《精密机械设计》课程教学大纲

《精密机械设计》教学大纲一、课程基本信息课程名称精密机械设计DesignofPrecisionMachinery课程编码MEE221211020开课院部机电工程学院课程团队机械原理与设计教学团队学分2.0课内学时32讲授30实验2上机0实践0课外学时42适用专业测控技术与仪器授课语言中文先修课程工程制图、高等数学（2-1）、高等数学（2-2）、大学物理（2-1）、大学物理（2-2）课程简介（必修）精密机械设计是从理论性很强的自然基础课向实践性较强的专业课过渡的一个重要转折点，是面向仪器仪表类及相近专业的本科学生开设的一门必修的专业基础课。精密机械系统与结构在现代仪器仪表中有着不可替代的功能和作用。本课程基本任务：一是使学生掌握精密仪器仪表中通用机构的结构分析；理解运动分析，熟悉动力分析及其设计方法；二是使学生掌握通用零、部件的工作原理、特点、选型及其计算方法，培养学生运用所学基础理论知识，解决精密机械零、部件的设计问题；三是培养学生具有分析、设计精密机械的能力；四是使学生熟悉通用零件的材料与热处理方法、精度设计和互换性方面的基本知识。通过本课程的学习，使学生初步具有分析、设计精密机械的能力，并养成善于观察、独立思考的习惯，激发学生的自主学习与动手能力。Precisionmachinerydesignisanimportantturningpointinthetransitionfromatheoreticalnaturalbasiccoursetoapracticalspecializedcourse.Itisacompulsoryprofessionalbasiccourseforundergraduatestudentsofinstrumentationandsimilarmajors.Precisionmechanicalsystemandstructurehaveirreplaceablefunctionsandfunctionsinmoderninstrumentsandmeters.Thebasictasksofthiscourseare:first,toenablestudentstomasterthestructuralanalysisofuniversalmechanismsinprecisioninstrumentsandmeters;Understandmotionanalysisandbefamiliarwithdynamicanalysisanditsdesignmethods;Thesecondistoenablestudentstomastergeneralzero,theworkingprinciple,characteristics,selectionandcalculationmethodsofcomponents,trainstudentstousethebasictheoreticalknowledgetheyhavelearnedtosolvethedesignproblemsofprecisionmachinerypartsandcomponents;Thethirdistotrainstudentstohaveanalysis,abilitytodesignprecisionmachinery;Thefourthistofamiliarizestudentswiththebasicknowledgeofmaterialsandheattreatmentmethods,precisiondesignandinterchangeabilityofcommonparts.Throughthestudyofthiscourse,studentscaninitiallyhavetheabilitytoanalyzeanddesignprecisionmachinery,anddevelopthehabitofbeinggoodatobservationandindependentthinking,soastostimulatestudents'autonomouslearningandpracticalability.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：理解精密仪器仪表中通用机构的结构分析、运动分析、动力分析及其设计方法。