机械设计课程设计范文

时间:2023-02-24 06:01:57

机械设计课程设计

机械设计课程设计范文第1篇

《机械设计》是机械类专业学生的一门主干技术基础课,它以通用机械零部件的设计计算以基本内容,通过该课程的教学,综合运用本课程和其他先修课程的知识,使学生具有设计机械传动装置和一般机械的能力。除了课堂教学,本课程还安排2-3周的课程设计。《机械设计》课程设计本来是根据《机械设计》课程的内容、学习要求,安排的随该课课程设计。不只如此,更是机械类学生大学期间一个重要的实践性环节,是机械类学生第一次全面设计实践训练。此次设计是毕业设计、未来的设计工作的基础和起点。众所周知,“良好的开端是成功的一半”,故此次设计对于学生极为重要,尤其是对学生建立正确的设计理念。因为设计理念是设计的核心和灵魂,通过课程设计,使学生初步理解、体会设计理念的内涵和关要。要实现此目标,教师在课程设计中的科学指导非常关键。课程设计时,学生们一般是大三上学期,从学校到学校,一直习惯于考试,考试训练的习惯,使得很多同学,习惯于寻找答案,特别是一个标准答案。此种思维模式和设计有很大的不同,设计是针对实际的问题,实际的问题的解决,其答案可选项往往有多种而非一种。这一点很多学生设计时不习惯、不适应。例如轴的设计中,经过计算:轴径d>=21mm,经常有学生问,d取多少是正确的?这要看此轴段上,有无装其他零件?与同轴上其他轴段的关系?若此处是普通转轴的过度轴段,其上不用装任何零件,那么取21.5、22、22.5、23、24、25等都是对的,可选项理论上无穷个,设计时自己选择一个即可。另一方面,设计是一项系统工程,设计时,哪怕一个零件的设计也要考虑相关的很多实际因素,更何况一部机器的设计。相比而言,以前学生们的单科学习考试,要简单得多。设计时,不只用到《机械设计》、或某一科单科知识、往往要涉及多门相关先修课程,如《机械制图》、工程力学、材料、互换性及测量技术等等,还要参考手册、图册等设计相关资料。为使学生从应试思维、心态顺利过渡到课程设计应有的状态,指导教师的科学指导非常关键。二十年以来,笔者一直从事《机械设计》教学和课程设计的指导,曾跟从前辈老教师,听授他们的课程指导,自己独立指导过学生课程设计不少于三十批次。虽然关于设计理念,设计指导相关书籍、资料非常多,而且很完备。但切合学生课程设计时的实际情况,使他们易于接受、应机施教的讲解、做法却很少见到。基于此点,笔者在此总结前辈和自己在课程设计中做法,但愿能对同行他人有所启发和帮助。

2.《机械设计》课程设计中的设计指导

2.1设计理念的解读

根据学生的实际情况,讲解设计的理念使学生理解何谓设计,然后学生在此次课程设计中才有可能按此理念去设计、去实践。故切合学生的心态,恰当的解读是很重要的。2.1.1首先,设计必须结合实际,不能脱离实际而设计由于学生从学校到学校,机械工程、设计实践的机会很少,什么叫“结合实际”,他们自己不好理解。虽然当前是课程设计,但作为老师,教学活动不应局限于此,既要着手于当下的设计,更重要的必须立足于未来,从为培养未来工程师的角度来考虑。

2.1.1.1选题方面,必须具有实际意义、具有应用性,不能脱离实际;本次课程设计中,题目是确定的。不久的将来,学生们会参加工作,若做设计性的工作,如果选题方面已定,不必说了;倘若是自主选题、或根据用户要求定课题,则应知道选题的原则和注意事项。需要慎重考虑设计题目是否合适,是否符合用户要求、是否符合国家环保要求、或至少不违背相关的法律、法规等(例如至少不能损害公众利益等)。

2.1.1.2课题的设计、制造等环节必须考虑实际实施,具有合理性、可行性,最好方便实现。此项内容涉及的环节因素很多,从思考角度方面:一方面是用户,站到用户立场考虑,尽量满足用户的需求;另一方面,对生产制造方而言,方便实施。应考虑的因素很多,但结合学生的情况,不宜要求太多,讲得太多,否则学生很难把握,只就目前较易理解和接受的来讲和要求。以设计时选材为例:一般用户希望产品价格低,机械产品零件常用金属材料,如钢、合金钢等,这些材料市场上易采购到(方便生产方),若一般碳素钢能用,就不一定要选合金钢,因为价格方面合金钢要贵一些,当然有其他考虑必须选用合金钢,则属另一种情况。如果设计选材选用昂贵材质,必然增加产品成本、使产品价格高,增加用户的经济负担。再如公差等级等方面涉及很多,从易于理解的精度等级方面给学生讲解,他们容易理解:低精度能满足实际要求,就不一定要选精度高的,例如9级齿轮就可以,就不必选8级。因为低精度易于实现、成本低。等等。

2.1.2设计与计算

课程设计中,不少同学搞不清设计和计算的关系,相当多的学生认为必须先计算,依据计算数值才能定零件参数;还有学生不管老师分配的原始参数,找来图纸资料参照就开始画图;这两种做法都有失偏颇。在设计中,要根据具体的问题来定,一般说来,设计中的一些零件是先计算,依据计算数值才能定零件参数,再具体结构设计,例如带式输送机传动装置中齿轮、轴;一些零件是参照资料(或图纸)或其他相关零件先选好,而后验算或核算,例如轴上用的滚动轴承,依据轴径先选择类型、型号,再做计算;有些零件目前无法计算,依据经验或参照类似零件直接设计、完成工作图的绘制、例如减速器箱体、箱座;一些零件,如不受载荷或载荷很小,不用计算,例如定位销。

2.1.3参考借鉴与自己设计

设计手册、设计相关资料等,是设计人员必须配备的。即使是对设计经验丰富的工程师,设计时仍需要借助手册、图册等设计相关资料,更何况是没有设计经历的同学。故设计中、继承和借鉴,参考前人的成果是正常的、也是应该的,依据设计手册、相关资料来完成自己的设计是必须的。否则,单单靠自己,完成一项设计是不大可能的。当然,参考、参照也不是盲目照抄,而是根据自己的设计问题去参考借鉴。而且设计中,运用标准、手册、图册和有关资料,解决实际问题的能力,是工程师的一项基本技能和要求。《机械设计》课程设计其中一项任务,就是培养和锻炼这项技能。故《机械设计》课程设计中,参考借鉴是必须的,另一方面,设计时根据具体情境,做出合适的选择在设计时更为重要,这有时只涉及《机械设计》、或某一科单科知识、有时要涉及多门相关先修课程知识的综合运用,在设计中,应用学过的理论知识做出自己认为合理的选择,就也是课程设计中的一项重要内容。

2.2设计的实施指导

首次布置课程设计时,先按照上述内容,对学生的课程设计做共同指导。以后的时间里,一般高校,课程设计安排3周(或2周),教师去设计教室实地具体指导是很重要的环节。去设计教室,针对学生提出的具体问题,个例问题、普遍性的问题的答疑、讨论,使学生在设计中去体会、理解设计,进而为毕业设计打基础,也为未来的工作奠定初步的基础。有少数教师把设计题目、任务布置后,很少去实际指导或不去指导,认为借此培养学生的独立性和创新能力,此种观点不敢苟同。笔者认为,教师的身体力行对学生是非常重要的教育。结论《机械设计》课程设计是机械类学生的首次重要的设计实践。教师的指导,尤其是对设计理念的讲解、针对他们存在的误区解读,对学生非常重要,因为设计理念是设计的核心,树立正确的设计理念对课程设计乃至学生以后的设计工作,意义重大。根据学生们习惯的考试心态,恰当的解读设计理念,使他们处理好设计与计算,参考借鉴资料与自己设计的关系等。使学生理解何谓设计,从而在课程设计中按此理念去设计、去实践体会。教师在讲解设计理念时,不求面面俱到,关键是能点出学生习惯的、与设计相背的思维模式与想法。他们暂时不好理解的,可以暂且不要求,这是首次布置时教师要做的。在以后的时间,指导教师最好能去设计教室实地具体指导,这是很重要的环节。这样能适时把握学生的动态,使他们不至于偏离设计的根本理念。对学生的个例问题、普遍性的问题的答疑、讨论,能加深学生对设计思想的理解,更好地把握设计的理念,以便顺利完成课程设计,为将来的设计奠定良好的基础。

作者:王红梅 单位:山东理工大学机械工程学院

参考文献:

[1]邱宣怀,郭可谦等.机械设计[M].北京:高等教育出版社,1997(2004).

机械设计课程设计范文第2篇

关键词: 机械设计 课程设计 教学改革

机械设计课程设计是机械类专业和近机类专业学生在学完机械设计及同类课程后所设置的一个重要的教学实践环节,也是工科院校学生第一次较全面、规范地机械设计的应用实训环节。通过课程设计这一教学环节,力求从课程内容上、从分析问题和解决问题的方法上、从设计思想上培养学生工程设计能力。其主要目的是培养学生综合应用机械设计基础课程及其他先修课程的理论知识和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力,并使所学知识得到巩固、加深和融会贯通,协调应用;使学生学习和掌握一般机械设计的基本设计方法,设计步骤,培养独立设计能力,为今后专业课程设计及毕业设计打下基础;使学生在设计中得到基本技能训练,如计算、绘图、使用相关资料(手册、图册、标准和规范等),以及正确使用经验数据、公式,等等。

为了有效利用课程设计提高学生各种能力,我们针对传统课程设计进行了一些教学改革,具体措施如下。

一、设计任务改革

1.设计题目改革。将学生分组,传统的课程设计一般一个组一个设计数据,个别学生有依赖思想,不动脑筋,仿照甚至照抄别人的设计。改革后每个组设计任务不同(如有的组要求设计直齿轮传动,有的组要求设计斜齿轮传动),组内每个学生的设计数据也略有差异,这样基本上是一人一个设计题目,但组内成员设计题类似,既杜绝学生想照搬别人的思想,又利于组内讨论和学习,通过设计每个人的水平都会上一个台阶。

