机械基础设计

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机械基础设计范文第1篇

关键词：课程设计；基本目的、要求、任务；重点；难点

中图分类号：G642.3 文献标识码：A

《机械设计基础》是机械类学生的一门核心专业课，而这门课的课程设计对同学们来讲，更是尤为重要，因为它是培养机械工程专业学生应职应岗能力的重要实践性教学环节，它要求学生能全面综合地运用所学的理论和实践知识，对一级圆柱齿轮减速机的所有部件进行一次系统和全面地设计。

一、课程设计的基本目的

l. 初步培养学生树立正确的设计思想和分析、解决工程实际问题的能力；掌握通用机械零件、机械传动装置设计的一般方法。

2. 复习巩固以前所学的机械制图、工程力学、工程材料、公差与配合等课程的理论知识，并在实际设计中应用和深化这些知识。

3. 培养学生设计的基本技能，如计算、绘图、查阅资料、熟悉标准和规范等能力，为专业设计和将来从事技术工作打下基础。

二、课程设计的基本要求

机械零件课程设计对学生总的要求是保质、保量、按时完成设计任务。具体要求：

1. 做好设计准备工作，包括收集、准备设计资料、绘图工具及用品。

2. 设计之前要认真研究课程设计任务书，分析题目，了解工作条件，明确设计要求和内容。

3. 设计中要认真复习所遇到的课程内容。如V带传动，齿轮传动，轴、轴承、联轴器和有关的联接件等。在教师的指导下，提倡独立思考，独立计算，独立绘图，独立完成课程设计。反对不求甚解，照抄数据，照搬图样，敷衍了事的行为。

4. 课程设计必须在规定教室进行，遵守学习制度和作息时间，按设计计划循序进行，以便指导教师随时掌握每个学生的情况，发现问题及时解决。

5. 注意掌握设计进度，按预订计划完成阶段性的目标。在底图设计阶段，注意设计计算与结构设计画图交替进行，采用“边计算、边画图、边修改”的正确设计方法。另外，在整个设计过程中应注意对设计资料和计算数据的保存和积累，保持记录的完整性。

6. 为了提高设计质量和降低设计成本，必须注意采用各种标准和规范，这也是评价设计质量的一项重要指标。在设计中，应严格遵守和执行国家标准、部颁标准及行业规范。对于非标准的数据，也应尽量修整成标准系列或选用优先系列。

7. 为使每个学生均能拿出一份较高质量的图样，在装配底图画出后，应呈交指导教师审查，修改无误后，再加工完成装配图。

8. 设计图样（包括装配图和零件图）和设计说明书完成之后，在有所准备的基础上参加设计答辩。

三、课程设计的基本任务

1. 设计题目：

设计一台冶金矿山胶带运输机用的单级直齿圆柱齿轮减速器。工作条件为：单方向运转、轻微冲击，工作期限为8年，每年按250天计算，每天工作8小时。传动示意图见下图1，设计分组参数见表1。

2. 设计任务

（1） 计算说明书一份

包括：⑴前言；⑵设计任务；⑶参考资料；⑷设计方案；⑸选电机确定传动比；⑹各轴运动及动力初算；⑺齿轮传动设计；⑻轴的设计；⑼滚动轴承寿命计算；⑽与密封；⑾箱体设计；⑿总结

（2）完成图纸工作量

⑴总图（装配图）一张，A1图纸；

⑵零件工作图1～2张，A3图纸。

3. 设计内容及进度

见表2。

四、课程设计过程中的重点

课程设计中的重点是编写设计说明书，课程设计说明书是课程设计的总结性文件，通过编写说明书，可以进一步培养学生分析、总结和表达的能力，巩固、深化在设计中所获得的知识，是课程设计工作的一个重要组成部分。说明书应概括地介绍课程设计的全貌，全面叙述设计中各部分的重要内容，要论证设计的合理性，特别是在有几个设计方案时，要进行比较论证，对各个计算环节要详细叙述，对数据和公式来源要注明出处以便查对。说明书要求系统性好，条理清楚，语言简练、文字通顺、字迹工整，图例清晰，图文并茂，充分表达自己的见解，尽量避免抄书，从设计一开始就应随时逐项记录设计内容、计算结果、分析意见和资料来源以及指导教师的意见、自己的见解和结论，每一设计阶段完成后，及时整理编写有关部分的说明书，待全部设计工作结束后，只要稍加整理，便可装订成册。

五、课程设计过程中的难点

课程设计中的难点一是轴的结构设计，二是减速器箱体的结构设计。

（一）轴的结构设计

轴在减速箱中是一个重要的零件，因为所有传动件都装在轴上，因此它有很多尺寸都要与其他零件的尺寸相吻合，否则就无法进行装配。所以在设计轴时，直径方向的尺寸和长度方向的尺寸的选取是同学们感到头疼的一个问题。

怎样来设计轴？按下面这个步骤来进行，可能你会觉得不那么难了。

1．初算轴的直径

联轴器和滚动轴承的型号是根据轴端直径确定的，而且轴的结构设计是在初步计算轴径的基础上进行的，故先要初算轴径。轴的直径可按扭转强度进行估算，即

式中：p为轴传递的功率(kW); n为轴的转速(r/min); C为由轴的材料和受载情况确定的系数。若轴的材料为45钢，通常取C=106～117。C值应考虑轴上弯矩对轴强度的影响，当只受转矩或弯矩相对转矩较小时，C取小值；当弯矩相对转矩较大时，C取大值。在多级齿轮减速器中，高速轴的转矩较小，C取较大值；低速轴的转矩较大，C应取较小值；中间轴取中间值。对其他材料牌号的轴，其C值参阅有关教材。

