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关键词:一次性机械;静强度校验;设计理念;设计方法;柔轮强度 文献标识码:A
中图分类号:TH122 文章编号:1009-2374(2015)03-0026-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.0206
一次性机械使用寿命较短,多运用于军事领域、航空领域等,是工业生产和社会建设的重要内容。但当前我国工业生产和社会建设过程中缺乏完善一次性机械设计理念,没有依照具体设计需求及指标对一次性机械设计内容进行调整和创新,这在很大程度上影响了一次性机械设计的发展。如何构建高质量、高效益一次性机械设计体系,形成新型设计方案在一次性机械体系构建中势在必行。
1 一次性机械的基本设计理念
工业生产过程中为了降低成本投入常选取一些短寿命设备,仅使用一次就不再对上述设备进行运用,这种设备被称为“一次性机械”。一次性机械可以有效满足系统负荷需求,实现短时期传动,但无法长期进行负荷运转。
一次性机械设计过程中要从一次性机械特性着手,依照其具体运行需求及运行环境实施设计指标的构建,其设计需保证:
1.1 与一次性机械使用条件相协调
与一次性机械使用相协调即与一次性机械使用状况、运行状况相协调。在该设计过程中,人员需要对一次性机械特征进行把握,依照其运行余量、使用时间、使用环境等确定设计参数,如体积参数、重量参数等。
1.2 与一次性机械失效形式相协调
长期使用的设备非常容易出现由磨损、疲劳造成的设备失效,导致设备故障。因此,在设备设计过程中相关人员对疲劳破坏进行了全面分析,形成了以高周疲劳为核心的设计体系。而一次性机械运行时间较短,运行周期过程中出现磨损的可能性较小,在设备设计过程中可以省略高周疲劳设计及分析内容。该设计过程中需从一次性机械传递动力出发,将一次性机械传递动力内容作为设计核心,最大限度提升一次性机械动静强度及
刚度。
2 一次性机械的静强度设计及分析
电动舵机主要由电动机驱动实现航行器方向控制,在工业领域应用非常广泛。受到设备空间的限制,电动舵机体系一般较小。运用长期使用设备设计方法对电动舵机减速装置进行设计时非常容易出现设计尺寸不匹配现象,即减速装置尺寸远大于箭用舵机尺寸指标。因此,电动舵机减速装置设计时需适当运用一次性机械设计理念,结合实际内容形成电动舵机减速装置设计新方法,从而实现装置效益的最大化。
本次一次性机械设计研究过程中笔者主要以某型箭用电动舵机减速装置为例,从该装置设计方案出发对一次性机械设计新方法进行研究,现研究结果如下:
2.1 电动舵机传动设计分析
电动舵机传动设计过程中需要对系统结构进行合理调整,要尽量降低电动舵机复杂程度,减小舵机质量,为其传动效益的提升创建良好的设备条件。与此同时,电动舵机传动设计过程中还需要对传动效率和传动能力进行分析,依照该指标合理确定电动舵机传动形式,形成系统化传动方案。本次研究过程中为了实现传动效益的最大化,电动舵机装置主要选取一对锥齿轮副和谐波齿轮传动的传动方案。
2.2 电动舵机锥齿轮设计分析
电动舵机锥齿轮设计的过程中需要对锥齿轮材料、锥齿轮失效形式等进行合理分析,依照电动舵机指标对上述内容进行合理优化,形成最佳设计指标及设计方法。本次电动舵机锥齿轮设计过程中主要选取45钢小锥齿轮作为主要材料,齿轮数z1为22,调整其传动转矩为T=0.2303N・m。与此同时,锥齿轮设计过程中还使用45钢大锥齿轮,使用前对其进行正火处理。
相关资料显示:电动舵机锥齿轮的失效形式主要表现为齿面疲劳点蚀和齿根疲劳折断。在对该失效形式进行控制的过程中相关人员需要对齿面接触面疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度进行合理控制,依照指标分析结果设计对应校验方式,从而纠正齿面疲劳点蚀和齿根疲劳折断问题。如果按齿面接触疲劳强度计算的齿轮模数结果为m=0.6mm,按齿根弯曲疲劳强度计算的结果为m=0.5mm。
载荷作用于单对齿啮合区研究过程可以直接将轮齿作为悬臂梁,依照弯曲关系中的正切力、应切力状况对梁截面中的力学数据进行合理分析,对弯曲应力计算内容进行明确,其具体内容见图1:
因弯曲过程中切应力远远小于弯曲应力,计算时可以仅考虑齿根危险截面弯曲应力,其具体计算内容如下:对单对齿啮合区上界点载荷进行分析,则齿根抗弯强度为:
式中:b为齿轮的齿宽;Fn为齿面所受正压力;αF为单齿啮合最高点的载荷角;SF为齿根宽度;[σF]为许用应力;hf为单齿啮合最高点处的弯曲力臂。
取SF=2.48mm,[σF]静强度为960MPa,则:
标准模数m=0.2mm。
由上述计算结果可知:静强度计算齿面接触疲劳强度及齿根弯曲疲劳强度时可靠性较高,依照该计算方法形成合理设计内容可以明显提升锥齿轮设计效益,改善其指标性能及设备性能。
2.3 电动舵机柔轮设计分析
电动舵机柔轮设计过程中可以选取40CrNiMoA作为主要材料。该柔轮设计过程中计算模数m=0.2mm。在基于静强度计算指标体系构建时与锥齿轮构建原理一致,其抗弯强度为:
由锥齿轮计算中的相关参数及对应柔轮参数,则柔轮模数为:
标准模数m=0.1mm。
由上述计算结果可知:静强度计算柔轮强度时可靠性较高,依照该计算内容形成对应设计体系对改善电动舵机性能具有非常积极的意义。
3 结语
一次性机械可以有效改善设备、系统的负荷效果,改善体系经济指标效益,已经成为人们关注到的焦点。在对该设备进行运用的过程中人员需把握好一次性机械的使用条件,要依照静强度校核设计原理对设计内容进行调整,实现一次性机械使用效益的最大化,从本质上加速一次机械设计发展进程。
参考文献
[1] 黄克.基于机械设计方法的研究――以一次性机械为例[J].湖南农机,2013,(11).
[2] 王广林,潘旭东,李跃峰.一次性机械设计理念及实践[J].机械工程学报,2014,(1).
[3] 张自强,王丽,姜永全.刍议一次性机械设计理念
[J].旅游纵览(下半月),2014,(4).
