机械专业课程毕业设计(通用8篇)
一、传动方案的分析和拟定
机器通常是由原动机、传动系统和工作机三个部分所组成的。
传动系统是将原动机的运动和动力传递给工作机的中间装置。它常具有减速(或增减)、变更运动形式或运动方向,以及将运动和动力进行传递与分配的作用。可见,传动系统是机器的重要组成部分。传动系统的质量和成本在整台机器中占有很大的比重。因此,在机器中传动系统设计的好坏,对整部机器的性能、成本以及整体尺寸的影响都是很大的。所以合理的设计传动系统是机械设计工作的一个重要组成部分。
传动方案通常可以用机构简图来表示,它反映运动和动力传递路线与各部件的组成和联接关系。
合理的传动方案首先应满足工作机的性能要求,其次要满足工作可靠、结构简单、尺寸紧凑、传动效率高、使用维护方便、工艺性和经济性好等要求。
由题意,选择二级圆柱齿轮减速器,这种方案结构尺寸小,传动效率高,适用于较差环境下长期工作。
二、电动机的选择
选择电动机包括选择电动机的类型、结构形式、功率、转速和型号。
1.选择电动机的类型和结构形式
电动机的类型和结构形式应根据电源种类(电流或交流)、工作条件(环境、温度等)。工作时间的长短(连续或间歇)及载荷的性质、大小、起动性能和过载情况等条件来选择。工业上一般采用三相交流电动机。Y系列三相交流异步电动机由于具有结构简单、价格低廉、维护方便等优点,故其应用最广。当转动惯量和启动力矩较小时,可选用Y系列三相交流异步电动机。在经常启动、制动和反转、间歇或短时工作的场合(如起重机械和冶金设备等),要求电动机的转动惯量小和过载能力大,因此,应选用起重及冶金用的YZ和YZR系列三相异步电动机。
2、确定电动机的转速
机械原理、机械设计和机械设计基础三门课程是机械类、近机械类专业学生必修的技术基础课, 在教学计划中起着承前启后的作用, 是学生学习后续专业课程的基础。三门课程不仅具有较强的理论性, 同时具有较强的实践性和应用性, 在培养机械类、近机械类工程技术人才中, 具有增强学生机械理论基础, 培养学生实践能力和创新能力的重要作用。
我校机械原理及机械设计教研室承担全校机械原理、机械设计和机械设计基础三门课程的教学任务, 通过几十年的教学实践, 课程建设取得了较好的成绩, 三门课程先后在2003年、2004年和2008年被评为河南省精品课程, 机械原理、机械设计先后在2012年、2013年成为河南省精品资源共享课程。
为了进一步加强课程建设, 自2008年开始, 我们陆续编写出版了三门课程的教材和配套作业集, 现已出版《机械原理》《机械设计基础》《机械原理作业集》《机械设计基础作业集》和《机械设计作业集》5本教材。
1 教材编写指导思想
在教材编写过程中, 我们遵循的指导思想是, 以教学大纲为依据, 以培养学生的综合设计能力为主线, 紧扣学科前沿发展动态, 注重培养学生的工程实践能力和创新设计能力, 为培养应用型高级技术人才奠定良好基础。同时, 力求使教材体现我校办学特色, 结合普通高等院校的学生特点与需求, 遵循适用、够用的原则, 符合地方普通高等院校特点。
2 教材的主要特点
在内容取舍方面, 注意传授知识与培养能力并重;加强逻辑思维能力与形象思维能力的共同培养, 特别加强结构设计能力和计算机应用能力的培养。机械原理着重讲解有关基本概念、基本理论和基本方法, 以传统的机构结构分析、机构运动分析、机器动力学及常用机构的分析与设计为重点, 为提高学生的设计思维和设计创新能力、机构选型、分析与设计的综合能力, 适当增加了有关机构变异创新、组合创新和机械系统运动方案设计的内容;在机构分析与设计的方法上, 既保留了形象直观、易于理解且仍有实际应用价值的图解法, 也介绍了解析法。在机构运动分析的章节中, 不仅介绍了解析法数学模型的建立, 而且介绍了程序设计的方法, 并给出了相应的程序框图和子程序, 这样利于学生熟悉解析法计算、上机的全过程, 真正让学生掌握学过的程序设计知识, 也使学生充分感受到图解法和解析法各自的优势。机械设计内容则重点介绍各种通用机械零部件的设计原理、设计方法及机械设计的一般规律。为了提高学生的结构设计能力, 特别增加了结构设计章节。
