機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)制 課程教學(xué)大綱

【機(jī)械設(shè)計(jì)】【MachineDesign】一、基本信息課程代碼：【1080004】課程學(xué)分：【3】面向?qū)I(yè)：【機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化（專升本）】課程性質(zhì)：【專業(yè)基礎(chǔ)課】開課院系：機(jī)電學(xué)院機(jī)械工程系使用教材：教材【濮良貴、陳國(guó)定、吳立言主編機(jī)械設(shè)計(jì)（第十版）高等教育出版社2019】參考書目【李景春,郭凱主編,機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ),北京理工大學(xué)出版社,2017】【劉孝民,黃衛(wèi)萍，機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，華南理工大學(xué)出版社，2007】【吳宗澤、劉瑩主編機(jī)械設(shè)計(jì)教程機(jī)械工業(yè)出版社2003年2月】【李景春,郭凱主編，機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

，北京理工大學(xué)出版社

2017】課程網(wǎng)站網(wǎng)址：先修課程：【高等數(shù)學(xué)（上）2100013（6），高等數(shù)學(xué)（下）2100015（4），機(jī)械制圖2080038（5），互換性與測(cè)量技術(shù)2080044（2），理論力學(xué)2080181（3），材料力學(xué)2080169（3），機(jī)械原理2080065（3），工程材料及成形技術(shù)2080163（3），機(jī)械制造工藝學(xué)2080067（3）】二、課程簡(jiǎn)介本課程的主要任務(wù)是使學(xué)生獲得機(jī)器總體結(jié)構(gòu)、機(jī)械零件設(shè)計(jì)，以及機(jī)械零件的材料的選用等專業(yè)知識(shí)。是從事機(jī)械專業(yè)技術(shù)人才必須具備的專業(yè)知識(shí)與基本能力。其課程的知識(shí)結(jié)構(gòu)和目標(biāo)使學(xué)生初步掌握機(jī)械產(chǎn)品一般設(shè)計(jì)過程、機(jī)械零件的工作能力和計(jì)算準(zhǔn)則，標(biāo)準(zhǔn)件的選用、設(shè)計(jì)手冊(cè)和設(shè)計(jì)圖冊(cè)的使用等基本知識(shí)與技能，為今后進(jìn)一步應(yīng)用機(jī)械設(shè)計(jì)進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品開發(fā)打下基礎(chǔ)。本課程所講授的機(jī)械設(shè)計(jì)的要求和一般設(shè)計(jì)過程、分析機(jī)械零件的工作能力，掌握計(jì)算準(zhǔn)則、機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度、摩擦、磨損、潤(rùn)滑、機(jī)械零件的材料及選用、螺紋連接、鍵、花鍵、銷連接等連接件的設(shè)計(jì)和選用，帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)，軸、滑動(dòng)軸承、滾動(dòng)軸承、聯(lián)軸器和離合器、彈簧、減速器等基本知識(shí)。三、選課建議本課程適合機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)三年級(jí)的本科生授課，要求學(xué)生具有高等數(shù)學(xué)、畫法幾何與機(jī)械制圖、工程材料、機(jī)械制造基礎(chǔ)、互換性與測(cè)量技術(shù)、理論力學(xué)、材料力學(xué)、機(jī)械原理等基礎(chǔ)知識(shí)。四、課程與專業(yè)畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)性專業(yè)畢業(yè)要求關(guān)聯(lián)LO11：表達(dá)溝通：能傾聽他人意見、尊重他人觀點(diǎn)、分析他人需求；能應(yīng)用書面(工程圖、技術(shù)說明書等)或口頭形式，闡釋自己的觀點(diǎn)，并與工作團(tuán)隊(duì)人員及客戶進(jìn)行有效溝通。LO21：自主學(xué)習(xí)：能根據(jù)需要確定自己的學(xué)習(xí)目標(biāo)并設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)計(jì)劃，通過搜集信息、分析討論、實(shí)踐反思和持續(xù)改進(jìn)等方法來實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)。LO31：專業(yè)能力：掌握機(jī)械設(shè)計(jì)中的基本概念。具有帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)，軸設(shè)計(jì)理論，掌握帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)，軸設(shè)計(jì)方法。