机械设计
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0.4 本课程的特点

本课程具有以下特点:

(1)系统性。本课程为工程技术课程,与科学理论性课程(如物理、理论力学)的系统不同。

工程技术课程:从满足社会的某种需要出发,经过研究和分析求得解决方案,利用物理、化学或生物学原理设计出满足需要的新型机械,最后得到适合社会要求的产品。

科学理论性课程:从某种自然现象出发,提出一种理论或假说,用实验研究或理论分析的方法,证明该理论的正确性,从而确定该理论或自然规律,最后把该理论用于解决实际问题。

如“机械设计”课程就是以“如何设计××零件”为题,组织各章的内容的。初学本课程的学生,不理解这一点,总想按力学或物理学的思考方法理解本课程,就感到它“太零碎”“没有系统”,影响了对本课程的学习。

(2)综合性。在解决零部件设计问题时会遇到各种问题,因此需要具有广泛的知识基础,如力学、摩擦学、材料学、机械原理、机械制图、机械制造工艺、互换性与技术测量,甚至物理、化学、生物学等。有时还要根据工作需要进行学习,扩展知识。

(3)工程性。解决工程问题常常必须进行必要的简化,这些方法是简单有效的,但是初学工程设计课程时对此常有一些不习惯。实际上进行必要的简化,建立合理可用的物理模型和数学模型是解决设计问题的一个重要的方法。这些处理工程设计问题的方法是有典型意义的。计算方法与生产发展密切联系,一个零件可能有多种计算方法。例如,齿轮强度计算,最初齿轮用铸铁等材料制造,按轮齿的弯曲强度计算;采用软齿面钢材时,齿面接触疲劳强度成为主要的计算方法;以后大量采用硬齿面,胶合强度成为计算必须考虑的条件;随着齿轮强度的提高,减速器的尺寸减小,发热成为重要问题,热功率计算方法已经用于齿轮设计。又如轴常用的强度计算方法有3种,本书都有介绍,它们适用于不同的载荷情况,轴的计算精度要求和重要性,可用于轴的不同设计阶段。这些情况反映了工程计算的特点。此外,作为一个好的设计师,必须对产品的原材料供应、加工、装配、安装调整、销售、使用、修理维护、安全、环境保护、节能减排等都要考虑。

(4)典型性。由于学时有限,难以全部仔细讲授和安排练习作业,本书只介绍了为数不多的机械零件。但是,读者应该注意其典型性和启发性,善于学习,从中体会机械零部件设计的特点和工作方法,希望经过课程设计以后,读者能够得到机械设计的基本训练。以后通过手册和参考文献的帮助能够触类旁通,解决一些其他的机械设计问题。

(5)创新性。自主创新已经成为我国的一项战略任务,而设计就是创新,因为当前没有的产品才需要设计。设计师必须站在创新行列的前面,正确体会和实践我国创新和发展的各项政策和要求。