初算轴径还要考虑键槽对轴强度的影响。当该轴段截面上有一个键槽时，d增大5%;有两个键槽时，d增大10%。然后将轴径圆整为标准值。

上述计算出的轴径，一般作为输入、输出轴外伸端最小直径；对中间轴，可作为最小直径，即轴承处的轴径；若作为装齿轮处的轴径，则C应取大值。

2．轴的结构设计

（1）确定轴的径向尺寸

①轴头直径尺寸确定 轴与齿轮、带轮和联轴器配合处的轴段直径称为轴头。如图2中的 应取标准值（参阅教材）。

② 轴颈直径尺寸确定

与滚动轴承配合处的轴段直径称为轴颈。在图2中，与滚动轴承内圈配合的轴颈 、 应符合滚动轴承标准；装有密封元件直径 ，应与密封元件的内孔直径尺寸一致。轴上两个支点的轴承，应采用相同的型号和尺寸，以便轴承座孔的加工。

③ 轴肩或轴环尺寸确定

相邻轴段的直径不同即形成轴肩。当轴肩用于轴上零件定位和承受轴向力时，应具有一定的高度，如图2中 、 尺寸变化所形成的轴肩或轴环。一般的定位轴肩，当配合处轴的直径小于80mm时，轴肩处的直径差可取7-10mm。用作滚动轴承内圈定位时，如 轴肩的直径应按轴承的安装尺寸要求确定。

如果两相邻轴段直径的变化仅是为了轴上零件装拆方便或区分加工表面时，两直径略有差值即可，一般取1～4mm，如图2中 、 的尺寸变化，并尽可能取整数。也可以采用相同公称直径而取不同的分差数值。

④轴肩处过渡圆角尺寸确定

为了降低应力集中，轴肩处的过渡圆角不宜过小。用作零件定位的轴肩，零件毂孔的倒角C或圆角半径 应大小轴肩处过渡圆角半径 ，以保证定位的可靠，如图3 所示。一般配合表面处轴肩和零件孔的圆角、倒角尺寸见所学教材。装滚动轴承处轴肩的过渡圆角半径应按轴承的安装尺寸要求取值（参阅所学教材）。 本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文

⑤ 砂轮越程槽、螺纹退刀槽尺寸确定

对车削或磨削加工的轴表面，应分别留出螺纹退刀槽及砂轮越程槽。相关尺寸可参考设计手册取值。

应注意，直径相近的轴段，其过渡圆角、越程槽、退刀槽等尺寸应一致，以便于加工。

（2）确定轴的轴向尺寸

轴的各段长度主要取决于轴上零件（传动件、轴承）的宽度以及相关零件（箱体轴承座、轴承端盖）的轴向位置和结构尺寸。

①轴头处长度尺寸确定

对于安装齿轮、带轮、联轴器的轴段，当这些零件靠其他零件（套筒、轴端挡圈等）顶住来实现轴向固定时，该轴段的长度应略短于相配轮毂的宽度2～3mm，以保证固定可靠，如图2中安装齿轮和联轴器的轴段。

②轴颈处长度尺寸确定

轴颈处轴向尺寸由轴承的位置和宽度来确定。根据以上对轴的各段直径尺寸设计和已选的轴承类型，可初选轴承型号和轴承外径等尺寸。

应注意，轴承在轴承座中的位置与轴承方式有关。当采用油时，轴承应尽量靠近箱体内壁，可只留少许距离。确定了轴承位置和已知轴承的尺寸后，即可在轴承座孔内画出轴承的图形。

③ 轴的外伸段长度尺寸确定

轴的外伸段长度尺寸取决于外伸轴段上安装的传动件尺寸和轴承盖的结构。如采用凸缘式轴承盖，应考虑装拆轴承盖螺钉所需的长度L(L可参考轴承端盖螺钉长度确定)。当外伸轴装有弹性套柱销联轴器时，应留有装拆弹性套柱销的必要尺寸A（A可由联轴器型号确定)，如图4所示。

（3） 轴上键槽的尺寸和位置

平键的剖面尺寸根据相应轴段的直径确定，键的长度应比轴段长度短5～10mm。键槽不要太靠近轴肩处，以避免由于键槽加重轴肩过渡圆角处的应力集中。

当轴上有多个键时，若轴径相差不大，各键可取相同的剖面尺寸；同时，布置在轴的同一方位，以便于轴上键槽的加工。

（二）减速器箱体的结构设计

减速器箱体起着支承和固定轴组件零件，保证传动件的啮合精度和良好以及轴组件的可靠密封更重要作用，其质量约占减速器总质量的30～50。设计箱体结构时必须综合考虑传动质量、加工工艺及成本等因素。箱体按其结构形状不同分为剖分式和整体式；按制造方式不同有铸造和焊接箱体。减速器的箱体多采用剖分式结构。

剖分式箱体由箱座与箱盖两部分组成，用螺栓联接起来构成一个整体。剖分面与减速器内传动件轴心线平面重合，有利于轴系部件的安装和拆卸。立式大型减速器可采用若干个剖分面。图5为剖分式箱体。剖分接合面必须有一定的宽度，并且要求仔细加工，为了保证箱体的刚度，在轴承座处设有加强肋。箱体底座要有一定的宽度和厚度，以保证安装稳定性与刚度。

减速器箱体一般多用HT150、HT200制造。铸铁具有良好的铸造性能和切削加工性能，成本低。当承受重载时可采用铸钢箱体。

铸铁减速器箱体结构尺寸参阅表3。

（1）箱体要有足够的刚度 若箱体的刚度不够，在加工和使用过程中会引起变形，使轴承孔中心线过度偏斜而影响传动件的精度。为了保证轴承座的支承刚度，箱体设计应注意以下几点：