LO32：專業(yè)能力：知道機(jī)械設(shè)計(jì)的任務(wù)，掌握帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)，軸的設(shè)計(jì)計(jì)算、材料的選擇和許用應(yīng)力的確定；掌握皮帶輪、鏈輪、齒輪、蝸輪和蝸桿的設(shè)計(jì)參數(shù)、以及標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)的選擇。具有減速器等設(shè)計(jì)能力LO41：盡責(zé)抗壓：遵紀(jì)守法：遵守校紀(jì)校規(guī)，了解與專業(yè)相關(guān)的法律法規(guī)，具備法律意識(shí)。誠實(shí)守信：為人誠實(shí)，信守承諾。愛崗敬業(yè)：在學(xué)習(xí)和社會(huì)實(shí)踐中遵守職業(yè)規(guī)范，盡職盡責(zé)，鉆研業(yè)務(wù)，精益求精，具備職業(yè)道德操守。心理健康：能承受學(xué)習(xí)和生活中的壓力。LO51：協(xié)同創(chuàng)新：能與設(shè)計(jì)制造團(tuán)隊(duì)相關(guān)成員保持良好溝通與合作關(guān)系，做集體中的積極成員；善于從多個(gè)維度思考問題，利用自己的知識(shí)與實(shí)踐來提出新設(shè)想,協(xié)同合作，共同完成任務(wù)。具有求真務(wù)實(shí)的質(zhì)疑精神，具備一定的邏輯分析能力和獨(dú)立評(píng)判能力。了解行業(yè)前沿知識(shí)技術(shù)，有跟蹤學(xué)習(xí)新技術(shù)的意愿。LO61：信息應(yīng)用：熟練使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行專業(yè)文獻(xiàn)檢索，并對(duì)信息加以分析、鑒別、判斷與整合；掌握專業(yè)應(yīng)用軟件和常用辦公軟件。并能在工作中運(yùn)用新技術(shù)、新方法解決實(shí)際問題。LO71：服務(wù)關(guān)愛：愿意服務(wù)他人、服務(wù)企業(yè)、服務(wù)社會(huì)；為人熱忱，富于愛心，懂得感恩；了解祖國(guó)的優(yōu)秀傳統(tǒng)文化和革命歷史，構(gòu)建愛黨愛國(guó)的理想信念；具有愛護(hù)環(huán)境的意識(shí)和與自然和諧相處的環(huán)保理念。LO81：國(guó)際視野：具有一定的專業(yè)外語資料的閱讀能力，有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)與合作的意識(shí)。備注：LO=learningoutcomes（學(xué)習(xí)成果）五、課程目標(biāo)/課程預(yù)期學(xué)習(xí)成果序號(hào)課程預(yù)期學(xué)習(xí)成果課程目標(biāo)教與學(xué)方式評(píng)價(jià)方式1LO2111推導(dǎo)書中計(jì)算公式，如帶傳動(dòng)的帶長(zhǎng)計(jì)算公式。2糾正書中的錯(cuò)誤公式，如表7-1(h)強(qiáng)度條件式。1學(xué)生從網(wǎng)上查找相關(guān)資料。2開展討論學(xué)生能推導(dǎo)和理解正確的公式2LO321.能根據(jù)具體設(shè)計(jì)，能設(shè)計(jì)計(jì)算帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算。課堂講授實(shí)例訓(xùn)練1.根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行相關(guān)理論計(jì)算、從標(biāo)準(zhǔn)中選擇參數(shù)2.進(jìn)行帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。2.能根據(jù)具體設(shè)計(jì)，能設(shè)計(jì)計(jì)算齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算。課堂講授實(shí)例訓(xùn)練1.根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行相關(guān)理論計(jì)算、從標(biāo)準(zhǔn)中選擇參數(shù)2.進(jìn)行齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。3.預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書完成課內(nèi)外實(shí)驗(yàn)課堂講授課內(nèi)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)及報(bào)告撰寫3LO511完成課內(nèi)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)任務(wù)課堂講授課內(nèi)實(shí)驗(yàn)觀察學(xué)生在分組合作項(xiàng)目中的參與度、貢獻(xiàn)度；實(shí)驗(yàn)報(bào)告六、課程內(nèi)容單元知識(shí)點(diǎn)能力要求教學(xué)難點(diǎn)1、機(jī)械設(shè)計(jì)總論（8課時(shí)理論）1、知道機(jī)械工業(yè)在現(xiàn)代化建設(shè)中的作用。2、理解機(jī)械設(shè)計(jì)的內(nèi)容、性質(zhì)與任務(wù)。3、知道機(jī)器的組成、設(shè)計(jì)機(jī)器的一般程序和主要要求。