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机械设计基础范文1
关键词：课程设计；基本目的、要求、任务；重点；难点
中图分类号：G642.3 文献标识码：A
《机械设计基础》是机械类学生的一门核心专业课，而这门课的课程设计对同学们来讲，更是尤为重要，因为它是培养机械工程专业学生应职应岗能力的重要实践性教学环节，它要求学生能全面综合地运用所学的理论和实践知识，对一级圆柱齿轮减速机的所有部件进行一次系统和全面地设计。
一、课程设计的基本目的
l. 初步培养学生树立正确的设计思想和分析、解决工程实际问题的能力；掌握通用机械零件、机械传动装置设计的一般方法。
2. 复习巩固以前所学的机械制图、工程力学、工程材料、公差与配合等课程的理论知识，并在实际设计中应用和深化这些知识。
3. 培养学生设计的基本技能，如计算、绘图、查阅资料、熟悉标准和规范等能力，为专业设计和将来从事技术工作打下基础。
二、课程设计的基本要求
机械零件课程设计对学生总的要求是保质、保量、按时完成设计任务。具体要求：
1. 做好设计准备工作，包括收集、准备设计资料、绘图工具及用品。
2. 设计之前要认真研究课程设计任务书，分析题目，了解工作条件，明确设计要求和内容。
3. 设计中要认真复习所遇到的课程内容。如V带传动，齿轮传动，轴、轴承、联轴器和有关的联接件等。在教师的指导下，提倡独立思考，独立计算，独立绘图，独立完成课程设计。反对不求甚解，照抄数据，照搬图样，敷衍了事的行为。
4. 课程设计必须在规定教室进行，遵守学习制度和作息时间，按设计计划循序进行，以便指导教师随时掌握每个学生的情况，发现问题及时解决。
5. 注意掌握设计进度，按预订计划完成阶段性的目标。在底图设计阶段，注意设计计算与结构设计画图交替进行，采用“边计算、边画图、边修改”的正确设计方法。另外，在整个设计过程中应注意对设计资料和计算数据的保存和积累，保持记录的完整性。
6. 为了提高设计质量和降低设计成本，必须注意采用各种标准和规范，这也是评价设计质量的一项重要指标。在设计中，应严格遵守和执行国家标准、部颁标准及行业规范。对于非标准的数据，也应尽量修整成标准系列或选用优先系列。
7. 为使每个学生均能拿出一份较高质量的图样，在装配底图画出后，应呈交指导教师审查，修改无误后，再加工完成装配图。
8. 设计图样（包括装配图和零件图）和设计说明书完成之后，在有所准备的基础上参加设计答辩。
三、课程设计的基本任务
1. 设计题目：
设计一台冶金矿山胶带运输机用的单级直齿圆柱齿轮减速器。工作条件为：单方向运转、轻微冲击，工作期限为8年，每年按250天计算，每天工作8小时。传动示意图见下图1，设计分组参数见表1。
2. 设计任务
（1） 计算说明书一份
包括：⑴前言；⑵设计任务；⑶参考资料；⑷设计方案；⑸选电机确定传动比；⑹各轴运动及动力初算；⑺齿轮传动设计；⑻轴的设计；⑼滚动轴承寿命计算；⑽与密封；⑾箱体设计；⑿总结
（2）完成图纸工作量
⑴总图（装配图）一张，A1图纸；
⑵零件工作图1～2张，A3图纸。
3. 设计内容及进度
见表2。
四、课程设计过程中的重点
课程设计中的重点是编写设计说明书，课程设计说明书是课程设计的总结性文件，通过编写说明书，可以进一步培养学生分析、总结和表达的能力，巩固、深化在设计中所获得的知识，是课程设计工作的一个重要组成部分。说明书应概括地介绍课程设计的全貌，全面叙述设计中各部分的重要内容，要论证设计的合理性，特别是在有几个设计方案时，要进行比较论证，对各个计算环节要详细叙述，对数据和公式来源要注明出处以便查对。说明书要求系统性好，条理清楚，语言简练、文字通顺、字迹工整，图例清晰，图文并茂，充分表达自己的见解，尽量避免抄书，从设计一开始就应随时逐项记录设计内容、计算结果、分析意见和资料来源以及指导教师的意见、自己的见解和结论，每一设计阶段完成后，及时整理编写有关部分的说明书，待全部设计工作结束后，只要稍加整理，便可装订成册。
五、课程设计过程中的难点
课程设计中的难点一是轴的结构设计，二是减速器箱体的结构设计。
（一）轴的结构设计
