四川大学：机械工程系课程教学资源《机械设计》教学大纲 Mechanical Design

机械设计 四川大学制造科学与工程学院本科课程 《机械设计》教学大纲 课程编号 302069030 课程类型 必修课 Course Code: 302069030 Course Type Compulsory 厘程名称 1械设计 授课对象： 本科二年级学生 Course namea Mechanical Design Audience: Sophomore 学时/学分： 48/3 授课语言： 中文 Credit 48/3 Language of Chinese Mandar Hours/Credits Instruction 先修课程： 理论力学、材料力学、机械原理 开课院系： 机械工程系 rerequisite: oretical Mechanics,Material Mechanie Course offered by:Department of Mechanical Principles Mechanical Eng 适用专业 械设计制造及其自动化专业 授课教师： tended for: Mechanical Design.Manufacturing and Instructor utomation 大纲执笔人： 马咏梅 大纲申核人： 专业负责人 Edited by: Mayongmei Inspected by: Course Leader 一、课程简介 机械设计是一门面向机械类各专业开设的工程技术基础课，课程的系统性、综合性、工程性、 创新性都比较强，是机械类教学计划中的主干课程之一，是培养机械工程领域高级技术人才的必 修课。其目的在于培养学生掌握通用机械零部件的设计原理、方法和机械设计的一般知识：树立 正确的设计思想，培养机械设计的创新意识：具有设计简单机械装置的能力：具有运用标准、规 范、手册、图册和查阅有关技术资料的能力。为后继专业课程学习和今后从事设计制造工作打下 坚实的基础。 二、学习目标 1能够运用数学、自然科学、工程基础知识表达机械设计问题。建立具有适当精度要求的机械 产品的零部件数理模型，并正确求解： 2能运用数学、自然科学、工程基础知识，识别、分析和确定机械产品通用零部件设计的关键 问题，判断设计参变量对评价指标的影响，提出解决方案：

机械设计 四川大学制造科学与工程学院本科课程 《机械设计》教学大纲 课程编号： Course Code: 302069030 302069030 课程类型： Course Type: 必修课 Compulsory 课程名称： Course Name: 机械设计 Mechanical Design 授课对象： Audience: 本科二年级学生 Sophomore 学时/学分： Credit Hours/Credits 48/3 48/3 授课语言： Language of Instruction 中文 Chinese Mandarin 先修课程： Prerequisite: 理论力学、材料力学、机械原理 Theoretical Mechanics，Material Mechanics， Mechanical Principles 开课院系： Course offered by: 机械工程系 Department of Mechanical Eng. 适用专业： Intended for: 机械设计制造及其自动化专业 Mechanical Design, Manufacturing and Automation 授课教师： Instructor: 大纲执笔人： Edited by: 马咏梅 Mayongmei 大纲审核人： Inspected by: 专业负责人 Course Leader 一、课程简介 机械设计是一门面向机械类各专业开设的工程技术基础课，课程的系统性、综合性、工程性、 创新性都比较强，是机械类教学计划中的主干课程之一，是培养机械工程领域高级技术人才的必 修课。其目的在于培养学生掌握通用机械零部件的设计原理、方法和机械设计的一般知识；树立 正确的设计思想，培养机械设计的创新意识；具有设计简单机械装置的能力；具有运用标准、规 范、手册、图册和查阅有关技术资料的能力。为后继专业课程学习和今后从事设计制造工作打下 坚实的基础。 二、学习目标 1.能够运用数学、自然科学、工程基础知识表达机械设计问题。建立具有适当精度要求的机械 产品的零部件数理模型，并正确求解； 2.能运用数学、自然科学、工程基础知识，识别、分析和确定机械产品通用零部件设计的关键 问题，判断设计参变量对评价指标的影响，提出解决方案； 1

