淺談機械設(shè)計課程設(shè)計論文

　　1.引言

　　《機械設(shè)計》是機械類專業(yè)學(xué)生的一門主干技術(shù)基礎(chǔ)課，它以通用機械零部件的設(shè)計計算以基本內(nèi)容，通過該課程的教學(xué)，綜合運用本課程和其他先修課程的知識，使學(xué)生具有設(shè)計機械傳動裝置和一般機械的能力。除了課堂教學(xué)，本課程還安排2-3周的課程設(shè)計�！稒C械設(shè)計》課程設(shè)計本來是根據(jù)《機械設(shè)計》課程的內(nèi)容、學(xué)習(xí)要求，安排的隨該課課程設(shè)計。不只如此，更是機械類學(xué)生大學(xué)期間一個重要的實踐性環(huán)節(jié)，是機械類學(xué)生第一次全面設(shè)計實踐訓(xùn)練。此次設(shè)計是畢業(yè)設(shè)計、未來的設(shè)計工作的基礎(chǔ)和起點。眾所周知，“良好的開端是成功的一半”，故此次設(shè)計對于學(xué)生極為重要，尤其是對學(xué)生建立正確的設(shè)計理念。因為設(shè)計理念是設(shè)計的核心和靈魂，通過課程設(shè)計，使學(xué)生初步理解、體會設(shè)計理念的內(nèi)涵和關(guān)要。要實現(xiàn)此目標(biāo)，教師在課程設(shè)計中的科學(xué)指導(dǎo)非常關(guān)鍵。課程設(shè)計時，學(xué)生們一般是大三上學(xué)期，從學(xué)校到學(xué)校，一直習(xí)慣于考試，考試訓(xùn)練的習(xí)慣，使得很多同學(xué)，習(xí)慣于尋找答案，特別是一個標(biāo)準(zhǔn)答案。此種思維模式和設(shè)計有很大的不同，設(shè)計是針對實際的問題，實際的問題的解決，其答案可選項往往有多種而非一種。這一點很多學(xué)生設(shè)計時不習(xí)慣、不適應(yīng)。例如軸的設(shè)計中，經(jīng)過計算：軸徑d>=21mm,經(jīng)常有學(xué)生問，d取多少是正確的？這要看此軸段上，有無裝其他零件？與同軸上其他軸段的關(guān)系？若此處是普通轉(zhuǎn)軸的過度軸段，其上不用裝任何零件，那么取21.5、22、22.5、23、24、25等都是對的，可選項理論上無窮個，設(shè)計時自己選擇一個即可。另一方面，設(shè)計是一項系統(tǒng)工程，設(shè)計時，哪怕一個零件的設(shè)計也要考慮相關(guān)的很多實際因素，更何況一部機器的設(shè)計。相比而言，以前學(xué)生們的單科學(xué)習(xí)考試，要簡單得多。設(shè)計時，不只用到《機械設(shè)計》、或某一科單科知識、往往要涉及多門相關(guān)先修課程，如《機械制圖》、工程力學(xué)、材料、互換性及測量技術(shù)等等，還要參考手冊、圖冊等設(shè)計相關(guān)資料。為使學(xué)生從應(yīng)試思維、心態(tài)順利過渡到課程設(shè)計應(yīng)有的狀態(tài)，指導(dǎo)教師的科學(xué)指導(dǎo)非常關(guān)鍵。二十年以來，筆者一直從事《機械設(shè)計》教學(xué)和課程設(shè)計的指導(dǎo)，曾跟從前輩老教師，聽授他們的課程指導(dǎo)，自己獨立指導(dǎo)過學(xué)生課程設(shè)計不少于三十批次。雖然關(guān)于設(shè)計理念，設(shè)計指導(dǎo)相關(guān)書籍、資料非常多，而且很完備。但切合學(xué)生課程設(shè)計時的實際情況，使他們易于接受、應(yīng)機施教的講解、做法卻很少見到�；�于此點，筆者在此總結(jié)前輩和自己在課程設(shè)計中做法，但愿能對同行他人有所啟發(fā)和幫助。

　　2.《機械設(shè)計》課程設(shè)計中的設(shè)計指導(dǎo)