轴在减速箱中是一个重要的零件，因为所有传动件都装在轴上，因此它有很多尺寸都要与其他零件的尺寸相吻合，否则就无法进行装配。所以在设计轴时，直径方向的尺寸和长度方向的尺寸的选取是同学们感到头疼的一个问题。
怎样来设计轴？按下面这个步骤来进行，可能你会觉得不那么难了。
1．初算轴的直径
联轴器和滚动轴承的型号是根据轴端直径确定的，而且轴的结构设计是在初步计算轴径的基础上进行的，故先要初算轴径。轴的直径可按扭转强度进行估算，即
式中：p为轴传递的功率(kW); n为轴的转速(r/min); C为由轴的材料和受载情况确定的系数。若轴的材料为45钢，通常取C=106～117。C值应考虑轴上弯矩对轴强度的影响，当只受转矩或弯矩相对转矩较小时，C取小值；当弯矩相对转矩较大时，C取大值。在多级齿轮减速器中，高速轴的转矩较小，C取较大值；低速轴的转矩较大，C应取较小值；中间轴取中间值。对其他材料牌号的轴，其C值参阅有关教材。
初算轴径还要考虑键槽对轴强度的影响。当该轴段截面上有一个键槽时，d增大5%;有两个键槽时，d增大10%。然后将轴径圆整为标准值。
上述计算出的轴径，一般作为输入、输出轴外伸端最小直径；对中间轴，可作为最小直径，即轴承处的轴径；若作为装齿轮处的轴径，则C应取大值。
2．轴的结构设计
（1）确定轴的径向尺寸
①轴头直径尺寸确定 轴与齿轮、带轮和联轴器配合处的轴段直径称为轴头。如图2中的 应取标准值（参阅教材）。
② 轴颈直径尺寸确定
与滚动轴承配合处的轴段直径称为轴颈。在图2中，与滚动轴承内圈配合的轴颈 、 应符合滚动轴承标准；装有密封元件直径 ，应与密封元件的内孔直径尺寸一致。轴上两个支点的轴承，应采用相同的型号和尺寸，以便轴承座孔的加工。
③ 轴肩或轴环尺寸确定
相邻轴段的直径不同即形成轴肩。当轴肩用于轴上零件定位和承受轴向力时，应具有一定的高度，如图2中 、 尺寸变化所形成的轴肩或轴环。一般的定位轴肩，当配合处轴的直径小于80mm时，轴肩处的直径差可取7-10mm。用作滚动轴承内圈定位时，如 轴肩的直径应按轴承的安装尺寸要求确定。
如果两相邻轴段直径的变化仅是为了轴上零件装拆方便或区分加工表面时，两直径略有差值即可，一般取1～4mm，如图2中 、 的尺寸变化，并尽可能取整数。也可以采用相同公称直径而取不同的分差数值。
④轴肩处过渡圆角尺寸确定
为了降低应力集中，轴肩处的过渡圆角不宜过小。用作零件定位的轴肩，零件毂孔的倒角C或圆角半径 应大小轴肩处过渡圆角半径 ，以保证定位的可靠，如图3 所示。一般配合表面处轴肩和零件孔的圆角、倒角尺寸见所学教材。装滚动轴承处轴肩的过渡圆角半径应按轴承的安装尺寸要求取值（参阅所学教材）。 本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文
⑤ 砂轮越程槽、螺纹退刀槽尺寸确定
对车削或磨削加工的轴表面，应分别留出螺纹退刀槽及砂轮越程槽。相关尺寸可参考设计手册取值。
应注意，直径相近的轴段，其过渡圆角、越程槽、退刀槽等尺寸应一致，以便于加工。
（2）确定轴的轴向尺寸
轴的各段长度主要取决于轴上零件（传动件、轴承）的宽度以及相关零件（箱体轴承座、轴承端盖）的轴向位置和结构尺寸。
①轴头处长度尺寸确定
对于安装齿轮、带轮、联轴器的轴段，当这些零件靠其他零件（套筒、轴端挡圈等）顶住来实现轴向固定时，该轴段的长度应略短于相配轮毂的宽度2～3mm，以保证固定可靠，如图2中安装齿轮和联轴器的轴段。
②轴颈处长度尺寸确定
轴颈处轴向尺寸由轴承的位置和宽度来确定。根据以上对轴的各段直径尺寸设计和已选的轴承类型，可初选轴承型号和轴承外径等尺寸。
应注意，轴承在轴承座中的位置与轴承方式有关。当采用油时，轴承应尽量靠近箱体内壁，可只留少许距离。确定了轴承位置和已知轴承的尺寸后，即可在轴承座孔内画出轴承的图形。
③ 轴的外伸段长度尺寸确定
轴的外伸段长度尺寸取决于外伸轴段上安装的传动件尺寸和轴承盖的结构。如采用凸缘式轴承盖，应考虑装拆轴承盖螺钉所需的长度L(L可参考轴承端盖螺钉长度确定)。当外伸轴装有弹性套柱销联轴器时，应留有装拆弹性套柱销的必要尺寸A（A可由联轴器型号确定)，如图4所示。
