机械结构设计基础知识大全11篇

机械结构设计基础知识篇（1）

基金项目：攀枝花学院教育教学研究和改革青年项目（JJ1364）

攀枝花学院教育教学研究和改革青年项目（JJ1409）

《机械设计基础》课程是高等学校机械类专业开设的一门专业基础课，其包括了机械原理和机械设计两大部分，研究的是机械的基本理论问题和机械零件的设计与计算。《机械设计基础》课程在课程教学设置中起承上启下的作用，是学生在学完《高数》、《工程力学》、《机械制图》等课程后进入专业课程学习前必须学习的一门课程。学好《机械设计基础》课程对学生学好后续的专业课程起着重要作用[1]。

1 《机械设计基础》课程教学过程中增加大作业环节的必要性

《机械设计基础》课程的实践性和综合性都极强，传统的《机械设计基础》课程教学已很难满足现在的教学要求，学生很难理解并掌握所学的《机械设计基础》课程要求及知识内容，因此在教学过程中增加大作业环节，使学生边学边设计计算，学的过程中理论联系实际，学生既能充分掌握理解理论知识，又能提高实践能力、动手能力，并为后续的课程设计、毕业设计做准备，有助于提高学生参加学科竞赛、创新实验的积极性及参与过程的能动性。

2 《机械设计基础》课程大作业的设置方案

2.1 方案设计思想

《机械设计基础》课程分为机械原理和机械设计两大部分，故分别在机械原理与机械设计部分设置2-3个大作业，以分组的形式进行，最后以小组考核结论为每个成员的考核成绩[1]，也可根据具体情况，每个学生设置不同的题目。在大作业设计过程中，可根据学院专业特色，大作业题目与专业特色相结合，与学生专业相结合，使知识系统化，并提高学生学习兴趣。大作业题目也可根据学生情况，在难易程度上分层布置。具体大作业设置如下。

2.2 机械原理大作业设置

《机械设计基础》的前半部分是机械原理部分，其内容主要包括了机构的结构分析、平面机构的运动分析、平面机构的力分析、连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等。该部分内容比较抽象，学生如果只是通过单纯的听课、作业，不能很好的理解各种机构的工作原理并与实际应用结合[1]。因此分别在连杆机构及其设计和凸轮机构及其设计章节设置大作业环节。

连杆机构的应用十分广泛，在工程机械、农业机械及汽车工业中都有广泛应用，如起重机、转向机构、车门开闭系统等都有连杆机构的应用。因此选择连杆机构设计为《机械设计基础》课程的第一个大作业题目。学生通过对题目的分析，按照课堂所学理论知识，首先对平面机构的运动进行分析，然后建立包含各尺度参数和运动变量在内的解析式，最后根据已知的运动变量求机构的尺度参数[2]。

凸轮机构广泛应用于自动化和自动控制装置中，常见的凸轮机构应用如内燃机配气机构、自动机床进给机构等。因此选择凸轮机构设计为《机械设计基础》课程的第二个大作业题目。学生根据大作业题目，首先根据工作要求、结构条件选定凸轮结构的形式、基本尺寸、转向及推杆的运动规律后，就可根据凸轮设计方法对凸轮轮廓曲线进行设计[2]。

2.3 机械设计大作业设置

在《机械设计基础》课程的后半部分为机械设计部分，其主要讲述通用零件的工作原理和设计过程，其内容主要包括了机械零件的工作能力和计算准则、螺纹联接、轴承、轴等。这部分内容庞杂，各章节似乎独成体系，互不关联。传统的在课堂上进行陈述性的知识学习的教学方法，学生在学习过程中，学习没有系统性，对于零件的设计知识，只有大致的了解，知识掌握并不深入[1]。因此，在机械设计部分布置2-3个大作业题目。

机械设计部分主要是零件的设计，大作业题目可结合专业实验室进行实验设备装置的改进与设计，传统学生做实验时，只是按照实验步骤进行，很多学生对实验目的不明确，学生在做实验时，鼓励学生多思考，不按部就班的按实验步骤做实验，可对实验设备装置进行改进与设计，如此既使学生对实验内容、目的等理解透彻，同时提高学生的实验能力。大作业题目也可设计小型的机械，设计小型机械或结合专业实验室实验设备装置的改进与设计都可运用项目式教学法，利用师生创新项目等实践环节，强化学生动手能力，将有利于提高学生的工程实践能力，提高教学质量，形成地方高校教育特色[3]。如学生参与的机械创兴大赛，相应的设计就可融合到大作业中，学生很好的把实际与课堂理论联系在了一起，即可以鼓励学生多参与创新项目，又提高学生的学习能动性；同时指导学生参与教师科研项目，大作业题目与项目内容契合，通过科研项目逐步提高学生机械设计的能力，学生在学习的同时提高自己的科研能力。

2.4 引入三维设计方法

为补充课堂教学，并联系实际提高学生的设计能力，在大作业过程中，鼓励学生借助计算机设计，引入三维设计方法补充课堂教学。要求学生在完成参数选择、计算校核的基础上，根据计算机绘制出装配图和主要零件的零件图，同时要求学生应用Pro-E、UG等三维设计软件，进行三维实体建模，强化学生的三维设计能力，开拓学生就业渠道[3]。

3 结论

通过在《机械设计基础》教学过程中增加大作业的环节，使学生进一步加深对《机械设计基础》中的机构原理及设计、零部件设计方法等理论知识的理解，显著提高学生的设计水平，提高学生的学习积极性，学生的实践能力及其学生的科研能力，为学生增强就业竞争力打下基础[3]。

参考文献

机械结构设计基础知识篇（2）

1.机械设计基础课程的作用

机械设计基础包含机械原理和机械设计两门课程，是一门介于基础课和专业课之间的重要的设计性技术基础课，是高职高专数控、模具、汽车和机电类专业的一门主要的专业基础课，起着从基础课过渡到专业课的桥梁作用。本课程的教学目标不仅在于传授常用机构和通用零件的基本知识、基本理论和基本设计方法，更重要的是培养学生的实际机械设计能力、创新能力、工程意识训练。

2.机械设计基础课程存在问题

随着科学技术的不断发展，原有的机械设计基础课程的课程体系、教学内容和方法，表现的愈来愈不适应，主要反映在教学模式、教学内容陈旧、实验、实习基地建设和设备投入不足，现代教育技术和手段在教学中的应用不够广泛，与生产实际结合不够紧密，实践教学学时少，缺乏实践性、整体性和创新性，不利于学生实践能力的培养。这些问题影响了实用型和技能型人才的培养，制约了机械设计基础课程教学水平的提高。

3.机械设计基础课程教学改革

3.1确立课程的培养目标

（1）教师根据生产实际情况进行机构设计和选用机械零件，提高学生的学习兴趣。

（2）提高学生的实际动手能力和对生产实际问题的综合分析能力。

（3）培养学生具备设计机械传动和运用手册设计简单机械的能力。

（4）掌握用计算机辅助设计方法来设计机构和选用机械零件。

3.2教学内容的改革

高职教育教学内容及课程体系强调理论知识的应用，要求按照一线生产实际需要授课，其课程体系突出能力与素质的培养，因此，教学内容调整的思路是强调基本知识、基本原理，注重实际应用，引入反映机械设计理论和方法的新概念、新理论、新方法，介绍各种新型机构和新的机械设计方法，力求在压缩课内学时的前提下拓宽知识面，增加信息量，提高教学效果。

（1）增加计算机辅助设计的应用，尽管图解法曾在工程实际中起过举足轻重的作用，但是，随着对机构分析及设计精度和效率要求的提高，以及计算手段和方法的飞速发展，在机构分析和设计中采用解析法已显示出它的必要性和可能性，解析法便于与现代先进的设计手段结合起来，从而获得最佳的设计方案，能更准确、更全面地反映工程实际、解决许多图解法难以解决的问题。虽然如此，但图解法也有着它自身的优越性，图解法形象直观，更加有利于学生的理解，对某些简单问题比解析法更加方便有效。因此，在以解析法为主的原则下，兼顾图解法。

