項飛燕
摘 要:如何在《機械基礎》教學中采用關聯性教學,提高學習效率,本文做出一些初步探討。
關鍵詞:機械基礎;關聯;運用;區(qū)別;相似
《機械基礎》是機械類及工程技術類相關專業(yè)的一門專業(yè)基礎課。通過本課程的學習,使學生掌握必備的機械基本知識,懂得機械工作原理,為后續(xù)專業(yè)課的學習打下基礎。
1 我校數模專業(yè)《機械基礎》開設現狀
我校數模專業(yè)現在采用的《機械基礎》,江蘇教育出版社出版,王光勇主編。江蘇教育出版社的《機械基礎》分為四大塊內容:工程力學基礎,零件與構件,機構,傳動(機械傳動、液壓與氣壓傳動);而其它版本的《機械基礎》,如高教出版社出版欒學鋼等人主編的版本,又如北京理工大學出版社出版張國軍、周靜主編的版本,一般包含六大塊內容,與我?,F使用的版本相比,多了工程材料(金屬材料與熱處理)、機械零部件的精度(公差配合)這兩塊內容。我?!稒C械基礎》,數模專業(yè)班級分兩個學期開設,第二學期同時開設《公差配合》與《金屬材料與熱處理》,這兩門課對數模專業(yè)學生很重要,因此從知識體系完整性來說,數模專業(yè)選用現版本《機械基礎》并另外開設《公差配合》、《金屬材料與熱處理》課程,這樣更加合理;而機電、制冷等其它專業(yè)則可選用含材料、公差內容版本,簡單了解材料、公差內容。各種版本的《機械基礎》,內容多,理論多,可動手的少,要想學生學有所成,本人覺得教學中可以多運用關聯性教學。
2 《機械基礎》采用關聯性教學的意義
首先,可以理清《機械基礎》十五章內容,如圖1,同時可以加強各章節(jié)內容之間的聯系,學習新知識復習舊知識,加深印象,提高學習效率。其次,可以加強《機械基礎》與《機械制圖》、《公差配合》、《金屬材料》等課程之間的聯系,如圖2,學生逐步認識本專業(yè)的知識體系,清晰各課程在專業(yè)知識體系中地位和作用,同時培養(yǎng)舉一反三的學習習慣。
3 《機械基礎》各章節(jié)內容的關聯性教學
3.1 以應用來關聯知識
1)靜連接的應用關聯。鍵、銷、螺紋連接件,在構件(或零件)、機構、機械傳動的章節(jié)中,會出現在展示的零件圖或裝配圖中,科任教師要介紹這些圖,指出各種構件或零件,運用了哪些連接件,這樣學生能加深記憶,同時也使學生慢慢學會識讀裝配圖。比如鍵連接,鍵用于軸與輪轂類零件的周向固定,輪轂類零件涉及到:構件中的聯軸器、離合器與制動器;凸輪機構中的凸輪,間歇運動機構機構中的棘輪、槽輪與不完全齒輪;帶傳動中的帶輪,齒輪傳動中的齒輪;等等。講到這些章節(jié)時要注意指出鍵連接,如圖3所示凸緣聯軸器,左右兩根軸與半聯軸器間都是采用鍵連接,軸正中間就是鍵。
2)力學基礎知識的應用關聯。平面四桿機構的特性之一“死點”位置的分析,就用到靜力學基礎里面的“二力構件”相關知識,當搖桿為主動件,曲柄為從動件,曲柄與連桿成一條線的時候,因為連桿是二力構件,這時候連桿作用于曲柄的力沿著連桿中心線方向-過曲柄的轉動中心,力矩為零,會方向不明乃至卡死。另外靜連接的選擇,也應用到力學基礎知識。聯軸器等輪轂類構件與軸的連接可以用鍵連接、銷連接或緊定螺釘固定,不同連接能傳遞的動力不一樣;鍵連接,平鍵、半圓鍵、花鍵,其適用場合也離不開力學性能。
3.2 以對比來關聯知識
聯軸器按構造與功能不同可以分為剛性聯軸器和撓性聯軸器。剛性聯軸器,兩軸間不可以有角位移、軸向位移或中心線偏差(徑向位移),而撓性聯軸器允許有一定的角位移、軸向位移或中心線偏差(徑向位移)。撓性聯軸器按位移實現方式可分為無彈性元件撓性聯軸器、有彈性元件撓性聯軸器。經驗豐富的教師換個角度看問題,可以發(fā)現無彈性元件撓性聯軸器的各種偏差位移靠運動副來實現:滑塊聯軸器,兩半聯軸器上的凹槽與中間十字滑塊,形成兩個移動副;萬向聯軸器,就是轉動副;齒輪聯軸器是齒輪副。有彈性元件撓性聯軸器的偏差位移則靠彈性元件的彈性來實現。彈性套柱銷聯軸器中的柱銷,如圖4,要注意與螺栓連接的區(qū)別,如圖3中凸緣聯軸器中的螺栓,都是連接左右聯軸器半體的連接件,左端都帶螺紋,與螺母旋和鎖緊,乍一看學生會以為是螺栓連接。螺栓是標準件,要求兩被連接件的厚度不大,頭部與螺母相對應比如都是六角頭;而圖中的柱銷是專用件,長度較長,頭部是簡單的圓柱。很多構件、機構的分類,經驗豐富的教師都可以引導學生找出本質的區(qū)別之處。
3.3 以相似同理來關聯知識
比如棘齒的單項性。項目5中的牙嵌式離合器,如圖5三角形牙牙嵌離合器,主動軸如圖示方向逆時針轉,可以帶動從動件轉動,而主動軸順時針轉則從動件不動,學生明白單向性原理很費周折。再學到項目8間歇運動機構中的棘輪機構,如圖6,教師可以引導學生應用項目5中掌握得單向性原理,分析得出:搖桿帶動主動棘爪逆時針方向擺動時,主動棘爪嵌入棘輪輪齒根部,推動棘輪逆時針方向轉過一定角度;搖桿順時針回擺時,主動棘爪在棘輪輪齒的齒背上劃過,棘輪靜止不動。同理,鉗工里的鋸條,如圖7,也可以引導學生分析得出:如圖安裝方向,手工鋸前推時切削,齒尖方向朝前。
4 《機械基礎》與其它課程間的關聯性教學
1)與《公差配合》的應用關聯。比如套筒滾子鏈,由5種構件組成:銷軸,套筒,滾子,內鏈板、外鏈板。其中,銷軸與套筒、套筒與滾子之間是間隙配合,銷軸與外鏈板、套筒與內鏈板是過盈配合。
2)與《金屬材料與熱處理》的應用關聯。零件與構件中“支撐件”軸與軸承,“傳動”中的齒輪、渦輪與蝸桿、帶輪、鏈輪等,都會介紹相關材料,學生很難學記。教師可以引導學生關聯《金屬材料與熱處理》,根據工作要求,不難概括得出:軸、齒輪、鏈輪、帶輪、蝸桿常常用優(yōu)質碳素結構鋼或合金鋼,而軸承,滾動軸承用滾動軸承鋼,滑動軸承(軸襯)則用合金,另外曲軸因結構復雜往往用球墨鑄鐵(鑄造),球墨鑄鐵的力學性能與優(yōu)質碳素結構鋼相當。
參考文獻
[1]《機械基礎》,王光勇主編,江蘇教育出版社。
[2]《機械基礎》,張國軍、周靜主編,北京理工大學出版社。
[3]《機械基礎》,欒學鋼、趙玉奇、陳少斌主編,高等教育出版社。