發(fā)布時(shí)間：2023-03-20 16:18:18
序言：寫(xiě)作是分享個(gè)人見(jiàn)解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的虛擬裝配技術(shù)論文樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
關(guān)鍵詞：機(jī)床專用夾具；參數(shù)化；虛擬化裝配
1 機(jī)床專用夾具設(shè)計(jì)內(nèi)容
機(jī)床專用夾具一般是由夾緊裝置、對(duì)刀裝置、定位裝置和夾具體等基本裝置組成，其內(nèi)容主要包括：⑴設(shè)計(jì)夾具的定位機(jī)構(gòu)。此過(guò)程主要包括了對(duì)夾具定位元件與機(jī)構(gòu)的選擇、方案的確定和對(duì)定位誤差的計(jì)算等。定位元件的選擇則是包括定位元件的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸及布置形式等；定位方案是指工件以內(nèi)孔、以平面定位、以外圓柱表面進(jìn)行定位，之后在根據(jù)不同的定位方式來(lái)進(jìn)行定位誤差的計(jì)算。⑵設(shè)計(jì)夾具的夾緊裝置。這部分主要是由力源裝置、夾緊元件與夾緊機(jī)構(gòu)、中間的傳力機(jī)構(gòu)組成，包括夾具夾緊元件與機(jī)構(gòu)的選擇、夾緊方案的確定以及計(jì)算夾緊力和切削力等。斜楔夾緊機(jī)構(gòu)、螺旋夾緊機(jī)構(gòu)、聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)等則是屬于對(duì)夾緊機(jī)構(gòu)的選擇，根據(jù)切削力計(jì)算夾緊力的大小并且確定合理的夾緊方案。⑶設(shè)計(jì)夾具的對(duì)定機(jī)構(gòu)。夾具對(duì)定機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)包括對(duì)刀裝置與元件、引導(dǎo)裝置與元件、分度裝置以及其相關(guān)的計(jì)算，如定向鍵、對(duì)刀塊、計(jì)算刀塊到定位元件位置的尺寸、分度裝置、計(jì)算分度誤差等。
⑷夾具總體裝配布置和其工藝的設(shè)計(jì)。
2 機(jī)床專用夾具設(shè)計(jì)時(shí)的常用步驟
（1）明確設(shè)計(jì)的要求和生產(chǎn)所需條件、認(rèn)真調(diào)查并收集設(shè)計(jì)資料；（2）確定夾具所用的結(jié)構(gòu)方案、并且繪制夾具所需要的總圖；（3）對(duì)夾具精度的校核和繪制夾具零件的工作圖；（4）夾具設(shè)計(jì)時(shí)其質(zhì)量的評(píng)估。
3 機(jī)床專用夾具的對(duì)象裝配
機(jī)床專用夾具裝配時(shí)的的對(duì)象模型是由機(jī)床專用夾具的裝配對(duì)象和另一個(gè)對(duì)象之間的組合，因?yàn)楦鶕?jù)大量的實(shí)例研究來(lái)看，無(wú)論是機(jī)床專用夾具的零件的裝配還是部件的裝配，都是以一種裝配模型為基礎(chǔ)的。機(jī)床專用夾具的對(duì)象裝配之間的原則是指裝配對(duì)象之間互相存在的約束關(guān)系。這種關(guān)系都是由裝配對(duì)象以及幾何特征和裝配幾何特征之間的裝配來(lái)進(jìn)行約束的。根據(jù)人們研究的模型來(lái)看，組成裝配幾何特征的裝配元素根據(jù)幾何特點(diǎn)可以分為平面、曲面、直線、曲線、點(diǎn)等；通過(guò)對(duì)它的特點(diǎn)分析，幾何特征的元素主要為面元素，其中包括有平面、錐面、柱面、球面等。不僅這樣，對(duì)裝配幾何特征來(lái)說(shuō)，它的排列方式不是沒(méi)有規(guī)則可言的，它的排列還存在著尺寸的約束。
4 機(jī)床專用夾具的裝配過(guò)程
自上而下的裝配過(guò)程是非常符合復(fù)雜裝配的一種方法，它的設(shè)計(jì)步驟為：⑴確定設(shè)計(jì)目標(biāo)。⑵提供設(shè)計(jì)時(shí)所需要的模型。⑶開(kāi)始對(duì)部件進(jìn)行設(shè)計(jì)。從設(shè)計(jì)好的實(shí)體模型中可以看出，這種自上而下的設(shè)計(jì)方法就是在建立各個(gè)零件間的關(guān)系，并且在每個(gè)零件設(shè)計(jì)好之后自動(dòng)的進(jìn)行裝配。這種自上而下的設(shè)計(jì)技術(shù)是在參數(shù)化特征造型后，CAD技術(shù)再次重要突破。
5 機(jī)床專用夾具設(shè)計(jì)實(shí)例
本節(jié)以壓泵上體的零件圖為例子，加工液壓泵上體部分的三個(gè)階梯孔，根據(jù)其工藝規(guī)程在2nT_階梯孔之前，部件的頂面與底面、兩個(gè)8H7的孔和兩個(gè)奎8mm TL都已加工好。而本工序加工時(shí)所需的要求有：三孔軸線與底面垂直度，四小孔和中間階梯孔的位置要求以及三個(gè)階梯孔的距離是254-O.1mm。后兩項(xiàng)要注公差，加工的要求較低，試設(shè)計(jì)車床專用夾具。
首先要確定定位方案和設(shè)計(jì)定位裝置。工階梯孔的加工工序的基準(zhǔn)和限位基準(zhǔn)為都分度滑盤(pán)的上表面。根據(jù)基準(zhǔn)垂合的原理，分度滑盤(pán)的上表面應(yīng)該為定位基準(zhǔn)。分度滑盤(pán)的上表面用來(lái)限制XY方向轉(zhuǎn)動(dòng)和Z方向移動(dòng)這三個(gè)自由度的。第二確定夾緊的方案和設(shè)計(jì)其夾緊裝置。車床夾具的夾緊裝置必須安全又可靠。夾緊時(shí)力作用點(diǎn)和方向應(yīng)按|以下要求進(jìn)行選擇：主要的夾緊力的方向應(yīng)朝向主要定位基準(zhǔn)，作用點(diǎn)靠近支承面的幾何中心；夾緊力方向應(yīng)利于減少夾緊力，盡量和工件的主要定位基面垂直，和切削力、重力的方向是一致的；夾緊力的方向和作用點(diǎn)應(yīng)作用于工件剛性較好的方向和部位。第三就要確定夾具與機(jī)床的連接方式。對(duì)于徑向尺寸大的夾具，一般是通過(guò)車床主軸軸頸和過(guò)渡盤(pán)進(jìn)行連接的。之后裝配在過(guò)渡盤(pán)的凸緣上，然后再用螺釘進(jìn)行緊固。最后進(jìn)行分度裝置設(shè)計(jì)。
6 結(jié)語(yǔ)
機(jī)床夾具在機(jī)械加工中直接影響著其質(zhì)量，生產(chǎn)的效率和生產(chǎn)成本。這對(duì)一個(gè)企業(yè)來(lái)說(shuō)也是一種影響。企業(yè)在長(zhǎng)期機(jī)床夾具的生產(chǎn)中會(huì)積累一定的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)領(lǐng)用這些來(lái)提高家具生產(chǎn)的效率。本文就簡(jiǎn)單的對(duì)機(jī)床專用夾具參數(shù)化虛擬裝配進(jìn)行了討論，討論了零件與部件之間的連接關(guān)系、零件的設(shè)計(jì)信息和在Pro/E系統(tǒng)中機(jī)床專用夾具怎樣進(jìn)行虛擬裝配等。
通過(guò)對(duì)機(jī)床夾具的了解，我們知道了利用CAD平臺(tái)上機(jī)床虛擬裝配技術(shù)可以快捷的實(shí)現(xiàn)夾具的裝配過(guò)程，這樣的方法不僅節(jié)省了很多時(shí)間和裝配人員的體力，還不易出錯(cuò)，這樣大大的提高了機(jī)床專用家具的生產(chǎn)效率。這對(duì)一個(gè)企業(yè)來(lái)說(shuō)是不僅提高了生產(chǎn)能力、降低了成本，還提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。機(jī)床夾具參數(shù)化虛擬裝配的研究對(duì)我國(guó)也起著很大的作用。
[參考文獻(xiàn)]
[1]吳祿慎，蔡厚道.基于UG平臺(tái)的專用機(jī)床夾具設(shè)計(jì)[J].南昌大學(xué)學(xué)報(bào)（工科版），2010，32（1）.
