引導他們思考。例如：如果給定兩人同樣的數(shù)據(jù)最終要求他們交出不一樣的設(shè)計結(jié)果該怎么辦？如果是兩人來設(shè)計一個方案如何最快速度拿出設(shè)計結(jié)果？鼓勵他們提出問題，并找出盡可能多的可行的解決方法，在設(shè)計過程中得到快樂并提高設(shè)計的興趣。
通過授課過程中的多媒體課件提前介紹減速器的作用、外形、結(jié)構(gòu)以及運動傳遞過程，然后組織學生進實驗室，動手拆裝減速器，熟悉減速器結(jié)構(gòu)，并通過查閱資料熟悉加工、制造、裝配等方面的相關(guān)知識，使學生對減速器有一個直觀、感性的認識，然后開始具體設(shè)計。
2.1 機器的運動學設(shè)計
根據(jù)確定好的結(jié)構(gòu)方案，選擇原動件的參數(shù)（功率、轉(zhuǎn)速等），然后做運動學設(shè)計。選擇原動機時，要考慮實際的工作情況和經(jīng)濟性，電動機是最常用的原動機。選用已經(jīng)標準化的電動機時，要考慮其工作載荷（包括大小、特性和變化情況）、工作要求（包括轉(zhuǎn)速的大小、是否調(diào)速、是否反轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)的頻繁程度等）、工作環(huán)境（是否高溫、潮濕、易燃易爆、塵土等）、安裝要求、尺寸大小、重量等。要考慮其經(jīng)濟性，同時還要考慮其外廓尺寸和總傳動裝置的尺寸，一般是在考慮總結(jié)構(gòu)盡可能緊湊的前提下初步分配傳動比，然后確定各運動構(gòu)件的運動參數(shù)（速度、加速度、功率等）。
2.2 機器的動力學設(shè)計
結(jié)合各部分的結(jié)構(gòu)和運動參數(shù)，初步計算各部件上所承受的載荷。由于零部件材料、尺寸尚未完全確定，不能精確驗證是否合格。
2.3 主要零部件的工作能力設(shè)計
首先根據(jù)傳動的特點，確定傳動的順序；然后按照初步分配的傳動比設(shè)計前兩級傳動，并計算出實際傳動比；再將總傳動比除以這兩級的實際傳動比，用求出的數(shù)值設(shè)計第三級傳動；實際傳動比，求出各級軸的實際轉(zhuǎn)速和功率，列表以備進行軸的設(shè)計。設(shè)計高速軸時應(yīng)注意比較安裝齒輪處的軸徑和齒輪齒根圓的大小，是否用齒輪軸，如果是齒輪軸，則軸的材料和齒輪的材料必須一致。還要考慮軸的伸出端直徑和長度，要和安裝的帶輪轂孔直徑或電動機處的聯(lián)軸器的轂孔直徑要一致。低速軸是否會和中間軸的齒輪齒頂發(fā)生干涉，安裝帶輪（或鏈輪）的軸線應(yīng)和電動機、減速器的軸線高度相一致。設(shè)計軸的同時，選擇適合的聯(lián)軸器、軸承、鍵等標準件。主要零部件設(shè)計完成后，用類比法確定其他零部件尺寸。在設(shè)計過程中需要很好地協(xié)調(diào)各零件的結(jié)構(gòu)和尺寸，全面考慮他們的結(jié)構(gòu)工藝性，對所有零部件的外形和尺寸進行結(jié)構(gòu)化設(shè)計。在這一階段設(shè)計之初，指導老師先把往年出現(xiàn)的頻率多的問題講解清楚，提醒同學們重視，盡量避免設(shè)計過程中再出現(xiàn)類似問題。像軸上零件的定位、軸承的、配置方式等都需要考慮清楚。這些工作如果在上課過程中進行，設(shè)計周就可以有比較充足的時間繪制圖形。
2.4 裝配圖的繪制
繪制裝配圖是整個設(shè)計過程中最重要的環(huán)節(jié)。為了布局合理，繪制裝配圖前必須確定裝配圖總體尺寸（總長、總寬和總高），然后根據(jù)圖紙的幅面選用合適的比例尺。指導老師提前強調(diào)合理布局的必要性，指導他們查閱資料，熟悉裝配圖上面應(yīng)包括的內(nèi)容：一組全面反映各零部件裝配關(guān)系的圖、總體尺寸和裝配尺寸、技術(shù)要求、標題欄和明細表等。允許同學們用他們熟悉的三維造型軟件構(gòu)件三維模型，對自己的設(shè)計有一個直觀認識，然后用CAD軟件繪制裝配圖草圖。為提高他們的手工繪圖能力，統(tǒng)一要求上交手工繪制裝配圖和主要的零件圖。在同學們繪制裝配圖的過程中，指導老師多去設(shè)計教室指導，把共性錯誤在黑板前講解后，再由他們自己找錯誤，然后幾人相互找錯誤，最后指導老師組織一組組的同學圍成一圈，針對某位同學繪制的圖形一起找問題。同學們在不斷改正錯誤的過程中鞏固所學知識，逐漸喜歡上設(shè)計。
2.5 主要零件的校核
裝配圖繪制完成后，所有的零部件的具體尺寸完全確定。這時要對主要零部件（軸承、鍵等）進行強度校核，驗證其是否符合要求。對于外形復雜的零件，一般還要進行精確的強度校核。根據(jù)校核的結(jié)果，反復的修改零件的結(jié)構(gòu)和尺寸，直到符合要求為止，裝配圖要做相應(yīng)修改。然后根據(jù)設(shè)計最后結(jié)果，繪制非標準件的零件圖。
隨著課程設(shè)計步步深入，同學們之間的協(xié)作能力得到提高，知識運用能力得到增強，設(shè)計能力繪圖能力都得到提升，自然學生的設(shè)計興趣也會越來越濃，越來越樂作課程設(shè)計。
3 設(shè)計說明書
一份完整的設(shè)計，必須有條理清晰的設(shè)計說明書。通過說明書說明設(shè)計任務(wù)、設(shè)計目的、設(shè)計過程、設(shè)計結(jié)果以及設(shè)計中的所參考的資料。由于設(shè)計過程中的設(shè)計數(shù)據(jù)往往會有調(diào)整和修改，所以，設(shè)計說明書通常是設(shè)計的最后一個總結(jié)的環(huán)節(jié)，要求說明書按照統(tǒng)一格式書寫，字體認真格式規(guī)范內(nèi)容全面，說明建立一個好習慣的重要性，訓練學生按要求書寫。
4 成績評定
在設(shè)計過程中，公開設(shè)計成績的考核辦法是同時注重過程和結(jié)果的綜合考慮多方面的因素：在全部完成設(shè)計工作量的前提下，看設(shè)計說明書中計算過程是否正確，計算結(jié)果是否與圖紙零件尺寸相符，圖形繪制、尺寸標注等是否有錯誤，圖面是否整潔，布局是否合理，書寫是否認真規(guī)范完整，在設(shè)計中態(tài)度是否認真等，給定一定的條件約束他們。在指導中，隨時和他們交流。通過交流看他們的設(shè)計主動性、積極性和應(yīng)用所學知識解決問題的能力，隨時對每個學生的完成情況給予評定，及時發(fā)現(xiàn)問題解決問題，并及時總結(jié)，以便他們在今后的設(shè)計中揚長避短，不斷提高。
5 結(jié)語
機械設(shè)計課程設(shè)計是機械類專業(yè)重要的一次實踐教學，對學生后續(xù)的設(shè)計和以后的工作具有重要意義。培養(yǎng)他們通過設(shè)計過程中的進步和設(shè)計能力的提高得到快樂，樂在設(shè)計過程中。
參考文獻
[1] 張建中.機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計[M]，中國礦業(yè)大學出版社，2003.