在内容的阐述方面, 我们特别注重教学方法的选择。对于学生必须掌握的内容, 尽量讲解详细、分析透彻;而对于一些偏难、繁杂的数学推导, 则适当简化;对教学中学生难以掌握的难点、疑点, 由浅入深, 循序渐进, 重点论述, 使之符合学生认知规律。教材在各章首辅以内容提示, 在各章末增加学习要点, 对各章节的内容进行梳理、总结, 突出重点, 便于学生自学。教材中的图形简洁、形象、直观, 在机械设计教材中, 还增加了机械零件实物图形。为了使学生更好地理解教学内容, 增加了一些典型例题。在传统板书教学的基础上, 结合当前多媒体教学特点, 我们将教材与多媒体教学课件协调配合, 以提高学生听课效率。
作业是课程内容的重要补充, 用以巩固课堂知识。学生通过作业掌握课程基本内容, 学会举一反三, 从而更灵活地应用知识。为了达到这样的目的, 我们编写的作业集, 在题目的内容、覆盖知识点及难易程度等方面与教材一致, 重要的知识点都有对应的作业题, 而且有选择题、判断题、填空题、问答题、设计计算题和结构题等多种题型, 在难度上由浅入深、循序渐进, 题目的数量有一定余量, 可供不同要求、不同层次的学生选择使用。学生在完成作业集的作业后, 即可掌握机械原理、机械设计和机械设计基础解题的基本方法, 掌握课程的主要内容。作业集采用活页形式, 既方便学生作业, 也有利于教师批改, 并使作业规范化。
3 教材的使用情况
《机械原理》等5本教材自出版以来, 面向全国发行, 累计印数达到32 000册, 并在20余所高校中使用或参考, 受到师生广泛好评。师生普遍认为:教材重点突出, 叙述详细, 取材精炼, 深入浅出, 较好地满足了当前高等教育教学的实际需求。
4 体会
通过几年的努力, 机械原理、机械设计和机械设计基础三门课程的教材建设取得了一定的成绩, 教师通过编写教材提高了教学水平。
4.1 教材编写应考虑学生特点与基础
我校是地方普通高等院校, 学生的层次、水平与重点院校不同, 在编写教材的过程中, 要充分考虑学生的知识水平、接受能力, 对课程内容的叙述要更为详细, 过难、过繁的内容要适当简化。
4.2 教材编写应注重实用性
三门课程实践性强, 与生产实际联系紧密, 在教材编写中要注重理论联系实际, 树立工程观念, 如在教材的例题中, 有不同的设计方案, 对不合理的设计有不同的改进方案, 使学生真正理解设计不是千篇一律的, 强化学生的工程意识, 提高设计能力。
4.3 编写教材应遵循教学规律
要尊重学生的认知规律, 先易后难、循序渐进, 根据课程的内在联系, 使教材各部分之间前后呼应、紧密配合。教材的内容要主次分明、详略得当, 文字通俗易懂, 语言自然流畅, 便于组织教学。
5 结束语
关键词:非机械专业;机械设计基础;教学研究
TH122-4
机械设计基础是一门技术基础课。随着机械化生产规模的日益扩大,除机械制造部门外,在能源动力、石油化工、冶金、采矿、轻纺、食品等诸多生产部门工作的工程技术人员,都会经常接触各种类型的通用机械和专用机械。这要求他们必须对机械的基础知识,如机构的基本组成和工作原理、零件的受力和失效形式、设备的选购、正确使用和维护及故障分析等具有一定的了解。
机械化生产对国民经济进步和社主主义现代化建设的发展具有重要意义,机械设计基础这门课程发挥的作用也愈来愈大[1]。对原有的机械设备进行全面的改造和技术升级,能够充分发挥企业的潜力,为企业带来更多利润;设计各种高质量、先进的成套设备来装备新兴的生产部门,促进经济的多元化;研究、设计高度智能化的机械设备,实现空间探索、海底开发和生产过程的自动化。同时,在经济发展和社会进步过程中,机械设计基础这门课程自身也将得到更大的发展。
一、非机械专业本课程的教学特点及现状分析
