《机械课程设计（最新11篇）》

忙碌而又充实的工作已经告一段落了，相信大家这段时间以来的收获肯定不少吧，不妨把这些记录下来，写一份小结吧。那么一般小结是怎么写的呢？问学必有师，讲习必有友，本页是编辑山仔为大家整编的11篇机械课程设计，欢迎参考，希望对大家有一些参考价值。

机械设计课程设计 篇1

高职机械设计基础课程设计一般选用一级圆柱齿轮减速器，减速器是一般机械里最具代表性的一个机械，笔者一般要求学生设计带式输送机中的减速器。

2设计任务分析

设计任务给定已知参数，让学生更加明确设计理念、熟悉设计过程。设计任务应有一定的难度，设计是一个“边计算、边画图、边修改”的过程，称为“三边”原则，笔者一般给设计任务增加一些限制条件，比如要求设计的减速器中心距在90～130mm，设计出来的减速器可在A1图纸上按1:1绘出。按这个条件设计可能就会有一个反复计算和修改的过程，从而让学生知道为什么要进行修改、如何修改参数来达到设计要求。

3设计计算要求

机械设计课程设计计算包括传动装置的运动和动力参数计算、带传动设计计算、齿轮传动设计计算、轴系结构设计计算等，这些计算在机械设计课程中都有，但要学生将其综合应用起来，并能明白为什么要进行这些计算，以及计算的过程如何达到设计任务的要求等。在设计计算中有许多经验参数需要查表查图，教师要正确引导学生利用这些数据，另外设计过程中必须遵循国家标准，如带轮直径及带长、齿轮模数、轴的直径系列、滚动轴承、键、联轴器等都有相应的国标，选用或计算数据都必须符合国家标准。这个计算就有3个限制条件，在第4、6、7步分别限制了带速（5～25m/s）、包角（1≥1200）及V带的根数（z≤7），如果不满足要求，则需回到前面重新选定参数、重新计算。齿轮传动的设计计算也有一个关键的数据中心距，若没在任务书规定的范围内也要重新计算，有的甚至要回到第一步运动和动力参数计算部分，重新分配传动比等，让学生深入体会设计过程的“三边”设计原则。通过设计计算，学生更加明白为什么要计算这些数据、怎样处理这些计算数据，从而将知识的运用达到一个新的高度。

4装配图设计

装配图设计一般要求先绘草图，再根据草图绘制正式装配图。图纸铺开，一般学生都不知从何下手，这时教师的引导就非常重要了，笔者一般分阶段引导，让学生在画图过程中掌握减速器的结构及运用前面的计算数据设计减速器尺寸。学生通过以下步骤能较好完成装配图的绘制，教师在学生绘图过程中多作指导，及时指出绘图过程中的错误。第一步，初步分配图纸3个视图的位置，主、俯视图占的空间要大些，并注意留出标题栏和明细表的位置。第二步，初步绘制俯视图，在黑板上演示绘图步骤：绘中心线（两齿轮中心距）绘一对啮合的齿轮绘箱体内壁线绘箱体外壁线。这里要注意齿轮的啮合画法，内壁线距齿轮的端面及齿顶的距离由经验确定，一般为10～15mm。小齿轮端的内壁线要设计主视图时才能确定。第三步，绘制俯视图上的输入轴和输出轴（在绘图过程中可修正计算出的二轴尺寸），确定滚动轴承的位置，绘制二对滚动轴承，绘制轴系结构的定位零件，绘制端盖、油沟等。注意滚动轴承的正确画法，轴肩、套筒或封油环定位要注意方便轴上零件的拆卸。第四步，绘制主视图，先绘二条中心线（注意主、俯视图长对正）绘二齿轮分度圆确定油面高度确定箱底位置绘制内壁、外壁线确定轴承连接螺栓凸台高度，确定螺栓位置，绘制螺栓连接绘制观察孔绘制油标尺绘制放油螺塞绘制吊环吊钩等。第五步，绘制左视图，注意对应的绘图关系：高平齐、宽相等。第六步，尺寸标注（总体尺寸、性能尺寸、装配尺寸、安装尺寸）零件编号标题栏和明细表技术要求等。

机械基础教学设计 篇2

机械基础课教学设计

课

题：铰链四杆机构的基本性质

科

目：机械基础

设计人：郝相忠

佳木斯市职业技术学校

一、分析学习内容

今天所讲的内容属于中等职业学校教材《汽车机械基础》中第四篇第第十八章的第3节。整个第十八章讲的是平面连杆机构，它作为常用机构中应用最广的一类为学习其他机构提供了分析方法，也是学生今后使用、改造各类机械的理论基础。而该章的第3节“平面连杆机构的类型及应用”一共分两课时，上一节已经讲过了铰链四杆机构和曲柄滑块机构，本节课重点讲解两大问题：急回特性与死点位置。这一部分内容含概的知识点多，理论性较强，是前两节内容的深化和提升，又是后面学习铰链四杆机构演化的基础和铺垫，并对生产实践起着重要指导意义。所以这部分内容是第十八章乃至整本书的重点。二、分析学生特征

要想讲好一堂课，不仅要备教材，还要备学生，只有对授课对象也就是学生的知识结构、心理特征进行分析、掌握，才能制定出切合实际的教学目标和教学重点。在学习本节内容之前，学生已经掌握了曲柄摇杆机构的组成，以及曲柄或摇杆为主动件的运动关系，而且也有一定的力学知识，所以学生已经具备了探究本节内容的理论基础，但是缺乏实践经验和对各学科知识的综合运用能力。基于学生的这些特点结合教材内容，首先要营造平等、宽松的教学氛围，结合授课内容多给出几组实例，把理论性较强的课本知识形象化、生动化，引导学生探究学习并把各科知识进行融会贯通。

三、确定学习目标

1、教学目标

知识目标：（1）掌握急回特性和死点位置产生的条件；（2）明确急回特性和死点位置在实践中的应用 ；（3）掌握行程速比系数和极位夹角的概念。

能力目标：利用本节所学知识点加以拓展，培养学生的主观能动性，思维的积极性，以提高其分析问题和解决问题的能力。

情感目标：通过引导学生参与分析问题和解决问题的过程，使学生体验成功的感受，激发学生的学习热情，增强学生自信心。2、教学重点、难点

1、教学重点为急回特性和死点的产生条件，产生条件对于指导实践生产有着重要意义，所以在教学过程的三个环节中以不同的方式进行强化、突出；

2、教学难点为急回和死点产生原因，产生原因的推导相对学生的基础而言有一定难度，在教学过程中主要以问题诱导方式分步进行化解。

四、选择教学方法、教学媒体与资源 1、教法设计

到这里对于教材的分析就结束了，但教材只是教学的素材，是一种思路，我们必须利用这个素材和思路，想办法达到制定的教学目标，那么授课中教学方法的设计运用就尤其重要。在本节内容的讲授中，根据这一课知识的特点和学生的实际，主要采用启发诱导，探索发现的教学方法，配合以模型感受、多媒体演示等教学手段，增强了师生间的互动性，使教学更直观、形象。2、学法指导

教师的教是为了不教而教，这要求我们教师在授课中不仅要让学生听懂、学会，还要指导他们的学习方法，不能让学生离开老师这根拐棍就不会走路了，必须学会自主学习。在本节内容的讲授中要引导学生积极思考，善于提问，形成主动探究和协作学习的良好学习习惯。

五、实际教学流程 1、复习提问 ：

在这个环节我设置了3个问题，分别复习了铰链四杆机构的组成、分类、三种类型的运动特点，以及曲柄存在的条件。三种基本类型的运动过程一定再演示一遍，加深学生的印象，一方面因为这是上次课的重点，另外它还是今天新课内容的铺垫。2、导入新课 ：

在这里我会先播放一个短片，让学生带着这样一个问题去看，“影片中刨刀的往复运动速度是否相同？”学生很快可以看出，刨刀的运动速度不一样，当它进行切削加工时速度较慢，而不做功的回程速度较快，这时我会告诉学生刨刀的这种运动特性称为急回特性。那么这急回特性是如何产生的呢？它产生的条件是什么，它在生产中又有什么意义呢？带着这些问题进入新课。

这样通过创设情境和设定任务进行开篇，能极大地激发起学生的学习兴趣，使学生很快的进入到探索研究环节。3、探索研究：

新课的第一个问题是要找出急回产生的原因，这是本节中的第一个难点，为了突破这个难点，我把它的探究过程分为以下四步：

第一步：演示曲柄摇杆机构，提出问题。学生根据前面的复习内容，结合图片演示不难看出，曲柄做等速回转时，会使从动的摇杆获得变速摆动，也就是它的空回行程比工作行程速度要快，从而得到这样一个结论：在曲柄摇杆机构中存在有急回特性。

