编者按

作为国家级实验教学示范中心

国家级众创空间

国家级创新创业学院建设参与单位

山东大学工程训练中心廿余载

深耕实践实训、创新创业领域

培养了大批创新人才

KAPIV一体化实践育人项目

作为教学改革的核心项目

通过引入“新形态课程”等新工科教改理念

将知识、能力、实践、创新、品行

有机融合

实现了育人模式的深度革新

学生们置身其中

不断学习知识

锤炼能力

提升素养

项目相关成果连续斩获

国家级教学成果一、二等奖

接下来让我们跟随

“工创之星”系列报道

一同走进山大KAPIV实践育人项目

探寻学在山大、快乐成长的奥秘！

团队成员及分工

团队成员是来自机械工程学院2023级机械制造及其自动化的5位同学。夏宇（组长）：参与项目设计，建模，工图，零件制作；李京科：参与弹簧动力小车项目设计，部分零件建模，部分零件制作以及终期答辩。曾获电子设计大赛省二，优秀学生二等奖。张志壮：参与项目设计，建模，工图，作品安装与调试。马占胜，参与弹簧动力小车的设计、建模、零件加工与装配工作。金荷渊：参与3D打印，视频剪辑；曾获得全国大学生智能汽车竞赛全国一等奖，以第一作者身份发布论文收录于Engineering Index索引《表面技术》。

团队成员说：回顾KAPIV的这段旅程，从讨论方案时的头脑风暴，到安装时的反复调试，再到攻克瓶颈时的团队合作——每一次亲手实践，都让我们的操作本领日渐娴熟，对知识的掌握更进一步。这些在项目里沉淀下的实践能力与协作意识，会照亮我们往后每一段需要躬身践行、携手共进的成长之路。

初心启航：弹簧小车团队组建

我们选择弹簧小车作为本次KAPIV项目的实践对象，主要源于对机械设计与制造的浓厚兴趣，以及专业课程学习中对系统化工程训练的需求。该项目目标明确：通过自主设计并制造一辆利用弹簧储能实现自驱动的小车，切实解决将理论知识（如能量转换原理、传动设计、结构力学）转化为实际产品的工程挑战，重点实现小车的直线行驶能力与行驶距离的优化。在团队组建方面，我们充分考虑了协作效率与能力互补：团队由五名成员组成，其中四位是同宿舍的男同学，便于日常密集沟通与协同工作；同时邀请了一位女同学加入，其细致的观察力和严谨的设计思维，有效补充了团队在精度考量与方案优化方面的视角。选择此项目，既是兴趣驱动下对创造“能动”机械装置的探索，也是响应专业培养要求、提升综合工程素养的一次宝贵实践机会。

躬行践知：于实践中锤炼

在弹簧动力小车项目中，我们将课堂所学的机械原理、机械设计和工程材料等知识深度融合。例如，通过应用齿轮传动比计算理论，设计三级传动齿轮系统提升传动效率，利用淬火与回火来提升弹簧的韧性；在材料选择上，弹簧选用65Mn，65Mn弹簧钢兼具强度与柔韧性，且其热处理工艺成熟，利于加工；齿轮我们选择45钢，45钢为中碳钢，兼具较高的强度和韧性，能承受齿轮啮合时的高接触应力和弯曲应力，减少齿面磨损和塑性变形。

在项目制作过程中，工训中心的谭永超老师和张磊老师教会我们如何进行零件的加工，并向我们传授了许多机械加工的经验。例如轴件的加工如何控制精度，板件的加工如何选定基准，齿轮结构的设计等等。此外，在小车安装和调试阶段，老师也向我们提出了许多建议，例如如何在安装时确保齿轮啮合良好，调试时如何通过从配重，车轮开始逐步排查问题，确保小车直线行驶，帮助我们更好的完成了小车的制作。

在零件制作过程中我们也积累了一定的机械加工经验，例如加工板料时如何夹持最牢固，钻孔时如何防止断刀，套螺纹时如何保证螺纹不会套歪等等，这为我们在未来的机械制造领域的深入学习打下了基础。在项目制作过程中我们对工程材料也有了进一步的了解，认识到什么样的材料适合做什么样的零件，例如：45钢用来做齿轮，65Mn用来做弹簧，铝合金用来做底板和侧板以及车轴，亚克力用来做车轮，确保制作出来的零件能符合使用要求。