2.设计内容改革。在设计题目中添加一些限制条件,如要求一级圆柱齿轮减速器两齿轮中心距在90—130之间,在设计过程中如果学生传动比分配不好就难于达到这个要求,需返回重新设计计算强调设计过程中“三边”设计理念(即边计算,边画图,边修改),也使学生形成了优化设计方案的理念。

二、设计时间安排改革

传统的课程设计一般放在机械设计课程学完后二周进行,改革后将课程设计穿插于机械设计课程教学中,将课程教学内容分为两个项目,项目一为牛头刨床机械传动系统分析,项目二为带式输送机传动装置设计。课程设计的内容就穿插于项目二中教学,增加了原来课程教学中没有的电动机选择、传动方案选择、运动和动力参数计算等部分,这样学生可以根据运动和动力参数计算的结果进行带传动、齿轮传动、轴系结构等的设计。这样使学生通过设计这个主线把所学知识串起来,感受本课程各部分内容的有机联系,从而提高学习兴趣,自觉地投入学习,避免过去经常出现课程设计做完了才明白机械设计学的是什么的情况,课程学习更有目的性。

三、设计内容的变化

传统的课程设计都是把一些定式的设计作为内容,如带式运输机传动装置中的减速器设计。改革后将项目一机械传动系统分析应用作为一个创新项目的辅助设计,对培养学生创新意识、调动学习积极性和培养创造力有很大的作用。在课程设计中机械系统运动方案、设计内容等都可以自行选定,充分发挥学生的主观能动性。如学生设计的多功能灯罩、多用厨灶、吸尘黑板刷、玩具熊猫吐泡泡等都是非常具有创意的作品。这种与社会工作相接轨的设计模式能极大培养学生分析问题解决问题的能力,学生毕业后能快速适应社会。

四、绘图方式改革

传统的课程设计一般采用手工绘图,而且零件图一般选用轴或齿轮类零件,改革后采用手工绘制装配草图,用CAD软件绘制正式装配图及零件图,而且零件图要求每组有一套完整的非标准件零件的零件图。对个别CAD软件应用有难度的学生也允许用手工绘图。

五、答辩方式改革

传统的做法是设计完毕后统一答辩,其弊端是要留出答辩的时间较多,另外答辩中的问题学生没弄清的答辩后可能也不会再去探究了。改革则采用教师在辅导过程中就提出问题,要求学生回答,作为一个过程考核,这样在设计过程中老师能利用闲暇时间了解学生掌握知识的程度,学生也能通过问题弄清设计过程中要注意的一些细节及必须掌握的知识,达到课程设计的目的。

机械设计课程设计是相对比较繁杂的,通过采取以上改革措施可以在一定程度上调动起学生的积极性,并使抄袭的现象得到有效遏制,同时也激励大家既进行竞争又加强合作,最重要的是提高了学生应用所学知识解决问题的能力。模具0811班吴德春同学在设计小结中写道:“通过两周时间的课程设计,我从中学到了很多东西,平时课堂上教师讲的知识点在课程设计过程中我们需要认真的连成‘线’,综合起来后才能将自己的减速器完整地、正确地设计出来,远比多上几节课更让我获益的多,希望今后能够多些此类型的课程,让我们所学的知识能够有一个大综合,既可以巩固知识、增长见识,更是为今后的工作进行的实战训练,同时,也让我们拾起了即将遗忘的大一的知识,让我们真正认识到复习巩固的重要性,远比老师叮嘱几遍来得更真切实在。”模具0811班冯灵同学则说:“啊!好累!好烦!好紧张!这是我心中的感慨。每天在跟时间赛跑,与自己的耐心相对抗。我发现人的潜力是无尽的,只要你去努力,那些不可想象的事情就没有那么难了。一分付出一分收获,这两周的课程设计我过得很充实,也学了很多。”

参考文献:

[1]景华荣,杭佑庭.高职机械设计教学与创新设计能力的培养[J].中国教育技术装备,2009,(9):43-44.

[2]刘建华,庞姗.《机械设计课程设计》改革的探索与实践[J].湖南农机,2011,(09).

[3]张健,起雪梅.基于加强教学环节的“机械设计课程设计”教学改革与实践[J].长春理工大学学报,2011,(09).

[4]何秀媛,张健,起雪梅.高职“机械设计课程设计”教学改革的几点建议[J].现代交际,2009,(09).

[5]郝秀红,邱雪松,王琼,白文普.机械设计课程设计教学改革初探[J].教学研究,2011,(03).

机械设计课程设计范文第3篇

关键词:一流专业建设;机械设计课程设计;教学改革

随着当今经济社会智能化、信息化发展,各行业对专业优秀人才的需求量急剧增长,对专业人才的培养质量和高校教学质量提出了更大的挑战和更高的要求与标准。教育部也先后了关于高等教育改革的系列文件并推出了一系列重大举措,于2019年印发了《关于实施一流本科专业建设“双万计划”的通知》。要求全面开展一流本科课程建设,树立课程建设新理念,推进课程改革创新,并就一流课程建设的总体要求及建设内容提出了具体实施意见[1]。在此背景下,加快建设高水平本科教育和全面提高人才培养能力势在必行。“新工科”建设旨在培养新时期具有深厚工程素养的专业人才以适应社会人才需求,并为我国科技创新与产业发展提供人才支撑。相比以往的人才培养要求,一流的工科专业需要培养工程能力强、服务意识强、具备国际竞争力的卓越工程师,这也是“建设工程教育强国”和“产学合作协同育人”的要求。完善的实践教学体系是保障工程领域一流专业人才培养的关键,为培养学生的工程意识、创新精神、协作能力以及运用理论知识解决设计问题的能力提供了途径。长春光华学院机械工程学院始建于2007年,设有机械工程、机械电子工程、汽车服务工程、机械设计制造及其自动化4个本科专业,以及智能机电技术1个专科专业,其中机械工程专业于2019年被教育部批准为首批国家一流本科专业建设点、吉林省一流专业、“十三•五”吉林省特色高水平建设专业,拥有1个省级优秀教学团队,1个省级实验教学示范中心。为了落实贯彻国家对本科人才培养的政策,在一流专业背景下如何建设好机械工程专业,为国家和地方培养更多的优秀人才,专业团队在这方面有些思考。本专业以立德树人为根本,培养具有家国情怀和社会责任感,具备机械工程专业基础理论和工程应用能力,能在机械工程领域从事设计制造、维修与检测、智能制造生产的,具有创新能力的高素质应用型人才。具体培养目标如下:

1.注重学生养成教育,热爱祖国,遵守法纪,富有社会责任感和人文精神。

2.具有一定的自然科学基础,较好的人文社会科学基础,并熟练掌握一门外国语。

3.系统地掌握本专业所涉及的领域知识,例如包括机械学、机械制造技术、力学、电工电子技术、基本理论、实践课程以及实验技能。

4.系统地掌握机械制图、数据计算、实验分析、文献检索的基本理论和应用技术,具有相应的研究、应用和开发的基本能力。

5.获得较好的机械工程学科实验能力及相关领域的工作实践训练。

6.具有自学及跟踪行业发展能力,能在机械工程领域从事设计制造、维修与检测、智能制造生产等方面工作。本文就生产实践教学方面的一些教学改革进行探讨。《机械设计课程设计》是机械类学生课程任务中重要的一环,是理论课程的延伸,也是强化学生机械工程设计能力不可或缺的专业技能课程[2]。这门课程对于学生的综合能力要求较高,需要学生在课程中综合应用机械制图、材料力学、机械原理等前期课程的知识并要求学生运用所学的知识去分析和解决实际工程问题的能力。尤其是在科技飞速进步的时代,学生更应学会融会贯通,注重培养创新精神和能力[3]。目前,我校《机械设计课程设计》主要内容为减速器的设计。设计过程中需要学生理论课学习阶段的相关知识,如有关传动方案设计、工程材料、基本零部件设计、机械原理等多课程内容。但是多年来减速器一直作为传统的设计内容,存在内容陈旧、思路单一并且网上现成资料过多等诸多问题。因此,在一流专业背景下以培养学生的工程能力为主线,机械设计实践课的教学改革已迫在眉睫。

1课程现状

《机械设计课程设计》通常安排在第五个学期末,是机械类专业学生在完成《工程图学基础》、《专业绘图基础》、《工程力学》、《工程材料与成型技术》、《机械设计基础》、等先修课程学习之后,对自身机械工程设计能力的综合检验,能为学生后续毕业设计和毕业参加工作后的机械产品设计奠定专业基础。

1.1任务集中

以机械工程专业为例,机械设计课程设计所有教学内容在两周内完成。因目前高校普遍存在编制人才培养方案时将理论课程前置的现象,大四以前课程集中,考试科目数量多、难度大,以至于学生很难集中精力充分利用2周时间来开展课程设计工作,而学生用心、用时、用力不够,割裂了课程本身的联系,达不到课程设计应用的效果,课程设计完成质量自然普遍不高。

1.2方法陈旧

我校的课程设计工作量为手工绘制减速器装配图、零件图若干以及相应设计报告一份。虽然通过此过程可以提高作图能力,但是目前虚拟仿真技术已经非常成熟,包括CAD软件以及动力学、力学分析软件已经普遍被应用在机械设计等领域,而仅有一小部分学生会去主动学习虚拟仿真技术。

1.3考核单一

未能充分调动学生学习积极性。目前,教师对“机械设计”课程设计的考核方式主要以检查学生最后提交的图纸和说明书等最终纸质文档为主,该终结性考核方式很难真实有效地评价学生运用所学知识开展机械设计的工程化能力和水平[4]。特别是个别学生在课程设计过程中入精力不足,却又凭借最终纸质材料侥幸获得高分,这会对平时设计和计算都十分认真的学生造成消极影响。

