時(shí)間：2023-09-18 17:32:35
開(kāi)篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇機(jī)械設(shè)計(jì)與原理，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞:機(jī)械設(shè)計(jì);節(jié)能設(shè)計(jì);基本原理與方法
引言
當(dāng)前，我國(guó)一直倡導(dǎo)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)性發(fā)展，在機(jī)械制造業(yè)中因機(jī)械設(shè)計(jì)不夠科學(xué)合理，造成了大量的能源資源被浪費(fèi)，違背了可持續(xù)發(fā)展觀的理念。因而研究分析機(jī)械設(shè)計(jì)中節(jié)能設(shè)計(jì)的基本原理與應(yīng)用方法，對(duì)我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
1機(jī)械設(shè)計(jì)中節(jié)能設(shè)計(jì)的基本原理
機(jī)械設(shè)計(jì)中的節(jié)能設(shè)計(jì)主要以平衡理念為基本指導(dǎo)思想，平衡節(jié)能原理即是機(jī)械設(shè)計(jì)中節(jié)能設(shè)計(jì)的基本原理。功率匹配節(jié)能、減小摩擦、動(dòng)力源改進(jìn)是機(jī)械節(jié)能設(shè)計(jì)的三個(gè)主要方面。結(jié)合實(shí)際情況，在設(shè)計(jì)前，對(duì)機(jī)械在操作運(yùn)行過(guò)程之中可能產(chǎn)生的能源消耗與浪費(fèi)的情況進(jìn)行充分考慮，從設(shè)計(jì)中每一環(huán)節(jié)的細(xì)節(jié)著手，才能從根本上實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。
1．1動(dòng)力源的節(jié)能設(shè)計(jì)原理
通常情況下一臺(tái)機(jī)械設(shè)備的發(fā)動(dòng)機(jī)就是其最主要的動(dòng)力源。節(jié)能設(shè)計(jì)的動(dòng)力源原理即是，在最大限度增加發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率的同時(shí)，最大限度減少發(fā)動(dòng)機(jī)的輸入功率。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是在機(jī)械設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中盡可能地提升電能與熱能、動(dòng)能、勢(shì)能等的轉(zhuǎn)化率。在實(shí)際節(jié)能設(shè)計(jì)過(guò)程中，通常是從設(shè)備的啟動(dòng)與減速停止這兩方面體現(xiàn)動(dòng)力源的節(jié)能設(shè)計(jì)原理。例如，在設(shè)備的啟停過(guò)程中，慣性會(huì)讓準(zhǔn)備停止的設(shè)備繼續(xù)運(yùn)行，而通過(guò)合理的設(shè)計(jì)將這部分動(dòng)能存儲(chǔ)起來(lái)，用于設(shè)備啟動(dòng)時(shí)的動(dòng)力能源。
1．2減小摩擦的節(jié)能設(shè)計(jì)原理
在機(jī)械設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，各設(shè)備之間會(huì)互相發(fā)生摩擦，造成動(dòng)力源輸出動(dòng)力的損耗。在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中最大限度減少動(dòng)力傳送帶、動(dòng)力傳送柱、齒輪等部件之間的摩擦，是節(jié)能設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要原理。在節(jié)能設(shè)計(jì)中，通常利用表面光滑的構(gòu)件組成設(shè)備的各連接部分，或是使用油、劑減少設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中摩擦帶來(lái)的能源消耗問(wèn)題。
1．3功率匹配的節(jié)能設(shè)計(jì)原理
機(jī)械設(shè)備的節(jié)能設(shè)計(jì)需遵循功率匹配的原理，即根據(jù)設(shè)備具體使用環(huán)境與情況設(shè)計(jì)與之相匹配的運(yùn)行功率。例如，設(shè)計(jì)裝卸工廠傳送帶的運(yùn)行功率必然會(huì)遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)食品加工傳送帶的運(yùn)行功率，同時(shí)在節(jié)能設(shè)計(jì)中，對(duì)設(shè)備進(jìn)行功率檔位的設(shè)計(jì)，也體現(xiàn)了功率匹配的節(jié)能原理。
2當(dāng)前機(jī)械設(shè)計(jì)中造成能源浪費(fèi)的原因
2．1節(jié)能設(shè)計(jì)理念缺乏
當(dāng)前我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)理念依然停留在如何最大限度提升和保證機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)效益和生產(chǎn)能力上，機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)速度、負(fù)載能力、運(yùn)行強(qiáng)度等是設(shè)計(jì)人員在機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程優(yōu)先考慮的因素，其次才是設(shè)備運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性，而節(jié)能設(shè)計(jì)被完全忽略。甚至為滿足設(shè)備性能的最大化，將設(shè)備能耗設(shè)計(jì)到匪夷所思的地步。
2．2設(shè)計(jì)人員專業(yè)素質(zhì)低
設(shè)計(jì)人員自身專業(yè)素質(zhì)的高低直接決定機(jī)械設(shè)備質(zhì)量的優(yōu)劣。當(dāng)前，部分設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)理念滯后，專業(yè)知識(shí)水平不高，又對(duì)新的設(shè)計(jì)理念與設(shè)計(jì)知識(shí)抱有抵觸心理，這使得機(jī)械設(shè)備的節(jié)能設(shè)計(jì)難以深入開(kāi)展。同時(shí)，設(shè)計(jì)與實(shí)際脫節(jié)的現(xiàn)象也普遍存在，這是由于大多數(shù)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)前沒(méi)有充分地考慮及考察設(shè)備在具體環(huán)境下的使用情況。
2．3技術(shù)水平偏低
當(dāng)前我國(guó)機(jī)械制造業(yè)技術(shù)水平偏低的現(xiàn)實(shí)，制約了節(jié)能設(shè)計(jì)理念與思想的實(shí)現(xiàn)。即便企業(yè)引進(jìn)國(guó)外的先進(jìn)機(jī)械生產(chǎn)加工技術(shù)勉強(qiáng)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的節(jié)能構(gòu)想或是直接引進(jìn)國(guó)外節(jié)能機(jī)械設(shè)備，但這無(wú)疑大大增加了企業(yè)的投入成本。因而許多企業(yè)寧愿繼續(xù)使用高耗能的機(jī)械設(shè)備，也不愿花費(fèi)額外成本引進(jìn)節(jié)能技術(shù)或節(jié)能設(shè)備。
3實(shí)現(xiàn)我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)中節(jié)能設(shè)計(jì)的方法
3．1選擇綠色材料和環(huán)保型動(dòng)力源
在設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)機(jī)械設(shè)備的選材應(yīng)優(yōu)先考慮無(wú)污染、可回收、易處理的綠色環(huán)保材料。在動(dòng)力源的選擇尤其是發(fā)動(dòng)機(jī)選擇上，盡量選擇污染排放小或無(wú)污染的環(huán)保型動(dòng)力源。如今各種新型能源、可再生能源、潔凈能源被不斷地開(kāi)發(fā)利用，設(shè)計(jì)過(guò)程中，在不影響機(jī)械設(shè)備運(yùn)行效率的情況下，設(shè)計(jì)工作者應(yīng)盡量選擇環(huán)保型能源(如太陽(yáng)能、風(fēng)能、煤層氣)作為設(shè)備的動(dòng)力源。選用發(fā)動(dòng)機(jī)可考慮環(huán)保型水冷增壓發(fā)動(dòng)機(jī)或是電控節(jié)能型發(fā)動(dòng)機(jī)。
3．2電子控制系統(tǒng)
利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)組成的電子控制系統(tǒng)，對(duì)機(jī)械運(yùn)行進(jìn)行精確控制，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，加入電子控制系統(tǒng)，對(duì)機(jī)械設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，智能終端根據(jù)設(shè)備運(yùn)行的數(shù)據(jù)信息，控制設(shè)備在每個(gè)節(jié)點(diǎn)和時(shí)間段的功率輸出，達(dá)到最佳的節(jié)能效果。
3．3新技術(shù)的開(kāi)發(fā)與引進(jìn)
節(jié)能設(shè)計(jì)方案的實(shí)施離不開(kāi)節(jié)能技術(shù)的支撐，我國(guó)應(yīng)加大對(duì)節(jié)能技術(shù)開(kāi)發(fā)的投入力度，并學(xué)習(xí)和引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)。不能讓技術(shù)發(fā)展水平限制了節(jié)能設(shè)計(jì)的發(fā)展。同時(shí)，設(shè)計(jì)工作者也應(yīng)在設(shè)計(jì)方案中嘗試引入更多的新型節(jié)能技術(shù)，激勵(lì)和引導(dǎo)我國(guó)節(jié)能技術(shù)進(jìn)步與發(fā)展。
4結(jié)語(yǔ)
除了學(xué)習(xí)和掌握現(xiàn)有的機(jī)械節(jié)能設(shè)計(jì)方法，還需不斷地改進(jìn)和創(chuàng)新機(jī)械節(jié)能技術(shù)。同時(shí)我國(guó)機(jī)械節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)與方法需與時(shí)俱進(jìn)，順應(yīng)時(shí)展的潮流，以促進(jìn)我國(guó)機(jī)械制造業(yè)健康持續(xù)發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
［1］車勝創(chuàng)．機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能基本原理的分析與應(yīng)用［J］．長(zhǎng)安大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2011(3):95－101．
關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì) 教學(xué)體系 創(chuàng)新
機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械類專業(yè)的一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課程，能夠培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力。因此，應(yīng)當(dāng)加大機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)體系的創(chuàng)新力度，培養(yǎng)學(xué)生具有分析、解決工程問(wèn)題，設(shè)計(jì)、創(chuàng)造新的機(jī)械裝備的能力，為國(guó)家培養(yǎng)更多機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新性人才。
一、目前機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)體系存在問(wèn)題
目前機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)體系主要出在以下幾方面問(wèn)題：①教學(xué)內(nèi)容過(guò)于龐雜。目前，機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計(jì)是解析設(shè)計(jì)教學(xué)的課程內(nèi)容，同時(shí)機(jī)械設(shè)計(jì)也包括材料、力學(xué)、熱處理、機(jī)械原理、公差與配合、機(jī)械零件、機(jī)械CAD等內(nèi)容，所涉及到的知識(shí)面相對(duì)較廣，同時(shí)教學(xué)內(nèi)容也相對(duì)零碎，且與其他課程存在較多交叉重復(fù)，例如機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)中的螺紋聯(lián)接、鍵聯(lián)接等相關(guān)教學(xué)內(nèi)容明顯與少而精的教學(xué)原則相悖。如減速器的類型、樣式和設(shè)計(jì)參數(shù)要求和機(jī)械制圖中的減速器設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)存在著較高的重復(fù)率，既失去了機(jī)械設(shè)計(jì)的學(xué)科特點(diǎn)，同時(shí)又浪費(fèi)了教學(xué)時(shí)間。②無(wú)法適應(yīng)時(shí)代的快速發(fā)展。目前，很多院校的機(jī)械設(shè)計(jì)教材存在著內(nèi)容龐雜、理念陳舊、脫離工程實(shí)踐、跟不上時(shí)展以及深度不足等問(wèn)題。現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)應(yīng)當(dāng)滿足工程性和技術(shù)性需求，同時(shí)也應(yīng)當(dāng)具備系統(tǒng)性。社會(huì)性以及經(jīng)濟(jì)性，并能夠隨著社會(huì)的發(fā)展，提出更多滿足實(shí)際生產(chǎn)需要的新設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)方法。目前，很多院校的機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)對(duì)設(shè)備結(jié)構(gòu)、設(shè)備的強(qiáng)度和運(yùn)動(dòng)學(xué)更新等相關(guān)技術(shù)內(nèi)容較為注重，在一定程度上忽視了能源、環(huán)境方面知識(shí)在教學(xué)中的滲入以及安全、人機(jī)關(guān)系、美學(xué)等社會(huì)因素和價(jià)值工程、周期費(fèi)用分析等經(jīng)濟(jì)因素，導(dǎo)致機(jī)械設(shè)計(jì)理論教學(xué)與實(shí)踐之間出現(xiàn)嚴(yán)重的脫節(jié)。③教學(xué)方式過(guò)于陳舊、落后。一些院校在教學(xué)過(guò)程中在機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)中仍然采用教師將書本知識(shí)和相關(guān)原理一講到底，學(xué)生對(duì)知識(shí)死記硬背的傳統(tǒng)灌輸式教學(xué)方式，并未在實(shí)際教學(xué)中輔以相關(guān)知識(shí)或原理的掛圖來(lái)進(jìn)行補(bǔ)充講解，以加深學(xué)生的相關(guān)知識(shí)或原理的理解，同時(shí)缺乏案例式教學(xué)、現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)以及討論啟發(fā)式教學(xué)，也并未留給學(xué)生進(jìn)行問(wèn)題獨(dú)立分析和思考的時(shí)間，在一定程度上影響學(xué)生對(duì)課堂相關(guān)知識(shí)或原理的理解和掌握，同時(shí)在一定程度上還阻礙了學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際工程問(wèn)題能力的發(fā)展。因此，應(yīng)當(dāng)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)體系進(jìn)行創(chuàng)新。
二、創(chuàng)新機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)體系措施
（一）調(diào)整教學(xué)內(nèi)容
院校開(kāi)展的機(jī)械設(shè)計(jì)各項(xiàng)教學(xué)內(nèi)容都應(yīng)當(dāng)緊貼實(shí)際，注重整體性、實(shí)踐性以及創(chuàng)新性。目前，很多院校的機(jī)械設(shè)計(jì)新生缺乏機(jī)械方面相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，因此，機(jī)械設(shè)計(jì)在教學(xué)中應(yīng)當(dāng)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，堅(jiān)持適度、夠用的教學(xué)原則，避繁就簡(jiǎn)、突出重點(diǎn)、深入淺出。一方面，應(yīng)當(dāng)做到精簡(jiǎn)，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)的傳統(tǒng)性、敘述性內(nèi)容進(jìn)行壓縮，盡量減少機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)中相關(guān)理論知識(shí)的重復(fù)，同時(shí)在相關(guān)教學(xué)環(huán)節(jié)中，如實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)、社會(huì)調(diào)查、畢業(yè)論文以及課外科技活動(dòng)等教學(xué)環(huán)節(jié)，融入機(jī)械教學(xué)相關(guān)理論知識(shí)。另一方面注重知識(shí)的整合。在機(jī)械設(shè)計(jì)的實(shí)際教學(xué)中，可以將理論力學(xué)、材料力學(xué)與機(jī)械零件的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行整合。此外，在機(jī)械設(shè)計(jì)的教學(xué)過(guò)程中還應(yīng)當(dāng)注重知識(shí)點(diǎn)的增設(shè)。在充分考慮知識(shí)點(diǎn)的系統(tǒng)性和完整性時(shí)，可以增設(shè)以電、液為動(dòng)力的機(jī)構(gòu)組合，結(jié)合實(shí)際的典型機(jī)械等新內(nèi)容，使學(xué)生全面認(rèn)識(shí)現(xiàn)代機(jī)械，以適當(dāng)前生產(chǎn)實(shí)際需要，方便計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的應(yīng)用和推廣。
（二）加強(qiáng)學(xué)生能力培養(yǎng)
機(jī)械設(shè)計(jì)是一門極具實(shí)踐性的課程，在進(jìn)行過(guò)程中應(yīng)當(dāng)注重學(xué)生設(shè)計(jì)技能和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，以培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)應(yīng)用能力為主要教學(xué)目的，同時(shí)注重學(xué)生工程意識(shí)、工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新意識(shí)以及社會(huì)實(shí)踐能力的培養(yǎng)。在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)當(dāng)徹底摒棄傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)模式，在講解相關(guān)理論知識(shí)或原理時(shí)，注重培養(yǎng)學(xué)生總結(jié)結(jié)論的能力，同時(shí)在相關(guān)知識(shí)或原理的講解時(shí)融入其在實(shí)踐中的應(yīng)用，堅(jiān)持產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合的方向，體現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)的基礎(chǔ)性、系統(tǒng)性、實(shí)踐性以及現(xiàn)代性。
（三）創(chuàng)新教學(xué)方法
