機械設計專業課程體系設計研究論文
我校以前的機械設計課程設計的題目主要是齒輪減速器的設計，在教學上以傳統的經驗型手工設計為目標，老師逐步講解，學生機械僵硬地模仿，課程設計被誤解為僅僅是翻手冊、套公式，甚至有的學生一味參看其他的減速器設計，採用的方法主要是圖解法。設計說明書照葫蘆畫瓢，對自己所設計的東西具體由哪些零部件組成，這些零部件的引數和形狀如何，這些零部件之間的裝配關係、運動關係如何等了解很少，知其然而不知其所以然[3]。同時，在課程設計期間，往往是很多班級同時或相繼展開，造成設計教室、手冊緊張，不僅嚴重影響了設計程序，而且影響了設計效果，甚至有的學生為趕進度，胡編設計資料。這些現狀與當今的科學技術發展很不適應，與當前市場需求也不相適應。知識要更新，設計手段要先進，因此，機械原理、機械設計課程設計的傳統教學模式已不能適應科學技術發展的需要，機械設計基礎課程設計的改革勢在必行。
課程體系綜合設計研究
將機械原理、機械設計課程設計內容進行整合，探索機械原理、機械設計課程設計中如何培養學生的機械運動方案設計、機械創新設計和解決工程實際問題的能力，提出適合創新人才培養目標的機械原理、機械設計課程設計實施方案，並完成2008級機制班機械基礎課程綜合設計教學實踐。同時，考慮機制、模具、汽車、機電方向的不同，選擇適合不同方向的綜合設計題目，以設計物件為主線，嘗試在綜合課程設計中引入機構運動演示，要求學生用計算機模擬驗證機構運動設計的合理性[4]，嘗試在綜合課程設計中引入機械方案創意設計模擬實驗，要求學生利用運動方案進行模型拼裝創新實驗，驗證機構運動設計的科學性、合理性。透過機械基礎設計課程改革，加強學生創新能力培養。把機械原理、機械設計課程設計時間由原來的分開設計整合為一，機械原理、機械設計兩門課程的課程設計題目選擇範圍加大，同時增加設計時間，激勵學生對這類題目產生較大的興趣，每一位學生都積極思考，差不多每人都提出一到幾種運動方案，然後透過小組討論，挑出最佳方案後，由各組確定自己的最終機械系統運動方案。透過這些創意設計活動，可大提高學生的創新設計能力，改革課程體系綜合設計手段，加強CAD、CAM、CAE等技術應用[5]。運用虛擬樣機技術，可以大大縮短產品的開發週期，因而受到了製造廠商、科研機構、大學、公司的極大重視。其中ADAMS是美國MDI開發的非常著名的虛擬樣機分析軟體。嘗試以ADAMS為工具，讓學生對自己設計出的機構進行建模與模擬，真實地模擬機構的運動過程。改革設計手段，將給課程設計賦予新的活力。
課程體系綜合設計的實踐及應用
1改革設計題目，注重學生素質的培養
機械CAD能力、綜合應用與設計能力和創新設計能力是新世紀高素質機械工程技術人才的重要素質。因此，機械基礎課程綜合設計訓練主線則是以典型機械系統設計為內容，並將機械原理和機械設計的兩課程設計貫通，由根據設計要求到機械運動方案及其運動與動力設計（即機械運動簡圖設計），再到機械系統結構設計和工作能力設計（即裝配圖及零件工程圖的設計），從而形成一條加強機械系統設計和綜合設計能力訓練的設計訓練主線[6]。使學生經過原理方案的設計、執行機構的設計、傳動方案的設計、結構設計等過程，加深對機械系統的整體認識，加強設計中的工程意識，培養綜合創新設計的能力。目前各高校都在進行課程設計改革實踐，但兩門課程設計合在一起的課程設計指導書還很少見[7]。因此，根據我校實際情況，編寫了適合於本科機械類的機械基礎課程綜合設計指導書，指導老師可根據不同方向教學班次選用設計題目。