① 箱体的壁厚

箱体要有合理的壁厚，轴承座、箱体底座等处承受的载荷较大，其壁厚应更厚些。箱座、箱盖、轴承座、底座凸缘等的壁厚可参照表3确定。

② 轴承座联接螺栓凸台的设计

为提高剖分式箱体轴承座的刚度，轴承座两侧的联接螺栓应尽量靠近，为此需在轴承座旁设置螺栓凸台，如图6所示。

轴承座旁联接螺栓凸台的螺栓孔间距 为轴承盖外径。若S值过小，螺栓孔容易与轴承盖螺钉孔或箱体轴承座旁的输油沟相干涉。

螺栓凸台高度h与扳手空间的尺寸有关，如图6。查表确定螺栓直径和c1、c2，根据c1，用作图法可确定凸台的高度H。

为了便于制造，应将箱体上各轴承座旁螺栓凸台设计成相同高度。

③ 设置加强肋板。

为了提高轴承座附近箱体刚度，在平壁式箱体上可适当设置加强肋板。箱体还可设计成凸壁带内肋板的结构。肋板厚度可参照表3。

（2） 箱座高度

对于传动件采用浸油的减速器，箱座高度除了应满足齿顶圆到油池底面的距离小于30～50mm外，还应使箱体能容纳一定量的油，以保证和散热。

对于单级减速器，每传递1kW功率所需油量约为350～700cm3（小值用于低粘度油，大值用高粘度油）。多级减速器需油量按级数成比例增加。

设计时，在离开大齿轮顶圆为30～50mm处，画出箱体油池底面线，并初步确定箱座高度为： ≥ 。 为大齿轮顶圆直径， 为箱座底面至箱座油池底面的距离。

根据传动件的浸油深度确定油面高度，即可计算出箱体的贮油量。若贮油量不能满足要求，应适当将箱底面下移，增加箱座高度。

（3）箱盖外轮廓的设计

箱盖顶部外轮廓常以圆弧和直线组成。

大齿轮所在一侧的箱盖外表面圆弧半径 。 为大齿轮顶圆直径， 为箱盖壁厚。通常情况下，轴承座旁螺栓凸台处于箱盖圆弧内侧。

高速轴一侧箱盖外廓圆弧半径应根据结构由作图确定。―般可使高速轴轴承座螺栓凸台位于箱盖圆弧内侧，如图7所示。轴承座螺栓凸台的位置和高度确定后，取 ＞ ，画出箱盖圆弧。若取 画箱盖圆孤，则螺栓凸台将位于箱盖圆弧外侧。

当在主视图上确定了箱盖基本外廓后，便可在三个视图上详细画出箱盖的结构。

（4） 箱体凸缘尺寸

箱盖与箱座联接凸缘、箱底座凸缘要有一定宽度，可参照表3确定。

轴承座外端面应向外凸出5~10mm(见图7)，以便切削加工。箱体内壁至轴承座孔外端面的距离 (轴承座孔长度)为： 。

箱体凸缘联接螺栓应合理布置，螺栓间距不宜过大，一般减速器不大于150~200mm。

参考文献：

[1] 黄晓荣. 机械设计基础课程设计指导书[M]. 北京: 中国电力出版社, 2009.

[2] 林承全. 机械设计基础课程设计及题解[M]. 武汉: 华中科技大学出版社, 2009.

机械基础设计范文第2篇

关键词：教材；教材内容；组织形式；编写模式

0引言

“机械设计基础”课程是工科院校机械类及近机类各专业的一门综合性、应用性和实践性很强的专业基础课程。通过本课程知识的学习，使学生对机械的概念有清楚的认识，掌握机构和通用零部件设计的基本知识和设计技能，培养学生机械设计能力及分析、解决工程实际问题的能力。由于该课程实践性强，许多知识点都有一定的工程实际背景，对于没有工厂实践经验，缺少机械方面知识的学生而言，课程学习具有一定的难度。而教材是开展教学活动的主要资源，是学生系统地获取知识的最重要的平台。因此，为了更好地帮助学生建立机械概念，尽快掌握机械设计基础方面的知识和设计能力，课程团队在积累多年教学改革与课程建设的成功经验，认真分析汲取其他高等院校机械设计基础课程教学改革成果的基础上，面向应用型本科人才培养，精心编写了有特色，适用于机类、近机类专业的《机械设计基础》教材，已由北京大学出版社出版。本教材在保持其原学科的系统性和科学性的前提下，在教材内容、组织形式、编写模式等方面进行了改进。

1教材内容

应用型本科教育在于其“应用性”，为此，教材以机械设计为主线，从实际应用出发，着重介绍基本知识、基本理论和设计方法内容；着重介绍公式建立的前提和意义，强调公式在工程设计中的实际应用，淡化计算公式的理论推导；强调学生的应用能力的培养。在机械零部件设计部分，遵循零部件的“结构特点—工作原理—失效形式—设计准则—材料选择—受力分析—强度计算—结构设计”的规律性加以介绍，使内容脉络更清晰，便于学生对教学内容的理解。因为零部件设计最终结果要反映在零件图上，而目前较多的机械设计基础教材已将原有的零件工作图删除掉。为了使学生掌握标准、规范的零件工作图的表达，教材中对带传动、齿轮传动、轴等各典型零件的设计，都附有相应的最新国家标准的零件工作图示例。教材中还增设了结合工程实际应用的工程案例导入内容和课后阅读材料，即突出了教学内容与工程实际的结合，又开拓了学生的工程视野。

