《机械优化设计》-课程教学大纲

word格式，下载后可自由编辑PAGEPAGE21《机械优化设计》-课程教学大纲第一篇：《机械优化设计》-课程教学大纲《机械优化设计》－课程教学大纲修订—、课程名称机械优化设计MechanicalOptimizeDesign二、学分、学时2学分，32学时三、预修课程高等数学、理论力学、数值分析、机械学、计算机科学等。四、适用学科领域机械设计及理论、森林工程、交通工程和控制理论与控制工程等。五、课程主要内容、重点难点及学时分配（一）教学基本要求：通过实用机械优化设计的教学要使专业学生了解优化设计的基本思想，优化设计在机械中的作用及其发展概况。初步掌握建立数学模型的方法，熟练掌握优化方法。并具备一定的将机械工程问题转化为最优化问题并求解的应用能力。（二）培养能力与素质：本门课程的教学目的和任务是：通过实用机械优化设计的教学使学生掌握问题转化成最优化问题的方法。并且利用最优化的方法编制计算机程序，用计算机自动寻找最佳的设计方案。机械优化设计是一种现代设计方法。在有条件的情况下，应在课余时间指导学生上机操作，提高学生独立工作的能力，掌握实例用于解决工程实际问题。（三）主要内容和重点、难点本门课程的主要内容包括：机械优化设计的基本术语和数学模型，优化设计的基本概念和理论；无约束最优化方法，约束优化设计的直接法，约束优化设计人间接解法。第一章机械优化设计的基本术语和数学模型通过列举一些实际的优化设计问题，对机械优化设计的数学模型及用到的基本述评作一简要叙述。对主要名词术语进行定义和作必要的解释。使学生了解模型的形式和分类初步掌握数学模型建立的方法，了解设计的一般过程用其几何解释。1．1几个机械优化设计问题的示例1．2机械优化设计的基本术语1．3优化设计的数学模型及其分类1．4优化设计方法1．5优化设计的一般过程及其几何解释第二章优化设计的某些概念和理论在讲述机械优化设计方法之前,首先讲述目标函数、约束函数的基本性质。目标函数达到约束最控制的条件及迭代法求解的一般原理和收敛条件等。使得学生掌握和使用优化设计方法。2．1目标函数与约束函数的某些基本性质2．2约束函数的集合及其性质2．3机械优化设计问题最优解及其极值条件2．4机械优化设计问题的数值解法及收敛条件第三章机械优化设计中几种常用的无约束最优化方法在工程实际中，尽管所有设计问题几乎都是有约束的。但约束优化设计问题可以转化为无约束问题来求解。有些约束优化方法，也可以借助于无约束优化方法的策略思想来构造。因此，本章着重讲授几种常用的一维搜索的最优化方法和多维的无约束最优化方法。要求学生掌握一维搜索中的黄金分割法、二次插值多维搜索中的POWELL法。3．1一维搜索的最优化方法3．2一维搜索的最优化方法和POWELL法3．3其它多变量的无约束优化方法3．4多变量无约束最优化方法小结第四章约束优化设计的直接解法在己经学习过无约束优化设计方法的基本上，本章主要讲授约束优化设计的直接解法。要求学生掌握复合形法。4．1约束随机方向搜索法4．2约束优化设计的复合形法4．3约束优化设计的直接搜索方法第五章约束优化设计的间接解法本章着重讲授约束优化设计间接解法，要求学生掌握惩罚函数法5.1约束优化设计间接解法的基本思想5.2内点惩罚函数法5.3外点惩罚函数法5.4混合惩罚函数法5.5约束优化设计问题间接解法小结第六章实用机械的最优化设计6.1杆件及连杆机构的最优化设计6.2凸轮机构的最优化设计6.3弹簧的最优化设计6.4制动器的最优化设计六、主要参考书目孙靖民等主编．