機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)創(chuàng)新探索摘要：針對機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的普遍程式化，缺少創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)，我們對課程設(shè)計(jì)進(jìn)行了基于實(shí)踐項(xiàng)目的新方法探索。在課程設(shè)計(jì)過程中，基于一系列給定主題的實(shí)踐項(xiàng)目，以學(xué)生為主體，對題目設(shè)置與教學(xué)過程做出了討論與創(chuàng)新改良探索。以兩位三檔變速器的設(shè)計(jì)為例，說明了課程設(shè)計(jì)的過程和新方法。課程設(shè)計(jì)以項(xiàng)目為依托，以課程知識(shí)為基礎(chǔ)，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力。關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)；項(xiàng)目；學(xué)生主體；創(chuàng)新性探索一、前言在機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)中，大部分院校以圓柱齒輪減速器為課程設(shè)計(jì)題目。減速器是一種典型并廣泛應(yīng)用的機(jī)械傳動(dòng)裝置，作為課程設(shè)計(jì)內(nèi)容有其適用性。在課程設(shè)計(jì)安排上，一般安排在理論教學(xué)之后，由教師統(tǒng)一布置，再要求學(xué)生用兩周左右完成設(shè)計(jì)。但是程式化過程缺少創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)，學(xué)生極易敷衍了事。朱玉【1】提出結(jié)合企業(yè)、科研、興趣、大賽等課程設(shè)計(jì)題目的新設(shè)想。唐銳【2】等提出開發(fā)購置有關(guān)生產(chǎn)實(shí)際的計(jì)算機(jī)軟件開展電化教學(xué)。郝秀紅【3】等提出不同專業(yè)不同題目的因材施教新思路，培養(yǎng)專業(yè)特色工程設(shè)計(jì)。張日紅【4】提出改革內(nèi)容，接近實(shí)際，調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，培養(yǎng)整體設(shè)計(jì)意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí)；加強(qiáng)計(jì)算機(jī)能力。蔡曉君【5】等在變槳距機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和建模過程中對機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的新視角做出了探索。本文針對課程設(shè)計(jì)的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了新方法的探索，加入了創(chuàng)新課題設(shè)置與三維軟件教學(xué)等，促進(jìn)了學(xué)生創(chuàng)新能力和專業(yè)技能的培養(yǎng)。二、機(jī)械設(shè)計(jì)課程新方法1.課設(shè)選題。機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)探索的方針為：“學(xué)生主體、教師輔助；規(guī)范指導(dǎo)、創(chuàng)新目的”。在課程設(shè)計(jì)的創(chuàng)新探索中，由教師制定實(shí)踐項(xiàng)目題目，例如：機(jī)械原理創(chuàng)新教具、管道維搶修機(jī)器人裝備設(shè)計(jì)、管道檢測機(jī)器人裝備設(shè)計(jì)等。設(shè)計(jì)以機(jī)械設(shè)計(jì)手冊為依據(jù)，學(xué)生3人一組，任選一個(gè)主題。由教師給予技術(shù)指導(dǎo)，鼓勵(lì)新想法、新創(chuàng)意，開展實(shí)踐項(xiàng)目的設(shè)計(jì)。2.課設(shè)方法。機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)創(chuàng)新探索過程中，增加的教學(xué)環(huán)節(jié)與方法如下：（1）項(xiàng)目技術(shù)背景拓展。教師增加對技術(shù)背景特別是石油裝備的講解，讓學(xué)生明確技術(shù)現(xiàn)狀與優(yōu)缺點(diǎn)。（2）三維軟件教學(xué)。課程設(shè)計(jì)除了AutoCAD軟件，鼓勵(lì)使用Solidworks、PROE等三維軟件。（3）先進(jìn)制造方法。教師增加對3D打印機(jī)、激光切割機(jī)的介紹，學(xué)生親手制作零部件，組裝中反思設(shè)計(jì)不足。讓學(xué)生體會(huì)機(jī)械加工過程，加深理解。三、兩位三檔變速器的設(shè)計(jì)下面以兩位三檔變速器為例，說明課程設(shè)計(jì)探索新方法。1.題目設(shè)置。如圖1所示，該兩位三檔變速器教具使用鋁制材料，重量大且不宜攜帶。在課程設(shè)計(jì)中，以此為項(xiàng)目，由學(xué)生設(shè)計(jì)制作輕量化三檔齒輪變速箱。2.三維模型設(shè)計(jì)。課程設(shè)計(jì)之初，教師講授了Solidworks軟件的使用，新型三檔齒輪變速箱通過該軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。通過裝配對尺寸、外形、裝配、外觀進(jìn)行修改，裝配圖如下頁圖2所示。3.加工制作。利用3D打印機(jī)、激光切割機(jī)進(jìn)行制作和裝配。加工后的實(shí)物圖如圖3所示，可視化的變速箱體利于展示齒輪機(jī)構(gòu)，亞克力板和PLA材料輕便易攜。4.傳動(dòng)原理分析。教具中的齒輪通過激光切割制作，模數(shù)1.5mm，面寬3mm，壓力角20，齒數(shù)為Z2=Z3=Z6=20、Z1=Z4=Z5=40。設(shè)手搖桿輸入轉(zhuǎn)速為ni、變速軸轉(zhuǎn)速nc、輸出軸轉(zhuǎn)速n0。設(shè)輸入軸轉(zhuǎn)速ni不變，通過改變齒比來改變輸出軸轉(zhuǎn)速。變速軸的轉(zhuǎn)速：nc=niiic=niZ1Z2=2ni（1）滑動(dòng)變速手柄，得到三種不同傳動(dòng)比，即：ico=Z4Z3=2ico=Z6Z5=12i蓯co=!#"#$0（2）得到三種轉(zhuǎn)速：no1=nciconi低速檔位no2=ncico=4ni高速檔位no3=0空檔!#"#$位（3）因此，輸出軸具有三種轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)了變速功能。5.測試。在測試過程中，新型三檔齒輪變速機(jī)構(gòu)具有以下特點(diǎn)：（1）再現(xiàn)變速箱的變速功能。（2）透明化，便于觀察內(nèi)部結(jié)構(gòu)。（3）輕量化，解決了傳統(tǒng)教具重量大的不便。四、結(jié)論機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)創(chuàng)新探索中，學(xué)生選題踴躍，完成出色。同時(shí)熟練掌握了3D建模軟件操作、3D打印、激光切割操作，鍛煉了三維繪圖和動(dòng)手能力。項(xiàng)目作品可用于后續(xù)機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)，提供輕便美觀的課程教具，具有現(xiàn)實(shí)意義。課程設(shè)計(jì)創(chuàng)新探索，依托項(xiàng)目，以課程知識(shí)為基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力，提升創(chuàng)新思維。