《机械工程基础I》课程教学大纲

《机械工程基础I》教学大纲一、课程基本信息课程名称机械工程基础IFundamentalsofMechanicalEngineeringI课程编码MEE223411050开课院部机电工程学院课程团队机械创新设计教学团队学分5.0课内学时80讲授80实验0上机0实践0课外学时B适用专业本研一体化班（机械动力类）授课语言中文先修课程课程简介（必修）机械工程基础是工科专业学生必修的一门专业基础课程，它引导学生从抽象的自然物理知识学习向实践创新的专业技术应用进行转化。课程以常用机构和通用零件为基础，为培养学生处理一般工程问题的能力、学习有关后继专业课程以及参与技术改造奠定基础。它涉及的知识与技能不但为机械相关技术人员所必备，而且也与人们的生活日常息息相关。课程从身边生活中的常见机械出发，将原理设计与生活常识相结合，引导学生进行生活机械观察，培养学生发现问题，并尝试运用所学去解决生活实际问题的能力，不断增强自主研究意识；在机械设计过程中发现工程中的关键环节与实际需求，通过课程专题项目设计来寻找解决方案，并通过手工制作，激发创新思维。课程主要内容：一是平面机构的结构分析和机械设计概论；二是常用机构的工作原理和运动设计：连杆机构、凸轮机构、轮系及其他常用机构；三是常见机械传动的工作原理、标准规范和计算方法：带传动、链传动、齿轮传动和蜗杆传动等；四是轴系零部件的工作原理、组合设计和选用方法：滑动轴承、滚动轴承、轴、联轴器和离合器；五是机械联接的工作原理、标准规范和计算方法：螺纹联接和键联接。课程教学目标设计两条主线：一是将已经解决的问题或者已知理论，当成未知的问题进行探究，通过现有工程产品技术研究或功能样机复古制作，还原现有技术的形成过程；在兴趣驱动下，引导学生自主地形成知识理论体系，进而培养一定的独立研究与试验能力，即使面对未知课题，也能基于基础形态来逐步进行推进演化，实现基础知识的高阶化。二是基于已有理论基础和现有产品演化历史，进行创造性思维训练，掌握和田创新十二法则，培养学生在巨人的肩膀上如何能进一步再创新。通过本课程的学习，使学生了解机械设计的一些基本概念、理论、规范、标准与方法，掌握常用机构和通用零件的基础知识，能够运用机械设计基础的基本理论、思维方式结合具体情况进行机械创新设计实践，初步具有分析、设计能力，并养成善于观察、独立思考的习惯，同时通过教学过程中的案例分析强化学生的工程素养，建立正确的工程价值观，激发学生的创新意识。Fundamentalsofmechanicalengineeringisacompulsorycourseforengineeringstudents,whichguidesstudentstotransformfromabstractnaturalphysicsknowledgelearningtopracticalandinnovativeprofessionaltechnologyapplication.Thecourseisbasedoncommoninstitutionsandcommonparts,whichlaysthefoundationforcultivatingstudents'abilitytodealwithgeneralengineeringproblems,learningrelevantsubsequentprofessionalcoursesandparticipatingintechnicaltransformation.Theknowledgeandskillsinvolvedinitarenotonlynecessaryformechanicaltechnicians,butalsocloselyrelatedtopeople'sdailylife.Startingfromthecommonmachinesinthelifearoundus,thecoursecombinestheprincipledesignwiththecommonsenseoflife,guidesthestudentstoobservethelivingmachines,trainsthestudentstofindproblems,triestousewhattheyhavelearnedtosolvetheactualproblemsinlife,andconstantlyenhancestheconsciousnessofindependentresearch;discoversthekeylinksandactualneedsintheengineeringintheprocessofmachinedesign,throughthespecialprojectdesignofthecoursePlantofindsolutions,andthroughhand-made,tostimulateinnovativethinking.Themaincontentsofthiscourse:oneisthestructuralanalysisofplanarmechanismandgeneralityofmechanicaldesign;thesecondistheworkingprincipleandthedesignofmotionofcommonmechanisms:linkagemechanism,cammechanism,geartrainsandothercommonmechanisms;thethirdistheworkingprinciple,standardspecificationandcalculationmethodsofcommonmechanicaltransmission:beltdrive,chaindrive,geardrive,wormdriveandsoon;thefourthistheworkingprinciple,combinationdesignandselectionmethodofshaftingcomponentsandparts:slidingbearing,rollingbearing,shaft,couplingandclutch;thefifthistheworkingprinciple,standardspecificationandcalculationmethodsofmechanicalconnection:threadconnectionandkeyconnection.Therearetwomainlinesinthedesignofcurriculumteachingobjectives:oneistoexploretheproblemsthathavebeensolvedorknowntheoriesasunknownproblems,restoretheformationprocessofexistingtechnologythroughtheresearchofexistingengineeringproducttechnologyortheretroproductionoffunctionalprototypes;underthedriveofinterest,guidestudentstoindependentlyformaknowledgetheorysystem,andthencultivatecertainindependentresearchandexperimentalability,Eveninthefaceofunknownissues,itcangraduallypromotetheevolutionbasedonthebasicform,andrealizethehigh-levelofbasicknowledge.Second,basedontheexistingtheoreticalbasisandtheexistingproductevolutionhistory,carryoutcreativethinkingtraining,masterthe12principlesofHetianinnovation,andtrainstudentshowtofurtherinnovateontheshouldersofgiants.Throughthestudyofthiscourse,studentscanunderstandsomebasicconcepts,theories,norms,standardsandmethodsofmechanicaldesign,masterthebasicknowledgeofcommonmechanismsandthecommonparts,usethebasictheoryandwayofthinkingofthiscoursecombiningwiththespecificsituationtocarryoutthepracticeofmechanicaldesign,obtaintheabilityofpreliminarydesignandanalysisanddevelopthehabitofgoodatobservationandindependentthinking.Atthesametime,caseanalysisintheprocessofteachingenhancesthestudents'engineeringquality,establishthecorrectengineeringvaluesandinspirestudents'innovativeconsciousness.