《机械设计基础》教学大纲--05工业设计(精选8篇)
《机械设计基础》教学大纲--05工业设计 篇1
《机械设计基础》教学大纲
课程编号: 适用专业:工业设计(本科)专业 学时数:78(72+6)学分数:
执笔者:龚建春 编写日期:2005年10月
一、课程的性质、教育目标及任务
《机械设计基础》是高等学校工业设计专业一门技术基础课,是培养学生了解和掌握机械基础知识、具备机械设计初步能力的重要课程。本课程在教学内容方面应着重基本知识、基本理论和基本方法,在培养能力方面应着重设计构思和设计技能的基本训练。
通过本课程的各个理论环节和实践环节的教学,学生应能达到以下目标:
1、使学生明确机械设计在经济建设中的重要作用和在机器设计中的重要地位;了解本课程的性质、特点、内容及与先修课程和后继课程之间的关系;
2、熟悉常用机构的结构组成特点、运动特性和动力特性,初步掌握简单机构的设计方法;
3、熟悉通用机械零件的类型、结构、特点、工作原理、应用场合、常用材料、有关标准和工艺要求;
4、掌握机械零件的失效形式和基本设计理论、设计要求、设计方法和设计步骤,综合应用所学知识初步具备机械设计的能力。
本课程的主要任务是:
1、培养学生具有常用机构的结构组成、运动特性和机器动力学方面的基本知识;
2、培养学生具有通用零件的工作原理、特点和维护方面的基本知识;
3、使学生初步学会运用设计手册对一般参数的通用零件和简单传动装置进行设计;
4、培养学生初步具有分析机械零件失效的原因和提出改进措施的能力。
二、课程的教学内容和学时分配
(一)教学基本要求
1、要求掌握的基本知识: 机械设计一般知识、机械零件的主要类型、性能、结构特点、应用、材料和标准等。
2、要求掌握的基本理论和方法: 机械设计基本原则、机械零件的失效形式、工作能力计算准则、受力分析、应力分析和提高零件强度的措施。
(二)教学内容及重点
绪论(2学时)教学内容:
1、课程的性质和任务、研究的对象和内容;
2、本课程在教学中的地位;
3、机械、机器、机构、构件及零件(部件)的基本概念;
4、机械设计的基本要求和一般过程。教学要求:
1、了解本课程的性质、特点、机器设计的基本要求和一般过程。
第一章:平面机构的构成分析(4学时)教学内容:
1、运动副及其分类;
2、平面机构运动简图;
3、平面机构自由度的计算; 教学要求:
掌握运动副的分类及平面机构自由度的计算;了解机构运动简图的绘制方法;
第二章.机构的运动分析与磨擦、效率(4学时)
基本内容:
1、速度瞬心及其在机构速度分析上的应用;
2、摩擦机理与摩擦定律;
3、磨损:磨损类型,磨损过程,磨合;
4、润滑:润滑的分类,润滑剂与添加剂,润滑剂的粘度;
5、运动副的效率。
教学要求:
1、掌握机构速度分析的方法;
2、理解磨擦机理,了解磨损的类型及其过程;
3、了解润滑的分类;
4、掌握运动副的效率。
第三章:平面连杆机构(4学时讲授,2学时实验)
教学内容:
1、铰链四杆机构的基本形式和特性;
2、铰链四杆机构的曲柄存在条件;
3、铰链四杆机构的演化;
4、铰链四杆机构的的设计。教学要求:
1、了解四杆机构的类型和演化;
2、掌握有关四杆机构的基本知识;
3、理解四杆机构的作图法设计;
4、了解四杆机构解析法设计原理。附实验
1、机构运动简图测绘:
内容:对实际的机械设备,由教师指定具体机构,学生自己动手绘制运动 简图,并计算自由度。
目的:掌握正确绘制机构运动简图的方法、技能。要求:①会把实际机械的联接抽象成简单的运动符号。
②能对机构运动简图做自由度计算,并判别机构是否有确定的运动。
第四章: 凸轮机构(4学时)教学内容:
1、凸轮机构的应用和类型;
2、从动件的常用运动规律;
3、图解法设计凸轮轮廓;
4、解析法设计凸轮轮廓;
5、设计凸轮机构应注意的问题。教学要求:
1、了解凸轮机构的类型和特点;
2、掌握凸轮轮廓线的作图法设计;
3、了解解析法设计原理;
4、理解从动件常用运动规律及其选择原则。
第五章: 齿轮机构(8学时讲授,2学时实验)教学内容:
1、齿轮机构的特点和类型;
2、齿廓啮合基本定律;
3、渐开线齿廓;
4、齿轮各部分名称及渐开线标准齿轮的基本尺寸;
5、渐开线标准齿轮的啮合;
6、渐开线齿轮的切齿原理;
7、根切现象、最少齿数及变位齿轮;
8、平行轴斜齿齿轮机构;
9、圆锥齿轮机构。教学要求:
1、掌握直齿圆柱齿轮传动的啮合特性及尺寸计算;
2、理解齿廓啮合基本定律及斜齿轮机构的特点;
3、了解根切原理及变位齿轮等概念;
4、了解圆锥齿轮的特点。
附实验
2、渐开线圆柱齿轮范成实验:
内容:学生用渐开线齿廓范成仪,模拟范成法切制渐开线齿轮的加工过程,并对有关齿轮参数进行计算。
目的:①了解范成法切制渐开线齿轮的原理。②了解齿轮根切现象。
要求:能用变位方法来避免根切现象。
第六章 :轮系(2学时)教学内容:
1、轮系的类型;
2、定轴轮系及其传动比;
3、周转轮系及其传动比;
4、混合轮系及其传动比;
5、轮系的应用。教学要求:
1、了解轮系的功用;
2、掌握各种轮系传动比的计算方法。
第七章: 其它常用机构(2学时)教学内容:
1、棘轮机构;
2、槽轮机构;
3、不完全齿轮机构;
4、凸轮间歇运动机构;
5、组合机构。
教学要求:了解其它常用机构的组成、特点及设计要求。
第八章: 回转件的平衡(2学时)教学内容:
1、回转件平衡的目的;
2、回转件的平衡计算;
3、回转件的平衡试验。教学要求:
1、掌握回转体平衡的计算方法;
2、理解回转体平衡实验原理。
第九章: 机械零件设计概论(4学时)教学内容:
1、机械零件设计概述;
2、机械零件的强度;
3、机械零件的接触强度;
4、机械零件的耐磨性;
5、机械制造常用材料及其选择;
6、机械零件的工艺性和标准化。教学要求:
