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摘要:
机械设计课程设计是机械类专业的一门主要基础课程,也是非常重要的实践教学环节.结合我校应用型本科人才的培养目标,指出目前机械设计课程设计存在的问题,并提出改革的具体措施,对提高教学效果具有重要意义.
关键词:
应用型本科;机械设计课程设计;改革
1引言
机械设计课程设计是机械类专业的主要基础课程之一,也是非常重要的实践教学环节.机械设计的课程设计环节将《机械制图》、《工程力学》、《机械原理》、《机械零件》、《工程材料》、《互换性与技术测量》等课程的知识进行综合运用,同时在进行课程设计过程中需要查阅机械设计手册等相关资料.因此,机械设计的课程设计使学生能够掌握对通用机械零部件、机械传动及一般机械设计的基本方法与步骤,并能培养学生机械综合设计能力、创新能力和工程意识[1][2].对于机械设计课程设计的实践教学,需要进一步探索改革方法,以适应我校应用型本科人才培养目标的要求.
2机械设计课程设计的内容及存在的问题
我校机电工程学院开设机械设计课程设计的对象为机械设计制造及其自动化专业的学生,时间安排一般为两周,目前仍然采用传统设计模式.
2.1机械设计课程设计的内容
目前,国内大多数高校机械相关专业的机械设计课程设计题目都是以齿轮减速器为主的机械传动装置设计,主要包括传动件(如齿轮、带轮)的设计,零部件(如轴、键)的设计以及箱体的结构设计.而我校机电工程学院机械设计制造及其自动化专业的机械设计课程设计内容是对一个二级齿轮减速箱进行结构设计,具体主要内容一般包括以下几个方面[3]:
(1)拟定、分析传动装置的设计方案;
(2)选择电动机,计算传动装置的运动和动力参数;
(3)进行传动件的设计计算,校核轴、轴承、联轴器等;
(4)绘制减速器装配图;
(5)绘制零件工作图;
(6)编写设计计算说明书.
2.2目前存在的主要问题
从上面描述我校机电工程学院开设的机械设计课程设计内容来看,主要存在以下几个问题[4]:
(1)设计题目成熟,与之配套的教材、指导书等相关资料都比较齐全,而且网络上有很多相关的整套资料,这些资料都已将设计过程规范化,因此,部分学生会以此作为机械设计课程设计的参照,根据设计指导书,按照样板书上的步骤进行设计计算,并根据样板书编写设计说明书.这种情况下,无法体现学生的设计理念,严重制约学生创新思维的发展.
(2)大部分学生专业课程知识不扎实,尤其是《机械制图》、《工程力学》、《机械原理》、《机械零件》、《工程材料》、《互换性与技术测量》等课程,因此,在进行机械设计课程设计过程中,学生对专业课程知识的综合应用能力比较薄弱,造成整个设计过程进度较慢,到最后大部分学生都靠加班加点,很多问题都没有考虑严谨,就匆匆忙忙完成课程设计,整体的设计质量不高.
(3)设计手段主要是手工计算和手工绘图,由于设计计算比较繁琐,在进行设计计算和手工绘图的过程中,需要修改很不方便.因此,学生在设计计算和手工绘图上浪费了大部分时间,这种模式下,与专业相关软件(如CAD、UG、ProE等)的应用脱节,也对整个设计方案和结构创新设计的考虑比较少.根据我校应用型本科人才培养目标,机械设计制造及其自动化专业的人才培养方案中,一直开设有CAD、UG两门课程,但是没有把CAD、UG与机械设计课程设计结合起来,因此,不利于学生对专业软件知识的掌握及将专业软件应用于工程设计的能力培养.
3机械设计课程设计改革的具体措施
针对目前我校机电工程学院开设的机械设计课程设计存在的三个问题,为了结合我校应用型本科人才的培养目标,提出以下几个改革举措[5]:
(1)对机械设计课程设计题目进行改革在工作量、任务要求、设计难易程度等大致相同的情况下,结合学科竞赛的设计主题,比如广东省大学生创新创业训练计划项目、广东省大学生工程训练综合能力竞赛、广东省机械创新设计大赛等,或参考具有生产实践背景的工程项目,以此扩大选题范围,增加学生自主选题的可能性.由于设计内容来源于生产实际,因此可以大大激发学生对机械设计课程设计的兴趣,更能提高学生对工程设计的创新能力.
(2)利用CAD、UG等专业软件第一,在设计计算方面,可利用数学软件(MATLAB、Mathematica和Maple),利用这些专业数值计算软件,在设计计算过程中,一旦出现修改某个参数值的情况,直接修改此参数,后续计算的结果直接更新而无需再进行逐个公式的计算.第二,在机构设计和绘图方面,由于已开设CAD、UG课程,学生对这两个专业软件有一定的了解,因此,在进行机械设计课程设计过程中,要求学生利用UG、ProE等专业软件进行三维实体建模,并通过模拟装配和干涉检查检验零部件设计的合理性,同时UG具有强大的工程制图功能,可以制作出符合国家标准的工程图.
(3)加强主要专业课程知识的学习由于机械设计课程设计综合运用多门专业课程的知识,如《机械制图》、《工程力学》、《机械原理》、《机械零件》、《工程材料》、《互换性与技术测量》等,因此,在进行这些课程的教学过程中,不管是理论教学还是实践教学,老师对学生应当更加严格要求,同时老师在教学过程中应多结合工程实际案例,使学生更容易掌握好专业课程知识,为后续进行机械设计课程设计打下坚实基础.
4结束语
我校机电工程学院机械设计课程设计的改革要从学生的实际出发,既要结合我校应用型本科人才的培养目标,又要顺应社会发展对专业技术人才的需求.因此,机械设计课程设计的改革,使机械设计课程设计与工程实际更加紧密结合,更利于培养学生的工程设计能力和创新设计能力.
作者:李俊文 陈玉莲 单位:广东技术师范学院天河学院
参考文献:
[1]董丽琴.三维CAD在机械设计课程设计中的应用[J].煤炭技术,2009,28(9):16-18.
[2]米丽萍.三维ProE在机械设计课程设计中的应用[J].课程教学研究,2013,19:191-192.
[3]陈立德.机械设计基础课程设计指导书(第三版)[M].北京:高等教育出版社,2007.
[4]莫海军,黄华梁,徐忠阳.《机械设计课程设计》教学方法改革与探索[J].装备制造技术,2009,7:188-190.
[5]李倩.浅谈机械设计课程设计的改革[J].建筑与发展,2013,7:124.