目前，大多數(shù)院校都是面向全國(guó)招生，導(dǎo)致機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)生的相關(guān)實(shí)際機(jī)械知識(shí)參差不齊。因此，在機(jī)械設(shè)計(jì)的實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)注重教學(xué)方法的創(chuàng)新。教學(xué)在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)直觀教學(xué)，在學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)理論知識(shí)或原理的同時(shí)，讓學(xué)生接觸各類種機(jī)械、機(jī)構(gòu)、零件、部件、圖紙，提高學(xué)生相關(guān)知識(shí)或原理的實(shí)踐性。同時(shí)，教師也可以利用多媒體、電子教案、CAI課件以及錄像等現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)，并借助計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和仿真軟件系統(tǒng)，來(lái)開(kāi)展機(jī)械設(shè)計(jì)的現(xiàn)代化、立體式教學(xué)。此外，教師在機(jī)械設(shè)計(jì)的實(shí)際教學(xué)中，應(yīng)當(dāng)盡量減少相關(guān)知識(shí)或原理的理論推到，同時(shí)運(yùn)用例證來(lái)講清思路，加深學(xué)生對(duì)相關(guān)理論知識(shí)或原理理解，提高課堂教學(xué)效率。
結(jié)束語(yǔ)
目前，我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)體系仍然存在著教學(xué)內(nèi)容過(guò)于龐雜、無(wú)法適應(yīng)時(shí)代的快速發(fā)以及教學(xué)方式過(guò)于陳舊和落后等問(wèn)題，因此，在機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，加強(qiáng)學(xué)生能力培養(yǎng)，同時(shí)不斷創(chuàng)新教學(xué)方法，為國(guó)家培養(yǎng)更多機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新性人才。
參考文獻(xiàn)：
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摘要：“機(jī)械設(shè)計(jì)”課程設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)課程學(xué)習(xí)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。結(jié)合“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”的基本要求，針對(duì)“機(jī)械設(shè)計(jì)”課程
>> 基于卓越工程師培養(yǎng)的“機(jī)械設(shè)計(jì)”課程教學(xué)改革 環(huán)境工程專業(yè)基于“卓越工程師計(jì)劃”的課程設(shè)計(jì)改革 基于“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”的工程管理專業(yè)課程設(shè)計(jì)改革研究 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的改革探索 面向卓越工程師培養(yǎng)的《機(jī)械設(shè)計(jì)》教學(xué)改革與實(shí)踐 基于給水排水卓越工程師培養(yǎng)的課程設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)方法改革 基于培養(yǎng)卓越工程師的機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)課程改革研究 基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)改革探索 卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃框架下機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)特點(diǎn) 基于3D技術(shù)的機(jī)械設(shè)計(jì)綜合課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革 《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)的教學(xué)研究 輪機(jī)工程《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)改革與實(shí)踐 CAD/CAE在機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革中的應(yīng)用 論高職《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)的教學(xué)改革 淺談高職《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)的改革 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的改革研究與實(shí)踐探索 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)現(xiàn)狀與改革實(shí)踐的探索 基于卓越工程師計(jì)劃的“機(jī)械原理”課程改革與創(chuàng)新 機(jī)械類卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃中機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)改革的探索 卓越工程師計(jì)劃下物流專業(yè)綜合課程設(shè)計(jì)研究 常見(jiàn)問(wèn)題解答 當(dāng)前所在位置：l.
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關(guān)鍵詞： 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 學(xué)時(shí) 課程設(shè)置 教學(xué)改革
隨著近代機(jī)械工程學(xué)科的不斷發(fā)展，相關(guān)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、摩擦、及機(jī)械傳動(dòng)等分支學(xué)科迅速發(fā)展，深化了“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程的內(nèi)容。它著重培養(yǎng)學(xué)生掌握機(jī)構(gòu)的基本分析方法、選擇常見(jiàn)機(jī)構(gòu)類型及一般工作條件下常用零部件的能力。通過(guò)該課程學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)能分析一般機(jī)械的結(jié)構(gòu)，了解其工作原理，具有通用機(jī)械零件的設(shè)計(jì)能力。隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，迫切需要各種領(lǐng)域的機(jī)械設(shè)計(jì)人才，因而不同專業(yè)的設(shè)置應(yīng)運(yùn)而生[1]。
近年來(lái)，西華大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱“我校”）開(kāi)設(shè)了機(jī)電工程、包裝工程、工業(yè)設(shè)計(jì)、生物工程、建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程等專業(yè)的“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程，這些專業(yè)的學(xué)生在其他課程的課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)乃至到工作崗位后，都會(huì)經(jīng)常接觸到各種類型的通用和專用機(jī)械，應(yīng)該具備一定的機(jī)械基礎(chǔ)知識(shí)。因此，“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”是工科機(jī)械類及機(jī)械類專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課。
為了提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情和興趣，在教學(xué)過(guò)程中我們積極進(jìn)行教改和探索，特別是在理論教學(xué)內(nèi)容方面做了改革。在適應(yīng)不同專業(yè)設(shè)置過(guò)程中，“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”教學(xué)大綱做了相應(yīng)修改，課程學(xué)時(shí)也做了相應(yīng)變動(dòng)。理論課程學(xué)時(shí)包括64，56，48學(xué)時(shí)，下面就我校目前不同學(xué)時(shí)對(duì)應(yīng)的“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”理論教學(xué)內(nèi)容做解析。
1.課時(shí)64學(xué)時(shí)的內(nèi)容設(shè)置
“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”上半部分主要講述各類常用機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，即機(jī)械原理部分；下半部分主要講授通用零件（連接零件-螺紋、鍵等；傳動(dòng)零件-帶、鏈、齒輪等；軸系零件-軸、軸承等）的設(shè)計(jì)計(jì)算，即機(jī)械設(shè)計(jì)部分[2]。這兩部分內(nèi)容各有特點(diǎn)又相互聯(lián)系，充分體現(xiàn)了課程內(nèi)容體系的系統(tǒng)和完整。通過(guò)原理部分的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)掌握機(jī)器的工作原理，通過(guò)運(yùn)動(dòng)分析獲得桿長(zhǎng)等長(zhǎng)度尺寸；通過(guò)設(shè)計(jì)部分的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)掌握通過(guò)計(jì)算準(zhǔn)則獲得零件的主要尺寸，并通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得以確定零件的其他尺寸，完成設(shè)計(jì)工作[3]。
課時(shí)64學(xué)時(shí)設(shè)置用于機(jī)電工程、包裝工程、工業(yè)設(shè)計(jì)及機(jī)電卓越工程師實(shí)驗(yàn)班四年制本科教學(xué)[4]。隨著知識(shí)經(jīng)濟(jì)的到來(lái)和信息技術(shù)的迅速發(fā)展，社會(huì)對(duì)人才的需求產(chǎn)生了很大變化，更強(qiáng)調(diào)實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。面向這些專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)計(jì)劃及基于這些專業(yè)的學(xué)生未來(lái)大多數(shù)將在第一線從事機(jī)械設(shè)計(jì)、制造、維護(hù)等工作，在教學(xué)過(guò)程中不僅要培養(yǎng)學(xué)生熟練掌握專業(yè)基礎(chǔ)理論知識(shí)的能力，而且要注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力、思維開(kāi)創(chuàng)性和創(chuàng)新能力。因此要求學(xué)生掌握機(jī)械運(yùn)動(dòng)的基本原理，機(jī)械系統(tǒng)及零件設(shè)計(jì)的一般步驟，為以后機(jī)電系統(tǒng)、包裝機(jī)械等的設(shè)計(jì)打下必要的理論基礎(chǔ)。
由于這部分學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)較為扎實(shí)，前續(xù)已經(jīng)完成《工程制圖》、《工程力學(xué)B》、《熱工基礎(chǔ)》等課程學(xué)習(xí)，后續(xù)還將進(jìn)行《智能儀器設(shè)計(jì)》、《機(jī)械CAD/CAM》、《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》等課程學(xué)習(xí)。為適應(yīng)這一教學(xué)要求，在理論教學(xué)內(nèi)容上，加強(qiáng)了對(duì)機(jī)械相關(guān)概念的講解，對(duì)機(jī)械的現(xiàn)代設(shè)計(jì)思想和方法做了較多評(píng)述，以使學(xué)生了解現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)。由于這些專業(yè)的學(xué)生在課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)中可能會(huì)應(yīng)用到機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析、聯(lián)軸器的選擇、滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)這些方面的內(nèi)容，在理論教學(xué)中，平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析的圖解法、聯(lián)軸器的類型和選擇方法、滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)形式及設(shè)計(jì)計(jì)算這些知識(shí)點(diǎn)應(yīng)加以設(shè)置。在講授過(guò)程中，對(duì)關(guān)鍵公式進(jìn)行推導(dǎo)，使學(xué)生了解其由來(lái)，加深了解。如V帶傳動(dòng)中由于楔形增壓原理使當(dāng)量摩擦系數(shù)大于平帶傳動(dòng)的摩擦系數(shù)；對(duì)教學(xué)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行拓展，如寬V帶主要用于調(diào)速的原理加以闡述，使學(xué)生明白帶傳動(dòng)可以用于機(jī)械無(wú)級(jí)調(diào)速中，從而開(kāi)拓其創(chuàng)新思維。
2.課時(shí)56學(xué)時(shí)的內(nèi)容設(shè)置
課時(shí)56學(xué)時(shí)設(shè)置用于生物工程四年制本科教學(xué)，該專業(yè)的學(xué)生應(yīng)該具備灌裝、裝卸等機(jī)械知識(shí)，通過(guò)“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程的學(xué)習(xí)，加強(qiáng)基礎(chǔ)課與專業(yè)課之間的聯(lián)系，使學(xué)生能夠領(lǐng)會(huì)各種機(jī)構(gòu)在機(jī)器中的應(yīng)用。
為適應(yīng)這一目的教學(xué)要求，在理論教學(xué)內(nèi)容上，主要講解常見(jiàn)機(jī)構(gòu)的選型、通用零件的設(shè)計(jì)計(jì)算，讓學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)消化透徹，了解一般機(jī)械的設(shè)計(jì)過(guò)程。由于課時(shí)較少，課程內(nèi)容減掉機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析的相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法，聯(lián)軸器的選擇，以及滑動(dòng)軸承動(dòng)壓設(shè)計(jì)。講授時(shí)除了要結(jié)合工程實(shí)例，還需結(jié)合日常生活中的一些現(xiàn)象，適當(dāng)設(shè)疑，讓學(xué)生課余時(shí)間回味與思考。
3.課時(shí)48學(xué)時(shí)的內(nèi)容設(shè)置
課時(shí)48學(xué)時(shí)設(shè)置用于建筑環(huán)境及能源應(yīng)用工程四年制本科教學(xué)，該專業(yè)要求學(xué)生具備建筑設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計(jì)、調(diào)試和運(yùn)行管理等方面的基本知識(shí)和技能，學(xué)生畢業(yè)后可從事室內(nèi)環(huán)境設(shè)備系統(tǒng)和建筑公共設(shè)施的設(shè)計(jì)、安裝調(diào)試、運(yùn)行保障等方面的技術(shù)工作[2]。
由于該專業(yè)的學(xué)生對(duì)機(jī)械方面知識(shí)接觸較少，對(duì)課程中涉及的各種機(jī)構(gòu)、結(jié)構(gòu)難以理解，同時(shí)理論課時(shí)設(shè)置少，為達(dá)到教學(xué)目的和效果，在教學(xué)內(nèi)容中注意重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容。相對(duì)56學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容，取消了該專業(yè)設(shè)備上出現(xiàn)很少的輪系教學(xué)內(nèi)容，適當(dāng)精簡(jiǎn)齒輪傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)的部分講述內(nèi)容，如對(duì)常見(jiàn)的標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪進(jìn)行重點(diǎn)講述，而對(duì)斜齒圓柱齒輪和圓錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算進(jìn)行刪減。
隨著社會(huì)和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展，當(dāng)代社會(huì)需要不同層次的工程技術(shù)人才，“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”教學(xué)內(nèi)容必須突破傳統(tǒng)的教學(xué)理念，加強(qiáng)課程建設(shè)，不斷改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容，并結(jié)合適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法和手段，不斷提高“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”教學(xué)質(zhì)量以適應(yīng)現(xiàn)代工程教育的要求，為學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)，使學(xué)生到具體工作崗位后能夠更快更好地解決實(shí)際的工程設(shè)計(jì)問(wèn)題。
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關(guān)鍵詞:機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ);課程體系;課程教學(xué)
《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》是新疆交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車制造與裝配技術(shù)專業(yè)的一門介于基礎(chǔ)課和專業(yè)課之間的重要的設(shè)計(jì)性技術(shù)基礎(chǔ)課程,通過(guò)本課程的學(xué)習(xí),可為學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課程提供必要的基礎(chǔ)知識(shí);為學(xué)生將來(lái)從事產(chǎn)品設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)提供必要的理論基礎(chǔ);為將來(lái)從事工藝、運(yùn)行、管理工作時(shí),能對(duì)所使用機(jī)械傳動(dòng)原理有正確的了解,獲得對(duì)設(shè)備正確使用、維護(hù)和故障分析的能力;使學(xué)生具有運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)和圖冊(cè)查閱有關(guān)技術(shù)資料及編寫說(shuō)明書的能力。《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》是理論知識(shí)和實(shí)踐知識(shí)綜合運(yùn)用的課程,在整個(gè)課程體系中從理論性課程過(guò)渡到結(jié)合工程實(shí)際的設(shè)計(jì)課程,起到橋梁作用。該課程體系目前仍延續(xù)過(guò)去的模式,新體系尚處于探索之中。為了突出高職高專的教學(xué)特點(diǎn),提高教學(xué)質(zhì)量,本文就該課程在課程體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段、實(shí)踐環(huán)節(jié)等方面的問(wèn)題,提出一些探討意見(jiàn)。
