《机械原理》课程教学、育人“双大纲”

《机械原理》课程教学、育人“双大纲”一、课程基本信息中文名称：机械原理英文名称：TheoryofMachinesandMechanisms课程编码：10S1116B、10S3116B、10S4116B课程类别：专业必修课总学时：48（理论/实验：42/6）总学分：3适用专业：机械设计制造及其自动化、机械电子工程、智能制造工程先修课程：等高等数学、大学物理、机械制图、理论力学开课系部：机电工程系二、课程教学总体目标《机械原理》是机械类专业的一门专业主干课程，它是研究机械共性问题的课程。通过本课程的学习，使学生掌握机构分析、机构综合和机械动力学的基本理论、基本知识和基本技能，并初步具有确定机械运动方案、分析和设计机构的能力以及开发创新的能力。在传授知识的同时，应重视培养学生严谨治学、力求上进的学习态度，培养学生分析问题和解决问题的能力，培养学生的探索精神、创新意识和工程素养，培养学生的职业道德、社会责任感和社会主义核心价值观。具体目标如下：（一）知识目标：1、掌握机构系统与常用机构分析及综合的基本理论和方法，并能够将这些理论与方法应用于机械系统方案的设计和分析（包括运动分析和动力分析）中；2、掌握机构的组成原理、结构分析方法；3、掌握常用机构的工作原理、运动特性及设计；4、掌握机械动力学的基本知识。（二）能力目标：1、通过综合性设计来训练学习的基本知识和技能，具有初步设计和评价机构运动方案的能力，具备分析和解决工程实践问题的创新意识和创新设计能力；2、能够依据相关标准和规范，合理使用技术资料，熟练应用工具软件，完成机械产品运动方案的拟定、图纸的绘制及说明书的撰写；3、对有关机械原理学科方面的工程常识、重要新技术成就及学科的发展趋向有所了解；4、培养学生创新意识，树立正确的设计思想；5、培养学生实际动手能力及分析问题、解决问题的能力。6、培养学生具有应用标准、规范、手册、图册及相关实用软件的能力。（三）育人目标：1、本课程是一门专业基础课，也是必修课。本课程所讲述的内容是后续各方向《机械设计》、《现代设计理论》、《机床数控技术》等专业课程的理论基础和工程基础，也是机械类学生毕业设计及参与工程实践活动不可或缺的知识基础，随着现代设计理论和智能技术的发展，机械原理知识的应用在机械类专业高级技术人才的培养过程中处于核心地位。2、结合知识点让学生多了解世界先进技术，培养学生的责任感和使命感；3、教学过程中严格要求学生，培养学生的“工匠”精神以及严谨求实、一丝不苟的工作作风；4、鼓励学生寻找问题、发现问题，培养学生知难而进的意志和毅力；5、在解题过程中，通过难点的分析和解决，使学生学会用联系的、全面的、发展的观点看问题，正确对待人生发展中的顺境与逆境，处理好人生发展中的各种矛盾，培养健康向上的人生态度；6、在分组讨论教学及课程设计过程中，通过合理分工和有效组织，培养学生团队合作的精神；7、在实验实践教学中，要求学生严格执行实验室的操作规范，培养良好的设备安全操作习惯。三、各章节教学目标及主要教学内容第一章绪论知识目标：了解机械原理的研究对象、内容及在教学计划中的地位；了解机械原理学科的发展趋势。能力目标：能够描述生活中常见机构及机器的运动过程及运动原理。育人目标：结合本专业以及《中国制造2025》和中国政府的“制造业强国战略”，引导学生树立远大理想和爱国主义情怀，树立正确的世界观、人生观、价值观，勇敢地肩负起时代赋予的光荣使命，全面提高学生的思想政治素质。第二章平面机构的结构分析知识目标：了解研究机构结构的目的；理解构件、运动副、运动链、自由度、机构等基本概念；掌握机构运动简图的画法、机构自由度计算方法；理解平面机构的组成原理，并能对机构进行结构分析。能力目标：能够正确绘制典型机构的机构运动简图；能够正确计算机构的自由度；能够理解机构的组成原理。