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關(guān)鍵詞：設(shè)計(jì)；網(wǎng)絡(luò)通信；虛擬校園
中圖分類號(hào)：TP391.9
1 虛擬校園總體設(shè)計(jì)
虛擬校園系統(tǒng)包括三維虛擬校園場(chǎng)景建模、虛擬漫游、虛擬教室和虛擬教學(xué)、虛擬數(shù)字圖書(shū)館、虛擬實(shí)驗(yàn)室、行政管理系統(tǒng)等功能模塊。三維虛擬場(chǎng)景建模主要是利用三維建模軟件3DS Max對(duì)學(xué)校主要建筑、地形、景觀等進(jìn)行建模，包括教學(xué)樓、實(shí)驗(yàn)樓、圖書(shū)館、體育場(chǎng)館、行政樓、宿舍樓等主要標(biāo)志建筑；虛擬漫游是利用三維游戲引擎Unity3D提供的角色控制組件、相機(jī)控制組件等結(jié)合C#代碼控制虛擬角色在虛擬校園場(chǎng)景模型里的行動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)虛擬場(chǎng)景漫游。虛擬數(shù)字圖書(shū)館提供三維圖書(shū)館的虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境，并實(shí)現(xiàn)了漫游圖書(shū)館的虛擬角色預(yù)定圖書(shū)館自習(xí)室座位的特色功能。行政管理信息系統(tǒng)為校園管理者提供可視化的管理解決方案，并對(duì)校園遠(yuǎn)景規(guī)劃提供決策支持。本文的研究?jī)?nèi)容的特點(diǎn)主要有如下幾個(gè)方面：首先是在虛擬教學(xué)方面，詳細(xì)闡述如何利用強(qiáng)大的三維游戲引擎Unity，結(jié)合socket網(wǎng)絡(luò)通信，建立實(shí)時(shí)多人在線虛擬教室，使得用戶能遠(yuǎn)程接受如同身臨其境般的虛擬教學(xué)，相比于傳統(tǒng)的遠(yuǎn)程教育模式，本文設(shè)計(jì)的虛擬教學(xué)系統(tǒng)具有虛擬角色對(duì)應(yīng)、多人實(shí)時(shí)在線音視頻交流互動(dòng)、遠(yuǎn)程提交批閱作業(yè)等沉浸式虛擬環(huán)境；其次，在虛擬實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)上，特別是在基礎(chǔ)物理、化學(xué)、生物實(shí)驗(yàn)方面，提供完全仿真過(guò)程的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，避免真實(shí)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可能發(fā)生的有毒性、爆炸性等潛在安全風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)能省去實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)藥品等的花費(fèi)；在機(jī)械的虛擬裝配方面，參照裝配流程，通過(guò)三維模型在虛擬空間的三維坐標(biāo)的控制實(shí)現(xiàn)裝配過(guò)程，節(jié)約了機(jī)械零部件成本，同時(shí)能給予用戶裝配流程指導(dǎo)；再次，在虛擬校園系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)上，充分考慮到現(xiàn)在校園用戶對(duì)移動(dòng)終端的使用頻繁度，利用Unity引擎強(qiáng)大的跨平臺(tái)特性，多平臺(tái)的虛擬校園系統(tǒng)，特別是支持移動(dòng)終端的虛擬校園系統(tǒng)，使得用戶能通過(guò)訪問(wèn)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)方便的使用本系統(tǒng)提供的豐富的功能，既方便用戶隨時(shí)學(xué)習(xí)和使用，也增強(qiáng)了學(xué)習(xí)和使用的趣味性和吸引力，對(duì)提高學(xué)生用戶的學(xué)習(xí)興趣有促進(jìn)作用。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路框圖如圖1。
圖1 虛擬校園系統(tǒng)功能圖
2 部分系統(tǒng)功能詳解
2.1 3D校園模型。為了逼真的表現(xiàn)虛擬校園系統(tǒng)所描繪的環(huán)境，可以給虛擬環(huán)境設(shè)置背景，加上地表與天空，建立的三維世界處于大地的中心，就如同自然界的大地和天空一樣，由于學(xué)校是小區(qū)域，而且實(shí)地地勢(shì)比較平坦，因而，本論文的地表模型建立為一個(gè)平面。在模型的構(gòu)建中需要注意的是多邊形模型的優(yōu)化，一個(gè)虛擬的校園系統(tǒng)還是比較大的，對(duì)模型充分的優(yōu)化可以最大化減小最后網(wǎng)絡(luò)文件的大小，利于用戶瀏覽?？臻g背景和空間本身都是無(wú)限大的，但是空間背景可以理解為包圍在空間周圍的一個(gè)球狀殼體，稱為空間背景球體。整個(gè)空間背景可以分為兩個(gè)部分：天空和地面，兩者之間以地平線分隔。設(shè)置背景是通過(guò)設(shè)定Background節(jié)點(diǎn)的各域的參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，可分為兩種設(shè)定方式，一種是通過(guò)顏色插值模擬大地和天空；一種是構(gòu)造背景的全景圖。在虛擬校園系統(tǒng)中采用了設(shè)置背景全景圖的方法，在天空模型的內(nèi)表面，用紋理映射產(chǎn)生全天候天空背景。
2.2 虛擬教學(xué)。虛擬教學(xué)是利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來(lái)模擬教學(xué)過(guò)程，將教學(xué)過(guò)程真實(shí)的展現(xiàn)出來(lái)，它不僅能夠彌補(bǔ)院校硬件設(shè)施的不足，打破傳統(tǒng)的說(shuō)教的教學(xué)模式，而且虛擬現(xiàn)實(shí)的強(qiáng)大的畫(huà)面感會(huì)很大程度的提高學(xué)生上課的積極性，尤其是在一些實(shí)際操作性非常強(qiáng)的專業(yè)上，如導(dǎo)游、旅游、自動(dòng)化、機(jī)械、動(dòng)漫等專業(yè)，可以通過(guò)動(dòng)畫(huà)模擬的形式將理論知識(shí)呈現(xiàn)出來(lái)。不僅如此，本系統(tǒng)同時(shí)還可以對(duì)學(xué)校的宣傳起到積極的推動(dòng)作用，方便想了解學(xué)校的用戶在電腦上就能身臨其境的獲得更多的校園信息，使任何用戶只需一步就能“踏進(jìn)”校園參觀了解。
