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《机械设计基础》课程教学大纲

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机械设计基础课程教学大纲

 

课程名称机械设计基础

英文名称Fundamentals of Mechanical Design

课程类型学科平台课

总学时及学分64学时,4学分

适应对象车辆工程

主要先修课程高等数学机械制图工程力学

执行日期20179

课程的性质与任务

性质机械设计基础属于机械类学科的专业基础课程主要研究常用运动机构的理论及运动规律常用连接方法及理论机械传动机械零件设计理论及主要机械零件的设计步骤等本课程在人才培养中具有承上启下的作用其教学既是对先修理论课程的综合运用也是对学生生活实践和生产实践切身感受的理论升华需要有较强的基础课程如数学力学图学支撑同时也为后续的专业课程如构造维修提供理论指导

任务机械设计基础课程在人才培养和专业学科教学中的任务可以体现在以下几个目标的实现上

知识目标机械设计基础是机械类机电类近机类专业必修的一门专业基础课它在教学计划中起着承先启后的作用为学生学习后续专业课程打下必要的基础它不仅具有较强的理论性同时具有较强的实践性和应用性它在培养机械类机电类近机类工程技术人才的全局中具有增强学生的机械理论基础提高学生对机械技术工作的适应性培养其开发创新能力的作用

能力目标对学生进行设计能力创新能力机械工程素质及工程意识培养是本课程的教学目标本课程通过理论教学和实践环节使学生掌握关于机构的结构分析运动分析受力分析等方面的基本理论和基本知识具有初步的机械分析和机械设计能力特别是创新设计能力

素质目标通过本课程学习学生应能掌握通用机械零件的设计原理方法特别是掌握典型机械零件的设计方法及技能具有运用标准规范手册和查阅有关技术资料的能力具有设计一般通用零部件和简单机械装置的能力为后续专业课程学习和今后从事设计工作打下坚实的基础能够运用机械理论解释一般机器的构造运动及其原理

课程的教学目标

本课程通过理论教学使学生掌握关于机构的运动分析受力分析方面的基本理论和基本知识并具有初步的机械分析和机械设计能力掌握通用机械零件的设计原理方法和机械设计的一般规律具有设计一般通用零部件和一般机器装置的能力逐渐形成规范的设计思想和逻辑思维能力具有运用标准规范手册和查阅有关技术资料的能力掌握典型机械零件的实验方法及技能了解机械领域的新成果和发展动向培养学生掌握机械设计的基本理论基本方法和一定的机械设计基本技能通过课程设计综合运用所学理论知识培养学生设计并分析机械系统的实际工作能力在教学内容遴选上主要着眼于人才培养计划的需要注重实用性教学内容重于理论内容同时兼顾有进一步深造要求的学生

教学内容及其基本要求

本课程教学内容共分五个模块

第一模块 常用机构

1.1运动副及其分类

1.2平面机构的运动简图

1.3平面机构的自由度

2.1平面四杆机构的基本类型及其应用

2.2平面四杆机构的基本特性

2.3平面四杆机构的设计

3.1凸轮机构的应用和类型

3.2凸轮机构的运动规律压力角

4.1齿轮机构的类型特点

4.2渐开线齿廓

4.3渐开线齿轮啮合

4.4平行轴斜齿轮传动

5.1定轴轮系及其传动比

5.2周转轮系及其传动比

6.1槽轮机构

教学基本要求主要讲授平面连杆机构凸轮机构齿轮机构间歇运动机构的基本理论特点应用以及分析计算的方法通过本模块的教学使学生了解生活和生产实践中常见的几种机械机构能够联系生活和生产实际分析辨别不同机构的工作区别起作用的机理基本掌握常用机构的分析方法能对现实中复杂的机械结构进行工程描述

教学重点平面连杆机构齿轮机构轮系

教学难点周转轮系及复合轮系的分析运算平面机构运动特性分析机构运动简图绘制

第二模块 机械零件设计概论

9.1机械零件设计概述

9.2机械零件的强度

9.3机械制造常用材料

9.4机械零件的配合工艺性和标准化

教学基本要求主要讲授机械零件设计时的制约因素设计要求设计需要遵循的原则或准则设计准则以及设计的一般步骤另外还有关于强度的概念常用工程材料以及与零件设计相关的互换性常识通过本模块的学习主要使学生了解并掌握零件设计的一般步骤和必要的注意问题熟悉进行机械设计的标准和法规能够初步形成机械设计的程序和过程

