机械设计课程设计的改革与实践

摘 要：机械设计课程设计是非常重要的实践性教学环节.在这个过程中,学生能进一步巩固和拓宽机械系统及零部件设计的基本理论知识,掌握相关的方法,获得相关的技能,提升独立进行机械设计的能力.针对我校机械设计课程设计存在的问题,提出了教学改革的几点建议.

关 键 词：机械设计课程设计教学改革

机械设计课程设计是机械类及近机械类各专业学生必修的实践性教学环节.它是学生首次综合运用所学的工程制图、工程力学、机械原理、机械设计等理论知识解决工程实际问题,培养学生基本技能的最重要实践环节之一.它在技术基础课与专业课之间起到一个承上启下的作用.在课程设计中,不仅能使学生得到基本技能的训练,还能提高他们的工程设计及创新设计的能力.

一、目前存在的问题

机械设计课程设计的传统教学题目是减速器设计.它涵盖了机械设计中所有基本通用零件的设计,而且体现了通用典型部件设计计算和机械系统设计概念和方法.课程设计是所学机械基础系列课程的总结,综合性很强,设计题目很成熟,与之配套的图册、手册和课程设计指导书也一应俱全,这对于第一次搞综合设计的学生有很大帮助.它对学生提高自身的系统学习能力,是一次很好的实践机会.在教学过程中也发现了一些问题,主要是：

1．学生对课程设计兴趣不高,学习态度不够端正,不能积极主动地投入课程设计工作.有人认为课程设计就是画图,认为课程设计长期沿用减速器设计作为设计对象,内容陈旧、单一,设计过程太枯燥.

2．时间短,任务重；学生多,教师少.机械设计课程设计一般为期三周,学生需要完成二级齿轮减速器装配草图和正图,关键传动零件的零件图,以及相关的设计计算说明书,时间非常紧张.课程设计期间,学生每天要工作10个小时以上,有时个别学生还需要熬通宵加班.

3．在设计过程中照搬照抄的现象较为突出.部分学生基于完成任务的观点,设计过程中不注重自我独立设计能力的培养,出现普遍的照抄图册中的减速器的结构,而不能综合考虑零件的强度、刚度、工艺、装配、调整、润滑和密封等问题.

4．相关课程基础不够扎实,直接影响了课程设计的效果和进度.除了机械设计基础以外,课程设计要用到工程图学、力学、工程材料、加工工艺以及互换性等多门课程的知识,这些课程中任何一门基础不牢固,都会在课程设计中表现出来,影响课程设计的教学效果.在这些先修课程中,工程图学的影响尤为突出.

二、教学内容和方法的改进

1．课程设计题目多样化和实用性.在进行理论教学时就对学生公布本学院各位老师的科研项目,让学生们主动去找他们感兴趣的内容,鼓励他们积极参与.组织学生参加大学生机械创新大赛或者由学生联系生产实践自创设计题目,老师提供课程设计指导讲义上的若干题目等,实践证明这种形式大大增强了学生学习的积极性和主动性.

2．相关课程采用以项目为线索的教学方式.机械设计课程设计属于实践性教学环节,理论与实践相结合的深度决定了本课程的教学质量.由于本课程设计与几乎所有的基础课程相关,质量保障必然要求上溯到这些课程.理论与实践相结合的教学方法方面,要加强先修课程与课程设计的联系.例如,在讲制图时,讲到零件图、装配图的表达方法、尺寸的标注、技术要求等等,要以课程设计中要涉及到的零部件为例.力学、材料、加工工艺以及互换性等也要以课程设计中涉及到的零部件的要求为例,逐个详细介绍.

3．引进先进的绘图工具,如CAD、Solidworks、ProE等.在讲解Solidworks中的三维建模时,就以课程设计中常用的箱体、轴或齿轮为例,并且让学生们在学习、设计完这些课程中相关内容后,不要把这些内容轻易丢掉,要好好保存,以便在课程设计中加以应用,这样在课程设计时就可以节省很多时间.应用相关的电脑软件,可以很方便地观察出在改变某一设计参数时,设计结果和承载能力的变化.

4.采用提前预做的办法,例如在讲授机械设计课程时,等到讲完齿轮、轴、轴承、联轴器等章节时,可以让学生们做一个大作业.大作业的内容就是轴及轴上零件的设计、定位以及安装问题,这样就可以让学生们提前熟悉课程设计的过程及方法,做完作业的资料也不要丢弃,等到真正课程设计时可以再用或参考.

5．改进以往的一位教师指导多位学生与一名学生由固定的一位老师去指导的做法.以前,一名教师指导多名学生,这有很多弊端.教师本身的精力有限,再加上专业与学识的限制,指导多名学生会感到力不从心,效果不会太好.因此,学生做课程设计时要由与设计内容相关的科研教师的团队去指导,这样,可能一个教师指导多个学生,也可能一个学生的课程设计由多名教师去指导.老师与学生应根据他们的设计内容与擅长专业自由组合,这样设计出来的题目就更专业,更符合生产实际.

6．学院可以有计划地安排教师到相关企业、厂矿等进行调研和专业实践,了解新设备,学习所教专业在生产实践中应用的新知识、新技能、新工艺和新方法,以此促使教师加快对现代化设计技术的了解和掌握,促使教师结合企业的生产实际不断完善教学内容,深入了解机械创新设计的理念,提高教师的专业水平和实践能力.

三、考核及答辩

坚持进行课程设计总结和答辩,在完成课程设计以后,要对课程设计进行总结.要求学生对所进行的设计做一个比较系统、全面的回顾和总结,把还未弄懂或尚未考虑的问题弄懂,学生将会获得更大收获.答辩结束后,学生必须要修改课程设计里面出现的错误,尤其是结构错误.由于学生的设计成果是以电脑绘图和word文档编辑,再打印出来的形式提交,为了真实、合理地反映学生的实际设计水平,指导老师加强设计中的阶段性抽查考核,并以此作为评定学生最终设计成绩的一个重要依据.老师想检查哪个同学的图,可以随时让他发来.学生在最终提交打印图纸和文档的同时也需提交电子稿,这些都有利于督促每个学生都去认真分析研究,积极动手设计,提升实践教学效果,也有利于教师及时发现问题、解决问题.

四、结束语

机械设计课程设计是一个涉及多方面知识的重要教学环节,如何抓好这一教学环节是一个需要认真探讨的问题.企业需要的是实用型人才,因此我们的教学实践应以培养学生的工程意识,提高学生的工程素质,增强学生的工程能力为目标.因此,每一个从事机械设计课程设计教学的教师,都要抛弃传统教学方法中的不合理做法,努力探索课程设计教学改革之路,使学生的知识结构适应社会发展的需要,培养出符合时代要求的具有创新精神的机械行业的人才.实践证明,改革后的机械设计课程设计教学体系调动了学生学习的积极性,学生机械设计的水平明显提高.