【关键词】机械设计 课程设计 减速器
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）04-0193-02
1.前言
物流工程专业在进行机械设计课程设计时该专业学生与机械专业学生的要求应该有很大不同。首先，机械专业在进行机械设计课程设计时，先修课程较多，包括机械制图、工程力学、材料与热处理、机械加工工艺、公差与测量、电工电子技术等；而物流工程专业的先修课程较少，仅有机械制图、工程力学和电工电子技术等。其次，机械专业先修课程大都是多学时，学习比较深入；而物流工程专业先修课程大都是少学时，学生对相关知识有所了解但并不深入。第三，机械专业机械设计课程设计的时间一般安排2周甚至3周，在设计期间停止其它所有课程专心进行课程设计；而物流工程专业课程设计时间相对较少，20学时左右，在这么短的时间内要完成与机械专业同样的设计内容是有很大困难的。因此，根据学生的学习情况和现有的知识水平有必要对机械设计课程设计进行教学改革。
2.教学改革的目标
教学改革的目的是让学生了解机械设计的过程，包括总体方案设计、普通V带传动设计、齿轮传动设计、轴的设计与校核、轴承选择与校核、键连接设计、联轴器的选择等。同时，还要让学生学会草图绘制、总装图绘制、零件图绘制等。
3.教学要求
与机械专业相比物流工程专业对机械设计课程设计要求略低。例如，机械专业一般要求设计二级减速器，而物流工程专业一般要求设计一级减速器；机械专业一般要求齿轮啮合为斜齿圆柱齿轮，而物流工程专业一般要求齿轮啮合为直齿圆柱齿轮；机械专业一般要求减速器为整套图纸，而物流工程专业一般要求部分图纸即可。
4.教学改革内容
4.1课程设计题目与任务的设计
课程设计题目和任务要明确两点，一方面，指明机械设计课程设计为一级圆柱齿轮减速器；另一方面，指明完成设计的资料文件有哪些。
课程设计题目。设计一个用于带式运输机上的一级圆柱齿轮减速器。运输机连续工作，单项运转，载荷变化不大，空载启动。减速器小批量生产，使用期限10年，两班制。原始数据如表1所示。
表1 带式运输机原始数据
课程设计任务：（1）编制课程设计计算说明书1份；（2）绘制装配图和零件图共5张。其中绘制减速器装配图1张；绘制零件图4张，分别为减速器箱座、减速器输出轴、输出轴上齿轮、输出轴输出端端盖。
4.2传动方案设计
动力最终来源电动机，电动机把动力传递到带式运输机中间经过怎样的过程。经过比较电动机把动力传动到带传动，再从带传动传递到一级减速器，从一级减速器传递到带式运输机，这个方案较为合理。把带传动安排到电动机和减速器之间起到较好的缓冲和减震作用，保护电动机。
4.3计算内容的设计
4.3.1电动机选择
首先，计算带式运输机的功率Pw。传动方案确定之后，带式运输机的功率Pw按照公式Pw=FV/1000进行计算。其次，计算总机械效率η总。电动机传递到带式运输机经过V带传动，机械效率为η带；齿轮传动，机械效率为η齿轮，齿轮传动两个传动轴两端各有一个轴承，机械效率为η轴承；带式运输机滚筒机械效率为η滚筒；减速器与带式运输机之间通过联轴器联结，联轴器机械效率为η联轴器。总机械效率η总为η总=η带η齿轮η联轴器η滚筒η2轴承。
最后，确定所需电动机功率Pd。所需电动机功率Pd为Pd=Pw/η总，根据Pd查机械零件设计手册，电动机的功率应大于等于所需电动机功率Pd。对于转速为3000r/min的电动机，因为转速较高传动比大，减速的装置尺寸大成本增加，一般不选择转速太高电动机。对于转速为750r/min的电动机，因为尺寸大价格高，一般也不选择转速太小电动机。最常使用的是1500r/min和1000r/min的电动机。综上所述，根据所需电动机功率和转速选择需要的电动机。
4.3.2传动比分配
根据前一个步骤电动机选定之后，电动机满载转速可查表得n满。带式运输机即工作机的转速通过公式n=60×l000v/（лD）来求得。则总传动比i总为i总=n满/n。电动机与带式运输机减速装置有V带传动和齿轮传动，则i总=i带・i齿轮。总传动比分配时注意三点，首先，V带传动和齿轮传动装置不发生干涉现象；其次，V带传动和齿轮传动装置尺寸尽可能小；第三，i带和i齿轮传动比不大于4。
4.3.3动力运动参数计算
在选定电动机和传动比分配之后，可以计算出减速器两个传动轴三个重要的动力运动参数转速n、功率P和转矩T。
4.3.4带转动设计计算
课程设计主要从事一级减速器设计，带传动设计主要计算几个重要参数。
确定计算功率Pc。根据设计题目要求，查设计手册，可得带传动工作情况系数KA。计算功率Pc为Pc=KA・Po
选择V带型号、确定带轮基准直径dd1、dd2。根据计算功率Pc和电动机转速n满查普通V带的型号选择图表，选择相应V带。再根据图表显示确定小带轮的直径dd1，同时大于所选V带的最小直径且在标准系列直径里面的数值选取。大带轮直径dd2通过公式dd2=i带dd1来计算。
验算带速v。带速不能超过25m/s，通过公式v=■来进行验算。
确定中心距a和带的基准长度Ld。通过公式■■来初选a0，再根据公式初算带长度Ld0，公式为■。根据计算结果查普通V带长度尺寸系列得基准长度尺寸Ld。选择基准长度Ld后，计算实际中心距a，公式■。
验算小带轮包角？琢1。根据带传动的传动要求，小带轮包角应大于等于120°，小带轮包角公式为 。
确定带的根数Z。查单根V带的基本额定功率得P0，查单根V带的基本额定功率的增量得P0；根据小带轮包角α1，查得包角系数Kα；根据V带的基准长度Ld，查普通V带的基准长度尺寸系列与长度系数，得长度系数KL。把结果带入公式得确定V带的根数，公式■。
确定初拉力F0。根据公式F0=■确定初拉力F0，作用于带轮轴上的载荷FQ，公式■。
4.3.5齿轮的设计计算