1、理解机械零件设计的基本要求、机械零件的工作能力和计算准则、机械其标准的意义。
2、理解零件设计有关强度、刚度计算公式;
3、了解机械零件的结构工艺性及其标准的意义。
第十章: 联接(4学时)教学内容:
1、螺纹参数;
2、螺纹副的受力分析、效率和自锁;
3、机械制造常用螺纹;
4、螺纹联接的基本类型和螺纹紧固件;
5、螺纹联接的预紧和防松;
6、螺栓联接的强度计算;
7、螺栓的材料和许用应力;
8、提高螺栓联接强度的措施;
9、键联接和花键联接;
10、销联接。教学要求:
1、掌握螺纹联接的受力分析和强度计算方法;
2、了解螺纹联接的类型和特点;
3、掌握键联接的类型及选择计算;
4、了解花键联接、销联接的特点。
第十一章: 带传动及链传动(6学时)教学内容:
1、带传动的类型和应用;
2、带传动的受力分析;
3、带的应力分析;
4、带传动的弹性滑动和传动比;
5、普通V带传动的计算;
6、V带轮的结构;
7、传动用滚子链、链轮;
8、链传动的运动特性;
9、滚子链传动的设计;
10、链传动的布置、张紧和润滑。教学要求:
1、了解带传动的特点及使用场合;
2、理解带传动弹性滑动特性,带传动的受力分析和运动分析;
3、掌握带传动的设计方法及各项参数的选择原则;
4、了解滚子链的规格及标识;
5、理解链传动的运动不均匀性。
6、了解链传动的布置、张紧和润滑方式。
第十二章: 齿轮传动(6学时)教学内容:
1、轮齿的失效形式;
2、齿轮材料及热处理;
3、齿轮传动的精度;
4、直齿圆柱齿轮传动的作用力及计算载荷;
5、直齿圆柱齿轮传动的齿面接触强度计算和齿根弯曲疲劳强度计算;
6、斜齿圆柱齿轮传动;
7、直齿圆锥齿轮传动;
8、齿轮的构造;
9、齿轮传动的润滑和效率。教学要求:
1、掌握直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮及圆锥齿轮的受力分析方法;
2、掌握直齿圆柱齿轮强度计算过程及各基本参数选择的基本要求。附实验3:齿轮参数的测定
内容、目的:通过对模数制正常齿渐开线直齿圆柱齿轮的测绘(如公法线长度、齿顶圆直径、齿根圆直径等),计算并确定齿轮的基本参数(模数、压力角、基节等),同时了解测量量具的使用方法。
第十三章: 蜗杆传动(4学时)教学内容:
1、蜗杆传动的特点和类型;
2、蜗杆传动的主要参数和几何尺寸;
3、蜗杆传动的失效形式、材料和结构;
4、蜗杆传动的受力分析;
5、蜗杆传动的强度计算;
6、蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算。教学要求:
1、理解蜗杆传动的特点和失效形式、热平衡的条件和计算方法;
2、掌握蜗杆传动的受力分析方法。
第十四章:轴(4学时)教学内容:
1、轴的功用和类型;
2、轴的材料;
3、轴的结构设计;
4、轴的强度计算。教学要求:
1、掌握轴的结构设计原则;
2、理解轴的强度计算方法。
第十五章:滑动轴承(4学时)教学内容:
1、滑动轴承的结构形式;
2、轴瓦及轴承衬材料;
3、非液体摩擦滑动轴承的计算;
4、动压润滑的形成原理。教学要求:
1、理解滑动轴承的特点和适用场合;
2、掌握非液体摩擦滑动轴承的计算方法;
3、了解动压油膜形成的机理。
第十六章:滚动轴承(6学时)教学内容:
1、滚动轴承的基本类型和特点;
2、滚动轴承的代号;
3、滚动轴承的失效形式剂选择计算;
4、滚动轴承的润滑和密封;
5、滚动轴承的组合设计。教学要求:
1、掌握滚动轴承的类型、代号及尺寸选择计算;
2、理解轴承寿命计算方法;
3、理解轴承装置的设计方法。
第十七章:联轴器、离合器和制动器(2学时)教学内容:
1、联轴器、离合器的类型和特点;
2、固定式刚性联轴器;
3、可移式刚性联轴器;
4、弹性联轴器;
5、牙嵌离合器;
6、圆盘摩擦离合器;
7、磁粉离合器定向离合器;
8、制动器
教学要求:了解联轴器和离合器的类型、特点、应用场合及选择计算。
三、课程教学的基本要求
1、本课程以课堂讲授、课程设计、实验相结合的方式进行教学。实验是本课程的重要实践性环节,通过实验,学生应掌握典型的机械原理和机械零件实验的基本方法,要求学生亲自动手,并认真完成实验报告。
2、课外作业与电化教学 作业习题内容要多样化,要有典型性、代表性,要能达到巩固理论,掌握基本计算方法,提高分析和解决问题的能力、熟悉标准、规范的作用。学生必须独立按时完成作业,除教材外,教师应给学生指定相关参考书,以拓宽学生知识面。
根据教育发展的趋势和教学教改的要求,要积极开展电化教学,充分利用演示、幻灯、投影、CAI等现代化教学手段,提高教学效果和课堂效率。
3、课程设计
课程设计是对本课程及先修课程知识的综合运用,是培养学生设计能力的重要环节。每个学生必须独立完成课程设计。设计题目一般为机械传动装置。课程设计用时3周,其基本要求及安排详见《机械设计课程设计教学大纲》。
四、本课程与其它课程的联系与分工
本课程的先修课程是:《机械制图》;《工程力学》;《AutoCAD》;《公差及技术测量》等。
五、建议教材及教学参考书
1、杨可桢主编,机械设计基础,高等教育出版社,2000
2、朱家诚,王纯贤主编,机械设计基础,合肥工业大学出版社,2003
3、程光蕴主编,机械设计基础学习指导书(第三版),高等教育出版社,1996
4、杨可桢,程光蕴主编,机械设计基础.(第4版),高等教育出版社,1999
5、吴瑞祥,王之栎,郭卫东,刘静华主编,机械设计基础(下册),北京航空航天大学出版社,2005
6、申永胜主编,机械原理教程,清华大学出版社,1999
7、龚桂义主编,课程设计图册(第3版),高等教育出版社,1989
8、攀枝花大学机械工程系教改教材编写组编,机械设计实验指导书,1999
《机械设计基础》教学大纲--05工业设计 篇2