一、《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的突出問(wèn)題
(一)教學(xué)方法單一落后
《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》是機(jī)械原理和機(jī)械零件的綜合,主要討論機(jī)械設(shè)計(jì)的常用方法和一般過(guò)程。傳統(tǒng)教學(xué)方法,授課內(nèi)容多,而實(shí)際教學(xué)課時(shí)安排不足;講述原理多,結(jié)合實(shí)際偏少;縱向論述多,橫向比較較少;講述常規(guī)原理多,介紹行業(yè)最新技術(shù)成果不夠;課堂講授多,課堂課外討論少。實(shí)踐教學(xué),仍以勞動(dòng)性操作為主,對(duì)學(xué)生獨(dú)立獲取知識(shí)能力和自主學(xué)習(xí)、創(chuàng)新思維能力培養(yǎng)不夠。教學(xué)手段也不盡如人意,課堂教學(xué)仍沿襲粉筆板書、掛圖和簡(jiǎn)單的教具,很難取得好的教學(xué)效果。
(二)課程沒(méi)有針對(duì)專業(yè)要求合理設(shè)置
《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課的知識(shí)點(diǎn)非常豐富、繁雜,如不精心組織、把握重點(diǎn),全部灌輸給學(xué)生,將適得其反。因此,教學(xué)前,教師要對(duì)所教的內(nèi)容加以精選與提煉,把握教學(xué)重點(diǎn),豐富教學(xué)內(nèi)容,以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如,在組織齒輪傳動(dòng)教學(xué)時(shí),并不是把教材上所有內(nèi)容都教給學(xué)生,而是根據(jù)高職學(xué)生的特點(diǎn)和各專業(yè)不同的要求,選擇不同的側(cè)重點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)。工程機(jī)械運(yùn)用與維護(hù)專業(yè)的學(xué)生,就業(yè)崗位是銷售及維修,因而對(duì)他們的教學(xué)注重的是應(yīng)用方面,如齒輪傳動(dòng)的原理、分類、特點(diǎn)、失效形式、齒輪參數(shù)的測(cè)量及齒輪傳動(dòng)的、密封等;而對(duì)于機(jī)電一體化專業(yè)和汽車制造與裝配技術(shù)專業(yè)的學(xué)生,就業(yè)崗位主要是機(jī)械加工操作、機(jī)械加工工藝編制及機(jī)床設(shè)備的維護(hù)等工作,因而對(duì)他們的教學(xué)重點(diǎn),除了齒輪傳動(dòng)的原理、分類、特點(diǎn)、失效形式、齒輪參數(shù)的測(cè)量及齒輪傳動(dòng)的、密封外,還要把齒輪的切齒原理作為重點(diǎn),同時(shí)應(yīng)了解變位齒輪的基本概念。只有針對(duì)不同專業(yè)組織教學(xué)內(nèi)容,才能有的放矢,取得好的教學(xué)效果。
(三)實(shí)驗(yàn)教學(xué)比重偏低,學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)欠缺
實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐教學(xué)是幫助高職學(xué)生理解課堂理論教學(xué)內(nèi)容的必要手段,也是提高他們動(dòng)手能力的重要途徑。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行,由于實(shí)驗(yàn)器材陳舊、缺少,不能保證每位學(xué)生的動(dòng)手操作機(jī)會(huì),為此,可將實(shí)驗(yàn)與生產(chǎn)實(shí)踐結(jié)合起來(lái)。在課余時(shí)間可至校辦工廠和校外實(shí)習(xí)基地進(jìn)行有關(guān)實(shí)踐,如參與維修設(shè)備、加工簡(jiǎn)單的零件等。
二、《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程體系的設(shè)計(jì)
(一)改革內(nèi)容
1.改革思路
本課程組以企業(yè)需求為基本依據(jù),按照生產(chǎn)一線實(shí)際需要,結(jié)合高職教育的特點(diǎn),強(qiáng)調(diào)基本知識(shí),注重實(shí)際應(yīng)用,從機(jī)械的組成及特性出發(fā),形成工程力學(xué)――材料及熱處理――公差與配合――常用機(jī)構(gòu)――聯(lián)接――機(jī)械傳動(dòng)――支承零部件――機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜述這一新課程體系。該體系將以往的理論力學(xué)、材料力學(xué)、公差與配合、機(jī)械原理和機(jī)械零件幾門單列的技術(shù)基礎(chǔ)課程有機(jī)地融為一體,理論分析以適度夠用為限,突出了針對(duì)性和實(shí)用性。
2.整合教學(xué)內(nèi)容
在教學(xué)內(nèi)容整合上,刪除繁瑣的公式推導(dǎo)、理論證明,注重如何運(yùn)用這些公式、定理、方法等來(lái)解決實(shí)際設(shè)計(jì)問(wèn)題。例如將齒輪、軸、滾動(dòng)軸承等工程實(shí)踐性很強(qiáng)、并對(duì)工程設(shè)計(jì)與應(yīng)用能力有很大幫助的章節(jié)作為教學(xué)重點(diǎn)內(nèi)容;將與磨損、螺紋連接、彈簧等章節(jié)安排作為學(xué)生自學(xué)的內(nèi)容,通過(guò)答疑的方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行輔導(dǎo);將教材中介紹很簡(jiǎn)略,但與生產(chǎn)第一線聯(lián)系很緊密的一些工程知識(shí)比如軸承的安裝、拆卸、、組合設(shè)計(jì)以及失效形式、齒輪加工、蝸輪蝸桿加工等知識(shí)內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充。
3.結(jié)合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)取舍教學(xué)內(nèi)容
由于各專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)不同,所安排的課程和教學(xué)要求也不同。因此《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課應(yīng)根據(jù)工程機(jī)械運(yùn)用與維護(hù)專業(yè)、機(jī)電一體化專業(yè)和汽車制造與裝配技術(shù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)要求,對(duì)各專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)崗位的要求選取適合的教學(xué)內(nèi)容,使學(xué)生能把有限的時(shí)間和精力花在學(xué)習(xí)掌握有用的知識(shí)上。
4.增加創(chuàng)新設(shè)計(jì)內(nèi)容
《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程需適應(yīng)現(xiàn)代科技發(fā)展的要求,牢牢把握住本學(xué)科的發(fā)展脈絡(luò),及時(shí)補(bǔ)充新型機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)零件知識(shí),介紹新的設(shè)計(jì)理論、方法、技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等內(nèi)容,以拓寬視野,培養(yǎng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的思路和方法。在課程設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)中加強(qiáng)對(duì)學(xué)生在課程中應(yīng)用計(jì)算機(jī)CAD/CAM主流軟件(如MATLAB、AutocAD、UG和Pr∥Engineer)的工程實(shí)訓(xùn)。專周設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)的課題主要包括從動(dòng)件、軸、滾動(dòng)軸承和聯(lián)接件等的設(shè)計(jì)計(jì)算、三維造型裝配、二維工程圖和設(shè)計(jì)說(shuō)明書等內(nèi)容,使學(xué)生能夠綜合運(yùn)用多門專業(yè)課程的知識(shí)和技能,在計(jì)算機(jī)輔助下完成,提高了專業(yè)素質(zhì)和工程應(yīng)用能力。
5.通過(guò)設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和獨(dú)立工作能力
《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》教學(xué)中常用機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、通用零件的選擇和設(shè)計(jì)是教學(xué)中的重要內(nèi)容。在教學(xué)中可以通過(guò)設(shè)計(jì)作業(yè),如“凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)”、“齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)”及“軸系部件設(shè)計(jì)”等,使學(xué)生對(duì)常用機(jī)構(gòu)和通用零件設(shè)計(jì)獲得必要的工程實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度。“機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)”是《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。課程設(shè)計(jì)要讓學(xué)生一方面加深對(duì)已學(xué)知識(shí)的掌握,培養(yǎng)自身綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能獨(dú)立、靈活地分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,另一方面,課程設(shè)計(jì)也要讓學(xué)生掌握使用工具書的方法和使用技術(shù)資料的技能,培養(yǎng)自身的設(shè)計(jì)能力和獨(dú)立工作能力。此外,課程設(shè)計(jì)還要有利于學(xué)生形成良好讀書習(xí)慣和自學(xué)能力,以滿足自身的終身教育的需要。
(二)課程體系設(shè)計(jì)思路
1.整體教學(xué)設(shè)計(jì)
按照典型減速器設(shè)計(jì)的流程所必須的知識(shí)和能力結(jié)構(gòu),歸納《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程學(xué)習(xí)領(lǐng)域的主要工作任務(wù),選擇一級(jí)直齒圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)作為載體,構(gòu)建主體學(xué)習(xí)單元(學(xué)習(xí)情境),按照資訊、決策、計(jì)劃、實(shí)施、檢查與評(píng)估六步法,工學(xué)交替、任務(wù)驅(qū)動(dòng)、項(xiàng)目導(dǎo)向,將真實(shí)生產(chǎn)過(guò)程和產(chǎn)品融入教學(xué)全過(guò)程,設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)情境。并根據(jù)行業(yè)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建立《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程教學(xué)體系,選定合適的載體,設(shè)計(jì)教學(xué)單元,完成教學(xué)設(shè)計(jì)。
本課程遵循學(xué)生職業(yè)能力培養(yǎng)的基本規(guī)律,以真實(shí)工作任務(wù)及其工作過(guò)程為依據(jù)整合、序化教學(xué)內(nèi)容,設(shè)計(jì)了4個(gè)學(xué)習(xí)主情境,分別以減速器機(jī)械聯(lián)結(jié)的設(shè)計(jì)、減速器機(jī)械傳動(dòng)的設(shè)計(jì)、減速器軸系的設(shè)計(jì)和減速器的與密封為載體。4個(gè)學(xué)習(xí)情境包含17個(gè)學(xué)習(xí)性工作任務(wù),把理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐訓(xùn)練貫穿其中。
2.單元教學(xué)設(shè)計(jì)
學(xué)習(xí)情境1:減速器機(jī)械聯(lián)結(jié)的設(shè)計(jì)通過(guò)螺紋聯(lián)結(jié)、鍵聯(lián)接、銷聯(lián)結(jié)的設(shè)計(jì)計(jì)算,讓學(xué)生熟悉機(jī)械零件的受力分析,熟悉桿件拉壓變形、剪切變形、擠壓變形的強(qiáng)度計(jì)算,熟悉螺紋聯(lián)結(jié)、鍵聯(lián)接、銷聯(lián)結(jié)的選用方法和工作原理,并掌握相應(yīng)聯(lián)結(jié)的設(shè)計(jì)與安裝方法和工藝要求。
學(xué)習(xí)情境2:減速器機(jī)械傳動(dòng)的設(shè)計(jì)通過(guò)圓柱齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算,讓學(xué)生熟悉齒輪失效形式、材料選擇、熱處理方法、各類齒輪受力分析和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,并掌握相應(yīng)的齒輪的選用方法。通過(guò)帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算,讓學(xué)生熟悉帶傳動(dòng)的組成、工作原理、特點(diǎn)、類型和應(yīng)用;V帶傳動(dòng);V帶輪的常用材料和結(jié)構(gòu);帶傳動(dòng)的安裝、張緊和維護(hù);了解同步齒形帶傳動(dòng)簡(jiǎn)介。
學(xué)習(xí)情境3:減速器軸系的設(shè)計(jì)計(jì)算通過(guò)減速器軸的設(shè)計(jì)計(jì)算,讓學(xué)生熟悉軸的材料及選擇;軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);軸強(qiáng)度的粗略計(jì)算;按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算;按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算。通過(guò)減速器軸承的設(shè)計(jì)選擇,讓學(xué)生熟悉軸承功用、類型;滑動(dòng)軸承類型、結(jié)構(gòu);軸瓦的結(jié)構(gòu)及材料;液體與非液體摩擦軸承簡(jiǎn)介;滾動(dòng)軸承類型、特點(diǎn)、精度及代號(hào);滾動(dòng)軸承失效形式;滾動(dòng)軸承組合設(shè)計(jì)。通過(guò)減速器輸出端的聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)選擇,讓學(xué)生熟悉聯(lián)軸器的功用,類型、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)和選擇;離合器主要類型及其結(jié)構(gòu)。
學(xué)習(xí)情境4:減速器的與密封通過(guò)減速器的與密封的設(shè)計(jì),了解機(jī)械中有關(guān)與密封的基本知識(shí)。
減速器專用周:通過(guò)對(duì)減速器整體的設(shè)計(jì),讓學(xué)生掌握整個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程。教、學(xué)、做有機(jī)融合,把理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐訓(xùn)練貫穿其中。
三、教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革
(一)啟發(fā)引導(dǎo)式
機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)是一門理論性和實(shí)踐性很強(qiáng)的課程,我們?cè)谥v授理論知識(shí)的同時(shí)非常重視聯(lián)系工程實(shí)際,重結(jié)論,重應(yīng)用。例如在講述摩擦的自鎖概念時(shí),列舉大量常見(jiàn)的實(shí)例,啟發(fā)學(xué)生去思考,并同時(shí)從反面提出問(wèn)題,請(qǐng)學(xué)生回答并解釋,以此來(lái)培養(yǎng)和提高學(xué)生獨(dú)立思考的能力。
(二)多種教學(xué)方法進(jìn)行組合
采用理論教學(xué)、多媒體教學(xué)、現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課堂討論、做學(xué)合一及綜合能力訓(xùn)練等教學(xué)手段相結(jié)合,常用機(jī)構(gòu)講解改變過(guò)去羅列式的教法,從創(chuàng)新的角度用大量的應(yīng)用實(shí)例讓學(xué)生對(duì)生產(chǎn)和生活中的機(jī)械裝置有更廣泛的了解,開(kāi)闊眼界,學(xué)以致用。
《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程實(shí)驗(yàn)是高職學(xué)生職業(yè)技能培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié),學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn),可直接接觸到生產(chǎn)一線的技術(shù)問(wèn)題和操作技能問(wèn)題。因此,該課程實(shí)驗(yàn)具有很強(qiáng)的針對(duì)性。如通過(guò)漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪參數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)和減速器的結(jié)構(gòu)分析和裝配實(shí)驗(yàn)等,使學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握具體的測(cè)試技術(shù),測(cè)量方法,從而接觸和熟悉測(cè)量工具與設(shè)備。
采用課堂討論方法調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性,教與學(xué)融為一體,使學(xué)生成為課堂的主體。例如在講授軸的設(shè)計(jì)時(shí),先給出各種軸的結(jié)構(gòu),由學(xué)生從加工、裝配、承載上討論分析軸的特點(diǎn),給出條件然后組織學(xué)生討論,在教師的引導(dǎo)下,得出正確、合理的結(jié)論。使學(xué)生真正參與到教學(xué)中來(lái),課堂氣氛活躍,教學(xué)效果明顯。
《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》是與工程實(shí)際聯(lián)系緊密的課程,在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)特別注重理論聯(lián)系實(shí)際。例如,在講解機(jī)構(gòu)時(shí),列舉了實(shí)際機(jī)器(汽車、內(nèi)燃機(jī)等)和日常生活中(客車上的折疊椅、縫紉機(jī)的踏板機(jī)構(gòu)等)的應(yīng)用實(shí)例,又特別介紹了與專業(yè)有關(guān)的金屬切削機(jī)床(車床、銑床、牛頭刨床等)應(yīng)用實(shí)例,因而增強(qiáng)了基礎(chǔ)課與專業(yè)課之間的聯(lián)系。
(三)利用現(xiàn)代教學(xué)手段,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
將多媒體教學(xué)手段引進(jìn)課堂教學(xué)。在遵循教學(xué)基本規(guī)律和學(xué)生認(rèn)識(shí)規(guī)律的基礎(chǔ)上,恰當(dāng)?shù)刂谱鰿AI課件可以將傳統(tǒng)教學(xué)手段難以表現(xiàn)的內(nèi)容、教材中的重點(diǎn)和難點(diǎn)表達(dá)清楚。
利用生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)拍攝的錄像,再現(xiàn)范成法加工齒輪的過(guò)程及根切現(xiàn)象;利用多媒體動(dòng)畫片展現(xiàn)帶傳動(dòng)中的彈性滑動(dòng)現(xiàn)象、展現(xiàn)四桿機(jī)構(gòu)的演化、展現(xiàn)各種間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的原理、展示行星輪系與差動(dòng)輪系的區(qū)別、齒輪的失效機(jī)理等等。通過(guò)多媒體課件直觀而形象的展示出來(lái)。
