提高機械設(shè)計課程設(shè)計教學(xué)質(zhì)量的措施

1、提高機械設(shè)計課程設(shè)計教學(xué)質(zhì)量的措施許愛瑾陳富強涂德浴(安徽工業(yè)大學(xué)機械工程學(xué)院安徽馬鞍山243002)摘要:機械設(shè)計課程設(shè)計是機械設(shè)計課程十分重要的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)采取加強創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和計算機的應(yīng)用重視測繪訓(xùn)練和設(shè)計指導(dǎo)等具體措施可以有效地提高教學(xué)質(zhì)量。關(guān)鍵詞:機械設(shè)計課程設(shè)計教學(xué)質(zhì)量創(chuàng)新能力中圖分類號:G642.0文獻標(biāo)識碼:A文章編號:16719247(2010)03013002MeasurestoImprovetheTeaching

2、QualityofMechanicalDesignCourseXUAijinCHENFuqiangTUDeyu(SchoolofMechanicalEngineeringAHUTMa.anshan243002AnhuiChina)Abstract:Courseofmechanicaldesignisanimptantpracticalcourseinmechanicaldesign.Weshouldtakesucheffectiveme

3、asuresasstrengtheningthecultivationofinnovativeabilityabilityofusingcomputersattachingimptancetomappingtrainingguidanceofdesigntoimprovetheteachingquality.Keywds:mechanicaldesigncoursedesignteachingqualitycreativeability

4、機械設(shè)計課程設(shè)計是機械設(shè)計課程十分重要的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。通過課程設(shè)計學(xué)生可以掌握一套完整的設(shè)計原則、步驟和方法[1]對培養(yǎng)學(xué)生機械綜合設(shè)計能力、創(chuàng)新能力和工程意識十分重要并為以后的專業(yè)課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計奠定基礎(chǔ)在教學(xué)中具有承上啟下的作用。因此研究如何提高機械設(shè)計課程設(shè)計教學(xué)質(zhì)量是十分必要的。一、加強創(chuàng)新能力的培養(yǎng)機械設(shè)計課程設(shè)計一直被認為是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力啟迪學(xué)生創(chuàng)新思維、開拓學(xué)生創(chuàng)新潛能的重要課程。實踐表明利用好課程設(shè)計這個平臺需要做好

5、以下幾個方面的工作。(一)恰當(dāng)選題激發(fā)創(chuàng)新興趣長期以來我校和其他本科院校都選擇齒輪減速器0作為課程設(shè)計的題目。齒輪減速器設(shè)計涉及的機械設(shè)計問題具有典型性和普遍意義齒輪、軸、軸承的設(shè)計可以鞏固機械設(shè)計課程所學(xué)的知識齒輪減速器設(shè)計也能體現(xiàn)機械設(shè)計的一般步驟和方法。并且設(shè)計計算和繪圖工作量也適合做三周以內(nèi)的設(shè)計。所以該題目一直是各高校機械設(shè)計課程設(shè)計的主打選題。從教學(xué)實踐看學(xué)生對機械系統(tǒng)傳動方案的選擇缺乏足夠的重視和深刻的認識。為了讓學(xué)生對機

6、械設(shè)計有更系統(tǒng)更全面的認識我們選擇某種機械系統(tǒng)作為設(shè)計背景而齒輪減速器是主要的傳動裝置。如帶式輸送機傳動裝置設(shè)計卷揚機傳動裝置設(shè)計通常學(xué)生選擇設(shè)計展開式兩級斜齒圓柱齒輪減速器0但也可以選擇其他合理的傳動方案指導(dǎo)教師可以在評分中對不同于展開式的合理方案進行獎勵。特別是筆者結(jié)合畢業(yè)設(shè)計課題、科研課題等提煉出適合某些特殊場合的減速器的設(shè)計題目如磁選機設(shè)計中選擇的同軸式減速器、除鐵器中使用的擺線針輪式減速器、展翼機飛翔機構(gòu)中的行星輪式減速器、汽

7、車變速箱中的齒輪設(shè)計等。甚至可以選擇某些能達到課程設(shè)計教學(xué)大綱的要求而非設(shè)計減速器的題目如筆者和學(xué)生共同設(shè)計的內(nèi)吸式磁選機就是一個很好的例子。這些新穎的題目開拓了學(xué)生的視野突出了機械系統(tǒng)傳動方案的創(chuàng)新設(shè)計能力的培養(yǎng)。(二)鼓勵學(xué)生進行結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計在機械設(shè)計課程中學(xué)習(xí)齒輪、軸承、軸等通用零件的結(jié)構(gòu)和設(shè)計方法在課程設(shè)計中主要完成這些通用件的設(shè)計其中結(jié)構(gòu)設(shè)計在整個設(shè)計階段耗時最多也最能鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新性思維。由于影響零部件結(jié)構(gòu)尺寸的因素很多并不

