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如何指导学生进行机械设计基础课程设计

作者：左元华

来源：《职业·中旬》2009年第12期

“机械设计基础”是一门重要的技术基础课程,具有内容分散、知识综合、偏重应用的特点。学习本课程的学生,总感到它零散、杂乱,抓不住要点。在教学实践中,笔者也发现学生往往会出现学过即忘的现象。基于目前技工院校中本课程的教学现状和对当前大学教学实践的借鉴,笔

者在本课程的教学环节中添加了课程设计这个教学环节。在这两年来高职班的教学实践中发现,在增加这个环节后学生们觉得有了较大的收获。这充分说明了实践环节的重要性,也说明了高

职学生也能具备课程设计的能力,更是因为课程设计包含了简单机械系统设计的全过程或主要

部分,表明零部件与系统的关系,具有较强的系统性和综合性。通过一段相对集中的时间独立完成一些设计性,及综合性较强的实际课题,不仅可以将知识有机地连贯起来,得到综合运用训练,而且通过从被动接受理论到主动综合运用理论,强化了设计能力和整合知识能力的培养。实践表明,通过课程设计使深奥的理论变得形象、具体,使学生分析问题的思维系统、有序,培养了学生的基本技能、完善了知识结构、提高了综合实践能力。本文就课程设计的指导思想及做法作一些探讨。

一、课程设计的选题

高级技工班和五年制大专班学生学习机械设计基础的时间相对短、内容少,而且本课程是《机械制图》《金属材料》和《工程力学》的后续课程,其中糅合了机械类专业课程中的机械

原理、机械零件和机械设计几个部分的内容,所以学时较短,理论深度也不够。因此根据课程特点、学生情况及设计课时数少(两周)的情况,在选题时应该遵循以下几条原则:

1.课程设计选题要和课程紧密衔接,以训练学生对理论知识的综合运用能力

课程设计的覆盖面宜宽而广,不宜窄而深。同时要注意由于“机械设计基础”是一门专业基础课,故题目的内容应尽量避免涉及学生没学过的内容,以免学生在其他方面消耗过多的时间,而影响了对课程设计主要内容的学习。

2.题目内容要新颖实用,以激发学生兴趣

课程设计的时间短,又恰好赶在期末考试之前,枯燥无味的题目往往不能激发学生的积极性,因此要注意选择实用性较强的题目,让学生感到学有所用,充分认识到该课程的重要性。中高职班的学生往往要经过几周的机械加工操作训练,在训练过程中,他们对设备使用熟练,但是对原理却并不了解,所以很愿意学习以摸清其中的奥秘。

3.题目难度要适中,避免过易或过难

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根据教学大纲的要求,课程设计时间为两周,因此所选择的题目必须保证在10天左右能够完成。如果过于简单,则题目综合性不够、范围过窄,无法达到综合训练的目的;如果过难,则会挫伤学生的学习积极性,可能会过分依赖教师,加重教师负担,同时也会使教师陷在某一问题的时间过多不利于对更多学生的答疑解惑。

根据上述选题原则,我们开设并逐步完善了两个课题:①一般用途的单级齿轮减速器;②一般用途的外啮合双齿轮泵。这两个课题既体现了上述选题原则,又具有各自的特点。题目①包含了本课程中传动比的分配,轴的结构设计和强度设计、齿轮的设计和强度校核、轴承的寿命计算

和各种标准件的选择,所应用的知识不超过本课程范围,而且在今后生产实践中也非常有用;题目②中也包含了轴的选材、轴的工作能力的设计、齿轮的设计、泵体的结构设计,尤其注重密封的设计等内容,这些知识点依然在我们所学的范围之内,但侧重点有所不同。当然由于课题的规模较大,与平时学生所做的设计作业不同,所有的细节完全由学生设计是有难度的,因此将参考的箱体结构提供给学生,并对学生提出读图要求,让学生在读图过程中了解各个结构的用途,提高设计能力。

二、课程设计的实施

1.课程设计的总体介绍

学生初次接触课程设计,常常对任务毫无头绪而无从下手,浪费了不少时间。因此在课程结束后、课程设计前,都要对课程设计进行总体介绍。给学生讲清什么是课程设计,为何要搞课程设计,怎样进行课程设计以及常用设计方法等。对学生我们提倡“少问多思”,要求理论概念清晰,所用依据可靠正确,符合实际工作要求。强调在设计过程中温故知新,还要培养团队精神。为了能准确反映课程设计成果,锻炼学生撰写科研报告的能力,要严格规定课程设计内容:一级齿轮减速器或齿轮泵的装配图一张(1号图样);零件工作图1～2张(轴类或齿轮工作图,用2号或3号图样);计算说明书1份(10～12页左右)。使学生明确怎样做,有效避免拿到设计题目无从下手而浪费时间的情况。

2.时间安排

将机械设计基础课程设计时间定为两周,除去周末,有十个工作日的时间。时间具体安排见表1。

整个课程设计大致分为五个阶段:

(1)第一阶段为准备阶段,要求学生准备好相关的资料和工具,对任务书进行认真的研究和分析,仔细观察各种减速器和齿轮泵的结构和型式,比较优缺点,以便选择一种最适当的结构和型式,拟订设计步骤和进度。

(2)第二阶段即初步设计计算阶段,是学生最感困难的阶段,所以老师的指导作用就非常重要,按具体的设计要求引导学生进入设计状态是顺利进行课程设计的关键。在这个阶段,指导老师