2.3 交互功能模塊。漫游是該虛擬校園系統(tǒng)的關(guān)鍵，人機(jī)交互部分的主要是利用鼠標(biāo)或者鍵盤(pán)等計(jì)算機(jī)輸入、輸出設(shè)備控制有關(guān)設(shè)備的運(yùn)行和理解，并執(zhí)行通過(guò)人機(jī)交互設(shè)備傳來(lái)的有關(guān)的各種命令和要求。虛擬校園的最終用戶主要是學(xué)生、老師或者家長(zhǎng)，所以其人機(jī)交互界面，必須以一般大眾（而非專家）為其用戶對(duì)象，以簡(jiǎn)單直觀、方便快捷為目的。在本系統(tǒng)中主要的人機(jī)交互包括GUI界面設(shè)計(jì)和漫游設(shè)計(jì)。用戶通過(guò)瀏覽器可以直接打開(kāi)軟件，進(jìn)入使用界面，界面中可以呈現(xiàn)多種的漫游界面以供選擇，例如自動(dòng)導(dǎo)航、手動(dòng)導(dǎo)航燈。
基于虛擬校園的人機(jī)交互，它能使得用戶就像親身行走在校園之中。隨著天氣和時(shí)間的不同，校園中的光線等也隨之發(fā)生變化，對(duì)校園景貌進(jìn)行環(huán)視、俯視、仰視，使人感覺(jué)更真實(shí)。同時(shí)，用戶能夠由遠(yuǎn)及近的觀看校園中建筑物，熟悉校園環(huán)境。由于現(xiàn)在的虛擬校園都是從外觀進(jìn)行游覽，下一階段的目標(biāo)就是能夠讓用戶進(jìn)入教室里體驗(yàn)。在人機(jī)交互時(shí)，視點(diǎn)會(huì)隨著輸入設(shè)備的運(yùn)動(dòng)而發(fā)生變化，這個(gè)過(guò)程會(huì)導(dǎo)致視點(diǎn)進(jìn)入地面下、飛出天空外和穿過(guò)建筑物或樹(shù)木、路燈等特征物，這樣就不夠完美，因此必須進(jìn)行實(shí)時(shí)漫游的碰撞測(cè)試。通過(guò)Vega中的相交矢量控制視點(diǎn)與碰撞檢測(cè)目標(biāo)的距離，減少了不必要的碰撞，提高系統(tǒng)性能和真實(shí)程度。
3 結(jié)束語(yǔ)
隨著計(jì)算機(jī)水平技術(shù)的不斷發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到了各個(gè)領(lǐng)域中，與人們的生活、工作密不可分，其中虛擬校園是一個(gè)很重要的應(yīng)用。它采用虛擬物體和實(shí)景拍攝影音結(jié)合的手法，借助一種新的三維引擎Unity3D生成三維虛擬校園漫游系統(tǒng)，使用用戶能遠(yuǎn)程的通過(guò)單機(jī)或者網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)該系統(tǒng)，以虛擬漫游的形式感受正好校園風(fēng)貌。雖然現(xiàn)在虛擬校園技術(shù)在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用還處于起步階段，但其發(fā)展前景不可估量。它現(xiàn)在正在不斷發(fā)展和完善，并且它對(duì)硬件設(shè)備的要求不高而且設(shè)備價(jià)格不斷降低，使得它逐漸受到越來(lái)越多教育工作者的重視和青睞，因此它會(huì)在教育培訓(xùn)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用并發(fā)揮其重要作用。
參考文獻(xiàn)：
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論文摘要：在《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)中采用UG（Unigraphics）軟件指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的空間想象能力。
《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程是機(jī)械類專業(yè)一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課程。課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械綜合設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新能力和工程意識(shí)的重要環(huán)節(jié)，是啟迪學(xué)生的創(chuàng)新思維、開(kāi)拓學(xué)生創(chuàng)新潛能的重要手段，將為以后的專業(yè)課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)，在教學(xué)計(jì)劃中具有承上啟下的重要作用。我院《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)選用的題目是傳動(dòng)裝置中的減速器設(shè)計(jì)，在以前的課程設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)，由于學(xué)生空間想象能力不足，往往照葫蘆畫(huà)瓢，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)自己設(shè)計(jì)的減速器結(jié)構(gòu)似懂非懂，影響了設(shè)計(jì)質(zhì)量。筆者結(jié)合自己對(duì)UG（Unigraphics）軟件技術(shù)的掌握，對(duì)教學(xué)中如何提高學(xué)生空間思維能力的問(wèn)題進(jìn)行了探索。
人們的認(rèn)識(shí)過(guò)程建立在實(shí)踐活動(dòng)中，從具體到抽象，從感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)，在此過(guò)程中，如果缺乏與之有關(guān)的感性認(rèn)識(shí)作為基礎(chǔ)，理解起來(lái)很難?！稒C(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程是理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程，內(nèi)容比較抽象，減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)離不開(kāi)空間想象，離不開(kāi)對(duì)空間形體的分析和表達(dá)。根據(jù)心理學(xué)的觀點(diǎn)，空間想象能力是形象思維與抽象思維兩種思維活動(dòng)的分析、綜合、加工處理，從而產(chǎn)生新形象的一種綜合性能力，主要來(lái)源于對(duì)空間形體的感性認(rèn)識(shí)。課程設(shè)計(jì)能培養(yǎng)學(xué)生對(duì)空間形體的想象能力、分析能力和表達(dá)能力。這三種能力彼此關(guān)聯(lián)，相互促進(jìn)。在教學(xué)中從學(xué)生的身心發(fā)展規(guī)律和學(xué)生實(shí)際出發(fā)培養(yǎng)學(xué)生空間想象能力的途徑有很多，利用UG軟件進(jìn)行多媒體教學(xué)是非常有效的方法之一。