第二步：继续演示机构，提出共线的问题。学生很快会发现在曲柄回转这一周的过程中会和连杆出现两次共线，而且两者共线时，摇杆刚好处于一左一右两个极限位置，这时我会给出极位夹角的概念，并在图中明确的表示出来，这个重点概念的给出为后面的推导做好了铺垫。

第三步：通过分别分析摇杆的工作行程和空回行程，师生共同填表，采集相关数据。在这个步骤中我会采用提问的形式，鼓励学生大胆的说出自己的答案以提高其兴趣。

第四步：根据表格数据和图例，推导出急回产生的原因。

在这里我会先让学生进行分组讨论，这时课堂气氛会非常活跃，学生都要抢着说出自己的答案，这些答案可能不一定相同我会根据情况做适当的引导，最终师生共同得出结论。

以上四步，把难点进行了分解，使整个推导过程循序渐进，步步深入，使学生轻松掌握了所学知识。接下来的问题是要根据急回产生的原因总结出急回产生的条件，为了突出、强化这个重点，在这里我会引入行程速比系数的概念，这个重点概念的给出使得急回产生条件浅显易得且便于记忆，你看只要k>1则表示空回行程速度高于工作行程速度，机构有急回；当k=1时，则表示两行程速度相同，机构无急回，非常简便。接着引导学生结合前面表格数据自行导出k值与极位夹角θ之间的关系式，从而得到θ角与急回产生条件之间的联系。最后通过演示牛头刨床和插齿机的主运动，让学生找出急回特性在生产中的实际意义。经过前面一系列的分析，结合图片演示，学生不难发现刀具不做功的空回行程速度较快，那所用时间就短，缩短了非工作时间，一定会提高工作效率。通过这个过程使学生把课本中的理论知识很快的和生产实践结合起来，培养了学生善观察、懂分析、理论联系实际的良好学习习惯。

到这里关于急回特性的探索研究就结束了，新课中第二个问题死点位置的导入也需要设置一个情境。在这里我会给学生观看缝纫机踏板机构的工作过程，并提出这样一个问题“如果对踏板机构操作不够熟练常会出现什么现象？学生结合生活经验很快会给出我答案：那就是踏板很容易卡死不能动或出现飞轮的倒转，这时我会告诉学生，踏板被卡死不动的这个位置在机械中称为死点位置，从而引入对该问题的探究。死点产生的原因是本节中的第二个难点，我采用了以下几个步骤进行化解。

首先结合踏板机构提出问题：“这踏板机构属于我们学过的哪种基本类型”由于前面有相关的复习，学生立刻会想到它是以摇杆为主动件的曲柄摇杆机构。

第二步，根据曲柄摇杆机构继续提出问题：曲柄被摇杆带动回转一周过程中会被卡几次？这被卡住的死点位置又有什么特殊性？在这里我一方面演示机构的运动，一方面拿出课前准备好的几个曲柄摇杆机构的简易模型，让学生分组分别感受一下它的实际运动情况，你别看这模型简单，但它比图片演示感受更加真切。学生很快可以得到曲柄回转一周会被卡两次，而这两个位置刚好是曲柄和连杆的共线位置，那为什么在共线位就会被卡死呢，带着这个问题进入第三步，学生分组讨论。

由于学生已经有了一定的力学知识，这时进行分组讨论，能锻炼他们对各学科知识的综合运用能力，当然在讨论时我会根据情况作适当的引导，要让学生意识到这是一个力学问题。经过讨论、分析和对模型的感受，师生共同得出结论。再根据死点产生的原因定义出死点位置的概念。有了以上的分析死点产生的条件就显而易见了：当摇杆为主动件，只要曲柄和连杆共线，从动曲柄所受力矩为零，无论驱动力矩有多大都不会推动曲柄回转而出现死点。

最后还要明确死点在实践中的应用。一提到应用，学生一般都会想到死点的出现会使机构不能正常运转需要克服，这时我会引导学生从死点产生的原因出发并结合踏板机构和机车车轮的实例找出三种克服的办法。其实死点还有它有用的一面，由于学生缺乏生活经验往往想不到，在这里我会给出飞机起落架和钻床夹紧机构两个实例，通过对这两组图的分析，让学生了解死点在实践中有益的一面。通过对死点有害、有益两方面得分析，引导学生要一分为二地看待问题。到这里教学过程的探究环节全部结束，进而根据课堂板书内容进行总结提炼。4、总结提炼

现在大家看到的这一版就是我的板书设计，其中右下角这一块就是进行的总结提炼，把教学重点以条款的形式列出，对比鲜明加深了学生的印象。5、布置作业

通过课后相应习题的方式进一步强化重点。6、拓展延伸

在这里我设置了一个思考题，让学生思考：除了今天学到的曲柄摇杆机构，另外两种基本类型是否也存在有急回特性和死点位置？这样使学生的探究活动由课内延伸到课外，有利于学生活学活用所学知识，从而做到举一反三。

到此教学过程的6个环节就完成了，回顾整堂课的设计，我是以学生的自主探究为中心，以问题驱动为主线，在各个环节中不断的创设问题情境、设置悬念，并适时的进行点拨诱导，充分调动了学生的学习积极性，活跃了课堂气氛，收到了较好的教学效果。

六、教学评价方案

1、通过本次教学，提高了学生的课堂参与意识

在本次教学中，学生能够积极参与，跟着老师的思路，带着问题去学，积极思考，主动发言，分析急回特性在机械中的应用，找出克服死点位置的方法，明白发动机飞轮的作用，提高了课堂学习的积极性。

2、通过本次教学，提高了学生动手能力，创新能力

在本节课堂教学设计中，我还注重学生动手能力的培养，课前让学生自己动手制做铰链四杆机构；课中让学生自己转动曲柄，找出两个极限位置，分析急回特性存在的原因；课后让学生拓展延伸，提高了学生动手能力，创新能力。

3、通过本次教学，对教师各项能力的提高也有很大的促进作用。

机械设计课程设计 篇3

关键词：机械设计 现代设计方法 课程教学

机械原理和机械设计等课程是工科院校机械类专业必修的重要专业技术基础课程，在培养学员机械综合设计能力和创新能力所需的知识结构中占有十分重要的地位，具有很强的基础性、工程性和应用性。但是，笔者在长期的课程教学实践中发现，针对如此重要的专业技术基础课程，学员的学习兴趣在逐渐减退，教学效果不尽如人意。虽然这一现象的发生可能有多种因素，但是，其中一个重要因素无疑还是教学内容陈旧，尤其是其传统的机械理论设计计算方法的教学与实际工程实践要求相脱节，不能适应时展的要求。这使得学员在学习中感受不到专业基础课程学习的有用性，感受不到该课程对其提高设计能力有多大帮助。如何使机械设计基础课程教学适应时展要求，笔者认为，现代计算机辅助设计技术的迅速发展和普及给课程教学改革开辟了新路。通过教学实践，将现代设计方法引入机械设计基础课程，教学作用明显，对提升学员的综合设计能力、培养他们学习机械设计课程的兴趣和积极性均起到较好效果。学员在课后学习感想中写道：“机设课让我有机会体验计算机设计的魅力，使我对设计产生了兴趣，激发了我的学习热情，以及通过实践带动课本理论的应用得以体现。”

1 传统设计方法在课程教学中存在的问题

（1）传统设计方法与现实应用脱节。目前大部分机械设计基础类教材中呈现的机械设计方法是一套经过长期理论研究以及经验积累形成的手工设计计算方法，该方法在特定的历史时期对机械类人才的培养起到积极的作用。但随着计算机辅助设计技术的快速发展和普及，过去要花费较长时间复杂的设计计算或绘制已被计算机轻松替代，传统的手工理论设计计算方式逐渐被现代设计方法替代。在此情况下，再花费宝贵的课堂时间让学员学习掌握过时的设计技术已与时展要求不相符。

（2）课时安排不能适应教学需要。在课堂教学中，设计方法的介绍本应需要相当比重的学时，但随着课时的不断压缩（目前机械原理和机械设计两门课加起来的学时还不到100学时，少的甚至不到60学时），用于讲授设计方法的时间比过去大幅减少。在如此少的时间里，教员通常只能泛泛地讲解一下设计思路和过程，对传统的理论设计计算方法无法进行更深更透地讲解，学员对这部分内容的学都是囫囵吞枣。因此，在实际操作中面对繁杂的理论设计计算过程，学员多数都呈现畏难情绪，对机械设计课程的学习兴趣也随着课程的不断深入而逐渐下降。