1 课程设计目的
机械设计基础课程设计是一个重要教学环节, 也是学生一次综合能力的训练。其基本目的有三个方面: (1) 使学生进一步巩固、深化本课程所学到的理论知识, 并能灵活运用有关先修课程的理论, 结合生产实际分析和解决工程实际问题的能力。 (2) 学习和掌握设计的一般步骤和方法。通过制定设计方案合理选择传动机构和零件类型, 正确计算零件工作能力、确定尺寸和选择材料, 以及较全面的考虑制造工艺、使用和维护等要求, 进行结构设计, 达到了解和掌握机械零件、机械传动装置的设计过程和方法。 (3) 进行设计基本技能的训练。例如计算、绘图、熟悉和运用设计资料手册、图册、标准和规范等。
2 课程设计内容
根据教学大纲及教学计划, 本学期在学习完机械设计基础内容之后, 要进行一次具有实践性的课程设计。机械设计基础课程设计选择圆柱齿轮减速器作为设计题目, 因为减速器的设计基本包括了机械设计基础理论课程的具有典型性、代表性的通用零件。设计内容包括7个部分:总体方案确定、传动方案确定、传动装置的总体设计、零件的设计计算和选择、箱体及其附件的设计、装配图和零件图的绘制和编写设计说明书。
3 实施方式
机械基础课程设计一般安排在学期未进行, 时间为1周, 时间短, 课程设计期间学生还要复习, 参加其他科目的考试, 不能全身心的投入到课程设计中来, 针对目前存在的问题, 我在教学和实践环节进行了一些初步尝试。为避免以往教师指导过细、设计作品千篇一律的弊端, 对课程设计的辅导重点在于方法, 教会学生从原理方案的设计和论证、各系统的实施到系统总成的整个过程能够自主进行, 加深对减速器系统的整体认识, 培养他们的创新设计能力, 充分发挥学生的创新潜能。
3.1 设计前准备工作
由于本门课程理论教学学时数较少, 而且内容抽象, 对于生产实践能力欠缺的学生来说, 激发他们的学习性趣很难, 而课程设计安排在考试前一周内完成。作为指导教师为了使学生能顺利地完成所布置的任务, 在设计过程中要加以指导。在设计开始时, 轴的结构设计和减速器的外形尺寸的确定对于学生来说是难点, 所以对减速器的设计专门进行了一次多媒体授课。首先让学生看减速器设计和制造录像片, 了解减速器产品及其设计过程。然后做减速器的装拆试验, 形象地认识减速器的结构。本课程设计之前, 指导教师根据课程设计指导书进行了具体安排, 并且制定了具体的设计安排计划和详细的设计任务书。对全体学生就设计的步骤、要求、说明书的书写格式等进行总体的指导, 在设计过程中, 指导教师坚持每天都到现场进行指导。
由于课程设计工作量大, 为了确保设计工作的顺利进行, 要求学生制定大致的设计时间分配表, 同时, 指导教师在设计开始时要对学生进行集中讲解和辅导, 帮助学生明白设计任务及要求.同时对学生掌握程度不够的设计工具的使用方法进行集中辅导.本课程设计集中1周进行, 但在实施的过程中发现时间不够, 实际执行时, 应在机械设计基础课程结束后就布置设计任务, 要求学生早做前期准备, 查找相关的资料和手册, 但是从最后的结果来看, 大部分学生都没有做好这部分工作, 都是临到课程设计的一周来做, 结果未能在规定的时间内完成任务。
3.2 结构设计
研究设计任务书, 分析设计题目, 了解原始数据和工作条件, 明确设计内容和要求。结构设计是确定零部件形状和尺寸的主要阶段。重点是设计齿轮的结构和轴的结构, 对于小齿轮的设计, 应采用较小模数和较多齿数, 这样, 即可以增加重合度, 又减少了小齿轮的齿顶圆直径, 从而使箱体外廓尺寸变小, 节省了材料, 减轻了重量。对于轴的结构设计, 为了便于轴上零件的装拆, 轴一般做成中间粗两端细的阶梯轴, 然后设计成合理的形状和尺寸。为了清楚的表达设计意图, 装配草图的绘制尤其重要。该阶段不仅要确定减速器的结构和尺寸, 更重要的是通过装配草图的设计过程体会边计算、边画图、边修改的设计方法。
装配草图设计阶段从时间分配和学生成绩考核方面都占较大比例, 为保证装配草图的设计质量, 学生自检后必须教师签字审核草图, 然后才能在图纸上画图。设计过程中教师严格检查、记录和掌握每个学生的设计进度和质量, 并适时地给予学生指导。学生在设计过程中必须做到: (1) 随时复习教科书、听课笔记及习题。 (2) 及时了解有关资料, 做好准备工作, 充分发挥自己的主观能动性和创造性。 (3) 认真计算和制图, 保证计算正确和图纸质量。
4 几点体会
教师每天到教室指导学生设计、计算、绘图以便及时发现问题和解决问题。要求每位学生在设计过程中充分发挥自己的独立工作能力及创造能力, 对每个问题都应进行分析、比较并提出自己的见解, 反对盲从、杜绝抄袭。在课程设计过程中, 发现学生主要存在以下问题: (1) 学习态度不够认真, 不能按进度计划表执行。少数同学刚开始时, 手忙脚乱, 第二天才进入状态。不能按时在规定的教室设计, 出现迟到, 矿课现象, 虽然一再强调平时出勤记入课程设计总成绩。 (2) 独立工作能力差, 设计时不能或不进行独立思考, 学生的依赖性太强, 碰到什么问题都来问老师。 (3) 图纸质量较差, 特别是标准画法、尺寸标注, 出现问题较多, 表达不清楚。 (4) 说明书内容不够完整、工整。设计说明书是对整个设计过程的总结和提升, 要求文字简明、通顺, 尽量使用专业术语。
5 结语
如何把专业课教学与工程实际联系起来, 一直是工程教育者努力的方向.目前高校的专业课教学存在与工程实际脱节的问题, 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。
参考文献
[1]杨可桢, 程光蕴.机械设计基础[M].北京:高等教育出版社, 1999.
[2]吴宗泽, 罗圣国.机械设计课程设计手册[M].北京:高等教育出版社, 2011.