UG系統(tǒng)起源于美國(guó)麥道飛機(jī)公司。多年來(lái)，UG系統(tǒng)匯集了美國(guó)航空航天與汽車工業(yè)的專業(yè)經(jīng)驗(yàn)，發(fā)展成為世界一流的綜合性的設(shè)計(jì)、分析和制造一體化的集成系統(tǒng)?？梢詫?shí)現(xiàn)從產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、虛擬現(xiàn)實(shí)到靜力學(xué)及動(dòng)力學(xué)強(qiáng)度分析，最后由CAM模塊實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助加工制造，貫穿了產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和制造全過(guò)程。UG技術(shù)提供的草圖功能、曲線曲面建模、基于特征的實(shí)體建模、虛擬裝配建模、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真、分析等技術(shù)手段，給機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了極大的方便。相關(guān)技術(shù)手段的結(jié)合應(yīng)用不僅能快速構(gòu)建出相關(guān)的機(jī)構(gòu)的抽象模型，也能把這種模型快速地映射于機(jī)構(gòu)的裝配模型，還能對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行快速的運(yùn)動(dòng)分析仿真、運(yùn)動(dòng)干涉檢查及動(dòng)力學(xué)分析等。
在課程設(shè)計(jì)之前，為了增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，最好進(jìn)行軸系結(jié)構(gòu)測(cè)繪和減速器結(jié)構(gòu)裝拆實(shí)驗(yàn)，因?yàn)檫@兩個(gè)實(shí)驗(yàn)有利于學(xué)生進(jìn)一步掌握機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)知識(shí)、了解結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則，建立軸系組成的基本概念。在課程設(shè)計(jì)開(kāi)始時(shí)，學(xué)生往往不知從何下手，教師首先應(yīng)該介紹一下設(shè)計(jì)總體過(guò)程。采用課件比較方便，然而也有很大的局限性，因?yàn)橹谱骱玫能浖灰烁膭?dòng)，教學(xué)內(nèi)容的個(gè)性與教學(xué)過(guò)程的適宜性受到了限制，在課堂上不利于發(fā)揮教師的主觀能動(dòng)性，不利于最大限度地融入和體現(xiàn)教師的設(shè)計(jì)思想、教學(xué)特色和個(gè)人風(fēng)格。筆者采用UG軟件對(duì)零件直接進(jìn)行三維建模和用UG建造好的虛擬模型進(jìn)行教學(xué)，在課堂的動(dòng)態(tài)教學(xué)中能夠隨機(jī)應(yīng)變、按需造型以及修改模型，提高課堂教學(xué)質(zhì)量。采用UG軟件建造的虛擬模型比以前采用實(shí)物模型來(lái)增強(qiáng)學(xué)生感性認(rèn)識(shí)要好，因?yàn)閷?shí)物模型由于體積和重量原因會(huì)造成攜帶、拆卸和解剖不便，且操作較為費(fèi)時(shí)。而UG軟件創(chuàng)建的三維模型精度高、質(zhì)感好、形象逼真、色彩豐富，利用UG的局部放大、平移和翻轉(zhuǎn)等工具，能夠在屏幕上觀察零件復(fù)雜形體的外形與內(nèi)腔、相貫體中相貫線的變化等各個(gè)側(cè)面和局部細(xì)節(jié)特征；可以直觀地顯現(xiàn)整個(gè)零件的結(jié)構(gòu)，裝配體中零件之間的連接關(guān)系，使教學(xué)中的知識(shí)難點(diǎn)更加清晰、生動(dòng)、形象；也可以根據(jù)不斷變化的教學(xué)內(nèi)容和不同的教學(xué)對(duì)象的需求，利用UG軟件方便地進(jìn)行教學(xué)模型的修改與新建，滿足教學(xué)中對(duì)模型種類及數(shù)量的需要，并能顯著降低教學(xué)成本。
在介紹設(shè)計(jì)過(guò)程時(shí)，如果采用機(jī)械制圖方法將零件的三維實(shí)體利用投影法原理將其轉(zhuǎn)化到二維平面圖上，再通過(guò)二維視圖想象出三維形狀講解減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，則學(xué)生理解這些傳統(tǒng)的二維平面圖知識(shí)需要有豐富的空間想象力。即使用一些軸測(cè)圖，也只能看到實(shí)體的部分表面，不能解決教學(xué)中向?qū)W生講解清楚空間幾何體的形體問(wèn)題。
并且學(xué)生的認(rèn)識(shí)始終停留在二維圖紙上，不能很好地了解結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)整機(jī)性能的影響以及單個(gè)零件與整機(jī)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，不清楚自己設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)是否合理。筆者在教學(xué)中采用UG軟件教學(xué)，使學(xué)生看到零件的設(shè)計(jì)過(guò)程，讓學(xué)生看到教師在繪圖過(guò)程中的細(xì)節(jié)，并且使用UG對(duì)減速器各個(gè)零件進(jìn)行裝配，使學(xué)生比較容易理解。如圖（軸上零件周向、徑向定位）所示，在講解對(duì)減速器軸上各個(gè)零件進(jìn)行裝配時(shí)，介紹裝配基準(zhǔn)，演示如何進(jìn)行傳動(dòng)件的周向和軸向固定；軸的支承、固定；軸承類型如何選擇，應(yīng)考慮哪些因素，軸承如何裝配，間隙如何調(diào)整等問(wèn)題；各零件之間的相互位置關(guān)系、零件的布置方案、裝拆順序；圖樣上的尺寸和公差標(biāo)注及零件的結(jié)構(gòu)工藝性應(yīng)注意的問(wèn)題等等。這樣，不僅能在較短時(shí)間內(nèi)給學(xué)生提供正確的示范，培養(yǎng)學(xué)生的幾何構(gòu)思能力，同時(shí)介紹了有關(guān)結(jié)構(gòu)工藝知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生合理的設(shè)計(jì)思維，有利于學(xué)生理解減速器的工作原理、裝配關(guān)系、各零件的相對(duì)位置關(guān)系以及各零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。這種視覺(jué)效果的刺激能增強(qiáng)學(xué)生的分析、認(rèn)識(shí)和記憶能力，開(kāi)拓學(xué)生的知識(shí)面，活躍課堂氣氛，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也能充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)與教師的雙重作用。
軸上零件周向、徑向定位圖
