创新型机械设计实验教学研究

创新型机械设计实验教学研究
摘要:针对机械设计实验教学中存在的不足,该文以蜗杆设计创新实践为例,引导学生积极参与到实验教学内容和实验过程的设计中来,偿试建立一种新的教学模式。

通过实践,可使学生的观察能力、综合设计与创新能力、实践动手能力及分析和解决问题的能力得到明显改进和提高。

关键词:机械设计创新实验二次开发
中图分类号:g712 文献标识码:a 文章编
号:1674-098x(2011)07(b)-0191-01
机械设计课程是一门专业基础课,由于机械设计课程具有实践性强,与工程实际结合紧密的特点,不仅需要学生有一定的实践感知,而且在学习中还要牢固树立工程设计计算的思想。

这些都需要实验教学来辅助完成。

加强实验教学环节,完善机械设计实验,最大限度地发挥机械设计实验教学的作用,对提高机械设计课的课堂教学效果,培养机械工程专业学生的创新能力和综合素质起着关键的作用,具有重要的意义。

1 机械设计实验教学中存在的弊端
通过对我院学生的问卷调查,学生对机械设计实验提出的问题主要有以下几个方面:(1)验证性、单一性、简单化的实验项目多,而设计性、综合性的实验项目少。

开发学生创新意识、锻炼创新能力的实验项目则更少;(2)学生亲自动手做的实验少,实验效果不理想;(3)实验学时少;(4)应加强实验教学的管理。

以上问卷调查结果
表明,在实际教学中,教师传统的“教”与学生的“学”之间有着很大的障碍,学生在实验教学中往往只是按照给定的实验内容和实验步骤来操作,很少主动参与到实验过程的设计中来,激发不了学生
的学习热情,从而导致教学的效果与质量不高。

2 机械设计创新实验探索
机械设计课程对于机械类专业是一门设计性的主干技术基础课程,它综合应用理论力学、机械原理、公差技术测量等先修课程的知识,解决机械的设计问题。

通过本课程的教学使学生初步受到有关机械设计的基础理论、设计方法和设计技能的系统训练,也为学生进一步学习有关专业课和今后从事机械技术工作打下基础。

机械设计实验在该门课程的教学中起着重要的作用,必须通过实验教学来加强学生对课堂讲授内容的理解,加强学生进行动手能力的培养,从而提高学生分析和解决问题的能力是非常必要的。

针对学生反映出实验中存在的问题,对机械设计的实验教学进行了深入的探索,主要体现为以自主创新和能力培养为核心,构建“多层次+开放式”的《机械设计》实验教学模式。

2.1 “多层次”,即精心选择、设计实验内容
(1)保留传统实验项目,掌握基本技能。

(2)增设分析与综合性实验项目,提高动手能力。

(3)开设实践性、创新设计性实验项目,提高学生的自主创新能力。

(4)开设虚拟设计实验项目,培养学生创新思维能力。

2.2 “开放式”,即改变学生围着老师转的传统教学模式,开展积
极的开放式实验教学模式
(1)实验资源的开放。

(2)教学组织的开放。

(3)教学评价的开放3 一种创新实验设计
减速器是机械加工业的常用装备之一,具有品种多,批量小,更新换代快的特点。

而蜗轮蜗杆则是蜗轮蜗杆减速器设计中重要的一环。

利用计算机辅助设计技术,运用cad二次开发,主要计算通过编写程序上机完成,可以解决过去设计计算繁,绘图量大,周期长,效率低等一系列问题。

《蜗杆设计实验》可以作为实践性、创新设计性实验项目,同时也可以作为开放式实验项目开设。

下面将学生的实验过程和实验结果总结如下。

3.1 实验目的
(1)熟悉蜗杆的主要技术参数,了解蜗杆设计的常用方法;(2)运用计算机作为辅助手段,设计基于cad二次开发的蜗杆设计实验过程。

(3)激发学生的学习兴趣,增强学生的动手能力,培养学生创新精神、创新能力和创新素质。

3.2 实验内容
本文以蜗杆设计作为实验内容,在实验过程中,要求学生运用计算机作为辅助手段,设计出一种蜗杆设计的方法,并最终完成蜗杆的设计。

3.3 实验设备
(1)蜗杆传动组件;游标卡尺一把;三角板,绘图纸,铅笔;(2)计算
机及相关硬件:cpu celeron 2.4ghz;内存1gb;硬盘40gb;(3)计算机软件:winxp系统软件;autocad 2006应用软件。

3.4 实验过程
3.4.1 确定蜗杆设计的一般步骤
(1)绘制蜗杆的几何关系图;(2)分析几何参数之间的关系,建立数学模型;(3)选用编程语言,确定程序的整体框架结构;(4)确定绘图程序中工件毛坏的生成方法(函数),为生成曲面做好准备;(5)编制各个子程序;(6)调试,运行程序。

3.4.2 确定蜗杆零件的主要技术参数
普通梯形齿的圆柱蜗杆主要几何参数有:蜗杆的端面模数,蜗杆在头数,蜗杆螺旋方向fx,蜗杆轴向齿形角,蜗杆特性系数,蜗杆螺牙部分长度l,颈部长度等。

3.4.3 编制蜗杆设计cad二次开发程序
vba(visual basic for application)是一种完全面向对象体系结构的编程语言,由于其在开发方面的易用性和具有强大的功能,许多应用程序均嵌入该语言作为开发工具。

实验中运用vba语言编制蜗杆设计cad二次开发程序,完成蜗杆参数对话框的设计及整体程序的编程,最后对程序进行调试、运行。

1)对话框设计
(1)打开资源管理器,将所完成的“绘制蜗杆vba工程”复制到另一个文件“绘制蜗杆vba对话框工程”中;
(2)打开autocad绘图界面,与资源管理器同时显示再屏幕上,从
资源管理器窗口将工程文件“绘制蜗杆vba对话框工程”拖动到autocad的图形窗口中;……
2)总体程序设计
(1)声明公用变量及模块级变量
(2)打开thisdrawing模块代码窗口首先声明公用变量及模块级变量
(3)获取蜗杆参数子过程
5 实验结果
通过演示使程序调用的具体过程:加载工程到启用宏、运行宏到弹出对话框最终生成图形整个过程更加清楚直观的展现了出来。

6 结语
创新的根本在于实践,在实验教学过程中,充分发挥学生的积极性,引导学生积极参与到实验教学内容和实验过程的设计中来。

本实验教学方法已应用于机械设计的实验教学当中,结果证明,它对于增强学生的学习兴趣,提高教学质量及培养学生的综合运用和创新能力有着相当明显的改进和提高。

参考文献
[1] 部海波,何竞飞.机械基础实脸教学改革的探索[j].实验室研究与探索,2005.
[2] 蒋学华,韩虎.机械设计实验教学创新模式探索[j].实验室研究与探索,2008.。