《机械设计基础》教学大纲--05工业设计 篇3
关键词:《机械设计基础》;课题;课程设计;问题
《机械设计基础》课程设计是机电类专业学生的主要专业基础课程之一,是培养学生机械设计能力的重要环节。课程设计是一项实践性教学,是基础课与专业课知识学习的交接点,起着承上启下的作用。通过课程设计,可以把《机械设计基础》、《机械制图》、《工程材料》、《力学》等所修课程的知识进行综合运用。在课程设计时需要查阅大量的国家标准、企业标准手册等相关资料,通过课程设计,可以掌握一套完整的设计原则、步骤和方法。
通过机械设计课程的学习,使学生做到:(1)掌握机械运动方案设计、通用零件的结构设计。(2)根据机器的结构和使用要求能够进行外观造型设计。(3)使学生通过绘图及运用设计资料等方面的训练,达到提高基本技能的目的。
课题的选用和课程设计的内容
课程设计课题的选用必须从职业教育的培养目标着手,课题应具有普遍性和实践性。所谓普遍性是指能够充分反映课程的理论教学内容,即通过课题的完成能够将课程大部分知识加以应用;实践性是指课题的选择要符合生产实际和尽可能与专业相结合。此外,设计工作量应当适合教学计划中规定的学时。鉴于上述要求,以常规减速器为主的机械传动装置的设计课题符合上述两个条件,所以此设计课题是一个较为理想的课题,可以检验学生学习的效果,巩固、提高和拓展所学内容。然而经常采用这样的课题无法调动教师和学生的积极性,因此,在课程设计的选题上既要科学,切合实际,又要具有多样性。
课程设计的学时安排为两周。对于整体的设计内容,以齿轮减速器的设计为例,通常采用“带式运输机”,设计输入为运输机所输出的基本数据,要求学生完成以下工作:(1)拟定、分析传动设置的设计方案。(2)选择电动机、计算传动装置的运动参数和动力参数。(3)进行传动的设计计算,即带传动、齿轮传动的计算;两根轴的结构设计、校核以及选用轴承、键和联轴器的计算;减速器的润滑和密封等。关于设计输出的内容有:装配图(A1);轴或齿轮零件图(A3);技术和使用维护说明书(大约20页)。最后环节为学生的设计答辩,陈述课题设计的目的和意义,讲清整体的设计思路。
课程设计应当注意的问题
(一)设计的质量
以往的程序是这样的:在设计任务下达之后,前三天的计算工作量相当大,教师和学生需要加班赶任务,有时甚至通宵达旦,十分劳累。学生没有思考的时间和余地,随之会出现应付心态,出现问题马上就问,过分依赖指导教师。也有一部分学生急于求成,做事马虎,设计计算时喜欢照搬照抄,一错都错,问题成堆。这对学生的设计质量和学习成绩都会产生一定的影响。对于教师来讲,课程设计的前三天,几十位学生争相提问,教师要不停地答疑讲解,疲惫不堪。如此以往,学生的设计质量和工作进度都难有太大的进展。为此,我们采取“化整为零”的方法进行课程设计,并收到了良好的效果。
所谓“化整为零”就是根据教学大纲,在不减少学生设计任务的前提下,把课程设计和课程的讲授结合在一起,即在学期初就将设计任务书下达给学生,让学生带着任务,有针对性地学。可以将课程设计的部分计算内容(如带传动、齿轮传动、轴的强度计算,轴承的选择和键的强度校核,还有联轴器的选择和校核等)放在机械设计基础课程的教学中,作为课后的作业,促使学生主动学习。同时教师在日常授课期间,通过批改学生的作业,适时发现学生计算中的错误并敦促他们及时纠正。课程设计的结构部分可以放在学生“装拆减速器试验”一节中同步进行。在装拆试验中,让学生仔细观察剖分式减速器的结构,轴的结构,轴承的安装和固定方法,为以后对轴和箱体的结构设计和画装配图打下基础,并要求学生在完成试验报告的同时,完成轴和箱体的结构设计。课程设计采用这种方法,使得大部分工作都是在学生的课后时间完成的。周期长,学生和教师都有了很大的回旋余地,学生遇到困难可以有足够的时间思考,教师也可以从容不迫地指导学生通过查阅有关资料和学生一起解决设计中遇到的问题,提高学生发现、思考、分析问题和解决问题的能力。同时还可以循序渐进地进行设计、绘制装配图和编制设计说明书,对于装配图的绘制通常用AutoCAD软件,可以帮助提高学生计算机绘图的能力。这里应当注意的是,软件有拷贝性特点,因此,在具体的实施过程中,教师应鼓励、监督学生自觉、独立地完成设计任务,防止个别学生的拷贝行为。
(二)多样化的设计内容
几十年来,课程设计的选题千篇一律,都是以减速器为题,这是因为减速器作为机器中的一个独立部件所包含的零件覆盖了机械设计课程中的绝大部分内容,便于学生将所学的知识灵活地运用到设计实践中去,适合学生学习。另外,减速器的类型和原始数据的不同,便于学生设计出不同的结果。因此,选择减速器是可行的。然而,减速器只是一个部件,每届学生都重复同样的设计内容,会影响教师的创新精神。另外,有些学校关于制图课的测绘练习也选择减速器,这就使得课程设计的题目过于重复。鉴于此,笔者认为必须拓宽课程设计的选题。比如带领学生到建筑工地参观,观察卷扬机的结构和功能,将其作为设计课题;还可以把起吊重量分成多个参数供学生分组设计,这样就把带式输送机构改为提升机构,增加减速器以外的如卷筒、钢丝绳等零件的设计。学生的兴趣增强了,尽管做起来存在一定的难度,但是适当延长一些时间,并辅以教师的精心指导,可以收到好的效果。对于数控专业的学生可以设计普通机床的传动系统,例如,给出电动机的转速和功率,通过皮带传动到主轴箱,在这样的传动中,可以让学生练习带传动和减速器传动的设计,内容拓宽了,效果也提高了。实践证明,适当拓宽课程设计的选题不仅能够让学生得到更多的工程设计训练,而且能发挥学生的主观能动性,对于开拓设计思维,可起到事半功倍的效果。
(三)实践教学
实践教学是学生获得感性知识的重要内容,课程设计也不例外。就传统设计题目减速器而言,在设计之前必须让学生有一次装拆减速器实物(不是模型)的机会,条件允许的,还可以让学生去减速器生产厂家参观或观看录像。目的在于让学生了解减速器内部零部件的形状、结构和装配关系,对加工制造的工艺过程形成初步的认识。装拆的重点是轴系零部件的结构及装配关系,便于学生在设计中结合实际,选择合适的结构和尺寸。这一环节非常重要,凡是没有认真参加这一过程的学生在结构设计方面遇到问题就会束手无策。
总言,课程设计的改革方向应以提高学生的能力为出发点。在学生获得一定的理论知识之后,到生产实际现场进行教学,选取现场中的机器典型机构作为设计课题,然后再回到课堂教学中来。课程设计就是要将理论知识和实际设计密切结合,使所学知识得到巩固和加深,并进一步培养学生的设计创新能力和解决实际问题的能力。
参考文献:
[1]陈立德.机械设计基础课程设计指导[M].北京:高等教育出版社,2000.
[2]张建中,黄达忠.机械设计基础课程设计[M].徐州:中国矿业大学出版社,1998.
[3]陈立德.机械设计基础[M].北京:高等教育出版社,2000.
