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机械课程设计总结范文1
【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.
机械课程设计总结范文2
关键词:机械原理课程设计;机械系统运动方案设计;机构尺度综合;机构仿真
《机械原理》是高等工科院校机械专业必修的一门重要的专业技术基础课[1,2],《机械原理课程设计》则是使学生较全面系统地掌握及深化机械原理课程的基本原理和方法,培养学生综合运用所学知识,提高分析和解决工程实际问题的能力的重要实践环节。
一、问题的提出
我校《机械原理课程设计》所选用的设计题目以往多为针对不同类型的连杆机构进行运动分析及动态静力分析。机构的类型机构及尺寸由教师指定,一般为平面六杆机构。班级各学生所需分析的机构类型或机构的尺寸不同。
随着科技的进步与发展,对高等教育的要求也在不断提高。培养具有创新精神和实践能力的人才,提高工科学生的综合能力已成为机械工程教育工作者的共识。在此大环境下,对《机械原理课程设计》进行改革,将以分析为主的《机械原理课程设计》改变为“机械系统运动方案设计[3,4]——型综合——尺度综合——运动动力分析”的设计型《机械原理课程设计》,势在必行。
二、设计型《机械原理课程设计》
课题组首次在大三詹天佑班及车辆专业部分学生中试点,进行了设计型《机械原理课程设计》的探索与实践。
课题组在充分调研查阅的基础上,选用文献[5]作为主要参考教材,并自编了与之配套的任务书等教学资料。
1.设计的目的及任务。设计型《机械原理课程设计》的目的在于:使学生巩固理论知识,并使其对于机械的组成结构、运动学以及动力学的分析与设计建立较完整的概念;掌握机械运动方案设计的内容、方法和步骤,培养机构选型与组合和确定运动方案的能力;培养学生表达、归纳、总结和独立思考与分析的能力。其任务为:针对某种简单机器(它的工艺动作过程比较简单)进行机械运动简图设计,包括机械系统运动方案的设计与评定,机构尺度综合等。
2.设计题目。本次《机械原理课程设计》选择了“圆盘型自动包本机进本系统”、“水稻插秧机”等六种机械系统作为设计与分析的对象。各个机械系统由多个能够完成具体工作的机构组成,其各组成机构必须动作协调,方能实现预期要求的功能。教师根据各机械系统所包含的具体工作机构的数目,将学生分为2~4人一组,每位学生在完成所要求的整体机械系统运动方案设计的前提下,还须独立完成该机械系统中的指定工作机构的型综合、尺度综合及其运动分析(动力分析部分为选作)。因此,任意一名学生的工作均需各自完成,不可能“拷贝”他人成果。
3.设计内容及要求。设计型《机械原理课程设计》要求学生根据教师下达的任务书完成:①全组讨论及提出两个以上系统设计方案;②经比较、选优,确定系统最终方案;③每个学生设计分析总体系统中的一个机构;④每个学生对自己设计的机构运用解析法完成机构运动分析;运用解析法选作机构受力分析;⑤每个学生运用软件选作机构的仿真与验证;⑥完成设计说明书。
三、《机械原理课程设计》指导方法的改革
1.《机械原理课程设计》前期工作。《机械原理课程设计》为期两周,为使学生能够有充分的时间消化理解《机械原理课程设计》的内容,做好先期准备工作,我们提前一周半进行《机械原理课程设计》授课。许多学生听课后即开始查阅资料,重温课程设计中所用到的相关先修课程的知识,讨论方案,主动找老师答疑等,教师也插空到班级辅导,收到良好的效果。
