機械設計課程設計的改革思考

摘 要:機械設計課程設計是機械類本科教學中的一個重要的實踐環節。本文針對我校機械設計課程設計過程中存在的問題，結合作者在課程設計中的教學經驗，論證了對課程設計進行改革的重要性與必要性，并提出了一些具體改革措施。

關鍵詞:機械設計 課程設計 教學改革

中圖分類號:G64文獻標識碼:A文章編號:1673-9795(2011)07(b)-0199-01

機械設計是機械類專業學生的一門主干技術基礎課，機械設計課程設計是機械類本科教學中的一個重要的實踐環節。在整個設計過程中學生要學會綜合運用機械設計、工程圖學、工程力學、工程材料和互換性技術測量等多門課程的知識，分析問題和解決問題。通過課程設計，學生對機械設計的原則、步驟和方法等會有一個比較完整的了解和掌握，對培養學生機械綜合設計能力、創新能力和工程意識具有十分重要的作用，并為以后的專業課程設計和畢業設計奠定基礎。

1 問題與不足

多年來該課程設計一直受到機械類本科教學的重視，并已形成一定的模式和體系。但由于課程設計的形式所限，整個教學過程還是存在一些的問題。具體表現在以下幾個方面。

1.1 題目單一，缺乏新意

傳統的機械設計課程設計題目主要是各種傳動裝置中的減速器，一般多為圓柱、圓錐齒輪減速器和蝸桿傳動減速器。設計的內容主要包括:擬定傳動方案;選擇電動機的類型;運動和動力參數的確定與計算;主要傳動零件的設計與計算;繪制減速器裝配圖及主要的零件圖，最后編寫設計計算說明書等。盡管該題目能系統訓練學生們對機械設計課程中的主要零部件的設計步驟和方法，使知識學得更扎實，理解更透徹，設計能力有所提高。但這套設計題目在全國各大專院校沿用了很長時間，缺乏新意，不利于培養同學們的創新思維與創新能力。

1.2 照搬照抄，不求甚解

由于傳統的齒輪減速器設計題目陳舊，各種參考資料、網上資源針對該套設計有很多典型范例，甚至有完整的設計計算過程及參考圖提供，使得有些同學在進行課程設計時，依葫蘆畫瓢，缺乏主動積極思考，抄襲現象經常發生，沒有起到課程設計應有的訓練作用。

1.3 投入不夠，不加重視

機械設計課程設計教學學時為3周，一般安排在機械設計理論教學完成以后再進行。如果同學們在這3周內能抓緊時間，自己獨立完成所有的設計計算及裝配圖、零件圖的繪制，應該有所收獲。但有些同學認為課程設計屬于教學實踐環節而不予重視，加之這段時間又面臨各門課程的結業考試，他們會把主要精力投入到復習備考之中，故在課程設計方面投入不夠，從而影響了最終的效果，不及格現象時有發生。

2 課程設計的改革思考

鑒于以上的問題與不足，對傳統的機械設計課程設計的改革勢在必行。筆者根據多年的教學經驗與體會，在此提出一些建議，僅供大家探討。

2.1 結合創新大賽，豐富設計選題

機械設計課程設計的題目首先要滿足教學實踐的基本要求，其次在規定的時間內能夠完成。因此，要求設計題目盡可能地包括機械設計教材中主要零部件的設計、加工工藝性以及潤滑密封等問題。傳統的齒輪(蝸桿)減速器設計就包含了帶傳動、齒輪(蝸桿)傳動的設計，軸的結構設計和強度計算，軸承的組合設計與壽命計算，軸承、齒輪(蝸桿)的潤滑密封，箱體結構設計和加工工藝性等內容。我校曾嘗試結合全國機械設計創新大賽的主題進行自行選題與傳統齒輪減速器設計題目并存來豐富課程設計的題目。鼓勵同學們自主選題，但前提是該選題需與教師討論，指導老師認為可行方可開始進行設計。在設計過程中，教師要隨時根據同學的要求進行指導。通過結合創新大賽自主選題，一方面學生有興趣、有思考，設計的目的性和實效性會顯著增強;另一方面，通過主動思考，其對有關理論的理解會更透徹，知識的掌握更牢固，創新能力也會得到提高。何況成功的設計還能直接用于將來的機械設計創新大賽，可謂一舉三得。不足之處就是對學生的創新意識與創新能力要求高，參與的學生人數較少，而且老師的指導工作量加大。

2.2 加強設計過程的檢查與質疑

在課程設計期間，分階段檢查學生的有關計算過程并進行質疑。如第一階段安排在電動機的選擇及有關運動和動力參數確定以后;第二階段安排在帶傳動、齒輪或蝸桿傳動設計結束時;第三階段是結構草圖的審查與質疑等。通過這些檢查與質疑，可有效的敦促同學們自己獨立完成課程設計，適當避免設計過程中機械的照搬照抄和不求甚解現象。

2.3 改變教學順序，增加感性認識

傳統的教學安排是在課程設計的教學周開始后才將課程設計任務書下發給每一位同學，學生拿到任務書才能進行有關的設計與繪圖，如果此時教學安排中有課程結課考試等，勢必會影響他們在課程設計中投入的時間和精力。因此，可改變以往傳統的教學順序，將減速器設計的部分內容融于機械設計課程教學中，提早將課程設計任務布置給同學們。這樣，他們可事先將傳動零件的設計計算和標準件選擇等完成，節省了在課程設計中所花的時間。同時又把所學知識及時串起來，循序漸進，使學生感受到本課程各部分內容的有機聯系，從而提高學習興趣，自覺地投入到學習中去。此外，還可安排學生進行減速器的拆裝實驗，增加學生對減速器的組成及結構的感性認識，為后續的課程設計打下良好的基礎。

2.4 將CAD應用在設計計算之中

隨著現代科技的飛速發展，計算機技術的應用已廣泛地深入到工程設計的各個領域，特別是掌握計算機輔助設計與繪圖已經成為機械類學生能力的一個顯著標志。隨著機械CAD的發展，出現了很多完整的設計計算軟件，利用這些軟件進行計算機輔助設計，可以解決帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動等設計計算問題，并且利用計算結果在AutoCAD可自動生成主要的視圖，為后續的平面圖的繪制帶來許多方便。此外，利用三維軟件建立零件實體模型、裝配體模型，使造型更直觀，同時設計和修改也很方便。

3 結語

機械設計課程設計是一個重要實踐教學環節，為了更好地培養同學們的設計能力，在課程設計的教學過程中，要敢于打破原有模式的限制，注意激發學生的創新欲望，鼓勵學生創新意識和有針對性地培養學生的創新方法和技能，通過采取各種有效措施，努力提高學生分析問題與解決問題的實際能力，提高學生計算機輔助設計與繪圖、機器拆裝等工具應用及動手能力，從而提高課程設計教學質量，為學生后續課程的學習和將來的就業打下了良好的基礎。

參考文獻

[1] 濮良貴，紀名剛.機械設計(第八版)[M]. 北京:高等教育出版社，2006.

[2] 王旭，等.機械設計課程設計[M].北京:機械工業出版社，2008.

[3] 周先軍.機械設計課程設計改革思考[J].吉林省教育學院學報，2010(10).

[4] 楊文敏.CAD/CAE在機械設計課程設計中的應用[J].實驗科學與技術，2010(2).