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机械设计论文( 共有论文资料 21 篇 )
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机械设计能力培训方式探究

2012-12-21 16:19 来源:机械设计论文 人参与在线咨询

作者:王志伟 孟玲琴 单位:河南机电高等专科学校

探索教学方法,提高教学质量进行合理地教学设计机械设计教学设计是应用系统科学的观点和方法,按照教学目标和教学对象的特点,合理的选择和设计教学媒体信息、教学方法和教学手段。它包括以下几个方面:学生情况的了解;选用教材和配套教材的情况;已备教学文档(教学计划、进度、要求、CAI课件、教案、试题库、学习指南等)情况;课程衔接(选修课、相关课任课教师的协调)情况;课程主要内容、结构体系、学时分配、重点难点:教学环节设计(课堂讲授、实践环节、作业训练、师生交流、考核方法);教改研究及建议等。教师在上这门课之前,通过对课程进行深入的分析和研究,对课程的整体进行全面的系统设计,对课程的各个环节进行周密的安排,并详细填写教学设计一览表,这样在教学中就可以有计划、有准备地完成好各个教学环节,为保证教学质量奠定基础。

充分发挥多媒体教学手段的优势当今,科学技术的发展和经济建设的需要,要求学生掌握的知识面越来越宽,信息量越来越大,而教学学时却一再压缩。改革目前传统的教学手段和方法,将计算机辅助教学这种现代化教学手段引入到机械设计教学中,将大大改善教学环境和气氛,使教学活动变得丰富多彩,有效地提高教学质量。机械设计多媒体课件图、文、声、像并茂,具有信息的集成性、超文本的结构性和良好的界面交互性等优势。其丰富多彩的画面、动画和视频片段将工业场景或逼真的动画模拟等引入课堂,一改过去抽象地讲述,使学生似乎身临其境,真正步入教学中,从而激发了学生学习的主观能动性。一些难点、重点内容,如带的弹性滑动和打滑、链传动的多边形效应、齿轮的失效形式和机理等,通过动画的演示,变得容易理解和接受。采用多媒体进行教学,可以培养学生敏锐的观察力、丰富的想象、求异思考等思维方式,培养创造能力。如轴系结构设计部分,学生通过人机对话参与轴系结构的设计过程,将自己融入教学过程中,变被动接受为主动思考,从而调动了学生学习的积极性,并通过设计方案、设计参数的选择讨论,提高了分析问题、解决问题的能力,激发了创新意识。采用多媒体教学手段,还可以扩大课堂的信息量,将一些科技新技术、新成果及机械产品的工程应用等信息,补充到教学内容中,以扩大学生的知识面,并解决了教学内容多而课时少的矛盾。采用以多媒体课件为主体的教学手段时,不要忽视了教具、模型的直观性,教师肢体语言的生动性,应多走到屏幕前去讲述。还要充分发挥实物展台的作用,多补充—些相关信息,还可以利用黑(白)板来加强教学效果。另外要注意给学生提供课件的主体素材,以便于学生对所学知识的理解、巩固和提高。讲课过程中注意提醒学生将一些重要内容、重要公式划下来,以弥补做笔记不便的缺陷。

课堂教学中强调设计思想的传授机械设计这门课程中包含的知识体系较为广泛,既有大量的理论计算和推导,又有大量的经验公式和经验图表。学生在学习过程中往往会有一种无从下手的感觉。因此,在进行课堂讲解时,首先一定要让学生从纷繁的知识堆里找到学习的方向,建立本门课程学习的指导思想。机械设计这门课程的学习目标不仅是要掌握一些常见零部件的基本知识和计算方法,更主要的是要掌握这些零部件的设计思想,只有掌握了基本的设计思想和设计方法才能在将来面对这种零部件的设计或选用时知道如何去做。为此,在进行每一种零部件的学习中,可以制定一个“基本特点—失效方式及影响因素—受力分析及计算—参数的确定和结构设计”的教学模式,让学生按照这一模式进行学习,重点要求学生掌握基本的设计思想和方法。所谓设计思想就是贯穿于教材中的一些零散的设计理论,这些理论不一定都是以某种公式或图表进行表达,它要告诉我们的往往是关于如何进行该零部件的设计,设计中应注意什么,使用中应注意什么,各种参数的意义和对该零部件性能的影响过程,以及如何选取和确定这些参数。这些设计思想往往是不具有严密的整体逻辑关系,需要花一定的精力在理解的基础上去记忆。这些设计思想应该是本门课程学习的重点之一,应予以足够的重视。为了说明什么是机械设计课程教学中的设计思想,在此以齿轮传动为例进行说明。在齿轮传动中,所谓的设计思想包括:齿轮传动的特点、使用范围、基本分类方法、主要失效形式和影响因素、齿轮常用材料和热处理方法、齿轮传动的受力分析、齿轮传动的设计方法、齿轮参数的确定和影响过程、齿轮常见结构和适用工况、齿轮传动的效率计算和影响效率的因素、齿轮传动的润滑和密封方式的选择方法及注意事项等。学生在对上述思想有所掌握的基础上才能在设计齿轮传动时有方向感,知道如何下手开始工作,以及在设计过程中有一个明确的指导思想。