（3）传统的手工理论设计方法数据计算分析耗时，设计效率低下。例如在机械课程设计中，学员要花费大量时间在繁琐的计算和修改上。而在对设计方案创新的思考，以及对设计结果的优化和分析方面，却由于课程学时的限制不能充分实施和展开，这违背了课程为使学员综合设计能力提高的本意。

2 机械设计基础课程引入现代设计方法的必要性

（1）作为新一代工科学员，学习和掌握现代设计技术和方法尤为重要，这符合时代对创新型人才的要求。而且由于计算机辅助设计技术的快速发展，以及各类仿真设计软件的普及和易用，使得现代设计方法在机械设计基础课程中的应用能得以实现。

（2）运用计算机辅助设计技术可以将机械设计信息和内容生动直观地作用于学员，拓展学员的思维和视觉的空间，使他们可以多方位、多角度地观察研究对象；同时，利用计算机快速的解决问题，调动学员的情绪，提高其注意力和兴趣，并能突出重点，有助于培养学员的综合认识和理解能力，达到较好的教学效果。

（3）对于机械设计人员而言，掌握现代设计方法是一项基础性的能力。这一能力是学员后续专业学习和发展的基础，特别是对学员在机械课程设计以及毕业设计中提高创新设计能力起到很好的帮助和推动作用，同样可以为学员今后的自我学习和研究打开视野、注入动力。

3 基于现代设计方法的机械设计基础课程教学实践

（1）连杆机构的运动仿真设计。运用三维工程设计软件，快速建立四个不同长度的杆件，并装配成四连杆机构，根据曲柄存在的条件，以不同杆件做机架，演示机构的运动情况，可以迅速直观地让学员理解和认识连杆机构的特征。然后再利用软件的Motion组件，对曲柄摇杆机构进行运动仿真，通过调取仿真计算后的各种数据，显示和分析被模拟连杆机构的运动和动力特性线图。见图1。此外将连杆制成多孔的板状，运用运动仿真，显示连杆曲线的生成及其特征，见图2。实践证明，与传统的理论教学对比，经由上述的教学演示，再通过学员亲手操作，学员对连杆机构特性的理解和掌握，以及对连杆机构的设计和分析能力均有较大提高。

（2）凸轮机构的建模及运动与动力仿真设计。如设计偏置尖顶直动从动件盘形凸轮机构。给出凸轮转动方向、基圆半径，以及从动件运动规律等初始设计条件。由从动件运动规律写出从动件位移运动方程，进而写出凸轮廓线方程。然后在工程设计软件中，运用“方程式驱动的曲线”绘制出凸轮轮廓曲线，并通过拉伸制作成凸轮模型，见图3。接着将其装配成凸轮机构仿真模型，利用软件的Motion组件，对凸轮机构进行运动和动力仿真，图4为显示某凸轮机构的从动件位移线图和速度线图，以及凸轮接触力的方向（该方向与从动件轴线之间的夹角为凸轮机构在该处的压力角）。

（3）齿轮建模与强度分析及参数优化设计。为获得标准的渐开线齿轮齿廓，事先编制好齿轮廓线VBA程序ZGear.swp文件，利用设计软件提供的应用程序接口（API），在设计软件中调用宏-编辑，绘制齿廓曲线，经特征建模制作成需要的齿轮模型，见图5。然后再利用软件的Simulation组件，对齿轮轮齿进行弯曲疲劳强度和接触疲劳强度计算分析，见图6，通过分析仿真计算后的各种数据，再对齿轮进行参数优化设计。

（4）轴系结构建模与刚、强度设计与分析。由轴受载转矩计算出轴的最小轴径，按轴的工作要求在设计软件中由最小轴径向中间逐渐增大构建轴的各段直径和长度，形成阶梯轴的模型，再在软件的Simulation组件中，设置轴的材料，按轴的支承情况设置轴的“夹具”，针对轴上零件承载对轴的影响，按远程载荷和转矩的方式对轴进行加载设置，进行网格划分并运行分析计算，即可通过仿真运算后的结果，对轴的刚、强度进行分析评估。通过应力图解查看轴的最大应力所在位置，通过位移图解查看轴的变形情况以及最大变形量及其位置，见图7；通过疲劳检查图解查看轴在特定条件下的最低疲劳安全系数，见图8。

此外，螺栓（组）连接的强度分析、键及花键连接的强度分析、滚动轴承的动态寿命仿真设计等均可借助于工程设计软件讲授该类零部件采用现代设计的方法和思路。

4 实践中出现的问题及对策

基于现代设计方法的机械设计基础课程的教学改革，给传统的机械专业基础课程教学带来新的生机，也深受学员欢迎，对促进学员认识和学习机械设计，掌握现代设计方法产生较大影响，其好的教学效果和产生的积极作用毋容置疑。但是在实践中，一些新的问题也随之出现。其一，此项改革的课程学习对学员计算机应用能力有一定要求，而学员此前在该方面的学习基础薄弱，使得学员在有限的课堂学习中疲于应付认识工程设计软件，对运用现代设计技术提高设计能力的训练却不足。其二，学员通过学习和实践感受到了运用现代设计方法高效解决工程设计问题的惊喜，但多数学员由于其他辅助知识的脱节，对采用方法的原理和其具体的计算过程还是弄不清，只是知其然，而不知其所以然。其三，新的教学模式对教员也提出了较高要求，包括必须能熟练运用工程设计软件，在课程讲授过程中要能随时通过软件辅助教学，帮助学员快速掌握和理解机械设计现代设计方法的应用等。而现阶段部分教员离这一要求还存在一定差距。其四，由于学时限制，学员在上机练习现代设计方法中为了完成作业，往往很容易出现抄袭复制，这给教员正确判断学员学习效果带来难度。

针对上述改革实践中出现的问题，笔者建议解决的方法是：一、建立与课程改革配套的课程体系，加强学员计算机应用能力的培养，使学员在课程开始前已具备相关的基本技能，从而提高学员学习运用现代设计技术解决问题的效率。二、适当开设相关选修课或增加课外辅导时间，让学有余力的学员能更进一步地了解现代设计技术及其方法，帮助学员建立自我研究和自我学习的能力。三、任课教员应积极参与工程设计实践，提高运用现代设计方法解决问题的能力，并学会善于将工程实例结合教学内容引入课堂，加强现代设计技术与机械设计课程内容结合的研究，并将研究成果应用于教学改革中。四、从学员的学习体会反映出，学员们对运用现代设计技术上机实践的自我要求是相当高的，无需教员盯促。因此可以减少学员上机成绩的比例，让学员安心上机练习，上机作业课中完不成可课后完成，此外教员应掌握和提高判改学员电子作业的技巧和能力。

5 结束语

在当今信息时代，对已成定论的传统机械设计知识的学习并不像以前那么重要，重要地是教员们在教学中如何不断地启发学员掌握先进的知识和技术，提升学员分析和解决问题的能力。通过实践，机械设计基础课程引入现代设计技术和方法取得了较好效果，学员通过学习和实践感受到了运用现代设计方法高效解决工程设计问题的惊喜。这对于提升他们学习机械设计基础课程的兴趣以及尽快理解并掌握现代设计方法起到了积极作用。随着该项课程改革实践探索的不断深入，必将会对传统机械设计基础课程的教学和发展带来深刻影响。

参考文献：

[1] 杨可桢，程光蕴，李仲生。机械设计基础[M].北京：高等教育出版社，2006

[2] 张策。机械原理与机械设计[M].北京：机械工业出版社，2011.

[3] 龚曙光。ANSYS工程应用实例解析[M].北京：机械工业出版社，2003.

[4] 张晋西，郭学琴。SolidWorks及COSMOSMotion机械仿真设计[M].北京：清华大学出版社，2007.