2改革研究与探索

2.1同步开展理论教学与实践环节

在开展机械设计理论课程的教学伊始,由指导教师提前布置课程设计任务,学生以任务为导向进行设计,将理论课学习和课程设计同步进行,按照理论课教学进度,学习完一部分理论内容后,学生应针对该部分理论知识完成课程设计中相应模块的设计、计算任务,将理论知识得以充分实践,既增强学生应用理论知识解决工程问题的能力,又保证课程设计任务顺利完成。例如,机械传动部分内容学习完成后,学生须完成设计任务中对应的传动件设计,并以设计小组为单位对阶段性成果进行总结讨论。随着理论课程学习进程,所布置的小组任务即各零部件设计也随之完成。把后期集中的课程设计内容分解细化到教学周期当中,可以在理论知识学习后马上进行设计设计实践,加深学生对知识的理解和运用,增强了主观能动性。不但避免了知识的学习与运用严重脱节的问题,而且可以减轻学生后期的学习压力,减轻了集中实践环节的工作量,避免了与期末考试时间上冲突的问题。

2.2将手工制图与计算机绘图相融合

本门课程的传统教学方法是通过教师的讲解,学生在教师指导下通过查阅机械设计手册等相关资料,完成设计说明书中如输电方案确定、电极选择、参数选择、传动部分零部件设计以及箱体、润滑及其他附件的选择等;手绘图纸如装配图、零件图等[5]。设计过程呈现出的进度慢,存在抄袭情况且准确率不高,修改繁琐等弊端,降低了整体课程设计的效率,不足以支撑在我国产业转型升级、科技更新发展及行业企业改革等大背景下对应用型人才的培养目标要求。我校为应用型本科院校,在本门课程的改革探索过程中,在各环节的设计中将二维手绘图纸与多种参数化的三维CAD软件相结合,实现互补,并通过三维模型再生成二维CAD机械图,使手绘图纸的种种缺陷得到弥补,不仅可以使制图的效率大幅度的提高,还可以以三维形态呈现学生的设计思想。此外,传统的教学方法主要是以教师为主体,通过系统讲解传授学生被动接受知识。但是学生对其内容往往印象不深,甚至一知半解。而在相应改革后,在教学方法上鼓励教师和学生合作,共同参与交流、讨论,鼓励案例式教学模式,注重对学生知识、能力与综合素质的培养。教师通过布置一些具备综合性、创新性的问题,引导学生自主查阅文献,或者学生可以根据需求申请借助实验设备与资源实现设计,激发学生自觉学习、发散思维以及自由创造,培养创新意识与创造性思维,并且在这个过程中,教师也可以与学生一起探索新的教学方法及模式。

2.3建立全面的成绩评价体系

传统的机械设计课程设计过程中,设计说明书手绘图纸是作为成绩评定的依据,但会带来例如同学之间尤其是同组成员间的相互抄袭,图纸只是改一下数据,缺乏自主设计,对设计内容减速器的工作原理及各零部件之间的配合关系并不了解,这与一流专业建设的要求是相悖的[6]。依据教育部所印发的《关于加快建设高水平本科教育全面提高人才培养能力的意见》,文件中提及,教学环节中的考核不应只注重结果,应倾向于科学、严谨的过程性考核,并加大过程考核成绩在总成绩中的比重[7]。所以我们制定了全面性评定体系,提高对学生的综合能力水平的考核。同时要求指导教师更应注重在设计过程中与学生的交流和讨论,在不同设计阶段,及时了解和记录学生设计情况,给予相应评分,作为最终成绩的重要组成成分,以调动学生学习的积极性,此举也能有效避免抄袭现象的发生,从而保证最终成绩能全面反映出学生的设计能力。除了将原有图纸及设计说明书作为考核依据,考核的重点如下:

1.设计方案制定情况的考查。小组成员通过讨论、分工、查阅资料并结合机械设计课程内容,制定合理的设计方案。方案审核注重是否有创新点,以及每部分的完成质量,给予小组总分及每个同学的个人得分。

2.对成果质量的考查。成果包括工程图(手绘图和三维图)、设计说明书、答辩、以及衍生成果。其中答辩环节涉及小组答辩代表以及每位同学,每名同学均作为设计环节各自主要完成部分的答辩人,答辩时的表达能力也将作为考核内容。衍生成果主要包括虚拟仿真、期刊论文、专利或“挑战杯”等活动。此项不做硬性要求,鼓励有能力的学生去尝试参与相关活动,甚至可以借此鼓励学生提前进入实验室,跟随教师从事相关科研项目。

3结语

对标一流专业建设和新时期人才培养要求,长春光华学院机械工程专业对机械设计课程设计进行了改革与实践,并针对实践情况提出了进一步完善的建议。课程组经过多年的“机械设计”课程设计实践改革,在以下三个方面取得了良好的效果:一是课程设计实践与理论教学同步,即课程设计由分散的设计任务和课程设计周组成,较好地解决了设计任务重、时间短的问题,同时以课程设计任务为驱动可激发学生的主观学习能动性,亦可促进学生对课程基本知识的理解,这有利于提高学生的工程实践能力和创新意识、团队合作精神,提升学生的交流与沟通能力,从而促进其知识、能力、素质的有机融合;二将手工制图与计算机绘图相融合,在手工制图与计算机绘图之间仍然存在着一定的争议,所以在这个过程中我们不能盲目选择,而是应该理性地看待两种制图方式的优缺点;三是改革课程设计的考核方式,从而更加科学、有效、合理地评价学生课程设计成,这样能系统和全面地考查学生在课程设计过程中的个人作用、团队协作精神及陈述表达能力。在这个过程中,也要求教师摆脱原有的教学观念,提高自身的专业素质,达到教学相长的结果。

参考文献:

[1]王利霞,冯占荣,刘文光.机械设计课程设计教学模式探讨[J].教育现代化,2019,6(33):91-92.

[2]李轩.“机械设计”课程设计教学改革研究与实践[J].教育教学论坛,2022,3(10):63-66.

[3]朱明.以学生创新能力为导向的机械设计课程设计教学改革[J].教育教学论坛.2019,7(29):127-128.

[4]黄霞,丁军,吴敏.新工科视角下“机械设计”课程设计改革实践[J].西部素质教育,2022,4(8):37-39.

[5]谢元媛.高校机械设计课程教学改革模式分析与研究[J].汽车时代,2020(13):57-58.

[6]王利霞,冯占荣,刘文光.机械设计课程设计教学模式探讨[J].教育现代化,2019,6(33):91-92.

[7]范雪兵.“机械设计课程设计”多理念融合教学改革实践探讨[J].中国电力教育,2012,5(26):69-70.

机械设计课程设计范文第4篇

关键词:机械设计;课程设计;指导方法;研究与实践

中图分类号:G642.41 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)07-0171-02

一、引言

机械设计是机械类学生一门重要的技术基础课[1],而机械设计课程设计又是继机械设计课程结束后的一项重要的实践教学环节,同时是第一次对学生进行全面的设计训练。它在培养学生核心技能方面,占有重要的地位。机械设计课程设计可以说是引导学生进入机械设计领域的环节,通过对通用机械(或其他简单机械)的传动装置的设计,培养学生正确的设计思想和分析问题、解决问题的能力,特别是总体设计和零部件设计的能力,达到理论联系实践的初步能力[2]。本文结合我院三本学生的特点,对机械设计课程设计指导方法进行了一些有益的研究与实践。

二、我院机械设计课程设计的背景

我院建校前几年由于师资力量有限,主要依赖兼职教师指导课程设计,这些兼职老师大多来自一本院校,他们时间有限,指导方法基本沿袭一本院校的指导方法,每天集中一两个小时在教室集中指导,而三本学院的学生依耐性强,老师走后基本是放鸭子,因此抄袭现象特别严重。此外,在教学指导过程中也存在一系列问题,比如必须掌握的知识点、知识群、关键内容都没有明确,指导过程因老师而异,随意性较大,标准不统一。因此,进一步规范课程设计的内容、指导方法、达到的目标、必须掌握的知识点和知识群,显然是提高实践教学质量的重要内容和措施。后来随着一些青年教师的引进,我们对机械设计课程设计的题目、应该完成的内容及进度要求、考核方法等进行了一系列的研究与实践,使学生达到掌握知识点的目的。

三、针对机械设计课程设计题目、指导方法,进度安排及考核方法进行改革

(一)设计题目的改革

以前兼职老师给的课程设计题目是多样化的,鉴于我院学生的基本条件,我们把课程设计的题目统一标准化了,传动方案也已经给定,目的是让学生熟悉课程设计的一般方法,掌握应该掌握的知识点,并对机械设计的理论课的知识加以巩固,并不要求他们创新设计。其设计题目、初始条件和传动方案如下:设计题目:带式运输机的传动装置;初始条件:带式运输机可运送谷物、型砂、碎矿石、煤等。两班制工作,连续单向转动,有轻微振动,输送带的速度允许误差为±5%,使用期限为10年。卷筒与输送带间传动效率96%,减速器批量生产。传动方案及原始数据如图1和表1。

要求学生每人按学号顺序依次选一组数据进行设计计算。

(二)指导方法改革

在课程设计之前,负责人对指导机械设计课程设计的老师集中在一起开个小会,对学生必须掌握的知识点、知识群、关键内容都明确要求,要求指导老师每天的上午和下午至少在教室两个小时,这样学生有问题就能及时找到老师解决问题。还有学生课程设计进行到第一阶段,尤其是课程设计的设计计算初步完成时候,要求指导老师对学生的计算数据进行初步的检查,并要在草稿本上签字,才可进行下一阶段的工作。这样就避免后面学生在画草图时候发现错误,又要反过来重新计算浪费大量的时间,并且可以避免了个别学生抄袭的现象。

