工程图学课程大纲

目录

1.《工程图学》课程大纲.........................................1

2.《工程图学n》课程教学大纲...................................4

3.《工程数学》课程教学大纲.....................................6

4.《工程力学》教学大纲.........................................9

5.《传热学》课程教学大纲......................................13

6.《材料科学基础》课程教学大纲................................15

7.《互换性与测量技术基础》课程教学大纲........................19

8.《机械设计基础》课程教学大纲................................23

9.《材料组织控制原理》课程教学大纲............................28

10.《材料成型原理》课程教学大纲................................32

11.《电工电子技术》课程大纲....................................36

12.《微机原理及应用》课程教学大纲..............................43

13.《材料力学性能》课程教学大纲................................49

14.《工程材料学》课程教学大纲..................................53

15.《铸造合金及熔炼》课程教学大纲..............................57

16.《材料组织控制工艺及设备》课程教学大纲......................62

17.《液态成型工艺》课程教学大纲................................66

18.《塑性成型工艺及设备》课程教学大纲..........................69

19.《材料失效分析》课程教学大纲................................73

20.《材料腐蚀与防护》课程教学大纲..............................77

21.《现代材料分析与检测技术》课程教学大纲......................80

22.《液态成型设备》课程教学大纲................................82

23.《特种液态成型技术》课程教学大纲............................86

24.《焊接成型工艺与设备》课程教学大纲..........................89

25.《专业外语》课程教学大纲....................................93

26.《材料先进连接技术》课程教学大纲............................95

27.《材料加工CAD/CAM》课程教学大纲..........................98

28.《现代表面技术》课程教学大纲...............................102

29.《机械制造技术》课程大纲...................................109

30.《产品造型设计》课程教学大纲...............................112

《工程图学》课程大纲

(EngineeringDrawingcurriculumoutline)

