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机械设计基础课程设计范文1
高职机械设计基础课程设计一般选用一级圆柱齿轮减速器，减速器是一般机械里最具代表性的一个机械，笔者一般要求学生设计带式输送机中的减速器。
2设计任务分析
设计任务给定已知参数，让学生更加明确设计理念、熟悉设计过程。设计任务应有一定的难度，设计是一个“边计算、边画图、边修改”的过程，称为“三边”原则，笔者一般给设计任务增加一些限制条件，比如要求设计的减速器中心距在90～130mm，设计出来的减速器可在A1图纸上按1:1绘出。按这个条件设计可能就会有一个反复计算和修改的过程，从而让学生知道为什么要进行修改、如何修改参数来达到设计要求。
3设计计算要求
机械设计课程设计计算包括传动装置的运动和动力参数计算、带传动设计计算、齿轮传动设计计算、轴系结构设计计算等，这些计算在机械设计课程中都有，但要学生将其综合应用起来，并能明白为什么要进行这些计算，以及计算的过程如何达到设计任务的要求等。在设计计算中有许多经验参数需要查表查图，教师要正确引导学生利用这些数据，另外设计过程中必须遵循国家标准，如带轮直径及带长、齿轮模数、轴的直径系列、滚动轴承、键、联轴器等都有相应的国标，选用或计算数据都必须符合国家标准。这个计算就有3个限制条件，在第4、6、7步分别限制了带速（5～25m/s）、包角（1≥1200）及V带的根数（z≤7），如果不满足要求，则需回到前面重新选定参数、重新计算。齿轮传动的设计计算也有一个关键的数据中心距，若没在任务书规定的范围内也要重新计算，有的甚至要回到第一步运动和动力参数计算部分，重新分配传动比等，让学生深入体会设计过程的“三边”设计原则。通过设计计算，学生更加明白为什么要计算这些数据、怎样处理这些计算数据，从而将知识的运用达到一个新的高度。
4装配图设计
装配图设计一般要求先绘草图，再根据草图绘制正式装配图。图纸铺开，一般学生都不知从何下手，这时教师的引导就非常重要了，笔者一般分阶段引导，让学生在画图过程中掌握减速器的结构及运用前面的计算数据设计减速器尺寸。学生通过以下步骤能较好完成装配图的绘制，教师在学生绘图过程中多作指导，及时指出绘图过程中的错误。第一步，初步分配图纸3个视图的位置，主、俯视图占的空间要大些，并注意留出标题栏和明细表的位置。第二步，初步绘制俯视图，在黑板上演示绘图步骤：绘中心线（两齿轮中心距）绘一对啮合的齿轮绘箱体内壁线绘箱体外壁线。这里要注意齿轮的啮合画法，内壁线距齿轮的端面及齿顶的距离由经验确定，一般为10～15mm。小齿轮端的内壁线要设计主视图时才能确定。第三步，绘制俯视图上的输入轴和输出轴（在绘图过程中可修正计算出的二轴尺寸），确定滚动轴承的位置，绘制二对滚动轴承，绘制轴系结构的定位零件，绘制端盖、油沟等。注意滚动轴承的正确画法，轴肩、套筒或封油环定位要注意方便轴上零件的拆卸。第四步，绘制主视图，先绘二条中心线（注意主、俯视图长对正）绘二齿轮分度圆确定油面高度确定箱底位置绘制内壁、外壁线确定轴承连接螺栓凸台高度，确定螺栓位置，绘制螺栓连接绘制观察孔绘制油标尺绘制放油螺塞绘制吊环吊钩等。第五步，绘制左视图，注意对应的绘图关系：高平齐、宽相等。第六步，尺寸标注（总体尺寸、性能尺寸、装配尺寸、安装尺寸）零件编号标题栏和明细表技术要求等。
机械设计基础课程设计范文2
关键词：机械设计 现代设计方法 课程教学
机械原理和机械设计等课程是工科院校机械类专业必修的重要专业技术基础课程，在培养学员机械综合设计能力和创新能力所需的知识结构中占有十分重要的地位，具有很强的基础性、工程性和应用性。但是，笔者在长期的课程教学实践中发现，针对如此重要的专业技术基础课程，学员的学习兴趣在逐渐减退，教学效果不尽如人意。虽然这一现象的发生可能有多种因素，但是，其中一个重要因素无疑还是教学内容陈旧，尤其是其传统的机械理论设计计算方法的教学与实际工程实践要求相脱节，不能适应时展的要求。这使得学员在学习中感受不到专业基础课程学习的有用性，感受不到该课程对其提高设计能力有多大帮助。如何使机械设计基础课程教学适应时展要求，笔者认为，现代计算机辅助设计技术的迅速发展和普及给课程教学改革开辟了新路。通过教学实践，将现代设计方法引入机械设计基础课程，教学作用明显，对提升学员的综合设计能力、培养他们学习机械设计课程的兴趣和积极性均起到较好效果。学员在课后学习感想中写道：“机设课让我有机会体验计算机设计的魅力，使我对设计产生了兴趣，激发了我的学习热情，以及通过实践带动课本理论的应用得以体现。”
1 传统设计方法在课程教学中存在的问题
（1）传统设计方法与现实应用脱节。目前大部分机械设计基础类教材中呈现的机械设计方法是一套经过长期理论研究以及经验积累形成的手工设计计算方法，该方法在特定的历史时期对机械类人才的培养起到积极的作用。但随着计算机辅助设计技术的快速发展和普及，过去要花费较长时间复杂的设计计算或绘制已被计算机轻松替代，传统的手工理论设计计算方式逐渐被现代设计方法替代。在此情况下，再花费宝贵的课堂时间让学员学习掌握过时的设计技术已与时展要求不相符。
（2）课时安排不能适应教学需要。在课堂教学中，设计方法的介绍本应需要相当比重的学时，但随着课时的不断压缩（目前机械原理和机械设计两门课加起来的学时还不到100学时，少的甚至不到60学时），用于讲授设计方法的时间比过去大幅减少。在如此少的时间里，教员通常只能泛泛地讲解一下设计思路和过程，对传统的理论设计计算方法无法进行更深更透地讲解，学员对这部分内容的学都是囫囵吞枣。因此，在实际操作中面对繁杂的理论设计计算过程，学员多数都呈现畏难情绪，对机械设计课程的学习兴趣也随着课程的不断深入而逐渐下降。
