機(jī)械設(shè)計(jì)課程中螺紋聯(lián)接部分的教學(xué)方法

摘 要：機(jī)械設(shè)計(jì)課程作為專業(yè)基礎(chǔ)課，螺紋聯(lián)接部分則是該課程的主要內(nèi)容，在實(shí)際教學(xué)中占據(jù)著重要地位。螺紋聯(lián)接內(nèi)容看似簡(jiǎn)單，實(shí)則教學(xué)效果提升難度極大。本文中聯(lián)系教學(xué)情況，詳細(xì)分析提高螺紋聯(lián)接教學(xué)質(zhì)量的措施。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)；螺紋聯(lián)接；優(yōu)化措施

機(jī)械設(shè)計(jì)中聯(lián)接設(shè)計(jì)是主要內(nèi)容，常用的聯(lián)接方式較多，螺紋聯(lián)接是最重要也是最常見(jiàn)的聯(lián)接方式，幾乎所有的機(jī)械設(shè)備上都運(yùn)用螺紋聯(lián)接，也是典型的緊固件，這也是機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)中的主要內(nèi)容，本文就此展開(kāi)論述。

一、 市場(chǎng)機(jī)械人才的需求

隨著國(guó)家扶持力度加大，我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)呈現(xiàn)出勃勃生機(jī)，大量機(jī)械類企業(yè)出現(xiàn)，在推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展上發(fā)揮著重要作用。機(jī)械行業(yè)迅猛發(fā)展，意味著大量人才缺口的出現(xiàn)。

各類機(jī)械企業(yè)為了拓展市場(chǎng)，不斷擴(kuò)大自身規(guī)模，需要大量從事一線工作的高素質(zhì)技術(shù)人才與設(shè)計(jì)人才。為了深入了解行業(yè)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)人才需求，本文中通過(guò)登錄大型國(guó)有企業(yè)官方網(wǎng)站了解招聘計(jì)劃、實(shí)地走訪公司了解需求及召開(kāi)畢業(yè)生座談會(huì)了解畢業(yè)生發(fā)展情況與對(duì)人才培養(yǎng)的意見(jiàn)。最后認(rèn)為，應(yīng)該提高人才培養(yǎng)的整體素質(zhì)與專業(yè)能力，提高團(tuán)隊(duì)意識(shí)與職業(yè)道德。本文中以螺紋聯(lián)接為切入點(diǎn)，分析教學(xué)現(xiàn)狀。

二、 螺紋聯(lián)接教學(xué)存在問(wèn)題分析

機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)中螺紋聯(lián)接教學(xué)現(xiàn)狀不甚理想，主要問(wèn)題表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)。

（一） 教學(xué)內(nèi)容問(wèn)題

機(jī)械設(shè)計(jì)課程內(nèi)容較多，涉及各方面的內(nèi)容，內(nèi)容構(gòu)成復(fù)雜，特別隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展不斷出現(xiàn)新的技術(shù)。教師為了完成教學(xué)任務(wù)要從繁雜的內(nèi)容選擇合適內(nèi)容，未考慮實(shí)用性內(nèi)容，造成課堂知識(shí)量過(guò)大，學(xué)生忙于應(yīng)付各類知識(shí)，教學(xué)質(zhì)量并不理想。

（二） 教學(xué)方法問(wèn)題

教學(xué)方法選擇時(shí)以教為主，并不重視實(shí)踐教學(xué)。雖然不斷創(chuàng)新教學(xué)手段，但這些教學(xué)方法實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中存在一些問(wèn)題。如，多媒體教學(xué)法應(yīng)用時(shí)，學(xué)生完全處于被動(dòng)狀態(tài)，師生之間缺乏交流，學(xué)生缺少或沒(méi)有時(shí)間進(jìn)行獨(dú)立思考。這就需要專業(yè)課程創(chuàng)新教學(xué)方法時(shí)充分考慮實(shí)際情況，提高教學(xué)質(zhì)量。

（三） 教材并不合適

教材作為教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)，是確保教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵，也是教學(xué)內(nèi)容的直接反映。但近年來(lái)，機(jī)械設(shè)計(jì)教材內(nèi)容幾乎一成不變，嚴(yán)重缺乏創(chuàng)新性和前瞻性，對(duì)于當(dāng)前新技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生了嚴(yán)重阻礙，對(duì)于學(xué)生專業(yè)技能的培養(yǎng)也產(chǎn)生了一定的滯后性。而且這些教材中，很多內(nèi)容都不適宜學(xué)生的培養(yǎng)和學(xué)習(xí)，過(guò)于偏向理論化，缺乏課程實(shí)踐，導(dǎo)致理論與實(shí)踐嚴(yán)重脫節(jié)。