课程编号：061001

课程性质：学科基础课

适用专业：材料成形及控制工程

先修课程：__________无________

后续课程：机械设计基础

总学分：5学分

一、教学目的与要求

画法几何及机械制图是一门研究图示、图解空间儿何问题和绘制与阅读机械工程图样的

学科。本课程的教学目的是培养学生绘制、阅读机械图样的能力以及图解空间几何问题的能

力。

本课程的要求：

*掌握投影图的基本理论，作图方法。

*能通过作图解决一般的空间定位和度量问题。

*能正确使用绘图工具和仪器，掌握用仪器绘图的技能，会查阅有关国家标准。

*能正确地绘制、阅读中等复杂程度的零件图（3-4个视图）和装配图（非标准件10-30

个）。

由于本课程是一门实践性较强的课程，所以在教学过程中必须注意“教”与“练”相结

合，应保证一定量的课堂作业时间，及时发现和纠正学生在作图过程中出现的问题。结合本

课程的特点，教师在平时的教学中，不仅要注重理论教学，还应重视实物模型和教学挂图的

使用，培养学生的空间感性认识，教师可采用启发式的教学方法，引导学生从空间到平面，

再从平面到空间的多次反复，从而帮助学生提高阅读和绘制机械图样的能力。

二、课程内容

1.画法几何部分（28学时）

第一章绪论（1学时）

第一节画法几何的任务

第二节投影法的基本任务

第三节工程上常用的投影方法概述

第二章点（1学时）

第一节两投影面体系中点的投影

第二节三投影面体系中点的投影

第三章直线（4学时）

第一节直线的投影

第二节特殊位置的直线

第三节一般位置线段的实长及它与投影面的夹角

第四节属于直线的点

第五节直线的迹点

第六节两直线的相对位置

第七节直角投影定理

第四章平面（4学时）

第一节平面的表示法

第二节特殊位置的平面

第三节属于平面的点和直线

第五章直线与平面的相对位置两平面的相对位置（4学时）

第一节直线与平面平行两平面平行

第二节直线与平面的交点两平面的交线

第三节直线与平面垂直两平面垂直

第四节距离和角度的度量

第六章投影变换（3学时）

第一节概述

第二节换面法

第九章基本立体（3学时）

第一节平面立体

第二节常见回转体

第十章平面与立体相交直线与立体相交（3学时）

第一节平面与立体相交

第二节直线与立体相交

第十一章两立体相交（5学时）

第一节两平面立体相贯

第二节平面立体与曲面立体相贯

第三节两曲面立体相贯

2.机械制图部分（52学时）

第一章制图的基本知识（6学时•）

第节国家标准《机械制图》

第二节绘图工具及其使用

第三节几何作图

第四节平面图形的尺寸分析及画图步骤

第二章组合体的三视图（8学时）

第一节形体分析法和线面分析法

第二节画组合体三视图的方法和步骤

第三节看图的方法和步骤

第四节标注组合体尺、1的方法

第三章轴测投影图（4学时）

第一节概述

第二节正等轴测图的画法

第三节斜二测的画法

第四章机件的各种表达方法（9学时）

第一节视图

第二节剖视图

第三节剖面图

第四节局部放大图和简化画法

第五节机件各种表达方法的综合举例

第五章零件工作图（9学时）

第一节零件图的内容

第二节零件的结构分析

第三节零件表达方案的选择

第四节零件图中尺寸的合理标注

第五节零件图上的技术要求

第六节零件的测绘

第七节看零件图的方法步骤

第八节典型零件图例分析

第六章标准件（5学时）

第一节螺纹及螺纹连接件

第二节其它常用标准件及标准要素

第七章常用件（4学时）

第一节齿轮

第二节弹簧

第八章装配图（7学时）

第一节装配图的内容

第二节机器（部件）的表达方法

第三节装配图中的尺寸标注

第四节装配图的零、部件序号及明细栏

第五节装配结构

第六节看装配图的方法步骤

第七节由装配图拆画零件图

三、实践性教学内容

课内制图大作业（8学时）

1.线型练习及圆弧连接（2学时）

2.组合体视图（2学时）

3.零件的表达方案（2学时）

4.装配图（2学时）

四、主要参考书目

1.《画法几何学》大连理工大学编高等教育出版社

2.《机械制图》大连理工大学编高等教育出版社

3.《画法几何习题集》大连理工大学编高等教育出版社

4.《机械制图习题集》大连理工大学编高等教育出版社

本大纲撰写人：张军

《工程图学n》课程教学大纲

（EngineeringDrawingIICurriculumOutline）

课程编号：___________061020___________

课程性质：学科基础课

适用专业：机械设计制造及自动化

车辆工程、农业机械化及自动化

材料成型及控制专业

先修课程：工程图学I

后继课程：机械设计、机械制造技术

总学分：___________合分___________

一、教学目的与要求

AutoCAD是目前广泛应用的二维绘图软件，应用于建筑、机械、电子和服装等工程设计

领域，极大地提高了设计人员的工作效率。

本课程以AutoCAD软件为基础，着重介绍其二维绘图的相关命令和计算机绘图的原理,

培养学生利用计算机绘制二维图形的能力，使其能够熟练地绘制中等复杂程度的工程图形。

二、课程内容及学时分配

第一章机械设计CAD概述（2学时）

第二章AutoCAD绘图环境（4学时）

本章重点和难点：有关图层线型的设置

第一节AutoCAD启动与退出

第二节AutoCAD界面

第三节AutoCAD的坐标系

第四节目标捕捉功能

第五节图层、颜色和线型

第三章绘图命令（2学时）

本章重点和难点：熟练掌握基本绘图指令

第一节绘图命令概述

第二节Line命令

第三节Circle命令

第四节Arc命令

第五节Ellipse命令

第六节Rectang命令

第七节Polygon命令

第四章图形编辑（8学时）

本章重点和难点：熟练掌握和运用基本编辑指令绘制图形

第一节图形编辑命令概述

第二节Erase,Undo,Redo,Cancle命令

第三节Trim命令

第四节Break命令

第五节Extend命令

第六节Stretch命令

第七节Chamfer命令

第八节Fillet命令

第九节Move命令

第十节Rotate命令

第十一节Scale命令

第十二节Copy命令

第十三节Mirror命令

第十四节Array命令

第十五节Offset命令

第十六节Matchprop命令

第五章剖面线（2学时）

本章重点和难点：掌握剖面线形状、方向和间隔的使用

第六章文本（2学时）

本章重点和难点：掌握使用不同的字体进行文本标注

第七章尺寸标注（4学时）

本章重点和难点：掌握尺寸各要素参数的设置

第八章块（4学时）

本章重点和难点：掌握块的定义方法和调用

第九章系统变量（2学时）

本章重点利难点：掌握使用常用的系统变量的设置

三、实践性教学内容

1.上机熟悉AutoCAD绘图环境

2.上机绘制平面图形一吊钩

3.绘制三视图

4.绘制零件图

5.标注尺寸、尺寸公差和形位公差

6.制作标题栏块并在先前的图形中插入标题栏块

四、主要参考书目

1.《机械设计CAD技术基础》荣涵锐荣毅虹哈尔滨工业大学出版社

2.《AutoCAD2000应用教程》曾令宜电子工业出版社

3.<AutoCAD2000入门与提高》陈通清华大学出版社

4.《计算机绘图基础》王业民高旭河还海大学出版社

本大纲撰写人：张军

《工程数学》课程教学大纲

(LinearAlgebraandProbabilityStatistics)