如在齒輪一章授課過(guò)程中,學(xué)生對(duì)漸開(kāi)線的形成等內(nèi)容的理解較困難,若利用相關(guān)軟件,編制并演示漸開(kāi)線的形成過(guò)程,然后對(duì)漸開(kāi)線上各點(diǎn)進(jìn)行齒形角和受力分析,學(xué)生很快就理解了什么是漸開(kāi)線,為什么通常采用基圓附近的一段漸開(kāi)線作為齒廓。同樣通過(guò)兩齒廓的嚙合、嚙合線和嚙合角的動(dòng)態(tài)顯示、中心距的變化等又能使學(xué)生對(duì)漸開(kāi)線齒輪的嚙合特性有更深刻的理解,從而大大提高了課堂教學(xué)的效率和效果。
四、搞好課程設(shè)計(jì),培養(yǎng)學(xué)生的綜合技能
《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)是綜合本課程以及相關(guān)課程的理論知識(shí)、基本技能,獨(dú)立完成機(jī)械傳動(dòng)裝置或簡(jiǎn)單機(jī)械設(shè)計(jì)任務(wù)的一種途徑,具有較強(qiáng)的實(shí)踐性、綜合性,是一次提升和整合知識(shí)的過(guò)程。通過(guò)課程設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決機(jī)械設(shè)計(jì)問(wèn)題的能力,同時(shí)教會(huì)學(xué)生查閱和使用各種資料和手冊(cè),熟悉國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,掌握常用的設(shè)計(jì)方法和手段(如計(jì)算機(jī)繪圖和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等)。在選題上,仍以單級(jí)或兩級(jí)直(斜)齒圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)為主。在課程后期,組織學(xué)生對(duì)該傳動(dòng)裝置進(jìn)行拆卸、安裝和到減速器生產(chǎn)廠家現(xiàn)場(chǎng)參觀,提前下發(fā)設(shè)計(jì)任務(wù)書,讓學(xué)生進(jìn)行一些前期的計(jì)算工作,最后通過(guò)編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書和答辯,提高學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)的論證能力和可行性分析能力。
課程結(jié)構(gòu)決定課程功能。課程能否體現(xiàn)出它的創(chuàng)新價(jià)值,在一定程度上取決于課程結(jié)構(gòu)是否有利于師生創(chuàng)造性的發(fā)揮和培養(yǎng),能否為學(xué)生的創(chuàng)新提供寬松適宜的時(shí)空條件和環(huán)境,使學(xué)生積極、主動(dòng)地創(chuàng)造性地學(xué)習(xí)和發(fā)展。教師應(yīng)在教學(xué)中注重提高學(xué)生處理實(shí)踐中具體問(wèn)題的能力,形成課程知識(shí)與實(shí)踐的連貫溝通,使學(xué)生逐步具備適應(yīng)社會(huì)的能力,盡快成為國(guó)家需要的高技能應(yīng)用型專業(yè)人才。
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一、數(shù)字化機(jī)械設(shè)計(jì)
人類社會(huì)的進(jìn)步取決于生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步，機(jī)械化生產(chǎn)節(jié)省了生產(chǎn)時(shí)間，提高了社會(huì)效率，獲得了經(jīng)濟(jì)利益。機(jī)械化生產(chǎn)最主要的來(lái)源是機(jī)械設(shè)計(jì)，機(jī)械設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)人員根據(jù)生產(chǎn)的要求，利用機(jī)械的原理再加上物理、數(shù)學(xué)的計(jì)算方式和遵守能量守恒定律，對(duì)機(jī)械的各個(gè)零件的大小和形狀進(jìn)行分析運(yùn)用，最后呈現(xiàn)設(shè)計(jì)出的機(jī)械。新型的機(jī)械設(shè)計(jì)在繼承原有機(jī)械的基礎(chǔ)上進(jìn)行改良或者是創(chuàng)新，可以解決一些機(jī)械生產(chǎn)問(wèn)題，提高生產(chǎn)效率。對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行變形，可以適應(yīng)新出現(xiàn)的產(chǎn)品和生產(chǎn)方式。這些新型設(shè)計(jì)、繼承設(shè)計(jì)和變形設(shè)計(jì)都是由設(shè)計(jì)人員進(jìn)行開(kāi)發(fā)處理，設(shè)計(jì)人員也是從老師的教學(xué)中明白設(shè)計(jì)的原理和過(guò)程。由此可見(jiàn)，加強(qiáng)行業(yè)職業(yè)院校教師數(shù)字化機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)能力就顯得尤為重要了。
二、如何加強(qiáng)教師教學(xué)能力
1.進(jìn)行農(nóng)村調(diào)研，提升專業(yè)水準(zhǔn)
行業(yè)職業(yè)院校培養(yǎng)的數(shù)字化機(jī)械設(shè)計(jì)人才最終是要為社會(huì)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。根據(jù)有關(guān)調(diào)查，就讀于行業(yè)職業(yè)院校的學(xué)生大多來(lái)源于農(nóng)村，由于家庭經(jīng)濟(jì)的原因，學(xué)生希望可以早日工作，減輕家庭負(fù)擔(dān)。行業(yè)職業(yè)院校的教師們應(yīng)該認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)，從多方面提升自身的專業(yè)水準(zhǔn)。老師可以在假期期間跟隨著學(xué)生來(lái)到農(nóng)村進(jìn)行調(diào)研，發(fā)掘農(nóng)村數(shù)字化機(jī)械所需。教師在調(diào)研中跟隨著農(nóng)民在田地進(jìn)行實(shí)踐，可以直接了解到農(nóng)民需要什么樣的數(shù)字化機(jī)械來(lái)提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。老師在調(diào)研的過(guò)程中，通過(guò)自身的感受去平衡書本與實(shí)際的差距，也能更加深刻地理解數(shù)字化機(jī)械設(shè)計(jì)的必要性。
2.走進(jìn)工廠，提高教學(xué)能力
老師提高教學(xué)能力最主要的目標(biāo)就是讓學(xué)生利用數(shù)字化機(jī)械設(shè)計(jì)的專業(yè)知識(shí)服務(wù)于社會(huì)。那么，首先，老師就要明白在大生產(chǎn)的城市中，數(shù)字化機(jī)械設(shè)計(jì)都是怎樣運(yùn)用于各行各業(yè)的生產(chǎn)的。把所見(jiàn)、所得、所想記錄在教學(xué)備案中，在教學(xué)時(shí)根據(jù)課本進(jìn)行一定的變化，告訴學(xué)生們現(xiàn)在的社會(huì)對(duì)數(shù)字化機(jī)械設(shè)計(jì)是什么樣的態(tài)度，學(xué)生們應(yīng)該重點(diǎn)學(xué)習(xí)什么科目。這樣，學(xué)生自然可以學(xué)好知識(shí)，滿足社會(huì)的要求，其所學(xué)的數(shù)字化機(jī)械設(shè)計(jì)知識(shí)便有了用武之地。這就直接地證明了老師具有良好的教學(xué)能力。
3.大膽創(chuàng)新，引領(lǐng)教學(xué)
創(chuàng)新是社會(huì)發(fā)展永恒的話題，社會(huì)在創(chuàng)新中加速前進(jìn)。數(shù)字化機(jī)械設(shè)計(jì)作為一種專業(yè)知識(shí)也應(yīng)該創(chuàng)新，才能為接下來(lái)的農(nóng)業(yè)、工業(yè)生產(chǎn)提供最原始的動(dòng)力，甚至促進(jìn)第三產(chǎn)業(yè)高科技技術(shù)的發(fā)展。行業(yè)職業(yè)院校的教師們?cè)谶M(jìn)行數(shù)字化機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)中也應(yīng)該創(chuàng)新教學(xué)，讓學(xué)生們的思維有創(chuàng)新理念，數(shù)字化機(jī)械設(shè)計(jì)中有創(chuàng)新行為。數(shù)字化機(jī)械設(shè)計(jì)包含了計(jì)算機(jī)的數(shù)字控制和機(jī)械設(shè)計(jì)原理，進(jìn)行創(chuàng)新就有可能產(chǎn)生新的科技革命。老師在教學(xué)中，鼓勵(lì)學(xué)生利用自己的專業(yè)知識(shí)進(jìn)行創(chuàng)新，教學(xué)也要擺脫死板的“填鴨式”教學(xué)模式，模仿國(guó)外先進(jìn)的教學(xué)模式，和學(xué)生們一起走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行數(shù)字化機(jī)械設(shè)計(jì)的創(chuàng)新。拋棄傳統(tǒng)的禁錮思想，以學(xué)生為中心，以促進(jìn)社會(huì)發(fā)展為目標(biāo)，進(jìn)行教學(xué)的創(chuàng)新。創(chuàng)新的教學(xué)必能吸引學(xué)生和社會(huì)的注意力，學(xué)生可以學(xué)到知識(shí)，社會(huì)可以從創(chuàng)新的數(shù)字化機(jī)械設(shè)計(jì)中有所取得。我們探究行業(yè)職業(yè)院校教師數(shù)字化機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)能力的提高是因?yàn)橐庾R(shí)到了現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展離不開(kāi)數(shù)字化機(jī)械設(shè)計(jì)。數(shù)字化機(jī)械設(shè)計(jì)的人才還是需要教師的指導(dǎo)，所以要積極探究提高老師教學(xué)能力的方法，讓高水準(zhǔn)的數(shù)字化機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)培養(yǎng)出優(yōu)秀的專業(yè)人才。這樣，不僅可以滿足各行各業(yè)對(duì)數(shù)字化機(jī)械設(shè)計(jì)人才的需求，也能為我國(guó)數(shù)字化機(jī)械設(shè)計(jì)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。
作者：范丹 單位：常德財(cái)經(jīng)中等專業(yè)學(xué)校
關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造；液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)；應(yīng)用范圍
農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)的快速發(fā)展及整體生產(chǎn)水平的不斷提升，為我國(guó)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)了重要的保障作用。在此背景下，為了實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造既定的生產(chǎn)目標(biāo)，優(yōu)化其生產(chǎn)設(shè)備性能，確保生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃的深入推進(jìn)，需要注重與之相關(guān)的液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用分析，增強(qiáng)該系統(tǒng)實(shí)踐的應(yīng)用效果。
1農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造中液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)基本原理、優(yōu)點(diǎn)及影響因素分析
1.1液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)基本原理分析。為了增強(qiáng)液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的實(shí)踐應(yīng)用效果，促進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)發(fā)展，應(yīng)加強(qiáng)該系統(tǒng)的基本原理分析。其基本原理為：確保平衡系統(tǒng)作用下的液體能夠處于靜止?fàn)顟B(tài)，并使系統(tǒng)中液體在不同方向所處的壓強(qiáng)相同，且通過(guò)活塞的作用給予液壓系統(tǒng)中的液體不同的壓力，促使這些液體能夠保持靜止。其中，由于大活塞與小活塞所能承受的壓力有所差異，需要給予其不同的壓力，并通過(guò)系統(tǒng)中液體的傳遞作業(yè)，滿足變換要求。與此同時(shí)，液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)運(yùn)行中對(duì)執(zhí)行元件、動(dòng)力元件等有著較強(qiáng)的依賴性，在這些元件的共同配合作用下，能夠使系統(tǒng)處于穩(wěn)定、高效的運(yùn)行狀態(tài)。1.2液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)及影響因素分析。該系統(tǒng)實(shí)踐應(yīng)用中的優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)中的液壓機(jī)械傳動(dòng)裝置的工作效率高、運(yùn)行速度快，且液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)使用實(shí)現(xiàn)了高度集成化，對(duì)功率的控制效果良好；系統(tǒng)中的元件安裝中的靈活性強(qiáng)，布置較為方便，且液壓機(jī)械傳動(dòng)方式實(shí)踐應(yīng)用中的反應(yīng)速度快、重量輕，能夠進(jìn)行有效控制；該系統(tǒng)運(yùn)行中能夠根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)載荷進(jìn)行必要的調(diào)整，在使用中實(shí)現(xiàn)了機(jī)械自動(dòng)化，且控制精度高。該系統(tǒng)在實(shí)踐應(yīng)用中可能會(huì)受到某些因素影響，給系統(tǒng)的平穩(wěn)性帶來(lái)了潛在威脅。其影響因素包括：液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)運(yùn)行中，若溫度變化較大，會(huì)使系統(tǒng)中的液體粘性改變，致使系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)特性發(fā)生變化，影響系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性；受元件工作性能下降、機(jī)械加工方式選擇不當(dāng)?shù)纫蛩赜绊懀瑫?huì)引發(fā)系統(tǒng)故障；液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)運(yùn)行前雜質(zhì)清除不徹底，會(huì)加劇其運(yùn)行過(guò)程中的摩擦，影響系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。
2農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造中液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用分析
2.1生產(chǎn)設(shè)備控制方面的應(yīng)用。隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域中生產(chǎn)計(jì)劃的深入推進(jìn)，需要性能可靠的生產(chǎn)設(shè)備發(fā)揮應(yīng)有的作用，促使該領(lǐng)域中的整體生產(chǎn)水平得以提升，規(guī)定期限內(nèi)的生產(chǎn)計(jì)劃能夠順利完成。因此，在控制生產(chǎn)設(shè)備的過(guò)程中，應(yīng)注重液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)引入。具體表現(xiàn)：借助液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)高度集成化的優(yōu)勢(shì)，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域中的生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，促使設(shè)備能夠處于穩(wěn)定的工作狀態(tài)；在液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)的支持下，能夠降低生產(chǎn)設(shè)備使用中故障發(fā)生幾率，并在長(zhǎng)期的實(shí)踐過(guò)程中形成符合生產(chǎn)設(shè)備需要的控制模式。2.2生產(chǎn)流程控制方面的應(yīng)用。相比機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)，液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)踐應(yīng)用中融合了控制理論、計(jì)算機(jī)技術(shù)等元素，能夠?qū)C(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域內(nèi)的生產(chǎn)流程進(jìn)行控制。具體表現(xiàn)：該領(lǐng)域中各生產(chǎn)流程實(shí)施時(shí)，引入液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)，能夠降低機(jī)械制造領(lǐng)域中的生產(chǎn)流程問(wèn)題發(fā)生幾率；根據(jù)生產(chǎn)作業(yè)要求，確保控制系統(tǒng)作用下的生產(chǎn)流程設(shè)置合理性，并對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的運(yùn)動(dòng)參數(shù)、動(dòng)力參數(shù)進(jìn)行控制。2.3恒功率輸出控制方面的應(yīng)用。結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域的實(shí)際概況及生產(chǎn)要求，可知其生產(chǎn)過(guò)程中注重恒功率輸出控制，能夠保持其生產(chǎn)成本的良好經(jīng)濟(jì)性，為設(shè)備正常工作創(chuàng)造出良好的運(yùn)行環(huán)境。因此，需要加強(qiáng)液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)使用，借助其傳遞效率高的優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的恒功率輸出控制。在這樣的控制模式作用下，機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的整個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)將得到有效控制，確保設(shè)備性能的可靠性，有利于擴(kuò)大液壓機(jī)械傳動(dòng)控制技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用范圍。
3結(jié)語(yǔ)
在新形勢(shì)下農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造中對(duì)于可靠的生產(chǎn)方式、生產(chǎn)設(shè)備等依賴性強(qiáng)，需要在具體的作業(yè)流程中重視液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)的引入，確保其生產(chǎn)作業(yè)的高效性。因此，未來(lái)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)發(fā)展中應(yīng)根據(jù)自身的生產(chǎn)需要及實(shí)際的發(fā)展概況，將功能強(qiáng)大的液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用于生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，在降低生產(chǎn)成本的同時(shí)確保自身的生產(chǎn)效益良好。
作者:韓寧 單位:吉林工程職業(yè)學(xué)院機(jī)電工程分院
參考文獻(xiàn)
[1]李解冬.機(jī)械設(shè)計(jì)制造中液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用初探[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2017,(08).