（3） 轴上键槽的尺寸和位置
平键的剖面尺寸根据相应轴段的直径确定，键的长度应比轴段长度短5～10mm。键槽不要太靠近轴肩处，以避免由于键槽加重轴肩过渡圆角处的应力集中。
当轴上有多个键时，若轴径相差不大，各键可取相同的剖面尺寸；同时，布置在轴的同一方位，以便于轴上键槽的加工。
（二）减速器箱体的结构设计
减速器箱体起着支承和固定轴组件零件，保证传动件的啮合精度和良好以及轴组件的可靠密封更重要作用，其质量约占减速器总质量的30～50。设计箱体结构时必须综合考虑传动质量、加工工艺及成本等因素。箱体按其结构形状不同分为剖分式和整体式；按制造方式不同有铸造和焊接箱体。减速器的箱体多采用剖分式结构。
剖分式箱体由箱座与箱盖两部分组成，用螺栓联接起来构成一个整体。剖分面与减速器内传动件轴心线平面重合，有利于轴系部件的安装和拆卸。立式大型减速器可采用若干个剖分面。图5为剖分式箱体。剖分接合面必须有一定的宽度，并且要求仔细加工，为了保证箱体的刚度，在轴承座处设有加强肋。箱体底座要有一定的宽度和厚度，以保证安装稳定性与刚度。
减速器箱体一般多用HT150、HT200制造。铸铁具有良好的铸造性能和切削加工性能，成本低。当承受重载时可采用铸钢箱体。
铸铁减速器箱体结构尺寸参阅表3。
（1）箱体要有足够的刚度 若箱体的刚度不够，在加工和使用过程中会引起变形，使轴承孔中心线过度偏斜而影响传动件的精度。为了保证轴承座的支承刚度，箱体设计应注意以下几点：
① 箱体的壁厚
箱体要有合理的壁厚，轴承座、箱体底座等处承受的载荷较大，其壁厚应更厚些。箱座、箱盖、轴承座、底座凸缘等的壁厚可参照表3确定。
② 轴承座联接螺栓凸台的设计
为提高剖分式箱体轴承座的刚度，轴承座两侧的联接螺栓应尽量靠近，为此需在轴承座旁设置螺栓凸台，如图6所示。
轴承座旁联接螺栓凸台的螺栓孔间距 为轴承盖外径。若S值过小，螺栓孔容易与轴承盖螺钉孔或箱体轴承座旁的输油沟相干涉。
螺栓凸台高度h与扳手空间的尺寸有关，如图6。查表确定螺栓直径和c1、c2，根据c1，用作图法可确定凸台的高度H。
为了便于制造，应将箱体上各轴承座旁螺栓凸台设计成相同高度。
③ 设置加强肋板。
为了提高轴承座附近箱体刚度，在平壁式箱体上可适当设置加强肋板。箱体还可设计成凸壁带内肋板的结构。肋板厚度可参照表3。
（2） 箱座高度
对于传动件采用浸油的减速器，箱座高度除了应满足齿顶圆到油池底面的距离小于30～50mm外，还应使箱体能容纳一定量的油，以保证和散热。
对于单级减速器，每传递1kW功率所需油量约为350～700cm3（小值用于低粘度油，大值用高粘度油）。多级减速器需油量按级数成比例增加。
设计时，在离开大齿轮顶圆为30～50mm处，画出箱体油池底面线，并初步确定箱座高度为： ≥ 。 为大齿轮顶圆直径， 为箱座底面至箱座油池底面的距离。
根据传动件的浸油深度确定油面高度，即可计算出箱体的贮油量。若贮油量不能满足要求，应适当将箱底面下移，增加箱座高度。
（3）箱盖外轮廓的设计
箱盖顶部外轮廓常以圆弧和直线组成。
大齿轮所在一侧的箱盖外表面圆弧半径 。 为大齿轮顶圆直径， 为箱盖壁厚。通常情况下，轴承座旁螺栓凸台处于箱盖圆弧内侧。
高速轴一侧箱盖外廓圆弧半径应根据结构由作图确定。―般可使高速轴轴承座螺栓凸台位于箱盖圆弧内侧，如图7所示。轴承座螺栓凸台的位置和高度确定后，取 ＞ ，画出箱盖圆弧。若取 画箱盖圆孤，则螺栓凸台将位于箱盖圆弧外侧。
当在主视图上确定了箱盖基本外廓后，便可在三个视图上详细画出箱盖的结构。
（4） 箱体凸缘尺寸
箱盖与箱座联接凸缘、箱底座凸缘要有一定宽度，可参照表3确定。
轴承座外端面应向外凸出5~10mm(见图7)，以便切削加工。箱体内壁至轴承座孔外端面的距离 (轴承座孔长度)为： 。
箱体凸缘联接螺栓应合理布置，螺栓间距不宜过大，一般减速器不大于150~200mm。
参考文献：
[1] 黄晓荣. 机械设计基础课程设计指导书[M]. 北京: 中国电力出版社, 2009.
[2] 林承全. 机械设计基础课程设计及题解[M]. 武汉: 华中科技大学出版社, 2009.
