淺談《機(jī)械基礎(chǔ)》的關(guān)聯(lián)性教學(xué)

項(xiàng)飛燕

摘 要：如何在《機(jī)械基礎(chǔ)》教學(xué)中采用關(guān)聯(lián)性教學(xué)，提高學(xué)習(xí)效率，本文做出一些初步探討。

關(guān)鍵詞：機(jī)械基礎(chǔ)；關(guān)聯(lián)；運(yùn)用；區(qū)別；相似

《機(jī)械基礎(chǔ)》是機(jī)械類及工程技術(shù)類相關(guān)專業(yè)的一門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握必備的機(jī)械基本知識(shí)，懂得機(jī)械工作原理，為后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

1 我校數(shù)模專業(yè)《機(jī)械基礎(chǔ)》開(kāi)設(shè)現(xiàn)狀

我校數(shù)模專業(yè)現(xiàn)在采用的《機(jī)械基礎(chǔ)》，江蘇教育出版社出版，王光勇主編。江蘇教育出版社的《機(jī)械基礎(chǔ)》分為四大塊內(nèi)容：工程力學(xué)基礎(chǔ)，零件與構(gòu)件，機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)（機(jī)械傳動(dòng)、液壓與氣壓傳動(dòng)）；而其它版本的《機(jī)械基礎(chǔ)》，如高教出版社出版欒學(xué)鋼等人主編的版本，又如北京理工大學(xué)出版社出版張國(guó)軍、周靜主編的版本，一般包含六大塊內(nèi)容，與我校現(xiàn)使用的版本相比，多了工程材料（金屬材料與熱處理）、機(jī)械零部件的精度（公差配合）這兩塊內(nèi)容。我校《機(jī)械基礎(chǔ)》，數(shù)模專業(yè)班級(jí)分兩個(gè)學(xué)期開(kāi)設(shè)，第二學(xué)期同時(shí)開(kāi)設(shè)《公差配合》與《金屬材料與熱處理》，這兩門(mén)課對(duì)數(shù)模專業(yè)學(xué)生很重要，因此從知識(shí)體系完整性來(lái)說(shuō)，數(shù)模專業(yè)選用現(xiàn)版本《機(jī)械基礎(chǔ)》并另外開(kāi)設(shè)《公差配合》、《金屬材料與熱處理》課程，這樣更加合理；而機(jī)電、制冷等其它專業(yè)則可選用含材料、公差內(nèi)容版本，簡(jiǎn)單了解材料、公差內(nèi)容。各種版本的《機(jī)械基礎(chǔ)》，內(nèi)容多，理論多，可動(dòng)手的少，要想學(xué)生學(xué)有所成，本人覺(jué)得教學(xué)中可以多運(yùn)用關(guān)聯(lián)性教學(xué)。

2 《機(jī)械基礎(chǔ)》采用關(guān)聯(lián)性教學(xué)的意義

首先，可以理清《機(jī)械基礎(chǔ)》十五章內(nèi)容，如圖1，同時(shí)可以加強(qiáng)各章節(jié)內(nèi)容之間的聯(lián)系，學(xué)習(xí)新知識(shí)復(fù)習(xí)舊知識(shí)，加深印象，提高學(xué)習(xí)效率。其次，可以加強(qiáng)《機(jī)械基礎(chǔ)》與《機(jī)械制圖》、《公差配合》、《金屬材料》等課程之間的聯(lián)系，如圖2，學(xué)生逐步認(rèn)識(shí)本專業(yè)的知識(shí)體系，清晰各課程在專業(yè)知識(shí)體系中地位和作用，同時(shí)培養(yǎng)舉一反三的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

3 《機(jī)械基礎(chǔ)》各章節(jié)內(nèi)容的關(guān)聯(lián)性教學(xué)

3.1 以應(yīng)用來(lái)關(guān)聯(lián)知識(shí)

1）靜連接的應(yīng)用關(guān)聯(lián)。鍵、銷、螺紋連接件，在構(gòu)件（或零件）、機(jī)構(gòu)、機(jī)械傳動(dòng)的章節(jié)中，會(huì)出現(xiàn)在展示的零件圖或裝配圖中，科任教師要介紹這些圖，指出各種構(gòu)件或零件，運(yùn)用了哪些連接件，這樣學(xué)生能加深記憶，同時(shí)也使學(xué)生慢慢學(xué)會(huì)識(shí)讀裝配圖。比如鍵連接，鍵用于軸與輪轂類零件的周向固定，輪轂類零件涉及到：構(gòu)件中的聯(lián)軸器、離合器與制動(dòng)器；凸輪機(jī)構(gòu)中的凸輪，間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)中的棘輪、槽輪與不完全齒輪；帶傳動(dòng)中的帶輪，齒輪傳動(dòng)中的齒輪；等等。講到這些章節(jié)時(shí)要注意指出鍵連接，如圖3所示凸緣聯(lián)軸器，左右兩根軸與半聯(lián)軸器間都是采用鍵連接，軸正中間就是鍵。

2）力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的應(yīng)用關(guān)聯(lián)。平面四桿機(jī)構(gòu)的特性之一“死點(diǎn)”位置的分析，就用到靜力學(xué)基礎(chǔ)里面的“二力構(gòu)件”相關(guān)知識(shí)，當(dāng)搖桿為主動(dòng)件，曲柄為從動(dòng)件，曲柄與連桿成一條線的時(shí)候，因?yàn)檫B桿是二力構(gòu)件，這時(shí)候連桿作用于曲柄的力沿著連桿中心線方向-過(guò)曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)中心，力矩為零，會(huì)方向不明乃至卡死。另外靜連接的選擇，也應(yīng)用到力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)。聯(lián)軸器等輪轂類構(gòu)件與軸的連接可以用鍵連接、銷連接或緊定螺釘固定，不同連接能傳遞的動(dòng)力不一樣；鍵連接，平鍵、半圓鍵、花鍵，其適用場(chǎng)合也離不開(kāi)力學(xué)性能。