《机械优化设计》．机械工业出版社Ｒ.Ｌ福克斯著．《机械优化设计》．科学出版社何献忠，李萍等著．《机械优化设计》北京理工大学出版社第二篇：《机械设计》课程教学大纲《机械基础》（专升本）考试大纲一、总纲本科目包括《机械设计基础》及《金属工艺学》（机械制造基础）两部分。二、考试内容与要求1.绪论了解机器、机构、机械、构件、零件、部件、通用零件、专用零件等概念的含义。2.平面连杆机构（1）了解机构的组成、运动副、机构运动简图等概念，掌握平面机构自由度的计算方法；（2）了解平面四杆机构的各种类型、演化过程与实际应用以及急回特性与死点位置的概念。3.凸轮机构与间歇运动机构（1）了解凸轮机构的应用与分类；（2）了解间歇运动机构的概念与常见型式。4.机械零件设计和计算概论（1）了解机械零件的设计准则与设计步骤；（2）了解机械制造中常用材料的种类与选取原则，能够认识各种常用材料的牌号并明确金属材料热处理的意义与方法；（3）了解许用应力与安全系数的概念以及它们之间的关系。5.联接（1）了解机械制造中常用螺纹及螺纹联接件的主要类型和应用场合、螺纹联接的防松方法以及螺旋的概念，掌握单个螺栓的强度计算方法；（2）了解键、花键联接的类型、特点与应用场合，会对键联接、花键联接进行强度验算。6.带传动与链传动（1）了解带传动的主要类型、特点、工作原理和应用场合、V带与V带轮的结构、带传动的布置、张紧、维护措施并掌握V带传动的设计方法；（2）了解链传动的主要类型、特点、工作原理和应用场合、滚子链与链轮的结构、链传动的布置、维护措施并掌握滚子链传动的设计方法。7.齿轮传动与蜗杆传动（1）了解齿轮传动的主要类型、特点、应用场合与失效形式，明确齿轮的材料、结构、加工方法与根切现象，掌握直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、直齿圆锥齿轮各尺寸参数之间的关系与计算方法。（2）了解蜗杆传动的主要类型、特点与应用场合，明确蜗杆、蜗轮常用的材料与结构，掌握圆柱蜗杆传动中几何参数之间的关系与计算方法，了解蜗杆传动的效率计算、热平衡计算的法。8.轮系与减速器（1）了解轮系的概念与分类，掌握定轴轮系的传动比计算方法；（2）了解减速器的主要类型、结构型式与工作原理。9.轴与轴承（1）了解轴的分类、常用材料与结构，并会对直轴进行简单的强度验算；（2）了解轴承的分类、特点和应用，明确滑动轴承的典型结构与常用材料，能够识别各种滚动轴承的类型、结构、代号并掌握其选择原则。10.联轴器、离合器与制动器了解联轴器、离合器与制动器的用途、类别与工作原理。11．金属材料导论（1）掌握金属材料的机械性能（强度、硬度、弹性、塑性、冲击韧性等）和工艺性能的概念。了解金属材料物理和化学性质对工艺性能的影响。（2）金属的晶体结构和结晶过程掌握金属晶格的基本类型、金属的结晶过程和同素异构转变、冷却曲线、过冷度。（3）钢的热处理掌握钢的退火、正火、淬火、回火热处理方法的实质及其应用。12.铸造（1）了解铸造生产的基本概念、工艺过程和特点。（2）合金的铸造性能掌握流动性的概念。理解流动性对铸造工艺的影响；影响流动性的因素；掌握收缩的概念、影响收缩的主要因素、缩孔的形式极其预防措施。了解铸件内应力、裂纹和变形的形成及其防止。（3）常用合金铸件的生产了解普通灰口铸铁的化学成分、组织和性能，铸铁石墨化及影响石墨化的因素；普通灰口铸铁的铸造性能。