三維設(shè)計(jì)是工業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)，我院機(jī)械類專業(yè)學(xué)生獲得UG或PRO/E三維設(shè)計(jì)技能證書(shū)是學(xué)生的畢業(yè)條件之一，這樣的要求有利于提高學(xué)生實(shí)際工程設(shè)計(jì)能力，創(chuàng)新意識(shí)和就業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力。因?yàn)樵谡n程設(shè)計(jì)之前，一些學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了UG或PRO/E軟件，在課程設(shè)計(jì)中應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生采用三維設(shè)計(jì)。將三維設(shè)計(jì)融入課程設(shè)計(jì)，學(xué)生可以利用UG強(qiáng)大的參數(shù)化功能和裝配功能，完成各零件的設(shè)計(jì)和裝配。由于學(xué)生缺乏實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，往往要對(duì)某些結(jié)構(gòu)不夠合理的地方進(jìn)行多次修改，采用UG軟件只需修改零件的某個(gè)參數(shù)的數(shù)值即可完成整體修改。而采用二維設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)變動(dòng)較大時(shí)則不得不重新設(shè)計(jì)并花費(fèi)很多時(shí)間進(jìn)行繪圖。而采用三維設(shè)計(jì)，整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，能使學(xué)生更加深入地理解設(shè)計(jì)的內(nèi)涵，增強(qiáng)學(xué)生的設(shè)計(jì)想象力，啟迪學(xué)生的思維，引導(dǎo)學(xué)生實(shí)現(xiàn)探究性學(xué)習(xí)。三維設(shè)計(jì)能夠使學(xué)生直觀地看到自己的設(shè)計(jì)成果，增強(qiáng)學(xué)生的成就感。而且學(xué)生在完成三維設(shè)計(jì)后，利用UG的制圖轉(zhuǎn)換功能，可將使用實(shí)體建模功能創(chuàng)建的零件或裝配模型引用到工程圖模塊中，快速轉(zhuǎn)換為二維的工程圖，再進(jìn)行尺寸標(biāo)注、注釋等等，最終完成課程設(shè)計(jì)所要求的圖紙，從而提高學(xué)生的專業(yè)制圖識(shí)圖能力，加深學(xué)生對(duì)三維設(shè)計(jì)與二維工程圖之間關(guān)系的理解。
實(shí)踐表明，用UG軟件講授減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以激發(fā)學(xué)生的觀察力、想象力及邏輯聯(lián)想能力，能夠達(dá)到“教人以漁，則終身受用無(wú)窮”的效果。不過(guò)，雖然現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)開(kāi)闊了學(xué)生的視野，提高了學(xué)習(xí)的趣味性與教學(xué)效率，然而教學(xué)卻具有生成性，對(duì)課堂上出現(xiàn)的新問(wèn)題，教師的板書(shū)和分析必不可少。因此，在教學(xué)實(shí)踐中應(yīng)當(dāng)將傳統(tǒng)教學(xué)和現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)有機(jī)結(jié)合，不斷地研究新的教學(xué)方法，與時(shí)俱進(jìn)，注意使各種教學(xué)手段相互穿插、補(bǔ)充，這樣才能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)他們學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，實(shí)現(xiàn)教學(xué)效果的最優(yōu)化。
參考文獻(xiàn)：
[關(guān)鍵詞]農(nóng)業(yè) 深松技術(shù) 參數(shù)化設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào)：TH 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）27-0025-01
土壤深松作業(yè)是指運(yùn)用大型拖拉機(jī)牽引深松機(jī)具進(jìn)行行間（行間距為40～60cm）或全方位深層土壤耕作的機(jī)械化整地技術(shù)。土壤深松作業(yè)是農(nóng)業(yè)耕作技術(shù)領(lǐng)域的一種全新的耕作模式，深松機(jī)是保護(hù)性耕作機(jī)具之一， 深松后的土壤具有明顯的蓄水保墑和增產(chǎn)增收效果。采用深松技術(shù)是我國(guó)旱作地區(qū)農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展的重要途徑， 但國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的深松機(jī)工作阻力和能耗都較大。
1.研究的背景和意義
1.1 我國(guó)耕作現(xiàn)狀
我國(guó)是人口眾多的農(nóng)業(yè)大國(guó)，傳統(tǒng)的耕作方式越來(lái)越不適應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展需要。在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的耕作制度下，旱作農(nóng)業(yè)耕地的土壤侵蝕嚴(yán)重，耕地退化、沙化嚴(yán)重，從而造成土壤蓄水、儲(chǔ)肥等能力降低，進(jìn)而造成農(nóng)作物產(chǎn)量的大幅度降低。特別是近年來(lái)，伴隨著氣候的變化、反常，如沙塵暴、厄爾尼諾現(xiàn)象、拉尼娜現(xiàn)象等，在很大程度上限制了我國(guó)旱作農(nóng)業(yè)的發(fā)展以及該地區(qū)農(nóng)作物的產(chǎn)量，造成了巨大的損失。另外，由于受不同地區(qū)土壤濕度、容重、硬度等土質(zhì)因素及地表植物的影響，造成土壤比阻不同，而且犁底層深度也不盡相同，這就使得同一種機(jī)具無(wú)法在不同地區(qū)通用。
1.2 深松機(jī)研究現(xiàn)狀
相比較發(fā)達(dá)國(guó)家而言，國(guó)內(nèi)深松機(jī)具的研制起步較晚，主要研究領(lǐng)域?yàn)檎駝?dòng)式深松機(jī)振動(dòng)機(jī)理及應(yīng)用效果的研究、深松鏟鏟形的設(shè)計(jì)與優(yōu)化、對(duì)于深松機(jī)纏繞堵塞問(wèn)題的解決、深松機(jī)工作狀態(tài)與受力分析等。目前，國(guó)內(nèi)的深松技術(shù)也取得了很大進(jìn)展。全方位深松技術(shù)是在傳統(tǒng)耕作技術(shù)基礎(chǔ)上改進(jìn)形成的一種新的耕作方法，它能夠增加土壤的孔隙度，加快土壤空氣和大氣的交換，使土壤微生物活動(dòng)旺盛，達(dá)到作物增產(chǎn)的顯著效果。在設(shè)計(jì)方面，國(guó)內(nèi)也開(kāi)始采用現(xiàn)代優(yōu)化手段對(duì)深松整地作業(yè)機(jī)械進(jìn)行優(yōu)化，并取得了較好的效果。但這些設(shè)計(jì)大多是針對(duì)某一部件（如深松鏟）或某些運(yùn)動(dòng)參數(shù)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化，沒(méi)有一種針對(duì)保護(hù)性耕作的深松整地機(jī)械的整體設(shè)計(jì)，也沒(méi)有形成系列化和參數(shù)化，應(yīng)用范圍較窄。
