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時(shí)間：2023-03-13 11:25:54
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二、課程教學(xué)方法改革
打破傳統(tǒng)的教學(xué)方式，現(xiàn)在提倡理實(shí)教學(xué)相結(jié)合，但是《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》理論教學(xué)還是占主要課時(shí)。如何提高課堂教學(xué)效率，是本課程教學(xué)方法改革的關(guān)鍵之處。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)方式都是“教師講，學(xué)生聽”的填鴨式教學(xué)，學(xué)生對(duì)課堂不感興趣。師生之間沒有互動(dòng)或互動(dòng)很少，課堂教學(xué)效果很難有提高。為了打破這種現(xiàn)狀，我校很多老師開始嘗試采取分組討論、啟發(fā)式、項(xiàng)目式等教學(xué)方法，課堂氣氛相對(duì)較活躍，既提高了學(xué)生的參與性，又激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)造性。本人在本課程的教學(xué)過程中，主要嘗試了分組式討論教學(xué)法和案例教學(xué)法兩種新的教學(xué)方法。分組式討論教學(xué)模式，每組分4~6名學(xué)生，專門設(shè)計(jì)學(xué)案在課前下發(fā)給學(xué)生，根據(jù)學(xué)案內(nèi)容，讓學(xué)生在課堂上進(jìn)行小組討論，再由小組學(xué)生輪流發(fā)言。案例教學(xué)法是利用生活生產(chǎn)中的實(shí)例進(jìn)行知識(shí)的講授。在理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，結(jié)合生產(chǎn)中實(shí)例進(jìn)行講授。例如，在講常用機(jī)構(gòu)分類、特點(diǎn)及應(yīng)用時(shí)，可以直接讓學(xué)生觀看汽車雨刮器、牛頭刨床、揉面機(jī)、插床等機(jī)器的運(yùn)動(dòng)視頻，這樣可以直觀地反映知識(shí)內(nèi)容，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生較快地理解和掌握所學(xué)內(nèi)容。
1.2全面提高中職生的綜合設(shè)計(jì)能力在《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程的整體設(shè)計(jì)過程當(dāng)中,教師要因材施教地針對(duì)不同中職生的具體情況采取分組設(shè)計(jì)的模式,在各個(gè)小組內(nèi)部認(rèn)定一名組長(zhǎng),這名組長(zhǎng)組織本組學(xué)生相互討論和學(xué)習(xí),如果遇到困難的時(shí)候可以先通過小組討論的方式給予解決,這種模式的優(yōu)點(diǎn)就在于可以提升中職生的思考能力和合作能力,并且能夠?qū)⒆晕矣^念和認(rèn)知全面融進(jìn)到整個(gè)的設(shè)計(jì)當(dāng)中,取長(zhǎng)補(bǔ)短。小組當(dāng)中無法得以解決的問題可以拿到最后的大討論當(dāng)中來給予解決。這樣,雖然學(xué)生人數(shù)多,但是在小組討論中就能解決很多問題,教師指導(dǎo)起來針對(duì)性就會(huì)加強(qiáng)。在設(shè)計(jì)過程中,學(xué)生的思考問題能力和綜合設(shè)計(jì)能力都會(huì)得到很大的鍛煉和提高,為以后的機(jī)械設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)。
1.3鼓勵(lì)創(chuàng)新,大膽設(shè)計(jì)中職生在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中,教師要隨時(shí)激勵(lì)他們進(jìn)行大膽的想象,不怕想象錯(cuò)誤,只怕中職生沒有想法。教師在對(duì)中職生設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)過程中,時(shí)刻對(duì)于那些有著創(chuàng)新思想的學(xué)生給予積極性的鼓勵(lì),這些都是為了確保中職生能夠真正地形成獨(dú)立創(chuàng)新的能力,這些能力的養(yǎng)成對(duì)于他們未來的生存、工作和發(fā)展都具有實(shí)際化的幫助和意義。
二、實(shí)際工程中的應(yīng)用
1工程名稱：110kV柴朗線10#-15#改造工程；
2工程位置：本工程位于中山市火炬開發(fā)區(qū)；
3工程簡(jiǎn)介：本工程是為了新建廣州至珠海城際輕軌的建設(shè)而進(jìn)行的升高改造，本工程新建鐵塔兩基：N11A、N12A；基礎(chǔ)全部采用灌注樁基礎(chǔ)。但是由于現(xiàn)場(chǎng)青苗賠償?shù)葐栴}無法施工，使得N12A鐵塔需要沿大號(hào)方向移位102m，移位后基礎(chǔ)位于山腳下方。
4基礎(chǔ)設(shè)計(jì)：基礎(chǔ)位于山腳下，現(xiàn)場(chǎng)初步勘測(cè)，由于樁機(jī)等大型施工機(jī)械無法進(jìn)場(chǎng)施工，暫定基礎(chǔ)采用大板基礎(chǔ)或人工掏挖基礎(chǔ)（需根據(jù)地質(zhì)勘測(cè)報(bào)告確定）。
5地質(zhì)勘測(cè)：Ⅰ腿淤泥：4.3m、強(qiáng)風(fēng)化2.0m、中風(fēng)化5.0m；Ⅱ腿淤泥：5.0m、強(qiáng)風(fēng)化1.4m、中風(fēng)化5.0m；Ⅲ腿淤泥：5.1m、強(qiáng)風(fēng)化1.2m、中風(fēng)化5.0m；Ⅳ腿淤泥：4.2m、強(qiáng)風(fēng)化2.3m、中風(fēng)化5.0m；
6基礎(chǔ)設(shè)計(jì)存在問題：N21A鐵塔基礎(chǔ)作用力為T=90t、N=120t、HX=25t、HY=10t。根據(jù)原設(shè)計(jì)的初步假想，采用大板基礎(chǔ)或人工掏挖基礎(chǔ)；但根據(jù)地質(zhì)報(bào)告情況，此處鐵塔基礎(chǔ)位于山腳下，地質(zhì)按一定坡度進(jìn)行分布，如果采用大板基礎(chǔ)，基礎(chǔ)底板需置于持力層，此處選擇在強(qiáng)風(fēng)化層，但是考慮到地質(zhì)按照一定坡度分布，如果僅置于強(qiáng)風(fēng)化層的表面，則基礎(chǔ)抗側(cè)滑強(qiáng)度不足，但如果基礎(chǔ)底板置于強(qiáng)風(fēng)化層下方，則基礎(chǔ)埋深在5m以上，由于無法進(jìn)大型施工機(jī)械，且需進(jìn)行鋼板樁護(hù)基，無形中增加了施工危險(xiǎn)及施工成本；即便是修通道路進(jìn)入大型施工機(jī)械，則成本比原設(shè)計(jì)所用灌注樁基礎(chǔ)要大很多。根據(jù)地質(zhì)情況也無法采用采用人工掏挖基礎(chǔ)，因?yàn)樯习氩糠譃橛俜e地質(zhì)。采用人工掏挖基礎(chǔ)危險(xiǎn)系數(shù)相應(yīng)增大很多，淤泥下方為強(qiáng)風(fēng)化、中風(fēng)化采用人工掏挖基礎(chǔ)也不現(xiàn)實(shí)。
7基礎(chǔ)設(shè)計(jì)處理方法：由于電力工程《架空送電線路基礎(chǔ)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》仍然采用安全系數(shù)法，故此處設(shè)計(jì)僅需滿足設(shè)計(jì)中所要求的下壓、上拔、傾覆演算的要求即可，經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)多次勘查，結(jié)合地質(zhì)報(bào)告，最后征得施工部門意見確定此基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的條件如下：基礎(chǔ)埋深要小大于2.5m（基礎(chǔ)維護(hù)可以采用松樁處理）；如果需采用灌注樁基礎(chǔ)，則灌注樁基礎(chǔ)深度不能深于中風(fēng)化（不能采用沖鉆，因?yàn)榇撕贤瑸榭偘贤?，如果超出原合同部分則由施工部門自行承擔(dān)）?；A(chǔ)材料用量、地基處理措施等費(fèi)用不能超出原設(shè)計(jì)范圍。根據(jù)以上條件，結(jié)合本基礎(chǔ)所處地基情況，以及原設(shè)計(jì)所用費(fèi)用經(jīng)綜合考慮，采用斜柱基礎(chǔ)與灌注樁基礎(chǔ)相結(jié)合的方式，基礎(chǔ)側(cè)向位移采用松樁擋土墻處理方法。根據(jù)斜柱基礎(chǔ)與大板基礎(chǔ)的對(duì)比知道，基礎(chǔ)作用力相同的情況下斜柱基礎(chǔ)受力形式更加好，且節(jié)約材料用量。數(shù)學(xué)模型的建立，本工程所用基礎(chǔ)由于沒有具體的數(shù)學(xué)模型，所以參考承臺(tái)灌注樁基礎(chǔ)，基礎(chǔ)下壓由斜柱基礎(chǔ)底板承擔(dān)，基礎(chǔ)上拔由斜柱基礎(chǔ)和基礎(chǔ)下灌注樁部分（僅考慮自重部分）承擔(dān)，基礎(chǔ)水平作用力由斜柱基礎(chǔ)和基礎(chǔ)下灌注樁部分共同承擔(dān)；考慮到基礎(chǔ)所處地質(zhì)情況結(jié)合鉆探資料，基礎(chǔ)側(cè)位移需做擋土墻，而此條線路改造根據(jù)火炬開發(fā)區(qū)的規(guī)劃及供電局的規(guī)劃，此段線路需要近期改造拆除（施工圖已出），所以此次改造為臨時(shí)改造方案，故擋土墻處理采用松樁擋土墻。斜柱基礎(chǔ)下方仍采用松樁地基處理。最終設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)形式如圖2所示。上部斜柱基礎(chǔ)埋深1.5m，下部灌注樁基礎(chǔ)在基礎(chǔ)底部以下4.7m，入中風(fēng)化巖層0.5m以上。
