材料成型及控制工程专业《机械设计课程设计 》实践教学大纲

PAGEPAGE6《机械设计课程设计Ⅰ》课程教学大纲一、课程基本信息课程名称机械设计课程设计课程编号课程性质必修课课程类别核心课程开课单位机电工程学院授课学期第5学期学分/学时3/36实施方式课程设计适用专业机械设计制造及其自动化、车辆工程是否双语否先修课程机械制图，理论力学，材料力学，金属材料及金属工艺学，互换性与技术测量，机械原理，机械设计后续课程机械制造技术基础二、课程简介课程设计是机械设计课程中重要的实践环节。通过课程设计，使学生加深理解、验证巩固课堂教学内容；具备简单机械设计能力，掌握典型机械零件的设计方法，获得绘图、计算以及查阅资料等基本技能的训练；培养学生解决实际工程问题的能力。三、课程目标及对毕业要求指标点的支撑（一）课程目标通过本课程的学习，使学生达到以下目标：课程目标1知识目标：机械系统方案设计相关知识，零部件结构设计和零部件设计理论应用，学会机械设计方法，学会应用机械设计手册、规范和标准。课程目标2能力目标：培养学生的自主学习能力、群体合作能力、工程设计能力，突出创新能力、解决复杂问题的能力、高级思维的培养。课程目标3素养目标：树立终身学习意识,节约型社会创建意识，面对新设计问题，克服困难的勇气、团队协作完成创新设计的素质。（二）课程目标对毕业要求指标点的支撑课程目标支撑毕业要求指标点毕业要求课程目标1知识目标：机械系统方案设计相关知识，零部件结构设计和零部件设计理论应用，学会机械设计方法，学会应用机械设计手册、规范和标准。3.3能够设计满足特定需求的机械系统或制造工艺，并体现创新意识。3-设计课程目标2能力目标：培养学生的自主学习能力、群体合作能力、工程设计能力，突出创新能力、解决复杂问题的能力、高级思维的培养。4.1能够基于科学原理和方法，针对复杂机械设计与制造的工程问题，通过文献研究与调研，分析解决方案，选择研究路线或设计实验方案；4-研究课程目标3素养目标：树立终身学习意识,节约型社会创建意识，面对新设计问题，克服困难的勇气、团队协作完成创新设计的素质。8.2理解基本职业道德的含义、工程师的职业性质与社会责任，能够在工程实践中自觉遵守职业道德和规范、自觉履行责任。10.1掌握符合行业规范和要求的技术文件写作方法，能够就复杂工程问题通过书面报告及陈述发言等形式清晰表达或回应；8-职业规范10-沟通四、课程基本教学内容及对课程目标的支撑第一部分设计题目确定及设计要求设计题目：机械传动装置或简单机械。设计工作量要求：学生5-8人一组，分组完成机械设计，要求每个学生应在团队中有独立工作分工：三维图一套，二维装配图，运动仿真视频，设计说明书不少于1000字。设计时间：3周。设计内容要求：（1）能从机器功能要求出发，制定设计方案。合理选择传动机构和零件。（2）能按机器的工作状况，对机器和零件进行结构设计。（3）能按机器的工作状况，分析和计算作用在零件上的载荷，合理选择零件材料，正确计算零件的工作能力和确定零件尺寸。（4）正确绘制机器或部件的装配图和零件图，注明有关技术要求。第二部分总体方案设计1.设计内容根据设计任务拟定装置功能，进行功能设计，拟定传动方案，确定设计方案，电机选择，传动装置运动和动力参数设计。2.重点和难点重点：装置功能拟定，以及传动方案的选择。难点：传动装置运动和动力参数设计。3.学生学习预期成果通过本部分的学习，具有合理确定机械系统传动方案的能力，能够正确选择电机的类型和型号，能正确计算传动装置运动和动力参数。4.