導語：機械設(shè)計課程設(shè)計創(chuàng)新探索一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：針對機械設(shè)計課程設(shè)計的普遍程式化，缺少創(chuàng)新意識的培養(yǎng)，我們對課程設(shè)計進行了基于實踐項目的新方法探索。在課程設(shè)計過程中，基于一系列給定主題的實踐項目，以學生為主體，對題目設(shè)置與教學過程做出了討論與創(chuàng)新改良探索。以兩位三檔變速器的設(shè)計為例，說明了課程設(shè)計的過程和新方法。課程設(shè)計以項目為依托，以課程知識為基礎(chǔ)，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：機械設(shè)計課程設(shè)計；項目；學生主體；創(chuàng)新性探索

一、前言

在《機械設(shè)計課程設(shè)計》教學實踐環(huán)節(jié)中，大部分院校以圓柱齒輪減速器為課程設(shè)計題目。減速器是一種典型并廣泛應(yīng)用的機械傳動裝置，作為課程設(shè)計內(nèi)容有其適用性。在課程設(shè)計安排上，一般安排在理論教學之后，由教師統(tǒng)一布置，再要求學生用兩周左右完成設(shè)計。但是程式化過程缺少創(chuàng)新意識培養(yǎng)，學生極易敷衍了事。朱玉[1]提出結(jié)合企業(yè)、科研、興趣、大賽等課程設(shè)計題目的新設(shè)想。唐銳[2]等提出開發(fā)購置有關(guān)生產(chǎn)實際的計算機軟件開展電化教學。郝秀紅[3]等提出不同專業(yè)不同題目的因材施教新思路，培養(yǎng)專業(yè)特色工程設(shè)計。張日紅[4]提出改革內(nèi)容，接近實際，調(diào)動學生積極性，培養(yǎng)整體設(shè)計意識和創(chuàng)新意識；加強計算機能力。蔡曉君[5]等在變槳距機構(gòu)設(shè)計和建模過程中對機械設(shè)計課程設(shè)計的新視角做出了探索。本文針對課程設(shè)計的教學內(nèi)容進行了新方法的探索，加入了創(chuàng)新課題設(shè)置與三維軟件教學等，促進了學生創(chuàng)新能力和專業(yè)技能的培養(yǎng)。

二、機械設(shè)計課程新方法

1.課設(shè)選題。機械設(shè)計課程設(shè)計探索的方針為：“學生主體、教師輔助；規(guī)范指導、創(chuàng)新目的”。在課程設(shè)計的創(chuàng)新探索中，由教師制定實踐項目題目，例如：機械原理創(chuàng)新教具、管道維搶修機器人裝備設(shè)計、管道檢測機器人裝備設(shè)計等。設(shè)計以《機械設(shè)計手冊》為依據(jù)，學生3人一組，任選一個主題。由教師給予技術(shù)指導，鼓勵新想法、新創(chuàng)意，開展實踐項目的設(shè)計。2.課設(shè)方法。機械設(shè)計課程設(shè)計創(chuàng)新探索過程中，增加的教學環(huán)節(jié)與方法如下：（1）項目技術(shù)背景拓展。教師增加對技術(shù)背景特別是石油裝備的講解，讓學生明確技術(shù)現(xiàn)狀與優(yōu)缺點。（2）三維軟件教學。課程設(shè)計除了AutoCAD軟件，鼓勵使用Solidworks、PROE等三維軟件。（3）先進制造方法。教師增加對3D打印機、激光切割機的介紹，學生親手制作零部件，組裝中反思設(shè)計不足。讓學生體會機械加工過程，加深理解。

三、兩位三檔變速器的設(shè)計

下面以兩位三檔變速器為例，說明課程設(shè)計探索新方法。1.題目設(shè)置。如圖1所示，該兩位三檔變速器教具使用鋁制材料，重量大且不宜攜帶。在課程設(shè)計中，以此為項目，由學生設(shè)計制作輕量化三檔齒輪變速箱。2.三維模型設(shè)計。課程設(shè)計之初，教師講授了Solidworks軟件的使用，新型三檔齒輪變速箱通過該軟件進行結(jié)構(gòu)設(shè)計。通過裝配對尺寸、外形、裝配、外觀進行修改，裝配圖如下頁圖2所示。3.加工制作。利用3D打印機、激光切割機進行制作和裝配。加工后的實物圖如圖3所示，可視化的變速箱體利于展示齒輪機構(gòu)，亞克力板和PLA材料輕便易攜。4.傳動原理分析。教具中的齒輪通過激光切割制作，模數(shù)1.5mm，面寬3mm，壓力角20°，齒數(shù)為Z2=Z3=Z6=20、Z1=Z4=Z5=40。設(shè)手搖桿輸入轉(zhuǎn)速為ni、變速軸轉(zhuǎn)速nc、輸出軸轉(zhuǎn)速n0。設(shè)輸入軸轉(zhuǎn)速ni不變，通過改變齒比來改變輸出軸轉(zhuǎn)速。變速軸的轉(zhuǎn)速：nc=niiic=ni•Z1Z2=2ni（1）滑動變速手柄，得到三種不同傳動比，即：i′co=Z4Z3=2i″co=Z6Z5=12i蓯co=!#######"#######$0（2）得到三種轉(zhuǎn)速：no1=nci′coni———低速檔位no2=nci″co=4ni———高速檔位no3=0———空檔!#######"#######$位（3）因此，輸出軸具有三種轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)了變速功能。5.測試。在測試過程中，新型三檔齒輪變速機構(gòu)具有以下特點：（1）再現(xiàn)變速箱的變速功能。（2）透明化，便于觀察內(nèi)部結(jié)構(gòu)。（3）輕量化，解決了傳統(tǒng)教具重量大的不便。

四、結(jié)論

機械設(shè)計課程設(shè)計創(chuàng)新探索中，學生選題踴躍，完成出色。同時熟練掌握了3D建模軟件操作、3D打印、激光切割操作，鍛煉了三維繪圖和動手能力。項目作品可用于后續(xù)機械原理、機械設(shè)計課程教學，提供輕便美觀的課程教具，具有現(xiàn)實意義。課程設(shè)計創(chuàng)新探索，依托項目，以課程知識為基礎(chǔ)，培養(yǎng)學生動手能力，提升創(chuàng)新思維。

作者:王文明 馬可 彭鶴 宋強 單位:中國石油大學

參考文獻：

[1]朱玉.CDIO工程教育模式下“機械設(shè)計課程設(shè)計”教改的探討[J].中國電力教育,2010,(19):98-99.

[2]唐銳,黨玉春.機械設(shè)計課程設(shè)計的教改探索[J].攀枝花學院學報:自然科學研究,2004,21(6):112-120.

[3]郝秀紅,邱雪松,王瓊,白文普.機械設(shè)計課程設(shè)計教學改革初探[J].教學研究,2011,34(3):51-54.

[4]張日紅,朱立學,韋鴻鈺.機械設(shè)計課程設(shè)計教學改革初探[J].黑龍江科技信息:文化教育,2008,(29):184.

[5]蔡曉君,廖建泉,董建業(yè),郭居易,陳嘉偉.機械設(shè)計課程設(shè)計中運用Solidworks進行變槳距機構(gòu)設(shè)計及建模[J].化工高等教育:實驗與實踐教學,2015,(2):38-42.