负责人大纲执笔人审核人二、课程目标序号代号课程目标OBE毕业要求指标点任务自选1M1目标1：了解机械设计的一些基本概念、理论、规范、标准与方法，掌握常用机构结构分析方法和通用零件知识，能够分析机器功能特性与失效形式，将理论知识与工程产品对应起来，建立理论与实际的映射关系，并能从实际机械中抽象出原理表达。是2M2目标2：具有应用数学、物理、力学知识对机构和零件进行分析计算与建模表达能力，能够应用制图工具进行机械产品设计实践，结合实际机械产品使用情况发现问题的关键环节并提出改进思路。是3M3目标3：能综合运用所学机械基础知识，模块化分解产品结构或功能组成，从产品结构体系中寻求局部单元改进之处，或对产品功能进行系统性的组合与拓展，提出创新设计解决方案，形成工程技术实践能力。是4M4目标4：能通过案例分析强化工程素养，建立正确的工程价值观，激发爱国主义情感、树立创新意识，并养成善于观察、独立思考和主动学习的习惯。是三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课程目标课内学时教学方式课外学时课外环节10第0章绪论本章重点：机器、机构和机械的联系与区别，认识大国重器，培养爱国情怀。本章难点：现代机械发展趋势与技术前沿/////20.10.1机器、机构和机械总结机器与机构的特征，辨析机械与机器、机构的关系，了解现代机械的发展趋势；结合工程案例，研究各种常见机械的工作原理，体会设计的创新性。M41动画演示1.5观察实际机器30.20.2机械设计的一般过程认识性能驱动的传统机械设计方法，说出机械零件设计的过程步骤，了解我国历史上在机械方面的重大贡献。认识大国重器，重温国家记忆，强化科技工作者应“德才兼备”。学习国家在架桥机、起重机、盾构机、半潜船、运移车、全地形运输车等重型机械领域取得的技术成就，增强民族自豪感。体验基于计算机与信息技术的现代产品的数字化设计方法。M21讲授2调研前沿技术40.30.3课程性质、内容和任务说出本课程的内容、性质和学习任务，掌握本课程的基本要求和学习方法；领悟机构学的基本原理在现代机械中的应用。M10.5讲授0.5方法领悟5专题研讨1专题研讨1：工程机械类型及演化从小断面隧道掘进机到全断面隧道盾构机，从拉铲、电铲到液压挖掘机、装载机，从斗轮挖掘机、挖沟机到链斗运输桥，从十余种农业机械到二十种土木机械，了解工程机械系列演化技术，发现蕴含的基础理论知识；结合社会生活对机械设备需求，运用发展的眼光进行超前思维，提出创意或改良设计方案，给出模块化的可行性报告。M1,M41.5研讨2调研报告61第一章机构的结构分析本章重点：运动链成为机构的条件本章难点：计算自由度时的注意事项/////71.11.1运动副辨认机构的组成，辨析零件与构件的区别，理解静联接与动联接的概念，掌握运动副的定义；引导思考实际机构中低副与高副的判定及其引入的约束。M11讲授//81.21.2平面机构运动简图绘制理解机构运动简图绘制的目的，掌握运动副和构件的表示方法，归纳绘制简图的步骤；应用机构运动简图的绘制方法。M31讲授1查阅标准规范91.31.3运动链成为机构的条件区别运动链和机架的表达，解释构件自由度概念，识别运动副引入的约束；运用排除思维法列举运动链成为机构的条件；讨论机构自由度分析的工程意义。M21讲授1简图作业101.41.4计算自由度时的注意事项识别复合铰链，辨认局部自由度，推断虚约束：轨迹重合、轴线重合或导路平行、对称部分；归纳研究实际机构中虚约束的判定。M21讲授1作业11专题研讨2专题研讨2：游梁式抽油机创新设计研究从机器组成出发引导学生模块化创新，思考伺服电机驱动创新、传动系统即减速箱改进及执行机构替代创新，引出链条、皮带式及多井抽油机创新设计与制作。M41研讨1项目设计122第二章平面机构的运动、动力分析本章重点：机构速度分析的瞬心法本章难点：瞬心法在速度分析中的运用/////132.12.1机构速度分析的瞬心法概述瞬心的定义，掌握瞬心位置的确定，扩展瞬心法的应用。