中圖分類號(hào)：F407.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
機(jī)械設(shè)備在安裝過程中，通常要進(jìn)行單機(jī)調(diào)試和聯(lián)動(dòng)調(diào)試，其目的是驗(yàn)證設(shè)備正常工作的可靠性。但是，在實(shí)際工作中，常常要面對(duì)很多意想不到的異?，F(xiàn)象。只有對(duì)在實(shí)際工作中對(duì)這些“異常現(xiàn)象”進(jìn)行有效的分析和處理，才能使機(jī)械設(shè)備安裝工程正常運(yùn)行。
機(jī)械設(shè)備安裝的特點(diǎn)
機(jī)械設(shè)備安裝是指設(shè)備由生產(chǎn)廠運(yùn)輸?shù)绞┕さ攸c(diǎn)，經(jīng)過一系列必要的施工過程，把機(jī)械設(shè)備主體和附屬部件安裝到正確的工藝位置上，并通過調(diào)整試運(yùn)轉(zhuǎn)達(dá)到投產(chǎn)使用條件，這整個(gè)過程就是機(jī)械設(shè)備安裝過程。機(jī)械設(shè)備安裝工程，它是處于工程和生產(chǎn)之間的一項(xiàng)重要工序，也是機(jī)械設(shè)備從工廠制造完畢到運(yùn)行投產(chǎn)的必經(jīng)之路。機(jī)械設(shè)備安裝，又是一項(xiàng)內(nèi)容復(fù)雜的工程，它包括的種類繁多，技術(shù)條件要求各異，安裝的程序和方法也是多種多樣的，因此，對(duì)它的施工方法和安裝質(zhì)量必須給予高度的重視。隨著機(jī)械設(shè)備的更新?lián)Q代，其技術(shù)含量越來越高，機(jī)械設(shè)備安裝也脫穎而出。提前預(yù)防機(jī)械設(shè)備有可能出現(xiàn)的故障以及在沒發(fā)生事故或沒產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)影響前及時(shí)處理各種故障，在不同程度上保持和延長(zhǎng)其使用壽命；而機(jī)械設(shè)備安裝、調(diào)試合理，那么就會(huì)從本質(zhì)的原則上防止不必要的設(shè)備故障，減少不必要的經(jīng)濟(jì)支出。即使質(zhì)量?jī)?yōu)的機(jī)械設(shè)備，假如機(jī)械設(shè)備安裝調(diào)試中存在問題沒有得到處理或未妥善處理，那么在機(jī)械設(shè)備運(yùn)行過程中就有可能會(huì)因?yàn)橐粋€(gè)螺絲釘沒有擰緊而產(chǎn)生振動(dòng)造成機(jī)械設(shè)備外殼或內(nèi)部損壞，縮短機(jī)械設(shè)備的使用壽命。
二、機(jī)械設(shè)備安裝調(diào)試過程中易出現(xiàn)的問題
（一）軸承溫度過高
風(fēng)機(jī)軸承溫度異常升高的原因有三類：不良、冷卻不夠、軸承異常。離心式風(fēng)機(jī)軸承置于風(fēng)機(jī)外，若是由于軸承疲勞磨損出現(xiàn)脫皮、麻坑、間隙增大引起的溫度升高。一般可以通過聽軸承聲音和測(cè)量振動(dòng)等方法來判斷。如是不良、冷卻不夠的原因則可通過目測(cè)、手模等直觀方法判斷。而軸流風(fēng)機(jī)的軸承集中于軸承箱內(nèi)，置于進(jìn)氣室的下方，當(dāng)發(fā)生軸承溫度高時(shí)，由于風(fēng)機(jī)在運(yùn)行，很難判斷是軸承有問題還是、冷卻的問題。
（二）喘振
在風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，當(dāng)流量不斷減少到Qmin值時(shí)，進(jìn)入葉柵的氣流發(fā)生分離，在分離區(qū)沿著葉輪旋轉(zhuǎn)方向并以比葉輪旋轉(zhuǎn)角速度小的速度移動(dòng)，這就是旋轉(zhuǎn)脫離。當(dāng)旋轉(zhuǎn)脫離擴(kuò)散到整個(gè)通道，會(huì)使風(fēng)機(jī)出口壓力突然大幅度下降，而管網(wǎng)中壓力并不馬上降低，于是管網(wǎng)中的氣體壓力就大于風(fēng)機(jī)出口處的壓力，管網(wǎng)中的氣體倒流向風(fēng)機(jī)，直到管網(wǎng)中的壓力下降至低于風(fēng)機(jī)出口壓力才停止。接著，鼓風(fēng)機(jī)又開始向管網(wǎng)供氣，將倒流的氣體壓出去，這又使機(jī)內(nèi)流量減少，壓力再次突然下降，管網(wǎng)中的氣體重新倒流至風(fēng)機(jī)內(nèi)，如此周而復(fù)始，在整個(gè)系統(tǒng)中產(chǎn)生周期性的低頻高振幅的壓力脈動(dòng)及氣流振蕩現(xiàn)象，并發(fā)出很大的聲響，機(jī)器產(chǎn)生劇烈振動(dòng)，以至無法工作，這就是喘振。
（三）動(dòng)葉卡澀
軸流風(fēng)機(jī)動(dòng)葉調(diào)節(jié)是通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)滑閥改變液壓缸兩側(cè)油壓差實(shí)現(xiàn)的。在軸流風(fēng)機(jī)的運(yùn)行中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)動(dòng)葉調(diào)節(jié)困難或完全不能調(diào)節(jié)的現(xiàn)象。出現(xiàn)這種現(xiàn)象通常會(huì)認(rèn)為是風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)油系統(tǒng)故障和輪轂內(nèi)部調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)損壞等。但實(shí)際中通常是另外一種原因，在風(fēng)機(jī)動(dòng)葉片和輪轂之間有一定的空隙以實(shí)現(xiàn)動(dòng)葉角度的調(diào)節(jié)，但不完全燃燒造成碳垢或灰塵堵塞空隙形成動(dòng)葉調(diào)節(jié)困難，也就是動(dòng)葉卡澀。
三、上述問題的解決措施
（一）軸承溫度過高的解決措施
1、應(yīng)當(dāng)按照生產(chǎn)廠家說明書規(guī)定要求給軸承箱加油。軸承加油后有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)溫度高的情況，主要是加油過多。這時(shí)現(xiàn)象為溫度持續(xù)不斷上升，到達(dá)某點(diǎn)后（一般在比正常運(yùn)行溫度高l0～l5℃）就會(huì)維持不變，然后會(huì)逐漸下降。
2、冷卻風(fēng)機(jī)小冷卻風(fēng)量不足。引風(fēng)機(jī)處的煙溫在120～140℃，軸承箱如果沒有有效的冷卻，軸承溫度會(huì)升高。比較簡(jiǎn)單同時(shí)又節(jié)約用電的解決方法是在輪轂側(cè)軸承設(shè)置壓縮空氣冷卻，當(dāng)溫度低時(shí)可以不開啟壓縮空氣冷卻，溫度高時(shí)開啟壓縮空氣冷卻，確認(rèn)不存在上述問題后再檢查軸承箱。
（二）喘振的解決措施
1、聽測(cè)風(fēng)機(jī)出氣管道的氣流噪音。在接近喘振工況時(shí)，出氣管道中氣流發(fā)出的噪音時(shí)高時(shí)低，產(chǎn)生周期性變化。當(dāng)進(jìn)入喘振工況時(shí)，噪音立即劇增，甚至有爆音出現(xiàn)。
2、觀測(cè)風(fēng)機(jī)出口壓力和進(jìn)口流量變化。正常工作時(shí)其出口壓力和進(jìn)口流量變化不大，當(dāng)進(jìn)入喘振區(qū)時(shí)，二者的變化都很大。
3、觀測(cè)機(jī)體的振動(dòng)情況。進(jìn)入喘振區(qū)時(shí)，機(jī)體和軸承都會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈的振動(dòng)。防止喘振主要方法是采用出風(fēng)管放氣。在出風(fēng)管上設(shè)旁通管，一旦風(fēng)量降低至Qmin值，旁通管上的閥門自動(dòng)打開放氣，此時(shí)進(jìn)口的流量增加，工作點(diǎn)可由喘振區(qū)移至穩(wěn)定工作區(qū)，從而消除了進(jìn)氣流量小、沖角過大引起失速和發(fā)生喘振的可能性。在采用進(jìn)口導(dǎo)葉片調(diào)節(jié)風(fēng)量時(shí)，隨著工況變化，導(dǎo)葉旋轉(zhuǎn)改變通道面積適應(yīng)新工況的要求，從而避免氣流失速，可有效防止風(fēng)機(jī)喘振。
（三）動(dòng)葉卡澀的解決措施
1、調(diào)試運(yùn)行中盡量使燃油或煤燃燒充分，減少炭黑，適當(dāng)提高排煙溫度和進(jìn)風(fēng)溫度，避免煙氣中的硫在空預(yù)器中的結(jié)露。
2、在葉輪進(jìn)口設(shè)置蒸汽吹掃管道，當(dāng)風(fēng)機(jī)停機(jī)時(shí)對(duì)葉輪進(jìn)行清掃，保持葉輪清潔，蒸汽壓力≤0.2Mpa，溫度≤200℃。
3、適時(shí)調(diào)整動(dòng)葉開度，防止葉片長(zhǎng)時(shí)間在一個(gè)開度造成結(jié)垢，風(fēng)機(jī)停運(yùn)后動(dòng)葉應(yīng)間斷地在0～55°活動(dòng)。
4、經(jīng)常檢查動(dòng)葉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，適當(dāng)加油。
綜上所述，隨著我國(guó)機(jī)械制造水平的提高，各類機(jī)械設(shè)備的性能、效率和可靠性正在趕超或超過國(guó)外同類產(chǎn)品，但在實(shí)際調(diào)試運(yùn)行中發(fā)生故障的情況仍較多，完善系統(tǒng)設(shè)計(jì)、做好調(diào)試運(yùn)行前的各項(xiàng)工作，密切注意機(jī)械設(shè)備在調(diào)試、運(yùn)行過程中的異?，F(xiàn)象，加強(qiáng)維護(hù)工作等都是提高機(jī)械設(shè)備可靠性的關(guān)鍵。