3.2 以對(duì)比來(lái)關(guān)聯(lián)知識(shí)

聯(lián)軸器按構(gòu)造與功能不同可以分為剛性聯(lián)軸器和撓性聯(lián)軸器。剛性聯(lián)軸器，兩軸間不可以有角位移、軸向位移或中心線偏差（徑向位移），而撓性聯(lián)軸器允許有一定的角位移、軸向位移或中心線偏差（徑向位移）。撓性聯(lián)軸器按位移實(shí)現(xiàn)方式可分為無(wú)彈性元件撓性聯(lián)軸器、有彈性元件撓性聯(lián)軸器。經(jīng)驗(yàn)豐富的教師換個(gè)角度看問(wèn)題，可以發(fā)現(xiàn)無(wú)彈性元件撓性聯(lián)軸器的各種偏差位移靠運(yùn)動(dòng)副來(lái)實(shí)現(xiàn)：滑塊聯(lián)軸器，兩半聯(lián)軸器上的凹槽與中間十字滑塊，形成兩個(gè)移動(dòng)副；萬(wàn)向聯(lián)軸器，就是轉(zhuǎn)動(dòng)副；齒輪聯(lián)軸器是齒輪副。有彈性元件撓性聯(lián)軸器的偏差位移則靠彈性元件的彈性來(lái)實(shí)現(xiàn)。彈性套柱銷聯(lián)軸器中的柱銷，如圖4，要注意與螺栓連接的區(qū)別，如圖3中凸緣聯(lián)軸器中的螺栓，都是連接左右聯(lián)軸器半體的連接件，左端都帶螺紋，與螺母旋和鎖緊，乍一看學(xué)生會(huì)以為是螺栓連接。螺栓是標(biāo)準(zhǔn)件，要求兩被連接件的厚度不大，頭部與螺母相對(duì)應(yīng)比如都是六角頭；而圖中的柱銷是專用件，長(zhǎng)度較長(zhǎng)，頭部是簡(jiǎn)單的圓柱。很多構(gòu)件、機(jī)構(gòu)的分類，經(jīng)驗(yàn)豐富的教師都可以引導(dǎo)學(xué)生找出本質(zhì)的區(qū)別之處。

3.3 以相似同理來(lái)關(guān)聯(lián)知識(shí)

比如棘齒的單項(xiàng)性。項(xiàng)目5中的牙嵌式離合器，如圖5三角形牙牙嵌離合器，主動(dòng)軸如圖示方向逆時(shí)針轉(zhuǎn)，可以帶動(dòng)從動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)，而主動(dòng)軸順時(shí)針轉(zhuǎn)則從動(dòng)件不動(dòng)，學(xué)生明白單向性原理很費(fèi)周折。再學(xué)到項(xiàng)目8間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中的棘輪機(jī)構(gòu)，如圖6，教師可以引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用項(xiàng)目5中掌握得單向性原理，分析得出：搖桿帶動(dòng)主動(dòng)棘爪逆時(shí)針?lè)较驍[動(dòng)時(shí)，主動(dòng)棘爪嵌入棘輪輪齒根部，推動(dòng)棘輪逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)過(guò)一定角度；搖桿順時(shí)針回?cái)[時(shí)，主動(dòng)棘爪在棘輪輪齒的齒背上劃過(guò)，棘輪靜止不動(dòng)。同理，鉗工里的鋸條，如圖7，也可以引導(dǎo)學(xué)生分析得出：如圖安裝方向，手工鋸前推時(shí)切削，齒尖方向朝前。

4 《機(jī)械基礎(chǔ)》與其它課程間的關(guān)聯(lián)性教學(xué)

1）與《公差配合》的應(yīng)用關(guān)聯(lián)。比如套筒滾子鏈，由5種構(gòu)件組成：銷軸，套筒，滾子，內(nèi)鏈板、外鏈板。其中，銷軸與套筒、套筒與滾子之間是間隙配合，銷軸與外鏈板、套筒與內(nèi)鏈板是過(guò)盈配合。

2）與《金屬材料與熱處理》的應(yīng)用關(guān)聯(lián)。零件與構(gòu)件中“支撐件”軸與軸承，“傳動(dòng)”中的齒輪、渦輪與蝸桿、帶輪、鏈輪等，都會(huì)介紹相關(guān)材料，學(xué)生很難學(xué)記。教師可以引導(dǎo)學(xué)生關(guān)聯(lián)《金屬材料與熱處理》，根據(jù)工作要求，不難概括得出：軸、齒輪、鏈輪、帶輪、蝸桿常常用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼或合金鋼，而軸承，滾動(dòng)軸承用滾動(dòng)軸承鋼，滑動(dòng)軸承（軸襯）則用合金，另外曲軸因結(jié)構(gòu)復(fù)雜往往用球墨鑄鐵（鑄造），球墨鑄鐵的力學(xué)性能與優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼相當(dāng)。

參考文獻(xiàn)

[1]《機(jī)械基礎(chǔ)》，王光勇主編，江蘇教育出版社。

[2]《機(jī)械基礎(chǔ)》，張國(guó)軍、周靜主編，北京理工大學(xué)出版社。

[3]《機(jī)械基礎(chǔ)》，欒學(xué)鋼、趙玉奇、陳少斌主編，高等教育出版社。