2教材组织形式

为了使学生对机械整体有个清楚的概念及认识，了解机械设计的一般过程，教材在机械零件设计部分，以项目为牵引、以设计为主线，按照从整体到局部，从认识到分析表达，再到设计这样的思路来构建教材体系的。首先以典型机械—带式输送机为项目载体，让学生认识机械的全貌，然后围绕其结构组成逐一分解展开教学内容。将带式输送机分解，分析机器的结构组成，初步了解机器中的传动零件（带传动、齿轮传动等）、支承零件（轴、轴承）、联接件（螺纹联接、轴毂联接及联轴器和离合器）的作用及相互联系，然后再逐一分析各组成零部件的基本知识、设计理论和设计方法。内容最终落在设计上，通过设计例题，系统地完成带式输送机从电动机的选择，到机器中各典型零部件的设计，将理论知识点穿插在项目教学中，有利于学生掌握整部机械的设计过程，也引导学生树立工程意识，增强实践能力，也便于理论教学和课程设计同步进行。对教材中的各种零部件及定位装置、装置、密封装置等的类型和特点等内容均以图表的形式清晰地列出，把零散的知识内容进行归纳整理，使内容简明扼要、信息集中、条理清晰，便于不同结构间的区分比较。以往教材中的机构和零件结构都用简图形式表达，学生较难读懂其结构特点、工作原理等。本教材则大量采用了机构和零部件的三维实体图和实物照片图，其直观性较强，增强了学生对机构、机械、零部件的感性认识，降低了学生的学习难度。

3教材编写模式

教材内容按模块设置。传统教材是以学科逻辑为基础组织教材知识结构的，本教材按照常用机构及其各通用零部件在机械中所起的作用不同，将全部内容归纳为机械设计基础知识、常用机构及其设计、机械动力学基础、机械传动设计总论、传动零件及其设计、支承件及其设计、联接件及其设计等7个模块。符合人们认识问题的一般规律，也使学生对常用机构及其各通用零部件在机械中的功用、类型的划分有了更明确的认识，做到主题明确、条理清晰。为了使学生了解各模块的主要教学内容及其在工程实际机械中的应用，在教材各模块的开篇，分别以蜂窝煤成型机、曲柄压力机、带式输送机等工程实际应用案例为教学导入，在认识机械的全貌及工作过程情况下引出模块的教学内容，引导学生进入学习情景，提高学生的学习兴趣。在各模块教学内容结束后，还增设了项目实训大作业等内容，以培养学生综合运用所学知识解决工程问题的能力及设计能力。在各章内容开始，安排有教学提纲和教学目标，使学生充分了解教学重点，通过学习以达到的教学要求。各章内容结束，还配有教学内容在工程实际中应用的阅读材料，以引导学生树立工程意识，拓宽工程视野。

4结束语

本教材编写本着知识化、项目化、应用化、工程化的理念，力求在原有教材基础上有所改进，使学生在使用本教材学习时易读、易懂，尽快掌握知识并应用知识，提高工程实践能力及设计能力。通过在教学中对本教材的使用，感觉效果良好。

参考文献：

[1]苗淑杰，刘喜平.机械设计基础[M].北京：北京大学出版社，2012.

[2]李书环，等.《机械设计基础》教材中存在的几个问题及建议[J].天津农学院学报，2016（6）.

机械基础设计范文第3篇

化工机械基础课程设计是化工专业重要的实践教学环节，对于提高学生的装置设计水平，增强工程意识具有重要的意义。随着高等教育改革的深入，原有教学方法的弊端逐渐显现，课程设计急需改革。本文分析了课程设计面临的问题，以课程的教学目的为依据，提出在设计时间、设计题型、学科交叉、设计规范、成绩考核等方面的改革方案。通过教学改革，激发了学生的学习兴趣，提高了机械设计水平，起到了良好的教学效果。

关键词：

化工机械基础；课程设计；教学改革；工程意识

化工机械基础课程是化学工程与工艺专业的必修课程，涉及化学、化工、机械、材料、物理、力学、数学等学科知识[1]，具有学科交叉复杂、内容丰富、理论联系实际紧密、工程实践性强等特点[2]。通过课程学习，学生可以掌握基础的工程力学知识，熟悉材料特性，学会常用化工装置的设计方法，了解化工机械安全使用的检验原理[3-5]，对于提高化工专业学生设计水平，增强工程意识，培养分析问题、解决问题的能力具有重要的意义[6]。化工机械基础课程设计是继该理论课程之后的一次集中实践教学环节[7]，能够起到将机械设计知识融会贯通，发挥理论与工程实际、基础知识与专业技术之间的桥梁作用[8]。学生在设计化工装置时，既要基于学科理论，又要遵循国家标准和行业规定；既要装置结构合理，又要保证安全经济，是多门学科知识综合运用，多种专业技能强化锻炼的重要过程，为化工类学生更好地服务化工行业奠定良好的专业基础，因此，应予以足够的重视。

一、课程设计面临的问题

针对化工专业学生开设的化工机械基础课程设计开课于大三，这个阶段，学生刚接触专业课学习，对本专业知识体系还不熟悉，对专业设计更是知之甚少，急需专业教师悉心指导，同时，一直沿用的课程设计内容、课程安排及考核形式等都无法与高等教育改革的新形势相适应，课程设计急需改革。1.课程设计时间短，与理论课衔接不合理一般化工机械基础课程设计安排在理论课结束后一周内完成。要做好课程设计，学生要查阅相关装置的设计资料，熟悉涉及物料的性质，了解国家设计规范，选择合适的设备材料，合理设计装置内部结构，完成设计尺寸计算及强度、刚度、稳定性校核，绘制装置设备条件图，编制设计说明书[9]，设计工作量大，专业知识要求高，学生很难在一周时间内完成。而此时段，学生已完成理论课的学习，对于设计中用到的知识已经淡忘，需要重新查找复习，不利于理论知识的学以致用。同时课程设计处于期末考试阶段，考试压力较大，学生忙于准备考试，很容易出现应付或抄袭现象，无法真正起到增强学生工程意识、提高装置设计水平的作用。

