機械設計革新才能培育范文

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引言機械制造業作為基礎行業和我國經濟發展的支柱產業，培養和提高機械制造人才的創新能力是高職院校機械制造專業在制定人才培養方案時必須進行認真思考和積極探索的問題。高職院校機械制造專業學生的創新能力，直接關系著應用技術領域創新的水平，因此探討如何培養學生的創新精神、創新思維和創新能力的方法和途徑是我們進行教學改革的目標和課題。目前，高職院校機械制造學生的創新能力普遍比較低。主要表現在：第一，缺乏創新觀念和創新欲望；第二，缺乏創新的毅力；第三，缺乏創新所需的能力。《機械設計基礎》是機械專業十分重要的專業基礎課，在培養學生創新能力方面有著其它課程不可替代的重要作用。其課程設計是《機械設計基礎》課程教學的一個重要實踐性環節，在培養學生的創新意識、機械綜合設計能力和掌握基本的設計理論與實際設計技能等方面起著十分重要的作用。

一、課程設計中融入創新設計的提出

《機械設計基礎》課程設計是學生進行的第一次較全面的、綜合性的、理論聯系實際的實踐性環節。即按照一個簡單機械系統的給定功能要求，擬定機械系統的傳動方案、結構方案，并結合生產和使用條件(如選用材料，考慮制造及裝配工藝等)，對其中的某些機構進行分析和設計，完成機器零部件的設計。其中總體方案設計及零部件的結構設計是整個產品設計的關鍵，最具創造性，它直接決定產品的性能、質量及市場競爭力，因此課程設計重點放在機械系統方案設計和結構設計上。通過培養學生機械系統方案設計能力、機械結構設計能力、運用現代設計手段繪圖和工程設計計算能力，使學生樹立正確的設計思想，激發學生的創新意識、創新精神，從而培養他們的創新能力和工程實踐能力。

二、課程設計中創新設計的實施

《機械設計基礎》課程設計要求學生對總體方案及結構設計進行創新設計，首先課程設計內容的編排、題目的設置上應具有一定的系統性、綜合性和開放性；其次，授課安排上采取先分散再集中的教學方式，解決設計內容多而時間緊的矛盾?；谶@樣的思想，我們制定了一套具體的實施方法。

（一）創新設計選題創新設計題目要具有一定的系統性和綜合性，滿足《機械設計基礎》課程設計要求，既包含機械傳動系統的設計，即按照機械預期功能和主要性能指標，確定機械工作原理、運動形式的變換，又包含了機構設計（如凸輪機構、連桿機構、齒輪機構等）、傳動設計（如帶傳動、齒輪減速器等）。以生產線上的步進式工件輸送機為例（圖1）。電動機通過傳動裝置、工作機構驅動滑架往復移動，工作行程時滑架上的推爪推動工件前移一個步長S，當滑架返回時，由于推爪與軸間裝有扭簧，推爪能從工件底面滑過，工件保持不動。當滑架再次向前推時，推爪已復位，并推動新的工件前移，前方推爪也推動前一工位的工件前移。其傳動裝置常由減速器和一級開式齒輪傳動組成。輸送時滑架受到的阻力F視為常數，滑架寬度為250mm，高度H為800～1000mm，使用折舊期5年，每天二班制工作，載荷有中等沖擊，工作環境為室內、較清潔，三相交流電源，工作機構效率為0.95，按一般機械廠制造，小批量生產。該題目是機械原理與機械設計綜合的課程設計題，符合創新設計的要求。該題工作機構除了用曲柄搖桿系統外，也可以采用其他機構實現步進輸送，如凸輪連桿（加返回彈簧）用于小行程快速推進輸送等，鼓勵學生多角度思考，培養他們創造性思維方式。

（二）授課方法和時間安排從不同角度、多個方面探索對一個問題有盡可能多的答案的創造性思維形式，是創造性思維的核心。在教學中，培養學生創造性思維能力的一條有效途徑是多方向練習、多角度思考、多層次變化。但這勢必造成內容多時間緊的矛盾，我們將課程設計內容貫穿于《機械設計基礎》課程教學中，采取先分散后集中的教學方式有效地化解了矛盾。如將執行機構設計的內容融入到《機械設計基礎》課程教學中，連桿機構內容教完后就將課程設計題目布置給學生，要求學生用連桿機構將執行機構部分設計出來；以后每講完一種機構，學生就可以在原有機構的基礎上進一步改進和創新。最后，當其他常用機構講完后，學生通過查閱資料、教師輔導和討論等方法，可以設計出多種執行機構的運動方案，然后對各種方案進行分析和比較，選出最佳方案。當帶傳動、齒輪傳動講完后，就讓學生進行傳動方案的擬定，并對傳動零件進行設計計算；當軸系零、部件講完后，要求學生完成軸系的結構設計，同時選擇電動機，進行傳動裝置運動和動力參數的計算。這樣，既可以使學生在集中教學時間內完成減速器設計，又可以提高《機械設計基礎》課程的教學質量，使基本設計能力培養循序漸進，還避免了理論與實際的脫離。在課程設計集中教學的2周時間內，主要讓學生完成以下內容：第1周，完成優選的執行機構方案的運動簡圖的繪制，減速器箱體、潤滑及附件的設計，并手繪完成裝配圖。在這期間，教師在現場隨時指導，有問題及時解答，使學生的設計能力及技能得以提高。裝配圖手工繪制，方便教師對學生現場指導，設計內容的多樣性和獨立性限制了相互之間的抄襲，較好地反映學生的真實水平。第2周，用計算機繪制完成軸、齒輪、箱體等典型零件的圖紙，完成設計計算說明書。在這期間，各位學生根據自己設計的裝配圖拆分零件圖。學生在此基礎上最后完成設計計算說明書，不僅增進了對知識的掌握，也提高了獨立工作的能力，可以收到較好的教學效果。最后答辯。

（三）輔以計算機輔助設計手段隨著計算機技術的迅速發展，我們將現代三維設計、分析與制造的理論及實踐全面引入《機械設計基礎》課程設計的教學全過程。要求學生采用三維設計軟件（如UG）進行三維實體造型設計，完成零件與系統的設計。先建立三維模型，再形成二維投影，有利于學生設計能力和創新意識的培養。

三、效果與展望

將創新設計融入到《機械設計基礎》課程設計中，一方面充分發揮了學生分析問題的主動性和獨立性，另一方面也培養了學生的創造性，激發了學生的學習興趣，提高了學生的創造熱情。經過實踐證明，《機械設計基礎》課程設計取得了較為理想的效果。人才的培養教育是一個長期復雜的系統工程，創新人才培養體系的構建是一個全新的難度很大的研究課題。高職院校要實現培養和造就大批具有創新精神和創新能力的高素質人才的目標，還需要做很多的工作，更需要全社會的共同努力。