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行星齿轮减速机测量在实验教学中存在的问题

编辑:正名机械发布时间:2019-03-15

1 哈尔滨工程大学的拆装实验是面向全校三年级本科生开设的机械基础实验,每年承担全校船舶设计、工程力学、飞行器技术、轮机工程、核工程与核技术、机械设计及自动化等11个专业近3000人次的实验教学工作,实验对象有机械类学生,也有近机械类学生,而传统实验从体系结构到内容、方法和手段上均已不能满足不同专业、不同层次学生教学要求,也不能满足现代社会对复合型、创新型机械设计人材的需要。因此,从2004年以来,我们开始对传统的拆装与测量实验进行全面的改革。拆装与测量实验教学改革方向是:改革实验内容,根据不同层次的学生设置不同的实验内容,力求达到实验内容的综合性、设计性的特点;改革实验教学手段,将网络教学、多媒体教学应用到实验教学中;改革教学时间,实验室根据教学特点实行灵活多样的开放形式,不同层次学生可根据需要自主选择实验时间。经过近4年的实验教学改革与实践,在培养学生综合运用各学科的理论知识解决工程实践中的实际问题的能力上及培养有创新能力的机械设计人材上取得了良好的效果。 


  2 实验教学改革方案(fāng àn)
  2.1 优化(optimalize)分层的实验内容
  传统的实验(experiment)内容以验证性为主,不但要告诉实验方法,甚至还把实验步骤写的清清楚楚,学生既不用预习,也不用思考,照着实验指导书完成就可以了。行星齿轮减速机又称为行星减速机,伺服减速机。在减速机家族中,行星减速机以其体积小,传动效率高,减速范围广,精度高等诸多优点,而被广泛应用于伺服电机、步进电机、直流电机等传动系统中。其作用就是在保证精密传动的前提下,主要被用来降低转速增大扭矩和降低负载/电机的转动惯量比。对不同层次的学生用一样的教材、一样的实验报告、一样的要求。不管是机械类的学生,还是近机械类的学生;不管是学过的,还是没学过的。
  造成了机械类的学生认为该实验过于简单而近机械类的学生还没有听懂的奇怪现象。很多学生既不会设计实验,观察、分析问题(Emerson)的能力也没有得到提高。针对这些问题,我们首先从实验内容上进行改革,分层次设置实验内容,将单一的验证性实验分为综合性实验、设计性实验和研究(research)实验三个层次,不仅丰富了实验内容,而且真正对学生的科研设计能力和综合素质起到很好锻炼作用。
  第一是综合实验,该层次主要对全校近机械类学生开设,培养学生的基本技能和实践动手能力。行星齿轮减速机相对其他减速机,行星减速机具有高刚性,高精度(单级可做到1分以内),高传动效率(单级在97%-98%),高的 扭矩/体积比,终身免维护等特点。实验课前,针对学生基础知识相对较弱的特性,相应增加了预习内容,要求学生在实验前通过查资料了解的结构、工作原理及附件的作用,完成预习报告。实验课上,学生在完成主要零件测绘的同时,我们还总结了几十个方面的共性的问题进行互动讨论,如的高速轴采用斜齿轮?为什么有些轴套设计成阶梯形?你拆装的采用几种密封形式等等,通过这些问题的讨论,使学生从思考设计问题入手,简单了解的设计过程,切实提高了学生的工程综合能力和研究(research)创新能力。
  第二是设计实验,该层次(机构的等级)主要对全校机械类学生开设,我们把实验与机械设计的课程设计结合起来,注重以模拟(定义:对真实事物或者过程的虚拟)设计方式组织教学,学生带着设计中的问题进行实验,在实验中,学生通过(tōng guò)对进行有目的的观察、测量、分析,提出完整的解决方案,而教师在实验过程中的作用是指导和及时提供知识(zhī shí)上的帮助,提高了学生的创新设计能力。同时为提高学生科研结果的表达能力,我们将过去沿用多年的实验报告改为论文习作。在指导学生搜集整理资料(Means)、归纳分析实验数据、正规清晰表达实验结论基础上,要求实验结束后,学生以论文形式完成实验表达。我们将根据学生对课堂内外所掌握的知识、能力进行成绩评定。这种问题式的学习模式,使学生的思维处于非常活跃(Active)的状态,实验过程中常常出现争论不休的场面,极大的激发了学生探索问题兴趣,在思考问题的过程中培养了学生的创新设计能力。