2.课程设计题型少，装置结构简单以往的化工设备设计题型比较单一，只做一些压力容器设计，课本中有该类装置的设计例题，学生只需将设计条件带入，参考例题，按部就班地计算就可以完成，学生学习兴趣不大，完成质量也不高。设备一般不进行内部结构设计，只进行外部壳体计算，设计难度较小，无法激发学生的探索欲望，学习主动性较差[10]。

3.不同学科间知识交叉少，装置设计不完整化工装置的设计包括工艺设计和机械设计两部分[11]。工艺设计是根据设计任务提供的原始数据和生产工艺要求确定设备的主要尺寸；机械设计是根据工艺尺寸设计设备的结构、选择结构材料及进行强度、刚度和稳定性计算，给出设备与零部件的条件图。对于化工专业的学生来说，化工原理课程设计做的是工艺设计，化工机械基础课程设计做的是机械设计。教改之前，这两个设计没有交叉点，学生每门课程只做一部分设计，而没有化工装置设计的完整训练，不利于学生设计能力的提高[12]。学生提交的设备条件图，大多采用手画的形式，而不采用现行各设计院普遍采用的AutoCAD绘图软件，无法锻炼学生机械制图的能力。设备条件图绘制简单，各物料进出管口、自动控制方案都无法体现，化工设计及化工自动控制课程所学知识不能应用到化工机械基础课程设计中，学生综合运用所学知识的能力无法得到锻炼。

4.学生工程意识不强，设计不规范生产中使用的任何机器或设备的构件都应满足适用、安全和经济三个基本要求，其中，安全是核心。为了保证装置安全可靠运行，降低生产成本，提高劳动生产率，便于构件互换，国家和有关部门制定了各类化工装置设计的标准和规范[13]。学生对相关的标准与规范不熟悉，容易造成其无法将标准和规范应用到化工装置的设计中，与生产实践脱离。比如，计算容器的物料接口尺寸，很多学生计算出结果后没有规整，即使规整了，也没有查阅国家制定的各种钢管公称直径的规范，采用标准尺寸。在选择设备材料时，一般选择适用范围广，性能优异的材料，没有考虑会使设备成本大大提高的风险。在设计压力容器时，计算出的容器壳体壁厚与封头壁厚不一致，很多学生本着经济的原则，没有设计为相同尺寸，影响容器的焊接和安全。这些都是理论设计与生产实际偏离、工程意识不强的体现，没有达到强化工程概念的教学目的[14]。5.考核方式不合理，无法体现设计水平以往的课程设计是根据学生提交的设计报告给成绩，对学生的平时表现，设计的合理性、规范性及严谨程度没有体现[15]。设计报告抄袭或模仿现象严重，单纯凭借设计报告无法反映学生真实的设计水平，不能体现公平、公正、合理的考核原则。针对化工机械基础课程设计存在的这些问题，按照高等教育改革的要求，我们对课程设计进行了改革。

二、课程设计改革措施

1.提早布置课题，合理衔接理论教学针对课程设计时间短，与理论教学脱钩的问题，我们对课程设计时间安排进行改革。在完成第一章工程力学和第二章化工设备材料教学之后，我们便将每位学生的设计课题布置下去，理论课程结束后两周上交相关设计文件，进行考核。在布置课题时，利用两节课的时间，介绍各类装置设计的流程，每个环节用到的理论知识也事先向学生明确，使学生对课程设计有大致的了解，并对今后会对用到的知识引起重视。同时，理论课授课教师在今后介绍各类化工装置机械设计时也要对重点知识的应用加以说明，并结合课程设计详细讲解。学生了解设计课题之后即可随着理论课的讲解开始设计，学到的设计知识即刻能够应用到设计中，真正起到了学以致用的效果。在设计过程中，遇到困难，学生可以在理论课堂上提出，经过老师讲解得到解决，提高了设计效率，也方便指导教师掌握学生设计情况。由于设计时间由原来的一周延长为多半个学期，学生在理论课结束时便完成了大部分的设计计算及校核，利用两周时间整理数据，绘制装置图，撰写说明书，不会耽误期末考试复习，避免了应付抄袭现象的发生，真正锻炼了学生的机械设计能力，达到了课程设计的教学目的。2.增加设计题型，重视设备内件设计课程设计题型的选择关系着化工实践教学的效果。为了使学生熟悉各类化工装置，激发学生学习的主动性，锻炼化工设计能力，我们编制了多种化工装置的设计题型，包括压力容器设计、板式塔设计、填料塔设计、管壳式换热器设计和搅拌反应釜设计，共计五个设计题型。这些装置是化工生产中最常用的，体现了理论设计与生产实践的结合，同时，理论教学讲授的设计知识在这些装置的设计中能得到充分的应用，加深了学生对理论知识的理解，保障了装置设计的质量。对于装置的主要部件，比如板式塔的塔板、填料塔的填料层、反应釜的搅拌器等，也要求学生详细设计，并且给出部件的条件图。通过内部构件的选择、设计和校核，加深学生对化工装置的认识。