2機械傳動方案設計，培養學生創新能力
機械傳動方案設計是一個重要的環節。在這一環節中應充分體現以學生為主體，以教師為主導的.指導思想。教師在指導時，應因材施教、因人施教，對不同層次的同學要有所區別。在選題方面，提倡設計能力較強的同學選擇指導書以外的題目。在指導方面，對這些同學應適當增加設計的難度和深度。方案設計時重點是要把握創新點[8]。在方案分析過程中，為了實現一個確定的設計目標，要求學生至少提出3種可行的方案，並對方案進行分析、比較，總結出其優點與不足。然後確定出設計者認為最優方案作為本次課程設計方案。最後對此方案進行詳細設計，包括其運動過程和運動尺寸的確定，進行結構設計和強度設計直至計算。
3引入虛擬樣機技術進行機構分析
虛擬樣機技術又稱為機械系統動態模擬技術，是國際上20世紀80年代隨著計算機技術的發展而迅速發展起來的一項計算機輔助工程技術。運用虛擬樣機技術，可以大大縮短產品的開發週期，受到了製造廠商、科研機構、大學、公司的極大重視。其中ADAMS是美國MDI開發的非常著名的虛擬樣機分析軟體。基於貫徹實施培養卓越工程師思想，在機械基礎課程綜合設計中引入ADAMS軟體對插床導杆機構、衝壓機構、擺動式運輸機機構、牛頭刨床擺動導杆機構等進行運動學和動力學分析，自動繪製刀具的位移、速度、加速度曲線，自動繪製曲柄受到的平衡力矩曲線圖等，能通過後期處理繪製最大動態剩餘功曲線圖，使曲線結果清晰、精確。導杆機構動態模擬時，觀察在各位置時所對應曲線含義，加深對課本關於機構有關運動學、動力學相關引數最佳化設計的理解。ADAMS軟體還能對機構採取引數化建模，學生可以透過輸入機構不同原始引數，進一步比較不同結果。與過去用圖解法或自程式設計序法進行機械原理課程設計相比，利用計算機對機械進行輔助設計，實現了教學創新，學生普遍反映用ADAMS軟體進行課程設計快捷、方便、直觀，課程設計能達到滿意效果。
4理論聯絡實際，修改設計物件
在實際工程應用領域中，推薦採用的大多數齒輪減速器都是採用硬齒面。隨著工業的發展，新技術新工藝不斷湧現，在齒輪行業，特別是隨著硬齒面齒輪加工技術的成熟，加工裝置的完善，硬齒面齒輪減速器已經成為齒輪減速裝置的主流，得到了廣泛的實際工程應用，而軟齒面齒輪減速裝置有被逐步淘汰的趨勢。因此，應結合實際，採用硬齒面齒輪減速器設計的題目來進行實踐環節的訓練。由於硬齒面齒輪減速器的設計與實際結合緊密，學生的自覺性與積極性得到了很大提高[9]。與此同時，有關硬齒面齒輪設計的資料無法從現有資料中直接利用，這迫使學生主動查詢相關資料，詢問老師，學生的實際設計能力得到了更大的提高。從改用硬齒面齒輪減速器設計結果來看，整機的重量減輕、體積縮小，使用材料大幅減少，相應的造價也隨之下降。這使學生認識到科技的進步給生產實際應用帶來的巨大影響。
5學生的模仿型設計轉變為思考型設計
以往的課程設計以教授傳統的經驗型設計為目的，學生總習慣於照搬指導書，一般是教師逐步講解，學生機械模仿，知其然而不知其所以然。現在的設計中，教師應只給學生以必要的提示，並列出參考書目，鼓勵學生去查資料、翻手冊，培養他們對資訊及資料的歸納和整理能力。在課程設計中，草圖設計和裝配圖設計即機構設計階段是重點，也是學生感到困難，失誤較多的階段。在《機械設計》課堂上重點講解的都是基礎理論，很少涉及結構方面的知識，而影響結構的因素很多。所以在此階段，指導教師應悉心指導，多進行正確和錯誤結構的分析比較，另外要引導學生抓重點，培養學生樹立整體設計的概念。