2.集思广益,确定机械系统运动方案。各组学生拟定出两个以上机械系统运动设计方案。所有参加设计型《机械原理课程设计》的六十多名学生一起进行讨论,集思广益,优选机械系统运动方案。具体做法为:每组选派一名学生主讲,其他学生补充,借助PPT介绍本组初定的几种设计方案,指出各方案的优缺点及筛选原因,其他学生提出问题及建议。通过讨论,学生对许多概念、基本理论有了新的认识和理解,巩固了课堂教学中学到的知识,并且各组学生取长补短,相互学习,开阔了思路,对本组原有的设计方案又有了许多新的设想。
3.理论联系实际,完成机构设计。由于所承担的任务不同,每个学生必须独立完成总体系统中一个机构的设计,难度较大。指导教师与实验室老师一道,带领学生参观各类机构模型,演示各类机构动画,讲解各类机构的优缺点及适用场合,一一解答学生的各种问题。指导学生运用solidworks软件对自己设计的机构进行仿真与验证。
4.综合运用知识,对机构进行运动分析和力分析。教师对运用解析法对机构进行运动分析和动态静力分析进行了较为详细的讲解,对运用solidworks软件和ADAMS软件进行机构的运动分析和力分析的方法及常见问题的解决进行了辅导,使得学生在求解机构的运动过程中即“知其然”又“知其所以然”。
5.在课程设计的各环节中强化学生综合素质的培养。教师在课程设计整个过程中注重对学生查阅文献、基础理论知识的掌握、各科知识的融会贯通、理论联系实际、独立思考、综合运用所学知识解决实际问题、动手能力、克服困难、创新意识、团队协作精神等多方面的能力进行培养,并在对每位学生单独进行答辩的过程中加以考核。强化了对学生综合素质的培养,效果较为理想。许多学生感慨,这次课设虽经历了许多困难,但收获了知识,获得了成功的喜悦。
四、结束语
开展“设计型《机械原理课程设计》”,收效明显:
1.使学生进一步巩固和加深了对理论知识的理解,并逐步掌握了工科学生应具备的理论联系实际的学习方法。
2.调动了学生学习的主动性和积极性,使学生动手实践能力、创新设计能力、团结协作精神和综合素质得到了提高。
3.促进了师资的培养,教师自身的业务水平得到提高,队伍得到了锻炼。
参考文献:
[1]孙桓,陈作模,葛文杰.机械原理[M].第七版.北京:高等教育出版社,2006.
[2]谢进,万朝燕,杜立杰.机械原理[M].第二版.北京:高等教育出版社,2010.
[3]孟宪源,姜琪.机构构型与应用[M].北京:机械工业出版社,2004.
[4]邹慧君.机械原理课程设计手册[M].北京:高等教育出版社,1998.
机械课程设计总结范文3
关键词:《机械设计》 课程设计 方案 成绩评定
中图分类号:G642.4 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)06(a)-0235-02
《机械设计》是机械类专业学生一门重要的专业基础课,随之三周的课程设计是一次综合性与实践性相结合的重要的教学环节。通过课程设计不仅可以提高学生综合应用所学知识提出问题分析问题解决问题的能力,还可以加强学生的技能训练,因此激发学生喜欢课程设计的兴趣提高设计积极性,乐作《机械设计》课程设计,对于搞好课程设计非常重要。
《机械设计》课程设计一般以传统的减速器为设计题目,它涵盖了《机械设计》课程的大部分内容。主要包括:(1)传动部分有带传动(或链传动)、齿轮传动(或蜗杆传动));(2)轴系零部件有轴、轴承、联轴器等;(3)连接部分有螺纹连接、键(或花键)连接、销连接等;另外还有箱体等辅助零件的设计,有很强的综合性,是比较好的选择。设计中用到的知识涉及《制图基础》、《制图基础应用》、《理论力学》、《材料力学》、《机械原理》、《机械设计》、《互换性与技术测量》等多门课程,也是对前面所学知识的一次综合应用。为了充分调动学生的设计积极性,让他们乐作《机械设计》课程设计,本论文从方案选择、技术设计说明书以及成绩评定四方面对课程设计的指导进行了详细的介绍[1-3]。