4、理解機(jī)械零件的主要失效形式、設(shè)計(jì)機(jī)械零件應(yīng)滿足的基本要求和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，了解機(jī)械零件的理論設(shè)計(jì)、經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)和模型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等設(shè)計(jì)方法。5、知道材料的疲勞特性、N-σ曲線；了解極限應(yīng)力線圖的應(yīng)用。理解材料的疲勞極限與零件的疲勞極限的區(qū)別。6、知道干摩擦、邊界摩擦、混合摩擦等基本摩擦形式及其特點(diǎn)。7、理解機(jī)械零件的磨損過程、粘附磨損、磨粒磨損、疲勞磨損、沖蝕磨損、腐蝕磨損和微動(dòng)磨損等基本概念。1、能分析機(jī)械零件設(shè)計(jì)的一般步驟；能對(duì)機(jī)械零件材料進(jìn)行選用。2、能夠運(yùn)用影響零件疲勞強(qiáng)度的因素來采取提高機(jī)械零件疲勞強(qiáng)度的措施。3、能運(yùn)用常用的添加劑和潤(rùn)滑劑種類及其潤(rùn)滑方法對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)進(jìn)行潤(rùn)滑。材料的疲勞特性、N-σ曲線、極限應(yīng)力線圖的應(yīng)用2、連接（6課時(shí)理論）1、知道螺紋的種類、螺紋的主要參數(shù)，螺紋連接的類型和標(biāo)準(zhǔn)連接件，螺紋連接的預(yù)緊和防松。2、理解螺栓組連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、受力分析和提高螺紋連接強(qiáng)度的主要措施。3、知道鍵連接的分類、無鍵連接和銷連接的特點(diǎn)及應(yīng)用。結(jié)構(gòu)形式、特點(diǎn)。4、理解鍵、花鍵、無鍵連接和銷連接的失效形式、結(jié)構(gòu)尺寸。5、知道鉚接的主要特點(diǎn)、鉚縫的種類、特性及應(yīng)用、電弧焊接的基本形式、過盈連接的特點(diǎn)及應(yīng)用。6、理解鉚縫的受力及破壞形式，設(shè)計(jì)計(jì)算要點(diǎn)；焊縫的受力及破壞形式。1、能夠運(yùn)用各種螺栓連接的強(qiáng)度計(jì)算、螺紋連接的材料及許用應(yīng)力來設(shè)計(jì)與選擇螺紋。2、能運(yùn)用鍵、花鍵、無鍵連接和銷連接的強(qiáng)度計(jì)算，選擇鍵和花鍵和無鍵連接和銷連接相關(guān)參數(shù)的計(jì)算。3、能運(yùn)用鉚縫、焊縫的強(qiáng)度進(jìn)行鉚釘和焊縫尺寸的計(jì)算，根據(jù)過盈連接強(qiáng)度條件，進(jìn)行最小過盈量的計(jì)算。1、螺栓設(shè)計(jì)計(jì)算及強(qiáng)度計(jì)算；2、銷的設(shè)計(jì)計(jì)算；3、鉚接設(shè)計(jì)計(jì)算。3、機(jī)械傳動(dòng)（10課時(shí)理論）1、知道帶傳動(dòng)的工作原理及普通V帶的結(jié)構(gòu)與型號(hào)，帶輪的結(jié)構(gòu)與材料。2、理解帶傳動(dòng)的受力分析和應(yīng)力分析、歐拉公式及應(yīng)用、彈性滑動(dòng)和打滑現(xiàn)象。以及帶傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，理解普通V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)方法。知道帶，帶傳動(dòng)作用在軸上的載荷。3、知道鏈傳動(dòng)的工作原理特點(diǎn)、應(yīng)用，傳動(dòng)鏈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。4、理解鏈傳動(dòng)的工作情況分析、滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算，鏈傳動(dòng)的布置、張緊方法、潤(rùn)滑與防護(hù)。5、知道齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)，失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，齒輪傳動(dòng)使用的主要材料和選用原則，變位齒輪強(qiáng)度計(jì)算的要點(diǎn)。6、理解直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算和齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算的力學(xué)模型，強(qiáng)度計(jì)算公式的特征和應(yīng)用，計(jì)算公式中主要系數(shù)的意義。7、知道蝸桿傳動(dòng)的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用，普通圓柱蝸桿傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)關(guān)系和主要的幾何參數(shù)。8、理解普通圓柱蝸桿傳動(dòng)主要的幾何參數(shù)，蝸桿傳動(dòng)的受力分析、失效形式、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算和齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算、承載能力。