机械设计基础范文2
【关键词】机械设计基础 教学 改革
机械设计基础包含机械原理和机械设计两门课程，是机械类各专业重要的技术基础课，起着从基础课过渡到专业课的桥梁作用。机械设计基础是对学生进行设计能力、创新能力、工程意识训练的主要课程。因此，课程教学内容和体系改革的基本思想是既要让学生能够较扎实地掌握从事工程技术常规工作所需要的基本理论、基本技能，还要让学生了解新知识及本学科的新发展，拓宽知识面，开阔学生的思路，从而更有利于学生工程实践能力和创新能力的培养。
1 理论教学环节
理论教学环节是机械设计基础教学改革的一个重要方面，我们主要从教学内容、教学方法及教学手段三方面进行了新的尝试。
1.1 教学内容
目前高校都提出了“厚基础、宽口径、重能力”的人才培养模式，因此，理论课程的课时压缩严重。而《机械设计基础》由于融合了《机械原理》和《机械设计》两门课程，故涉及的内容多，理论性、实践性都比较强，如果面面俱到，老师讲解起来感觉力不从心，学生听课时如听天书。因此，为了适应新的人才培养模式，必须对教学内容做相应的调整。
1.1.1 对与先修课程重复的内容进行必要的精简。比如在平面机构的运动分析和力分析这两章中，很多知识都是理论力学中的重点内容。以往在讲授图解法分析机构的运动时，会花费大量学时讲有关理论力学的知识，严重影响了其他内容的讲解。可以考虑先让学生预习有关理论力学的知识，然后着重对方法进行介绍和讲解，既节约了学时，也收到了预期的教学效果。
1.1.2 在机构分析中，增加了解析法内容。以往在机构分析和设计中，因图解法形象、直观，有利于学生对问题的理解，有助于数学模型的建立，同时对某些简单的问题比解析法更有效，因此在学时安排上占有较大的比重。为了适应人才培养的需要，增加了解析法讲解的力度。
1.2 教学方法
《机械设计基础》课程主要研究常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本的设计理论和计算方法，由于大多数学生缺乏实践知识，他们在学习过程中普遍感到抽象、枯燥、难学，尤其是机械原理这部分知识，认为机构运动简图与实际机器相差甚远，很难将两者统一起来。因此有必要对教学方法进行改革。
1.2.1 采用启发式教学，培养创新意识，提高教学质量。如在讲授“铰链四杆机构的演化”内容时，我们就地取材，用雨伞作教具。采用学生熟悉的生活工具模拟学习内容，不仅取材简单，而且生动形象，容易与实际的机器相结合，克服结构运动简图抽象的特点。
1.2.2 采用师生互动、类比等教学方式，激发学生创造性思维。教师可将自己的工作实践及创新经历介绍给学生，这对培养学生的创新意识、提高综合素质有很大作用。并且鼓励学生自由选题开展小发明制作、软件开发和教学论文撰写等多种形式的创新活动。这种创新环境和氛围几乎能够适应每一名同学，因而有利于学生脱颖而出，做出较好的创新业绩。
1.3 教学手段
传统的教学系统是由老师、学生和教材这三个要素构成的，以教师为中心的传统教学模式，它的特点就是由教师通过讲授、板书，把教学内容传递给学生。随着机械原理教学改革地深入，教学手段也必须进行改革，否则难以完成相应的教学内容，也达不到相应的教学效果。机械原理部分有一些机构的原理比较抽象，无法用语言形象地表达清晰，学生认知困难，很难在学生中形成深刻的印象。运用计算机的动画制作技术，可将一些难以想象和无法用语言表达的机械运动过程和工作原理制成多媒体课件，在讲授相关内容时巧妙的将现有教具与多媒体课件结合使用，将那些难以想象的机械运动过程和工作原理演示出来。
2 实践教学环节
《机械设计基础课程》教学的另一重要部分是实践性教学环节，它包括实验教学和课程设计。
2.1 实验教学
实验教学也是机械设计基础课程的一个重要的实践性环节，是培养学生动手能力和工程意识、检验知识的重要手段。对机械设计基础课程实验教学的改革，应从以下几个方面进行：一是将某些验证性的实验通过电教片播放，为学生增加一些感性认识即可。二是新增设设计型机构方案构思组装实验，要求学生自己设计实验，自己动手完成，不再依赖于教师。三是设计综合性的实验，通过对实际机器的综合研究，培养学生的整体意识和工程意识。
2.2 课程设计
机械设计基础课程设计是机械设计基础课程教学的最后一个环节，其目的是培养学生综合运用基础理论知识的能力、工程分析能力和运用资料等基本设计能力。对于学生中普遍存在的工艺知识和公差知识的不足，应在设计中逐步给予讲解和补充，使学生通过设计全面掌握和巩固机械设计的相关知识。
3 结束语