破局前行：在挫折中成长

任何创新实践都不可能一帆风顺，弹簧小车的制造过程也是这样。项目一开始，因为前期经验不足导致设计方案的反复修改就是我们遇到的第一个难题。由于前期对实际加工条件和材料特性考虑不够周全，我们的零件设计图修改了11次才最终确定下来。幸好，指导老师及时提供帮助，凭借丰富的工程经验指出了我们设计中的不足，引导我们优化结构强度和加工可行性，经过不断努力尝试，项目的最终图纸得以顺利完成。

紧接着，把图纸变成实物又带来了新的挑战。面对车床、铣床等精密加工设备，操作不熟悉的我们每一步都格外小心，尽管如此，一些关键零件的精细加工环节完成得还是不够理想。关键时候，指导老师为我们示范并细致讲解，让我们逐渐学会了操作要点和精度控制的方法，最终成功加工出了合格的零件。

在装配与调试阶段我们同样遇到了难题考验。设计与加工环节难以避免的微小误差在装配时显现出来，产生了一系列需要解决的问题：齿轮啮合不够顺畅、小车跑偏无法直线行驶、轴与轴承之间存在间隙导致运行不稳。面对这些问题，我们没有手足无措，而是冷静下来一起想办法。针对齿轮啮合不良，我们通过8次调整相同齿轮之间的相对位置，找到了啮合效果最好的点；为解决跑偏问题，我们逐项排除问题，最终确定是因为小车质量分布不对称，通过调整齿轮位置使小车左右两侧重量基本平衡，一共调试10次，最终成功实现了直线行驶；而对于轴与轴承的间隙，我们想到了在两者之间各加装一个薄垫圈的办法，有效消除了晃动，确保了运行的平稳。

羽翼渐丰：能力成长的蜕变之旅

这些经历不仅锻炼了我们解决实际工程问题的能力，更让我们明白了设计、加工、装配每个环节都紧密相连的重要性，以及团队协作、耐心调试在克服技术困难中的关键作用。在这一学期的KAPIV工训课程中，我们弹簧动力小车组的成员们收获了丰富多样的能力。

首先，我们掌握了扎实的实验与实践操作能力。从弹簧动力小车的设计、组装到调试，每一个环节都需要亲自动手，这让我们对机械结构、动力传输等知识有了更深刻的理解；在实践过程中，我们学会了如何使用各种工具和设备，提高了动手能力；同时，解决问题的能力也得到了显著提升，我们找到了小车的不足之处并一起分析方法找出小车性能优化的关键点，调整小车以达到最佳效果。

此外，团队协作能力也是我们最大的收获之一。在项目推进过程中，大家分工明确、相互配合，从设计、制作到测试，每个环节都离不开我们团队成员的共同努力。通过不断沟通和协调，我们学会了倾听他人意见、发挥各自优势，共同攻克难题；团队的抗挫能力也得到了锻炼，在调试过程中，小车出现故障或性能不达标是常有的事，但我们没有气馁，而是积极分析原因、寻找解决方案；同时，面对多项任务和紧迫的时间节点，我们学会了多任务处理能力，合理安排时间和精力，确保项目顺利推进。

展望未来：在探索中前行

我们组在本次KAPIV项目中收获了很多经验可以供学弟学妹参考。首先，在设计方案与绘制零件图时，除了要保证结构的完整性与合理性，还要考虑实际安装调试可能遇到的困难，在设计时对部分结构的尺寸留有足够的余量和空间，以便更便捷地对方案进行调整；其次，要对在项目进行中遇到的课程知识点进行及时的回顾和复习，比如尺寸标注、公差标注、尺寸链等，在实践中复习理论知识，能加深对知识的理解；同样重要的是在进行产品设计、制作、安装调试的过程中，要多与小组成员交流讨论，充分发挥每一个人的潜力，不要畏难，这些困难正是提升团队凝聚力、锻炼个人能力的难得机会。

理论力学、材料力学、机械设计等多科目的理论知识的融合让我们认识到未来参与专业研究和工程项目需要多学科知识的储备。同时，通过工程训练的实践学习，我们也了解到了机械加工中各加工技术和部分研究方向的发展现状，对我们未来的研究和就业起到了有效的指导作用。

从弹簧小车的设计到最终的调试，项目的指导老师与各位加工老师不厌其烦地解答我们的疑惑，向我们传授实际加工知识与经验，为我们的项目提供了莫大的帮助。我们衷心感谢各位老师的悉心指导与帮助，也祝愿下一届的学弟学妹们能顺利完成KAPIV项目，以知识为翼、友情为灯、成长为岸，满载而归！