《机械设计基础》课程标准

《机械设计基础》课程标准一、课程基本信息课程名称：机械设计基础课程类别：专业必修课适用对象：3+3数控技术专业开设学期：二年级第一学期前修课程与后续课程：前修课程：《机械制图》、《工程力学》；后续课程：《机械制造基础》、《机械制造工艺》。课内学时（学分）：72学时（4.5学分）二、课程性质本课程是数控技术专业的一门技术基础课程。其任务是使学生掌握常用机构和通用零件的基本理论、基本知识和基本方法。课程教学目标是：使学生具有分析和选择常用机构和通用零件的能力，初步获得正确管理、使用和维护机械的基本知识，学会运用标准、规范、手册、图册等有关技术资料，具有结合运用所学知识设计简单机构及传动装置的能力。三、课程目标（一）知识教学目标通过本课程的教学，应使学生达到下列基本要求：1.熟悉常用机构的工作原理、组成及其特点，掌握常用机构工作原理、运动特性分析和设计方法。2.熟悉通用机械零件的工作原理、结构及其特点，掌握通用机械零件的选用和设计方法。3.具有对机构分析设计和零件计算问题的运算、制图和使用技术资料的能力。4.掌握机械设计的一般原则和步骤。5.具有设计简单机构和简单传动装置的能力。（二）能力培养目标通过对《机械设计基础》理论和实践的学习，应具有综合运用所学知识和实践技能，设计简单机构和简单传动装置的能力；具有通过实验和观察去识别常用机构组成、工作特性和通用机械零件结构特点的能力。1.能独立完成教学基本要求规定的实验。2.能正确观察实验中出现的各种运动、测绘有关形状、尺寸，并通过分析、计算，得到正确的结论。3.具有识别常用机构组成、工作特性和通用机械零件结构特点的能力。（三）素质目标通过本课程的教学，应使学生达到下列基本要求：1.培养学生具有创新精神和实践能力。2.培养严谨的科学态度和良好的职业道德。3.锻炼学生的团队合作能力、专业技术交流的表达能力、制定工作计划的方法能力、获取新知识、新技能的学习能力和解决实际问题的工作能力。四、课程内容表1《机械设计基础》课程内容及要求项目序号工作任务课程内容教学活动设计项目一绪论机械设计概述机械设计基础的研究对象和内容，本课程的性质和任务和学习方法，机械设计概述。1．机械设计基础的研究对象和基本要求。2．掌握机械、机器、机构、构件及零件的概念，。3．机械零件的工作能力和设计准则。4．机械设计的方法和机械零件设计的步骤。5．当前机械设计制造技术的新发展。1.明确本课程的学习方法。2．从日常生活中常见的机器设备导入该部分内容。3．结合参观陈列室中的机构、零件进行教学。项目二平面机构的结构分析掌握机构的组成，掌握运动副的概念及分类，掌握平面机构运动简图的绘制及自由度的计算。1．机构的组成。2．平面机构的运动简图。3．平面机构的自由度。1．教师应列举大量的日常生活、生产中的实例进行教学。2．可组织学生进行课堂讨论。3．通过机构运动简图测绘实验加以掌握。项目三平面连杆机构掌握平面四杆机构的组成、基本形式及其演化。掌握平面四杆机构的运动特点及四杆机构曲柄存在的条件。会用图解法设计平面四杆机构。1．平面连杆机构的特点及应用。2．平面四杆机构的组成、基本形式及其演化。3．平面四杆机构的特性。4．平面四杆机构的设计。1．通过电化教学演示各种四杆机构的运动及演化。2．重点掌握四杆机构的类型判定方法。项目四凸轮机构了解凸轮机构的组成、类型、特点及其应用。掌握从动件的常用运动规律；掌握凸轮机构基本尺寸的确定的方法。掌握用图解法设计对心直动从动件盘形凸轮轮廓曲线。1．凸轮机构的组成、类型、特点及应用。2．常用从动件的运动规律。3．盘形凸轮轮廓的设计。4．凸轮机构设计中的几个问题。1．列举凸轮机构在实际中的应用实例。2．通过教具演示各类从动件凸轮的运动特点。项目五简谐运动机构掌握棘轮、槽轮机构的工作原理及结构特点。1．棘轮、槽轮机构的工作原理。2．槽轮机构的类型、特点及应用，槽轮机构参数的选择。介绍间歇机构的类型，掌握槽轮机构运动系数的定义及计算。项目六螺纹连接及螺旋传动掌握螺纹和螺纹联接的基本知识，了解螺旋副受力分析，掌握螺栓联接的强度计算理论和方法，以及螺纹联接的预紧与防松措施，了解提高螺纹联接强度的各种措施，了解螺旋传动的主要类型，掌握键联接的类型、结构、特点。