课程编号：___________041263_______________

课程性质：__________学科基础课____________

适用专业：机械设计制造及其自动化

车辆工程、农业机械化及其自动化

材料成型及控制工程

先修课程：___________高等数学____________

后继课程：机械设计、机械制造技术

总学分：________________________________

一、教学目的与要求

线性代数和概率统计是高等学校理工科和经济学科等有关专业的一门重要基础课。它不

但是其它数学课程的基础，也是各类工程及经济管理课程的基础。通过本课程的学习：（1）

要求学生熟练掌握行列式的计算，矩阵的初等变换，矩阵秩的定义和计算，利用矩阵的初等

变换求解方程组及逆阵，向量组的线性相关性，利用正交变换化对称矩阵为对角形矩阵等有

关基础知识，并具有熟练的矩阵运算能力和利用矩阵方法解决一些实际问题的能力，（2）要

求学生较好地掌握概率特有的分析概念，并在一定程度上掌握概率论认识问题、解决问题的

方法，对数理统计基本概念和结果有一定的了解，并能运用其手法解决实际生产中的简单课

题。从而为学习后继课及进一步扩大知识面奠定必要的数学基础。

二、课程内容及学时分配

第一章行列式（6学时）

第一节二阶与三阶行列式

第二节全排列及其逆序数

第三节n阶行列式的定义

第四节对换

第五节行列式的性质

第六节行列式按行（列）展开

第七节克拉默法则

本章重点：理解行列式定义及行列式的计算方法

本章难点：行列式的计算方法与基本技巧

第二章矩阵及其运算（8学时）

第一节矩阵

第二节矩阵的运算

第三节逆矩阵

第四节矩阵分块法

第五节矩阵的秩

第六节矩阵的初等变换

本章重点：矩阵的运算、可逆矩阵、矩阵的秩及初等变换的作用

本章难点：矩阵乘法及其性质、初等行变换求矩阵的秩与逆

第三章向量组的线性相关性（8学时）

第一节n维向量

第二节向量组的线性相关性

第三节向量组的秩、极大无关组

第四节向量组的等价

第五节向量空间

第六节线性方程组的解的结构

本章重点：理解线性相关、线性无关的定义与定理，向量组等价、向量组的秩、向量组

的极大无关组等概念，理解向量组的秩与矩阵秩的关系。理解非齐次线性方程组解的结构及

掌握通解求法。

本章难点：线性相关性的判别；向量组的秩、向量组的极大无关组的求法；初等行变换

求线性方程组的通解

第四章矩阵相似对角化及二次型（10学时）

第一节预备知识：向量的内积

第二节方阵的特征值和特征向量

第三节相似矩阵

第四节实对称矩阵的对角化

第五节二次型及其标准形

第六节用配方法化二次型成标准形

第七节正定二次型

本章重点：方阵的特征值、特征向量；相似矩阵；二次型及其矩阵表示、二次型的标准

形、正定二次型

本章难点：线性无关向量组施密特（Schimidt）正交化；特征值、特

征向量的求法；会求一个正交阵使得实对称阵化为对角阵；会把二次型化为标准形：掌握矩

阵正定性的判别定理与方法

第五章概率论的基本概念（6学时）

第一节随机试验

第二节样本空间、随机事件

第三节概率的定义

第四节古典概型

第五节条件概率

第六节独立性

本章重点：理解概率、基本事件、古典概型、条件概率、独立性等定义。

本章难点：随机试验、事件及事件的•些简单性质；古典概型的求法；

全概率公式及逆概率公式的用法

第六章随机变量与概率分布（8学时）

第一节随机变量

第二节离散型随机变量概率分布

第三节随机变量的分布函数

第四节连续型随机变量的概率密度

第五节随机变量的函数的分布

第六节多维随机变量及其分布简介

本章重点：了解概率分布的类型（离散型、连续型）；掌握随机变量的分布函数的定义、

性质；掌握随机变量函数的分布的求解。

本章难点：学会对不同类型的随机变量用适当的概率方式描述。

第七章随机变量的数字特征（6学时）

第一节数学期望

第二节方差

第三节几种重要的随机变量的期望及方差

第四节协方差及相关系数

第五节矩、协方差矩阵

本章重点：理解各种数字特征的定义及运算性质。

本章难点：期望及方差的概念及算法。

第八章大数定律和中心极限定理简介（2学时）

第•节大数定律

第二节中心极限定律

本章重点：大数定律和中心极限定理

本章难点：大数定律及中心极限定律的应用

第九章统计估计与假设检验（10学时）

第一节随机样本与抽样分析

第二节点估计

第三节区间估计

第四节正态总体均值与方差的区间估计

第五节假设检验的概念

第六节正态总体均值的假设检验

第七节正态总体方差的假设检验

本章重点：了解点估计法和区间估计法的概念；理解假设检验的原理：小概率事件原

理；掌握一个及两个正态总体相关的检验方法

本章难点：矩估计法、极大似然估计法、置信区间、假设检验的原理

及方法

三、实践性教学内容

线性代数部分可安排两次习题课，每次2学时

概率统计部分可安排三次习题课，每次1学时

四、主要参考书目

1.《线性代数》第四版，同济大学数学教研室编，高教出版社；

2.《概率论与数理统计》浙江大学盛骤等主编，高等教育出版社。

《工程力学》教学大纲

（EngineeringofMechanics）

课程性质：专业基础课

适用专业：材料成型及捽制工程

先修课程：高等数学、普通物理

后续课程：机械原理、机械设计基础

总学分：4.5学分

一、教学目的与要求

《工程力学》课程是为机电专业和其它有关非机类专业开设的•门学科基础课。其目的

是使学生能熟练的对简单结构进行静力分析；对构件的强度、刚度和稳定性问题有明确的基

本概念；必要的基础知识；•定的分析和计算能力以及初步的解决工程实际问题能力和实验

动手能力。

二、课程内容

（一）静力学（22学时）

第一章静力学基础

第一节平衡、刚体和力的概念

第二节静力学基本原理