(三)进度安排改革

以前兼职老师指导课程设计时候,一次把课程设计要求完成的内容一个半天讲完,这样内容太多,学生根本记不清楚。我们根据三本学生的特点,将机械设计课程设计分为六个阶段。每个阶段集中讲解一次,学生按进度要求完成该完成的任务。第一阶段,主要是动员和设计计算。学生在这一阶段应该完成的内容包括:选择电动机;计算总传动比和分配传动比;传动装置的运动和动力参数计算;传动件计算;初算轴的最细处直径;选择联轴器(型号、孔径、孔长等);初选滚动轴承及其相关参数,轴承盖是否干涉等。要求学生按上述步骤严格进行,不要颠倒。第二阶段是草图绘制。设计计算完毕后,我们会带学生到实验室做一个减速器拆装实验,主要是对减速器有个感性的认识。然后在集中讲解,其内容包括:减速器的结构;减速器的;设计装配图的准备;减速器铸造箱体的结构尺寸;减速器装配草图设计;轴和键的强度校核,滚动轴承的寿命计算。第三阶段是正式绘制装配图,在完成减速器装配草图后,校核轴、键强度及滚动轴承寿命无任何问题时,在此基础上继续完成装配图。要求注意两个方面的设计:轴系零件的结构设计;减速器箱体及附件的结构设计。第四阶段是装配图的检查。给学生主要讲解的内容包括:检查装配草图;标注主要尺寸与配合;编写减速器的技术特性;编写技术要求;零件编号;编制零件明细表及标题栏。第五阶段是零件图的绘制。零件工作图是零件制造、检验和制定工艺规程的技术文件,应包括图形、尺寸及其极限偏差、表面粗糙度、形位公差、技术要求等。零件图从装配图上测绘下来,形状应与装配图一致。第六阶段是编写说明书。说明书的编写我们也把格式基本给学生,学生按照步骤把草稿整理成册就可以了。机械设计课程设计总共安排了三周的时间,周末时间不计,具体的进度安排我们设计了一个表,如表2。

(四)考核方法进行改革

课程设计结束后,我们会现场答辩,在答辩时候,会先给个预成绩,这个成绩非常重要,因为通过答辩,可以看出学生对课程设计掌握的情况,是否有抄袭,一问就基本可以得到答案。最后结合学生交上来的课程设计说明书、装配图、零件图给每个学生单独评定优、良、中、及格和不及格的成绩等级。

四、结束语

通过对机械设计课程设计题目、指导方法、进度安排、考核方法等改革与实践,学生课程设计的质量明显体高,从学生课程设计的总结体会看到,每个学生都收获颇多。不仅对《机械设计》课程的内容有了更深入了理解,也为今后的学习和工作奠定了基础。

参考文献:

[1]彭文生,李志明,黄华梁.机械设计[M].北京:高等教育出版社,2002.

机械设计课程设计范文第5篇

分析当前《机械设计》课程设计教学中存在的问题,从提高学生兴趣,课程设计前的准备、设计过程以及答辩总结等方面提出了相应对策,以切实提高课程设计教学效果。

关键词:机械设计;课程设计;问题;对策

引言

课程设计是机械类专业在完成机械设计或机械设计基础课程后进行的一项重要的实践教学环节,是学生首次接受较全面的工程设计训练。该课程要求学生综合运用已学过的多门基础课程来解决工程问题,对学生树立正确的设计思想、提高综合分析能力、培养良好的工程素质具有重要作用,学生在课程设计中的收获会直接影响到后续专业课程的学习,甚至对以后的毕业设计和实际工作都有着重要的影响。

1. 当前课程设计中存在的问题

1.1 对课程设计兴趣不高,不能积极地投入课程设计工作

部分学生认为课程设计就是画图,对课程设计认识不足,加之课程设计长期沿用减速器设计作为设计对象,使设计内容陈旧、单一,设计过程太枯燥,学生兴趣不高。

1.2 时间短,任务重;学生多,教师少

我校《机械设计》课程设计分三类:(1)一周,学生需要完成螺旋起重器设计和绘制螺旋起重器装配图一张(2 号图),设计说明书计算说明书一份;(2)二周,学生需要完成减速器设计(单级)和绘制减速器装配图一张(1号图)和零件图二张,设计说明书计算说明书一份。(3)三周,学生需要完成减速器设计(双级)和绘制减速器装配图一张(0号或1号图)和零件图二至三张,设计说明书计算说明书一份。课程设计的期间,学生每天要工作十个多小时,有时个别学生还需要熬夜加班。常有学生在完成课程设计后感叹,这门课程是上大学以来学的最累的一门。由于绘图工作量较大,绘图占据了学生大部分的时间和精力,学生对设计理念、过程和方法的体会与思考相对较少,削弱了课程设计的教学效果。

另外,随着招生规模的增大,教师数量相对偏少,经常是一名教师指导一个班,甚至两到三个班,教师很难在指导课程设计时照顾到每一个学生。

1.3 学生工程意识不强,对机械设计的过程和一般规律认识不足

在开始阶段,学生面对课程设计题目往往心中一片茫然,不知道从何处入手;在课设中,少数学生对教师指导过于依赖,自主性差,遇到问题,即使对一些很容易就可以从设计指导书或手册中直接查到的问题,也不能主动地通过查找手册资料和独立思考来寻求解决方案,而是一味地询问指导教师,或互相抄袭。

1.4 相关课程基础不够扎实,直接影响了课程设计的效果和进度

课程设计要应用机械设计课程知识,还要用到工程图学、理论力学、材料力学、工程材料、加工工艺以及公差和互换性等多门课程的知识,这些课程中任何一门基础不牢固,都会在课程设计中表现出来,影响课程设计的教学效果。在这些先修课程中,工程图学对设计的影响尤为突出。比如,课程设计时有相当一部分学生视图投影概念不清,对螺纹连接、齿轮以及轴承等标准件的表达方法不能熟练运用,出现大量的制图错误。另外,现行机械设计或机械设计基础教材有关零件设计的内容主要是围绕零件的强度设计展开,对零件的结构设计言之甚少,造成学生的结构设计能力较弱, 而实际机械设计中结构设计的工作量要远大于强度设计的。

2. 提高课程设计教学效果采取的对策

2.1 做好学生的思想工作,提高学生对课程设计的兴趣,充分调动其积极性

部分学生对课程设计兴趣不高,在课程设计中不能积极主动地投入,最根本的原因是对课程设计的重要性和必要性认识不足,不清楚课程设计的作用、地位,以及对后续课程的影响,这就需要教师在布置任务时进行充分的说明和正确的引导, 使学生提高认识,端正态度,自觉地投入到课程设计工作中去。

在机械设计或机械设计基础课程中,介绍各种常用机构及通用零部件的设计方法,这些内容一般自成章节,具有一定的相对独立性,学生对各章节之间的联系认识不够明确。在此之前,学生已完成了基础课程一系列先修基础课程,如工程图学、理论力学、材力力学、工程材料、加工工艺学等,但由于没有进行综合性的训练,还不能熟练地应用这些知识解决工程问题。

2.2 强调对机械设计过程的理解与认识,培养学生的工程意识

课程设计的过程比结果更重要。课程设计最根本的目的是培养学生综合运用所学知识解决工程问题的能力,使其初步掌握解决工程问题的一般过程和方法。强调机械设计过程主要有几个方面:

一是了解完成一项机械设计项目要经过哪几个阶段,每个阶段需要考虑哪些问题。学生在课程设计过程中之所以感到时间紧张,不完全是因为计算和绘图的工作量太大,而在很大程度上是因为对机械设计的工作过程和一般规律理解不够深刻,在拿到题目时一片茫然,不知道从何处着手,漫无目的的翻阅资料,或等待观望,无谓地浪费时间;再者由于设计时考虑问题不全面,导致返工而浪费时间。学生若知道了机械设计的过程,也就明确了前进的方向,知道什么时候该干什么,每一步的前后有何关联,做某项工作必须具备哪些条件,哪些是已知的,哪些是可以查到的,哪些是必须经过必要的预先计算得到,这样就可以有条不紊地展开设计工作,不会顾此失彼,避免无谓的返工,也就不会感到时间紧张。

二是要学会面对工程问题时的解决思路和方法。课程设计的一个重要目的,就是培养学生设计机械产品时对创意的实现能力,虽然课程设计一般仅设计传动系统,但其内容包含了机械设计过程的最关键部分:制定方案、工作能力设计计算、结构设计和各部分的协调等。理论课程与实际工程中所要解决的问题的区别在于, 前者是要求明确、规范化了的,而后者往往是笼统、模糊的。如何将叙述模糊、概括的设计要求进行明确、细化,从而将一个复杂的工程问题分解为一系列条件明确易于求解的简单问题,然后将这些问题逐个解决,最后再综合起来,通过统一协调,得到一个系统完整的解决方案,并形成规范的图纸和计算说明书等工程文件,学生必须在课程设计过程中认真实践、体会,才能学到手,而掌握了这些思路和方法,对毕业设计和将来的实际工作都是非常有益的。

三是养成严谨细致、认真负责的工作作风。设计时要重视培养学生养成严谨细致、认真负责的良好工作作风,这也是工程技术人员的基本素质。要求学生在课程设计过程中,每一个数据,每一条线都要有所依据,不能想当然地随意定,或者盲目地照搬手册或图例中的数据和结构。要让学生意识到,在自己完成的说明书和图纸上签下自己的名字,就代表要为所提交的材料负责。

2.3 进行课程设计前做好充分的技术准备工作

课程设计之前,指导教师应与学生互相配合,做好充分的准备工作,主要包括以下几个方面:

(1)讲课时复习和补充必要的相关知识,如机械制图、公差与互换性、工程材料与机械加工工艺等。学生所提交的设计说明书和图纸存在的问题主要包括两类,一类是纯粹的绘图错误,另一类是由于对公差与互换性、加工工艺等课程相关知识理解不够而导致的制图错误,主要是标注错误,比如形位公差、精度等级、粗糙度的选择与标注错误以及尺寸链闭合等。有的课程,比如机械制图,一般在大一完成,由于在后续课程中应用较少,到课程设计时很多知识已经淡忘,致使课程设计中出现过多的绘图问题,即使一些最基本的标准件画法(例如螺纹连接、齿轮、轴承等),都有不少同学画错。在机械设计课程中讲到相关章节时, 附带将一些课程设计中容易出现错误的问题回顾一下,这样可以使学生加深印象,从而在课程设计中少犯绘图错误,以便将主要精力放在设计上。比如讲到螺纹联接的类型时,结合每种联接型式的特点回顾螺纹联接的画法,指出容易出现的错误;介绍齿轮结构设计时,复习齿轮啮合位置的表达方法和齿轮零件工作图的内容及常见问题;讲解轴承类型时,结合轴承结构特点,回顾各种轴承的规定画法以及特征画法等。