3.结合与机械设计制造及其自动化领域相关的社会、健康、安全、法律、文化以及环境等方面 的基础知识，针对机械产品应用的工况条件及使用特性，确定机械产品的零部件结构，进行机械 产品的设计。 4能够用零部件设计图纸、设计说明书、设计报告等形式，呈现机械产品设计成果，并能够在 成果中体现创新意识： 5能够遵守我国宪法和法律，了解机械设计的技术标准、规范： 6.利用教学管理辅助软件（机械设计省级精品课程在线开放平台、中国大学M00C、雨课堂 课堂派等)和学习小组交流平台，针对机械产品设计中产生的问题能够进行有效沟通和交流。撰 写设计报告并进行讨论。 三、学习目标与毕业要求的对应关系 毕业要求 毕业要求指标点 学习目标 1.2具有解决机械工程领域设计、 (1)工程知识：能够将数学、自 制造、运行等过程中的复杂工程问题所 学习目标1 然科学、机械工程基础知识和专业知 需的工程基础知识和专业知识： 识用于解决机械工程领域设计、制造 1.3能够运用数学、自然科学、工 运行等方面的复杂工程问题。 程基础和专业知识解决机械工程领域 学习目标2 的复杂工程问题。 3.2具备与机械设计制造及其自动 化领域相关的社会、健康、安全，法律 (3)设计/开发解决方空：能够设 文化以及文化等方面的基础知识，针对 计满足特定需求的机械产品功能原理 学习目标3 机械工程领域设计、制造、运行中的复 方案、零部件及机械系统，或针对机 杂工程问题所提出的解决方案中，能够 械工程领域设计、制造、运行等方面 考虑上述因素： 的复杂工程问题，拟定相应的设计 制造、运行方案，并能够综合考虑 3.3针对机械工程领域设计、制造 会、健康、安全、法律、文化以及环 运行中的复杂工程问题，能够设计满足 境因素，体现创新意识。 特定需求的系统、单元（部件）或机械 学习目标4 制造工艺流程，并能够在设计环节中体 现创新意识。 (8)职业规范：具有人文社会科 8.」能够遵守我国宪法和法律，了 学素养、社会责任感，能够在机械设 解机械工程领域设计、制造、运行等方 学习目标5 计制造及相关领域的工程实践中理解 面的标准、规范：

3.结合与机械设计制造及其自动化领域相关的社会、健康、安全、法律、文化以及环境等方面 的基础知识，针对机械产品应用的工况条件及使用特性，确定机械产品的零部件结构，进行机械 产品的设计。 4.能够用零部件设计图纸、设计说明书、设计报告等形式，呈现机械产品设计成果，并能够在 成果中体现创新意识； 5.能够遵守我国宪法和法律，了解机械设计的技术标准、规范； 6.利用教学管理辅助软件（机械设计省级精品课程在线开放平台、中国大学 M00C、雨课堂、 课堂派等）和学习小组交流平台，针对机械产品设计中产生的问题能够进行有效沟通和交流。撰 写设计报告并进行讨论。 三、学习目标与毕业要求的对应关系 毕业要求 毕业要求指标点 学习目标 （1）工程知识：能够将数学、自 然科学、机械工程基础知识和专业知 识用于解决机械工程领域设计、制造、 运行等方面的复杂工程问题。 1.2 具有解决机械工程领域设计、 制造、运行等过程中的复杂工程问题所 需的工程基础知识和专业知识； 学习目标 1 1.3 能够运用数学、自然科学、工 程基础和专业知识解决机械工程领域 的复杂工程问题。 学习目标 2 （3）设计/开发解决方案：能够设 计满足特定需求的机械产品功能原理 方案、零部件及机械系统，或针对机 械工程领域设计、制造、运行等方面 的复杂工程问题，拟定相应的设计、 制造、运行方案，并能够综合考虑社 会、健康、安全、法律、文化以及环 境因素，体现创新意识。 3.2 具备与机械设计制造及其自动 化领域相关的社会、健康、安全、法律、 文化以及文化等方面的基础知识，针对 机械工程领域设计、制造、运行中的复 杂工程问题所提出的解决方案中，能够 考虑上述因素； 学习目标 3 3.3 针对机械工程领域设计、制造、 运行中的复杂工程问题，能够设计满足 特定需求的系统、单元（部件）或机械 制造工艺流程，并能够在设计环节中体 现创新意识。 学习目标 4 （8）职业规范：具有人文社会科 学素养、社会责任感，能够在机械设 计制造及相关领域的工程实践中理解 8.1 能够遵守我国宪法和法律，了 解机械工程领域设计、制造、运行等方 面的标准、规范； 学习目标 5 2