（1）齿轮材料和热处理的选择。齿轮选用45号钢，小齿轮采用调质处理，大齿轮正火处理，大小齿轮硬度不同。通过相关公式可得到齿面接触疲劳强度[σH]和弯曲疲劳强度[σF]。
（2）按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸。齿轮传动采用闭式齿轮传动，小齿轮齿数可在20-40之间选取。减速器采用单级齿轮传动，齿轮相对于两支承对称布置，两轮均为软齿面，查表可得齿宽系数ψd。
（3）按齿面接触疲劳强度设计。根据齿轮工作情况，查载荷系数表格，可得载荷系数K。按齿面接触疲劳强度设计，小齿轮直径■，再通过公式m=d1/z1确定齿轮模数m。
（4）校核弯曲疲劳强度。查齿轮的复合齿形系数，带入公式对弯曲疲劳强度进行校核。弯曲疲劳强度公式为■。
（5）齿轮的结构设计。齿轮的基本参数如齿轮直径、齿顶圆、齿根圆、中心距、齿宽等都可以计算出来，但齿轮轮毂尺寸、轮缘厚度、轮缘内径、腹板厚度、腹板中心孔直径等需要与轴配合设计。
4.3.6从动齿轮轴的设计计算
（1）轴的材料和热处理的选择。轴采用45#钢调质，由机械设计手册中的图表查得抗拉强度σb、屈服强度σs、许用弯曲应力[σ-1]等参数。
（2）轴几何尺寸的设计计算。按照扭转强度初步设计轴的最小直径按照公式■进行设计，考虑轴上键槽，选取直径稍大些。根据轴上零件的定位、装拆方便的需要，同时考虑到强度的原则，从动轴均设计为阶梯轴。轴的强度校核计算。根据齿轮啮合原理，可以算出齿轮的圆周力Ft和径向力Fr。由径向力可以算出两个轴承的支反力FA和FB，再通过画图确定两个轴承之间的距离L。根据已知条件可以计算出最大弯矩Mmax为Mmax=FA・L/2，再通过公式■计算弯曲应力，若计算弯曲应力小于等于[σ-1]为合格。
4.3.7轴承、键和联轴器的选择
考虑轴受力主要是径向力，故可选用深沟球轴承。轴承的选择与轴、箱座和箱盖配合设计。
从动轴伸出端键的设计与校核。根据从动轴外伸端的直径，再根据GB/T1095-2003设计键的尺寸。键挤压应力按照公式■，若■键的强度合格。同理，从动轴与齿轮联接处进行校核。
联轴器的选择。由于减速器载荷平稳，速度不高，无特殊要求，考虑拆装方便及经济问题，选用弹性套柱销联轴器，采用Y型轴孔，A型键轴孔。
4.4设计图纸的安排
课程设计需要同学们了解减速器的结构设计，所以必须进行减速器图纸设计，同时考虑到同学们的设计时间较少，故选择具有代表性的五张图纸，装配图、箱座、从动轴齿轮、从动轴和从动轴输出端轴承端盖。
5.教学改革的实施及结果
通过物流专业同学们的设计实践，同学们较好地完成机械设计课程设计教学任务。既了解机械设计的一般过程，又了解减速器的基本结构，取得了较好的教学设计效果。
参考文献：
[1]荣辉，付铁，杨梦晨，等.机械设计基础[M].北京：北京理工大学出版社，2013
[2]陆玉，冯立艳，李建功，等.机械设计课程设计[M].北京：机械工业出版社，2015
关键词：《机械设计》 课程设计 方案 成绩评定
中图分类号：G642.4 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）06（a）-0235-02
《机械设计》是机械类专业学生一门重要的专业基础课，随之三周的课程设计是一次综合性与实践性相结合的重要的教学环节。通过课程设计不仅可以提高学生综合应用所学知识提出问题分析问题解决问题的能力，还可以加强学生的技能训练，因此激发学生喜欢课程设计的兴趣提高设计积极性，乐作《机械设计》课程设计，对于搞好课程设计非常重要。
《机械设计》课程设计一般以传统的减速器为设计题目，它涵盖了《机械设计》课程的大部分内容。主要包括：（1）传动部分有带传动（或链传动）、齿轮传动（或蜗杆传动））；（2）轴系零部件有轴、轴承、联轴器等；（3）连接部分有螺纹连接、键（或花键）连接、销连接等；另外还有箱体等辅助零件的设计，有很强的综合性，是比较好的选择。设计中用到的知识涉及《制图基础》、《制图基础应用》、《理论力学》、《材料力学》、《机械原理》、《机械设计》、《互换性与技术测量》等多门课程，也是对前面所学知识的一次综合应用。为了充分调动学生的设计积极性，让他们乐作《机械设计》课程设计，本论文从方案选择、技术设计说明书以及成绩评定四方面对课程设计的指导进行了详细的介绍[1-3]。
1 方案选择
在授课的过程中，布置课程设计的内容，促使学生在学习过程中自觉地重视设计用到的知识。为了激发学生的学习积极性和自觉性，建议学生利用学校已建设好的在线学习系统，提前了解课程设计的目的、任务、要求、设计条件及设计的顺序过程。在学完机械传动部分，把每个同学的设计条件和设计数据下发下去，利于他们提前开始设计计算。为了培养同学们的团结协作能力，5～6位同学设计一类题目，避免有些同学投机取巧，每人的数据都不相同。这样同学们既不会觉得束手无策，又有一定的自由和约束。要求选用一级远距离传递，两级齿轮传动组成的三级减速传动来满足已知运动条件的执行构件。于是，从原动机的选型、联轴器的选型、远距离传递类型的选择、齿轮传动的选择，可汇总出很多种方案。仅仅两级齿轮传动组成的减速器类型就有齿轮减速器、蜗杆减速器和行星减速器等类型。齿轮减速器中两齿轮对又可以设计成直齿轮、斜齿轮或锥齿轮，另外还可以有软齿面和硬齿面之分，齿轮是否变位传动等等，布置形式也有展开式、分流式或同轴式的不同。指导学生正确处理借鉴和创新的关系，相互交流学习，比较各种方案优缺点，从经济性、可靠性方面考虑择优选择。同学们通过网上的在线学习系统对课程设计有了初步了解，然后再通过交流学习，提出并最终选定适合的方案，同时明白任何一个问题的解决总是会有很多种方法，知识越多，解决的方案越多。明白知识的重要性，从而学习热情会更高，乐作课程设计。
2 技术设计
技术设计阶段的主要工作是确定各部件的外形及其基本尺寸，包括各部件之间的连接，并绘制出装配图和零件图。