（2）强化机械零件及运动副的结构设计。如果机械类应用性人才，是指能操作现代化机器，能对及其进行调整、维护、管理，并不具有改进设计的能力的话，那么他们应该对机械零件的结构和运动副并具有一定的设计能力。所以，教学中心有所偏移势在必行。

（3）当今社会发展日新月异，新知识、新信息层出不穷。一个人的知识要想跟上社会的发展，需要有较强的获取信息的能力。同样，在机械设计过程中，很多数据知识点都是要靠查阅相关的机械手册或机械零件手册等一系列的资料才能获得；一个人设计者最起码要具有一定的获取信息、获取资料的能力。因此，在教学过程中，增加培养学生查阅相关手册设计的能力就显得格外重要。

（4）机械设计基础课程是一门实践性很强的专业技术基础课，所以在教学过程中应加大实践教学的学时数。我系在原有的机械设计基础课程实验室上加以改造，供学生分析各种机构的结构及特性，让学生能更加直观的了解各种结构的结构特性以及运动情况，并对机构传动装置进行拆装与调整，增强学生的实践动手能力。教师在指导过程中还可进行一些创新，设计并提出一些新的实验内容，如可选用一些磨损过的齿轮和使用过的减速器，让学生独立动手操作，通过分析，提出一些具体的修理、调整、改进的意见和解决问题的方案。这样，既巩固和加深了理论知识，又使理论知识与实践能力培养有机结合起来，同时使学生觉得学有所用。

3.3教学手段的改革

传统的教学系统是由老师、学生和教材这三个要素构成的，以教师为中心的传统教学模式，它的特点就是由教师通过讲授、板书，把教学内容传递给学生。传统教学模式便于控制教学节奏，协调课堂气氛，也便于师生之间的直接交流，并能充分展现教师的教学风格。随着机械原理教学改革地深入，教学手段也必须进行改革，否则难以完成相应的教学内容，也达不到相应的教学效果。机械原理部分有一些机构的原理比较抽象，无法用语言形象地表达清晰，学生认知困难，很难在学生中形成深刻的印象。适当运用直观教学的手段，改革程式化的教学方法，采用实物激励法、模型演示法、实践教学法可以增强学生的感性认识，提高学生的工程知识和业务技能，提高教学效率，改善教学效果。在教学中，四杆机构的演化、死点位置的应用和危害及机构通过死点的方法，机构综合、机构的创新设计及新型的机构（如机械手、机器人等）、各种间歇运动机构的原理、应用及齿轮的各种加工方法等，是教学环节中不易掌握的难点，由于学生没有太多的实际生产经历，很难通过想象加以理解。在教学中，可以通过录像、动画的演示，把难点体现得很直观，让学生很容易理解和掌握。

3.4考核制度的改革

初步打算对传统的考核制度加以改革，新的考核制度应注重学生的综合素质，采取理论知识与实际动手能力并重的考核方法，实现考核形式多样化，引导和激励学生提高创新意识。

4.结束语

总之，机械设计基础课堂教学的改革是一个系统工程，涉及到课程教学的各个环节，全面推进教学改革措施，才能取得良好的效果。必须删掉陈旧或重复的教学内容，增加新发展的内容，拓宽学生的知识面；在教学方法上，充分利用计算机的辅助教学作用，使计算机贯穿于整个教学环节，使教学方法上一个台阶，为学生学习专业课和走向工作岗位打下坚实的机械设计基础。

【参考文献】

机械结构设计基础知识篇（3）

1.2多种教学方法结合机械基础课程实践性强，传统的理论教学采用“填鸭式”的教学方法，教学过程中教师和学生之间缺乏互动，学生被动接受知识，学生感到枯燥乏味，不利于学生的学习。采用多种教学方法，激发学生学习积极性，变被动学习为主动学习。对于工程力学基础、工程材料基础知识、基本概念等采用讲授式教学法。教学过程中教师要注意和学生的良好互动，避免注入式教学。机械设计中的常用机构、机械传动、轴系难度大和实际联系密切，采用讨论式教学。理论知识讲解前，选择和生产实际常见的议题，在学生充分讨论后，教师再讲解，调动学生学习的积极性，避免了“教师教、学生被动学”的单一教学模式，达到事半功倍的效果。采用典型案例教学法，如以齿轮轴为典型案例，通过材料的选择、结构设计、强度校核、公差与配合的选择、机械加工工艺制定等环节，可以把工程力学、工程材料、互换性与技术测量、机械设计、机械加工的相关知识联系在一起，架起了课程的桥梁，知识结构相互衔接，课程体系更加完善。

1.3采用多种教学手段提高教学效率机械基础课程的研究内容比较抽象，相当一部分学生在学习时因缺乏空间想象力和工程设计而产生厌学情绪。课程学时少，内容多，采用现代教育技术方法，通过运用多种媒体，提高课堂效率，有效提高教学效果。讲解平面连杆机构、机械传动、金属切削机床、轮系、液压系统原理时，由于学生没有实际生产经历，缺乏相应的想象能力，采用动画技术，生动形象，让零部件运动起来，使抽象理论直观化；讲解连接、轴系、切削加工方法、液压元件时，采用实物、幻灯片、图片展示教学内容，生动形象，增加学生感性认识，拉近书本知识和生产实际的距离，加深学生对理论知识的理解，更好地突出教学重点和难点。

1.4增加综合设计实验教学内容课程的实验课时为4学时，传统的实验为认知实验，实验设备是机械基础陈列柜和模型，以演示讲解为主，时间多集中安排在课程中期。改革后，开放实验室，学生自主实验，不占实验课时，时间安排每个模块的理论课讲授之前，学生递交实验报告。通过认知实验使学生建立机械零配件的结构、机械加工、液压传动系统的感性认识，对机械基础知识有一个初步了解。增加综合设计实验内容。①轴系结构设计实验。轴系结构是回转机械的重要组成部分，轴系结构的性能决定机械的性能和寿命。轴系结构设计实践性强，涉及内容多，灵活性大，是课程的重点和难点。通过拆卸、结构分析、装配、调整、结构设计的全过程，学生掌握轴系设计的步骤和方法，培养学生的创新能力和工程实践能力。②机械传动方案的创新组合设计、分析实验。传动方案的设计是创新设计的主要内容，学生根据教师的要求，选择传动类型、自行设计传动方案，根据设计方案自行组装，以培养学生的综合设计能力和动手能力。通过开设综合设计实验，在创新实验的环节中，学生通过方案构思和改进、实验操作和观察，达到培养创新意识、创新设计能力。

1.5增加具有食品工程教育特色的实践教学环节增加工程训练，训练时间安排在理论课开课后第6周。工程的本质是一种社会实践，在科学的基础上增加工程训练的内容。学生知识面窄、面向工程实际不足，没有足够的工程训练，现代工程设计思想、方法和综合应用多方面的知识解决工程实际问题的能力不足。工程训练中，学生学习金属加工工艺知识，自己动手操作各种设备，使用多种量器具，增强动手能力，激发创新欲望，培养创新能力。增加课程设计，时间安排在理论课结束后进行。课程设计是实践教学的重要环节，培养学生运用所学的知识分析和解决问题及独立思考的能力。课程设计时间1周，工作量大、时间紧。采用接近工程实际的题目：一级减速器设计或小型食品加工机械等。每个学生的任务书各不相同，设计方案和设计思路完全由学生组织设计，充分发挥以学生为主的教学理念。学生基本具备机械传动系统的设计计算、材料的选择、会查阅资料，能够正确使用国家标准，绘制工程图的能力。通过课程设计巩固所学知识，掌握机械方面的设计方法和步骤，培养学生工程意识、分析问题和解决问题的综合能力。

1.6考核方式改革课程考核方式，实行教学全过程多次考核和考查，提高平时成绩在总成绩中的比例。理论考核采用闭卷考试，成绩占课程成绩的70%；实验考核成绩占课程成绩的30%。细化实验考核内容，从实验准备、实验过程、实验效果、实验报告多方面考核，注重实验过程和创新能力的考核；工程训练、课程设计单独考核。

