《機械設(shè)計》課程教學(xué)大綱

《機械設(shè)計》課程名稱（中文/英文）：機械設(shè)計（CourseDesignofMachineDesign）課程編號：04021070h學(xué)分：3學(xué)時：總學(xué)時48學(xué)時分配：講授學(xué)時：42實驗學(xué)時：6一、課程簡介/課程目標《機械設(shè)計》主要研究一般尺寸和常用工作參數(shù)下的通用零件的設(shè)計，包括它們的基本設(shè)計理論和方法及技術(shù)資料和標準的應(yīng)用等，是機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的一門重要專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程。主要研究內(nèi)容包括常用機械連接的選型、設(shè)計和強度計算，常用機械傳動特性分析、設(shè)計和計算，以及軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計。通過對本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握機械設(shè)計的基礎(chǔ)知識、基本理論和基本方法；受到設(shè)計技能的基本訓(xùn)練，為學(xué)生進一步學(xué)習(xí)專業(yè)課程和今后從事機械設(shè)計工作打下良好的專業(yè)理論基礎(chǔ)。課程目標1：掌握機械零件的設(shè)計準則、設(shè)計方法及一般步驟；掌握機械零件強度的基本理論。能對一般平面機構(gòu)進行系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析、運動學(xué)分析和動力學(xué)分析。課程目標2：掌握常用機械連接的主要類型，工作情況分析，適用場合以及設(shè)計方法。課程目標3：掌握常用機械傳動的主要類型，工作情況分析，適用場合以及設(shè)計方法。課程目標4：能根據(jù)實際情況，自主選擇標準零件類型，設(shè)計軸系通用部件，獲得有效實驗數(shù)據(jù)或結(jié)構(gòu)方案，培養(yǎng)學(xué)生運用實驗方法深化機械設(shè)計的能力。能根據(jù)實驗?zāi)康暮蛯嶒炘恚莆胀ㄓ脵C器的設(shè)計及開發(fā)過程，了解影響設(shè)計目標和技術(shù)方案的各種因素。七．課程目標和畢業(yè)要求的對應(yīng)關(guān)系課程目標畢業(yè)要求指標點畢業(yè)要求1指標點1.1能將數(shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程科學(xué)的語言工具用于機械工程領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的表述1.工程知識2指標點1.4能夠?qū)⑾嚓P(guān)知識和數(shù)學(xué)模型方法用于機械工程領(lǐng)域復(fù)雜工程問題解決方案的比較與綜合1.工程知識3指標點2.4能合理解釋、分析、評價復(fù)雜機械工程問題的表征模型及其影響因素，獲得有效結(jié)論2.工程與社會4指標點3.1掌握機械工程設(shè)計和產(chǎn)品開發(fā)全周期、全流程的基本設(shè)計/開發(fā)方法和技術(shù)，了解影響設(shè)計目標和技術(shù)方案的各種因素3.設(shè)計/開發(fā)解決方案八．教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)環(huán)節(jié)與課程目標的對應(yīng)關(guān)系（一）理論教學(xué)表一理論教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式和課程目標的關(guān)系教學(xué)內(nèi)容知識點教學(xué)環(huán)節(jié)課程目標講授作業(yè)討論第一章緒論講解《機械設(shè)計》教學(xué)大綱，本課程研究的內(nèi)容、性質(zhì)、基本要求和學(xué)習(xí)方法?！陶n程目標3第二章機械設(shè)計總論機械設(shè)計一般程序、零件的主要失效形式、設(shè)計零件滿足的基本要求、設(shè)計準則、設(shè)計方法。