关键词:机械设计基础;教学;心得体会
《机械设计基础》(主编:荣辉、付铁、杨梦辰)课程是本科近机类、非机类专业学生的教材,本校将其设置为本科汽车服务工程专业的主干课程。本课程是一门专业技术基础课,以机械设计为核心。机械制图、工程力学、机械制造基础等是本课程的先修课,本课程同时也为后续专业课的学习打下基础。本课程主要介绍常用机构(连杆机构、凸轮机构、间歇运动机构、齿轮机构等)设计、通用机械零部件(齿轮、螺纹连接件、键、轴、轴承、联轴器等)的设计、选用及机械系统设计等问题。
一理论教学方法
(一)教学重点
本教材是由机械设计制造及其自动化专业的两本教材《机械原理》和《机械设计》压缩而成,内容丰富,而理论课时有限,所以在理论教学中应结合专业特点,抓住重点,讲解一部分,让学生自学一部分。理论教学的讲授内容为:机械零件材料学基础、机械设计中的摩擦学基础、平面机构的结构分析、平面连杆机构、凸轮机构、齿轮传动、蜗杆传动、带传动、无级变速传动、轮系、螺纹连接、轴、滚动轴承、机械系统的设计。理论教学的自学内容为:间歇运动机构、链传动、摩擦传动、螺旋传动、键连接、联轴器、滑动轴承、机械的调速和平衡、现代设计方法。为了培养学生养成良好的学习习惯,提高学生学习的积极性,考试范围以讲授内容为主、自学内容为辅,以检查其自学效果。
(二)教学方法
每次课一般由组织教学、承上启下、新课讲授、总结讨论和布置作业等五个环节组成。虽然每次课的环节相同,但内容不同。应针对教学内容精心设计以上五个环节。(1)本课程是一门实践性很强的课程,教学中一定要抓住设计这一关键,不宜只重理论而轻视设计,特别是结构设计尤为重要。在具体设计时,应先进行整机设计,在此基础上再进行零件设计,保证零件的结构在整机中的合理性。(2)掌握机械零部件的设计规律。本课程是以零部件为研究对象,探讨各类通用零部件的设计计算问题的。不同类别零件的工作原理、材料、载荷、应力等方面有很大差别,因而设计准则、计算公式也会完全不同,从表面看,似乎支离破碎、无章可循,但实际上机械零部件设计也有它自己的规律,这个规律与设计机械零部件时所考虑的问题是相同的。因此,机械零部件的设计程序也是相同的。一般情况下其分析问题的思路及程序为:类型应用工作原理失效形式设计准则计算方法结构设计:(3)在机械设计过程中,许多现象目前还难以用理论解释清楚,有些数据也很难用纯理论公式计算出来,故必须采用一些基于科研或实验而得出的公式和数据进行估算,或直接选用经验数据。(4)使学生学习并掌握机械设计过程中先初选参数、再进行校核的设计方法。零部件所处的工作条件是多种多样的,有的很复杂,这时需要凭经验或类比,先初定尺寸然后再进行校核。另外,零部件的尺寸参数有的是通过计算得到的,但另一些参数可能是由结构设计先确定尺寸,然后再进行各项必要的校核计算——这也是确定零件尺寸参数常用的方法。(5)使学生明白,机械设计过程中的许多问题的解答不是唯一的,可能有多种方案可供选择和判断。比如两级齿轮减速器的设计,其高速级主动齿轮的齿数可在17~40之间选取,因此设计结果有多种。在讲授本课程时,要让学生尽快适应这一特点,安解决工程实际问题的实际方法及模式培养提高学生的机械设计能力。
二几个知识点的教学心得体会
(1)在教学中一定要注意理论联系实际,把教学内容和生产、生活中的实例结。合起来,以取得良好的教学效果。比如讲解机构运动简图的绘制、机构自由度的计算时,刚好碰到下雨天。讲完相关的理论后,看到雨伞,我随手拿起来,让学生仔细观察雨伞的结构,绘制其机构运动简图。这一环节使学生从枯燥的理论回到多彩的生活,让课堂气氛一下子活跃起来。他们一只手拿着伞,一只手拿着笔在纸上绘图,极大地激发了其学习积极性。但学生绘制的简图均存在问题,对初学者是正常的。我让几个学生把自己绘制的简图画在黑板上,然后公布正确答案。再结合专业理论,逐一分析其错误的原因,学生一下子掌握了机构运动简图的绘制要领。雨伞的机构运动简图如图1所示。机构中n=7,,PH=0,其自由度为(2)在讲解周转轮系传动比的计算方法时,教材中以图2所示的周转轮系为例,介绍用反转法得到其转化轮系,通过计算转化轮系(定轴轮系)的传动比,再结合已知条件,来间接地求解周转轮系的传动比。有学生提出,在图2中,为什么行星轮的转向是顺时针的,而不是逆时针的。这个问题的实质是周转轮系中行星轮转向的判定方法。(3)在机械设计过程中,应注意有些设计参数的选择有多种方案,应进行比较分析,确定合理的方案,进行设计,这也是本课程学习的难点。例如,按齿面接触疲劳强度设计直齿圆柱齿轮传动时,算出小齿轮分度圆直径,而,若初选齿数,则模数,圆整为标准模数,,这时,显然满足强度条件,但是传动尺寸却增大了,传动装置的成本也提高了,可见,初选的齿数不合适。应将1z减小(但min1zz≥),使计算出的模数值接近于。故重取,圆整为m=5.2m,则小齿轮的分度圆直径为,此数值既大于,又接近于,这样的设计才合理。
参考文献
[1]荣辉,付铁,杨梦辰主编.机械设计基础[M].第3版.北京:北京理工大学出版社,2010.7
[2]王黎钦,陈铁鸣主编.机械设计[M].第5版.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2010.1
[3]朱理主编.机械原理[M].第2版.北京:高等教育出版社,2010.4
关键词:机械设计;轴系结构;功能元
中图分类号:TH133 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2013)15-0024-02
轴系的结构方案设计和机器的整体质量息息相关,一旦发生轴失效,将导致严重后果。轴系的结构方案设计和一般零部件的设计存在很大的差异,不仅包括强度设计,还包括结构设计。
1 基于功能元的结构方案设计分析
机械产品概念设计内容主要包括下列三个部分:功能抽象化、功能分解、功能结构图设计。机器可被视作一个大系统,在这个系统中,各种零件按照某种关系组合在一起,以满足客户的特定需求,其基本功能要素如下:(1)轴承集——支撑功能的功能元;(2)齿轮副集——传递运动的功能元;(3)螺栓集——紧固功能元。在每一类功能元中,又可根据功能特性的差异而做进一步的细分。以图1所示的单级减速器为例,扭矩通过轴、键、齿轮、轴承、轴承座进行传递,力的传递过程可以用图2表示。