机械结构设计基础知识篇（4）

一、机械设计基础课程的实践教学及其重要作用

机械设计基础课程属于机械工程类各专业学生必修的主干技术基础课程之一，在培养学生的机械设计综合能力方面占有重要地位。实践性教学是本课程的重要组成部分，其目的是不仅帮助学生理解课程的基本理论，更成为培养学生核心能力的至关重要的环节。因此，实践教学环节的改革是课程体系改革的着力点。

二、我院机械设计基础课程实践教学现状

1.实践教学基本情况

机械设计基础课程的实验教学内容主要是按大纲要求的基本实验包括“机构运动简图测绘”、“齿轮范成和参数测定”、“带传动”等；综合性、创新性实验项目只作为课下选做。实验考核成绩，一般以实验报告成绩占平时总成绩10-20%的比例计入平时成绩，且作为考核标准。综合性、创新性实验项目没有计入总成绩，学生参与积极性不高，一般学生只是走过场，敷衍了事，达不到实验的目的和要求。课程设计集中在课程结束后3周时间，并单独计算成绩。

2.存在的主要问题

（1）基础实验大部分为验证性实验，而作为锻炼学生自主设计和创新思维的综合性、设计性实验没有引起学生足够的重视。

（2）综合运用所学知识分析、解决实际问题的课程大作业，学生没有发挥主观能动性积极参与。

（3）与课程相关的学生课外科技活动没有充分开展，学校实验设备未得到充分利用。

因此，深化机械设计基础课程实践教学改革非常必要。无论是在实验项目的开发和研制方面，还是在实践教学的组织管理方面，存在诸多问题有待研究和解决。

三、实践教学的改革方向与改革内容

1.实践教学改革的主要方向

（1）加大作业力度，通过大作业训练学生简单的工程意识，同时培养学生运用所学知识分析问题、解决问题的能力。

（2）加强综合型、设计性实验项目及与课程相关的课外科技活动的开展。能够很好地锻炼学生综合运用所学知识，开发学生设计思维和创新思维。对培养学生工程意识、设计能力和实践动手能力都有不可替代的作用。

2.实践教学改革的主要内容

为了适应当前工业技术和机械学科综合的发展步伐，实践环节增强了学生的设计动手能力。如实验中增加了联接件结构设计、传动方案综合实验、轴系结构设计、结构分析等。机械运动方案的创新设计包括连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等基本机构的应用扩展和组合设计等。教师也可以将科研中新的研究成果，经过适当的提炼和加工，转变为适合的学生教学实验或课程设计题目。

（1）完善认知教学，培养学生的认知能力。该实践教学主要是学生的认知过程，其主要内容是参观典型零件和机械拆装展示。通过认知实验，增加学生对机械的功能、种类、组成和各种常用零部件和运动机构的感性认识，清楚本课程所要掌握的知识结构。此外，对零部件的类型、结构等教学内容在实物模型陈列室讲解，将传统的课堂教学转到现场教学。

（2）系统的实验教学，培养学生的实践能力和创新能力。实验教学中采用传统试验和创新实验相结合。主要的实验环节有：

①机械传动试验。实验装置采用多种组合的设计模式，分动力系统、传动系统和测试系统。通过多种组合完成齿轮传动、链传动、皮带传动、蜗轮蜗杆传动。通过实验的装配组合，还可以加深学生对轴系装配的理解。

②机构创意组合综合实验。该实验通过对各种空间机构的组合实践，使学生对空间机构的组成、运动特点及其机构运动多样性等问题有更全面、更深入的理解。试验台可拼装出30种空间机构。该机构主要培养学生的创新能力、综合设计能力及实践动手能力。

③轮系创新设计实验。试验台可拼装出12种轮系，通过拼装试验，使学生对轮系结构、类型、应用、传，动比计算与自锁、周转轮系齿数的确定等问题有更清晰、更全面、更深入的理解。

④机、电、气、液创新设计综合实验。可实现机械、电子、液压、气动与启动、控制和测试等多学科知识的交叉认识。有利于拓宽学生知识领域，优化知识结构。

（3）采用现代设计技术，培养学生的综合实践能力。

①课程设计是该门课程的主要实践环节，设计中倡导学生使用计算机辅助设计、虚拟仿真设计等现代设计分析方法。在机械原理部分的教学中，开设机械系统动力学分析课程，主要讲授如何运用ADAMS软件进行机构的三维建模和运动、动力学仿真。

②在机械设计基础理论教学中，有侧重地在不同章节讲授SolidWorks的三维造型与装配、工程分析应用。在学完机械原理的部分内容后，要求学生根据机器的工作原理拟定传动方案，确定机构的运动尺寸，用ADAMS建模后，对机构进行运动和动力学分析。

四、结语

实践教学环节的设计作为教学体系改革的一部分在国家人才培养战略计划中具有深远意义。对于普通高校机械工程类本科教育而言，按照“宽口径、厚基础”的教育方针，就是要求学生具备相应的专业基础、较宽领域的基础知识、创新设计与综合实践能力。近两年的实践表明，注重实践能调动学生的学习积极性和创造性，首先，给予学生更大的选择空间，这样有利于激发学生学习的主动性和创造力：其次，有利于培养学生创新能力。通过创新组合试验和创新课程设计，有意地培养学生创新思维，在设计中既要因势利导，又要让学生学会发散思维。在实践中培养学生的创新意识和能力；再次，有利于培养学生的团队合作意识。设计中采用小组设计模式，给学生提供互相交流、互相帮助的分工合作条件，通过小组讨论，自定设计题目。让学生发挥团结协作精神，将学生的团队精神及联合攻关意识融入实验教学和课程设计的各个环节。

本文根据机械设计基础课程的教学特点，对如何改革机械设计基础课程的实践教学，提高学生创新能力方面进行了探讨，供工科类各专业教育工作者参考。

参考文献：

[1]邓宗全，束宝玉，陈明.国家工科机械基础课程教学基地建设的研究与实践[J].中国大学教学，2008（2）：12-14.

机械结构设计基础知识篇（5）

1面向卓越工程师培养目标的教学要求

卓越工程师人才培养目标是具有国际视野的行业领军人才、国际认可的高级工程技术人才和创业研发型高端人才。卓越工程师的核心是创新能力。随着知识经济的到来和信息技术的迅速发展，社会对人才的需求产生了很大的变化，更加强调实践能力和创新型人才的培养，面向卓越工程师培养计划的教学，不仅要培养学生熟练掌握专业基础理论知识的能力，还要注重培养学生的实践应用能力、思维开创性和创新能力。

2机械设计基础课程教学的现状

机械设计基础课程是一门理论性和实践性较强的课程，既强调知识的综合性、实用性，又强调创新能力、综合分析和解决生产实践问题的能力，这也是卓越工程师教育培养计划所要求的。

但是现有的机械设计基础课程教学存在一些问题亟待解决。传统的教学过程是一种填鸭式的教学，一切都是由教师决定，学生只能被动地参与。如机械系统的结构设计是机械设计基础课的重要教学内容，也是过去讲课的难点，由于受到传统教学手段的限制，电类专业学生对此方面内容的掌握比较困难。

现有课程内容体系建立在知识的系统性和完整性之上，在知识点的选择和安排上没有脱离传统的教学理念，所用教材的知识内容体系创新性不够，没有体现卓越工程师教育培养计划中所要求的能力主线，与生产实际要求的课程内容或知识点的编排存在一定的差距。另外，教师不注意采用先进的教学手段来充实自己的教学活动，忽视案例教学、问题教学等方式的运用，导致教学信息量太小，无法传授更多的知识。课程教学中只是理论知识的简单讲解，没有结合工程实际进行教学。

3机械设计基础课程的教学改革

按照卓越工程师教育培养计划的目的和培养要求，以及在以往机械设计基础教学过程中所发现的问题，借鉴皮亚杰提出的建构主义理论，对机械设计基础课程教学改革提出如下建议与改革措施。