各鄉(xiāng)鎮(zhèn)（街道）、市直有關(guān)部門和廣大企業(yè)務(wù)必認(rèn)清形勢(shì)，明確責(zé)任，把質(zhì)量安全放到突出重要的位置，扎實(shí)加以推進(jìn)。
推進(jìn)質(zhì)量安全，必須大力宣傳，強(qiáng)化質(zhì)量意識(shí)。各鄉(xiāng)鎮(zhèn)（街道）、市直有關(guān)部門要抓住“質(zhì)量月”活動(dòng)這一載體，運(yùn)用多種形式，全面開展質(zhì)量法律法規(guī)宣傳教育活動(dòng)。要結(jié)合《質(zhì)量振興綱要》、《產(chǎn)品質(zhì)量法》、《標(biāo)準(zhǔn)化法》等法律法規(guī)，加強(qiáng)對(duì)企業(yè)經(jīng)營(yíng)者、職工的質(zhì)量安全教育和培訓(xùn)。要開展大型上街咨詢、評(píng)選市長(zhǎng)質(zhì)量獎(jiǎng)、舉辦文藝晚會(huì)等系列活動(dòng)，提高全社會(huì)質(zhì)量意識(shí)和法制觀念。
1引言
隨著社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展，化學(xué)工業(yè)的生產(chǎn)進(jìn)入到一個(gè)全面發(fā)展時(shí)期，新的技術(shù)與手段層出不窮，使得化學(xué)工業(yè)得到更大規(guī)模的生產(chǎn)和發(fā)展，為人們的生活和社會(huì)的發(fā)展增添了大量的物質(zhì)財(cái)富，加快了社會(huì)發(fā)展進(jìn)程。在化工機(jī)械設(shè)計(jì)過程中，選擇優(yōu)質(zhì)且合適的材料至關(guān)重要。做好這一項(xiàng)工作，不僅有利于促進(jìn)化工生產(chǎn)的發(fā)展，提高設(shè)備工作效率，而且也有利于提高整體的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，促進(jìn)發(fā)展。
2在化工機(jī)械的設(shè)計(jì)過程中材料的選擇探討
在我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展這一背景之下，資源的需求以及利用趨勢(shì)日益上升，目前大多數(shù)用于機(jī)械設(shè)計(jì)的相關(guān)材料已經(jīng)被大量開采，甚至于有些材料已經(jīng)成為稀缺資源，因此，在化工機(jī)械設(shè)計(jì)過程中對(duì)于材料的選擇方面更要慎重。在此討論在化工解析設(shè)計(jì)過程中哪些材料是適合機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)過程的，以此為后續(xù)的材料應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
2.1對(duì)于載荷型材料的選擇
在化工機(jī)械的設(shè)計(jì)過程中，一般來講，對(duì)于材料的選擇方面需要考慮材料的載荷性能，而從材料的載荷性能考慮的話，又可以分為兩個(gè)方面。一是在外載荷力的作用下，零部件出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)的情況時(shí)，應(yīng)力大多集中在材料的表層，這就表明，材料的表面性能直接決定著零部件的控制效果。因此，在材料的選擇方面，假若機(jī)械材料需要承受載荷力，就可以選擇低碳鋼滲碳或者是中碳鋼調(diào)質(zhì)的方式對(duì)材料進(jìn)行加工，通過以上方法來確保機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量[1]。二是對(duì)于一些能夠承受壓縮或者是拉伸作用的材料，載荷力一般是作用在零件的橫切面，可以使得橫截面的應(yīng)力均衡受力，這就需要在化工材料的選擇方面選擇一些性能分布均勻的材料，以此來保障在機(jī)械設(shè)計(jì)的加工、生產(chǎn)等環(huán)節(jié)對(duì)材料進(jìn)行高效作業(yè)，促進(jìn)化工工業(yè)的發(fā)展。
2.2對(duì)于碳素鋼與合金鋼型材料的選擇
在化工機(jī)械的設(shè)計(jì)過程中，碳素鋼是一種比較常用的材料，究其原因，正是因?yàn)樘妓劁撨@一材料在價(jià)格方面比較實(shí)惠、加工的工藝也比較便利，從而被廣泛使用。盡管碳素鋼這一材料存在多個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)，但是也存在碳素的韌性和強(qiáng)度比較差這一缺點(diǎn)，這就使得中等以上的材料不能被完全形成，正是由于這一缺點(diǎn)的存在促使碳素鋼這一材料不能被廣泛使用在化工機(jī)械設(shè)計(jì)過程中。隨著科技的進(jìn)步與發(fā)展，可以在碳素鋼中加入合金，從而形成一種新的材料，即為合金鋼[2]。這一材料在淬透性、韌性、強(qiáng)度等方面都得到了較大的提高，并且由于合金的加入也提高了這一材料的耐磨性。因此，在化工機(jī)械的設(shè)計(jì)過程中，為了充分利用材料，當(dāng)遇到零部件橫截面積大、材料外在荷力大以及需要對(duì)材料進(jìn)行淬透時(shí)就可以使用合金鋼這一材料，而其他情況則使用碳素鋼就可以得到解決。
3在化工機(jī)械的設(shè)計(jì)過程中材料的應(yīng)用探討
在了解化工機(jī)械的設(shè)計(jì)過程中所需要使用的材料之后，如何將所選擇好的材料應(yīng)用于化工機(jī)械中呢？為此，論文就針對(duì)于此，提出以下幾個(gè)方面的探討和研究。
3.1經(jīng)濟(jì)性與實(shí)用性相結(jié)合，合理應(yīng)用機(jī)械材料
針對(duì)化工機(jī)械設(shè)計(jì)材料的運(yùn)用，首先要遵循經(jīng)濟(jì)性與實(shí)用性相結(jié)合的原則，為化工機(jī)械的設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。材料運(yùn)用的經(jīng)濟(jì)性與實(shí)用性的統(tǒng)一，需要充分考慮到兩個(gè)方面的內(nèi)容。一是應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)中的材料要按照零部件的加工工藝標(biāo)準(zhǔn)，機(jī)械加工過程中所要使用的工藝技術(shù)也有多個(gè)種類，如切削工藝、鑄造工藝、焊接工藝等，不同的工藝技術(shù)對(duì)材料的運(yùn)用要求也是不同的，比如說切削工藝要求材料的應(yīng)用符合切削工藝可操作性特征，因此，在材料的應(yīng)用過程中要在工藝技術(shù)不同要求的基礎(chǔ)上合理使用。二是需要強(qiáng)調(diào)材料應(yīng)用中的經(jīng)濟(jì)性，在化工機(jī)械設(shè)計(jì)過程中，在保障各項(xiàng)材料符合工藝要求的前提之下，科學(xué)合理地對(duì)材料加工成本進(jìn)行有效的控制，從而為后續(xù)工作的順利開展奠定基礎(chǔ)[3]。
3.2環(huán)保性與節(jié)能性相結(jié)合，減少機(jī)械材料的損耗
針對(duì)化工機(jī)械設(shè)計(jì)材料的運(yùn)用，需要在使用的過程中遵循環(huán)保性與節(jié)能性相結(jié)合的原則，從而有效提高資源利用率。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，不斷增長(zhǎng)的經(jīng)濟(jì)與不斷消耗的資源成為主要的一組矛盾，如果一味地追求經(jīng)濟(jì)效益，勢(shì)必會(huì)給社會(huì)的發(fā)展帶來不利的結(jié)果，因此，對(duì)于化工機(jī)械設(shè)計(jì)材料的選擇，不僅要考慮到對(duì)環(huán)境的保護(hù)，也要考慮到成本的輸出。在化工機(jī)械的設(shè)計(jì)過程中，做到環(huán)保性與節(jié)能性的統(tǒng)一，有利于促進(jìn)我國(guó)生態(tài)環(huán)境社會(huì)的發(fā)展和建設(shè)，也是可持續(xù)發(fā)展對(duì)化工機(jī)械設(shè)計(jì)工作所提出的新要求。比如說，在機(jī)械設(shè)計(jì)鑄件的環(huán)節(jié)中，就需要充分考慮這一環(huán)節(jié)所使用到的材料在環(huán)保方面的問題，在環(huán)保觀念下盡可能地合理使用材料，在最大程度上節(jié)約原材料和成本，減少不必要的能源消耗，從而做好化工機(jī)械設(shè)計(jì)工作。
4結(jié)語
機(jī)械設(shè)備是化工生產(chǎn)正常且穩(wěn)定運(yùn)行的一個(gè)先決條件，而在機(jī)械設(shè)計(jì)過程中對(duì)材料的選擇和應(yīng)用是機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)中關(guān)鍵性的一個(gè)環(huán)節(jié)，也已經(jīng)成為一個(gè)深受社會(huì)大眾關(guān)注的問題，由此可見，做好化工機(jī)械設(shè)計(jì)中材料的選擇，并且在此基礎(chǔ)上進(jìn)行合理的運(yùn)用至關(guān)重要。為此，論文就以此為主要的討論方向，針對(duì)在化工機(jī)械設(shè)計(jì)過程中如何做好材料的選擇工作，并且在此基礎(chǔ)上進(jìn)行合理地運(yùn)用，促進(jìn)化工機(jī)械設(shè)計(jì)工作得到順利開展，從而提高化工機(jī)械設(shè)備的工作效率，進(jìn)一步提高化工生產(chǎn)的質(zhì)量。
【參考文獻(xiàn)】
【1】趙忠國(guó).機(jī)械設(shè)計(jì)中的材料的選擇和應(yīng)用[J].科技風(fēng)，2011(17)：58.
