山東礦山機械廠技工學校機械設計的訓練方法

 

      智力訓練的目標是掌握獵取新知識的能力。而智力的培養過程是逐漸展開的，具有層次性和迭代性，呈現螺旋式上升的基本范式。古人說“不積跬步，無以至千里；不積小流，無以成江海。”產品設計能力的提升是日積月累的結果，不能指望一日過后，學生的產品設計能力就能刮目相看，而應是水滴石穿的過程，

    山東礦山機械廠技工學校機械設計教學的教師同樣需要不斷地提高機械產品設計的能力。

   山東礦山機械廠技工學校培養同學智力的方法有觀察、比擬、實例分析、簡約和想象等，在機械產品設計能力的訓練過程中，應一切從產品設計出發，反對教條主義。

  
    觀察。對自然界中事物的觀察和思考是發展智力的基本方法，“業精于勤荒于嬉，行成于思毀于隨。”不僅在機械原理和機械零件的實驗課中要仔細觀測實驗現象和分析實驗結果，在日常的生活中也要隨時觀察，觀察遇到的各種機械的工作原理和機械結構，思考實現同樣功能的新原理和新技術。結合科學知識的新發展，思索能否用新的科學原理來實現已有機械的功能。主動的觀察和思考是積極的人生態度的反映，也能鞏固自己已經學習過的知識，養成靈活應用知識的習慣。

 

     比擬和借用。

    山東礦山機械廠技工學校在機械設計教學中有時需要借用其他學科的原理知識來進行創新，例如借用水變成冰時體積膨脹的原理來破碎物體，利用做冰凍豆腐的原理來設計多孔材料的制造設備。機械設計中的仿生設計大多是借用自然界中的物理和化學原理，來設計新型的機械裝置。

拓展。對已學知識的拓展是機械設計方法發展的主要手段之一，例如從一維彈流潤滑拓展到二維、三維彈流潤滑的研究，從切向微動磨損拓展到切向和法向共同作用的微動磨損研究。對機械設計知識的拓展例子在機械設計教材中有很多，例如從滑動螺旋拓展到滾動螺旋、從滑動蝸桿傳動拓展到滾動蝸桿傳動。

   

     實例設計。實例設計是培養同學掌握機械設計知識、設計方法、設計流程和撰寫技術報告的有效途徑。例如設計減速器，可以訓練齒輪傳動或蝸桿傳動、螺紋連接、鍵連接、銷連接、軸、滾動軸承或滑動軸承和聯軸器等的設計準則和設計方法。機械設計課程教學中的大作業也起到同樣的功效，例如千斤頂的設計和軸系結構設計等。

  
    簡約的設計。機械設計的不同階段，原理解、結構解和參數優化等，設計者都要考慮多種方案，然后從這些方案中選擇技術性能好、可靠性高的設計方案用于產品設計。“博觀而約取，厚積而薄發。”設計者積累的知識和技術方案越多，對設計的佳化無疑是有促進作用的。漢代的雕塑和宋代的工筆畫這兩種藝術思路對我們的機械設計是有啟發意義的，簡約而不簡單是設計者的設計藝術的體現。

  

    思維上要反對本本主義和教條主義。古人說“盡信書，則不如無書。”無疑書籍中的知識絕大多數是正確的，但是在機械產品設計中僅僅靠書本知識是不夠的，同學們不應有書中沒有說就不能做的思想禁錮，因此需要提出反對教條主義。機械設計中的零部件設計準則和設計方法都是在一定的失效形式下提出的，不能認為機械零件的失效形式是不變的。例如，設計滾動軸承主要考慮疲勞壽命和振動噪聲，但在高速重載條件下，滾動軸承首先發生的是膠合失效，這時就需要從抗膠合失效來制訂設計準則，推出設計方法，根據膠合失效的模型來設計滾動軸承。

   
    想象。設計思維的翅膀就是想象，機械產品設計者要有很豐富的想象力。作者曾經從功能、原理、結構、工具、方法和原理等角度討論了想象力在產品設計中的作用。優秀的機械產品設計者應該有豐富的想象力，而且要敢于想象，不甘于做文獻的奴隸。

 

    討論課是一種培養學生思考的好形式，引導學生對問題依次展開，由主到次，由近及遠，逐一考量問題的各個方面，通過共同討論、思考和總結，鞭辟入里地剖析問題，形成小組的討論總結報告，然后提交全班討論。

  
    山東礦山機械廠技工學校在智力的教育過程中對學生應“不憤不啟，不悱不發。”通過學習機械設計課程，使學生養成“學而不思則罔，思而不學則殆”的學習習慣，學習知識與批判性的思考相結合，進一步的理解所學的知識，并且通過思考過程，獲得一種依據所學知識去獵取新知識的能力。