中職數(shù)學(xué)在機(jī)械制造專業(yè)中的應(yīng)用探析

甘國軍??

摘要：對(duì)于中職院校機(jī)械制造專業(yè)的學(xué)生而言，數(shù)學(xué)是十分重要的課程內(nèi)容，且其對(duì)于機(jī)械制造專業(yè)課程學(xué)習(xí)也有著重要的幫助。所以，加強(qiáng)對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)在機(jī)械制造專業(yè)學(xué)習(xí)中的應(yīng)用研究是十分必要的。本文簡(jiǎn)要就中職數(shù)學(xué)中的圓、三角函數(shù)以及勾股定理等知識(shí)點(diǎn)在機(jī)械制造專業(yè)學(xué)習(xí)中的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行分析，以期為廣大機(jī)械制造專業(yè)的學(xué)生提供數(shù)學(xué)知識(shí)有效應(yīng)用的參考。

關(guān)鍵詞：中職；數(shù)學(xué)；機(jī)械制作；應(yīng)用方法

一、 引言

中職院校學(xué)生在實(shí)際學(xué)習(xí)過程中，往往會(huì)將專業(yè)課程學(xué)習(xí)放在重點(diǎn)位置，忽略了數(shù)學(xué)課程學(xué)習(xí)的重要性，甚至存在著一定的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)抵觸情緒。這不僅是由于中職院校學(xué)生本身的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)較差，缺乏學(xué)習(xí)自信心，同時(shí)也由于大多數(shù)學(xué)生都難以理解數(shù)學(xué)課程學(xué)習(xí)與機(jī)械制造專業(yè)學(xué)習(xí)之間的關(guān)系。所以其在數(shù)學(xué)課程學(xué)習(xí)過程中存在抵觸，難以對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)合理應(yīng)用。

二、 “圓”在機(jī)械制造專業(yè)中的應(yīng)用

“圓”作為中職數(shù)學(xué)課程中的重要內(nèi)容，在機(jī)械制造專業(yè)中的應(yīng)用是十分廣泛的，且其主要分為以下幾方面內(nèi)容。其一，在機(jī)械制造專業(yè)中的切削運(yùn)動(dòng)速度學(xué)習(xí)中，要對(duì)切削速度進(jìn)行計(jì)算就應(yīng)當(dāng)積極結(jié)合圓的周長(zhǎng)計(jì)算公式來進(jìn)行運(yùn)算，用機(jī)械外圓周長(zhǎng)和工件的轉(zhuǎn)動(dòng)速度相乘，就工件在單位時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度進(jìn)行表示，這樣可快速地進(jìn)行運(yùn)動(dòng)速度的求證。這主要是由于工件在被加工的過程中會(huì)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，而其旋轉(zhuǎn)過程中所形成的運(yùn)動(dòng)軌跡其實(shí)是圓，所以在進(jìn)行加工削切速度計(jì)算時(shí)可運(yùn)用該知識(shí)點(diǎn)展開。

其二，在圓弧連接的學(xué)習(xí)過程中也需要數(shù)學(xué)圓的知識(shí)作為基礎(chǔ)。圓弧連接是機(jī)械制造制圖中的重要內(nèi)容，其主要是指在已知半徑的情況下就線段或者圓弧進(jìn)行連接。為保證連接的光滑度，學(xué)生應(yīng)當(dāng)積極利用圓的相切知識(shí)進(jìn)行連接，根據(jù)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)來確定圓弧連接的圓形位置與切點(diǎn)的位置，方便圓弧連接的操作。在此之后再根據(jù)圓的性質(zhì)來進(jìn)行弧連接。

三、 “三角函數(shù)”在機(jī)械制造專業(yè)中的應(yīng)用

機(jī)床與機(jī)械制造工具應(yīng)用的過程中常常會(huì)涉及圓錐面的配合操作，例如機(jī)床的主軸錐孔和前頂尖錐柄之間的相互配合，學(xué)生需要就圓錐的半角進(jìn)行計(jì)算，例如，當(dāng)存在外圓錐為D（最大圓錐直徑）=70 mm，d（最小圓錐直徑）=60 mm，L（圓錐長(zhǎng)度）=100 mm，學(xué)生可采用數(shù)學(xué)中的三角函數(shù)的方式以及近似法的方式進(jìn)行圓錐半角的計(jì)算。當(dāng)運(yùn)用三角函數(shù)知識(shí)計(jì)算時(shí)，學(xué)生可直接根據(jù)公式進(jìn)行求解，即：tanα2-D-d2L-70-60200-0.05，即可最終求出該圓錐半角的大小。而利用近似法進(jìn)行問題解決則需要進(jìn)行多個(gè)圓錐半角的轉(zhuǎn)換，計(jì)算難度更高，且容易出現(xiàn)計(jì)算失誤。由此可見，將數(shù)學(xué)的三角函數(shù)知識(shí)，尤其是邊角關(guān)系知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際的機(jī)械制造專業(yè)當(dāng)中，能更加方便地進(jìn)行工件尺寸以及工件角度的計(jì)算。