1、機(jī)械設(shè)計(jì)與制造就業(yè)方向：可從事計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造方面的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造與開發(fā)、機(jī)械系統(tǒng)自動(dòng)控制等方面的設(shè)計(jì)工程師、工藝師、CAD/CAM技術(shù)員、檢測(cè)維修、管理及銷售人員。
2、機(jī)械設(shè)計(jì)與制造主干學(xué)科主學(xué)力學(xué)、機(jī)械工程。 主要課程：工程力學(xué)、機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、電工與電子技術(shù)、微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用、機(jī)械工程材料、制造技術(shù)基礎(chǔ)。 主要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)：包括軍訓(xùn)，金工、電工、電子實(shí)習(xí)，認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)，生產(chǎn)實(shí)習(xí)，社會(huì)實(shí)踐，課程設(shè)計(jì)，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）等，一般應(yīng)安排40周以上。
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〔正文〕
機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械類各專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課。同時(shí)，該課程也是工科類專業(yè)的基礎(chǔ)必修課。本課程在教學(xué)內(nèi)容方面，著重基本知識(shí)、基本理論和基本方法，在培養(yǎng)實(shí)踐能力方面，著重設(shè)計(jì)構(gòu)思和設(shè)計(jì)技能的基本訓(xùn)練。在本課程學(xué)習(xí)中，綜合運(yùn)用先修課程中所學(xué)的有關(guān)知識(shí)和技能，結(jié)合各種教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)及課程設(shè)計(jì)的基本鍛煉，為順利地過渡到學(xué)習(xí)有關(guān)專業(yè)課程及進(jìn)行專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)。
機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是機(jī)械類專業(yè)和近機(jī)類專業(yè)學(xué)生在學(xué)完機(jī)械設(shè)計(jì)及同類課程以后所設(shè)置的一個(gè)重要的教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)，也是學(xué)生第一次較全面、規(guī)范地進(jìn)行設(shè)計(jì)訓(xùn)練機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)的一個(gè)重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。其主要目的是培養(yǎng)學(xué)生的理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)能力，訓(xùn)練學(xué)生綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程和其他先修課程的基礎(chǔ)理論并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行分析和解決工程實(shí)際問題的能力，鞏固、深化和擴(kuò)展學(xué)生有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識(shí)；通過對(duì)通用機(jī)械傳動(dòng)或簡(jiǎn)單機(jī)械的設(shè)計(jì)，使學(xué)生掌握一般機(jī)械設(shè)計(jì)的程序和方法，樹立正確的工程設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)獨(dú)立、全面、科學(xué)的工程設(shè)計(jì)能力等；在課程設(shè)計(jì)實(shí)踐中，對(duì)學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)基本技能的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生查閱和使用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)、圖冊(cè)及相關(guān)技術(shù)資料的能力以及計(jì)算、繪圖、數(shù)據(jù)處理和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等方面的能力等。
基于以上認(rèn)識(shí)，結(jié)合近年我校機(jī)械設(shè)計(jì)課程體系、課程內(nèi)容以及立體化教學(xué)模式的改革和重點(diǎn)課程建設(shè)，在學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐中，主要從機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方法和手段的改進(jìn)等方面進(jìn)行了大膽的改革與實(shí)踐，逐步實(shí)施了從手工繪圖到二維AUTOCAD的應(yīng)用最終到三維 CAD的過渡，在提高學(xué)生的設(shè)計(jì)能力和綜合素質(zhì)方面得到了較好的效果。
一. 機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐的現(xiàn)狀
幾個(gè)世紀(jì)以來，人們用手工繪圖來表達(dá)自己的設(shè)計(jì)理念。圖紙作為工程師的語言，為工程設(shè)計(jì)技術(shù)人員之間進(jìn)行有效的交流帶來極大方便。然而，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，手工繪圖已不能滿足機(jī)械設(shè)計(jì)的要求?，F(xiàn)在，機(jī)械設(shè)計(jì)手段從20世紀(jì)70年代的手工繪圖轉(zhuǎn)向計(jì)算機(jī)繪圖，大大提高了繪圖效率和繪圖質(zhì)量。
目前，CAD技術(shù)主要以二維繪圖軟件AUTOCAD為代表，在機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐中只是教會(huì)學(xué)生操作和繪制簡(jiǎn)單的零件圖，而用AUTOCAD繪制裝配圖以及進(jìn)行有關(guān)的工程分析是非常不便的且很難實(shí)現(xiàn)。為此，為了能夠方便地繪制裝配圖，在機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)和畢業(yè)設(shè)計(jì)中逐步地采用了CAXA電子圖版、開目CAD等二維繪圖軟件作為繪圖工具，輔助完成零部件設(shè)計(jì)。 當(dāng)前，我國(guó)制造業(yè)已全面完成甩圖板工程，二維CAD技術(shù)的普及結(jié)束了手工繪圖的歷史，對(duì)減輕人工勞動(dòng)強(qiáng)度，提高經(jīng)濟(jì)效益起到了很明顯的作用。隨著技術(shù)的發(fā)展，CAD技術(shù)正從二維CAD向三維CAD過渡，有相當(dāng)一部分CAD應(yīng)用較早的企業(yè)已完成了從二維CAD向三維CAD轉(zhuǎn)換，并取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。企業(yè)需要掌握三維CAD技術(shù)的專業(yè)人才，掌握三維CAD技術(shù)已成為工科院校畢業(yè)生最基本的要求。因此，在機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)中采用三維 CAD技術(shù)，已成為我們現(xiàn)在機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)改革的重要內(nèi)容和亟待解決的問題。
二. 三維CAD關(guān)鍵技術(shù)
三維CAD造型技術(shù)也稱建模技術(shù)，它是CAD技術(shù)的核心。從20世紀(jì)60年代至今，三維建模技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了線框建模、曲面建模、實(shí)體建模、特征建模、參數(shù)化建模、變量化建模，以及當(dāng)今正在研究的產(chǎn)品集成建模、行為建模等發(fā)展過程。三維CAD以三維造型設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，只要形成了三維模型，各種二維視圖唾手可得。三維CAD技術(shù)在產(chǎn)品的三維造型、虛擬裝配、工程圖生成、動(dòng)態(tài)干涉檢驗(yàn)、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析和動(dòng)態(tài)仿真、有限元分析等方面帶來了革命性得突破，提高了設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量。三維設(shè)計(jì)的真正意義不僅僅在于設(shè)計(jì)模型本身，而是設(shè)計(jì)出模型的后處理工作。
三維CAD技術(shù)主要包括以下內(nèi)容：三維造型/三維設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助工程分析、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析/仿真、裝配干涉檢驗(yàn)、三維轉(zhuǎn)二維、圖樣檔案管理等。科技論文。科技論文。利用這種全過程的三維CAD系統(tǒng)完成設(shè)計(jì)以后，不僅使設(shè)計(jì)對(duì)象的幾何形狀和性能滿足要求，而且使各方面的指標(biāo)（強(qiáng)度、剛度、重量和成本等）都達(dá)到最佳狀態(tài)，這是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和輔助工程分析的根本目的。三維CAD符合設(shè)計(jì)者的思維習(xí)慣，可以充分發(fā)揮設(shè)計(jì)者創(chuàng)造力和想象力。三維 CAD技術(shù)不僅解決了產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工程圖繪制的問題，更重要的是利用三維CAD技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的虛擬設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)仿真和優(yōu)化設(shè)計(jì)，所生產(chǎn)的三維零件可以直接與CAE/CAM/CAPP等CIMS技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和銜接，是將來實(shí)現(xiàn)無圖樣生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)之一，是實(shí)現(xiàn)虛擬制造的重要手段。掌握三維CAD技術(shù)的使用，已經(jīng)逐步同使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行文字處理一樣，成為產(chǎn)品開發(fā)、設(shè)計(jì)人員的一種基本技能。
三、CAD技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
隨著計(jì)算機(jī)性能的提高，網(wǎng)絡(luò)通訊的普及化、信息處理的智能化，CAD三維技術(shù)正向規(guī)范化、智能化、集成化的方向發(fā)展。
