机械设计基础教学心得体会概述

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摘要：《机械设计基础》课程是一门重要的专业技术基础课。掌握机械设计的基本原理和最新方法是本课程的主要任务。本文针对应用型本科教育的特点，浅析了本课程理论教学的方法，以及几个知识点的教学心得。

关键词：机械设计基础；教学；心得体会

《机械设计基础》（主编：荣辉、付铁、杨梦辰）课程是本科近机类、非机类专业学生的教材，本校将其设置为本科汽车服务工程专业的主干课程。本课程是一门专业技术基础课，以机械设计为核心。机械制图、工程力学、机械制造基础等是本课程的先修课，本课程同时也为后续专业课的学习打下基础。本课程主要介绍常用机构（连杆机构、凸轮机构、间歇运动机构、齿轮机构等）设计、通用机械零部件（齿轮、螺纹连接件、键、轴、轴承、联轴器等）的设计、选用及机械系统设计等问题。

一理论教学方法

（一）教学重点

本教材是由机械设计制造及其自动化专业的两本教材《机械原理》和《机械设计》压缩而成，内容丰富，而理论课时有限，所以在理论教学中应结合专业特点，抓住重点，讲解一部分，让学生自学一部分。理论教学的讲授内容为：机械零件材料学基础、机械设计中的摩擦学基础、平面机构的结构分析、平面连杆机构、凸轮机构、齿轮传动、蜗杆传动、带传动、无级变速传动、轮系、螺纹连接、轴、滚动轴承、机械系统的设计。理论教学的自学内容为：间歇运动机构、链传动、摩擦传动、螺旋传动、键连接、联轴器、滑动轴承、机械的调速和平衡、现代设计方法。为了培养学生养成良好的学习习惯，提高学生学习的积极性，考试范围以讲授内容为主、自学内容为辅，以检查其自学效果。

（二）教学方法

每次课一般由组织教学、承上启下、新课讲授、总结讨论和布置作业等五个环节组成。虽然每次课的环节相同，但内容不同。应针对教学内容精心设计以上五个环节。（1）本课程是一门实践性很强的课程，教学中一定要抓住设计这一关键，不宜只重理论而轻视设计，特别是结构设计尤为重要。在具体设计时，应先进行整机设计，在此基础上再进行零件设计，保证零件的结构在整机中的合理性。（2）掌握机械零部件的设计规律。本课程是以零部件为研究对象，探讨各类通用零部件的设计计算问题的。不同类别零件的工作原理、材料、载荷、应力等方面有很大差别，因而设计准则、计算公式也会完全不同，从表面看，似乎支离破碎、无章可循，但实际上机械零部件设计也有它自己的规律，这个规律与设计机械零部件时所考虑的问题是相同的。因此，机械零部件的设计程序也是相同的。一般情况下其分析问题的思路及程序为：类型应用工作原理失效形式设计准则计算方法结构设计：（3）在机械设计过程中，许多现象目前还难以用理论解释清楚，有些数据也很难用纯理论公式计算出来，故必须采用一些基于科研或实验而得出的公式和数据进行估算，或直接选用经验数据。（4）使学生学习并掌握机械设计过程中先初选参数、再进行校核的设计方法。零部件所处的工作条件是多种多样的，有的很复杂，这时需要凭经验或类比，先初定尺寸然后再进行校核。另外，零部件的尺寸参数有的是通过计算得到的，但另一些参数可能是由结构设计先确定尺寸，然后再进行各项必要的校核计算——这也是确定零件尺寸参数常用的方法。（5）使学生明白，机械设计过程中的许多问题的解答不是唯一的，可能有多种方案可供选择和判断。比如两级齿轮减速器的设计，其高速级主动齿轮的齿数可在17~40之间选取，因此设计结果有多种。在讲授本课程时，要让学生尽快适应这一特点，安解决工程实际问题的实际方法及模式培养提高学生的机械设计能力。

二几个知识点的教学心得体会

（1）在教学中一定要注意理论联系实际，把教学内容和生产、生活中的实例结。合起来，以取得良好的教学效果。比如讲解机构运动简图的绘制、机构自由度的计算时，刚好碰到下雨天。讲完相关的理论后，看到雨伞，我随手拿起来，让学生仔细观察雨伞的结构，绘制其机构运动简图。这一环节使学生从枯燥的理论回到多彩的生活，让课堂气氛一下子活跃起来。他们一只手拿着伞，一只手拿着笔在纸上绘图，极大地激发了其学习积极性。但学生绘制的简图均存在问题，对初学者是正常的。我让几个学生把自己绘制的简图画在黑板上，然后公布正确答案。再结合专业理论，逐一分析其错误的原因，学生一下子掌握了机构运动简图的绘制要领。雨伞的机构运动简图如图1所示。机构中n=7，，PH=0，其自由度为（2）在讲解周转轮系传动比的计算方法时，教材中以图2所示的周转轮系为例，介绍用反转法得到其转化轮系，通过计算转化轮系（定轴轮系）的传动比，再结合已知条件，来间接地求解周转轮系的传动比。有学生提出，在图2中，为什么行星轮的转向是顺时针的，而不是逆时针的。这个问题的实质是周转轮系中行星轮转向的判定方法。（3）在机械设计过程中，应注意有些设计参数的选择有多种方案，应进行比较分析，确定合理的方案，进行设计，这也是本课程学习的难点。例如，按齿面接触疲劳强度设计直齿圆柱齿轮传动时，算出小齿轮分度圆直径，而，若初选齿数，则模数，圆整为标准模数，，这时，显然满足强度条件，但是传动尺寸却增大了，传动装置的成本也提高了，可见，初选的齿数不合适。应将1z减小（但min1zz≥），使计算出的模数值接近于。故重取，圆整为m=5.2m，则小齿轮的分度圆直径为，此数值既大于，又接近于，这样的设计才合理。

参考文献

[1]荣辉，付铁，杨梦辰主编.机械设计基础[M].第3版.北京:北京理工大学出版社,2010.7

[2]王黎钦，陈铁鸣主编.机械设计[M].第5版.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2010.1

[3]朱理主编.机械原理[M].第2版.北京:高等教育出版社,2010.4

[4]徐锦康主编.机械设计.第2版.北京:机械工业出版社,2001.8

作者：刘卫旗 单位：延安大学西安创新学院