《机械设计基础》课程教学大纲课程名称机械设计基础Basic Mechanical Design学分3.5课程编号4180031111总学时56学时(理论学时50,实验学时6)工程图学、工程力先修课物流工程等近机械类专适用专业学、互换性与测量业程技术、金属工艺学课程性质专业必修课程执笔:罗齐汉日期:2018.4审阅:陈云日期:2018.4审定:赵章焰日期:2018.4、课程简介与特色《机械设计基础》课程是一门培养学生机械设计能力的技术基础课,是高等工科院校中近机械类专业一门主干课程。课程主要研究常用机构的基本原理、运动特性和机构动力学的基本知识,研究通用机械零件的工作原理、特点、选用和设计计算的基本知识,以及国家标准和有关规范的运用。培养学生综合运用先修课程中所学知识和技能,解决机械工程实际问题的能力,为学生进一步学习有关专业课程和日后从事机械设计工作打下基础。《机械设计基础》课程采用先进的教学理念,充分发挥动画、录像、照片、图形多媒体技术,生动、直观、展现教学类容,运用网络把该学科最先进的技术,和相关学科介绍给同学,拓宽学生的眼界。"Basic Mechanical Design" is a basic technology course todevelop the mechanical design ability of students. It is a major courseof mechanical engineering major in engineering colleges. The coursehas its main teaching content focused on basic knowledgeof basicprinciples, motion characteristics and mechanism dynamics, studyingthe working principles, characteristics, selection and basic knowledgeof design and calculation of general mechanical parts, and theapplication of national standards and related regulations. Train studentsto use the knowledge and skills learned in pre-requisite courses to solvepractical problems in mechanical engineering, and lay a foundation forstudents to further study related professional courses and engage inmechanical designwork inthefuture
《机械设计基础》课程教学大纲 课程名称 机械设计基础 Basic Mechanical Design 课程编号 4180031111 学分 3.5 总学时 56学时(理论学时50,实验学时6) 适用专业 物流工程等近机械类专 业 先修课 程 工程图学、工程力 学、互换性与测量 技术、金属工艺学 课程性质 专业必修课程 执笔: 罗齐汉 日期:2018.4 审阅: 陈云 日期:2018.4 审定: 赵章焰 日期:2018.4 一、课程简介与特色 《机械设计基础》课程是一门培养学生机械设计能力的技术 基础课,是高等工科院校中近机械类专业一门主干课程。课程主 要研究常用机构的基本原理、运动特性和机构动力学的基本知 识,研究通用机械零件的工作原理、特点、选用和设计计算的基 本知识,以及国家标准和有关规范的运用。培养学生综合运用先 修课程中所学知识和技能,解决机械工程实际问题的能力,为学 生进一步学习有关专业课程和日后从事机械设计工作打下基础。 《机械设计基础》课程采用先进的教学理念,充分发挥动 画、录像、照片、图形多媒体技术,生动、直观、展现教学类 容,运用网络把该学科最先进的技术,和相关学科介绍给同学, 拓宽学生的眼界。 "Basic Mechanical Design" is a basic technology course to develop the mechanical design ability of students. It is a major course of mechanical engineering major in engineering colleges. The course has its main teaching content focused on basic knowledge of basic principles, motion characteristics and mechanism dynamics, studying the working principles, characteristics, selection and basic