育人目标：1、养成绘图时严格遵守国标的习惯，培养良好的职业道德素养，增强遵纪守法意识；2、鼓励学生按比例尺作图、作业笔记工整、书写认真，从细节培养精益求精的工匠精神。育人素材：“不以规矩，不成方圆”，“规者，正圆之器；矩者，正方之器”，前人留下的至理名言告诫人们立身处世乃至治国安邦之道。中华文明和传统文化，是我们和谐发展并不断向世界展现中国智慧的源泉。[教学重点]构件、运动副、运动链、自由度、机构等基本概念。[教学难点]机构运动简图的画法、机构自由度计算方法。第三章平面机构的运动分析知识目标：了解机构运动分析的任务、目的和方法；掌握用速度瞬心法机构的作速度分析；掌握矢量方程图解法对Ⅱ级机构进行速度及加速度分析；了解以解析法进行平面Ⅱ级机构运动分析的思路和方法。能力目标：能够利用解析法对平面机构进行位移、速度、加速度等的运动分析。2、鼓励学生自主学习一种计算软件，了解现代设计计算方法和思路，培养学生独立学习的能力。育人素材：远古时期，人类创造并使用了杠杆、滑轮、斜面、螺旋等原始简单机械。埃及在修建金字塔的过程中就使用了滚木来搬运巨石，阿基米德用螺旋将水提升至高处，也就是今天的螺旋式输送机的始祖。所以，善于发现问题、勤于思考问题、勇于直面问题是科技不断发展的动力来源。[教学重点]速度瞬心法机构的作速度分析；矢量方程图解法对Ⅱ级机构进行速度及加速度分析。[教学难点]速度瞬心法机构的作速度分析。第四章平面连杆机构知识目标：了解平面四杆机构的基本形式及其演化；掌握平面四杆机构的曲柄存在的条件、压力角和传动角、急回特性、机构的死点等特性；了解平面四杆机构的设计方法。能力目标：能够正确地分析连杆机构的特性；能够按照要求对机构进行设计。育人目标：1、培养学生创新意识，了解先进技术，增强使命感和责任感；2、培养学生对本专业的认同感以及对本课程学习的信心。育人素材：“玉兔号”月球车的行走机构即采用了多连杆机构，从而使得重心的波动不明显，移动更加平稳。机构和技术的创新，会推动科技的进步。“小机构，大作用”，激发学生对本课程的认同感以及“科技强国”的使命感和责任感。[教学重点]平面四杆机构的基本形式及其演化；平面四杆机构的曲柄存在的条件、压力角和传动角、急回特性、机构的死点等特性；平面四杆机构的图解法，按已知连杆三位置、连架杆三对应位置和行程速比系数设计平面四杆机构。[教学难点]平面四杆机构的曲柄存在的条件、压力角和传动角、急回特性、机构的死点等特性。第五章凸轮机构知识目标：了解凸轮机构的应用和分类；了解从动件的常用运动规律及常用运动规律的选择原则；掌握凸轮机构压力角和自锁的概念；掌握盘形凸轮的轮廓曲线的作图设计法并能合理确定凸轮机构的基本尺寸。能力目标：能够根据具体条件选择从动件的运动规律；能够根据已知的从动件运动规律图解法设计凸轮；自主学习解析法。育人目标：1、培养学生实践能力、动手能力、发扬艰苦朴素的作风。2、培养学生不断探索、主动思考、敢于质疑的怀疑精神和探索精神。育人素材：实践学习中加入大量动手环节，通过拆除缝纫机模型、内燃机模型等，让学生了解凸轮机构的实际应用，同时拆卸和安装也是一个较复杂的过程，培养学生不怕脏不怕累的艰苦朴素的作风。同时引导学生探索有无代替的机构或通过先进设计理念进行优化改造。[教学重点]凸轮机构压力角和自锁的概念；盘形凸轮的轮廓曲线的作图设计法并能合理确定凸轮机构的基本尺寸。[教学难点]盘形凸轮的轮廓曲线的作图设计法并能合理确定凸轮机构的基本尺寸。第六章齿轮机构知识目标：掌握平面齿轮机构的齿廓啮合基本定律；掌握渐开线直齿齿轮齿廓啮合特性（定传动比、可分性等)；熟悉渐开线齿轮的各部分名称和几何尺寸的计算方法；掌握渐开线直齿圆柱齿轮传动：正确啮合条件、可分性、重合度、无侧隙啮合条件等。能力目标：能够判断齿轮是否能够正确啮合及实现连续传动；能够正确地设计渐开线标准直齿圆柱齿轮。励学生戒骄戒躁、一丝不苟地按照规范要求进行，培养学生精益、钻研、认真地工作作风；2、提高学生的民族自豪感，增强文化自信和科技自信。