機械設(shè)計課程設(shè)計是機械類專業(yè)和近機類專業(yè)學生在學完機械設(shè)計及同類課程后所設(shè)置的一個重要的教學實踐環(huán)節(jié)，也是工科院校學生第一次較全面、規(guī)范地機械設(shè)計的應(yīng)用實訓環(huán)節(jié)。通過課程設(shè)計這一教學環(huán)節(jié)，力求從課程內(nèi)容上、從分析問題和解決問題的方法上、從設(shè)計思想上培養(yǎng)學生工程設(shè)計能力。其主要目的是培養(yǎng)學生綜合應(yīng)用機械設(shè)計基礎(chǔ)課程及其他先修課程的理論知識和生產(chǎn)實際知識去分析和解決工程實際問題的能力，并使所學知識得到鞏固、加深和融會貫通，協(xié)調(diào)應(yīng)用；使學生學習和掌握一般機械設(shè)計的基本設(shè)計方法，設(shè)計步驟，培養(yǎng)獨立設(shè)計能力，為今后專業(yè)課程設(shè)計及畢業(yè)設(shè)計打下基礎(chǔ)；使學生在設(shè)計中得到基本技能訓練，如計算、繪圖、使用相關(guān)資料（手冊、圖冊、標準和規(guī)范等），以及正確使用經(jīng)驗數(shù)據(jù)、公式，等等。
為了有效利用課程設(shè)計提高學生各種能力，我們針對傳統(tǒng)課程設(shè)計進行了一些教學改革，具體措施如下。
一、設(shè)計任務(wù)改革
1.設(shè)計題目改革。將學生分組，傳統(tǒng)的課程設(shè)計一般一個組一個設(shè)計數(shù)據(jù)，個別學生有依賴思想，不動腦筋，仿照甚至照抄別人的設(shè)計。改革后每個組設(shè)計任務(wù)不同（如有的組要求設(shè)計直齒輪傳動，有的組要求設(shè)計斜齒輪傳動），組內(nèi)每個學生的設(shè)計數(shù)據(jù)也略有差異，這樣基本上是一人一個設(shè)計題目，但組內(nèi)成員設(shè)計題類似，既杜絕學生想照搬別人的思想，又利于組內(nèi)討論和學習，通過設(shè)計每個人的水平都會上一個臺階。
2.設(shè)計內(nèi)容改革。在設(shè)計題目中添加一些限制條件，如要求一級圓柱齒輪減速器兩齒輪中心距在90—130之間，在設(shè)計過程中如果學生傳動比分配不好就難于達到這個要求，需返回重新設(shè)計計算強調(diào)設(shè)計過程中“三邊”設(shè)計理念（即邊計算，邊畫圖，邊修改），也使學生形成了優(yōu)化設(shè)計方案的理念。
二、設(shè)計時間安排改革
傳統(tǒng)的課程設(shè)計一般放在機械設(shè)計課程學完后二周進行，改革后將課程設(shè)計穿插于機械設(shè)計課程教學中，將課程教學內(nèi)容分為兩個項目，項目一為牛頭刨床機械傳動系統(tǒng)分析，項目二為帶式輸送機傳動裝置設(shè)計。課程設(shè)計的內(nèi)容就穿插于項目二中教學，增加了原來課程教學中沒有的電動機選擇、傳動方案選擇、運動和動力參數(shù)計算等部分，這樣學生可以根據(jù)運動和動力參數(shù)計算的結(jié)果進行帶傳動、齒輪傳動、軸系結(jié)構(gòu)等的設(shè)計。這樣使學生通過設(shè)計這個主線把所學知識串起來，感受本課程各部分內(nèi)容的有機聯(lián)系，從而提高學習興趣，自覺地投入學習，避免過去經(jīng)常出現(xiàn)課程設(shè)計做完了才明白機械設(shè)計學的是什么的情況，課程學習更有目的性。
三、設(shè)計內(nèi)容的變化
傳統(tǒng)的課程設(shè)計都是把一些定式的設(shè)計作為內(nèi)容，如帶式運輸機傳動裝置中的減速器設(shè)計。改革后將項目一機械傳動系統(tǒng)分析應(yīng)用作為一個創(chuàng)新項目的輔助設(shè)計，對培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識、調(diào)動學習積極性和培養(yǎng)創(chuàng)造力有很大的作用。在課程設(shè)計中機械系統(tǒng)運動方案、設(shè)計內(nèi)容等都可以自行選定，充分發(fā)揮學生的主觀能動性。如學生設(shè)計的多功能燈罩、多用廚灶、吸塵黑板刷、玩具熊貓吐泡泡等都是非常具有創(chuàng)意的作品。這種與社會工作相接軌的設(shè)計模式能極大培養(yǎng)學生分析問題解決問題的能力，學生畢業(yè)后能快速適應(yīng)社會。
四、繪圖方式改革
傳統(tǒng)的課程設(shè)計一般采用手工繪圖，而且零件圖一般選用軸或齒輪類零件，改革后采用手工繪制裝配草圖，用CAD軟件繪制正式裝配圖及零件圖，而且零件圖要求每組有一套完整的非標準件零件的零件圖。對個別CAD軟件應(yīng)用有難度的學生也允許用手工繪圖。
五、答辯方式改革
傳統(tǒng)的做法是設(shè)計完畢后統(tǒng)一答辯，其弊端是要留出答辯的時間較多，另外答辯中的問題學生沒弄清的答辯后可能也不會再去探究了。改革則采用教師在輔導過程中就提出問題，要求學生回答，作為一個過程考核，這樣在設(shè)計過程中老師能利用閑暇時間了解學生掌握知識的程度，學生也能通過問題弄清設(shè)計過程中要注意的一些細節(jié)及必須掌握的知識，達到課程設(shè)計的目的。
機械設(shè)計課程設(shè)計是相對比較繁雜的，通過采取以上改革措施可以在一定程度上調(diào)動起學生的積極性，并使抄襲的現(xiàn)象得到有效遏制，同時也激勵大家既進行競爭又加強合作，最重要的是提高了學生應(yīng)用所學知識解決問題的能力。模具0811班春同學在設(shè)計小結(jié)中寫道：“通過兩周時間的課程設(shè)計，我從中學到了很多東西，平時課堂上教師講的知識點在課程設(shè)計過程中我們需要認真的連成‘線’，綜合起來后才能將自己的減速器完整地、正確地設(shè)計出來，遠比多上幾節(jié)課更讓我獲益的多，希望今后能夠多些此類型的課程，讓我們所學的知識能夠有一個大綜合，既可以鞏固知識、增長見識，更是為今后的工作進行的實戰(zhàn)訓練，同時，也讓我們拾起了即將遺忘的大一的知識，讓我們真正認識到復習鞏固的重要性，遠比老師叮囑幾遍來得更真切實在。”模具0811班馮靈同學則說：“啊！好累！好煩！好緊張！這是我心中的感慨。每天在跟時間賽跑，與自己的耐心相對抗。我發(fā)現(xiàn)人的潛力是無盡的，只要你去努力，那些不可想象的事情就沒有那么難了。一分付出一分收獲，這兩周的課程設(shè)計我過得很充實，也學了很多。”
參考文獻：
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2《機械設(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，提高教學質(zhì)量和學生工程設(shè)計能力
《機械設(shè)計》課程設(shè)計題目首先滿足教學大綱的要求，即題目中應(yīng)包括原動機、傳動裝置、工作機三部分內(nèi)容，并能夠?qū)C械設(shè)計課程所學大部分零部件進行設(shè)計訓練。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，從學生設(shè)計興趣入手，調(diào)動學生的能動性，培養(yǎng)獨立設(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)的科研項目中抽取，或者與工礦企業(yè)建立聯(lián)系，去實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，另一方面學生設(shè)計過程具有挑戰(zhàn)性，同時起到了學以致用的目的。機械類專業(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，與工程實際結(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生，鍛煉學生綜合運用先修機械類課程知識的能力，促使學生建立整體設(shè)計的理念，激發(fā)學生的獨立設(shè)計能力和創(chuàng)新能力。
2.2采用啟發(fā)式指導，促使學生由模仿型設(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)組織學生設(shè)計小組展開討論，對設(shè)計資料進行歸納、分析和總結(jié)，從前人成功設(shè)計案例中尋求設(shè)計要點并形成獨立的設(shè)計思路。尤其進行到草圖設(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《機械設(shè)計》課程講授的重點都是基礎(chǔ)理論，很少涉及結(jié)構(gòu)方面的知識，學生在進行到這一設(shè)計階段時普遍感到困難，錯誤較多。在這一階段，指導教師應(yīng)悉心引導，最好借助實物模型教學，多進行正誤結(jié)構(gòu)的比較。只有通過啟發(fā)式指導，學生才能很好的把握機械設(shè)計的規(guī)律和其靈活性，達到舉一反三的訓練目的。
2.3加強計算機CAD/CAM/CAE技術(shù)在課程設(shè)計中的應(yīng)用
在計算機信息技術(shù)的時代，機械工程設(shè)計領(lǐng)域已廣泛使用計算機CAD/CAM/CAE技術(shù)進行設(shè)計，進入數(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)驗的計算公式進行靜態(tài)計算或估算的設(shè)計方法，設(shè)計過程費時費力，設(shè)計結(jié)果的可靠性驗證滯后。在CAD技術(shù)平臺上可實現(xiàn)機械零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計和機構(gòu)運動仿真，所見即所得。運用CAE軟件進行機械零件的力學性能的分析計算以及結(jié)構(gòu)性能的優(yōu)化設(shè)計。在《機械設(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械行業(yè)實際設(shè)計方法，因此要加強學生在計算機繪圖方面的訓練，增加學生用CAD軟件繪圖環(huán)節(jié)。鼓勵學生運用CAD三維造型技術(shù)進行仿真設(shè)計，由于設(shè)計過程處于三維空間，形象逼真，因而有助于學生創(chuàng)新潛力的發(fā)揮。通過運用計算機繪圖，將學生從大量的手工繪圖勞動中解放出來，使學生可以將精力重點放在方案設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計上，提高課程設(shè)計質(zhì)量；同時模擬了真實的企業(yè)環(huán)境，培養(yǎng)學生使用CAD軟件進行機械設(shè)計的能力，這樣才能在今后的工作中使學生快速適應(yīng)工作環(huán)境，成長為合格的機械設(shè)計工程師。
2.4加強實踐環(huán)節(jié)，提高學生的工程設(shè)計能力