knowledge of design and calculation of general mechanical parts, and the application of national standards and related regulations. Train students to use the knowledge and skills learned in pre-requisite courses to solve practical problems in mechanical engineering, and lay a foundation for students to further study related professional courses and engage in mechanical design work in the future
The"Basic MechanicalDesign"course adopts advancedteachingconcepts.It givesfull play to animation, video, photo, and graphicmultimediatechnologies.Theteachingcontentisdisplayedvividlyandintuitively.It uses the Internet to introduce themost advancedtechnology of thedisciplineand relevant subjectsto students,in ordertobroadenthehorizonsofstudents.二、课程教学目标及其对专业毕业要求的支撑本课程的教学目标:通过本课程的学习,掌握常用机构及其传动的工作原理、力学和运动学等分析,掌握通用零部件设计计算和选用的基本知识。综合运用数学、物理、工程力学、机械基础等知识分析和解决机械工程遇到的问题,从而使其成为顺应时代发展的复合型人才。本课程的教学目标如下:1:掌握常用机构的结构、特性等基本知识,初步具有选用、分析和设计机构的能力。2.掌握通用机械零件的工作原理、特点、应用和简单设计计算方法,并初步具有选用、分析和设计简单机械零件的能力。3.了解机械设计一般方法,初步具备对常用机械进行分析和设计的能力。培养严肃认真的工作态度和不断创新的设计理念,具有设计简单机械和简单传动装置的能力。4.具有运用标准、规范、手册、图册及查阅有关技术资料的能力。表1课程教学目标对专业毕业要求的支撑对毕业要求及分解指标点支撑课程教学目标序号毕业要求毕业要求指标分解点123能够将数学、自然科学、工程基础和专业1:工程1HHHH知识知识用于解决机械领域的复杂工程问题。能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理,识别、表2.问题达、并通过文献研究2HHMH分析分析机械设计制造及其自动化专业的工程问题,以获得有效结论能够设计针对港口机械、模具等专业方向复杂工程问题的解决3.设计/开发方案,设计满足特定3MHMM解决方需求的系统、单元案(部件)或工艺流程,并能够在设计环节中体现创新意识。4MMMM4.研究能够基于科学原理并采用科学方法对机械工程领域的复杂问题进行研究,包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合
The "Basic Mechanical Design" course adopts advanced teaching concepts. It gives full play to animation, video, photo, and graphic multimedia technologies. The teaching content is displayed vividly and intuitively. It uses the Internet to introduce the most advanced technology of the discipline and relevant subjects to students, in order to broaden the horizons of students. 二、课程教学目标及其对专业毕业要求的支撑 本课程的教学目标: 通过本课程的学习,掌握常用机构及其 传动的工作原理、力学和运动学等分析,掌握通用零部件设计计 算和选用的基本知识。综合运用数学、物理、工程力学、机械基 础等知识分析和解决机械工程遇到的问题,从而使其成为顺应时 代发展的复合型人才。本课程的教学目标如下: 1. 掌握常用机构的结构、特性等基本知识,初步具有选用、 分析和设计机构的能力。 2. 掌握通用机械零件的工作原理、特点、应用和简单设计计 算方法,并初步具有选用、分析和设计简单机械零件的能力。 3. 了解机械设计一般方法,初步具备对常用机械进行分析和 设计的能力。