3.1确定教学目标

机械设计基础课程具有很强的工程性、实践性和实用性，其主要的教学目标是培养学生机械系统方案设计的能力。教师以自己制定的教学目标为导向，在整个教学过程中围绕教学目标与学生一起展开教学活动，并以此来激发学生的学习兴趣与积极性，激励学生为实现教学目标而努力学习。

机械设计基础上半部分的核心内容是各类常用机构的设计和应用。要设计和应用机构，首先必须认识各类机构，通过一些典型的机构系统了解机构的具体结构、工作原理、特征和它在系统中的作用，从机械系统的总体去认识机构，用系统的观点将各类机构联系起来，将系统的要求贯穿于机构的设计之中。学生不应孤立地去认识和设计机构，而应以系统为主线来掌握机构分析、设计的基本理论和方法，确定机构设计的要求。

例如教师在讲授机械设计基础第一章机构自由度的内容时，首先向学生说明学习机构自由度在实际工作中的意义，并在本章最后给出关于牛头刨床的机构设计错误的例子，让学生通过计算机构自由度予以改正，以此来激发学生的学习兴趣与积极性，充分发挥学生的主观能动性，训练他们的创造性思维。

另外，在学习平面连杆机构、凸轮机构、齿轮机构这3大类常用机构过程中，由于该3大类机构又可划分出很多种类，学生常感到各类机构缺少联系。由于往复式四冲程内燃机涵盖了这3大类机构，所以可通过介绍往复式四冲程内燃机工作过程的4个冲程运动将这3大类机构运动作为教学背景或目标，将3大类机构联系起来。

如内燃机通过平面连杆机构中的曲柄滑块机构将活塞的直线往复运动转换为曲轴的回转运动;通过凸轮机构控制进气门、排气门开合时间的长短;通过齿轮机构协调燃气推动活塞运动时，进气门、排气门有规律的启闭。以往复式四冲程内燃机工作过程介绍3大类机构各自的优缺点和不可替代性，对增强学生的感性认识、加深对知识的理解和掌握，培养创造性思维能力都非常有益。内燃机工作过程所涉及的内容包含了机械设计基础上半部分需要讲授的所有主要内容，所以应该在第一章的授课中较详细地介绍内燃机的工作原理，并在以后各章的教学中加以利用。

机械设计基础下半部分主要讲授常用连接(螺纹连接、键连接等)，机械传动(螺旋传动、带传动、链传动、齿轮传动和蜗杆传动)，轴系零、部件(轴、轴承)等。这部分内容相互联系较少，学生感到零散。这部分内容的教学可与课程设计结合起来，课程设计题目在课程开讲前布置到位，使学生带着任务听课。当教师讲到与设计题目中某些方面相关的章节时，学生就开始思索自己题目中相应点的方案设计、结构设计等问题，不太懂的问题可及时与教师或同学进行交流探讨。由于课程设计与专业结合，与理论课同步，学生兴趣浓，学习效果好。

3.2加强与工程实际的联系

由于学生对机械的感性认识和工程实践知识十分缺乏，不能将所学的知识与实际联系起来，更不会应用于工程实际，因此要结合工程背景来讲解各种机构的原理和应用。

例如在讲解曲柄摇杆机构时，通过对比该机构分别在游梁式抽油机和牛头刨床中的应用，来说明极位夹角的大小对急回运动的影响。这样以实际工程机械为例讲解曲柄摇杆机构的特点，能使学生印象深刻。在讲解四杆机构时，分别列举轮式抓钩机、装载机工作装置、鹤式起重机吊臂等实际工程机械的例子，对比讲解不同机构的工作特点，使学生对机械的机构既有一个整体认识，也有对不同机构异同点的认识，为以后进行机构选型、综合机械设计打下基础。

以凸轮机构实际设计为例，首要问题不是如何设计凸轮的轮廓线，而是如何根据工作要求和使用场合，合理地选择和确定从动件的运动规律、机构的配置和有关基本参数，使所设计的凸轮机构既能满足机械系统的工作要求，又具有良好的运动和动力特性。此外，广泛采用工程应用实例，充实机械设计基础教材中的例题和习题，适当增加例题和习题的工程应用背景及创造性意向说明。

3.3及时更新教学内容

将机械设计方面的新成果、新应用及时引入教学内容，扩大学生信息量。例如在讲解螺栓预紧方法时，介绍电测扳手、液压拉伸预紧方式等新工具和新方法;在讲解齿轮机构时，介绍双圆弧齿轮的优点，反映技术发展前沿成果，增加课堂信息量，调动学生学习的积极性。这样，以实际工程设计计算问题为目标，构建设计基础知识理论较完备，设计方法实用、多样的基础内容体系，提高了教学效果。

3.4改进教学方法

在课堂教学中，除了传统的教学方式外，需要采用其他一些教学方法与手段，以提高学生对课堂内容的理解和掌握。

机械设计基础课程是工程机械教育的重要课程，综合性、实践性强，对培养学生工程设计能力起着重要的作用。由于机械设计基础主要面向电类专业的学生讲授，而电类专业的学生对机械方面知识接触较少，对课程中涉及的各种机构、结构难以理解，尤其是涉及到机构运动、齿轮啮合等动态问题或者螺纹联接、轴承等微变形问题，因内容抽象，学生理解起来比较困难，因而影响了教学效果。

机械设计基础多媒体CAI系统运用多媒体计算机技术，对机械设计基础理论知识、教学方法等进行信息化处理，利用计算机强大的多媒体表现与信息交互功能，构造了创新设计教学模式。通过现代信息技术的应用，把过去传统的、静态的书本教材形式转变为由声音、文本、视频、动画构成的动态教材。多媒体集成、动画模拟仿真和丰富的图像信息扩展了学生认知的深度与广度，也使教师摆脱了时间和空间对讲授内容的束缚，清楚地显示某些复杂的过程，有利于激发学生的观察力、发现力、想象力、逻辑联想力，有利于认知思维的深化与发展，有利于增强工程设计能力，提高教学效率和教学质量。机械设计基础CAI作为教学的一种重要手段，有着良好的应用和发展前景，给机械设计基础创新教学以有力支持。

机械结构设计基础知识篇（6）

机械工程基础是普及机械和机械工程的基本知识、基本概念和基本内容的课程。对文科类、管理类、计算机类、艺术设计类等专业具有开拓学生的视野、增加知识面、拓宽专业、提高学生的工程能力的作用;其任务是培养学生认识机械和机械工程的能力,是工科类非机械类专业具有工程特色,适应高新科学技术社会发展的需要。机械工程基础的内容选择是根据机械工程的基本内容确定的。主要讲授机械发展与人类社会进步的关系及机械工程发展的趋势,介绍工程力学、工程材料、工程制图的基本知识,简述机械的组成原理与工作原理、常用机械零件强度、刚度的概念、机械产品的制造技术、液压传动和气动技术的概念、现代设计方法等等内容。学生通过对各部分内容的学习,了解机械及其产品从设计、制造到使用过程中需要哪些知识及其在机械产品中的地位和作用。

二、机械工程基础实验内容分析

机械工程基础实验按照实验课教学体系分为设计与制造工艺、检测与分析、材料与性能三个部分。机械工程基础实验是一门独立的实验课程,所有实验都在机械基础课实验教学示范中心进行。本实验课与工程力学、工程制图、机械原理、机械设计、工程材料及成型技术基础、互换性与技术测量基础等课程的理论教学相衔接。