8、存在唯一正確的合理結(jié)構(gòu)學(xué)生可以設(shè)計出很多種的合理結(jié)構(gòu)。因此在課程設(shè)計的教學(xué)中要鼓勵學(xué)生探索通用件新的結(jié)構(gòu)型式。(三)進行課外機械創(chuàng)新設(shè)計學(xué)生在掌握了基本設(shè)計理論和方法后為鞏固和加強創(chuàng)新能力的培養(yǎng)筆者結(jié)合學(xué)校課外大學(xué)生科技活動帶領(lǐng)學(xué)生進行機械創(chuàng)新設(shè)計實踐活動有效地將設(shè)計課程延伸到課外。如帶領(lǐng)學(xué)生進行了家庭按摩沙發(fā)按摩運動機構(gòu)的設(shè)計智能晾衣架設(shè)計等項目。通過構(gòu)思獨特的運動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計不僅鞏固了課程知識也大大提升了學(xué)生的創(chuàng)造力。二、加強計算

9、機的應(yīng)用1991年宋健提出甩圖板工程0國家教委在九五0規(guī)劃中提出要求全國重點高等工科院校在九五0末基本甩掉圖板省屬地方高等工科院校也應(yīng)根據(jù)省情和各校特點擬定可行的改革方案以求逐步實現(xiàn)甩圖板的教改目標(biāo)。由于機械設(shè)計課程設(shè)計是機械制圖課程之后繪圖量最大的課程為實現(xiàn)高校甩圖板的目標(biāo)收稿日期:20091116作者簡介:許愛瑾(1974)男江西修水人安徽工業(yè)大學(xué)機械工程學(xué)院講師。130第27卷第3期2010年5月安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版)Jo

10、urnalofAnhuiUniversityofTechnology(SocialSciences)Vol.27No.3May2010必須在課程設(shè)計中實現(xiàn)計算機輔助設(shè)計。過去課程設(shè)計的教學(xué)模式是:集中三周時間在設(shè)計繪圖教室完成設(shè)計。一般在一周的設(shè)計計算后花費二周時間手工繪制0號圖紙并編寫設(shè)計說明書。這樣做的好處是管理和指導(dǎo)比較方便學(xué)生通過查設(shè)計資料能完成通用件的常規(guī)設(shè)計計算。但手工反復(fù)的計算和手工繪圖工作量大耗時多還由于錯誤返工導(dǎo)致圖面

11、不整潔學(xué)生容易產(chǎn)生厭倦情緒甚至不敢下筆或是一味照搬照抄因而鮮有創(chuàng)新結(jié)構(gòu)。這種現(xiàn)象也要求我們在教學(xué)實踐中加強計算機的應(yīng)用。(一)應(yīng)用課程設(shè)計輔助設(shè)計軟件根據(jù)課程設(shè)計中學(xué)生初次學(xué)習(xí)機械零件設(shè)計的特點我們編制了通用件的設(shè)計計算程序。[2]筆者編制的軟件不同于商業(yè)的設(shè)計軟件其突出的特點是圖表的調(diào)用直觀模擬人工查詢手冊的方式使學(xué)生不僅方便快捷查詢到數(shù)據(jù)同時明白數(shù)據(jù)的出處和來歷。通過設(shè)計程序的一步步引導(dǎo)使用者迅速地得到設(shè)計結(jié)果并能打印和顯示設(shè)計計算

12、的全部過程。實踐表明使用輔助設(shè)計軟件學(xué)生在設(shè)計中可以快捷和準確地得到多種設(shè)計方案完成各種設(shè)計方案的比較在方案設(shè)計實踐中加深對設(shè)計參數(shù)本質(zhì)的理解掌握尋求最優(yōu)設(shè)計方案的方法增強了學(xué)生改進設(shè)計的興趣鍛煉和提高了學(xué)生的分析能力。(二)鼓勵使用計算機繪圖機械設(shè)計課程設(shè)計是學(xué)生在大學(xué)期間進行繪圖訓(xùn)練的重要課程我們鼓勵學(xué)生使用計算機繪制工程圖紙。這在實踐中最大的困難是由于學(xué)生多而學(xué)校用于教學(xué)的計算機數(shù)量難以滿足學(xué)生在同一時間段進行設(shè)計的需要。為此筆者

13、將課程設(shè)計的教學(xué)時間分階段錯開安排保證學(xué)生有充足的上機時間。具體做法是:將設(shè)計計算安排在機械設(shè)計學(xué)習(xí)的過程中學(xué)生可在學(xué)習(xí)完相應(yīng)零件的章節(jié)后進行零件的設(shè)計訓(xùn)練同時熟悉零件圖紙的計算機繪制。在機械設(shè)計課程學(xué)習(xí)完成后進行測繪實驗為進行課程設(shè)計奠定基礎(chǔ)。將機械設(shè)計課程設(shè)計三周的教學(xué)分散到第二個學(xué)期進行并在關(guān)鍵階段適當(dāng)安排集中教學(xué)和檢查。分散進行是為了解決上機的問題讓學(xué)生有更多的空間和時間選擇使用計算機。通過分散和集中的教學(xué)方式達到甩圖板0和計算

