《机械设计基础》课程教学大纲

《机械设计基础》课程教学大纲一、课程基本情况课程代码：102113123052课程名称：机械设计基础/FundamentalsofMachineDesign课程类别：专业必修课程学分：2总学时：32理论学时：32实验/实践学时：0/0适用专业：金属材料工程适用对象：本科先修课程：工程图学、机械工程材料、互换性与技术测量、理论力学、材料力学教学环境：多媒体智慧教室开课学院：智能制造学院二、课程简介1.课程任务与目的《机械设计基础》是金属材料专业必修的一门专业基础课，通过本课程的理论教学、过程测试及考试等，使学生能掌握常见机构和通用零件的类型特征、设计原理和设计方法等基本知识，了解机械设计基础发展前沿，并且能综合运用所学知识，结合文献研究，熟练拟定机械运动方案并进行分析和设计，改进或开发新的零、部件并设计简单的机械装置。在教学实施过程中，将思政元素与本课程教学元素深度融合，激励学生勇迎挑战、勇于创新、勇担责任、报效祖国，培养学生的创新思维和实践能力，提高学生综合素质。2.对接培养的岗位能力《机械设计基础》是金属材料专业必修的一门专业基础课，通过对通用机构和零件基本概念、原理、性能和设计方法等知识的学习，使学生掌握机构参数计算与方案设计和零件强度计算与尺寸设计的基本方法，为后续课程的学习和毕业后从事专业技术工作打下基础。三、课程教学目标1.课程对毕业要求的支撑[毕业要求指标点1.2]能够综合运用数学、自然科学和工程基础理论和知识分析金属材料工程领域相关的复杂工程问题；[毕业要求指标点2.1]能够运用自然科学和金属材料工程科学的基本原理，识别金属材料领域复杂工程问题；[毕业要求指标点5.2]能够选择、开发或创造性地应用现代工程工具和信息技术工具，对金属材料的复杂工程问题进行预测与模拟，并能够理解其局限性。2.课程教学目标对应毕业要求指标点，具体内容如下教学目标1：掌握常见机构和通用零件的类型特征、设计原理和设计方法等基本知识，了解机械设计基础发展前沿，培养学生树立正确的设计思想，对金属材料领域工程实际问题进行分析简化，初步提出解决方案。（支撑毕业要求指标点1.2）教学目标2：综合运用所学知识，结合文献研究，熟练拟定机械运动方案并进行分析和设计，改进或开发新的零、部件并设计简单的机械装置。（支撑毕业要求指标点2.1）教学目标3：对金属材料领域相关的工程实际问题进行较为全面细致的分析和优化设计，具备实际应用和解决问题的能力。（支撑毕业要求指标点5.2）四、教学课时安排（一）学时分配主题或知识点教学内容总学时学时完成课程教学目标讲课实验实践知识点1绪论11001.2.3知识点2平面机构的结构分析33001.2知识点3平面连杆机构34001.2知识点4凸轮机构22001.2知识点5齿轮机构34001.2知识点6轮系22001.2知识点7机械零件设计概论22002.3知识点8螺纹连接22002.3知识点9带传动33002.3知识点10齿轮传动35002.3知识点11滚动轴承44002.3知识点12轴44002.3合计323200五、教学内容及教学设计主题1绪论1.教学内容本课程研究的对象和内容；本课程在教学中的地位；机械设计的基本要求和一般过程。2.教学重点机械设计的基本要求和一般过程。3.教学难点机械设计的基本要求和一般过程。4.教学方案设计多媒体教学，课堂互动式教学及课堂讨论。主题2平面机构的自由度1.教学内容机构中的构件、运动副、复合铰链、局部自由度和虚约束等基本概念，机构运动简图的绘制，平面机构自由度的正确计算。2.教学重点平面机构自由度的正确计算。3.教学难点机构运动简图的绘制。4.教学方案设计多媒体教学，课堂互动式教学及课堂讨论。主题3平面连杆机构1.教学内容绘制各种四杆机构及其演化机构的运动简图，平面四杆机构具有曲柄的条件，平面四杆机构的工作特性，平面四杆机构的设计方法。2.教学重点四杆机构的工作特点及演化；四杆机构的基本特性分析；四杆机构的设计。3.教学难点四杆机构的设计4.教学方案设计多媒体教学，课堂互动式教学及课堂讨论。主题或知识点主题4凸轮机构1.教学内容凸轮机构的应用及分类；从动件的运动规律；凸轮基本尺寸的确定；凸轮轮廓曲线的设计。