作者简介:
黄瑷昶(1952—),男,副教授,研究方向为机械设计与现代制造技术。
《机械设计基础》教学大纲 篇4
江苏广播电视大学
林小宁
注:综合练习中所标分数为对应题型分值的参考范围 一.填空题(共30分)
1.机械零件丧失预定的功能而不能正常工作的现象,称为()。2.载荷按其大小和方向是否随时间变化分为()和()两类。
3.根据原动机或负载的额定功率计算出的作用在零件上的载荷叫()。4.载荷系数K与名义载荷的乘积叫()。
5.按照应力的大小和方向是否随时间变化分为()和()。
6.合理选择安全系数的原则是:在保证()的原则下,尽可能()安全系数。7.疲劳设计有()和()两种不同的设计方法。8.在疲劳曲线中,纵坐标rN表示零件材料的()。9.许多机器都是由()、()和()三部分组成的。10.按工作原理,机械传动可分为()和()两大类。11.带传动的主要失效形式是()、()和()。
12.带传动的设计准则是:在保证带传动在工作时()的条件下,具有一定的()和()。13.V带轮的材料主要采用(),转速高时可采用()。
14.与带传动相比,链传动无()和()现象,工作可靠,具有准确的(),传动效率较高。
15.在带传动中,弹性滑动和滑动率的大小与()和()的拉力差有关,随着传递()的增加,弹性滑动和滑动率也将增大。
16.单根V带所能传递功率主要取决于()和()。
17.链条的长度以()来表示,一般应尽量避免()节。18.滚子链传动最主要的参数是()。
19.按螺旋机构的工作情况,螺旋主要用于以下三种情况:()、()和()螺旋。20.按照母体形状,螺纹分为()螺纹和()螺纹。
21.按螺旋和螺母的运动情况,螺旋传动有四种结构,但它们的()关系是相同的。22.按螺纹副的摩擦性质,可分为()螺旋、()螺旋和()螺旋。23.在齿轮传动中,齿轮齿面常见的失效形式有()、()、()和()。24.开式齿轮传动的主要失效形式是()和()。25.闭式齿轮传动的主要失效形式是()和()。
26.齿轮能承受动载荷的大小取决于齿轮的()及()。
27.设计齿轮传动时,为限制整个传动的尺寸过大,一般应限制大小齿轮的齿数比≤()。,28.对闭式蜗杆传动,为避免油温升高而导致胶合,设计时要进行()计算。二.填空题(共20分)
1.机械零件的计算载荷由()确定。
A.原动机的额定功率和效率
B.工作机的负载和机械效率 C.零件名义载荷和工作应力
D.零件名义载荷和附加载荷 2.机械零件静应力计算的强度准则是()。
A.使计算应力≤极限应力
B.使计算应力≤许用应力 C.使计算安全系数≤许用安全系数 D.使计算安全系数≤1 3.在带传动中(i>1),传动带内部应力的最大值发生在带()。A.绕入大轮带处
B.离开大带轮处 C.绕入小带轮处
D.离开小带轮处
4.在V带传动设计中,所规定的各种型号V带轮的最小直径与()有关。
A.传动尺寸
B.传动比 C.小带轮转速
D.弯曲应力 5.链速的不均匀性取决于()。
A.链的节距
B.传动比 C.主动链轮的齿数
D.从动链轮的齿数 6.对于低速链传动设计,应按静强度确定()。
A.链的节距和排数
B.链的传递功率 C.链速和传动比
D.链轮齿数 7.设计滚子链传动时,小链轮齿数的选取要同时考虑()。
A.链的节距和传动比
B.链的节距和链速 C.链速和传动比
D.链轮转速和计算功率 8.传导螺旋的特点是()。
A.多为间歇工作,要求自锁
B.传递运动,有精度要求 C.用于举升或压紧工作
D.用于调整或固定零件 9.螺杆相对于螺母转过一周,它们沿轴线方向相对移动的距离是()。
A.一个螺距
B.螺距×线数 C.导程×线数
D.导程/线数 10.变速箱中的滑移齿轮,一般应选用()。
A.直齿圆柱齿轮
B.斜齿圆柱齿轮 C.人字齿圆柱齿轮
D.直齿锥齿轮 11.齿轮传动中的内部动载荷与()有关。
A.齿轮轴系刚度不足
B.齿轮弯曲强度不足 C.齿轮啮合误差
D.工作中的冲击载荷 12.对于软齿面的闭式齿轮传动,设计时一般先按()计算。
A.弯曲疲劳强度
B.接触疲劳强度 C.磨损条件
D.胶合条件
13.一对圆柱齿轮传动,通常把小齿轮的齿宽取值略大于大齿轮,其目的是()。
A.提高小齿轮轴的刚度
B.提高小齿轮的齿轮强度 C.便于设计计算
D.便于安装时保证接触线长度 14.为提高蜗杆传动的啮合效率1,可考虑()。
A.采用多头蜗杆
B.加大蜗杆直径系数 C.加大蜗轮齿数
D.加大模数
15.蜗杆传动在单位时间内的发热量,是以()来进行计算的。
A.润滑油的油温和黏度
B.环境温度和散热能力 C.蜗杆转速和传动效率
D.传动功率和传动效率 三.名词解释(共10分)1.机械零件失效
2.机械零件的计算准则 3.V带基准长度 4.带传动的滑动率 5.螺纹升角 6.螺纹牙型角 7.齿面点蚀
8.齿面收敛性点蚀
四.简答题(共15分)
1.什么是机械零件的计算准则?常用的机械零件计算准则有那些? 2.带传动的失效形式
3.在V带传动设计中,带的型号是由哪些参数确定的?当选定带轮直径、验算带速后,应计算或校核传动中的哪些几何参数?
4.如何正确选择滚子链传动中节距和排数? 5.螺纹传动的运动方式
6.在齿轮传动中,为了改善载荷沿齿向分布不均匀的现象,可采取哪些措施? 7.齿轮的计算准则
8.连续工作的闭式蜗杆传动,若润滑油的工作温度过高而不满足热平衡条件,应采取哪些措施?