理論必須聯(lián)系實際，從實踐中來，再到實踐中去。讓學生接觸機械工程實際，了解同類系列產(chǎn)品的性能、結(jié)構(gòu)特點及生產(chǎn)過程。學生對設(shè)計對象有了感性認識，獲得產(chǎn)品的有關(guān)工藝知識后，才能建立機械設(shè)計與機制工藝之間的聯(lián)系，課程設(shè)計的機械裝置才能和實際生產(chǎn)相符。因此，在課程設(shè)計之前多安排學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，以此拓展學生設(shè)計思路，提高機械設(shè)計能力，達到課程設(shè)計實踐教學的目的。
關(guān)鍵詞:
機械設(shè)計理論教學;并行;教學研究
一、引言
機械類專業(yè)的教學不像其他專業(yè)教學一般，多以理論為主，機械類專業(yè)較為偏重的是實際操作，多上手才能得到更多的鍛煉，才能對本專業(yè)有更好的認識。由于擴招政策的推行，導致了現(xiàn)今大學生的可以動手操作的機會顯著減少，這對于學生以后的發(fā)展也有一些小小的影響。在以往的教學過程中，總是先進行機械設(shè)計的理論課教學，待理論課教學進行兩到三周之后，再加入實踐設(shè)計課程。這種教學課程安排雖有其可取之處，但也有其不足之處，例如會造成知識的斷層，為解決這一問題，提出了理論教學與課程設(shè)計并行的教學模式。
二、對傳統(tǒng)教學模式的分析
傳統(tǒng)的機械設(shè)計教學模式是將理論教學與實操教學分開進行的，這是一種分離式的教學模式。在這種情況下，即使帶教老師有著長達數(shù)年的教學經(jīng)驗，在課堂上可以讓學生學到扎實的基礎(chǔ)知識，但實際操作的欠缺仍舊是一大硬傷。這是現(xiàn)今人才培養(yǎng)過程中普遍存在的重學輕用現(xiàn)象。正因為這種分離式的教學模式，使得理論課程與實踐課程看起來好像完全不同的，沒有聯(lián)系的樣子。開展這兩門課程的初衷是為了使他們相輔相成，使得學生通過實踐課程可以更好的理論知識，所學到的理論知識也能很好的指導實踐操作。但這一目的似乎并未達到，反而有所背離，致使學用脫節(jié)。學用脫節(jié)是導致學生盡管很好的學習了理論知識，但仍不能很好的應(yīng)用理論知識指導實踐操作的根本原因。當學生開始課程設(shè)計時，因為前面所提到的這些原因，他們并不能很好的將自己所學到的知識應(yīng)用到課程設(shè)計中去，也不知道該從那個點著手，不能深究問題，最后只能倉促了事，著實令人惋惜。這便是這種分離式教學所帶來的不好之處，雖然就這種教學模式也有其存在的必要性，也有其可取之處，但筆者認為，瑕不掩瑜，只有進行完善與整改，才能使的教學模式變得更加的科學合理。
三、對并行教學模式的探索
任意選取一班學生，進行機械設(shè)計理論教學與課程設(shè)計并行模式的試點班級，以下為主要做法:
(一)同時進行理論教學與課程設(shè)計
以往傳統(tǒng)教學模式理論教學與課程設(shè)計的開展是有時間差的，在本次探索實踐中，打破了傳統(tǒng)的桎梏，兩項教學工作同時進行，即開課就開始布置課程設(shè)計，使得課程設(shè)計與理論教學結(jié)合的更為緊密。這將以往的課程設(shè)計進行了拆分重組，目的是為了更符合這種兩者同時進行的新模式。
(二)以具體項目為主線進行教學工作設(shè)計
項目的選取要選取涉及面較廣，最好可以綜合機械設(shè)計的基礎(chǔ)知識及其進階。減速器設(shè)計極為符合這一要求，這一項目包括了教材中的諸多內(nèi)容，比如教材中所提到的零件的傳動，連接部分以及零件承受外界壓力的程度等［1］。選取這一項目作為主線，能夠使得學生對于基礎(chǔ)知識的掌握更加深入，對一些通用常用的設(shè)計方法也可以有所了解，有所掌握。將減速器設(shè)計作為主線來進行教學是很可行的。除此之外，對于教學設(shè)計，筆者認為，應(yīng)該整合課程與項目，確保項目設(shè)計中所涉及到的一些設(shè)計知識盡可能都的包括在教學內(nèi)容當中，在進行教學安排時也應(yīng)考慮項目的工作進展，爭取“知”與“行”可以達到高度統(tǒng)一。此外，在教學的過程中也應(yīng)該根據(jù)實際需要，進行講解。
(三)以學習任務(wù)的形式促使學生產(chǎn)生興趣
將全班進行分組，并將減速器設(shè)計的項目進行拆分，拆分所得的幾個小項分別分配給各個小組，并保證小組內(nèi)成員人人都可以參與到此項目的設(shè)計當中來，并在設(shè)計當中均能起到一定的作用。這種任務(wù)分配的方式，更能激發(fā)學生學習的動力，使得每個學生都參與到這項活動中來，這對于學習興趣的培養(yǎng)也是極有益處的。此外，還可以增加答辯之類的項目，讓每一位同學都能站到講臺上闡述自己的想法與設(shè)計，這對激發(fā)學生創(chuàng)新思維有很大的幫助。
四、模式變革的效果
通過模式變革的實驗，所得結(jié)果多積極向上，改善較大多體現(xiàn)在以下幾個方向:
(一)學生主導學習，學習興趣明顯提高
傳統(tǒng)學習模式多由老師主導學習進度，進行模式變革，采用理論教學與課程設(shè)計并行教學的模式后，學習進度變?yōu)橛蓪W生主導，增強了靈活性，也大大提升了學生的學習興趣，使得學生學習更為主動，之前所出現(xiàn)的一些不好的現(xiàn)象例如開小差，打瞌睡等小動作［2］也有所減少。
(二)師生之間交流增多，效果顯著
理論教學與課程設(shè)計并行教學模式，極大程度的激發(fā)了學生深入探究的積極性，越深入，發(fā)現(xiàn)的問題便也越多，此時便會主動向老師請教，和老師進行交流，師生之間的思想碰撞也能給對方帶來靈感的火花，無論是對于教師還是學生，都極有幫助。
(三)擁有足夠設(shè)計時間，質(zhì)量得到明顯提升
傳統(tǒng)教學模式留給學生進行課程設(shè)計的時間并不充裕，經(jīng)過變革之后，課程設(shè)計的時間被大大拉長，也給了學生能夠深入探究的機會，這對設(shè)計質(zhì)量的提升起到了不可忽視的作用。
五、結(jié)論
雖然本次實驗只是初步嘗試且還有一些不足之處，但機械設(shè)計理論教學與課程設(shè)計并行教學模式所帶來可以的好處是顯而易見的，筆者認為可以將這一模式同樣也應(yīng)用到機械類專業(yè)的其他課程中去，唯有使知行合一，才能更好的應(yīng)用所學到的知識，最不應(yīng)該空懷寶藏卻不知其應(yīng)用之法。知理論，懂實踐，才是上佳之道。
參考文獻：
［1］迎春，王利華．機械設(shè)計理論教學與課程設(shè)計并行教學模式的探索［J］．時代教育，2015，12(21):14－16．
中圖分類號：G642.3 文獻標識碼：A
《機械設(shè)計基礎(chǔ)》是機械類學生的一門核心專業(yè)課，而這門課的課程設(shè)計對同學們來講，更是尤為重要，因為它是培養(yǎng)機械工程專業(yè)學生應(yīng)職應(yīng)崗能力的重要實踐性教學環(huán)節(jié)，它要求學生能全面綜合地運用所學的理論和實踐知識，對一級圓柱齒輪減速機的所有部件進行一次系統(tǒng)和全面地設(shè)計。
一、課程設(shè)計的基本目的
l. 初步培養(yǎng)學生樹立正確的設(shè)計思想和分析、解決工程實際問題的能力；掌握通用機械零件、機械傳動裝置設(shè)計的一般方法。
2. 復習鞏固以前所學的機械制圖、工程力學、工程材料、公差與配合等課程的理論知識，并在實際設(shè)計中應(yīng)用和深化這些知識。
3. 培養(yǎng)學生設(shè)計的基本技能，如計算、繪圖、查閱資料、熟悉標準和規(guī)范等能力，為專業(yè)設(shè)計和將來從事技術(shù)工作打下基礎(chǔ)。
二、課程設(shè)計的基本要求
機械零件課程設(shè)計對學生總的要求是保質(zhì)、保量、按時完成設(shè)計任務(wù)。具體要求：
1. 做好設(shè)計準備工作，包括收集、準備設(shè)計資料、繪圖工具及用品。
2. 設(shè)計之前要認真研究課程設(shè)計任務(wù)書，分析題目，了解工作條件，明確設(shè)計要求和內(nèi)容。
3. 設(shè)計中要認真復習所遇到的課程內(nèi)容。如V帶傳動，齒輪傳動，軸、軸承、聯(lián)軸器和有關(guān)的聯(lián)接件等。在教師的指導下，提倡獨立思考，獨立計算，獨立繪圖，獨立完成課程設(shè)計。反對不求甚解，照抄數(shù)據(jù)，照搬圖樣，敷衍了事的行為。
4. 課程設(shè)計必須在規(guī)定教室進行，遵守學習制度和作息時間，按設(shè)計計劃循序進行，以便指導教師隨時掌握每個學生的情況，發(fā)現(xiàn)問題及時解決。
5. 注意掌握設(shè)計進度，按預訂計劃完成階段性的目標。在底圖設(shè)計階段，注意設(shè)計計算與結(jié)構(gòu)設(shè)計畫圖交替進行，采用“邊計算、邊畫圖、邊修改”的正確設(shè)計方法。另外，在整個設(shè)計過程中應(yīng)注意對設(shè)計資料和計算數(shù)據(jù)的保存和積累，保持記錄的完整性。
6. 為了提高設(shè)計質(zhì)量和降低設(shè)計成本，必須注意采用各種標準和規(guī)范，這也是評價設(shè)計質(zhì)量的一項重要指標。在設(shè)計中，應(yīng)嚴格遵守和執(zhí)行國家標準、部頒標準及行業(yè)規(guī)范。對于非標準的數(shù)據(jù)，也應(yīng)盡量修整成標準系列或選用優(yōu)先系列。
7. 為使每個學生均能拿出一份較高質(zhì)量的圖樣，在裝配底圖畫出后，應(yīng)呈交指導教師審查，修改無誤后，再加工完成裝配圖。
8. 設(shè)計圖樣（包括裝配圖和零件圖）和設(shè)計說明書完成之后，在有所準備的基礎(chǔ)上參加設(shè)計答辯。
三、課程設(shè)計的基本任務(wù)
1. 設(shè)計題目：
設(shè)計一臺冶金礦山膠帶運輸機用的單級直齒圓柱齒輪減速器。工作條件為：單方向運轉(zhuǎn)、輕微沖擊，工作期限為8年，每年按250天計算，每天工作8小時。傳動示意圖見下圖1，設(shè)計分組參數(shù)見表1。
2. 設(shè)計任務(wù)
（1） 計算說明書一份
包括：⑴前言；⑵設(shè)計任務(wù)；⑶參考資料；⑷設(shè)計方案；⑸選電機確定傳動比；⑹各軸運動及動力初算；⑺齒輪傳動設(shè)計；⑻軸的設(shè)計；⑼滾動軸承壽命計算；⑽與密封；⑾箱體設(shè)計；⑿總結(jié)
（2）完成圖紙工作量
⑴總圖（裝配圖）一張，A1圖紙；
⑵零件工作圖1～2張，A3圖紙。
3. 設(shè)計內(nèi)容及進度
見表2。
四、課程設(shè)計過程中的重點
