2020版 《机械原理课程设计》教学大纲

《机械原理课程设计》教学大纲一、课程基本信息表1课程基本信息表课程名称中文名称机械原理课程设计英文名你ProjectofMechanismsandMachineTheory课程编码1401SJ003课程性质□通识教育课程□学科基础课程£专业基础课程eq\o\ac(□)专业方向课程□专业选修课程R实践教学课程学分总学时理论实验(上机)学时实践(学时/周数)课内学时课外学时240040040/2周开课学院机械工程学院面向专业机械设计制造及其自动化先修课程《机械原理》《画法几何与工程制图》《理论力学》《材料力学》课程关键词机构；方案设计；尺度综合；运动分析；动力分析教材及参考资料参考资料：[1]刘毅.机械原理课程设计[M].武汉：华中科技大学出版社.2016.ISBN：9787568028783[2]师忠秀.机械原理(第3版)[M].北京：机械工业出版社.2016.ISBN：9787111521426课程简介机械原理课程设计是机械类专业学生必修的实践教学环节。该课程以常用机械系统中的典型机构为研究对象，根据给定设计要求，进行机械系统传动方案设计、尺度综合、运动学和动力学分析，撰写课程设计报告。培养学生综合运用机械原理课程以及数学、力学等相关知识和原理，分析、解决机械工程实际中的机构选型、传动方案设计问题的能力；培养学生计算、绘图、表达、运用计算机辅助设计和查阅资料的能力；培养学生对机构的构思、开发和创新能力。旨在培养学生严谨求实的科学态度和百折不挠、勇于创新的优良品质，树立正确人生观、世界观及价值观。课程思政1.通过机构传动方案中各环节的设计与整体传动效果的关系分析，引导学生树立个人与集体相辅相成、有机结合的观念；2.通过尺度综合、运动学、动力学等复杂问题的分析与解决，培养学生严谨求实的科学态度和百折不挠、勇于创新的优良品质。二课程目标课程目标1：能够根据给定的机械装备/油气装备的机械传动要求，调研连杆、凸轮、齿轮等文献资料，通过分析和比较，自主拟定机械系统传动方案，完成机构尺度综合。课程目标2：能够运用相关力学原理与数学方法，建立机械装备/油气装备主体机构的运动学和动力学模型。课程目标3：能够进行机械装备/油气装备主体机构的运动学和动力学分析，并判断是否满足机械传动的性能要求，培养学生的机构构思、开发和创新能力。课程目标4：在传动方案拟定和机构分析与设计中，能够综合考虑安全、健康、法律、文化及环境等诸多制约因素影响。课程目标5：在课程设计说明书的撰写和课程设计答辩等环节中，能够正确表达设计思想、设计方法、设计方案与设计过程。（三）课程目标与毕业要求观测点的对应关系课程目标与毕业要求观测点的对应关系见表2。表2课程目标与毕业要求观测点的对应关系表毕业要求毕业要求观测点课程目标1.工程知识1.4掌握机械工程专业知识，能够对机械工程领域的复杂工程问题，尤其是油气钻采装备设计与制造方面，进行解决方案的分析、比较与综合。课程目标12.问题分析2.2能够综合应用工程相关的科学原理和数学模型方法，表达机械工程，尤其是油气钻采装备的复杂工程问题。课程目标23.设计/开发解决方案3.2能够完成满足特定要求的单元和机械零部件设计。课程目标33.3能够进行系统设计或工艺流程设计，在设计中体现创新意识，并且，能够在设计中考虑安全、健康、法律、文化及环境等制约因素的影响。课程目标410.沟通10.1针对机械领域的复杂工程问题，在报告撰写、文稿设计、发言陈述、清晰表达或回应指令等方面，能够与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流。课程目标5三课程教学内容、教学要求、教学方式和学时分配课程教学内容、教学要求、教学方式和学时分配见表3。表3课程教学内容、教学要求、教学方式和学时分配表教学方式(PedagogicalMethods,PM)eq\o\ac(□,√)PM1.