1 方案选择
在授课的过程中,布置课程设计的内容,促使学生在学习过程中自觉地重视设计用到的知识。为了激发学生的学习积极性和自觉性,建议学生利用学校已建设好的在线学习系统,提前了解课程设计的目的、任务、要求、设计条件及设计的顺序过程。在学完机械传动部分,把每个同学的设计条件和设计数据下发下去,利于他们提前开始设计计算。为了培养同学们的团结协作能力,5~6位同学设计一类题目,避免有些同学投机取巧,每人的数据都不相同。这样同学们既不会觉得束手无策,又有一定的自由和约束。要求选用一级远距离传递,两级齿轮传动组成的三级减速传动来满足已知运动条件的执行构件。于是,从原动机的选型、联轴器的选型、远距离传递类型的选择、齿轮传动的选择,可汇总出很多种方案。仅仅两级齿轮传动组成的减速器类型就有齿轮减速器、蜗杆减速器和行星减速器等类型。齿轮减速器中两齿轮对又可以设计成直齿轮、斜齿轮或锥齿轮,另外还可以有软齿面和硬齿面之分,齿轮是否变位传动等等,布置形式也有展开式、分流式或同轴式的不同。指导学生正确处理借鉴和创新的关系,相互交流学习,比较各种方案优缺点,从经济性、可靠性方面考虑择优选择。同学们通过网上的在线学习系统对课程设计有了初步了解,然后再通过交流学习,提出并最终选定适合的方案,同时明白任何一个问题的解决总是会有很多种方法,知识越多,解决的方案越多。明白知识的重要性,从而学习热情会更高,乐作课程设计。
2 技术设计
技术设计阶段的主要工作是确定各部件的外形及其基本尺寸,包括各部件之间的连接,并绘制出装配图和零件图。
首先是按照给定的材料,确定执行构件的功率和转速;然后按照三级减速中每级减速允许的传动比和效率回推选择合适的原动机;再确定出总传动比和分配各级传动比;再进行详细设计并确定出实际各级的运动及动力参数,并汇总结果。为减少学生走弯路,对于可能遇到的问题加以提示,并分阶段进行指导,及时发现问题解决问题,为后一阶段的设计打下良好的基础。在指导中不断的提出问题,引导他们思考。例如:如果给定两人同样的数据最终要求他们交出不一样的设计结果该怎么办?如果是两人来设计一个方案如何最快速度拿出设计结果?鼓励他们提出问题,并找出尽可能多的可行的解决方法,在设计过程中得到快乐并提高设计的兴趣。
通过授课过程中的多媒体课件提前介绍减速器的作用、外形、结构以及运动传递过程,然后组织学生进实验室,动手拆装减速器,熟悉减速器结构,并通过查阅资料熟悉加工、制造、装配等方面的相关知识,使学生对减速器有一个直观、感性的认识,然后开始具体设计。
2.1 机器的运动学设计
根据确定好的结构方案,选择原动件的参数(功率、转速等),然后做运动学设计。选择原动机时,要考虑实际的工作情况和经济性,电动机是最常用的原动机。选用已经标准化的电动机时,要考虑其工作载荷(包括大小、特性和变化情况)、工作要求(包括转速的大小、是否调速、是否反转、反转的频繁程度等)、工作环境(是否高温、潮湿、易燃易爆、尘土等)、安装要求、尺寸大小、重量等。要考虑其经济性,同时还要考虑其外廓尺寸和总传动装置的尺寸,一般是在考虑总结构尽可能紧凑的前提下初步分配传动比,然后确定各运动构件的运动参数(速度、加速度、功率等)。
2.2 机器的动力学设计
结合各部分的结构和运动参数,初步计算各部件上所承受的载荷。由于零部件材料、尺寸尚未完全确定,不能精确验证是否合格。
2.3 主要零部件的工作能力设计