1.3 研究?jī)?nèi)容及方法
本研究采用理論分析與試驗(yàn)相結(jié)合、傳統(tǒng)設(shè)計(jì)與現(xiàn)代設(shè)計(jì)相結(jié)合的方法，設(shè)計(jì)了一種加裝碎土輥和圓盤(pán)刀的振動(dòng)式深松整地聯(lián)合作業(yè)機(jī)。借助于CAD和Pro/E技術(shù)完成二維圖形的繪制和三維建模，運(yùn)用有限元理論，借助有限元分析軟件對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行模擬和仿真，并利用Pro/E軟件的二次開(kāi)發(fā)技術(shù)完成關(guān)鍵部件的參數(shù)化設(shè)計(jì)。隨著現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的廣泛應(yīng)用與軟件的迅猛發(fā)展，可以直接進(jìn)行三維建模，然后對(duì)實(shí)體模型進(jìn)行仿真、虛擬裝配、形態(tài)和模態(tài)分析等，確定設(shè)計(jì)是否滿足要求。然后，再通過(guò)三維建模軟件直接生成二維平面視圖。
2.深松部件總體方案設(shè)計(jì)與優(yōu)化
2.1 需求分析
隨著國(guó)家對(duì)深松作業(yè)的扶持政策力度不斷加大。深松技術(shù)越來(lái)越得到國(guó)家的重視，深松機(jī)械將有著廣闊的市場(chǎng)。傳統(tǒng)鏵式犁翻耕使得土壤結(jié)構(gòu)和地表植被遭到破壞，從而使其缺乏抵抗災(zāi)害的能力。深松是傳統(tǒng)翻耕的替代技術(shù)。傳統(tǒng)的鏵式犁翻耕作業(yè)后土壤，地表無(wú)覆蓋物，在遇到雨水沖刷時(shí)會(huì)形成地表徑流，造成水土流失，遇到大風(fēng)時(shí)會(huì)形成揚(yáng)沙等環(huán)境危害。而深松作業(yè)則很好地避免了上述缺點(diǎn)，深松后地表覆蓋良好，犁底層被打破，在耕層和犁底層形成了虛實(shí)相間的土壤構(gòu)造，能起到“通水通氣”的作用，有利于作物根部向下生長(zhǎng)，促進(jìn)作物早熟高產(chǎn)。但與深松機(jī)不斷增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求相比，國(guó)內(nèi)深松機(jī)種類較少，機(jī)型較為陳舊。深松由于存在上述需求，設(shè)計(jì)一種高效節(jié)能，符合保護(hù)性農(nóng)業(yè)作業(yè)要求的深松整地聯(lián)合作業(yè)機(jī)，既是現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)發(fā)展的需要，也是生態(tài)環(huán)境保護(hù)的需要。
2.2 深松機(jī)鏟柄的優(yōu)化設(shè)計(jì)
鏟柄存在的主要問(wèn)題是下端螺孔處受力較大，有失效的可能性，所以優(yōu)化的目的是在螺孔處的受力突然增大時(shí)，不會(huì)對(duì)深松鏟柄造成破壞。
優(yōu)化方案1：考慮到螺栓組聯(lián)接將減少單個(gè)螺栓的受力，決定增加固定孔個(gè)數(shù)，將深松鏟柄固定孔個(gè)數(shù)有兩個(gè)增加到六個(gè)。這種改進(jìn)方法部分減少了深松鏟柄最下端螺栓孔的受力，但距離鏟柄旋轉(zhuǎn)中心最遠(yuǎn)的兩個(gè)螺栓受力依然很大，較多的螺栓孔也降低了深松鏟柄的強(qiáng)度，無(wú)法有效保證鏟柄的失效。
優(yōu)化方案2：為了避免鏟柄上某處應(yīng)力出現(xiàn)遠(yuǎn)大于其他區(qū)域的情況，將深松鏟柄采：用無(wú)孔固定的方式。這種固定方式下深松鏟柄的受力會(huì)有所減小，最大應(yīng)力為下端 U 型螺栓處所受到的壓應(yīng)力，其大小為 194MPa，這種受力方式仍然不能保證鏟柄在受到較大沖擊載荷的情況下不發(fā)生變形、斷裂等破壞。
優(yōu)化方案3：這種方案改變了前兩種改進(jìn)設(shè)計(jì)的思路，將改進(jìn)的重點(diǎn)脫離了鏟柄本身，即將原設(shè)計(jì)的深松鏟柄下端的緊固螺栓改為安全銷。同時(shí)為了保證深松機(jī)在工作過(guò)程中不會(huì)因機(jī)座對(duì)鏟柄的夾持不牢而產(chǎn)生橫向晃動(dòng)，可將機(jī)座護(hù)板與鏟柄的重合面積適當(dāng)增大。綜合比較以上三種優(yōu)化形式，可以發(fā)現(xiàn)優(yōu)化方案3對(duì)深松鏟的結(jié)構(gòu)改變不大，卻能夠有效的避免深松鏟柄因受到載荷過(guò)大而損壞。
3.深松機(jī)機(jī)架的優(yōu)化設(shè)計(jì)
對(duì)機(jī)架的優(yōu)化主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：增加斜拉桿的厚度，以減小接觸點(diǎn)的拉應(yīng)力。將斜拉桿厚度由30mm增加到50mm，使得斜拉桿與上懸掛點(diǎn)之間的接觸面積有較大的增加，從而增加受力最大點(diǎn)的強(qiáng)度。適當(dāng)減小機(jī)架前后橫梁的管壁厚度。機(jī)架管壁厚度過(guò)大，不僅使得機(jī)械笨重，而且造成一定的資源浪費(fèi)，再考慮到載荷的情況下，將原機(jī)架管壁厚度由10mm減小到8mm。優(yōu)化后機(jī)架的受力更加均勻，最大應(yīng)力點(diǎn)應(yīng)力由 226MPa減小為136MPa，有效地避免了在載荷增大的情況下危險(xiǎn)點(diǎn)斷裂的可能性。
4.結(jié)論
論文以深松機(jī)關(guān)鍵部件――深松鏟鏟頭、鏟柱和連接裝置為研究對(duì)象，運(yùn)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，將經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)、三維造型與有限元方法有機(jī)結(jié)合。基于相關(guān)經(jīng)驗(yàn)和理論，通過(guò)多方案比較，確定了整機(jī)方案：深松類型為行間深松，減阻方案為自激振動(dòng);防堵方案：安裝破茬裝置，深松鏟均勻安裝在單梁上。確定了關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)方案。依據(jù)有限元分析結(jié)果，對(duì)深松鏟柄和機(jī)架的結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化，縮小鏟柄下端固定孔徑，增加機(jī)架斜拉桿強(qiáng)度。并針對(duì)實(shí)際生產(chǎn)中鏟柄易損壞、入土角不可調(diào)節(jié)等問(wèn)題，對(duì)深松鏟固定裝置進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，使其具有了入土角調(diào)節(jié)和過(guò)載保護(hù)功能。
參考文獻(xiàn)
[1]柏雪源，程衛(wèi)東.1998.國(guó)外幾種新型深松機(jī)具的研究.農(nóng)機(jī)與食品機(jī)械，4： 34-35.