第三节常见的约束和约束反力，物体的受力分析，受力图

重点：隔离体的选取，受力图的画法，约束力的分析与计算。

难点：约束的概念，物体系的受力分析。

第二章平面力系

第一节力的投影与分解。力在坐标轴上的投影。合力投影定理

第二节力对点之矩。力偶的概念及其性质。力偶系的合成。

第三节力的平移定理。平面力系向作用面内一点的简化。力系的主矢和主矩。合力矩

定理。

第四节平面任意力系的平衡条件、平衡方程。平面汇交力学系平衡的儿何法、解析法。

平面平行力系的合成与平衡。平面力偶系的合成与平衡。

第五节静定与静不定问题的概念。物体系统的平衡。

第六节摩擦现象。滑动摩擦定律。摩擦角，自锁现象。考虑摩擦时物体系统的平衡问

题。

重点：平面任意力系的简化方法和简化结果。物体系统的平衡问题。求解考虑摩擦的物

体平衡问题。

难点：主矢和主矩的概念。

第三章空间任意力系

第一节力在空间直角坐标轴上的投影。

第二节力对点之矩与力对轴之矩的关系。合力矩定理。

第三节空间任意力系的平衡条件、平衡方程。

第四节空间平行力系的的平衡方程。

第五节重心与形心的概念。重心与形心的坐标公式。

重点：空间任意力学平衡方程的应用。

难点：空间结构的儿何关系。

（二）材料力学（53学时）

第一章绪论

第一节材料力学的任务及研究对象。

第二节变形固体的基本假设。失效形式：强度、刚度、稳定问题。

第三节杆件的基本变形。

重点：材料力学的任务和所研究的问题。

难点：变形固体的基本假设。

第二章轴向拉伸和压缩

第一节轴向拉压的概念和实例。截面法，轴力和轴力图。

第二节拉压杆横截面上的应力。许用应力，强度条件。

第三节纵向变形和应变。虎克定律。弹性模量。抗拉（压）刚度。横向变形和应变。

泊松比。

第四节低碳钢的拉伸试验。拉伸图，应力一应变图及其分析。强度指标和塑性指标。

铸铁和其他金属材料拉伸时的力学性能。低碳钢铸铁压缩是的力学性能。

第五节安全系数和许用应力的确定。应力集中的概念。

第六节简单拉、压静不定问题

重点：内力、截面法、应力、应变的概念。强度条件的应用。

难点：拉（压）杆1次静不定问题的求解方法。

第三章剪切

第一节剪切概念和实例。

第二节名义剪应力及剪切强度条件。各义挤压应力及挤压强度条件。

第三节剪切和挤压的实用计算。

重点：剪切和挤压的实用计算。

第四章扭转

第一节扭转的概念和实例。

第二节纯剪切。剪切胡克定律。剪切弹性模量。剪应力互等定理。

第三节功率、转速和外力偶矩之间的关系。扭矩和扭矩图。

第四节园轴扭转时的应力和变形、极惯性矩、抗扭截面模量。

第五节强度条件和刚度条件。许用剪应力，许用相对扭转角，两种典型材料的扭转

实验结果。强度指标与破坏形式。

重点：剪应变和剪应力，剪应力互等定律，剪应胡克定律，强度和刚度计算。

难点：园轴扭转时的应力和变形公式

第五章截面的几何性质

第一节静矩。惯性矩和惯性半径。简单图形惯性矩的计算。

第二节平行移轴公式。组合图形惯性矩的计算。

重点：平面图形惯性矩的概念。组合图形惯性矩的求法。

第六章弯曲平面弯曲的概念和实例。

第一节剪切和弯矩。剪力方程和弯矩方程，剪力图和弯矩图。

第二节弯矩、剪力和载荷集度间的关系及应用。

第三节对称截面梁纯弯曲时横截面上的正应力。

第四节纯弯曲正应力公式的推导。抗弯刚度、抗弯截血模量。梁的正应力强度条件。

第五节弯曲剪应力简介及应力强度条件。

第六节提高弯曲强度的措施。

第七节挠度和转角。挠曲线近似微分方程。

第八节用积分法求梁的弯曲变形，

第十节用叠加法求梁的弯曲变形。

第十一节弯曲刚度条件。提高弯曲刚度的措施。

第十二节用变形比较法解简单的静不定梁。

重点：内力分析和内力图。弯曲正应力公式和正应力强度条件。利用变形公式表，

用叠加法求梁的变形，静不定梁只限于1次静不定。

难点：纯弯曲正应力公式的推导，求解静不定梁。

第七章应力状态和强度理论应力状态的概念。

第一节平面应力状态下的应力分析，应力圆、主应力、主平面。最大剪应力。广义胡

克定律，三个弹性常数（E、G、U）间的关系。

第二节强度理论的基本思想。材料的两类破坏形式。最大拉应力。强度理论的应用。

重点：用解析法确定平面应力状态下的主应力、主平面和最大剪应力。强度理论的概念

和第三、第四强度理论的应用。

难点：一点应力状态的概念。

第八章组合变形

第一节组合变形的概念和实例。

第二节拉伸（压缩）与弯曲组合变形时的应力及强度计算。偏心拉压的强度计算。

第三节扭转与弯曲组合时的强度计算。

重点：弯曲一扭转组合变形的强度计算。

第九章压杆稳定

第一节工程实例。压杆稳定的基本概念。稳定平衡和不稳定平衡的概念。

第二节细长压杆临界力的欧拉公式。杆端不同约束的影响。长度系数，压杆的柔度。

第三节欧拉公式的适用范围。三类不同压杆及其临界应力表达式，临界应力总图。

第四节压杆的稳定性校核，安全系数法。提高压杆稳定性的措施。

重点：平衡稳定的概念，临界载荷、柔度的概念，临界应力总图。安全系数法。

难点：压杆稳定的基本概念

第十章交变应力

第一节交变应力，材料的疲劳破坏。

第二节循环特征，平均应力，应力幅值。材料的持久极限。

第三节影响构件的持久极限的因素。提高构件疲劳强度的措施。

重点：疲劳破坏特点及破坏原因。循环特性、材料的持久极限。

第十一章动载荷

第一节动载荷的概念。动荷系数。

第二节自由落体冲击问题。

重点：动荷系数的求法。

三、实践教学内容（6学时）

1、碳钢和铸铁的拉伸、压缩试验

2、梁的弯曲正应力的测定

3、电子拉伸自动测定、扭转、冲击、疲劳、光弹实验

四、主要参考书目

1、《工程力学》，范钦珊主编，北京：高等教育出版社

2、《理论力学》，哈尔滨工业大学编，北京：高等教育出版社

3、《材料力学》，刘鸿文主编，北京：高等教育出版社

本大纲撰写人：郑翔

《传热学》课程教学大纲

(HeatTransmitting)