是1.42M2目标2：掌握重点通用零、部件的工作原理、特点、选型及其计算方法，培养学生能运用所学基础理论知识，解决精密机械零、部件的设计问题。是1.43M3目标3：具有设计简单精密机械传动和仪器机械结构的能力，以及对某些典型零、部件的分析，并提出改进措施。是5.34M4目标4：了解零件的材料与热处理方法、精度设计和互换性方面的基本知识，并能在工程设计中如何正确选用。是5.35M7目标7：能保障课程正常秩序（政治层面、课堂保障层面，非学生能力层面）否三、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1第0章第0章绪论本章重点难点：机器、机构和机械的联系与区别、现代精密机械发展趋势与技术前沿////20.10.1精密机械设计概论地位、作用、任务、要求、目标和方法M1,M20.5讲授1视频、自主学习3第1章第1章结构设计中的静力学平衡本章重点难点：平面一般力系的平衡、二力平衡定律和三力平衡汇交定理////41.11.1结构设计中的力力、力系、二力平衡定律和三力平衡汇交定理、、、分析力的合成与分解、力矩与力偶矩的概念、受力分析方法M11讲授1视频、自主学习51.21.5平面一般力系的平衡力系和力矩的平衡条件、实际问题中的力系平衡问题M11讲授1视频、自主学习6第2章第2章机械工程常用材料及钢的热处理本章重点难点：工程常用材料种类及性能、精密仪器材料的选用////72.12.1常用的工程材料及精密仪器材料的选用原则常用的工程材料类型及性能、精密仪器材料的选用M20.5讲授1视频、自主学习8第3章第3章零件强度、刚度分析的基本知识本章重点难点：拉压、剪切、扭转、弯曲条件下的强度计算方法////93.13.1拉伸与剪切拉压条件下的强度条件及应用、剪切条件下的强度条件及应用、M21讲授1视频、自主学习103.23.2扭转与弯曲扭转的强度条件和刚度条件、弯曲强度条件及提高截面抗弯能力的方法M21讲授1视频、自主学习11第4章第4章零件的精度设计与互换性本章重点难点：典型零、部件的配合、典型零、部件精度设计////124.14.1尺寸的精度设计常用尺寸孔、轴公差与配合、滚动轴承相关孔轴的精度设计要求M41讲授1视频、自主学习13第5章第5章平面机构的结构分析本章重点难点：运动链成为机构的条件、计算自由度时的注意事项////145.15.1平面机构的运动简图运动副、机构运动简图的绘制方法与步骤、工程案例分析M11讲授2视频、自主学习155.25.2平面机构的自由度机构自由度、机构具有确定运动的条件、计算机构自由度时的注意事项、复合铰链，局部自由度，虚约束M1,M32讲授2视频、自主学习16第6章第6章平面连杆机构平面连杆机构本章重点难点：平面四杆机构的基本特性、连杆机构的原理误差分析////176.16.1平面四杆机构的基本特性四杆机构的基本形式、机构演化、曲柄存在的条件、压力角和传动角、死点、急回特性M12讲授2视频、自主学习186.26.2平面四杆机构的设计图解法设计四杆机构、机构的传动特性、原理误差分析及调整方法M1,M31讲授2视频、自主学习19第7章第7章凸轮机构本章重点难点：凸轮机构廓曲线设计、偏置直动从动件盘形凸轮廓设计////207.17.1凸轮从动件常用运动规律凸轮机构概述、凸轮机构分类、等速运动规律、等加速等减速运动规律和简谐运动等常用运动规律M11讲授2视频、自主学习217.27.2平面凸轮轮廓设计基本原理、图解法设计凸轮轮廓曲线、设计中的注意事项、凸轮机构的压力角M1,M32讲授2视频、自主学习22第8章第8章齿轮传动本章重点难点：渐开线齿廓的啮合特性、当量齿轮、传动链传动比的分配原则、标准直齿轮几何尺寸的计算、齿轮传动的受力分析、定轴轮系的传动比计算、齿轮传动的空回////238.18.1概述及齿廓啮合基本定律齿轮机构的特点、齿轮机构分类、齿廓啮合基本定律、共轭齿廓M11讲授2视频、自主学习248.28.2渐开线齿廓渐开线形成、渐开线的性质、渐开线齿廓性质M12讲授2视频、自主学习258.38.3渐开线齿轮的名称及几何尺寸的计算齿轮名称和符号、齿轮基本参数、标准直齿圆柱齿轮基本尺寸计算公式、齿条的特点M11讲授2视频、自主学习268.48.4渐开线直齿圆柱齿轮传动渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合条、齿轮传动的标准中心距、渐开线直齿圆柱齿轮的工作过程、齿轮连续传动的