机械设计基础陈列柜在教学中的作用

机械设计基础是机械类专业的主干课程之一，是一门与生产实际紧密结合的技术基础课，其实用性强、涉及面广，是数控、模具、机制机械类学生学习的重要课程，起着桥梁和纽带作用。但由于大多数学校用于教学的教具和设备比较缺乏，导致教师讲课难度大。而机械设计基础陈列柜的引进能有效提高学习效率，改进教学方法，提高教学效果。
一、建立机械设计基础陈列柜的出发点

机械设计基础课程具有较强的理论性和实用性。它在培养机械类工程技术人才的过程中，具有增强学生的机械理论基础，提高学生对机械技术工作的适应性，培养其开发创新能力的作用。但由于机械设计基础课程是由机械原理和机械

零件两门课程综合而成，因此，学生常常感觉内容零散，系统性较差，概念抽象。尽管教师讲解很卖力，学生却听得云里雾里，与教师的期望有很大差距[1]。同时，随着教学改革的推进，原有课程的课时大幅压缩。如此，在学时减少、要求提高的情况下保证教学质量，成为一个突出的矛盾。要解决这个矛盾，一方面，学校的整个教学计划需要从培养目标出发，认真研究各门课程和各个环节的衔接配合，并加以改革；另一方面，要改革教学内容和教学方法，精选、更新教学内容，增加实践课时，设立综合训练课，增加课程的直观性、形象化和趣味性。建立机械设计基础陈列柜是作为改善教学辅助手段，提高课程内容的直观性，提高教学效果，节约学时，丰富知识面的措施之一而提出来的。

二、陈列柜的内容和作用

在学院购置的全套陈列柜由13 个单体陈列柜组成，由上下电动升降电脑控制主控台。该设备既可采用CD 解说遥控控制，声控同步进行演示，又可根据教学需要而选择单独运转演示。整套设备演示形象逼真，运行可靠，有效提升了教学的生动性、趣味性。现将各部分陈列柜陈列的内容与作用简述如下。

*柜：机器的组成及特征———内燃机、破碎机、缝纫机、运动副（低副、平面高副）。展出了几种典型的机械产品及运动副，通过这些产品了解机器的组成、特征，加深对运动副的理解。

第二柜：平面连杆机构———曲柄滑块机构、铰链四杆机构、惯性筛机构、机车车辆机构、鹤式起重机、曲柄摇块机构、曲柄摇杆机构的极位夹角、有急回特性的机构等。展示了多种连杆机构，通过这些机构了解四杆机构的基本形式及演化；生动形象地进行曲柄存在的条件、极位夹角、急回运动、传动角和死点等的演示。

第三柜：凸轮机构———内燃机配气机构、靠模车削机构、自动送料机构、分度转位机构、力锁合凸轮、形锁合凸轮。展示了多种凸轮机构，通过这些凸轮机构，可以形象直观地了解凸轮机构的组成、类型、特点及应用。

第四柜：间歇运动机构———棘轮机构（单、双动式）、槽轮机构（内、外啮合）、六角车、床上的槽轮机构、外（内）啮合不*齿轮机构、凸轮式间歇运动机构。展示了多种间歇运动机构，通过这些机构了解棘轮机构和槽轮机构的组成、工作原理、特点及应用，可以增强学生对学习内容的认识和理解，提高课堂教学效率。

第五柜：带传动———平带传动、V 带传动、带定期张紧装置、圆型带传动、同步带传动、V 带轮的4 种结构。展示了带传动的多种类型及各类张紧装置，通过这些实物了解带传动的组成、工作原理、特点、类型和应用及V 带轮的结构。

第六柜：螺纹联接和螺旋传动———螺栓联接、双头螺栓联接、螺钉联接、紧定螺钉联接、常用标准螺纹联接件、常用的防松方法、减载装置、螺旋千斤顶、机床刀架进给机构等。通过本柜的展示，可以了解联接的形式、螺纹联接的类型、应用场合、螺纹联接的预紧与防松方法。

