《机械基础》教学大纲

《机械基础》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：01130291课程类别：学科基础必修课学分：2.5学分学时：40学时（理论32学时，实验8学时）先修课程：大学物理、高等数学、工程制图与CAD（A）等后续课程：电力电缆结构设计、通信电缆设计与制造、计算机辅助电缆设计等适用专业：电缆工程开课单位：机械工程学院一、课程说明《机械基础》是电缆工程专业必修的一门学科基础课。其任务主要是讨论机械工程材料、工程力学基础、常用的机械机构、机械传动及连接等方面的基本知识。本课程主要传授机械工程材料的性能和选用，分析解决工程中简单力学问题的方法以及对杆件进行强度、刚度计算的方法，同时传授机械中常用机构、传动和通用零件的工作原理、结构特点、设计计算方法及其正确选用、维护方法，为学习后续课程和新的科学技术打好基础。本课程注重机械常识的普及，强调培养运用理论知识解决工程实际问题的能力，培养具有工程素养的高素质人才。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：了解机械工程材料中常用金属材料的性能和选用；熟悉工程力学中的基本概念和基本原理。掌握物体的受力分析方法以及各类力系的简化方法和平衡条件，能求解一般的静力学问题。掌握杆件在常见荷载作用下的强度、刚度计算方法；能够利用工程力学的理论和方法解决一些工程实际问题。课程目标2：了解机械中常用机构、传动和通用零部件的工作原理、类型、特点及设计计算方法；掌握常用机构、传动、通用零部件的正确选用、维护方法；掌握典型机械零件的实验方法，具有一定的实验技能、数据分析和处理能力，培养学生理论联系实际、科学严谨、认真细致、实事求是的科学态度和职业道德。三、课程目标与毕业要求《机械基础》课程教学目标对电缆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1.工程知识1.3能够将电缆工程基础知识用于分析智能制造相关复杂工程问题并提出解决方案。课程目标1：了解机械工程材料中常用金属材料的性能和选用；熟悉工程力学中的基本概念和基本原理。掌握物体的受力分析方法以及各类力系的简化方法和平衡条件，能求解一般的静力学问题。掌握杆件在常见荷载作用下的强度、刚度计算方法；能够利用工程力学的理论和方法解决一些工程实际问题。H5.使用现代工具5.1掌握电缆工程领域常用的现代仪器、信息技术工具、工程工具和模拟软件的使用原理和方法。课程目标2：了解机械中常用机构、传动和通用零部件的工作原理、类型、特点及设计计算方法；掌握常用机构、传动、通用零部件的正确选用、维护方法；掌握典型机械零件的实验方法，具有一定的实验技能、数据分析和处理能力，培养学生理论联系实际、科学严谨、认真细致、实事求是的科学态度和职业道德。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1.机械工程材料的的性能和选用1.1碳钢1.2合金钢1.3铸铁教学要求：了解常用工程金属材料的类别，常用工程金属材料的机械性能、物理性能和工艺性能以及选材的一般原则；掌握常用金属材料的性能、成分特点及热处理特点。重点:金属材料的性能、牌号和选用，以及合金钢的性能特点及热处理特点。难点：金属材料的选用。21、22.静力学基础2.1静力学分析基础2.2平面汇交力系2.3力矩与平面力偶2.4平面任意力系教学要求：理解静力学平衡、刚体和力的基本概念；掌握静力学公理；掌握各类常见约束类型；掌握物体和物体系统受力分析并画出受力图。掌握平面力系的平衡方程及应用；重点:工程中常见的约束类型，物体的受力分析和受力图，平面力系的平衡方程及应用。难点:物体系统的受力分析；平面任意力系平衡方程的应用。61、23.材料力学基础3.1拉伸与压缩3.2圆轴扭转3.3弯曲教学要求：了解杆件在外力作用下发生的基本变形及其受力特点、变性特点；理解内力、应力的含义，能够绘制简单杆件的内力图；掌握简单杆件强度、刚度的计算方法。重点：杆件基本变形形式的判别；杆件内力图的绘制；杆件强度、刚度的计算方法。难点:杆件内力图的绘制；杆件强度、刚度的计算方法。821、24.常用机械机构4.1平面机构及运动简图4.2凸轮机构4.3螺旋机构4.4步进机构教学要求：了解工程中常用机构的类型、工作原理、特点及用途；掌握平面机构的基本性质及应用；掌握凸轮机构的运动特点、基本参数及从动件运动规律；了解螺旋机构和步进机构的分类和应用重点：常用机构的类型、工作原理及工程应用。难点:平面机构与凸轮机构工作原理及应用。621、25.机械传动5.1带传动5.2链传动5.3齿轮传动5.4轮系教学要求：了解常见机械传动的形式、结构、工作原理、特点及作用；了解掌握机械传动形式的选择原则及维护方法。重点：带传动、齿轮传动的工作原理及应用；轮系的类型及应用。难点：带传动及齿轮传动的工作原理。621、26.轴系零件和连接件6.1轴的分类6.2滚动轴承6.3螺纹连接6.4键连接6.5轴与轴的连接教学要求：了解轴的类型、作用及其各部分名称；了解滚动轴承、联轴器、离合器的结构特点及功用；了解掌握螺纹连接的预紧与防松方法；了解轴与回转零件的连接方法及特点。重点:轴的类型作用及其各部分名称；滚动轴承、联轴器、离合器的结构特点及功用；轴与回转零件的连接方法及特点。难点:滚动轴承型号的选用。421、2合计328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.