培养严肃认真的工作态度和不断创新的设计理念, 具有设计简单机械和简单传动装置的能力。 4. 具有运用标准、规范、手册、图册及查阅有关技术资料的 能力。 表1 课程教学目标对专业毕业要求的支撑 对毕业要求及分解指标点支撑 课程教学目标 序号 毕业要求 毕业要求指标分解点 1 2 3 4 1 1.工程 知识 能够将数学、自然科 学、工程基础和专业 知识用于解决机械领 域的复杂工程问题。 H H H H 2 2.问题 分析 能够应用数学、自然 科学和工程科学的基 本原理,识别、表 达、并通过文献研究 分析机械设计制造及 其自动化专业的工程 问题,以获得有效结 论 H H H M 3 3. 设 计/开发 解决方 案 能够设计针对港口机 械、模具等专业方向 复杂工程问题的解决 方案,设计满足特定 需求的系统、单元 (部件)或工艺流 程,并能够在设计环 节中体现创新意识。 M M H M 4 4.研究 能够基于科学原理并 采用科学方法对机械 工程领域的复杂问题 进行研究,包括设计 实验、分析与解释数 据、并通过信息综合 M M M M
得到合理有效的结论。具有自主学习和终身学习的意识,有不断12终5M身学习学习和适应发展的能力。注:H:强支撑:M:中支撑;L:弱支撑三、教学内容0.绪论课程的性质和任务、研究的对象和内容。机械、机器、机构、构件及零件(部件)的基本概念,机械设计的基本要求和一般过程。1.平面机构的运动简图及自由度运动副及其分类,平面机构运动简图,平面机构自由度的计算。机构具有确定运动的条件。2.平面连杆机构链四杆机构的基本形式和特性,铰链四杆机构的曲柄存在条件,铰链四杆机构的演化。3.凸轮机构凸轮机构的应用和分类,从动件的常用运动规律,凸轮轮廓的设计,设计凸轮机构应注意的问题。4.带传动带传动的类型和应用,带传动的受力分析、应力分析、弹性滑动和传动比,普通V带传动设计。5.齿轮传动齿轮机构的特点和类型,齿廓啮合基本定律,渐开线齿廓,渐开线标准齿轮的主要参数和基本几何尺寸计算,渐开线标准齿轮的啮合,渐开线齿轮的切齿原理及变位齿轮,齿轮材料及热处理,轮齿的失效形式,直齿轮传动的受力分析及计算载荷,直齿轮传动的强度计算,斜齿圆柱齿轮传动,直齿圆锥齿轮传动,齿轮的结构设计,齿轮传动的润滑和效率。6.齿轮系轮系的类型,定轴轮系、周转轮系、复合轮系及其传动比,轮系的应用。7.螺纹联接螺纹参数,螺纹副的受力分析、效率和自锁,螺纹联接的基本类型,螺纹联接的预紧和防松,螺纹联接的强度计算,提高螺纹联接强度的措施。8.轴及轴毂联接轴的类型,轴的材料,轴的结构设计,轴的强度计算,轴毂联接9.滚动轴承滚动轴承的类型和代号,滚动轴承的特点和选择,滚动轴承的寿命计算,滚动轴承的组合设计,润滑与密封形式。10.联轴器的功用、类型、特点和选用方法各章节重难点:0.绪论重点:实现由基础课学习向专业课学习的过渡和转变,适应教材内容和学习方法的变化
得到合理有效的结 论。 5 12 . 终 身学习 具有自主学习和终身 学习的意识,有不断 学习和适应发展的能 力。 M 注:H:强支撑;M:中支撑;L:弱支撑 三、教学内容 0. 绪论 课程的性质和任务、研究的对象和内容。机械、机器、机构、 构件及零件(部件)的基本概念,机械设计的基本要求和一般过 程。 1.平面机构的运动简图及自由度 运动副及其分类,平面机构运动简图,平面机构自由度的计 算。机构具有确定运动的条件。 2.平面连杆机构 链四杆机构的基本形式和特性,铰链四杆机构的曲柄存在条 件,铰链四杆机构的演化。 3.凸轮机构 凸轮机构的应用和分类,从动件的常用运动规律,凸轮轮廓的 设计,设计凸轮机构应注意的问题。 4.带传动 带传动的类型和应用,带传动的受力分析、应力分析、弹性滑 动和传动比,普通V带传动设计。 5.齿轮传动 齿轮机构的特点和类型,齿廓啮合基本定律,渐开线齿廓,渐 开线标准齿轮的主要参数和基本几何尺寸计算,渐开线标准齿轮 的啮合,渐开线齿轮的切齿原理及变位齿轮,齿轮材料及热处 理,轮齿的失效形式,直齿轮传动的受力分析及计算载荷,直齿 轮传动的强度计算,斜齿圆柱齿轮传动,直齿圆锥齿轮传动,齿 轮的结构设计,齿轮传动的润滑和效率。 6.齿轮系 轮系的类型,定轴轮系、周转轮系、复合轮系及其传动比,轮 系的应用。 7.螺纹联接 螺纹参数,螺纹副的受力分析、效率和自锁,螺纹联接的基本 类型,螺纹联接的预紧和防松,螺纹联接的强度计算,提高螺纹 联接强度的措施。 8.轴及轴毂联接 轴的类型,轴的材料,轴的结构设计,轴的强度计算,轴毂联 接 9.滚动轴承 滚动轴承的类型和代号,滚动轴承的特点和选择,滚动轴承的 寿命计算,滚动轴承的组合设计,润滑与密封形式。 10.联轴器的功用、类型、特点和选用方法。 各章节重难点: 0. 绪论 重点:实现由基础课学习向专业课学习的过渡和转变,适应 教材内容和学习方法的变化
