工科院校機械工程基礎(chǔ)實驗項目分析與開發(fā)

周 峰

（鹽城工學(xué)院機械優(yōu)集學(xué)院，江蘇 鹽城 224001）

21世紀(jì)要求高等工科院校培養(yǎng)更多高素質(zhì)、高能力、有開拓進取精神的創(chuàng)新型人才，而實驗教學(xué)是不可或缺的重要手段之一。實驗教學(xué)不僅僅是學(xué)生獲得知識的重要途徑，而且對培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)風(fēng)、實際工作能力、科學(xué)研究能力和創(chuàng)新能力及工程師應(yīng)具備的基本素質(zhì)都具有十分重要的作用。

一、機械工程基礎(chǔ)課程特點及內(nèi)容

機械工程基礎(chǔ)是普及機械和機械工程的基本知識、基本概念和基本內(nèi)容的課程。對文科類、管理類、計算機類、藝術(shù)設(shè)計類等專業(yè)具有開拓學(xué)生的視野、增加知識面、拓寬專業(yè)、提高學(xué)生的工程能力的作用；其任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生認識機械和機械工程的能力，是工科類非機械類專業(yè)具有工程特色，適應(yīng)高新科學(xué)技術(shù)社會發(fā)展的需要。機械工程基礎(chǔ)的內(nèi)容選擇是根據(jù)機械工程的基本內(nèi)容確定的。主要講授機械發(fā)展與人類社會進步的關(guān)系及機械工程發(fā)展的趨勢，介紹工程力學(xué)、工程材料、工程制圖的基本知識，簡述機械的組成原理與工作原理、常用機械零件強度、剛度的概念、機械產(chǎn)品的制造技術(shù)、液壓傳動和氣動技術(shù)的概念、現(xiàn)代設(shè)計方法等等內(nèi)容。學(xué)生通過對各部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)，了解機械及其產(chǎn)品從設(shè)計、制造到使用過程中需要哪些知識及其在機械產(chǎn)品中的地位和作用。

二、機械工程基礎(chǔ)實驗內(nèi)容分析

機械工程基礎(chǔ)實驗按照實驗課教學(xué)體系分為設(shè)計與制造工藝、檢測與分析、材料與性能三個部分。機械工程基礎(chǔ)實驗是一門獨立的實驗課程，所有實驗都在機械基礎(chǔ)課實驗教學(xué)示范中心進行。本實驗課與工程力學(xué)、工程制圖、機械原理、機械設(shè)計、工程材料及成型技術(shù)基礎(chǔ)、互換性與技術(shù)測量基礎(chǔ)等課程的理論教學(xué)相銜接。

1.實驗理論

（1）韌、脆性材料在受拉、受壓和扭轉(zhuǎn)時力學(xué)性能測試的原理和方法；電測法基本原理，單向、平面應(yīng)力狀態(tài)的靜態(tài)應(yīng)變測量與應(yīng)力計算的原理和方法；沖擊動荷系數(shù)測定的原理和方法；現(xiàn)代光彈測量的基本概念。（2）組合體模型的測量和組合體視圖及剖視圖的繪制方法和尺寸標(biāo)注方法，機械零件功能和結(jié)構(gòu)分析方法以及機械零件測繪方法和步驟，部件功能和結(jié)構(gòu)分析方法以及部件測繪方法和步驟。（3）機構(gòu)運動簡圖測繪與結(jié)構(gòu)分析，機械運動分析方法，漸開線齒輪范成加工原理，剛性轉(zhuǎn)子的動平衡原理，機械動力學(xué)，典型機械零件狀態(tài)測試，滑動軸承性能測試與分析的原理和方法，減速器結(jié)構(gòu)分析方法和步驟，各種典型機構(gòu)及典型機械的綜合分析方法。（4）金相顯微分析的原理和方法；試樣制備方法，F(xiàn)e-C狀態(tài)圖、C-曲線；表面強化原理和方法；焊接接頭顯微組織分析的原理和方法；力學(xué)性能（布氏硬度、洛氏硬度、顯微硬度、摩擦性能）測試的原理和方法。（5）機械加工完成后零件的尺寸誤差、形位誤差、表面粗糙度、螺紋幾何參數(shù)誤差的基本原理和方法；零件互換性所進行的必要的精密技術(shù)測量的原理和方法；測量數(shù)據(jù)的處理技術(shù)的原理和方法。

2.實驗教學(xué)

著重講授如何用科學(xué)的手段來完成理論的驗證；如何組織實驗、處理數(shù)據(jù)和分析實驗現(xiàn)象；介紹常用設(shè)備和儀器的原理、構(gòu)造和使用維護方法以及綜合實驗內(nèi)容的思路和方案設(shè)計等。

3.對學(xué)生能力培養(yǎng)的要求

（1）培養(yǎng)學(xué)生運用實驗原理和方法進行科學(xué)實驗的能力，即如何從實驗?zāi)康某霭l(fā)，根據(jù)什么原理，選擇何種實驗方案，配套哪些儀器設(shè)備，確定實驗程序從而獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)并得出正確的結(jié)論。（2）通過實驗熟悉常用儀器、設(shè)備的基本原理、結(jié)構(gòu)、性能；學(xué)會調(diào)試儀器和排除故障。同時，要培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，使學(xué)生的實驗技能進一步得到訓(xùn)練和提高。（3）通過本課程的學(xué)習(xí)，加深對相關(guān)理論課程教學(xué)內(nèi)容的理解，加固理論知識。（4）通過實驗過程以及完成實驗報告，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認真、實事求是的科學(xué)態(tài)度和一絲不茍的工作作風(fēng)。

三、實驗項目的設(shè)置

1.機構(gòu)運動參數(shù)測定與分析實驗

基本教學(xué)要求：初步了解電測機構(gòu)運動參數(shù)的基本原理，利用計算機對平面機構(gòu)動態(tài)參數(shù)進行采集、處理、實測、仿真比較優(yōu)化設(shè)計，分析機構(gòu)參數(shù)對機構(gòu)動態(tài)參數(shù)的影響。

2.機構(gòu)運動簡圖測繪與分析實驗

基本教學(xué)要求：掌握根據(jù)機械實物模型繪制機構(gòu)運動簡圖的技能；計算自由度、驗證機構(gòu)運動確定性；了解正確選擇長度比例尺方法。

3.軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計實驗

基本教學(xué)要求：熟悉和掌握軸的結(jié)構(gòu)與設(shè)計，軸上零件的常用定位與固定的技術(shù)方法，軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求與常用軸系結(jié)構(gòu)，為后續(xù)機械設(shè)計打下良好的基礎(chǔ)。

4.金相顯微分析法實驗（鐵碳合金平衡組織顯微分析）

基本教學(xué)要求：研究和了解鐵碳合金在平衡狀態(tài)下的顯微組織；分析含碳量對組織和性能的影響，初步掌握用組織相對量來估計碳鋼的大致含碳量；進一步熟悉顯微鏡的使用方法及組織示意圖的描繪技能。

通過對機械工程基礎(chǔ)實驗實驗項目的分析和開發(fā)，有利于促進學(xué)生的思考能力、動手能力、創(chuàng)新能力等各方面能力提高，提高了教學(xué)質(zhì)量，調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和求知欲望，達到本課程的實驗教學(xué)目的。

[1]郭躍周.面向知識經(jīng)濟改革實驗教學(xué)[J].實驗室研究與探索,2000(03).

[2]王世剛.機械原理與設(shè)計實驗[M].哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)出版社,2004.