關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化；分方向；教學(xué)模式
中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1002-4107（2017）03-0009-02
機(jī)械制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，被譽(yù)為“國(guó)民經(jīng)濟(jì)的裝備部”，在我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)的進(jìn)程中起著主導(dǎo)和決定性的作用。尤其是進(jìn)入21世紀(jì)之后，“中國(guó)制造”已經(jīng)成為全球品牌，中國(guó)儼然成為全球的制造業(yè)和加工工業(yè)的中心，這對(duì)機(jī)械的需求都有較大幅度的提升，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)人才的需求勢(shì)必大大增加。既掌握傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造理論，又懂得先進(jìn)制造技術(shù)的高層次的技術(shù)人才將成為各企業(yè)競(jìng)相爭(zhēng)奪的對(duì)象。因而，幾乎所有的工科院校都設(shè)有機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)，結(jié)合黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)“十二五”發(fā)展綱要及機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的“十二五”發(fā)展規(guī)劃，突出專業(yè)特色，重點(diǎn)進(jìn)行專業(yè)分方向教學(xué)，強(qiáng)化黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)“先進(jìn)制造技術(shù)方向”的教學(xué)和課程建設(shè)[1]。
一、原有教學(xué)模式分析
黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)原名為機(jī)械設(shè)計(jì)與制造專業(yè)，成立于1987年，是黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)開(kāi)設(shè)得比較早的專業(yè)，并于2003年獲得了碩士學(xué)位授予權(quán)。專業(yè)經(jīng)過(guò)近30年的發(fā)展與建設(shè)，為我國(guó)的機(jī)械設(shè)計(jì)與制造行業(yè)培養(yǎng)了大批的本、專科畢業(yè)生及碩士研究生。然而，近些年，隨著招生數(shù)量增加和就業(yè)形勢(shì)的日益嚴(yán)峻，專業(yè)的發(fā)展與建設(shè)面臨比較大的壓力，盡管經(jīng)過(guò)本科教學(xué)評(píng)估引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量的“教學(xué)型”人才，基本保證了正常教學(xué)秩序，但并沒(méi)有從根本上解決問(wèn)題，許多難題依然困擾著專業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步，這些問(wèn)題集中體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
（一）特色建設(shè)――方向不明確
沒(méi)有明確專業(yè)發(fā)展方向來(lái)指導(dǎo)專業(yè)的建設(shè)，致使大家盲目前行，只能為教學(xué)而教學(xué)，沒(méi)有真正的培養(yǎng)研究方向和研究團(tuán)隊(duì)建設(shè)。
（二）人才引進(jìn)――領(lǐng)軍人才匱乏
雖然引進(jìn)一些碩士和博士，在入職后了解和掌握了本專業(yè)知識(shí)，但主要是完成一些正常的教學(xué)任務(wù)，在科研方面并沒(méi)有能夠撐起一個(gè)方向的突出人才，致使本專業(yè)教學(xué)及科研水平想要突進(jìn)不易，這是導(dǎo)致本專業(yè)發(fā)展基本不前的主要原因。
（三）教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)――重視不夠
專業(yè)內(nèi)具有高水平科研和教學(xué)能力的教師較少，學(xué)術(shù)研究領(lǐng)域比較窄，梯隊(duì)建設(shè)不完善，所以導(dǎo)致科研立項(xiàng)非常薄弱，影響專業(yè)教師業(yè)務(wù)能力的進(jìn)一步提升。
鑒于上述情況，改革迫在眉睫。因此，我首先確定了分方向教學(xué)模式的思路：重點(diǎn)從專業(yè)分方向教學(xué)設(shè)置、教學(xué)計(jì)劃制定、課程體系安排以及教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段的改革，緊緊依靠實(shí)踐環(huán)節(jié)的支撐，強(qiáng)化專業(yè)“先進(jìn)制造技術(shù)方向”的教學(xué)和課程建設(shè)，突出機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)立足黑龍江墾區(qū)，依托大慶，服務(wù)龍江，面向全國(guó)的辦學(xué)特色，以大農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究為平臺(tái)，結(jié)合當(dāng)前機(jī)械制造業(yè)發(fā)展需要及專業(yè)致力于培養(yǎng)應(yīng)用型人才的發(fā)展思維，努力在先進(jìn)制造技術(shù)方向?yàn)闄C(jī)械制造行業(yè)培養(yǎng)優(yōu)秀的技術(shù)人才[2]。
二、分方向教學(xué)模式的改革與探索
通過(guò)前期對(duì)制造業(yè)人才需求的調(diào)研分析，提出專業(yè)核心不變，側(cè)重專業(yè)分方向教學(xué)、重點(diǎn)強(qiáng)化專業(yè)理論和加強(qiáng)實(shí)踐動(dòng)手能力。因此，在現(xiàn)有的條件下，結(jié)合當(dāng)前制造業(yè)的發(fā)展水平及對(duì)人才的需求，將延續(xù)傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造的理論基礎(chǔ)，提倡引入前沿知識(shí)技術(shù)來(lái)完善本專業(yè)的核心建設(shè)，對(duì)專業(yè)進(jìn)行教學(xué)改革及加強(qiáng)專業(yè)課程建設(shè)[3]。
（一）明確專業(yè)定位
專業(yè)建設(shè)依托改造龍江老工業(yè)基地以及黑龍江墾區(qū)大農(nóng)業(yè)、大農(nóng)機(jī)發(fā)展構(gòu)想，定位于當(dāng)前機(jī)械設(shè)計(jì)及制造業(yè)的先進(jìn)制造技術(shù)研究方向，面向大農(nóng)業(yè)、大農(nóng)機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域，注重全面素質(zhì)教育，在保證理論教學(xué)的基礎(chǔ)上，重視實(shí)踐能力與創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)理論知識(shí)、實(shí)踐技能、個(gè)人能力的協(xié)調(diào)發(fā)展，注重提高學(xué)生的就業(yè)能力、應(yīng)用能力、創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)能力和終身學(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)現(xiàn)代設(shè)計(jì)制造工程技術(shù)及裝備領(lǐng)域的高級(jí)應(yīng)用技術(shù)人才，同時(shí)兼顧學(xué)科建設(shè)及發(fā)展，進(jìn)一步培養(yǎng)應(yīng)用研究型人才為目標(biāo)。
（二）厘清培養(yǎng)目標(biāo)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)“先進(jìn)制造技術(shù)方向”旨在培養(yǎng)適應(yīng)21世紀(jì)社會(huì)主義現(xiàn)代化需要的、德智體全面發(fā)展的、高素質(zhì)的工程技術(shù)人才，掌握機(jī)械設(shè)計(jì)、制造及先進(jìn)制造技術(shù)方面的基礎(chǔ)理論知識(shí)和基本技能，具備機(jī)械零部件設(shè)計(jì)、制造工藝研究、工裝設(shè)備設(shè)計(jì)，尤其是數(shù)控設(shè)備的操控、編程、故障診斷維修及生產(chǎn)組織管理能力，并能在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化相關(guān)領(lǐng)域，從事機(jī)械設(shè)計(jì)、制造、研發(fā)及營(yíng)銷等工作的高級(jí)工程技術(shù)人才。
（三）拓寬就業(yè)方向
經(jīng)過(guò)四年的學(xué)習(xí)與培養(yǎng)，畢業(yè)生應(yīng)具有扎實(shí)的自然科學(xué)基礎(chǔ)、較好的人文和社會(huì)科學(xué)基礎(chǔ)以及較好的語(yǔ)言和文字表達(dá)能力，能夠系統(tǒng)地掌握本專業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)知識(shí)，主要包括理論力學(xué)、機(jī)械原理及零件設(shè)計(jì)、電工與電子技術(shù)、機(jī)械工程材料、數(shù)控原理與系統(tǒng)、測(cè)試與控制技術(shù)、機(jī)床數(shù)控技術(shù)、先進(jìn)制造技術(shù)、工業(yè)企業(yè)管理等基礎(chǔ)知識(shí)，還應(yīng)具有本專業(yè)必備的制圖、數(shù)控編程、操作、機(jī)床故障診斷與維修等基本技能。此外，畢業(yè)生應(yīng)該具有初步的科學(xué)研究、創(chuàng)新意識(shí)及組織管理能力。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生畢業(yè)后，可在航空航天、機(jī)床、汽車制造等諸多領(lǐng)域中從事機(jī)械設(shè)計(jì)與制造、數(shù)控編程與操作、數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修、機(jī)電液一體化設(shè)計(jì)、設(shè)備維護(hù)與管理、科技開(kāi)發(fā)與應(yīng)用研究、運(yùn)用管理與經(jīng)營(yíng)銷售等工作。
（四）修訂培養(yǎng)方案
教學(xué)計(jì)劃是對(duì)人才培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)要求及特色和課程設(shè)置等方面的總體設(shè)計(jì)， 以此來(lái)進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)的組織和教學(xué)內(nèi)容的安排。因此，在制訂教學(xué)計(jì)劃過(guò)程中， 轉(zhuǎn)變了教育思想和觀念， 注重加強(qiáng)學(xué)生綜合素質(zhì)和能力培養(yǎng)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的個(gè)性發(fā)展，確立了“厚基礎(chǔ)、寬口徑、重素質(zhì)” 的人才培養(yǎng)模式，在制訂教學(xué)計(jì)劃時(shí)重點(diǎn)突出“兩段式”培養(yǎng)模式，即將整個(gè)過(guò)程分為兩個(gè)階段：“基礎(chǔ)平臺(tái)段”和“專業(yè)方向段”。“基礎(chǔ)平臺(tái)段”主要解決“厚基礎(chǔ)、寬口徑”的問(wèn)題；“專業(yè)方向段”則針對(duì)的是“重素質(zhì)”問(wèn)題。力爭(zhēng)培養(yǎng)出基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí)、實(shí)踐動(dòng)手能力強(qiáng)、適應(yīng)性強(qiáng)、創(chuàng)新能力強(qiáng)、整體素質(zhì)高， 具備一定創(chuàng)業(yè)能力的現(xiàn)代設(shè)計(jì)制造工程技術(shù)及裝備領(lǐng)域的高級(jí)工程技術(shù)人才[4]。
（五）重構(gòu)課程體系
根據(jù)教學(xué)計(jì)劃中重點(diǎn)突出的“兩段式”培養(yǎng)模式，即“基礎(chǔ)平臺(tái)段”主要解決“厚基礎(chǔ)、寬口徑”的問(wèn)題，教學(xué)所占的學(xué)期為前4或5學(xué)期；“專業(yè)方向段”針對(duì)的則是“重素質(zhì)”問(wèn)題，教學(xué)所占的學(xué)期為其他學(xué)期，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的分析和研究， 建立了合理的課程體系。“基礎(chǔ)平臺(tái)段”中包括通識(shí)課（必修課和選修課）和基礎(chǔ)課平臺(tái)，占總學(xué)分的42.5%。“專業(yè)方向段”主要包括專業(yè)基礎(chǔ)課平臺(tái)、專業(yè)課模塊（必修課和選修課）和實(shí)踐教學(xué)模塊等幾部分，占總學(xué)分的57.5%。
“基礎(chǔ)平臺(tái)段”中的通識(shí)課主要是培養(yǎng)和提高學(xué)生的政治修養(yǎng)、思想品德修養(yǎng)、人文素質(zhì)和法制觀念， 增強(qiáng)學(xué)生的愛(ài)國(guó)熱情、事業(yè)心和責(zé)任感等，占總學(xué)分的28.4%；基礎(chǔ)課平臺(tái)包括高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、大學(xué)物理及大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，占總學(xué)分的14.1%。
“專業(yè)方向段”中專業(yè)基礎(chǔ)課平臺(tái)包括“畫法幾何”、“機(jī)械工程材料”、“電工電子學(xué)”、“機(jī)械制圖”、“理論力學(xué)”、“材料力學(xué)”、“互換性c測(cè)量技術(shù)”、“機(jī)械制造基礎(chǔ)”、“機(jī)械原理”、“機(jī)械設(shè)計(jì)”、“液壓與氣動(dòng)”等課程，占總學(xué)分的21.9%。專業(yè)課模塊包括必修課和選修課兩大模塊，其中必修課包括“金屬切削原理及刀具”、“工程測(cè)試技術(shù)”、“機(jī)械制造工藝學(xué)”、“單片機(jī)與接口技術(shù)”、“機(jī)械工程控制基礎(chǔ)”、“機(jī)床數(shù)控技術(shù)”等課程，占總學(xué)分的9.7%；選修課包括“可編程序控制器（PLC）”、“數(shù)控原理與系統(tǒng)”、“數(shù)控加工技術(shù)實(shí)踐及仿真”、“數(shù)控機(jī)床故障診斷”、“伺服系統(tǒng)”、“機(jī)床電器控制”、“先進(jìn)制造技術(shù)”、“機(jī)械 CAD/CAM”和“工業(yè)企業(yè)管理”等課程，占總學(xué)分的5.3%。實(shí)踐教學(xué)模塊包括入學(xué)教育、軍訓(xùn)及軍事理論、金工實(shí)習(xí)、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)、金屬切削刀具課程設(shè)計(jì)、機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)、數(shù)控加工工藝課程設(shè)計(jì)、數(shù)控編程與操作實(shí)訓(xùn)、工藝實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等教學(xué)環(huán)節(jié)，周數(shù)43周，學(xué)分為33分，占總學(xué)分的20.6%。
三、實(shí)施成效
黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)是從2009年開(kāi)始嘗試分方向教學(xué)，經(jīng)過(guò)6年多的不斷探索與實(shí)踐，改革初步取得成效，學(xué)生的綜合成績(jī)都較以往有較大提高，實(shí)際動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力都得到了提升。但是，在改革實(shí)施過(guò)程中也遇到了一些問(wèn)題，例如改革思路不夠大膽，局限于現(xiàn)有教學(xué)的“小打小鬧”；師資力量有待提高；部分課程需要進(jìn)一步優(yōu)化，還存在因人設(shè)課的現(xiàn)象；實(shí)踐環(huán)節(jié)需要繼續(xù)加強(qiáng)；教學(xué)組織管理有些混亂；學(xué)生學(xué)習(xí)主觀能動(dòng)性需要提高；等等。這些問(wèn)題的存在都限制了分方向教學(xué)模式的改革與實(shí)施，亟須解決[5]。
綜上所述，黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)實(shí)行分方向教學(xué)，取得了一定的成效，同時(shí)也遇到了一些問(wèn)題，這說(shuō)明了教學(xué)改革的進(jìn)行絕不是一項(xiàng)短期可以完成的任務(wù)，而是教學(xué)戰(zhàn)線上的一項(xiàng)長(zhǎng)期任務(wù)，任重而道遠(yuǎn)，只有充分認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)，堅(jiān)持不懈地開(kāi)展分方向教學(xué)模式，才能夠提升教學(xué)質(zhì)量，優(yōu)化學(xué)科教學(xué)內(nèi)容及課程體系結(jié)構(gòu)，深化人才培養(yǎng)模式，提高學(xué)生素質(zhì)，拓寬學(xué)生就業(yè)方向，培養(yǎng)出機(jī)械制造行業(yè)優(yōu)秀的技術(shù)人才。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)方法 發(fā)展 趨勢(shì)
