公差实验课的教学改革实践

2014-07-08刘吉安李锻能刘晓宁宋月贤吴嵩山

教育教学论坛 2014年36期

关键词：基准面减速机公差

刘吉安，李锻能，刘晓宁，宋月贤，吴嵩山

（广东工业大学机电工程学院，广东广州 510006）

公差实验课的教学改革实践

刘吉安，李锻能，刘晓宁，宋月贤，吴嵩山

（广东工业大学机电工程学院，广东广州 510006）

本文探索了公差实验课的再次改革实践。20世纪末的十几年间，公差实验课经历了一轮改革，取得了良好效果。进入21世纪后，公差实验课为了实现更好地发展还要继续改革，在实验对象，实验内容，实验装置，实验室建设等方面进行改革突破。公差实验课的再次改革实践对其他实验课的继续改革提供了借鉴。

公差实验课；教学改革；实验内容；实验装置；实验室建设

进入21世纪后，高等教育体现出更加国际化的趋势，实验教学要在国际化的进程中充分发挥作用，就必须不断改革和完善[1]。过去的十几年中，公差实验课进行了多方面的改革，例如：改造旧仪器设备，将单纯的验证性实验改为设计型实验，引进现代化教育技术[2]，改革实验成绩的考核评定，改革实验教学的方法等[3]，通过改革取得了良好教学效果，促进了高校创新人才的培养。当前，公差实验课还要继续学习国内外先进的实验教学经验，积极、大胆地改革和创新，不断地探索科学可行的改革突破口，只有继续进步，才能配合理论教学发挥重要作用[4]。

一、以前实验课改革留下的问题

上一轮的公差实验课改革是在20世纪末的十几年中进行的。主要是进行了旧仪器设备的现代化改进，单纯的验证型实验改为设计型实验，改革成绩评定方法等[5]。当前新的形势提出了更高的教学要求，要进一步提升学生的独立思考能力、分析问题能力、创新设计能力等，因此公差实验课要在实验对象、实验内容、实验装置、实验室建设等方面寻求再次改革突破。

二、实验对象的改进

以前公差实验课的实验对象是单个的零件，例如：齿轮、轴、圆柱螺纹等。学生做实验时对单独的零件进行测试。例如：尺寸误差测量、形位误差测等。当前新增加了以齿轮减速机为对象的整体机械设备。齿轮减速机是一种典型的装配部件。在机械行业中应用广泛。学生做实验时亲自从整体机械设备上拆卸零部件，了解零部件的装配位置，了解零部件的运动要求，明确装配图纸的标注。这样做可以使学生学习更多的形位公差知识，丰富了实验内容，为今后工作中设计新产品打好基础。齿轮减速机中包含机械常用零件，如：齿轮、轴、轴承、圆柱螺纹、润滑装置、密封元件等[7]，这些零部件和以前的单个实验对象基本一样。新增加的实验对象有四个，分别是减速机的机体，轴承端盖，一支蜗杆和一支蜗轮轴。

1.新增加的实验对象之一。减速机的机体如图1所示。机体是一个箱体零件，底部平面是安装基准，可以用于平面度测量。位于机体两侧有对应的轴承端盖安装平面，可以用于面与面的平行度测量。

图1 机体结构示意图

2.新增加的实验对象之二。轴承端盖，如图2所示。轴承端盖有轴承安装孔，可以用于测量孔径，学习过盈配合的尺寸标注。

3.新增加的实验对象之三。一支蜗杆。学生可以将蜗杆装配在机体上，用于测量轴到底部基准面的距离和测量轴与底部基准面的平行度。

4.新增加的实验对象之四。一支蜗轮轴。学生可以将蜗轮轴装配在机体上，用于测量蜗轮轴到基准面的距离和测量蜗轮轴与基准面的平行度。还可以把蜗杆也装配在机体上，测量蜗杆和蜗轮轴的轴间距。

图2 轴承端盖示意图

三、实验内容的改进

以前公差实验课的内容主要包括：单项测量，例如：尺寸误差测量、轴尺寸测量、孔尺寸测量。还有形位误差测量，例如：直线度测量、圆度差测量、平行度测量等[6]。还有综合测量，例如：线对线平行度测量、线对线垂直度测量等。当前新增加了三个实验综合检测内容：（1）轴线对基准面的平行度检测；（2）轴线对轴线的轴间距检测；（3）轴线到基准面的距离检测。新增加的实验内容使学生能掌握更多的测量方法，提高了实践能力。

四、实验室建设的改进

以前公差实验室建设标准参照普通课室的标准。随着国家经济的发展，教育经费不断投入，实验室建设也不断进步。当前，学校投资建立了恒温、恒湿、超净测试实验室，初步达到专业实验室环境要求。还新添置了一批花岗岩测试平台，更新了传统量具。在良好的实验室环境下，学生做实验的数据更加稳定可靠。也为今后更新高精密测量仪器打下了基础。

五、开发新的实验装置

以前公差实验装置主要有：游标卡、千分尺、万能工具显微镜、数显万能测长仪、一米测长机、电动轮廓仪、激光干涉仪等仪器等。这些实验装置已经不能满足当前的实验内容要求。为了支持实验内容改革，实验室管理部门组成了由高级工程师、高级实验师为骨干的实验装置开发团队，设计制造了一批实验装置，包括：四角可调支撑平台，花岗岩等高块，可调大理石平台支架，芯轴，塞规等。四角可调支撑平台用于检测装配后的齿轮减速机轴线对基准面的平行度，还可以完成轴承端盖对基准面的垂直度检测。花岗岩等高块用于等高支撑，进行两个轴承端盖安装平面平行度检测。花岗岩平板用于放置基准平面。花岗岩平台支架用于支撑花岗岩测试平台，调整花岗岩平台水平。芯轴可以用于轴线对基准面的平行度检测，两轴线间距检测，轴线与基准面间距测量。新开发的实验装置解决了一些直接测量方法不能实现的问题，启发了学生的创新能力。