将每个班的学生分成5组，每组负责一类装置的设计，并且同组学生的设计条件各不相同。学生要完成自己装置的设计，要查阅大量的文献资料，搜集各种物料性质，学会各类装置的机械设计方法，参考化工容器设计的国家标准，这种形式彻底改变了课程设计形同虚设的尴尬局面，锻炼了学生查找科研资料，积极探索未知领域，不断补充新知识，独立完成科研任务的能力，激发了学生的创新意识，真正提高了化工装置的设计水平。3.加强学科交叉训练，完善装置设计流程化工装置的工艺设计与机械设计是互相影响、密不可分的，工艺设计为机械设计提供工艺条件及设备主要尺寸，而机械设计的结果又反过来影响工艺设计。为了使学生对化工装置设计有完整的设计体验，我们联合化工原理课程设计，将这两个设计有机结合，学生在做完化工装置的工艺设计之后，根据工艺条件及计算出的装置尺寸，接着进行化工装置的机械设计，使学生知道装置的设计流程，为学生将来从事化工设计工作奠定了良好的基础。对于学生提交的设备条件图及主要内件结构图，严格要求用AutoCAD绘制，并且标出各接管及自动控制仪表的安装方位，在设备条件图的右侧表明工艺要求、安装要求、各接管尺寸、材质、采用的国家标准等。

通过这些方式，学生熟悉了化工装置的设计流程，将化工原理、化工机械基础、化工制图、化工设计、化工自动控制等专业课所学知识融会贯通，综合运用，提高了学生学习的积极性和主动性，有利于设计能力的提升。4.严格规范设计，强化工程意识作为一名合格的化工专业学生，必须了解国家制定的有关化工设计的各种行业规范和国家标准。在做任何装置设计之前，都要先查找有关规范和标准，绝不能闭门造车，无据可依。与化工机械基础课程设计相关的标准有《钢制压力容器》《管壳式换热器》《钢制塔式容器》《塔器设计技术规定》《石油化工钢制压力容器》《石油化工自动化仪表选型设计规范》等。学生在做课程设计时，遇到有关尺寸的确定、内件的选择等有疑问的地方，一定要查阅相关标准，养成良好的设计习惯和严谨的工程态度，做一个敢于担当、认真负责的设计者。同时，要注意适用、安全、经济相协调的原则，密切联系工程实际，强化工程意识。5.完善考核体系，激发设计热情考核对于课程设计的质量有着重要的导向作用，公平、公正、合理地对课程设计做出考核，对学生有着监督、鼓励和引导作用。实践类课程的成绩考核不同于理论课，决不能单纯依据提交的设计报告定成绩。化工机械基础课程设计的考核分为平时成绩、设计报告质量和答辩三部分，分别占总成绩的10%、70%和20%比例。其中，平时成绩包括出勤率、学习态度及团队协作能力。设计报告质量包括报告的完整性、设计的合理性、计算的准确性、图纸绘制的规范性等。答辩环节要求每位学生将设计内容做成幻灯片，利用3分钟的时间陈述工作内容，然后由考核教师提问有关问题，学生作答。这种考核形式督促学生实实在在地做设计，认认真真地抓质量，只有付出努力，才能取得好成绩，激发了学生的设计热情，杜绝了抄袭应付现象，达到了教学目的。

三、总结

化工机械基础课程设计是化工专业学生重要的实践教学环节，随着高等教育改革的深入，原有教学方法的弊端日趋显现，课程设计急需改革。针对设计时间短的问题，我们提早布置课题，与理论教学合理衔接，避免了抄袭应付现象。增加设计题型，由原来的单一装置设计增加为五种装置设计题型，并且对装置的主要部件也要进行设计。加强与化工原理、机械制图、化工设计等交叉学科的联系，完善装置设计流程。装置设计要严格遵守国家规范和行业规定，注重适用、安全、经济相协调的原则，增强学生的工程意识。完善考核体系，公平、公正、合理的对课程设计进行评价。通过教学改革，激发了学生学习的积极性，课程设计质量得到提高，杜绝了抄袭应付现象。学生在课程设计过程中，自觉依据国家设计标准，将理论设计与生产实际相结合，增强了工程意识，提高了机械设计水平，起到良好的教学效果。

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机械基础设计范文第4篇

1.明确课程在专业教育中的重要性。《机械设计基础》课程实践性强，涉及范围广，涵盖的内容多，并且与工程力学、工程制图等先修课程联系紧密，在建筑环境与能源应用工程专业课程教育中具有重要地位。它不仅要求学生掌握常用机构和通用零件的基本概念、理论及设计方法，更重要的是培养学生具有一定传动创新能力与创新思维。在以往的教学中，由于学生对于该课程的重要性缺乏认识，往往重视不够，在一定程度上造成学习积极性不高。在实际的教学过程中若能考虑专业对课程的特殊要求，在讲机械设计基础时，将一些涉及所学专业的具体应用与课程内容结合在一起，这样一定会在一定程度上激发学生的兴趣和学习热情，进而使学生对该课程在建筑工程中的作用和重要性有比较全面的认识。在学生明确学习目的，提高学习兴趣以后，学生的学习状态相应地就由“要我学”转变为“我要学”。而在课程安排上，对教学大纲进行适当调整，尤其是要考虑专业综合的要求，同时为了降低课程的学习难度，让学生具有有一定的基础理论，要将课程安排在部分基础课之后。