中圖分類號(hào)：TH126-4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2013）03-0241-01
1 前言
我們所說(shuō)的機(jī)械設(shè)計(jì)指的是根據(jù)要求對(duì)機(jī)械工作原理、組成結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)方式及能量傳遞方式等進(jìn)行分析和計(jì)算，并對(duì)其進(jìn)行具體的描述，使它成為工作過(guò)程中的重要依據(jù)。機(jī)械設(shè)計(jì)的目的就是在各種要求之下將設(shè)計(jì)圖紙做到最好，也就是做出優(yōu)化的設(shè)計(jì)。當(dāng)今社會(huì)，科技在不斷地進(jìn)步，尤其是計(jì)算機(jī)及系統(tǒng)科學(xué)的迅猛發(fā)展，機(jī)械設(shè)計(jì)的水平與能力也在不斷提高，在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)要將多種設(shè)計(jì)技術(shù)與理論緊密的聯(lián)合在一起，使設(shè)計(jì)方法得到進(jìn)一步的優(yōu)化，使設(shè)計(jì)的手段更具智能化、精確化。
2 現(xiàn)代計(jì)算機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)方法的發(fā)展過(guò)程
現(xiàn)如今，各種技術(shù)都在快速發(fā)展，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)在適應(yīng)科技發(fā)展的要求的同時(shí)，更應(yīng)該注重設(shè)計(jì)的質(zhì)量，加快設(shè)計(jì)的速度，并對(duì)現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行深入的研究與探討。現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法顧名思義是將現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)方法應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中，其常用的設(shè)計(jì)方法有：技術(shù)預(yù)測(cè)法、系統(tǒng)設(shè)計(jì)法、可靠性設(shè)計(jì)法以及優(yōu)化設(shè)計(jì)法等。各種機(jī)械設(shè)計(jì)方法由來(lái)已久，但機(jī)械設(shè)計(jì)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和理論的形成才僅僅有100年的歷史，當(dāng)然，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法肯定會(huì)有很多的局限性，會(huì)逐漸的退出機(jī)械設(shè)計(jì)的舞臺(tái)。由于經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，使得計(jì)算機(jī)得到廣泛的應(yīng)用，這種巨大的改變就使得現(xiàn)代機(jī)械的設(shè)計(jì)方法也發(fā)生了很大變化，機(jī)械設(shè)計(jì)由傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)發(fā)展到全面利用的優(yōu)化設(shè)計(jì)，促進(jìn)了機(jī)械設(shè)計(jì)的全面發(fā)展。計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步也為機(jī)械設(shè)計(jì)提供了便利條件，輔助軟件例如CAD等都極大的便利了設(shè)計(jì)人員的工作。
3 現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的特點(diǎn)
現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)分為很多的種類，其結(jié)構(gòu)也越來(lái)越復(fù)雜，但從實(shí)現(xiàn)的功能上來(lái)看，它主要包括了動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、操縱系統(tǒng)及控制系統(tǒng)等，而且每個(gè)系統(tǒng)又可以分解為若干的子系統(tǒng)。現(xiàn)代的機(jī)械設(shè)計(jì)不但要求設(shè)計(jì)師對(duì)其原理、結(jié)構(gòu)、運(yùn)行方式全面了解，而且還需要融合多種學(xué)科進(jìn)行深入的交叉研究，使設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品更具有競(jìng)爭(zhēng)力。
傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法過(guò)程繁雜，且有很大的局限性，設(shè)計(jì)師水平有限，經(jīng)驗(yàn)缺乏，很多機(jī)械中所要求的參數(shù)和指標(biāo)都達(dá)不到要求，進(jìn)而導(dǎo)致設(shè)計(jì)的成功率偏低，產(chǎn)品沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)力。但現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)是在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上繼承和發(fā)展的，將現(xiàn)代很多的科學(xué)技術(shù)都融入到了機(jī)械設(shè)計(jì)里，使得現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)水平更高，同時(shí)也向著理性設(shè)計(jì)的方向發(fā)展。使現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)成為了一門綜合性強(qiáng)、多種學(xué)科交叉進(jìn)行的基礎(chǔ)性科學(xué)，將控制技術(shù)與科學(xué)技術(shù)有機(jī)結(jié)合到一起，實(shí)現(xiàn)機(jī)械系統(tǒng)的最優(yōu)化。
4 現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)所面臨的形勢(shì)
計(jì)算機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)在近年來(lái)發(fā)展迅猛，其便捷、直觀等有點(diǎn)使得在設(shè)計(jì)工作中得到普及。同時(shí)，現(xiàn)代化的機(jī)械設(shè)計(jì)面臨著非常嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，設(shè)計(jì)的領(lǐng)域由單一化發(fā)展成為多元化，并且多種學(xué)科滲透其中，設(shè)計(jì)對(duì)象也發(fā)生了變化，由單機(jī)設(shè)計(jì)變成了系統(tǒng)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員也從個(gè)人發(fā)展到了群體，這樣一來(lái)，設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品會(huì)更新穎，設(shè)計(jì)步驟會(huì)更有序，產(chǎn)品更新?lián)Q代會(huì)更迅速。
5 現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法的分類
現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的方法可從多方面對(duì)其進(jìn)行分類：第一類是從工程領(lǐng)域的角度，我們可以將現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法分為現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)方法、現(xiàn)代材料設(shè)計(jì)方法等等；第二類是按其應(yīng)用成熟度進(jìn)行分類，它大體上分為兩種，一種是應(yīng)用正普及類，另一種是內(nèi)容正發(fā)展類，前一種又可以劃分為優(yōu)化設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，而后一種還可以分為創(chuàng)新設(shè)計(jì)、虛擬設(shè)計(jì)、智能設(shè)計(jì)等；第三類是從涵蓋范圍的角度，我們將現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)分為廣義設(shè)計(jì)類及狹義設(shè)計(jì)類；第四類便是中義設(shè)計(jì)類，顧名思義其設(shè)計(jì)內(nèi)容是介于廣義設(shè)計(jì)與狹義設(shè)計(jì)之間。目前，在現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用最為廣泛的設(shè)計(jì)方法是最優(yōu)化方法、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)和數(shù)值仿真。
6 機(jī)械設(shè)計(jì)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法
在機(jī)械設(shè)計(jì)中，其設(shè)計(jì)方法有很多種，但大體上可以分為兩種，一種是專業(yè)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，另一種是通用的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法。下面我們對(duì)其進(jìn)行單獨(dú)說(shuō)明：
6.1 專業(yè)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法
現(xiàn)代科技在不斷進(jìn)步，科技也在飛速發(fā)展，為了滿足機(jī)械產(chǎn)品性能的需要，計(jì)算機(jī)專業(yè)人員和機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)人員應(yīng)相互合作，共同開(kāi)發(fā)其設(shè)計(jì)軟件，使設(shè)計(jì)的軟件能更為準(zhǔn)確的反應(yīng)機(jī)械產(chǎn)品在運(yùn)行中的各種情況，并對(duì)其進(jìn)行定量分析，了解各個(gè)零件及機(jī)械的動(dòng)態(tài)性能，形成相對(duì)穩(wěn)定的設(shè)計(jì)程序，這便是專業(yè)的設(shè)計(jì)方法。
6.2 通用的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法
由于計(jì)算機(jī)的應(yīng)用和普及，為了滿足機(jī)械的各種性能，我們不僅要掌握專業(yè)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，在機(jī)械設(shè)計(jì)上也應(yīng)該廣泛采用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析和輔助設(shè)計(jì)，這種方法就叫做通用的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，其中包括最優(yōu)化、可靠性、仿真等。
7 現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)
7.1 智能化
計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展促進(jìn)了智能CAD的產(chǎn)生，將CAD技術(shù)與人工智能結(jié)合在一起，提高了系統(tǒng)的創(chuàng)造力。具有一定智能的系統(tǒng)通常用來(lái)進(jìn)行方案的綜合和對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行評(píng)價(jià)。這些年還出現(xiàn)了適合機(jī)械設(shè)計(jì)的模糊設(shè)計(jì)和模糊評(píng)判方法。由于現(xiàn)代化設(shè)計(jì)有著智能化和集成化等特點(diǎn)，就使得CAD技術(shù)必須與人工智能相結(jié)合，才能充分發(fā)揮智能作用，實(shí)現(xiàn)其本身的智能化，也進(jìn)一步促進(jìn)了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成化的發(fā)展。現(xiàn)如今，計(jì)算機(jī)在已成為了通用的設(shè)計(jì)工具，通過(guò)對(duì)智能化的處理，使產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方案更加高效、準(zhǔn)確。
7.2 系統(tǒng)化和定量化
現(xiàn)代機(jī)械的設(shè)計(jì)指的是將傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中的經(jīng)驗(yàn)逐步提高到了邏輯的、理性的、系統(tǒng)的新的設(shè)計(jì)方法。也就是說(shuō)假如將產(chǎn)品看成是一個(gè)總系統(tǒng)，人們利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了人、機(jī)與環(huán)境相互協(xié)調(diào)，共同發(fā)展。現(xiàn)代機(jī)械的設(shè)計(jì)方法不僅要充分考慮到材料的強(qiáng)度，還應(yīng)運(yùn)用數(shù)學(xué)規(guī)劃法等方式實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的可靠性，這樣既縮短了研發(fā)的周期，又保證了設(shè)計(jì)的成功率。
8 結(jié)語(yǔ)
現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法與傳統(tǒng)方法相比發(fā)生了很大的變化，我們應(yīng)博取眾科之長(zhǎng)，對(duì)設(shè)計(jì)的內(nèi)容進(jìn)行進(jìn)一步的擴(kuò)展，使設(shè)計(jì)的產(chǎn)品更加實(shí)用與新穎。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)；教學(xué)；心得體會(huì)
《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》（主編：榮輝、付鐵、楊夢(mèng)辰）課程是本科近機(jī)類、非機(jī)類專業(yè)學(xué)生的教材，本校將其設(shè)置為本科汽車服務(wù)工程專業(yè)的主干課程。本課程是一門專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，以機(jī)械設(shè)計(jì)為核心。機(jī)械制圖、工程力學(xué)、機(jī)械制造基礎(chǔ)等是本課程的先修課，本課程同時(shí)也為后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。本課程主要介紹常用機(jī)構(gòu)（連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)等）設(shè)計(jì)、通用機(jī)械零部件（齒輪、螺紋連接件、鍵、軸、軸承、聯(lián)軸器等）的設(shè)計(jì)、選用及機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)等問(wèn)題。
一理論教學(xué)方法
（一）教學(xué)重點(diǎn)
本教材是由機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的兩本教材《機(jī)械原理》和《機(jī)械設(shè)計(jì)》壓縮而成，內(nèi)容豐富，而理論課時(shí)有限，所以在理論教學(xué)中應(yīng)結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)，抓住重點(diǎn)，講解一部分，讓學(xué)生自學(xué)一部分。理論教學(xué)的講授內(nèi)容為：機(jī)械零件材料學(xué)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)中的摩擦學(xué)基礎(chǔ)、平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析、平面連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)、輪系、螺紋連接、軸、滾動(dòng)軸承、機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。理論教學(xué)的自學(xué)內(nèi)容為：間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、鏈傳動(dòng)、摩擦傳動(dòng)、螺旋傳動(dòng)、鍵連接、聯(lián)軸器、滑動(dòng)軸承、機(jī)械的調(diào)速和平衡、現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法。為了培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，考試范圍以講授內(nèi)容為主、自學(xué)內(nèi)容為輔，以檢查其自學(xué)效果。