首先是按照给定的材料，确定执行构件的功率和转速；然后按照三级减速中每级减速允许的传动比和效率回推选择合适的原动机；再确定出总传动比和分配各级传动比；再进行详细设计并确定出实际各级的运动及动力参数，并汇总结果。为减少学生走弯路，对于可能遇到的问题加以提示，并分阶段进行指导，及时发现问题解决问题，为后一阶段的设计打下良好的基础。在指导中不断的提出问题，引导他们思考。例如：如果给定两人同样的数据最终要求他们交出不一样的设计结果该怎么办？如果是两人来设计一个方案如何最快速度拿出设计结果？鼓励他们提出问题，并找出尽可能多的可行的解决方法，在设计过程中得到快乐并提高设计的兴趣。
通过授课过程中的多媒体课件提前介绍减速器的作用、外形、结构以及运动传递过程，然后组织学生进实验室，动手拆装减速器，熟悉减速器结构，并通过查阅资料熟悉加工、制造、装配等方面的相关知识，使学生对减速器有一个直观、感性的认识，然后开始具体设计。
2.1 机器的运动学设计
根据确定好的结构方案，选择原动件的参数（功率、转速等），然后做运动学设计。选择原动机时，要考虑实际的工作情况和经济性，电动机是最常用的原动机。选用已经标准化的电动机时，要考虑其工作载荷（包括大小、特性和变化情况）、工作要求（包括转速的大小、是否调速、是否反转、反转的频繁程度等）、工作环境（是否高温、潮湿、易燃易爆、尘土等）、安装要求、尺寸大小、重量等。要考虑其经济性，同时还要考虑其外廓尺寸和总传动装置的尺寸，一般是在考虑总结构尽可能紧凑的前提下初步分配传动比，然后确定各运动构件的运动参数（速度、加速度、功率等）。
2.2 机器的动力学设计
结合各部分的结构和运动参数，初步计算各部件上所承受的载荷。由于零部件材料、尺寸尚未完全确定，不能精确验证是否合格。
2.3 主要零部件的工作能力设计
首先根据传动的特点，确定传动的顺序；然后按照初步分配的传动比设计前两级传动，并计算出实际传动比；再将总传动比除以这两级的实际传动比，用求出的数值设计第三级传动；实际传动比，求出各级轴的实际转速和功率，列表以备进行轴的设计。设计高速轴时应注意比较安装齿轮处的轴径和齿轮齿根圆的大小，是否用齿轮轴，如果是齿轮轴，则轴的材料和齿轮的材料必须一致。还要考虑轴的伸出端直径和长度，要和安装的带轮毂孔直径或电动机处的联轴器的毂孔直径要一致。低速轴是否会和中间轴的齿轮齿顶发生干涉，安装带轮（或链轮）的轴线应和电动机、减速器的轴线高度相一致。设计轴的同时，选择适合的联轴器、轴承、键等标准件。主要零部件设计完成后，用类比法确定其他零部件尺寸。在设计过程中需要很好地协调各零件的结构和尺寸，全面考虑他们的结构工艺性，对所有零部件的外形和尺寸进行结构化设计。在这一阶段设计之初，指导老师先把往年出现的频率多的问题讲解清楚，提醒同学们重视，尽量避免设计过程中再出现类似问题。像轴上零件的定位、轴承的、配置方式等都需要考虑清楚。这些工作如果在上课过程中进行，设计周就可以有比较充足的时间绘制图形。
2.4 装配图的绘制
绘制装配图是整个设计过程中最重要的环节。为了布局合理，绘制装配图前必须确定装配图总体尺寸（总长、总宽和总高），然后根据图纸的幅面选用合适的比例尺。指导老师提前强调合理布局的必要性，指导他们查阅资料，熟悉装配图上面应包括的内容：一组全面反映各零部件装配关系的图、总体尺寸和装配尺寸、技术要求、标题栏和明细表等。允许同学们用他们熟悉的三维造型软件构件三维模型，对自己的设计有一个直观认识，然后用CAD软件绘制装配图草图。为提高他们的手工绘图能力，统一要求上交手工绘制装配图和主要的零件图。在同学们绘制装配图的过程中，指导老师多去设计教室指导，把共性错误在黑板前讲解后，再由他们自己找错误，然后几人相互找错误，最后指导老师组织一组组的同学围成一圈，针对某位同学绘制的图形一起找问题。同学们在不断改正错误的过程中巩固所学知识，逐渐喜欢上设计。
2.5 主要零件的校核
装配图绘制完成后，所有的零部件的具体尺寸完全确定。这时要对主要零部件（轴承、键等）进行强度校核，验证其是否符合要求。对于外形复杂的零件，一般还要进行精确的强度校核。根据校核的结果，反复的修改零件的结构和尺寸，直到符合要求为止，装配图要做相应修改。然后根据设计最后结果，绘制非标准件的零件图。
随着课程设计步步深入，同学们之间的协作能力得到提高，知识运用能力得到增强，设计能力绘图能力都得到提升，自然学生的设计兴趣也会越来越浓，越来越乐作课程设计。
3 设计说明书
一份完整的设计，必须有条理清晰的设计说明书。通过说明书说明设计任务、设计目的、设计过程、设计结果以及设计中的所参考的资料。由于设计过程中的设计数据往往会有调整和修改，所以，设计说明书通常是设计的最后一个总结的环节，要求说明书按照统一格式书写，字体认真格式规范内容全面，说明建立一个好习惯的重要性，训练学生按要求书写。
4 成绩评定
在设计过程中，公开设计成绩的考核办法是同时注重过程和结果的综合考虑多方面的因素：在全部完成设计工作量的前提下，看设计说明书中计算过程是否正确，计算结果是否与图纸零件尺寸相符，图形绘制、尺寸标注等是否有错误，图面是否整洁，布局是否合理，书写是否认真规范完整，在设计中态度是否认真等，给定一定的条件约束他们。在指导中，随时和他们交流。通过交流看他们的设计主动性、积极性和应用所学知识解决问题的能力，随时对每个学生的完成情况给予评定，及时发现问题解决问题，并及时总结，以便他们在今后的设计中扬长避短，不断提高。
5 结语
机械设计课程设计是机械类专业重要的一次实践教学，对学生后续的设计和以后的工作具有重要意义。培养他们通过设计过程中的进步和设计能力的提高得到快乐，乐在设计过程中。
参考文献
[1] 张建中.机械设计基础课程设计[M]，中国矿业大学出版社，2003.
[2] 濮良贵，陈国定，吴立言.机械设计[M].9版.高等教育出版社，2013.