2.教学重点凸轮机构从动件常用的几种运动规律的特点，图解法设计凸轮轮廓曲线。3.教学难点图解法设计凸轮轮廓曲线。4.教学方案设计多媒体教学，课堂互动式教学及课堂讨论。主题5齿轮机构1.教学内容齿轮机构的特点和类型；齿廓实现定角速比传动的条件；渐开线齿廓；齿轮各部分的名称及渐开线标准齿轮的基本尺寸；渐开线标准齿轮的啮合；渐开线齿轮的加工原理；根切、最少齿数及变位齿轮；平行轴斜齿轮机构；圆锥齿轮机构。2.教学重点渐开线的特性；正常齿制渐开线标准直齿轮、斜齿轮的几何尺寸计算；根切现象，当量齿轮。3.教学难点正常齿制渐开线标准直齿轮、斜齿轮的几何尺寸计算，当量齿轮。4.教学方案设计多媒体教学，课堂互动式教学及课堂讨论。主题6轮系1.教学内容齿轮系及其分类；定轴轮系的传动比；周转轮系的传动比；复合轮系的传动比；轮系的功用。2.教学重点定轴轮系的传动比；周转轮系的传动比；复合轮系的传动比。3.教学难点周转轮系的传动比；复合轮系的传动比。4.教学方案设计多媒体教学，课堂互动式教学及课堂讨论主题7机械零件设计概论1.教学内容机械零件设计概述；机械零件的强度；机械零件的接触强度；机械零件的耐磨性；机械制造常用材料及其选择；公差与配合、表面粗糙度和优先数系；机械零件的工艺性及标准化。2.教学重点机械零件的强度；机械零件的接触强度；公差与配合、表面粗糙度和优先数系。3.教学难点机械零件的接触强度，应力的种类及许用应力、安全因数的确定方法。4.教学方案设计多媒体教学，课堂互动式教学及课堂讨论主题8螺纹连接1.教学内容螺纹参数；螺旋副的受力分析、效率和自锁；机械制造常用螺纹；螺纹联接的基本类型及螺纹紧固件；螺纹联接的预紧和防松；螺栓联接的强度计算；螺栓的材料和许用应力；提高螺栓联接强度的措施；键联接和花键联接；销联接。2.教学重点螺纹联接的基本类型及螺纹紧固件；螺纹联接的预紧和防松；螺栓联接的强度计算；螺栓的材料和许用应力；提高螺栓联接强度的措施。3.教学难点螺栓联接的强度计算；螺纹联接的基本类型及螺纹紧固件。4.教学方案设计多媒体教学，课堂互动式教学及课堂讨论。主题9带传动1.教学内容带传动的类型和应用；带传动的受力分析；带传动的应力分析；带传动的弹性滑动和传动比；普通V带传动的计算；V带轮的结构；同步带传动简介。2.教学重点带传动的受力分析；带传动的应力分析；带传动的弹性滑动和传动比；普通V带传动的计算；。3.教学难点带传动的受力分析；带传动的应力分析；带传动的弹性滑动和传动比。4.教学方案设计多媒体教学，课堂互动式教学及课堂讨论。主题10齿轮传动1.教学内容齿轮传动的类型、特点和应用；齿轮传动的失效形式及设计准则，齿轮的材料及其选择原则，齿轮传动的计算载荷、精度、设计参数和许用应力；直齿圆柱齿轮传动强度计算；斜齿圆柱齿轮传动强度计算；直齿锥齿轮传动的强度计算；齿轮的结构设计和传动润滑。2.教学重点齿轮传动的失效形式及设计准则，齿轮的材料及其选择原则，齿轮传动的计算载荷、精度、设计参数和许用应力；直齿圆柱齿轮传动强度计算。3.教学难点齿轮传动的计算载荷、设计参数和许用应力；直齿圆柱齿轮传动强度计算。4.教学方案设计多媒体教学，课堂互动式教学及课堂讨论主题11滚动轴承1.教学内容滚动轴承的主要类型其代号；滚动轴承类型的选择计算；滚动轴承的润滑和密封；4滚动轴承的组合设计。2.教学重点滚动轴承类型的选择计算；滚动轴承的润滑和密封；4滚动轴承的组合设计。3.教学难点滚动轴承类型的选择计算。4.教学方案设计多媒体教学，课堂互动式教学及课堂讨论。主题12轴1.教学内容轴的功用、类型和材料；轴的失效形式及设计准则；轴的强度和刚度计算；轴的结构设计。2.教学重点轴的强度和刚度计算；轴的结构设计。3.教学难点轴的强度计算；轴的结构设计。4.教学方案设计多媒体教学，课堂互动式教学及课堂讨论。六、学生成绩评定1.课程考核方式及比例本课程考核学生获取知识的能力、应用所学知识分析问题和解决问题能力、实践动手能力和创新能力等；考核方式采用出勤、作业评测、课堂表现、平时阶段测验等多种形式、多个阶段等全过程的考核，使学生成绩评定更加合理多样，优化课程评价体系，进一步提升本课程教学效果。