首先根据传动的特点,确定传动的顺序;然后按照初步分配的传动比设计前两级传动,并计算出实际传动比;再将总传动比除以这两级的实际传动比,用求出的数值设计第三级传动;实际传动比,求出各级轴的实际转速和功率,列表以备进行轴的设计。设计高速轴时应注意比较安装齿轮处的轴径和齿轮齿根圆的大小,是否用齿轮轴,如果是齿轮轴,则轴的材料和齿轮的材料必须一致。还要考虑轴的伸出端直径和长度,要和安装的带轮毂孔直径或电动机处的联轴器的毂孔直径要一致。低速轴是否会和中间轴的齿轮齿顶发生干涉,安装带轮(或链轮)的轴线应和电动机、减速器的轴线高度相一致。设计轴的同时,选择适合的联轴器、轴承、键等标准件。主要零部件设计完成后,用类比法确定其他零部件尺寸。在设计过程中需要很好地协调各零件的结构和尺寸,全面考虑他们的结构工艺性,对所有零部件的外形和尺寸进行结构化设计。在这一阶段设计之初,指导老师先把往年出现的频率多的问题讲解清楚,提醒同学们重视,尽量避免设计过程中再出现类似问题。像轴上零件的定位、轴承的、配置方式等都需要考虑清楚。这些工作如果在上课过程中进行,设计周就可以有比较充足的时间绘制图形。
2.4 装配图的绘制
绘制装配图是整个设计过程中最重要的环节。为了布局合理,绘制装配图前必须确定装配图总体尺寸(总长、总宽和总高),然后根据图纸的幅面选用合适的比例尺。指导老师提前强调合理布局的必要性,指导他们查阅资料,熟悉装配图上面应包括的内容:一组全面反映各零部件装配关系的图、总体尺寸和装配尺寸、技术要求、标题栏和明细表等。允许同学们用他们熟悉的三维造型软件构件三维模型,对自己的设计有一个直观认识,然后用CAD软件绘制装配图草图。为提高他们的手工绘图能力,统一要求上交手工绘制装配图和主要的零件图。在同学们绘制装配图的过程中,指导老师多去设计教室指导,把共性错误在黑板前讲解后,再由他们自己找错误,然后几人相互找错误,最后指导老师组织一组组的同学围成一圈,针对某位同学绘制的图形一起找问题。同学们在不断改正错误的过程中巩固所学知识,逐渐喜欢上设计。
2.5 主要零件的校核
装配图绘制完成后,所有的零部件的具体尺寸完全确定。这时要对主要零部件(轴承、键等)进行强度校核,验证其是否符合要求。对于外形复杂的零件,一般还要进行精确的强度校核。根据校核的结果,反复的修改零件的结构和尺寸,直到符合要求为止,装配图要做相应修改。然后根据设计最后结果,绘制非标准件的零件图。
随着课程设计步步深入,同学们之间的协作能力得到提高,知识运用能力得到增强,设计能力绘图能力都得到提升,自然学生的设计兴趣也会越来越浓,越来越乐作课程设计。
3 设计说明书
一份完整的设计,必须有条理清晰的设计说明书。通过说明书说明设计任务、设计目的、设计过程、设计结果以及设计中的所参考的资料。由于设计过程中的设计数据往往会有调整和修改,所以,设计说明书通常是设计的最后一个总结的环节,要求说明书按照统一格式书写,字体认真格式规范内容全面,说明建立一个好习惯的重要性,训练学生按要求书写。
4 成绩评定
在设计过程中,公开设计成绩的考核办法是同时注重过程和结果的综合考虑多方面的因素:在全部完成设计工作量的前提下,看设计说明书中计算过程是否正确,计算结果是否与图纸零件尺寸相符,图形绘制、尺寸标注等是否有错误,图面是否整洁,布局是否合理,书写是否认真规范完整,在设计中态度是否认真等,给定一定的条件约束他们。在指导中,随时和他们交流。通过交流看他们的设计主动性、积极性和应用所学知识解决问题的能力,随时对每个学生的完成情况给予评定,及时发现问题解决问题,并及时总结,以便他们在今后的设计中扬长避短,不断提高。
5 结语
机械设计课程设计是机械类专业重要的一次实践教学,对学生后续的设计和以后的工作具有重要意义。培养他们通过设计过程中的进步和设计能力的提高得到快乐,乐在设计过程中。
参考文献
[1] 张建中.机械设计基础课程设计[M],中国矿业大学出版社,2003.
[2] 濮良贵,陈国定,吴立言.机械设计[M].9版.高等教育出版社,2013.