支撑课程目标采用实验室减速器拆装实验、现场拆解与课程设计相关装置、相关视频相结合的办法，完成装置功能设计，拟定工作原理，解读现有相关装置传动原理、结构及相关附件。在拆装过程中实现知识目标、能力目标及团结协作目标。支撑目标1、2、3。传动件装置设计1设计内容各类机构传动件设计、联轴器选择、减速器选择或者设计。2.重点和难点重点：根据设计方案进行相关传动件设计，减速器选择。难点：传动件精度设计。3.学生学习预期成果通过本部分的学习，使学生具备在满足结构尺寸要求、强度要求等条件下，调整凸轮/齿轮/杆件等传动参数的能力；联轴器、减速器选型能力。并熟悉传动件设计计算流程，强化传动件设计计算能力。4.支撑课程目标通过设计过程中齿轮参数的反复调整，使学生熟悉传动件设计的方法，深化相关知识，提升设计能力，在反复调整优化中培养其坚韧、耐心的素质，进而在知识、能力提升的同时，实现素质和思政目标。支撑目标1、2、3。执行部分设计1设计内容执行机构的设计计算（包括运动尺寸和零件结构尺寸），轴上传动件齿轮（带轮）、联轴器及轴承座位置、轴承位置的确定，轴的结构设计；轴承组合结构设计及齿轮结构设计；轴、轴承、键的校核计算。2.重点和难点重点：轴的结构设计；轴承组合结构设计；轴、轴承、键的校核计算。难点：在轴结构设计前，轴上传动件齿轮（带轮）、联轴器及轴承座位置、轴承位置的确定对学生是一个难点，应予以强化。轴的结构设计中各轴段长度尺寸的确定也是一个难点；在轴和轴承计算时轴承支反力的确定是一个容易出现错误的地方，轴的弯矩图绘制也是难点之一。3.学生学习预期成果通过本部分学习，使学生掌握轴结构设计的方法，即设计前必须首先确定轴上传动件齿轮（带轮、链轮）、联轴器及轴承座位置、轴承位置等，同时提高其轴、轴承计算能力，最终提升学生设计新型机械轴系结构的能力。4.支撑课程目标通过实验室减速器轴系结构拆装实验、企业现场拆装设备、相关设备视频，完成轴系结构设计、轴承组合结构设计以及轴和轴承的相关计算，使学生掌握传动件设计的方法和知识、提升设计能力，在反复调整优化的过程中培养其坚韧、耐心的素质，进而在知识、能力提升的同时，实现素质和思政目标。支撑目标1、2、3。传动部分支撑箱体及附件的设计1设计内容箱体的结构设计和附件的设计。2.重点和难点重点：箱体的结构设计中各种凸缘、凸台、筋板尺寸、箱体轮廓结构及尺寸的确定；附件的设计。难点：箱体轮廓结构尺寸的确定，凸台高度和形状的确定；另外附件螺纹的表达。3.学生学习预期成果通过本部分学习，使学生掌握箱体结构及附件设计的方法，深刻理解箱体设计的强度原则、刚度原则以及工艺原则，强化提升其设计箱体类零件的能力。提高其对附件功能的认识以及附件的选型设计和工程图表达能力。4.支撑课程目标通过减速器轴系结构拆装实验、企业现场拆装设备、相关设备视频，使学生充分掌握箱体类零件和附件的设计及选型方法，完成知识目标、能力目标，培养吃苦耐劳的精神。支撑目标1、2、3。装配图总成设计1设计内容绘制装配图、零件图三维图、二维图，关键运动部分拆分为子装配图，对装配图尺寸标注、技术特性与技术要求，装配图错误修正。2.重点和难点重点：图绘制，尺寸标注、技术要求，装配图错误修正。难点：图尺寸标注中尺寸缺失问题的解决，轴承公差标注问题，技术要求理解深度不够，装配图修正。3.学生学习预期成果通过本部分学习，使学生正确进行图尺寸标注，尽量避免装配图中的表达错误，真正提高其设计表达能力。4.支撑课程目标通过装配图、零件图尺寸标注及技术要求编制，使学生充分掌握工程图的设计表达方法，完成知识目标、能力目标，通过不断修正完善装配图中的错误，培养其坚韧、耐心、精益求精的品质，通过生生互查错误环节，提高其目标意识和团结协作能力。