我院建校前几年由于师资力量有限，主要依赖兼职教师指导课程设计，这些兼职老师大多来自一本院校，他们时间有限，指导方法基本沿袭一本院校的指导方法，每天集中一两个小时在教室集中指导，而三本学院的学生依耐性强，老师走后基本是放鸭子，因此抄袭现象特别严重。此外，在教学指导过程中也存在一系列问题，比如必须掌握的知识点、知识群、关键内容都没有明确，指导过程因老师而异，随意性较大，标准不统一。因此，进一步规范课程设计的内容、指导方法、达到的目标、必须掌握的知识点和知识群，显然是提高实践教学质量的重要内容和措施。后来随着一些青年教师的引进，我们对机械设计课程设计的题目、应该完成的内容及进度要求、考核方法等进行了一系列的研究与实践，使学生达到掌握知识点的目的。
二、针对机械设计课程设计题目、指导方法，进度安排及考核方法进行改革
（一）设计题目的改革
以前兼职老师给的课程设计题目是多样化的，鉴于我院学生的基本条件，我们把课程设计的题目统一标准化了，传动方案也已经给定，目的是让学生熟悉课程设计的一般方法，掌握应该掌握的知识点，并对机械设计的理论课的知识加以巩固，并不要求他们创新设计。其设计题目、初始条件和传动方案如下：设计题目：带式运输机的传动装置；初始条件：带式运输机可运送谷物、型砂、碎矿石、煤等。两班制工作，连续单向转动，有轻微振动，输送带的速度允许误差为±5%，使用期限为10年。卷筒与输送带间传动效率96%，减速器批量生产。要求学生每人按学号顺序依次选一组数据进行设计计算。
（二）指导方法改革
在课程设计之前，负责人对指导机械设计课程设计的老师集中在一起开个小会，对学生必须掌握的知识点、知识群、关键内容都明确要求，要求指导老师每天的上午和下午至少在教室两个小时，这样学生有问题就能及时找到老师解决问题。还有学生课程设计进行到第一阶段，尤其是课程设计的设计计算初步完成时候，要求指导老师对学生的计算数据进行初步的检查，并要在草稿本上签字，才可进行下一阶段的工作。这样就避免后面学生在画草图时候发现错误，又要反过来重新计算浪费大量的时间，并且可以避免了个别学生抄袭的现象。
（三）进度安排改革
以前兼职老师指导课程设计时候，一次把课程设计要求完成的内容一个半天讲完，这样内容太多，学生根本记不清楚。我们根据三本学生的特点，将机械设计课程设计分为六个阶段。每个阶段集中讲解一次，学生按进度要求完成该完成的任务。第一阶段，主要是动员和设计计算。学生在这一阶段应该完成的内容包括：选择电动机；计算总传动比和分配传动比；传动装置的运动和动力参数计算；传动件计算；初算轴的最细处直径；选择联轴器（型号、孔径、孔长等）；初选滚动轴承及其相关参数，轴承盖是否干涉等。要求学生按上述步骤严格进行，不要颠倒。第二阶段是草图绘制。设计计算完毕后，我们会带学生到实验室做一个减速器拆装实验，主要是对减速器有个感性的认识。然后在集中讲解，其内容包括：减速器的结构；减速器的；设计装配图的准备；减速器铸造箱体的结构尺寸；减速器装配草图设计；轴和键的强度校核，滚动轴承的寿命计算。第三阶段是正式绘制装配图，在完成减速器装配草图后，校核轴、键强度及滚动轴承寿命无任何问题时，在此基础上继续完成装配图。要求注意两个方面的设计：轴系零件的结构设计；减速器箱体及附件的结构设计。第四阶段是装配图的检查。给学生主要讲解的内容包括：检查装配草图；标注主要尺寸与配合；编写减速器的技术特性；编写技术要求；零件编号；编制零件明细表及标题栏。第五阶段是零件图的绘制。零件工作图是零件制造、检验和制定工艺规程的技术文件，应包括图形、尺寸及其极限偏差、表面粗糙度、形位公差、技术要求等。零件图从装配图上测绘下来，形状应与装配图一致。第六阶段是编写说明书。说明书的编写我们也把格式基本给学生，学生按照步骤把草稿整理成册就可以了。机械设计课程设计总共安排了三周的时间，周末时间不计，具体的进度安排我们设计了一个表。（四）考核方法进行改革课程设计结束后，我们会现场答辩，在答辩时候，会先给个预成绩，这个成绩非常重要，因为通过答辩，可以看出学生对课程设计掌握的情况，是否有抄袭，一问就基本可以得到答案。最后结合学生交上来的课程设计说明书、装配图、零件图给每个学生单独评定优、良、中、及格和不及格的成绩等级。
三、结束语
Abstract: Mechanical Design basic course design is an important practice teaching link of Mechanical Design course system, and it is the first more comprehensive, more systematic, highly engineering design integrated training for mechanical engineering students in the engineering colleges. This paper basd on the teaching requirements of training applied undergraduate personnel, in the mechanical design basic curriculum design training, conducted the teaching reform and exploration on the teaching methods, teaching focus and the showing form of design results and other aspects, which laid the foundation to improve teaching quality and methods, of practice, training applied undergraduate personnel who are in accordance with the time development needs.
关键词: 机械设计基础课程设计;综合性设计;教学方法;教学改革
Key words: mechanical design basic course design;comprehensive design;teaching methods;teaching reform
中图分类号:G64文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)29-0201-02
0引言
机械设计基础课程设计是机械设计课程体系中的一个重要的实践教学环节,它是工科院校机械类专业学生进行的第一次较全面、较系统、工程设计性很强的综合性设计训练。通过该环节的实践训炼,不仅能使学生巩固加深扩展己学过的知识,并且能使其综合应用这些知识去解决实际问题。机械设计基础课程设计是理论和实践相结合的第一次初探,是一次真正意义上的工程应用能力的培养,是培养学生的工程创新设计思维方式在实践中的验证所迈出的真正意义上的第一步。