2 轴系主要功能元的特征属性分析
2.1 轴的属性
轴发挥着支撑以及传递转矩的功能,其决定性能的因素主要有两个:一是刚度,二是强度。在轴的设计过程中,不仅要以工作能力准则为基础,而且要兼顾如下要求:(1)轴向定位方法的运用;(2)周向固定轴上的各类零件,使其符合转矩传递的要求;(3)轴和其他部分存在相对滑动的表面要具有良好的耐磨性;(4)符合实际工艺生产要求。
2.2 传动类结构功能元
两轴间的运动通常依靠齿轮传动来完成。齿轮传动不仅效率高,而且持续稳定,因而具有很强的适应性。齿轮副有以下分类:(1)平面齿轮——直齿/斜齿圆柱齿轮传动;(2)空间齿轮——传递相交轴/交错轴运动。结合齿轮的特点及使用条件,采用功能元划分的方法将齿轮副的十大特征总结如下:(1)传动比;(2)传动平稳性;(3)传动效率;(4)耐磨性;(5)结构紧凑性;(6)轴向力;(7)承载能力;(8)转速要求;(9)两轴线方向;(10)制造成本。
2.3 支撑类结构功能元
在机器中,轴承装置是一种应用广泛且相当关键的部件,其设计质量关系着机器是否能够正常运转。轴承装置的设计涉及多种知识与技术,表现出了一定的复杂性和灵活性。设计师应在充分满足用户需求的基础上,对轴承的规格、型号、安装等进行科学确定。对于轴承装置设计而言,建立知识库是前提条件。以滚动轴承为例,可总结出十二个特征:(1)高速性能;(2)噪声性能;(3)旋转精度;(4)使用寿命;(5)刚性;(6)摩擦性能;(7)联合载荷;(8)轴向载荷;(9)径向载荷;(10)耐冲击性;(11)径向尺寸;(12)内外圈可分离性。
3 轴系结构设计
3.1 拟定轴上零件的装配方案
拟定轴上零件的装配方案,其重点在于确定轴上关键零件的装配方向、顺序以及彼此关系。它决定了轴的基本形式,是轴结构设计的基础,拟定轴上零件装配方案的过程中,通常需要设计多个不同方案,然后展开分析对比,确定最佳方案。
3.2 轴上零件的定位
轴上零件在受力条件下,有可能沿轴向或者周向发生位移,为避免这一问题,两种特殊情况(有游动要求或者空转要求)除外,其他轴上零件需要做好轴向和周向的有效定位,从而确保轴上零件工作位置的准确性。
3.2.1 零件在轴上的轴向定位。零件在轴上的轴向定位通常依靠以下部件实现:轴肩、套筒、圆螺母、轴端挡圈、轴承盖。至于定位方面,则需要根据轴向力的大小确定。除此之外,还需要考虑轴的制造难度、零件装拆难度以及工作稳定性等各类因素。
3.2.2 零件在轴上的周向定位。周向定位是为了避免零件和轴之间出现相对转动。主要的周向定位零件包括以下几种:键、花键、销、紧定螺钉、过盈配合。其中紧定螺钉仅适用于传力不大的部分。
3.3 各轴段直径和长度的确定
当零件定位方案与装拆方案被确定之后,轴的基本形状也便基本被确定了。各轴段直接取决于轴上载荷的大小,一般根据轴所承受的扭矩对轴直径进行初步估算。将初步估算的直径视作轴段的最小直径编,并根据零件装配方案以及相关定位要求,对各段轴的直径进行逐一确定,同时注意以下四点:(1)对于那些存在配合要求的轴段,尽可能采用标准直径;(2)便于装拆,同时降低配合表面擦伤几率,在配合轴段前一般采用相对较小的直径;(3)确定各轴段长度时,主要依据轴上配合零件的有关参数,如毅孔长度、位置、轴承宽度以及轴承端盖的厚度等;(4)应尽量保证结构的紧凑,还要兼顾零件装配空间或者调整空间的留置问题。
3.4 提高轴强度的措施
轴上零件(包括结构、工艺、安装等各个因素)将会对轴的强度产生极大的影响。为了进一步加强轴的承载力,同时减轻机器重量,减小轴尺寸,降低综合制造成本,应认真研究以下四点:(1)做好轴上零件的科学布置,从而有效减小轴的载荷;(2)做好轴上零件结构的改进,从而有效减小轴的载荷;(3)做好轴结构的改进,从而降低应力集中的不利影响;(4)做好轴表面质量的改进,从而提高轴的抗疲劳强度。
4 轴系结构方案设计实例
本文以链式运输机为例,对基于结构功能元的轴系结构方案设计进行说明。该链式运输机的设计需求如下:(1)中等冲击环境;(2)以电动机驱动;(3)功率为2.2kW;(4)转速为640r/min;(5)链轮转速为94r/min。通过相关分析与计算,得出其可使用的运动方案如表1
所示:
结合空间布局的实际需要以及各个装配方案的反复对比,最后决定选择方案1中给出的带传动方案。链传动过程中将会受到一定强度的冲击力,运动存在不均匀的问题,同时考虑到摩擦传动在承载力方面相对有限,所以,选择低速级。除此之外,还要综合考虑电动机的各项参数,如功率、外形尺寸、满载转速以及最大转矩等等,最终选择齿轮啮合的单级传动,带和齿轮的传输比分别是2和5,电动机轴转速、高速轴转速、低速轴转速以及工作机轴转速分别是940r/min、470r/min、94r/min、94r/min。
5 结语
本文结合了笔者多年的实践工作经验,从理论的角度出发,对机械设计中轴系的结构方案设计进行了深入的分析与研究。实践证明,本文所给出的方法在实践环节具有非常不错的实用价值。随着研究的进一步深入,发现该系统在通用性方面还存在一定的不足,另外,系统的智能化方向将成为日后工作的一个重点。
参考文献
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关键词:机械系统仿真与测试创新实验;教学内容;课程考核评分细则
中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)48-0113-02