（二）教學(xué)方法
每次課一般由組織教學(xué)、承上啟下、新課講授、總結(jié)討論和布置作業(yè)等五個(gè)環(huán)節(jié)組成。雖然每次課的環(huán)節(jié)相同，但內(nèi)容不同。應(yīng)針對(duì)教學(xué)內(nèi)容精心設(shè)計(jì)以上五個(gè)環(huán)節(jié)。（1）本課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，教學(xué)中一定要抓住設(shè)計(jì)這一關(guān)鍵，不宜只重理論而輕視設(shè)計(jì)，特別是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尤為重要。在具體設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)先進(jìn)行整機(jī)設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行零件設(shè)計(jì)，保證零件的結(jié)構(gòu)在整機(jī)中的合理性。（2）掌握機(jī)械零部件的設(shè)計(jì)規(guī)律。本課程是以零部件為研究對(duì)象，探討各類通用零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算問(wèn)題的。不同類別零件的工作原理、材料、載荷、應(yīng)力等方面有很大差別，因而設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、計(jì)算公式也會(huì)完全不同，從表面看，似乎支離破碎、無(wú)章可循，但實(shí)際上機(jī)械零部件設(shè)計(jì)也有它自己的規(guī)律，這個(gè)規(guī)律與設(shè)計(jì)機(jī)械零部件時(shí)所考慮的問(wèn)題是相同的。因此，機(jī)械零部件的設(shè)計(jì)程序也是相同的。一般情況下其分析問(wèn)題的思路及程序?yàn)椋侯愋蛻?yīng)用工作原理失效形式設(shè)計(jì)準(zhǔn)則計(jì)算方法結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：（3）在機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中，許多現(xiàn)象目前還難以用理論解釋清楚，有些數(shù)據(jù)也很難用純理論公式計(jì)算出來(lái)，故必須采用一些基于科研或?qū)嶒?yàn)而得出的公式和數(shù)據(jù)進(jìn)行估算，或直接選用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。（4）使學(xué)生學(xué)習(xí)并掌握機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中先初選參數(shù)、再進(jìn)行校核的設(shè)計(jì)方法。零部件所處的工作條件是多種多樣的，有的很復(fù)雜，這時(shí)需要憑經(jīng)驗(yàn)或類比，先初定尺寸然后再進(jìn)行校核。另外，零部件的尺寸參數(shù)有的是通過(guò)計(jì)算得到的，但另一些參數(shù)可能是由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)先確定尺寸，然后再進(jìn)行各項(xiàng)必要的校核計(jì)算——這也是確定零件尺寸參數(shù)常用的方法。（5）使學(xué)生明白，機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中的許多問(wèn)題的解答不是唯一的，可能有多種方案可供選擇和判斷。比如兩級(jí)齒輪減速器的設(shè)計(jì)，其高速級(jí)主動(dòng)齒輪的齒數(shù)可在17~40之間選取，因此設(shè)計(jì)結(jié)果有多種。在講授本課程時(shí)，要讓學(xué)生盡快適應(yīng)這一特點(diǎn)，安解決工程實(shí)際問(wèn)題的實(shí)際方法及模式培養(yǎng)提高學(xué)生的機(jī)械設(shè)計(jì)能力。
二幾個(gè)知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)心得體會(huì)
（1）在教學(xué)中一定要注意理論聯(lián)系實(shí)際，把教學(xué)內(nèi)容和生產(chǎn)、生活中的實(shí)例結(jié)。合起來(lái)，以取得良好的教學(xué)效果。比如講解機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制、機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算時(shí)，剛好碰到下雨天。講完相關(guān)的理論后，看到雨傘，我隨手拿起來(lái)，讓學(xué)生仔細(xì)觀察雨傘的結(jié)構(gòu)，繪制其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。這一環(huán)節(jié)使學(xué)生從枯燥的理論回到多彩的生活，讓課堂氣氛一下子活躍起來(lái)。他們一只手拿著傘，一只手拿著筆在紙上繪圖，極大地激發(fā)了其學(xué)習(xí)積極性。但學(xué)生繪制的簡(jiǎn)圖均存在問(wèn)題，對(duì)初學(xué)者是正常的。我讓幾個(gè)學(xué)生把自己繪制的簡(jiǎn)圖畫在黑板上，然后公布正確答案。再結(jié)合專業(yè)理論，逐一分析其錯(cuò)誤的原因，學(xué)生一下子掌握了機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制要領(lǐng)。雨傘的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖1所示。機(jī)構(gòu)中n=7，，PH=0，其自由度為（2）在講解周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比的計(jì)算方法時(shí)，教材中以圖2所示的周轉(zhuǎn)輪系為例，介紹用反轉(zhuǎn)法得到其轉(zhuǎn)化輪系，通過(guò)計(jì)算轉(zhuǎn)化輪系（定軸輪系）的傳動(dòng)比，再結(jié)合已知條件，來(lái)間接地求解周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比。有學(xué)生提出，在圖2中，為什么行星輪的轉(zhuǎn)向是順時(shí)針的，而不是逆時(shí)針的。這個(gè)問(wèn)題的實(shí)質(zhì)是周轉(zhuǎn)輪系中行星輪轉(zhuǎn)向的判定方法。（3）在機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)注意有些設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇有多種方案，應(yīng)進(jìn)行比較分析，確定合理的方案，進(jìn)行設(shè)計(jì)，這也是本課程學(xué)習(xí)的難點(diǎn)。例如，按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)時(shí)，算出小齒輪分度圓直徑，而，若初選齒數(shù)，則模數(shù)，圓整為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，，這時(shí)，顯然滿足強(qiáng)度條件，但是傳動(dòng)尺寸卻增大了，傳動(dòng)裝置的成本也提高了，可見(jiàn)，初選的齒數(shù)不合適。應(yīng)將1z減小（但min1zz≥），使計(jì)算出的模數(shù)值接近于。故重取，圓整為m=5.2m，則小齒輪的分度圓直徑為，此數(shù)值既大于，又接近于，這樣的設(shè)計(jì)才合理。
參考文獻(xiàn)
[1]榮輝，付鐵，楊夢(mèng)辰主編.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].第3版.北京:北京理工大學(xué)出版社,2010.7
[2]王黎欽，陳鐵鳴主編.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].第5版.哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2010.1
[3]朱理主編.機(jī)械原理[M].第2版.北京:高等教育出版社,2010.4
【關(guān)鍵詞】創(chuàng)新思想 創(chuàng)新機(jī)械設(shè)計(jì) 特點(diǎn) 思維
一、創(chuàng)新機(jī)械設(shè)計(jì)的特點(diǎn)
創(chuàng)新機(jī)械設(shè)計(jì)并不是憑空想象，而是在當(dāng)前領(lǐng)域已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)成果的基礎(chǔ)上，發(fā)揮設(shè)計(jì)者的想象力和創(chuàng)造力進(jìn)行再創(chuàng)造。主要的設(shè)計(jì)依然是依托于傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)原理，同時(shí)從實(shí)用性的角度出發(fā)，盡可能的綜合設(shè)計(jì)領(lǐng)域，結(jié)合其他學(xué)科進(jìn)行更為奇特的設(shè)計(jì)，以求設(shè)計(jì)出更加創(chuàng)新，提高新產(chǎn)品的實(shí)用性。
從創(chuàng)新機(jī)械設(shè)計(jì)的特點(diǎn)來(lái)看，我們總結(jié)了以下幾個(gè)方面：
（一）多學(xué)科綜合性。創(chuàng)新機(jī)械設(shè)計(jì)往往會(huì)將多個(gè)實(shí)用性學(xué)科結(jié)合在一起設(shè)計(jì)，除了考慮到機(jī)械設(shè)計(jì)原理方面的知識(shí)，我們也會(huì)在其他方向的功能上作出開(kāi)發(fā)，使產(chǎn)品的功能更為全面。
（二）低實(shí)驗(yàn)性。由于創(chuàng)新機(jī)械設(shè)計(jì)是建立在現(xiàn)有設(shè)計(jì)成果的基礎(chǔ)上進(jìn)行再創(chuàng)造，所以省去了大量測(cè)試性的計(jì)算工作，而重點(diǎn)考慮創(chuàng)新的思路和方法。
（三）多方案判斷。在創(chuàng)新機(jī)械設(shè)計(jì)的過(guò)程中往往會(huì)產(chǎn)生多個(gè)不同的設(shè)計(jì)方案，最終執(zhí)行者必須根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)和需求選擇正確合適的方案，或者對(duì)備選的方案進(jìn)行修改至可執(zhí)行。
（四）方案變化性。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，每個(gè)階段都可能出現(xiàn)需求變更，或者技術(shù)變更等情況，導(dǎo)致對(duì)接下來(lái)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行調(diào)整。這時(shí)候，要求設(shè)計(jì)者擁有良好的應(yīng)變能力，能夠快速的根據(jù)當(dāng)前情況制定新的設(shè)計(jì)方案。
二、研究創(chuàng)新機(jī)械設(shè)計(jì)的目的以及意義
大力開(kāi)展創(chuàng)新機(jī)械設(shè)計(jì)的研究工作，不但能夠提高機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域的水準(zhǔn)，還能獲得良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效應(yīng)。在多個(gè)方面具有積極的意義：
（一）提高設(shè)計(jì)水準(zhǔn)，制造更多更新功能更強(qiáng)大的新產(chǎn)品，將會(huì)提高人類的生活水平和工作條件。推動(dòng)人類文明的發(fā)展。
（二）促使設(shè)計(jì)者、制造者提升自身水平，帶動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域的發(fā)展，為社會(huì)做出更大貢獻(xiàn)。
（三）創(chuàng)新機(jī)械設(shè)計(jì)出來(lái)的產(chǎn)品，往往都具有專利權(quán)，具備很強(qiáng)的時(shí)代性、時(shí)尚性、功能性。能夠獲得大量的用戶追捧，能夠給設(shè)計(jì)方帶來(lái)巨大的收益。
三、創(chuàng)新思想的思維模式
（一）發(fā)散思維。
發(fā)散思維的特點(diǎn)決定了最終能夠得到很多也想不到的結(jié)果，能夠極大的激發(fā)設(shè)計(jì)者的靈感。這是一種沒(méi)有固定目的和方向，不受任何固定思路約束的思維模式。發(fā)散思維在思考過(guò)程中，將已知的信息歸納整理，并通過(guò)這些信息運(yùn)用立體、擴(kuò)散、反向等思考方式向外擴(kuò)展思路，尋求更多的信息。由于不受約束，沒(méi)有固定答案，發(fā)散思維往往能獲得讓人出乎意料的設(shè)計(jì)思路。
（二）聚合思維。
聚合思維其實(shí)是一個(gè)甄選的過(guò)程，相對(duì)于發(fā)散思維的擴(kuò)散性，聚合思維則是一種有著明確目的或者目標(biāo)的思維模式。這種模式一開(kāi)始就會(huì)設(shè)定一個(gè)具體的目標(biāo)，圍繞這個(gè)目標(biāo)展開(kāi)探索，從不同的方向制定不同的方案來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)具體的目標(biāo)，最后選擇最合適的方案來(lái)執(zhí)行。
（三）想象思維。
想象是創(chuàng)造創(chuàng)新思想中，最為奇特的能力，人類文明歷史長(zhǎng)河中的無(wú)數(shù)發(fā)明創(chuàng)造都是在想象思維的作用下誕生的。想象思維的基礎(chǔ)也是現(xiàn)實(shí)生活積累的信息，可以分成再造和創(chuàng)造兩類。再造想象是在已知信息的基礎(chǔ)上對(duì)事物進(jìn)行的重新想象。而創(chuàng)造想象則更為天馬行空，更加的抽象，往往會(huì)想象出一些不在人類認(rèn)知范疇，或科學(xué)技術(shù)暫時(shí)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的事物。只有不斷的想象、探索未知的事物，才能使得科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步。想象思維對(duì)人類文明發(fā)展起到了不可磨滅的作用，而且在以后還會(huì)一直積極的推動(dòng)人類發(fā)展。
四、創(chuàng)新機(jī)械設(shè)計(jì)思維的2個(gè)原則
對(duì)機(jī)械進(jìn)行設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程，首先是以功能導(dǎo)向，以作用的原理為基礎(chǔ)，之后再思考物理
原則1：最短路徑
第一，要明確機(jī)械產(chǎn)品的所有功能；第二，尋找方便設(shè)計(jì)的最好的實(shí)例，提高設(shè)計(jì)效率；第三，使用最為準(zhǔn)確的價(jià)值工程；第四研究最低價(jià)值的一些組件，得出它們現(xiàn)在所存在的沖突，并且以最小變動(dòng)為目的，解決這些沖突。這一過(guò)程可以實(shí)現(xiàn)消耗最少的能量，即實(shí)現(xiàn)最短路徑。
原則2：相似性聯(lián)想
分析各相似的事件，并對(duì)其進(jìn)行分類，對(duì)這一工作進(jìn)行聯(lián)想。而聯(lián)想是否正確則在事物是否相似中得到答案。利用產(chǎn)品實(shí)例決定產(chǎn)品的相似性。若多種產(chǎn)品，它們都有同一種功能需求，則這些產(chǎn)品有相似性。
五、創(chuàng)新機(jī)械設(shè)計(jì)的實(shí)例：開(kāi)發(fā)新型的內(nèi)燃機(jī)
創(chuàng)新機(jī)械設(shè)計(jì)的實(shí)例中，無(wú)曲軸式的活塞發(fā)動(dòng)機(jī)是在機(jī)器的中心位置安裝圓柱的凸輪，在這一凸輪近處裝多個(gè)氣缸，于是該發(fā)動(dòng)機(jī)就成為了多缸發(fā)的動(dòng)機(jī)。在這個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部，如果圓柱凸輪的輪廓形狀有變時(shí)，則輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)的速度也會(huì)發(fā)生變化，在減速過(guò)程中可以實(shí)現(xiàn)增矩。這一發(fā)動(dòng)機(jī)目前使用較為廣泛，被應(yīng)用機(jī)械與船舶兩大行業(yè)中。
同以往復(fù)工的發(fā)動(dòng)機(jī)相比，旋轉(zhuǎn)式的發(fā)動(dòng)機(jī)有體積小、噪聲低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕等顯著優(yōu)點(diǎn)，而在實(shí)際使用中仍然存在很多不足，在技術(shù)上需要對(duì)這一發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行改進(jìn)。
六、結(jié)語(yǔ)