机械设计课程设计 篇4

《机械设计》课程设计是根据《机械设计》课程的学习要求安排的课程设计，更是机械类专业学生大学期间第一次设计实践训练，对学生而言，建立正确的设计理念非常重要。设计理念是设计的核心和灵魂，教师在课程设计中，根据学生们具体情况，恰当地解读设计理念，使他们处理好设计与计算，参考借鉴与自己设计的关系等；实际指导中，教师去设计教室实地具体指导，使学生初步理解、体会、把握设计理念的内涵和关要，为毕业设计、未来的设计工作奠定良好的基础。

【关键词】

课程设计；设计理念；指导

1.引言

《机械设计》是机械类专业学生的一门主干技术基础课，它以通用机械零部件的设计计算以基本内容，通过该课程的教学，综合运用本课程和其他先修课程的知识，使学生具有设计机械传动装置和一般机械的能力。除了课堂教学，本课程还安排2-3周的课程设计。《机械设计》课程设计本来是根据《机械设计》课程的内容、学习要求，安排的随该课课程设计。不只如此，更是机械类学生大学期间一个重要的实践性环节，是机械类学生第一次全面设计实践训练。此次设计是毕业设计、未来的设计工作的基础和起点。众所周知，“良好的开端是成功的一半”，故此次设计对于学生极为重要，尤其是对学生建立正确的设计理念。因为设计理念是设计的核心和灵魂，通过课程设计，使学生初步理解、体会设计理念的内涵和关要。要实现此目标，教师在课程设计中的科学指导非常关键。课程设计时，学生们一般是大三上学期，从学校到学校，一直习惯于考试，考试训练的习惯，使得很多同学，习惯于寻找答案，特别是一个标准答案。此种思维模式和设计有很大的不同，设计是针对实际的问题，实际的问题的解决，其答案可选项往往有多种而非一种。这一点很多学生设计时不习惯、不适应。例如轴的设计中，经过计算：轴径d>=21mm,经常有学生问，d取多少是正确的？这要看此轴段上，有无装其他零件？与同轴上其他轴段的关系？若此处是普通转轴的过度轴段，其上不用装任何零件，那么取21.5、22、22.5、23、24、25等都是对的，可选项理论上无穷个，设计时自己选择一个即可。另一方面，设计是一项系统工程，设计时，哪怕一个零件的设计也要考虑相关的很多实际因素，更何况一部机器的设计。相比而言，以前学生们的单科学习考试，要简单得多。设计时，不只用到《机械设计》、或某一科单科知识、往往要涉及多门相关先修课程，如《机械制图》、工程力学、材料、互换性及测量技术等等，还要参考手册、图册等设计相关资料。为使学生从应试思维、心态顺利过渡到课程设计应有的状态，指导教师的科学指导非常关键。二十年以来，笔者一直从事《机械设计》教学和课程设计的指导，曾跟从前辈老教师，听授他们的课程指导，自己独立指导过学生课程设计不少于三十批次。虽然关于设计理念，设计指导相关书籍、资料非常多，而且很完备。但切合学生课程设计时的实际情况，使他们易于接受、应机施教的讲解、做法却很少见到。基于此点，笔者在此总结前辈和自己在课程设计中做法，但愿能对同行他人有所启发和帮助。

2.《机械设计》课程设计中的设计指导

2.1设计理念的解读

根据学生的实际情况，讲解设计的理念使学生理解何谓设计，然后学生在此次课程设计中才有可能按此理念去设计、去实践。故切合学生的心态，恰当的解读是很重要的。

2.1.1首先，设计必须结合实际，不能脱离实际而设计由于学生从学校到学校，机械工程、设计实践的机会很少，什么叫“结合实际”，他们自己不好理解。虽然当前是课程设计，但作为老师，教学活动不应局限于此，既要着手于当下的设计，更重要的必须立足于未来，从为培养未来工程师的角度来考虑。

2.1.1.1选题方面，必须具有实际意义、具有应用性，不能脱离实际；本次课程设计中，题目是确定的。不久的将来，学生们会参加工作，若做设计性的工作，如果选题方面已定，不必说了；倘若是自主选题、或根据用户要求定课题，则应知道选题的原则和注意事项。需要慎重考虑设计题目是否合适，是否符合用户要求、是否符合国家环保要求、或至少不违背相关的法律、法规等（例如至少不能损害公众利益等）。

2.1.1.2课题的设计、制造等环节必须考虑实际实施，具有合理性、可行性，最好方便实现。此项内容涉及的环节因素很多，从思考角度方面：一方面是用户，站到用户立场考虑，尽量满足用户的需求；另一方面，对生产制造方而言，方便实施。应考虑的因素很多，但结合学生的情况，不宜要求太多，讲得太多，否则学生很难把握，只就目前较易理解和接受的来讲和要求。以设计时选材为例：一般用户希望产品价格低，机械产品零件常用金属材料，如钢、合金钢等，这些材料市场上易采购到（方便生产方），若一般碳素钢能用，就不一定要选合金钢，因为价格方面合金钢要贵一些，当然有其他考虑必须选用合金钢，则属另一种情况。如果设计选材选用昂贵材质，必然增加产品成本、使产品价格高，增加用户的经济负担。再如公差等级等方面涉及很多，从易于理解的精度等级方面给学生讲解，他们容易理解：低精度能满足实际要求，就不一定要选精度高的，例如9级齿轮就可以，就不必选8级。因为低精度易于实现、成本低。等等。

2.1.2设计与计算课程设计中，不少同学搞不清设计和计算的关系，相当多的学生认为必须先计算，依据计算数值才能定零件参数；还有学生不管老师分配的原始参数，找来图纸资料参照就开始画图；这两种做法都有失偏颇。在设计中，要根据具体的问题来定，一般说来，设计中的一些零件是先计算，依据计算数值才能定零件参数，再具体结构设计，例如带式输送机传动装置中齿轮、轴；一些零件是参照资料（或图纸）或其他相关零件先选好，而后验算或核算，例如轴上用的滚动轴承，依据轴径先选择类型、型号，再做计算；有些零件目前无法计算，依据经验或参照类似零件直接设计、完成工作图的绘制、例如减速器箱体、箱座；一些零件，如不受载荷或载荷很小，不用计算，例如定位销。

2.1.3参考借鉴与自己设计设计手册、设计相关资料等，是设计人员必须配备的。即使是对设计经验丰富的工程师，设计时仍需要借助手册、图册等设计相关资料，更何况是没有设计经历的同学。故设计中、继承和借鉴，参考前人的成果是正常的、也是应该的，依据设计手册、相关资料来完成自己的设计是必须的。否则，单单靠自己，完成一项设计是不大可能的。当然，参考、参照也不是盲目照抄，而是根据自己的设计问题去参考借鉴。而且设计中，运用标准、手册、图册和有关资料，解决实际问题的能力√★√，是工程师的一项基本技能和要求。《机械设计》课程设计其中一项任务，就是培养和锻炼这项技能。故《机械设计》课程设计中，参考借鉴是必须的，另一方面，设计时根据具体情境，做出合适的选择在设计时更为重要，这有时只涉及《机械设计》、或某一科单科知识、有时要涉及多门相关先修课程知识的综合运用，在设计中，应用学过的理论知识做出自己认为合理的选择，就也是课程设计中的一项重要内容。

2.2设计的实施指导

首次布置课程设计时，先按照上述内容，对学生的课程设计做共同指导。以后的时间里，一般高校，课程设计安排3周（或2周），教师去设计教室实地具体指导是很重要的环节。去设计教室，针对学生提出的具体问题，个例问题、普遍性的问题的答疑、讨论，使学生在设计中去体会、理解设计，进而为毕业设计打基础，也为未来的工作奠定初步的基础。有少数教师把设计题目、任务布置后，很少去实际指导或不去指导，认为借此培养学生的独立性和创新能力，此种观点不敢苟同。笔者认为，教师的身体力行对学生是非常重要的教育。结论《机械设计》课程设计是机械类学生的首次重要的设计实践。教师的指导，尤其是对设计理念的讲解、针对他们存在的误区解读，对学生非常重要，因为设计理念是设计的核心，树立正确的设计理念对课程设计乃至学生以后的设计工作，意义重大。根据学生们习惯的考试心态，恰当的解读设计理念，使他们处理好设计与计算，参考借鉴资料与自己设计的关系等。使学生理解何谓设计，从而在课程设计中按此理念去设计、去实践体会。教师在讲解设计理念时，不求面面俱到，关键是能点出学生习惯的、与设计相背的思维模式与想法。他们暂时不好理解的，可以暂且不要求，这是首次布置时教师要做的。在以后的时间，指导教师最好能去设计教室实地具体指导，这是很重要的环节。这样能适时把握学生的动态，使他们不至于偏离设计的根本理念。对学生的个例问题、普遍性的问题的答疑、讨论，能加深学生对设计思想的理解，更好地把握设计的理念，以便顺利完成课程设计，为将来的设计奠定良好的基础。

作者：王红梅 单位：山东理工大学机械工程学院

参考文献：

[1]邱宣怀，郭可谦等。机械设计[M].北京：高等教育出版社，1997(2004).

