如何提高《機械設計基礎》課程設計質量

邢莉,周海,郁倩

摘要：《機械設計基礎》課程設計是近機類專業課程體系中的重要實踐環節之一，提高課程設計的教學質量對培養學生分析和解決工程設計問題的能力起著十分重要的作用。本文根據多年的工作經驗，給出了幾種提高課程設計質量的辦法。

關鍵詞：機械設計基礎；課程設計；減速器

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2012）12-0142-02

《機械設計基礎》是近機類專業必修的一門技術基礎課程，它主要介紹常用機構和通用機械零部件設計的基本知識、基本理論及設計方法等內容，為學生學習后續的專業課程奠定一定的基礎，具有較強的理論性和實踐性。《機械設計基礎》課程設計是《機械設計基礎》課程重要的實踐性教學環節，一般安排在課程結束之后，大約占用兩周時間，是學生在大學里第一次較為全面的工程設計與實踐訓練。課程設計的主要目的是讓學生綜合運用本課程的理論知識和生產實際知識，起到深化拓展有關機械設計方面知識的作用，為后續專業課程的學習、順利完成畢業設計任務、提高就業率等打下一定的基礎。

一、課程設計質量的提高辦法

《機械設計基礎》課程設計通常選擇一般用途的機械傳動裝置或者簡單機械作為設計內容。目前采用較廣的是將以齒輪減速器或蝸桿減速器為主體的機械傳動裝置作為設計課題。因為減速器能夠較全面地反映本課程所學的內容，主要包括電機、帶傳動、齒輪傳動、軸、軸承、聯軸器、螺栓、鍵、銷、潤滑、密封、減速器附件及箱體等，偏重零件方面的設計。課程設計的工作量為減速器總裝配圖（0#圖紙）1張，齒輪和軸類零件工作圖（3#圖紙）各一張，設計計算說明書一份（16k紙25頁左右）。內容較多而且設計過程比較復雜，需要把設計出的參數變為具體的結構，要求學生在兩周內完成確實有一定的難度。那么，如何幫助學生順利完成課程設計，如何提高課程設計的質量呢？本文結合多年的教學經驗進行簡單介紹。

1.要求學生重視課程設計。學生往往認為課程設計是一門考查課，比開卷考試還容易應付，無非就是把課程的內容按照一定的順序抄寫一遍，因而敷衍了事，把更多的精力都用在了復習其他課程上，對課程設計缺乏積極性和主動性。部分學生還以查閱資料為幌子逃課、遲到、早退等，甚至同學之間相互抄襲，瞎編亂造，忽略了知識體系的系統性和完整性，結果當然是課程設計質量不令人滿意，故而必須要求學生從思想上重視課程設計。

2.要求教師嚴格管理課程設計過程。教師對課程設計的管理不夠嚴格，不關心學生的出勤率以及遲到早退現象，或者把考勤任務直接交給班干部，而班干部又礙于班級同學的情面，不向指導老師如實匯報出勤率，這就給部分同學提供了鉆空子的機會。課程設計占用兩周時間，教師應該嚴格卡住時間點，比如：第1周，完成執行機構運動簡圖的繪制，完成減速器箱體、潤滑以及附件的設計，完成總裝圖的手繪圖，并及時進行檢查，及時改正存在的錯誤，防止學生走彎路；第2周，繪制零件圖，完成設計計算說明書，要求學生按時完成給定的任務，提高他們的獨立工作能力，加深對理論知識的理解掌握，防止個別同學平時不努力做，專搞最后突擊、抄襲。兩周的課程設計結束，要組織學生進行答辯，對于那些回答問題模糊不清，說話支支吾吾、語無倫次，圖紙上漏洞百出的同學要嚴厲批評，要求其認真整改，問題嚴重的同學要重新進行課程設計。

3.要求學生自己動手拆裝減速器。減速器在現代機械中應用非常廣泛，但是大部分學生從來都沒有接觸過，對其詳細結構當然也缺乏感性認識。只有通過實物裝拆，才能使學生對減速器的結構有更加直觀的認識，才能進一步分析減速器中力和運動的傳遞途徑。裝拆的重點是軸系零部件的結構及裝配關系，使學生能夠在設計中結合實際，選擇合適的結構和尺寸，條件允許的話，還可以組織學生去減速器生產廠家參觀或者觀看陳列室。此外，對于箱體的設計也非常重要，箱體結構復雜，其各個尺寸，如箱體壁厚、箱座凸緣厚、箱體深度、軸承端蓋外徑、凸臺高度、外箱壁至軸承座端面的距離等，單憑想象或查資料很難設計，有了實物才容易理解，方便學生繪制總裝圖和零件圖。

