輪機工程專業(yè)機械設計課程設計教學探討

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

2、課程設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)的學生在學完機械設計基礎課程后進行的一個重要的實踐環(huán)節(jié)也是大多數(shù)學生第一次接受較全面的設計能力的訓練。機械設計課程設計能為學生今后的專業(yè)課學習、專業(yè)課程設計、畢業(yè)設計以及畢業(yè)論文等奠定基礎同時能夠?qū)窈髲氖录夹g(shù)工作產(chǎn)生極其重要的意義和深遠的影響。一、機械設計課程設計教學中存在的問題1.機械設計基礎0課程學時分配少機械設計基礎0課程一般約為100學時其主要內(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)的設計計算并概述機械動力學的一些基本知識。隨著教學結(jié)構(gòu)的調(diào)整教學內(nèi)容有增無減學時卻逐漸減少。浙江海洋學院的機械設計基礎0課程現(xiàn)已調(diào)整為524學時(理論52學時實驗4學時)教學時間短難以保證課程設計的質(zhì)量。2.課程設計時間安排不合理按照教學計劃課程設計安排在第四學期的期末考試和短學期階段。完成課程設計的時間一般為3周在這么短的時間內(nèi)學生要完成20~30頁的設計計算說明書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張同時還需要學習AutoCAD完成繪圖難度可想而知。在期末考試階段學生還要應付很多課程考試在短學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)、高級消防的理論學習與實操訓練多方面原因造成課程設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.課程設計選題面過窄課程設計選題一般為帶式運輸機傳動裝置設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生獨立完成設計。由于是3個班級共100多人同時進行課程設計這樣有可能出現(xiàn)一些學生的題目相同或非常相近這也是客觀上造成抄襲現(xiàn)象嚴重的原因之一。4.綜合運用知識能力不強在機械設計課程設計的過程中需要綜合運用到前面學到的機械制圖、輪機工程材料、工程力

6、學、公差等先修課程以及剛學到的機械設計基礎課程。在設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、尺寸標注、技術(shù)要求等。從課程設計完成效果來看學生對于這些先修課程的掌握程度不是很好結(jié)果造成課程設計質(zhì)量不高。5.甩圖板0工程在課程設計中存在不足傳統(tǒng)的課程設計采用丁字尺、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軟件進行課程設計。甩圖板0工程的出現(xiàn)也是為了適應現(xiàn)代社會的新知識、新技術(shù)、新工藝以及現(xiàn)代市場經(jīng)濟的需要。在設計過程中二維或三維CAD軟件具有無紙化、高效、快捷、經(jīng)濟、易保存等優(yōu)點解決了傳統(tǒng)手工設計修改難、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生的課程設計質(zhì)量不高的原因之一。6.課程設計內(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)課程設計都是帶式運輸機的傳動裝置設計且題目多年不變。不同專業(yè)的定位與培養(yǎng)目標各不相同如果都是進行減速器裝置設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)營及機務管理等工作而帶式運輸機的傳動裝置的設計不能很好地反映輪機工

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

10、為專業(yè)知識的學習是在第五學期才開始。課程設計是一項重要的理論聯(lián)系實踐的教學環(huán)節(jié)時間安排應該固定成為一種制度尤其不能與其他重要課程的學習相沖突。具體時間分配為:二維或三維CAD軟件學習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)課程設計的題目應多樣化并密切聯(lián)系輪機工程實踐。可以由老師確定也可以由學生按照自己的學習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、對成績或基礎較差的學生而設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、工藝等方面進行綜合分析[1]既達到了課程設計的目的也增加了對專業(yè)的了解與認識。(2)零部件的三維虛擬設計。運用三維CAD軟件進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計。現(xiàn)階段應用較多的三維CAD軟件有國產(chǎn)的CAXA國外的ProE、UG、Sol

12、idwks等。采用這些軟件進行課程設計有很多優(yōu)點如通過直觀的三維模型增強學生的感性認識通過干涉檢查驗證學生的設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慣有利于建立創(chuàng)新形象思維。[2](3)采用三維CAD進行運動學、動力學及振動分析?；钊?、連桿、曲軸等零部件的三維虛擬模型建立后可以繼續(xù)對這些零部件進行后續(xù)分析如采用機械系統(tǒng)動力學分析軟件ADAMS進行運動學和動力學分析具體步驟為:幾何建模)建立約束)設置初始狀態(tài))進行仿

13、真)測量仿真結(jié)果。(4)應用有限元進行強度分析。有限元分析已經(jīng)成為解決復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進行船舶柴油機曲軸的有限元分析為曲軸設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等軟件進行液壓泵、液壓馬達等

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識。4.先修課程內(nèi)容穿插到機械設計基礎教學中課程設計需要運用到機械制圖、輪機工程材料、工程力學、公差等先修課程的相關(guān)內(nèi)容。指導老師把相關(guān)先修課程的內(nèi)容有機穿插到機械設計基礎課程的相關(guān)部分講解使學生在學習新知識的同時復習、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(理論力學和材料力學)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)合具體零件進行分析和比較使學生能很快地掌握這部分內(nèi)容。[3]三、結(jié)語在機械設計課程設計的教學過程中經(jīng)過課題組成員的不斷摸索和實踐總結(jié)出加強課程設計與輪機工程專業(yè)的密切聯(lián)系、提高機械設計課程設計質(zhì)量的一些措施與方法。實踐證明能夠較好地提高課程設計的質(zhì)量。參考文獻:[1]曹燕曹秀洪.淺析高職5機械設計基礎6課程設計改革[J].泰州職業(yè)技術(shù)學院學報2008(2):626376.[2]胡昌軍.5機械設計基礎6課程教學改革的探索[J].池州學院