五.计算题(2题,共25分)参考题型出自:
【1】《机械设计》教材:
p27,习题二:2-
1、2-2; p51,习题三:3-1;
p134,习题六:6-
1、6-
2、6-
16、6-21。【2】《机械设计学习指导》:
p8,自测练习题:5;
p15,自测练习题:12;
p29,典型例题:例Z6-1;
p33,自测练习题:9;
p101,第I套试题:三;
p103,第II套试题:三;
机械设计基础教学课件 篇5
机械设计概论
§0-1 机械的组成
§0-2 本课程的性质和任务
§0-3 机械设计的基本要求和一般程序
§0-4 机械零件的工作能力和计算准则
§0-5 机械设计中常用材料的选择原则
§0-6 许用应力和安全系数
§0-1 机械的组成
顾名思义,本课程研究对象为:机械
机械-人造的用来减轻或替代人类劳动的多件实物的`组合体。
任何机械都经历了:简单→复杂的发展过程。
起重机的发展历程:
斜面→杠杆→起重轱辘→滑轮组→手动(电动)葫芦→现代起重机(包括:龙门吊、鹤式吊、汽车吊、卷扬机、叉车、电梯-电脑控制)。
一般而言,机械是机器和机构的总称。
机械主要分为:机构和机器两类
机构-能够用来传递运动和力或改变运动形式的多件实物的组合体。如:连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等。(种类有限)
机器-根据某种具体使用要求而设计的多件实物的组合体。如: 缝纫机、洗衣机、各类机床、运输车辆、农用机器、起重机等。
机器的种类繁多,结构、性能和用途等各不相同,但具有相同的基本特征。
典型机器的分析:
1.内燃机
组成:汽缸体1、活塞2、进气阀3、排气阀4、连杆5、曲轴6、凸轮7、顶杆8、齿轮9、10
工作原理:1.活塞下行,进气阀开启,混合气体进入汽缸;2.活塞上行,气阀关闭,混合气体被压缩,在顶部点 火燃烧;3.高压燃烧气体推动活塞下行,两气阀关闭;4.活塞上行,排气阀开启,废气体被排出汽缸。
循环运动的结果,使曲轴输出连续的旋转运动
内燃机的工作过程:
内燃机各部分的作用:
活塞的往复运动通过连杆转变为曲轴的连续转动,该组合体称为:曲柄滑块机构
凸轮和顶杆用来启闭进气阀和排气阀;称为:凸轮机构
两个齿轮用来保证进、排气阀与活塞之间形成协调动作,称为:齿轮机构
《机械设计基础》教学大纲--05工业设计 篇6
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摘要:本文针对工业设计专业体系下“机械设计基础”课程基础教学中,所暴露的讲授内容与社会需求脱节,学生对知识点理解相对困难等问题进行探讨,对“十二五”规划中“文化创新”的指导思想下如何通过教学模式的创新,如教材选用创新、教学体验创新和课程考核模式创新等方式,使该课程的教学实践符合新形势的专业人才培养模式。
关键词:工业设计;教材选用创新;教学体验创新;考核模式创新
前言从1982年我国在高校中开办工业设计专业教育至今,各高
校在学科建设的实践和摸索中不断完善和发展,由于多数高校在办学过程中主要通过借鉴其他院校经验和模式,所开设的专业课程框架大同小异,在工业设计专业下均开设有“机械设计基础”
(部分学校设为“工业设计工程基础”)课程,旨在解决产品设计过程中的结构问题,这是将设计概念转换为实际产品的关键,然而在实际的教学环境中,由于课程的特殊性和传统教学偏于工科的理论讲授,往往使得该课程与专业框架下其他课程脱节,孤立的知识点和抽象的概念使学生对产品设计中的工程问题很难形成全面系统的认识,造成对自身能力的不自信甚至对专业的反感。在这样的背景下,需要我们对工业设计专业“机械设计基础”课程现有的教学模式和课程设置进行有针对性的创新调整,以符合工业设计专业人才培养和专业的长远发展需求。
一、“机械设计基础”的课程现状分析
“机械设计基础(或工业设计工程基础)”课程是我国绝大多数高校工业设计专业的必修课程,主要针对产品设计过程中产品的结构形式、受力特点、能量传动、机构原理及零部件间的联接问题展开学习与讨论,是产品设计中将概念转换为实际可加工可使用的产品的关键,这方面的技能也是本专业毕业生进入工作岗位时生产企业所关注的,因此该类工程类课程的开设,为培养适应社会需要的毕业生是很有必要的。
然而之所以会造成知识点的教学与实际应用的脱节,主要原因在于专业起步较晚,在课程设置方面缺乏全面的思考:在实际的教学过程中,由于该课程早期的教材编著者主要以机械学领域的专家为主,内容上往往以工业设计专业学生很少接触到的钻床、内燃机、牛头刨床等工程机械为案例,加上部分任课教师对该课程的经验和理解不足,不能将这些机构原理与产品设计相结合,依然以传统工科模式进行照搬和对机械类教材内容的简单删减,导致该课程的教学常以理论灌输和公式推导为主,对于非机械类专业的学生在认知和理解上有很大的障碍,尤其是以文科高考入学的艺术类学生更是觉得抽象、空洞,无法转换为学生的知识构架,更无法与实际生产相接轨。
在国家“十二五”规划中,提出“产业结构创新”和“文化创新”的指导思想,对于新形势下的工业设计教学模式,值得我们在工业设计创新人才培养方面对“机械设计基础”课程的教学方法进行深层的反思与创新实践。
二、教学形式的创新探讨
作为工业设计教学,其核心本质是让学生掌握产品设计的方法和在设计过程中应该考虑到的各方面知识,“机械设计基础”课程的开设,主要目的在于解决产品设计中的结构问题,其本质核心是为产品设计服务。在教学过程中,应该打破对以工程机械为背景的现行教材进行知识点简单删减的传统模式,从教材选用、教学体验和课程考核方式等方面围绕产品设计相关内容展开创新探索。更多文学期刊到天天期刊网
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1.教材选用创新各大高校在专业办学中专业方向划分越来越细,传统教学经验中所选用的《机械设计》《机械设计基础(非机类)》等教材涵盖比较笼统,以包装机械、工程机械为主的案例不利于工业设计专业学生的理解。
各院校专业培养方向不一样,“放之四海而皆准”的教材是不现实的,在尊重工业设计专业教学的早期工作者对该专业所做出贡献的同时,对于课程教材的选用,应该考虑与专业实际相结合,选择更有针对性的教材或参考书目,如更侧重于产品覆盖件的构造形式、联接方式及产品(工作过程中的)运动机构特征等,教材中的案例应该更多地结合学生在日常生活中所看得见、摸的着的产品,如对于在机构原理中,凸轮机构的案例,可以列举饮水机、按摩椅等实际案例等。
在目前合适教材有限的情况下,任课教师可以考虑提取该课程所需传授的知识框架,备课过程中搜集相关案例,对学生进行讲解分析,这种形式比较传统教材,更为直观,容易理解。
