案例一、先进制造工艺下齿轮传动创新设计

智能制造是中国制造业转型升级、提质增效的必由之路。设计是智能制造的第一个阶段，设计和制造的信息物理融合能够为后续智能加工、装配、运维等环节提供重要支持，且更加先进的制造技术可以实现复杂的设计。设计，即是创新与灵感。创新是一个民族进步的灵魂，是生产力发展的不竭动力。好的设计给人们他们想要的东西，伟大的设计是以意想不到的方式解决人们的问题。

现代工业中各种机械对齿轮的精度、速度、噪音以及结构紧凑性的要求日益提高，尤其在航空领域，更加要求齿轮传动具有高强度、低噪音以及高功率密度等特点。因此如何大幅度提高齿轮传动的承载能力与啮合质量并延长齿轮的使用寿命，是一项重要研究课题。而应用新技术、探索新齿形及其新的加工方法，是挖掘齿轮的承载能力、改善传动性能的一个重要途径。通过对齿轮传动设计、先进设计方法的对比使学生认识到中国智能制造背景下，设计和制造一体化设计的重要性、特殊齿轮传动创新性设计的需求和意义。进一步促使学生将学习基础知识和创新思维相结合为中国制造2025贡献自己的力量。

1）教学环节

l 基于有限元方法、优化设计、可靠性设计方法的齿轮传动设计思路及设计过程。

l 基于增材制造技术的齿轮加工

增材制造技术（Additive Manufacturing，AM）通过材料层层累加的方式实现结构的制备。这种独特的制造方式可实现高度复杂结构的自由“生长”成形，极大地拓宽了设计“空间”，为新型结构及材料的制备提供了强大的工具。

2）学生设计过程

图1齿轮传动优化设计

图2齿轮3D打印模型

图3 齿轮传动有限元分析

案例二、

1、通过现场实践指导教师对中心现场展板的文化内涵挂图机械制造工业—“工业的心脏”等的讲解，提升学生对于学习机械相关专业的专业自信心。

2、学科交叉与应用

+能源=能源采集、转化机械

+计算机=计算机辅助设计

+自动化=机械结构控制系统

+人工智能=智能机器人

+交通=车辆、船舶

+生物=仿生机械

+医疗=医疗器械

+航空航天=飞机、火箭

上图的右上角为李克强总理正在与电子科技大学自主研发的羽毛球机器人“比赛”。

3、通过现场实践指导教师在“大国工匠”们工作的实际环境中，对中国实践技术类的大国工匠事迹的亲声讲述，让同学们了解到祖国的技术进步是需要各行各业的技术人员的，而同学们在每一个技术领域都通过自己的不断学习与精益求精，都有机会成为国人心中的“大国工匠”。

案例三

教学环节：

1）学生需要采用数据采集装置测试齿轮箱的振动，其中包含了数据采集信息的设定及最后数据显示页面等。该套采集设备为国产东华测试的产品，学生采集现场如下图：

2）

学生同样也会利用NI的数据采集设备在另一门课程（设备健康管理实验，同样为任课教师上的实验课程，为该课程前序课程）中采集振动数据。教师会引导与同学们做如下讨论：

a) 两个采集设备的差别在哪里？

b) NI设备和东华的设备哪一个使用方便？

c) 这两个设备既然可以达到类似的功能，哪一个精度更高？

教师会通过一系列的课程引导，同时通过对振动测试精度的分析(示例如下图），说明设备的差异，让学生了解国产设备和国外设备的异同，同时也指出价格的差别。让同学们产生一股敢追国外先进的志气。