课程编号：061615

课程性质：学科基础课

适用专业：材料成型及控制工程

先修课程：高等数学

后续课程：材料科学基础

材料组织控制工艺及设备

总学分：2学分

一、教学目的与要求

通过传热学的学习，学生应对工业生产实际和日常生活中常见的传热现象有较深刻的

理解，应能计算绝大多数稳态传导、对流和辐射及其组合情况下的换热问题,并对生产中常

见的非稳态传热过程有一定分析计算能力。本课程教学以课堂讲授为主，结合常见的传热实

例，通过一定数量的习题，使学生牢固掌握课程基本概念和基本理论，并能用来解算实际传

热问题。教材以高等教育出版社出版，杨世铭主编的《传热学》为主，辅以高等教育出版社

出版的《高等传热学》为主要参考书。针对材料专业学生微分方程、偏微分方程知识比较薄

弱的特点，建议增设有关课程以解燃眉之急。

二、课程内容及学时分配

第一章绪论（2学时）

第一节热量传递的三种基本方式

第二节传热过程和传热系数

第二章导热基本定律及稳态导热（8学时）

第一节导热基本定律

第二节导热微分方程式

第三节通过平壁和圆筒壁的导热

第四节通过肋片的导热

第五节导热问题数值解法原理

第六节计算机解题介绍

本章重点：平壁和圆筒壁导热，难点是导热微分方程和数值解法，计算机求解应该有所

了解。

第三章非稳态导热（8学时）

第一节非稳态导热的基本概念

第二节一维非稳态导热问题的求解及诺谟图

第三节二维及三维非稳态导热问题的求解

第四节对分析解的几点讨论

第五节非稳态导热问题的数值解法

本章难点：非稳态导热问题的求解需要较高的数学水平，数值解法应在学完

计算机算法语言后讲授。

第四章对流换热（6学时）

第一节对流换热概说

第二节对流换热微分方程组

第三节边界层分析及边界层微分方程组

第四节边界层积分方程组及求解示例

第五节动量传递与热量传递的比拟理论

第六节相似原理

第七节强制对流换热及其实验关联式

第八节自然对流换热及其实验关联式

本章难点：对流换热是三种基本传热方式中最复杂，迄今为止研究最不充分

的一种方式，相似模拟方法也较复杂，影响因素很多，研究结果多为经验公式。

第五章辐射换热（6学时）

第一节热辐射的基本概念

第二节黑体辐射

第三节实际固体和液体的辐射灰体

第四节黑体间的辐射换热和角系数

第五节灰体间的辐射换热

第六节气体辐射

第七节火焰辐射

第八节太阳辐射

第六章传热过程与换热器（6学时）

第一节传热过程的分析与计算

第二节换热器的形式及平均温压

第三节换热器的热计算

第四节传热的强化和隔热保温技术

第五节热管及热管换热器

本章重点：各种换热器的热计算，这是学生将来在生产实际中最有实用价值

的内容，对几种新型换热器也应有所了解。

三、主要参考书目：

1.《热处理手册》第一分册，机械工业出版社

2.《高等传热学》，高等教育出版社

本大纲撰写人：王昌龙

《材料科学基础》课程教学大纲

（BaseofMaterialScience）

课程编号061031

课程性质学科基础课

适用专业材料成型及控制工程

先修课程物理化学

后续课程专业课程、毕业设计

总学分_________4学分

一、教学目的与要求

材料科学基础是材料成型及控制工程专业的骨干课程，也是学生系统地接受专业知识

的第一门基础理论课。因此，本课程在专业教学上具有重要的地位。通过本课程的学习，将

引导学生进入专业知识的领域，了解材料科学的过去、现在和将来，材料科学的基本内容、

基础理论和研究方法。使学生逐步建立起积极的专业思想，为后续的专业课打下基础。

本课程以课堂教学为主，配合实验教学，使学生能够充分理解和消化所学的知识。

二、课程内容及学时分配

导论（1学时）

第一节什么是材料科学

第二节材料科学的形成

第三节材料科学的地位与作用

第四节各种材料概况

本章重点：充分了解材料科学的地位、作用，做好学习这门重要课程的准备。

第一章材料结构的基本知识（1学时）

第一节原子结构

一、物质的组成

二、原子的结构

三、原子的电子结构

四、元素周期表及性能的周期变化

第二节原子间的键合

一、一次键

二、二次键

三、混合键

四、结合键与其性能

本章重点：原子的结构和原子之间的各种结合键

第二章材料中的晶体结构（12学时）

第一节晶体学基础

•＞空间点阵和晶胞

二、晶向指数和晶面指数

三、晶体的对称性

四、极射投影

第二节金属的晶体结构

一、三种典型的金属晶体结构

二、晶体的原子堆垛方式和间隙

三、多晶型性

第三节合金相结构

一、固溶体

二、中间相

第四节离子晶体结构

一、离子晶体的结构规则

二、典型的离子晶体结构

三、硅酸盐的晶体结构

第五节共价晶体结构

本章重点：晶体学基础知识，金属的晶体结构

第三章晶体缺陷（6学时）

第一节点缺陷

一、点缺陷的类型和形成

