機械設計課程的螺紋聯接部分教學方法

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摘要：機械設計課程作為專業基礎課，螺紋聯接部分則是該課程的主要內容，在實際教學中占據著重要地位。螺紋聯接內容看似簡單，實則教學效果提升難度極大。本文中聯系教學情況，詳細分析提高螺紋聯接教學質量的措施。

關鍵詞：機械設計；螺紋聯接；優化措施機械設計中聯接設計是主要內容，常用的聯接方式較多，螺紋聯接是最重要也是最常見的聯接方式，幾乎所有的機械設備上都運用螺紋聯接，也是典型的緊固件，這也是機械設計課程教學中的主要內容，本文就此展開論述。

一、市場機械人才的需求

隨著國家扶持力度加大，我國機械設計呈現出勃勃生機，大量機械類企業出現，在推動社會經濟發展上發揮著重要作用。機械行業迅猛發展，意味著大量人才缺口的出現。各類機械企業為了拓展市場，不斷擴大自身規模，需要大量從事一線工作的高素質技術人才與設計人才。為了深入了解行業對機械設計人才需求，本文中通過登錄大型國有企業官方網站了解招聘計劃、實地走訪公司了解需求及召開畢業生座談會了解畢業生發展情況與對人才培養的意見。最后認為，應該提高人才培養的整體素質與專業能力，提高團隊意識與職業道德。本文中以螺紋聯接為切入點，分析教學現狀。

二、螺紋聯接教學存在問題分析

機械設計教學中螺紋聯接教學現狀不甚理想，主要問題表現為以下幾點。

（一）教學內容問題

機械設計課程內容較多，涉及各方面的內容，內容構成復雜，特別隨著科學技術發展不斷出現新的技術。教師為了完成教學任務要從繁雜的內容選擇合適內容，未考慮實用性內容，造成課堂知識量過大，學生忙于應付各類知識，教學質量并不理想。

（二）教學方法問題

教學方法選擇時以教為主，并不重視實踐教學。雖然不斷創新教學手段，但這些教學方法實際應用過程中存在一些問題。如，多媒體教學法應用時，學生完全處于被動狀態，師生之間缺乏交流，學生缺少或沒有時間進行獨立思考。這就需要專業課程創新教學方法時充分考慮實際情況，提高教學質量。

（三）教材并不合適

教材作為教學內容的基礎，是確保教學質量的關鍵，也是教學內容的直接反映。但近年來，機械設計教材內容幾乎一成不變，嚴重缺乏創新性和前瞻性，對于當前新技術的發展產生了嚴重阻礙，對于學生專業技能的培養也產生了一定的滯后性。而且這些教材中，很多內容都不適宜學生的培養和學習，過于偏向理論化，缺乏課程實踐，導致理論與實踐嚴重脫節。

三、螺紋聯接部分的教學方法分析

本文中詳細分析螺紋聯接部分教學中的優化措施，提高螺紋聯接教學質量，具體措施如下。

（一）明確本部分教學邏輯

教學核心內容是螺紋聯接的強度計算，其關鍵在于掌握螺紋使用過程中的失效形式及計算最大受力，因此教學要圍繞強度計算開展；明確螺紋強度計算方法；建立明確的單個螺栓與螺栓組聯結的強度計算；選擇合適的教學方法，幫助學生聯系各方面知識，重點教授設計思想與方法，計算公式只是進一步理解設計的載體。通過明確教學目標與構建基本邏輯關系，教學過程中圍繞教學目標進行，通過上述邏輯讓學生將各部分知識聯系起來，促進教學效果提升。

（二）螺栓聯結強度計算

上文中已經陳述過螺栓聯結強度計算方法是核心內容。通常情況下螺紋失效表現為三種形式：塑性變形、斷裂及疲勞斷裂，螺紋聯接的強度僅計算針對斷裂失效的強度而言。這部分內容可以按照“手拉送螺栓聯結－僅受預緊力的螺栓連接－同時受預緊力和工作載荷的螺栓連接－受剪螺栓－螺栓組聯接”順序進行，逐步推進，提高教學質量。

（三）具體教學方法分析

1．螺栓基本性能教學。講解螺紋形成原理引出基本幾何形狀與參數，同時讓學生明白絕大多數螺紋以米制單位為準，但也要告訴常見的英制螺紋種類，螺紋牙形的種類，每個種類應用范圍。本部分的教學主要為學生學習奠定基礎，讓學生初步了解螺紋型號、牙形及精度等級。2．擰緊過程性能教學。通過分析螺紋擰緊過程的力學性能，明白擰緊螺栓過程中要注意的問題。如擰緊力矩過大造成螺紋斷裂的原因，螺栓直徑過小不適宜采用擰緊聯接方式。全面講解螺紋聯接的方法，以力學分析為切入點，引出螺紋聯接通常可以實現自鎖但為何還要考慮防松問題，介紹常用方法，通過示意圖的方式解釋每種方法；介紹螺紋聯接使用時常見失效形式，分析失效原因；交代螺栓組使用時注意事項，介紹成組使用的原因等內容。通過本部分講解，讓學生懂得設計過程中如何采取保護措施，提前預見失效形式，遵守設計規范。3．螺栓性能改進方法。本部分教學較為重要，也是學生后期設計的基礎。雖然螺栓聯接是標準件，但設計設備時要采取有效措施提高強度。提高螺栓聯接疲勞強度通過降低螺栓剛度與增加被聯接件的剛度實現，介紹幾種可行的提高疲勞強度的方法；全面分析螺紋牙擰緊過程的受力，給出螺紋牙齒受力分布的變化規律，讓其明白螺紋旋進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；借助完善的結構示意圖，闡述附加載荷作用下螺紋的力學行為，明確附加載荷帶來的危害與影響，給出具體的解決或消除影響的方法。這部分的教學應使學生在設計機械裝備時，能夠主動地采取措施從均勻螺紋受力、調整螺栓與被聯接件的剛度搭配、避免附加載荷等幾個方面提升螺紋聯接的強度。通過這些針對性的教學方法，進一步提高螺紋聯接部分教學質量，為學生后期奠定基礎。

四、結語

綜上所述，螺紋聯接作為重要的機械聯接形式，做好相關教學工作具有現實意義。具體教學過程中要不斷打破常規，創新教學方法，活躍課堂氛圍，進一步提高教學質量。希望通過本文論述，推進機械設計課程教學質量提升。

參考文獻：

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作者:韓茂波 單位:黑龍江農墾科技職業學院