淺談機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)論文

　　1.引言

　　《機(jī)械設(shè)計(jì)》是機(jī)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(jī)械零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算以基本內(nèi)容，通過該課程的教學(xué)，綜合運(yùn)用本課程和其他先修課程的知識(shí)，使學(xué)生具有設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)裝置和一般機(jī)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(jì)�！稒C(jī)械設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)本來是根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程的內(nèi)容、學(xué)習(xí)要求，安排的隨該課課程設(shè)計(jì)。不只如此，更是機(jī)械類學(xué)生大學(xué)期間一個(gè)重要的實(shí)踐性環(huán)節(jié)，是機(jī)械類學(xué)生第一次全面設(shè)計(jì)實(shí)踐訓(xùn)練。此次設(shè)計(jì)是畢業(yè)設(shè)計(jì)、未來的設(shè)計(jì)工作的基礎(chǔ)和起點(diǎn)。眾所周知，“良好的開端是成功的一半”，故此次設(shè)計(jì)對(duì)于學(xué)生極為重要，尤其是對(duì)學(xué)生建立正確的設(shè)計(jì)理念。因?yàn)樵O(shè)計(jì)理念是設(shè)計(jì)的核心和靈魂，通過課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生初步理解、體會(huì)設(shè)計(jì)理念的內(nèi)涵和關(guān)要。要實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)，教師在課程設(shè)計(jì)中的科學(xué)指導(dǎo)非常關(guān)鍵。課程設(shè)計(jì)時(shí)，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(gè)標(biāo)準(zhǔn)答案。此種思維模式和設(shè)計(jì)有很大的不同，設(shè)計(jì)是針對(duì)實(shí)際的問題，實(shí)際的問題的解決，其答案可選項(xiàng)往往有多種而非一種。這一點(diǎn)很多學(xué)生設(shè)計(jì)時(shí)不習(xí)慣、不適應(yīng)。例如軸的設(shè)計(jì)中，經(jīng)過計(jì)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(duì)的，可選項(xiàng)理論上無窮個(gè)，設(shè)計(jì)時(shí)自己選擇一個(gè)即可。另一方面，設(shè)計(jì)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，設(shè)計(jì)時(shí)，哪怕一個(gè)零件的設(shè)計(jì)也要考慮相關(guān)的很多實(shí)際因素，更何況一部機(jī)器的設(shè)計(jì)。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(jì)時(shí)，不只用到《機(jī)械設(shè)計(jì)》、或某一科單科知識(shí)、往往要涉及多門相關(guān)先修課程，如《機(jī)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(cè)、圖冊(cè)等設(shè)計(jì)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(jì)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(jī)械設(shè)計(jì)》教學(xué)和課程設(shè)計(jì)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(dú)立指導(dǎo)過學(xué)生課程設(shè)計(jì)不少于三十批次。雖然關(guān)于設(shè)計(jì)理念，設(shè)計(jì)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(jì)時(shí)的實(shí)際情況，使他們易于接受、應(yīng)機(jī)施教的講解、做法卻很少見到�；�于此點(diǎn)，筆者在此總結(jié)前輩和自己在課程設(shè)計(jì)中做法，但愿能對(duì)同行他人有所啟發(fā)和幫助。

　　2.《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)中的設(shè)計(jì)指導(dǎo)

　　2.1設(shè)計(jì)理念的解讀

　　根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況，講解設(shè)計(jì)的理念使學(xué)生理解何謂設(shè)計(jì)，然后學(xué)生在此次課程設(shè)計(jì)中才有可能按此理念去設(shè)計(jì)、去實(shí)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(jì)必須結(jié)合實(shí)際，不能脫離實(shí)際而設(shè)計(jì)由于學(xué)生從學(xué)校到學(xué)校，機(jī)械工程、設(shè)計(jì)實(shí)踐的機(jī)會(huì)很少，什么叫“結(jié)合實(shí)際”，他們自己不好理解。雖然當(dāng)前是課程設(shè)計(jì)，但作為老師，教學(xué)活動(dòng)不應(yīng)局限于此，既要著手于當(dāng)下的設(shè)計(jì)，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(shí)際意義、具有應(yīng)用性，不能脫離實(shí)際；本次課程設(shè)計(jì)中，題目是確定的。不久的將來，學(xué)生們會(huì)參加工作，若做設(shè)計(jì)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(xiàng)。需要慎重考慮設(shè)計(jì)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(jì)、制造等環(huán)節(jié)必須考慮實(shí)際實(shí)施，具有合理性、可行性，最好方便實(shí)現(xiàn)。此項(xiàng)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(duì)生產(chǎn)制造方而言，方便實(shí)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(jì)時(shí)選材為例：一般用戶希望產(chǎn)品價(jià)格低，機(jī)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?yàn)閮r(jià)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(jì)選材選用昂貴材質(zhì)，必然增加產(chǎn)品成本、使產(chǎn)品價(jià)格高，增加用戶的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。再如公差等級(jí)等方面涉及很多，從易于理解的精度等級(jí)方面給學(xué)生講解，他們?nèi)菀桌斫猓旱途�度能滿足實(shí)際要求，就不一定要選精度高的，例如9級(jí)齒輪就可以，就不必選8級(jí)。因?yàn)榈途�度易于�?shí)現(xiàn)、成本低。等等。

