輪機工程專業(yè)機械設(shè)計課程設(shè)計教學(xué)探討

1、輪機工程專業(yè)機械設(shè)計課程設(shè)計教學(xué)探討朱發(fā)新X丁天明王偉軍龔雅萍盧金樹張志斌(浙江海洋學(xué)院海運學(xué)院浙江舟山316000)摘要:為了加強課程設(shè)計與輪機工程專業(yè)的聯(lián)系提高機械設(shè)計課程設(shè)計教學(xué)質(zhì)量針對機械設(shè)計課程設(shè)計教學(xué)中存在的問題與不足分析問題產(chǎn)生的原因并從設(shè)計模式、時間安排、選題等方面提出具體改革措施。關(guān)鍵詞:輪機工程機械設(shè)計課程設(shè)計教學(xué)改革中圖分類號:U676.2文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:10068724(2010)01007802機械設(shè)計

2、課程設(shè)計是工科院校機械類、近機械類以及輪機工程、船電等非機械類專業(yè)的學(xué)生在學(xué)完機械設(shè)計基礎(chǔ)課程后進(jìn)行的一個重要的實踐環(huán)節(jié)也是大多數(shù)學(xué)生第一次接受較全面的設(shè)計能力的訓(xùn)練。機械設(shè)計課程設(shè)計能為學(xué)生今后的專業(yè)課學(xué)習(xí)、專業(yè)課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計以及畢業(yè)論文等奠定基礎(chǔ)同時能夠?qū)窈髲氖录夹g(shù)工作產(chǎn)生極其重要的意義和深遠(yuǎn)的影響。一、機械設(shè)計課程設(shè)計教學(xué)中存在的問題1.機械設(shè)計基礎(chǔ)0課程學(xué)時分配少機械設(shè)計基礎(chǔ)0課程一般約為100學(xué)時其主要內(nèi)容是介紹一般機械

3、中常用機構(gòu)和通用零部件的結(jié)構(gòu)、運動特性、工作原理及有關(guān)的設(shè)計計算并概述機械動力學(xué)的一些基本知識。隨著教學(xué)結(jié)構(gòu)的調(diào)整教學(xué)內(nèi)容有增無減學(xué)時卻逐漸減少。浙江海洋學(xué)院的機械設(shè)計基礎(chǔ)0課程現(xiàn)已調(diào)整為524學(xué)時(理論52學(xué)時實驗4學(xué)時)教學(xué)時間短難以保證課程設(shè)計的質(zhì)量。2.課程設(shè)計時間安排不合理按照教學(xué)計劃課程設(shè)計安排在第四學(xué)期的期末考試和短學(xué)期階段。完成課程設(shè)計的時間一般為3周在這么短的時間內(nèi)學(xué)生要完成20~30頁的設(shè)計計算說明書2份(紙質(zhì)稿、電

4、子稿各一份)、減速器裝配圖1張、零件工作圖2張同時還需要學(xué)習(xí)AutoCAD完成繪圖難度可想而知。在期末考試階段學(xué)生還要應(yīng)付很多課程考試在短學(xué)期又安排了輪機工程專業(yè)的兩精通(精通艇筏與精通急救)、高級消防的理論學(xué)習(xí)與實操訓(xùn)練多方面原因造成課程設(shè)計沒有起到真正的理論聯(lián)系實際的實踐環(huán)節(jié)的作用同時也會造成期末考試成績、兩精通和高級消防成績不理想。3.課程設(shè)計選題面過窄課程設(shè)計選題一般為帶式運輸機傳動裝置設(shè)計用于帶式運輸機的減速器有直齒圓柱齒輪、

5、斜齒圓柱齒輪以及蝸桿蝸輪減速器。在給定運輸帶工作拉力(PN)、運輸帶工作速度(mPs)、卷筒直徑(Pmm)一組數(shù)據(jù)以及工作條件、使用壽命、生產(chǎn)批量、動力來源、允許運輸帶速度誤差范圍等的情況下每個學(xué)生獨立完成設(shè)計。由于是3個班級共100多人同時進(jìn)行課程設(shè)計這樣有可能出現(xiàn)一些學(xué)生的題目相同或非常相近這也是客觀上造成抄襲現(xiàn)象嚴(yán)重的原因之一。4.綜合運用知識能力不強在機械設(shè)計課程設(shè)計的過程中需要綜合運用到前面學(xué)到的機械制圖、輪機工程材料、工程力