M21讲授1工程力学143第三章平面连杆机构本章重点：平面四杆机构的基本特性本章难点：实际机器运动特性分析/////153.13.1平面连杆机构的类型、应用和演化识别连杆机构的基本形式：曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构，辨认曲柄滑块机构、导杆机构、摇块机构和定块机构，各种类型的工程应用；归纳连杆机构类型的演化方法，并结合实际机器进行解释；拓展思考多杆机构的组合创新思想及其在工程中的应用。M12讲授1认知工程应用163.23.2平面四杆机构的基本特性证明广义曲柄存在的条件，掌握平面四杆机构类型的判定方法，推断急回特性和行程速比系数，画出压力角和传动角，识别死点和运动的连续性；举一反三：证明抽油机执行机构的类型并识别其运动特性。M21.5讲授2特性分析/作业173.33.3平面连杆机构的设计研究连杆机构运动设计的基本问题，找出设计变量，概述平面连杆机构的功能：刚体引导、函数生成、轨迹生成和综合功能，图解法设计四连杆机构。M20.5/1设计方法18专题研讨3专题研讨3：木牛流马复古制作与行走机构仿生设计研究足式行走机构类型，进而引导足式行走机器人前沿仿生技术；分析应用场合与地况，将轮式、足式、履带式行走机构进行组合，应用于设计工程车辆下装直动装置。通过功能模型模拟制作，掌握一定的机构学应用实践技术。M2,M31讲授2设计方案194第四章凸轮机构本章重点：凸轮机构轮廓曲线设计的反转法本章难点：偏置直动从动件盘形凸轮轮廓设计/////204.14.1凸轮机构应用及其分类识别凸轮机构的构成和应用，了解凸轮机构的分类，说出凸轮机构的有关术语，模拟凸轮机构类型的演化方法。M10.5动画演示//214.24.2凸轮从动件的常用运动规律区别从动件位移与凸轮转角的函数关系：多项式类运动规律、三角函数类运动规律，列举从动件运动规律的选择原则；归纳辨认常用运动规律的冲击特性。M20.5讲授1数学力学224.34.3凸轮轮廓曲线设计理解凸轮设计的基本原理，掌握图解法设计凸轮轮廓曲线，解决直动从动件盘形凸轮机构轮廓曲线的设计问题，触类旁通设计摆动从动件盘形凸轮机构；绘图分析偏心直动尖顶从动件盘形凸轮机构的运动过程。M31.5讲授2凸轮反转/作业234.44.4凸轮机构基本参数的确定画出凸轮机构的压力角，理解压力角与凸轮回转中心位置和基圆半径的关系，了解滚子从动件凸轮机构实际轮廓曲线的失真和变尖问题；分析从动件偏置方向与凸轮转向的关系。M1,M40.5启发研讨//24专题研讨4专题研讨4：内燃机车（蒸汽机）模拟设计模拟制作内燃机主机构与配气机构，深入研究两套曲柄滑块机构的组合应用机理，领悟前人的设计智慧，思考机构变型、替代机构，进而创新设计。M3,M41研讨2研究报告255第五章齿轮机构本章重点：渐开线标准圆柱齿轮尺寸计算本章难点：渐开线齿廓的啮合特性/////265.15.1齿轮机构特点、分类及齿廓啮合基本定律归纳齿轮机构的特点，概述按照轴线关系和齿形进行齿轮机构的分类，证明齿廓啮合基本定律，理解共轭齿廓；分析实际齿轮传动类型，推断定传动比的条件。M10.5工程认知1齿廓深入理解275.25.2渐开线的形成和性质概述渐开线的形成，列举渐开线的性质，解释渐开线方程，画出渐开线齿廓的压力角，推断渐开线作齿廓满足定传动比啮合的基本定律；归纳说明渐开线齿廓的啮合特性。M21.5讲授动画1渐开线模拟285.35.3渐开线圆柱齿轮各部分名称及尺寸计算识别齿轮各部分名称和符号，说出齿轮基本参数，掌握标准直齿圆柱齿轮基本尺寸的计算公式；讨论标准直齿圆柱齿轮基本尺寸计算公式在工程中的应用。M21讲授2参数理解/作业295.45.4渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动证明渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合条件，识别齿轮传动的标准中心距及啮合角，模拟渐开线直齿圆柱齿轮的工作过程，推断渐开线齿轮连续传动的条件；归纳概述渐开线直齿圆柱齿轮满足正常传动工作的条件。M21.5动画演示1传动条件归纳305.55.5渐开线齿廓的切制理解齿廓切制的基本原理，认识标准齿条刀和标准齿轮加工，辨认齿廓的根切并讨论防治办法，推断标准齿轮不根切的最小齿数，了解变位齿轮；M11录像演示0.5加工方法体验315.65.6平行轴斜齿轮机构模拟齿廓的形成，识别斜齿轮的法面模数和端面模数、法面压力角和端面压力角、法面齿顶高系数和径向间隙系数，辨认分度圆柱与基圆柱上的螺旋角，推断平行轴斜齿圆柱齿轮正确啮合条件，说明重合度与当量齿数，归纳斜齿轮传动的优缺点；简要分析斜齿轮的基本参数及其正确啮合过程。