总之，机械设计基础课堂教学的改革是一个系统工程，涉及课程教学的各个环节，全面推进教学改革措施，才能取得良好的效果。必须删掉陈旧或重复的教学内容，增加新发展的内容，拓宽学生的知识面；在教学方法上，充分利用计算机的辅助教学作用，使计算机贯穿于整个教学环节，使教学方法上一个台阶，为学生学习专业课和走向工作岗位打下坚实的机械设计基础。
【参考文献】
机械设计基础范文3
1.明确课程在专业教育中的重要性。《机械设计基础》课程实践性强，涉及范围广，涵盖的内容多，并且与工程力学、工程制图等先修课程联系紧密，在建筑环境与能源应用工程专业课程教育中具有重要地位。它不仅要求学生掌握常用机构和通用零件的基本概念、理论及设计方法，更重要的是培养学生具有一定传动创新能力与创新思维。在以往的教学中，由于学生对于该课程的重要性缺乏认识，往往重视不够，在一定程度上造成学习积极性不高。在实际的教学过程中若能考虑专业对课程的特殊要求，在讲机械设计基础时，将一些涉及所学专业的具体应用与课程内容结合在一起，这样一定会在一定程度上激发学生的兴趣和学习热情，进而使学生对该课程在建筑工程中的作用和重要性有比较全面的认识。在学生明确学习目的，提高学习兴趣以后，学生的学习状态相应地就由“要我学”转变为“我要学”。而在课程安排上，对教学大纲进行适当调整，尤其是要考虑专业综合的要求，同时为了降低课程的学习难度，让学生具有有一定的基础理论，要将课程安排在部分基础课之后。
2.精心组织教学内容，适应专业的变革。建筑环境与能源应用工程专业为非机类专业，对于非机类专业，课程的应用性是非常重要的，该专业学生学习的目的不是为了设计机器，而是为学习如何使用和选择专业机械，所以，建筑环境与能源应用工程专业的《机械设计基础》教材要对一些繁杂的公式推导、论证过程以及理论分析进行适当取舍，力争让学生不必要花太多的时间和精力在相关公式与定理的推导上，但是要强化工程设计思维的有关内容，尤其是关于机械设备零部件结构性能与使用、安装调试与维护方面的内容，重点让学生掌握相关理论的实际应用。从而培养学生运用所学理论解决实际问题的能力，这样做定会取得更好的教学效果，更容易实现该专业的培养目标。《机械设计基础》课程教学内容主要与机械设备相关联，与工程实践联系紧密，在教学过程中老师应做到结合工程实际，力争真实地再现实际机械的工作过程，并按照这一理念对课程进行开发和设计。对于建筑环境与能源应用工程专业，就应该以建筑设备相关产品为载体，对课程内容进行全面的规划设计，科学设计各种类型工作任务，重点让学生通过学习型工作任务学习掌握该课程的主要内容，拓展学生的知识面。同时还要大力推动教学内容改革，紧跟最新科学技术发展水平，以建筑环境与设备工程在现代建筑中的设计、运行、管理需要为出发点，了解最新的机械设计方法及先进的相关专业机械，增加课堂信息量，在一定程度上拓宽学生的知识面和培养学生的创新思维，逐步向高等教育国际化水平迈进。
3.改革教学方法和教学手段。该课程内容具有知识面宽、知识点多，且综合性强的特点，因此要求任课教师在教学活动中采用灵活的教学方法。在实际课堂教学过程中，最好采用启发性教学，以增强与学生间的互动，由于在启发式课堂教学中，学生能主动思考问题，从而能收到良好的教学效果。另外，还要多组织开展课堂讨论，从多方面来调动学生学习的积极性。在课堂教学模式方面，应将多媒体技术与传统教学方法有机结合，充分利用各种教学手段以提高教学效果。多媒体技术作为一种现代教育技术，能够将各种教学素材进行科学合理编排，采用文字、图像、动画和声音等多种手段展示教学内容，并能够形象具体地表现抽象难懂的知识点，已经得到非常广泛的应用。但其也有自身的缺点，由于多媒体教学方法信息量大，在一定程度上造成教学进度变快，同时学生没有思维跟随，往往跟不上教师的讲解进度。而传统教学方法中，与多媒体教学相比，板书更能适应学生的思维方式，由于很多学生有记笔记的习惯，传统教学在这方面与多媒体教学相比也有一定的优势，同时教师可以在板书的时候随时观察学生的反应，主动地调整讲授速度。教师应改变过分依赖PPT的教学模式，适当增加课堂板书的内容，将传动教学与多媒体技术结合起来，取长补短，取得最佳的教学效果。
二、实践教学
《机械设计基础》是建筑环境与能源应用工程专业的一门专业基础课，由于该专业学生在以后的工作中会遇到各种专业机械，因此理论与实际的结合，特别是要跟工程实际中所接触到的各种专业机械结合，对该课程来说显得尤为重要，从而让学生通过这门课程的学习，了解一些专业机械的基本特点和组成。我校该专业本课程的实践教学环节主要有实验教学和课程设计两部分内容，下面分别介绍。