1.平面机构的运动简图及自由度重点:机构自由度的计算。难点:虚约束的判定。2.平面连杆机构重点:铰链四杆机构的特性。难点:极位夹角,传动角3.凸轮机构重点:凸轮轮廓的设计。难点:设计凸轮机构应注意的问题。4.带传动重点:带传动的受力分析、应力分析、弹性滑动与打滑,V带传动的设计计算。难点:带传动的受力分析、应力分析和弹性滑动。5.齿轮传动重点:渐开线标准直齿轮外啮合传动的基本理论及主要参数和尺寸计算。齿轮传动的接触强度和弯曲强度计算,斜齿圆柱齿轮主要参数和尺寸计算,斜齿轮、锥齿轮传动的受力分析。齿轮传动设计中主要参数的选择及参数的协调。难点:重合度,直齿轮传动强度计算,斜齿轮轴向力判断。6.齿轮系重点:齿轮转向的表达,各种轮系传动比计算。难点:正确划分轮系。7.螺纹联接重点:螺纹联接的受力分析及效率,普通螺栓受横向载荷和受轴向载荷的强度计算。难点:普通螺栓受轴向载荷的强度计算。。8.轴及轴毂联接重点:轴的结构设计,转轴的强度计算,平键的设计与校核。难点:轴的结构设计9.滚动轴承重点:滚动轴承的寿命计算,滚动轴承的组合设计。难点:具有内部轴向力的角接触球轴承和圆锥滚子轴承轴向载荷的计算,滚动轴承部件的组合设计。10.联轴器重点:联轴器的选用。实验内容和要求表2实验内容和要求主要仪器项目名实验实验内容设备要求称型号数量名称机构运绘制实际机械的必修动简图运动简图,计算各种简易机器模型40测绘机构的自由度。必修机构运用机构创新试验机构创新实验台8动方案台选择平面机构类型,组装机
1.平面机构的运动简图及自由度 重点:机构自由度的计算。 难点:虚约束的判定。 2.平面连杆机构 重点:铰链四杆机构的特性。 难点:极位夹角,传动角 3.凸轮机构 重点:凸轮轮廓的设计。 难点:设计凸轮机构应注意的问题。 4.带传动 重点:带传动的受力分析、应力分析、弹性滑动与打滑,V 带 传动的设计计算。 难点:带传动的受力分析、应力分析和弹性滑动。 5.齿轮传动 重点:渐开线标准直齿轮外啮合传动的基本理论及主要参数和 尺寸计算。齿轮传动的接触强度和弯曲强度计算,斜齿圆柱齿轮 主要参数和尺寸计算,斜齿轮、锥齿轮传动的受力分析。齿轮传 动设计中主要参数的选择及参数的协调。 难点:重合度,直齿轮传动强度计算,斜齿轮轴向力判断。 6.齿轮系 重点:齿轮转向的表达,各种轮系传动比计算。 难点:正确划分轮系。 7.螺纹联接 重点:螺纹联接的受力分析及效率,普通螺栓受横向载荷和受 轴向载荷的强度计算。 难点:普通螺栓受轴向载荷的强度计算。 8.轴及轴毂联接 重点:轴的结构设计,转轴的强度计算,平键的设计与校核。 难点:轴的结构设计 9.滚动轴承 重点:滚动轴承的寿命计算,滚动轴承的组合设计。 难点:具有内部轴向力的角接触球轴承和圆锥滚子轴承轴向载 荷的计算,滚动轴承部件的组合设计。 10.联轴器 重点:联轴器的选用。 实验内容和要求 表2 实验内容和要求 项目名 称 实验内容 实验 要求 主要仪器 设备 名称 型号 数量 机构运 动简图 测绘 绘制实际机械的 运动简图,计算 机构的自由度。 必修 各种简易机器模型 40 机构运 动方案 用机构创新试验 台选择平面机构 类 型 , 组 装 机 必修 机构创新实验台 8
创新设构,调整、验证、计实验调试、改进、确定设计方案。运用组合工具箱轴与轴搭接常见的轴的承组合结构,并测绘轴轴和轴承组合工具箱12必结构实修及轴承组合部件验三的装配图者选熟悉减速器的结做)减速器构组成,测绘减拆装实减速器12速器的一些参验数。注:实验要求:选修、必修、其他四、学时分配表3-1课程学时分配表其他(研实践(实小计讲授讨、课堂验)练习)绪论22平面机构的运动简图20.23.35.5及自由度0.232.8平面连杆机构33凸轮机构带传动4.54.50.8齿轮传动13.2140.226齿轮系3.80.25螺纹联接4.80.25轴和轴毂联接4.820.27滚动轴承4.811联轴器482656合计表3-2实验学时分配表序号实验项目实验每组实验实验人数类别类型名称学时专业基机构运动简图测绘12综合性1-2础实验专业基机构运动方案创新22综合性4-5础设计实验
创新设 计实验 构 , 调 整 、 验 证 、 调 试 、 改 进、确定设计方 案。 轴与轴 承组合 结构实 验 运用组合工具箱 搭接常见的轴的 结构,并测绘轴 及轴承组合部件 的装配图 必 修 (二 者选 做) 轴和轴承组合工具箱 12 减速器 拆装实 验 熟悉减速器的结 构组成,测绘减 速 器 的 一 些 参 数。 减速器 12 注:实验要求:选修、必修、其他 四、学时分配 表3-1课程学时分配表 讲授 其他(研 讨、课堂 练习) 实践 (实 验) 小计 绪论 2 2 平面机构的运动简图 及自由度 3.3 0.2 2 5.5 平面连杆机构 2.8 0.2 3 凸轮机构 3 3 带传动 4.5 4.5 齿轮传动 13.2 0.8 14 齿轮系 3.8 0.2 2 6 螺纹联接 4.8 0.2 5 轴和轴毂联接 4.8 0.2 5 滚动轴承 4.8 0.2 2 7 联轴器 1 1 合 计 48 2 6 56 表3-2 实验学时分配表 序 号 实 验 项 目 名 称 实验 学时 每组 人数 实验 类别 实验 类型 1 机构运动简图测绘 实验 2 1-2 专业基 础 综合性 2 机构运动方案创新 设计实验 2 4-5 专业基 础 综合性