必須多多吸收來(lái)自各方的經(jīng)驗(yàn)。當(dāng)我們尋找最成熟的方案時(shí)，吸收的經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)就能直接運(yùn)用中方案中。由于，機(jī)械設(shè)計(jì)涉及知識(shí)廣，因此需要有較強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力，這樣在對(duì)機(jī)械進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)才能在自學(xué)中解決各種問(wèn)題。自信、努力、勤奮是得到最成熟設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)與必備條件。
參考文獻(xiàn)：
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為了培養(yǎng)高水平應(yīng)用型人才，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)課程體系從教學(xué)方法、實(shí)踐教學(xué)、課程設(shè)計(jì)、師資隊(duì)伍建設(shè)等方面進(jìn)行了改革和探索。教學(xué)成果表明，這種教學(xué)模式不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和提高應(yīng)用能力，而且也提高了教師的教學(xué)水平。
關(guān)鍵詞：
機(jī)械設(shè)計(jì)；教學(xué)方法；教學(xué)手段；雙能型教師
《機(jī)械設(shè)計(jì)》是機(jī)械類專業(yè)非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,是機(jī)械類學(xué)生學(xué)習(xí)必不可少的重要教學(xué)環(huán)節(jié)之一。該課程主要是培養(yǎng)學(xué)生具有綜合機(jī)械設(shè)計(jì)的能力，對(duì)我校在應(yīng)用性和創(chuàng)新性人才培養(yǎng)方面起著非常重要的作用，尤其是對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力起著決定性作用，同時(shí)該課程又是從理論課程與工程實(shí)際相結(jié)合的設(shè)計(jì)性課程。該課程的理論性較強(qiáng)，知識(shí)面廣，學(xué)生普遍反映該課程難學(xué)，知識(shí)點(diǎn)分散，理解起來(lái)困難，聽(tīng)不懂學(xué)不會(huì)[1]。在實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中缺乏創(chuàng)新設(shè)計(jì)，不能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，使學(xué)生失去了學(xué)習(xí)興趣，導(dǎo)致不能很好的培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。在教學(xué)過(guò)程中,怎樣提激發(fā)生的學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,提高課堂聽(tīng)課效率，培養(yǎng)出應(yīng)用型創(chuàng)新性人才,是《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程教學(xué)過(guò)程中必須思考的問(wèn)題[2]。為了解決上述問(wèn)題，適應(yīng)學(xué)校應(yīng)用型本科人才的培養(yǎng)目標(biāo)，針對(duì)教學(xué)中出現(xiàn)的各種問(wèn)題，在教學(xué)方法、實(shí)踐教學(xué)、課程設(shè)計(jì)、師資隊(duì)伍建設(shè)等方面進(jìn)行了改革探究。
1多種教學(xué)手段靈活應(yīng)用，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的能動(dòng)性
《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程是實(shí)踐性和理論性相結(jié)合的一門綜合性課程，教學(xué)過(guò)程中涉及到許多的機(jī)械傳動(dòng)過(guò)程、機(jī)器的工作原理、機(jī)械零件結(jié)構(gòu)分析等相關(guān)內(nèi)容，在講授的過(guò)程中，教師很難僅靠粉筆和語(yǔ)言講授清楚，例如吃齒輪傳動(dòng)，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，尤其是一些想象力差的同學(xué)，根本就無(wú)法理解其工作原理。同時(shí)在教學(xué)過(guò)程中基本沒(méi)有實(shí)物圖，大部分學(xué)生都是初次接觸機(jī)械類專業(yè)知識(shí)，對(duì)課程了解不深，缺乏感性認(rèn)識(shí)，因而即使教師備課充分，授課十分認(rèn)真，仍然有很多學(xué)生聽(tīng)不懂，感覺(jué)這門課程很難，久而久之就對(duì)這門課失去了學(xué)習(xí)興趣，最終導(dǎo)致學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)的狀況。因此，我們教師在每堂課的教學(xué)過(guò)程中要多種教學(xué)手段和教學(xué)方法方法靈活并用，引起學(xué)生的興趣。
（1）多媒體教學(xué)可使教學(xué)直觀、形象、生動(dòng)，傳遞的信息量大，對(duì)于動(dòng)畫易引起學(xué)生的興趣，更容易于被學(xué)生接受，同時(shí)教學(xué)時(shí)可將工程應(yīng)用的實(shí)例插入到多媒體中，使學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)有深刻的理解，同時(shí)學(xué)生對(duì)工程應(yīng)用也有了解。但是教師在授課時(shí)不能將板書教學(xué)忽略，應(yīng)將板書教學(xué)模式和多媒體教學(xué)相結(jié)合,授課時(shí)靈活應(yīng)用。一方面能夠增強(qiáng)教學(xué)的直觀性,提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能動(dòng)性,增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí);另一方面又可以充分發(fā)揮板書的過(guò)程性強(qiáng)、靈活方便、與學(xué)生互動(dòng)性效果好等優(yōu)點(diǎn)[3,4]。不僅提高了學(xué)生課堂聽(tīng)課效率,而且也提高教師的教學(xué)水平。
（2）教師要合理的利用視頻教學(xué)，對(duì)于某些加工工藝及機(jī)器的工作原理，我們?cè)趥湔n時(shí)就需要準(zhǔn)備相關(guān)的視頻，例如軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、聯(lián)軸器和離合器等章節(jié)的內(nèi)容安排相關(guān)的視頻，通過(guò)播放視頻與教師的講解，學(xué)生能夠深入了解其加工生產(chǎn)過(guò)程，聽(tīng)過(guò)視頻播放能加深印象，容易引起學(xué)生的興趣。對(duì)于某些章節(jié)內(nèi)容也可以采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)[5]，這種教學(xué)手段不僅可以使學(xué)生養(yǎng)成獨(dú)立思考的習(xí)慣，又能鍛煉學(xué)生查資料的能力，通過(guò)查資料能夠擴(kuò)展學(xué)生自己的視野，便于學(xué)生對(duì)前沿信息知識(shí)的了解和掌握，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)自己專業(yè)的熱愛(ài)，為學(xué)生將來(lái)繼續(xù)深造奠定基礎(chǔ)。此外，慕課也是教師授課的重要教學(xué)手段，對(duì)于重要的章節(jié)，教師可以采用慕課的形式來(lái)激發(fā)學(xué)生的興趣，并且結(jié)合多媒體所呈現(xiàn)的及教師的重點(diǎn)講解，使學(xué)生對(duì)重點(diǎn)難點(diǎn)有深入的了解并達(dá)到掌握。同時(shí)教師可以將慕課視頻拷貝給學(xué)生，讓學(xué)生在課下也可以自己獨(dú)立的學(xué)習(xí)。教師需要結(jié)合教學(xué)的內(nèi)容與知識(shí)點(diǎn)的難易程度合理的利用并結(jié)合多種教學(xué)手段，使學(xué)生對(duì)《機(jī)械設(shè)計(jì)》產(chǎn)生興趣，提高教學(xué)效率。
（3）教學(xué)過(guò)程中適當(dāng)?shù)膶⒎治鲕浖c教學(xué)相結(jié)合，在《機(jī)械設(shè)計(jì)》教材中有很多的傳動(dòng)裝置，比如帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)。可以利用三維建模軟件UG建立這些傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的模型，然后運(yùn)用ADAMS或ABAQUS軟件模擬運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析和有限元仿真分析。或者直接利用仿真軟件建立相關(guān)模型，施加約束和邊界條件，進(jìn)行仿真分析，最終查看各個(gè)部分的速度、位移和曲線，或者應(yīng)力應(yīng)變、變形云圖。通過(guò)建模仿真分析的過(guò)程，學(xué)生可以加強(qiáng)對(duì)課本講的知識(shí)點(diǎn)的進(jìn)一步理解，同時(shí)讓學(xué)生學(xué)習(xí)仿真軟件的應(yīng)用。
（4）習(xí)題講解是《機(jī)械設(shè)計(jì)》教學(xué)過(guò)程中必不可缺少重要的環(huán)節(jié)之一。《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程課后習(xí)題的難度較大，篇幅長(zhǎng)，涉及其他學(xué)科的知識(shí)點(diǎn)多，例如高等數(shù)學(xué)、機(jī)械原理、材料力學(xué)，理論力學(xué)等，其題目分析計(jì)算難度大，如果學(xué)生僅僅依靠上課的時(shí)間聽(tīng)課，很難把作業(yè)完成的很好，也很難掌握重點(diǎn)和難點(diǎn)知識(shí)。因而，在一些重點(diǎn)難點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)講解結(jié)束后，進(jìn)行相關(guān)的習(xí)題講解。主要講解講解課本中的經(jīng)典例題和難度較大的作業(yè)題，同時(shí)也安排講解經(jīng)典考研習(xí)題［6］，使學(xué)生深入理解教材中的知識(shí)點(diǎn)。
2加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)和課程設(shè)計(jì)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)
《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)是每個(gè)機(jī)械類學(xué)生必須要做的任務(wù)，在課程設(shè)計(jì)之前，教師通過(guò)選擇有生產(chǎn)背景的實(shí)踐課題為依據(jù)，給出需要設(shè)計(jì)的題目，并給出學(xué)生相關(guān)的提示，并列出需要查詢的才能考書及相關(guān)的參考文獻(xiàn)，鼓勵(lì)學(xué)生自己動(dòng)手去查資料，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)材料及數(shù)據(jù)的整理能力。每一個(gè)題目由3個(gè)學(xué)生來(lái)完成，3個(gè)學(xué)生一起探討原理方案設(shè)計(jì)、傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，最終確定設(shè)計(jì)方案，然后老師給每個(gè)學(xué)生不同的設(shè)計(jì)參數(shù)，學(xué)生再進(jìn)行強(qiáng)度分析計(jì)算，根據(jù)學(xué)生自己所計(jì)算的數(shù)據(jù)，進(jìn)行手工繪制運(yùn)動(dòng)方案圖、零件圖和總體裝配圖，鍛煉手工繪圖能力，同時(shí)要求學(xué)生的設(shè)計(jì)圖紙必須用CAD軟件繪制相關(guān)的圖紙，然后在使用CAD軟件進(jìn)行電腦繪圖，最終完成該產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。通過(guò)這樣的設(shè)計(jì)過(guò)程，使學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)有了更深刻的認(rèn)識(shí)，同時(shí)可以把CAD知識(shí)加以鞏固，提高CAD畫圖能力。完成設(shè)計(jì)內(nèi)容之后，鼓勵(lì)學(xué)生采用相關(guān)分析軟件，對(duì)所設(shè)計(jì)的零部件建立模型進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，例如采用ANSYS有限元軟件、ADAMS等軟件建立模型。通過(guò)查看各個(gè)部分的仿真結(jié)果，然后合理修改設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。這不僅增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)的興趣，而且使學(xué)生的自身能力和創(chuàng)新意識(shí)得到全面的提高。學(xué)校或者學(xué)院出資舉辦一些機(jī)械類比賽，例如車輛技能大賽、機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)大賽、大學(xué)生創(chuàng)新大賽、機(jī)械制圖大賽等。鼓勵(lì)學(xué)生積極參加這些競(jìng)賽，主要是為了提高學(xué)生的自己動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。學(xué)生都會(huì)的精心準(zhǔn)備競(jìng)賽的內(nèi)容，設(shè)計(jì)出自己的產(chǎn)品。完成設(shè)計(jì)之后，學(xué)院會(huì)組織老師對(duì)所有參賽的的作品進(jìn)行評(píng)比驗(yàn)收，同時(shí)還需要進(jìn)行參賽組進(jìn)行答辯，講解自己所設(shè)計(jì)的作品的設(shè)計(jì)思路及功能，最后由老師評(píng)出優(yōu)秀的作品，參加省級(jí)、國(guó)家級(jí)的大型比賽。如筆者鼓勵(lì)學(xué)生參加大學(xué)生創(chuàng)新課題，學(xué)生自己查資料，然后寫申請(qǐng)書，找到創(chuàng)新點(diǎn)，最后由學(xué)院學(xué)校的專家及外校專家進(jìn)行審批，通過(guò)審批后，學(xué)生自己用三維軟件進(jìn)行畫圖設(shè)計(jì)。學(xué)生通過(guò)這種競(jìng)賽的形式，可以把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐結(jié)合起來(lái)，增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
3建立雙能型教師隊(duì)伍
在地方性、應(yīng)用型高水平大學(xué)建設(shè)的過(guò)程中，培養(yǎng)雙能型教師至關(guān)重要，要求教師具有扎實(shí)的理論教學(xué)素質(zhì)，也要有豐富的實(shí)踐教學(xué)素質(zhì)。應(yīng)用型大學(xué)主要以培養(yǎng)服務(wù)于地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的人才為目標(biāo)。《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程的雙能型教師要求教師必須具備相關(guān)的機(jī)械類理論知識(shí)，同時(shí)具有實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)，這就要求青年教師利用假期去企業(yè)實(shí)踐鍛煉，學(xué)習(xí)企業(yè)的技術(shù)[7]，管理模式，及機(jī)器的工作原理及設(shè)計(jì)思路，提高教師的實(shí)踐能力，擴(kuò)展教師的知識(shí)面，還可以對(duì)典型機(jī)械產(chǎn)品拍照，為以后的教學(xué)提供工程實(shí)例。積極鼓勵(lì)教師帶領(lǐng)學(xué)生參加各種競(jìng)賽和課題，可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，同時(shí)也可以增強(qiáng)教師的實(shí)踐能力和科研水平。同時(shí)學(xué)校可以組織講課比賽，通過(guò)講課比賽，來(lái)提高教師的講課技能，將實(shí)踐和理論結(jié)合起來(lái)培養(yǎng)出雙能型教師。
4結(jié)束語(yǔ)
為了建設(shè)地方性、應(yīng)用型、高水平大學(xué)，近幾年以來(lái)講課教師在教學(xué)方法、實(shí)踐教學(xué)、課程設(shè)計(jì)、教師隊(duì)伍建設(shè)等多個(gè)方面不斷的進(jìn)行了探索與研究。將機(jī)械設(shè)計(jì)的理論教學(xué)與實(shí)踐結(jié)合起來(lái)，讓學(xué)生了解整個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。教師通過(guò)自身理論知識(shí)的學(xué)習(xí)和外出鍛煉不斷提高教師水平，以達(dá)到雙能型教師的要求，從而達(dá)到教學(xué)相長(zhǎng)的目的。
作者：曹波 高尚 姚智華 陳洪軍 陳豐 單位：安徽科技學(xué)院
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