机械效率教学设计 篇5

机械效率教学设计

学习目标： 1．知识与技能

（1）能说出什么是有用功、额外功和总功？（2）能说出什么是机械效率，如何提高机械效率？（3）通过练习，会计算机械效率。2．过程与方法

经历测量斜面的机械效率的过程．通过参与探究斜面的机械效率的活动，学习拟定简单的科学探究计划和实验方案． 3．情感、态度与价值观目标

关注生产、生活中各种机械的机械效率，具有用机械效率来评价机械的意识．通过探究活动，进行充分的交流与合作，培养学生严谨求实的科学态度和团结协作的科学精神． 教学课时：1课时 教学重难点：

（1）能说出什么是机械效率，如何提高机械效率？（2）会计算机械效率。教学方法：讨论法、讲练结合法 教学过程： 引入新课

利用教材想想议议来了解，欲将100N的沙运上三楼，一共有三种方式，如果是你，你会采用哪一种？为什么？分两大组，八小组分别从力、功两方面进行讨论，并展示各组的结果。1.有用功、额外功和总功

此图显示，三种方式中，三楼上需要的是沙，故对沙所做的功600J为有用功（对人有用的功）W有，为完成有用功，而又不得不做额外做的功叫额外功W额，比如第一种方式做额外功2520J；第二种方式做额外功180J；第三种方式做额外功90J。有用功与额外功的总和叫总功W总。反馈联系：

完成《全品》听课手册P2知识互动一。有用功W有用：人们为了_________做的功 额外功W额：人们不需要但又__________的功 总功W总：________________的总和，即 W总=W有+W额 2．机械效率

问：根据以上实验，你能算出有用功在总功中占的百分比吗？ 学生演算，答出计算过程和结果。答：⑴：19.23%；⑵：76.92%；⑶：86.96%。机械效率：有用功跟总功的比值叫机械效率” 有用功总小于总功，所以机械效率总小于1”

教师指出：表示机械效率的字母的读音。机械效率用百分数表示，没有单位。问：某起重机的机械效率是70%，它表示什么意思？

答：使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值是70%，也可以说有用功在总功中占有70%，另30％做的是额外功。反馈练习：

完成《全品》听课手册P2知识互动二。1.定义：有用功与总功的_________.2.表达式： _______________________ 3.机械效率是个比值，没有单位，常用百分数表示。由于使用机械总会做额外功，因此机械效率总_______1.讨论分析：如何提高机械效率？

阅读课本提高机械效率一段，小结要点，指出采取减小额外功是提高机械效率的有效方法。例1:起重机把质量为0.6t的重物匀速提升了3m，而它的电动机所做的功是34000J，起重机的机械效率是多少？ 教师讲解后学生练习： 我会做：

课后“动手动脑”1.《全品》听课手册P3例1 两个学生演板，余生写在书上。三．小结。

1、有用功、额外功、总功

2、机械效率

四．布置作业。

机械工程课程设计 篇6

关键词：工作过程 机械制图与CAD 学习领域

基于工作过程导向的课程设计是近年来高等职业教育课程改革的一个重要内容，同时也越来越受到各高等职业院校的高度重视。在职业教育中要实现工作过程导向的课程开发，则是指按工作过程来序化知识，即以工作过程为参照系，将陈述性知识与过程性知识整合、理论知识与实践知识整合。目前基于工作过程导向的课程改革较为流行的是学习领域(Lernfield)课程模式，学习领域是一种理论与实践教学一体化的现代职业教育课程模式，是以职业任务和行动过程为导向，由能力描述的学习目标、任务陈述的学习内容和基准学时所构成的课题单元。

该文以机电一体化专业的“机械制图与CAD”学习领域课程为例，从课程定位、教学设计理念和思路、教学内容、载体选定、学习情境设计、课时安排、教学进程表设计、教学组织形式、考核方案设计及教材选用等方面来谈基于工作过程导向的机械制图课程设计方案，该方案经过一段时间的教学实践取得良好的教学效果。

一、课程定位

“机械制图与CAD”主要是介绍如何绘制和识读灌装机械图样的原理和方法，以及如何使用CAD软件绘制灌装机械工程图的一门学习领域课程。该学习领域是机电一体化专业根据从业岗位所确定的多个学习领域中的一个，它属于机电一体专业岗位的基本领域，也是机电一体化学生必修的专业基础课程之一，与其他领域一起构成学生在机电一体化专业岗位所需的知识和技能，为培养高素质的技能型人才打下坚实的基础。

本课程的前期学习课程有《计算机应用基础》,为本课程中的计算机绘图学习奠定了基础。后续课程有《机械设计》《机械基础》《传动零部件及机械分析实训》以及毕业设计，本课程是这些专业领域的基础。通过本课程学习可为后续的专业主干课和今后的就业岗位起到重要的铺垫作用。

二、课程教学设计理念和思路

1.以机电一体化岗位为出发点

通过对机电一体化相关企业的调研和对毕业生的追踪，确定机电一体化专业岗位所需的典型工作任务是：零件的识图、测绘与绘图，计算机软件绘制零件图、零件的公差要求标注和识读、机械图样的三维造型、装配图的识读与绘制，以这些典型工作任务为依据选取教学内容。

2.以能力培养为主

教学培养目标打破传统的以知识目标为唯一目标，建立以能力培养为主要目标。教学模式由学科型为主要特征的教学模式，转变为“基于优化项目，以任务驱动”的教学模式。让学生在完成具体项目的过程中学会自己查阅资讯，通过讨论定出工作计划，通过思考合作完成相应工作任务，并构建相关理论知识，掌握一定的专业能力，发展其一定的社会能力和方法能力。

3.典型工作任务为载体

本学习领域在教学方法上，采用以测绘典型部件减速器为载体，实行引导文教学法、项目教学法、讨论教学法、头脑风暴教学法、激励教学法，调动学生的积极性；鼓励学生参加社会实践和课外科技活动；充分利用现代教育手段，提高教学质量和效益，促进教学内容和课程体系改革进一步深化。

4.以测绘工作过程为导向

本学习领域以测绘减速器的工作过程为导向，把教学和工作过程结合，建设“边教边学边做”的教学情境，重组学生的基础知识结构。在知识、能力和素质三方面，构建理论教学和实践教学为一体的培养方案。

5.实现职业资格考证与教学一体化

将中、高级制图员职业资格考核标准纳入教学内容中，实现实现资格证考试与教学一体化。改革考核方法和内容，注重学生的工作过程和结果的考核，加强学生运用知识解决问题的能力考核。

三、课程教学内容

教学内容分为五大知识模块。

1.制图基本知识和技能模块：制图基本知识和技能、投影法、基本立体投影、截交线与相贯线、组合体视图、机件表达方法

2.制图应用模块：标准件和常用件、零件图、装配图

3.CAD绘图：AUTOCAD二维绘图、AUTOCAD三维绘图

4.基本技能训：线型练习、平面图形分析、组合体三视图测绘、机件表达方案综合运用、螺栓和螺柱连接、圆柱齿轮啮合、零件测绘、由装配图拆画零件图、由零件图拼画装配图

5.综合测绘训练：部件测绘

四、载体的选定

学习领域采用以测绘典型部件减速器为载体。原因有二：一是减速器结构典型，且包含了轴类零件、盘盖类零件和箱体零件，常用件和标准件等几乎所有机械制图涉及的零件，零件类型较齐全。二是测绘减速器的最终目的是画装配图和画零件图，而要画好装配图和零件图则需要一定的制图知识和绘图技能。如：画零件图要求掌握投影法、点线面的投影和机件表达方法、尺寸标注和技术要求等知识点。画装配图要求掌握标准件和常用件的画法和装配图的画法等知识点。

五、学习情境设计

在教学内容的组织上，在考虑项目的实用性、趣味性、可拓展性及可操作性等因素，以减速器的测绘过程为主线设置4个主教学情境，分别是拆装减速器、零件测绘(分三个子教学情境：轴类零件测绘、盘类零件测绘和箱体测绘)、计算机绘制零件图及三维建模、画减速器装配图。在主教学情境下又可设置若干个子教学情境(在子教学情境中又可分为不同的教学设计),在教学领域的教学过程中采用各种不同的教学方法进行教学，使学生成为学习的主体，学生是“演员”角色，教师在课堂上起主导作用，是“导演”。在教学中培养学生的专业能力、社会能力和方法能力。

六、教学课时安排

七、教学进程表设计

教学进程表如下：

八、教学组织形式

本学习领域采用基于工作过程的教学模式，把教学和工作过程结合在一起，建设“教、学、做”合一的教学环境，开发理论与实践相结合的学习情境。

在学习情境的教学过程中，采用行动导向教学法。实施按照一个实际工作完整的“六步法”来进行，即获取资讯、制订计划、做出决策、实施、检查(控制)、评估。

九、考核方案设计

在考试方法上改变传统的重视期末鉴定性考试，轻视平时形成性考试的思想，加大了平时形成性考试占的比重。各项学习情境评价占80%,期末考核占20%。

考试与行业认证相结合，为了提高学生的实践能力和就业机会，改变传统的考核方法，计算机绘图期末考试采取中级绘图员认证考试题目。

十、教材

高等职业教育的教材建设不同于本科教材，绝对不能套用本科教材的思路。高等职业教育的教材建设要突出高等职业教育的特点，要理论和生产实际相结合，突出动手能力的培养，要适应新的教育技术和教育思想的发展需要，要从多个方向、多个角度和多个层面上开展教材建设。

为了进一步实现工学结合的教学改革，我们还希望能与企业技术人员合作开发真正适合机电一体化专业的工学结合的教材。

基于工作过程为导向的课程设计，先确定其学习领域内容，以适当的任务为载体，通过学生自主的行动和教师有效的组织、合理引导实施教学进程，这是培养学生实践技能和学习能力的重要手段，是能力本位教育模式的体现。本课程的设计经过一学年的实践取得了很好的效果。

参考文献：

[1]姜大源。职业教育学研究新论[M].北京：教育科学出版社，2007.18~19.

