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          《機械設計基礎》課程教學大綱

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          機械設計基礎課程教學大綱

           

          課程名稱機械設計基礎

          英文名稱Fundamentals of Mechanical Design

          課程類型學科平臺課

          總學時及學分64學時,4學分

          適應對象車輛工程

          主要先修課程高等數學、機械制圖、工程力學

          執行日期20179

          、課程的性質與任務

          性質機械設計基礎屬于機械類學科的專業基礎課程,主要研究常用運動機構的理論及運動規律、常用連接方法及理論、機械傳動、機械零件設計理論及主要機械零件的設計步驟等,本課程在人才培養中具有承上啟下的作用,其教學既是對先修理論課程的綜合運用,也是對學生生活實踐和生產實踐切身感受的理論升華,需要有較強的基礎課程如數學、力學、圖學支撐,同時也為后續的專業課程如構造、維修提供理論指導。

          任務機械設計基礎課程在人才培養和專業學科教學中的任務可以體現在以下幾個目標的實現上。

          知識目標機械設計基礎是機械類、機電類、近機類專業必修的一門專業基礎課,它在教學計劃中起著承先啟后的作用,為學生學習后續專業課程打下必要的基礎。它不僅具有較強的理論性,同時具有較強的實踐性和應用性。它在培養機械類、機電類、近機類工程技術人才的全局中,具有增強學生的機械理論基礎,提高學生對機械技術工作的適應性,培養其開發創新能力的作用。

          能力目標對學生進行設計能力、創新能力、機械工程素質及工程意識培養是本課程的教學目標。本課程通過理論教學和實踐環節使學生掌握關于機構的結構分析、運動分析、受力分析等方面的基本理論和基本知識,具有初步的機械分析和機械設計能力,特別是創新設計能力。

          素質目標通過本課程學習,學生應能掌握通用機械零件的設計原理、方法,特別是掌握典型機械零件的設計方法及技能;具有運用標準、規范、手冊和查閱有關技術資料的能力;具有設計一般通用零部件和簡單機械裝置的能力,為后續專業課程學習和今后從事設計工作打下堅實的基礎;能夠運用機械理論解釋一般機器的構造、運動及其原理。

          、課程的教學目標

          本課程通過理論教學使學生掌握關于機構的運動分析、受力分析方面的基本理論和基本知識,并具有初步的機械分析和機械設計能力。掌握通用機械零件的設計原理、方法和機械設計的一般規律,具有設計一般通用零部件和一般機器裝置的能力;逐漸形成規范的設計思想和邏輯思維能力;具有運用標準、規范、手冊和查閱有關技術資料的能力;掌握典型機械零件的實驗方法及技能;了解機械領域的新成果和發展動向;培養學生掌握機械設計的基本理論、基本方法和一定的機械設計基本技能。通過課程設計,綜合運用所學理論知識,培養學生設計并分析機械系統的實際工作能力。在教學內容遴選上主要著眼于人才培養計劃的需要,注重實用性教學內容重于理論內容,同時兼顧有進一步深造要求的學生。

          、教學內容及其基本要求

          本課程教學內容共分五個模塊

          第一模塊 常用機構

          1.1運動副及其分類

          1.2平面機構的運動簡圖

          1.3平面機構的自由度

          2.1平面四桿機構的基本類型及其應用

          2.2平面四桿機構的基本特性

          2.3平面四桿機構的設計

          3.1凸輪機構的應用和類型

          3.2凸輪機構的運動規律、壓力角

          4.1齒輪機構的類型、特點

          4.2漸開線齒廓

          4.3漸開線齒輪嚙合

          4.4平行軸斜齒輪傳動

          5.1定軸輪系及其傳動比

          5.2周轉輪系及其傳動比

          6.1槽輪機構

          教學基本要求主要講授平面連桿機構、凸輪機構、齒輪機構、間歇運動機構的基本理論、特點、應用,以及分析計算的方法。通過本模塊的教學,使學生了解生活和生產實踐中常見的幾種機械機構,能夠聯系生活和生產實際分析辨別不同機構的工作區別,起作用的機理,基本掌握常用機構的分析方法,能對現實中復雜的機械結構進行工程描述。

          教學重點平面連桿機構;齒輪機構;輪系

          教學難點周轉輪系及復合輪系的分析運算;平面機構運動特性分析;機構運動簡圖繪制

          第二模塊 機械零件設計概論

          9.1機械零件設計概述

          9.2機械零件的強度

          9.3機械制造常用材料

          9.4機械零件的配合、工藝性和標準化

          教學基本要求主要講授機械零件設計時的制約因素、設計要求、設計需要遵循的原則或準則設計準則以及設計的一般步驟;另外還有關于強度的概念、常用工程材料,以及與零件設計相關的互換性常識。通過本模塊的學習,主要使學生了解并掌握零件設計的一般步驟和必要的注意問題,熟悉進行機械設計的標準和法規,能夠初步形成機械設計的程序和過程。

