谈机械设计课程设计教学

谈机械设计课程设计教学

王翠平

王翠平

（齐市北钢技工学校，黑龙江齐齐哈尔161000）

摘要：机械设计课程设计是高等工科院校机械类和近机械类专业的学生在校期间进行的第一次比较完整的工程设计训练，是机械设计课程的最后一个重要教学环节。

关键词：机械；设计；课程；设计教学

机械设计课程设计是高等工科院校机械类和近机械类专业的学生在校期间进行的第一次比较完整的工程设计训练，是机械设计课程的最后一个重要教学环节。

1课程设计的目的

机械设计课程设计基本目的是：综合运用机械设计课程及其他有关已修课程的理论和生产实际知识进行机械设计训练，从而使这些知识得到进一步巩固、加深和扩展；学习和掌握通用机械零部件、机械传动及一般机械设计的基本方法和步骤，初步培养学生独立的工程设计能力；提高学生在计算、制图，运用设计资料、进行经验估算、考虑技术决策等机械设计方面的基本技能，为专业设计和以后工作打下基础。

2课程设计的内容

机械设计课程设计是学生第一次进行较为全面的机械设计训练，其性质、内容以及培养学生设计能力的过程均不能与专业课程设计或工厂的产品设计相等同。机械设计课程设计一般选择由机械设计课程所学过的大部分零部件所组成的机械传动装置或结构较简单的机械作为设计题目。目前比较成熟的是以齿轮减速器或蜗杆减速器为主的机械传动装置。它包括了机械设计基础课程的主要内容。

以上述常规设计题目为例，课程设计一般包括以下几个方面的内容：①传动装置的总体设计：拟定传动方案；选择电动机；计算传动装置的运动和动力参数；②主要传动零件、轴的设计计算；③轴承及其组合部件、润滑密封、连接件和联轴器的选择及校验计算；④减速器机体结构及其附件的设计；⑤绘制装配图及零件工作图；⑥编写设计说明书。

根据教学要求，在2~3周时间内每个学生完成的任务包括：设计图纸、设计计算说明书和答辩。设计图纸包括减速器装配图一张（A0或A1图幅）；零件工作图2~3张（传动零件或轴等）。设计计算说明书是最重要的技术文档之一，每个参与课程设计的学生都必须按规定格式整理和编写一份《机械设计课程设计说明书》。说明书以设计计算内容为主，包括：确定传动装置总体方案，电动机选择，传动装置的运动学和动力学计算，传动零件的设计计算，轴、轴承、键连接的校核计算，联轴器的选择等内容。

3机械设计课程设计的设计步骤

以上述常规设计题目为例，课程设计大体可按以下几个阶段进行。

3.1设计准备（约占总学时的4%）：阅读设计任务书，明确设计内容和要求；分析设计题目，了解原始数据和工作条件。通过参观（模型、实物、生产现场），拆装减速器试验，参阅设计资料等途径了解设计对象。并拟定设计过程和进度计划。

3.2传动装置的总体设计（约占总学时的10%）：分析和拟定传动装置的运动简图。选择电动机。计算传动装置的总传动比和分配各级传动比。计算各轴的转速、功率和转矩。

3.3各级传动的主体设计计算（约占总学时的5%）：设计计算齿轮传动、蜗杆传动、带传动和链传动等的主要参数和尺寸。

3.4装配草图的设计和绘制（约占总学时的35%)：装配草图设计准备工作：主要分析和选择传动装置的结构方案。初绘装配草图及轴和轴承的计算：作轴、轴上零件和轴承部件的结构设计；校核轴的强度，滚动轴承的寿命和键、联轴器的强度。完成装配草图，并进行检查和修正。

3.5装配工作图的绘制和总成（约占总学时的25%）：绘制装配图。标注尺寸、配合及零件序号。编写零件明细栏、标题栏、技术特性及技术要求等。

3.6零件工作图的设计和绘制（约占总学时的10%）：齿轮类零件的各种图。轴类零件的工作图；具体内容由设计指导教师指定。

3.7设计计算说明书的编写（约占总学时的9%）。

3.8设计总结和答辩（约占总学时的2%）。

必须指出，上述设计步骤并不是一成不变的。机械设计课程设计与其机械设计一样，从分析总体方案开始到完成技术设计的整个过程中，由于在拟定传动方案时，甚至在完成各种计算设计时有一些矛盾尚未暴露，而待结构形状和具体尺寸表达在图纸上时，这些矛盾才会充分暴露出来，故设计时必须作必要修改，才能逐步完善，亦即需要“由主到次、由粗到细”，“边计算、边绘图、边修改”及设计计算与结构设计绘图交替进行，这种反复修正的工作在设计中往往是经常发生的。

4机械设计课程设计的要求和注意事项

课程设计是学生第一次接受较全面的设计训练，它对学生今后从事技术工作有极其重要的影响。在整个设计过程中，必须严肃认真，刻苦钻研，一丝不苟，精益求精；培养严谨的工作作风和独立的工作能力。课程设计是在老师的指导下由学生独立完成的。设计中计算数据应该有理有据，制图应该规范，符合国家标准。遇到问题，学生必须发挥设计的主动性，主动思考问题，寻找解决问题的方法。反对机械抄袭资料，依赖教师的设计作风。

另外，在设计过程中，需处理好如下几个方面的问题，才能在设计思想、方法和技能各方面获得较好的锻炼与提高。

4.1定好设计进程计划，掌握设计进度。

学生应在教师的指导下，按预定计划分阶段进行，保证质量，循序完成设计任务。

4.2掌握正确的设计方法。

影响零部件结构尺寸的因素很多，不可能完全由计算确定，而需要借助类比、初估或画草图等手段，通过边计算、边绘图、边修改，即设计计算与结构设计绘图交叉进行来逐步完成。学生应从第一次设计开始就注意逐步掌握这一正确的设计方法。

4.3要做好记录和整理。

在设计过程中，应记下重要的论据、结果、参考资料的来源以及需要进一步探讨的问题，使设计的各方面都做到有理有据。这对设计正常进行、阶段自我检查和编写计算说明书都是必要的。

4.4正确使用标准和规范。

熟悉标准和熟练使用标准是课程设计的重要任务之一。设计中正确运用标准和规范，有利于零件的互换性和加工的工艺性，降低成本。如设计中采用的电动机、滚动轴承、联轴器、键等，其尺寸参数应按标准规定。另外，设计中尽量减少选用的材料牌号和规格，减少标准件的品种、规格，这样可以降低成本，方便使用和维修。

4.5正确处理参考已有资料和创新的关系。

熟悉和利用已有的资料，既可避免许多重复的工作，加快设计进程，同时也是提高设计质量的重要保证。善于掌握和使用各种资料，如参考和分析已有的结构方案，合理选用已有的经验设计数据，也是设计工作能力的重要方面。但作为设计人员要有创新精神，不能简单抄袭已有的类似产品，必须具体分析吸收新的技术成果，注意新的技术动向，使设计质量和设计能力都获得提高。

参考文献

[1]季明善.主编机械设计基础[M].北京：高等教育出版社，2005.

[2]何元庚.机械原理与机械零件[M].北京：高等教育出版社，1988.