机械设计基础这门课程是机械类的专业必修课,同时也是工程学科非机械专业的一门重要的技术基础课程,国内许多高校中具有工程性质的非机械专业都开设有本门课程,比如南京航空航天大学的材料科学与工程、能源动力与工程、自动化工程、航空宇航工程等。本门课程最显著的特点是基础理论与工程实际的结合,学习本门课程要用到物理、数学、力学、机械制图和工程材料以及机械制造基础等先修课程的知识,尤其是理论力学课程的知识。但并不是这些课程的简单重复,而是要引导学生如何运用所学的知识解决工程实际中所遇到的问题。
由于非机械专业学生的基础知识与机械类专业有所不同,因此本门课程对非机械专业的教学具有一定的独特性。首先是教学目的,本课程不是研究某种具体的机械,而是着重研究一般机械的共性问题,即机构的结构分析和综合的基本理论和基本方法,这些基本理论和方法是紧密为工程服务的,为进一步学习专业机械的课程打下理论基础,为从事工艺、运行和管理工作的技术人员提供一定的基础知识。其次是教学内容,非机械专业与机械类专业学生对本门课程内容的要求不同,非机械专业注重对内容的一般了解,因此削减了大量的公式推导与证明等内容,添加了部分工程实际的案例。但是具体的教学知识点并无明显差别,都包含机械设计的基本理论,如结构学、运动学和动力学等;常用机构及其传动设计,如连杆机构、凸轮机构和齿轮机构等;通用零部件设计,如机械连接、机械传动和轴系零件等。最后是教学过程,由于知识背景不同,对非机械专业的教学过程中需要简单引入机械类的专业基础知识,如在讲授机械设计的工艺性要求时需要简单介绍机械加工的基本知识,以便于学生理解工艺性的含义。然而,由于许多任课教师没有注意到非机械专业和机械类专业的教学特点的异同,在教学内容和教学方法上不区别对待,导致教学中出现了一些问题,学生在理解教學内容上有一定的困难,感觉枯燥、抽象,进而厌学甚至弃学,教学效果不够理想。
二、非机械专业本课程的教学方法与手段
1.适当调整教学内容
机械设计基础这门课程是以多门先修课程为基础的[2],而由于种种原因,非机械专业学生并没有学习过某一门或某几门先修课程,这给本门课的教学带来一定的困难。为达到良好的教学效果,教师必须根据教学要求和目的,对教学内容进行适当调整。非机械专业注重对机械设计基础知识的一般了解,是为了学习专门机械奠定基础,而并不注重设计机器,因此教学内容应删减难度较大的公式推导和定理证明等,而是直接给出实用性的公式或定理,重点讲授它们的工程应用及使用方法。如在校核机械零件的接触强度时用到赫兹公式,它属于弹性力学的知识,在讲授时直接给出赫兹公式的具体形式,讲明其中各个参数的含义,重点讲述该公式在校核计算零件的接触强度,如齿轮传动的齿面接触强度计算中的应用和注意事项,而不必要介绍该公式的推导过程。如果强制讲授,则学生会觉得枯燥、难以理解,且占用宝贵的课时,教学效果差。
2.以工程需求为导向,加强学生学习兴趣
兴趣是最好的导师。机械设计基础这门课程的基本理论和方法是紧密为工程服务的,以工程需求为导向的教学方法必然激起学生的学习兴趣,加快加深对知识的理解,达到良好的教学效果。这种方法改变了传统的教师按部就班地讲、学生被动听的教学模式,有利于学生主动思考,激起学生强烈的求知欲。以工程需求引出教学内容,如以汽车后桥差速器为例讲授差动轮系的分解运动,由于汽车是日常生活中常见的机器,而大部分学生对汽车转弯过程中机构的运动原理并不了解,这就激发了他们学习的乐趣。在课堂之外,当他们看到汽车时,仍能主动回忆起所学内容,加深了对知识点的理解。教学过程多引入工程案例或日常案例,能帮助学生理解所学内容。如在讲授平面四杆机构的死点位置时,以家庭常用的缝纫机的踏板机构为例进行讲解。
3.与知识背景相结合,提高学生学习热情
机械设计基础课程中的许多名词和符号是机械类专业中学习过的,对于非机械类专业的学生来说比较陌生,导致他们对学习本门课程的目的不清楚,觉得学习本门课的意义不大,因而厌学甚至弃学。若能将该课程与他们的专业知识背景相结合,必将提高学生的学习热情。针对航空航天类学校的学生,将机械设计基础知识与航空航天应用相结合,教学过程中引入航空航天应用案例,如在讲授齿轮的失效形式和设计计算准则时,以航空发动机用齿轮为例进行讲解,由于航空发动机用齿轮的特殊工作环境及应力状态,设计时应选取合适的材料、加工精度,并注意校核强度等参数。