三、 螺紋聯(lián)接部分的教學(xué)方法分析

本文中詳細(xì)分析螺紋聯(lián)接部分教學(xué)中的優(yōu)化措施，提高螺紋聯(lián)接教學(xué)質(zhì)量，具體措施如下。

（一） 明確本部分教學(xué)邏輯

教學(xué)核心內(nèi)容是螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算，其關(guān)鍵在于掌握螺紋使用過(guò)程中的失效形式及計(jì)算最大受力，因此教學(xué)要圍繞強(qiáng)度計(jì)算開(kāi)展；明確螺紋強(qiáng)度計(jì)算方法；建立明確的單個(gè)螺栓與螺栓組聯(lián)結(jié)的強(qiáng)度計(jì)算；選擇合適的教學(xué)方法，幫助學(xué)生聯(lián)系各方面知識(shí)，重點(diǎn)教授設(shè)計(jì)思想與方法，計(jì)算公式只是進(jìn)一步理解設(shè)計(jì)的載體。通過(guò)明確教學(xué)目標(biāo)與構(gòu)建基本邏輯關(guān)系，教學(xué)過(guò)程中圍繞教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行，通過(guò)上述邏輯讓學(xué)生將各部分知識(shí)聯(lián)系起來(lái)，促進(jìn)教學(xué)效果提升。

（二） 螺栓聯(lián)結(jié)強(qiáng)度計(jì)算

上文中已經(jīng)陳述過(guò)螺栓聯(lián)結(jié)強(qiáng)度計(jì)算方法是核心內(nèi)容。通常情況下螺紋失效表現(xiàn)為三種形式：塑性變形、斷裂及疲勞斷裂，螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度僅計(jì)算針對(duì)斷裂失效的強(qiáng)度而言。這部分內(nèi)容可以按照“手拉送螺栓聯(lián)結(jié)-僅受預(yù)緊力的螺栓連接-同時(shí)受預(yù)緊力和工作載荷的螺栓連接-受剪螺栓-螺栓組聯(lián)接”順序進(jìn)行，逐步推進(jìn)，提高教學(xué)質(zhì)量。

（三） 具體教學(xué)方法分析

1. 螺栓基本性能教學(xué)。講解螺紋形成原理引出基本幾何形狀與參數(shù)，同時(shí)讓學(xué)生明白絕大多數(shù)螺紋以米制單位為準(zhǔn)，但也要告訴常見(jiàn)的英制螺紋種類，螺紋牙形的種類，每個(gè)種類應(yīng)用范圍。本部分的教學(xué)主要為學(xué)生學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)，讓學(xué)生初步了解螺紋型號(hào)、牙形及精度等級(jí)。

2. 擰緊過(guò)程性能教學(xué)。通過(guò)分析螺紋擰緊過(guò)程的力學(xué)性能，明白擰緊螺栓過(guò)程中要注意的問(wèn)題。如擰緊力矩過(guò)大造成螺紋斷裂的原因，螺栓直徑過(guò)小不適宜采用擰緊聯(lián)接方式。全面講解螺紋聯(lián)接的方法，以力學(xué)分析為切入點(diǎn)，引出螺紋聯(lián)接通?？梢詫?shí)現(xiàn)自鎖但為何還要考慮防松問(wèn)題，介紹常用方法，通過(guò)示意圖的方式解釋每種方法；介紹螺紋聯(lián)接使用時(shí)常見(jiàn)失效形式，分析失效原因；交代螺栓組使用時(shí)注意事項(xiàng)，介紹成組使用的原因等內(nèi)容。通過(guò)本部分講解，讓學(xué)生懂得設(shè)計(jì)過(guò)程中如何采取保護(hù)措施，提前預(yù)見(jiàn)失效形式，遵守設(shè)計(jì)規(guī)范。

3. 螺栓性能改進(jìn)方法。本部分教學(xué)較為重要，也是學(xué)生后期設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。雖然螺栓聯(lián)接是標(biāo)準(zhǔn)件，但設(shè)計(jì)設(shè)備時(shí)要采取有效措施提高強(qiáng)度。提高螺栓聯(lián)接疲勞強(qiáng)度通過(guò)降低螺栓剛度與增加被聯(lián)接件的剛度實(shí)現(xiàn)，介紹幾種可行的提高疲勞強(qiáng)度的方法；全面分析螺紋牙擰緊過(guò)程的受力，給出螺紋牙齒受力分布的變化規(guī)律，讓其明白螺紋旋進(jìn)8-10圈后不再受力，給出讓螺紋牙齒受力均勻的措施與方法；借助完善的結(jié)構(gòu)示意圖，闡述附加載荷作用下螺紋的力學(xué)行為，明確附加載荷帶來(lái)的危害與影響，給出具體的解決或消除影響的方法。這部分的教學(xué)應(yīng)使學(xué)生在設(shè)計(jì)機(jī)械裝備時(shí)，能夠主動(dòng)地采取措施從均勻螺紋受力、調(diào)整螺栓與被聯(lián)接件的剛度搭配、避免附加載荷等幾個(gè)方面提升螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度。

通過(guò)這些針對(duì)性的教學(xué)方法，進(jìn)一步提高螺紋聯(lián)接部分教學(xué)質(zhì)量，為學(xué)生后期奠定基礎(chǔ)。

四、 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，螺紋聯(lián)接作為重要的機(jī)械聯(lián)接形式，做好相關(guān)教學(xué)工作具有現(xiàn)實(shí)意義。具體教學(xué)過(guò)程中要不斷打破常規(guī)，創(chuàng)新教學(xué)方法，活躍課堂氛圍，進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量。希望通過(guò)本文論述，推進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)質(zhì)量提升。

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作者簡(jiǎn)介：

韓茂波，黑龍江省哈爾濱市，黑龍江農(nóng)墾科技職業(yè)學(xué)院。endprint