M21讲授1参数认知/作业325.75.7圆锥齿轮机构简介概述圆锥齿轮，了解圆锥齿轮齿廓的形成和当量齿数，推断标准直齿圆锥齿轮正确啮合条件。M10.5演示讲授0.5圆锥齿轮理解336第六章轮系本章重点：定轴轮系的传动比计算本章难点：复合轮系的传动比计算/////346.16.1轮系的分类与应用识别轮系分类：定轴轮系、基本周转轮系、复合轮系；了解轮系功能：变速传动、大传动比和多路传动、换向传动、运动的合成与分解、在尺寸较小的情况下实现大功率传动。M20.5讲授1理解/作业356.26.2定轴轮系的传动比计算掌握平面定轴轮系的传动比计算，推断空间定轴轮系的传动比计算；举一反三：工程机械中实际传动轮系的类型辨析与传动比计算。M21讲授//366.36.3基本周转轮系的传动比计算了解相对运动原理，应用转化机构法。M21讲授2.5研讨讲解376.46.4复合轮系的传动比计算识别行星轮，区分轮系。M20.5讲授2.5研讨讲解38专题研讨5专题研讨5：齿轮传动经典应用与创新欣赏古老的齿轮传动内燃机车，向机械齿轮怀表经典作品致敬；了解时间量器，研究机械手表工作原理。手工制作汽车传动系统功能样机模型，掌握减速、变速与转向差速、离合、刹车的概念，基于Sview的虚拟拆装，了解工程常用齿轮减速器的结构组成，尝试将齿轮机构与连杆机构组合来创意设计某种新型传动方案。M3,M41实践认知2传动方案397第七章其他常用机构本章重点：常用间歇机构工作原理本章难点：组合机构应用特点分析/////407.17.1间歇运动机构了解常用间歇运动机构的工作原理、类型、特点及应用：棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构、凸轮式间歇运动机构；辨析几种常用间歇运动机构的异同点，研究其各自适应的场合。M11讨论1工程应用研究417.27.2万向联轴节与组合机构简介了解单万向联轴节、双万向联轴节、凸轮连杆机构、齿轮连杆机构、齿轮凸轮机构、各种组合机构的生产应用特点。M10.5启发研究//42专题研讨6专题研讨6：间歇运动机构工程应用从家用小型搅碎机、货车篷布锁止装置、棘轮扳手到棘轮钢索收紧器、万能卡线器，认识生活中棘轮机构的应用，研究自行车后轴的棘轮超越离合器工作原理。通过钟表拨号机构、广告牌反转机构了解槽轮机构，通过老式自行车铃铛、断桥铝窗户启闭弄清不完全齿轮结构，发现八音盒中的凸轮式间歇运动机构。M31实践认知//43专题研讨7专题研讨7：机械仿生技术工程研究了解生物模拟机器人技术发展历程，认识到样机试验和模拟仿真结合是推动技术进步的重要手段。研究将足式、轮式、履带式单一或多种组合，应用于全地形机器人；掌握蝙蝠、蜂鸟、蜻蜓等生物的仿生机械翅膀实现的结构形式，将摩托与飞行器结合实现上天；将直动机构、万向机构、螺旋推进与海底机器人结合实现下海，通过功能组合拓展与模块化结构组装，将奇思妙想变成现实。M32研讨//448第八章机器动力学初步本章重点：调速和平衡的联系与区别本章难点：刚性回转件动平衡的计算/////458.18.1机器周期性速度波动的调节辨析作用在机器上的力，说明机器的运转过程，掌握机器周期性速度波动的调节原理与方法，能够设计飞轮；推导寻找最大盈亏功与机器主轴速度的变化关系。M21讲授讨论1生活观察468.28.2刚性回转件的平衡了解刚性回转件平衡的目的，理解静平衡的计算方法，掌握动平衡的计算方法，设计静平衡试验方法和动平衡试验方法；归纳总结静平衡与动平衡的联系与区别。M21讲授2习题作业479第九章机械零件设计概论本章重点：工程中的变应力类型及变化规律本章难点：表面接触应力计算的赫兹公式/////489.19.1机械零件的失效形式及设计准则复述强度条件，分析载荷和应力，识别机械零件的表面接触强度、挤压强度，了解耐磨性、振动稳定性和耐热性；研究工程中载荷与应力的关系。M11讲授讨论1赫兹公式推导499.29.2机械制造常用材料及其选择区别金属材料和非金属材料，概述钢的热处理方法，了解机械材料选用的原则、工艺要求和经济性要求；概述生产中常用材料的名称及其应用场合。M10.5讲授1工程材料复习509.39.3机械零件的结构工艺性及标准化说明机械零件的结构工艺性，解释机械零件设计中的标准化和优先数系。M10.5讲授1结构工艺体会51专题研讨8专题研讨8：挖掘机类型演化与创新设计赏析大创项目成果，从六自由度线控机械手、液控机械手发展到仿生机械工程车，引导学生掌握运动转化的形式。从课程项目的模型制作、原理反求到毕业设计的工作路径规划、运行功能仿真，再到全地形特种机器人创新设计，提升学生课程实践中功能样机制作与企业培训模式的契合度，实现产教结合。