拉伸压缩实验实验内容：观察低碳钢、铸铁拉伸和压缩过程中的各种现象,绘制应力应变曲线图，测定力学性能指标。实验要求：了解万能试验机的工作原理；观察低碳钢、铸铁试件的拉压过程，给出破坏分析，测定低碳钢的屈服极限σS、强度极限σb、延伸率δ、断面收缩率ψ；测定铸铁的强度极限σb。21、22.机构现场认识实验实验内容：观看陈列柜中的各种机构及介绍，分析机构的组成和工作原理；手动操作机构模型；回答问题。实验要求：了解常用机构的结构特点及类型，了解常用机构的运动传递情况。21、23.齿轮范成加工实验实验内容：利用齿轮范成仪完成切制m=20mm、z=8的标准渐开线齿廓；利用范成仪完成切制m=8mm、z=20的渐开线齿廓。实验要求：掌握用范成法加工渐开线齿廓的切齿原理，观察齿廓的渐开线曲线的形成过程；了解渐开线齿轮产生的根切现象和原因。21、24.机械零件现场认识实验实验内容：观看陈列柜中的各种零件及介绍，分析它们的特点及应用；回答问题。实验要求：了解各种常用基本零件的类型、结构、工作原理及安装；了解各种常用基本部件的安装、定位、张紧、润滑与维护。21、2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，精选教学内容，精讲多练；安排习题课，巩固课堂所学知识；本课程建有网络学习平台，资源丰富，供学习者课下自主学习。在实验教学环节中，通过启发式教学、讨论式教学培养学生工程材料、工程力学、机械原理和机械零件的基本理论、基本知识和基本技能。培养学生自主学习能力和实际动手能力，激发学生的创新思维。六、课程资源1.推荐教材陈华等.《机械基础》第1版.哈尔滨工业大学出版社.20222.参考书（1）强建国王富强马晓等.《新思维机械原理》.机械工业出版社.2020（2）徐起贺等.《机械设计基础》.高等教育出版社，2014（3）张秉荣.《工程力学》（第4版）.机械工业出版社.2018（4）张春梅等.《工程力学》.机械工业出版社.2022（4）周家泽.《机械基础》.西安电子科技大学出版社.2007（5）张绍甫.《机械工程基础》.高等教育出版社.2011（6）杨可桢.《机械基础》.高等教育出版社.20093.期刊（1）中国工程机械学报，中国工程机械学会（2）机械设计与制造，辽宁省机械研究院（3）力学与实践，中国力学学会与中国科学院力学研究所（4）机械科学与技术，西北工业大学（5）JOURNALOFMANUFACTURINGSCIENCEANDENGINEERING-TRANSACTIONSOFTHEASME,美国机械工业协会4.网络资源（1）泛雅教学平台《机械基础》/mycourse/teachercourse?moocId=206021706&clazzid=43939392&edit=true&v=0&cpi=0&pageHeader=0（2）中国大学mooc《机械基础》/course/PAEU-1464111167?from=searchPage（3）中国大学mooc《机械基础实景教学》/course/HIT-1002492007.七、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12过程性考核课堂表现15（1）根据学生参加课堂活动情况（如回答问题、随堂练习、讨论等）、线上自学情况等进行考核，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。√√105实验15（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。√√510作业30（1）主要考核学生对各章节知识点的理解和掌握程度，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。√√2010综合测试40（1）期末成绩100分，以期末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）主要考核学生对工程材料、工程力学、机械原理及机械零件基本内容的掌握熟练程度；考核学生对机械基础知识学以致用的效果；考核学生对机械基础知识综合应用的能力。考核学生利用机械基础知识进行机械创新的能力；（3）期末考核以大作业为主。√√2515合计：100分6040八、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、期末大作业等方式对学生进行考核评价。考核基本要求：考核总成绩由期末成绩和过程性评价成绩组成。其中：期末成绩为100分（权重40%），期末考核以大作业形式为主，大作业内容重点考查学生对机械基础课程内容的掌握熟练程度及灵活应用能力。课堂表现、实验、作业等过程性评价成绩为100分（权重60%）；过程性评价和期末考核分值分配应与教学大纲各章节的学时基本成比例。2.过程性考核成绩的标准过程性考核方式重点考核内容、评价标准、所占比重见表5。表5过程性考核方式评价标准考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60课堂表现25积极参加线上自学，笔记完整，积极参与课堂活动，踊跃回答问题，准确率大于90%。认真参加线上自学，笔记完整，认真参与课堂活动，回答问题准确率大于80%。线上自学情况一般，笔记不完整，偶尔参与课堂活动，回答问题准确率大于70%。线上学习情况较差，上课不认真，上课不记笔记，偶尔参与课堂活动。不参加线上学习，上课不认真，上课不记笔记，不参与课堂活动。作业50作业完整，思路清晰，准确率大于90%，字迹工整。作业完整，准确率大于80