課程設(shè)計中的重點是編寫設(shè)計說明書，課程設(shè)計說明書是課程設(shè)計的總結(jié)性文件，通過編寫說明書，可以進一步培養(yǎng)學生分析、總結(jié)和表達的能力，鞏固、深化在設(shè)計中所獲得的知識，是課程設(shè)計工作的一個重要組成部分。說明書應(yīng)概括地介紹課程設(shè)計的全貌，全面敘述設(shè)計中各部分的重要內(nèi)容，要論證設(shè)計的合理性，特別是在有幾個設(shè)計方案時，要進行比較論證，對各個計算環(huán)節(jié)要詳細敘述，對數(shù)據(jù)和公式來源要注明出處以便查對。說明書要求系統(tǒng)性好，條理清楚，語言簡練、文字通順、字跡工整，圖例清晰，圖文并茂，充分表達自己的見解，盡量避免抄書，從設(shè)計一開始就應(yīng)隨時逐項記錄設(shè)計內(nèi)容、計算結(jié)果、分析意見和資料來源以及指導教師的意見、自己的見解和結(jié)論，每一設(shè)計階段完成后，及時整理編寫有關(guān)部分的說明書，待全部設(shè)計工作結(jié)束后，只要稍加整理，便可裝訂成冊。
五、課程設(shè)計過程中的難點
課程設(shè)計中的難點一是軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計，二是減速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計。
（一）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計
軸在減速箱中是一個重要的零件，因為所有傳動件都裝在軸上，因此它有很多尺寸都要與其他零件的尺寸相吻合，否則就無法進行裝配。所以在設(shè)計軸時，直徑方向的尺寸和長度方向的尺寸的選取是同學們感到頭疼的一個問題。
怎樣來設(shè)計軸？按下面這個步驟來進行，可能你會覺得不那么難了。
1．初算軸的直徑
聯(lián)軸器和滾動軸承的型號是根據(jù)軸端直徑確定的，而且軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計是在初步計算軸徑的基礎(chǔ)上進行的，故先要初算軸徑。軸的直徑可按扭轉(zhuǎn)強度進行估算，即
式中：p為軸傳遞的功率(kW); n為軸的轉(zhuǎn)速(r/min); C為由軸的材料和受載情況確定的系數(shù)。若軸的材料為45鋼，通常取C=106～117。C值應(yīng)考慮軸上彎矩對軸強度的影響，當只受轉(zhuǎn)矩或彎矩相對轉(zhuǎn)矩較小時，C取小值；當彎矩相對轉(zhuǎn)矩較大時，C取大值。在多級齒輪減速器中，高速軸的轉(zhuǎn)矩較小，C取較大值；低速軸的轉(zhuǎn)矩較大，C應(yīng)取較小值；中間軸取中間值。對其他材料牌號的軸，其C值參閱有關(guān)教材。
初算軸徑還要考慮鍵槽對軸強度的影響。當該軸段截面上有一個鍵槽時，d增大5%;有兩個鍵槽時，d增大10%。然后將軸徑圓整為標準值。
上述計算出的軸徑，一般作為輸入、輸出軸外伸端最小直徑；對中間軸，可作為最小直徑，即軸承處的軸徑；若作為裝齒輪處的軸徑，則C應(yīng)取大值。
2．軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計
（1）確定軸的徑向尺寸
①軸頭直徑尺寸確定 軸與齒輪、帶輪和聯(lián)軸器配合處的軸段直徑稱為軸頭。如圖2中的 應(yīng)取標準值（參閱教材）。
② 軸頸直徑尺寸確定
與滾動軸承配合處的軸段直徑稱為軸頸。在圖2中，與滾動軸承內(nèi)圈配合的軸頸 、 應(yīng)符合滾動軸承標準；裝有密封元件直徑 ，應(yīng)與密封元件的內(nèi)孔直徑尺寸一致。軸上兩個支點的軸承，應(yīng)采用相同的型號和尺寸，以便軸承座孔的加工。
③ 軸肩或軸環(huán)尺寸確定
相鄰軸段的直徑不同即形成軸肩。當軸肩用于軸上零件定位和承受軸向力時，應(yīng)具有一定的高度，如圖2中 、 尺寸變化所形成的軸肩或軸環(huán)。一般的定位軸肩，當配合處軸的直徑小于80mm時，軸肩處的直徑差可取7-10mm。用作滾動軸承內(nèi)圈定位時，如 軸肩的直徑應(yīng)按軸承的安裝尺寸要求確定。
如果兩相鄰軸段直徑的變化僅是為了軸上零件裝拆方便或區(qū)分加工表面時，兩直徑略有差值即可，一般取1～4mm，如圖2中 、 的尺寸變化，并盡可能取整數(shù)。也可以采用相同公稱直徑而取不同的分差數(shù)值。
④軸肩處過渡圓角尺寸確定
為了降低應(yīng)力集中，軸肩處的過渡圓角不宜過小。用作零件定位的軸肩，零件轂孔的倒角C或圓角半徑 應(yīng)大小軸肩處過渡圓角半徑 ，以保證定位的可靠，如圖3 所示。一般配合表面處軸肩和零件孔的圓角、倒角尺寸見所學教材。裝滾動軸承處軸肩的過渡圓角半徑應(yīng)按軸承的安裝尺寸要求取值（參閱所學教材）。 本文為全文原貌 未安裝PDF瀏覽器用戶請先下載安裝 原版全文
⑤ 砂輪越程槽、螺紋退刀槽尺寸確定
對車削或磨削加工的軸表面，應(yīng)分別留出螺紋退刀槽及砂輪越程槽。相關(guān)尺寸可參考設(shè)計手冊取值。
應(yīng)注意，直徑相近的軸段，其過渡圓角、越程槽、退刀槽等尺寸應(yīng)一致，以便于加工。
（2）確定軸的軸向尺寸
軸的各段長度主要取決于軸上零件（傳動件、軸承）的寬度以及相關(guān)零件（箱體軸承座、軸承端蓋）的軸向位置和結(jié)構(gòu)尺寸。
①軸頭處長度尺寸確定
對于安裝齒輪、帶輪、聯(lián)軸器的軸段，當這些零件靠其他零件（套筒、軸端擋圈等）頂住來實現(xiàn)軸向固定時，該軸段的長度應(yīng)略短于相配輪轂的寬度2～3mm，以保證固定可靠，如圖2中安裝齒輪和聯(lián)軸器的軸段。
②軸頸處長度尺寸確定
軸頸處軸向尺寸由軸承的位置和寬度來確定。根據(jù)以上對軸的各段直徑尺寸設(shè)計和已選的軸承類型，可初選軸承型號和軸承外徑等尺寸。
應(yīng)注意，軸承在軸承座中的位置與軸承方式有關(guān)。當采用油時，軸承應(yīng)盡量靠近箱體內(nèi)壁，可只留少許距離。確定了軸承位置和已知軸承的尺寸后，即可在軸承座孔內(nèi)畫出軸承的圖形。
③ 軸的外伸段長度尺寸確定
軸的外伸段長度尺寸取決于外伸軸段上安裝的傳動件尺寸和軸承蓋的結(jié)構(gòu)。如采用凸緣式軸承蓋，應(yīng)考慮裝拆軸承蓋螺釘所需的長度L(L可參考軸承端蓋螺釘長度確定)。當外伸軸裝有彈性套柱銷聯(lián)軸器時，應(yīng)留有裝拆彈性套柱銷的必要尺寸A（A可由聯(lián)軸器型號確定)，如圖4所示。
（3） 軸上鍵槽的尺寸和位置
平鍵的剖面尺寸根據(jù)相應(yīng)軸段的直徑確定，鍵的長度應(yīng)比軸段長度短5～10mm。鍵槽不要太靠近軸肩處，以避免由于鍵槽加重軸肩過渡圓角處的應(yīng)力集中。
當軸上有多個鍵時，若軸徑相差不大，各鍵可取相同的剖面尺寸；同時，布置在軸的同一方位，以便于軸上鍵槽的加工。
（二）減速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計
減速器箱體起著支承和固定軸組件零件，保證傳動件的嚙合精度和良好以及軸組件的可靠密封更重要作用，其質(zhì)量約占減速器總質(zhì)量的30～50。設(shè)計箱體結(jié)構(gòu)時必須綜合考慮傳動質(zhì)量、加工工藝及成本等因素。箱體按其結(jié)構(gòu)形狀不同分為剖分式和整體式；按制造方式不同有鑄造和焊接箱體。減速器的箱體多采用剖分式結(jié)構(gòu)。
剖分式箱體由箱座與箱蓋兩部分組成，用螺栓聯(lián)接起來構(gòu)成一個整體。剖分面與減速器內(nèi)傳動件軸心線平面重合，有利于軸系部件的安裝和拆卸。立式大型減速器可采用若干個剖分面。圖5為剖分式箱體。剖分接合面必須有一定的寬度，并且要求仔細加工，為了保證箱體的剛度，在軸承座處設(shè)有加強肋。箱體底座要有一定的寬度和厚度，以保證安裝穩(wěn)定性與剛度。
減速器箱體一般多用HT150、HT200制造。鑄鐵具有良好的鑄造性能和切削加工性能，成本低。當承受重載時可采用鑄鋼箱體。
鑄鐵減速器箱體結(jié)構(gòu)尺寸參閱表3。
（1）箱體要有足夠的剛度 若箱體的剛度不夠，在加工和使用過程中會引起變形，使軸承孔中心線過度偏斜而影響傳動件的精度。為了保證軸承座的支承剛度，箱體設(shè)計應(yīng)注意以下幾點：
① 箱體的壁厚
箱體要有合理的壁厚，軸承座、箱體底座等處承受的載荷較大，其壁厚應(yīng)更厚些。箱座、箱蓋、軸承座、底座凸緣等的壁厚可參照表3確定。
② 軸承座聯(lián)接螺栓凸臺的設(shè)計
為提高剖分式箱體軸承座的剛度，軸承座兩側(cè)的聯(lián)接螺栓應(yīng)盡量靠近，為此需在軸承座旁設(shè)置螺栓凸臺，如圖6所示。
軸承座旁聯(lián)接螺栓凸臺的螺栓孔間距 為軸承蓋外徑。若S值過小，螺栓孔容易與軸承蓋螺釘孔或箱體軸承座旁的輸油溝相干涉。
螺栓凸臺高度h與扳手空間的尺寸有關(guān)，如圖6。查表確定螺栓直徑和c1、c2，根據(jù)c1，用作圖法可確定凸臺的高度H。
為了便于制造，應(yīng)將箱體上各軸承座旁螺栓凸臺設(shè)計成相同高度。
③ 設(shè)置加強肋板。
為了提高軸承座附近箱體剛度，在平壁式箱體上可適當設(shè)置加強肋板。箱體還可設(shè)計成凸壁帶內(nèi)肋板的結(jié)構(gòu)。肋板厚度可參照表3。
（2） 箱座高度
對于傳動件采用浸油的減速器，箱座高度除了應(yīng)滿足齒頂圓到油池底面的距離小于30～50mm外，還應(yīng)使箱體能容納一定量的油，以保證和散熱。
對于單級減速器，每傳遞1kW功率所需油量約為350～700cm3（小值用于低粘度油，大值用高粘度油）。多級減速器需油量按級數(shù)成比例增加。
設(shè)計時，在離開大齒輪頂圓為30～50mm處，畫出箱體油池底面線，并初步確定箱座高度為： ≥ 。 為大齒輪頂圓直徑， 為箱座底面至箱座油池底面的距離。
根據(jù)傳動件的浸油深度確定油面高度，即可計算出箱體的貯油量。若貯油量不能滿足要求，應(yīng)適當將箱底面下移，增加箱座高度。
（3）箱蓋外輪廓的設(shè)計
箱蓋頂部外輪廓常以圓弧和直線組成。
大齒輪所在一側(cè)的箱蓋外表面圓弧半徑 。 為大齒輪頂圓直徑， 為箱蓋壁厚。通常情況下，軸承座旁螺栓凸臺處于箱蓋圓弧內(nèi)側(cè)。
高速軸一側(cè)箱蓋外廓圓弧半徑應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)由作圖確定。―般可使高速軸軸承座螺栓凸臺位于箱蓋圓弧內(nèi)側(cè)，如圖7所示。軸承座螺栓凸臺的位置和高度確定后，取 ＞ ，畫出箱蓋圓弧。若取 畫箱蓋圓孤，則螺栓凸臺將位于箱蓋圓弧外側(cè)。
當在主視圖上確定了箱蓋基本外廓后，便可在三個視圖上詳細畫出箱蓋的結(jié)構(gòu)。
（4） 箱體凸緣尺寸
箱蓋與箱座聯(lián)接凸緣、箱底座凸緣要有一定寬度，可參照表3確定。
軸承座外端面應(yīng)向外凸出5~10mm(見圖7)，以便切削加工。箱體內(nèi)壁至軸承座孔外端面的距離 (軸承座孔長度)為： 。
箱體凸緣聯(lián)接螺栓應(yīng)合理布置，螺栓間距不宜過大，一般減速器不大于150~200mm。
參考文獻：
[1] 黃曉榮. 機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計指導書[M]. 北京: 中國電力出版社, 2009.