1.实验教学。机械设计基础实验课是教学过程中的非常重要的环节，是培养学生将课堂所学理论与实际相结合、提高分析问题和解决问题的能力以及开拓学生的创新思维和创新潜能的重要手段。因此对于建筑环境与能源应用工程专业这类非机械专业的学生，为了帮助他们加深对机械的理解，安排一定量的实验教学是非常必要的。在实验教学环节，我们学校根据实际情况，为了提高教学效果，让学生对机械加工的各个环节有更直观的认识，并加深对课堂讲授知识的理解安排建筑环境与能源应用工程专业学生进行为期1周的金工实习。
2.课程设计。机械设计基础课程设计是与机械设计基础相配套的一门重要的实践类课程，是学生第一次较全面接触机械基础设计方法的课程，其目的是训练学生复习巩固机械设计基础、工程材料、工程力学、工程制图等多个课程的知识，并做到综合运用，同时培养学生正确使用各种标准、规范、手册和图册等相关资料的能力，进而掌握机械设计的基本方法和技能。该课程在培养学生的工程设计意识、综合应用理论知识的能力和创新思维能力等方面起着重要作用。要达到这一目的，在课程设计教学中要做到：第一，在课程设计任务布置时，首先要将设计的目的、要求进行详细讲解。其次对于设计过程，应针对学生不同水平采取分类指导方法，因为讲得太详细，不利于发挥学生的独创能力和独立思考能力。反之，对于学习差的学生，教师要付出更多的耐心进行讲解，力争做到所有学生的设计进度基本一致；第二，推荐一些必要的参考书。在课程设计中，学生需要用到一些标准、规范以及其他参考资料，因此合适的参考书也是非常必要的；第三，教师在指导课程设计的过程中要经常提问学生，多与学生互动，解决设计中遇到的问题。在设计指导过程中通常会出现下列问题，比如一些学生生搬硬套参考资料中的设计案例，通过经常提问，可以发现学生在设计过程中遇到什么问题，帮助学生理解分析问题，进而解决问题，从而提高他们机械设计的能力。机械设计基础课程设计时间一般是一周或两周，时间紧学生人数多，大部分学生往往很难考虑和回答较多的问题，对于指导老师而言，全面了解所有学生掌握知识面的情况也比较困难，这势必会影响最后成绩的评定。我们采用分组答辩与个人回答问题相结合的方法来进行评分。这样既可以引起每个学生对课程设计的重视，也可以杜绝少数学生没有实质参与课程设计的情况。
三、结语
机械设计基础范文4
【关键词】微型机械；设计；基础；研究
中图分类号：TH12文献标识码A文章编号1006-0278（2013）06-167-01
微型机械技术是一种新兴的且多科学交叉的高科技领域，它是研究、控制物质结构的分辨能力以及功能尺寸的的一种高端科学。微型机械所涉及的领域十分的广泛，包括电子、机械、制造业、材料、医学、化学、生物、物理等各种工程科学，是当前社会高科技的综合体，备受世人的瞩目，已经被称为二十一世纪人类最关键的技术之首。
一、微型机械的概述
微型机械在不同的国家有不同的称呼，在美国它被称为微型电子系统，在欧洲被称为微系统，在日本被称为的是微型机器。微型机械所指的是可以进行批量制作的、微型传感器、集微型机构、微型执行器、信号处理、电源控制以及接口电源等机电一体化的系统。微型机械从体型上来划分的话可以分为1至10mm的微小型机械、1m至1mm的微机械以及1nm至1m的纳米机械。微型机械的特点有体积小、重量轻、精准度高、耗能低、稳定性能好、灵敏性强、惯性较小、附加价值较高等。
二、微型机械的设计理论
科学界认为一个相对完整的微电子机械系统应该有几个必要的部分组成：1.驱动器；2.传感器；3.信息处理微系统；4.接口。微型机械的设计理论应该将集成设计的理论为基础，考虑集成控制理论的相关内容；并且要考虑运动信号、能量信号等的传递方式和传递规律；还应该考虑系统所涉及的一些关于微运动学、微机构学、微动力学等基础微型科学理论的延伸和扩展；以及关于微型接口和宏观接口的设计问题等。
三、微型机械设计的基础问题
微型机械不是将传统的普通机械进行比例缩小而成的，它是将每个单元的各个功能完全的集中在一个微小的自治单元。因此，微型机械的内部构造十分的复杂，将每个结构都设计的细化是一个很大的难题，使其集成化和智能化更是难上加难。
（一）微尺寸效应
在物质世界，某一个物质的尺寸如果被缩小到了一定的程度，它的很多的物理现象就与原来其在宏观世界中的有了很大的区别，也可以说表面效应与力的尺寸效应会对微观世界起到非常大的影响。物质的电磁力以及惯性等都是与其特征尺寸的高次方成比例的，在微小尺寸的领域中，这些特征会随之减小；而那些与其尺寸低次方成比例的弹性、静电力以及粘性、表面张力等就会增大。由此可见，微型机械的微尺寸效应问题是其在设计中最主要的一个问题，如何能够在微小的空间之内来使微电机的驱动力矩增大，这是一个影响着微电机实现其实用化的非常关键的因素。
（二）微摩擦