总结挖掘机执行末端种类，通过与行走机构结合，尝试针对某些特定应用问题，组合设计某种新型产品，通过产品设计的不同阶段水平来对应不同学历层次，打通本硕培养壁垒。引导学生长远思考，将生活认知与原理知识结合，并向感兴趣的专业课题延伸，先修课程对后续专业理论形成支撑。M2,M33研讨2调研方案报告5210第十章联接本章重点：普通紧螺栓联接的强度计算本章难点：普通紧螺栓联接承受轴向载荷后的受力分析/////5310.110.1螺纹及其主要参数、螺纹联接的效率和自锁了解螺纹及其主要参数，解决螺旋副的受力分析，推断矩形螺纹与非矩形螺纹的效率和自锁，辨认机械制造常用螺纹；分析解决工程中普通螺纹自锁的问题。M11讲授1常用螺纹观察5410.210.2螺纹连接的预紧和防松区别螺纹联接的基本类型，辨识螺纹紧固件，解释螺纹联接的预紧和防松。M40.5讲授1生活防松技巧5510.310.3螺纹连接的强度计算掌握普通松螺栓联接和普通紧螺栓联接强度计算，了解铰制孔用螺栓强度计算，选出螺栓的材料和许用应力，归纳提高螺栓联接强度的措施，了解螺旋传动；分析普通螺栓联接与铰制孔用螺栓联接承载方式与失效形式的异同。M22讲授2作业5610.410.4键联接和花键联接解决平键联接的确定和选择，识别半圆键联接、楔键联接、切向键联接、花键联接和销联接；复述工程中平键联接选取的原则。M11.5讨论1工程应用观察57专题研讨9专题研讨9：螺纹联接与螺旋传动归纳思考观察生活中螺纹联接的类型，分析联接螺纹与传动螺纹的牙型不同之处，认识螺纹联接的预紧工具，掌握生活常见螺纹联接的防松方法，了解键联接与花键联接在实际中的具体应用形态。观察滚珠丝杠的传动形式，拓展思考螺旋传动如何应用于特殊地形的车辆推进，通过机械手制作模型演示，对比分析液压驱动与丝杠传动的优缺点。M21研讨1生活观察5811.111.1齿轮传动的失效形式及计算准则辨认并归纳齿轮传动的失效形式：轮齿折断、齿面接触疲劳磨损、齿面磨粒磨损、齿面胶合、齿面塑性变形，推断齿轮的计算准则；解决工程中实际轮齿失效形式的判定与设计原则问题。M1,M41启发讨论1.5失效齿轮观察5911.311.3齿轮传动的载荷计算识别直齿圆柱齿轮传动、斜齿圆柱齿轮传动与直齿圆锥齿轮传动的计算载荷。M21讲授0.5力学受力分析6011.411.4直齿圆柱齿轮传动的强度计算掌握齿面接触疲劳强度计算和齿根弯曲疲劳强度计算；能够将弹性力学模型应用于实际齿轮传动的强度分析。M2,M31讲授1.5应用理解/作业6112第十二章蜗杆传动本章重点：蜗杆传动的受力分析与热平衡计算本章难点：蜗轮传动的效率分析/////6212.212.2蜗杆传动的失效形式、材料选择和结构了解蜗杆传动的失效形式及材料选择，辨认蜗杆和蜗轮的结构。M10.5讲授//6311.511.5斜齿圆柱齿轮传动的强度计算推广齿面接触疲劳强度计算和齿根弯曲疲劳强度计算到斜齿圆柱齿轮传动。M30.5讲授1.5作业6411第十一章齿轮传动本章重点：直齿圆柱齿轮传动的强度计算本章难点：影响齿轮传动能力的综合因素/////6511.211.2齿轮结构、材料、精度选择与润滑辨认齿轮结构，了解齿轮材料的选择要求和齿轮传动精度等级，识别润滑剂和润滑方式。M10.5讲授0.5工程材料复习6612.112.1蜗杆传动的类型、主要参数和几何尺寸计算识别蜗杆传动的类型，了解蜗杆传动主要参数：基本齿廓、模数和压力角、蜗杆直径系数和导程角、蜗杆头数和蜗轮齿数、齿面间的滑动速度，说明蜗杆传动的几何尺寸计算；运用力学基础推断蜗杆的旋向、转向与轴向力的关系。M11讲授1生活应用观察6712.312.3圆柱蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算分析蜗杆传动效率，说明蜗杆传动的润滑方式，解决蜗杆传动的热平衡计算。M20.5讲授1作业68专题研讨10专题研讨10：变速类传动装置创新设计通过开放性的实验设置，从验证性的齿轮啮合、范成法齿轮加工到减速器设计、差速器分析、变速箱应用，逐步从低阶的基础知识掌握到高阶的专业理论应用，再到传动系统创新方案设计与实践，逐步培养学生的挑战精神与工程能力。M3,M42研讨2设计方案6913第十三章带传动和链传动本章重点：带传动和链传动的运动特性本章难点：带传动的弹性滑动和打滑/////7013.113.1带传动的类型及特点了解带传动的类型和传动形式，说明带传动的特点及应用范围，认识同步带传动。M1,M40.5讨论//7113.213.2带传动的基本理论识别带传动的几何参数，掌握带传动的有效拉力、离心拉力、带的拉应力和弯曲应力，区别带传动的弹性滑动和打滑；说明带传动的周期性变应力。