2.教学体验创新如本文第一节所描述,传统的“机械设计基础”课程的教学
中,很多院校采取将课程划拨到其他工科院系或者外聘任课教师的方式,教学模式以沿袭工科机械类课程中“理论教学”加“应用题解答”为主,往往导致该课程知识框架孤立,缺乏实践的引导,学生的学习能动性和积极性相对较低,也无法通过课堂学到有实践意义的知识。
工业设计专业学生的培养,主要是对外观造型的设计与工程结构的学习,对于产品(机械)内部工作原理层面的知识点的背诵和计算题、应用题的解答均不是培养重点。因此在教学过程中,应该将多媒体教学体验放在首位,通过产品图片、动画视频以及拆卸一些实际产品直观的体现,让学生结合书本上所描述知识点进行消化理解。
以重庆师范大学美术学院工业设计专业在学习“机械联接”相关知识的教学实践为例,为加深学生对卡口、螺纹等联接形式的认识,并学会在设计实践运用,近两年的教学中,采取理论教学梳理后,让学生对一些废弃电子产品进行拆卸、绘制爆炸图,并在保留原电子产品电路板的前提下,对该产品的外观进行重新设计:学生在拆卸和绘图过程中,是对理论教学的实践验证,也是一个对知识点的巩固理解过程;在后期的再设计中,考虑产品的联接问题,是对所学知识的实践运用。通过动手实践,摆脱了传统枯燥的教学模式,也培养了学生通过探索发现和解决问题的能力。同时对于学生今后就业实践,有一定的指导作用。
3.考核方式创新课程的考核,其主要目的是对所学知识的一种检验,工业设
计专业开设“机械设计基础”课程,其目的不是在于培养会对机械公式进行推导,会计算齿轮传动比、凸轮轮廓抛物线的“机械设计师”。对于课程的考核形式,若任然停留在以传统的试卷为主要形式,往往会造成学生为应付考试而机械地背诵书本上的文字及公式的推导,而考试之后却很容易忘记,不仅无法刺激学生的创造性,同时在今后工作过程中如何合理运用相关知识,都起不到任何帮助。
工业设计专业“机械设计基础”课程的考核,不应该停留在“考试课”或者“考查课”上的争论,而应该结合专业实际,以及对今后产品设计相关课程学习的支撑,从“如何利用所学知识结构,合理解决实际问题”的角度,对学生的学习情况进行客观合理的考核。考核方式的创新,可以考虑以命名一设计课题的形式展开,学生着重考虑如何解决课题中的产品结构及功能问题。如要求学生通过所学知识对酒瓶进行设计,要求在设计中考虑酒瓶的防漏问题;通过联接知识设计可便携的折叠式床垫;利用联动原理,设计趣味儿童玩具等。这是对学生“学习能力”与“应用能力”的综合考核,既回避了学生对考试的恐惧心理,也让学生在实践中,将所学知识进行重新归纳与整理,这些知识框架对他们今后的工作实践,有很强的指导作用。
当前国家和地方政府大力倡导自主创新,对工业设计的人才培养提出了新的要求,工业设计专业“机械设计基础”课程的教学,应该从学生特点、人才培养计划及地方区域规划特色出发,打破传统理工科理论教学模式,有针对性地对教材选用、教学体验模式及考核方式进行合理创新与尝试,以培养符合区域经济需求的人才。工业设计的教学任重而道远,需要在创新实践与总结
中,不断完善发展。
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[7]赵德成.产品造型设计——从形态的概念设计到实现[M].北京:海洋出版社.2010
“机械设计基础”课程教学改革 篇7
本文提出一些改革措施,旨在改进 “机械设计基础”课程的教学方法,提高 “机械设计基础”课程的教学质量, 进一步培养学生独立完成机械设计的能力和创新意识。
一、中职学生的特点
中职学生的特点在综合素质方面表现为: 文化基础薄弱,探究、记忆、思维能力不高,对理论知识的学习不感兴趣,缺乏学习热情,没有自信心,不愿动脑,缺乏良好的学习习惯; 在行为习惯方面表现为: 意志不顽强,自制能力差,懒散,学习马虎,害怕困难,但动手能力强。
二、传统教学存在的弊端
( 1) 在传统教学中,教师只注重知识的讲解,忽视学生在教学活动中主体作用的发挥、综合能力的培养和专业素质的提高。传统的 “填鸭式” 教学方法使学生对知识学习缺乏应有的热情,导致课堂气氛沉闷,让学生失去学习兴趣,甚至厌恶学习,使得课堂教学过程中尤为重要的学科认知目标不能有效地完成。
( 2) 传统的教学内容重理论、轻实践,忽略了动手能力的培养,学生实践操作能力差,不能解决实际问题。另外,理论与实践相脱离,不能有效地呈现课程的教学重点和难点。基础薄弱、 学习意志不坚定的学生很难理解教学内容,无法完成知识的巩固和运用。
三、教学改革
( 1) 帮助学生建立系统的知识结构。“机械设计基础”课程由于理论性较强,教学内容缺乏逻辑性,学生缺乏相应的感性认识,难以建立系统的知识结构,很难将各章节的知识点有机地结合起来,这样给教学带来很大困扰。因此,教师在讲授每一个章节前,一方面,应让学生对要讲到的教学内容形成系统的认识,应该介绍每一章节之间的关系及其应用,以及该课程要重点讲授的理论知识和方法; 另一方面,应在实践操作能力方面对学生提出设计构思和设计技能的总体要求等,使学生从整体上把握学好本课程的方法,让学生对该课程有一个总体的认识,帮助他们建立一个系统的知识框架。
( 2) 采用讲、学、练一体的教学方法。采用事例教学、任务驱动教学、 项目教学等教学手段引导学生进行自主探究,突出教学过程的实践操作性,强化实训环节,注重教学目标与工作岗位要求相一致,采用理实一体化教学模式,使理论教学环节与实践教学环节有机结合,着重培养学生的实践能力。
( 3) 现代化教学手段的应用。积极采用现代化技术,制作易于学习和理解的教学素材,综合应用多种教学载体和教学模式,从教材到挂图、教具到实物,从板书到多媒体视频,从教室到实训室,以达到最佳的教学效果。利用计算机的视频、动画功能,向学生展现形象、直观、生动的视频材料,充分调动学生的多种感官进行学习,激发学生学习热情,增进学生的感性认识,提高课堂效率。将教学课件、网络资料、教学素材库等教学资源有效地应用到教学过程中,合理安排理论教学内容与实训内容的比例,形成最优化的教学过程。
四、结束语
“机械设计基础”课程的教学质量的好坏关键在于教师是否能发挥主观能动性,积极参与教学改革,大胆地去探索新的教学方法。只有大胆创新,我们才能提高教学质量,为相关行业培养出高素质的技能型人才。
摘要:“机械设计基础”是中职学校机械专业的核心专业课,对机械专业的学生而言至关重要。但是,中职学生的基础知识薄弱,行为习惯、学习习惯较差等诸多特点导致该课程教学质量不高。本文针对传统教学方法的弊端,提出了一系列“机械设计基础”课程教学改革的措施,旨在提高该课程的教学质量。
关键词:“机械设计基础”,教学改革,教学质量
参考文献
[1]任国强,罗啸峰.案例教学法在《机械设计基础》教学中的应用[J].四川职业技术学院学报,2011(01):85—86.
