工科院校機械工程基礎實驗項目分析與開發

周 峰

（鹽城工學院機械優集學院，江蘇 鹽城 224001）

21世紀要求高等工科院校培養更多高素質、高能力、有開拓進取精神的創新型人才，而實驗教學是不可或缺的重要手段之一。實驗教學不僅僅是學生獲得知識的重要途徑，而且對培養學生的學風、實際工作能力、科學研究能力和創新能力及工程師應具備的基本素質都具有十分重要的作用。

一、機械工程基礎課程特點及內容

機械工程基礎是普及機械和機械工程的基本知識、基本概念和基本內容的課程。對文科類、管理類、計算機類、藝術設計類等專業具有開拓學生的視野、增加知識面、拓寬專業、提高學生的工程能力的作用；其任務是培養學生認識機械和機械工程的能力，是工科類非機械類專業具有工程特色，適應高新科學技術社會發展的需要。機械工程基礎的內容選擇是根據機械工程的基本內容確定的。主要講授機械發展與人類社會進步的關系及機械工程發展的趨勢，介紹工程力學、工程材料、工程制圖的基本知識，簡述機械的組成原理與工作原理、常用機械零件強度、剛度的概念、機械產品的制造技術、液壓傳動和氣動技術的概念、現代設計方法等等內容。學生通過對各部分內容的學習，了解機械及其產品從設計、制造到使用過程中需要哪些知識及其在機械產品中的地位和作用。

二、機械工程基礎實驗內容分析

機械工程基礎實驗按照實驗課教學體系分為設計與制造工藝、檢測與分析、材料與性能三個部分。機械工程基礎實驗是一門獨立的實驗課程，所有實驗都在機械基礎課實驗教學示范中心進行。本實驗課與工程力學、工程制圖、機械原理、機械設計、工程材料及成型技術基礎、互換性與技術測量基礎等課程的理論教學相銜接。

1.實驗理論

（1）韌、脆性材料在受拉、受壓和扭轉時力學性能測試的原理和方法；電測法基本原理，單向、平面應力狀態的靜態應變測量與應力計算的原理和方法；沖擊動荷系數測定的原理和方法；現代光彈測量的基本概念。（2）組合體模型的測量和組合體視圖及剖視圖的繪制方法和尺寸標注方法，機械零件功能和結構分析方法以及機械零件測繪方法和步驟，部件功能和結構分析方法以及部件測繪方法和步驟。（3）機構運動簡圖測繪與結構分析，機械運動分析方法，漸開線齒輪范成加工原理，剛性轉子的動平衡原理，機械動力學，典型機械零件狀態測試，滑動軸承性能測試與分析的原理和方法，減速器結構分析方法和步驟，各種典型機構及典型機械的綜合分析方法。（4）金相顯微分析的原理和方法；試樣制備方法，Fe-C狀態圖、C-曲線；表面強化原理和方法；焊接接頭顯微組織分析的原理和方法；力學性能（布氏硬度、洛氏硬度、顯微硬度、摩擦性能）測試的原理和方法。（5）機械加工完成后零件的尺寸誤差、形位誤差、表面粗糙度、螺紋幾何參數誤差的基本原理和方法；零件互換性所進行的必要的精密技術測量的原理和方法；測量數據的處理技術的原理和方法。

2.實驗教學

著重講授如何用科學的手段來完成理論的驗證；如何組織實驗、處理數據和分析實驗現象；介紹常用設備和儀器的原理、構造和使用維護方法以及綜合實驗內容的思路和方案設計等。

3.對學生能力培養的要求

（1）培養學生運用實驗原理和方法進行科學實驗的能力，即如何從實驗目的出發，根據什么原理，選擇何種實驗方案，配套哪些儀器設備，確定實驗程序從而獲得準確的數據并得出正確的結論。（2）通過實驗熟悉常用儀器、設備的基本原理、結構、性能；學會調試儀器和排除故障。同時，要培養學生分析問題和解決問題的能力，使學生的實驗技能進一步得到訓練和提高。（3）通過本課程的學習，加深對相關理論課程教學內容的理解，加固理論知識。（4）通過實驗過程以及完成實驗報告，培養學生嚴肅認真、實事求是的科學態度和一絲不茍的工作作風。

三、實驗項目的設置

1.機構運動參數測定與分析實驗

基本教學要求：初步了解電測機構運動參數的基本原理，利用計算機對平面機構動態參數進行采集、處理、實測、仿真比較優化設計，分析機構參數對機構動態參數的影響。

2.機構運動簡圖測繪與分析實驗

基本教學要求：掌握根據機械實物模型繪制機構運動簡圖的技能；計算自由度、驗證機構運動確定性；了解正確選擇長度比例尺方法。

3.軸系結構設計實驗

基本教學要求：熟悉和掌握軸的結構與設計，軸上零件的常用定位與固定的技術方法，軸系結構設計的要求與常用軸系結構，為后續機械設計打下良好的基礎。

4.金相顯微分析法實驗（鐵碳合金平衡組織顯微分析）

基本教學要求：研究和了解鐵碳合金在平衡狀態下的顯微組織；分析含碳量對組織和性能的影響，初步掌握用組織相對量來估計碳鋼的大致含碳量；進一步熟悉顯微鏡的使用方法及組織示意圖的描繪技能。

通過對機械工程基礎實驗實驗項目的分析和開發，有利于促進學生的思考能力、動手能力、創新能力等各方面能力提高，提高了教學質量，調動了學生的學習積極性和求知欲望，達到本課程的實驗教學目的。

[1]郭躍周.面向知識經濟改革實驗教學[J].實驗室研究與探索,2000(03).

[2]王世剛.機械原理與設計實驗[M].哈爾濱：哈爾濱工程大學出版社,2004.