M21.5讲授//7213.313.3V带传动的设计认识V带的类型与结构，掌握带传动的设计准则，选取单根V带的基本额定功率，概述V带传动的设计计算和参数选择，选择带轮材料，确定结构尺寸，制定张紧装置。M31讲授2.5作业7313.413.4链传动的特点及类型了解链传动的特点和应用范围，区别链的种类。M10.5讨论//7413.513.5链传动的运动分析和受力分析解释链传动的运动特性，说明链传动的动载荷，识别链传动的工作拉力、离心拉力和悬垂拉力。M21讲授0.5生活观察7513.613.6滚子链传动的设计辨析链传动的失效形式，选出链传动的额定功率，概述链传动的设计计算及参数选择，设计链传动的布置及张紧，确定链传动的润滑方式。解决多级传动形式的方案设计问题。M30.5讲授2链传动设计76专题研讨11专题研讨11：自行车掉链克服措施与结构创新设计以生活中司空见惯的自行车为例，通过运动特性分析与结构的模块化分解，研究发生问题的关键环节或功能不合时宜之处，通过局部或整体结构调整与创新设计，实现功能组合或折叠变化，让老产品焕发新生机，达成产品创新目的。M2,M33方案研讨2研究报告7714第十四章轴本章重点：阶梯轴的结构设计本章难点：轴的强度计算及减载措施/////7814.114.1轴的用途与分类了解轴的用途和分类，选取轴的材料，确定轴的毛坯，说明轴的设计要求。M1,M40.5讨论//7914.214.2轴的结构设计认识轴的组成，掌握零件在轴上的固定方法，解决各段轴直径和长度的确定问题，列举轴的结构工艺性；模拟操作轴上零件的正确安装。M32讲解1掌握轴系安装8014.314.3轴的强度、刚度计算与临界转速掌握分别按许用切应力、按许用弯曲应力计算掌握分别按许用切应力、按许用弯曲应力计算轴的强度，复述轴弯曲变形的计算和扭转变形的计算，了解轴的临界转速。M21讲解1强度理论复习8114.414.4提高轴的强度、刚度和减轻轴质量的措施归纳减载措施：减小转矩、减小弯矩、载荷分担、力平衡或局部相互抵消、改进轴的结构、改善表面品质；模拟识别阶梯轴的结构设计错误。M10.5讨论1归纳减载措施8215第十五章滚动轴承本章重点：滚动轴承的代号及寿命计算本章难点：滚动轴承的当量动载荷计算/////8315.115.1滚动轴承的结构、类型和代号识别滚动轴承的结构，了解常用材料与优缺点，列举滚动轴承的类型，说明其使用性能、使用要求及选择原则，区别滚动轴承的基本代号、前置代号和后置代号。M10.5讲授1标准查阅/作业8415.215.2滚动轴承的力分析、失效和计算准则说明滚动轴承中力的分析，推断滚动轴承的失效，掌握滚动轴承的计算准则，解决滚动轴承的寿命计算，能够计算滚动轴承的当量动载荷和角接触轴承的轴向载荷，了解滚动轴承的静载荷计算；灵活运用力学原理解决角接触球轴承的轴向载荷计算问题。M22讲授1失效形式/作业8515.315.3滚动轴承的组合设计识别滚动轴承轴系支点固定的结构型式，说明轴承组合的调整和预紧，了解滚动轴承的配合，掌握轴承的拆卸。M32讲授1轴系组装8615.415.4滚动轴承的润滑和密封选出滚动轴承的润滑方式，识别滚动轴承的密封型式。M10.5讲解//8716第十六章滑动轴承本章重点：滑动轴承的结构、材料与润滑方式本章难点：滑动轴承的条件性计算/////8816.116.1滑动轴承的摩擦状态与条件性计算区别四种摩擦状态：干摩擦、边界摩擦、液体摩擦和混合摩擦，说明滑动轴承条件性计算：限制轴承平均压强、限制轴承pv值。辨析工程中滑动轴承的实际摩擦状态。M10.5讨论0.5生活观察8916.216.2滑动轴承的结构型式、轴瓦材料、润滑材料及方法认识滑动轴承的结构型式：径向滑动轴承、推力滑动轴承，识别轴瓦材料：轴承合金、青铜、多孔质金属材料、轴承塑料，了解润滑材料：润滑油、润滑脂、固体润滑剂，辨析润滑方法：滴油润滑、飞溅润滑、浸油润滑、压力循环润滑、脂润滑。M10.5讲授1生活应用/作业9016.316.3液体动压轴承解释液体动力润滑的基本原理，了解液体静压轴承、多油楔滑动轴承和气体轴承；结合滑水运动现象推断液体动力润滑的基本原理。M21讲授1雷诺方程91专题研讨12专题研讨12：爬楼机器人研究了解传统电梯的钢丝绳卷绕提升方案，认识深海平台支腿升降的齿轮齿条结构，思考链条自行车的爬楼方案；观察自动扶梯的链传送结构，拓展思考老式楼房的扶手轨道助力传送装置设计；从星轮式手推车、电动轨道爬楼车到履带式爬楼轮椅，研究轮椅结构的创新方向。将上装椅子模块拓展到多功能变形结构，将下装底盘模块拓展到全地形轮式履带组合结构，把握轮椅爬楼运动的根本是越障与攀爬，进而调研各种越障技术与实现机构，超前思考电动轮椅的多功能前沿设计。