教育部在“高等学校教学质量和教学改革工程”中提出大力加强实验、实践教学改革,鼓励开设综合性、创新型实验和研究型课程,鼓励本科生参与科研活动。国内各高校目前都在进行实践教学的改革和建设。新的高教理论认为,兼顾学生解决理论问题的能力和综合实践能力,比单纯培养学生知识接受能力重要得多。机械类学科实践性强,而实践环节重在锻炼学生的科学思维、增强学生的创新意识、提高学生的综合能力,这是课堂理论教学所无法替代的。在机械类教学建设中,提供一个综合设计和创新的实验平台,对培养创新意识和提升实践能力很有帮助。国内大部分高校开设的“机械原理”和“机械设计”课程均配有课内实验,但这些实验作为课程教学的附属,没有自成一体的课程体系,且各实验互不联系,在学生综合素质培养方面显现出明显的不足。作者在研究综合性、创新性、设计性机械类创新实验的基础上,进行了“机械系统仿真与测试创新实验”的实践,该实验课程是与“机械设计”课程教学同步进行的创新性实验课程,拟培养学生理论与实践相结合的能力、融合多种知识与分析方法的能力和创新实践能力。以下简述该创新实验课程教学实践的有关情况。
一、国内、外高校类似实验课程开设现状
近年来,为了培养学生的创新意识以及提高学生自主创新能力,国内、外高校都以开展“综合型、设计型、探究型”实验为主线开设了机械类创新课程。麻省理工学院(MIT)开设的“Mechanical Design Elements”(机械设计基础)是关于机械建模、机械设计的高等教育课程,为学生提供关于轴承、齿轮、凸轮和机构等的最佳实践机会。该课程设有专门的机械实验室和设计实验室,学生每次以组为单位进行实验操作或汇报交流,实验正式开始前制作的甘特图(Gantt chart)可以很好地规划和检查学生实验进度。在国内,同济大学机械与能源工程学院于2001年修订了“机械与汽车培养计划”,增设了机械基础实验课程。该课程构建了新的机械基础实验课程体系,把所有专业基础课(机械制图、机械原理、机械设计、工程材料、互换性与技术测量、传感与测试技术等课程)中的实验教学内容统一设置,并增加了综合型、设计型、研究型、开放型及开拓型实验内容,独立设计成一门机械基础实验课程,有单独学分。该实验课程被评为2011年上海市精品课程。
上海工程技术大学根据自身课程设置情况,在借鉴MIT和国内各知名大学实验教学经验的基础上自2013年2月起开设了实践类选修课“机械系统仿真与测试创新实验”。
二、“机械系统仿真与测试创新实验”的教学研究
1.“机械系统仿真与测试创新实验”总体教学框架的构建。立足本校具体情况,构建可实施的“机械系统仿真与测试创新实验”的总体框架。课程现有硬件条件为新购进的机械系统创新搭接及运动测试实训平台4套。讲课内容主要包括介绍机械系统创新搭接及运动测试实训平台、介绍三维仿真软件、介绍实验所涉多学科相关知识,以及为学生的整个实验过程提供全程答疑。实验内容主要包括机构运动创新搭接、机构传动创新搭接、机构运动特性测试、机构传动特性测试等环节。上机内容主要包括机构运动仿真、机构传动仿真。实验全过程综合了机械原理、机械设计、传感技术、数据采集、计算机检测与控制、数据分析等多学科内容,综合多种实验仪器、设备、检测与分析手段。
2.“机械系统仿真与测试创新实验”具体内容。“机械系统仿真与测试创新实验”内容构成列于表1。
表1中形成该实验课程特色的有关内容简述如下:①机构传动创新搭接及测试:实训平台为全开放性平台,可有多名学生同时操作。学生可以自行设计元件,可在安装平台组装创新作品。学生通过在实验平台上的实验,了解位移、速度、加速度的测定方法,转速及回转不匀率的测定方法;通过实验,初步了解电脉冲编码器、差动变压器位移传感器的基本原理,并掌握它们的使用方法;通过比较理论运动曲线与实测运动曲线的差异,并分析其原因,增加对运动速度特别是加速度特性的感性认识;比较曲柄滑块机构与曲柄导杆机构的性能差别;检测凸轮机构从动件的运动规律;比较不同凸轮轮廓线或接触副,对凸轮机构从动件运动规律的影响。②机构运动创新搭接及测试:标准T型槽铝合金型材拼接而成安装平台,可在安装平台灵活拼装搭接带传动、链传动、定轴轮系、单轴和多轴组合多级齿轮传动、万向节传动等各种传动结构,搭接各种不同类型的复杂机械系统。③机构运动/传动仿真:针对学生自主创新的实验方案,利用pro/E等三维软件进行运动仿真,将实际测定的机构运动速度、位移曲线等与仿真结果进行对比。④课内交流:将学生划分为5~6人组成的实验及讨论小组,小组成员以自己认为有效的方式组织活动,教师不进行干涉。各组成员针对实验平台提出可行实验方案,并在机房展示其方案,学生与教师共同交流。课后各组共同商讨出统一方案(各组可以有一个以上方案),以此作为进一步实施的实验方案。在实验方案实施过程中,各小组组长汇报本小组实验进度,组员补充汇报。发言时间控制在5分钟以内,发言完毕后接受其他小组成员的提问并做出解释。课内交流是一个让学生能集中讨论、相互交流的环节。教师和学生提出的意见可以帮助小组同学确定合理的实验方案。⑤答辩环节:最后一次课为实验成果验收课,学生需带好纸质实验报告以及PPT参加答辩,答辩评委由主讲教师、助教及数位研究生组成。每个方案汇报时间不超过5分钟。汇报完毕由评委提问,小组所有成员均可回答,提问时间不超过10分钟。针对该课程性质,拟定了一份“机械系统仿真与测试创新实验”综合评分表(表2),在答辩过程中,各评委填好各小组的综合评分表。
三、“机械系统仿真与测试创新实验”课程创新点及应用
1.该实验课程涉及的三大教学模块:基于实验平台的创新搭接、运动及传动特性的计算机实时检测、基于三维软件的运动仿真。实现了理论、实践与虚拟仿真一体化。
2.该课程突破了传统的机械原理课程和机械设计课程的实验教学模式,真正实现了由“验证性”实验向“开放性、综合性、创新性”实验的发展,大大提高了学生的动手能力,激发和培养了学生的创新能力。
3.该课程设置了符合教学特点的具有特色的课程考核体系,保证了实验课程教学质量的有效控制和不断提升。
教学实践证明,“机械系统仿真与测试创新实验”是一门适合在机械类专业学生中开设的创新实验课程,它符合现代机械类创新实验教学的特点,有利于帮助学生牢固掌握机械原理和机械设计课程中涉及的机械基础知识。该课程充分培养学生学习机械类专业的兴趣,激发学生的创新热情,受到了学生们的普遍欢迎。
参考文献:
[1]金晓怡.机械设计课程案例教学的研究与实践[J].机械制造与研究,2011,40(3):73-76.
[2]同济大学“机械基础实验”精品课程[EB/OL].http:///.