中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）07-0171-02
一、引言
機械設(shè)計是機械類學生一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課[1]，而機械設(shè)計課程設(shè)計又是繼機械設(shè)計課程結(jié)束后的一項重要的實踐教學環(huán)節(jié)，同時是第一次對學生進行全面的設(shè)計訓練。它在培養(yǎng)學生核心技能方面，占有重要的地位。機械設(shè)計課程設(shè)計可以說是引導學生進入機械設(shè)計領(lǐng)域的環(huán)節(jié)，通過對通用機械（或其他簡單機械）的傳動裝置的設(shè)計，培養(yǎng)學生正確的設(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，達到理論聯(lián)系實踐的初步能力[2]。本文結(jié)合我院三本學生的特點，對機械設(shè)計課程設(shè)計指導方法進行了一些有益的研究與實踐。
二、我院機械設(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，指導方法基本沿襲一本院校的指導方法，每天集中一兩個小時在教室集中指導，而三本學院的學生依耐性強，老師走后基本是放鴨子，因此抄襲現(xiàn)象特別嚴重。此外，在教學指導過程中也存在一系列問題，比如必須掌握的知識點、知識群、關(guān)鍵內(nèi)容都沒有明確，指導過程因老師而異，隨意性較大，標準不統(tǒng)一。因此，進一步規(guī)范課程設(shè)計的內(nèi)容、指導方法、達到的目標、必須掌握的知識點和知識群，顯然是提高實踐教學質(zhì)量的重要內(nèi)容和措施。后來隨著一些青年教師的引進，我們對機械設(shè)計課程設(shè)計的題目、應(yīng)該完成的內(nèi)容及進度要求、考核方法等進行了一系列的研究與實踐，使學生達到掌握知識點的目的。
三、針對機械設(shè)計課程設(shè)計題目、指導方法，進度安排及考核方法進行改革
（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，鑒于我院學生的基本條件，我們把課程設(shè)計的題目統(tǒng)一標準化了，傳動方案也已經(jīng)給定，目的是讓學生熟悉課程設(shè)計的一般方法，掌握應(yīng)該掌握的知識點，并對機械設(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：帶式運輸機的傳動裝置；初始條件：帶式運輸機可運送谷物、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。
要求學生每人按學號順序依次選一組數(shù)據(jù)進行設(shè)計計算。
（二）指導方法改革
在課程設(shè)計之前，負責人對指導機械設(shè)計課程設(shè)計的老師集中在一起開個小會，對學生必須掌握的知識點、知識群、關(guān)鍵內(nèi)容都明確要求，要求指導老師每天的上午和下午至少在教室兩個小時，這樣學生有問題就能及時找到老師解決問題。還有學生課程設(shè)計進行到第一階段，尤其是課程設(shè)計的設(shè)計計算初步完成時候，要求指導老師對學生的計算數(shù)據(jù)進行初步的檢查，并要在草稿本上簽字，才可進行下一階段的工作。這樣就避免后面學生在畫草圖時候發(fā)現(xiàn)錯誤，又要反過來重新計算浪費大量的時間，并且可以避免了個別學生抄襲的現(xiàn)象。
（三）進度安排改革
以前兼職老師指導課程設(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，學生根本記不清楚。我們根據(jù)三本學生的特點，將機械設(shè)計課程設(shè)計分為六個階段。每個階段集中講解一次，學生按進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。學生在這一階段應(yīng)該完成的內(nèi)容包括：選擇電動機；計算總傳動比和分配傳動比；傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算；傳動件計算；初算軸的最細處直徑；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。要求學生按上述步驟嚴格進行，不要顛倒。第二階段是草圖繪制。設(shè)計計算完畢后，我們會帶學生到實驗室做一個減速器拆裝實驗，主要是對減速器有個感性的認識。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。給學生主要講解的內(nèi)容包括：檢查裝配草圖；標注主要尺寸與配合；編寫減速器的技術(shù)特性；編寫技術(shù)要求；零件編號；編制零件明細表及標題欄。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生，學生按照步驟把草稿整理成冊就可以了。機械設(shè)計課程設(shè)計總共安排了三周的時間，周末時間不計，具體的進度安排我們設(shè)計了一個表，如表2。
（四）考核方法進行改革
課程設(shè)計結(jié)束后，我們會現(xiàn)場答辯，在答辯時候，會先給個預成績，這個成績非常重要，因為通過答辯，可以看出學生對課程設(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)合學生交上來的課程設(shè)計說明書、裝配圖、零件圖給每個學生單獨評定優(yōu)、良、中、及格和不及格的成績等級。
四、結(jié)束語
通過對機械設(shè)計課程設(shè)計題目、指導方法、進度安排、考核方法等改革與實踐，學生課程設(shè)計的質(zhì)量明顯體高，從學生課程設(shè)計的總結(jié)體會看到，每個學生都收獲頗多。不僅對《機械設(shè)計》課程的內(nèi)容有了更深入了理解，也為今后的學習和工作奠定了基礎(chǔ)。
中圖分類號：G4
文獻標識碼：A
doi：10.19311/ki.16723198.2017.09.075
《機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計》作為《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程的延續(xù)，機械設(shè)計基礎(chǔ)課程的一個重要實踐教學環(huán)節(jié)，是工科院校機械類學生第一次獨立自主設(shè)計，主要考核學生分析查表、分析實際問題、繪圖和語言表達等方面的綜合能力。也是一次對理論與實踐相結(jié)合的新教學模式的探索。
隨著社會和企業(yè)對人才需求的變化，要求機械類工程應(yīng)用人才具有扎實的理論知識基礎(chǔ)、良好的動手操作能力、獨立思考能力，具有發(fā)現(xiàn)、分析和創(chuàng)新性的解決實際工程問題的能力。這也對我國大中專院校的教學質(zhì)量提出了新的要求和目標。與此同時，機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計作為一個重要的實踐環(huán)節(jié)也凸顯出了更大的意義。本文圍繞培養(yǎng)與企業(yè)需求相符合的工程應(yīng)用型人才這一目標，從機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計的教學內(nèi)容、教學方法和考核制度等方面進行改進和實踐。
1“機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計”現(xiàn)階段存在的問題
1.1題目單一，束縛學生創(chuàng)新力
機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計設(shè)計題目多為以減速器為主體的傳動機械裝置。主要包括對傳動參數(shù)計算、齒輪傳動設(shè)計、帶傳動設(shè)計、軸的設(shè)計、軸承和鍵等常用零部件的選用。該裝置比較全面地反映了機械設(shè)計基礎(chǔ)課程教學內(nèi)容，成為各大高校常用的典型課程設(shè)計題目。采用“教師隨機輔導，學生自主作業(yè)”的教學模式，主要考核學生分析查表、分析實際問題、繪圖和語言表達等方面的綜合能力。題目單一帶來的后果就是網(wǎng)上參考資料泛濫，或者往屆學生設(shè)計資料外流等各種原因造成的學生抄襲情況嚴重的現(xiàn)象。導致與學校開設(shè)這門課程的目的有所偏離，更重要的是這種現(xiàn)象嚴重束縛了學生的創(chuàng)新力。
1.2設(shè)計任務(wù)大，時間緊
機械設(shè)計課程設(shè)計實踐周期大多為三周，通常在理論課程后進行，根據(jù)學生專業(yè)基礎(chǔ)知識差異，可分為單級齒輪減速器和二級齒輪減速器。課程設(shè)計設(shè)計大量的參數(shù)計算，需要學生在掌握理論知識的基礎(chǔ)上能夠熟練使用設(shè)計手冊，而且在設(shè)計過程中還需要全面考慮強度、剛度、密封、以及加工工藝等方面的問題，學生在缺乏實際設(shè)計經(jīng)驗的情況下很難順利完成設(shè)計計算。同時在整個設(shè)計過程中還融合了工程力學和幾何公差與測量方面的知識。這些課程開始時間與課程設(shè)計間隔過長，很多學生無法快速學會將這些知識運用到課程設(shè)計當中。初次之外，繪圖工作量較大，一般要求學生手工繪制一張A1的裝配圖和兩張A3的零件圖，書寫一本課程設(shè)計說明書。種種原因都導致學生時間緊迫，無法在有限的時間里面完成優(yōu)秀的設(shè)計。
1.3管理方式存在差異
理論教學主要在課堂進行，有教師主導，嚴格按照教學計劃進度教學。而課程設(shè)計一般指定一個固定教室，以班級為單位。在課程設(shè)計期間，要求學生按照教學時間集中在教室進行學習，在此期間，教室隨機進教師對學生進行輔導和考勤。這種管理模式對學生的自律性要求極高，事實證明，大部分學生并不能嚴格按照要求時間節(jié)點完成設(shè)計任務(wù)，導致整個設(shè)計過程延后，設(shè)計質(zhì)量下滑。
1.4學生態(tài)度不端正
課程設(shè)計考核以答辯形式為主，很多學生認為不管過程如何，都不會出現(xiàn)不及格的情況。這種心理使得大部分學生態(tài)度不端正，缺乏對該課程的重視。導致的后果就是最終的設(shè)計成果質(zhì)量較差，甚至為學生抄襲提供的正當?shù)慕杩凇＿@與機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計開設(shè)的目的是相背離的。
1.5缺乏團隊合作精神
機械設(shè)計基礎(chǔ)課程題目大多為減速器傳動裝置，要求學生獨立完成。為了保證每位學生數(shù)據(jù)不會重復，一般可根據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)不同劃分，這樣也可以減少抄襲現(xiàn)象。然而，機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計時間長，工作量大；涉及的理論知識相對寬泛，且學生又都缺乏實踐經(jīng)驗。這樣問題都會影響設(shè)計進度和質(zhì)量。一般課程設(shè)計都會安排教師進行指導，為培養(yǎng)學生獨立思考和分析問題的能力，教師一般都其監(jiān)督和引導作用。一旦遇到疑難問題，而指導教師又不能及時出現(xiàn)并予以解答，學生只能束手無策。作者通過對學生觀察，發(fā)現(xiàn)大部分學生在設(shè)計過程中獨自為營，遇到問題只會埋頭思考，反復琢磨卻無處求解，對很多設(shè)計過程要么不求甚解，要么抄襲其他人。最終在這個環(huán)節(jié)的收獲也是寥寥無幾。