并遵守工程职业道德和规范，履行工 作职责和社会贵任。 (10)沟通：针对机械工程领域 设计、制造、运行等复杂工程问题， 能够与业界同行及社会公众进行有效 10.2能够撰写机械设计制造领域 沟通和交流，能够撰写机械设计制造 的报告、设计文档，进行陈述发言，能 学习目标6 领域的报告、设计文档，进行陈述发 够回应指令并清晰表达： 言，能够回应指令并清晰表达，具备 一定的国际视野，能够在跨文化背景 下进行沟通和交流。 四、教学内容 学习目标 教学内容 教学方法 考核方式 第一章机械设计概论16 第二章机械设计的强度问题13、7 第四章螺纹连接1、6 第五章轴毅连接1-2 依托SPOC平台预习复习 期末考试SPOC 第六章带传动1、5 多媒体讲授 学习目标1 单元测试 第七章链传动15 十人学习小组专题研讨 课后习题 第八章齿轮传动1-4、10 两人兴趣设计小组专题 设计作业 第九章蜗杆传动1-3、5 设计 第十一章轴1 第十二章滑动轴承14、7 第十三章滚动轴承1-3 第二章机械设计的强度向题2、4-6 第四章螺纹连接2、5 第五章轴毂连接1 依托SOC平台预习复习 第六章带传动2-4 期末考试SPOC 多媒体讲授 第七章链传动3-4 单元测试 学习目标2 十人学习小组专题研讨 第八章齿轮传动5-9 课后习题 两人兴趣设计小组专题 第九章蜗杆传动4-5 设计作业 设计 第十一章轴3 第十二章滑动轴承6-7 第十三章滚动轴承3 学习日标3 第一章机械设计概论6 依托SPOC平台预习复习 期末考试SPOC

四、教学内容 学习目标 教学内容 教学方法 考核方式 学习目标 1 第一章 机械设计概论 1-6 第二章 机械设计的强度问题 1-3、7 第四章 螺纹连接 1、6 第五章 轴毂连接 1-2 第六章 带传动 1、5 第七章 链传动 1-5 第八章 齿轮传动 1-4、10 第九章 蜗杆传动 1-3、5 第十一章 轴 1 第十二章 滑动轴承 1-4、7 第十三章 滚动轴承 1-3 依托 SPOC 平台预习复习 多媒体讲授 十人学习小组专题研讨 两人兴趣设计小组专题 设计 期末考试 SPOC 单元测试 课后习题 设计作业 学习目标 2 第二章 机械设计的强度问题 2、4-6 第四章 螺纹连接 2、5 第五章 轴毂连接 1 第六章 带传动 2-4 第七章 链传动 3-4 第八章 齿轮传动 5-9 第九章 蜗杆传动 4-5 第十一章 轴 3 第十二章 滑动轴承 6-7 第十三章 滚动轴承 3 依托 SPOC 平台预习复习 多媒体讲授 十人学习小组专题研讨 两人兴趣设计小组专题 设计 期末考试 SPOC 单元测试 课后习题 设计作业 学习目标 3 第一章 机械设计概论 6 依托 SPOC 平台预习复习 期末考试 SPOC 并遵守工程职业道德和规范，履行工 作职责和社会责任。 （10）沟通：针对机械工程领域 设计、制造、运行等复杂工程问题， 能够与业界同行及社会公众进行有效 沟通和交流，能够撰写机械设计制造 领域的报告、设计文档，进行陈述发 言，能够回应指令并清晰表达，具备 一定的国际视野，能够在跨文化背景 下进行沟通和交流。 10.2 能够撰写机械设计制造领域 的报告、设计文档，进行陈述发言，能 够回应指令并清晰表达； 学习目标 6 3