（3）传统的手工理论设计方法数据计算分析耗时，设计效率低下。例如在机械课程设计中，学员要花费大量时间在繁琐的计算和修改上。而在对设计方案创新的思考，以及对设计结果的优化和分析方面，却由于课程学时的限制不能充分实施和展开，这违背了课程为使学员综合设计能力提高的本意。
2 机械设计基础课程引入现代设计方法的必要性
（1）作为新一代工科学员，学习和掌握现代设计技术和方法尤为重要，这符合时代对创新型人才的要求。而且由于计算机辅助设计技术的快速发展，以及各类仿真设计软件的普及和易用，使得现代设计方法在机械设计基础课程中的应用能得以实现。
（2）运用计算机辅助设计技术可以将机械设计信息和内容生动直观地作用于学员，拓展学员的思维和视觉的空间，使他们可以多方位、多角度地观察研究对象；同时，利用计算机快速的解决问题，调动学员的情绪，提高其注意力和兴趣，并能突出重点，有助于培养学员的综合认识和理解能力，达到较好的教学效果。
（3）对于机械设计人员而言，掌握现代设计方法是一项基础性的能力。这一能力是学员后续专业学习和发展的基础，特别是对学员在机械课程设计以及毕业设计中提高创新设计能力起到很好的帮助和推动作用，同样可以为学员今后的自我学习和研究打开视野、注入动力。
3 基于现代设计方法的机械设计基础课程教学实践
（1）连杆机构的运动仿真设计。运用三维工程设计软件，快速建立四个不同长度的杆件，并装配成四连杆机构，根据曲柄存在的条件，以不同杆件做机架，演示机构的运动情况，可以迅速直观地让学员理解和认识连杆机构的特征。然后再利用软件的Motion组件，对曲柄摇杆机构进行运动仿真，通过调取仿真计算后的各种数据，显示和分析被模拟连杆机构的运动和动力特性线图。见图1。此外将连杆制成多孔的板状，运用运动仿真，显示连杆曲线的生成及其特征，见图2。实践证明，与传统的理论教学对比，经由上述的教学演示，再通过学员亲手操作，学员对连杆机构特性的理解和掌握，以及对连杆机构的设计和分析能力均有较大提高。
（2）凸轮机构的建模及运动与动力仿真设计。如设计偏置尖顶直动从动件盘形凸轮机构。给出凸轮转动方向、基圆半径，以及从动件运动规律等初始设计条件。由从动件运动规律写出从动件位移运动方程，进而写出凸轮廓线方程。然后在工程设计软件中，运用“方程式驱动的曲线”绘制出凸轮轮廓曲线，并通过拉伸制作成凸轮模型，见图3。接着将其装配成凸轮机构仿真模型，利用软件的Motion组件，对凸轮机构进行运动和动力仿真，图4为显示某凸轮机构的从动件位移线图和速度线图，以及凸轮接触力的方向（该方向与从动件轴线之间的夹角为凸轮机构在该处的压力角）。
（3）齿轮建模与强度分析及参数优化设计。为获得标准的渐开线齿轮齿廓，事先编制好齿轮廓线VBA程序ZGear.swp文件，利用设计软件提供的应用程序接口（API），在设计软件中调用宏-编辑，绘制齿廓曲线，经特征建模制作成需要的齿轮模型，见图5。然后再利用软件的Simulation组件，对齿轮轮齿进行弯曲疲劳强度和接触疲劳强度计算分析，见图6，通过分析仿真计算后的各种数据，再对齿轮进行参数优化设计。
（4）轴系结构建模与刚、强度设计与分析。由轴受载转矩计算出轴的最小轴径，按轴的工作要求在设计软件中由最小轴径向中间逐渐增大构建轴的各段直径和长度，形成阶梯轴的模型，再在软件的Simulation组件中，设置轴的材料，按轴的支承情况设置轴的“夹具”，针对轴上零件承载对轴的影响，按远程载荷和转矩的方式对轴进行加载设置，进行网格划分并运行分析计算，即可通过仿真运算后的结果，对轴的刚、强度进行分析评估。通过应力图解查看轴的最大应力所在位置，通过位移图解查看轴的变形情况以及最大变形量及其位置，见图7；通过疲劳检查图解查看轴在特定条件下的最低疲劳安全系数，见图8。
此外，螺栓（组）连接的强度分析、键及花键连接的强度分析、滚动轴承的动态寿命仿真设计等均可借助于工程设计软件讲授该类零部件采用现代设计的方法和思路。
4 实践中出现的问题及对策
基于现代设计方法的机械设计基础课程的教学改革，给传统的机械专业基础课程教学带来新的生机，也深受学员欢迎，对促进学员认识和学习机械设计，掌握现代设计方法产生较大影响，其好的教学效果和产生的积极作用毋容置疑。但是在实践中，一些新的问题也随之出现。其一，此项改革的课程学习对学员计算机应用能力有一定要求，而学员此前在该方面的学习基础薄弱，使得学员在有限的课堂学习中疲于应付认识工程设计软件，对运用现代设计技术提高设计能力的训练却不足。其二，学员通过学习和实践感受到了运用现代设计方法高效解决工程设计问题的惊喜，但多数学员由于其他辅助知识的脱节，对采用方法的原理和其具体的计算过程还是弄不清，只是知其然，而不知其所以然。其三，新的教学模式对教员也提出了较高要求，包括必须能熟练运用工程设计软件，在课程讲授过程中要能随时通过软件辅助教学，帮助学员快速掌握和理解机械设计现代设计方法的应用等。而现阶段部分教员离这一要求还存在一定差距。其四，由于学时限制，学员在上机练习现代设计方法中为了完成作业，往往很容易出现抄袭复制，这给教员正确判断学员学习效果带来难度。
针对上述改革实践中出现的问题，笔者建议解决的方法是：一、建立与课程改革配套的课程体系，加强学员计算机应用能力的培养，使学员在课程开始前已具备相关的基本技能，从而提高学员学习运用现代设计技术解决问题的效率。二、适当开设相关选修课或增加课外辅导时间，让学有余力的学员能更进一步地了解现代设计技术及其方法，帮助学员建立自我研究和自我学习的能力。三、任课教员应积极参与工程设计实践，提高运用现代设计方法解决问题的能力，并学会善于将工程实例结合教学内容引入课堂，加强现代设计技术与机械设计课程内容结合的研究，并将研究成果应用于教学改革中。四、从学员的学习体会反映出，学员们对运用现代设计技术上机实践的自我要求是相当高的，无需教员盯促。因此可以减少学员上机成绩的比例，让学员安心上机练习，上机作业课中完不成可课后完成，此外教员应掌握和提高判改学员电子作业的技巧和能力。