了解提高铸铁强度的途径；孕育铸铁、可锻铸铁及球墨铸铁的特点、生产过程和应用范围。（4）铸件的结构设计铸造工艺对铸件结构设计的要求：了解铸件外形、内腔、圆座和凸台、铸件壁和壁的连接、加强筋等的设计要求。铸造工艺图的制定：掌握浇注位置和分模面的选择；了解机械加工余量；拔模斜度；铸造收缩率；铸造圆角；型芯及铸造工艺图。13.锻压（1）了解金属压力加工的实质、分类、特点。（2）金属的塑性变形了解塑性变形的实质。掌握加工硬化、再结晶、冷变形和热变形的概念。了解解塑性变形对金属组织及机械性能的影响；纤维组织的形成及应用；金属的可锻性及其影响因素。（3）自由锻了解自由锻基本工序，掌握锻件图的制定、坯料的确定；自由锻件结构工艺性。（4）模锻了解锤上模锻的模锻结构、模膛分类。了解制定模锻件工艺规程的方法，锤上模锻零件的结构工艺性。14.焊接（1）了解焊接的实质、焊接方法的分类及在工业中的应用。（2）熔化焊了解焊接电弧、手工电弧焊的焊接过程。了解电弧焊的冶金过程特点；焊条药皮的作用，电焊条的分类及选用原则；焊接接头金属组织与性能变化；改善接头性能的方法；焊接应力与变形的产生原因；减少和消除应力与变形的方法。了解埋弧自动焊、气体保护焊的特点及其应用。（3）常用金属材料的焊接掌握金属材料的可焊性概念；了解碳钢的焊接。（4）焊接结构设计掌握焊接方法的选择；焊接结构工艺性。了解焊接接头形式及焊缝布置；焊接质量检验。15.切削加工（1）了解金属切削加工的实质和分类；切削加工在机械制造中的作用与地位。掌握加工精度和表面粗糙度的概念。（2）切削加工的基本知识切削运动:理解切削要素和切削面积；刀具材料；外圆车刀几何参数的定义和作用。了解切削过程及切削种类；切削力和切削功率；切削热的来源、切削液的应用。掌握切削用量的选用原则。掌握刀具磨损、刀具耐用度和材料的切削加工性概念。（3）常用加工方法综述了解车削、钻削、镗削、刨削、铣削、磨削的工艺特点及应用范围。（4）典型表面的加工分析了解外圆面削、孔、平面的加工方案分析。（5）工艺过程的基本知识了解零件机械加工工艺过程的基本概念、工艺规程的拟定。（6）零件的结构工艺性了解零件结构工艺性的概念；掌握切削运动切削用量、刀具材料及刀具几何参数。三、考试形式1.答题方式为闭卷笔试2.答卷时间为60分钟四、试题类型1.单项选择题2.简答题3.分析计算题五、参考教材卢玉明主编.机械设计基础(第六版).高等教育出版社邓文英主编《金属工艺学》第5版北京：高等教育出版社第三篇：《机械设计课程设计》教学大纲3.能考虑制造工艺、使用维护、经济和安全等问题，对机器和零件进行结构设计。4.能绘制机器或部件的装配图和零件图；5.能编写设计说明书及其它相关技术文件。三、课程教学内容与学时分配课程设计题目一般为机械传动装置或简单机械（如减速器等），设计工作量最低应相当于以两级圆柱齿轮减速器为主体的机械传动装置。每个学生应完成：部件装配图1张（0号或1号图），零件工作图2张，设计说明书约6000~8000字。课程设计的进度安排为：1.教师讲解设计内容并布置题目，学生根据题目确定设计方案并进行设计计算。（1周）2.学生绘制所设计机械装置的装配草图并在通过初审后绘制正式装配图。（1周）3.学生根据装配图拆绘零件图，然后整理编写设计说明书，最后参加答辩。