1. 規(guī)范化。ス娣痘(標(biāo)準(zhǔn)化)的趨勢(shì)體現(xiàn)在幾個(gè)方面：數(shù)據(jù)模型的規(guī)范化(標(biāo)準(zhǔn)化)、數(shù)據(jù)交換格式的標(biāo)準(zhǔn)化和CAD資源的規(guī)范化等。數(shù)據(jù)模型應(yīng)采用STEP標(biāo)準(zhǔn)體系。隨著STEP標(biāo)準(zhǔn)體系的逐步完善，它對(duì)于幾何數(shù)據(jù)、工程數(shù)據(jù)模型的思想將作為新一代CAD系統(tǒng)的開發(fā)指南?？恳郧暗囊恍?biāo)準(zhǔn)接口已經(jīng)無法完全滿足CAD數(shù)據(jù)交換的要求。目前，參數(shù)化特征模型的傳輸還是一個(gè)世界難題，在STEP標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，相信這一點(diǎn)能有所突破。
2.智能化。ヌ卣髟煨禿筒問設(shè)計(jì)的采用即是智能化方面的進(jìn)步。軟件不僅僅是提供一些繪制的工具由人們?nèi)ナ褂?，也不再將占線面數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在一起，而忽略其內(nèi)在聯(lián)系。特征和參數(shù)的引入使得軟件似乎成為人類(用戶)一個(gè)更聰明的助手?？萍颊撐?。CAD軟件應(yīng)該更大限度地將工程數(shù)據(jù)概念集成到數(shù)據(jù)模型中，例如目前，CAD軟件的特征模型主要是解決零件幾何造型的問題，而對(duì)于后續(xù)分析、CAPP和加工的需要還考慮得不夠。
3.集成化。ゼ成化是當(dāng)今CAD技術(shù)發(fā)展的又一大趨勢(shì)。CAD技術(shù)不是孤立的。首先，它集成了計(jì)算機(jī)軟硬件、數(shù)據(jù)庫、外圍設(shè)備、圖形學(xué)、網(wǎng)絡(luò)及各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的技術(shù)。同時(shí)，它又不斷和CAM(計(jì)算機(jī)輔助制造)、CAPP(計(jì)算機(jī)輔助工藝流程規(guī)劃)、MIS（管理信息系統(tǒng))、PDM(產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理)以及MRP(制造資源管理)等系統(tǒng)相集成。由于Internet的發(fā)展，使得這些設(shè)想得以實(shí)現(xiàn)。如何構(gòu)造在Internet體系上的CAD/CAM集成化系統(tǒng)將會(huì)是人們追蹤的熱點(diǎn)。特別是在全球經(jīng)濟(jì)一體化的背景下，并行工程、異地設(shè)計(jì)制造等概念的發(fā)展和應(yīng)用，基于網(wǎng)絡(luò)、基于WEB的協(xié)同設(shè)計(jì)制造系統(tǒng)大受青睞。現(xiàn)在已有一些標(biāo)準(zhǔn)，如解決異構(gòu)系統(tǒng)平臺(tái)的XML和XML-3D，以及解決三維圖形、圖像在互聯(lián)網(wǎng)上傳輸共享的VRML標(biāo)準(zhǔn)相繼出臺(tái)，已經(jīng)為我們?cè)诨ヂ?lián)網(wǎng)的構(gòu)架下，建立協(xié)同設(shè)計(jì)和協(xié)同工作的環(huán)境打下了基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)
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[中圖分類號(hào)]：TH11 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]：A [文章編號(hào)]：1002-2139(2011)-17-0000-01
機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程是一門用以培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)能力的技術(shù)基礎(chǔ)課，主要內(nèi)容包括機(jī)械傳動(dòng)知識(shí)、常用機(jī)構(gòu)、軸系零件等，本課旨在培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用先修課程中所學(xué)知識(shí)和技能，解決機(jī)械工程實(shí)際問題的能力，結(jié)合各種實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，進(jìn)行機(jī)械工程技術(shù)人員所需的基本訓(xùn)練，為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)有關(guān)專業(yè)課程和日后從事機(jī)械設(shè)計(jì)工作打下基礎(chǔ)，因此在近機(jī)械類專業(yè)的教學(xué)計(jì)劃中占有重要地位和作用，是高等工科院校中近機(jī)械類專業(yè)一門主干課程，在人才培養(yǎng)的教學(xué)計(jì)劃中占有重要的地位。作為基礎(chǔ)理論課程，其概念較繁雜，同時(shí)也具有很強(qiáng)的實(shí)踐性和應(yīng)用性，所以教學(xué)過程中必須將理論和實(shí)踐緊密結(jié)合起來，注重對(duì)學(xué)生解決實(shí)際問題能力的培養(yǎng)。然而當(dāng)前教學(xué)中確存在著一定的問題，影響了教學(xué)效果。
1.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)重點(diǎn)
機(jī)械原理教學(xué)重點(diǎn)要求學(xué)生掌握運(yùn)動(dòng)副的分類和表示方法，機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本形式及其演化、圖解法繪制盤狀凸輪機(jī)構(gòu)、齒廓嚙合基本定律、設(shè)計(jì)漸開線齒輪傳動(dòng)的基本尺寸以及輪系傳動(dòng)比的計(jì)算等。本部分的基本概念和基本理論比較抽象，如機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算中虛約束的判斷、平面連桿機(jī)構(gòu)曲柄存在條件的判定、滾子半徑和基圓半徑對(duì)凸輪輪廓的影響、漸開線性質(zhì)等。這些內(nèi)容學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)既看不到，又摸不著，使教學(xué)中存在著很大的難度。實(shí)驗(yàn)教學(xué)也是機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的一個(gè)重要的實(shí)踐性環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和工程意識(shí)、檢驗(yàn)知識(shí)的重要手段。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要有：常用機(jī)構(gòu)、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制、齒輪范成實(shí)驗(yàn)、機(jī)械零件現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)、齒輪減速器拆裝等。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)多以驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)為主，學(xué)生只需按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書所列步驟進(jìn)行，缺乏主動(dòng)參與意識(shí)，這樣不利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。
2.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)中存在的問題
隨著教學(xué)改革的深入和課程體系的調(diào)整，《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程的知識(shí)不斷更新，學(xué)時(shí)逐漸縮短。但隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和機(jī)械學(xué)科的發(fā)展，本課程需要向?qū)W生講授的內(nèi)容越來越多。由于該課程涉及知識(shí)點(diǎn)多、難度大，并具有一定的實(shí)踐性，致使學(xué)生對(duì)各章節(jié)之間的教學(xué)聯(lián)系缺乏清晰的認(rèn)識(shí)，學(xué)習(xí)效果差。而教學(xué)中，有些教師只滿足于給學(xué)生講道理，以為道理講清了，任務(wù)就完成了。這樣的教學(xué)過程完成后，學(xué)生僅僅簡(jiǎn)單地記住了一些名詞術(shù)語或要點(diǎn)，對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解和運(yùn)用仍然沒有質(zhì)的提高。顯然，傳統(tǒng)的教學(xué)方法存在著理論與實(shí)踐相分離的現(xiàn)象，不能很好地解決該課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)。為培養(yǎng)高素質(zhì)技能型人才，滿足社會(huì)不斷發(fā)展的要求，對(duì)教學(xué)方法的改進(jìn)迫在眉睫。
3.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)方法改進(jìn)措施
3.1改革課程設(shè)計(jì)的教學(xué)模式
傳統(tǒng)的課程設(shè)計(jì)教學(xué)模式是集中用兩周的時(shí)間要求學(xué)生就某一課題進(jìn)行設(shè)計(jì)，完成機(jī)械系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)、通用零部件工作能力設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等內(nèi)容，設(shè)計(jì)性內(nèi)容和計(jì)算量比重較大，時(shí)間緊、任務(wù)重。因此，在教學(xué)中，可以將課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容分解在理論教學(xué)的各個(gè)章節(jié)中，讓學(xué)生帶著任務(wù)去學(xué)習(xí)，而到最后課程設(shè)計(jì)就比較簡(jiǎn)單了，提高理論學(xué)習(xí)的積極性，綜合應(yīng)用能力也得到了提高機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)不僅要培養(yǎng)學(xué)生掌握機(jī)械技術(shù)的基本知識(shí)、基本理論和基本技能，更要培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力和解決實(shí)際問題的能力。課堂教學(xué)要并注意培養(yǎng)目標(biāo)與教學(xué)目標(biāo)相適應(yīng)，以更符合高等職業(yè)教育人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求。
3.2分利用多種教學(xué)手段
要充分利用有利于改善教學(xué)效果的多種教學(xué)手段。在教學(xué)實(shí)踐中，充分利用實(shí)物、模型，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)；通過多媒體課件教學(xué)使學(xué)生對(duì)各種機(jī)構(gòu)的工作原理及在各種機(jī)械中的實(shí)際應(yīng)用有深入的了解，提高學(xué)生的工程意識(shí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣?？梢砸隒AI教學(xué)課件展示各類機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過程，呈現(xiàn)不易觀察的零件內(nèi)部結(jié)構(gòu)與動(dòng)態(tài)特征，演示實(shí)際加工機(jī)床的運(yùn)動(dòng)與加工過程等，使學(xué)生的視覺活動(dòng)和聽覺活動(dòng)有機(jī)結(jié)合，變枯燥的結(jié)構(gòu)內(nèi)容為形象生動(dòng)的內(nèi)容，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生積極思維，增強(qiáng)教學(xué)效果。使用掛圖、投影儀等則可省去部分在黑板上畫圖的時(shí)間。