讲授教学eq\o\ac(□,√)PM2.专题研讨□PM3.案例教学□PM4.网络教学□PM5.翻转课堂□PM6.体验学习□PM7.演示学习eq\o\ac(□,√)PM8.自主学习教学内容思政思政课程目标教学要求重点难点学时教学方式1.总体传动方案的设计11、4在构思机构传动方案时，能做到思路清晰，各部分的传动比分配合理，在计算机上绘出主传动机构的原理示意图。1.重点：机械系统运动方案的确定；2.难点：传动链中各级传动比的分配。8PM1PM2PM82.对机构进行尺度综合21、4根据传动方案，合理确定主体机构的其它尺度参数。1.重点：机构尺度综合数学模型的建立；2.难点：结构尺度综合数学模型的求解。4PM1PM83.对机构进行运动分析22、3、4用解析法求出机构运动过程中，从动件处于不同位置时的位移曲线、速度曲线和加速度曲线，并分析计算结果的合理性。1.重点：机构运动学数学模型的建立；2.难点：机构运动学数学模型的求解。8PM1PM2PM84.对机构进行动力分析22、3、4用解析法求出机构一个运动循环中所需的驱动力矩，并分析计算结果的合理性。1.重点：机构动力学数学模型的建立；2.难点：机构动力学数学模型的求解。12PM1PM2PM85.编写设计说明书与答辩5要求掌握所有设计过程、设计方法，熟练地运用标准、规范、手册、图册等有关技术资料，得到合理的设计结论。1.重点：基于标准、规范、手册、图册等有关技术资料编写说明书。8PM8四、课程目标所对应的考核方式、考核细则及评价标准（一）课程考核方式考核方式包括总体传动方案拟定与尺度综合、运动学与动力学建模、运动学动力学求解分析、整体设计过程、设计说明书质量与答辩，其中方案拟定与尺度综合占15%、运动学与动力学建模占20%、运动学动力学求解分析占20%、整体设计过程占25%、设计说明书质量占10%与答辩占10%。（二）课程考核细则课程考核细则见表4。表4课程考核细则表考核方式目标分值考核细则课程目标12345总体传动方案拟定与机构尺度综合15考查学生总体传动方案与机构尺度综合过程的合理性，传动比分配及机构尺度综合结果是否正确。15运动学与动力学建模20考查学生能否根据相关力学原理与数学方法建立机构的运动学与动力学模型。20运动学动力学求解分析20考查学生能否根据所建立的运动学与动力学模型，采用现代计算方法进行求解，并对计算结果进行合理分析。20整体设计过程25考查学生在传动方案拟定和机构分析与设计中，能否综合考虑安全、健康、法律、文化及环境等诸多制约因素影响，保证整体设计质量。25设计说明书质量10考查学生的课程设计报告内容是否完整，格式是否规范，层次是否清晰。10答辩10考查学生能否与指导教师进行技术交流，能否正确回答课程设计中的相关技术问题。10合计：100分1520202520（三）课程评价标准课程设计题目经课程组教师讨论确定，由课程组指定教师出题、试做，课程负责人审核，并制定课程设计计划。《机械原理课程设计》课程为考查课，采用期末考核方法，期末考核主要考查学生课程设计各个主要过程中的表现，包括课程设计方案拟定与尺度综合合理性、课程设计运动学与动力学建模的正确性、课程设计模型求解计算过程的正确性、课程设计报告整体质量以及答辩成绩。考核方式、具体考核细则按照教学大纲规定执行。本课程考核内容有6项，方案拟定与尺度综合占15%、运动学与动力学建模占20%、运动学动力学求解分析占20%、整体设计过程占25%、设计说明书质量占10%与答辩占10%。各项均按百分制或等级制考核（等级制与百分制成绩转换按优秀：计90-100分，良好：计80-89分，中等：计70-79分，及格：计60-69分，不及格：计60分以下）。具体评分标准如表5所示。