山東礦山機(jī)械廠技工學(xué)校機(jī)械設(shè)計(jì)的訓(xùn)練方法

 

      智力訓(xùn)練的目標(biāo)是掌握獵取新知識(shí)的能力。而智力的培養(yǎng)過(guò)程是逐漸展開(kāi)的，具有層次性和迭代性，呈現(xiàn)螺旋式上升的基本范式。古人說(shuō)“不積跬步，無(wú)以至千里；不積小流，無(wú)以成江海。”產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力的提升是日積月累的結(jié)果，不能指望一日過(guò)后，學(xué)生的產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力就能刮目相看，而應(yīng)是水滴石穿的過(guò)程，

    山東礦山機(jī)械廠技工學(xué)校機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)的教師同樣需要不斷地提高機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的能力。

   山東礦山機(jī)械廠技工學(xué)校培養(yǎng)同學(xué)智力的方法有觀察、比擬、實(shí)例分析、簡(jiǎn)約和想象等，在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力的訓(xùn)練過(guò)程中，應(yīng)一切從產(chǎn)品設(shè)計(jì)出發(fā)，反對(duì)教條主義。

  
    觀察。對(duì)自然界中事物的觀察和思考是發(fā)展智力的基本方法，“業(yè)精于勤荒于嬉，行成于思?xì)в陔S。”不僅在機(jī)械原理和機(jī)械零件的實(shí)驗(yàn)課中要仔細(xì)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在日常的生活中也要隨時(shí)觀察，觀察遇到的各種機(jī)械的工作原理和機(jī)械結(jié)構(gòu)，思考實(shí)現(xiàn)同樣功能的新原理和新技術(shù)。結(jié)合科學(xué)知識(shí)的新發(fā)展，思索能否用新的科學(xué)原理來(lái)實(shí)現(xiàn)已有機(jī)械的功能。主動(dòng)的觀察和思考是積極的人生態(tài)度的反映，也能鞏固自己已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)的知識(shí)，養(yǎng)成靈活應(yīng)用知識(shí)的習(xí)慣。

 

     比擬和借用。

    山東礦山機(jī)械廠技工學(xué)校在機(jī)械設(shè)計(jì)教學(xué)中有時(shí)需要借用其他學(xué)科的原理知識(shí)來(lái)進(jìn)行創(chuàng)新，例如借用水變成冰時(shí)體積膨脹的原理來(lái)破碎物體，利用做冰凍豆腐的原理來(lái)設(shè)計(jì)多孔材料的制造設(shè)備。機(jī)械設(shè)計(jì)中的仿生設(shè)計(jì)大多是借用自然界中的物理和化學(xué)原理，來(lái)設(shè)計(jì)新型的機(jī)械裝置。

拓展。對(duì)已學(xué)知識(shí)的拓展是機(jī)械設(shè)計(jì)方法發(fā)展的主要手段之一，例如從一維彈流潤(rùn)滑拓展到二維、三維彈流潤(rùn)滑的研究，從切向微動(dòng)磨損拓展到切向和法向共同作用的微動(dòng)磨損研究。對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)知識(shí)的拓展例子在機(jī)械設(shè)計(jì)教材中有很多，例如從滑動(dòng)螺旋拓展到滾動(dòng)螺旋、從滑動(dòng)蝸桿傳動(dòng)拓展到滾動(dòng)蝸桿傳動(dòng)。

   

     實(shí)例設(shè)計(jì)。實(shí)例設(shè)計(jì)是培養(yǎng)同學(xué)掌握機(jī)械設(shè)計(jì)知識(shí)、設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)流程和撰寫(xiě)技術(shù)報(bào)告的有效途徑。例如設(shè)計(jì)減速器，可以訓(xùn)練齒輪傳動(dòng)或蝸桿傳動(dòng)、螺紋連接、鍵連接、銷(xiāo)連接、軸、滾動(dòng)軸承或滑動(dòng)軸承和聯(lián)軸器等的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和設(shè)計(jì)方法。機(jī)械設(shè)計(jì)課程教學(xué)中的大作業(yè)也起到同樣的功效，例如千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì)和軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。

  
    簡(jiǎn)約的設(shè)計(jì)。機(jī)械設(shè)計(jì)的不同階段，原理解、結(jié)構(gòu)解和參數(shù)優(yōu)化等，設(shè)計(jì)者都要考慮多種方案，然后從這些方案中選擇技術(shù)性能好、可靠性高的設(shè)計(jì)方案用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)。“博觀而約取，厚積而薄發(fā)。”設(shè)計(jì)者積累的知識(shí)和技術(shù)方案越多，對(duì)設(shè)計(jì)的佳化無(wú)疑是有促進(jìn)作用的。漢代的雕塑和宋代的工筆畫(huà)這兩種藝術(shù)思路對(duì)我們的機(jī)械設(shè)計(jì)是有啟發(fā)意義的，簡(jiǎn)約而不簡(jiǎn)單是設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)藝術(shù)的體現(xiàn)。

  

    思維上要反對(duì)本本主義和教條主義。古人說(shuō)“盡信書(shū)，則不如無(wú)書(shū)。”無(wú)疑書(shū)籍中的知識(shí)絕大多數(shù)是正確的，但是在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中僅僅靠書(shū)本知識(shí)是不夠的，同學(xué)們不應(yīng)有書(shū)中沒(méi)有說(shuō)就不能做的思想禁錮，因此需要提出反對(duì)教條主義。機(jī)械設(shè)計(jì)中的零部件設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和設(shè)計(jì)方法都是在一定的失效形式下提出的，不能認(rèn)為機(jī)械零件的失效形式是不變的。例如，設(shè)計(jì)滾動(dòng)軸承主要考慮疲勞壽命和振動(dòng)噪聲，但在高速重載條件下，滾動(dòng)軸承首先發(fā)生的是膠合失效，這時(shí)就需要從抗膠合失效來(lái)制訂設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，推出設(shè)計(jì)方法，根據(jù)膠合失效的模型來(lái)設(shè)計(jì)滾動(dòng)軸承。

   
    想象。設(shè)計(jì)思維的翅膀就是想象，機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)者要有很豐富的想象力。作者曾經(jīng)從功能、原理、結(jié)構(gòu)、工具、方法和原理等角度討論了想象力在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的作用。優(yōu)秀的機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)者應(yīng)該有豐富的想象力，而且要敢于想象，不甘于做文獻(xiàn)的奴隸。

 

    討論課是一種培養(yǎng)學(xué)生思考的好形式，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)問(wèn)題依次展開(kāi)，由主到次，由近及遠(yuǎn)，逐一考量問(wèn)題的各個(gè)方面，通過(guò)共同討論、思考和總結(jié)，鞭辟入里地剖析問(wèn)題，形成小組的討論總結(jié)報(bào)告，然后提交全班討論。

  
    山東礦山機(jī)械廠技工學(xué)校在智力的教育過(guò)程中對(duì)學(xué)生應(yīng)“不憤不啟，不悱不發(fā)。”通過(guò)學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)課程，使學(xué)生養(yǎng)成“學(xué)而不思則罔，思而不學(xué)則殆”的學(xué)習(xí)習(xí)慣，學(xué)習(xí)知識(shí)與批判性的思考相結(jié)合，進(jìn)一步的理解所學(xué)的知識(shí)，并且通過(guò)思考過(guò)程，獲得一種依據(jù)所學(xué)知識(shí)去獵取新知識(shí)的能力。