關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)；課程設(shè)計(jì)；教學(xué)改革
一、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題
目前，我國(guó)大多數(shù)高校機(jī)械類學(xué)生通常在第5學(xué)期進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)是學(xué)生學(xué)完工程制圖、工程力學(xué)、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)課程后完成的一門較為綜合的課程設(shè)計(jì)，同時(shí)，這也是為學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)和今后工作后機(jī)械設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)奠定一定基礎(chǔ)。但是長(zhǎng)期一成不變的課程設(shè)計(jì)時(shí)間和題目，以及傳統(tǒng)的教學(xué)模式，早已不能滿足現(xiàn)代信息快速發(fā)展的今天。
1.傳統(tǒng)的課程設(shè)計(jì)時(shí)間短。機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)通常是在《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程結(jié)束以后的3周內(nèi)進(jìn)行，在期末的這3周中學(xué)生考試科目較多，很難集中精力集中時(shí)間做好課程設(shè)計(jì)。由于目前招生人數(shù)的增加，而指導(dǎo)老師的數(shù)量并沒(méi)有增加，這就造成了老師精力不足，最終導(dǎo)致課程設(shè)計(jì)的質(zhì)量越來(lái)越低。學(xué)生沒(méi)有足夠的時(shí)間保證，導(dǎo)致學(xué)生思考問(wèn)題不認(rèn)真、不周全，照搬照抄，計(jì)算繪圖盲目倉(cāng)促，難以達(dá)到課程設(shè)計(jì)所設(shè)置的目的要求。課程設(shè)計(jì)由于時(shí)間緊張，工作量大，老師不能及時(shí)地鼓勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，從而限制了學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。而對(duì)于學(xué)生單一的、不協(xié)作的課程設(shè)計(jì)，時(shí)間緊張，思維狹窄而受限就更難以充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新才能。雖然有一些學(xué)生有好的想法，但是沒(méi)有充足的時(shí)間考慮，加上老師對(duì)學(xué)生的監(jiān)管不到位，沒(méi)有老師的認(rèn)真點(diǎn)撥和指導(dǎo)導(dǎo)致學(xué)生的創(chuàng)新能力受到限制。
2.課程設(shè)計(jì)題目陳舊、缺乏創(chuàng)新。機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)通常選擇一般用途的機(jī)械傳動(dòng)裝置或簡(jiǎn)單機(jī)械。通常以齒輪減速器或蝸桿減速器為主體的機(jī)械傳動(dòng)裝置作為設(shè)計(jì)課題。因?yàn)闇p速器包括了機(jī)械設(shè)計(jì)課程的大部分零件，具有典型的代表性。傳統(tǒng)的課程設(shè)計(jì)重點(diǎn)是鞏固和加強(qiáng)所學(xué)的理論知識(shí)，設(shè)計(jì)題目和給定數(shù)據(jù)多年不變，只需要按設(shè)計(jì)任務(wù)中給定的數(shù)據(jù)、方案及規(guī)定的設(shè)計(jì)方法完成一定的工作量即可，這就導(dǎo)致了相互抄襲的后果。學(xué)生缺乏主動(dòng)性、積極性，教師缺乏新思維，師生同受其害。同時(shí)，傳統(tǒng)課程設(shè)計(jì)題目與專業(yè)、畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)度不大，使得學(xué)生所學(xué)專業(yè)課程無(wú)用武之地，缺乏學(xué)習(xí)興趣，設(shè)計(jì)與專業(yè)課程學(xué)習(xí)不同步達(dá)不到學(xué)以致用的目的和充分培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力。
3.考核方式較為傳統(tǒng)死板，沒(méi)有調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。教師對(duì)課程設(shè)計(jì)的考核方式也過(guò)于簡(jiǎn)單，學(xué)生最后提交的是圖紙說(shuō)明書(shū)等紙質(zhì)材料，由于學(xué)生考試的穿插，加上期末老師的年終總結(jié)任務(wù)較多，用于集中指導(dǎo)的時(shí)間少，教師只憑印象批閱說(shuō)明書(shū)和圖紙，自行決斷，確定最終得分。整個(gè)課程設(shè)計(jì)過(guò)程前期組織動(dòng)員工作準(zhǔn)備不充分，缺乏師生的交流與互動(dòng)，對(duì)學(xué)生的監(jiān)督與管理不嚴(yán)，部分學(xué)生的抄襲很難評(píng)判。考核缺乏標(biāo)準(zhǔn)性和透明度，助長(zhǎng)了懶惰學(xué)生抄襲的不良風(fēng)氣，影響了勤奮好學(xué)學(xué)生的積極性，嚴(yán)重違背了課程設(shè)計(jì)教學(xué)的初衷。
二、改革手段和方法
針對(duì)目前課程設(shè)計(jì)學(xué)生態(tài)度不積極、時(shí)間較短、流于形式等現(xiàn)象，我們就本科生專業(yè)實(shí)習(xí)提出“長(zhǎng)時(shí)間課程設(shè)計(jì)”的概念，即在機(jī)械設(shè)計(jì)課程初進(jìn)行持續(xù)近一個(gè)學(xué)期的時(shí)間，以加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力訓(xùn)練，鍛煉學(xué)生在工作中解決實(shí)際問(wèn)題的能力。這一概念通過(guò)近幾年的實(shí)施取得了一定的成果，但有些方式仍需繼續(xù)探討。
1.采用“化整為零”法。通過(guò)將課程設(shè)計(jì)融入平時(shí)課程作業(yè)中，學(xué)生在進(jìn)行課程學(xué)習(xí)時(shí)，有的放矢，應(yīng)用所學(xué)知識(shí)完成課程設(shè)計(jì)計(jì)算工作；課程設(shè)計(jì)中先進(jìn)設(shè)計(jì)方法和手段的訓(xùn)練，使學(xué)生在實(shí)踐中應(yīng)用設(shè)計(jì)軟件，掌握三維建模知識(shí)，了解虛擬裝配過(guò)程。在平時(shí)上課時(shí)完成課程設(shè)計(jì)的計(jì)算部分，課程設(shè)計(jì)節(jié)省的計(jì)算時(shí)間用于對(duì)學(xué)生的應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)軟件，開(kāi)展先進(jìn)設(shè)計(jì)方法訓(xùn)練及應(yīng)用；增強(qiáng)實(shí)踐性環(huán)節(jié)教學(xué)，建議實(shí)驗(yàn)室允許學(xué)生借出減速器模型，在課程設(shè)計(jì)室內(nèi)使用，從而通過(guò)先進(jìn)設(shè)計(jì)方法訓(xùn)練和增強(qiáng)實(shí)踐能力，提高學(xué)生設(shè)計(jì)能力和綜合素質(zhì)?！盎麨榱恪狈ㄍ苿?dòng)課程設(shè)計(jì)的改革。根據(jù)教學(xué)大綱的要求，在不減少學(xué)生的設(shè)計(jì)工作量的前提下，采用“化整為零”法來(lái)完成課程設(shè)計(jì)任務(wù)，就是在開(kāi)始講述機(jī)械設(shè)計(jì)部分的時(shí)候就把課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)發(fā)給學(xué)生，將課程設(shè)計(jì)的部分計(jì)算內(nèi)容（如帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)、齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)）放在機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)時(shí)，作為課外作業(yè)布置給學(xué)生，這樣可以發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，同時(shí)老師在日常教學(xué)期間通過(guò)批改課程設(shè)計(jì)作業(yè)，及時(shí)地發(fā)現(xiàn)學(xué)生的計(jì)算錯(cuò)誤或不合理的設(shè)計(jì)，督促學(xué)生及時(shí)改正。