2.精心组织教学内容，适应专业的变革。建筑环境与能源应用工程专业为非机类专业，对于非机类专业，课程的应用性是非常重要的，该专业学生学习的目的不是为了设计机器，而是为学习如何使用和选择专业机械，所以，建筑环境与能源应用工程专业的《机械设计基础》教材要对一些繁杂的公式推导、论证过程以及理论分析进行适当取舍，力争让学生不必要花太多的时间和精力在相关公式与定理的推导上，但是要强化工程设计思维的有关内容，尤其是关于机械设备零部件结构性能与使用、安装调试与维护方面的内容，重点让学生掌握相关理论的实际应用。从而培养学生运用所学理论解决实际问题的能力，这样做定会取得更好的教学效果，更容易实现该专业的培养目标。《机械设计基础》课程教学内容主要与机械设备相关联，与工程实践联系紧密，在教学过程中老师应做到结合工程实际，力争真实地再现实际机械的工作过程，并按照这一理念对课程进行开发和设计。对于建筑环境与能源应用工程专业，就应该以建筑设备相关产品为载体，对课程内容进行全面的规划设计，科学设计各种类型工作任务，重点让学生通过学习型工作任务学习掌握该课程的主要内容，拓展学生的知识面。同时还要大力推动教学内容改革，紧跟最新科学技术发展水平，以建筑环境与设备工程在现代建筑中的设计、运行、管理需要为出发点，了解最新的机械设计方法及先进的相关专业机械，增加课堂信息量，在一定程度上拓宽学生的知识面和培养学生的创新思维，逐步向高等教育国际化水平迈进。

3.改革教学方法和教学手段。该课程内容具有知识面宽、知识点多，且综合性强的特点，因此要求任课教师在教学活动中采用灵活的教学方法。在实际课堂教学过程中，最好采用启发性教学，以增强与学生间的互动，由于在启发式课堂教学中，学生能主动思考问题，从而能收到良好的教学效果。另外，还要多组织开展课堂讨论，从多方面来调动学生学习的积极性。在课堂教学模式方面，应将多媒体技术与传统教学方法有机结合，充分利用各种教学手段以提高教学效果。多媒体技术作为一种现代教育技术，能够将各种教学素材进行科学合理编排，采用文字、图像、动画和声音等多种手段展示教学内容，并能够形象具体地表现抽象难懂的知识点，已经得到非常广泛的应用。但其也有自身的缺点，由于多媒体教学方法信息量大，在一定程度上造成教学进度变快，同时学生没有思维跟随，往往跟不上教师的讲解进度。而传统教学方法中，与多媒体教学相比，板书更能适应学生的思维方式，由于很多学生有记笔记的习惯，传统教学在这方面与多媒体教学相比也有一定的优势，同时教师可以在板书的时候随时观察学生的反应，主动地调整讲授速度。教师应改变过分依赖PPT的教学模式，适当增加课堂板书的内容，将传动教学与多媒体技术结合起来，取长补短，取得最佳的教学效果。

二、实践教学

《机械设计基础》是建筑环境与能源应用工程专业的一门专业基础课，由于该专业学生在以后的工作中会遇到各种专业机械，因此理论与实际的结合，特别是要跟工程实际中所接触到的各种专业机械结合，对该课程来说显得尤为重要，从而让学生通过这门课程的学习，了解一些专业机械的基本特点和组成。我校该专业本课程的实践教学环节主要有实验教学和课程设计两部分内容，下面分别介绍。

1.实验教学。机械设计基础实验课是教学过程中的非常重要的环节，是培养学生将课堂所学理论与实际相结合、提高分析问题和解决问题的能力以及开拓学生的创新思维和创新潜能的重要手段。因此对于建筑环境与能源应用工程专业这类非机械专业的学生，为了帮助他们加深对机械的理解，安排一定量的实验教学是非常必要的。在实验教学环节，我们学校根据实际情况，为了提高教学效果，让学生对机械加工的各个环节有更直观的认识，并加深对课堂讲授知识的理解安排建筑环境与能源应用工程专业学生进行为期1周的金工实习。

2.课程设计。机械设计基础课程设计是与机械设计基础相配套的一门重要的实践类课程，是学生第一次较全面接触机械基础设计方法的课程，其目的是训练学生复习巩固机械设计基础、工程材料、工程力学、工程制图等多个课程的知识，并做到综合运用，同时培养学生正确使用各种标准、规范、手册和图册等相关资料的能力，进而掌握机械设计的基本方法和技能。该课程在培养学生的工程设计意识、综合应用理论知识的能力和创新思维能力等方面起着重要作用。要达到这一目的，在课程设计教学中要做到：第一，在课程设计任务布置时，首先要将设计的目的、要求进行详细讲解。其次对于设计过程，应针对学生不同水平采取分类指导方法，因为讲得太详细，不利于发挥学生的独创能力和独立思考能力。反之，对于学习差的学生，教师要付出更多的耐心进行讲解，力争做到所有学生的设计进度基本一致；第二，推荐一些必要的参考书。在课程设计中，学生需要用到一些标准、规范以及其他参考资料，因此合适的参考书也是非常必要的；第三，教师在指导课程设计的过程中要经常提问学生，多与学生互动，解决设计中遇到的问题。在设计指导过程中通常会出现下列问题，比如一些学生生搬硬套参考资料中的设计案例，通过经常提问，可以发现学生在设计过程中遇到什么问题，帮助学生理解分析问题，进而解决问题，从而提高他们机械设计的能力。机械设计基础课程设计时间一般是一周或两周，时间紧学生人数多，大部分学生往往很难考虑和回答较多的问题，对于指导老师而言，全面了解所有学生掌握知识面的情况也比较困难，这势必会影响最后成绩的评定。我们采用分组答辩与个人回答问题相结合的方法来进行评分。这样既可以引起每个学生对课程设计的重视，也可以杜绝少数学生没有实质参与课程设计的情况。