1改进实验手段,培养创新能力
机械设计实验是理论课的重要实践环节,它不仅是学生获取知识的有效途径,而且对于提高学生创新能力具有十分重要的作用。现在的学生普遍对工程实践缺乏感性认识,动手能力较弱,虽然在理论课堂学习中接触了一些机械实物模型,观看过工程机械图片和视频展示,有了一些感性认识,但这些知识还不够,还必须从培养学生创新能力出发,合理安排实验内容与改进实验测试手段,以提高学生理论联系实践的能力。学生只有通过机械工程实践的训练,才能牢固地掌握机械设计知识。在实验设备中都增加了现代测试技术,配置了计算机辅助实验系统,包括数据采集、处理和打印设备,实验数据由计算机进行力学参数、机械参数的数据采集、处理、显示与输出。我们不断完善与更新实验项目的内容,由学生任意选择,使学生不仅熟悉各种不同实验设备的工作原理与功能,而且掌握不同实验的测试方法、数据处理以及对实验结果的分析方法。将现代测试技术应用于实验中,明显地提高了实验测量速度与精确度。
在“机械零件认知实验”中,通过利用机械零件陈列柜的展示、对机械实物和模型与展板的观察和分析,使学生认知了机械设计课程中的标准件、通用零部件与机械传动的类型与特点。在机械零件陈列柜中结合文字注释、机器与模型的运动、电脑声控同步的讲解,使学生认知了如牛头刨床、减速器、压面机、破碎机、雕刻机等机器的运动规律,加深了对机器与机械零件的感性认识,解决一些课堂上难以想象的问题。通过机械创新设计电动陈列柜的展示,使学生了解了创新设计的发散思维法、功能设计法、移植设计法、组合设计方法,原理方案、结构方案、外观方案的创新以及新产品示例,拓宽了学生的知识面,提高了学生机械综合设计能力与创新能力。在“带传动滑动与效率的测定实验”中,使学生了解了智能带传动实验台的结构与原理,掌握扭矩、转速、滑动率、效率的测试方法。学生观察了带传动的弹性滑动与打滑现象,并灵活应用实验技能测出带传动的弹性滑动率、传动效率的结果与负载的关系曲线。
在“液体动压动轴承实验”中,学生利用滑动轴承实验台以及多媒体软件对滑动轴承的径向油膜压力分布和摩擦特征进行实测和仿真实验。将实际和理论知识有机地结合起来,利用计算机的人机交互性能,使学生方便直观地实验,增强了学生的实践动手能力。
在“螺栓联接综合实验”中,学生通过计算机测试软件与多通道静动态应变仪,测定了螺栓组在受倾覆力矩时每个螺栓的受力情况,掌握了螺栓受力一变形的规律。通过单个螺栓的静态实验,了解了螺栓受轴向载荷时,螺栓联接相对刚度的变化对螺栓总拉力的影响。通过单个螺栓的动载荷实验,了解了在改变螺栓的相对刚度后,螺栓动应力幅值的变化。利用计算机实现了数据处理的自动化与可视化,使学生容易地掌握了机械参数电测的基本方法。在“减速器的拆装与分析实验”中,使学生了解了减速箱的基本结构、用途及特点,了解了减速器的各个组成零件结构及功用。熟悉了减速器设计以及主要零件的加工工艺性,了解了减速器中零件的装配关系及安装过程,了解了减速器的基本传动参数测定方法与方式。在“组合式轴系结构设计实验”中,学生通过组装不同结构轴系部件的过程,掌握了轴的结构、轴承组合设计的方法以及轴上零件的常用定位与固定方法。上述两个实验是由学生自行创意设计和组装,使学生在机械综合设计方面得到了训练,为后续课程的学习打下基础。在“剂的磨擦磨损与承载能力测定实验”中,使学生了解了在摩擦磨损试验机上进行剂的减摩性、抗磨性、极压性能测定的试验过程,掌握了利用四球法测定剂的摩擦系数、磨痕直径、最大无卡咬、烧结负荷的方法,并且对国内外剂评定测试标准有了深入的了解。
在“机械传动性能综合测试实验”中,首先将常用的机械传动任意进行组装成为被测的机械传动装置,再利用工控机测试系统进行机械传动性能参数,速度、转矩、传动比、功率、效率的数据采集与处理,实验结果与曲线输出的工作。学生通过机械传动装置的组装、仪器调试及测试过程的实际动手操作,锻炼了机械传动综合实验的技能。把计算机技术引入实验教学,实现计算机人机交互的实验方式,使得实验内容的知识性和趣味性融为一体,极大地激发了学生的兴趣与积极性,促进了学生对所学知识与机械工程实践的联系,学生的创新能力作为后天开发的显性创造力,通过学习与培养,得到了锻炼和提高。
2改进教学方法,提高教学效果
机械设计》是一门综合性、实践性很强的课程,课程涉及到机器与机械传动等工程实践知识。在理论课堂上,使用多媒体教学课件进行授课,为学生自主学习创造了有利条件。在实验教学中,我们运用板书与多媒体实验课件相结合、机械设备与模型相结合的教学方式,增大了实验教学的信息量,给教学注入了活力。利用多媒体实验课件介绍每个实验的目的、原理,介绍实验的重点与难点知识,尤其是形象生动的减速器拆装与装配零件的爆炸式动画演示,带传动的弹性滑动、四球法原理的三维动画演示,大大激发了学生的兴趣与好奇心,使得学生对实验内容理解深刻、掌握牢固。在教学中采用启发式、互动式的模式进行教学,充分调动学生的主观能动性,积极培养学生观察、思考、分析与解决问题的能力,使学生完成实验之后,充分感到了探索知识的魅力与成功的喜悦。
关键词:一次性;机械设计;理念
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.03.236
1 一次性机械设计概念
工业零部件主要为了更好促进大型机械设备生产和加工水平,为大型工业生产提供多种途径,我国现阶段工业生产,需要进一步提高研究力度,需要不断提高产品水平,建立非常健全的一次性机械设计理念体系,促进我国机械设计发展,推动机械领域整体发展模式。在我国工业生产中,对于零部件要求非常严格,按照传统机械设计方法进行设计,设计人员会对于零件耐久性问题不断研究,提高一次性设计耐久性,需要通过计算机对于机械系统加强安全系数,保留安全系数,在工业设计中要不断提高零部件生产,丰富一次性机械设计理念,加强推广应用模式,丰富机械设计创新模型,改善零部件机械设备,多方面和多角度促进我国工业生产发展。
2 一次性机械设计特点
(1)随着国家经济发展和社会建设不断提高,一次性机械设计理念需要不断得到推广应用,对于一次性机械设备使用中,要对于指标标准进行合理规划,保证一次性机械设计理念严格,通过大量分析研究可以看出一次性机械设计理念需要从各种方面进行研究。首先要从寿命和体系上优于传统机械设计方法,相对于一次性机械设备,一次性设计理念优于传统设计理念,需要更好保证一次性机械在实际生活中机械设计合理性。
(2)通过大量对比分析可以看出一次性机械设备在实际生活中需要不断优于常规发展模式,具体表现就是要采用常规机械设计模式,不能降低工业生产经济效益,要能够做到有效促进动力传递,优化设计模式,保证机械负荷能力,提升机械内部结构稳定性问题。
