机械设计与创新_课程标准

1、职业教育机电一体化专业教学资源库课 程 标 准课程名称：机械设计与创新编 制 人：王红军、龚晓群、张长英邮 箱：wanghj电 话制时间：2013.12 编制单位：南京工业职业技术学院机械设计与创新课程标准课程编码： 课程类别： 技术平台课适用专业：机电一体化技术 开设时间： 第二学期参考学时： 72 学 分：4.5一、课程定位和课程设计1.课程定位本课程是机电一体化技术专业的一门技术平台课程。通过课程的学习，使学生具备机电产品的生产、设备维护和维修、技术和管理的技术技能人才所必需的机械设计的基本知识和基本技术与技能，为专业知识和职业技能的进一步提升打下必要的基础。机

2、电一体化概论、工程制图与CAD、钳工实训是本课程的选修课程；通过本课程的学习为机械制造基础、液压与气压传动、机械拆装实训等课程提供必要的基础知识。2.课程设计思路本标准的设计以机电一体化技术专业人才培养方案所确定的目标为依据，遵循懂理论，重应用的总体思路，突出体现职业教育的技术技能型、应用性特色，着重培养学生的实践应用技能，力求达到理论够用，技能过硬的目的。鉴于本课程的服务面向与定位，本课程标准在设计过程中，本着宽基础、多方向的设计思路，通观考虑机电专业对机械设计基础知识和创新设计的需求特点，围绕让学生在了解常用机构及机械零部件的基本知识及设计方法和设计理论的基础上，能进行简单机械及传动装置的

3、设计，培养学生初步解决工程实际问题的能力的培养目标，结合课程本身的特点，明确本课程以典型机电产品为教学项目构筑课程教学体系与教学内容。在课程实施过程中，充分利用课程特征，加大学生工程体验和情感体验的教学设计，激发学生的主体意识和学习兴趣。课程内容的学习，注重学生遵守设计标准与规范意识、自学能力、团队精神的培训，发展学生认知、归纳分析、迁移、创新的能力。课程教学宜采用一体化的教学方式，以丰富的现实素材、加工后的教学项目为教学资源，增加学生对教学内容的理解，建议多参观实际工厂、展览会和陈列室等。二、课程目标1. 基本知识教学目标通过本课程的学习，学生达到下列基本要求：(1)能运用静力学的基本原理、

4、定理，分析常用平面机构的受力分析；能分析一般机电设备中常用机构的受力分析。(2)能运用材料力学的基本定理，分析常用机构中的杆件、梁等受力件的应力与应变。(3)会用规定符号绘制平面运动机构和简单机械装置，分析其运动确定性。(4)依据机械设计、国家标准会选择常用机械零件的材料，构件的强度校核、截面尺寸设计及计算机构。(5)掌握通用机械零件的选用和设计的基本方法，能在设计手册、标准的辅助下设计常用机械零件的继承设计、模仿设计。(6)能通过查阅设计手册、标准等，选用合适的常用标准件。(7)能在教师的指导下尝试进行独立的机械创新设计。2. 能力目标(1)初步具有分析机构和选择传动方案的能力。(2)初步具

5、有分析、选用和设计机械零部件及简单机械传动装置的能力。(3)具有运用标准、规范、手册、图册等有关技术资料的能力。(4)具有自学的能力，具有查阅文献资料的能力。3. 素质目标(1)具有遵守规则，遵守规范的意识。(2)具有创新精神和实践能力。(3)具有严谨的科学态度和良好的职业道德。(4)在学习中具有良好的团队合作能力。三、课程内容与要求表1是机械设计与创新课程的主要教学内容与要求，各个学校在实际教学时可以根据本身的教学条件选择合适的教学项目，但教学项目应该涵盖基本的知识点、技能点等。表1 课程内容与要求序号教学项目任务名称学习目标参考学时1初识自动机自动线认识机械能区分机器、机构、机械、零件与构

6、件及机器的不同部分2机械设计的基本要求了解机械、机械零件设计的基本要求及一般步骤2手爪的静力学分析静力学基础(1)理解力与力系、力的基本公理等；(2)理解约束及约束力的特点；(3)具有能对刚体进行基本受力分析的能力。2平面力系分析能对平面力系进行简化并利用平衡条件进行相关计算的能力；4空间力系(1)掌握力在空间直角坐标轴上的投影；(2)掌握力对轴之矩，理解合力矩定理；(3)掌握空间力系的合成与平衡方程求解。23手爪的应力应变分析杆件的内力分析(1)掌握杆件的拉伸与压缩、剪切、扭转、弯曲的基本变形及其组合变形；(2)掌握杆件内力分析的方法；(3)具有计算内力、绘制内力图的能力。2杆件的应力应变分