支撑目标1、2、3。整体装置的运动仿真分析1设计内容完成最后执行部件末端的位移、速度和加速度分析。2.重点和难点重点：整体装置运动干涉分析、执行部分末端速度、加速度分析。难点：执行部分末端速度、加速度分析。3.学生学习预期成果通过本部分学习，使学生正确使用软件进行运动装置运动仿真分析，尽量避免三维图表达或者干涉，真正提高其设计表达能力。4.支撑课程目标通过运动设计和表达，完成知识目标、能力目标，通过不断修正零件图中的错误，通过生生互查错误环节，提高其目标意识和团结协作能力。支撑目标1、2、3。设计计算说明书及答辩1设计内容设计计算说明书的编写及答辩思考准备。2.重点和难点重点：设计计算说明书的规范化、设计说明书插图不规范、设计说明书计算错误修正。难点：设计说明书计算错误修正。3.学生学习预期成果通过本部分学习，使学生能正确进行设计说明书的编写。通过答辩环节，找出设计中的错误，真正提高其设计表达能力。4.支撑课程目标通过设计计算说明书的规范化编写，完成知识目标、能力目标。通过答辩环节的锻炼，提高其思辨能力和工程设计能力，树立学无止境的理念。支撑目标1、2、3。五、课程设计内容支撑课程目标汇总序号主要内容支撑课程目标1设计题目确定及设计要求支撑课程目标1、22传动装置总体设计支撑课程目标1、23传动件设计及联轴器选择支撑课程目标1、2、34减速器轴系部件设计支撑课程目标1、2、35减速器箱体及附件的设计支撑课程目标2、36装配图总成设计支撑课程目标2、37零件工作图设计支撑课程目标2、38设计计算说明书及答辩支撑课程目标2、3课程设计程序与时间安排在规定的3周时间内完成装配图，零件图和设计说明书。序号主要内容时间分配（天）1设计准备1天2方案设计1天3零件设计计算3天4三维建模3天5仿真分析1天6装配图2天7零件图2天8整理设计说明书1天9答辩1天七、课程设计方法与指导方式课程设计采用教师集中讲解与个性化指导相结合的指导方式。现场拆解相关设备2次，集中授课2次，4学时，具体内容包括：设计任务布置、设计思路讲解、设计装配图和零件图表达。其余时间以学生为主体，利用开放实验室，让学生设计过程中随时了解认识减速器结构，每天采用个性化指导的方式集中在设计教室，当面探索解答学生遇到的设计问题，课下以qq或微信方式解答学生设计过程中遇到的问题，实现全过程指导。在课程设计地点和时间管理上统一规定，每天考勤，从而实现设计进度和设计指导全程监控，确保学习效果。八、课程设计说明书具体要求说明书书写规范，内容正确、齐全。装配图1张及零件图3张，图纸要求结构正确，表达清晰整洁。说明书主要内容包括：1目录（标题及页次）2设计任务书3引言4传动方案设计（简要说明，附传动方案简图）5运动动力学设计5传动零件工作能力设计6装置仿真分析7主要参考文献8设计小结九、课程考核及对课程目标的支撑（一）课程考核课程成绩构成（百分制）课程成绩构成比例考核环节目标分值考核/评价细则考核方式50%考核方式（百分制）60考核内容及评价细则目标分值=0.6*作业平均成绩………40考核内容及评价细则目标分值=0.4*作业平均成绩考核方式50%考核方式（百分制）70考核内容及评价细则目标分值=0.7*作业平均成绩…….30考核内容及评价细则目标分值=0.3*作业平均成绩“课程成绩构成”填写各过程性考核环节。“课程成绩构成比例”填写各过程性考核环节占总成绩比重。“考核环节”填写过程性考核的各个环节名称。“目标分值”填写各考核各环节的