第四章螺纹连接6 多媒体讲授 单元测试 第五章轴毂连接1 十人学习小组专趣研讨 课后习题 第六章带传动3 两人兴趣设计小组专题 设计作业 第七章链传动5 设计 第八章齿轮传动7 第九章蜗杆传动3 第十一章轴4 第十三章滚动轴承5 第一章绪论2、5 第四章螺纹连接4-6 第五章轴毅连接1 依托SPOC平台预习复习 第六章带传动2-4 期末考试SPOC 多媒体讲授 学习目标4 十人学习小组专题研讨 单元测试 第七章链传动3-4 第八章齿轮传动6-9 课后习题 两人兴趣设计小组专题 设计作业 第九章蜗杆传动4 设计 第十一章轴2-3 第十三章滚动轴承3-4 第三章螺纹连接4-6 依托SPOC平台预习复习 第六章带传动3 多媒体讲授 期末考试SPO( 单元测试 学习目标5 第八章齿轮传动6-9 十人学习小组专题研讨 课后习题 第十一章轴3 两人兴趣设计小组专题 设计作业 第十三章滚动轴承5-6 设计 第四章螺纹连接5-6 依托SPOC平台预习复习 期末考试SPOC 第六章带传动3-4 名媒体讲授 学习目标6第八章齿轮传动6-9 单元测试 十人学习小组专题研讨 课后习题 第十一章轴2-3 两人兴趣设计小组专颗 第十三章滚动轴承45 设计 设计作业 考核方式：考勤、十人学习小组作业、期末考试、小组研讨、PPT演讲、SPOC线上研讨、SOC单元测 试、两人兴趣小组设计作业等 绪论 介绍课程的重要意义，性质，任务，内容，特点，学习要求和方法。 要求学生：学习本课程时，用“一个机械设计师”的标准来要求自己和思考问题。 第一篇机械设计总论 第一章机械设计概论

第四章 螺纹连接 6 第五章 轴毂连接 1 第六章 带传动 3 第七章 链传动 5 第八章 齿轮传动 7 第九章 蜗杆传动 3 第十一章 轴 4 第十三章 滚动轴承 5 多媒体讲授 十人学习小组专题研讨 两人兴趣设计小组专题 设计 单元测试 课后习题 设计作业 学习目标 4 第一章 绪论 2、5 第四章 螺纹连接 4-6 第五章 轴毂连接 1 第六章 带传动 2-4 第七章 链传动 3-4 第八章 齿轮传动 6-9 第九章 蜗杆传动 4 第十一章 轴 2-3 第十三章 滚动轴承 3-4 依托 SPOC 平台预习复习 多媒体讲授 十人学习小组专题研讨 两人兴趣设计小组专题 设计 期末考试 SPOC 单元测试 课后习题 设计作业 学习目标 5 第三章 螺纹连接 4-6 第六章 带传动 3 第八章 齿轮传动 6-9 第十一章 轴 3 第十三章 滚动轴承 5-6 依托 SPOC 平台预习复习 多媒体讲授 十人学习小组专题研讨 两人兴趣设计小组专题 设计 期末考试 SPOC 单元测试 课后习题 设计作业 学习目标 6 第四章 螺纹连接 5-6 第六章 带传动 3-4 第八章 齿轮传动 6-9 第十一章 轴 2-3 第十三章 滚动轴承 4-5 依托 SPOC 平台预习复习 多媒体讲授 十人学习小组专题研讨 两人兴趣设计小组专题 设计 期末考试 SPOC 单元测试 课后习题 设计作业 考核方式: 考勤、十人学习小组作业、期末考试、小组研讨、PPT 演讲、SPOC 线上研讨、SPOC 单元测 试、两人兴趣小组设计作业等。 绪论 介绍课程的重要意义，性质，任务，内容，特点，学习要求和方法。 要求学生：学习本课程时，用“一个机械设计师” 的标准来要求自己和思考问题。 第一篇 机械设计总论 第一章 机械设计概论 4