4.要求學生重視傳動方案的選擇。傳動裝置用于將原動機的運動和動力傳給工作機構，并協調二者的轉速和轉矩，以滿足工作機對運動和動力的要求。傳動方案的擬定主要包括傳動裝置的選擇、總傳動比的確定、各級傳動比的分配、傳動裝置的運動和動力參數的計算等。傳動方案擬定是機器總體設計的主要組成部分，方案設計的優劣對機器的工作性能、工作可靠性、外廓尺寸等均有一定程度的影響，因此確定一個較優的傳動方案至關重要，需要對各種方案進行仔細分析比較，還要考慮工作環境、載荷平穩性、生產條件等多個方面。當采用幾種傳動形式組成的多級傳動時，需要考慮各級傳動機構的布置順序，各級機構所適應的速度范圍等，還需要考慮各種傳動形式的優點和缺點，如：帶傳動工作平穩，具有緩沖吸振、過載保護等優點，適宜放在高速級，但是它的承載能力較低，結構尺寸比較大；鏈傳動因多邊形效應而存在運動不均勻、有一定的沖擊振動，適宜放在低速級；斜齒輪傳動的平穩性比直齒輪好，承載能力也較強，適宜放在高速級，但是在傳動中會有附加軸向力產生；錐齒輪加工比較困難，一般放在高速級，并限制其傳動比大小，以減小其直徑和模數；蝸桿傳動的傳動比大，傳動平穩，但是效率低，適宜放在高速級，以減小傳遞的轉矩，獲得較小的結構尺寸從而提高效率。

5.重點檢查圖紙中存在的問題。課程設計的兩周結束后，要求學生把設計結果以圖紙和說明書的方式上交，并在答辯時正確完整地回答老師提出的問題。這樣一來，學生就需要完全清楚整個設計過程，并在圖紙上正確表達出來，在說明書中提供有關參數的合理選擇。關于畫圖部分，用到了機械制圖課程中所學的知識，如主視圖、俯視圖、左視圖，“長對正、高平齊、寬相等”，尺寸標注、公差配合、表面粗糙度等內容，學生必須嚴格按照制圖的有關標準去執行。此外還應注意一些容易出錯兒的細節問題，如兩個齒輪嚙合處、螺紋聯接處、滾動軸承處、油標及油塞的位置、軸承端蓋上螺釘的位置、三個視圖的投影關系等。還需提醒學生注意，總裝圖中的尺寸標注主要包括特性尺寸、配合尺寸、安裝尺寸和外形尺寸，其他的尺寸都標在零件圖上；軸承與孔的配合，只標軸的配合性質；齒輪與孔的配合，標軸和孔的配合性質；零件序號的編寫、明細表、標題欄的填寫一定要遵守國標規定；圖中的數字、字母、漢字、符號等也要按照要求書寫。

6.重視答辯與成績評定。答辯是課程設計的最后一個環節，是對學生工作成果的一次全面檢查，通過提問題的方式引發學生思考，幫助他們提高對機械設計過程的理解和認識水平，因此務必組織學生進行答辯。在答辯過程中，可以發現學生設計中存在的問題，要求學生進行改正，提高設計質量。成績評定要采用以答辯為主，參照平時表現（包括出勤情況、學習態度、鉆研精神、遵守紀律情況等），設計計算說明書及圖紙質量綜合評定的方法。

《機械設計基礎》課程設計是教學實踐環節中很重要的一環，是啟迪學生的創新思維、開拓學生創新潛能的重要手段，只有這些工作都做好了，才能保證課程設計的教學效果。

參考文獻：

[1]朱龍英.機械設計基礎[M].北京：機械工業出版社，2009，1.

[2]周海.機械設計課程設計[M].西安：西安電子科技大學出版社，2011，8.

作者簡介：邢莉（1982-），女，漢族，河南人，講師，主要從事機械制造方面的相關研究。