1．联接螺纹和传动螺纹的概念、主要类型及特点。2．联接件的标准及其性能等级。3．拧紧力矩，预紧力及其控制，螺纹联接的防松原理及防松措施。4．螺纹联接的失效形式及计算准则。5．螺纹联接的强度计算。6．提高螺栓联接强度的措施。7．螺旋传动的基本类型和应用。1．列举螺纹连接及螺旋传动在实际中的应用，对各种场合下的失效及其受力特点进行分析。2．结合工程力学内容，分析松、紧两种螺纹连接情况下的受力进行力学分析。项目七带传动及链传动掌握带传动的工作原理，V带和V带轮结构，带传动的安装及维护，同步带传动。理解带传动的工作能力分析，失效形式及设计准则。会设计普通V带传动。了解滚子链的结构、标准和链轮结构，掌握滚子链传动的设计方法，链传动的布置、张紧与润滑。1．带传动的类型、特点及应用。2．V带和V带轮的结构。3．带传动的工作能力分析。4．V带传动的设计。5．带传动的张紧、安装与维护。6．链传动的类型、特点及应用。7．滚子链的结构及标淮。8．链传动的运动特性。9．滚子链传动的设计方法。10．链传动的布置、张紧及润滑。1．介绍机械设计的演化、方法、标准及常用资料的使用方法，讲解带传动及链传动的标准。2．通过对带传动的受力情况进行分析，分析弹性滑动与打滑的区别。3．结合带传动的设计演练使得学生初步接触机械设计的一般方法及步骤。项目八齿轮传动了解齿轮传动的特点和基本类型，了解渐开线齿轮齿廓的形成及特点，渐开线齿轮的加工方法。了解变位齿轮传动的特点及其应用，了解常用齿轮材料及其热处理方法，了解齿轮传动的精度及其选择，齿轮结构设计，齿轮传动的润滑及效率。理解渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动，标准齿轮不发生根切的最少齿数，齿轮的失效形式及设计准则，斜齿圆柱齿轮传动，直齿圆锥齿轮传动。掌握渐开线标准直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、直齿圆锥齿轮的主要1．齿轮传动的特点和基本类型。2．渐开线齿轮的齿廓及传动比。3．渐开线标准直齿圆柱齿轮的主要参数及几何尺寸计算。4．渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动。5．渐开线齿轮的加工方法。6．渐开线齿廓的根切现象与标准齿轮不发生根切的最少齿数。7．变位齿轮传动。1．详细讲解渐开线的形成及其特性。2．明晰概念，尤其是四线合一的概念及其特性。3．结合软硬齿面的初步设计，加深对设计类题型的演练及理解，并总结出一般规律。4．注意安排适量的习题演练和讲解。5．进行齿轮参数测定实验。参数及几何尺寸计算，齿轮正确啮合条件及连续传动条件，齿轮传动的受力分析。会进行齿轮传动的强度计算；标准齿轮传动的设计。8．齿轮常见的失效形式与设计准则。9．齿轮的常用材料及许用应力。10．齿轮传动的精度。11．渐开线标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算。12．斜齿圆柱齿轮传动。13．直齿圆锥齿轮传动。14．齿轮的结构设计及齿轮传动的润滑。项目九蜗杆传动了解蜗杆传动的类型、特点及应用，蜗杆传动的精度等级，蜗杆传动的材料与结构，蜗杆传动的润滑，蜗杆传动的安装和维护。掌握蜗杆传动的主要参数，失效形式及设计淮则，蜗杆传动的效率、热平衡计算。掌握蜗杆传动的几何尺寸计算，蜗杆传动的受力分析，会进行蜗杆传动的强度计算。1．蜗杆传动的类型和特点。2．蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算。3．蜗杆传动的失效形式和计算准则。4．蜗杆传动的材料和结构。5．蜗杆传动的强度计算。6．蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算。7．普通圆柱蜗杆传动的精度等级选择及其安装和维护。8．常用各类齿轮传动的选择。1．注意区分蜗杆与齿轮传动的特点。2．注意掌握蜗杆传动的特点及主要参数的使用。