育人素材：指南车是我国古代的文化瑰宝之一，也是古代科技成果的杰出代表。指南车巧妙利用了齿轮传动机构，不管车子向何方行驶，放于车子上的木人的手臂始终指向南方。山西永济出土的秦代青铜棘齿轮，是目前世界发现的最早的齿轮。今天，这小小的零件，正随着我们的高铁、航母、飞机、潜艇……走向世界的各个角落。[教学重点]齿廓啮合基本定律；渐开线及其性质；渐开线直齿齿轮齿廓啮合特性（定传动比、可分性等)；渐开线齿轮的各部分名称和几何尺寸的计算方法；渐开线直齿圆柱齿轮传动：正确啮合条件、可分性、重合度、无侧隙啮合条件等；[教学难点]齿廓啮合基本定律；渐开线及其性质；渐开线直齿齿轮齿廓啮合特性（定传动比、可分性等)；渐开线齿轮的各部分名称和几何尺寸的计算方法；渐开线直齿圆柱齿轮传动：正确啮合条件、可分性、重合度、无侧隙啮合条件等；第七章轮系知识目标：了解轮系的分类和应用；掌握定轴轮系、周转轮系和复合轮系传动比的计算方法；了解行星轮系的选型、效率和齿轮数的选取等基本知识。能力目标：能够根据需要进行轮系类型的选择；能够正确计算传动比。育人目标：1、培养学生善于观察、了解周边环境、乐于因地制宜振兴家乡，培养学生“家国情怀”；2、培养学生刻苦钻研的精神，发扬“大国工匠”的传统。育人素材：运城东峙中条山，与黄河谷口相邻，中条山自西南向东北穿过，受地形作用，此处有较大风速。中条山上遍布风力发电机组，利用风力带动风车叶片旋转，再通过增速器将旋转速度提升，使发电机发电，增速器采用行星轮系。通过了解，学生即掌握了轮系的应用，也了解了当地自然资源，从而更好地利用本专业服务增速？动力的传动过程是什么？安装在风力发电机的什么位置？从而培养学生刻苦钻研的精神，发扬“大国工匠”的传统。[教学重点]定轴轮系、周转轮系和复合轮系传动比的计算方法。[教学难点]周转轮系和复合轮系传动比的计算方法。第八章其他常用机构[教学内容与要求]了解棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构等其它常用机构的工作原理、运动特点、应用及棘轮机构和槽轮机构的设计要点。第九章机构的组合[教学内容与要求]了解机构的组合方式与组合机构的原理、特点和应用。第十章机械中的摩擦和效率[教学内容与要求]理解运动副中摩擦的概念、摩擦力的计算和总反力方向的确定；了解机械效率、自锁条件的确定方法。第十一章机械的运转及其速度波动的调节[教学内容与要求]了解研究机器运转及其速度波动调节的目的；了解机械运转的周期性速度波动和非周期性速度波动产生的原因、性质的区别，以及它们各自的调节方法；第十二章机械的平衡[教学内容与要求]了解机械平衡的目的和了解分类；了解刚性转子的静平衡原理、计算方法及静平衡实验；了解刚性转子的动平衡原理。[教学重点][教学难点]刚性转子的动平衡原理、计算方法。四、有关教学环节的要求1、教学方法：教学方法包括理论知识、课堂讨论、自学、实验课、答疑。（1）理论知识：以教师课堂讲授为主，阅读参考文献、书籍为辅。（2）课堂讨论：由教师布置内容、提供参考书，学生自己准备，课堂上围绕提出的问题进行讨论。（3）自学：由教师布置自学内容，提出重点，指导学生学习。（4）实验课：教师指导，学生独立操作。（5）答疑：针对课程的重点和难点及学生提出的问题，教师组织进行答疑。2、教学手段：在教学过程中要掌握传授知识和培养智能的辩证关系，特别注意培养学生的分析问题和解决问题的能力，始终贯彻教书育人的思想。讲授应灵活多样，做到启发式教学，重点突出、层次清楚、联系实际。课程实验要求在机械原理实验室分组进行，学生应在预习的基础上，在教师的指导下进行操作，并做好观察和记录。课后完成相应实验报告。3、作业要求：作业要求尺规绘图，整齐认真，步骤完整。4、课程考试：课程考核内容为本大纲规定内容，期末考核方法为闭卷考试。成绩评定一般采用结构成绩，总评成