1机械设计的任务，机械设计的一般程序，机械创新设计： 2.机械零件的失效形式和计算准则： 3机械零件材料和热处理的选择：机械零件的常用材料，选择材料的原则： 4.机械零件的标准化： 5.机械结构设计：结构设计的重要性，机械结构设计的准则 6机械设计技术的新发展。 要求学生： 注意本课程的工程性、实用性与过去所学理论课程有很大不同：机械设计的一些基本知识， 如机械设计的典型过程、失效、工艺性、标准化等概念：注意学习插图，该章有许多机械零部件 结构图，它们是机械工程经常遇到的典型结构，要仔细阅读，认真学习：结合本课程的学习，复 习已经学过的知识，如关于材料和热处理、力学、制图、公差等课程：阅读手册和参考书，有些 机械设计题目必须查阅手册才能完成，必须注意培养这方面的能力：本课程与过去的课程有许多 不同，可是它更接近实际，要按照本课程的特点进行学习。 毕业要求对应关系： 本章学习内容对应学习目标1、3、4支撑毕业要求指标12、3.2、3.3。 第二章机械设计的强度问题 1机械零件按强度条件判定方法： 2变应力的类型，疲劳失效的特点，疲劳曲线，疲劳极限应力图： 3.影响疲劳强度的主要因素： 4稳定变应力时机械零件的疲劳强度计算： 5规律性非稳定变应力时机械零件的疲劳强度计算： 6.机械零件的表面强度： 7.延迟断裂。 要求学生： 体会疲劳强度和静强度的不同：稳定循环变应力的强度计算，表示循环变应力的5个参数和3 种典型情况：绘制材料的典型疲劳曲线和疲劳极限应力图：稳定变应力时机械零件的疲劳强度计 算，重点是等于常数时的安全系数计算方法。能判断计算结果，当结果不能满足需求时，能够改 进设计，使其满足疲劳强度要求：疲劳损伤积累假说及规律性非稳定变应力机械零件的疲劳强度： 接触应力和挤压应力的区别。 半业要求对应关系： 木章学习内容对应学习目标1、2，支撑毕业要求指标点12、13。 第二篇连接零件设计 第四章螺纹连接 1.螺纹的主要参数，螺纹的类型和特点： 2.螺纹连接的主要类型，标准螺纹连接件，螺纹连接件的材料及许用应力：

1.机械设计的任务，机械设计的一般程序，机械创新设计； 2.机械零件的失效形式和计算准则； 3.机械零件材料和热处理的选择：机械零件的常用材料，选择材料的原则； 4.机械零件的标准化； 5.机械结构设计：结构设计的重要性，机械结构设计的准则； 6.机械设计技术的新发展。 要求学生： 注意本课程的工程性、实用性与过去所学理论课程有很大不同；机械设计的一些基本知识， 如机械设计的典型过程、失效、工艺性、标准化等概念；注意学习插图，该章有许多机械零部件 结构图，它们是机械工程经常遇到的典型结构，要仔细阅读，认真学习；结合本课程的学习，复 习已经学过的知识，如关于材料和热处理、力学、制图、公差等课程；阅读手册和参考书，有些 机械设计题目必须查阅手册才能完成，必须注意培养这方面的能力；本课程与过去的课程有许多 不同，可是它更接近实际，要按照本课程的特点进行学习。 毕业要求对应关系： 本章学习内容对应学习目标1、3、4支撑毕业要求指标1.2、3.2、3.3。 第二章 机械设计的强度问题 1.机械零件按强度条件判定方法； 2.变应力的类型，疲劳失效的特点，疲劳曲线，疲劳极限应力图； 3.影响疲劳强度的主要因素； 4.稳定变应力时机械零件的疲劳强度计算； 5.规律性非稳定变应力时机械零件的疲劳强度计算； 6.机械零件的表面强度； 7.延迟断裂。 要求学生： 体会疲劳强度和静强度的不同；稳定循环变应力的强度计算，表示循环变应力的5个参数和3 种典型情况；绘制材料的典型疲劳曲线和疲劳极限应力图；稳定变应力时机械零件的疲劳强度计 算，重点是r等于常数时的安全系数计算方法。能判断计算结果，当结果不能满足需求时，能够改 进设计，使其满足疲劳强度要求；疲劳损伤积累假说及规律性非稳定变应力机械零件的疲劳强度； 接触应力和挤压应力的区别。 毕业要求对应关系： 本章学习内容对应学习目标1、2，支撑毕业要求指标点1.2、1.3。 第二篇 连接零件设计 第四章 螺纹连接 1.螺纹的主要参数，螺纹的类型和特点； 2.螺纹连接的主要类型，标准螺纹连接件，螺纹连接件的材料及许用应力； 5