5 结束语
在当今信息时代，对已成定论的传统机械设计知识的学习并不像以前那么重要，重要地是教员们在教学中如何不断地启发学员掌握先进的知识和技术，提升学员分析和解决问题的能力。通过实践，机械设计基础课程引入现代设计技术和方法取得了较好效果，学员通过学习和实践感受到了运用现代设计方法高效解决工程设计问题的惊喜。这对于提升他们学习机械设计基础课程的兴趣以及尽快理解并掌握现代设计方法起到了积极作用。随着该项课程改革实践探索的不断深入，必将会对传统机械设计基础课程的教学和发展带来深刻影响。
参考文献：
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机械设计基础课程设计范文3
摘?要：本文根据新形势下现代工业的日益发展需要及技工院校机械设计基础课程教学中的问题和经验，对机械设计基础课程整合的必要性、关键问题及对策作了探讨。
关键词 ：技工院校 机械设计基础 整合
随着新技术、新工艺的不断涌现，各专业的知识框架不断调整，以就业为导向的技工教育课程设置、教学内容、教学方法也将顺应潮流，进行不断的修整改革。机械设计基础是一门理论性、系统性较强的课程，又因涉及内容众多，设计繁复不能很好地被学生吸纳。基于此，笔者提出对该课程进行整合改革。
一、进行课程整合的必要性
1.课程整合是技工教育发展的需要
技工教育具有明确的导向性，即以学生就业为导向，以培养高技能人才为目标。它强调以能力为本位，重视学生实践动手能力的培养。现有大部分机械设计基础教材过于强调学科体系的完整性，注重学生设计、计算能力的培养，不符合当前技工院校学生整体素质偏低的基本学情；同时与工程力学的衔接不够好，一般院校两课独立设课，分开教学，不能很好地实现知识的融合，需要教师不断重复讲解，挤占了大量的课时。同时因为内容枯燥复杂，导致学生丧失学习兴趣，教学效果不佳。所以，将此等专业基础课进行合理的整合，是技工教育发展的必然趋势。
2.课程整合是行业发展的需要
随着现代工业的不断发展，机械设计中模块化趋势日益显现，标准件应用愈加广泛，使得技工院校机械设计基础的教学重点由设计向合理选用转变。同时，计算机辅助设计技术不断发展，进一步提升了机械设计项目的效率和质量，广泛为企业（行业）所采纳。为此，技工院校机械设计基础应适时进行课程整合，推陈出新，减少教育的滞后性，以期培育成果能被企业所接纳。
二、课程整合中的关键问题及对策
1.整合课程内容，建立更加科学合理的课程体系
“整合”不是简单的合并，而是通过某些方式彼此衔接，实现资源共享和协同工作，形成一个有价值有效率的整理。可见要求整合后的机械设计基础课程内容上更符合技工院校的整体学情，更贴近现代生产实际。具体做法有如下几方面。
其一，选取内容上推陈出新，去除传统教材中现实生活中已淘汰的或不适用的内容，增加新技术、新方法。如去除传统老旧过时的机械分析与设计内容，增加计算机辅助设计和运动分析。
其二，针对技工院校学生自身学习特点，压缩传统和叙述性内容，减少理论性较强内容的公式推导、理论计算，突出应用性和实用性，不过分强调知识的系统性和完整性。如弱化材料力学中强度、刚度等的计算，将一些专业理论知识有机地融入到实验、实践环节中，真正做到因材施教，为学生减负。
其三，内容整合，将机械设计基础与工程力学课程中的知识点揉为一个整体，进行集中串讲，如齿轮传动的受力分析、轴的强度计算等内容，利于学生理解和掌握。
其四，突出专业特色，目前大多数院校机电专业、机制专业、模具专业甚至是汽车专业的专业基础课程授课内容均一致，与专业形成“两层皮”割裂的状态，导致学生误以为这些课程无用，学习兴趣不浓。为此，此次整合应根据不同专业，选取不同的工程实例，组织相应的教学内容，做到学以致用。例如，针对汽车专业的学生，教师应选用汽车组件、零件作为实例讲解；针对维修专业的学生，选用各种机床部件、零件作为实例，并以这些工程机械作为分析对象，讲述工作原理，分析机构特点、进行设计等。授课内容为学生所熟悉，又关乎专业，容易引起学生兴趣，激发学习热情。
2.整合教学方法和手段，注重工程意识及实践能力的培养
传统教学中，机械设计基础课程的教学不外乎老师讲、学生听，学生进行“满堂灌”的被动式学习。学生除了熟记公式、原理，卷面上获得一个高分外别无所获。这也解释了为什么在校拿高分的学生到企业进行独立设计与开发时无从下手，不能很好地实现理实转化。因此，整合课程内容的同时还必须对教学方法、教学手段进行整合改革。
传统教学中以教师为主导，通常结合典型案例讲解知识点，学生通过例题了解某个知识点，但无法获知其在整个系统中的作用、与其他知识的链接等，以至于无法运用。由此我们将传统的“知识传授型”教学模式向“能力培养型”转化。通过学生自身动手探究、验证、获得知识和技能，强调以学为主，注重学生在教学过程中的参与性和主动性，让学生真正体会到学以致用，提高学生的职业素质和技能。
在具体实施中，以模块、项目教学的方式展开教学。例如将典型的平面机构作为一个模块来展开教学，可以选取牛头刨床作为实例，学生通过自己动手拆装，了解牛头刨的基本结构、各机构各自的特点及相互的传动关系，掌握带传动、齿轮传动、曲柄导杆机构等常用平面机构的工作原理，对机构的应用形成感性认识，再由教师讲授其中涉及的平面机构常见的理论知识，学生通过测绘、组装、试运行，使得理论知识得以升华，最终起到指导实践的作用。在这里课堂不再是常规的教室，而是设在了车间；学生也不再是规规矩矩地坐着听，而是以动手探究、小组讨论、总结的方式获得知识；教师在此过程中起到组织、管理、协调和监督的作用，学生在整个教学过程中处于主体地位，提升了其主人翁意识，使其增进了对专业的理解，培养了他们的工程实践意识。