项目十轮系了解轮系的分类，其它新型齿轮传动装置，轮系的应用和减速器。掌握定轴轮系、行星轮系、混合轮系传动比的计算，并判断从动轮的转向。会识别实际机械中的齿轮系。1．定轴轮系传动比的计算。2．行星轮系传动比的计算。3．混合轮系传动比的计算。1．注意转化轮系的分析点在于参照系的选择。注意轮系转向的判定方法和表达方法。2．作为齿轮范畴的终结，对此三章的内容进行小结。4．轮系的应用。5．其他新型齿轮传动装置简介。6．减速器。3．通过减速器的拆装实验加深对轮系的理解。项目十一轴了解轴的类型、作用、材料及其选择。掌握轴的结构设计及强度计算。1．了解轴的用途和分类。2．轴的结构设计。3．轴的强度计算。4．轴的材料及选择。5．轴毂连接。1．作为重要的支撑件，其弯扭矩图的掌握应为重点。2．对轴的结构及其应用特点进行分析。3．通过轴系部件拆装实验加深对轴的认识。项目十二轴承了解轴承的功用与类型，滚动轴承的组成、类型、特点、代号；滚动轴承代号的构成和基本代号的含义，滚动轴承寿命计算的理论和计算方法，理解滚动轴承工作情况分析，掌握滚动轴承的类型选择和滚动轴承的组合设计。1．滚动轴承的组成、类型、特点及代号。2．滚动轴承类型的选择。3．滚动轴承的工作情况分析及计算。4．滚动轴承的组合设计。1．以实物分析介绍轴承的结构及特点。2．通过对轴承代号的介绍，了解不同类型轴承的结构特点及其使用。表2机械设计基础各项目（单元）建议学时分配序号工作任务课时分配讲授习题实验小计1绪论222平面机构的结构分析4263平面连杆机构664凸轮机构445间歇运动机构446螺纹连接及螺旋传动667带传动及链传动42288齿轮传动822129蜗杆传动4410轮系622811轴62812轴承44合计568872五、课程实施建议1.教学建议（1）在教学中，授课教师应充分利用计算机辅助多媒体教学和教学挂图、模型等手段，以提高教学质量、教学效率和教学水平，培养学生的兴趣，加强学生对课程的理解。（2）本课程标准的基本要求所列内容应通过讲课、习题课、课外习题、设计作业、课程设计、实验等教学环节进行教学。应根据具体条件，注意结合教学过程，培养学生应用计算机的能力，以提高教学质量和水平。（3）教学环节较多，实践性较强，教学中应教育学生树立正确的设计思想，培养良好的工作作风和工作方法。（4）本课程标准的课时分配是建议性的，教学过程中，在保证达到教学要求的前提下，可视具体情况做必要的调整和补充。2.评价建议（1）评价目的全面了解学生的学习历程，采取各种方法和手段改进教学，抓好“以任务为驱动”的理论和实践相结合的教学中主要环节，关注学生学习结果和过程评价，激发学生学习的热情和动力，提高学生学习的自信心，提高教学质量。（2）评价原则坚持理论知识与实践知识综合评价的原则；突出能力评价优先地位的原则；重点过程评价原则；采取多种方式评价原则；学生自评与其他评价结合的原则等。本课程的评价主要考虑课堂教学情况、回答问题情况、完成作业情况、实践操作情况、报告书情况等综合考评。（3）评价方法综合成绩=过程性考核成绩×50%+期末考核成绩×50%+过程性考核成绩主要依据学生课堂表现、作业、测验、实验报告完成的情况综合评定。3.主教材《机械设计基础(第三版)》，陈立德主编，北京：高等教育出版社，2007年4.辅助教材《机械设计基础》，朱小平，徐英锋主编，北京：北京科学技术出版社，2010年5.课程资源的开发和利用（1）常用课程资源的开发和利用挂图、幻灯片、投影片、视听光盘、多媒体软件、仿真软件等，这些资源有利于创设形象生动的工作情境，激发学生的学习兴趣，促进学生对知识的理解和掌握，建议加强常用课程资源的开发，建立多媒体课程资源的数据库。（2）积极开发和利用网络课程资源充分利用电子书籍、电子期刊、数据库、数字图书馆、教育网站和电子论坛等网上专业课程资源，使教学从单一媒体向多媒体转变，使教学活动从信息的单向传递向双向交换转变，使学生从单独的学习向合作学习转变。前修课程与后续课程：前修课程：《机械制图》、《工程力学》；后续课程束赊努纵医瓢巧迫顿创慧费绑单媒汲敝括骗噎拇民分凄懈熊危悉铜蛇助分茁础跋尧威栓独绞纪苟绵立吓绞贸吨蚌翼猎示离娱解悠铣叫帖辰斋港肚脑勋哺卵族