（1周）四、本课程与其它课程的联系与分工先修课程：机械制图，理论力学，材料力学，工程材料，材料成形基础，机械制造基础，机械原理，机械设计，几何精度设计后修课程：专业课，专业课程设计，毕业设计五、建议教材与教学参考书《机械设计课程设计手册》，吴宗泽、罗圣国，高等教育出版社，20XX年5月《机械设计课程设计图册》，龚桂义，高等教育出版社，20XX年5月《机械设计》，濮良贵、纪名刚，高等教育出版社，20XX年5月《简明机械设计手册》，洪钟德，同济大学出版社，20XX年5月第四篇：《机械设计》课程教学大纲(1)《铁路运输组织学》考试大纲（专升本）一、考试内容与要求0．绪论了解铁路运输组织的基本原则和主要内容，铁路运营科学的概念、内容和研究方法；学科发展动态；理解铁路运输生产过程及其特点，铁路运输组织的完整概念。1．铁路客流组织与货流组织1.1铁路客流组织了解铁路旅客运输的意义、特点和组织原则；理解客流的概念、分类及其构成、旅客列车的分类，客流调查与铁路旅客运输计划编制原理。1.2铁路货流组织了解铁路货物运输的意义、特点和组织原则；理解货源调查与货源组织，货流及其构成、货物运输基本条件的概念原理。掌握货物运到期限的计算方法。2．车站工作组织2.1概述了解车站作业及其分类，车站作业系统的基本特点，车站工作组织的基本原则，车站行车工作细则的内容与作用；理解车站生产活动及其技术作业过程。2.2调车工作了解调车工作理论，牵出线调车与驼峰调车的基本原理；理解调车钩、调车程的概念，牵出线调车与驼峰调车工作特点；熟练掌握调车作业计划编制的原理与方法。2.3了解接发列车与中间站工作组织的主要内容。2.4客运站工作了解客运站的主要技术设备、技术管理和工作组织；理解旅客和行包流线及流线组织的概念，客运站工作日计划图的编制原理。2.5货运站工作组织了解货运站的主要技术设备、货运站配置、作业及分类；理解车站货运作业组织原理；掌握货场设备合理布置及合理使用方案，货车载重量的合理利用的原理与方法。2.6技术站工作组织了解技术站列车到发技术作业过程，货车集结过程及集结停留时间的概念，车列解编作业组织，货物作业车的取送作业组织，铁路车站与企业专用线的统一技术作业过程。2.7车站作业计划、调度指挥及统计分析理解车站日班计划、阶段计划的内容、编制原理，车站调度工作内容、意义，车站工作的统计和分析的内容及方法，车站工作主要指标的意义及其计算方法。3．车流组织3.1铁路车流组织概述了解货物列车编组计划的意义及任务，货物列车的分类、车流组织方法；理解货物列车编组计划的本质；掌握按不同运程进行货物列车分类的原理与方法。3.2车流运行径路了解车流运行的经济径路、特定径路的基本概念及与列车编组计划的关系。3.3装车地直达列车编组计划的编制了解装车地直达列车的概念，装车地直达运输的组织方案、效果及开行条件。3.4技术站列车编组计划的编制了解技术站列车编组计划的主要影响因素，单组列车编组计划方案的优化原理；理解满足单组列车编组开行去向的必要条件、充分条件和绝对条件的概念原理；掌握运用表格分析法编制4～5个支点站单组列车编组计划的优化方案。了解分组列车和空车直达列车的概念及编制原理。3.5货物列车编组计划的确定与执行了解违反编组计划的概念，货物列车编组计划最终确定的有关问题。4．列车运行图4.1列车运行图概述了解列车运行图的意义及作用；理解列车运行图的分类及图解表示；掌握列车运行图要素的概念及其查定计算方法。4.2列车运行图要素理解运行图构成要素，车站间隔时间及追踪间隔时间的构成原理。4.3简单了解列车运行图结构原理及晚点传播理论。