机械课程设计总结范文4
【关键词】机械制图教学改革 新思路
机械制图课程是机械类专业的重要技术基础课程,该课程重在培养学生x图和绘图能力,要求学生具备一定空间想象力和思维力、掌握机械制图的国家标准,并能熟练利用合理的表达方案进行绘制机械产品装配图和零件图,是一门理论性和实践性都很强的传统课程。随着社会对机械类应用型人才机械制图能力的要求越来越高,传统的教学形式已很难适应科技社会的发展。如何更新教学观念,建立新的教学体系,探索新的教改模式已经逐渐成为众多大学面临的新课题。本文从教学体系、教学过程设置、助学、考核着手,探索了机械制图课程教学改革的新思路。
1教学体系系统化
机械制图课程的实践性和基础性非常强,讲授的知识面宽并且设计后续专业课程内容,必须与相关课程形成良好的配合,形成一个全方位的整体学习系统。应当建立系统的教学体系,教学需突出实用性,并有效融合机械相关知识。
将机械制图课程定位于培养设计制图能力,而非单纯的制图技能。在机械制图课程开设之前,可进行金工实习以及机械基础知识入门学习;利用机械制图课程设计,初步将机械制图训练过程与机械设计联系到一起,体现设计制图的思想。并在后续专业课程的开设中,指定制定循序渐进的教学方案,形成以设计―工艺―绘图为主线的课程学习体系,将制图课程的学习深化到后续课程之中,使学生的制图水平在后续课程的学习中得到不断提高和升华。
2教学设置实用化
2.1改善师资结构,强化教学实用性。打破教研室限制,不设置专门的机械制图教研室,改由机械设计、机械制造等专业课教师直接担任机械制图课程。利用专业课教师丰富的实际课题研究经验,避免了制图教学过程的单一性。教学过程中,有针对性地将专业研究成果、经验和成功开发案例引入制图教学,从而实现制图教学同实际应用的有机联系,使得机械制图课程的教学真正脱离传统意义上的读图绘图训练,从而更适应行业发展需要。
2.2丰富课堂教学手段,增强教学效果。改善单纯的多媒体教学方式,教师适当采用绘图软件增加授课效果。对于一些难点和重点,教师必须进行实际绘图,逐步细致讲解绘图过程。由于受教室场地、光线、学生人数等客观因素的限制,黑板作图只能对教室前几排的学生有良好的教学效果;此外,黑板作图耗时费力,影响教学进程。这时,教师可利用二维绘图软件(如AUTOCAD)模拟完成黑板教学,既可保证图形的清晰性,又加快了绘图速度。通过对某些局部的放大显示,保证了图形的良好可读性。此外,可利用三维软件现场建模,及时帮助学生构造形体的空间形状,有助于学生空间思维能力的培养。
2.3强化课程设计环节,注重理论学习的创造性培养。延长机械制图课程设计时间,将单纯的零件测绘实践改为“测绘+设计”的模式。首先,给出某种产品的部分零件实物,让学生完成零件的测绘;然后,根据测绘数据、依据具体设计装配要求,自主设计个别主要零件;最后,绘制完成整个产品图纸。这种课程设计模式,既训练了学生对卡钳、游标卡尺、量角规等常见测量工具的使用技能,又培养了学生创新设计简单零件的能力。以培养学生设计制图能力为目标,要求学生在课程设计完成后,交出成套手绘草图、AUTOCAD电子图稿和全套打印图纸。经过课程设计,学生通过零件的测绘、设计,可熟悉产品出图的全过程,并加强了自身徒手绘图、计算绘图能力。
3助学形式网络化
开发网上助学系统,开展网上学习、测试和答疑。校园网络的普及使学生能够更为方便地接受远程教学,更好的吸收知识。可利用校园网络优势,研制开发网上助学系统,系统设置学习模块、测试模块、答疑模块。学习模块主要提供教师上课所用的课件和教案,对课程的重点难点进行分析,并配备了相应的例题解析;此外,该模块还链接其他高校制图精品课程网页,为学生提供更为丰富的学习资源。针对机械类不同专业教学需要,在训练测试模块设置了不同难度的测试习题。系统开辟教师在线答疑专栏,学生通过网上留言或发邮件方式向老师提出问题,同时师生间也可通过BBS论坛交流学习信息。学生可利用该系统,结合自身的专业特点和学习情况,选定相应难度的试题,利用系统的二维绘图功能完成解题过程。系统自动对学生输入的答案做出判断,给出学生成绩,并提供正确答案以供参考。