又如常見的應(yīng)用例題“當(dāng)前存在某V形導(dǎo)軌，且該V形的角度大小為80度，槽下底的寬度大小為36 mm，兩底之間處距離長(zhǎng)度為17 mm，嘗試求出槽底x?！?/p>

在進(jìn)行該問題解決時(shí)，學(xué)生可運(yùn)用三角函數(shù)展開，由圖可知槽底并不能與三角形構(gòu)成直接性的聯(lián)系。但是在對(duì)問題進(jìn)一步分析之后，可以觀察得出圖中的CE=BF，并且BF=AF-AB。在該關(guān)系式中，AF已知，所以AB為解題關(guān)鍵。根據(jù)V形角度大小為80度可以分析得知∠ACB的大小為40度，所以可將該問題直接轉(zhuǎn)化為正切值進(jìn)行直角邊的計(jì)算。

圖1

四、 “勾股定理”在機(jī)械制造專業(yè)中的應(yīng)用

勾股定理是重要的數(shù)學(xué)知識(shí)，其能就多種幾何圖形問題進(jìn)行解決。而機(jī)械制造專業(yè)中所涉及的多種零部件的平面圖也都屬于幾何圖形。所以，學(xué)生在專業(yè)學(xué)習(xí)過程中加強(qiáng)對(duì)勾股定理的應(yīng)用是十分必要的。

例如當(dāng)存在某一軸上銑平面的直徑大小為d=120 mm，當(dāng)銑削的切削深度為20 mm時(shí)，計(jì)算該平面的實(shí)際寬度是多少？

通常在進(jìn)行該類問題計(jì)算時(shí)，圖像會(huì)對(duì)學(xué)生的解題思維造成較大的影響，在這種情況下就可將該實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)理論問題，實(shí)現(xiàn)實(shí)際問題計(jì)算難度的降低。雖然平面求寬的問題與圓的關(guān)系不大，但是根據(jù)圓的概念進(jìn)行分析可以知道圓的直徑將垂直平分弦，而該問題中的平面寬度則與該弦的長(zhǎng)度相同，即x=2BC。而BC是直角三角形OBC的邊。這樣就直接將求出平面寬度的題目轉(zhuǎn)化成了在數(shù)學(xué)問題中就三角形的邊進(jìn)行計(jì)算的問題，簡(jiǎn)化了問題難度，學(xué)生也不至于抓不住問題解決的關(guān)鍵。所以，之后就可利用勾股定理來就線段BC的長(zhǎng)度進(jìn)行求解，從而計(jì)算出平面的寬度。

圖2

以上即為當(dāng)前機(jī)械制造專業(yè)學(xué)習(xí)中的常見數(shù)學(xué)知識(shí)的應(yīng)用，學(xué)生在應(yīng)用過程中可以發(fā)現(xiàn)，機(jī)械制造專業(yè)看似獨(dú)立存在的知識(shí)體系當(dāng)中，其實(shí)包含著大量的數(shù)學(xué)知識(shí)內(nèi)容。而部分計(jì)算性要求較強(qiáng)的專業(yè)知識(shí)解決也只有通過數(shù)學(xué)知識(shí)作為工具才能得到解決。例如機(jī)械制造中涉及的零件的強(qiáng)度大小制定、機(jī)械設(shè)備的齒輪傳動(dòng)運(yùn)用、切削用量情況以及機(jī)械制造成本等問題解決中，都需要數(shù)學(xué)知識(shí)作為解決的基礎(chǔ)工具。

五、 結(jié)語

對(duì)于機(jī)械制造專業(yè)的學(xué)生來說，數(shù)學(xué)課程的學(xué)習(xí)是十分重要的，其中所涵蓋的大量知識(shí)點(diǎn)都能在專業(yè)學(xué)習(xí)過程中發(fā)揮重要的作用，尤其是部分專業(yè)知識(shí)理解的基礎(chǔ)性內(nèi)容。所以，中職學(xué)生應(yīng)當(dāng)首先明確實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)課程學(xué)習(xí)的重要性，提高數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的積極性，并在這基礎(chǔ)上明確圓、三角函數(shù)以及解析幾何等多方面數(shù)學(xué)知識(shí)的切實(shí)應(yīng)用。

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作者簡(jiǎn)介：

甘國軍，廣西壯族自治區(qū)靖西市，廣西靖西市職業(yè)技術(shù)學(xué)校。endprint