4.多媒体与传统教学手段相结合,增强直观性教学
机械设计基础所研究的对象多为运动的机构和机械,而多媒体能够将文字、图像、动画和声音等教学素材进行合理编排,使原本枯燥难懂的知识点形象化、趣味化,因此多媒体技术在本门课的教学中非常重要。但是在利用多媒体技术教学时,由于信息量增大,教学速度加快,易导致学生的思路难以跟上教师的讲解进度,学生没有思考时间,不利于对知识点的掌握。将多媒体与传统教学手段结合则可有效解决这一问题。由于非机械专业学生的理论基础薄弱,缺乏实践经验和空间想象力,因此使用多媒体技术教学可以变静为动,帮助学生理解。如使用动画演示机构的运动过程,可以帮助学生理解各构件间的相对运动,培养了学生的空间想象力;同时在黑板上对输出构件进行受力分析,使学生将力与运动结合起来,激发他们主动思考。
5.加强实践教学,注重学以致用
实践教学是培养学生工程实践能力的重要环节,在讲授机械设计基础理论内容的同时,要加强对学生工程实际应用能力的培养,提高学生工程实践能力,为将来走上工作岗位打下基础。实践教学包括多种形式,首先是实验教学,这是理论教学的补充和深化,实验教学过程能够培养学生思考问题、解决问题的能力[3],消化课堂上所学知识,动手解决生产中出现的问题。比如齿轮参数测定实验和减速器拆装实验,使学生产生对齿轮及轮系、轴类零件等的直观认识,同时学习和掌握了具体的测量技术和方法。其次是参观实习,带学生进入生产企业参观,现场讲解所看到的机构、零件等,扩展学生的空间思维,加深对课堂知識的印象。最后是创新比赛,如指导学生参加大学生机械创新设计大赛,充分发挥学生的创新能力,提高他们的动手能力,学以致用。
三、结束语
本文对机械设计基础这门课程对非机械专业的教学特点和现状进行了分析,对教学方法和手段进行了研究。由于本课程内容多,涉及先修课程多,这就要求教师必须不断创新教学方法,与时俱进,充分调动学生学习的积极性,切实提高学生的工程实践能力,培养学生的动手能力和创新思维能力。
参考文献
[1]郭攀成,穆玺清.机械设计基础课程教学内容的改革与实践[J].中国电力教育,2009,134:129-130.
[2]黄小龙,杨洋,刘相权.“机械设计基础”课程教学改革研究[J].教育教学论坛,2016,04:112-114.
[3]田君,韩立发.基于卓越工程师培养目标下机械设计基础课程教学的改革[J].东莞理工学院学报,2013,20:100-104.
作者简介:
机械设计的最后一个环节是课程设计,在这里首先向杨贺绪老师和张春兰老师表示感谢,感谢你们一个月以来的辛勤指导。
重大意义 为了积极响应宁夏理工学院发展目标,学校本科人才培养总体目标是:培养和造就符合科技、经济和社会发展要求的德智体美全面发展,勤奋踏实、基础扎实、知识面宽、实践创新能力强,树立社会主义核心价值体系,秉承中华民族优秀传统美德,视野广阔的高素质应用型人才。
下面由我先来做一个简单的回顾
一 机械设计课程设计是高等工业学校多数专业第一次较为全面的机械设计训练,是机械设计课程的最 后一个重要的教学环节,其目的是:
(1)通过课程设计使学生综合运用机械设计基础课程及有关先修课程的知识,起到巩固、深化、融会贯通及扩展有关机械设计方面知识的作用,树立正确的设计思想。
(2)通过课程设计的实践,培养学生分析和解决工程实际问题的能力,使学生掌握机械、机械传动装置或简单机械的一般设计方法和步骤。
(3)提高学生有关设计能力,使学生熟悉设计资料(手册、图册等)的使用,掌握经验估算等机械设计的基本技能。二 课程设计题目
机械设计课程设计的题目一般选择通用机械的传动装置,如下图所示。传动装置是一般机械中不可缺少的组成部分,其设计内容主要包括机械设计课程中学过的主要零部件,也涉及到机械设计的一般问题,适合学生目前的知识水平,能达到课程设计的目的。
2、课程设计的内容
(1)拟定、分析传动装置的设计方案。