在教学手段中，光凭粉笔、挂图、模型等传统教具进行演示的方法已无法满足当前的教学需要。以多媒体网络技术为主体的电化教学可以使抽象问题变得直观，复杂问题变得简单，动态问题变得可视，在提高教学效率的同时也提升了教学效果。例如两齿轮的啮合原理通过动画模拟，直观地将啮合过程展示给学生，使其轻松理解教师的教学意图。当前计算机辅助设计的发展也为该课程教学提供极大的便利，原先需要复杂计算、推导的内容，只要通过相应软件对某种机构进行设计计算，便可轻松获知，如齿轮传动中的受力分析、机构间的相互干涉等。
三、课程整合中的相关问题
1.实践环节的配套改革
本课程中的实践教学除配合理论教学外，主要是培养学生观察、测量、分析能力及对专业（职业）的忠诚度。因此在设立实践项目时一方面需要考虑学校自身的硬件配套，另一方面需要紧密联系市场，淘汰老旧过时、引进新技术、新发明，定期更新实践教学内容，尤其是在配套的课程设计过程中，应结合技工院校学生自身学习特点，减少计算的难度和数量，突出应用软件辅助设计，重点放在结构设计方面。
2.任课教师的素质培养
相比传统教学，改革后的教学对于教师自身素质提出了更高要求，一方面要求教师自身具备工程实践意识，有较强的动手能力去指导学生，另一方面要求教师知识更加系统化、全面性，具备熟练运用新技术的能力，如各计算机辅助设计软件的应用、全媒体的制作使用等。
参考文献：
[1]张明辉,餻宝海.机械设计基础教学改革初探[C].全国机械设计教育研讨会议,2008.
机械设计基础课程设计范文4
【关键词】 机械设计基础 课程设计 质量
【中图分类号】 G710 【文献标识码】 A 【文章编号】 1006-5962（2012）07（b）-0019-03
《机械设计基础》课是高职高专院校机械类及机电类专业的一门主干专业基础课，课程设计是《机械设计基础》理论教学后进行的一个重要的实践性教学环节，是高职学生在校期间第一次较全面的设计训练，其目的是培养学生综合应用机械零件及其它先修课程知识去分析和解决工程实际问题的能力，以进一步巩固、深化、扩展本课程学到的理论知识；通过对通用机械零件、机械传动装置或简单机械的设计，使学生掌握机械设计的一般方法和一般步骤，培养学生独立设计能力；使学生在计算、制图、应用设计资料；熟悉有关国家标准、规范、使用经验数据，进行经验估算等方面接受全面的基本设计训练；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。与毕业设计一样，课程设计是工科学生向实际工作过渡的必要的训练手段，对学生将来工作中实践操作能力和各项工作能力的培养有着非常重要的作用。
在目前高职高专教育大环境下，部分高等院校培养目标不再是培养研究型人才，而是培养应用型人才，以适应社会发展对人才的需求。而传统的“以课程设计指导书为蓝本、以教师的程序化指导贯穿始终”的模式已经难以实现这一培养目标，所以探索适应培养目标的教学模式有着重要的意义。
1 《机械设计基础》课程设计的现状及存在的主要问题
1.1 《机械设计基础》课程设计的现状
《机械设计基础》课程设计通常有变速箱、差速器、齿轮传动等课题，但目前，多数学校《机械设计基础》课程设计仍采用具有一般用途的机械传动装置为设计对象，设计课题一般为专用传动中的二级圆柱齿轮减速器、蜗杆减速器、单级圆锥齿轮减速器等，设计时间一般为两个设计专用周，一般安排在学期末进行。设计内容包括：拟订设计方案；选择电动机类型；运动和动力参数的确定计算；主要传动零件的设计；主要零件工作图及减速器装配图的绘制；设计计算说明书的编写。设计工作量一般为传动运动简图一张；减速器装配图一张，零件图两张及计算说明书一份，最后进行设计答辩。在设计过程中，指导教师对学生进行指导和答疑，同时对学生进行阶段性检查、质疑，以作为整个设计成绩的参考。指导过程中，指导教师一般只作方向性指导，旨在培养学生独立的设计思维、独立分析和解决工程问题的能力。通过设计，大多数学生都感到收获很大。但在《机械设计基础》课程设计中还存在一些应该引起重视和解决的问题。
1.2 《机械设计基础》课程设计存在的主要问题
（1）学生对课程设计的重要性认识不足
在教学过程中，有一部分学生对课程设计的重要性认识不足，缺乏设计的感性经验，缺乏积极性和主动性，也缺乏创新意识，对课程设计持应付态度，敷衍了事，加上设计安排时间紧的因素，为了完成任务东拼西凑，有的学生相互抄袭，甚至在网上下载等，严重影响了课程设计的质量。
（2）学生对先修课程的综合应用能力较差
《机械设计基础》课程设计是对机械制图、互换性与公差、工程力学、金属材料学等先修课程的基本知识、理论结合工程实际的综合应用，也是对这些课程体系中的知识进行重新建构、综合应用的过程。在教学实践中发现学生整合知识的能力较差，比如不能很好地应用力学知识对在外荷载作用下的轴进行精确强度计算校核；在绘图中不能正确应用机械制图基本知识，按照国家制图规范绘制图形等等。
（3）学生缺乏工程实际经验知识
高职学生普遍缺乏工程实际知识，对零部件的结构设计、精度选择、工艺过程等方面的要求只能比照书本、资料进行模仿设计，很少结合工程实际综合考虑进行设计，大多数学生的设计方案可以说纯属“纸上谈兵”型，无工程实际意义。例如在确定减速器及零件的主要尺寸时，注重理论计算结果，不能综合几方面要求来最终确定。由于学生对减速器的制造、安装、调整、维护的工艺过程缺乏实际的感性认识，致使对大量工艺问题缺乏认真考虑，或感到无从下手，不能把零件必须具备的良好工艺性要求贯穿于设计过程中。另外，学生对工厂现有的生产设备、加工手段缺乏认识，因此在设计中对零件的加工精度、装配精度和技术要求的内容提不出合适的要求，制约了课程设计质量。