1、能夠分析帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算，選擇帶的型號(hào)和相關(guān)參數(shù)，以及帶輪和張緊裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算。2、能運(yùn)用滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算，選擇鏈的型號(hào)，以及設(shè)計(jì)鏈輪。3、運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)直齒輪圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算和確定許用應(yīng)力，選擇標(biāo)準(zhǔn)齒輪模數(shù)，進(jìn)行齒輪參數(shù)的計(jì)算，以及對(duì)齒輪進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。4、能夠運(yùn)用蝸輪蝸桿傳動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算和確定許用應(yīng)力，選擇標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)等參數(shù)，進(jìn)行蝸輪蝸桿進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，以及對(duì)蝸輪蝸桿進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。1、帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算；2、鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算；3、齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算；4、蝸輪蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算；4、軸系及其他零部件（8課時(shí)理論）1、知道軸承的用途及分類，滑動(dòng)軸承的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用；徑向滑動(dòng)軸承的主要類型及結(jié)構(gòu)、軸瓦結(jié)構(gòu)及軸瓦材料。知道潤(rùn)滑材料和潤(rùn)滑方式及系統(tǒng)構(gòu)成。2、理解非液體潤(rùn)滑軸承的失效形式、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，非液體摩擦滑動(dòng)軸承的條件性設(shè)計(jì)計(jì)算。理解流體動(dòng)壓潤(rùn)滑的基本方程，形成流體動(dòng)壓潤(rùn)滑的必要條件和徑向滑動(dòng)軸承形成動(dòng)壓潤(rùn)滑的過程。3、知道滾動(dòng)軸承的基本構(gòu)造、滾動(dòng)軸承的主要類型、代號(hào)、特點(diǎn)及其選擇要點(diǎn)。滾動(dòng)軸承的失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則，滾動(dòng)軸承的裝拆、剛度、潤(rùn)滑和密封。4、理解滾動(dòng)軸承基本額定壽命、基本額定動(dòng)載荷的概念，軸承徑向載荷、軸向載荷、當(dāng)量動(dòng)載荷和基本額定壽命的計(jì)算。5、知道常見聯(lián)軸器和離合器的種類和特點(diǎn)，以及特殊用途的聯(lián)軸器和離合器的特點(diǎn)。6、理解聯(lián)軸器和離合器的工作原理、轉(zhuǎn)矩計(jì)算。7、知道軸的功用和分類、軸設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，軸的材料及選擇。8、理解軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，合理設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)。9、知道彈簧的結(jié)構(gòu)形式、加工方法及材料選擇的基本原則。理解圓柱螺旋壓縮（拉伸）彈簧和圓柱螺旋扭矩彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算。掌握?qǐng)A柱螺旋壓縮（拉伸）彈簧的選用。1、能夠運(yùn)用滑動(dòng)軸承的相關(guān)知識(shí)，計(jì)算流體動(dòng)力潤(rùn)滑徑向軸承相關(guān)技術(shù)參數(shù)，確定具體軸承的尺寸與公差。2、運(yùn)用不同可靠度和非穩(wěn)定變載荷下軸承壽命的計(jì)算方法，選擇具體軸承的型號(hào)和軸承尺寸參數(shù)。3、運(yùn)用聯(lián)軸器和離合器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩和工作情況，選擇具體的聯(lián)軸器和離合器的型號(hào)和技術(shù)參數(shù)。4、運(yùn)用按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度、彎扭合成強(qiáng)度、