(2)选择电机、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。(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。三 课程设计任务
要求在三周(2011年 12月 1 日~2011年 1月 1日)内60学时完成一下任务:
(1)绘制减速器装配图1张(用A1或A0)。(2)绘制零件工作图2张(齿轮、轴A3)。
(3)编写设计计算说明书1份,约4000字(统一格式A4纸书写)。
作为一名机械设计制造及自动化大三的学生,我觉得能做类似的课程设计是十分有意义,而且是十分必要的。在已度过的大三的时间里我们大多数接触的是专业基础课。我们在课堂上掌握的仅仅是专业基础课的理论面,如何去锻炼我们的实践面?如何把我们所学到的专业基础理论知识用到实践中去呢?我想做类似的大作业就为我们提供了良好的实践平台。在做本次课程设计的过程中,我感触最深的当数查阅大量的设计手册了。为了让自己的设计更加完善,更加符合工程标准,一次次翻阅机械设计手册是十分必要的,同时也是必不可少的。我们是在作设计,但我们不是艺术家。他们可以抛开实际,尽情在幻想的世界里翱翔,我们是工程师,一切都要有据可依.有
理可寻,不切实际的构想永远只能是构想,永远无法升级为设计。这次关于带式运输机上的单级直齿圆柱齿轮减速器的课程设计是我们真正理论联系实际、深入了解设计概念和设计过程的实践考验,对于提高我们机械设计的综合素质大有用处。通过两个星期的设计实践,使我对机械设计有了更多的了解和认识.为我们以后的工作打下了坚实的基础.机械设计是机械工业的基础,是一门综合性相当强的技术课程,它融《机械原理》、《机械设计》、《理论力学》、《材料力学》、《互换性与技术测量》、《工程材料》、《机械设计(机械设计基础)课程设计》等于一体。
这次的课程设计,对于培养我们理论联系实际的设计思想、训练综合运用机械设计和有关先修课程的理论,结合生产实际反应和解决工程实际问题的能力,巩固、加深和扩展有关机械设计方面的知识等方面有重要的作用。由于时间紧迫,所以这次的设计存在许多缺点,比如说箱体结构庞大,重量也很大。齿轮的计算不够精确等等缺陷,我相信,通过这次的实践,能使我在以后的设计中避免很多不必要的工作,有能力设计出结构更紧凑,传动更稳定精确的设备。本次设计得到了指导老师的细心帮助和支持。
作为一名专业学生掌握一门或几门制图软件同样是必不可少的,由于本次大作业虽然没有用到caxa制图,但是我想更加有效率的制图,我们必须熟练的掌握它。
虽然过去从未独立应用过它,但在学习的过程中带着问题去学我发现效率好高,记得刚开始学caxa时觉得好难就是因为我们没有把自己放在使用者的角度,单单是为了学而学,这样效率当然不会高。边学边用这样才会提高效率,这是我作本次课程设计的第二大收获。但是由于水平有限,难免会有错误,还望老师批评指正。这次的课程设计,对于培养我们理论联系实际的设计思想、训练综合运用机械设计和有关先修课程的理论,结合生产实际反应和解决工程实际问题的能力,巩固、加深和扩展有关机械设计方面的知识等方面有重要的作用。
摘要:在专业中学教学中,机械设计制造及自动化教学是一门十分重要的专业性课程,它主要的对机械设置制造,自动化,教控技术与应用等方面的探索与研究,所涉及的内容十分广泛,充分提高学生机械设计,加工自造的能力,为其今后能够迅速的适应未来的机械制造专业技术岗位,开辟有效的途径。结合多年来机械设计制造及自动化教学的经验,如何有效开展机械设计制造及自动化教学,提出了一些看法和建议。
关键词:职业中学;机械设计制造及自动化教学;问题对策
1职业中学机械设计制造专业教学中存在的问题