助学系统充分利用网络生动、直观、形象、和交互的特点,既能帮助学生更好的掌握课堂知识,又能帮助教师及时了解学生对知识点的掌握程度,并能根据情况调整课堂教学模式,形成教师学生互动学习、人机交互的良好教学机制。
4测试方法的人性化
制图考试形式不能仅局限于简单的书面测试,而要根据该课程的特点分段考试,机械制图成绩构成如下:
制图基础考试(40%)+课程设计(30%)+软件知识考试(15%)+平时成绩(15%)=机械制图总成绩(100%)
对于制图基础部分的内容涉及得都是基础知识,重点在于让学生掌握基础理论,及读图和画图的基本方法,是可采用闭卷的形式考评学生的掌握程度。当然,可采用标准化考试模式,即采用考试选题系统,直接让学生上机考试。该部分考试成绩占学生总成绩的40%。设计制图部分,重点要求学生掌握设计绘制机械零件图纸及装配图纸的能力。由于该部分内容跟专业结合较紧密,应作为考核的重点。该部分可通过“测绘+设计”课程设计的形式,让学生参与整个机械零件图纸绘制过程,既考核了学生对零件图、装配图部分知识的掌握程度,又培养了学生设计创新能力,并考核了学生手工制图和计算机绘图能力。该部分以图纸形式提交给教师,考核成绩占总成绩的30%。
AUTOCAD软件的考核部分可借鉴AUTODESK公司工程师培训要求,采用试题库的形式进行。考试直接在电脑上进行,每个学生的试题均从试题库随机抽取,题型各不相同。考试主要考核学生对AUTOCAD软件的基础知识的掌握程度,考试成绩占总成绩的15%。AUTOCAD软件的实际应用操作能力考评则在课程设计中进行。
机械课程设计总结范文5
根据机电一体化人才培养方案和本专业的课程设置,研究改革课程设计大纲基本要求。根据应用型和创新型人才培养要求,课题的方向主要分为两大方向进行选择:一类题目主要针对应用能力培养,把本专业的知识进行有机的综合,提高学生的综合实践能力;另一类题目主要针对创新能力培养,结合创新设计大赛相关题目,把本专业的知识进行创新性应用,提高学生的创新设计能力。普通型课程设计题目1)向学生征集。在课程中学生拥有与课程设计相关的好想法,可以展开讨论,要求对其方案进行分析,符合课程设计要求的,教师根据其内容下达课程设计的任务。实践证明,对自己提供方向的题目,学生的积极性会很强。2)选择典型机电一体化产品让学生进行设计,结合学生的实力进行选取,同时与本专业的专业方向尽可能的相关,开发学生的潜能。比如数控方向的学生,可以选择数控车床工作台二维运动伺服进给系统设计、数控铣床工作台三维运动伺服进给系统设计等,为未来职业发展打下好的基础。3)学习借鉴其他学校机电一体化设计的内容,在现有设计内容的基础上,根据本校本专业课程设置的特点,对设计的内容做以适当增减,以适合本专业的学生。创新型课程设计题目可以借鉴全国机械创新设计大赛的课题[3],其中每届成功参与全国总决赛的作品都收录在决赛作品选集中,由高等教育出版社出版。这里面有比较好的案例,同时作品中也存在可以改进的地方,有兴趣的学生可以从中选择与机电一体化相关的课题,提升自己的能力。在条件允许的情况下,可以做出产品的模型,提高学生的机电一体化能力,同时也可以为学生参加今后的机械创新设计大赛做准备,做到“以学促赛,以赛促学”。在专业教学中,学生经常会困惑本专业毕业后到底有什么前途?能做什么?机电一体化课程设计教学贴近实际,能把多门专业课有机地结合起来,把枯燥的课本知识灵活地运用,极大地鼓舞了学生的兴趣,激发学生对实际问题的思考,对工程实践产生浓厚的兴趣。坚持理论教学与实践教学并重,可大幅提高教学效率和教学质量,同时为选拔优秀学生参加机械类学科竞赛提供条件。
2课程设计的实施方式
课程设计实施方案:设计报告书是对整个设计过程的总结和提升,也是进行工程交流的重要文献资料,通过指导学生撰写课程设计报告书,培养学生撰写工程技术文档的能力。对设计说明书的撰写,提出如下要求:1)严禁课程设计报告抄袭,基本工作独立完成;2)根据任务书能提出合理的设计方案和机构的工作原理;3)设计要符合国家标准,学会使用设计手册、专业术语、专业名词规范;4)设计图图纸规范,符合设计说明书的要求,不照抄手册和案例,设计参数与图纸相一致;5)学会使用专业相关软件,对设计的机械机构和控制部分进行分析和仿真,是验证设计正确的有效手段之一;6)课程设计配备了一些实际的零部件可供学生设计使用,以及基本的控制电路,学生要具备一定的实践操作能力,掌握器件的选择与焊接,会进行程序的编写,掌握系统故障的检测与维修能力。课程设计采用分组式进行,每个小组3~5人,视工作量而定。课题难度较大可以分五人,原则上一般三人为一组。每个小组在规定的时间完成基本要求,每个学生都要参与该组课程设计答辩,通过问题了解学生在课程设计中所做的主要工作,检查有无抄袭情况、有无坐享其成的学生,结合设计报告书的撰写质量和实际所做的产品质量进行综合评定。