1. 实验理论

(1)韧、脆性材料在受拉、受压和扭转时力学性能测试的原理和方法;电测法基本原理,单向、平面应力状态的静态应变测量与应力计算的原理和方法;冲击动荷系数测定的原理和方法;现代光弹测量的基本概念。(2)组合体模型的测量和组合体视图及剖视图的绘制方法和尺寸标注方法,机械零件功能和结构分析方法以及机械零件测绘方法和步骤,部件功能和结构分析方法以及部件测绘方法和步骤。(3)机构运动简图测绘与结构分析,机械运动分析方法,渐开线齿轮范成加工原理,刚性转子的动平衡原理,机械动力学,典型机械零件状态测试,滑动轴承性能测试与分析的原理和方法,减速器结构分析方法和步骤,各种典型机构及典型机械的综合分析方法。(4)金相显微分析的原理和方法;试样制备方法,Fe-C状态图、C-曲线;表面强化原理和方法;焊接接头显微组织分析的原理和方法;力学性能(布氏硬度、洛氏硬度、显微硬度、摩擦性能)测试的原理和方法。(5)机械加工完成后零件的尺寸误差、形位误差、表面粗糙度、螺纹几何参数误差的基本原理和方法;零件互换性所进行的必要的精密技术测量的原理和方法;测量数据的处理技术的原理和方法。

2. 实验教学

着重讲授如何用科学的手段来完成理论的验证;如何组织实验、处理数据和分析实验现象;介绍常用设备和仪器的原理、构造和使用维护方法以及综合实验内容的思路和方案设计等。

3. 对学生能力培养的要求

(1)培养学生运用实验原理和方法进行科学实验的能力,即如何从实验目的出发,根据什么原理,选择何种实验方案,配套哪些仪器设备,确定实验程序从而获得准确的数据并得出正确的结论。(2)通过实验熟悉常用仪器、设备的基本原理、结构、性能;学会调试仪器和排除故障。同时,要培养学生分析问题和解决问题的能力,使学生的实验技能进一步得到训练和提高。(3)通过本课程的学习,加深对相关理论课程教学内容的理解,加固理论知识。(4)通过实验过程以及完成实验报告,培养学生严肃认真、实事求是的科学态度和一丝不苟的工作作风。

三、实验项目的设置

1. 机构运动参数测定与分析实验

基本教学要求:初步了解电测机构运动参数的基本原理,利用计算机对平面机构动态参数进行采集、处理、实测、仿真比较优化设计,分析机构参数对机构动态参数的影响。

2. 机构运动简图测绘与分析实验

基本教学要求:掌握根据机械实物模型绘制机构运动简图的技能;计算自由度、验证机构运动确定性;了解正确选择长度比例尺方法。

3. 轴系结构设计实验

基本教学要求:熟悉和掌握轴的结构与设计,轴上零件的常用定位与固定的技术方法,轴系结构设计的要求与常用轴系结构,为后续机械设计打下良好的基础。

机械结构设计基础知识篇（7）

近几年，高职学生学习基础薄弱，对《机械设计基础》学习兴趣不浓，对课程设计缺乏学习积极性和主动性。《机械设计基础》课程设计由于理论性强，内容综合，学生对此感觉更加乏味。在教学上以教师为中心，以知识传授为主，教学手段单一，没有探讨出分层的、体现个性化的、灵活的教学方法，更没有将考核、评价体系进行及时更新，仍然采用旧的过时的标准去考核学生，因而面对众多高职学生，感到无所适从。教与学的各自为阵，相互脱节，势必影响《机械设计基础》课堂设计质量，最终导致学生学习信心、兴趣的进一步丧失，教师教学成就感的丧失。所以，如何进一步研究《机械设计基础》融入课程设计显得尤为重要。

1《机械设计基础》融入课程设计的教学原则

《机械设计基础》融入课程设计，针对教育对象的掌握情况，按照个体差异的不同，要求学生有针对性地进行设计区分，个体化设计，扬长避短，之后进行综合设计，总结提升。课程设计实施之前，教师要结合班级特点，研究学生基础情况，对接受能力强的和比较弱的进行区分，对学生的设计能力充分了解，做到胸有成竹。在课程设计初期收集视频资源，尤其要深入研究课程设计理论方法，先摸清编写思想、编排结构，理出其中的设计过程，通过知识架构进行分类，将课程设计分为基础研究和创新研究。再通过平时的实践，学生的动手能力满足课程设计的需求。

2《机械设计基础》融入课程设计的分层次实施

对于成绩较好、接受能力较强的学生，主要采取积极引导的方式，应时刻想到如何拓宽和加深问题的难度。例如，在《机械设计基础》课程设计教学内容的选择上应以实际应用为依托并结合学生的认知水平而定。对于《机械设计基础》课程设计中学过的简单知识要尽量少讲，避免出现知识的重复回炉，使学生厌烦；初期设计方案，传动方案，设计计算，结构设计，齿轮的装配，轴承的选用及寿命计算，整体结构的合理性，适当的时候还应添加一些课外的知识，如电动机的选择等，拓宽学生的知识面。对于成绩中等、接受能力一般的学生，应当采取巩固完善的方式，应时刻想到要扎实知识基础和努力完善知识的能力。充分指导则主要面向这样的学生，之后的设计要让学生充分掌握，对课程设计的步骤要充分了解，结合实例进行有效的设计选用，激发学生的实践能力，扎实肯干，并要了解各构件之间的联系，培养学生理论联系实际，用理论指导实践的设计过程。如减速器的基本构成，课程设计简单计算等，使他们能真正学以致用。对于成绩一般，接受能力不强的学生，应当采取培养兴趣的方式，应时刻想到要努力提升学生的学习兴趣，让学生爱学习，爱设计。引导这部分学生积极面对课程设计，严格要求自己、认真设计的学习态度，对于不求甚解的同学，教师应积极引导，树立学生的自信心，独立完成简单的设计，良好关系的形成需要教师和学生互相交流，教师树立榜样，认真指导学生，启发学生思维，培学生养自己解决问题的能力。平时经常播放视频，是课程设计形象化，降低学生由于空间想象能力不足产生的压力、形成良好互动的设计氛围。在《机械设计基础》课程设计中，轴的机构设计，齿轮的传动方式，减速器的基本样式等通过视频的讲解，学生的感性认识增强，提高了学生的理解能力和学习兴趣。对于一些实践性强的教学内容，如轴的结构设计，轴承的拆装，能让学生自己动手实践的实践教学更为恰当，使教师的枯燥讲解变得生动易懂，从而培养了学生课程设计的学习兴趣。

3总结语

《机械设计基础》融入课程设计的研究是正视学生的个体差异，使学生在自己原有基础上得到发展，在课程设计的每个环节都能获得成功的喜悦，从而激发学生的学习兴趣，渐渐实现从要我设计变成我要设计的学习目的。

参考文献：

[1]娄建国.机械零件课程设计的思考与实践[J].绍兴文理学院学报,2003,23(11)：47~49.

[2]莫海军,黄华梁,徐忠阳等.《机械设计课程设计》教学方法改革与探索[J].装备制造技术,2009(7):188~190.

机械结构设计基础知识篇（8）

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）01-0196-02

一、概述

高职教育的侧重点在于学生技能的培养，《机械设计基础》又是一门从理论到实践过渡的课程，因此，其教学评价应该以学生的机械设计技能掌握程度为标准。目前，相关研究表明，高职院校的《机械设计基础》教学普遍存在着学生理论知识弱、动手能力差、知识运用能力差等问题，教学没有能够很好地提高学生的技能水平。机械设计技能属于创造性技能。根据教育心理学的相关理论，创造性技能的获得依赖于心智技能的提高，因此必须在教学中重点进行心智技能的培养，培养学生的创造性思维，提高学生的创造能力以及解决实际问题的能力。

二、心智技能的基本理论

技能分为操作技能和心智技能。操作技能是一种动作技能，由特定的动作方式构成，比如在机械设计的活动中测量齿轮的各种参数、拆装机械装置等。而心智技能是一种思维的技能，是调节和控制心智活动的经验，主要由观察、分析、判断和决策的能力构成，比如在机械设计的活动中计算机械参数、设计机械结构等。心智技能能够指导操作技能的应用。因此，对于《机械设计基础》教学而言，不仅要培养学生的操作技能，还更应该注重心智技能的培养。提高心智技能，可以帮助学生学会分析问题与解决问题的方法，在实际工作中有更高的效率。