14、機輔助設(shè)計的目的。三、重視測繪訓(xùn)練近年來我院多次組織用人單位對畢業(yè)生工作能力的進行評價用人單位普遍贊揚我院畢業(yè)生肯干肯鉆研務(wù)實等優(yōu)秀品質(zhì)同時對畢業(yè)生的測繪能力的不足也提出了中肯意見。測繪是工程技術(shù)人員應(yīng)該具備的基本技能長期以來高校對學(xué)生的測繪能力訓(xùn)練投入精力很少。為加強對測繪能力的訓(xùn)練筆者在機械設(shè)計課程設(shè)計教學(xué)中增加了機器的測繪實驗主要是各種通用減速器和汽車變速器的測繪。學(xué)生通過測繪實驗掌握機器測繪的基本方法和步驟訓(xùn)練了部件和零件的測繪

15、能力為接下來的課程設(shè)計奠定了基礎(chǔ)。在以往的課程設(shè)計中發(fā)現(xiàn).由于學(xué)生空間想象能力不足和缺乏工程實踐經(jīng)驗面對采用二維傳統(tǒng)方法設(shè)計的圖紙難以全面地想象出減速器的機構(gòu)導(dǎo)致學(xué)生對自己設(shè)計的減速器結(jié)構(gòu)似懂非懂影響設(shè)計質(zhì)量。隨著教學(xué)改革的深入我院改善了實驗條件使學(xué)生能在實驗室對各種通用減速器進行測繪不僅有效地提高了測繪能力同時也提高了課程設(shè)計的質(zhì)量。為輔助開展測繪實驗的教學(xué)筆者在校教改基金的支持下開發(fā)了減速器虛擬裝配實驗0網(wǎng)站[3]學(xué)生通過瀏覽網(wǎng)站提

16、供的虛擬零件和實際零件的照片以及裝配視頻等可以通過調(diào)用網(wǎng)站零件庫提供的零件自己組裝減速器。通過網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)對減速器結(jié)構(gòu)加深了認識大大激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣。網(wǎng)站也成為減速器測繪實驗有力的補充。四、重視并加強設(shè)計指導(dǎo)隨著高校的擴大招生教師指導(dǎo)的學(xué)生數(shù)量大增一對一的指導(dǎo)需要花費教師大量時間指導(dǎo)教師在思想上應(yīng)高度重視指導(dǎo)的實際意義和指導(dǎo)任務(wù)的艱巨性。要讓所有的學(xué)生在有限的時間內(nèi)達到教學(xué)大綱規(guī)定的要求特別是為使學(xué)生能使用計算機進行輔助設(shè)計采取的是分散和集

17、中的教學(xué)模式繪圖時間由學(xué)生自己掌握。為避免學(xué)生之間簡單拷貝或不抓緊時間筆者要求學(xué)生在集中教學(xué)的時間提交手繪草圖和打印的圖幅為A4的CAD圖并對其設(shè)計進行質(zhì)疑以檢查其對設(shè)計的理解也可有效避免簡單拷貝圖樣的現(xiàn)象。另外在一個階段結(jié)束要進行結(jié)果審查。機械設(shè)計課程設(shè)計一般可分為六個階段即方案的確定、初步計算(包括運動學(xué)、零件尺寸計算)、草圖設(shè)計、裝配圖設(shè)計、零件工作圖設(shè)計、編寫設(shè)計計算說明書。其中草圖設(shè)計及裝配圖的設(shè)計即結(jié)構(gòu)設(shè)計階段是重點階段這階

18、段也是問題較多的階段。筆者建設(shè)的減速器虛擬裝配實驗0網(wǎng)站有大量結(jié)構(gòu)設(shè)計的錯誤圖例可供學(xué)生研究學(xué)習(xí)。在指導(dǎo)中還要注意引導(dǎo)學(xué)生重視標(biāo)準件的尺寸以及規(guī)定畫法。五、結(jié)語在機械設(shè)計課程設(shè)計教學(xué)中我們堅持貫徹加強設(shè)計指導(dǎo)重視測繪實踐突出計算機應(yīng)用能力強調(diào)創(chuàng)新設(shè)計能力培養(yǎng)0的教學(xué)精神注意激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新欲望鼓勵學(xué)生創(chuàng)新意識和有針對性地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新方法和技能通過采取各種有效措施提高了教學(xué)效率和教學(xué)效果充分調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和求知欲望提高了教學(xué)質(zhì)量特

19、別是提高了學(xué)生計算機輔助設(shè)計的實際應(yīng)用能力在機械系統(tǒng)方案設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計等不同層面培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力提高了學(xué)生分析問題與解決問題的能力。在教學(xué)實踐中獲得了較好的教學(xué)效果。參考文獻:[1]吳宗澤羅圣國.機械設(shè)計課程設(shè)計手冊[M].北京:高等教育出版社.[2]許愛瑾.基于VB的帶傳動圖表數(shù)據(jù)的處理[J].機械2004(4):4950.[3]許愛瑾.減速器虛擬裝配實驗網(wǎng)站[EBOL].:xuaijin.ahut.edu.cn.2006