6、學(xué)、公差等先修課程以及剛學(xué)到的機械設(shè)計基礎(chǔ)課程。在設(shè)計計算說明書撰寫過程中需要用到輪機工程材料里的材料選型、熱處理等內(nèi)容以及工程力學(xué)的彎矩、扭矩的計算及繪圖等知識在減速器裝配圖、零件工作圖中需要運用機械制圖的三視圖、剖視圖、尺寸標(biāo)注、技術(shù)要求等。從課程設(shè)計完成效果來看學(xué)生對于這些先修課程的掌握程度不是很好結(jié)果造成課程設(shè)計質(zhì)量不高。5.甩圖板0工程在課程設(shè)計中存在不足傳統(tǒng)的課程設(shè)計采用丁字尺、圖板、三角板等工具而現(xiàn)在絕大多數(shù)都是采用二維或

7、三維CAD軟件進(jìn)行課程設(shè)計。甩圖板0工程的出現(xiàn)也是為了適應(yīng)現(xiàn)代社會的新知識、新技術(shù)、新工藝以及現(xiàn)代市場經(jīng)濟(jì)的需要。在設(shè)計過程中二維或三維CAD軟件具有無紙化、高效、快捷、經(jīng)濟(jì)、易保存等優(yōu)點解決了傳統(tǒng)手工設(shè)計修改難、修改費時、修改)78)教改論壇航海教育研究2010.1X收稿日期:20090914基金項目:2008年浙江海洋學(xué)院重點教改項目(11032892808)作者簡介:朱發(fā)新(1982)男助教主要從事載運工具及機電一體化研究。次數(shù)多

8、圖紙不清晰等缺點。但是二維或三維CAD中易保存、易拷貝的特點客觀上也是造成一些學(xué)生的課程設(shè)計質(zhì)量不高的原因之一。6.課程設(shè)計內(nèi)容陳舊一直以來大部分工科院校機械類、近機械類等專業(yè)課程設(shè)計都是帶式運輸機的傳動裝置設(shè)計且題目多年不變。不同專業(yè)的定位與培養(yǎng)目標(biāo)各不相同如果都是進(jìn)行減速器裝置設(shè)計就不能很好地反映專業(yè)特點。如輪機工程專業(yè)的畢業(yè)生一般從事現(xiàn)代船機修造、監(jiān)造、檢驗、修造經(jīng)營及機務(wù)管理等工作而帶式運輸機的傳動裝置的設(shè)計不能很好地反映輪機工

9、程的專業(yè)特點。二、機械設(shè)計課程設(shè)計教學(xué)改革的建議1.設(shè)計模式:先分散后集中0在課時較少的情況下為了達(dá)到較高的課程設(shè)計質(zhì)量需采用先分散后集中0的模式。即先把設(shè)計計算說明書的撰寫分散安排到機械設(shè)計基礎(chǔ)課程教學(xué)中然后再把裝配圖及零件工作圖的繪制集中安排在短學(xué)期中的3~4周集中完成。2.時間安排:第四、第五或第六學(xué)期的短學(xué)期如進(jìn)行帶式運輸機傳動裝置的課程設(shè)計則可以安排在第四學(xué)期的短學(xué)期如進(jìn)行專業(yè)方面的課程設(shè)計則需要安排在第五或第六學(xué)期的短學(xué)期因

10、為專業(yè)知識的學(xué)習(xí)是在第五學(xué)期才開始。課程設(shè)計是一項重要的理論聯(lián)系實踐的教學(xué)環(huán)節(jié)時間安排應(yīng)該固定成為一種制度尤其不能與其他重要課程的學(xué)習(xí)相沖突。具體時間分配為:二維或三維CAD軟件學(xué)習(xí)2周裝配圖、零件工作圖2周。3.選題:密切聯(lián)系輪機工程專業(yè)課程設(shè)計的題目應(yīng)多樣化并密切聯(lián)系輪機工程實踐?？梢杂衫蠋煷_定也可以由學(xué)生按照自己的學(xué)習(xí)興趣來確定以下幾種題目可以作為參考。(1)變帶式輸送機的傳動裝置設(shè)計0為零部件或系統(tǒng)測繪與分析0。這類題目主要是針