（4）指导教师角色定位存在问题
不少教师在课程设计指导过程中采用传统的教学模式，缺乏创新，充当保姆角色，表面上看可能提高了设计质量，实际上不注重培养学生的创新思维和独立工作能力，学生的能力没有得到提高。有的教师管理不到位，缺乏过程监督，不注重阶段性考核，只看重最后结果，这两种现象都达不到课程设计的教学目的。
2 提高《机械设计基础》课程设计质量的措施
为使课程设计真正达到培养学生的工程设计意识和创新设计能力，适合新形势下对培养“应用型、技能型”人才提出的新要求，如何改进和提高《机械设计基础》课程设计教学效果，针对学生在课程设计中存在的问题，我们主要采取了以下几种措施。
2.1 充分认识课程设计的重要性，加强实践性教学
在指导课程设计时，上好第一堂动员课，使学生充分认识到课程设计的重要性，其意义不仅仅是掌握机械设计的一般过程和熟悉设计程序，更重要的是对后续课程的学习有着很好的帮助，乃至对以后的就业及能否胜任工作岗位都有着十分重要的影响。在课程设计中应集中精力根据设计题目的要求、条件、数据，做好资料收集、分析资料，认真思考，深入研究，按照设计程序进行设计，培养优化设计思维和能力。
指导教师应把课程设计作为比课堂理论教学更为重要的教学任务，加强责任，认真对待，精心辅导。在指导学生时，要注意辅导方法的应用，应启发、引导学生独立思考和自我反省。开展小组讨论，在讨论中不同的设计思路、观点、认识，得到互补和启发。针对学生缺乏机械工程感性知识的问题，应加强实践性教学环节，应充分利用多媒体、模型和实物讲解；组织学生到工厂参观、实习，让学生有更多的机会观察、了解、认识各类机器的构造、传动关系及工艺流程，以增强、提高学生的工程实际经验。指导教师应积极学习新知识、新技术、新材料的应用，积极参加工程实践，丰富自己的工程经验和工程知识，为学生创造增加感性知识的条件，以便更好地指导设计，提高课程设计质量。
2.2 理论教学与课程设计紧密结合
《机械设计基础》课程设计是在课程理论和实验教学完成后进行的一个实践性教学环节，其设计题目所要求的内容涵盖了课程中大部分内容。在教学中教师应该把理论教学与课程设计紧密结合起来，融合到课程理论教学中，课程设计指导教师应根据以往的指导经验，把课程设计中易出现的问题作为例子讲解；比如讲到齿轮传动时可以结合课程设计讲解轮齿的受力分析、齿面接触疲劳强度、齿根弯曲疲劳强度计算。可以把课程设计分为带传动、齿轮传动、轴、轴承和电机及箱体设计五个模块，与教材相应练习题结合起来，作为课外练习布置给学生课后完成。这样学生通过训练，积极性得到提高。到进行课程设计时，课题中的理论计算部分已经经过了演练，提高了效率，减少了错误。可以较顺利地完成设计计算说明书的编写，把较多的时间和精力用于结构设计和绘图，提高了课程设计质量。
2.3 改革选题，提高课程设计效果
摒弃“多年一题”的现象，打破传统的教学模式，在设计题目和内容上进行改革。（1）题目要体现教学目标：应根据《机械设计基础》教学大纲要求，针对高职学生特点，设计题目应有较强的典型性和仿真性，选题原则一是要有综合性，能涵盖课程的主要内容；二是可以考虑简单的整机设计；三是难度和工作量要适当，不至于产生畏惧心理而无从下手；四是要有一定的灵活性，有利于激发学生的兴趣和创造性思维；五是题目要学生分工协作完成，有利于培养团队精神。（2）题目要与先修课程衔接：选题要考虑与先修的机械制图、金属工艺学、机械制造基础等课程的衔接。高职《机械设计基础》不涉及复杂的机构、运动学、动力学方面的知识，主要侧重通用零件和简单机械传动机构的结构、特点、应用范围和维护等内容。设计题目不应有太复杂的机构，选以减速器为主体的传动机械装置较为适合高职学生，有利于培养学生结构设计、强度计算、精度设计等方面的能力。（3）题目要注重多样性和挑战性。在实际工作中，我们围绕结构工艺性，按不同的传动方案、原始数据、不同的减速器类型布置课题，使设计课题的难易程度和工作量大小与学生的水平与能力相适应，使设计具有创新性和针对性。
2.4 改革传统的指导形式
现代教育强调以学生为主体，以教师为主导。作为指导教师，一是要改进指导方式，采用分段、个别与集体相结合的动态指导方式。设计前把任务、难点、需要注意的事项交代清楚，要注意针对学识和能力差异，因材施教，做好个别辅导，对缺乏独立思考能力的学生应多采用“启发式”教学法，对积极思考的学生可以采用“讨论法”多鼓励和肯定，一起讨论启发其思维作最优选择设计，然后提出修改意见或建议，对能力较差的学生应耐心辅导、详细讲解，善于发现其优点，及时表扬，帮助其树立信心和养成良好的学习习惯；中期针对易出现的共性问题、错误，集体指导，后期加强检查与纠正。二是要树立正确的指导理念，教师要引导学生变模仿型设计为思考型设计，变逐步讲解为必要提示，变提供详细资料为列出参考书目，鼓励学生积极主动去查手册、找资料，培养他们对各种信息的收集、分析、归纳、整理能力。充分发扬民主，调动学生思维，教师不过早下结论。比如在确定方案阶段，可以增加方案论证，首先由小组学生提出设计方案并阐述其优劣性，然后由学生和教师对方案提出质疑，教师进行总结，给出指导性意见，促进学生主动思考，开阔了学生视野，也培养了学生对知识的应用能力和创新意识。三是要引导学生树立正确的设计思想，设计是一个反复推敲、反复修正、不断创新的过程，要树立严谨的工作作风和坚韧不拔、克服困难的意志。
2.5 加强计算机的应用能力