三、《机械设计基础》教学中存在的问题分析

目前，《机械设计基础》教学大部分仍以讲授法为主，在教学的过程中，以各种机构设计的理论知识为主要内容进行讲解。由于学生普遍缺乏实际机械结构的工程经验，单纯的讲授方式往往使学生感到茫然不知所措，学生对各种设计理论的适用场景和条件不甚了解，不能真正做到学以致用，在独立进行机构设计任务时会有无从下手的感觉。笔者经过课堂观察、与学生交谈及实训指导等方式进行调查之后发现，学生在独立进行机构设计时存在一些共性问题，主要体现在以下几个方面：

1.理论知识没有形成系统。主要有两个方面：一是先修课程的理论知识没有跟《机械设计基础》联系起来。《机械设计基础》的课程学习，要综合运用到《工程材料》、《工程制图》、《工程力学》、《互换性与技术测量》及《机械原理》等课程的知识，由于这些课程学习时是分开单独学习的，学生在独立进行设计计算时，往往无法运用这些知识，比如不能运用力学知识去校核齿轮、轴及轴承等零件的强度；不能运用互换性原理中的公差知识去设计轴孔配合公差；不能运用工程材料的知识选择零件材料等。二是本课程内各章节知识没有形成有机整体。由于各章节基本上是以机器中不同类型的机构来进行划分的，学生在碰到多机构组合的装置时，往往不知道如何进行设计，比如不知道轴承设计的输入参数应该从轴的设计结果中获取。

2.缺乏查阅资料解决问题的能力。查阅资料解决问题是进行机械设计必备的技能之一。在实际教学过程中，由于教材一般不会强调这方面的知识，学生在这方面的能力相对匮乏。比如在查阅机械设计资料时，遇到图表不能根据横纵坐标查到所需的参数，或者遇到表格不知道表头所指代的参数，遇到新的问题不知道从目录中找到参考资料的位置等。

3.缺乏思考、生搬硬套。学生在进行设计计算时，生搬硬套比较多，机械地套用公式，或者完全按照例题参数进行设计，不考虑自己的设计任务与现有方案的差异，缺乏独立的思考。比如在进行带传动设计时，未直接给出转速（需要用其他参数计算得出），有的学生直接将例题中的转速带入计算。甚至有些学生直接照抄别人的设计结果，数据计算和结构设计都相同。

4.对设计参数缺乏宏观把握。对设计参数缺乏宏观把握主要表现在课程设计的过程中。由于学生缺乏工程经验，对所设计的机构没有在大脑中形成一个宏观的概念，对其尺寸和参数也没有感性的认识，因此在设计出现明显不合理，甚至错误时，不能及时发现，直到设计后期，甚至绘图时才发现问题，已经没有足够的时间修改，影响设计成绩。比如在设计减速器时传动比分配不合理，导致制图时发现结构比例不协调等。

5.制图能力弱。制图能力弱同样是主要表现在课程设计的过程中，课程设计的最后都要求学生把自己设计的装置按照国家标准要求的工程制图样式表达出来，在这一过程中出现了很多问题。主要是因为学生对工程制图的标准掌握不够，比如标题栏格式、零件简化画法、螺纹的绘制、壳体相贯线的绘制等经常出现错误。

综合上述问题分析可以看出，学生在创造能力及设计思维上相对较弱，实际上通过平时作业和操作实践，学生基本都能完全掌握单一零件的设计，比如设计带传动、设计齿轮机构、轴的结构设计等，但却在需要整合运用这些知识技能时出现了问题。这实际上就是因为心智技能的匮乏，因此，培养心智技能是提高学生机械设计能力的关键。

四、心智技能培养在《机械设计基础》教学中的应用

1.机械设计心智技能形成分析。根据冯忠良教授的研究，心智技能的形成是阶段性的，其过程分为原型定向、原型操作和原型内化三个阶段。原型定向阶段以理论知识传授为主，让主体掌握技能操作的原理；原型操作阶段通过实践让主体熟练掌握操作技能，为原型内化奠定基础；原型内化阶段在主体大脑中形成内化的思维模式，使主体能够灵活运用操作技能解决实际问题。

根据上述理论，结合《机械设计基础》教学的实际情况，机械设计心智技能的形成阶段如图1所示。

机械设计心智技能的形成分为三个阶段：掌握基本理论、熟悉常用设计和综合设计计算三个阶段。在整个学期的教学过程整体上按照三个阶段进行划分，同时每个章节的教学同样按照三个阶段进行，甚至具体到每次课都尽可能遵循心智技能形成的过程进行，如此不断反复强化，才能提高心智技能。

在整个学期的教学过程中，掌握基本理论、熟悉常用设计和综合设计计算三个阶段的主要教学内容是：（1）讲授常用机构和通用零部件的工作原理、设计、应用等知识；（2）讲授常用机构和通用零部件的设计步骤，通过课内实训，大作业等方式加以巩固；（3）指导学生综合运用所学知识，独立进行机构设计，总结设计中出现的问题，形成经验反馈。

而在具体某个机构或零件设计的教学过程中也应遵循三阶段原则，教师首先讲授机构或零件的工作原理。然后按照设计步骤让学生动手练习，在此过程中不断发现和改正出现的问题，再通过针对性布置大作业及课内实训进行巩固。最后提出一些设计案例，组织学生进行分组讨论，培养独立设计的能力。

2.教学内容及教学模式。在前述理论研究的基础上，《机械设计基础》的教学内容分为理论教学内容、实训教学内容和讨论教学内容。其中，理论教学内容针对机械制造专业学生必须具有通用零部件和常用机构的初步分析能力和设计能力而设置，对教材中的内容进行简化，重点讲授平面连杆机构、凸轮机构、带传动、齿轮传动、滚动轴承、轴、减速器等内容。实训教学内容与理论教学的重点相呼应，包括平面运动简图的测绘、机构的结构及特性分析、渐开线直齿圆柱齿轮参数的测定、轴系结构设计、机械传动装置的拆除和结构分析、机械创新设计。讨论教学内容则针对常用机构和零件的设计中存在不确定性的部分，例如平面连杆机构、凸轮机构、带传动、齿轮传动、轴等，这些机构或零件的设计往往需要学生在一定范围内去选取参数，经常会让学生不知如何进行，因此进行讨论和总结是有必要的。

五、小结

笔者通过教学实践发现，结合心智技能形成的阶段性理论进行《机械设计基础》课程教学，起到了积极效果，一方面在心智技能培养理论的指导下，教师在教学过程中会注重培养学生的心智技能，另一方面学生的学习兴趣更浓，效果也更好。但由于课时限制、教师经验等因素，教学质量仍有很大的上升空间。在后续教学过程中，仍需要不断地进行尝试和总结，探索更高效的心智技能教学方法，培养出更高素质的高技能人才。

参考文献：

[1]冯忠良.教育心理学[M].北京：人民教育出版社，2000.

[2]陈军民.高职生心智技能培养探讨[J].新课程学习，2012，（03）：77.