机械设计课程设计 篇7

《机械设计》对于学生而言，所涉及的其他知识较多，需要学生拥有一定的知识面。并且在该课程当中所要学习的概念大多较为抽象，理解起来具有一定难度，加之公式较多且相对复杂。尤其是机械传动部分需要涉及的传动类型广泛，这就需要教师立足于学生的基本情况和具体的教学目标，进而优化教学方案和方法，最终提高教学质量。

1 学生的学习现状分析

由于该课程的复杂性，教师在进行教学之时相对细化，这就造成部分学生的依赖性大，很难进行独立的思考和自学。使其在相关知识之上的串联性不好，造成知识点脱节，对于知识的认识也只是在一个相对浅显的层面，很难进一步深化。这就要求教师在教学当中不仅需要侧重重难点的讲述，更重要的是引导学生渐渐熟悉技巧，学会独立思考。通过创设教学情景、团队合作等方式，不断提高其积极性和主动性，创造良好的学习氛围，进而提高机械传动教学的质量和学习效率。

2 教学方式

2.1 活跃课堂气氛，提高主动性

首先，可以在教学当中适当的穿插有趣的互动环节，进一步的提高学生的主动性和积极性。比如在带传动的教学之上可以先针对其原理进行讲解，然后在课程当中穿插例如：带传动需要润滑吗？类似这种问题，很容易引起学生的兴趣和提高讨论热情，并且通过讨论而牢记其原理和特点。其次，可以利用实验，进而吸引其注意力，进一步调动积极性。比如当进行蜗杆传动的教学之时，可以将相关教具带上。陌生的教具非常容易引起学生的好奇心，在上课之时学生就会精力高度集中。当讲到相关内容之时，可以请同学上前进行示范。通过学生亲自动手和示范，不仅将有效的提高其兴趣和学习积极性，而且较为形象生动的画面会刺激学生的记忆，进而使其将该部分的重要内容结合示范画面进一步加深印象和理解。然后，直观教学法。轮系部分的内容相对枯燥，并且难以理解。可以借助直观的教具进行教学，以加深学生的记忆。最后，例举生活实例。通过一些和生活相关的实例，进而引起学生共鸣，将理性认识和感性认识相结合。比如链传动是自行车的一种传动方式，就可以充分利用这个学生再熟悉不过的例子。通过身边常常见到的东西再联系到所学习的内容，将在一定程度之上降低难度，提高学生的自信心和学习兴趣。

2.2 通过分析对比培养综合研究问题的能力

在进行传动的相关知识的分析之时，既要让学生了解每种传动的个性，又要了解其内在联系，即共性。通过两者的对比分析可以进一步深化学生的认识，渐渐培养其综合运用能力。由于引起齿轮传动失效的因素较多，学生在掌握和记忆之上都可能存在不同程度的问题。就可以使用表格分析法，将所有相关项目通过制作表格的方式直观的呈现在眼前。通过一目了然的罗列和分析，既能够有效的加强理解和记忆，又能够将不同的原因进行对比分析和记忆。教师在示范表格分析法之时，只需要将其中较为重要的几项进行示范，其余的则交给学生通过自主学习或者小组讨论完成，在提高教学质量的同时培养其自主学习能力和团队合作精神。

2.3 巩固训练

通过以上几种方式，学生已经对机械传动有了一定的认识和理解，为了进一步加深理解和记忆，就需要进行及时的巩固训练。比如对于设计的计算过程，可以在教学当中通过例题详细分析和说明。需要注意的是，在教学当中学生始终都是教学的主体，因此要让学生充分参与进来。通过教师和学生的互动，教师在一旁做适当的辅助，以及学生之间的互帮互助，促进学生积极的进行思考，将理论知识和实践充分结合起来。教师在这其中只需要进行必要的指引，不断的鼓励和引导学生提高自信心，克服难关，进而达到提高学习效率的目的。在课后也需要留下适当的练习，进一步巩固相关知识。通过课后练习，学生亲自动手能够有效的提高其娴熟度，并且将理论运用到实践当中。同时在练习之时可以将几种有关机械传动知识放在一起进行，丰富其知识体系，帮助学生举一反三，培养发散思维。只有这样才能够推动学生进一步认识机械传动，运用相关知识，进而为之后的发展打下良好基础。使其不断的提高专业技能，培养创新能力和实践能力，最终成为一名优秀的设计工作者。

机械设计课程设计 篇8

【关键词】机械设计基础 项目化设计 教学

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2013）11-0070-01

《机械设计基础》是高等学校理工科非机械类专业的技术基础课和必修课程。本课程主要讲述一般通用机械的基本理论和设计方法，主要精选工程力学、机械原理、机械零件等课程的内容，并优化组合成为一门综合化课程。主要内容包括：机械设计概论、常用传动机构设计基础、通用机械零件设计基础、机械传动系统方案设计与创新设计等。课程注重对学生综合设计能力的培养，强调学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，从而提高学生创造性构思和总体把握设计方案的水平。

一 项目化教学的设计理念与思路

1.设计理念

基于项目的工作驱动法的教学模式，是一种做中学，学中做相互融合渗透的模式，强调操作的实际运用能力，能较好地将教学与实际操作联系起来，达到“教、学、做”自然结合。项目驱动的教学模式与《机械设计基础》的课程教学在目标上一致。关键要处理好课程的项目化、项目的课程化二者的结合，知识结构的重构，老师课堂角色的转变等问题，这种教学模式才能被有效实施，实现理论在向实践转化过程中的积极作用。

2.设计思路

第一，设计课程时，根据课程内容选取典型性、覆盖性、可行性、趣味性强的项目。然后，围绕项目的实施，设置若干任务，对应不同的项目目标，知识点链接，在此过程中实现知识的重构。

第二，按照上述方式，课程组经过与专业和企业的研讨，设计了以“机械结构测绘与分析”为主线，层层推进，由简单到综合，难度逐渐增加的8个实践项目。不同专业及教学要求的学生可以选择不同的学习项目。综合项目选取各专业职业岗位环境实用性强的。

第三，采用灵活的、开放的教学方式。（1）课内教学：学生分组，根据需要各小组完成不同或者相同的学习子任务，组内和组间讨论和相互学习，提高课堂学习效率。老师集中点评和讲解。（2）课外学习：在课外，学生基于完成项目报告的需要，利用机械实训室和网络教学环境进行课前预习与课后复习，以增强学生自主学习的能力，给学生安排课外完成的机械设计创新设计大作业。

3.项目内容选取原则

第一，项目源于机械的实际应用，项目的选取注重典型性、覆盖性、挑战性、可行性、趣味性。

第二，项目系统化设计，基于认识规律，从简单到复杂。本课程的项目从“抽水唧筒的方案设计”入手，项目难度层层推进，项目覆盖的知识点逐渐增强，有序地实现了教学目标。

第三，项目教学的载体是动态的、开放的。教学载体的选择体现了与专业紧密结合。

项目作为教学的载体，通过学生的实践变得具体。根据每组学生或专业的不同设计任务，各组之间互相学习交流设计的过程；在这种动态的任务、开放的设计环境中学生的各项能力得以提高的同时，还会主动、高效的学到相关的理论知识。如在实践项目“自行车的拆装与运动分析”中，学生通过完成此项目，逐步具有对机械设备拆装与维护能力，同时学生还学习了机械系统的组成及其传动原理，学习到轴、轴承、链传动、平面连杆机构等相关知识。