　　2.1設(shè)計理念的解讀

　　根據(jù)學(xué)生的實際情況，講解設(shè)計的理念使學(xué)生理解何謂設(shè)計，然后學(xué)生在此次課程設(shè)計中才有可能按此理念去設(shè)計、去實踐。故切合學(xué)生的心態(tài)，恰當(dāng)?shù)慕庾x是很重要的。2.1.1首先，設(shè)計必須結(jié)合實際，不能脫離實際而設(shè)計由于學(xué)生從學(xué)校到學(xué)校，機械工程、設(shè)計實踐的機會很少，什么叫“結(jié)合實際”，他們自己不好理解。雖然當(dāng)前是課程設(shè)計，但作為老師，教學(xué)活動不應(yīng)局限于此，既要著手于當(dāng)下的設(shè)計，更重要的必須立足于未來，從為培養(yǎng)未來工程師的角度來考慮。

　　2.1.1.1選題方面，必須具有實際意義、具有應(yīng)用性，不能脫離實際；本次課程設(shè)計中，題目是確定的。不久的將來，學(xué)生們會參加工作，若做設(shè)計性的工作，如果選題方面已定，不必說了；倘若是自主選題、或根據(jù)用戶要求定課題，則應(yīng)知道選題的原則和注意事項。需要慎重考慮設(shè)計題目是否合適，是否符合用戶要求、是否符合國家環(huán)保要求、或至少不違背相關(guān)的法律、法規(guī)等（例如至少不能損害公眾利益等）。

　　2.1.1.2課題的設(shè)計、制造等環(huán)節(jié)必須考慮實際實施，具有合理性、可行性，最好方便實現(xiàn)。此項內(nèi)容涉及的環(huán)節(jié)因素很多，從思考角度方面：一方面是用戶，站到用戶立場考慮，盡量滿足用戶的需求；另一方面，對生產(chǎn)制造方而言，方便實施。應(yīng)考慮的因素很多，但結(jié)合學(xué)生的情況，不宜要求太多，講得太多，否則學(xué)生很難把握，只就目前較易理解和接受的來講和要求。以設(shè)計時選材為例：一般用戶希望產(chǎn)品價格低，機械產(chǎn)品零件常用金屬材料，如鋼、合金鋼等，這些材料市場上易采購到（方便生產(chǎn)方），若一般碳素鋼能用，就不一定要選合金鋼，因為價格方面合金鋼要貴一些，當(dāng)然有其他考慮必須選用合金鋼，則屬另一種情況。如果設(shè)計選材選用昂貴材質(zhì)，必然增加產(chǎn)品成本、使產(chǎn)品價格高，增加用戶的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。再如公差等級等方面涉及很多，從易于理解的精度等級方面給學(xué)生講解，他們?nèi)菀桌斫猓旱途�度能滿足實際要求，就不一定要選精度高的，例如9級齒輪就可以，就不必選8級。因為低精度易于實現(xiàn)、成本低。等等。

　　2.1.2設(shè)計與計算

　　課程設(shè)計中，不少同學(xué)搞不清設(shè)計和計算的關(guān)系，相當(dāng)多的學(xué)生認(rèn)為必須先計算，依據(jù)計算數(shù)值才能定零件參數(shù)；還有學(xué)生不管老師分配的原始參數(shù)，找來圖紙資料參照就開始畫圖；這兩種做法都有失偏頗。在設(shè)計中，要根據(jù)具體的問題來定，一般說來，設(shè)計中的一些零件是先計算，依據(jù)計算數(shù)值才能定零件參數(shù)，再具體結(jié)構(gòu)設(shè)計，例如帶式輸送機傳動裝置中齒輪、軸；一些零件是參照資料（或圖紙）或其他相關(guān)零件先選好，而后驗算或核算，例如軸上用的滾動軸承，依據(jù)軸徑先選擇類型、型號，再做計算；有些零件目前無法計算，依據(jù)經(jīng)驗或參照類似零件直接設(shè)計、完成工作圖的繪制、例如減速器箱體、箱座；一些零件，如不受載荷或載荷很小，不用計算，例如定位銷。