《机械设计基础》教学大纲--05工业设计 篇8
关键词:机械设计基础;项目化;教学设计
中图分类号:G423.1 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)01-0241-04
一、引言
自上世纪90年代以来,我国高等职业教育有了很大的发展,已经占有我国高等教育的“半壁江山”。当前,高等职业教育成为社会关注的热点,面临大好的发展机遇。同时,经济、科技和社会发展也对高等职业教育人才培养工作提出了许多新的、更高的要求。从高等职业教育人才培养工作的全局看,还存在着办学特色不甚鲜明、教学基本建设薄弱、课程和教学内容体系亟待改革等问题。
为整体推进高职高专教学建设与改革,解决好高职高专教育在人才培养方面存在的上述三个突出问题,必须花大力气积极探索应用型人才培养模式。课程的教学改革正如火如荼地在各个高等职业院校中开展起来。作为教师的一员,就从自己熟悉的课程做起,进行课程的教学改革,项目化教学得到大家一致的认可。下面就将笔者所教课程《机械设计基础》的项目化教学设计做一介绍。
二、项目化教学设计的几个理念
为了更好地进行《机械设计基础》课程的项目化教学设计,首先提出以下几个理念。
1.从我做起,从现在做起。一门课程的教学改革,应服从整个专业的建设和改革。然而,如果针对全系(院)的所有专业全面开展改革和建设将是一个十分庞大而复杂的系统工程,需要全系(院)教师乃至学院多个部门的协调和共同努力,制订完善的实施计划,而在短期内制订出周全的计划也是十分困难的。因此,我们认为:先从任课老师自己熟悉的课程领域做起,分模块地进行课程改革的研究和探索,积累经验,将来逐渐纳入全系(院)的整体改革和建设。反过来,全系(院)专业的课程改革和建设也正是由各部分模块叠加而成的,是各个老师的成果积累和综合。
2.循序渐进,逐步完善。教学改革是高等教育的永恒课题,需要广大教师的积极参与和坚持。同时,教学改革本身也不是一蹴而就的事情。我们不必指望一次教学改革就会提出十分完善的方案,并完全成功定型,在其后的教学中就固定不变了,这是不可能的,也是不必要的。
3.不等不靠,立足现有。一门课程的教学改革大部分内容取决于主讲教师自己,但是同时也会涉及学校的方方面面,如教材建设、实验实训平台建设、教学管理与质量监督等多个方面和学校的多个管理部门,甚至会出现部门间的协调不一致等问题。我们广大教师不要抱有“等到条件具备了,我再进行课程改革,我现在的教学不是很好吗?”的观点,应积极行动起来,不等不靠,立足现有条件,开始课程的教学改革。
4.搁置争议,求同存异。一门课程的教学改革,特别是专业基础课程,内容繁杂、头绪众多,再加上每个老师的专业背景、工作经历的不同,每人都会提出自己的教改方案。另外,对工学结合、项目化教学等概念又可能会有不同的理解,在课程的教学中又可能形成自己的风格和习惯。所有这些,都可能产生一定的争议和分歧。我们的观点是:争议是难免的,而且争议还会有利于方案的进一步完善。然而,我们不能陷入争议或等统一意见后再行改革,搁置争议,求同存异,各自在自己的课程中,提出并实践自己的教改方案。一段时间后,再进行交流提高,相互取长补短。
三、课程的项目化教学设计
1.《机械设计基础》课程的总体设计。课程的总体设计重点围绕“两构”—“机构和结构”来进行,即常用机构的基本分析与综合能力、常用机械零部件的结构设计与选型能力的培养和训练。此外,再通过常用机械传动装置结构与设计项目、综合实训项目的实施,形成小型机械及简单机械传动装置的设计能力。同时,强调综合应用能力和设计基本技能的训练。
综合应用能力主要包括:培养理论联系实际的设计思想,训练综合运用本课程和有关先修课程的理论,结合生产实际分析和解決工程实际问题的能力;制订合理的设计方案,选择传动机构和零件类型,正确计算零件工作能力、确定尺寸和选择材料,以及较全面的考虑制造工艺、使用和维护等要求,进行结构设计,达到掌握机械零件、机械传动装置的设计过程和方法等方面的能力。设计基本技能主要包括:计算、绘图、熟悉和运用设计资料(手册、图册、标准和规范等)以及使用经验数据、进行经验估算和处理数据的能力等。
2.《机械设计基础》课程的项目化单元设计。课程的单元设计主要以将常用机构的基本分析与综合、常用机械传动装置结构与设计、常用机械零部件的结构设计与选型、综合实训这四个大项目再分解成小项目(任务)来进行,每个项目(任务)以“能力目标、项目载体、能力实训”为原则。表1是机类专业多学时的教学内容项目分解一览表,其他专业可以在这个基础上酌减。
3.课程的项目化教学流程。课程的项目化教学一般流程,见图1。
4.第一堂课的教学设计。摒弃传统的、教师从头讲到尾的、拖拖拉拉的“绪论”,开门见山,让学生对课程的整体有个鲜明的第一印象,对课程的进行充满兴趣和期待。第一堂课的任务是“机器的认知”,具体设计如下:(1)课程的引入。机械是现代社会的基础,在生产和生活中都起着非常重要的作用,机械举例(生产、生活、战争中用到的)。(2)提出问题。任何机器都是为实现某种功能而设计制造的。什么是机器?机器的特征是什么?机器和设备的区别?机器由几个部分组成?机器的定义?机构的定义?机械的定义?(3)布置项目。机器是通过执行部分的机械运动来实现相应功能的。找出你所知道的机器。(4)能力实训。划分你找出的机器的组成:原动部分、传动部分、执行部分和控制部分,分析该机器的执行部分的运动形式(工作原理)、原动部分的运动形式。全班同学要找出不同的机器。(5)评价总结。不同的执行部分运动形式和原动部分运动形式形成了不同机器的工作原理。机构的作用是用来传递与变换运动,所以研究机构问题是本课程的一个重要任务。
机器工作时,其零件会受到力的作用而破坏或失效,所以零件必须选择合适的材料、确定合理的形状和尺寸(结构)、保证较好的表面质量。零件都是制造后安装再使用的,在保证实现预定功能的前提下,尽可能做到经济合理,力求投入的费用小、工作效率高、使用维护简便。现代社会对环境保护、劳动保护格外重视,对舒适性要求也很高。所有这些都是设计者需要综合考虑的问题,是本课程的学习内容,通过本课程的学习,我们能够进行小型机械及其传动装置的设计。
四、理实一体化教室的建设
全面实施项目化教学,必须有理实一体化的专业教室做为物质保证。我们将前三个大项目合并为两个,建设两个实训平台和理实一体化教室,分别为:《常用机构的基本分析与综合实训平台及理实一体化教室建设》、《机械传动装置与零件结构实训平台及理实一体化教室建设》。综合实训利用系里共用绘图室和CAD机房。
五、结束语
课程的教学改革是高等院校的永恒课题,课程的教学设计也是一个在教学改革中逐步完善的过程,在这里主要是和大家进行交流,起到一个抛砖引玉的作用。
参考文献:
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作者简介:陈辽军(1963-),男,副教授,江苏阜宁人,主要从事机械设计制造及其自动化、CAD/CAM、图形图像等方面的教学和研究。
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机械设计基础下习题09-29
浙大机械设计基础考研10-05