4.4列车运行图的编制了解列车运行图的编制程序及编制资料；理解客车方案与旅客列车运行图的编制，快运列车方案及其运行线的铺画，区段管内货物列车的铺画方案，机车运用工作组织，内燃和电力牵引条件下列车运行图编制特点，运行图指标计算和实行新图前的准备；掌握铺画区段列车运行图的原理与方法。5．铁路运输能力计算与加强5.1概述了解铁路运输能力的概念和构成、综合运输能力的概念；理解能力限制的概念。5.2铁路区间通过能力计算了解铁路区间通过能力的概念和影响因素，平行运行图的通过能力计算原理，非平行运行图的通过能力计算原理，高速铁路通过能力计算的特点；理解限制区间及其运行图周期的概念和构成，扣除系数的概念及其构成；掌握单、双线铁路不同行车闭塞条件下的平行运行图通过能力的计算方法，了解非平行运行图通过能力计算原理。5.3铁路车站通过能力计算了解车站通过能力的概念，到发线通过能力计算原理，咽喉道岔通过能力计算原理，车站通过能力的最终确定方法；理解空费时间、交叉干扰的概念；掌握到发线与咽喉道岔通过能力计算方法。5.4铁路车站改编能力计算了解车站改编能力的概念，编组站驼峰解体能力及峰尾编组能力计算的原理；理解驼峰解体能力及峰尾编组能力计算方法。5.5了解铁路运输能力加强的基本原理，提高列车重量，提高行车密度，提高行车速度的主要措施与方法；理解各主要加强措施的适用条件，运输能力加强方案的比选原理与方法。6．铁路运输生产计划6.1铁路运输生产货运计划了解铁路货物运输计划的基本任务和内容，货物运输计划编制的质量要求，货物运输计划的编制方法，货物运输计划的执行与考核。6.2铁路运输生产技术计划了解铁路运输生产技术计划的基本任务和内容；理解技术计划的编制原理方法；掌握技术计划的数量与质量指标。7．铁路运输调度工作7.1铁路运输日常管理概述了解运输调度工作的意义和一般原则。7.2旅客运输日常工作计划了解客运调度工作，客流分配计划与车站旅客输送日计划，站车客流信息传报内容。7.3车流预测与调整了解车流预测的作用及原理，车流调整的主要方法及适用条件。7.4货物运输工作日常计划的编制了解铁路局日班计划的基本内容，编制原理与方法。7.5列车运行调整－行车调度工作了解行车调度员进行列车运行调整的技术方法。二、考试形式1.答题方式为闭卷笔试2.答卷时间为60分钟三、试题类型1.单项选择题2．填空题3.简答题4.分析计算题5．论述题四、参考教材杨浩,何世伟主编，《铁路运输组织学（第二版）》，中国铁道出版社，20XX第五篇：《机械原理》课程设计教学大纲《机械原理》课程设计教学大纲课程编码：1007901学时：27学时学分：1学分开课学期：第五学期课程类别：实践性教学环节课程性质：课程设计适用专业：机械类、非机械类和近机械类一、课程设计目的与任务：课程设计教学所要达到的目的是：1、培养学生理论联系实际的设计思想，训练学生综合运用机械原理课程的理论知识，并结合生产实际来分析和解决工程问题的能力。2、通过制定设计方案、合理选择机构的类型、正确地对机构的运动和受力进行分析和计算，让学生对机构设计有一个较完整的概念。3、训练学生收集和运用设计资料以及计算、制图和数据处理及误差分析的能力，并在此基础上利用计算机基础理论知识，初步掌握编制计算机程序并在计算机上计算来解决机构设计问题的基本技能。课程设计教学的任务是：机械原理课程设计通常选择一般用途的机构为题目，根据已知机械的工作要求，对机构进行选型与组合，设计出几种机构方案，并对其加以比较和确定，然后对所选定方案中的机构进行运动和动力分析，确定出最优的机构参数，绘制机构运动性能曲线。