(2)对课程设计中的关键问题,通过作业和讨论课的形式,加深学生的理解和认识。比如轴系结构设计,是课设中学生感到的难点,教学中,可通过分析减速器各种轴系结构设计,比较轴上零件的布置,固定与定位、装拆、轴承的类型和安装,与密封形式等,分析比较轴系结构设计的正误,引导学生通过讨论来纠正设计中存在的问题,帮助其加深理解,提高认识,增进学生结构设计的能力。

(3)熟练运用技术标准、规范、设计手册等有关设计资料,是机械设计人员的一项基本技能。在平时的作业中应该注意加入这方面的训练内容,以提高学生查找设计资料的能力。

2.4 重视答辩与总结

答辩与总结是课程设计的最后一个重要环节。答辩是对学生设计成果的一种肯定,也是学生间、师生间相互交流的重要方式,是教师检查设计质量高低的有效手段,也是对暴露出来的共性问题进行的一次集中指正,答辩方式可以是单个学生或分小组答辩,由于教师时间紧,指导的人数多,采用小组答辩学生之间可以通过相互讨论,培养学生的团队精神,提高答辩效果。答辩时通过提问和质疑可以引发学生思考,帮助学生提高对机械设计过程的理解和认识水平。

总结包括学生在完成设计后的个人总结和指导教师在答辩后所作的集体总结与点评。学生通过认真总结,剖析自己设计中的得失、成败,有助于进一步掌握设计方法和步骤,找出今后设计中应注意的问题。教师也要认真地对学生整体设计情况有一个针对性的总结,指出设计的不足,要肯定成绩并给予鼓励。通过系统总结和答辩,可使学生进一步发现设计计算和设计中存在的问题,进一步搞清不甚理解的或未曾考虑到的问题,从而使学生有更大的收获,圆满地达到课程设计的目的与要求。需要特别说明的是,答辩之后教师的总结点评非常必要,学生经过课程设计的实践之后,对教师的点评会有更深的体会。对机械设计中有些问题的认识,学生在课程设计过程中感觉到了,但限于实践经验和知识面,不能很清楚地归纳表达出来,这时教师进行总结和点评,常使学生有醍醐灌顶之感。

3. 结束语

课程设计在工科课程体系中承上启下的特殊地位,决定了该课程对培养学生的工程意识、创新意识、使其形成初步机械设计能力和独立处理工程问题的能力方面具有不可代替的作用。培养学生对机械设计的兴趣是课程设计顺利开展的前提,对机械设计过程的深刻理解与认识是学会解决工程问题的思路和方法的关键,充分的准备工作是基础。只有这些工作都做好了,才能保证课程设计的教学效果。

[参考文献]

[1]吴宗泽,罗圣国等. 机械设计课程设计指导书[M]. 北京:高等教育出版社,2006.

[2]沈晓玲,平学成. 机械设计课程设计的教改探索[J]. 华东交通大学学报2007, (12): 175-176.

[3]范学兵. 机械设计课程设计多理念融合教学改革实践探讨[J]. 中国电力教育2012, (26): 69-70.

[4]于明礼. 当前机械设计基础课程设计中的问题与解决措施[J]. 科技信息2009, (35): 163-164.

[5]卿艳梅,王慰祖等.机械设计课程设计指导书[J]. 湖南科技学院学报 2012, (12): 165-167.

机械设计课程设计范文第6篇

关键词:机械设计 课程设计 教学改革

机械设计课程设计是机械类及近机械类各专业学生必修的实践性教学环节。它是学生首次综合运用所学的工程制图、工程力学、机械原理、机械设计等理论知识解决工程实际问题,培养学生基本技能的最重要实践环节之一。它在技术基础课与专业课之间起到一个承上启下的作用。在课程设计中,不仅能使学生得到基本技能的训练,还能提高他们的工程设计及创新设计的能力。

一、目前存在的问题

机械设计课程设计的传统教学题目是减速器设计。它涵盖了机械设计中所有基本通用零件的设计,而且体现了通用典型部件设计计算和机械系统设计概念和方法。课程设计是所学机械基础系列课程的总结,综合性很强,设计题目很成熟,与之配套的图册、手册和课程设计指导书也一应俱全,这对于第一次搞综合设计的学生有很大帮助。它对学生提高自身的系统学习能力,是一次很好的实践机会。在教学过程中也发现了一些问题,主要是:

1.学生对课程设计兴趣不高,学习态度不够端正,不能积极主动地投入课程设计工作。有人认为课程设计就是画图,认为课程设计长期沿用减速器设计作为设计对象,内容陈旧、单一,设计过程太枯燥。

2.时间短,任务重;学生多,教师少。机械设计课程设计一般为期三周,学生需要完成二级齿轮减速器装配草图和正图,关键传动零件的零件图,以及相关的设计计算说明书,时间非常紧张。课程设计期间,学生每天要工作10个小时以上,有时个别学生还需要熬通宵加班。

3.在设计过程中照搬照抄的现象较为突出。部分学生基于完成任务的观点,设计过程中不注重自我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、和密封等问题。

4.相关课程基础不够扎实,直接影响了课程设计的效果和进度。除了机械设计基础以外,课程设计要用到工程图学、力学、工程材料、加工工艺以及互换性等多门课程的知识,这些课程中任何一门基础不牢固,都会在课程设计中表现出来,影响课程设计的教学效果。在这些先修课程中,工程图学的影响尤为突出。

二、教学内容和方法的改进

1.课程设计题目多样化和实用性。在进行理论教学时就对学生公布本学院各位老师的科研项目,让学生们主动去找他们感兴趣的内容,鼓励他们积极参与。组织学生参加大学生机械创新大赛或者由学生联系生产实践自创设计题目,老师提供课程设计指导讲义上的若干题目等,实践证明这种形式大大增强了学生学习的积极性和主动性。

2.相关课程采用以项目为线索的教学方式。机械设计课程设计属于实践性教学环节,理论与实践相结合的深度决定了本课程的教学质量。由于本课程设计与几乎所有的基础课程相关,质量保障必然要求上溯到这些课程。理论与实践相结合的教学方法方面,要加强先修课程与课程设计的联系。例如,在讲制图时,讲到零件图、装配图的表达方法、尺寸的标注、技术要求等等,要以课程设计中要涉及到的零部件为例。力学、材料、加工工艺以及互换性等也要以课程设计中涉及到的零部件的要求为例,逐个详细介绍。

3.引进先进的绘图工具,如CAD、Solidworks、ProE等。在讲解Solidworks中的三维建模时,就以课程设计中常用的箱体、轴或齿轮为例,并且让学生们在学习、设计完这些课程中相关内容后,不要把这些内容轻易丢掉,要好好保存,以便在课程设计中加以应用,这样在课程设计时就可以节省很多时间。应用相关的电脑软件,可以很方便地观察出在改变某一设计参数时,设计结果和承载能力的变化。

4.采用提前预做的办法,例如在讲授机械设计课程时,等到讲完齿轮、轴、轴承、联轴器等章节时,可以让学生们做一个大作业。大作业的内容就是轴及轴上零件的设计、定位以及安装问题,这样就可以让学生们提前熟悉课程设计的过程及方法,做完作业的资料也不要丢弃,等到真正课程设计时可以再用或参考。

5.改进以往的一位教师指导多位学生与一名学生由固定的一位老师去指导的做法。以前,一名教师指导多名学生,这有很多弊端。教师本身的精力有限,再加上专业与学识的限制, 指导多名学生会感到力不从心,效果不会太好。因此,学生做课程设计时要由与设计内容相关的科研教师的团队去指导,这样,可能一个教师指导多个学生,也可能一个学生的课程设计由多名教师去指导。老师与学生应根据他们的设计内容与擅长专业自由组合,这样设计出来的题目就更专业,更符合生产实际。

6.学院可以有计划地安排教师到相关企业、厂矿等进行调研和专业实践,了解新设备, 学习所教专业在生产实践中应用的新知识、 新技能、 新工艺和新方法,以此促使教师加快对现代化设计技术的了解和掌握,促使教师结合企业的生产实际不断完善教学内容,深入了解机械创新设计的理念,提高教师的专业水平和实践能力。

三、考核及答辩

坚持进行课程设计总结和答辩,在完成课程设计以后,要对课程设计进行总结。要求学生对所进行的设计做一个比较系统、全面的回顾和总结,把还未弄懂或尚未考虑的问题弄懂, 学生将会获得更大收获。答辩结束后,学生必须要修改课程设计里面出现的错误,尤其是结构错误。由于学生的设计成果是以电脑绘图和word文档编辑,再打印出来的形式提交,为了真实、合理地反映学生的实际设计水平,指导老师加强设计中的阶段性抽查考核,并以此作为评定学生最终设计成绩的一个重要依据。老师想检查哪个同学的图,可以随时让他发来。学生在最终提交打印图纸和文档的同时也需提交电子稿,这些都有利于督促每个学生都去认真分析研究,积极动手设计,提升实践教学效果,也有利于教师及时发现问题、解决问题。

四、结束语

机械设计课程设计是一个涉及多方面知识的重要教学环节,如何抓好这一教学环节是一个需要认真探讨的问题。企业需要的是实用型人才,因此我们的教学实践应以培养学生的工程意识,提高学生的工程素质,增强学生的工程能力为目标。因此,每一个从事机械设计课程设计教学的教师,都要抛弃传统教学方法中的不合理做法,努力探索课程设计教学改革之路,使学生的知识结构适应社会发展的需要,培养出符合时代要求的具有创新精神的机械行业的人才。实践证明,改革后的机械设计课程设计教学体系调动了学生学习的积极性,学生机械设计的水平明显提高。

参考文献:

[1]濮良贵,纪名刚.机械设计.高等教育出版社,2006

[2]龚溎义.机械设计课程设计指导书.高等教育出版社,2006

[3]范恒彦.机械设计课程设计教学改革.中国教育教学杂志(高等教育版),2006(12):6~7

[4]贾吉林.机械设计课程设计教学改革与探索. 机械管理开发,2009(8):151~152

[5]于晓文.机械设计课程设计教学改革的探讨. 辽宁高职学报, 2008(12):33~34

[6]商跃进,曹茹.Solidworks三维设计及应用教程.机械工业出版社,2006

机械设计课程设计范文第7篇

通过与西门子公司的深度合作,将机械行业的NX系统高端软件,融入机械类专业四年本科教学的人才培养体系,使智能化设计制造技术与机械类专业人才培养有机结合。运用NX系统软件将智能化设计制造类工程项目系统训练的经验与成果,引入到机械设计课程设计的教学实践中,形成了有别于其他GOPLM计划(西门子和高校合作计划)高校的特色课程设计教学模式。