3实施效果
通过在重庆大学机械电子工程专业的实践,在机械电子工程专业中开设机电一体化课程设计,已基本摸索出培养机电复合型技术人才的规律。普通型题目实现机电融合、知识整合理论教学与工程实践并重。由于在教学中缺乏机电知识综合运用能力的培养和训练,学生在学习了机械设计、机械制造和电子技术、计算机技术和传感器技术等基础课程后,不能很好地将机、电的知识融会贯通,大多数学生也只是了解基本的机电设备的基本功能,在系统运用中存在问题,在机电一体化系统的综合设计方面存在不少困难。通过开设机电一体化课程设计实践教学环节,通过理论设计与实际操作,比如数控工作台进给系统的设计,从电机、联轴器、丝杠、导轨的设计到型号的选择、控制单片机的设计与仿真,最终实现数控工作台进给系统的装配与调试。机电一体化课程设计对学生的理论知识与实践紧密地连接起来,提高了学生的综合应用能力。创新型题目为学生参加机械创新竞赛做了铺垫通过课程设计,为机械学科学生参加如全国大学生机械创新设计大赛做了铺垫。在第六届全国大学生机械创新设计大赛(重庆赛区)中,学生荣获重庆赛区一等奖一项、二等奖一项。其中,“幻显黑板”作品获得国家专利。该作品包括了框架的设计、传动系统布置,控制系统采用单片机控制,执行元件有步进电机、直流电机、电磁离合器、电磁制动器、光电编码器等器件。本次参赛作品充分运用机电一体化技术,机电一体化课程设计改革效果显著。
4结语
机械课程设计总结范文6
《机械设计》是一门实践性很强的课程,因为知识都是来源于工业生产中的经验总结。比如齿轮,早在公元前300年,古希腊哲学家亚里士多德在《机械问题》中就阐述了用青铜或铸铁齿轮传递旋转运动的问题。希腊有名的发明家古蒂西比奥斯在圆板工作台边缘上均匀地插上销子,使它与销轮啮合。在公元前100年,亚历山人的发明家赫伦发明了里程计,在里程计中就使用了齿轮。随着社会的发展,工业革命的兴起,人们对齿轮的要求越来越高,工程师根据这些要求对齿轮进行了系统化的总结,最终形成了一套完整的知识体系。但是,在实际的课堂教学中,我们早已习惯于向学生满堂灌,灌输机械设计的理论知识,从链传动到带传动,从齿轮传动到蜗杆传动,让学生记住大量的经验公式,而不是让他们知道如何去使用这些公式[3,4]。例如,在齿轮传动的知识中,涉及到强度计算的公式有很多,而且公式当中包含大量的参数,但是,教师在课堂中只是告诉学生,这个公式用来计算什么,至于这个公式如何得来,公式中的参数有何含义,为什么要设置这样的参数,却从来不告诉学生。当然,这当中存在课时有限的问题。鉴于课时不足,教师一般不会向学生作过多解释,考试时学生知道这个公式用来算什么即可。学生连公式都不甚了解就盲目背公式,应付考试,难免会对本课程感到厌烦,而越厌烦越学不好,最后导致恶性循环———学生背公式、背知识点应付考试,教师在有限的课时内疲于赶课程进度。如此一来,学生根本无法真正掌握机械设计的知识,这一点在每年招聘季用人单位笔试中都会凸显出来。作为实践性很强的《机械设计》课程,除了理论课,还有一个机械设计课程设计需要学生完成,这一点全国高校机械专业几乎都是一致的。但是,该课程设计与理论课是完全分离开的。这里存在一个问题,正是因为学生在学习《机械设计》理论部分知识时,糊里糊涂地去背公式、背知识点,压根不知道怎么用,所以根本就掌握得不扎实,往往在期末考试结束后,都已经忘得差不多了。而机械设计课程设计恰好是在理论课结束后开始。此时,很多学生会觉得很茫然,面对课程设计的题目,无从下手。但是,不会做也得做,毕竟要拿学分,时间有限,把心一横,你抄我我抄你就这样形成了。这样一来,看似做得如火如荼的机械设计课程设计,最终一点效果也达不到,别说把理论知识用于指导实践了。