1.6考核標準存在差異
機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計的最后成績主要由課堂考勤、進度檢查、數(shù)據(jù)計算準確與否、作圖質(zhì)量和答辯等幾部分組成，分為優(yōu)、良、中、及格和不及格五個檔次。與筆試形式的考核不同，這種考核方式?jīng)]有一個明確的評分標準。由于每位指導老師評估成績時的側(cè)重點不一樣，導致考核時上述各部分所占的比重也不盡相同。為此而產(chǎn)生的影響就是經(jīng)常有學生對自己獲得的成績與預期有所偏差。這種現(xiàn)象也極大地打擊了部分學生的積極性，對該課程環(huán)節(jié)在全校的印象產(chǎn)生消極作用，不利于對下一屆學生課程的開設(shè)和管理。
2提高“機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計”水平的方法
2.1從題目改革入手，培養(yǎng)學生創(chuàng)新力
國外高校注重實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，建立創(chuàng)新激勵機制和多渠道、多層次開展實踐創(chuàng)新活動。培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力是世界上許多科技強國高等教育改革的目標。日本把科學技術(shù)中創(chuàng)造力作為一個重要的發(fā)展戰(zhàn)略。德國將學生開拓創(chuàng)新能力作為新世紀教育的重要部分之一。我國的高等教育也提出深化教育改革，加強素質(zhì)教育，開展提升創(chuàng)新的教育。提高學生的實踐能力，培養(yǎng)求異思維；注重個性發(fā)展，是培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的必要途徑。傳統(tǒng)的機械設(shè)計基礎(chǔ)課程目的是鞏固所學理論知識，重在引導學生將課堂所學融入到設(shè)當中。因此，減速器設(shè)計基本滿足這一要求，這也是課程設(shè)計題目常年不變的原因所在。題目和數(shù)據(jù)不變導致的后果就是學生思維受限，缺少對新事物的好奇心以及解決問題的新方法的探索。最終完成的作品大都中規(guī)中矩，缺少創(chuàng)新點。
21世紀的人才培養(yǎng)模式是：“低重心、寬口徑、重實踐、強能力”。為此我們必須更新教育思想和觀念，加強機械設(shè)計課程設(shè)計的改革和建設(shè)，著重培養(yǎng)學生的協(xié)同創(chuàng)新能力。為達到這樣一個目標，我們可率先從課程設(shè)計題目改革開始。減速器傳動裝置所包含的設(shè)計內(nèi)容確實能全面的概括機械設(shè)計基礎(chǔ)這門課的是知識點，不需要刻意回避對改題目的選用，但參與課程設(shè)計的學生專業(yè)各有不同，包括機械設(shè)計制造及其自動化、車輛工程、工業(yè)工程和材料專業(yè)的學生。我們可以從學生的專業(yè)不同入手，結(jié)合各專業(yè)的學習重點對題目適當調(diào)整，例如車輛工程專業(yè)主要培養(yǎng)的是與汽車工程有關(guān)的設(shè)計人才，學生對汽車的認識和興趣也相對較大。為此我們刻意將減速器設(shè)計改為變速器的設(shè)計，這樣既能與學生所學專業(yè)聯(lián)系起來，也能考核學生對機械設(shè)計基礎(chǔ)課程理論知識掌握情況，以此類推，對材料專業(yè)可在考核機械傳動零件的設(shè)計同時側(cè)重考核對減速器的材料選擇和結(jié)構(gòu)優(yōu)化。這些細微的改動既符合課程設(shè)計開始的目的，又能結(jié)合學生專業(yè)的特點。除此之外，教師還可以自主擬題，或者將一些適合學生的大學生創(chuàng)新比賽的題目引入課程設(shè)計當中去，讓學生又更多的選擇空間。同時，這些新題目參考資料較少，更能激發(fā)一部分學生對未知的挑戰(zhàn)，激勵學生發(fā)散思維，提出更多有創(chuàng)新的想法，最終設(shè)計出具有創(chuàng)新力的優(yōu)秀作品。
2.2合理安排設(shè)計時間，保證設(shè)計質(zhì)量
課程設(shè)計題目通常都是幾個學生做一個題目，只在數(shù)據(jù)上有所不同。課程設(shè)計的開設(shè)一般都在機械設(shè)計基礎(chǔ)課程之后，理論與實踐環(huán)節(jié)相對獨立，而對于在設(shè)計過程中需要運用的其他相關(guān)課程的知識，也與課程設(shè)計開設(shè)的時間相距較大。這些客觀原因都給學生的設(shè)計帶來不便，除去設(shè)計所花費的時間，學生還要花費大量的時間來回顧以前學習的課程知識。這樣造成的后果就是r間不夠，最終只能敷衍了事。
解決這個問題的關(guān)鍵在于如何安排時間。首先，傳統(tǒng)課程設(shè)計的任務(wù)下達時間較晚，學生準備不充足，容易手忙腳，這是由理論教學和實踐環(huán)節(jié)脫節(jié)而導致的。為此可將課程設(shè)計任務(wù)融入理論教學當中，分階段的穿插在教學過程中，使學生能夠明確設(shè)計要求，帶著設(shè)計任務(wù)進課堂。既有利于學生掌握課程內(nèi)容，又能培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的能力。同時，學生還可以利用課余時間研究課程設(shè)計任務(wù)，及時請教老師。這樣既能縮短設(shè)計時間，也能減輕教師的指導任務(wù)。逐步培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題并解決問題的能力。其次，就作者觀察，大部分學生在接到設(shè)計任務(wù)開始，或是埋頭思考，或是無所適從，缺乏交流和溝通。而現(xiàn)代企業(yè)對人才的需求上更多的是要求協(xié)同合作，在實際生產(chǎn)中，任何一個機械設(shè)備也不可能單靠一個人設(shè)計完成，也不可能單靠一個人的設(shè)計方法完善所有功能，必須融合團隊所有人員的思想。因此，必須在學生階段培養(yǎng)學生協(xié)同合作的能力。最后，課程設(shè)計任務(wù)中要求學生手工繪制裝配圖和零件圖，工作量較大。而且與現(xiàn)代企業(yè)的設(shè)計模式存在差異，為避免學生與企業(yè)脫軌，可適當引入計算機輔助軟件，培養(yǎng)學生的繪圖能力。
2.3改革考核制度，啟發(fā)學生創(chuàng)新思維
傳統(tǒng)的課程設(shè)計考核方式主要是答辯形式，一方面考核學生對設(shè)計任務(wù)完成的情況，一方面考核學生的語言表達能力。由于指導教師不同，每個人心中的考核標準存在一定差異，導致最終學生的成績也各有不同。解決方法之一是統(tǒng)一考核標準，在組織答辯之前，所有的指導教師可以集中討論，對評分標準有一個統(tǒng)一認識；其二是根據(jù)學生選題難度劃分不同評分標準，如：選擇常規(guī)題目和自選題目的學生在創(chuàng)新性上存在差異，可將創(chuàng)新能力作為評分標準；個別學生在繪圖過程中使用的計算機輔助工具，可將對軟件的操作作為評分標準；或者由學生組織團對設(shè)計并參與相關(guān)賽事，可將團隊合作作為評分標準。這些新型的評分標準可極大地激勵學生靈活應(yīng)用計算機工具，創(chuàng)新性的分析和解決工程實際問題。最終培養(yǎng)出適應(yīng)企業(yè)模式的綜合性機械類應(yīng)用人才。
3結(jié)論
本文結(jié)合了我國經(jīng)濟發(fā)展和現(xiàn)代企業(yè)的對人才的需求，對機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計這一實踐課程存在的題目單一、設(shè)計任務(wù)大、時間緊、理論是實踐脫節(jié)、學生態(tài)度不夠端正、缺少團隊合作精神、考核標準存在差異等方面的問題提出相關(guān)的解決方法，為提高機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計水平提供一定借鑒。
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一、機械設(shè)計課程設(shè)計教學中存在的問題與不足
1.題目單一
傳統(tǒng)的機械設(shè)計課程設(shè)計題目主要是各種傳動裝置中的減速器，一般多為圓柱、圓錐齒輪減速器和蝸桿傳動減速器。盡管該題目能系統(tǒng)訓練學生們對機械設(shè)計課程中的主要零部件的設(shè)計步驟和方法，使知識學得更扎實，設(shè)計能力有所提高。但這套設(shè)計題目缺乏新意，不利于培養(yǎng)同學們的創(chuàng)新思維與創(chuàng)新能力。
2.照搬照抄
由于設(shè)計題目陳舊，各種參考資料、網(wǎng)上資源針對該套設(shè)計有很多典型范例，甚至有完整的設(shè)計計算過程及參考圖提供，使得有些同學在進行課程設(shè)計時，沒有起到課程設(shè)計應(yīng)有的訓練作用。
3.計算機繪圖欠普及
傳統(tǒng)機械課程設(shè)計，手工繪圖貫穿始終，工作強度大、效率低。同時，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，CAD技術(shù)及其他三維設(shè)計軟件在機械制造中的應(yīng)用日趨廣泛，使機械設(shè)計思想、設(shè)計方法與設(shè)計手段都發(fā)生了極大變化，這些變化對面向新世紀的高校機械類專業(yè)學生的計算機能力培養(yǎng)提出了許多新的要求。
4.相關(guān)課程基礎(chǔ)不夠扎實，直接影響了課程設(shè)計的效果和進度
除了機械設(shè)計基礎(chǔ)以外，課程設(shè)計要用到工程圖學、力學、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)計的教學效果。
5.考核制度不完善
機械設(shè)計課程設(shè)計的考核一般主要包含了三個部分：圖面成績50%、平時成績30%和答辯成績20%。但圖面成績和平時成績實際上是一個比較籠統(tǒng)的成績，老師們各憑印象標準，自行決斷，并不能像正式考試那樣給出一個讓學生一目了然、欣然接受的成績，考核缺乏標準性和透明度。對學生今后的學習和畢業(yè)設(shè)計產(chǎn)生不好的影響。
二、機械設(shè)計課程設(shè)計教學模式改革措施
（1）課程設(shè)計題目多樣化和實用性。在進行理論教學時就對學生公布本學院各位老師的科研項目，讓學生們主動去找他們感興趣的內(nèi)容，鼓勵他們積極參與。組織學生參加大學生機械創(chuàng)新大賽或者由學生聯(lián)系生產(chǎn)實踐自創(chuàng)設(shè)計題目，老師提供課程設(shè)計指導講義上的若干題目等，實踐證明這種形式大大增強了學生學習的積極性和主動性。