重點：機械零件失效形式√√課程目標3課程目標1第三章機械零件的強度材料和零件的疲勞曲線和等壽命疲勞曲線的聯(lián)系和區(qū)別；綜合影響系數(shù)的含義和計算（帶領(lǐng)學(xué)生查附錄）；零件單向穩(wěn)定典型應(yīng)力變化規(guī)律疲勞強度計算的應(yīng)用；提高機械零件疲勞強度的措施；接觸應(yīng)力的計算方法。重點：極限應(yīng)力線圖繪制和機械零件單向穩(wěn)定變應(yīng)力疲勞強度計算。難點：零件安全系數(shù)的確定?！獭陶n程目標1課程目標1第四章螺紋聯(lián)接和螺旋傳動螺紋連接的類型和標準連接件（帶領(lǐng)學(xué)生瀏覽手冊相關(guān)內(nèi)容）、預(yù)緊力計算、防松的目的及方法；螺栓組連接的設(shè)計、緊螺紋連接的強度計算；螺栓材料及許用應(yīng)力；提高螺栓連接強度的措施。重點：螺紋連接承受橫向、軸向和扭矩基本載荷的強度計算公式。難點：復(fù)雜受力條件下螺栓組連接受力分析及強度計算。√√課程目標1課程目標2第五章鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接鍵、花鍵、無鍵連接和銷連接：類型、設(shè)計及校核計算重點：鍵連接類型及強度校核√√課程目標1課程目標2第六章帶傳動帶傳動類型、特點及帶傳動工作情況分析；帶傳動設(shè)計計算；參數(shù)選擇；帶輪設(shè)計；帶傳動張緊裝置。重點：帶傳動參數(shù)選擇及計算。難點：彈性滑動和打滑的區(qū)別?！獭陶n程目標2第七章鏈傳動鏈傳動結(jié)構(gòu)特點、運動特性和動力特性分析；鏈傳動的設(shè)計計算、鏈傳動的布置、張緊及潤滑。重點：多邊形效應(yīng)的影響?！獭陶n程目標2第八章齒輪傳動齒輪傳動失效形式及設(shè)計準則；材料及選擇原則；標準直齒輪傳動的強度計算；直齒、斜齒和錐齒的受力分析；齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計和潤滑。重點：直齒、斜齒、錐齒齒輪傳動受力分析。難點：齒輪齒根彎曲和齒面接觸疲勞強度的計算?！獭陶n程目標2第九章蝸桿傳動蝸桿傳動的類型；普通圓柱蝸桿傳動的效率、潤滑及熱平衡計算；普通圓柱蝸桿和蝸輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計。重點：蝸桿傳動受力分析、熱平衡計算?！獭陶n程目標4第十章滾動軸承滾動軸承的類型及特點，選型原則和壽命設(shè)計計算及校核方法。重點：常用滾動軸承的特性，滾動軸承的壽命計算和選型。難點：滾動軸承軸向載荷的計算?！獭獭陶n程目標3第十一章聯(lián)軸器和離合器聯(lián)軸器和離合器類型和特點以及使用場合?！陶n程目標2第十二章軸熟練掌握軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計和彎扭合成強度計算，理解軸的疲勞強度校核，具有軸結(jié)構(gòu)設(shè)計和強度校核的設(shè)計計算能力。具備軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計和強度校核的能力?！獭獭陶n程目標4實驗教學(xué)表二實驗教學(xué)內(nèi)容、學(xué)習(xí)要求和課程目標的關(guān)系序號實驗名稱學(xué)時實驗教學(xué)內(nèi)容學(xué)習(xí)要求課程目標1機械通用零件認識實驗2學(xué)生們通過對實驗指導(dǎo)書的學(xué)習(xí)及“機械零件陳列柜”中的各種零件的展示，實驗教學(xué)人員的介紹，答疑及同學(xué)的觀察去認識機器常用的基本零件，使理論與實際對應(yīng)起來，從而增強同學(xué)對機械零件的感性認識。并通過展示的機械設(shè)備、機器模型等，使學(xué)生們清楚知道機器的基本組成要素—機械零件。1．初步了解《機械基礎(chǔ)》課程所研究的各種常用零件的結(jié)構(gòu)、類型、特點及應(yīng)用。2．了解各種標準零件的結(jié)構(gòu)形式及相關(guān)的國家標準。3．了解各種傳動的特點及應(yīng)用。4．增強對各種零部的結(jié)構(gòu)及機器的感性認識。