目前,随着科学技术的不断发展,社会分工越来越细化,各个职业对职业中学毕业生需求量越来越大,尤其是职业中学机械设计制造专业的学生更受到了广大企业的青睐,通过机械设计制造及自动化的教学,学生能够有效地掌握机械制造技术的基础知识,迅速适应岗位要求,为企业的发展作出贡献。但通过对现阶级某些职业中学设计制造专业的教学进行分析,我发现了一个问题,主要表现以下几个方面。1.1课本理论知识存在的问题分析机械中学教学大纲,我发现学生使用的机械制造课本教材内容相对陈旧,学生所学的理论知识无法与目前机械制造设计中的新技术,新理论相接轨,教学与社会需求严重脱节,缺乏真正的实践经验,使学生在学习中感到十分盲目。
1.2教学方法存在的问题
在机械设计教学中,某些老师缺少对教学方式和方法的探究。使用的教学方式过于模式化,教学方法过于简单,教学方式相对死板,在教学过程中只注重对教学内容的讲解。而忽略学生的认识能力和认识特点。缺乏对学生主观能动性的开发和兴趣的培养,使学生对机械设计制造感到十分空洞,学习起来感到枯燥乏味,逐渐失去学习的动力。
1.3实践教学存在问题
由于目前机械设计制造的需求量很大,生源严重超标,由于人数众多,实习部门的实习岗位有限,部分学生只能以观摩和传授的形式进行实践教学,即使偶尔有动手实践的机会,也难以正确对待,往往敷衍了事。这种情况大大降低了学生实际上机动手的能力,使他们很难将理论与实际进行有效的结合,严重影响到教学效果,很难培养出具有创新性的高素质机械制造人才。
2改进机械设计制造及自动化教学的对策
2.1积极转变观念,找好教学中的定位
在机械设计制造教学中,老师要积极转变传统落后的教学观念,改变枯燥乏味、简单、单一的单向性的讲授模式,采用以学生为主体的教学模式。老师要有效地发挥自己在教学中的主导作用,采取各种先进的教学方式和方法,激发学生的主观能动性,调动起学生对机械设计制造学习的积极性,将理论知识很好地运用到实际问题中,让学生得到深刻理解,从而提高学生在机械制造教学中的自主学习的能力,同时培养其创造性思维的发展。
2.2理论与实际紧密结合,开展实践性教学
机械设计制造专业是一门实践性很强的专业课程,因此在教学过程中,老师要敢于将机械设计制造的相关理论知识与实际技能有机地结合在一起,开展实践性的教学,让学生通过到工厂内从事实践类的实习操作,迅速地将学到的理论知识运用到实践生产中,及时发现在学习中存在的问题,通过现场操作和老师的引导讲解,学生的机械制造思维能很快地从课本上的表面知识上升为深层次的理解,大大加快学生专业知识技能和岗位职责的形式,提高解决机械职责实际问题的动手能力,促进创造性思维的发展。那么在机械设计制造中,如何有效开展实践性教学呢?可以从以下几个方面展开。(1)课堂实践性教学。这种教学方式一般在职业中学内部完成,一方面,在课堂理论知识讲授的过程中,老师根据课程的内容,尽可能选择一些机械实物、机械模型、带到课题上来,或者利用多媒体教学软件制作课件,让学生对理论知识感到看得到、摸得着,使学生不再感到空间乏味,同时提高学生的学习兴趣。另一方面,老师要将理论课程学习与实验课程紧密地联系在一起,在教学课程安排上,多安排一些实验课程。要结合教材大纲的内容,精心设计一些实验课题,使学生能够将学习到的理论知识迅速地运用到实验教学中,通过根据设计的要求和条件,进行分析和判断,制定实验的方案,使学生对实验的原理有透彻的理解。(2)车间实践性教学。这种教学一般是在校企合作模式下进行的,因此要建立起适合学校和企业公司实际情况的校企合作模式。职业中学与机械制造厂家签订学生的实习合同,共同制订人才培养机会,共同组织教学,学校与机械制造厂家定期合作,按照教学大纲的要求,根据工厂业务内容,组织学生进工厂车间参与工厂制订的各种机械制造项目的设计工作。车间实践性教学一方面可以使学生迅速地将所学的理论知识运用到实践生产中,彻底地掌握知识,另一方面能够使学生熟悉对应的岗位职责范围,为以后的上岗做好充分的准备。
3结论
在职业中学机械设计制作专业的教学中,老师要敢于转表传统的教学观念,完善教学方式和方法,将理论知识与实际有机地结合在一起,开展实践性教学,从而有效地提高教学质量。
参考文献:
[1]刘文明.《机械制造技术》课程特点与现场教学[J].西安航空职业中专教学报,(3):65-66.
