淺談《機械基礎(chǔ)》的關(guān)聯(lián)性教學(xué)

項飛燕

摘 要：如何在《機械基礎(chǔ)》教學(xué)中采用關(guān)聯(lián)性教學(xué)，提高學(xué)習(xí)效率，本文做出一些初步探討。

關(guān)鍵詞：機械基礎(chǔ)；關(guān)聯(lián)；運用；區(qū)別；相似

《機械基礎(chǔ)》是機械類及工程技術(shù)類相關(guān)專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)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(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

1 我校數(shù)模專業(yè)《機械基礎(chǔ)》開設(shè)現(xiàn)狀

我校數(shù)模專業(yè)現(xiàn)在采用的《機械基礎(chǔ)》，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(chǔ)》分為四大塊內(nèi)容：工程力學(xué)基礎(chǔ)，零件與構(gòu)件，機構(gòu)，傳動（機械傳動、液壓與氣壓傳動）；而其它版本的《機械基礎(chǔ)》，如高教出版社出版欒學(xué)鋼等人主編的版本，又如北京理工大學(xué)出版社出版張國軍、周靜主編的版本，一般包含六大塊內(nèi)容，與我?，F(xiàn)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(nèi)容。我?！稒C械基礎(chǔ)》，數(shù)模專業(yè)班級分兩個學(xué)期開設(shè)，第二學(xué)期同時開設(shè)《公差配合》與《金屬材料與熱處理》，這兩門課對數(shù)模專業(yè)學(xué)生很重要，因此從知識體系完整性來說，數(shù)模專業(yè)選用現(xiàn)版本《機械基礎(chǔ)》并另外開設(shè)《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(nèi)容版本，簡單了解材料、公差內(nèi)容。各種版本的《機械基礎(chǔ)》，內(nèi)容多，理論多，可動手的少，要想學(xué)生學(xué)有所成，本人覺得教學(xué)中可以多運用關(guān)聯(lián)性教學(xué)。

2 《機械基礎(chǔ)》采用關(guān)聯(lián)性教學(xué)的意義

首先，可以理清《機械基礎(chǔ)》十五章內(nèi)容，如圖1，同時可以加強各章節(jié)內(nèi)容之間的聯(lián)系，學(xué)習(xí)新知識復(fù)習(xí)舊知識，加深印象，提高學(xué)習(xí)效率。其次，可以加強《機械基礎(chǔ)》與《機械制圖》、《公差配合》、《金屬材料》等課程之間的聯(lián)系，如圖2，學(xué)生逐步認(rèn)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(xué)習(xí)習(xí)慣。

3 《機械基礎(chǔ)》各章節(jié)內(nèi)容的關(guān)聯(lián)性教學(xué)

3.1 以應(yīng)用來關(guān)聯(lián)知識

1）靜連接的應(yīng)用關(guān)聯(lián)。鍵、銷、螺紋連接件，在構(gòu)件（或零件）、機構(gòu)、機械傳動的章節(jié)中，會出現(xiàn)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(gòu)件或零件，運用了哪些連接件，這樣學(xué)生能加深記憶，同時也使學(xué)生慢慢學(xué)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(gòu)件中的聯(lián)軸器、離合器與制動器；凸輪機構(gòu)中的凸輪，間歇運動機構(gòu)機構(gòu)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(lián)軸器，左右兩根軸與半聯(lián)軸器間都是采用鍵連接，軸正中間就是鍵。

2）力學(xué)基礎(chǔ)知識的應(yīng)用關(guān)聯(lián)。平面四桿機構(gòu)的特性之一“死點”位置的分析，就用到靜力學(xué)基礎(chǔ)里面的“二力構(gòu)件”相關(guān)知識，當(dāng)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(gòu)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(zhuǎn)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(yīng)用到力學(xué)基礎(chǔ)知識。聯(lián)軸器等輪轂類構(gòu)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(xué)性能。

3.2 以對比來關(guān)聯(lián)知識

聯(lián)軸器按構(gòu)造與功能不同可以分為剛性聯(lián)軸器和撓性聯(lián)軸器。剛性聯(lián)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(lián)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(lián)軸器按位移實現(xiàn)方式可分為無彈性元件撓性聯(lián)軸器、有彈性元件撓性聯(lián)軸器。經(jīng)驗豐富的教師換個角度看問題，可以發(fā)現(xiàn)無彈性元件撓性聯(lián)軸器的各種偏差位移靠運動副來實現(xiàn)：滑塊聯(lián)軸器，兩半聯(lián)軸器上的凹槽與中間十字滑塊，形成兩個移動副；萬向聯(lián)軸器，就是轉(zhuǎn)動副；齒輪聯(lián)軸器是齒輪副。有彈性元件撓性聯(lián)軸器的偏差位移則靠彈性元件的彈性來實現(xiàn)。彈性套柱銷聯(lián)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(lián)軸器中的螺栓，都是連接左右聯(lián)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(xué)生會以為是螺栓連接。螺栓是標(biāo)準(zhǔn)件，要求兩被連接件的厚度不大，頭部與螺母相對應(yīng)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(gòu)件、機構(gòu)的分類，經(jīng)驗豐富的教師都可以引導(dǎo)學(xué)生找出本質(zhì)的區(qū)別之處。

3.3 以相似同理來關(guān)聯(lián)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(zhuǎn)，可以帶動從動件轉(zhuǎn)動，而主動軸順時針轉(zhuǎn)則從動件不動，學(xué)生明白單向性原理很費周折。再學(xué)到項目8間歇運動機構(gòu)中的棘輪機構(gòu)，如圖6，教師可以引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)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(zhuǎn)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(dǎo)學(xué)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(chǔ)》與其它課程間的關(guān)聯(lián)性教學(xué)

1）與《公差配合》的應(yīng)用關(guān)聯(lián)。比如套筒滾子鏈，由5種構(gòu)件組成：銷軸，套筒，滾子，內(nèi)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(nèi)鏈板是過盈配合。

2）與《金屬材料與熱處理》的應(yīng)用關(guān)聯(lián)。零件與構(gòu)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(guān)材料，學(xué)生很難學(xué)記。教師可以引導(dǎo)學(xué)生關(guān)聯(lián)《金屬材料與熱處理》，根據(jù)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(zhì)碳素結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)復(fù)雜往往用球墨鑄鐵（鑄造），球墨鑄鐵的力學(xué)性能與優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼相當(dāng)。

參考文獻

[1]《機械基礎(chǔ)》，王光勇主編，江蘇教育出版社。

[2]《機械基礎(chǔ)》，張國軍、周靜主編，北京理工大學(xué)出版社。

[3]《機械基礎(chǔ)》，欒學(xué)鋼、趙玉奇、陳少斌主編，高等教育出版社。