2.在課程設(shè)計(jì)中引入現(xiàn)代設(shè)計(jì)軟件，提高學(xué)生的興趣。學(xué)生在機(jī)械制圖課程教學(xué)中已經(jīng)學(xué)習(xí)了Auto-CAD，但是沒(méi)有把它與具體的工程設(shè)計(jì)結(jié)合起來(lái)。我們根據(jù)學(xué)生的具體情況，在課程設(shè)計(jì)中以不同的方式把計(jì)算機(jī)CAD技術(shù)應(yīng)用到設(shè)計(jì)中，鼓勵(lì)一般的學(xué)生能夠進(jìn)行零件的平面CAD繪圖，對(duì)于基礎(chǔ)好的學(xué)生鼓勵(lì)他們對(duì)零件進(jìn)行三維CAD繪圖或者運(yùn)用UG、Pro/E、SolidWorks軟件繪圖，也可以在電腦上完成裝配圖的繪制。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的課程設(shè)計(jì)并不是孤立的，它不僅是與任課指導(dǎo)教師有關(guān)的教學(xué)活動(dòng)，也是在先修的相關(guān)課程基礎(chǔ)上的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。因此，可在設(shè)計(jì)中聘請(qǐng)制圖、公差、力學(xué)等相關(guān)課程的教師，從各個(gè)不同的角度加強(qiáng)業(yè)務(wù)指導(dǎo)，進(jìn)一步提高學(xué)生的工程素養(yǎng)和素質(zhì)。
3.結(jié)合機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)第二課堂，提高學(xué)生創(chuàng)新能力。為避免設(shè)計(jì)的雷同，采用多題目、多數(shù)據(jù)，將全班分成若干小組，每組3～5人，經(jīng)小組成員民主選出組長(zhǎng)全面負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)工作，小組各成員按照自己的學(xué)習(xí)優(yōu)勢(shì)進(jìn)行合理分工：數(shù)據(jù)計(jì)算與整理、查閱手冊(cè)資料、繪制圖樣、三維造型與裝配等，每人各負(fù)其責(zé)，獨(dú)立完成，但要數(shù)據(jù)共享，步調(diào)一致。由于學(xué)生缺乏實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，往往需要對(duì)某些結(jié)構(gòu)不夠合理的地方進(jìn)行多次修改，采用軟件只需修改零件某個(gè)參數(shù)的數(shù)值即可完成整體修改，方便省時(shí)，且整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，使學(xué)生能夠更加深入地理解設(shè)計(jì)的內(nèi)涵，并可以直觀地看到自己的設(shè)計(jì)成果，增強(qiáng)學(xué)生的成就感。采取靈活多樣的教學(xué)方法，根據(jù)設(shè)計(jì)對(duì)象的不同和設(shè)計(jì)過(guò)程中隨時(shí)出現(xiàn)的具體問(wèn)題，針對(duì)年輕人思想活躍的特點(diǎn)，鼓勵(lì)學(xué)生在總結(jié)前人經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上有所創(chuàng)新，引導(dǎo)學(xué)生獲取知識(shí)與方法。此外，在設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)組織學(xué)生相互間互查，以提高其對(duì)技術(shù)文件的審核、鑒定的能力，以及對(duì)工作精益求精的態(tài)度和責(zé)任感。采用第二課堂和課程設(shè)計(jì)想結(jié)合的方式，設(shè)立專項(xiàng)基金，針對(duì)學(xué)有余力的學(xué)生，激勵(lì)其進(jìn)行創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)研究。根據(jù)所申請(qǐng)項(xiàng)目的內(nèi)容及課題完成情況進(jìn)行審批，給予一定額度的資金支持并配備專門教師給予指導(dǎo)。對(duì)于特色較為鮮明、成果比較出眾的項(xiàng)目資助其申報(bào)發(fā)明專利、撰寫(xiě)論文和參與學(xué)術(shù)交流，并優(yōu)先推薦評(píng)選“國(guó)家大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃”。同時(shí)，積極創(chuàng)造條件、出臺(tái)措施，鼓勵(lì)學(xué)生參加教師的科研項(xiàng)目，給學(xué)生提供廣闊的自由發(fā)展平臺(tái)與空間。
4.結(jié)合科研項(xiàng)目提高教師的積極性。這雖然加大了教學(xué)的難度，要求教師具備扎實(shí)的工程功底，但既滿足理論聯(lián)系實(shí)際的要求，又可達(dá)到綜合訓(xùn)練的目的，讓學(xué)生體會(huì)到機(jī)械設(shè)計(jì)中既要參考原有樣機(jī)，又要積極思考，有所創(chuàng)新，對(duì)提高學(xué)生的設(shè)計(jì)水平和促進(jìn)教師教學(xué)水平的提高都非常有益。需要注意的是選題的適當(dāng)和題目的相對(duì)穩(wěn)定，并設(shè)立合適的考核節(jié)點(diǎn)，對(duì)課程設(shè)計(jì)的全過(guò)程進(jìn)行約束和監(jiān)督，以利完成課程設(shè)計(jì)的教學(xué)要求。在《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程伊始，即下達(dá)設(shè)計(jì)任務(wù)，通過(guò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)將原教學(xué)內(nèi)容中相互獨(dú)立且略顯繁雜的知識(shí)點(diǎn)聯(lián)系起來(lái)，置學(xué)生于實(shí)際的工作情境之中，使其切身去解讀一個(gè)機(jī)械裝置的實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程，并掌握由此所涉及到的原理、知識(shí)以及問(wèn)題解決思路和方法。帶著問(wèn)題來(lái)學(xué)習(xí)課程，設(shè)計(jì)中每一步結(jié)果的取得，無(wú)論是數(shù)據(jù)還是結(jié)構(gòu)，都與教學(xué)的各章節(jié)密切相關(guān)。在教學(xué)中進(jìn)行實(shí)際工作的演練，是抽象知識(shí)與具體行動(dòng)的有機(jī)融合，能夠極大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)潛力，鍛煉學(xué)生的實(shí)戰(zhàn)設(shè)計(jì)能力，培養(yǎng)全面的設(shè)計(jì)素質(zhì)，為課程設(shè)計(jì)的順利完成奠定良好基礎(chǔ)。
三、結(jié)論
經(jīng)過(guò)幾輪的課程設(shè)計(jì)實(shí)踐，本項(xiàng)目取得如下成果：
1.針對(duì)學(xué)生能力，開(kāi)展分層次教學(xué)，讓學(xué)有余力的同學(xué)利用課程設(shè)計(jì)的平臺(tái)鍛煉三維建模能力，二維繪圖能力，并起到輻射帶動(dòng)作用；
2.以“做中學(xué)”的模式讓學(xué)生自主自發(fā)學(xué)習(xí)應(yīng)用先進(jìn)的設(shè)計(jì)軟件，一方面提高了他們軟件水平，另一方面，提高了他們的自信心和主動(dòng)性，促使他們掌握了一種有別于死記硬背的新的學(xué)習(xí)方法。
作者:李霞 陳建萍 魏敏 葛云 單位:石河子大學(xué)機(jī)械電氣工程學(xué)院 新疆交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車與機(jī)電工程學(xué)院
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