有学者研究发现，以往传统的摩擦力研究理论和研究方法是不适合用来处理微小物体之间超清载荷中的摩擦问题的，所以微摩擦的问题成为了微型机械设计中的主要问题。微型机械中小的构件质量非常的小，压力也极轻，传统的摩擦是在塑性范围之内的，而它的表面变形则是在弹性范围之内的，表面的摩擦力是两个或者多个表面之间相互作用而产生的，并不是因为载荷压力而引起的。因此，微型机械的摩擦应该主要研究的是其表面的分子、原子的性质。同时，微型机械受到尺寸效应的影响，其表面的摩擦力和粘着力比传统机械所有的体积力显现的是十分突出的。所以在设计微型机械时也要注意微摩擦磨损的问题。
（三）寿命问题
相对于传统的机械来说，微型机械的寿命问题是需要注意的。它不像传统的机械那样具有很强的可靠性和安全性，由于其成本比较低廉而且多数为大批量的生产模式，因此没有必要追求其很长的使用寿命，多数都为一次性使用过后便不再维修直接报废。例如，飞行微型机器人，装载红外传感器、湿度传感器在田野上飞翔，察觉到有干旱的农田就可以为其进行灌溉，不必考虑将其回收维修。
（四）能源供给
能源供给的问题也是微型机械设计中的重点问题，可以采用有线式的供给方式、也可以采用无线式的供给方式。有线式指的是用导体将微型系统的主体部分和能源供给系统以及智能控制系统进行连接；无线式的则是将包含微能源供给系统和控制系统在内的所有的单元都集中在一个整体的微机械系统之中，用以实现能量和控制信号等的内部传递目标。这两种方式各优点，需要设计者结合实际情况进行考量和采用。
四、总结
微型机械是一种更高科技产品，随着社会的不断发展与科技的不断进步，微机械领域所涉及的电、机、光等各种科学会更加的融合在一起，得到更加合理和科学的应用，并带动新科学的研究和发展。我们应该看到微型机械设计中存在的重要问题，加以解决和完善，将我国的微机械领域发展成世界的领先水平。
参考文献：
[1]黄永玉，李积元，王晓娟.机械设计基础课程教学方法思考与探索[J].中国科教创新导刊，2013（01）：78.
机械设计基础范文5
1.课程深度较大
电大《机械设计基础》课程实际上是将部分理论力学的内容与机械原理的部分内容综合在一起的一门课程，力学部分的深度对职校学生来讲难度也稍微大了一些，某些解题方法也不适用于职校生。例如，在讲到弯矩图的画法时，课本上采用的列函数关系式的方法，学生本身数学基础不好，还介绍这种方法给学生，无疑增加了学习难度，打击了学习的积极性。
2.落后枯燥的教学手段
我国的高等职业教育起步较晚。多数情况下，教学形式也是沿用传统教学手段，仅仅依靠教师在黑板上干巴巴的讲解和板书等传统教学媒介。落后的教育教学手段，对于学生来讲宛若听天书，需要充分发挥想象力才能够理解，对于教师则需要反复不停的给写生讲解，教学效果也不好。
二、实践教学改革的基本措施
1.课程内容的改革
力学部分的内容对于理论基础较好的大学生来讲学起来都会觉得比较吃力，对职校学生而言，其难度可想而知。针对该现象，笔者认为应该对现有电大机械设计基础教材的难以程度进行适当的调整，以适应学生的群体特征。比如删掉画弯矩图和弯曲强度的计算这部分内容，学生只需掌握拉压变形这些简单的计算就可以了。
2.教学手段的改革
（1）加强实验室建设，充分发挥实验室职能
为了提高学生对理论课程的参与度，培养学生的动手能力和创新能力，可以增加试验和设计的环节，采用传统试验和创新实验、设计相结合的形式，结合课程内容和学生实际情况，可以增加以下实验：
1）机械传动试验。
由于该课程设置了凸轮机构、其他常用机构、齿轮传动、蜗杆传动、带传动和轮系这些章节，所以实验装置可采用多种传动组合的设计模式，分动力系统、传动系统和测试系统。通过多种组合完成齿轮传动、链传动、皮带传动、蜗轮蜗杆传动的学习。
2）机构创意组合设计实验。
该实验通过对汽车雨刮器的设计，使学生对空间机构的组成、运动特点及其机构运动多样性等问题有更全面、更深入的理解。培养学生的创新能力、综合设计能力及实践动手能力。
3）轮系创新设计实验。
学生通过拆装减速器或者通过试验台拼装出各种轮系，通过拆装和拼装试验，使学生对轮系结构、类型、应用、传，动比计算与自锁、周转轮系齿数的确定等问题有更清晰、更全面、更深入的理解。
4）机、电、气、液创新设计综合实验。可实现机械、电子、液压、气动与启动、控制和测试等多学科知识的交叉认识。有利于拓宽学生知识领域，优化知识结构。
（2）采用现代设计技术，培养学生的综合实践能力
为提高机械专业学生的创新能力和职业素养,使培养的学生更满足职业能力发展要求,让学生在实践课程的学习中提高动手能力及创新思维能力,利用PRO/E软件将原来演示性的实验转化为设计性，创意性实验，既能让学生深入理解各种机构的机械特征参数对机构的形状、机械性能等的影响，也可以让学生能从中找到设计的快乐。例如在讲解轴及轴上零件的固定，轴与键之间的连接关系时，利用软件操作这些零件的装配过程，使学生更直观的掌握键连接、轴的结构、轴上零件的固定等相关知识。
