《机械设计基础及训练》课程教学大纲

《机械设计基础及训练》教学大纲课程编号：13180015英文名称：FundamentalsandPracticeofMachineryDesign学分：2学时：总学时40学时，其中理论24学时，实践16学时先修课程：高等数学、线性代数、大学物理、工程制图课程类别：专业课程授课对象：高分子材料与工程教学单位：化学化工学院修读学期：第5学期一、课程描述和目标《机械设计基础及训练》课程是面向高分子材料与工程专业学生的一门必修专业课。通过本课程的学习，使学生能够识别高分子材料与工程领域相关的典型机械零件和机构，理解其基本功能和基本原理，掌握其基本知识，具备科学选择和应用典型简单机械零件和机构的基本能力，拓展专业相关的综合素养，同时注意培养科学、创新的设计思想和严谨、踏实的工作作风。课程目标1：学生对机械零件和机构的基本结构、基本功能、基本原理和基本知识有较全面、系统的学习，了解机械设计的基本流程，建立较为完整的知识体系。课程目标2：学生能够识别典型机械零件和机构的基本结构、基本功能，理解其工作的科学原理并进行准确、清晰的绘图表达。课程目标3：学生能够通过科学的简单分析，选择和应用合适的机械零件和机构，实现简单的运动功能并满足强度要求。二、课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求指标点课程目标权重指标点1-2.能针对材料生产与加工领域等问题建立数学模型并求解。课程目标1H指标点2-2.能基于相关科学原理和数学模型方法正确表达材料生产和加工领域复杂工程问题。课程目标2M指标点3-1.掌握工程设计和产品开发全周期、全流程的基本设计/开发方法和技术，了解影响设计目标和技术方案的各种因素。课程目标2M指标点4-3.能够根据实验方案构建实验系统，安全地开展实验，正确地采集实验数据。课程目标2M课程目标3三、教学内容、基本要求与学时分配序号教学内容基本要求及重、难点（含德育要求）学时教学方式对应课程目标1绪论1.了解课程的对象、内容、性质和任务。2.掌握机械设计的原则、程序、方法和步骤。1讲授式讨论式学导式课程目标12机械设计基础知识1.了解机械零件失效形式和设计准则，掌握载荷、应力等基本概念。2.了解机械设计中常用材料及其选择。3.了解机械零件的工艺性和标准化。1讲授式练习式启发式课程目标23平面机构的结构分析1．掌握运动副（高副、低副）、自由度、约束、运动链等知识；2．掌握平面自由度的计算公式，分析常见机构的自由度；3．掌握平面机构具有确定运动的条件；4．理解常见机构中的复合铰链、虚约束、局部自由度等。3讲授式练习式启发式课程目标1课程目标24平面连杆机构分析与设计1.掌握平面连杆机构的组成和分类。2.掌握机构运动简图画法。3.熟悉铰链四杆机构特性及应用，理解工作原理。3讲授式练习式启发式课程目标1课程目标25凸轮机构分析与设计1.掌握凸轮的结构、种类、特点，理解工作原理。2.熟悉常用从动件运动规律及应用。2讲授式启发式课程目标2课程目标36间歇运动机构1．掌握棘轮传动机构的运动特性及其应用；2．掌握槽轮传动机构的运动特性及其应用；3.了解各种间歇运动机构的适用场景。2讲授式启发式课程目标2课程目标37螺纹联接1.了解螺纹的类型、特点及其应用，掌握螺纹的主要几何参数。2.掌握螺纹联接的强度计算。3.掌握螺栓组的设计方法。2讲授式练习式启发式课程目标2课程目标38轴毂和轴间联接1.了解键、花键等轴毂联接的类型、特点及应用。2.了解联轴器、离合器等轴间联接的类型、特点及应用。1讲授式启发式课程目标2课程目标39挠性传动1.掌握带传动的特点、类型及其应用，理解工作原理。2.了解链传动的类型、特点及其应用，理解工作原理2讲授式启发式课程目标2课程目标310齿轮传动1.掌握齿轮传动的特点、类型及其应用，理解工作原理。2.了解齿轮主要几何参数、强度校核及其设计方法。3讲授式练习式启发式课程目标2课程目标311轮系掌握定轴轮系的功能和传动比计算，了解行星轮系和组合轮系的功能和传动比计算。2讲授式练习式启发式课程目标2课程目标312轴的结构分析与设计1.了解轴的分类。2.掌握轴的受力分析方法。3.了解轴的结构设计。1讲授式启发式课程目标2课程目标313轴承的设计与选择1.了解滑动轴承的结构、特点及应用。2.掌握滚动轴承的结构、特点，了解代号和应用。3.了解轴承的设计方法。1讲授式启发式课程目标2课程目标3合计242.实验项目序号实验项目实验内容与要求学时类型对应课程目标1平面机构的功能验证与简图测绘1.验证几种典型平面机构的功能。2.测绘几种典型平面机构，并画出其运动简图。2验证课程目标22渐开线齿廓的范成和齿轮参数的测定1.验证直齿圆柱齿轮渐开线齿廓的范成。2.测定标准直齿圆柱齿轮的几何参数。2验证课程目标23减速器的功能验证、拆装与结构分析1.验证减速器的功能。2.拆装减速器，分析其结构特点。2验证课程目标34盘形凸轮轮廓曲线设计绘制对心/偏置尖端移动从动件盘形凸轮。绘制对心/偏置滚子移动从动件盘形凸轮。2设计课程目标25机构运动创新设计1.平面机构组成原理的拼装设计实验。2.平面机构创新设计的拼装设计实验4设计课程目标36计算机辅助机械设计CAD的简单应用操作1.学习CAD的简单操作。2.应用CAD绘制机构简图、装置原理图。2演示设计课程目标2合计16四、课程教学方法采用集中讲授、提问、讨论、练习等教学方式。五、学业评价和课程考核（一）考核方式及具体要求序号教学环节课程目标1（分值）课程目标2（分值）课程目标3（分值）合计1平时作业101010302实验5105204期末考试15201550课程目标对应分值304030100（二）考核与评价标准1.平时成绩考核与评价标准分值观测点90-100分70-89分60-69分0-59分作业按时完成，90%以上的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握到位。能够利用理论知识识别、分析机械设计领域相关专业问题。按时完成，70%以上的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握较到位。能够较好利用理论知识识别、分析机械设计领域相关专业问题。延时完成，60%以上的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握基本到位。利用理论知识对机械设计领域相关专业问题有一定的识别、分析。不交和补交，50%以下的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握有偏差。不能利用理论知识对机械设计领域相关专业问题进行识别、分析。2.实验成绩考核与评价标准分值观测点90-100分70-89分60-69分0-59分实验报告报告中对实验过程叙述详细、概念正确，语言表达准确，结构严谨，条理清楚，逻辑性强，自己努力完成，没有抄袭。对实验过程中存在问题分析详细透彻、规范、全面，实验心得体会深刻，有自己的个人见解和想法。报告中对实验过程叙述较为详细、概念正确，语言表达准确，结构严谨，条理清楚，逻辑性强，自己努力完成，没有抄袭。对实验过程中存在问题分析较为详细透彻、规范、全面，实验心得体会深刻。报告中对实验过程叙述简单，没有抄袭。对实验过程中存在问题有简单分析和描述。实验心得体会不够深刻，缺乏新意。没有交报告。基本上是抄袭。内容太空泛，太简单。3.期末试卷考核与评价标准根据课程目标及教学内容，设计期末考核试题，综合检验学生对课程相关知识的掌握、综合应用及解决复杂问题的能力，根