学生成绩评定表考核方式平时成绩期中考试期末考试出勤作业课堂表现阶段测验答辩项目小论文实验√√√√成绩比例%1015510602.课程考核方式评价权重本课程教学目标与考核方式评价权重如表所示：课程教学目标支撑毕业要求指标点考核评价方式权重（%）过程性考核期末考试合计出勤及课堂表现作业及阶段测验教学目标1指标点1.25810~2523~38教学目标2指标点2.15710~2022~32教学目标3指标点5.251015~3530~50合计1525601003.课程成绩评价标准平时成绩评定及考核标准考核环节考核结果及标准评估项目及权重优秀（90~100分）良好（80~89分）中等（70~79分）及格（60~69分）不及格（<60分）出勤及课堂表现（15%）无迟到、早退、旷课现象。积极参加课堂讨论，并有自己独到的见解，能够准确回答问题，并有自己独到的见解偶尔有迟到、早退现象。较为积极参加课堂讨论，能够准确回答问题，并提出自己的见解有迟到、早退现象。能够主动参加课堂讨论，能够回答问题有迟到、早退、偶尔有旷课现象。参与课堂讨论，基本能回答相关问题迟到、早退、旷课较多。不能有效参加课堂讨论，回答不出所有问题作业（15%）能够独立完成作业，作业完成质量优秀，能够灵活运用所学知识和理论解决问题，并获得正确结论能够独立完成作业，完成质量较高，能够运用所学知识和理论解决问题，并获得正确结论能够独立完成作业，完成质量符合要求，能够运用所学知识和理论解决问题，并获得有效结论基本能够独立完成作业，部分题目解答存在抄袭现象，运用所学知识和理论解决问题的能力基本符合要求不能独立完成作业，存在明显抄袭现象，不具备运用所学知识和理论解决问题的能力阶段测验（10%）完成所有阶段测验，根据参考答案评分，总评成绩为优秀完成所有阶段测验，根据参考答案评定分，总评成绩为优良完成所有阶段测验，根据参考答案评分，总评成绩为中等完成所有阶段测验，根据参考答案评分，总评成绩为及格没有完成阶段测试，根据参考答案评分，总评成绩不及格课程教学目标评价标准考核环节考核结果及标准评估项目及权重优秀（90~100分）良好（80~89分）中等（70~79分）及格（60~69分）不及格（<60分）教学目标1熟练掌握常见机构和通用零件的类型特征、设计原理和设计方法等基本知识，了解机械设计基础发展前沿，对金属材料与工程领域工程实际问题进行分析简化，初步提出解决方案。准确掌握掌见机构和通用零件的类型特征、设计原理和设计方法等基本知识，了解机械设计基础发展前沿，对金属材料与工程领域工程实际问题进行分析简化，初步提出解决方案。掌握常见机构和通用零件的类型特征、设计原理和设计方法等基本知识，了解机械设计基础发展前沿，对金属材料与工程领域工程实际问题进行分析简化，初步提出解决方案。基本掌握常见机构和通用零件的类型特征、设计原理和设计方法等基本知识，了解机械设计基础发展前沿，对金属材料与工程领域工程实际问题进行分析简化，初步提出解决方案。不能掌握常见机构和通用零件的类型特征、设计原理和设计方法等基本知识，了解机械设计基础发展前沿，对金属材料与工程领域工程实际问题进行分析简化，初步提出解决方案。教学目标2熟练运用所学知识，结合文献研究，熟练拟定机械运动方案并进行分析和设计，改进或开发新的零、部件并设计简单的机械装置。能较熟练的运用所学知识，结合文献研究，熟练拟定机械运动方案并进行分析和设计，改进或开发新的零、部件并设计简单的机械装置。能运用所学知识，结合文献研究，熟练拟定机械运动方案并进行分析和设计，改进或开发新的零、部件并设计简单的机械装置。基本能运用所学知识，结合文献研究，熟练拟定机械运动方案并进行分析和设计，改进或开发新的零、部件并设计简单的机械装置。不能综合运用所学知识，结合文献研究，熟练拟定机械运动方案并进行分析和设计，改进或开发新的零、部件并设计简单的机械装置。教学目标3对金属材料领域相关的工程实际问题进行非常全面细致的分析和优化设计，具备良好的实际应用和解决问题的能力。对金属材料与工程领域相关的工程实际问题进行较为全面细致的分析和优化设计，具备实际应用和解决问题的能力。对金属材料与工程领域相关的工程实际问题能进行一定的分析和优化设计，具备实际应用和解决问题的