（3）采用微课、慕课，培养学生的自学能力
机械设计基础范文6
［关键词］课程设计 综合实践 创新
［中图分类号］G712［文献标识码］A［文章编号］1009-5349（2010）11－0199－01
机械设计基础课程的课程设计一直以传统的单级圆柱齿轮减速器为核心设计课题。尽管大多数减速器可以在市场上方便地购得，不过，减速器作为与机械设计课程结合最为紧密的典型实例，仍然可以在课程设计中充当重要的角色。但是，我们也深刻地意识到，以减速器为核心设计课题，在培养学生遵循标准和规范等意识方面绰绰有余，而在培养学生的创新意识方面有所不足。一部分学生由于基础较差等原因，对课程设计没有给予足够的重视。而机械设计基础课程，恰恰是一门非常有利于激发学生创造能力的课程，应当让学生在本课程学习过程中逐渐积累的创造性火种，在最后一个教学环节中得到充分燃烧。因此，我们认为，机械设计基础课程设计的题目，应当是基于减速器，但不限于减速器；基于本课程，但不限于本课程。要灵活多样，因人而宜，适当综合，开展综合实践，从知识性、趣味性、实用性相结合的选题思路入手，在达到教学目的同时，激发学生创新的热情，鼓励学生创新的勇气。
近几年，我们在机械专业的综合实践中，在培养学生创新意识和创造性构思能力、社会调查和分析问题能力、独立思考和协作能力、计算绘图和运用工具书能力、审核设计说明书和图样能力、语言和文字表达能力等方面，进行了大胆的尝试，收到了预期效果。
综合实践与传统的课程设计相比，最大的变化体现在课题的确定上。在仍然保留减速器为核心题目的前提下，适当扩展设计课题。
首先，公布具体的课程设计题目，并由相应的指导教师对每个课题的性质、涉及的相关知识、设计工作量和对学生能力的要求等方面的情况略加阐述。为接近生活和生产实际，训练学生发现问题、研究问题、解决问题的能力，题目中的设计参数和原始数据只有少数是完整给出的，大多数是部分给出的，个别的甚至根本没有给出，区别度大，模糊性强，试图为不同程度的学生留有充分的选择余地。
然后，由学生根据自己的兴趣、爱好、特长、志向、自由组合、自主选题。为充分发挥学生的积极性、体现对学生的信任和支持，也允许少部分学生自己选题。实际情况表明，自己选的题目都有一定难度，学生对课程设计很重视，对自己很负责任。
综合实践大致划分为以下类型：
1.以单级圆柱齿轮减速器为核心的传动装置设计
这是传统的设计题目，设计指导书和参考资料完备，教师也有一定的指导经验，因此仍然保留，也可以同其他题目相对照。
2.教具设计制作题目
由于学生熟悉教具的工作原理，清楚教具的作用，所以积极性很高。他们克服困难，自己动手，先后制作了平面连杆机构连杆曲线演示板、含一个移动副的平面四杆机构演化规律演示板、飞机起落架机构死点位置演示模型等。其中，含一个移动副的平面四杆机构演化规律演示板的制作难度较大，学生想出了许多好办法，保证了质量，也有很大收获。学生还设计制作了压杆稳定演示装置等材料力学教具。
3.校园小机械设计
这类题目趣味性强，有实用价值，因此吸引了大多数学生。如：旗杆及附属装置设计；礼堂幕布自动启闭装置；校门启闭装置；多孔试卷装订机等。这些题目有的虽然看上去并没什么难度，但是随着设计的深入问题便不断出现。有些题目本身就具有一定的难度，在有限的设计时间内无法完全解决，但是仍然可以使学生受到设计训练。比如，申报校门启闭装置题目的学生，首先对自动伸缩门的结构、特性、品牌进行调查，然后，提出了对校门的改进意见，进行了相应的设计计算。
4.动态广告牌设计
目前市场上各种动态广告牌争奇斗艳，许多是依靠机械传动装置工作的，我们要求设计多画面翻转式动态广告牌，有一定的难度。有的同学选用了课堂上没有介绍的蜗杆凸轮间歇机构实现四画面的转换；有的同学还对吉林市的室外广告进行了详细的调查和分析，并提出了建设性的建议；有些同学除了选择正确的传动方案外，还完成了细节设计。通过这类题目的设计，打开了学生的思路，使他们看到了机械设计基础课的应用价值。
5.吉林市标准机械零部件市场销售情况调查
安排这个题目，一是考虑到现场机械维修人员应当了解市场，不仅能够设计，也要学会选用，要有经济意识和价格概念，跑市场的同时也可以学习一些书本上学不到的知识；二是考虑到近年来机械专业毕业生有从事营销活动的趋势，接触吉林市标准机械零部件销售市场，对机械产品的价格、质量、竞争情况有所认识也是必要的，学生终究要走向社会。有些学生原来以为这一组轻松，实际情况恰恰相反，写出一份好的调查报告也不是很容易的事。令人欣喜的是，申报市场调查题目的同学十分认真，最长的一份调查报告达2万字，是从近百家标准件商店搜集来的数据，学生收获很大。
6.自选题目