机械结构设计基础知识篇（9）

机械设计基础包含机械原理和机械设计两门课程，是机械类各专业重要的技术基础课，起着从基础课过渡到专业课的桥梁作用。机械设计基础是对学生进行设计能力、创新能力、工程意识训练的主要课程。因此，课程教学内容和体系改革的基本思想是既要让学生能够较扎实地掌握从事工程技术常规工作所需要的基本理论、基本技能，还要让学生了解新知识及本学科的新发展，拓宽知识面，开阔学生的思路，从而更有利于学生工程实践能力和创新能力的培养。

1 理论教学环节

理论教学环节是机械设计基础教学改革的一个重要方面，我们主要从教学内容、教学方法及教学手段三方面进行了新的尝试。

1.1 教学内容

目前高校都提出了“厚基础、宽口径、重能力”的人才培养模式，因此，理论课程的课时压缩严重。而《机械设计基础》由于融合了《机械原理》和《机械设计》两门课程，故涉及的内容多，理论性、实践性都比较强，如果面面俱到，老师讲解起来感觉力不从心，学生听课时如听天书。因此，为了适应新的人才培养模式，必须对教学内容做相应的调整。

1.1.1 对与先修课程重复的内容进行必要的精简。比如在平面机构的运动分析和力分析这两章中，很多知识都是理论力学中的重点内容。以往在讲授图解法分析机构的运动时，会花费大量学时讲有关理论力学的知识，严重影响了其他内容的讲解。可以考虑先让学生预习有关理论力学的知识，然后着重对方法进行介绍和讲解，既节约了学时，也收到了预期的教学效果。

1.1.2 在机构分析中，增加了解析法内容。以往在机构分析和设计中，因图解法形象、直观，有利于学生对问题的理解，有助于数学模型的建立，同时对某些简单的问题比解析法更有效，因此在学时安排上占有较大的比重。为了适应人才培养的需要，增加了解析法讲解的力度。

1.2 教学方法

《机械设计基础》课程主要研究常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本的设计理论和计算方法，由于大多数学生缺乏实践知识，他们在学习过程中普遍感到抽象、枯燥、难学，尤其是机械原理这部分知识，认为机构运动简图与实际机器相差甚远，很难将两者统一起来。因此有必要对教学方法进行改革。

1.2.1 采用启发式教学，培养创新意识，提高教学质量。如在讲授“铰链四杆机构的演化”内容时，我们就地取材，用雨伞作教具。采用学生熟悉的生活工具模拟学习内容，不仅取材简单，而且生动形象，容易与实际的机器相结合，克服结构运动简图抽象的特点。

1.2.2 采用师生互动、类比等教学方式，激发学生创造性思维。教师可将自己的工作实践及创新经历介绍给学生，这对培养学生的创新意识、提高综合素质有很大作用。并且鼓励学生自由选题开展小发明制作、软件开发和教学论文撰写等多种形式的创新活动。这种创新环境和氛围几乎能够适应每一名同学，因而有利于学生脱颖而出，做出较好的创新业绩。

1.3 教学手段

传统的教学系统是由老师、学生和教材这三个要素构成的，以教师为中心的传统教学模式，它的特点就是由教师通过讲授、板书，把教学内容传递给学生。随着机械原理教学改革地深入，教学手段也必须进行改革，否则难以完成相应的教学内容，也达不到相应的教学效果。机械原理部分有一些机构的原理比较抽象，无法用语言形象地表达清晰，学生认知困难，很难在学生中形成深刻的印象。运用计算机的动画制作技术，可将一些难以想象和无法用语言表达的机械运动过程和工作原理制成多媒体课件，在讲授相关内容时巧妙的将现有教具与多媒体课件结合使用，将那些难以想象的机械运动过程和工作原理演示出来。

2 实践教学环节

《机械设计基础课程》教学的另一重要部分是实践性教学环节，它包括实验教学和课程设计。

2.1 实验教学

实验教学也是机械设计基础课程的一个重要的实践性环节，是培养学生动手能力和工程意识、检验知识的重要手段。对机械设计基础课程实验教学的改革，应从以下几个方面进行：一是将某些验证性的实验通过电教片播放，为学生增加一些感性认识即可。二是新增设设计型机构方案构思组装实验，要求学生自己设计实验，自己动手完成，不再依赖于教师。三是设计综合性的实验，通过对实际机器的综合研究，培养学生的整体意识和工程意识。

2.2 课程设计

机械设计基础课程设计是机械设计基础课程教学的最后一个环节，其目的是培养学生综合运用基础理论知识的能力、工程分析能力和运用资料等基本设计能力。对于学生中普遍存在的工艺知识和公差知识的不足，应在设计中逐步给予讲解和补充，使学生通过设计全面掌握和巩固机械设计的相关知识。

3 结束语

总之，机械设计基础课堂教学的改革是一个系统工程，涉及课程教学的各个环节，全面推进教学改革措施，才能取得良好的效果。必须删掉陈旧或重复的教学内容，增加新发展的内容，拓宽学生的知识面；在教学方法上，充分利用计算机的辅助教学作用，使计算机贯穿于整个教学环节，使教学方法上一个台阶，为学生学习专业课和走向工作岗位打下坚实的机械设计基础。

机械结构设计基础知识篇（10）

0 引言

高等职业技术教育是为社会培养高等应用性实用型技能综合式人才，让学生充分就业。而《机械设计基础》是高职机械类专业一门很重要的主干基础课，主要内容包括机械传动知识、常用机构、轴系零件等，但它同时也是一门能直接用于生产的设计性课程，旨在培养学生综合运用选修课程中所学知识和技能，解决机械工程实际问题的能力，为后继专业课程教学和学生日后从事设计工作打下坚实基础。因此，它的教学直接影响到学生后续课程的学习，对培养学生具有机械设计知识、设计技能和创新设计的能力尤为重要。因此，如何教好这门课，是当前高职院校机械类专业需要认真研究探讨和解决的问题。

1 机械设计基础教学中存在的问题

随着教学改革的深入和课程体系的调整，《机械设计基础》课程的知识不断更新，需要学生掌握的东西越来越多，既要学生掌握必要的理论知识，又要能对知识点进行运用，由于该课程涉及知识点多、难度大，并具有一定的实践性，高职学生自身基础知识的薄弱使他们对各章节之间的教学联系缺乏清晰的认识，学习效果差。如果只满足于给学生讲道理，这样的教学过程完成后，学生仅仅简单地记住了一些名词术语或要点，对知识点的理解和运用仍然没有质的提高。传统的教学经常把理论与实践相分离来进行教学，这样的结果是学生到上设计课的时候已经忘记了前面学习的理论知识，不能很好地突破该课程的重点、难点，学生大多只是为了一时完成任务，勉强交上一份设计，但对于机械设计的实践运用能并没得到真正的提高。为了更好地帮助学生解决就业，培养社会需要的技能型人才，对教学方法的改进迫在眉睫。

2 整合课程内容，调整课程结构

2.1 对于教材中过深的、不必要的理论知识，予以大胆删除

高等职业教育培养目标强调的是人才的应用性，其毕业生所从业的岗位，决定了他们没有必掌握计算公式、定理、方法等的推导过程，而更应注重于如何运用这些公式、方法等来解决实际设计问题。因此，对教材中一些过深的、不必要的理论推导、证明都应予以删除，以便学生集中精力掌握这些公式、定理、方法的实际应用，解决实际设计问题。这样更符合培养目标的要求。例如：平面四杆机构的设计方法中的解析法；齿轮传动中按轮齿齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度设计计算公式的推导过程；凸轮机构常用的从动件运动规律的推导过程等等都应删除。而以机械传动、机械零件的设计为重点，保证实用性。

2.2 落实课程设计所必要的基本知识和基本理论，侧重基本设计方法和实践性内容

机械设计所需的基本知识和基本理论、紧密结合工程实际且多样化的设计方法，是培养机械设计能力的根本保证，教学时应以设计为线索，以解决实际问题为目标，构建起设计基本知识和基本理论比较完备，设计方法实用、多样的基本内容体系。精讲“带传动设计”“齿轮传动设计”“轴的设计”等这些关乎减速器设计质量的课程内容，特别要增加实用性、实践性内容和习题，增加应用性的设计方法、经验数据和公式的使用、查图表等内容。突出应用性，将学生引向实际设计。

3 改革教学方法，提高教学效率

《机械设计基础》课程主要研究常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本的设计理论和计算方法，由于大多数学生缺乏实践知识，他们在学习过程中普遍感到抽象、难学，尤其是机械原理这部分知识，认为机构运动简图与实际机器相差甚远，很难将两者统一起来。因此有必要对教学方法进行改革。

3.1 注重理论联系实际

在讲解机构时，列举了实际机器和日常生活中的应用实例，又特别介绍了与专业有关的金属切削机床等应用实例，因而增强了基础课与专业课之间的联系。在讲授“铰链四杆机构的演化”内容时，我们就地取材，用雨伞作教具。采用学生熟悉的生活工具模拟学习内容，不仅取材简单，而且生动形象，容易与实际的机器相结合，克服结构运动简图抽象的特点。还可以组织学生到生产现场或学院实训基地进行现场教学时，事先布置一些思考题，让学生带着问题一边参观一边讨论，把课堂理论知识和实践知识有机地结合起来。