随着计算机绘图的普及，以及用人单位对高职毕业生职业技能的要求，教学中应注重培养学生的计算机应用能力。对于课程设计中的图纸，可要求学生用计算机绘制并打印。针对以前学生计算机绘图能力普遍较差的状况，在学生上《机械制图》课时，我们要求教师适当加强CAD模块的教学和训练。这样，学生在进行课程设计时既可以把主要精力放在结构设计上，计算机绘图能力又得到了提高，图纸干净整洁，有效地提高了课程设计质量。
2.6 严格控制设计进度
严格控制课程设计进度是提高课程设计教学质量的一项重要措施。学生花费二至三周的时间做课程设计，只有掌握好设计进度，有计划、有步骤地进行才能保质、保量、按时完成。《机械设计基础》课程设计是一项较复杂的工作，不仅计算、绘图工作量大，还要综合应用先修课程相关知识，查阅有关资料和手册，若设计进度快了，就会出现不求甚解的问题，缺乏深入细致的工作，其结果可能是解决了问题的表象，只知其一，不知其二，对机械设计的客观规律、设计思想缺乏认识，达不到教学预期目的。有的学生一开始并不着急，总认为时间充裕，就会出现前松后紧，当感到时间紧了，就加班加点突击设计，不仅难以按时完成设计任务，质量也无法保证。课程设计的进度计划应由指导教师提出，与设计任务书一同发给学生，进度计划应明确设计过程中各阶段所用时间和完成日期，要求学生基本上按进度计划进行。为保证学生能按计划进行，教师应加强过程指导，严格把关，及时检查督促进度和质量，每检查一次，教师都在设计材料上签字，并做好相应记录。
2.7 重视总结、答辩
学生完成设计任务后，要引导学生进行总结。学会总结有助于学生进一步熟悉和掌握设计方法和设计程序，剖析方案优劣，自己在设计中的得失，找出设计中应注意的问题，用以指导自己以后的学习和工作。总结应先由学生进行，教师点评，肯定成绩，指出不足。按照大纲要求，应进行答辩。实践证明答辩是学生升华专业知识、提高口头表达能力和心理素质的有效手段，是教师检查设计质量、全面分析与评估设计思维的必要环节，可以督促学生及时复习和总结知识，搞懂设计中的各个问题。每个学生答辩时间一般在10—15分钟，先由学生自我陈述，阐述设计方案的优缺点、主要流程、总结与体会等，随后由教师和学生自由提问，评定答辩成绩。通过答辩这一环节，学生的设计能力、综合应用能力，应变表达能力都有一个质的飞跃。
2.8 改革成绩评定模式
考核方式在很大程度上左右着学生的学习态度和学习方式，在实践中，教师应该探索出一套既可以激励学生，又能科学考核的成绩评定办法。
加强对设计全过程的考核，以图纸、计算说明书、答辩成绩为主，加强对出勤率、工作态度、进度等环节的过程考核，以及创新意识、独立工作能力等可以在成绩考核中有所体现，进一步培养学生的工程素养。制定科学合理的评分标准，形成良好的考核机制，有利于提高课程设计质量。
3 结论
高职教育强调培养“应用型、技能型”人才，《机械设计基础》课程设计是高职生第一次“应用型”的实践训练，实践表明，以上做法，充分调动了学生的学习热情，课程设计的整体质量有了明显提高，对后续专业课程的学习、毕业设计及学生将来从事工程技术工作奠定了坚实的基础。
参考文献
[1] 庞兴华.机械设计基础[M].北京：机械工业出版社，2010-2.
[2] 李培根.机械设计基础[M].北京：机械工业出版社，2010.
[3] 柴鹏飞，王晨光.机械设计课程设计指导书[M].北京：机械工业出版社，2008.
机械设计基础课程设计范文5
1.课程整合是技工教育发展的需要
技工教育具有明确的导向性，即以学生就业为导向，以培养高技能人才为目标。它强调以能力为本位，重视学生实践动手能力的培养。现有大部分机械设计基础教材过于强调学科体系的完整性，注重学生设计、计算能力的培养，不符合当前技工院校学生整体素质偏低的基本学情；同时与工程力学的衔接不够好，一般院校两课独立设课，分开教学，不能很好地实现知识的融合，需要教师不断重复讲解，挤占了大量的课时。同时因为内容枯燥复杂，导致学生丧失学习兴趣，教学效果不佳。所以，将此等专业基础课进行合理的整合，是技工教育发展的必然趋势。
2.课程整合是行业发展的需要
随着现代工业的不断发展，机械设计中模块化趋势日益显现，标准件应用愈加广泛，使得技工院校机械设计基础的教学重点由设计向合理选用转变。同时，计算机辅助设计技术不断发展，进一步提升了机械设计项目的效率和质量，广泛为企业（行业）所采纳。为此，技工院校机械设计基础应适时进行课程整合，推陈出新，减少教育的滞后性，以期培育成果能被企业所接纳。
二、课程整合中的关键问题及对策
1.整合课程内容，建立更加科学合理的课程体系
“整合”不是简单的合并，而是通过某些方式彼此衔接，实现资源共享和协同工作，形成一个有价值有效率的整理。可见要求整合后的机械设计基础课程内容上更符合技工院校的整体学情，更贴近现代生产实际。具体做法有如下几方面。其一，选取内容上推陈出新，去除传统教材中现实生活中已淘汰的或不适用的内容，增加新技术、新方法。如去除传统老旧过时的机械分析与设计内容，增加计算机辅助设计和运动分析。其二，针对技工院校学生自身学习特点，压缩传统和叙述性内容，减少理论性较强内容的公式推导、理论计算，突出应用性和实用性，不过分强调知识的系统性和完整性。如弱化材料力学中强度、刚度等的计算，将一些专业理论知识有机地融入到实验、实践环节中，真正做到因材施教，为学生减负。其三，内容整合，将机械设计基础与工程力学课程中的知识点揉为一个整体，进行集中串讲，如齿轮传动的受力分析、轴的强度计算等内容，利于学生理解和掌握。其四，突出专业特色，目前大多数院校机电专业、机制专业、模具专业甚至是汽车专业的专业基础课程授课内容均一致，与专业形成“两层皮”割裂的状态，导致学生误以为这些课程无用，学习兴趣不浓。为此，此次整合应根据不同专业，选取不同的工程实例，组织相应的教学内容，做到学以致用。例如，针对汽车专业的学生，教师应选用汽车组件、零件作为实例讲解；针对维修专业的学生，选用各种机床部件、零件作为实例，并以这些工程机械作为分析对象，讲述工作原理，分析机构特点、进行设计等。授课内容为学生所熟悉，又关乎专业，容易引起学生兴趣，激发学习热情。
