浅谈《机械基础》的关联性教学

项飞燕

摘 要：如何在《机械基础》教学中采用关联性教学，提高学习效率，本文做出一些初步探讨。

关键词：机械基础；关联；运用；区别；相似

《机械基础》是機械类及工程技术类相关专业的一门专业基础课。通过本课程的学习，使学生掌握必备的机械基本知识，懂得机械工作原理，为后续专业课的学习打下基础。

1 我校数模专业《机械基础》开设现状

我校数模专业现在采用的《机械基础》，江苏教育出版社出版，王光勇主编。江苏教育出版社的《机械基础》分为四大块内容：工程力学基础，零件与构件，机构，传动（机械传动、液压与气压传动）；而其它版本的《机械基础》，如高教出版社出版栾学钢等人主编的版本，又如北京理工大学出版社出版张国军、周静主编的版本，一般包含六大块内容，与我校现使用的版本相比，多了工程材料（金属材料与热处理）、机械零部件的精度（公差配合）这两块内容。我校《机械基础》，数模专业班级分两个学期开设，第二学期同时开设《公差配合》与《金属材料与热处理》，这两门课对数模专业学生很重要，因此从知识体系完整性来说，数模专业选用现版本《机械基础》并另外开设《公差配合》、《金属材料与热处理》课程，这样更加合理；而机电、制冷等其它专业则可选用含材料、公差内容版本，简单了解材料、公差内容。各种版本的《机械基础》，内容多，理论多，可动手的少，要想学生学有所成，本人觉得教学中可以多运用关联性教学。

2 《机械基础》采用关联性教学的意义

首先，可以理清《机械基础》十五章内容，如图1，同时可以加强各章节内容之间的联系，学习新知识复习旧知识，加深印象，提高学习效率。其次，可以加强《机械基础》与《机械制图》、《公差配合》、《金属材料》等课程之间的联系，如图2，学生逐步认识本专业的知识体系，清晰各课程在专业知识体系中地位和作用，同时培养举一反三的学习习惯。

3 《机械基础》各章节内容的关联性教学

3.1 以应用来关联知识

1）静连接的应用关联。键、销、螺纹连接件，在构件（或零件）、机构、机械传动的章节中，会出现在展示的零件图或装配图中，科任教师要介绍这些图，指出各种构件或零件，运用了哪些连接件，这样学生能加深记忆，同时也使学生慢慢学会识读装配图。比如键连接，键用于轴与轮毂类零件的周向固定，轮毂类零件涉及到：构件中的联轴器、离合器与制动器；凸轮机构中的凸轮，间歇运动机构机构中的棘轮、槽轮与不完全齿轮；带传动中的带轮，齿轮传动中的齿轮；等等。讲到这些章节时要注意指出键连接，如图3所示凸缘联轴器，左右两根轴与半联轴器间都是采用键连接，轴正中间就是键。

2）力学基础知识的应用关联。平面四杆机构的特性之一“死点”位置的分析，就用到静力学基础里面的“二力构件”相关知识，当摇杆为主动件，曲柄为从动件，曲柄与连杆成一条线的时候，因为连杆是二力构件，这时候连杆作用于曲柄的力沿着连杆中心线方向-过曲柄的转动中心，力矩为零，会方向不明乃至卡死。另外静连接的选择，也应用到力学基础知识。联轴器等轮毂类构件与轴的连接可以用键连接、销连接或紧定螺钉固定，不同连接能传递的动力不一样；键连接，平键、半圆键、花键，其适用场合也离不开力学性能。

3.2 以对比来关联知识

联轴器按构造与功能不同可以分为刚性联轴器和挠性联轴器。刚性联轴器，两轴间不可以有角位移、轴向位移或中心线偏差（径向位移），而挠性联轴器允许有一定的角位移、轴向位移或中心线偏差（径向位移）。挠性联轴器按位移实现方式可分为无弹性元件挠性联轴器、有弹性元件挠性联轴器。经验丰富的教师换个角度看问题，可以发现无弹性元件挠性联轴器的各种偏差位移靠运动副来实现：滑块联轴器，两半联轴器上的凹槽与中间十字滑块，形成两个移动副；万向联轴器，就是转动副；齿轮联轴器是齿轮副。有弹性元件挠性联轴器的偏差位移则靠弹性元件的弹性来实现。弹性套柱销联轴器中的柱销，如图4，要注意与螺栓连接的区别，如图3中凸缘联轴器中的螺栓，都是连接左右联轴器半体的连接件，左端都带螺纹，与螺母旋和锁紧，乍一看学生会以为是螺栓连接。螺栓是标准件，要求两被连接件的厚度不大，头部与螺母相对应比如都是六角头；而图中的柱销是专用件，长度较长，头部是简单的圆柱。很多构件、机构的分类，经验丰富的教师都可以引导学生找出本质的区别之处。

3.3 以相似同理来关联知识

比如棘齿的单项性。项目5中的牙嵌式离合器，如图5三角形牙牙嵌离合器，主动轴如图示方向逆时针转，可以带动从动件转动，而主动轴顺时针转则从动件不动，学生明白单向性原理很费周折。再学到项目8间歇运动机构中的棘轮机构，如图6，教师可以引导学生应用项目5中掌握得单向性原理，分析得出：摇杆带动主动棘爪逆时针方向摆动时，主动棘爪嵌入棘轮轮齿根部，推动棘轮逆时针方向转过一定角度；摇杆顺时针回摆时，主动棘爪在棘轮轮齿的齿背上划过，棘轮静止不动。同理，钳工里的锯条，如图7，也可以引导学生分析得出：如图安装方向，手工锯前推时切削，齿尖方向朝前。

4 《机械基础》与其它课程间的关联性教学

1）与《公差配合》的应用关联。比如套筒滚子链，由5种构件组成：销轴，套筒，滚子，内链板、外链板。其中，销轴与套筒、套筒与滚子之间是间隙配合，销轴与外链板、套筒与内链板是过盈配合。

2）与《金属材料与热处理》的应用关联。零件与构件中“支撑件”轴与轴承，“传动”中的齿轮、涡轮与蜗杆、带轮、链轮等，都会介绍相关材料，学生很难学记。教师可以引导学生关联《金属材料与热处理》，根据工作要求，不难概括得出：轴、齿轮、链轮、带轮、蜗杆常常用优质碳素结构钢或合金钢，而轴承，滚动轴承用滚动轴承钢，滑动轴承（轴衬）则用合金，另外曲轴因结构复杂往往用球墨铸铁（铸造），球墨铸铁的力学性能与优质碳素结构钢相当。

参考文献

[1]《机械基础》，王光勇主编，江苏教育出版社。

[2]《机械基础》，张国军、周静主编，北京理工大学出版社。

[3]《机械基础》，栾学钢、赵玉奇、陈少斌主编，高等教育出版社。