近几年,随着社会对人才需求类型的改变,进行教学改革改变人才的培养模式,培养应用型本科人才,作为我校培养人才方案的重点以成为必然,为实现这一人才培养目标的要求,相应的教学体系也在进行适应性调整。机械设计基础作为工科院校的一门重要的技术基础课,它将为这些专业的学生学习专业机械设备课程提供必要的理论基础,使其在了解各种机械的传动原理、设备的正确使用和维护及设备的故障分析等方面获得必要的基本知识,机械设计基础课程所占的教学比重在逐年增加。机械设计基础课程设计是机械设计基础课程最重要的综合性与实践性教学环节,其在实践教学中的意义越加显现出了其重要性。我们围绕着培养具有一定的实践能力和创新设计理念的应用型本科人才的目标,从教学内容、教学方法和手段、设计成果展现形式等方面进行了教学改革和探讨,指导学生从工程应用的角度,结合创新设计思维,应用先进的现代设计方法及设计手段去解决工程实际问题,考虑相关的工程技术要求,逐步树立正确的设计思想,增强设计创新意识和竞争意识。
1教学内容的改革
长期以来减速器作为机械设计基础课程的设计的经典设计题目,这是由于减速器自身的特点决定的。减速器作为机器中一个相对独立的部分,组成减速器的零部件覆盖了机械设计基础课程的绝大部分内容,便于学生在设计实践中应用检验所学的知识,实现理论和实践的结合。另外,不同类型的减速器和参数的设计参数要求,所设计出的减速器的结果是不同的,因此, 选择减速器作为机械设计基础课程设计的题目是可行的。然而, 减速器只是一个部件, 每届学生都重复同样的设计内容, 势必会影响教师的创新设计的积极性。另外, 我校制图课的测绘练习也选择减速器, 这就使得课程设计的题目过于重复,使学生缺乏新奇感,势必会影响学生的设计积极性,影响设计成果。因此,结合学生所学的相关专业和学生对本门课的掌握程度,适当地拓宽课程设计的选题势在必行。
鉴于我校的机械设计、材料成型、车辆工程、汽车服务、材料科学、机电一体化、工程机械、数控等专业的学生都要进行课程设计,其专业跨度大、学生人数多以及减速器涉及的设计问题的经典性,故减速器齿轮减速器设计题目仍予以保留,但根据不同的专业特点适当地增加了设计题目,例如,对于数控专业的学生可以设计普通机床的传动系统, 给出电动机的动力参数, 通过带传动,带动主轴箱的运动。在这样的传动设计中, 学生可以通过参观相关机床,这样既进行相关的带传动和减速器传动设计,也结合学生的自身专业知识,增加了学生的设计兴趣,使学生真正体会到什么叫学以致用。 对于汽车专业的学生,不再进行传统的一级圆柱齿轮减速器设计,而是结合其专业特点,设计汽车用变速器,这样,需要考虑的因素更多了,同时也符合专业培养的特色。实践证明, 适当拓宽课程设计的选题不仅能够让学生得到更多的工程设计训练, 而且能发挥学生的主观能动性, 对于培养创新设计思维和进行创造性设计, 可起到事半功倍的效果。
对于机械专业等为期三周的机械设计课程设计,要求学生在提交一份装配图、一到两张零件图和一份设计说明书外,还要提交箱座和箱盖的零件图。这样更能较全面地考查学生对《机械制图》、《互换性与技术测量基础》、《机械制造基础》、《机械设计基础》等几门课的掌握程度。
2教学方法和手段的改革
现代的教育要求“以人为本”,学生是教学的主体,教师则是教学过程中的主导者。课程设计作为教学中的重要部分,在设计过程中也要充分激发学生设计的主动性和创造性。要达到以上教学目的,首先应重视实践教学的环节,实践教学是学生获得感性知识的重要手段,课程设计也是如此,为了让学生在设计过程中能有一个整体的设计观念,我们在进行课程设计之前,让学生应用机械设计基础理论课上所学的知识,自行设计一个具有一定创新性的实验,来实现预定的运动规律。然后,让同学进行减速器的拆装实验,通过这次实验让大家对减速器的常见类型有一个直观的认识,使学生了解减速器内部零部件的类型、结构和装配关系, 对加工制造的工艺过程形成初步的认识。装拆的重点是轴系零部件的结构及装配关系, 再此基础上让学生应用已有零部件设计一个合理的轴系,使学生能在课程设计中结合实际的参数要求设计出合理的轴系结构和尺寸。
在课程设计过程中也要重视老师的指导作用,一次成功的课程设计与教师的悉心指导是分不开的。为此应改变以前过于集中的指导方式,变“集中式指导”为“集中与分段相结合式指导”,设计前通过集中式的讲解交待清楚所要完成的设计任务,针对具体的设计任务如何入手去做,通过教师已有的设计经验,引导学生解决设计初期的入手难得问题,对于设计中的主要注意事项应交待清楚避免在设计过程中学生走弯路,在设计过程中教师应经常到教室中去,发现共性问题要及时地集中讲解,对个别底子薄的同学应进行个别指导,及时解决存在的障碍性问题,便于设计的如期完成,在设计的后期主要是检查与纠正细节。在具体的指导过程中要求教师要以学生的设计思想为主线,在不改变学生原有总体设计方案的前提下,进行指导完善此设计,让学生能真正地进行应用所学的知识进行创造性设计,让学生能够真正成为设计的主体,在完成此设计的基础上,让学生能够真正地领会完成一次设计的总体设计思路和收获自己的设计成果的成就感。总而言之,课程涉及的改革方向应以培养学生的设计创新能力和解决实际问题的能力为出发点。
3设计成果的展现形式
采用现代先进的机械设计手段,改变传统的纯手工绘图的方式。要求学生提交的设计成果为手绘的设计草图,手写版的设计说明书,以及电子版的设计总体装配图和典型的轴类、齿轮类和箱体类零件图。随着科技的进步,计算机在设计、生产、试验各领域发挥越来越重要的作用。为了顺应社会对人才的需求,必须重视学生的应用和掌握计算机的能力,在我院的机械设计专业率先试点要求总体装配图利用CAD完成。对于基础较好的同学要求应用SolidWorks、CATIA等三维绘图软件完成齿轮、轴、箱体、端盖等所有机械零件的结构设计,完成整机的装配,然后进行机构的运动仿真和干涉检验。
设计成果的评定方式,改变原有的只看图纸的评定方式,采用答辩与平时的设计表现相结合的方式,以图纸、计算说明书和答辩成绩为主,兼顾设计态度、准备情况、出勤率、进度、协作、总结等表现。答辩过程中师生间的相互交流是教师评定设计质量高低最有效的手段,通过答辩老师能够发现总结设计过程中所存在的问题,同时也是学生自我检验的最有效的方式,通过答辩锻炼了学生的语言组织和表达能力,有利于培养学生的宏观地看待问题和总结能力,能够强有力地督促学生及时地解决设计过程所存在的细节问题,防止懒散和懈怠现象的发生。
4结束语
机械基础课程设计是机械类专业重要的实践教学环节之一,对培养学生分析和解决工程实际问题的能力起着十分重要的作用。经过全体机械设计基础教师的努力,在课程设计过程中所进行的相关改革和实践,在组织教学内容方面加强专业特色适当地改变教学内容,在设计手段上应用现代的设计方法,在成果的展现形式上突出了实时动态的考核方式,能够全方位提高机械设计基础课程设计的质量,提高学生的综合能力。随着应用型本科教育改革的进一步深入,如何再提高教学质量,保证应用性本科人才培养模式的实现是我们全体机械教师不断努力地探索和奋斗的目标。
参考文献:
[1]朱宗泽,罗圣国.机械设计课程设计手册[M].北京: 高等教育出版社,2005,(11).