2.整合教学方法和手段，注重工程意识及实践能力的培养
传统教学中，机械设计基础课程的教学不外乎老师讲、学生听，学生进行“满堂灌”的被动式学习。学生除了熟记公式、原理，卷面上获得一个高分外别无所获。这也解释了为什么在校拿高分的学生到企业进行独立设计与开发时无从下手，不能很好地实现理实转化。因此，整合课程内容的同时还必须对教学方法、教学手段进行整合改革。传统教学中以教师为主导，通常结合典型案例讲解知识点，学生通过例题了解某个知识点，但无法获知其在整个系统中的作用、与其他知识的链接等，以至于无法运用。由此我们将传统的“知识传授型”教学模式向“能力培养型”转化。通过学生自身动手探究、验证、获得知识和技能，强调以学为主，注重学生在教学过程中的参与性和主动性，让学生真正体会到学以致用，提高学生的职业素质和技能。在具体实施中，以模块、项目教学的方式展开教学。例如将典型的平面机构作为一个模块来展开教学，可以选取牛头刨床作为实例，学生通过自己动手拆装，了解牛头刨的基本结构、各机构各自的特点及相互的传动关系，掌握带传动、齿轮传动、曲柄导杆机构等常用平面机构的工作原理，对机构的应用形成感性认识，再由教师讲授其中涉及的平面机构常见的理论知识，学生通过测绘、组装、试运行，使得理论知识得以升华，最终起到指导实践的作用。在这里课堂不再是常规的教室，而是设在了车间；学生也不再是规规矩矩地坐着听，而是以动手探究、小组讨论、总结的方式获得知识；教师在此过程中起到组织、管理、协调和监督的作用，学生在整个教学过程中处于主体地位，提升了其主人翁意识，使其增进了对专业的理解，培养了他们的工程实践意识。在教学手段中，光凭粉笔、挂图、模型等传统教具进行演示的方法已无法满足当前的教学需要。以多媒体网络技术为主体的电化教学可以使抽象问题变得直观，复杂问题变得简单，动态问题变得可视，在提高教学效率的同时也提升了教学效果。例如两齿轮的啮合原理通过动画模拟，直观地将啮合过程展示给学生，使其轻松理解教师的教学意图。当前计算机辅助设计的发展也为该课程教学提供极大的便利，原先需要复杂计算、推导的内容，只要通过相应软件对某种机构进行设计计算，便可轻松获知，如齿轮传动中的受力分析、机构间的相互干涉等。
三、课程整合中的相关问题
1.实践环节的配套改革
本课程中的实践教学除配合理论教学外，主要是培养学生观察、测量、分析能力及对专业（职业）的忠诚度。因此在设立实践项目时一方面需要考虑学校自身的硬件配套，另一方面需要紧密联系市场，淘汰老旧过时、引进新技术、新发明，定期更新实践教学内容，尤其是在配套的课程设计过程中，应结合技工院校学生自身学习特点，减少计算的难度和数量，突出应用软件辅助设计，重点放在结构设计方面。
2.任课教师的素质培养
机械设计基础课程设计范文6
关键词： 机械设计基础；分层教学；创新设计
中图分类号： G712 文献标识码： A 文章编号： 2095-8153（2017）02-0093-04
一、引言
机械设计基础是高职机械大类专业中的一门重要的专业基础课程[1]。原教学计划规定，同一个专业（甚至几个相近专业）使用同一本教材，执行同一个课程标准。教学检查发现，该门课程考试卷面成绩及格率不足一半，许多学生反映课程“内容枯燥”、“听不懂”。该门课程要求“懂得常见机构的工作原理；能根据工作要求设计简单机构；具有一定的创新设计能力。”这三个方面的难度呈递进关系，为了提高课程考核及格率，将卷面三个方面的权重由4：5：1，调整为4：6：0，或5：5：0，以期降低难度，但及格率仍然不高。分析原因，主要是由于高职生源差异性太大，有普高生，也有中职生。其中，普高生入学成绩最高接近普通本科分数线，而最低只有150分（总分750分），学生的学习基础参差不齐。许多学生数学基础（包括计算能力）很差，而机械设计需要弄懂大量的力学公式，熟悉繁杂的运算过程。这对那些数学基础很差的学生来说，是有相当难度的，很多学生因此望而生畏。为了照顾基础差的学生，教师只好简化课程内容，只讲原理部分，不讲设计部分。但又有学生反映，学了该课程后连简单的机构也不设计，没有任何收获，使主讲老师左右为难。为解决课程枯燥的问题，湖北职业技术学院曾于2009年试行项目制教学和任务驱动模式教学，试图调动学生自主学习的积极性和主动性，但由于每个学生的学习意愿不同[2]，结果只有少数学生能跟上课堂教学节奏，大部分学生只能照抄作业。导致一部分学生学不好，大部分学生不愿学的尴尬局面。长期教学实践要求我们寻找一种因材施教，满足学生差异化需求的课程分层教学方案。
二、课程分层方案探索
1.人才培养目标的层次性分析
教育部职业教育与成人教育司2012年的《高等职业学校专业教学标准（试行）》中，将高职机械制造与自动化专业的人才培养目标规定为“面向制造业生产一线，培养德、智、体、美、劳全面发展，具有良好的职业道德和创新精神，掌握现代制造及自动控制的理论知识、应用技术和操作技能，从事机械零部件制造与装配、机电设备安装与调试，以及维修、自动控制技术应用的高端技能型专门人才”[3]。 从中可以看出，该专业人才培养目标是有层次性的。第一个层次是技能岗位，如零部件的加工与装配；第二个层次是一般技术岗位，如设备安装、调试、维修；第三个层次是技术管理类岗位，如自动控制技术应用推广、设备管理等。从高职机械制造与自动化专业学生毕业3年后的就业情况看，近六成的学生从事的是第一个层次的岗位，从事技术岗位和技术管理岗位的学生约占三成（还有一部分学生从事非专业的工作）。毕业工作5年后，从事技术和管理工作的学生比例有所上升。课程是为人才培养目标服务的，课程目标要支撑人才培养目标。既然人才培养目标和学生实际就业岗位具有明显的层次性，那么支撑人才培养目标的课程目标也可以具有层次性。学生的学习基础及其自身的学习意愿具有明显的差异性，因而课程分层教学的探索十分必要和紧迫。从2012年开始，湖北职业技术学院在机械制造与自动化专业中开始试行机械设计基础分层教学的实践探索。