条件M12讲授2视频、自主学习278.58.5渐开线齿廓的切制齿廓切制的基本原理、根切现象及防止根切的办法、变位齿轮、M11讲授2视频、自主学习288.68.6其他形式的齿轮传动斜齿圆柱齿轮传动、锥齿轮传动、蜗杆传动M10/2视频、自主学习29第9章第9章轮系本章重点难点：定轴轮系、齿轮传动链的设计////309.19.1轮系的传动比轮系分类、定轴轮系传动比计算、周转轮系、复合轮系M11讲授1视频、自主学习319.29.2轮系的设计齿轮在传动中的受力、齿轮传动链设计、空回现象M2,M31讲授2视频、自主学习32第10章第10章其他常用传动形式本章重点难点：带传动的运动特性、同步带传动、弹性滑动和打滑、螺旋传动的运动特性与传动特点////3310.110.1带传动的计算基础带传动特点、带传动有效拉力、最大有效拉力，带传动中的应力、弹性滑动和打滑现象、同步带传动M2,M32讲授2视频、自主学习3410.210.2螺旋传动螺旋传动的运动特性、螺旋传动的分类、螺纹的基本参数、滑动螺旋传动的设计原则及提高传动精度的方法M2,M31讲授2视频、自主学习35第11章第11章轴及支承本章重点难点：零件在轴上的固定、轴的结构设计、滑动摩擦支承型式、滚动轴承类型及选择、滚动轴承代号、滚动轴承部件的结构设计、精密轴系的分析////3611.111.1轴的结构轴的分类、轴的组成、零件在轴上的固定方法、轴的结构设计M2,M31讲授2视频、自主学习3711.211.2支承支承的组成及分类、圆柱面支承、滚动轴承结构、类型、性能及代号、滚动轴承部件的结构设计M2,M32讲授2视频、自主学习四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1平时作业1.每周布置2-3道题目，平均每次课1道题以上。2.成绩采用百分制，根据作业完成准确性、是否按时上交、是否独立完成评分。3.考核学生对精密机械的基本知识掌握能力，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作图、简答、分析和计算题。15%2实验1.本课程2个学时实验，共1次实验。2.成绩采用百分制，根据实验完成情况评分。3.考核学生理论应用能力、分析问题的能力。10%3考勤随机点名、刷卡点名等5%4课堂表现及测试利用课堂随机检查学生对课堂知识的掌握以及上课精神状态、回答问题情况10%5期末考试1.闭卷考试，成绩采用百分制，卷面成绩总分100分。2.主要考核学生对精密机械设计的基本知识的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力，题型主要有选择题、简答题、作图题、分析题、计算题等。60%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30%A-按时提交作业，符合作业要求，熟练运用所学理论知识，分析、解决问题，得到合理方案。并提出自己疑问或观点。B-按时提交作业，符合作业要求，熟练运用所学理论知识，分析、解决问题，得到合理方案。C-按时提交作业，符合作业要求，熟练运用所学理论知识，分析、解决问题，得到较为合理方案。D-按时提交作业，基本符合作业要求，能够利用所学理论知识，分析解决问题，得到方案。2M1实验15%A-按时提交实验报告，数据分析符合规范，结论无误。B-按时提交实验报告，数据分析基本规范，结论基本正确。C-数据分析过程存在问题。D-发生安全事故3M1课堂表现及测试15%A-按时提交测试结果，熟练运用所学理论知识分析、解决问题，得到合理结果或方案。B-按时提交测试结果，运用所学理论知识分析、解决问题，得到较为合理结果或方案。C-按时提交测试结果，能够运用所学理论知识分析、解决问题，得到结果或方案。4M1期末考试40%（见试卷评分标准）5M2平时作业40%A-按时提交作业，基本符合作业要求，能够利用所学理论知识，分析解决问题，得到方案。B-按时提交作业，符合作业要求，熟练运用所学理论知识，分析、解决问题，得到较为合理方案。C-按时提交作业，符合作业要求，熟练运用所学理论知识，分析、解决问题，得到合理方案。D-按时提交作业，符合作业要求，熟练运用所学理论知识，分析、解决问题，得到合理方案。并提出自己疑问或观点。6M2课堂表现及测试20%A-按时提交测试结果，熟练运用所学理论知识分析、解决问题，得到合理结果或方案。B-按时提交测试结