淡化过细的理论内容机械设计课程内容中包含了大量的理论内容,特别是一些理论公式和计算图表成为学生在学习过程中的主要困难,这往往会使他们产生一种“机械设计课程难学”的观点,影响了教学效果。为此,在进行课程教学的过程中,首先应对每一章内容中的所有公式进行分类,将其划分为基本掌握公式和基本了解公式两类。对于基本掌握公式要求学生一定掌握,因为没有这些公式的服务很难建立基本的设计思想。但有些公式比较复杂,即使短期能够记住,但过几天就很快忘记,这样的公式只要求学生对其理解,掌握使用方法以及使用中的注意事项,能够正确使用即可。以齿轮传动设计为例。在齿轮传动中,传动比公式、中心距计算公式、分度圆直径计算公式、斜齿轮法面模数计算公式、齿顶圆和齿根圆直径计算公式、节距计算公式、齿轮传动受力计算公式、齿宽系数计算公式、斜齿轮和锥齿轮当量齿数计算公式等属于必须掌握的基本公式,这些公式形式上不复杂,易于记忆,而且与基本的齿轮知识体系密切相关,只有掌握了这些基本知识才能很好地对齿轮传动有较为扎实的理解。而如端面重合度计算公式、啮合角计算公式、中心距变动系数计算公式、综合曲率半径计算公式、齿面接触疲劳强度计算公式、齿根弯曲疲劳强度计算公式、许用应力计算公式等均不要求学生记忆下来,只要求对每个公式的使用方法、公式中每项的含义以及使用过程中应该注意的事项弄清楚,将来在应用时能够通过资料查询,正确使用就已经达到了教学要求。

将零件参数的确定与零部件结构设计相结合零部件计算参数和结构参数的确定方法是机械设计课程中的一个重要组成部分。这部分内容理解与掌握的程度直接关系到学生能否完整掌握单个零部件的设计。由于这部分内容一般分散于每一章的教学内容中,使得学生学习过程较为困难,往往一章内容学完之后,学生对于如何完整设计出这一零部件仍然感到十分困难。为此,应在教学过程中将这些分散于课程中的知识点归纳集中起来,在每章教学内容完成之后花半节课左右的时间进行提纲挈领式的归纳,让学生建立该零部件的参数设计方法。下面还是以齿轮传动的教学内容为例进行说明。齿轮的结构参数主要包括:齿数、模数、变位系数、齿轮宽度、分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、中心距、齿轮结构形式、中心孔直径、轮毂键槽尺寸等。这些参数中,齿数的多少根据最小齿数、传动比、外形尺寸要求等条件确定;模数大小根据齿根弯曲疲劳强度计算结合标准模数序列确定,或根据齿面接触疲劳强度计算和选定的齿数确定;变位系数根据中心距取标准或为了大小齿轮强度平衡进行计算之后确定;齿轮宽度根据选定的齿宽系数进行确定;分度圆直径根据齿数和模数确定;齿根圆直径等于分度圆直径减去两个齿根高;齿顶圆直径等于分度圆直径加上两个齿顶高;中心距根据齿数、模数和变位系数确定;齿轮结构形式根据几何尺寸、加工工艺、毛坯材料、生产批量及经济性确定;中心孔尺寸根据相配的转轴直径确定;轮毂键槽尺寸根据相配的轴径查表确定。上述尺寸确定后就可以根据机械制图的有关知识画出一张完整的齿轮设计图。通过这样的讲解。学生们对齿轮的有关设计参数一目了然,对设计一个具体的齿轮有了较为明确的认识。

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