（2）結(jié)合創(chuàng)新大賽，豐富設(shè)計選題。機械設(shè)計課程設(shè)計的題目首先要滿足教學實踐的基本要求，其次在規(guī)定的時間內(nèi)能夠完成。應(yīng)當嘗試結(jié)合全國機械設(shè)計創(chuàng)新大賽的主題進行自行選題與傳統(tǒng)齒輪減速器設(shè)計題目并存來豐富課程設(shè)計的題目。鼓勵同學們自主選題。通過結(jié)合創(chuàng)新大賽自主選題，其對有關(guān)理論的理解會更透徹，知識的掌握更牢固，創(chuàng)新能力也會得到提高。
（3）改革設(shè)計手段，加強計算機的運用能力。機械設(shè)計課程設(shè)計多在中高年級進行，學生已經(jīng)學完了計算機技術(shù)基礎(chǔ)課程，對CAD有了一定程度的掌握和了解。同時，由于在機械設(shè)計課程開課的同時，已經(jīng)布置了設(shè)計任務(wù)，可以要求學生針對自己的興趣學習某一種設(shè)計軟件。早期的CAD技術(shù)已經(jīng)發(fā)展的相當成熟，而Solidwork和Pro/En—gineer是參數(shù)化的三維CAD/CAM軟件包，具有零件三維造型功能、裝配設(shè)計功能、工程圖功能以及仿真分析功能等，正逐漸成為先進制造技術(shù)的核心技術(shù)。
（4）傳統(tǒng)的教學安排是在課程設(shè)計的教學周開始后才將課程設(shè)計任務(wù)書下發(fā)給每一位同學，學生拿到任務(wù)書才能進行有關(guān)的設(shè)計與繪圖、可改變以往傳統(tǒng)的教學順序，將減速器設(shè)計的部分內(nèi)容融于機械設(shè)計課程教學中，提早將課程設(shè)計任務(wù)布置給同學們。這樣，他們可事先將傳動零件的設(shè)計計算和標準件選擇等完成，節(jié)省了在課程設(shè)計中所花的時間。此外，還可安排學生進行減速器的拆裝實驗，增加學生對減速器的組成及結(jié)構(gòu)的感性認識，為后續(xù)的課程設(shè)計打下良好的基礎(chǔ)。
【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）04-0193-02
1.前言
物流工程專業(yè)在進行機械設(shè)計課程設(shè)計時該專業(yè)學生與機械專業(yè)學生的要求應(yīng)該有很大不同。首先，機械專業(yè)在進行機械設(shè)計課程設(shè)計時，先修課程較多，包括機械制圖、工程力學、材料與熱處理、機械加工工藝、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，僅有機械制圖、工程力學和電工電子技術(shù)等。其次，機械專業(yè)先修課程大都是多學時，學習比較深入；而物流工程專業(yè)先修課程大都是少學時，學生對相關(guān)知識有所了解但并不深入。第三，機械專業(yè)機械設(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學時左右，在這么短的時間內(nèi)要完成與機械專業(yè)同樣的設(shè)計內(nèi)容是有很大困難的。因此，根據(jù)學生的學習情況和現(xiàn)有的知識水平有必要對機械設(shè)計課程設(shè)計進行教學改革。
2.教學改革的目標
教學改革的目的是讓學生了解機械設(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，還要讓學生學會草圖繪制、總裝圖繪制、零件圖繪制等。
3.教學要求
與機械專業(yè)相比物流工程專業(yè)對機械設(shè)計課程設(shè)計要求略低。例如，機械專業(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，一方面，指明機械設(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)計一個用于帶式運輸機上的一級圓柱齒輪減速器。運輸機連續(xù)工作，單項運轉(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 帶式運輸機原始數(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，電動機把動力傳遞到帶式運輸機中間經(jīng)過怎樣的過程。經(jīng)過比較電動機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輸機，這個方案較為合理。把帶傳動安排到電動機和減速器之間起到較好的緩沖和減震作用，保護電動機。
4.3計算內(nèi)容的設(shè)計
4.3.1電動機選擇
首先，計算帶式運輸機的功率Pw。傳動方案確定之后，帶式運輸機的功率Pw按照公式Pw=FV/1000進行計算。其次，計算總機械效率η總。電動機傳遞到帶式運輸機經(jīng)過V帶傳動，機械效率為η帶；齒輪傳動，機械效率為η齒輪，齒輪傳動兩個傳動軸兩端各有一個軸承，機械效率為η軸承；帶式運輸機滾筒機械效率為η滾筒；減速器與帶式運輸機之間通過聯(lián)軸器聯(lián)結(jié)，聯(lián)軸器機械效率為η聯(lián)軸器。總機械效率η總為η總=η帶η齒輪η聯(lián)軸器η滾筒η2軸承。
最后，確定所需電動機功率Pd。所需電動機功率Pd為Pd=Pw/η總，根據(jù)Pd查機械零件設(shè)計手冊，電動機的功率應(yīng)大于等于所需電動機功率Pd。對于轉(zhuǎn)速為3000r/min的電動機，因為轉(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。對于轉(zhuǎn)速為750r/min的電動機，因為尺寸大價格高，一般也不選擇轉(zhuǎn)速太小電動機。最常使用的是1500r/min和1000r/min的電動機。綜上所述，根據(jù)所需電動機功率和轉(zhuǎn)速選擇需要的電動機。
4.3.2傳動比分配
根據(jù)前一個步驟電動機選定之后，電動機滿載轉(zhuǎn)速可查表得n滿。帶式運輸機即工作機的轉(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。電動機與帶式運輸機減速裝置有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，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動力運動參數(shù)計算
在選定電動機和傳動比分配之后，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、確定帶輪基準直徑dd1、dd2。根據(jù)計算功率Pc和電動機轉(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準系列直徑里面的數(shù)值選取。大帶輪直徑dd2通過公式dd2=i帶dd1來計算。
驗算帶速v。帶速不能超過25m/s，通過公式v=■來進行驗算。
確定中心距a和帶的基準長度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長度尺寸Ld。選擇基準長度Ld后，計算實際中心距a，公式■。
驗算小帶輪包角？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帶的基準長度Ld，查普通V帶的基準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度[σH]和彎曲疲勞強度[σF]。
（2）按照接觸強度初步設(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）校核彎曲疲勞強度。查齒輪的復合齒形系數(shù)，帶入公式對彎曲疲勞強度進行校核。彎曲疲勞強度公式為■。
（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)，由機械設(shè)計手冊中的圖表查得抗拉強度σb、屈服強度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)強度初步設(shè)計軸的最小直徑按照公式■進行設(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，同時考慮到強度的原則，從動軸均設(shè)計為階梯軸。軸的強度校核計算。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■鍵的強度合格。同理，從動軸與齒輪聯(lián)接處進行校核。
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)計需要同學們了解減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計，所以必須進行減速器圖紙設(shè)計，同時考慮到同學們的設(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.教學改革的實施及結(jié)果
通過物流專業(yè)同學們的設(shè)計實踐，同學們較好地完成機械設(shè)計課程設(shè)計教學任務(wù)。既了解機械設(shè)計的一般過程，又了解減速器的基本結(jié)構(gòu)，取得了較好的教學設(shè)計效果。
參考文獻：
[1]榮輝，付鐵，楊夢晨，等.機械設(shè)計基礎(chǔ)[M].北京：北京理工大學出版社，2013
關(guān)鍵詞：機械設(shè)計；課程設(shè)計；模式；探索
隨著我國社會結(jié)構(gòu)的變化，催生高等教育教學結(jié)構(gòu)與形式轉(zhuǎn)型，國內(nèi)地方高校在不斷探索應(yīng)用型人才的培養(yǎng)模式與體系。機械設(shè)計課程設(shè)計融合了機械設(shè)計基礎(chǔ)、機械制圖、機械制造基礎(chǔ)、極限配合與測量技術(shù)等課程的知識，是機械類專業(yè)培養(yǎng)學生機械設(shè)計能力與創(chuàng)新能力的實踐教學環(huán)節(jié)。因此，機械設(shè)計課程設(shè)計在培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標的機類和近機類高校實踐教學中具有十分重要的作用。當前，機械設(shè)計課程設(shè)計仍為減速器的理論設(shè)計計算為主，輔以二維圖紙表達，致使實踐性課程缺乏足夠的實踐環(huán)節(jié)。為此，以提高學生實踐能力與創(chuàng)新思維能力為目標，將模型3D繪圖與加工制造引入機械設(shè)計課程設(shè)計中，探索理論計算、設(shè)計繪圖、加工制造三位一體的教學模式。
1機械設(shè)計課程設(shè)計教學現(xiàn)狀