3.3加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)
要有效利用實(shí)驗(yàn)教學(xué)，由任課老師在課堂上做演示實(shí)驗(yàn)，以配合課堂教學(xué)。比如在講解四連桿機(jī)構(gòu)時(shí)，運(yùn)用模型做課堂演示，讓學(xué)生一邊觀察一邊聽講，能使學(xué)生很快弄清曲柄、搖桿等構(gòu)件之間的實(shí)際運(yùn)動(dòng)情況，理解了死點(diǎn)、急回特性等重點(diǎn)知識(shí)。另外，帶學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，是很好的教學(xué)方式。它可以使學(xué)生對(duì)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)情況觀察得更仔細(xì)、更充分，同時(shí)還可以培養(yǎng)他們的實(shí)際動(dòng)手能力，為此，要盡可能讓每個(gè)學(xué)生都有機(jī)會(huì)親手參加實(shí)際操作。為積極創(chuàng)造條件做好實(shí)驗(yàn)，任課教師應(yīng)與試驗(yàn)人員密切配合，根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的要求認(rèn)真做好準(zhǔn)備、講解、指導(dǎo)及批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告等工作，提高實(shí)驗(yàn)的質(zhì)量和效率。
3.4加強(qiáng)實(shí)習(xí)教學(xué)
實(shí)習(xí)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力的主要手段。《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程可以結(jié)合專業(yè)實(shí)習(xí)來進(jìn)行。具體來說就是在專業(yè)實(shí)習(xí)前，任課教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容擬出實(shí)習(xí)思考題，讓學(xué)生帶著機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)問題去實(shí)習(xí)，啟發(fā)學(xué)生自己動(dòng)腦去發(fā)掘尚未掌握的知識(shí)，尋找尚未知曉的事物。例如，在齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)拆裝實(shí)習(xí)時(shí)，可通過對(duì)傳動(dòng)齒輪的裝拆和齒輪側(cè)隙的測(cè)量進(jìn)一步理解中心距可分性原理，再通過講解，啟發(fā)學(xué)生自己開動(dòng)腦筋充分分析，熱烈討論，去理解該原理的現(xiàn)實(shí)意義，即生產(chǎn)實(shí)際中齒輪的裝配雖不按標(biāo)準(zhǔn)中心距安裝，但仍然可使傳動(dòng)平穩(wěn)的道理。因此，《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》任課教師應(yīng)充分利用好專業(yè)實(shí)習(xí)時(shí)，認(rèn)真加以引導(dǎo)，提高學(xué)生的積極性和思維能力。
《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》教學(xué)應(yīng)與生產(chǎn)實(shí)踐、技術(shù)推廣、社會(huì)服務(wù)緊密結(jié)合，更好地面向社會(huì)、面向市場(chǎng)，適應(yīng)企業(yè)需求和崗位需要，與生產(chǎn)實(shí)踐緊密結(jié)合?！稒C(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程教學(xué)方法還需要教師在教學(xué)實(shí)踐中不斷地創(chuàng)新、總結(jié)和完善，才能更好地進(jìn)行教學(xué)。
參考文獻(xiàn)：
[作者簡(jiǎn)介]孫芹（1979- ），女，山東威海人，山東英才學(xué)院機(jī)械學(xué)院，講師，碩士，研究方向?yàn)闄C(jī)械制造、數(shù)控加工。（山東 濟(jì)南 250104）
[中圖分類號(hào)]G712 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1004-3985（2013）29
當(dāng)今社會(huì)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展壯大，得益于日趨激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。面對(duì)機(jī)遇與挑戰(zhàn)，制造業(yè)只有不斷吸收機(jī)械、電子、信息及現(xiàn)代企業(yè)管理等多方面的成果，并應(yīng)用于產(chǎn)品生命周期的全過程，才能不斷推出新品，富有競(jìng)爭(zhēng)力。集成化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、虛擬化以及智能化是使傳統(tǒng)制造系統(tǒng)成為信息時(shí)代、知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的先進(jìn)制造系統(tǒng)的最主要內(nèi)容。目前，在眾多企業(yè)中廣泛應(yīng)用的CAD/CAM技術(shù)是現(xiàn)代先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)成功滲入傳統(tǒng)制造業(yè)的結(jié)果。
為使學(xué)生進(jìn)入企業(yè)后，能夠熟練掌握一門CAD/CAM軟件，盡快適應(yīng)自己的工作崗位，山東英才學(xué)院結(jié)合機(jī)制專業(yè)的自身特點(diǎn)，選擇NX（UG）作為CAD/CAM教學(xué)軟件。通過到兄弟院校走訪調(diào)研發(fā)現(xiàn)，在教學(xué)過程中，CAD/CAM單獨(dú)作為一門課程一般開設(shè)在第六學(xué)期或第七學(xué)期，雖然該課程設(shè)置的目的是為了起到連接作用，為后續(xù)的畢業(yè)設(shè)計(jì)和學(xué)生就業(yè)提供好的繪圖工具。但作為一門課程，學(xué)生學(xué)完后，很難做到融會(huì)貫通，沒有達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。為了提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，讓枯燥的機(jī)械課程變得簡(jiǎn)單易懂，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，增強(qiáng)各門課程之間的聯(lián)系。在機(jī)制本科的教學(xué)過程中，嘗試運(yùn)用NX的CAD/CAM一體化功能來輔助教學(xué)，實(shí)踐表明，這對(duì)學(xué)生理解和掌握專業(yè)課程有很大的幫助。
一、NX軟件在“機(jī)械制圖”課程中的應(yīng)用——NX 三維造型模塊
“機(jī)械制圖”是工科重要的主干專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程，在機(jī)械工程科學(xué)人才培養(yǎng)體系中占有重要地位。該課程以形體構(gòu)造和圖形表達(dá)為核心，以形象思維為主線，培養(yǎng)學(xué)生空間想象能力、形象思維能力、圖形表達(dá)能力和創(chuàng)新構(gòu)形能力等工程科學(xué)的基本素質(zhì)，并為進(jìn)一步學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)類、機(jī)械制造類和工程實(shí)踐類后續(xù)課程提供必備的制圖基礎(chǔ)知識(shí)與基本技能。
在制圖的教學(xué)過程中，仍以講授為主，部分教學(xué)環(huán)節(jié)借助模型和掛圖等輔助工具，學(xué)生往往是被動(dòng)學(xué)習(xí)，建立空間思維相對(duì)困難，學(xué)生普遍反映課程太難學(xué)，從而對(duì)課程產(chǎn)生了厭倦，降低了學(xué)習(xí)積極性。到了高年級(jí)，進(jìn)入專業(yè)課程學(xué)習(xí)、課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)階段，學(xué)生反而不會(huì)畫圖了。畢業(yè)后，進(jìn)入社會(huì)，就業(yè)將更加困難。因此，嘗試將NX軟件引入“機(jī)械制圖”課程教學(xué)環(huán)節(jié)。建立機(jī)械制圖虛擬模型庫，讓學(xué)生有整體的概念，通過旋轉(zhuǎn)、剖切三維圖形，可以對(duì)三維模型進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真，讓學(xué)生理解模型各個(gè)方向的形狀，增加圖形的直觀性，搭建投影和三維實(shí)體之間的橋梁，這樣再來學(xué)習(xí)制圖的投影原理及其他表達(dá)方式，將變得非常輕松。同時(shí)，NX為參數(shù)化建模，方便對(duì)模型進(jìn)行修改，可以根據(jù)教學(xué)大綱的變化，及時(shí)修改模型?？蓪⒛Ｐ蛶焐蟼鞯骄W(wǎng)絡(luò)課程中，學(xué)生自主學(xué)習(xí)，大大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
二、在“數(shù)控機(jī)床編程”課程中的應(yīng)用——NX加工模塊
“數(shù)控機(jī)床編程”課程是機(jī)械制造本科專業(yè)重要的專業(yè)課程。大部分院校數(shù)控機(jī)床編程主要以手工編程為主，講授數(shù)控車床編程和數(shù)控銑床（加工中心）編程。為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，手工編程的內(nèi)容也會(huì)借助NX軟件，講授自動(dòng)編程應(yīng)如何實(shí)現(xiàn)。如在車削的教學(xué)過程中，相應(yīng)會(huì)講解軸類零件、螺紋類零件、綜合實(shí)例等自動(dòng)編程過程，通過手工程序和自動(dòng)生成程序的對(duì)比，學(xué)生對(duì)編程有更深刻的理解，更喜歡數(shù)控編程課程，為機(jī)床實(shí)訓(xùn)打下基礎(chǔ)。
手工編程雖然有不少優(yōu)點(diǎn)，如方便快捷，可以省略很多走空刀的地方，能最大地優(yōu)化加工路徑等。但手工編程無法編制復(fù)雜工件，如非常規(guī)曲面的程序編制，同時(shí)手工編程對(duì)編程人員有較高的要求，一個(gè)點(diǎn)計(jì)算錯(cuò)誤，將會(huì)造成嚴(yán)重的后果。當(dāng)手工編程無法完成或是編程比較困難的零件，可以通過自動(dòng)編程完成，NX軟件有強(qiáng)大的數(shù)控加工CAM模塊，包括平面銑削、型腔銑削和深度銑削、固定軸曲面輪廓銑削、多軸銑削和孔加工等，基本可以加工任意復(fù)雜的曲面。NX數(shù)控加工的一般流程為零件3D建?！付üに嚪桨浮M(jìn)入CAM環(huán)境—?jiǎng)?chuàng)建程序節(jié)點(diǎn)、創(chuàng)建刀具節(jié)點(diǎn)、創(chuàng)建幾何節(jié)點(diǎn)、創(chuàng)建加工方法節(jié)點(diǎn)—設(shè)定參數(shù)—生成刀軌并驗(yàn)證—機(jī)床后置處理—數(shù)控程序（NC代碼）。
