0.3 课程性质与学习目标
本课程研究机械设计与机械制造中的共性问题,是机械工程的技术基础,应用广泛。
工程上进行机械设计时,首先,将构件按照机械的工作原理要求组成机构;其次,分析各构件的运动情况及构件在外力作用下的平衡问题;再次,分析构件在外力作用下的承载能力问题,合理地选择材料、热处理,确定构件(零件)的形状、具体结构、几何尺寸、制造工艺;最后,绘制零件工作图,待加工。所以,本课程将材料与热处理、毛坯生产的知识跟机械设计的内容整合在一起,突出基于工作过程系统化的课程特点。
1.本课程的课程定位
高职机械类专业毕业生大多从事机械产品的设计、制造和机械设备的使用、维护等工作。“机械基础”课程对应的主要是常用机构与机械设备及零部件的分析、设计、应用、制造等典型工作任务,课程主要介绍机械零件的材料、热处理方法、毛坯生产方式的选择与应用,介绍机械中的常用机构和通用零部件的工作原理、结构特点、基本的设计理论和计算方法。本课程基础性强,应用面广,它主要培养学生的选材能力、热处理与毛坯制造工艺分析的能力,培养学生设计简单机械系统、零部件的能力,对于机械工程问题建立模型、分析求解和论证的能力,在机械工程实践中初步掌握并使用各种技术、技能和现代化工程工具的能力,同时注重培养学生的社会能力和方法能力。
本课程是机械类和机电类各专业的一门重要的专业基础课程。通过本课程的学习,既可以为后续专业课程的学习打下基础,又可以直接用于工程实际。
2.本课程的学习目标
本课程教学过程以学生为主体,以能力目标的实现为核心。
学生能够在规定时间内按计划和要求完成牛头刨床的分析与设计,完成带式输送机传动装置的设计(包括总体传动方案设计、传动系统零部件设计、轴系零部件设计),完成减速器上典型零件的制造(包括选材与热处理、毛坯生产方式的选择以及加工工艺过程的分析)等项目。设计时要符合设计标准规范,对已完成的任务进行记录、存档和评价反馈,自觉保持安全和健康的工作环境,自觉遵守劳动法规和环保条例,加强合作意识、责任感以及与人的沟通和交流。
学习完本课程后,应达到以下要求:
1)掌握机械零件材料的性能特点与选用原则以及机械零件的热处理方法,具有初步的选材能力与热处理工序位置安排的能力,以及一般切削加工工艺路线制定与分析的能力。
2)掌握各种机械零件毛坯制造方法,具有对一般毛坯生产方式的分析与选用的能力。
3)掌握通用机械零部件的结构特点、设计原理与设计方法以及机械设计的一般规律,具有初步的创新意识和创新思维,具备基本的机械系统设计能力。
4)掌握常用机构的工作原理、运动特性,具有初步的常用机构的设计能力,了解机器动力学的基本知识及机械运动方案的选择能力。
5)具备运用机械设计标准、规范、手册、图册等技术资料进行工程设计的能力,以及计算机辅助机械设计的能力。
6)掌握典型机械零件的实验方法,进行实验技术的基本训练,并具有正确使用和维护一般机械设备的基本知识。
7)了解当前的有关技术经济政策,树立正确的设计思想;对机械设计的新发展和现代机电产品设计方法也应有所了解。
3.本课程的学习方法
本课程是一门专业技术基础课,是从理论性、系统性很强的基础课向实践性较强的专业课过渡的一个重要转折点。因此,学习本课程时必须在学习方法上有所转变,具体应注意以下几点:
1)注意理论联系实际,学以致用,把知识学活。本课程的研究对象与生产实际联系紧密,在初学本课程时,可能会感到内容比较抽象。因此,建议在学习本课程理论知识的同时,要有意识地去多看、多接触一些实际的机构和机器,如缝纫机、自行车等,并努力用所学到的原理和方法去分析、思考,这样就可使原本枯燥抽象的理论学习变得生动具体,有利于学好理论知识,也有利于开发智力及培养创造性思维。
2)注意本课程内容的内在联系,抓住基本知识和设计制造两条主线。本课程的教学内容是按照机械设计或制造的一般程序来安排的。项目2与项目3可以说是一个整体,由共同的载体(带式输送机中的减速器)前后贯穿着。而项目1机构分析与设计安排在最前面,一是为了提高学生的学习兴趣,扩展创新性设计与分析的思维,二是作为机械原理性的知识,为后面零部件设计的学习做好铺垫。有了项目1的基础,学生对后面的项目载体——带式输送机传动装置这一相对比较复杂的系统能够有比较快的认识,更容易进入角色。其实,也可以在完成项目2的学习之后,回过头来对项目1的牛头刨床进行传动装置的设计,达到学以致用的目的。总之,在学习本课程时,要注意各章节的共性,互相联系、互相比较,抓住两条主线来学习,才能保证本课程的学习效果。
3)本课程的实践性较强,而实践中的问题往往很复杂,难以用纯理论的方法来分析解决,而常常采用经验参数、经验公式、条件性计算等方法,容易给学生造成“没有系统性”“逻辑性差”甚至“不讲道理”的错觉,这是由于学生习惯了基础课的系统性所造成的。这就是实践性、工程性较强课程的特点,在学习时要了解这一特点并逐步适应。
4)本课程的计算步骤和计算结果不像基础课那样具有唯一性。也就是说,计算结果没有对错之分,只有好坏优良的不同,这也是实践性、工程性较强课程的特点。在学习时也要逐步适应这种特点并树立努力获得最佳结果的思想。
5)注重结构设计。对机械工程问题来说,理论计算固然很重要,但往往并不能解决问题,结构设计有时是决定问题的关键。大量工程实践证明,一个好的设计工程师,首先必须是一个好的结构设计师。初学者往往只注重计算而忽视结构设计,实际上,如果没有正确的结构设计,再好的理论计算也毫无意义。在学习本课程时,应逐步培养将理论计算与结构设计、工艺和工程实际等问题相结合的思维方式。
在本课程的学习过程中,还要综合运用计算机辅助技术、多媒体技术和网络技术,做到传统学习方法和现代教学手段的有机结合,为进行专业产品和设备的设计打下坚实的基础。