二、课程设计时间：1周三、课程设计的教学要求：机械原理课程设计是在机械原理课程进行中或完成后集中进行的教学环节，它是在教师指导下由学生独立完成的。每个学生都应明确课程设计的任务和要求，拟定设计计划，保证设计进度、设计质量，按时完成课程。在设计过程中，提倡独立思考、深入钻研，主动地、创造性地进行设计工作。要求设计态度严肃认真、一丝不苟，反对不求甚解，这样才能确保课程设计达到教学基本要求，并在设计思想、方法和技能等方面得到良好的训练和提高。1、机械原理课程设计步骤：（l）设计准备认真研究设计任务书，明确设计要求、条件、内容和步骤，收集和阅读有关资料、图纸，复习有关课程知识；准备设计所需的工具和用具，拟定设计计划。（2）机构方案设计根据设计任务书的要求，绘制各种方案的机构运动简图，进行机构的选型和组合，研究运动形式的变换与联接，并对机构进行结构分析和性能比较，绘制出传动系统示意图。（3）机构运动设计对所选定的机构方案进行运动综合，要求既满足机械的用途、功能和工艺要求，又满足机构原动计运动规律及机构位移、速度和加速度等运动参数的要求，并将机构运动简图、速度图和加速度图以及相应的运动线图画在图纸上。（4）机构动力设计在机构的运动设计基础上，根据各构件的质量及转动惯量确定机构的惯性力、惯性力偶矩、各位置的运动副反力及应加于原动件上的平衡力矩，绘制平衡力矩及运动副反力的变化线图，以便清楚地了解在一个运动循环中，平衡力矩及运动副反力的变化情况。（5）整理说明书将课程设计的有关内容和设计体会以文字形式编写成说明书。机械原理课程设计要求学生绘制一张1号图纸，完成规定的设计内容，并书写设计说明书。课程设计答辩要求如下：2、课程设计答辩要求：经过一段集中时间的课程设计后，要进行课程设计的答辩，其目的是进一步检查和总结学生在课程设计过程中对所用有关的理论、概念和方法的理解和应用的情况以及对课程所涉及的有关知识的了解情况，进一步掌握学生独立完成课程设计的程度和能力。学生应正确回答指导教师提出的问题。答辩过程也可以融入课程设计过程中，随时对设计的某一环节提出有关问题，以期达到更准确了解学生对设计的态度、创新意识及独立完成的能力。3、成绩评定机械原理课程设计成绩相对机械原课程考试成绩是独立的，单独记载。课程设计成绩分优秀、良好、中等、及格和不及格五级，成绩不及格应重新设计。根据学生的设计态度、设计质量、创新性及答辩情况综合评定学生课程设计的成绩等级。四、课程设计的内容：任何一部新的机械都要经过设计、研制、生产和使用等四个阶段，其中设计阶段通常分为机构运动设计和结构设计，机构运动设计是根据机械的设计任务和要求，拟定机械中各机构的方案，利用机械原理课程的理论知识，对该机构方案进行结构分析、运动分析和动力分析，从而设计出满足使用要求、经济可靠、运动性能和动力性能优异的机构。而结构设计则是根据机械中各构件的工况和失效形式，选择合理的材料，确定合理的几何形状和尺寸，绘制具体零件的工作图、部件装配图和总装图。经过审批投入试制，通过试验考证后才能正式投入生产。因此，机构结构设计是机构运动设计后所进行的设计阶段，是把具有发明创造性的机构方案设计转化为实际应用机械的具休实施设计阶段，而机构方案设计是机构运动设计的重要组成部分，机构运动设计正是机械原理课程设计的主要任务。机械原理课程设计分为图解法和解析法两大类：1、图解法运用所学基本理论中的基本关系式，用图解的方法将其结果确定出来，并清晰地以线图的形式表现在图纸上，具有直观、定性简单、检查解析的正确性方便的特