(3)尽管一次性机械设计理念和常规机械技术理论存在一定差异化问题,但从实际使用可以看出具有一定优势,在实际工作中需要一次性机械设计明确机械设计标准,结合现代设计理念进行技术整合,促进工业发展。
3 一次性机械设计应用
(1)设计电动结构以一次性机械设计理念为主要标准,保证电动机械结构合理化,不断提升机械设计能力,确保机械设备设计方案合理。对于锥齿轮进行设计时候,要求与材料,进行调质处理,采用正火处理模式,对于造成齿轮失效问题要及时处理,从传统设计理念上分析可以看出由于齿轮疲劳导致失效问题需要及时处理。跟齿轮表面接触强度计算齿轮模型,使用高强度计算方法,运用常规设模式,提高接触强度对比,对于柔性材料,要根据齿轮计算方法进行数量计算。
(2)在设计完成后,要对于机械设计装置进行性能测试工作,主要内容就是最大负荷保证减速器装置寿命,采用直流机械控制模式,不断减少齿轮运转模式,在测试过程中,如果发生减速问题,要结合一次性机械设计理念进行工作,保证我国工业生产,提高生产加工水平,让产品质量得到良好保证。通过对于我国现阶段一次性机械设计理念实践经验分析,了解我国工业生产过程中一次性机械设计内容存在问题,提出有效针对性解决措施,对于一次性机械进行合理设计,不断丰富一次性机械设计理念内容,不断提高加工生产水平和我国社会经济效益,保证一次性机械设计发展新模式,提供科学合理有效保障措施。
4 一次性机械设计使用条件
(1)和一次性机械使用相互协调的机械使用状况,需要在设计过程中对于人员进行很好把握,依照运行余量、使用时间和使用环境确定设计参数,长期使用设备会导致磨损和失效问题,在设计过程中需要对于相关人员进行全面分析,形成高强度核心设计体系,提高周期设计效率,在设计过程中合理传递动力,将一次性机械设计核心最大限度提升。一次性机械设计是一个新设计概念,应用于航天工程和很多其他领域,提出一次性机械新设计理念,在设计过程中需要不断考虑周期疲劳因素,考虑强度设计要求,最大限度提高机械设计新模式,对于设计型号和齿轮柔性强度设计,在相同荷载情况下,要采用一次性设计理念,提高设计质量,不断满足新设计要求。
(2)在电动机实现航行器控制上,工业领域得到非常广泛应用,受到设备空间限制,需要运用长期设备涉及方法进行装置设计,减速装置提高指标,运用适当一次性机械设计理念,结合实际内容形式进行装置设计,实现装置效益最大化提高。电动机运转设计过程中需要系统进行降低复杂程度,减小传动机质量,提升创建良好设备条件,在转动过程中需要对于转动效率进行合理分析,按照指标确定传动形式,形成系统化方案,实现转动效益最大化,提高装置齿轮转动模式。
(3)有效控制好转动过程中齿轮接触面疲劳强度,依照一定标准结合分析设计结果,纠正疲劳折断问题,按照疲劳强度计算分析,研究荷载作用下齿轮计算模式,对于齿轮接触面数据进行分析,计算弯曲力度,解决齿轮弯曲导致危险问题。工业生产过程中为了很好降低成本投入,需要选取寿命短设备,使用一次性机械设计,就是为了有效满足系统负荷要求,实现短期传动模式,进行长期负荷运转,在设计过程中合理运行,实现运行环境实施设计指标合理化,保证机械设计安全负荷标准。
5 结论
综上所述,通过对于一次性机械设计相关内容认识,阐述一次性机械设计特征,将内容和常规设计相互对比,可以全面分析出一次性机械设计特点,在基础上提出静强度新设计理念,用电动设计模式提高一次性静强度设计,有效证明设计新模式,提高机械设计研究价值。一次性机械设计使用寿命非常短,需要运用于军事领域、航空领域等,工业生产和社会建设多需要机械设计,我国国内工业生产社会建设需要不断完善设计理念,依照具体设计要求改善设计标准,进行内容新设计,最大程度提高一次性机械设计发展,构建高质量和高效益一次性机械设计体系,形成非常新颖设计方案,为一次性机械设计体系建立非常完整设计思路。
参考文献:
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关键词CDIO;机械设计类课程;教学改革
引言
CDIO(构思(Conceive)、设计(Design)、实施(Implement)和运行(Operate))是由美国麻省理工学院联合瑞典几所高校共同开发的一种全新工程教育理念和实施体系,其核心理念就是以产品运行的生命周期为载体,让学生以主动的、实践的方式学习工程,培养学生的理论知识、个人素质、协作能力、工程-社会大系统适应及调控能力,①其理念正好与工程教育认证的标准是契合的。因此,为切实支撑专业认证,培养具有工程理念的高素质、创新型工程人才奠定基础,倡导CDIO工程理念,重构机械设计系列课程体系和课程内容,开展教育教学改革具有非常重要的理论和实用意义。
1优化课程体系和教学内容
机械设计系列课程具有较强的理论性,同时又要与实践紧密结合,基于CDIO理念的机械设计系列课程教学改革首先需要重构课程体系和优化教学内容。课程体系要凸显整机设计,强化工程理念,将各门课程有机地结合起来,进而构建一种集专业理论知识、工程能力和综合素质培养于一体、体现理论教学和实践教学无缝对接的课程体系。②以CDIO从最初的产品构思到最后机器成品运行的工程教育理念为“主线”,建立基于整机设计的机械设计系列课程体系如图1所示。
1.1以各门课程为子系统,进行课程内容的优化重构
以往课程内容的理论学时偏多,实践学时匮乏,重理论轻实践的现状难以培养学生解决问题所需要的综合能力,容易造成“学而无用”。为充分体现学科和技术的内在联系,使得理论与实践有机结合,课程内容的整合要突出设计性和工程实用性,强调基础知识学习服务于工程实践。以机械设计课程为例,原有的一些教学内容过分强调理论公式的推导和论证,在有限的教学学时内,使得培养工程应用和实践能力的教学内容不断弱化,因此,在新的课程内容优化重构中,需要弱化一般性公式的详细推导,重在设计思路和设计方法的介绍,如“齿轮传动”一章内容优化为:简化设计计算公式的推导,重在设计准则、设计思路以及对设计过程中各环节的把握,并将齿轮传动的强度计算、查表、数据处理和结构设计等融入例题中详细讲解。在讲述齿轮传动的受力分析时,将直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、锥齿轮和蜗轮蜗杆等各类传动的受力分析整合在一起进行讲述,这样便于学生类比掌握受力分析的要点和方法。
1.2以工程应用为主线,实现课程体系教学内容的纵横整合
知识是由浅入深的,学习也是循序渐进的,因此,每门课程内容的设置要考虑与前续课程知识点的联系。“纵向整合”就是将机械设计系列课程体系中各门课程建立前后内在联系,要讲新带旧,要引旧联新,使学生“温故而知新”。“横向整合”就是各门课程要彼此联系,有机整合。例如:机械设计课程中关于零部件的教学内容要与机械原理课程的机械传动系统方案设计相联系;机械设计的零件结构设计要与机械制造基础课程中有关精度和工艺的知识点相联系;机械产品设计制作要与机械设计和机械制造基础课程的相关内容相联系。总之,通过各门课程教学内容的纵横整合,要贯穿整机设计的理念,使学生对专业理论有系统而完整的把握。