关键词：小项目教学法；互换性与测量技术；无缝衔接
作者简介：戴雪晴（1964-），女，江苏滨海人，安徽理工大学机械工程学院，副教授；宫能平（1964-），男，安徽含山人，安徽理工大学教务处，教授。（安徽 淮南 232001）
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）13-0093-02
为了培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务，教育部于2009年提出了“卓越工程师教育培养计划”。该计划对高等工程教育阶段培养学生的工程能力和创新能力提出了更高的要求。让学生在接受高等工程教育阶段工程能力和创新能力得到强化，除了要进行工程教育模式改革和创新、创立高校与企业联合培养人才的新机制、实现工程实践教学与工程实际的“无缝衔接”外，在高等工程教育阶段占很大比例的课堂教学过程也应适应“卓越计划”的需求。这就需要工科院校的教师在讲授每一门专业课和专业基础课时，将激发学生的学习热情，不断提升学生的终身学习能力，把课程设计和工程实践贯穿于整个课程教学过程中，尽可能实现课堂教学与专业课程设计及工程实际的“无缝对接”，作为课堂教学不断追求的目标。为了达到此目标，解决学生学习每门课的盲目性至关重要，为此，笔者将小项目教学法引入课程教学中，在这方面做了一些尝试。
一、小项目教学法简介
项目教学法是以工程实践为导向，通过完成一个完整的“项目”工作而进行的实践教学活动，将多门课程所涉及的知识和技能通过一个明确的“项目任务”布置给学生，学生根据任务要求，运用所学的知识和技能，通过“确定项目任务—制定工作计划—组织项目实施—检查考核评估—总结评比归档”等5个阶段，采用“团队学习”的方法，动脑、动手、交流和合作，最终完成项目任务并以成果的形式予以展现。将这种方法完全移入每门课的课堂教学是有困难的，但可以把这种方法中“项目”这个关键词移植到实践性较强的专业基础课和专业课的课堂教学和课后训练中，取名为“小项目教学法”。小项目教学法就是将多章所涉及的知识和技能通过一个明确的“项目任务”布置给学生，讲课时将这个具体的项目实例分解成多个小项目，融合到讲解课程的各章节的知识环节及课外作业中。学生与教师沿着项目的分解步骤一起学习，最后再将分解的每一部分内容汇总，组合成一个完整的项目。这样，课程的学习不再是单方面教师的教，而是融合了学生的学，学生在教师的指导下分析问题，提出问题，解决问题，整个过程能极大提高学生学习的兴趣与能力。通过这种方法让学生学以致用，将理论知识与实际有机地结合在一起，既强化了应用能力的培养，又使学习者更容易理解理论知识，大大改善课堂教学效果。
二、小项目教学法在“互换性与测量技术”教学中的运用
机械类工程技术人员最重要的基本能力之一是掌握机械产品的几何量精度设计方法、图样标注、检测以及判断零部件是否满足图样要求的能力，“互换性与测量技术”这门课正是能够使学生初步具有这种能力的一门重要的专业技术基础课。它含有丰富的精度设计和检测基础理论，又具有很强的实践性，是联系机械设计与后续机械加工工艺等课程和课程设计的纽带，是从专业基础课学习过渡到专业课学习的“桥梁”。因此，将小项目教学法应用在本门课的教学中，实现这门课的教学与专业课程设计及工程实际的“无缝衔接”更为重要。
由于课时的限制，不能在课堂大量举例，所以小项目教学法的项目案例选择非常重要。减速器是机械产品中最常见的一种机械传动装置，一般也是学生进行“机械设计”课程设计的设计内容。在进行“机械设计”课程设计时，正确的几何精度设计和标注，往往是学生们感到头痛的问题，因此，可以选择减速器的精度设计和有关零件的检测作为项目案例，贯穿在整个教学过程的中。
讲绪论时，把减速器的精度设计作为一个总项目介绍给学生，并把这个总项目要解决的精度设计问题作为课外专业。通过讲解减速器精度设计的主要任务，讲清楚机械产品的精度设计是机械产品的设计的一个必不可少的环节，而几何量精度设计是机械产品精度设计中的重要内容。几何量精度设计是否正确、合理，对机械产品的使用性能和制造成本，对企业生产的经济效益和社会效益都有着重要的影响，有时甚至起决定性作用。让学生清楚地知道学好这门课就能掌握机械产品的几何量精度设计的基本原理、方法和基本步骤，能为他们顺利地完成即将进行的课程设计打下基础，更重要的是能为成为一个合格的工程师打下基础，这样把本课程与实际及课程设计结合起来，让学生能够学以致用，从而激发学习热情。
讲授“轴、孔结合的极限与配合”时，可导入减速器的精度设计的小项目“尺寸精度设计”案例。在减速器中，多处存在轴与孔的结合的尺寸精度设计问题，是比较典型的尺寸精度设计案例。讲解本章，可以从减速器的装配图和部分零件图开始，让学生知道机械产品的装配图和零件图上正确的尺寸精度标注是必不可少的，而通过本章的学习，就可初步掌握如何根据减速器的使用功能要求设计、确定组成减速器各零件之间的配合和零件上各相关尺寸公差的方法，学会在机械产品的装配图和零件图上正确标注的方法，并把该减速器的尺寸精度设计问题作为一个精度设计小项目，在本章一开始就布置给学生，然后展开本章的讲解。
讲授“测量技术基础”时，可导入在标准温度下，对减速器中某一实际输出轴上某处直径尺寸进行了多次等精度测量的案例。案例要求对测得数据进行处理，得出测量该处直径尺寸的测量结果。让学生知道，要完成本案例所提出的任务，需要掌握本章所述内容。
讲授“几何公差及检测”时，可导入减速器的几何精度设计案例，让学生一开始就知道机械零件上几何要素的形状和位置精度是一项重要的质量指标，它直接影响零件（机械产品）的使用功能和互换性，正确选择形状和位置公差是机械产品几何量精度设计的重要内容；知道学会本章内容，就初步学会了如何根据减速器或其他机械的使用功能要求，设计并选择减速器或其他机械中各零件的形状和位置公差的方法，学会了在机械产品的零件图样上进行正确标注的方法，这是机械类工程技术人员最基本的能力之一。
讲授“表面粗糙度及其检测”时，可导入减速器输出轴和输入轴的表面粗糙度进行参数及数值的选择和图样标注。让学生一开始就知道表面粗糙度对零件的使用功能的影响，要完成本案例提出的任务，需要掌握本章的内容。
讲授“光滑工件尺寸检测和量规设计”时，可导入减速器中的零件案例，让学生知道在各零件加工过程中以及加工之后，需要对各零件上要求检测的尺寸、形状和位置等几何参数进行检测，得出检测结果，并作出正确判断，这就涉及到本章的内容。并以检验减速器中的某一轴或齿轮孔用的光滑极限量规的工作量规设计为一个小项目，把该减速器的某一轴颈尺寸和齿轮孔的检验问题作为另一个小项目，在本章一开始就布置给学生，要求学生通过课后完成通用计量器具的选择和光滑极限量规的设计，从而掌握在保证机械产品的零件质量和最佳经济效益的前提下，正确选择通用计量器具的方法，掌握设计光滑极限量规的原理和方法，然后展开本章的讲解。
讲授“零件典型表面的公差配合与检测”时，可导入减速器中的零件典型表面设计案例这一小项目，让学生在开始学习本章时，就知道键和齿轮以及螺纹、圆锥等为典型表面，它们的精度设计在机械产品的精度设计中所占的比重较大。通过学习本章，可知道国家相关标准对这些典型表面的公差与配合作了哪些规定，应如何选择公差与配合，如何正确地标注，并将确定减速器中典型表面的公差配合问题，在本章一开始就布置给学生，作为课外作业。然后，通过讲解减速器输出轴与带孔齿轮联接、输出轴与联轴器的联接，介绍键联接和花键联接的配合精度、选择及检测。从减速器上、下箱体固定螺栓与螺母的结合入手，介绍螺纹的配合的精度、选择与检测。根据减速器传动齿轮使用要求，讲解齿轮的偏差项目，以及如何正确选择标准圆柱齿轮的精度，如何对渐开线圆柱齿轮进行检测。根据锥形轴端与轮毂的结合方式，讲解圆锥配合的精度、选择与检测。
以上就是笔者将“小项目教学法”应用于“互换性与测量技术”这门具体课程教学过程的一些做法。
三、结束语
“小项目教学法”将具体的工程案例导入课程每章节教学过程中，围绕工程案例这个中心，通过课内教学、课外训练两个紧密联系的环节，使每门课程在提高学生综合素质方面充分发挥其作用，尽可能做到专业课和专业基础课与专业课程设计及工程实际的“无缝衔接”。通过小项目教学法，学生对各门课程的学习做到心中有数，避免了学习的盲目性，提高了学习积极性和主动性，培养了学生实际应用能力，收到了很好的教学效果。
参考文献：
[1]韩叶飞.基于项目教学法的计算机应用专业《管理信息系统》课程教学研究[J].佳木斯教育学院学报，2012，（2）.