11、對成績或基礎(chǔ)較差的學(xué)生而設(shè)定的研究對象為船舶柴油機的活塞、氣缸、曲軸等重要零部件以及淡水、海水、燃油、滑油等管路系統(tǒng)圖的測繪與分析主要從運動、結(jié)構(gòu)強度、工作能力、精度、材料、工藝等方面進(jìn)行綜合分析[1]既達(dá)到了課程設(shè)計的目的也增加了對專業(yè)的了解與認(rèn)識。(2)零部件的三維虛擬設(shè)計。運用三維CAD軟件進(jìn)行減速器箱體以及活塞、連桿、曲軸等船舶柴油機重要零部件的虛擬設(shè)計。現(xiàn)階段應(yīng)用較多的三維CAD軟件有國產(chǎn)的CAXA國外的ProE、UG、Sol

12、idwks等。采用這些軟件進(jìn)行課程設(shè)計有很多優(yōu)點如通過直觀的三維模型增強學(xué)生的感性認(rèn)識通過干涉檢查驗證學(xué)生的設(shè)計計算說明書是否正確通過三維虛擬模型輸出二維投影圖符合思維習(xí)慣有利于建立創(chuàng)新形象思維。[2](3)采用三維CAD進(jìn)行運動學(xué)、動力學(xué)及振動分析?；钊?、連桿、曲軸等零部件的三維虛擬模型建立后可以繼續(xù)對這些零部件進(jìn)行后續(xù)分析如采用機械系統(tǒng)動力學(xué)分析軟件ADAMS進(jìn)行運動學(xué)和動力學(xué)分析具體步驟為:幾何建模)建立約束)設(shè)置初始狀態(tài))進(jìn)行仿

13、真)測量仿真結(jié)果。(4)應(yīng)用有限元進(jìn)行強度分析。有限元分析已經(jīng)成為解決復(fù)雜的工程分析計算問題的有效途徑。有限元分析也可以作為三維虛擬設(shè)計的后續(xù)研究內(nèi)容常用的軟件有ANSYS、SolidWks、UnigraphicsNX及ProE等如利用ANSYS進(jìn)行船舶柴油機曲軸的有限元分析為曲軸設(shè)計和工作可靠性分析提供重要的理論與數(shù)據(jù)支持。(5)液壓元件、系統(tǒng)的動態(tài)性能仿真。如采用EASY5、matlabPsimulink等軟件進(jìn)行液壓泵、液壓馬達(dá)等

14、其他液壓元件或液壓系統(tǒng)動態(tài)性能仿真分析不但鞏固了液壓知識而且加強了液壓工程實踐的認(rèn)識。4.先修課程內(nèi)容穿插到機械設(shè)計基礎(chǔ)教學(xué)中課程設(shè)計需要運用到機械制圖、輪機工程材料、工程力學(xué)、公差等先修課程的相關(guān)內(nèi)容。指導(dǎo)老師把相關(guān)先修課程的內(nèi)容有機穿插到機械設(shè)計基礎(chǔ)課程的相關(guān)部分講解使學(xué)生在學(xué)習(xí)新知識的同時復(fù)習(xí)、鞏固、運用已有知識。例如在講授齒輪傳動的承載能力時要緊緊抓住先修課程(理論力學(xué)和材料力學(xué))中有關(guān)力的三要素、力的合成與分解及強度理論等內(nèi)容

15、結(jié)合具體零件進(jìn)行分析和比較使學(xué)生能很快地掌握這部分內(nèi)容。[3]三、結(jié)語在機械設(shè)計課程設(shè)計的教學(xué)過程中經(jīng)過課題組成員的不斷摸索和實踐總結(jié)出加強課程設(shè)計與輪機工程專業(yè)的密切聯(lián)系、提高機械設(shè)計課程設(shè)計質(zhì)量的一些措施與方法。實踐證明能夠較好地提高課程設(shè)計的質(zhì)量。參考文獻(xiàn):[1]曹燕曹秀洪.淺析高職5機械設(shè)計基礎(chǔ)6課程設(shè)計改革[J].泰州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報2008(2):626376.[2]胡昌軍.5機械設(shè)計基礎(chǔ)6課程教學(xué)改革的探索[J].池州學(xué)院