2精心“设计”教学环节,改进教学方法
CDIO开放式的教学模式首先需要教师转变原先在教学中纯粹的以教为主的角色,更重要的是需要教师更新教学理念和教学思想,因此教学方式和教学方法的改革是课题研究的重点和难点。(1)根据工程教育专业认证的需求,围绕学生工程能力和素质的培养,重新进行教学环节的设计,课程组教师要深入研究当前国内外工程教育的发展形势,在教学方法与手段上不断改革和创新,在传授给学生专业理论知识的同时,引领学生理论联系实际,形成一种学与做有机融合的学习方式,从而加深学生对专业理论知识的理解。(2)探索“CDIO做中学”的教学模式,课堂教学多引入工程设计案例,课程的推进采用设计任务驱动模式,例如在课程开始之初,就布置有关机械产品综合设计的课题给学生,根据课程教学进度,安排学生以小组学习和讨论交流的方式进行课题分阶段设计,通过这种方案分析、小组学习和项目实训的方式,贯彻CDIO在做中学的理念,培养学生主动学习和团队合作能力,提高工程意识和设计技能,这样既能够有效调动学生的学习积极性,激发学生的工程设计兴趣,培养学生具备较强的工程实践能力,而且能够培养学生良好的团队协作能力和精神。(3)搭建开放式课堂,在时间、空间和教学内容上加以扩展和延伸。对于实践性和工程性强的教学内容,可以走出教室,把课堂搬到实验室、工程训练中心和工厂,从而创造一个开放的课堂空间和开放的教学环境,使得学生更易于吸收和消化课堂的知识内容。为了训练学生的工程设计和实际应用能力,除了充分把握好第一课堂教学,还要搭建更广阔和丰富的第二课堂,教师要指导学生参加大学生机械创新设计大赛、大学生工程训练综合能力竞赛和参与教师的科研项目等,培养学生的实战经验,在第二课堂,使创新能力培养与第一课堂的教学融于一体,从而探索出一条集理论研究与工程能力培养相互促进的途径。
3重点改革实践教学,凸显整机设计理念
课程设计是培养学生工程能力的重要环节,而以往课程体系中各门课程的课程设计内容基本上是各自独立的,缺少相互关联。例如“机械原理课程设计”中,主要是从运动的角度,训练机械系统的原理方案设计能力,没有考虑具体的材料和结构,更没有考虑制造工艺和经济性等要求;到了“机械设计课程设计”,主要训练学生对机械系统中各零部件的设计和计算能力,设计对象基本是齿轮减速器,运动方案一般是固定的,容易让学生墨守成规,限制了创造性思维的发展;轮到机械制造技术基础课程设计,内容又是与前序设计对象无关联的工艺设计;最后在机械产品设计制作阶段,对象又变化了,于是就照猫画虎,用现成的图纸和工艺进行加工,这种各自为阵的课程设计安排显然违背了整机设计的思想,学生的能力培养只能趋于碎片化,而真正需要的整机综合设计和应用能力不能得以锻炼和培养。因此,为了切实提高学生的工程意识和设计技能,改革选择课程设计实践环节为突破口,通过课程设计内容的重新整合和优化,使得各个课程设计内容前后关联和有机结合。③为了凸显整机设计理念,训练学生的综合设计技能,将图1所示课程体系中的四大课程设计实践环节联合起来进行,依次按方案设计、技术设计、工艺设计和产品实物制造编排课程设计的内容,做到课程设计的完整性、系统性和综合性,从而训练学生从机械产品方案设计、技术设计、性能仿真、工艺设计到加工制造和组装调试的整机设计能力。在课程设计过程中,成立独立稳定的设计团队,期间配备专门的指导教师,每个团队的设计对象固定,始终贯穿于各个课程设计,具体以典型机械产品的设计和制造为载体,例如无碳小车或是机械创新设计大赛设计对象等,要求分阶段完成对象的各项设计任务,即依次设计、制作、安装、调试一台机械产品,让学生从一开始就注重整机设计,增强综合分析问题的能力。④机械原理与创新综合课程设计为机械设计课程设计提供系统方案、运动和动力参数计算和分析,在接下来的机械设计课程设计中,通过设计计算和选型,将前序设计得到的方案具体实物化,绘制出相应的装配图和零件图,同时又为机械制造技术基础提供了图纸和精度设计技术文件,而机械制造技术基础课程设计的内容又为最终的机械产品设计制作提供了工艺指导,从而大大提高课程设计实践环节的连贯性和实用性。为了保障以上改革的顺利实施,根据我校的实际情况,依托学校的大学生素质教育中心的加工设备制造出实物,使得学院的理论教学与大学生素质教育中心的实训实现无缝结合,也使得教学资源得以充分利用。
4结束语
货车作为一种常用的商用车,已在现代的社会中占有举足轻重的地位。人们的衣食住行的便利,都有货车运输方面的功劳。社会经济的发展,人们生活水平的提高更需要货车的运输,货车已成为一个国家乃至整个世界不可缺少的一样运输工具。
变速器是汽车传动系统结构中最重要的部分之一,汽车的前进、后退,增速、减速都要靠变速器传动来实现。而且变速器在汽车的动力性和燃油经济性上也有很重要的影响。
本设计主要是齿轮的尺寸计算及校核,轴的尺寸计算和位置的确定,选择设计满足其承载能力的同步器。另外,针对齿轮作用力的不同,在不同的轴上选择合适的轴承。利用软件autcad完成变速器总成图、第一轴、第二轴、中间轴、各个挡齿轮及同步器的设计。
随着我国汽车行业的迅猛发展,人们对汽车的需求也越来越高。通过对载货车变速器的设计,我了解到变速器在汽车结构中具有着重要的作用,因此变速器结构的改进对汽车行业的发展与进步具有着深远的意义。
关键词:汽车;变速器;齿轮;autocad
目 录
摘 要 i
abstracts ii
目 录 iii
第一章 绪论 1
第二章 变速器的概述及其方案的确定 3
2.1 变速器的功用和要求 3
2.2 变速器结构方案的确定 3
2.2.1 变速器传动机构的结构分析与型式选择 3
2.2.2 倒挡传动方案 4
2.3 变速器主要零件结构的方案分析 5
2.3.1 齿轮型式 5
2.3.2 换挡结构型式 5
2.3.3 变速器轴承 5
第三章 变速器主要参数的选择 6
3.1 挡数和传动比 6
3.1.1 挡数 6
3.1.2 传动比范围 6
3.2 中心距a 6
3.3 外形尺寸 7
3.4 齿轮参数 7
第四章 变速器主要零件的设计及校核 11
4.1 各挡齿轮齿数的分配 11
4.1.1 确定一挡的齿数 11
4.1.2 确定常啮合传动齿轮副的齿数 12
4.1.3 确定其他各挡齿数: 12
4.2 齿轮的损坏形式 14
4.3 齿轮强度验算 15
4.3.1 直齿轮弯曲应力 15
4.3.2 斜齿轮弯曲应力 16
4.3.3 轮齿的接触应力 16
