《機械設計基礎》緒論部分的教學研究

【摘要】在學期伊始第一次課的教學設計尤為重要，在課程的緒論部分我們一般選擇介紹課程的任務、內容和課程的基本基本要求，還包括機器、機構與機械等基本概念，如果在講解這些概念時，我們能夠借用一些特殊的方法，就可以提高學生的學習效率。

【關鍵詞】教學方法;實例;貼近生活;環環緊扣

Abstract：In the first class at the beginning of the term of teaching design is particularly important， in the part of introduction course we generally choose to introducebasic requirement course of the task，the content and curriculum，also including the basic concept，mechanism and machine machinery， if in the explanation of these concepts， we can borrow some special methods， canimprove the students' learning efficiency.

Keywords：The teaching method;Example;Close to life;Interlocking

《機械設計基礎》對于機械專業來說，是一門必修的基礎課，它涵蓋了材料、理論力材料力學、機械原理等多門課程的教學內容，由于其理論性較強，內容多，學生在學習的時候興趣缺缺，提高學生的學習興趣，成了每一位機設教師一直在探索的問題。

因此，在學期伊始第一次課的教學設計尤為重要，在課程的緒論部分我們一般選擇介紹課程的任務、內容和課程的基本基本要求，還包括機器、機構與機械等基本概念，如果在講解這些概念時，我們能夠借用一些特殊的方法，就可以提高學生的學習效率。

具體教學內容設計如下：

一、引入需要講解的概念“機器”

提出“機器”這個名詞，引導學生在大腦里想象機器的樣子，在此可以請學生表達自己所想象的“機器”是什么樣子的，大多數同學都會認為機器就是我們在平時加工時所接觸的機床等大型設備;這時教師就指出：“除了同學們所想到的大型設備屬于機器以外，我們日常生活中經常接觸的洗衣機、汽車等也屬于機器。”

圖1 內燃機

分析：洗衣機和車床比較，→都是由人組合起來的;設備內部都存在相對運動并且運動目標明確;都是把電轉換為機械能。

縫紉機也是屬于機器的，可是它是將機械能傳遞給針完成縫補工作的。→可以進行能量傳遞。

從而引出機器具備的三個條件：

1.是一種人為的實物組合。

2.形成的各單元之間具有確定的相對運動關系。

3.能實現能量轉換或完成有用的機械功。

最后綜合三個條件總結出機器的概念：執行機械運動的裝置，用來變換或傳遞能量、物料與信息。

實例分析：請學生分析，擰螺絲的螺絲刀手動的和電動的哪一個屬于機器，為什么？

理解：電動的螺絲刀屬于機器，因為手動的螺絲刀的手柄和刀頭之間沒有確定的相對運動，不滿足第二個條件。

以汽車內燃機為例說明以下零件、構件、運動副和機構的概念。

圖2 組成內燃機的機構

二、引入“零件”的概念

由提問引出：“機器是由什么組成的？”（給學生觀看多媒體視頻，觀察內燃機的組件）說明組成：（說出幾個即可），曲軸、活塞、連桿、螺釘等。

結論：從裝配的角度分析，機器是由零件裝配而成的。

→零件的概念：機器的制造單元

分析：

1.觀察內燃機的裝配組件圖，請學生觀察零件的種類，引導學生說出幾種常用的零件，如螺釘、螺母、銷釘、曲軸、連桿等，找出日常生活中常見的幾種，不常見的有哪些。

結論：零件的分類

通用零件：各種機器中都經常使用，并完成同一功用的零件。

專用零件：只適用于一定類型機器使用的零件。

2.請學生觀察圖形，說明曲軸和連桿的不同點

注意：在此對比零件的概念，講解部件也稱組件。

三、構件、運動副、機構的講解

1.構件

引題：對比裝配的觀點分析機器的組成，機器的最主要作用是要實現能量轉換或完成有用的機械功，因此必須要有預期確定的相對運動，所以我們必須從運動的角度分析機器的組成（重點）。要求學生觀察內燃機的組圖，說明原來的有一些零件在運動的角度講現在我們加構件。

→構件的概念：機器中的運動單元。

根據圖形分析：構件可以是一個零件也可以是若干個零件的剛性組合即沒有相對運動，所謂的剛性組合即組成構件的各個零件之間沒有相對運動。例如構件曲軸、連桿等。

2.運動副

引題：觀察圖2a中，活塞1與連桿2，觀看動畫運動簡圖，可以發現兩個構件之間肯定不是緊固的關系，在運動中我們把這種有相對運動的連接成為運動副。

→運動副的概念：構件與構件直接接觸所形成的可動聯接。

可以概括出具有運動副的三個必備條件：

a）兩個構件、

b）直接接觸、

c）有相對運動

實例分析：根據運動副的概念舉實例請學生分析是否存在運動副，以教師的講桌為例，講桌是由幾塊木板拼成的，是問：“將講桌移到教室的門口，那么相鄰的兩塊木板是否存在運動副。”該問題由學生分析給出正確答案，并請分析原因。

3.構件

引題：請學生思考：現在我已經有了構件和運動副，那么要組成機器，必須將他們組合起來，才能傳遞能量和運動（請學生觀察圖2），這樣的系統就叫做機構。

概念：用運動副將若干個構件聯接起來以傳遞運動和動力的系統。

說明：為了幫助理解，我們也將機器的前兩個條件作為判斷機構的依據。如圖2所示，為了方便研究，將機構分為三類齒輪機構、凸輪機構、連桿機構，機器的正常運轉與機構的準確設計是分不開的。

四、機械的概念

引題：“機械”是一個名詞，但是如果我們把它分開理解的話，“機”在漢語詞典中我們可以發現，它可以解釋為“機動”，機動就是“運動的意思”，而我們剛剛學習的“機構”就是用于研究運動的，“械”可以理解為“機器”，所以實際上“機械”就是機構和機器的統稱。

五、小結

實際上，我們要研究機械，首先要研究是的就是機器和機構，而機器和機構又同時都與零件和構件產生直接的關系，對于這些概念的掌握就尤為重要。通過這樣的教學過程，學生在愉快輕松的心情中學習知識，并且知識點之間環環緊扣，可以大大提高學生的學習效率。

參考文獻

[1]陳紅.汽車機械基礎[M].機械工業出版社，2008.

[2]隋明陽.機械設計基礎（第2版）[M].機械工業出版社，2008.

作者簡介：楊麗英（1982—），女，河北唐山人，學士，黃岡師范學院講師，研究方向：材料成型設備以及成型工藝的研究，主要集中于塑料成型和板料成型設備和工藝的研究。