課程目標32帶傳動實驗21、繪制滑動曲線(ε—K曲線)2、繪制效率曲線(η—K曲線)1.了解帶傳動的工作原理，觀察帶傳動的彈性滑動和打滑現(xiàn)象，了解張緊力對帶傳動工作能力的影響。2.掌握帶傳動的滑動率和效率的測試方法。3.了解轉(zhuǎn)速、扭矩的測量原理和方法，熟悉磁電式轉(zhuǎn)速傳感器、紅外光電傳感器、拉力傳感器的的應(yīng)用。課程目標33減速器拆裝實驗21.掌握傳動裝置中各種軸承部件的組合設(shè)計特點及其調(diào)整方法；2.通過軸上零件的拆裝，進一步熟悉并掌握階梯軸設(shè)計的一般原則；3.培養(yǎng)分析、判斷和正確設(shè)計軸承部件的能力。1.了解減速器各部分的結(jié)構(gòu)，并分析其結(jié)構(gòu)工藝性。2.了解減速箱各部分的裝配關(guān)系和比例關(guān)系。3、熟悉減速器的拆裝和調(diào)整過程課程目標3實驗報告要求：1、每次實驗前必須根據(jù)實驗指導(dǎo)書結(jié)合講課內(nèi)容進行預(yù)習(xí)，明確實驗?zāi)康摹?、實驗報告要書寫整齊，圖表要整齊規(guī)范。四、教學(xué)安排教學(xué)內(nèi)容課堂教學(xué)（學(xué)時）討論（學(xué)時）實驗（學(xué)時）總計（學(xué)時）第一章緒論第二章機械設(shè)計總論22第三章機械零件的強度44第四章螺紋聯(lián)接和螺旋傳動66第五章鍵、花鍵、無鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接22第六章帶傳動33第七章鏈傳動33第八章齒輪傳動77第九章蝸桿傳動22第十章滾動軸承617第十一章聯(lián)軸器和離合器11第十二章軸415合計402648五、課程考核（一）課程考核評價方式課程考核由平時成績與期末成績相結(jié)合的方式進行。1、平時成績占40%，主要包括：平時表現(xiàn)占10%、平時作業(yè)占20%、實驗占10%。2、期末成績占60%，考試采用閉卷筆試方式?？荚嚪秶鷳?yīng)涵蓋所有講授及自學(xué)的內(nèi)容，考試內(nèi)容應(yīng)能客觀反映出學(xué)生對本門課程主要概念的記憶、掌握程度，對有關(guān)理論的理解、掌握及綜合運用能力?？荚囶}型以填空題、選擇題、判斷題、分析題、計算題為主?？己伺c評價方式課程目標成績比例（期末成績60%+平時成績40%）合計平時成績（40%）課程考試（60%）課堂表現(xiàn)（10%）作業(yè)（20%）實驗（10%）12001618246028383410101640404004合計(成績構(gòu)成）10201060100成績評定辦法及依據(jù)課堂表現(xiàn)評分標準成績課程目標優(yōu)秀（90-100分）良好（75-89分）中等（60-74分）不及格（<60分）課程目標1（2%）遵守紀律，學(xué)習(xí)認真，嚴格遵守考勤制度要求，積極參與課堂教學(xué)活動，回答問題正確率高。認真完成機械設(shè)計連接和傳動部分的學(xué)習(xí)。遵守紀律，學(xué)習(xí)認真，能夠遵守考勤制度要求，積極參與課堂教學(xué)活動，完成機械設(shè)計連接和傳動部分的學(xué)習(xí)。缺勤3次以內(nèi)，課堂互動少，準確率低。能夠完成機械設(shè)計連接和傳動部分的學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)態(tài)度不認真，不遵守考勤制度要求，不能完成機械設(shè)計連接和傳動部分的學(xué)習(xí)。課程目標2（4%）遵守紀律，學(xué)習(xí)認真，嚴格遵守考勤制度要求，積極參與課堂教學(xué)活動，回答問題正確率高。認真完成通用零件強度計算、分析和設(shè)計的學(xué)習(xí)。遵守紀律，學(xué)習(xí)認真，能夠遵守考勤制度要求，積極參與課堂教學(xué)活動，完成通用零件強度計算、分析和設(shè)計的學(xué)習(xí)。缺勤3次以內(nèi)，課堂互動少，準確率低。能夠完成通用零件強度計算、分析和設(shè)計的學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)態(tài)度不認真，不遵守考勤制度要求，不能完成通用零件強度計算、分析和設(shè)計的學(xué)習(xí)。