傳統(tǒng)教學模式將機械設(shè)計課程設(shè)計的教學目標設(shè)定為著重培養(yǎng)學生機械制造與設(shè)計的系統(tǒng)化設(shè)計思維，其是在機械原理與機械設(shè)計課程中機械零部件設(shè)計方法的基礎(chǔ)上設(shè)計機械裝置，進行機械機構(gòu)選擇與方案設(shè)計、總體布置、總裝配圖設(shè)計、主要零件設(shè)計及設(shè)計計算說明書編寫等訓練。機械設(shè)計課程設(shè)計選擇最具代表性的機械裝置“減速器”作為設(shè)計題目，其課程學習要求包括以下3點：①要求學生熟悉減速器的工作原理、各零部件裝配裝配關(guān)系和箱體類結(jié)構(gòu)設(shè)計等知識與技能；②著重要求學生掌握齒輪機構(gòu)、軸、螺栓組件、軸承、鍵、銷等零部件的設(shè)計計算與選擇；③要求學生熟練應(yīng)用標準、規(guī)范、手冊、圖表和設(shè)計資料。以采用塔里木大學機械電氣化工程學院機械設(shè)計課程設(shè)計為例，其教學模式采用傳統(tǒng)教學模式，在完成88學時的機械設(shè)計理論學習后，再開展為期2至3周的機械設(shè)計課程設(shè)計，學生以4~6人為一小組合作完成減速器理論設(shè)計、計算及二維圖繪制。在課程設(shè)計時間段內(nèi)，學生對減速器的設(shè)計僅停留方案構(gòu)思、機械零部件和機械總成的結(jié)構(gòu)布置與設(shè)計，均屬理論設(shè)計與繪圖，回顧以往的課程設(shè)計教學環(huán)節(jié)與學生反饋信息，發(fā)現(xiàn)在課程設(shè)計過程中體現(xiàn)出以下弊病：
（1）多數(shù)學生對綜合應(yīng)用所學知識與技能解決實際問題的能力較差，對減速器的結(jié)構(gòu)缺乏認識；
（2）學生對課程設(shè)計興趣不夠濃厚，缺乏自我設(shè)計與創(chuàng)新主動性，且過度依賴指導教師指引；
（3）在減速器的設(shè)計過程中，設(shè)計計算生硬套搬設(shè)計步驟，照抄設(shè)計手冊和減速器圖冊的減速器圖樣與尺寸；同時，在此教學模式下學生以完成作業(yè)任務(wù)式的心態(tài)對待課程設(shè)計，導致課程設(shè)計抄襲現(xiàn)象，亦無法達到課程設(shè)計原本教學要求。該模式下無法體現(xiàn)出設(shè)計創(chuàng)新與實踐教學，對培養(yǎng)學生自主創(chuàng)新設(shè)計作用微乎其微。
2機械設(shè)計課程設(shè)計改革措施
現(xiàn)代經(jīng)濟社會發(fā)展要求高校培育的人才能運用專業(yè)知識解決工程實際問題和探索問題的能力。機械設(shè)計課程設(shè)計作為一門機械專業(yè)機械設(shè)計綜合知識與技能應(yīng)用的平臺，是提高學生機械設(shè)計與工程素質(zhì)的重要環(huán)節(jié)。機械設(shè)計課程設(shè)計的教學目標不僅是為培養(yǎng)學生機械制造與設(shè)計的設(shè)計過程，也是在培育學生掌握機械產(chǎn)品或機械結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計思維，以及培養(yǎng)學生對現(xiàn)代機械產(chǎn)品的自主創(chuàng)新設(shè)計技術(shù)工作的適應(yīng)能力。針對傳統(tǒng)課程設(shè)計的不足，基于培育具備理論設(shè)計、實踐加工、理念創(chuàng)新的新型機械設(shè)計人才，對機械設(shè)計課程設(shè)計的實踐教學體系進行探索性改革，具體措施如下：
（1）重組機械設(shè)計課程的實踐教學體系。傳統(tǒng)的教學模式下，機械設(shè)計的實驗課程開設(shè)認識性或驗證性的實驗，主要包括機械零件結(jié)構(gòu)認識現(xiàn)場教學實驗、帶傳動實驗、液壓滑動軸承實驗、軸系部件設(shè)計實驗、減速器拆裝實驗等項目。以培養(yǎng)機械設(shè)計與制造能力為主線，重組機械設(shè)計課程的實踐教學體系，增設(shè)實操性實驗，制定新的教學計劃。基于傳統(tǒng)的教學模式下，對已有實驗項目做改進增設(shè)實踐操作性內(nèi)容。以帶傳動試驗為例，以往實驗要求學生觀察帶傳動彈性滑動和打滑現(xiàn)象，計算帶傳動的參數(shù)，新教學體系在此基礎(chǔ)上增設(shè)帶與帶輪的安裝和拆卸。
（2）課程設(shè)計內(nèi)容改革。傳統(tǒng)的教學模式下，機械設(shè)計課程設(shè)計以設(shè)計二級減速器為主，設(shè)計內(nèi)容以理論設(shè)計計算為核心。針對課程設(shè)計內(nèi)容實踐性環(huán)節(jié)不足，課程設(shè)計選擇相對較為簡單的一級減速器作為設(shè)計內(nèi)容，增設(shè)減速器3D繪圖和模型加工部分。減速器3D繪圖采用UG、SOLID-WORKS等軟件繪制，此項內(nèi)容增設(shè)依據(jù)新大綱模式下機械制圖、三維制圖課程整合為一體。減速器模型加工采用優(yōu)耐美、謝蘭微型模具加工機床加工。在新課程設(shè)計內(nèi)容與模式下，安排學生開展為期3周的機械設(shè)計課程設(shè)計，學生以6~8人為一小組合作完成一級減速器理論設(shè)計計算、二維和三維圖繪制、模型制作。新課程設(shè)計模式大幅增加了課程設(shè)計實踐性環(huán)節(jié)，不僅促進了學生課程設(shè)計的興趣，也消除了課程設(shè)計片面最求負責機構(gòu)設(shè)計而教學效果不良的現(xiàn)象。
（3）創(chuàng)新環(huán)節(jié)。課程設(shè)計選題采取多樣性、靈活性原則，將固定式的減速器設(shè)計改變?yōu)閯?chuàng)新與思考結(jié)合的裝置設(shè)計。基于此為突出課程設(shè)計的創(chuàng)新性，開展創(chuàng)新設(shè)計項目的調(diào)研、機械裝置設(shè)計方面專利文獻資料的檢索與收集、裝置設(shè)計方案構(gòu)思。課程設(shè)計內(nèi)容應(yīng)涉及機械設(shè)計課程中所學的機構(gòu)與傳動方式。設(shè)計任務(wù)確定為每組按照所選定的設(shè)計題目，綜合運用機械設(shè)計課程以及其他先修課程的理論和技能，運用合理的方法設(shè)計出方案。學生小組可選擇指導教師擬定設(shè)計題目，學生小組也可自行擬定確定設(shè)計題目，但需指導教師審核。
3設(shè)計模型加工
模型作為設(shè)計理念的具體表達，具有三維直觀、真實準確的特點，是產(chǎn)品設(shè)計最終的設(shè)計表達形式。對于機械設(shè)計專業(yè)的學生，模型制作不僅有助于分析和掌握產(chǎn)品的功能、結(jié)構(gòu)、形態(tài)、材料、工藝等，還能夠啟發(fā)設(shè)計靈感，開拓設(shè)計思維。在機械設(shè)計課程設(shè)計中增設(shè)模具加工環(huán)節(jié)，可提升機械設(shè)計與制造專業(yè)學生的設(shè)計思維與動手能力，也可有效融合機械制圖、二維制圖、三維制圖、機械原理和機械設(shè)計等多門專業(yè)課程的知識。機械設(shè)計的創(chuàng)新離不開模型設(shè)計加工工具與設(shè)備；優(yōu)耐美（奧地利進口）、謝蘭（美國進口）微型模具加工機床是模具設(shè)計的創(chuàng)新平臺，其安全、穩(wěn)定的性能是培養(yǎng)動手能力優(yōu)良設(shè)備。國內(nèi)部分高校已開設(shè)微型模具設(shè)計加工課程應(yīng)用于學生實踐操作技能和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的課程。微型模具加工機床采用模塊式結(jié)構(gòu)，機體微型輕巧，組裝、操作簡單，由鋸床、車床、磨床、鉆床、銑床、銑齒床六大類機床組成，可對木質(zhì)、軟質(zhì)金屬、樹脂膠板等材料進行切、削、磨、銑、鉆等加工功能。據(jù)課程試驗性操作證明，微型加工機床可以車軸（木質(zhì)、鋁質(zhì)等材料）、銑齒輪、鉆孔、裁切板材、磨削毛坯等。在機械設(shè)計課程設(shè)計中引入微型模具加工，極大的提升了學生課程設(shè)計的興趣，也有效提升了學生的動手操作能力，也為了數(shù)控加工課程的學習奠定了基礎(chǔ)。
4“三位一體”模式構(gòu)建
在1979年，北京科技大學“機械設(shè)計制圖”課程教學團隊對非機械類機械基礎(chǔ)系列課程進行了改革試驗，把“畫法幾何及機械制圖”、“機械原理”、“機械零件”三門課程有機地整合為一門課，在教學內(nèi)容、教學模式和教學方法上進行了改革創(chuàng)新，并多次獲得教學成果獎。國內(nèi)諸多教學工作者開展了二維教學模式向三維立體教學模式的轉(zhuǎn)化與融合的嘗試，提出了工程制圖三維化教學模式。舒宏等提出CAD制圖內(nèi)容穿插在制圖教學中開展。在制圖課程中融入形體、零件三維建模，部件的裝配與驅(qū)動關(guān)系，直觀地理解零件的形狀、配合、部件的工作原理等。三維CAD教學從產(chǎn)品設(shè)計的角度，以三維產(chǎn)品設(shè)計到二維工程圖為主線。機械制圖、三維實體設(shè)計、機械設(shè)計三門課程的內(nèi)容相互聯(lián)系緊密，國內(nèi)外諸多教育工作者試圖將此三門課程融合為一體。而此三門課程內(nèi)容在機械設(shè)計課程設(shè)計的設(shè)計內(nèi)容中得到綜合體現(xiàn)與應(yīng)用，將設(shè)計與加工制造結(jié)合可將設(shè)計思維正確與否得到準確的驗證。故探索將模型3D繪圖與加工制造引入機械設(shè)計課程設(shè)計中，探索理論計算、設(shè)計繪圖、加工制造“三位一體”的教學模式。在此教學模式中，學生的課程設(shè)計不在單純意義上的設(shè)計計算，設(shè)計模型加工與制造是課程設(shè)計重要的組成部分。以往依據(jù)理論計算，確定零件尺寸與裝配關(guān)系，依據(jù)選材校核零部件的強度與剛度。現(xiàn)在需要依據(jù)加工單元與材料來考慮所設(shè)計裝置各零件形狀與尺寸，形成了由零件加工形式、模型裝配、零件設(shè)計計算等一體化的設(shè)計加工模式。以一級減速器設(shè)計模型為例，新教學模式下齒輪、軸的模型設(shè)計需要依據(jù)微型模具加工機床加工范圍來設(shè)計計算零件的尺寸與材料，箱體模型采用木板裁切、粘拼而成，螺栓組件、軸承、鍵、銷等標準零部件可選配或采用其他材料替代。零部件理論設(shè)計計算、裝置傳動效率計算過程不再是單純的搬套，裝置二維或三維圖形繪制亦無從過度復制粘帖，且在整個設(shè)計過程中需要多位同學協(xié)同完成設(shè)計。
5實踐效果
2014年，在機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)單班的課程設(shè)計中應(yīng)用新的教學模式，課程設(shè)計期間學生無缺勤現(xiàn)象，且改變了以往小組內(nèi)“吃大鍋飯”的現(xiàn)象，整個小組內(nèi)按照設(shè)計要求分工任務(wù)。經(jīng)問卷調(diào)查表明，學生對新模式下的機械設(shè)計課程設(shè)計滿意度極高。同時，機械設(shè)計課程設(shè)計的改革也為后期學生開展大學生創(chuàng)新試驗與設(shè)計奠定了良好的基礎(chǔ)。機械設(shè)計課程設(shè)計教學改革以來，有效促進了機械設(shè)計課程設(shè)計的建設(shè)與發(fā)展，有效提升了學校教學質(zhì)量，逐步形成了以設(shè)計項目為主線組織設(shè)計計算、繪圖、模型制作“三位一體”的新模式。
參考文獻
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