关键词:

NX系统;机械设计;课程设计;教学改革

随着国家推进“中国制造2025”,“互联网+”与传统制造业全面融合,制造业信息化技术不断深入制造企业,对应用型人才的要求不断提高。机械设计作为应用型高校机械方向核心专业教学科目,其课程设计是强化课堂理论教学的综合型、应用型环节,涉及多方面机械专业基础课程知识的实际应用。贴近企业现实生产需求的机械设计课程设计,将切实增强应用型高校大学生分析解决实际机械设计相关问题的实战能力,培养学生的创新意识。传统的课程设计题目所涉及的机械传动装置或结构较为简单,大部分构件在机械设计课程中已经学过。课程设计对于学生的训练要求依旧突出手工计算、尺笔绘图,难以满足制造业信息化技术时代企业对信息化应用人才的能力要求。针对上述问题我校对机械设计课程设计的教学方案进行了全面改革,制定了基于NX系统软件设计过程的机械设计课程设计教案,任务指导书,形成了机械设计课程设计教学质量检验评价标准。通过与西门子公司的深度合作,利用信息化设计制造技术克服传统课程设计的枯燥烦琐,使学生能够将有限的时间、精力侧重于课程设计任务的机构方案设计、结构优化等应用性、创造性较强的内容上,从而提高学生的学习兴趣,培养学生先进的设计理念[1,2]。

一、信息化技术在机械设计中的应用

融入制造业信息化技术的工业产品三维仿真设计制造:三维软件智能造型—>实体零部件数控机床加工—>产品组装调试,许多制造企业已实现这一生产流程。西门子NX系统软件融合了三维智能造型、二维工程图生成、虚拟装配、机构运动仿真、运动学分析、装配干涉检验及结构受力分析等智能制造技术,功能强大。制造业信息化技术的应用,提高了机械产品设计的效率,在接下来的零部件CAE分析、CAM加工过程中,智能化设计的优势更加显著,与传统机械产品设计相比,产品质量也得到了大幅度提升。智能化设计可以使得复杂的产品设计及工程问题简单化,通过设计人员的规范化管理、设计任务的合理分工,使得机械产品设计过程中团队的协同性与个人的独立性并行,基于制造业信息化技术的机械产品设计流程如图1所示。

二、借助信息化技术开展机械设计课程设计

1.课程设计选题。目前机械产品设计可以是按照市场导向、没有参照的全新的创新设计,也可以是在现有产品的基础上模仿和改进的创新设计。我校机械设计课程设计的选题范围比较广,如结合教师科研课题,融合学生机械创新项目,参照课程设计任务书中的传统带式运输机传动装置、卷扬机传动装置等。但是对课程设计题目的完成要求基本一致:①理解机械产品的工作原理,对产品的零部件进行三维造型设计,运动学仿真、结构受力分析,完成机械产品二维装配工程图1张;②绘制重要承载轴、传动齿轮等部分零部件的二维工程图各1张;③编写机械产品设计说明书1份。本机械设计课程设计以三维虚拟模型总成及传统实物模型总成作为参照,学生通过对三维虚拟模型、传统实物模型的零部件测量核算、获取模型结构尺寸参数,对课程设计任务产品总成及其零部件进行设计。课程设计根据工作量的不同,以个人或小组团队为单位进行,各单位课程设计不同题,或者同题不同数据规格,以常见的减速器课程设计为例:根据减速器输出轴的输出功率选择合适的传动类型,经校核计算选择对应的齿轮类型、材料、参数,计算轴径、选择轴承等,各单位完成各自课程设计任务[3,4]。

2.课题三维智能设计。作为西门子NX授权教学培训高校,NX系统软件是机械类专业学生必修课程,经NX系统软件教学课程的训练学习,学生掌握了基本的NX系统软件三维智能设计、虚拟装配及运动学仿真的方法步骤,能够独立熟练的进行机械产品零部件设计。基于NX系统软件的三维智能设计,可以将学生的机械产品设计意图用虚拟三维模型形象的表达出来,当设计过程中发现产品零部件需要修改时,方便学生对任务产品结构尺寸参数进行修改,在面对构造较为复杂的大型课程设计任务产品时,也便于实现学生间的分工设计,团队合作。二级三轴式减速器箱体、箱盖、各级传动齿轮、轴等的设计,综合运用了机械设计专业课程中的典型零部件设计知识,零部件三维智能造型如图2所示。在NX系统软件上,将减速器各零部件的三维智能造型进行虚拟装配,通过装配爆炸图分析各零部件之间的装配关系。利用装配干涉检查功能,查看减速器总成设计是否合理,如存在干涉现象,则需优化设计参数,修改零部件三维模型。减速器装配总成及爆炸图如图3所示。

3.关键零部件的运动学分析。NX系统软件的运动学分析模块,可以方便快捷的对减速器传动轴、传动齿轮等关键零部件进行运动学分析,验证减速器总成设计效果是否合理。在确定输入或者输出任一运动参数的情况下,使用NX系统软件运动学分析即可计算获得整个减速器的运动参数,进而效验传动齿轮等关键零部件是否符合减速器的设计要求。对任务产品的装配总成进行干涉分析,可检查减速器各运动零部件在运行过程中是否与其他零部件发生碰撞等干涉现象,尤其齿轮与齿轮之间、齿轮与箱体之间,进而检查零部件的设计及装配方案是否合理。

4.主要零部件的受力分析。NX高级仿真和其他有限元分析软件基本操作一致,分为创建有限元模型、创建仿真模型和后处理。确定减速器输入轴的功率后,即可根据减速器的设计参数,计算获得各轴及传动尺寸的受力情况。通过NX系统软件对关键零件进行受力分析,进一步检验零部件和减速器整体设计装配是否合理。当确定某个零部件其结构关键部位受力情况超出了材料本身的许用应力时,需要对该零部件的结构参数进行重新效核计算,优化受力结构,从而使任务产品符合设计要求。

5.二维工程图的生成。将虚拟装配和模拟分析没有问题的减速器总成三维模型,及所有定型的零部件,经NX系统软件的工程图模块,智能转换生成包含三视图、轴测图等的二维工程图。对自动生成的尺寸标注进行检查修改,或手动添加尺寸标注,然后根据实际机械加工需要,标注相关加工信息、技术要求、工程图编号等,完成所有零部件及装配总成的二维工程图制作。NX系统软件作为高端CAD/CAE机械产品信息化设计软件,将其引入到应用型大学生机械设计课程设计中,符合当前“创新驱动、智能转型”大环境下企业、社会对应用型人才的迫切需求,改善了机械设计专业课程的教学质量,激发了学生的学习兴趣。但要制定出一套完整,且行之有效的基于NX系统软件的课程设计指导规范,仍有很多工作等待完善,如:如何检验及评判学生机械设计课程学习的质量?如何评价学生的创新设计能力?等等,都需要进一步实践、探索,开发出一套实用的基于制造业信息化技术的机械设计课程设计体系。

参考文献:

[1]周海,等.机械设计课程设计[M].西安电子科技大学出版社,2011.

[2]马先英,蔡卫国,谢忠东,武立波.面向应用型创新人才培养的《机械设计》课程教学改革[J].教育教学论坛,2015,(2):116-117.

机械设计课程设计范文第8篇

《机械设计》课程设计是根据《机械设计》课程的学习要求安排的课程设计,更是机械类专业学生大学期间第一次设计实践训练,对学生而言,建立正确的设计理念非常重要。设计理念是设计的核心和灵魂,教师在课程设计中,根据学生们具体情况,恰当地解读设计理念,使他们处理好设计与计算,参考借鉴与自己设计的关系等;实际指导中,教师去设计教室实地具体指导,使学生初步理解、体会、把握设计理念的内涵和关要,为毕业设计、未来的设计工作奠定良好的基础。

【关键词】

课程设计;设计理念;指导

1.引言

《机械设计》是机械类专业学生的一门主干技术基础课,它以通用机械零部件的设计计算以基本内容,通过该课程的教学,综合运用本课程和其他先修课程的知识,使学生具有设计机械传动装置和一般机械的能力。除了课堂教学,本课程还安排2-3周的课程设计。《机械设计》课程设计本来是根据《机械设计》课程的内容、学习要求,安排的随该课课程设计。不只如此,更是机械类学生大学期间一个重要的实践性环节,是机械类学生第一次全面设计实践训练。此次设计是毕业设计、未来的设计工作的基础和起点。众所周知,“良好的开端是成功的一半”,故此次设计对于学生极为重要,尤其是对学生建立正确的设计理念。因为设计理念是设计的核心和灵魂,通过课程设计,使学生初步理解、体会设计理念的内涵和关要。要实现此目标,教师在课程设计中的科学指导非常关键。课程设计时,学生们一般是大三上学期,从学校到学校,一直习惯于考试,考试训练的习惯,使得很多同学,习惯于寻找答案,特别是一个标准答案。此种思维模式和设计有很大的不同,设计是针对实际的问题,实际的问题的解决,其答案可选项往往有多种而非一种。这一点很多学生设计时不习惯、不适应。例如轴的设计中,经过计算:轴径d>=21mm,经常有学生问,d取多少是正确的?这要看此轴段上,有无装其他零件?与同轴上其他轴段的关系?若此处是普通转轴的过度轴段,其上不用装任何零件,那么取21.5、22、22.5、23、24、25等都是对的,可选项理论上无穷个,设计时自己选择一个即可。另一方面,设计是一项系统工程,设计时,哪怕一个零件的设计也要考虑相关的很多实际因素,更何况一部机器的设计。相比而言,以前学生们的单科学习考试,要简单得多。设计时,不只用到《机械设计》、或某一科单科知识、往往要涉及多门相关先修课程,如《机械制图》、工程力学、材料、互换性及测量技术等等,还要参考手册、图册等设计相关资料。为使学生从应试思维、心态顺利过渡到课程设计应有的状态,指导教师的科学指导非常关键。二十年以来,笔者一直从事《机械设计》教学和课程设计的指导,曾跟从前辈老教师,听授他们的课程指导,自己独立指导过学生课程设计不少于三十批次。虽然关于设计理念,设计指导相关书籍、资料非常多,而且很完备。但切合学生课程设计时的实际情况,使他们易于接受、应机施教的讲解、做法却很少见到。基于此点,笔者在此总结前辈和自己在课程设计中做法,但愿能对同行他人有所启发和帮助。