关键词：教学改革；机械制图；矿用减速器
随着现代制造工业的发展，高职院校面临紧跟产业需求进行人才培养的迫切任务，机械制造及自动化专业课程改革已成为各高职院校当前的头等大事，我院亦是如此。机械制图课程几十年来学生背着画板和丁字尺走在校园的局面即将离我们远去，我们需要培养熟练使用绘图软件、熟知国家最新标准的现代绘图技术人员。为此，我们进行了机械制图项目化课程改革。我院结合煤炭院校自身特点和学生就业方向，以"矿用减速器"为载体进行课程的整体设计。
一、定课程目标
首先根据专业人才培养目标确定出课程目标：具备绘图、读图和查阅国家标准的基本能力；具备空间分析能力、投影分析的能力、二维图形与三维图形间的相互转换能力；具有手工绘图和计算机绘图技能；养成认真负责、严谨细致的工作态度和工作作风。
二、选取课程内容
我们在做课程内容的选择时，要遵循以下三个原则：典型性、职业性和针对性。典型性是指课程内容的选取首先要选用能够体现各种典型零件表达方法的机械设备，必须包含轴、、箱体、叉架、标准件及常用件（螺纹连接、轴承、齿轮）等典型零部件。职业性体现在本着以企业工作任务定课程内容的原则，必须选择矿山常用设备，如齿轮油泵、矿用减速器、破碎机等等。我们对矿山常用设备进行了调研和统计分析，数据表明，矿用减速器为使用频率最高的。因此我们选择围绕矿用减速器各零部件及装配图的绘制和识读展开教学内容的设计。针对性是针对人才培养方案中的具体岗位；针对专科层次；针对学生兴趣，理论不宜过多；我们不光要满足学生兴趣，还要完成一定的教学目标，如轴如何画如何识读，要体现针对教学内容。
三、课程结构设计
表一 课程结构设计
项目
项目名称
任务名称
课时分配
项目学时
项目1
绘制与识读减速器轴系部件
拆装减速器
4
64
画减速器轴
24
画减速器齿轮
8
画减速器轴的轴承
8
轴系部件装配
14
计算机绘制减速器轴系部件
6
项目2
绘制和识读减速器端盖
测绘减速器端盖
18
36
尺寸标注
12
计算机绘制减速器端盖
6
项目3
绘制和识读减速器箱体
绘制箱体类零件
24
40
识读箱体类零件
16
计算机绘制减速器箱体
10
项目4
绘制和识读减速器装配图
绘制和识读减速器装配图
32
48
计算机绘制减速器装配图
16
项目5综合实训
绘制齿轮油泵
60
60
整门课程共分为5大项目，前3个项目为并列的典型零件的识读和绘制，第4个项目是在学生具备绘制零件图能力的基础上进一步绘制与识读装配图；最后一个项目我们安排与整门课程平行的60学时的"绘制齿轮油泵"这样一个大型的工作实训，让学生把之前的各个项目进行穿线并自己动手训练，使学生更好地理解和掌握。这些项目的内容是以企业工作任务来定的，而项目选取的顺序是按照学生的认知规律，由浅入深、由具体到抽象的顺序来安排的。
四、教学设计
在教学设计中我们首先遵循这样的的设计理念：以职业能力目标为导向，构建与其工作过程相一致的高职课程体系[1]。其次还要坚持四项原则：坚持目标引领、坚持职业活动为导向、坚持能力为本位、坚持学生为主体[2]。设计方法上我们采用的是任务驱动的项目导向式、教学做一体的教学模式：具体做法可以总结为：教师主导、学生主体，由教向学转变；改变形式、关注过程，突出能力培养；因材施教、多元评价，重在持续改进[3]。具体的教学方法有很多，包括行动导向法、案例教学法、头脑风暴法、小组讨论法、素质渗透法等等。下面举一例说明在讲图形比例概念中线性尺寸时，我常讲我小时候19寸黑白电视和现在同学们家里40几寸液晶对比右上角的90度是唯一不变的，顺便讲到珍惜今天的幸福。有学生上课请假上厕所时，我常用Nobody的MTV中那个人上厕所时错过上台表演时间，失去了成为名人的机会，让同学们引以为戒。故事例子形象直观，易引起学生共鸣，教书的同时我们达到了育人的效果。我们还通过一些活动来激发学生的兴趣，促进学生能力的提高，比如手工制图大赛、计算机绘图大赛，学生还可以参加社会活动，比如我们让学生参与教师编写教材时绘制流程图、绘制机械图样。我们还通过参加CAD职业技能证书考试让学生把所学知识与职业技能更好地联系在一起。
五、考核方法设计
为了更好地实现考核，遵循以下原则：能力考核，在考核比例当中以能力考核为主[4]，考核的项目与考核的形式要突出能力体现的特点；方式多元化，考核的指标要多元化、考核的方式和内容也要多元化；全面性，对考核知识要点要全面，同时层次要合适；灵活度，要考虑学生具体的个体差异。具体方法为评价单（包括过程考核具体内容见表二）60%、习题集10%、阶段性图纸10%、电子作业10%、期末考试10%。
表二 评价单
项 目
机械制图
任 务
绘制和识读减速器轴系部件
学时
4
评价类别
项目
子项目
个人评价
组内互评
教教师评价
专业能力
（60%）
咨讯（10%）
收集信息（5%）
引导问题回答（5%）
过程（30%）
拆装过程表现得分
图线练习P3、P4
锥度、斜度得分P6
圆弧连接P9、P10
听课情况得分
结果（10%）
拆装正确、拆装报告
吊钩绘制正确
作业（10%）
结果质量
社会能力
（20%）
团结协作（10%）
对小组贡献（5%）
小组合作配合状况（5%）
敬业精神（10%）
吃苦耐劳精神（5%）
学习纪律性（5%）
方法能力
（20%）
计划能力（10%）
方法能力（10%）
评价评语
班级
姓名
学号
总评
教师签字
第 组
组长签字
日期
评语：
六、课程改革思考
在经过一个周期的课程教学实践后，我们发现课程模式和教学方法手段的变化引起了学生学习兴趣，转变了高职学生厌学的学习状态，学习主动性也有大大增强。从整体来看，任务驱动的项目教学模式显然真正起到了"驱动"学生的作用，大量教学手段和方法的改进也对学生产生了更大的吸引力。但我们还处在制图课程教学改革初级阶段，有很多诸如课时紧，需要集中排课，学生合作能力差等问题也凸显出来，我们力求经过进一步的改革和探索，把提高制图课程教学质量和效果落到实处。
参考文献
[1]王瑛.以工作过程为导向的高职课程体系构建研究.[J]职业教育研究.2010.10：102-104.
[2]张忠福.高职教育实践教学模式的思考[J].职教论坛，2004年8月（下）.