7、析(1)掌握应力分析的方法，具有计算杆件基本变形应力的能力；(2)理解金属材料的力学性能分析。3杆件的强度设计掌握构件失效形式及设计准则，具有构件强度设计的能力34手爪机构设计与创新识别运动副能识别运动副中的低副、高副1机构运动简图的绘制及自由度计算能绘制一般机构的运动简图并计算其自由度2铰链四杆机构的基本形式及演化1)掌握铰链四杆机构的基本形式；(2)掌握铰链四杆机构具有曲柄的条件；(3)识别铰链四杆机构的演化机构。2平面四杆机构的基本特征(1)会计算典型机构的行程速比系数；(2)理解压力角、传动角；(3)正确应用和克服死点位置。2平面四杆机构的设计与创新(1)了解平面四杆机构的设计方法；(

8、2)能借助应用软件进行平面四杆机构设计。15凸轮、棘轮机构的运用认识凸轮机构(1)了解凸轮机构的组成、特点及其应用；(2)了解凸轮机构的分类1分析凸轮机构的运动特性(1)了解凸轮机构的运动过程；(2)了解凸轮从动件的等速运动、等加速等减速、简谐运动规律。2凸轮机构设计(1)掌握反转法设计凸轮轮廓曲线的方法；(2)滚子半径选择，压力角与传动性能，凸轮基圆半径确定，(3)掌握凸轮结构、材料选择。2认识棘轮机构(1)了解棘轮机构的工作原理；(2)了解棘轮机构的类型；(3)了解棘轮机构的特点，掌握其应用。2认识其他间隙运动机构(1)了解槽轮机构的工作原理；(2)了解槽轮机构的类型；(3)了解槽轮机构的

9、特点，掌握其应用；(4)了解不完全齿轮机构、凸轮式间隙运动机构的特点；(5)了解螺旋机构的类型、特点及应用。16齿轮传动设计认识齿轮机构掌握齿轮机构的特点和类型。1认识渐开线直齿圆柱齿轮(1)了解齿廓啮合基本定律；(2)了解渐开线及其性质；(3)掌握渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数及其计算。1齿轮啮合传动(1)理解渐开线齿轮正确啮合条件；(2)了解渐开线齿轮连续传动条件；(3)理解齿轮传动的中心距和标准齿轮安装；(4)了解齿条的结构及齿轮齿条的啮合特点。2渐开线直齿圆柱齿轮的加工(1)仿形法加工；(2)展成法加工；(3)切齿干涉与最少齿数。2认识斜齿圆柱齿轮、锥齿轮(1)了解斜齿圆柱齿轮的特点；(

10、2)会计算斜齿圆柱的几何尺寸；(3)了解直齿圆锥齿轮的特点；(4)会计算直齿圆锥齿轮的几何尺寸。2渐开线圆柱齿轮的结构与精度(1)掌握渐开线圆柱齿轮的结构确定；(2)会选择渐开线圆柱齿轮的精度。1齿轮传动的失效(1)齿轮传动失效的主要形式；(2)齿轮的主要材料。1齿轮强度计算(1)理解齿轮受力；(2)理解齿轮齿面接触强度计算；(3)理解齿根弯曲强度计算；(4)会应用软件进行齿轮强度校核。27蜗杆传动及轮系设计认识蜗杆传动(1)了解蜗杆传动的类型、特点及应用；(2)了解蜗杆传动的基本参数及几何尺寸计算；(3)了解蜗杆传动的受力及失效形式；(4)了解蜗杆、蜗轮的材料与结构；(5)能维护蜗杆传动。2

