《机械设计B》教学大纲

《机械设计B》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：01130271课程性质：学科基础必修课学分：3学分学时：48学时（理论40学时，实验8学时）先修课程：机械制图、理论力学、材料力学、机械工程材料、机械原理等后续课程：机械制造技术、机械设计创新、毕业设计等适用专业：机械电子工程开课单位：机械工程学院一、课程说明《机械设计B》是培养学生具有机械设计能力的一门学科基础必修课程，本课程的主要任务是培养学生掌握通用零部件的设计原理、方法和机械设计的一般规律，具有设计一般机械的能力；具有运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料的能力；掌握典型机械零件的实验方法，获得实验技能的基本训练；对机械设计的新发展有所了解。该课程将为学生在今后工作中解决机械技术问题打下一定的基础，也为学生学习后续课程打下必要的基础。二、课程目标通过本课程的学习，使学生达到如下目标：课程目标1：掌握常见通用零件的失效形式及设计方法，并熟练运用机械工程领域中的设计规范和技术标准，针对机械传动提出多种技术方案，分析影响因素，并对其进行对比和论证，获得合理的传动方案。课程目标2：掌握机械零件的设计准则，在此基础上综合应用机械工程专业知识进行机器整体方案设计。采用合适的设计计算和分析方法，对复杂工程问题进行建模分析，初步具备设计通用机械传动装置和设备的能力。课程目标3：能够针对机械传动所涉及的零部件工作特性和使用条件进行性能实验，并对其完成数据采集和分析，通过查找资料撰写实验报告。培养学生对机械工程问题的实验设计、分析与解释数据能力，同时培养学生的创新意识和科学精神。三、课程目标与毕业要求《机械设计B》课程教学目标对机械电子工程专业毕业要求的支撑见表1。

表1课程教学目标与毕业要求关系毕业要求指标点课程目标支撑强度2.问题分析2.3能够根据数学、自然科学和机电工程科学的基本原理，并结合文献研究，比较不同的解决方案，以获得有效结论。课程目标1：掌握常见通用零件的失效形式及设计方法，并熟练运用机械工程领域中的设计规范和技术标准，针对机械传动提出多种技术方案，分析影响因素，并对其进行对比和论证，获得合理的传动方案。H3.设计/开发解决方案3.1掌握机电工程设计和产品开发的基本方法和技术，能够根据需求确定设计目标，并研究确定技术方案。课程目标2：掌握机械零件的设计准则，在此基础上综合应用机械工程专业知识进行机器整体方案设计。采用合适的设计计算和分析方法，对复杂工程问题进行建模分析，初步具备设计通用机械传动装置和设备的能力。H4.研究4.2能够基于科学原理并采用科学方法对机电工程领域相关的复杂工程问题选择研究路线，设计实验方案；课程目标3：能够针对机械传动所涉及的零部件工作特性和使用条件进行性能实验，并对其完成数据采集和分析，通过查找资料撰写实验报告。培养学生对机械工程问题的实验设计、分析与解释数据能力，同时培养学生的创新意识和科学精神。M注：表中“H（高）、M（中）”表示课程与相关毕业要求的关联度。四、教学内容、基本要求与学时分配1.理论部分理论部分的教学内容、基本要求与学时分配见表2。表2教学内容、基本要求与学时分配教学内容教学要求，教学重点难点理论学时实验学时对应的课程目标概述1.1机械零件、部件、通用零件和专用零件的概念1.2本课程的研究对象、内容、性质和任务1.3本课程的特点及学习方法教学要求：要求学生了解本课程研究的对象、内容及其地位、作用和任务，了解机械设计学科发展的趋势。重点:本课程研究的对象、内容。123机械设计总论2.1机器的组成2.2机械设计的基本要求、一般程序和方法2.3机械零件设计的基本要求、一般步骤2.4机械零件的主要失效形式及设计计算准则教学要求：要求学生了解机器和机械零件设计的基本要求，掌握零件的主要失效形式、设计准则；了解现代设计方法。重点：机械零件的失效形式分析和计算准则。难点：机械零件的失效形式分析和计算准则。11、3螺纹连接3.1螺纹、螺纹联接的类型及应用3.2螺纹联接的预紧和防松3.3螺栓组联接的结构设计3.4提高螺栓联接强度的措施。教学要求:要求学生了解螺纹、螺纹联接的主要类型、特点和应用，掌握螺纹联接的预紧和防松，掌握螺栓组联接的结构设计，了解提高螺纹联接强度的措施。重点:螺纹的参数、螺纹联接的类型、螺纹联接的预紧和防松、螺栓组联接的结构设计。难点:提高螺栓联接强度的措施。31、2、3键、花键联接和销联接4.1键的分类、特点及工作原理4.2平键联接的强度计算4.3花键联接的类型、定心方式和应用4.4销联接的种类和应用教学要求:要求学生了解平键联接的主要类型、特点及应用，掌握平键的类型及尺寸的选择方法，并能对平键联接进行强度校核计算，了解花键联接的类型、特点和应用，了解销联接的类型、特点及应用。重点:平键联接的类型及尺寸选择、平键联接的失效形式、强度计算。难点:平键联接的失效形式、强度计算。21、2、35.