4.4 轴的设计及强度计算 18
4.4.1 轴的设计 18
4.4.2 确定轴的尺寸 19
4.4.3 第二轴校核 21
4.4.4 中间轴的校核: 24
第五章 同步器的设计及校核 27
5.1 同步器的结构 27
5.2 同步环主要参数的确定 28
5.2.1 同步环锥面上的螺纹槽 28
5.2.2 锥面半锥角 29
5.2.3 摩擦锥面平均半径r 29
5.2.4 锥面工作长度b 29
5.2.5 同步环径向厚度 30
5.3 同步器的尺寸计算及校核 31
5.3.1 同步环结构参数及尺寸的确定: 31
5.3.2 一倒挡,二三挡同步器校核 32
第六章 变速器的操纵机构 33
结 论 34
致 谢 35
参考文献 36
参考文献 本论文由无忧51lunwen.com整理提供
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Abstract: According to the talent demand of the machine engineering, the talent training mode of the major of machine design manufacture and automation is discussed in the paper. The construction target and train of thought of the dominant specialty was given according to diversified talents target, and the cultivation plan was carried out. The construction of teachers'' team was introduced. Education and teaching reform in the dominant specialty construction was discussed in detail. The perfect talent training scheme was built up, and the training of college students engineering practice and the creative ability were strengthened. So it should provide the compound talents adapted to the time tide for the fast developing mechanical manufacturing industry.
关键词: 优势专业;人才培养;专业建设;产学研
Key words: dominant specialty;talent training;specialty construction;production-study-research
中图分类号:G642.302 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2012)09-0208-02
0引言
在国家机械设计制造及其自动化专业指导委员会及我校总体办学指导思想和人才培养思路的指导下,机械设计制造及其自动化专业是以机械工程为主导,以工程力学为基础,以设计为前提,以工艺为核心构成了制造技术的全部内容,注重机电结合。注重以人才培养为中心,以本科教育为主体,以学科发展为依托,以教育思想和观念的更新为先导,以教学管理体制改革为基础,以市场为导向开展专业建设,使专业建设与市场需求、地方经济发展紧密结合[1],为振兴东北老工业基地,为石油、石化、机电行业输送高级技术应用型人才这一主题来开展专业建设和人才培养工作。专业以“宽专业、厚基础、强能力、高素质”为人才培养目标,突出办学优势,同时又具有石油石化特色,注重产学研相结合,加强素质教育,全面培养和造就基础扎实、有创新精神和实践能力的高级工程技术机电复合型应用型人才。
1人才培养方案的制定
人才培养目标是通过人才培养方案和具体教学计划实施的[2]。培养方案的制订以发展办学特色,注重产学研相结合,全面培养和造就基础扎实、具有创新精神的高级工程技术人才为目标[3]。专业培养方案特色和优势是建立在机械工程学科特色和优势的基础上,依靠学科特色和优势建立专业的特色,并具有了石油石化特色的宽专业、厚基础、复合型人才培养体系,同时注意教学、生产和科研相结合,为振兴东北老工业基地和区域经济发展而服务。本学科有实力雄厚的机、电、气、液、磁传动与控制技术的人才,致力于新型传动与控制的设计。机械设计突破了传统的机床设计范畴,学生在掌握了常规与现代设计理论与方法的基础上,注重知识的运用,学生既可从事制造装备的设计制造,又能适应石油石化行业的需求,从事石油机械、化工设备的设计制造,使专业发展道路拓宽。从学生的毕业设计可见,有机床传动系统设计、抽油机设计、换热器及石油储罐设计,又有输油泵设计、压力容器的制造工艺等。在培养计划中明确指出了大学本科培养方案实施的时间年限为四年制,高职专升本为两年制。培养方案对课程设置、教学进程和实践安排都做了详细说明,经过多年在各教学环节中的执行并随着社会需求的变化不断调整和修订,培养方案已得到逐步充实和完善。
2培养方案的实施
专业培养方案注重机电结合,突出石油石化机械与设备产品设计的特色,以适应石化行业和机电行业对机电复合型人才的广泛需求,立足东北、面向全国石油石化行业,充分发挥专业的人才优势和科技优势,积极主动为振兴东北老工业基地经济建设和社会发展服务。为了适应“重基础,宽口径”的人才培养要求,在学习过程中,强化工程基础课,使学生掌握扎实的基础理论和系统专业知识的同时,还加强了对基本操作技能的训练,分别在校内实习工厂和典型生产企业进行金工、机械制造工艺学、数控加工技术等生产实习。
面向石油、石化机械产品与设备的设计及制造专业培养具备机械制造基础知识与应用能力,能在生产第一线从事机械工程领域内的机械设计、制造、管理、科技开发、应用研究和经营销售等方面工作的高级工程技术人才。在掌握机械工程领域相关技术的基础上,强调以现代设计、现代制造、计算机应用为核心,通识教育,厚基础,宽口径,分类培养的教学管理模式,以油气钻采及输运机械设计和石油产品造型设计为特色,服务于石油、石化的机械产品和设备。
面向机电行业的设计及制造专业培养注重机电结合,在学习和掌握现代机械设计与制造理论及方法的基础上,加强机电一体化、电子技术和计算机应用技术的学习与实践,以适应社会对机电复合型人才的广泛需求。培养的人才具有机、电、计算机等多方面综合知识,具有较强的综合解决实际问题的能力。