三、结语

机械基础设计范文第5篇

关键词：教育教学环节 能力达成 评价方法

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2014）01（a）-0137-02

重庆大学机械工程学院针对工业工程、冶金工程、建筑环境与设备工程、工程力学等专业的非机械类本科生开设的机械设计基础课程，是学校通识教育课程中的一门重要的技术基础课程。该课程主要介绍常用机构和通用机械零部件的基本知识和基本设计方法，培养学生初步具有简单机械传动装置设计能力。在教学内容方面着重传授基本知识、基本理论、基本方法，在培养实践能力方面着重创新构思和设计技能的基本训练。为了不断提高该课程的教学质量，近年来在教育教学环节设计和能力达成的形成性评价方法上进行了一些探索。

1 明确课程培养要求

为了明确课程教学目的，首先根据国家、社会、时代对人才在知识、能力、素质三方面的要求[1]，结合课程面向的非机类专业的工程特点，提出了本门课程的培养要求，如表1所示。该课程作为非机类专业学生的技术基础课程，课程教学应注重基础知识的掌握、能力的训练及创新精神的培养。

2 课堂教学环节设计

相对机械类的机械设计基础课程而已，该课程内容略简，学时略少，在课堂教育教学环节方面，按照学生为主体、课内和课外相结合、能力训练为主导的原则来进行设计。除了传统的课堂讲授以外，主要的教育教学环节有：

（1）引导式提问环节。

在课程教学过程中，在给出知识点之前，教师通过设置问题背景，以提问的方式引出知识点，激发学生兴趣进行主动思考[2]。例如，“大齿轮和小齿轮的宽度是不是应该相等？”“自行车链条的链节数应该是奇数还是偶数？”给学生搜寻自己相关的知识结构、做出判断的时间，在听取学生回答后，再步步引导分析，得出正确结论。这种方式有助于引导学生思考，加强对知识点的理解和记忆。

（2）逻辑归纳环节。

在课程教学中，教师运用类比法、对比法、分类法、列表法、流程图法等，把教材上大段铺叙的文字、原理推导或分散的结论等演变成清晰直观的图、表等形式，帮助学生对问题形成更加直观的认识和透彻的理解，同时有利于学生的逻辑思维、归纳思维和演绎思维能力的培养。在课程全部结束前进行一次课程总结，由教师和学生共同完成，通过回顾和梳理，帮助学生从更宏观的角度对课程的整体构架和各章内容要点形成全面、深刻的认识。

（3）自学与讲授结合环节。

安排部分课程内容以自学与讲授相结合的形式进行教学。例如，“计算平面机构自由度的注意事项”“轴上零件的固定”等章节，先要求学生自学并归纳知识点，再由老师串讲知识点，学生对照进行更正或补充，然后教师结合例题或关键问题讨论考察学生对知识的掌握情况，启发学生思考和分析，最后由老师总结。通过学生自学可以培养学生独立学习、总结提炼、发现问题和分析判断的能力；通过教师讲授可以完善和补充教学内容，引导学生思考，结合实例或讨论强化知识点的掌握，从而确保教学效果。

（4）专题训练环节。

根据课程内容布置专题训练作业。例如，凸轮廓线的设计和绘制，螺纹连接的选择、强度计算和绘图等等。这一环节的目的是通过动脑和动手强化学生对知识要点的理解，利于学生更好的掌握机械设计的基本过程和方法。

（5）知识拓展环节。

针对课程涉及的教学内容，安排1～2次非命题作业，引导学生进行知识拓展。例如，在“概论”章节，结合机械类型、发展等的介绍，要求学生结合自己专业自选一类机械设备（例如交通工具、通风设备、冶金设备）查阅其发展历史、现状及趋势，形成综述报告。又如，在“铰链四杆机构”章节，要求学生在自己专业相关的机械设备中找到三类铰链四杆机构的应用实例，给出机构实物图片和机构简图，并叙述其基本工作原理。学生通过文献检索和资料阅读分析进行知识拓展，提高探索兴趣，训练综述能力。该环节可由学生单独完成，也可分组完成。

3 能力达成的形成性评价方法探索

为了考察课程各个课堂教学环节对学生达到课程培养要求的效果，将二者对应起来设计了课堂教学环节效果评价表，对能力的形成性评价方法进行了探索[3]。表中每个单项的评分为0～3分（对应效果为：无，弱，一般，好）。通过初步调查并对评价结果进行统计，得出单项的平均分及各行各列的总分平均分（取整数）如表2所示。

初步调查结果显示，目前设置的课堂教学环节，对应前四项课程培养要求的效果评价较好，在创新能力培养方面较弱，有待加强。逻辑归纳环节虽然总分较低，但在基础理论教学方面的效果较好，可以继续完善。该评价方法基本反映了教学环节与能力达成的因果关系，但要通过该评价方法来研究教育教学环节与能力培养的基本规律，还需进一步细化和完善。

4 结论

针对非机械类本科生的机械设计基础课程进行了改革探索，从知识、能力、素质三方面明确了本门课程的培养要求，再针对课程要求设置引导式提问、逻辑归纳、自学与讲授结合、专题训练、知识拓展等课堂教学环节，再采用教学环节与课程要求对应的评价方法进行能力达成的形成性评价。初步研究表明，上述教学环节中对创新能力的培养不足，有待进一步改革；能力达成的评价方法基本反映了教学环节与能力达成的因果关系，还需进一步细化和完善以便为教育教学环节与能力培养的基本规律研究打下基础。

参考文献

[1] 李良军，严兴春，易树平，等.工程教育专业认证背景下本科毕业生基本要求分析与衡量―― 以欧美国家的本科毕业生基本要求为鉴[J].高等建筑教育，2013，22（4）：27-33.