表5《机械原理课程设计》课程考核成绩具体评分标准考核内容目标分值评价标准课程目标90-10080-8970-7960-69<60总体传动方案拟定与机构尺度综合15在构思机构传动方案时，能做到思路清晰，各部分的传动比分配合理，在计算机上绘出主传动机构的原理示意图。同时机构尺度综合部分能充分考虑多个约束条件下的几何尺寸设计计算。在构思机构传动方案时，能做到思路较清晰，各部分的传动比分配合理，在计算机上绘出主传动机构的原理示意图。同时机构尺度综合部分能考虑部分约束条件下的几何尺寸设计计算。在构思机构传动方案时，能进行各部分的传动比合理分配，在计算机上绘出主传动机构的原理示意图。同时机构尺度综合部分能考虑必要的约束条件下的几何尺寸设计计算。在构思机构传动方案时，基本能进行各部分的传动比合理分配，在计算机上基本可以绘出主传动机构的原理示意图。同时机构尺度综合部分基本能考虑少数约束条件下的几何尺寸设计计算。在构思机构传动方案时，不能做到思路清晰，各部分的传动比分配合理，在计算机上绘出主传动机构的原理示意图。同时机构尺度综合部分不能考虑多个约束条件下的几何尺寸设计计算。目标1运动学与动力学建模20能熟练利用相关力学原理与数学方法建立机构的运动学与动力学模型，且正确无误。能较好利用相关力学原理与数学方法建立运动学与动力学模型，模型，模型准确度较高。能利用相关力学原理与数学方法建立运动学与动力学模型，模型大体正确基本能利用相关力学原理与数学方法建立运动学与动力学模型，模型准确度基本正确。不能利用相关力学原理与数学方法建立运动学与动力学模型。目标2运动学动力学求解分析20在做机构运动分析与动力分析时，能熟练掌握演算分析方法，能熟练地以准确清晰的图表呈现分析结果。在做机构运动分析与动力分析时，能较好掌握演算分析方法，能较好地以准确的图表呈现分析结果。在做机构运动分析与动力分析时，能掌握演算分析方法，能以较准确的图表呈现分析结果。在做机构运动分析与动力分析时，基本能掌握演算分析方法，基本能以图表呈现分析结果。在做机构运动分析与动力分析时，不能掌握演算分析方法，不能以图表呈现分析结果。目标3整体设计过程25机构选型及确定的机构传动方案完全正确，能熟练绘制运动传动方案简图；能熟练利用工程数学，工程力学及工程图学等专业基础对各传动机构进行完整的设计计算，计算结果正确。机构选型及确定的机构传动方案比较正确，能较好绘制运动传动方案简图；能较好利用工程数学，工程力学及工程图学等专业基础对各传动机构进行较完整的设计计算，计算结果正确。机构选型及确定的机构传动方案基本正确，能绘制运动传动方案简图；很好利用工程数学，工程力学及工程图学等专业基础对各传动机构进行较完整的设计计算，计算结果基本正确。机构选型及确定的机构传动方案基本正确，能绘制运动传动方案简图；基本能利用工程数学，工程力学及工程图学等专业基础对各传动机构进行较完整的设计计算，计算结果基本正确。机构选型及确定的机构传动方案不正确，不能绘制运动传动方案简图；基本不能利用工程数学，工程力学及工程图学等专业基础对各传动机构进行较完整的设计计算，计算结果不正确。目标4设计说明书质量10编写设计计算说明书，内容完整，字迹工整，格式规范，图表齐全，说明书质量很高。编写设计计算说明书，内容比较完整，字迹工整，格式比较规范，图表比较齐全，说明书质量较高。编写设计计算说明书，内容比较完整，字迹比较工整，格式基本规范，图表不够齐全，说明书质量一般。编写设计计算说明书，内容基本完整，字迹不够工整，格式不够规范，图表不齐全，说明书质量较差。编写设计计算说明书，内容不完整，字迹不工整，格式不够规范，图表不齐全，说明书质量很差。目标5答辩10能准确描述设计过程、准确表达设计思想和设计方案、准确建立机构的运动学和动力学模型，能对工程实际问题进行合理分析。能较准确描述设计过程、较准确表达设计思想和设计方案、较准确建立机构的运动学和动力学模型，能对工程实际问题