2.《机械设计》课程设计中的设计指导

2.1设计理念的解读

根据学生的实际情况,讲解设计的理念使学生理解何谓设计,然后学生在此次课程设计中才有可能按此理念去设计、去实践。故切合学生的心态,恰当的解读是很重要的。

2.1.1首先,设计必须结合实际,不能脱离实际而设计由于学生从学校到学校,机械工程、设计实践的机会很少,什么叫“结合实际”,他们自己不好理解。虽然当前是课程设计,但作为老师,教学活动不应局限于此,既要着手于当下的设计,更重要的必须立足于未来,从为培养未来工程师的角度来考虑。

2.1.1.1选题方面,必须具有实际意义、具有应用性,不能脱离实际;本次课程设计中,题目是确定的。不久的将来,学生们会参加工作,若做设计性的工作,如果选题方面已定,不必说了;倘若是自主选题、或根据用户要求定课题,则应知道选题的原则和注意事项。需要慎重考虑设计题目是否合适,是否符合用户要求、是否符合国家环保要求、或至少不违背相关的法律、法规等(例如至少不能损害公众利益等)。

2.1.1.2课题的设计、制造等环节必须考虑实际实施,具有合理性、可行性,最好方便实现。此项内容涉及的环节因素很多,从思考角度方面:一方面是用户,站到用户立场考虑,尽量满足用户的需求;另一方面,对生产制造方而言,方便实施。应考虑的因素很多,但结合学生的情况,不宜要求太多,讲得太多,否则学生很难把握,只就目前较易理解和接受的来讲和要求。以设计时选材为例:一般用户希望产品价格低,机械产品零件常用金属材料,如钢、合金钢等,这些材料市场上易采购到(方便生产方),若一般碳素钢能用,就不一定要选合金钢,因为价格方面合金钢要贵一些,当然有其他考虑必须选用合金钢,则属另一种情况。如果设计选材选用昂贵材质,必然增加产品成本、使产品价格高,增加用户的经济负担。再如公差等级等方面涉及很多,从易于理解的精度等级方面给学生讲解,他们容易理解:低精度能满足实际要求,就不一定要选精度高的,例如9级齿轮就可以,就不必选8级。因为低精度易于实现、成本低。等等。

2.1.2设计与计算课程设计中,不少同学搞不清设计和计算的关系,相当多的学生认为必须先计算,依据计算数值才能定零件参数;还有学生不管老师分配的原始参数,找来图纸资料参照就开始画图;这两种做法都有失偏颇。在设计中,要根据具体的问题来定,一般说来,设计中的一些零件是先计算,依据计算数值才能定零件参数,再具体结构设计,例如带式输送机传动装置中齿轮、轴;一些零件是参照资料(或图纸)或其他相关零件先选好,而后验算或核算,例如轴上用的滚动轴承,依据轴径先选择类型、型号,再做计算;有些零件目前无法计算,依据经验或参照类似零件直接设计、完成工作图的绘制、例如减速器箱体、箱座;一些零件,如不受载荷或载荷很小,不用计算,例如定位销。

2.1.3参考借鉴与自己设计设计手册、设计相关资料等,是设计人员必须配备的。即使是对设计经验丰富的工程师,设计时仍需要借助手册、图册等设计相关资料,更何况是没有设计经历的同学。故设计中、继承和借鉴,参考前人的成果是正常的、也是应该的,依据设计手册、相关资料来完成自己的设计是必须的。否则,单单靠自己,完成一项设计是不大可能的。当然,参考、参照也不是盲目照抄,而是根据自己的设计问题去参考借鉴。而且设计中,运用标准、手册、图册和有关资料,解决实际问题的能力,是工程师的一项基本技能和要求。《机械设计》课程设计其中一项任务,就是培养和锻炼这项技能。故《机械设计》课程设计中,参考借鉴是必须的,另一方面,设计时根据具体情境,做出合适的选择在设计时更为重要,这有时只涉及《机械设计》、或某一科单科知识、有时要涉及多门相关先修课程知识的综合运用,在设计中,应用学过的理论知识做出自己认为合理的选择,就也是课程设计中的一项重要内容。

2.2设计的实施指导

首次布置课程设计时,先按照上述内容,对学生的课程设计做共同指导。以后的时间里,一般高校,课程设计安排3周(或2周),教师去设计教室实地具体指导是很重要的环节。去设计教室,针对学生提出的具体问题,个例问题、普遍性的问题的答疑、讨论,使学生在设计中去体会、理解设计,进而为毕业设计打基础,也为未来的工作奠定初步的基础。有少数教师把设计题目、任务布置后,很少去实际指导或不去指导,认为借此培养学生的独立性和创新能力,此种观点不敢苟同。笔者认为,教师的身体力行对学生是非常重要的教育。结论《机械设计》课程设计是机械类学生的首次重要的设计实践。教师的指导,尤其是对设计理念的讲解、针对他们存在的误区解读,对学生非常重要,因为设计理念是设计的核心,树立正确的设计理念对课程设计乃至学生以后的设计工作,意义重大。根据学生们习惯的考试心态,恰当的解读设计理念,使他们处理好设计与计算,参考借鉴资料与自己设计的关系等。使学生理解何谓设计,从而在课程设计中按此理念去设计、去实践体会。教师在讲解设计理念时,不求面面俱到,关键是能点出学生习惯的、与设计相背的思维模式与想法。他们暂时不好理解的,可以暂且不要求,这是首次布置时教师要做的。在以后的时间,指导教师最好能去设计教室实地具体指导,这是很重要的环节。这样能适时把握学生的动态,使他们不至于偏离设计的根本理念。对学生的个例问题、普遍性的问题的答疑、讨论,能加深学生对设计思想的理解,更好地把握设计的理念,以便顺利完成课程设计,为将来的设计奠定良好的基础。

作者:王红梅 单位:山东理工大学机械工程学院

参考文献:

[1]邱宣怀,郭可谦等.机械设计[M].北京:高等教育出版社,1997(2004).

机械设计课程设计范文第9篇

关键词:机械设计综合实践课程设计;ADAMS;运动、动力学仿真;优化设计

Application of ADAMS in mechanical design and comprehensive applied curriculum design

Pan Jinkun

Nanjing institute of technology, Nanjing, 211167, China

Abstract: Introduce virtual prototyping technology to mechanical design and comprehensive applied curriculum design, take slotting mechanical system as example, establish guided bar oriented parameter model by virtue of ADAMS software, and carry out motion, dynamic simulation as well as optimization design over the model; it will be accurate, fast, convenient and visible by using ADAMS software to design curriculum, and contribute to reach satisfactory effect.

Key words: mechanical design and comprehensive applied curriculum design; ADAMS; motion, dynamic simulation; optimization design

机械原理和机械设计是机械设计制造及其自动化专业学生必修的两门技术基础课程。这两门课程在教学过程中均有实践性环节,分别为机械原理课程设计和机械设计课程设计,课程设计能够培养机械类专业学生的创新能力,是学生综合运用机械原理和机械设计课程所学的理论知识解决实际问题,获得工程技术训练的实践性教学环节。

目前机械原理课程设计和机械设计课程设计是各自独立、自成一体的,这就割裂了二者之间的有机联系。为了对学生进行系统训练,形成整机设计理念,我们将这2门课程设计结合起来,统称为机械设计综合实践课程设计。从产品设计的完整过程出发,编排课程设计的内容,做到课程设计的完整性、系统性和综合性。以插床机械设计为例,图1为机械系统示意图,课程设计分两个阶段进行。第一阶段安排在第四学期末,历时1周,对插床机械系统进行整体方案设计,对执行机构(导杆机构、凸轮机构)进行运动和动力学分析,该阶段为机械原理课程段的内容;第二阶段安排在第五学期末,历时2周,进行传动装置(减速器)的设计,选择电机型号,画出装配总图、零件图,完成整个设计,该阶段为机械设计课程段的内容。第一阶段为第二阶段提供了整体方案设计,还提供了第二阶段所必需的运动和动力分析以及相关尺寸参数。

下面以我校机械设计综合实践课程设计中插床机械设计为例,介绍ADAMS虚拟样机软件在建立插床导杆机构参数化模型,进行运动和动力学分析、优化设计方面的应用。

1ADAMS虚拟样机软件

美国MSC公司开发的ADAMS机械系统动力仿真分析软件,是集成了样机建模、仿真求解可视化后处理一体的虚拟样机分析平台。随着虚拟样机技术在机械工程领域的应用和发展,ADAMS已成功应用于航空航天、汽车工程、铁路车辆、工业机械、工程机械等领域。ADAMS包括3个最基本模块:ADAMS/View,ADAMS/Solver,ADAMS/PostProcessor。

ADAMS/View采用Windows风格的操作界面,提供了和用户直接交互的操作环境和样机模型的前处理功能,集成了建模工具、自动调用求解器进行仿真以及后处理程序的自动连接、模型的参数化及优化设计等接口。图2为ADAMS/View设计环境。

ADAMS/Solver是ADAMS的核心模块,ADAMS/View自动调用该模块,求解样机模型的静力学、运动学或动力学等一系列问题。

ADAMS/PostProcessor是用来处理仿真结果数据、显示仿真动画等的模块,它可以在ADAMS/View环境中进行,也可以脱离该环境独立运行。

2插床导杆机构运动、动力学分析

目前机构运动、动力学分析的主要方法有2种,一是图解法,二是解析法。图解法形象直观,但由于图纸幅面有限,只能分析机构的1~2个位置,且精确度不高;解析法精确度高,首先根据机构组成原理,把机构拆分成基本杆组,编制运动和动力学分析子程序,然后调用这些子程序进行分析。目前有现成的程序模块可以调用,但多是用Fortran语言编程的,该语言目前使用较少,我校机械类学生使用VB语言,因此,这些程序模块无法使用,学生自己编程时间上不允许,难度也很大,更无法对机构设计进行方案对比或变参数分析。上述情况严重影响到机械设计综合实践课程设计的教学效果和学生的学习积极性。基于此,我们在课程设计中采用ADAMS软件,建立了插床导杆机构的虚拟样机,通过仿真分析真实地再现机构运动,分析和比较多种机构设计方案,并对机构进行优化设计。