  第三是研究(research)性实验(experiment),该层次(机构的等级)主要对课外兴趣小组的学生,重点(zhòng diǎn)培养能力较强的学生作感兴趣的研究和参加(cān jiā)各种竞赛活动。如学生通过(tōng guò)对中的零件进行测绘、建模、三维设计、最后加工出作品这样一个完整的设计加工过程,学习三维设计、数控加工等前沿技术。加强了学生的创新意识和能力的培养,同时也有利于促进促进教师业务水平的提高和实验室的建设和发展。
  2.2 丰富多彩的教学形式
  在实验教学过程中,我们特别注重实验室环境布置,让学生一进实验室就好比进入了一个的世界。在实验室的环境布置上,为了充分体现教学氛围,我们自制了文字、图片和教学挂板,介绍的分类、发展趋势(trend)、加工过程及设计方法。这些文字、图片和挂板简单明了,开扩了视野,加深了学生们对的感性认识。另外我们还开发了多媒体教学课件,这些课件穿插了一些动画效果,既生动形象,又扣人心弦,学生们可以在网上观看完整的实验演示,让学生心中有数,以求达到预期效果。这些措施提高学生的学习兴趣,拓展延伸了实验教学空间,也为实验室开放创造了有利的条件。
  2.3 活多样的开放模式
  传统的拆装与测量实验(experiment)是在固定的时间内、学生按固定的操作步骤、相同的实验内容进行实验。这种传统的教学模式,不利于培养的动手实践能力,限制了学生学习的主动性。将拆装与测量实验全面开放,构建一个在时间、空间和内容等各方面的开放实验平台,在教学方式和手段上为学生创造良好的学习环境,以激发(excite affected)学生的创造力和主动学习精神,培养学生的科研意识和工程设计能力。
  首先,在实验(experiment)内容的改革中,已经将实验内容划分为综合实验、设计实验和研究实验。在综合实验教学中,实行整班预约,固定时间开放的有限开放模式(pattern)。在保证教学计划的同时,方便了学生作实验。对于设计性实验,结合课程设计的特点,实行在课程设计期间全面开放。学生根据自己在课程设计中存在的问题在任意时间预约进行实验,而且如果需要,可多次重复(repeat)实验,这样给学生更多的选择自由。而对于研究性实验,课外科技活动小组学生可根据需要定期开展活动。学生可在实验室没课的任意时间进入实验室,针对自己选定的研究课题,进行探索性实验。
  以上实验室开放的措施(指针对问题的解决办法),一方面极大激发了学生的学习热情,培养了学生的实践动手能力、设计能力及科研能力。齿轮减速机是我国广泛运用在华东地区、华东地区、用于塔引入式起重机机械的回转机构,广泛应用于冶金、矿山、起重、运输、水泥、建筑、化工、纺织、印染、制药等领域。另一方面,大大提高了实验设备利用率和设备投资效益。
  3 结束语
  拆装与测量实验(experiment)教学改革,分层设置实验网站内容、改革教学方式及开放实验室,为传统的机械基础实验教学增添了充满活力的元素,对培养学生的创新思维、全面能力和综合素质,对建立多样化教学模式,对挖掘学生的创新潜能(Potential)都具有很好的作用。但机械基础实验教学是一项系统工程,还需要进一步整合实验项目,在教学模式,指导方法、评价体系以及实验室管理模式等方面进行更深的探索,等待我们的是进一步拓宽思维,打破定势,通过大胆设想和科学创新,实现机械基础实验教学改革大的跨跃。



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