          教學重點機械零件的強度;機械制造材料

          教學難點機械零件接觸強度;機械制造常用材料的力學性能

          第三模塊 常用連接

          10.1螺紋連接的基本類型、預緊和防松

          10.2螺栓連接的強度計算

          10.3鍵連接的強度計算

          教學基本要求主要講授螺紋連接和鍵連接的基本知識包括螺紋參數、機械制造常用螺紋、螺紋緊固件、鍵連接類型及應用)、強度計算,以及實際工程中的應用等。通過本模塊的教學,使學生了解各種連接的基本類型和特點,以及各種連接的應用場合,熟悉實現各種連接的手段和措施,掌握連接件的設計或選用方法。

          教學重點螺紋連接的強度計算;鍵連接強度計算

          教學難點控制預緊力時的螺紋連接強度計算

          第四模塊 常見機械傳動

          11.1齒輪的失效和設計計算準則

          11.2齒輪傳動的類型、強度計算

          11.3齒輪傳動的設計計算

          12.1蝸桿傳動的特點、類型、受力分析

          13.1帶傳動的類型、受力分析、應力分析

          13.2帶傳動的彈性滑動、傳動比和打滑現象

          13.3帶傳動的強度計算

          教學基本要求主要講授齒輪傳動、帶傳動、蝸桿傳動的傳動特點、受力分析、運動分析、設計計算方法等。通過教學,使學生了解常見傳動類型的應用場合和條件,理解各種傳動的優缺點,掌握以上傳動形式在實際工程中的應用及設計方法。

          教學重點齒輪傳動;帶傳動

          教學難點齒輪傳動的強度計算接觸疲勞強度計算和彎曲疲勞強度計算);帶傳動的強度計算

          第五模塊 軸及軸系零件

          12.1軸的功用和類型

          12.2軸的材料和結構設計

          12.3軸的強度計算

          16.1滾動軸承的基本類型和特點

          16.2滾動軸承的代號

          16.3滾動軸承的選擇計算

          16.4滾動軸承的潤滑、密封和組合設計

          教學基本要求主要講授軸及軸系零件包括滾動軸承、聯軸器、離合器和制動器的功用、類型、結構設計選擇以及強度計算等。通過教學,使學生掌握該類零件的基本常識以及設計選用方法。

          教學重點軸的結構設計、強度計算;滾動軸承的類型和特點;滾動軸承的選擇計算

          教學難點軸的結構設計、強度計算;滾動軸承的選擇計算

          、各教學環節學時分配  

          《機械設計基礎》課程教學大綱

          、教學建議

          1、該課程教學方法以講練結合為主。特別是涉及基本方法的部分,應加大或加強課堂練習的比重,通過講解示范形成解決問題的基本思路或套路。課堂講授基本理論以課件為主,基本方法以板書為主。教學過程中盡可能多地聯系后繼課程,包括在教具及器材選擇方面。

          2、激勵學生自主學習。課堂教學盡量避開純理論、純概念的糾纏,可以把概念性的內容留給課下時間學習,通過課后作業的形式要求學生搞清不同概念間的聯系和區別、理論應用的局限性,以及完成擴展學習。

          3、課堂教學宜采取精講精練。教師應在精講的內容上加強備教備課、材料構建等工作,精講內容應選取模塊中的主要內容或具有典型性的內容,以此內容的講授為主線索,形成完整的解決方案,以求同模塊類似問題的觸類旁通。

          4、機構設計部分教學涉及大量的數學運算、圖形繪制,講授時應特別注重運算和制圖的結合或配合,避免相互割裂,相互干擾;另外,制圖部分應力求準確,避免因誤差過大導致的設計感觀失敗。建議繪圖部分采用圖形軟件輔助完成。

          、考核評價方法及要求

          本課程以基本理論、基本方法考核為主線,建立開放式的全程考核體系,采用日??荚嚭徒Y課考試相結合的方式。日??荚嚢▋刹糠?/span>一是作業成績每授課2-3次即批改和評閱1次作業,根據作業質量給定成績),二是課內實踐的表現和成績;結課考試成績即期末考試成績。平時作業完成量低于總量50%者不能取得該課程的結課考試資格。

          總評成績=平時成績×30%+期末考試成績×70%

          、教材與主要教學參考資源

          教材

          1、楊可楨機械設計基礎,高教出版社,2015

          參考資料

          1、張西振機械設計基礎,機械工業出版社,2012

          2、李東江機械設計基礎,機械工業出版社,2010

          制定者何立淮、20178

          審核者田建軍、20178

          批準者沈文濤、20178


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