工程软件的“机械设计基础”课程设计实践

2020-01-09郑晓霞

湖北农机化 2020年14期

关键词：机械设计基础机械设计课程设计

郑晓霞

(山西工程技术学院，山西阳泉 045000)

1 机械设计基础课程的简要概述

1.1 机械设计基础课程的内涵阐述

1.1.1 机械设计基础课程研究内容

机械设计基础课程主要研究内容包含3个方面：其一是阐述常用机构的工作原理、运动特性以及设计方法。其二是阐述常用零部件的工作原理、结构特点以及设计方法。其三是介绍机械系统的设计思路和设计方法。

1.1.2 学生学习机械设计基础课程应该达到的要求

通过本课程的学习，学生应该达到以下基础要求：第一，熟悉通用机械零件的工作原理、结构及特点，掌握通过机械零件的选用和设计的基本方法。第二，熟悉常用机构的工作原理、组成及其特点，掌握通用机构的分析和设计的基本方法。第三，具有对进行机构分析、设计、使用技术等资料进行零件计算、制图的能力。第四，具有综合运用所学知识和实践的技能，设计简单机械和简单传动装置的能力。第五，具有通过实验和观察去识别常用机构组成、工作特性和通用机械零件结构特点的能力。

2 机械设计基础课程设计实践分析

2.1 机械设计基础课程设计的目的

2.1.1 引导学生们树立起理论联系实际的设计思想

机械设计基础课程设计的目的之一是要引导学生们树立起理论联系实际的设计思想，通过对机械设计以及相关理论课程知识的学习，在理论学习的基础上培养学生们分析和解决工程实际问题的能力，借助理论与实践的双重教育，来进一步加深、巩固和拓展学生们关于机械设计方面的知识。

2.1.2 训练和提升学生们的设计基础技能

在机械设计基础课程设计中会涉及到计算、绘图以及使用经验数据进行处理和估算的能力，这都需要学生们学会采用计算机来完成相关任务，因此，其必然能够在很大程度上提升学生的设计基础技能和水平。

2.1.3 熟练掌握机械零件和机械传动装置的设计过程和方法

机械设计基础课程设计需要学生们根据设计方案对传动机构和零件类型作出合理选择，并且要确定尺寸、选择材料以及计算零件的工作能力等等，此外，学生们在设计过程中还要综合考量制造工艺、使用以及维护等要求，在这样的学习和设计过程中，学生们必然能够进一步加深对机械零件以及机械传动装置的设计过程和方法。

2.2 机械设计基础课程设计内容

在机械设计基础课程设计当中，依据课程设计的目的会针对性制定出课程设计的内容，其主要包含以下几个方面的内容：第一，选择电动机和计算运动参数。第二，进行三角带的传动设计。第三，设计齿轮传动。第四，设计轴。第五，选择和验算滚动轴承。第六，选择、计算以及校核键。第七，选择联轴器。第八，选择润滑油和润滑方式。第九，绘制零件工作图、装配图。第十，编写设计说明书。

2.3 机械设计基础课程设计要求

为确保学生们能够在机械设计基础课程设计中顺利完成好各项任务，课程教师必须要树立起强烈的责任意识，给予学生科学高效的指导。教师需要在学生参与设计的过程中进行针对性地指导，并且提出相关建议。以减速器的课程设计为例：首先让学生做减速器的装拆实验，对减速器产生一个更加全面且深入的了解和认知。教师要知道在具体设计过程中，轴的结构设计和减速器外形尺寸的确定对于学生来说是难点，如果有必要，教师需要先针对这一难点给学生们上一次辅导课。还有，教师应该随时耐心指导学生设计、计算、绘图，以便及时发现问题和解决问题。

但是，在此过程中，教师要掌握好教授和指导的尺度，一定要为学生们创造更多自主研究的空间，要求每位学生在设计过程中充分发挥出自己的独立工作能力和创造能力，对每个问题都应该进行分析和比较，并提出自己的见解，反对盲从，杜绝抄袭。在设计过程中，教师可以对学生提出以下几点要求：第一，随时复习教科书、听课笔记以及习题。第二，及时了解有关资料，做好准备工作，充分发挥自己的主观能动性和创造性。第三，认真计算和制图，保证计算正确和图纸质量。第四，按照预定计划循序渐进完成任务。

2.4 机械设计基础课程设计评分原则

作为专业课程教师，应该意识到在课程设计当中，最终的图纸以及说明书并不能完全反映学生的真实水平，同学的工作能力也不能在图纸以及说明书中得到完全地反映，因此，对同学的评分，特别要注意抓两头：一头是抓平时，另一头是抓答辩。建议对学生课程设计成绩进行评定时要综合考虑学生在各个方面的表现，诸如平时出勤情况、图纸设计能力、说明书写作能力、创新能力和答辩结果等等，一般综合按5级分制评定。

3 关于工程类软件在机械基础课程中的应用效果分析

3.1 三维设计软件在机械建模和机械仿真中的实际应用

在机械基础课程当中，课程教师为了更好地给学生们展示各类机械机构的组成和运动情况，通常会选择利用三维设计软件来辅助教学。三维设计软件主要被应用在造型制作和动画制作方面，学生们对三维软件设计软件制作出来的动画非常感兴趣，其对于提高学生们参与课程学习的积极性有着非常大的帮助作用。

以Pro/E为例，很多教师都会选择向学生们推荐使用这一三维设计软件，Pro/E这一软件功能是非常强大的，其不仅仅可以进行产品装配、零件设计、数控加工、模具设计等基本操作，其还可以进行有限元分析、产品数据库管理、逆向造型优化设计以及应力分析等等，对于Pro/E这一软件而言，动画制作也只是其中的一项基础功能。

教师在讲解轮系这一章节的内容时，便可以利用Pro/E三维设计软件来制作动画：将所需零件的三维实体模型制造出来，然后利用其装配功能再装配所有零件，让其按照具体需求来进行运动，再利用动画功能记录整个运动过程。这样的多媒体课程展示将有助于学生们进一步加深对轮系中太阳轮、行星轮和系杆运动的了解程度。

3.2 AutoCAD在平面连杆机构设计中的应用

AutoCAD软件是当前我国机械制造行业中应用非常广泛的绘图软件之一，因此，教师在教学中会积极引入AutoCAD软件，鼓励学生们利用AutoCAD软件来完成相应的设计任务。以平面连杆机构设计为例，其实在平面连杆机构设计中主要有2种设计方法，其一是图解法，其二是讲授解析法。其中因为图解法存在着作图步骤繁琐、求解精确度不高的问题，而AutoCAD软件凭借自身的优势可以有效弥补图解法的弊端，所以，其在当前的平面连杆机构设计中得到了非常广泛地应用。AutoCAD软件不仅拥有着非常强大的图形编辑功能，可以非常快速准确地生成平面图形的基本像素，而且还拥有着非常高的精确性，其可以简单精确地完成一些特殊点的捕捉，在实际作图过程当中，学生们可以利用AutoCAD软件准确而迅速地等得到自己所需要的平行线、直线、切线等等，诸如，在进行偏置曲柄滑块机构设计时，学生利用AutoCAD软件来绘图便可以得到非常准确的运动数据，而且求解精度也非常高。因此，如果学生们能够熟练掌握AutoCAD软件，其必然有助于提高机械原理课程的学习效果。