[2]赵宏平,职业中专《机械制造技术》课程的教学改革[J].苏州市职业中专报,2007(2):89-99.
[3]翟燕南.《机械制造技术》课程及主要实践环节的教学改革[J].南京工程学院报,(12):42-43.
[4]吴光华.《机械制造技术》课程教学改革[J].机械职业教育,(3):44.
一、我院机械设计课程设计的背景
我院建校前几年由于师资力量有限,主要依赖兼职教师指导课程设计,这些兼职老师大多来自一本院校,他们时间有限,指导方法基本沿袭一本院校的指导方法,每天集中一两个小时在教室集中指导,而三本学院的学生依耐性强,老师走后基本是放鸭子,因此抄袭现象特别严重。此外,在教学指导过程中也存在一系列问题,比如必须掌握的知识点、知识群、关键内容都没有明确,指导过程因老师而异,随意性较大,标准不统一。因此,进一步规范课程设计的内容、指导方法、达到的目标、必须掌握的知识点和知识群,显然是提高实践教学质量的重要内容和措施。后来随着一些青年教师的引进,我们对机械设计课程设计的题目、应该完成的内容及进度要求、考核方法等进行了一系列的研究与实践,使学生达到掌握知识点的目的。
二、针对机械设计课程设计题目、指导方法,进度安排及考核方法进行改革
(一)设计题目的改革
以前兼职老师给的课程设计题目是多样化的,鉴于我院学生的基本条件,我们把课程设计的题目统一标准化了,传动方案也已经给定,目的是让学生熟悉课程设计的一般方法,掌握应该掌握的知识点,并对机械设计的理论课的知识加以巩固,并不要求他们创新设计。其设计题目、初始条件和传动方案如下:设计题目:带式运输机的传动装置;初始条件:带式运输机可运送谷物、型砂、碎矿石、煤等。两班制工作,连续单向转动,有轻微振动,输送带的速度允许误差为±5%,使用期限为。卷筒与输送带间传动效率96%,减速器批量生产。要求学生每人按学号顺序依次选一组数据进行设计计算。
(二)指导方法改革
在课程设计之前,负责人对指导机械设计课程设计的老师集中在一起开个小会,对学生必须掌握的知识点、知识群、关键内容都明确要求,要求指导老师每天的上午和下午至少在教室两个小时,这样学生有问题就能及时找到老师解决问题。还有学生课程设计进行到第一阶段,尤其是课程设计的设计计算初步完成时候,要求指导老师对学生的计算数据进行初步的检查,并要在草稿本上签字,才可进行下一阶段的工作。这样就避免后面学生在画草图时候发现错误,又要反过来重新计算浪费大量的时间,并且可以避免了个别学生抄袭的现象。
(三)进度安排改革
以前兼职老师指导课程设计时候,一次把课程设计要求完成的内容一个半天讲完,这样内容太多,学生根本记不清楚。我们根据三本学生的特点,将机械设计课程设计分为六个阶段。每个阶段集中讲解一次,学生按进度要求完成该完成的任务。第一阶段,主要是动员和设计计算。学生在这一阶段应该完成的内容包括:选择电动机;计算总传动比和分配传动比;传动装置的运动和动力参数计算;传动件计算;初算轴的最细处直径;选择联轴器(型号、孔径、孔长等);初选滚动轴承及其相关参数,轴承盖是否干涉等。要求学生按上述步骤严格进行,不要颠倒。第二阶段是草图绘制。设计计算完毕后,我们会带学生到实验室做一个减速器拆装实验,主要是对减速器有个感性的认识。然后在集中讲解,其内容包括:减速器的结构;减速器的润滑;设计装配图的准备;减速器铸造箱体的结构尺寸;减速器装配草图设计;轴和键的强度校核,滚动轴承的寿命计算。第三阶段是正式绘制装配图,在完成减速器装配草图后,校核轴、键强度及滚动轴承寿命无任何问题时,在此基础上继续完成装配图。要求注意两个方面的设计:轴系零件的结构设计;减速器箱体及附件的结构设计。第四阶段是装配图的检查。给学生主要讲解的内容包括:检查装配草图;标注主要尺寸与配合;编写减速器的技术特性;编写技术要求;零件编号;编制零件明细表及标题栏。第五阶段是零件图的绘制。零件工作图是零件制造、检验和制定工艺规程的技术文件,应包括图形、尺寸及其极限偏差、表面粗糙度、形位公差、技术要求等。零件图从装配图上测绘下来,形状应与装配图一致。第六阶段是编写说明书。说明书的编写我们也把格式基本给学生,学生按照步骤把草稿整理成册就可以了。机械设计课程设计总共安排了三周的时间,周末时间不计,具体的进度安排我们设计了一个表。
(四)考核方法进行改革