二、点缺陷的平衡浓度

三、点缺陷的运动

第二节位错

一、位错的基本类型和特征

二、柏氏矢量

三、位错的运动

四、位错的弹性性质

五、位错的生成和增殖

六、实际晶体中的位错

第三节表面及界面

一、外表面和表面行为

二、晶界和亚晶界

三、李晶界

四、相界

本章重点：位错和柏氏矢量

第四章固体中原子及分子的运动（6学时）

第一节表象理论

一、菲克第一定律

二、菲克第二定律

三、扩散方程的解

四、置换型固溶体中的扩散

第二节扩散的热力学分析

第三节扩散的原子理论

一、扩散机制

二、原子跳跃和扩散系数

第四节扩散激活能

第五节无规则行走与扩散距离

第六节影响扩散的因素

第七节反应扩散

第八节离子晶体中的扩散

本章重点：扩散的宏观定律与微观机制，反应扩散及影响扩散的重要因素。

第五章材料的形变和再结晶（8学时）

第一节弹性和粘弹性

一、弹性变形的本质

二、弹性变形的特征和弹性模量

三、弹性的不完整性

四、粘弹性

第二节晶体的塑性变形

一、单晶体的塑性变形

二、多晶体的塑性变形

三、合金的塑性变形

四、塑性变形对材料组织与性能的影响

第三节回复和再结晶

一、冷变形金属在加热时的组织与性能变化

二、回复

三、再结晶

四、晶粒长大

五、再结晶织构与退火挛晶

本章重点：材料的塑性变形和再结晶。

第六章单组元相图及纯晶体的凝固（4学时）

第一节单元系相变的热力学及相平衡

一、相平衡条件和相律

二、单元系相图

第二节纯晶体的凝固

-、液态结构

二、晶体凝固的热力学条件

三、形核

四、晶体长大

五、结晶动力学及凝固组织

本章重点：相变热力学及相平衡，纯晶体的凝固。

第七章二元系相图及其合金的凝固（12学时）

第一节相图的表示和测定方法

第二节相图热力学的基本要点

一、固溶体的自由能一成分曲线

二、多相平衡的公切线原理

三、混合物的自由能和杠杆法则

四、从自由能一成分曲线推测相图

五、二元相图的几何规律

第三节二元相图分析

一、匀晶相图和固溶体凝固

二、共晶相图及其合金凝固

三、包晶相图及其合金凝固

四、溶混间隙相图与调幅分解

五、其他类型的二元相图

六、复杂二元相图的分析方法

七、根据相图推测合金的性能

八、二元相图实例分析

第四节二元合金的凝固理论

-、固溶体的凝固理论

二、共晶凝固理论

三、合金铸锭（件）的组织与缺陷

本章重点：相图热力学利相图的分析及二元合金凝固理论。

第八章三元相图（4学时）

第一节三元相图基础

一、三元相图成分表示方法

二、三元相图的空间模型

三、三元相图的截面图和投影图

四、三元相图中的杠杆定律及重心定律

第二节固态互不溶解的三元共晶相图

第三节固态有限互溶的三元共晶相图

第四节两个共晶型二元系和一个匀晶型二元系构成的三元相图

第五节包共晶型三元系相图

第六节具有四相平衡包晶转变的三元系相图

第七节形成稳定化合物的三元系相图

第八节三元相图举例

第九节三元相图小结

本章重点：三元相图基础知识和典型的三元相图

三、实践性教学内容（8学时）

1.铁碳平衡组织观察分析

2.热分析法建立二元相图

3.金属冷变形组织和再结晶组织观察

4.金相显微摄影与暗室操作

四、主要参考书目

1.《材料科学基础》胡康祥上海交通大学H1版社

2.《材料科学基础》刘智恩.西北工业大学出版社

3.《材料科学与工程》唐纳德.R.阿斯克兰.宇航出版社，1988

本大纲撰写人：张敬尧

《互换性与技术测量》课程教学大纲

（TheBaseofExchangeandMeasureTechnology）

课程编号：__________061032______________

课程性质：学科基础课

适用专业：材料成型及控制工程

先修课程：工程制图、机械原理

材料成型基础

后续课程：机械设计基础

总学分：__________1.5学分_____________

一、教学目的与要求

培养学生具有互换性、标准化与测量技术方面的基础知识和一定的工作能力，为正确选

用公差与配合及掌握测量技术打下基础。

教学要求：

1、建立互换性与标准化的基本概念。了解公差配合标准及应用；了解并熟悉有关标准的

基本术语和定义；能熟悉并且能绘制出公差与配合的图解；熟悉圆柱体公差与配合制的结构、

规律、特征及基本内容；了解其它结合件公差制的特点与主要内容；掌握选择公差与配合的

原则与方法；会应用公差表格并能正确进行图样标注。

2、建立测量的基本概念。了解测量基本原则与方法；具备一般技术测量的基本知识；了

解车间常用测量方法与测量器具的工作原理；具有初步的测量操作技能；了解测量误差的分

析和测量结果的处理方法；掌握检验圆柱形工件量规的设计方法。

二、课程内容及学时分配（27学时）

第一章互换性与标准化的基本概念（2学时）