三、在“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程中的應(yīng)用——NX仿真、裝配和工程圖模塊
“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程主要包括機(jī)械原理和機(jī)械零件設(shè)計(jì)兩部分，以機(jī)械原理部分學(xué)習(xí)過程中的四連桿機(jī)構(gòu)為例，在學(xué)習(xí)四連桿機(jī)構(gòu)時(shí)，如果僅僅通過理論講解，學(xué)生對(duì)四連桿的運(yùn)動(dòng)特性理解的不夠充分，可以利用NX運(yùn)動(dòng)仿真模塊，首先通過三維建模，虛擬裝配，設(shè)定連桿，設(shè)定驅(qū)動(dòng)，完成平面四連桿機(jī)構(gòu)的三維動(dòng)畫運(yùn)動(dòng)仿模擬。
機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程學(xué)完后，要進(jìn)行課程設(shè)計(jì)。以減速器課程設(shè)計(jì)為例，學(xué)生要完成減速器裝配圖及零件圖的繪制。給定參數(shù)后，如果學(xué)生憑空想象，采用二維軟件即使完成了減速器的裝配圖，并拆畫零件圖，也不知道所繪制的減速器各零件間是否會(huì)產(chǎn)生干涉，能否保證加工后的零件能夠安裝。因此，可以利用NX的裝配模塊，將所設(shè)計(jì)的減速器零部件進(jìn)行裝配，通過仿真建模，查看各個(gè)零部件之間是否存在干涉，為后續(xù)加工的零件的順利裝配打下基礎(chǔ)。并且，NX軟件可以將三維模型轉(zhuǎn)換為二維工程圖形。如果零部件模型尺寸進(jìn)行了修改，裝配圖形也會(huì)自動(dòng)做相應(yīng)的修改。
四、在本科畢業(yè)（論文）設(shè)計(jì)中的應(yīng)用——NX 綜合運(yùn)用
畢業(yè)（論文）設(shè)計(jì)是每個(gè)本科生畢業(yè)前要完成的最重要的一項(xiàng)任務(wù)。機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的本科畢業(yè)生主要從事的工作崗位為：數(shù)控機(jī)床操作崗位（數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控線切割機(jī)床的機(jī)床操作工），數(shù)控工藝技術(shù)崗位（數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)師、數(shù)控工藝文件管理員、數(shù)控程序編寫技術(shù)員、電腦繪圖員等），普通機(jī)電設(shè)備設(shè)計(jì)師助理等技術(shù)工作崗位，這些崗位的共同特點(diǎn)是動(dòng)起手來能干活，拿起電腦可設(shè)計(jì)。因此，畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)他們來說尤其重要，畢業(yè)論好了，進(jìn)入企業(yè)后，就能更快適應(yīng)工作崗位。
在教學(xué)過程中，為實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型本科的人才培養(yǎng)目標(biāo)，減少理論型、研究型論文，要求畢業(yè)論文題目需“來自企業(yè)”，即學(xué)生的畢業(yè)論文內(nèi)容既要包含設(shè)計(jì)又要包含制造，而且學(xué)生必須在數(shù)控機(jī)床上至少加工出畢業(yè)論文中的一個(gè)中等復(fù)雜的零件，若能借助NX軟件，自動(dòng)生成數(shù)控加工程序，并對(duì)刀路和程序進(jìn)行優(yōu)化，會(huì)起到事半功倍的效果。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓學(xué)生掌握機(jī)械零件從設(shè)計(jì)到制造的全過程，為工作后以最短的時(shí)間適應(yīng)企業(yè)要求奠定基礎(chǔ)。
五、在機(jī)制專業(yè)各種大賽中的應(yīng)用――NX 提升
雖然將NX軟件融入多門專業(yè)課程的教學(xué)過程，使學(xué)生學(xué)習(xí)積極性大大提高了，教學(xué)效果明顯，但由于課時(shí)的限制， NX軟件強(qiáng)大的功能模塊，教學(xué)過程不可能面面俱到，很多模塊不能深入講解，一般是按照一定的講課模式完成教學(xué)任務(wù)。
教學(xué)過程中理論講解的思路和方法肯定與實(shí)際工作有一定的差距。針對(duì)學(xué)生的不同要求，鼓勵(lì)學(xué)生參加競(jìng)賽來提高自己的能力。主要組織學(xué)生參加山東省數(shù)控大賽、山東省機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)大賽和全國(guó)3D大賽等。在每項(xiàng)技能競(jìng)賽中，都要求學(xué)生完成真實(shí)的產(chǎn)品，大賽的環(huán)境更接近于真實(shí)的工作環(huán)境，通過參加不同類型的大賽，學(xué)生會(huì)對(duì)NX軟件更加的熟悉，對(duì)自己感興趣的模塊有更深刻的了解。同時(shí)，大賽能拓寬學(xué)生的視野，提高團(tuán)隊(duì)合作精神，提升自身的設(shè)計(jì)、制造和創(chuàng)新能力，拓寬將來的就業(yè)范圍，提高了就業(yè)機(jī)會(huì)。教師通過指導(dǎo)大賽，與學(xué)生進(jìn)行溝通，更了解學(xué)生的想法。通過參加大賽，與其他院校進(jìn)行交流，相互借鑒，獲得更多的信息，把握更新的教學(xué)理念，并不斷滲透到自己的教學(xué)過程中，使教學(xué)更貼近實(shí)際，使本來枯燥的課堂變得更加生動(dòng)。技能大賽可以讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到學(xué)習(xí)中的不足，明確自己的學(xué)習(xí)方向。
把NX（UG）軟件應(yīng)用于機(jī)制本科“機(jī)械制圖”“數(shù)控機(jī)床編程”“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”等課程中，使學(xué)生感覺枯燥、難懂專業(yè)課程變得生動(dòng)、易懂、易學(xué)，學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力得到了提升，學(xué)習(xí)積極性得到了提高，同時(shí)，在本科畢業(yè)（論文）設(shè)計(jì)和各種大賽中，充分合理地選用NX軟件的相應(yīng)模塊，滿足了不同層次、不同要求的學(xué)習(xí)需求，教師更容易了解學(xué)生，可使教學(xué)更能滿足學(xué)生的需求，更能貼近社會(huì)實(shí)踐的要求。學(xué)生上學(xué)期間打下的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，也為今后的就業(yè)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
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【中圖分類號(hào)】G40-057 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B 【論文編號(hào)】1009―8097(2010)10―0076―03
引言
高等職業(yè)教育是高等教育的重要組成部分,是以培養(yǎng)具有一定理論知識(shí)和較強(qiáng)實(shí)踐能力,面向基層、生產(chǎn)、服務(wù)和管理第一線崗位的實(shí)用型、技能型人才為目的的教育[1]。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)是高職教育機(jī)械系列課程中的一門主干課程,對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)和解決工程實(shí)際問題的能力發(fā)揮著重要的作用[2]。同時(shí),它也是一門綜合性很強(qiáng)的課程,涉及到力學(xué)、機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計(jì)等多門課程的知識(shí),是這些基礎(chǔ)知識(shí)的綜合體現(xiàn)和運(yùn)用。目前,機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)方法的研究已經(jīng)得到了廣泛的關(guān)注,見參考文獻(xiàn)[3-9]。傳統(tǒng)的教學(xué)方法是將工程力學(xué)、機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計(jì)等課程分開來講,忽視了彼此之間的聯(lián)系,學(xué)生學(xué)完后難以將所學(xué)知識(shí)融合起來應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)。高職機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的特點(diǎn)是重視應(yīng)用性教學(xué),強(qiáng)調(diào)知識(shí)的運(yùn)用,降低理論的深度,對(duì)于公式、公理等推導(dǎo)、證明的理解、認(rèn)知不重要。教學(xué)內(nèi)容以“必須夠用”為原則,在不影響知識(shí)理解連貫性的前提下可以減略,以便學(xué)生集中精力掌握實(shí)用的結(jié)論,以解決實(shí)際設(shè)計(jì)問題[10]。針對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)存在的問題,結(jié)合高職教育的特點(diǎn),提出了基于知識(shí)融合的機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)法。以應(yīng)用為目的,本著優(yōu)化、適用、適度的原則,將工程力學(xué)、常用機(jī)構(gòu)、通用機(jī)械等教學(xué)內(nèi)容有機(jī)的融合,并開發(fā)了相應(yīng)的教學(xué)資源,運(yùn)用后取得了良好的效果。
一 教學(xué)目標(biāo)
從高等職業(yè)教育培養(yǎng)應(yīng)用型、技術(shù)型人才的總目標(biāo)出發(fā),遵循“以應(yīng)用為目的”,“以必需、夠用為度”,“以掌握概念、強(qiáng)化應(yīng)用、培養(yǎng)技能為教學(xué)重點(diǎn)”的原則,提出了基于知識(shí)融合的機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)法。傳統(tǒng)的教學(xué)目標(biāo)只是針對(duì)某一課程基礎(chǔ)知識(shí)的掌握,忽視了課程之間的交叉與聯(lián)系。不同的老師擔(dān)任不同的課程,學(xué)生可能在學(xué)習(xí)某一門課程時(shí)掌握得很好,但是在機(jī)械設(shè)計(jì)真正的應(yīng)用時(shí),會(huì)感覺很迷茫,不知從哪里入手,所學(xué)的知識(shí)不能得以應(yīng)用。原因在于學(xué)生沒有從整體上把握機(jī)械設(shè)計(jì)的過程,所學(xué)的知識(shí)沒有融合在一塊,各自是孤立的。