教学重点机械零件的强度机械制造材料

教学难点机械零件接触强度机械制造常用材料的力学性能

第三模块 常用连接

10.1螺纹连接的基本类型预紧和防松

10.2螺栓连接的强度计算

10.3键连接的强度计算

教学基本要求主要讲授螺纹连接和键连接的基本知识包括螺纹参数机械制造常用螺纹螺纹紧固件键连接类型及应用)、强度计算以及实际工程中的应用等通过本模块的教学使学生了解各种连接的基本类型和特点以及各种连接的应用场合熟悉实现各种连接的手段和措施掌握连接件的设计或选用方法

教学重点螺纹连接的强度计算键连接强度计算

教学难点控制预紧力时的螺纹连接强度计算

第四模块 常见机械传动

11.1齿轮的失效和设计计算准则

11.2齿轮传动的类型强度计算

11.3齿轮传动的设计计算

12.1蜗杆传动的特点类型受力分析

13.1带传动的类型受力分析应力分析

13.2带传动的弹性滑动传动比和打滑现象

13.3带传动的强度计算

教学基本要求主要讲授齿轮传动带传动蜗杆传动的传动特点受力分析运动分析设计计算方法等通过教学使学生了解常见传动类型的应用场合和条件理解各种传动的优缺点掌握以上传动形式在实际工程中的应用及设计方法

教学重点齿轮传动带传动

教学难点齿轮传动的强度计算接触疲劳强度计算和弯曲疲劳强度计算);带传动的强度计算

第五模块 轴及轴系零件

12.1轴的功用和类型

12.2轴的材料和结构设计

12.3轴的强度计算

16.1滚动轴承的基本类型和特点

16.2滚动轴承的代号

16.3滚动轴承的选择计算

16.4滚动轴承的润滑密封和组合设计

教学基本要求主要讲授轴及轴系零件包括滚动轴承联轴器离合器和制动器的功用类型结构设计选择以及强度计算等通过教学使学生掌握该类零件的基本常识以及设计选用方法

教学重点轴的结构设计强度计算滚动轴承的类型和特点滚动轴承的选择计算

教学难点轴的结构设计强度计算滚动轴承的选择计算

各教学环节学时分配  

《机械设计基础》课程教学大纲

教学建议

1、该课程教学方法以讲练结合为主特别是涉及基本方法的部分应加大或加强课堂练习的比重通过讲解示范形成解决问题的基本思路或套路课堂讲授基本理论以课件为主基本方法以板书为主教学过程中尽可能多地联系后继课程包括在教具及器材选择方面

2、激励学生自主学习课堂教学尽量避开纯理论纯概念的纠缠可以把概念性的内容留给课下时间学习通过课后作业的形式要求学生搞清不同概念间的联系和区别理论应用的局限性以及完成扩展学习

3、课堂教学宜采取精讲精练教师应在精讲的内容上加强备教备课材料构建等工作精讲内容应选取模块中的主要内容或具有典型性的内容以此内容的讲授为主线索形成完整的解决方案以求同模块类似问题的触类旁通

4、机构设计部分教学涉及大量的数学运算图形绘制讲授时应特别注重运算和制图的结合或配合避免相互割裂相互干扰另外制图部分应力求准确避免因误差过大导致的设计感观失败建议绘图部分采用图形软件辅助完成

考核评价方法及要求

本课程以基本理论基本方法考核为主线建立开放式的全程考核体系采用日常考试和结课考试相结合的方式日常考试包括两部分一是作业成绩每授课2-3次即批改和评阅1次作业根据作业质量给定成绩),二是课内实践的表现和成绩结课考试成绩即期末考试成绩平时作业完成量低于总量50%者不能取得该课程的结课考试资格

总评成绩=平时成绩×30%+期末考试成绩×70%

教材与主要教学参考资源

教材

1、杨可桢机械设计基础高教出版社,2015

参考资料

1、张西振机械设计基础机械工业出版社,2012

2、李东江机械设计基础机械工业出版社,2010

制定者何立淮、20178

审核者田建军、20178

批准者沈文涛、20178


2018-2019学年第一学期
第(教学周)

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