第一节互换性的基本概念

互换性的实质及其分类。互换性与机械设计、制造、使用等方面的关系。互换性生产在

国民经济发展中的作用。

第二节标准与标准化

标准、标准化的基本概念。互换性与标准化的关系。

第三节数值分级制度和优先数系

优先数及其优先数系。

本章重点：

1.互换性的实质及分类。

2.优先数及优先数系。

第二章公差与配合的基本术语及定义（3学时）

孔和轴的定义、基本尺寸、实际尺寸、作用尺寸、最大和最小实际尺寸、极限尺寸判断

原则（泰勒原则）、尺寸偏差、极限偏差、尺寸公差、零线与尺寸公差带图、配合、间隙和过

盈、配合公差、配合公差带图、基准制的概念。

本章重点：

1.公差与配合的基本术语、定义以及相互关系。

2.尺寸公差带的特点、画法及有关术语之间的关系。

第三章测量技术基础（4学时）

第一节概述

测量的基本概念。测量对象、测量单位、测量方法和测量精度。

第二节长度基准与尺寸传递

长度基准。尺寸传递系统。

第三节量块

量块的特性与作用。

第四节测量方法分类和计量器具

测量器具和测量方法的分类。测量器具的基本度量指标。

第五节测量误差

测量误差的概念。测量误差的主要来源。测量误差的分类、特征及其处理原则。测量数

据的处理与结果的表达式。

本章重点：

1.测量技术的有关术语和定义。

2.量块的特性与作用及其使用方法。

3.测量误差的分类及其特性。

第四章圆柱体结合的公差与检测（4学时）

第一节常用尺寸的公差与配合

标准公差系列、公差单位、公差等级、尺寸分段及标准公差值。基本偏差系列。基本偏

差代号及其特点。基本偏差值及系列图。轴的基本偏差、孔的基本偏差的确定。

第二节公差与配合的选择

公差与配合的选用。基准制的选择。公差等级的选择及配合的选择。

第三节光滑工件的检测

光滑工件的检验方法。光滑极限量规的种类和用途。量规公差带的特点。量规工作尺寸

的计算。量规的形式及其选用。光滑工件尺寸检验中安全裕度的基本概念。验收极限的确定。

以及普通计量器具的选择。

本章重点：

1.《公差与配合》国家标准的构成及基本内容。

2.标准公差值确定的基本方法。

3.基本偏差的意义和作用；基本偏差确定的基本原则。

4.基准制的概念及公差与配合的标准化。

5.基本偏差代号、公差带代号及配合代号。

第五章形状和位置的公差与检测（4学时）

第一节概述

形状误差对零件使用性能的影响。形位公差的研究对象。形状和位置误差的评定准则。

形位公差的项目及其符号。

第二节形状公差与形状误差

形状公差、形状误差的定义。形状公差带的分析。

第三节基准

基准的定义。基准的种类。

第四节位置公差与位置误差

位置公差的定义。位置公差带的分析。

第五节形位公差与尺寸公差的关系

公差原则及其应用。独立原则、包容原则及最大实体原则。

第六节形位公差的选择

公差项目的选择。公差原则的确定。公差数值的给定。基准的选择及形位公差的基本标

注方法。

第六章表面粗糙度与检测（2学时）

第一节概述

表面粗糙度的含义。表面粗糙度对零件使用性能的影响。

第二节表面粗糙度的评定

表面粗糙度的评定基准：取样长度。评定长度。轮廓最小二乘中线。轮廓的算术平均中

线。表面粗糙度的评定参数：Ra、Rz、Ry、S、Sm及tp。

第三节表面粗糙度的选择及图样标注

表面粗糙度的符号及标注方法。表面粗糙度的选择原则。

本章重点：

1.表面粗糙度的基本术语及定义。

2.表面粗糙度的评定参数及其数值标准的基本内容和特点。

3.评定参数及其数值选用的原则。

第七章滚动轴承的公差与配合（2学时）

第一节概述

滚动轴承互换性的特点。

第二节滚动轴承内、外径公差带布置特点

滚动轴承与其相配件——孔、轴结合的互换性要求。滚动轴承的精度等级及其内、外圈

公差带的特点。

第三节滚动轴承与轴、外壳孔配合的选择

滚动轴承与轴、壳体孔配合的种类及选用的基本原则和方法。与滚动轴承相配的孔、轴

形位公差、表面粗糙度的选用及图样上的标注。

本章重点：

1.滚动轴承内圈内径与轴、外圈外径与外壳孔配时，分别采用的基准制。

2.滚动轴承内圈内径公差带分布的特点。

3.选择与滚动轴承相配的轴与外壳孔公差带的主要因素。

4.滚动轴承公差与配合在图样上的标注。

第八章圆锥公差与检测

略

第九章平键与花键联结的公差与检测（1学时）

第一节平键联结公差与配合

键的种类和用途。平键联结的主要几何参数。公差与配合的特点、选用及其在图样上的

标注。

第二节花键联结的公差与检测

花键的种类和用途。矩形花键的主要参数和定心方式。矩形花键联结公差与配合的特点、

选用及其在图样上的标注。

本章重点：

矩形花键的定心方式、公差与配合的特点、选用及其在图样上的标注。

第十章普通螺纹联结的公差与检测（3学时）

第一节概述

螺纹的分类、使用要求及螺纹结合的主要几何参数。