11、轮系(1)掌握轮系的类型；(2)掌握轮系传动比计算；(3)了解轮系的功用。28带传动和链传动设计认识带传动(1) 掌握带传动的组成；(2)了解带传动的类型；(3)了解带传动的特点及应用。2带传动工作能力分析(1)了解带传动的受力分析；(2)理解带传动的应力分析；(3)理解带传动的弹性滑动、打滑及其传动比。普通V带传动设计(1)掌握V带的结构与标准；(2)掌握V带轮的结构、材料及标记；(3)掌握普通V带传动设计过程及注意事项；(4)掌握带传动张紧方式及其安装与维护。认识同步带传动(1)了解同步带传动的工作原理；(2)了解同步带传动的特点及应用。认识链传动(1)了解链传动的组成、特点与类型；(2)

12、了解滚子链的组成与标准；(3)了解链轮的结构与材料；(4)理解链传动的运动分析；(5)了解链传动的受力分析。2链传动的设计(1)链传动基本参数确定；(2)了解链传动失效形式；(3)掌握链传动设计；(4)掌握链传动的布置、张紧与润滑。9传动轴系的设计认识轴(1) 识别按受载方向划分的各种类型的轴；(2) 能根据工况选轴的材料及相应的热处理。(3) 了解轴设计的基本要求和步骤。2轴及轴系结构设计(1)了解轴的组成；(2)掌握轴上零件的轴向定位、固定的方法；(3)掌握轴上零件的周向定位、固定的方法；(4)掌握轴系零件的轴向定位；(5)了解轴系的轴向调整。轴的强度校核(1) 掌握轴按扭转强度校核的方法

13、；(2) 掌握轴按弯扭合成强度校核的方法；(3) 了解轴的失效形式。2认识轴承(1) 了解轴承的功用与类型；(2) 认识滚动轴承的结构、主要类型和特性；(3) 认识滑动轴承。2深入了解滚动轴承(1) 掌握滚动轴承的代号；(2) 滚动轴承类型选择；(3) 滚动轴承失效形式与寿命计算。2轴上零件与轴间的连接(1)掌握轴毂连接方法及应用；(2)掌握轴间连接方法与应用；(3)掌握螺纹连接的种类、特点及螺纹的预紧与防松；(4)了解其他连接方法。410机构的综合创新设计创新性思维及创造技法(1)了解常见的创造性思维形式；(2)了解常用的创造技法。2机构创新设计(1)了解广义结构的内涵；(2)了解机构的组合

14、设计方法；(3)了解机构的变异与创新；(4)了解机构的再生设计。2机械结构创新设计(1)了解结构的变异设计方法；(2)了解结构的组合设计方法；(3)掌握常见提高性能的结构设计；(4)会分析借鉴别人的机械创新机构。2合 计72四、课程实施1.教学条件（1）软硬件条件校内应该有符合机械设计与创新的基础实验、实训条件。应该有金属材料试验机、常用机构陈列室、常用机械零件及常用机械、常用机构模型、各类减速器实物和模型；校内应该有机械创新实训室，创新实训室能开展机构创新设计，还能提供学生创新实践所需要的基础钳工、机械加工设备等。校内实训条件应该有计算机房，并配置机械设计的基本软件、国家标准等。学校应该配置

15、机械设计手册、国家标准等用于机械设计与创新。课程或专业应该有相对固定的校外实习基地，校外实习基地宜以典型的机械加工企业为主。（2）师资条件担任本课程教学的教师应具有大学教师资格，具有本科及以上学历和双师素质，有机械类工科专业学习背景，具有较强的实践经验和科学研究的能力，能独立完成本课程的理论和实践教学。本课程教学团队应由具有“双师”结构特点的专任教师和兼职教师组成。2.教材选用和编写建议（1）教材选用教材应选用项目式教学的教材，并兼顾知识的系统性和全面性。(2）教材、教学参考资料使用建议尽量以国家标准、机械设计手册为参考书；并参考典型机械的机械设计手册；学习者应定期浏览机械设计专业网站、主要的机械装备制造企业网站，检索学习机械设计相关的学术期刊论文，了解机械设计行业最新发展情况。3.教学方法建议建议采用项目式教学，学习者必须加强课前的预习和课后的复习；学习者应该在教师的指导开展机械设计，开始项目以模仿设计为主，掌握设计的流程与方法，后期的设计应该鼓励创新设计。4.教学评价教学评价以平时设计考核与终期考试相结合的方式，根据学习者的情况分配不同的比例。5.课程资源开发与利用（1）学习资料资源学习资源包括纸持和电子的，两者应该结合学习，发挥各自的特点。学习初期，建议多使用纸质机械设计手册进行设计，后期可以选用电子版本。学习者应充分利