M32研讨1创新方案设计9217第十七章联轴器和离合器本章重点：联轴器和离合器的类型本章难点：联轴器和离合器的选用/////9317.117.1联轴器的分类与作用识别刚性联轴器：夹壳联轴器、凸缘联轴器，辨析挠性联轴器：滑块联轴器、万向联轴器、齿式联轴器、弹性套柱销联轴器、弹性柱销联轴器、轮胎式联轴器，了解各类联轴器的作用。辨析刚性凸缘联轴器的两种螺纹联接方式。M1,M31讲授0.5作业9417.217.2离合器的分类和作用识别离合器的分类：摩擦离合器、自动离合器、安全离合器，了解各类离合器的作用，说明离合器和联轴器的区别以及选取原则。M10.5讲授0.5生活应用观察95专题研讨17专题研讨13：生活器械认知与创新设计思考从多功能轮椅到折叠担架车，从血管机器人到脊柱侧弯矫正手术，逐步认识医疗器械；从平步机到骑马机，从划船机到挖铲机，逐步认识健身器材；从仿生动物玩具到折叠家具，从雨伞启闭到自卸车翻斗，从手压喷雾器到抽水唧筒机构，从汽车提升装置到轮胎拆卸工具，将学生日常生活中的相关器械作为教学对象，引导学生将抽象的理论与形象的实物联系起来，改善理论与生活实际相脱离的现象，实现学生的经验体系在一定范围中自内向外的“生长”，由生活常识向工程知识进行迁移和跨越。M22课堂研讨1生活应用观察四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1平时作业1、按照教学日历的章节安排，每章布置课后习题，题型主要有简答、分析、作图、计算和结构设计题。2、成绩采用百分制，根据作业是否按时上交、是否独立完成、完成的准确性等进行评分。3、根据课堂主题，布置专业性的课外研讨题目或整理学习笔记，根据题目分析的逻辑性与合理性进行评分。4、考核学生对机械基础知识的掌握能力，理论知识系统化的归纳能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力。15%2研究报告1、每章布置1-2项开放性研究题目，以开阔学生思考范围，延伸课程学习成果。鼓励学生参考引用国内外文献，但拒绝拷贝抄袭。2、根据报告完成的逻辑合理性、知识应用新颖性、工程思维是否突破、是否按时提交以及是否独立完成等方面进行综合评分。3、考核学生掌握知识体系的逻辑性，推动学生认真思考，仔细观察并主动研究实际产品中蕴涵的机械原理，历经头脑风暴突破常规思维，形成创意设计或创新产品。15%3项目设计1、本课程要求结合日常生活产品、工程实际或专业机械装备等产品拟定课程设计项目，利用机械设计基础知识，给出设计方案及概要设计参数，训练工程实践能力。2、根据模型建立情况和设计方案的可行性、合理性及创新性进行基础分数评定。3、根据项目产出情况进行实践能力成绩评定，主要有项目方案的创新性、是否制作功能样机、三维数字化模型结构与功能展示情况等。30%4期末考试1、期末闭卷考试，成绩采用百分制，卷面成绩总分100分，根据参考答案与评分标准进行评判。2、主要考核学生对机械设计基础理论的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力，题型主要有简答题、作图题、分析题、计算题、结构题等。40%五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1M1平时作业20%A-独立思考、按时完成，作图规范，解题思路清晰、步骤完整、格式合理、答案准确。B-独立思考、按时完成，作图比较规范，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式合理、答案准确。C-独立思考、按时完成，作图比较规范，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式比较合理、答案准确。D-作业抄袭，未能按时完成；作图不规范，解题思路不清晰，解答潦草。2M1研究报告30%A-独立思考、按时完成，作图与解析过程完整，研究思路有一定创新性，过程逻辑严谨，格式规范。B-独立思考、按时完成，作图与解析步骤比较完整，研究思路比较有新意，过程比较有逻辑，格式规范。C-独立思考、按时完成，作图与解析步骤比较完整；研究思路比较清晰，格式比较规范。D-作业抄袭，不能按时完成；作图不规范，解答潦草，被动应付；解题思路不清晰，逻辑不合理。3M1期末考试50%A-基础理论掌握扎实，理论综合能力强，能够综合运用所学知识解决一定的实际问题；分析问题逻辑过程严谨，分析结论准确。B-基础理论掌握较好，有一定的理论综合能力，能够运