機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)一般要經(jīng)過產(chǎn)品的規(guī)劃、方案設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)、施工設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)。通過學(xué)習(xí),學(xué)生不僅應(yīng)掌握一般機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)所需的基本理論知識(shí),還應(yīng)對(duì)機(jī)械系統(tǒng)有一個(gè)整體的認(rèn)識(shí),并應(yīng)掌握機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本過程。基于知識(shí)融合的機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)法打破傳統(tǒng)的工程力學(xué)、機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)等課程的界限。將理論力學(xué)、材料力學(xué)、常用機(jī)構(gòu)和通用機(jī)械的知識(shí)相互融合,使力學(xué)的內(nèi)容滲透到常用機(jī)構(gòu)和通用機(jī)械以及與之相關(guān)的內(nèi)容中,理論與實(shí)踐緊密結(jié)合。不但使學(xué)生掌握機(jī)械設(shè)計(jì)所必需的基礎(chǔ)知識(shí),包括常用機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)特性和工程力學(xué)方面的基本理論。更為重要的是使學(xué)生將所學(xué)的知識(shí)融匯貫通,對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)形成一個(gè)整體的認(rèn)識(shí)。超越各門課程之間界限,隨時(shí)能夠靈活熟練地運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì),具備一般通用機(jī)械的設(shè)計(jì)能力。培養(yǎng)學(xué)生建立初步的工程概念,對(duì)機(jī)械產(chǎn)品具有整體的概念和正確的設(shè)計(jì)思想,為解決實(shí)際問題打好基礎(chǔ)。
二 基于知識(shí)融合的機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)法
在有限的學(xué)時(shí)內(nèi),合理取舍課堂教學(xué)內(nèi)容,是關(guān)系到能否真正實(shí)現(xiàn)課程目標(biāo)的關(guān)鍵。高職院校的機(jī)械設(shè)計(jì)課程應(yīng)遵循以下的原則:精選重點(diǎn)和難點(diǎn)的內(nèi)容進(jìn)行詳解與指點(diǎn),避免煩瑣公式的推導(dǎo)和易于自學(xué)的內(nèi)容占用過多的學(xué)時(shí);拓寬學(xué)生的知識(shí)面,注重工程應(yīng)用,啟發(fā)學(xué)生舉一反三;注重機(jī)械學(xué)科發(fā)展,將機(jī)械學(xué)科的科研成果融入教學(xué),讓學(xué)生了解機(jī)械學(xué)科的新技術(shù)、新方法[3]。
以機(jī)械系統(tǒng)分析和綜合設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)為主線,突出工程意識(shí)和創(chuàng)新精神的培養(yǎng),并將這一思想貫穿課程始終。從整體設(shè)計(jì)思想出發(fā),精簡(jiǎn)煩瑣的公式推導(dǎo)及過時(shí)的工程方法,刪減各門課程重復(fù)交叉的內(nèi)容,實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的整體優(yōu)化。多年來機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計(jì)兩門課程的教學(xué)內(nèi)容基本變化不大,課程內(nèi)容自成體系,相互之間缺少銜接,存在內(nèi)容交叉和重復(fù)的問題。如齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì),歷來是機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計(jì)課程的重點(diǎn)內(nèi)容,由兩門課程分別講授,不但部分內(nèi)容重復(fù),且從設(shè)計(jì)的思維過程來看,有些內(nèi)容本來是緊密聯(lián)系的,卻被兩門課程所分割?；谥R(shí)融合的機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)法打破傳統(tǒng)的工程力學(xué)、機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)等課程的界限,將這些課程有機(jī)地融為一體,如圖1所示。
常用機(jī)構(gòu)及其傳動(dòng)設(shè)計(jì)一般包括工作原理、運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)、承載能力設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)四個(gè)方面的內(nèi)容,將這些內(nèi)容所涉及的基本理論進(jìn)行融合。首先學(xué)習(xí)工程實(shí)際中常用機(jī)構(gòu)和機(jī)械的有關(guān)力學(xué)方面的必要知識(shí)。包括力學(xué)模型的概念,對(duì)力學(xué)模型的受力分析方法,力、力矩、力偶的概念及其基本性質(zhì),平面一般力系平衡問題的解法。四種基本變形的內(nèi)力和應(yīng)力分析、強(qiáng)度計(jì)算,減速器軸的彎扭組合變形分析及強(qiáng)度計(jì)算等。在講授力學(xué)方面的知識(shí)時(shí),將一些機(jī)械設(shè)計(jì)中的常用的機(jī)構(gòu)融匯進(jìn)來,對(duì)后面的機(jī)構(gòu)學(xué)習(xí)可以起到拋磚引玉的作用。同時(shí),也讓學(xué)生學(xué)會(huì)了如何將力學(xué)知識(shí)應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)中。再接著學(xué)習(xí)機(jī)械中常用機(jī)構(gòu)及通用零部件的類型、特點(diǎn)、工作原理、運(yùn)動(dòng)特性、工作能力設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、組合設(shè)計(jì)以及標(biāo)準(zhǔn)零部件的選用等。在講授具體機(jī)構(gòu)及零部件設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí),針對(duì)具體機(jī)械的工況與技術(shù)要求,進(jìn)行力學(xué)性能的強(qiáng)度校核。又可以回顧以前所學(xué)的力學(xué)知識(shí),真正做到知識(shí)的前后呼應(yīng),融會(huì)貫通。與目前的基于項(xiàng)目的教學(xué)法有異曲同工之妙。而原來的工程力學(xué)、機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計(jì)的課程是分開的,工程力學(xué)以受力分析為主,機(jī)械原理是以機(jī)構(gòu)的分析為主,機(jī)械設(shè)計(jì)是以零件的強(qiáng)度分析和繪制圖紙為主。各自獨(dú)立的課程配置使學(xué)生學(xué)習(xí)起來難以真正體會(huì)它們之間的聯(lián)系,相互之間的應(yīng)用就更無從談起。而機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)正是融合了多學(xué)科的知識(shí),相互之間應(yīng)用起來更是融為一體,難以分割。
三 教學(xué)資源的開發(fā)
根據(jù)基于知識(shí)融合的機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)法,編寫了機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教材,制作了相應(yīng)的教學(xué)資源,如圖2所示。教材包括物體受力分析基礎(chǔ)、常用機(jī)構(gòu)、聯(lián)接、傳動(dòng)件及傳動(dòng)裝置、支承零部件五部分。物體受力分析基礎(chǔ)對(duì)物體所受力進(jìn)行了分析,介紹了平面力系和空間力系;常用機(jī)構(gòu)介紹了機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖和自由度、平面連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)和其他常見機(jī)構(gòu);聯(lián)接主要介紹了聯(lián)接件的變形、螺紋連接、軸轂聯(lián)接、軸間連接和彈性聯(lián)接;傳動(dòng)件及傳動(dòng)裝置對(duì)齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)、輪系、帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)等傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、應(yīng)用范圍及設(shè)計(jì)計(jì)算進(jìn)行闡述;支承零部件介紹了常用的支承零部件軸和軸承。
多媒體教學(xué)因其具有直觀性、動(dòng)態(tài)性、可重復(fù)性、針對(duì)性、圖文并茂等優(yōu)點(diǎn),為課堂教學(xué)打開了一幅別開生面的畫卷,日益受到廣大教師和學(xué)生的青睞。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程要求學(xué)生對(duì)機(jī)械傳動(dòng)有較強(qiáng)的感官認(rèn)識(shí),懂得各種機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的原理和動(dòng)作的順序,而這些單憑黑板上講解是掌握不了的,必須通過實(shí)物演示或?qū)嶒?yàn)操作才能獲得。以螺栓聯(lián)接的結(jié)構(gòu)和受力分析為例。如圖3所示為螺栓聯(lián)接的結(jié)構(gòu)和受力分析,包含了預(yù)緊前、預(yù)緊和受載三個(gè)狀態(tài)。上面有正常加載、超常加載、加載和卸載四個(gè)按鈕,當(dāng)點(diǎn)擊其中的任一按鈕時(shí),在右邊力的坐標(biāo)系中可以顯示力的變化情況,同時(shí)受載狀態(tài)結(jié)構(gòu)圖中也可模擬結(jié)構(gòu)實(shí)際的變化情況。如圖4所示,即為點(diǎn)擊超常加載按鈕的模擬情況,不但在力的坐標(biāo)系中顯示了此時(shí)力的大小,而且可以在螺栓聯(lián)接的結(jié)構(gòu)中呈現(xiàn)出結(jié)構(gòu)的實(shí)際變化情況。其圖文聲像并茂等優(yōu)勢(shì)能將教學(xué)中抽象、陌生的知識(shí)直觀化、形象化,創(chuàng)建出生動(dòng)的表象,增大課堂信息量,活躍氣氛,有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,調(diào)動(dòng)其學(xué)習(xí)的積極性,獲得較好的教學(xué)效果。
四 結(jié)論
機(jī)械設(shè)計(jì)課程有著其他課程不能替代的作用,這是由課程的性質(zhì)、任務(wù)、地位和內(nèi)容決定的。針對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)存在的問題,結(jié)合高等職業(yè)技術(shù)教育的特點(diǎn),提出了基于知識(shí)融合的機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)法,以應(yīng)用為目的,本著優(yōu)化、適用、適度的原則,將多科目基礎(chǔ)課程內(nèi)容融合。完善整個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)過程所必要的基本知識(shí)和基本理論,增加基本設(shè)計(jì)方法和實(shí)踐性內(nèi)容。著力體現(xiàn)了高等職業(yè)教育的特色,有利于提高學(xué)生認(rèn)識(shí)問題和解決問題的能力。編寫了機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教材,制作了相應(yīng)的多媒體教學(xué)資源,在教學(xué)中進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用,取得了良好的效果,具有重要的實(shí)際應(yīng)用和廣闊的推廣價(jià)值。
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