二、机械设计教学的一些建议
(一)理论知识与课程设计相结合的教学方法
《机械设计》作为一门实践性很强的专业基础课,只有把学到的知识应用到现实的机械设计中去,知识点才能掌握得扎实,才能真正达到学习本课程的目的。因此,理论知识部分不应该与实践部分———机械设计课程设计分离开。我们需要把课程设计糅合在理论教学中。我们做的课程设计的题目一般是减速箱的设计,里面会涉及到齿轮传动、带传动、轴配合、轴承配合、键连接、摩擦等知识点。那么,我们可以在课程开始前给学生布置任务,说明整个课程设计中需用到的知识点。在课程讲授过程中,讲到课程设计需要用到的知识点时,就给学生重点强调,加深印象,并引导学生课后完成课程设计相应部分的内容。这个过程有助于学生加深对知识点的理解,学生在实践过程中遇到不懂的地方也会及时反馈,教师再详细讲解。有这样一个教学、实践、反馈互动的过程,相信学生掌握知识的程度会更好。当我们以这样一种课程设计(类似于实际机械设计中的一个完整的项目)的方式作为作业布置给学生,不仅能够把整个课程零散的知识点串联起来,让学生体会到实际的机械设计会考虑很多现实因素,理论上的最优值在实际当中不一定能用得上,加深他们对经验公式的理解,也加强了他们学以致用的能力。而且,这种训练与企业实际的机械设计流程类似,当学生经历了这样一个过程以后,毕业后走上工作岗位,从事机械设计方面的工作,就不会感到茫然不知所措,不知如何下手。
(二)用实际设计项目代替课后作业
在平时的教学中,为了让学生巩固已学过的知识,任课老师一般会在课后布置相当数量的题目让他们回去做。笔者认为,这种做法,其实是高中学习的一种延续,应试教育的一种继续。对于应付考试,效果可能非常明显。但是,《机械设计》是一门专业基础课,如果日后从事机械相关工作,不可避免地要用到本课程的知识。而使用高中的学习方法学习本课程,显然是不行的,期末考试结束后,学生就已经把知识忘得一干二净,更别提在日后的工作中会把本课程的知识熟练地应用在实际的设计中。另外,课本上的很多作业题目,基本上都是好多年没有改变过,本届学生做完以后,精明的下一届学生会找师兄师姐索要这些作业的答案,他们就可以不费吹灰之力地完成作业。这样培养出来的不是人才,而是印刷机。因此,在作业布置方面,任课老师也需要花点心思。其实,如果教师自己有机械设计方面的研究项目,可以把其中一些内容整理成作业的形式,布置给学生做。这样,既避免了作业题目年年一样,一成不变,从而导致作业抄袭,也可以引导学生把理论知识应用到实际中,达到学以致用的效果。就算教师自己没有研究项目,也可以想一些与实际相关的设计题目,引导学生使用理论知识来进行设计。
(三)引导学生参加机械创新设计竞赛
学生在学习机械设计的过程中,随着知识和经验的不断积累,想象力逐渐丰富,思维也比较敏捷,但学生通常理论基础不扎实,学科知识面窄,学科之间缺乏合理的整合,思考问题缺乏灵活性和全面性,在独立解决创新设计课题方面能力不足,虽然有创新热情,但独特的创新目标不明确,从而妨碍了创新能力的培养。这一问题困扰我们多年,尤其是高校学生在学习主动性欠缺的情况下,传统的课堂教学模式基本上无能为力。为了克服这一困难,我们积极探索新的教学模式:走出课堂,积极参加机械创新设计竞赛。为了开发学生的机械设计创新能力,不少高校开展了种类繁多的机械创新设计竞赛。因此,任课老师可以结合课堂教学,正确引导学生参加此类竞赛。当然,参加这样一种活动,目的并不是为了拿奖赢得荣誉,主要是为了锻炼学生的思维能力,锻炼学生学以致用的能力。在参赛过程中,学生结合自己的想法,提出一个自己的创新设计课题,老师根据课题的实际情况对学生进行个性化的指导。这种基于项目的工程教育强调工程基础,采取独立学习、项目团队、技术讨论等教学方式,将学生置于竞赛状态下去完成实际项目,在实践中培养学生的创新精神和综合能力,形成集教学、训练和创新活动为一体的新的教学模式,达到培养创造性人才的目的。大学生所处的年龄,是创造力最旺盛的时期,他们会有各种各样的想法。他们的这些想法,看似稀奇古怪、不着边际,但是,作为老师,我们不要随意否定,扼杀他们的创新潜能,而应适当地鼓励他们,引导他们结合理论知识来实现他们的想法。
三、结语