第二节螺纹主要几何参数偏差对互换性的影响

螺纹主要几何参数偏差（中径、螺距、牙型半角偏差）对互换性的影响。

第三节作用中径及中径合格性条件

作用中径的概念及中径的合格性条件。

第四节普通螺纹的公差与配合

普通螺纹直径公差带的构成、公差等级、基本偏差、旋合长度与螺纹精度以及螺纹的标

注。普通螺纹公差与配合的选用。

第十一章圆柱齿轮传动公差与检测

略

第十二章尺寸链基础（2学时）

第一节尺寸链的基本概念

尺寸链的含义、特点。尺寸链的组成和分类。尺寸链图及其画法。尺寸链作用。

第二节尺寸链各环间的基本关系

尺寸链的解法。

第三节尺寸连的计算

极值法求解尺寸链：基本公式和步骤。极值法求解的计算。反计算及中间计算问题。求

解尺寸链的其他方法：概率法、分组互换法、修配法和调整法。

三、主要参考书目

1.《互换性与测量技术》章玉麟主编北京中国林业出版社

2.《互换性与技术测量》廖念钊等编北京计量出版社出版

本大纲撰写人：陈健

《机械设计基础》课程教学大纲

（MachineDesignBasis）

课程性质：学科基础课

适用专业：材料成型及控制工程

先修课程：制图、工程力学、工程材料、

后继课程：_________苗'也课____________

总学分：4.5学分___________

一、教学目的与要求：

机械设计基础是一门培养学生具有一定机械设计能力的技术基础课。本课程在教学内

容方面应着重基本知识、基本理论和基础方法，在培养实践能力方面着重设计技能的基本训

练。

本课程的主要任务是培养学生：

1.掌握机构分析与设计的基本理论和基本方法，具有对机械系统运动方案创新设计的

初步能力；

2.掌握通用机械零件的工作原理、特点、选用和设计计算的基本知识，并初步具有设

计简单的机械和普通的机械传动装置的能力；

3.具有运用标准、规范，查阅技术资料能力、计算能力、绘图能力；

4.掌握机械设计基础的实验原理和方法，具有进行实验研究的初步能力；

5.了解机械设计的新理论、新方法。

二、课程内容

绪论（1学时）

第一节本课程研究的对象和内容

第二节本课程在教学中的位置

第三节机械设计的基本要求和一般过程

木章重点：着重介绍本课程的任务，性质及有关的基本概念，对本课程的学习方法应

作简单介绍。

第一章平面机构的自由度及速度分析（5学时）

第一节运动副及其分类

第二节平面机构运动简图

第三节平面机构的自由度

本章重点：机构运动简图的绘制、机构自由度的计算。

本章难点：机构自山度的计算。

第二章平面连杆机构（5学时）

第一节钱链四杆机构的基本形式和特性

第二节较链四杆机构有整转副的条件

第三节较链四杆机构的演化

第四节平面四杆机构的设计

本章重点：校链四杆机构的基本形式、性质、尺寸关系；较链四杆机构的设计。

本章难点:钱链四杆机构的设计。

第三章凸轮机构（5学时）

第一节凸轮机构的应用和类型

第二节从动件的常用运动规律

第三节凸轮机构的压力角

第四节图解法设计凸轮轮廓

本章重点：按给定运动规律绘制盘状凸轮轮廓曲线。

本章难点：反转法设计凸轮轮廓要正确确定从动件的反转方向，从动件在反转运动中

占据的位置及从动件的位移量。

第四章齿轮机构（10学时）

第一节齿轮机构的特点和类型

第二节齿廓实现定角速比传动的条件

第三节渐开线齿廓

第四节齿轮各部分名称及渐开线标准齿轮的基本尺寸

第五节渐开线标齿轮的啮合

第六节渐开线齿轮的切齿原理

第七节根切现象、最小齿数

第八节平行轴斜齿齿轮机构

第九节圆锥齿轮机构

本章重点：渐开线标准直齿圆柱齿轮外啮合传动的基本理论和设计计算。

本章难点：斜齿圆柱齿轮的当量齿数和直齿圆锥齿轮的背锥的概念。

第五章轮系（6学时）

第一节轮系的类型

第二节定轴轮系及其传动比

第三节周转轮系及其传动比

第四节复合轮系及其传动比

第五节轮系的应用

本章重点：轮系传动比的计算。

本章难点:周转轮系传动比的计算，正确划分轮系。

第六章机械零件设计概论（2学时）

第一节机械零件设计概述

第二节机械零件的强度

第三节机械零件的接触强度

第四节机械零件的耐磨性

第五节机械制造中的常用材料及其选择

第七节机械零件的工艺性及其标准化

第七章联接（6学时）

第一节螺纹参数

第二节螺纹副的受力分析、效率和自锁

第三节机械制造常用螺纹

第四节螺纹联接的基本类型及螺纹紧固件

第五节螺纹联接的预紧和防松

第六节螺纹联接的强度计算

第七节螺纹的材料和许用应力

第八节提高螺纹联接强度的措施

第九节键联接和花健联接

第十节销联接

本章重点：螺纹副受力分析，螺栓联接强度计算；平键联接的选用和校核计算。

本章难点：受轴向载荷的紧螺栓联接总拉伸我荷的确定。

第八章齿轮传动（9时）

第一节轮齿的失效形式

第二节齿轮材料及热处理

第三节齿轮传动的精度

第四节直齿圆柱齿