第四，重视可持续发展能力的培养。选取的项目也要随着时代科技的发展及时更新，以保持挑战性、实用性。教学内容注重学生机械方面的创新能力、图形表达能力的培养，这些能力的逐步增强无疑培养了学生在专业方面的可持续发展能力。

4.项目设计

以“机械结构测绘与分析”为主线，根据教学内容层层推进，由简单到复杂设置教学项目。在每个项目中，设置了若干任务，并列出知识点和重点教学方法，要求实现的能力目标等。

设置如下情境：（1）简单机械抽水唧筒；（2）机械手的测绘与分析设计；（3）机械门的开闭机构设计；（4）单级减速器的拆装与分析；（5）单级减速器的设计；（6）变速自行车变速机构的设计与计算；（7）多级减速器分析与设计；（8）CK 9930数控车床拆装与维护综合实训。

二 《机械设计基础》课程建设与改革总结

项目化教学被越来越多的院校所采用，它的教学目标明确，与实践联系紧密；教学方法科学，更符合人性化教学的要求；教学过程以项目为中心，以就业为指导，突出知识的应用性、实践性，设计周密。项目教学突出知识的应用性、实践性，能培养学生应用知识的能力、自主学习的能力和创造性思维的能力。

但是项目驱动教学的实施面临着一些问题。学生主导作用的实现需要很多条件。比如，学生的学习意愿强烈与否，资讯材料的完备程度，理实一体化的教学环境等。这些问题的解决不仅对办学条件提出了苛刻的要求，也增加了教师进行教学管理和教学评价的难度。如何控制进度，提供怎样的资讯材料才恰当，都是在现有条件下实施项目驱动教学面临的问题，还需进一步研究。

参考文献

机械设计课程设计 篇9

我院建校前几年由于师资力量有限，主要依赖兼职教师指导课程设计，这些兼职老师大多来自一本院校，他们时间有限，指导方法基本沿袭一本院校的指导方法，每天集中一两个小时在教室集中指导，而三本学院的学生依耐性强，老师走后基本是放鸭子，因此抄袭现象特别严重。此外，在教学指导过程中也存在一系列问题，比如必须掌握的知识点、知识群、关键内容都没有明确，指导过程因老师而异，随意性较大，标准不统一。因此，进一步规范课程设计的内容、指导方法、达到的目标、必须掌握的知识点和知识群，显然是提高实践教学质量的重要内容和措施。后来随着一些青年教师的引进，我们对机械设计课程设计的题目、应该完成的内容及进度要求、考核方法等进行了一系列的研究与实践，使学生达到掌握知识点的目的。

二、针对机械设计课程设计题目、指导方法，进度安排及考核方法进行改革

（一）设计题目的改革

以前兼职老师给的课程设计题目是多样化的，鉴于我院学生的基本条件，我们把课程设计的题目统一标准化了，传动方案也已经给定，目的是让学生熟悉课程设计的一般方法，掌握应该掌握的知识点，并对机械设计的理论课的知识加以巩固，并不要求他们创新设计。其设计题目、初始条件和传动方案如下：设计题目：带式运输机的传动装置；初始条件：带式运输机可运送谷物、型砂、碎矿石、煤等。两班制工作，连续单向转动，有轻微振动，输送带的速度允许误差为±5%，使用期限为10年。卷筒与输送带间传动效率96%，减速器批量生产。要求学生每人按学号顺序依次选一组数据进行设计计算。

（二）指导方法改革

在课程设计之前，负责人对指导机械设计课程设计的老师集中在一起开个小会，对学生必须掌握的知识点、知识群、关键内容都明确要求，要求指导老师每天的上午和下午至少在教室两个小时，这样学生有问题就能及时找到老师解决问题。还有学生课程设计进行到第一阶段，尤其是课程设计的设计计算初步完成时候，要求指导老师对学生的计算数据进行初步的检查，并要在草稿本上签字，才可进行下一阶段的工作。这样就避免后面学生在画草图时候发现错误，又要反过来重新计算浪费大量的时间，并且可以避免了个别学生抄袭的现象。

（三）进度安排改革

以前兼职老师指导课程设计时候，一次把课程设计要求完成的内容一个半天讲完，这样内容太多，学生根本记不清楚。我们根据三本学生的特点，将机械设计课程设计分为六个阶段。每个阶段集中讲解一次，学生按进度要求完成该完成的任务。第一阶段，主要是动员和设计计算。学生在这一阶段应该完成的内容包括：选择电动机；计算总传动比和分配传动比；传动装置的运动和动力参数计算；传动件计算；初算轴的最细处直径；选择联轴器（型号、孔径、孔长等）；初选滚动轴承及其相关参数，轴承盖是否干涉等。要求学生按上述步骤严格进行，不要颠倒。第二阶段是草图绘制。设计计算完毕后，我们会带学生到实验室做一个减速器拆装实验，主要是对减速器有个感性的认识。然后在集中讲解，其内容包括：减速器的结构；减速器的；设计装配图的准备；减速器铸造箱体的结构尺寸；减速器装配草图设计；轴和键的强度校核，滚动轴承的寿命计算。第三阶段是正式绘制装配图，在完成减速器装配草图后，校核轴、键强度及滚动轴承寿命无任何问题时，在此基础上继续完成装配图。要求注意两个方面的设计：轴系零件的结构设计；减速器箱体及附件的结构设计。第四阶段是装配图的检查。给学生主要讲解的内容包括：检查装配草图；标注主要尺寸与配合；编写减速器的技术特性；编写技术要求；零件编号；编制零件明细表及标题栏。第五阶段是零件图的绘制。零件工作图是零件制造、检验和制定工艺规程的技术文件，应包括图形、尺寸及其极限偏差、表面粗糙度、形位公差、技术要求等。零件图从装配图上测绘下来，形状应与装配图一致。第六阶段是编写说明书。说明书的编写我们也把格式基本给学生，学生按照步骤把草稿整理成册就可以了。机械设计课程设计总共安排了三周的时间，周末时间不计，具体的进度安排我们设计了一个表。（四）考核方法进行改革课程设计结束后，我们会现场答辩，在答辩时候，会先给个预成绩，这个成绩非常重要，因为通过答辩，可以看出学生对课程设计掌握的情况，是否有抄袭，一问就基本可以得到答案。最后结合学生交上来的课程设计说明书、装配图、零件图给每个学生单独评定优、良、中、及格和不及格的成绩等级。

三、结束语

机械设计基础课程设计 篇10

关键词：机械设计基础；课程设计；题目探索

作者简介：石永军（1973-），男，山东东营人，中国石油大学（华东）机电工程学院，副教授。（山东　青岛　266580）

基金项目：本文系中国石油大学（华东）教学改革项目（项目编号：JY-B201011）的研究成果。

中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）32-0055-02

机械设计基础主要面向中国石油大学机类和近机类本科学生，是石油工程、过程装备与控制、油气储运工程等专业的重要专业基础课，在教学体系中具有承上启下的作用。近年来，为了培养学生的动手能力与工程意识的养成，工科院校越来越重视实践教学。机械设计基础课程设计是机械课程教学中重要的实践教学环节，它涵盖了工程制图、机械CAD、机械设计基础、理论力学、材料力学、工程材料与机械加工基础等课程的知识。通过该课程的学习，以培养学生学会运用所学知识解决实际工程问题，逐步提升其动手能力、综合设计能力与创新能力。[1]但目前机械设计基础课程设计题目单一的问题比较突出，不利于学生工程意识的养成和激发大学生开展科学探索的兴趣。因此，探究柔性化的课程设计题目以提升课程设计的教学质量对于学生综合知识运用能力与创新能力的培养具有重要意义。[2]

一、目前课程设计分析

目前高等工科院校常用的机械基础课程设计题目是单级圆柱齿轮减速器和展开式二级圆柱齿轮减速器。减速器是工业中常用的典型传动装置，在油田抽油机、带式运输机、起重机和卷板机等有着广泛的应用。减速器设计过程需要查阅相关标准、规范、手册等技术资料，涵盖了机械设计基础中齿轮传动、带传动、轴承、轴、螺栓等主要通用零件的设计与计算，[3]包含了多门理论课程的内容，体现了一般机械系统的常用设计方法，具有很强的综合性。减速器设计的主要任务包括：进行传动方案的制订；电动机的选择、传动装置的运动和动力参数的计算；带传动与齿轮传动的设计计算；轴的结构设计以及低速轴的弯、扭组合强度校核；轴承的组合设计与寿命计算；键的选择及强度校核；联轴器的选择；减速器的与密封选择等。[4]减速器设计的一般过程是：首先，指导老师布置任务；然后，学生完成减速器装配草图一张、减速器总装图一张、轴与齿轮等零件图以及6000～8000字设计计算说明书一份；最后进行课程设计答辩，按照图纸、设计说明书与答辩情况评定成绩。