課程目標3（4%）遵守紀律，學(xué)習(xí)認真，嚴格遵守考勤制度要求，積極參與課堂教學(xué)活動，回答問題正確率高。認真完成軸系結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)。遵守紀律，學(xué)習(xí)認真，能夠遵守考勤制度要求，積極參與課堂教學(xué)活動，完成軸系結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)。缺勤3次以內(nèi)，課堂互動少，準確率低。能夠完成機械設(shè)計軸系結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)態(tài)度不認真，不遵守考勤制度要求，不能完成機械設(shè)計軸系結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)。課堂表現(xiàn)按百分制評分，以所有記錄的平均成績計入總成績。（2）平時作業(yè)評分標準成績課程目標優(yōu)秀（90-100分）良好（80-89分）中等（70-79分）不及格（<60分）課程目標2（6%）按時交作業(yè)，連接部分各個通用零件強度計算、分析和設(shè)計方法正確，相關(guān)知識點論述清晰。按時交作業(yè)，連接部分各個通用零件強度計算、分析和設(shè)計方法較正確，相關(guān)知識點論述較清晰。按時交作業(yè)，連接部分各個通用零件簡單受載的強度計算、分析和設(shè)計方法基本正確，相關(guān)知識點論述基本清晰。不交或不按時交作業(yè)；有抄襲現(xiàn)象；或者基本概念不清晰；相關(guān)知識點論述不清晰；強度計算錯誤。課程目標3（10%）按時交作業(yè)，傳動部分各個通用零件強度計算、分析和設(shè)計方法正確，相關(guān)知識點論述清晰。按時交作業(yè)，傳動部分各個通用零件強度計算、分析和設(shè)計方法較正確，相關(guān)知識點論述較清晰。按時交作業(yè)，傳動部分各個通用零件簡單受載的強度計算、分析和設(shè)計方法基本正確，相關(guān)知識點論述基本清晰。不交或不按時交作業(yè)；有抄襲現(xiàn)象；或者基本概念不清晰；相關(guān)知識點論述不清晰；強度計算錯誤。課程目標4（4%）按時交實驗報告，數(shù)據(jù)結(jié)論合理；軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計正確。按時交實驗報告，數(shù)據(jù)結(jié)論較合理；軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計大部分正確。按時交實驗報告，數(shù)據(jù)結(jié)論基本合理；軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計基本正確。不按時交實驗報告，數(shù)據(jù)結(jié)論不合理；軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計有嚴重錯誤。每次作業(yè)按百分制評分，以所有作業(yè)的平均成績計入總成績。（3）實驗環(huán)節(jié)考核與評價標準成績課程目標優(yōu)秀（90-100分）良好（80-89分）中等（70-79分）不及格（<60分）課程目標3（10%）實驗操作過程規(guī)范，實驗報告撰寫規(guī)范，圖表清楚，數(shù)據(jù)合理，數(shù)據(jù)分析充分，結(jié)論正確，實驗報告中的問題討論能夠適當(dāng)展開，有自己的觀點，所得出結(jié)論與實驗過程聯(lián)系緊密。實驗操作過程比較規(guī)范，實驗報告撰寫較規(guī)范，圖表清楚，數(shù)據(jù)合理，數(shù)據(jù)分析手段正確，結(jié)論正確，實驗報告中的問題討論能夠適當(dāng)展開。能夠基本完成實驗，實驗報告撰寫基本規(guī)范，數(shù)據(jù)分析和結(jié)論基本正確，實驗報告中的問題討論可以進行一定程度的展開。不能完成實驗，不能按時提交實驗報告，抄襲他人的實驗結(jié)果或?qū)嶒灁?shù)據(jù)分析不正確。