课程设计结束后,我们会现场答辩,在答辩时候,会先给个预成绩,这个成绩非常重要,因为通过答辩,可以看出学生对课程设计掌握的情况,是否有抄袭,一问就基本可以得到答案。最后结合学生交上来的课程设计说明书、装配图、零件图给每个学生单独评定优、良、中、及格和不及格的成绩等级。
三、结束语
毕业论文(设计)开题报告
课题名称 :
所在院系 :学科专业 :
年级
学生姓名 学号
导师姓名 :
开题日期:年月日
一、毕业设计题目的背景
三级圆锥—圆柱齿轮减速器,第一级为锥齿轮减速,第二、三级为圆柱齿轮减速。这种减速器具有结构紧凑、多输出、传动效率高、运行平稳、传动比大、体积小、加工方便、寿命长等优点。因此,随着我国社会主义建设的飞速发展,国内已有许多单位自行设计和制造了这种减速器,并且已日益广泛地应用在国防、矿山、冶金、化工、纺织、起重运输、建筑工程、食品工业和仪表制造等工业部门的机械设备中,今后将会得到更加广泛的应用。
二、主要研究内容及意义
本文首先介绍了带式输送机传动装置的研究背景,通过对参考文献进行详细的分析,阐述了齿轮、减速器等的相关内容;在技术路线中,论述齿轮和轴的选择及其基本参数的选择和几何尺寸的计算,两个主要强度的验算等在这次设计中所需要考虑的一些技术问题做了介绍;为毕业设计写作建立了进度表,为以后的设计工作提供了一个指导。最后,给出了一些参考文献,可以用来查阅相关的资料,给自己的设计带来方便。
本次课题研究设计是大学生涯最后的学习机会,也是最专业的一次锻炼,它将使我们更加了解实际工作中的问题困难,也使我对专业知识又一次的全面总结,而且对实际的机械工程设计流程有一个大概的了解,我相信这将对我以后的工作有实质性的帮助。
三、实施计划
收集相关资料:2010年4月10日——4月16日
开题准备:4月17日——4月20日
确定设计方案:4月21日——4月28日
进行相关设计计算:4月28日——5月8日
绘制图纸:5月9日——5月15日
整理材料:5月15日——5月16日
编写设计说明书:5月17日——5月20日
准备答辩:
四、参考文献
[1] 王昆等机械设计课程设计高等教育出版社,1995。
[2] 邱宣怀机械设计第四版高等教育出版社,1997。
[3] 濮良贵机械设计第七版高等教育出版社,2000。
[4] 任金泉机械设计课程设计西安交通大学出版社,2002。
[5] 许镇宁机械零件人民教育出版社,1959。
[6] 机械工业出版社编委会机械设计实用手册机械工业出版社,2008
[7] Tragfahigkeitsberechnung Von Stirn-und Kegelradern,1970
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。
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。
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
参考文献
[1]叶丹, 孔敏.产品构造原理[M].北京:机械工业出版社.2009
[2]王大康, 韩泽光.机械设计基础 (非机类) [M].北京:机械工业出版社.2007
[3]何人可.工业设计史[M].北京:高等教育出版社.2004 (第三版)
[4]柳冠中.工业设计学概论[M].哈尔滨:黑龙江科学技术出版社.1994
[5]张宪荣.工业设计理念与方法[M].北京:北京理工大学出版社.2005
[6]李乐山.工业设计思想基础[M].北京:中国建筑工业出版社, 2000
[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
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。
【机械专业课程毕业设计】推荐阅读:
机械专业毕业设计题目06-19
机械专业毕业论文11-15
机械专业大学毕业实习周记07-05
机械学院工业设计专业信06-28
机械专业毕业生实习日志11-13
机械设计专业求职自荐信11-15
机械工程毕业生专业简历10-25
机械设计制造及其自动化专业介绍07-20
机械设计制造及其自动化专业的自荐信06-18