2. 课程分层的思路
课程分层不能弃人才培养目标于不顾，不能为了迁就学生学习基础及其接受能力而想当然地确定层级标准。应该从人才培养目标出发，针对不同层次的职业岗位的要求确定[4]。也就是说，专业课程分层探索应该以专业人才培养目标为导向，而不应以教师或学生的主观意愿为导向。对于高职机械制造与自动化专业来说，技能岗位主要进行零件加工、部件装配和机械日常维护工作，并不涉及复杂的设计计算。学生只要能够读懂零件图、装配图，弄懂机械工作原理就能胜任技能岗位的工作。因而课程教学内容主要包括常见机构的结构和工作原理。而一般技术岗位，则包括简单工装设计、设备安装、调试和机械维修工作。因而仅仅懂得常见机构的结构、原理还不够，还要能进行常见机构的运动设计、结构设计和工作能力设计。对于技术管理岗位，则还要求具有一定的创新设计能力。针对职业岗位及其工作内容的不同，相应地确定不同的课程内容，并据此确定课程的层级，如表1所示。
3.课程分层教学的实施
课程分层教学能否取得实效，教学的组织实施至关重要。由于机械大类专业中均开设了《机械设计基础》课程，这些专业对该课程的要求比较接近。为了使分层教学后的学生人数达到建制班要求，合理降低教学成本，湖北职业技术学院打破专业限制，允许机械制造与自动化、模具设计与制造、数控技术、机电一体化技术四个专业的学生自主选择该课程的层级进行学习。三个层级的课程安排见表2。
由表2可以看出，三个层级标准要求的理论和实践教学环节均有明显的不同。高层级的教学内容包含低层级的教学内容。对于机械设计基础C级标准而言，因仅要求学生掌握各种常见机构的工作原理，并进而掌握完整机器的工作原理，所以舍弃掉那些繁复的计算内容，教学中更多地引用实际机械作为案例，采用动画、视频等直观教学方法，引导学生分析机构的工作原理。实践教学环节也主要是工厂参观、机构陈列室参观和动手拆装机械。实践证明，大量采用直观的、看得见、摸得着的实物或影像资料进行教学是一种十分有效的教学方法，特别是对那些基础比较差的学生来说更是如此。对于B级标准而言，则要求掌握简单机构的设计计算，因而不可避免地涉及到静力学知识、结构设计和工作能力计算等内容。实践教学环节中增加了56学时的课程设计内容，以期通过设计一套传动系统将课程中所涉及的主要知识点贯穿起来，达到学以致用的目的[5]。对于A级标准而言，选择这一级的一般是拔尖学生，人数较少，所以不独立编班，要求学生在学习B级课程的基础上，同时参加第二课堂活动。湖北职业技术学院在开展机械创新设计第二课堂活动中积累了较为丰富的经验。小组活动选题一般直接采用当年或下一年全国大学生机械创新设计比赛的题目，把课程分层教学与参加全国机械创新设计大赛结合起来，增加课程吸引力。教学中大量采用最新的实际开发项目作为案例，以拓展学生视野，开发学生潜能，提高学生创新设计能力。
4.课程考核
湖北职业技术学院实行学分制，并规定只要修完必修课的最低层级，对于专业学分不足部分可以通过素质学分补足，实现专业学分与素质学分有条件互通。这样做，既保证了专业最低要求，又可满足学生个性化需求，顺应高职院校“双创”教育的新形势。机械设计基础C级6学分，B级和A级均8学分，学生在A级课程中通过机械创新设计活动取得国家专利、比赛获奖，经教务部门认定后，可以另外给予素质学分。如果学生选择C级课程导致专业总学分不足，可以根据自己兴趣参加文学鉴赏、市场营销、演讲与口才等选修课程或跨专业课程的学习，取得更高的素质学分补足。因此，机械设计基础的课程考核笔试环节只需两种试卷――C类卷和B类卷。
三、课程分层教学的效果
机械设计基础课程实行分层教学试点后，约有60%的学生选择C级课程，30%的学生选择B级课，选择A级课的学生占10%左右。由于学生根据自己的学习基础自主选择相应的层级，教师在组织教学时更有针对性，达到了因材施教的目的，学生学习兴趣大大提高。近三年，该课程卷面成绩平均及格率由此前不足一半增加到85.4%（不含补考）。学生对课程“非常满意”和“满意”的比例由此前12.1%、60.3%分别增加到30.4%和56.2%。学校安排专门老师负责指导机械创新设计第二课堂活动，使机械创新设计活动常态化开展。在第四届、第五届、第六届全国大学生机械创新设计大赛中，湖北职业技术学院学生代表队与本科院校大学生同台献技，取得两个全国一等奖，两个全国二等奖的优异成绩。
四、结语
为适应高职机械制造与自动化专业生源的多样化、学生学习基础及其自身学习意愿的差异性，以专业人才培养目标为导向，把机械设计基础课程分为三个层级，实行分层教学，因材施教，满足学生的不同需求。课堂教学效果明显改善，人才培养质量显著提高，满足了社会对机械制造与自动化专业不同层次人才的需求。
[参考文献]
[1]万志坚，李家林，童玉清. 高职《机械设计基础》任务驱动式课堂教学改革实验[J].职业技术教育，2013（2）：33-36.
[2]龚厚仙. 基于项目驱动的《机械设计基础》课程改革[J].职业技术教育，2011（17）：31-33.
[3]教育部职业教育与成人教育司.高等职业学校专业教学标准（试行）[M].北京：中央广播电视大学出版社，2012：13-20.