第七柜:链传动———齿形链、双排滚子链、滚子链、滚子链接头型式、链轮结构、链传动的张紧。通过具体的实例来了解链传动工作原理、类型、滚子链结构。

第八柜:齿轮传动———内（外）啮合直齿圆柱齿轮传动、齿轮齿条传动、外啮合斜齿圆柱齿轮传动、人字齿轮传动、传递相交轴运动、传递交错轴运动（蜗杆蜗轮）。通过多种实物可以更好地了解齿轮机构的组成、特点、分类和应用。

第九柜：齿轮的基本性质———齿轮各部分的名称和符号、渐开线的形成、正确啮合条件、仿形法切制齿轮、展成法切制齿轮、轮齿折断、齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合、斜齿圆柱齿轮的受力分析、齿轮轴、实体式齿轮、腹板式圆柱（圆锥）齿轮、铸造轮辐式圆柱齿轮。通过这些实物模型，可以更直观地了解渐开线齿轮各部分名称、轮齿失效形式、渐开线的形成及其性质。通过对空间受力图的仔细观察分析，更容易理解掌握齿轮传动的受力，减少课堂讲授时间，同时对齿轮的结构形式的认识也更加清晰。

第十柜：齿轮系———定轴齿轮系、平面行星齿轮系、可变向的齿轮系、汽车后桥差速器、摆线针轮传动机构。通过不同类型轮系的展示，对轮系概念及其分类更易理解。

第十一柜：轴和轴毂联接———传动轴、直轴、曲轴、挠性钢丝轴、圆螺母定位、弹性档圈固定、紧定螺钉固定、平键联接、导向平键联接、楔键联接、半圆键联接、花键联接。通过本柜实物展示，可以很好地帮助学生掌握键联接的类型和功用，了解轴的各种类型和结构及轴上零件的定位方式。

第十二柜：轴承———调心球（滚子）轴承、圆锥滚子轴承、推力球轴承、深沟球轴承、角接触球轴承、圆柱滚子轴承、内圈轴向固定的常用方法、外圈轴向锁紧方法、整体式径向滑动轴承、剖分式径向滑动轴承。通过实物更易理解和掌握轴承内外圈轴向固定的常用方法，了解滑动轴承的结构形式。

第十三柜：其它常用零部件———凸缘、万向、齿轮联轴器、弹性（套）柱销联轴器、牙嵌式、磨擦式离合器、圆截面压缩（拉伸）弹簧、盘簧、圆截面扭转弹簧等。展示了多种联轴器、离合器及弹簧，通过这些实物了解常用联轴器、离合器和弹簧的功用和主要类型、结构、特点。

三、进一步完善和改进陈列内容，充分发挥陈列柜在教学中的作用

教师在开始上这门课时，带领学生从头到尾参观一次，以帮助学生了解本课程的概貌，明确任务和要求。让学生从思想上重视此课程，从而做到愿学、想学、认真学。教师列举日常生活中非常普遍的机器，如洗衣机、汽车发动机是如何工作的，陈列柜有什么机构、零件，先让学生发言讨论。对积极发言回答问题的学生给予赞扬与鼓励，增强学生的兴趣及自信心。在教学过程的各个环节又可以给学生进行展示，以配合课程教学。陈列柜放置在教室的四周，这样平时学生在课间休息及自习时随时都可以参观，十分方便。学生普遍反映，一些原来不易理解的运动关系、结构特点、工作原理等，通过参观陈列的实物，更容易理解了，而且印象特别深刻。学生普遍认为陈列柜是学习机械设计基础课程的一个好助手，不仅有利于培养动手能力，而且有利于拓展专业知识面。陈列柜建立后经常有许多学生在课间、课后参观，围着陈列柜讨论一些问题。而且设置了陈列柜后也给教学带来了许多方便，有了问题可以随时带领学生观看展出的模型和实物，对照实物进行讲解，学生更容易理解。另外，陈列柜的内容也应定期补充和更新，与时俱进，平时还要注意维护保养，这样才能充分发挥陈列柜在教学中的作用。