　　2.1.3參考借鑒與自己設(shè)計

　　設(shè)計手冊、設(shè)計相關(guān)資料等，是設(shè)計人員必須配備的。即使是對設(shè)計經(jīng)驗豐富的工程師，設(shè)計時仍需要借助手冊、圖冊等設(shè)計相關(guān)資料，更何況是沒有設(shè)計經(jīng)歷的同學(xué)。故設(shè)計中、繼承和借鑒，參考前人的成果是正常的、也是應(yīng)該的，依據(jù)設(shè)計手冊、相關(guān)資料來完成自己的設(shè)計是必須的。否則，單單靠自己，完成一項設(shè)計是不大可能的。當(dāng)然，參考、參照也不是盲目照抄，而是根據(jù)自己的設(shè)計問題去參考借鑒。而且設(shè)計中，運用標(biāo)準(zhǔn)、手冊、圖冊和有關(guān)資料，解決實際問題的能力，是工程師的一項基本技能和要求�！稒C械設(shè)計》課程設(shè)計其中一項任務(wù)，就是培養(yǎng)和鍛煉這項技能。故《機械設(shè)計》課程設(shè)計中，參考借鑒是必須的，另一方面，設(shè)計時根據(jù)具體情境，做出合適的選擇在設(shè)計時更為重要，這有時只涉及《機械設(shè)計》、或某一科單科知識、有時要涉及多門相關(guān)先修課程知識的綜合運用，在設(shè)計中，應(yīng)用學(xué)過的理論知識做出自己認(rèn)為合理的選擇，就也是課程設(shè)計中的一項重要內(nèi)容。

　　2.2設(shè)計的實施指導(dǎo)

　　首次布置課程設(shè)計時，先按照上述內(nèi)容，對學(xué)生的課程設(shè)計做共同指導(dǎo)。以后的時間里，一般高校，課程設(shè)計安排3周（或2周），教師去設(shè)計教室實地具體指導(dǎo)是很重要的環(huán)節(jié)。去設(shè)計教室，針對學(xué)生提出的具體問題，個例問題、普遍性的問題的答疑、討論，使學(xué)生在設(shè)計中去體會、理解設(shè)計，進(jìn)而為畢業(yè)設(shè)計打基礎(chǔ)，也為未來的工作奠定初步的基礎(chǔ)。有少數(shù)教師把設(shè)計題目、任務(wù)布置后，很少去實際指導(dǎo)或不去指導(dǎo)，認(rèn)為借此培養(yǎng)學(xué)生的獨立性和創(chuàng)新能力，此種觀點不敢茍同。筆者認(rèn)為，教師的身體力行對學(xué)生是非常重要的教育。結(jié)論《機械設(shè)計》課程設(shè)計是機械類學(xué)生的首次重要的設(shè)計實踐。教師的指導(dǎo)，尤其是對設(shè)計理念的講解、針對他們存在的誤區(qū)解讀，對學(xué)生非常重要，因為設(shè)計理念是設(shè)計的核心，樹立正確的設(shè)計理念對課程設(shè)計乃至學(xué)生以后的設(shè)計工作，意義重大。根據(jù)學(xué)生們習(xí)慣的考試心態(tài)，恰當(dāng)?shù)慕庾x設(shè)計理念，使他們處理好設(shè)計與計算，參考借鑒資料與自己設(shè)計的關(guān)系等。使學(xué)生理解何謂設(shè)計，從而在課程設(shè)計中按此理念去設(shè)計、去實踐體會。教師在講解設(shè)計理念時，不求面面俱到，關(guān)鍵是能點出學(xué)生習(xí)慣的、與設(shè)計相背的思維模式與想法。他們暫時不好理解的，可以暫且不要求，這是首次布置時教師要做的。在以后的時間，指導(dǎo)教師最好能去設(shè)計教室實地具體指導(dǎo)，這是很重要的環(huán)節(jié)。這樣能適時把握學(xué)生的動態(tài)，使他們不至于偏離設(shè)計的根本理念。對學(xué)生的個例問題、普遍性的問題的答疑、討論，能加深學(xué)生對設(shè)計思想的理解，更好地把握設(shè)計的理念，以便順利完成課程設(shè)計，為將來的設(shè)計奠定良好的基礎(chǔ)。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]邱宣懷,郭可謙等.機械設(shè)計[M].北京:高等教育出版社,1997(2004).

　　[2]鞏云鵬等.機械設(shè)計課程設(shè)計[M].北京:科學(xué)出版社,2008.

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