　　2.1.2設(shè)計(jì)與計(jì)算

　　課程設(shè)計(jì)中，不少同學(xué)搞不清設(shè)計(jì)和計(jì)算的關(guān)系，相當(dāng)多的學(xué)生認(rèn)為必須先計(jì)算，依據(jù)計(jì)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(jì)中，要根據(jù)具體的問題來定，一般說來，設(shè)計(jì)中的一些零件是先計(jì)算，依據(jù)計(jì)算數(shù)值才能定零件參數(shù)，再具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，例如帶式輸送機(jī)傳動(dòng)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(yàn)算或核算，例如軸上用的滾動(dòng)軸承，依據(jù)軸徑先選擇類型、型號(hào)，再做計(jì)算；有些零件目前無法計(jì)算，依據(jù)經(jīng)驗(yàn)或參照類似零件直接設(shè)計(jì)、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(jì)算，例如定位銷。

　　2.1.3參考借鑒與自己設(shè)計(jì)

　　設(shè)計(jì)手冊(cè)、設(shè)計(jì)相關(guān)資料等，是設(shè)計(jì)人員必須配備的。即使是對(duì)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師，設(shè)計(jì)時(shí)仍需要借助手冊(cè)、圖冊(cè)等設(shè)計(jì)相關(guān)資料，更何況是沒有設(shè)計(jì)經(jīng)歷的同學(xué)。故設(shè)計(jì)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(jì)手冊(cè)、相關(guān)資料來完成自己的設(shè)計(jì)是必須的。否則，單單靠自己，完成一項(xiàng)設(shè)計(jì)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(jì)問題去參考借鑒。而且設(shè)計(jì)中，運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、手冊(cè)、圖冊(cè)和有關(guān)資料，解決實(shí)際問題的能力，是工程師的一項(xiàng)基本技能和要求�！稒C(jī)械設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)其中一項(xiàng)任務(wù)，就是培養(yǎng)和鍛煉這項(xiàng)技能。故《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)中，參考借鑒是必須的，另一方面，設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)具體情境，做出合適的選擇在設(shè)計(jì)時(shí)更為重要，這有時(shí)只涉及《機(jī)械設(shè)計(jì)》、或某一科單科知識(shí)、有時(shí)要涉及多門相關(guān)先修課程知識(shí)的綜合運(yùn)用，在設(shè)計(jì)中，應(yīng)用學(xué)過的理論知識(shí)做出自己認(rèn)為合理的選擇，就也是課程設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。

　　2.2設(shè)計(jì)的實(shí)施指導(dǎo)

　　首次布置課程設(shè)計(jì)時(shí)，先按照上述內(nèi)容，對(duì)學(xué)生的課程設(shè)計(jì)做共同指導(dǎo)。以后的時(shí)間里，一般高校，課程設(shè)計(jì)安排3周（或2周），教師去設(shè)計(jì)教室實(shí)地具體指導(dǎo)是很重要的環(huán)節(jié)。去設(shè)計(jì)教室，針對(duì)學(xué)生提出的具體問題，個(gè)例問題、普遍性的問題的答疑、討論，使學(xué)生在設(shè)計(jì)中去體會(huì)、理解設(shè)計(jì)，進(jìn)而為畢業(yè)設(shè)計(jì)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(jì)題目、任務(wù)布置后，很少去實(shí)際指導(dǎo)或不去指導(dǎo)，認(rèn)為借此培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立性和創(chuàng)新能力，此種觀點(diǎn)不敢茍同。筆者認(rèn)為，教師的身體力行對(duì)學(xué)生是非常重要的教育。結(jié)論《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)是機(jī)械類學(xué)生的首次重要的設(shè)計(jì)實(shí)踐。教師的指導(dǎo)，尤其是對(duì)設(shè)計(jì)理念的講解、針對(duì)他們存在的誤區(qū)解讀，對(duì)學(xué)生非常重要，因?yàn)樵O(shè)計(jì)理念是設(shè)計(jì)的核心，樹立正確的設(shè)計(jì)理念對(duì)課程設(shè)計(jì)乃至學(xué)生以后的設(shè)計(jì)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(jì)理念，使他們處理好設(shè)計(jì)與計(jì)算，參考借鑒資料與自己設(shè)計(jì)的關(guān)系等。使學(xué)生理解何謂設(shè)計(jì)，從而在課程設(shè)計(jì)中按此理念去設(shè)計(jì)、去實(shí)踐體會(huì)。教師在講解設(shè)計(jì)理念時(shí)，不求面面俱到，關(guān)鍵是能點(diǎn)出學(xué)生習(xí)慣的、與設(shè)計(jì)相背的思維模式與想法。他們暫時(shí)不好理解的，可以暫且不要求，這是首次布置時(shí)教師要做的。在以后的時(shí)間，指導(dǎo)教師最好能去設(shè)計(jì)教室實(shí)地具體指導(dǎo)，這是很重要的環(huán)節(jié)。這樣能適時(shí)把握學(xué)生的動(dòng)態(tài)，使他們不至于偏離設(shè)計(jì)的根本理念。對(duì)學(xué)生的個(gè)例問題、普遍性的問題的答疑、討論，能加深學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)思想的理解，更好地把握設(shè)計(jì)的理念，以便順利完成課程設(shè)計(jì)，為將來的設(shè)計(jì)奠定良好的基礎(chǔ)。

　　參考文獻(xiàn)：

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

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

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