2.1 参数化建模

插床机械系统的执行机构由导杆机构和凸轮机构组成,图3为其机构示意图。电机经过传动装置(减速器)带动曲柄2转动,再通过导杆机构使装有刀具的滑块6沿导路Y-Y作往复运动,以实现刀具的切削运动。刀具向下运动时切削,刀具向上运动时为空回行程,要求刀具具有急回运动。

图3 插床执行机构

在ADAMS中建立插床导杆机构的参数化模型,并施加约束和驱动,其参数化模型见图4。通过参数化建模,将参数值设置为可以改变的量,在分析时,只需要改变有关参数值,就自动得到新的虚拟样机模型。用户也可预先拟定好一系列可变的参数,ADAMS会自动进行系列仿真,借此观察样机性能随参数变化的情况。

2.2 运动、动力学仿真分析

对导杆机构参数化模型进行仿真分析,本例中曲柄2的转速,转一周的时间为60/47s,因此,取End Time=1.2766,Steps=300 。

3插床导杆机构优化设计

以电机的功率消耗为测量目标,通过对机构中影响电机功率消耗的设计变量的优化,使机构在所受工作阻力不变的情况下,功率消耗的最大值达到最小。

要对电机功率消耗进行优化,必须要对已建立的导杆机构参数化模型进行参数分析。参数化分析用来了解各设计变量对样机性能的影响。对这些设计变量采用不同的参数值进行一系列的仿真,然后根据返回的分析结果,得出每个设计变量对样机性能(目标值)的影响大小,即敏感度。具体的方法包括:设计研究(Design Study)、试验设计(Design of Experiments,DOE)和优化分析(Optimization)。

设计研究(Design Study)显示改变一个设计变量对目标值的影响,可以用来确定设计变量对目标值影响的敏感程度。通过设计研究,确定出对电机功率消耗的最大值敏感度最大的七个设计变量,分析结果见表1。

表1 设计变量敏感度分析表

由表1知,设计变量DV_1,DV_2,DV_3,DV_4,DV_5,DV_6和DV_7的敏感度最大,即这7个设计变量的变化,对电机在相同工作阻力情况下功率消耗的最大值的影响最大。在ADAMS中对上述7个设计变量的取值范围进行适当限制,以电机功率消耗的最大值达到最小为优化目标,利用ADAMS软件进行优化设计,7个设计变量的最优值见表1。优化前、后电机功率消耗曲线如图7所示。

通过对图7中两种曲线的分析比较可以看出,优化后电机功率消耗的峰值有较大降低;而且优化前曲线的第二个拐点处,经过优化后变成了圆滑过渡,可以避免因功率骤减给电机带来的冲击,从而延长电机的使用寿命。

4结束语

将ADAMS虚拟样机软件应用到机械设计综合实践课程设计中,具有新颖性,改变了学生用图解法或解析法进行机构运动、动力学分析的传统做法。学生普遍反映用ADAMS软件进行课程设计精确、快捷、方便、直观,课程设计能达到满意的效果。为机械类专业学生后期专业课程如液压设计、动力学分析和优化设计等的学习,以及完成毕业设计,提供了一种优秀的辅助分析工具。

参考文献

[1] 朱理.机械原理(第2版)[M].北京:高等教育出版社,2010

[2] 葛正浩.ADAMS 2007虚拟样机技术[M].北京:化学工业出版社,2010

[3] 胡志刚.牛头刨床六杆机构的多体动力学分析及优化设计[J].三峡大学学报(自然科学版),2006,28(3):226~229

[4] 韩宝菊,徐剑波.基于ADAMS的插床动力学仿真分析及优化设计[J].机械工程与自动化,2007,141(2):35~37

[5] 朱玉.机械原理和设计课程设计教学探索与实践[J].南京工程学院学报(社会科学版),2007,7(1):52~55

机械设计课程设计范文第10篇

【关键词】课程设计;能力培养;实践性

课程设计是工科学生在四年学习中最早接触的理论知识运用于工程实践的重要实践课程。实践是人们最好的老师,大学生的综合能力只有通过亲身参加社会生活的实践才能得到?《机械设计基础》课程设计一方面是培养学生独立机械设计能力,掌握基本设计方法和进行基本技能的训练,学会查阅资料;另一方面培养学生树立正确的设计思想和严谨的工作作风,提高工程设计及创新的能力。对后续专业课程的学习、毕业设计及今后的工作都具有重要影响。

目前机械设计基础课程设计的题目以减速器设计为主,虽然减速器是很典型的机械部件,基本涵盖了《机械设计》课程所学习的主要内容,有利于学生全面掌握有关知识。但因课程设计一般是安排在课程教学结束的期末进行,设计时间为二周。而学生忙于准备考试,不少学生难于集中精力认真搞课程设计,采取应付的做法:照搬指导书的步骤,按部就班地做模仿设计。设计过程对学生来说没有什么挑战性和新鲜感,各项能力也得不到应有的提高。因此,笔者认为在课程设计过程中培养学生的自学能力、交流能力、信息收集能力、合作能力、工程表达能力、绘图能力、实际操作等能力至关重要。

1 自学能力的培养

从教育教学角度,相对中学时代特别是高中阶段的教学模式与大学教学模式有很大不同。高中阶段的教学方式是教师将教学内容反复地讲授并示例解释,直到学生理解为止;而大学教学方式是教师在很短时间将较多的教学内容传达给学生。这就要求大学生自己在课后对于教师没用讲到或讲授中简单提到的内容及难理解的学习内容,要靠学生自己去学习和理解并找出规律。一个人大学毕业所学到的知识,对于其一生所应学习的知识来说犹如九牛一毛;大学生在校所学的多是基础理论性知识,更多的应用科学、实用技术需要走上社会后根据需要通过自学来补充、完善。在知识激增、竞争加剧、科学技术日新月异的今天,人们要适应不断发展变化的新生活,惟一的途径就是自学。自学能力是一个人知识不断扩展和更新的基本保证,是每个人能够生存、发展和有所作为必不可少的条件。因此,需从大学生的学习、生活适应期起培养学生的自学能力。在《机械设计基础》理论教学过程中布置设计任务,让学生阅读设计任务书,查阅指定资料和读物,搜集必要信息,积极思索,初步形成关于课程设计问题的分析和解决方案。教师可以在这一阶段给学生列出一些思考题,让学生有针对性地开展准备工作。培养其自学能力。

2 交流能力的培养

首先要使学生了解交流能力的重要性,学生才会积极主动地去发展交流能力。常言道:与君一席话,胜读十年书。交流是获得间接经验的有效手段,也是表达情感,增进友谊的重要手段。 《机械设计》课程设计涉及的知识面广,使用的公式繁多,正确选择公式中各参数是合理确定零件的主要参数和尺寸的重要前提,这对于初次接触设计的学生来是个不小的难题。因此在课程设计过程中,将教师的指导和答疑变为指导学生分组讨论:⑴设计方案选择的讨论:到底选择那种方案最佳,以及各传动方案和工作机的性能要求之间有什么关系;⑵参数选择的讨论:数据取佳,究竟是取大好还是取小好,其根据是什么;⑶有些计算公式是有实验条件的,怎样鉴别设计任务与实验条件的差异,又如何取修正值。通过面对面互相交流、互相提问、互相质疑,学生不仅学到了知识,形成自己的见解,还能增进互相的沟通和了解。

3 信息收集能力的培养

课程设计前让学生利用已有的知识,生活经验,书籍报刊,广播电视,电脑网络等多种途径收集相关信息。在理论课学习过程中,让学生带着问题去查阅相关资料,有目的地筛选资料,多快好省地获取自己所需的信息;然后在思考过程中不断地对收集的信息(图片、图表、文字记录等)进行分类组合,生成自己的新认识、新见解。尤其是技术标准、规范、设计手册等有关设计资料,熟练运用这些设计资料是设计人员的一项基本技能;在平时的作业中注意加入这方面的训练内容,以提高学生获取设计资料的能力。

4 合作能力的培养

随着社会竞争的日益激烈,团队合作能力已成为当代社会竞争争胜的条件之一。设计任务下达之前,按3-4人为宜将班级分成若干小组,每组推荐一名主持人,负责分配和协调小组各成员的任务,及时沟通和处理设计过程中出现的问题。小组成员之间首先要建立信任感,积极参与,相互配合,相互协作;其次彼此分享设计过程中的点点滴滴,做到资源共享,知识互补,才能提高小组合作竞争能力。课程设计可帮助学生学会人际交往,开展合作学习,形成合作意识,培养合作能力。

5 工程表达能力的培养

工程表达能力是指具有平面、空间、曲线、表格、公式、绘图等综合表达能力。在课程结束后随之而来的课程设计是检验和培养综合能力、工程素养的关键环节。比如轴系结构设计,在完成相关的章节后,布置一次大作业,再安排一次讨论课,通过引导学生通过讨论纠正设计中的问题,帮助其加深理解,提高认识。在该阶段,从方案的选择、数据的处理、绘图、编写设计说明书到树立正确的设计思想,有意识地运用规范、标准、查阅手册、图册等参考资料,综合展现独立思考、独立完成的工程表达能力。

6 实际操作能力的培养

为使学生在课程设计前对减速器有一定的感性认识,课程设计前做一次减速器拆装实验是非常必要的。实验中要特别强调对机械系统及其零部件功能和结构的分析,要求学生能正确理解减速器轴系、附件及箱体等各部分的功能以及实现这些功能在结构设计中是如何考虑的,不能仅仅满足于将减速器拆开再原样装起来,只有这样才能体现实作能力培养的意义。

上一篇:会计专业课程范文 下一篇:体育与健康课程标准范文