带传动5.1概述5.2带传动的受力析与运动特5.3普通V带传动的设计计算5.4普通V带轮设计5.5带传动的张紧、使用与维护教学要求：要求学生了解带传动的类型、特点和应用，熟悉普通V带的结构及其标准、普通V带传动的张紧方法和装置，掌握带传动的工作原理、受力分析、弹性滑动及打滑现象，普通V带传动的失效形式及设计准则，了解柔韧体摩擦的欧拉公式、带的应力及其变化规律，具备设计普通V带传动的能力。重点:带传动的工作情况分析和普通V带传动的设计计算。难点:带传动的极限有效拉力及其影响因素、带的弹性滑动和打滑的形成机理。621、2、36.链传动6.1概述6.2传动链的结构特点6.3滚子链链轮的结构设计6.4链传动的运动特性6.5链传动的受力6.6分析链传动的布置、张紧与润滑教学要求：要求学生了解链传动的工作原理、特点及应用，了解套筒滚子链的标准、规格及链轮的结构特点，掌握链传动运动特性，了解链传动的布置、张紧和润滑。重点：链传动的运动特性、链传动规格及标准。难点：链传动的运动特性。21、2、37.齿轮传动7.1概述7.2齿轮传动的失效形式和计算准则7.3齿轮的材料及其选择原则7.4齿轮传动的计算载荷7.5标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算7.6齿轮传动的设计参数、许用应力与精度选择7.7标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算7.8齿轮的结构设计7.9齿轮传动的润滑教学要求：要求学生了解关于齿轮传动的特点、分类和润滑等，熟悉齿轮常用材料及其选择原则，熟悉齿轮传动的计算载荷的分析和计算，掌握齿轮传动的常见失效形式和计算准则，掌握标准直齿圆柱齿轮传动、标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算和齿轮传动的设计参数与许用应力，熟悉齿轮传动的精度选择和齿轮的结构设计。重点:齿轮传动的失效形式及设计准则；齿轮传动的受力分析及计算载荷；标准直齿圆柱齿轮的强度计算；标准斜齿圆柱齿轮的强度计算。难点:齿轮传动的受力分析，齿轮传动的强度计算。81、2、3蜗杆传动8.1蜗杆传动的类型8.2普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算8.3普通圆柱蜗杆传动承载能力计算8.4圆弧齿圆柱蜗杆传动设计计算8.5蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算8.6普通圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计教学要求：要求学生了解蜗杆传动的类型，熟悉普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算，掌握普通圆柱蜗杆传动承载能力计算，熟悉蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算，了解圆弧齿圆柱蜗杆传动设计计算及普通圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计。重点:普通圆柱蜗杆的主要参数及几何尺寸计算；普通圆柱蜗杆传动的强度计算；普通圆柱蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算。难点:蜗杆传动的受力分析。21、2、3滚动轴承9.1滚动轴承的基本类型、特点、代号、类型选择9.2滚动轴承的工作情况9.3滚动轴承的失效形式、设计准则9.4滚动轴承的寿命计算9.5滚动轴承的静强度计算9.6滚动轴承的组合结构设计、润滑和密封教学要求：要求学生了解滚动轴承的结构、材料和滚动体的分类，掌握滚动轴承的主要类型、代号和轴承类型的选择，在熟悉滚动轴承的工作情况的基础上，掌握滚动轴承尺寸的选择计算和分析，以及轴承装置的设计。重点:滚动轴承的基本类型、特点、代号和类型选择；滚动轴承的寿命计算，角接触轴承的轴向载荷计算以及滚动轴承的组合结构设计。难点:滚动轴承的寿命计算，滚动轴承的组合结构设计。61、2、3滑动轴承10.1滑动轴承的类型、结构10.2轴瓦的结构和材料10.3滑动轴承的润滑教学要求：要求学生了解滑动轴承的特点和应用，掌握滑动轴承的典型结构、轴瓦材料及其选用原则，了解滑动轴承的润滑方法。重点:径向滑动轴承的结构、轴瓦的材料和结构。难点:轴瓦材料的特点和选择。21、2、3轴11.1轴的分类、常用材料及其选择11.2轴的结构设计11.3轴的强度计算教学要求：要求学生熟悉轴的功用、分类、轴设计的主要工作内容以及轴的材料的选择，掌握轴的结构设计的方法和应考虑的问题，熟悉轴的计算。重点:轴的结构设计和强度计算。难点:轴的结构设计。541、2、3联轴器、离合器12.1联轴器12.2离合器教学要求：要求学生了解联轴器的种类和特性，了解离合器的种类、特性、工作原理，并熟悉联轴器的选择方法，对安全联轴器及安全离合器及特殊功用及特殊构造的联轴器及离合器有所了解。重点:联轴器、离合器的类型、结构、特点及其应用。难点:联轴器、离合器的特点及选用。21、2、3合计4082.实验部分实验部分的教学内容、基本要求与学时分配见表3。表3实验项目、实验内容与学时实验项目实验内容和要求实验学时对应的课程目标1.