（4）期末考核與評分標準 成績課程目標優(yōu)秀（90-100分）良好（80-89分）中等（70-79分）不及格（<60分）課程目標1（16%）能根據(jù)不同特點，合理選擇連接零件、正確分析失效形式、受力分析，并能進行正確的強度計算。具有獨立設(shè)計簡單傳動裝置的能力。能根據(jù)不同特點，較合理的選擇連接零件；較為正確的分析失效形式、受力分析，并能進行較正確的強度計算。能根據(jù)不同特點，基本合理選擇連接零件；基本正確分析失效形式、受力分析，并基本能進行正確的強度計算。不能根據(jù)不同特點，合理選擇連接零件；不能正確分析失效形式、受力分析，并無法進行正確的強度計算。課程目標2（28%）能根據(jù)不同特點，合理選擇機械傳動零部件的類型；正確分析失效形式、受力分析，并能進行正確的強度計算。具有獨立設(shè)計簡單傳動裝置的能力。能根據(jù)不同特點，合理選擇機械傳動零部件的類型；較為正確的分析失效形式、受力分析，并能進行較正確的強度計算。能根據(jù)不同特點，合理選擇機械傳動零部件的類型；基本正確分析失效形式、受力分析，并基本能進行正確的強度計算。能根據(jù)不同特點，合理選擇機械傳動零部件的類型；不能正確分析失效形式、受力分析，并無法進行正確的強度計算。課程目標3（16%）能根據(jù)不同特點，合理選擇軸系零部件的類型；軸系結(jié)構(gòu)繪制正確，或能正確指出錯誤的地方，并能詳細描述軸系錯誤的原因和提出改進的措施及方法。能根據(jù)不同特點，合理選擇軸系零部件的類型；軸系結(jié)構(gòu)繪制基本正確，或能正確指出大部分錯誤的地方，并基本能詳細描述軸系錯誤的原因和提出改進的措施及方法。能根據(jù)不同特點，合理選擇軸系零部件的類型；不能完整的繪制正確軸系結(jié)構(gòu)，或能正確指出一小部分常見錯誤的地方，并能籠統(tǒng)描述軸系錯誤的原因和提出部分改進的措施及方法。能根據(jù)不同特點，合理選擇軸系零部件的類型；不能繪制正確的軸系結(jié)構(gòu)，或不能正確指出錯誤的地方，并不能詳細描述軸系錯誤的原因和不能提出改進措施和方法。六、教學(xué)基本要求教師在課堂上應(yīng)對基本概念、規(guī)律、原理和方法進行必要的講授，并詳細講授每章的重點、難點內(nèi)容；講授中應(yīng)注意理論聯(lián)系實際，通過必要的案例展示、討論，啟迪學(xué)生的思維，加深學(xué)生對有關(guān)概念、理論等內(nèi)容的理解，并應(yīng)采用多媒體輔助教學(xué)，加大課堂授課的知識含量。在主要章節(jié)講授完之后，要布置一定量的案例分析討論，加深學(xué)生對所學(xué)知識的理解、運用，拓寬學(xué)生的知識面。對學(xué)生的要求：預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)是常態(tài)學(xué)習(xí)過程；認真完成教師布置的作業(yè)；上課要認真聽講，與教師互動，積極發(fā)言；有問題要及時答疑，不得隨意缺課。認真做實驗，實驗后能分析、歸納實驗結(jié)果，撰寫出完整的實驗報告。七、教學(xué)方法1.理論教學(xué)方法：以課堂講授為主，啟發(fā)學(xué)生理解領(lǐng)悟“失效形式-受力分析-設(shè)計準則-結(jié)構(gòu)設(shè)計”的機械零件設(shè)計主線，理解機械零件的設(shè)計原則和方法；培養(yǎng)學(xué)生思考問題、分析問題和解決問題的能力；引導(dǎo)學(xué)生標準化的工程設(shè)計意識，使學(xué)生具備查閱手冊、圖冊等資料的習(xí)慣和工程意識來設(shè)計零件。教學(xué)方法與手段：多媒體、黑板、實物相結(jié)合。2．實驗教學(xué)方法：依據(jù)課程目標，不同實驗項目的特點和能力培養(yǎng)要求不同，但均要求學(xué)生對實驗內(nèi)容進行有針對性的預(yù)習(xí)與準備。采用教師講授和學(xué)生動手操作的方法；在實驗前學(xué)生應(yīng)復(fù)習(xí)和掌握與本實驗有關(guān)的教學(xué)內(nèi)容、認真閱讀實驗指導(dǎo)書；在實驗中要嚴格遵守實驗紀律，按操作規(guī)程使用儀器；實驗結(jié)束后，按規(guī)定對儀器進行維護保養(yǎng)；