针对应用型本科的培养特点，分析总结了机械设计课程设计中存在的问题。该文介绍了采用较直观，且带有一定解释和索引功能的图解图示教学方法，让学生更容易、更方便地理解设计内容和设计方法，以便更好地完成机械设计课程设计，提高教学质量，也为其他地方高校创新人才培养提供一定的参考价值。
关键词
图解法;机械设计;课程设计;教学实践
机械设计课程设计是机械专业学生必不可少的一次实践性教学环节。目前，各个高校大都采用的是比较经典的题目《带式输送机的设计》，要求学生主要设计输送机传动系统中的齿轮减速器。在各类《机械设计课程设计指导书》以及《机械设计课程设计手册》中，虽都有减速器结构设计图样，但是，由于图样是经大比例缩小的，许多细节不能表达清楚，甚至还容易造成误解［1－2］。机械设计课程设计的安排只有短短3周时间，在这个时间段里，正值期末考试，厚厚的一本设计指导书学生没有时间阅读。虽然，在此之前学生们也做过减速器模型的拆装实验，但实验时间短，学生没有留下更深的印象，甚至机器中某些零部件的名字和作用都不清楚，更不用说进行合理的设计和正确的选取。另外，本次设计是机械类专业的学生第一次接触这么复杂的装配图，从何处开始设计、怎么设计，令他们感到茫然;在绘制零件图时，除了课本上讲解过的V带轮、齿轮、链轮及轴以外，对零件的结构设计或者是标准件、外购件的选取更是不知道如何下手。学生失去信心后就糊里糊涂地照抄图，甚至是按比例描图，不能很好地达到教学目的［3－4］。在具有丰富设计生产实践经验的老师的指导下，我们分析了典型的减速器的结构装配图，然后，局部分解并标出该处关键零件的名称、作用以及设计选取途径，用图解图示的办法，很好地诠释了结构设计及设计方法，直观明了。经过近几年在教学过程中的不断完善和补充，逐渐形成了一套图解法的教学模式，取得了良好的效果。
1图解法授课措施
图示图解法，就是将所表达的重点部分用图示的办法表现出来，同时注有简洁的文字说明，相对纯文字的叙述，图解法作为一种教学方法，更加直观、清晰、生动，容易被学生接受［5］。
1.1三维做出总装配爆炸图在课程设计开始之前，指导教师利用三维软件Pro/e或其他软件做出一个三维的装配模型图，表现出减速器整体形状，用三维爆炸图来展示减速器各个部分的名称和作用，让学生对减速器有个感性认识。
1.2用二维图纸进行结构设计选择视图，从绘制装配图的第一条线开始，到整个装配图的完成，分步骤，每隔一个重要环节制成一张图，这样便于学生作为参考。如图1所示为在装配图绘制时，中心线位置的确定、画好齿轮后箱体内外壁线的位置、油沟的位置，及上下箱体凸缘的宽度和厚度。其中，分箱面凸缘的宽度尺寸A=δ+c1+c2，此处的c1和c2是分箱面连接螺栓的扳手空间尺寸，查机械设计手册可得。如图2所示为如何确定减速器中高低速轴的各轴段的直径和长度及支撑轴承的型号和位置。用类似于图1和图2的过程图共计25张，基本上就能够把减速器结构设计的整个过程表达出来。教学时，可以将这部分图纸做成PPT，逐张图按照顺序给学生讲解设计过程。
1.3分析结构重点和学生容易出错的部位根据减速器实际生产和装配的实践经验，再针对学生对结构常见的疑惑和设计过程中容易出现的错误和问题、注意事项等，采用局部放大的形式，制作成图片，同时，用文字形式简述该局部的名称、作用以及设计依据的出处和设计要求。如减速器上档油盘的设计注意事项，当齿轮速度大于等于2m/s时，采用飞溅，但不希望飞溅起来的油直接进入轴承，所以在箱体和箱盖的结合面处加油沟和导油结构，把油引入轴承，同时在小齿轮处加档油盘。详细结构如图3所示。另外，轴承的选用和位置的确定时需注意:轴承外圈端面要与箱体内表面有5～10mm的距离，轴承使用时一定要考虑便于拆装，因此轴肩尺寸和轴套尺寸一定要严格按照轴承标准中给出的尺寸进行设计。详细结构如图4所示。对绘图容易出错的地方用图形表达出来，让学生避免出现同样的错误。如图5所示的是螺纹连接处的画法;同时把学生画图时容易遗忘的地方也局部放大重点表达出来，如图6所示的是六角螺栓和油塞的画法和位置，画图时要严格按照设计手册所规定的尺寸画，油塞设计位置时要考虑能够把全部的油放完。用以上这样的图片共40张，基本上就可以把减速器设计过程清晰明了地展示给学生。最后，绘制出一张典型减速器的正规装配图，把以上的局部说明，按照相关位置标出文字，授课时，先将局部图片用PPT形式给学生讲述。学生绘制图纸时，将带有说明的装配图挂在教室，以方便学生随时查看，提高学习效率。
2注意事项
2.1注重图纸表达的完整性学生先期所学的机械制图，更多的是注重了零件图形部分的表达，在本次课程设计中零件图和装配图的设计，更要注重图纸内容的完整性，不仅仅是要正确表现零件的结构，还应该强调尺寸的正确标注、适当的加工要求、材料的合理选择;以及热处理要求等信息，力争完整、正确、全面的图纸表达能力的培养［6］。
2.2边计算边设计部分学生只重视数据计算，不重视结构设计，总认为制图前，要把各个尺寸计算出来，导致整个设计费工费时。要提醒学生有些地方是边结构设计边定尺寸的。
2.3严格按照国标制图标准件选择与装配结构，必须按照国家相关标准制图。例如，安装轴承位置的轴肩尺寸、端盖形式及其尺寸、密封件位置对轴的要求等，应该按照相关标准要求设计，不能自由发挥。对国标没有明确规定的部分零部件，也要参照《机械设计课程设计手册》推荐内容设计。
3结束语
经过几年的实际应用，图解法教学取得了很好的效果。学生能够更快地进入设计状态，思路清晰;能够更加方便快捷地运用工具书，照抄图描图现象明显减少;课程设计完成质量得以提高，良好、优秀率增加。
参考文献
［1］纪小刚.机械工程专业毕业设计中存在的问题及对策［J］.无锡职业技术学院学报，2008，7(3):59－61.
［2］郭登明，刘明尧，江山.提高机械类毕业设计质量的研究［J］.长江大学学报(自然科学版)，2004，1(2):104－106.
［3］李文斌，董长双，轧刚.机械工程类本科生毕业设计(论文)教学探讨［J］.太原理工大学学报(社会科学版)，2007，25(3):69－72.
［4］张燕燕，马小玲，何春霞.“机械设计基础”项目任务驱动式教学探究［J］.中国电力教育.2012(26):72－73.
［5］郭清，韩文伟.固定选题教学模式在实践课程中的应用研究［J］.实验科学与技术，2013，11(5):93－96.