机械零件现场认识实验实验内容：常见通用零部件的认识实验要求：了解各种通用零部件的类型、结构、工作原理及安装、定位、张紧、润滑与维护。212.带传动实验实验内容：载荷对带传动的影响实验要求：了解带传动中的弹性滑动和打滑现象，以及它们与带传递载荷之间的关系；比较预紧力的大小对带传动承载能力的影响；了解带传动所传递载荷与弹性滑动率及传动效率之间的关系213.轴系结构组合实验实验内容：常见轴系结构的设计和安装实验内容：熟悉并掌握轴、轴上零件的结构形状及功用、工艺要求和装配关系；熟悉并掌握轴及轴上零件的定位与固定方法，为轴系结构设计提供感性认识；了解轴承的类型、布置、安装及调整方法，以及润滑和密封方式；掌握轴承组合设计的基本方法。224.减速器装拆实验实验内容：常见减速器的结构分析及装拆实验要求：了解各种常用减速器的基本类型、工作原理和特点；进行减速器的装拆，了解轴系部件、箱体的组成及其安装、润滑和维护；通过观察分析，提高机械结构设计能力，为减速器设计打下基础。22合计8五、教学方法及手段本课程以课堂讲授为主，采用启发式、讨论式教学和案例教学等，促进学生积极思考，开发学生的潜能，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；以“少而精”为原则，精选常用机械零部件作为教学内容，精讲多练；安排习题课，巩固课堂所学知识；课程为省级精品课，提供灵活的自主学习平台。实验教学着重讲授如何用科学的手段来完成理论的验证；采用教师讲授和学生动手操作的方法；在实验前学生应复习和掌握与本实验有关的教学内容、认真阅读实验指导书；在实验中要严格遵守实验纪律，按操作规程使用仪器；实验结束后，按规定对仪器进行维护保养；每完成一项实验，要认真完成一份实验报告。六、课程资源库1.建议教材：（1）濮良贵.《机械设计》.高等教育出版社.2019.（2）徐起贺.《机械设计》.机械工业出版社.2018.2.参考书：（1）李良军.《机械设计》.高等教育出版社.2020.（2）宋宝玉.《机械设计》.高等教育出版社.2017（3）宋宝玉.《机械设计学习指导》.高等教育出版社.2015（4）张策.《机械工程史》.清华大学出版社.2015.3.期刊：（1）机械设计.ISSN1001-2354.中国机械工程学会;天津市机械工程学会.（2）机械设计与制造.ISSN1001-3997.辽宁省机械研究院.（3）机械传动.ISSN1004-2539.郑州机械研究所.（4）矿山机械.ISSN1001-3954.洛阳矿山机械工程设计研究院.（5）ChineseJournalofMechanicalEngineering.ISSN1000-9345.中国机械工程学会.4.网络资源：（1）西北工业大学《机械设计》慕课./course/NWPU-17001.（2）西南交通大学《机械设计》慕课/course/SWJTU-94001.（3）盐城工学院《机械设计》慕课./course/YCIT-1001755100.七、课程考核对课程目标的支撑课程成绩由过程性考核成绩和期末考核成绩两部分构成，具体考核/评价细则及对课程目标的支撑关系见表4。表4课程考核对课程目标的支撑考核环节占比考核/评价细则课程目标123过程性考核课堂表现12（1）根据课堂出勤情况和课堂回答问题情况进行考核，满分100分。（2）以平时考核成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√552实验16（1）根据每个实验的实验操作完成情况和实验报告质量单独评分，满分100分；（2）每次实验单独评分，取各次实验成绩的平均值作为此环节的最终成绩。（3）以实验成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√664作业12（1）主要考核学生对各章节知识点的复习、理解和掌握程度，满分100分；（2）每次作业单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩。（3）以作业成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√552期末考核60（1）卷面成绩100分，以卷面成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。（2）主要考核常用零部件的分类、特点，工作原理及特性；常用零部件的主要失效形式设计准则及方法。（3）考试题型为：名词解释题、填空题、简答题、判断题和分析计算题等。√√√252510合计：100分414118八、考核与成绩评定1.考核方式及成绩评定考核方式：本课程主要以课堂表现、实验、作业、期末考试等方式对学生进行考核评价。考核基本要求：考核总成绩由期末试卷成绩和过程性考核成绩组成。其中：期末试卷成绩为100分（权重60%），试题类型为填空题、选择题、判断题、简答题、计算题和分析题等类型，试卷中基本知识、基本理论、基本技能的试题分值不超过50%，综合应用题、分析题不低于50%；课堂表现、实验、作业等过程性考核成绩为100分（权重40%）；过程性考核和考试试题分值分配应与教学大纲各章节