3.2 适当运用现代教学手段

机械原理部分有一些机构的原理比较抽象，无法用语言形象地表达清晰，很难在学生中形成深刻的印象。如四杆机构的演化、死点位置的应用和危害及机构通过死点的方法，各种间歇运动机构的原理等，是教学环节中不易掌握的难点，由于学生没有太多的实际生产经历，很难通过想象加以理解。而CAI教学和传统的教学相比，具有直观、形象、信息量大等优势。运用计算机的动画制作技术，将一些难以想象和无法用语言表达的机械运动过程和工作原理制成多媒体课件，在讲授相关内容时巧妙地将现有教具与多媒体课件结合使用，使那些难以想象的机械运动过程和工作原理演示出来，可以提高学生的学习兴趣，拓展延伸了实验教学空间，也提高教学效率，改善教学效果。

3.3 以实验教学促技能

机械设计实验是学生职业技能培养的重要环节，因为它的实验课题是以机械工程技术为背景的。因此，在丰富多彩的教学实验教学过程中，我们可以从注重实验室环境布置开始，自制一些文字、图片和教学挂板，介绍减速器的分类、发展趋势、加工过程及设计方法。还可以在课程设计期间全面开放实验室，学生可在实验室没课的任意时间进入实验室，针对自己选定的研究课题，进行探索性实验。一方面极大激发了学生的学习热情，培养了学生的实践动手能力、设计能力及科研能力。

3.4 搞好课程设计，培养学生的综合技能

机械设计基础课程设计是机械设计基础课程教学的最后一个环节，其目的是培养学生综合运用基础理论知识的能力、工程分析能力和运用资料等基本设计能力。要求学生从总体方案的布局到零部件结构设计一起完成，使设计更加系统和完整。为鼓励学生创新，应要求学生自己设计多套方案，进行比较选择，充分发挥学生的想象力和创造性。在设计前应先组织学生对该传动装置进行拆卸、安装，使学生熟悉装置的基本构造，整体组成结构及各部分结构、功能和调整；各个零件之间的连接关系与特点 ，然后找出标准件与非标准件，明确传动装置布置形式与空间位置的关系，建起一个立体的概念，避免出现闭门造车和照抄照搬式的设计，与生产实际相脱节。对于学生中普遍存在的工艺知识和公差知识的不足，应在设计中逐步给予讲解和补充，使学生通过设计全面掌握和巩固机械设计的相关知识。

4 结语

总之，《机械设计基础》教学应与生产实践、技术推广、社会服务紧密结合，更好地面向社会、面向市场，适应企业需求和岗位需要，与生产实践紧密结合。全面推进教学改革措施，才能取得良好的效果。必须删掉陈旧或重复的教学内容，增加新发展的内容，拓宽学生的知识面；充分利用计算机的辅助教学作用，使计算机贯穿于整个教学环节，使教学方法上一个台阶，为学生学习专业课和走向工作岗位打下坚实的机械设计基础。

【参考文献】

[1]范林.机械设计基础教学改革探讨[J]. 天津职业院校联合学报，2008（3）.

[2]黄立城. 对高职类《机械设计基础》课程教学的几点看法[J]. 职业，2011（17）.

机械结构设计基础知识篇（11）

机械专业是培养机械行业生产、管理、服务第一线需要的技术应用型人才，随着市场经济体制的建立，科技进步和产业结构的调整，机械行业对高级应用型人才的综合能力要求也越来越高，对复合型人才的要求越来越高。而反观传统的机械专业的培养模式、课程体系、教学方式，就会发现课程设置单一、知识面和专业面窄、课程难以形成完整的体系、教学内容陈旧、教学方法和教学手段落后等不足之处。为了改变这种状况，适应当今社会对机械工程专业人才的需求，培养出基础扎实、知识面宽、创造能力强、素质高的机械工程人才，调整教学内容，改革课程体系势在必行。

课程改革是最基本的教学建设。《机械基础》是一门重要的专业基础课程，为了突出中职的教学特点，提高教学质量，本文就该课程在教学内容、教学方法、教学手段和实践环节等方面的问题，提出一些改革意见。

一、整合课程内容，建立和完善课程体系

中职的教学内容及课程体系应强调理论知识的应用，必须按照一线生产实际需要授课，其课程体系必须突出能力与素质的培养，其教学内容应摆脱学科系统性、完整性的束缚。据此，教学内容调整的思路是强调基本知识、基本原理，注重实际应用，引入反映机械设计理论和方法的新概念、新理论、新方法，介绍各种新型机构和新的机械设计方法，力求在压缩课内学时的前提下，拓宽知识面，增加信息量，提高教学效果。

《机械基础》是以机构运动简图为研究模型的，建立机械运动简图应该是机械设计的基础，因此应把机构的结构分析、机构运动简图的定义、性质和常用运动副的代号、机构运动简图的建立作为重点讲授内容。对机构设计部分的内容，要通过多媒体技术动画演示，让学生直观地了解机械传动和零件间的传动关系，从而减少繁杂的语言讲述，多作计算公式的推导过程、零件结构和一些设计参数的选取原则的介绍，并加强对机械运行的介绍，比如多种传动方式的组合、原理、特点，以及工程实际中的应用、维护，等等。应增加一些本专业的最新动态的介绍，多向学生介绍一些机械的新发展、新思路，以开阔学生的眼界。要克服传统教学重设计计算轻结构设计，以及与工程实际技术问题紧密结合的部分的缺陷。如滚动轴承这一章，轴承装置设计这部分内容在传统教学中往往不作为重点，而这部分内容是生产一线技术人员直接接触最为广泛的实际问题。因此，可以把这章内容进行重新整合，把轴承装置设计这部分内容作为重点，要求学生重点解决轴承的安装、配合、紧固、调节、、密封等实践性很强的技术问题，在学习这些基本知识的基础上，再举一些工程实例，如CA614OA车床主轴支撑的例子。通过这个实例，学生能重点掌握轴承的组合结构，轴承的调整，以及轴承的精度对机床主轴传动的影响。通过这样的整合，学生既能学会轴承的基本知识，又能掌握轴承的应用技术，同时能明确轴承在工程实际中的重要地位。

二、改革教学方法，提高教学效率

面对未来社会对人才培养的要求，如何在传授知识的同时，着重加强学生创新能力和综合素质的培养，已成为教学改革中一个重要的问题。针对《机械基础》课程的特点，我们采用“精讲多练、加强自学、分析讨论”三环节相结合，以启发式教育为主的教学方法。

精讲基本概念、基本理论、基本方法，力求使知识容易理解、掌握和记忆。如对机构的结构分析进行精讲时，平面连杆机构的设计、凸轮机构设计、平面齿轮机构的设计都只精讲一种基本结构形式的设计方法，其他结构形式的设计要求学生自学。对机械设计的概念，学生只听不练自然不能掌握。因此，在各章节都应安排相应的练习，还要安排一些阶段性的综合练习，提高练习的综合程度，注重方法的运用和掌握，注意对各种理论、方法的综合应用进行总结，使学生学牢学活知识，具有应用知识的能力。

分析讨论课是开发学生智能、锻炼学生胆量、培养学生科学思维能力的一个重要的教学方法。因此，在教学中应安排一些课堂讨论，课堂讨论的内容可以是概念题讨论、综合题讨论、自选题讨论。在整个教学过程中，启发式教学是激发学生积极思维的首要方法，它可以使学生加深对基本知识的理解，并在求解过程中进一步思考，进而进一步提出科学的设想。教师在讲课过程中一定要善于设疑、质疑，要特别注意在新旧知识的衔接转换处提出新问题，提出的问题最好能引起几种回答，以此激发学生积极思考，使学生在恰当的情境中作出正确的回答和判断。

三、利用现代教学手段，激发学生学习兴趣