减速器设计题目主要存在以下问题：题目单一，只是设计参数略有不同，学生可借鉴的资料很多，课程设计雷同现象比较严重，甚至出现一些抄袭现象；课程设计时间一般为2周，学生设计期间非常紧张，大多学生需要晚上加班才能完成。学生忙于应付完成课程设计，很少有学生主动去图书馆查阅相关的资料；老师一般需要指导2个班，工作量很大，老师很难保证照顾到每一位同学；课程设计的设计内容与传动方案长期不变，学生可以根据设计指导书按部就班地进行，无法调动学生的积极性与激发学生的创造性思维，不能满足现代工程教育创新训练的要求；每一个同学单独完成一个题目，同学之间的交流与讨论较少，团队协作精神难以培养。

二、课程设计题目探索

机械设计课程设计 篇11

通过与西门子公司的深度合作，将机械行业的NX系统高端软件，融入机械类专业四年本科教学的人才培养体系，使智能化设计制造技术与机械类专业人才培养有机结合。运用NX系统软件将智能化设计制造类工程项目系统训练的经验与成果，引入到机械设计课程设计的教学实践中，形成了有别于其他GOPLM计划（西门子和高校合作计划）高校的特色课程设计教学模式。

关键词：

NX系统；机械设计；课程设计；教学改革

随着国家推进“中国制造2025”，“互联网+”与传统制造业全面融合，制造业信息化技术不断深入制造企业，对应用型人才的要求不断提高。机械设计作为应用型高校机械方向核心专业教学科目，其课程设计是强化课堂理论教学的综合型、应用型环节，涉及多方面机械专业基础课程知识的实际应用。贴近企业现实生产需求的机械设计课程设计，将切实增强应用型高校大学生分析解决实际机械设计相关问题的实战能力，培养学生的创新意识。传统的课程设计题目所涉及的机械传动装置或结构较为简单，大部分构件在机械设计课程中已经学过。课程设计对于学生的训练要求依旧突出手工计算、尺笔绘图，难以满足制造业信息化技术时代企业对信息化应用人才的能力要求。针对上述问题我校对机械设计课程设计的教学方案进行了全面改革，制定了基于NX系统软件设计过程的机械设计课程设计教案，任务指导书，形成了机械设计课程设计教学质量检验评价标准。通过与西门子公司的深度合作，利用信息化设计制造技术克服传统课程设计的枯燥烦琐，使学生能够将有限的时间、精力侧重于课程设计任务的机构方案设计、结构优化等应用性、创造性较强的内容上，从而提高学生的学习兴趣，培养学生先进的设计理念[1，2]。

一、信息化技术在机械设计中的应用

融入制造业信息化技术的工业产品三维仿真设计制造：三维软件智能造型—>实体零部件数控机床加工—>产品组装调试，许多制造企业已实现这一生产流程。西门子NX系统软件融合了三维智能造型、二维工程图生成、虚拟装配、机构运动仿真、运动学分析、装配干涉检验及结构受力分析等智能制造技术，功能强大。制造业信息化技术的应用，提高了机械产品设计的效率，在接下来的零部件CAE分析、CAM加工过程中，智能化设计的优势更加显著，与传统机械产品设计相比，产品质量也得到了大幅度提升。智能化设计可以使得复杂的产品设计及工程问题简单化，通过设计人员的规范化管理、设计任务的合理分工，使得机械产品设计过程中团队的协同性与个人的独立性并行，基于制造业信息化技术的机械产品设计流程如图1所示。

二、借助信息化技术开展机械设计课程设计

1.课程设计选题。目前机械产品设计可以是按照市场导向、没有参照的全新的创新设计，也可以是在现有产品的基础上模仿和改进的创新设计。我校机械设计课程设计的选题范围比较广，如结合教师科研课题，融合学生机械创新项目，参照课程设计任务书中的传统带式运输机传动装置、卷扬机传动装置等。但是对课程设计题目的完成要求基本一致：①理解机械产品的工作原理，对产品的零部件进行三维造型设计，运动学仿真、结构受力分析，完成机械产品二维装配工程图1张；②绘制重要承载轴、传动齿轮等部分零部件的二维工程图各1张；③编写机械产品设计说明书1份。本机械设计课程设计以三维虚拟模型总成及传统实物模型总成作为参照，学生通过对三维虚拟模型、传统实物模型的零部件测量核算、获取模型结构尺寸参数，对课程设计任务产品总成及其零部件进行设计。课程设计根据工作量的不同，以个人或小组团队为单位进行，各单位课程设计不同题，或者同题不同数据规格，以常见的减速器课程设计为例：根据减速器输出轴的输出功率选择合适的传动类型，经校核计算选择对应的齿轮类型、材料、参数，计算轴径、选择轴承等，各单位完成各自课程设计任务[3，4]。

2.课题三维智能设计。作为西门子NX授权教学培训高校，NX系统软件是机械类专业学生必修课程，经NX系统软件教学课程的训练学习，学生掌握了基本的NX系统软件三维智能设计、虚拟装配及运动学仿真的方法步骤，能够独立熟练的进行机械产品零部件设计。基于NX系统软件的三维智能设计，可以将学生的机械产品设计意图用虚拟三维模型形象的表达出来，当设计过程中发现产品零部件需要修改时，方便学生对任务产品结构尺寸参数进行修改，在面对构造较为复杂的大型课程设计任务产品时，也便于实现学生间的分工设计，团队合作。二级三轴式减速器箱体、箱盖、各级传动齿轮、轴等的设计，综合运用了机械设计专业课程中的典型零部件设计知识，零部件三维智能造型如图2所示。在NX系统软件上，将减速器各零部件的三维智能造型进行虚拟装配，通过装配爆炸图分析各零部件之间的装配关系。利用装配干涉检查功能，查看减速器总成设计是否合理，如存在干涉现象，则需优化设计参数，修改零部件三维模型。减速器装配总成及爆炸图如图3所示。

3.关键零部件的运动学分析。NX系统软件的运动学分析模块，可以方便快捷的对减速器传动轴、传动齿轮等关键零部件进行运动学分析，验证减速器总成设计效果是否合理。在确定输入或者输出任一运动参数的情况下，使用NX系统软件运动学分析即可计算获得整个减速器的运动参数，进而效验传动齿轮等关键零部件是否符合减速器的设计要求。对任务产品的装配总成进行干涉分析，可检查减速器各运动零部件在运行过程中是否与其他零部件发生碰撞等干涉现象，尤其齿轮与齿轮之间、齿轮与箱体之间，进而检查零部件的设计及装配方案是否合理。

4.主要零部件的受力分析。NX高级仿真和其他有限元分析软件基本操作一致，分为创建有限元模型、创建仿真模型和后处理。确定减速器输入轴的功率后，即可根据减速器的设计参数，计算获得各轴及传动尺寸的受力情况。通过NX系统软件对关键零件进行受力分析，进一步检验零部件和减速器整体设计装配是否合理。当确定某个零部件其结构关键部位受力情况超出了材料本身的许用应力时，需要对该零部件的结构参数进行重新效核计算，优化受力结构，从而使任务产品符合设计要求。

5.二维工程图的生成。将虚拟装配和模拟分析没有问题的减速器总成三维模型，及所有定型的零部件，经NX系统软件的工程图模块，智能转换生成包含三视图、轴测图等的二维工程图。对自动生成的尺寸标注进行检查修改，或手动添加尺寸标注，然后根据实际机械加工需要，标注相关加工信息、技术要求、工程图编号等，完成所有零部件及装配总成的二维工程图制作。NX系统软件作为高端CAD/CAE机械产品信息化设计软件，将其引入到应用型大学生机械设计课程设计中，符合当前“创新驱动、智能转型”大环境下企业、社会对应用型人才的迫切需求，改善了机械设计专业课程的教学质量，激发了学生的学习兴趣。但要制定出一套完整，且行之有效的基于NX系统软件的课程设计指导规范，仍有很多工作等待完善，如：如何检验及评判学生机械设计课程学习的质量？如何评价学生的创新设计能力？等等，都需要进一步实践、探索，开发出一套实用的基于制造业信息化技术的机械设计课程设计体系。

参考文献：

[1]周海，等。机械设计课程设计[M].西安电子科技大学出版社，2011.

[2]马先英，蔡卫国，谢忠东，武立波。面向应用型创新人才培养的《机械设计》课程教学改革[J].教育教学论坛，2015，（2）：116-117.