《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程教學(xué)大綱

1、PAGE PAGE - 8 -本科生課程大綱課程名稱機(jī)械設(shè)計(jì)（Mechanical Design）課程代碼081202101225課程屬性學(xué)科基礎(chǔ)課時(shí)/學(xué)分64/3.5課程性質(zhì)必修實(shí)踐學(xué)時(shí)16責(zé)任教師課外學(xué)時(shí)16課程屬性：公共基礎(chǔ)/通識(shí)教育/學(xué)科基礎(chǔ)/專業(yè)知識(shí)/工作技能，課程性質(zhì)：必修、選修一、 課程介紹 1.課程描述：機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的核心課程，是一門論述通用機(jī)械零部件在滿足包括海洋特殊環(huán)境在內(nèi)的環(huán)境條件下工作需求的設(shè)計(jì)原理、設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)規(guī)律的必修課程。課程主要內(nèi)容包括聯(lián)接件、傳動(dòng)件、軸系零部件、基座和箱體等零部件的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、設(shè)計(jì)方法及設(shè)計(jì)步驟、校核與分析等內(nèi)容。結(jié)合實(shí)

2、驗(yàn)、設(shè)計(jì)性大作業(yè)等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生解決工程實(shí)踐問(wèn)題中的機(jī)械設(shè)計(jì)能力，為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)相關(guān)專業(yè)課程和日后從事機(jī)械設(shè)計(jì)工作打下良好的基礎(chǔ)。2.設(shè)計(jì)思路：依據(jù)2016版機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)人才培養(yǎng)方案，對(duì)應(yīng)畢業(yè)生應(yīng)具備的知識(shí)和能力相關(guān)要求，本課程在課堂講授教學(xué)內(nèi)容方面應(yīng)著重基本知識(shí)、基本理論和基本方法，在培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力方面應(yīng)著重設(shè)計(jì)技能的基本訓(xùn)練，同時(shí)注意培養(yǎng)學(xué)生正確的設(shè)計(jì)思想和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)，提高學(xué)生對(duì)機(jī)械技術(shù)工作的適應(yīng)性，培養(yǎng)其開發(fā)創(chuàng)新能力，并能夠使用合適的管理體系，協(xié)調(diào)組織任務(wù)，合理調(diào)配資源，提升工作質(zhì)量和效率。課程對(duì)應(yīng)的畢業(yè)生能力支撐矩陣要求見下表。序號(hào)課程內(nèi)容機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其

3、自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)生能力要求1.41.62.12.22.32.53.13.23.33.51機(jī)械設(shè)計(jì)總論2聯(lián)接件、傳動(dòng)件、軸系零部件、基座和箱體等零部件設(shè)計(jì)3課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)4設(shè)計(jì)性大作業(yè)具體要求學(xué)生掌握以下專業(yè)知識(shí)和技能：（1）掌握機(jī)械設(shè)計(jì)原理與方法，并可應(yīng)用于機(jī)械零部件設(shè)計(jì)過(guò)程中的計(jì)算、分析、研究，并在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)。（2）能夠針對(duì)滿足實(shí)用性、可靠性、穩(wěn)定性等要求，研究分析機(jī)械零部件的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性、可靠性、振動(dòng)、腐蝕等問(wèn)題，并可獲得有效結(jié)論。（3）能夠設(shè)計(jì)滿足陸上及水下作業(yè)等特定工作環(huán)境，及輕量化、智能化、美觀化等特定要求的機(jī)械部件，同時(shí)考慮社會(huì)、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素。

4、（4）掌握常見機(jī)械產(chǎn)品所用制造技術(shù)與材料的種類、牌號(hào)、性能、加工方法及其適用場(chǎng)合，在設(shè)計(jì)過(guò)程中能綜合考慮使用環(huán)境、材料與零部件選擇、加工方法及成本、裝配、控制、通訊、搬運(yùn)等工程設(shè)計(jì)要素。（5）能夠在團(tuán)隊(duì)中發(fā)揮骨干作用；具有一定的組織管理能力、較強(qiáng)的自我控制能力和人際交往能力，能以機(jī)械為主體整合與其相關(guān)的多個(gè)領(lǐng)域；具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，自信、靈活地處理新的人際環(huán)境和職場(chǎng)環(huán)境。（6）掌握文獻(xiàn)檢索、資料查詢及運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)跟蹤并獲取信息的方法，并能夠就復(fù)雜機(jī)械工程問(wèn)題與業(yè)界同行及社會(huì)公眾使用工程技術(shù)語(yǔ)言和通俗易懂的方式進(jìn)行有效溝通和交流，包括撰寫報(bào)告和設(shè)計(jì)文稿、陳述發(fā)言、清晰表達(dá)或回應(yīng)指令。（7）了

5、解機(jī)械行業(yè)國(guó)際和國(guó)內(nèi)相關(guān)的開發(fā)、設(shè)計(jì)、管理和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及其管理和保證體系，并能夠使用合適的管理體系，協(xié)調(diào)組織任務(wù)，合理調(diào)配資源，提升工作質(zhì)量和效率。3. 課程與其他課程的關(guān)系：先修課程：畫法幾何與機(jī)械制圖、理論力學(xué)、材料力學(xué)、機(jī)械原理、工程材料。在上述課程知識(shí)基礎(chǔ)上，以解決機(jī)械設(shè)計(jì)問(wèn)題為目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力，并為后期專業(yè)課程的學(xué)習(xí)及畢業(yè)設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。二、課程目標(biāo)本課程的目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的工程觀點(diǎn)和工程設(shè)計(jì)能力，達(dá)到華盛頓公約要求的國(guó)際工程師認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，培養(yǎng)符合國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)需要的工程技術(shù)人才。（1）使學(xué)生掌握設(shè)計(jì)和選用通用機(jī)械零部件的基本理論、方法和機(jī)械設(shè)計(jì)的一般規(guī)律，具有設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)裝置和簡(jiǎn)

6、單機(jī)械的能力；（2）樹立正確的設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際、調(diào)查研究、刻意創(chuàng)新的作風(fēng)，以及解決機(jī)械設(shè)計(jì)問(wèn)題的能力，了解國(guó)家當(dāng)前的有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策；（3）培養(yǎng)學(xué)生具有運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)、圖冊(cè)和查閱有關(guān)技術(shù)資料的能力、計(jì)算能力、繪圖能力和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)能力；（4）使學(xué)生掌握典型零件的實(shí)驗(yàn)方法，軸系結(jié)構(gòu)與傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)及組合并獲得實(shí)驗(yàn)技能的基本訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生具有實(shí)驗(yàn)研究的初步能力和工程實(shí)踐能力；（5）使學(xué)生對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的新發(fā)展有所了解，并根據(jù)學(xué)科發(fā)展動(dòng)態(tài)，對(duì)課程內(nèi)容作必要調(diào)整；（6）培養(yǎng)學(xué)生在機(jī)械設(shè)計(jì)方面具有市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)意識(shí)和創(chuàng)新能力。三、學(xué)習(xí)要求機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械制造及其自動(dòng)化專業(yè)核心專業(yè)基礎(chǔ)課程，涉及到力學(xué)

7、、數(shù)學(xué)、化學(xué)、工程與技術(shù)等諸多學(xué)科綜合，是培養(yǎng)學(xué)生成為合格工程師所必備的理論基礎(chǔ)和專業(yè)技能的教育課程。該課程具有實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，因此在校期間不僅要培養(yǎng)扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和實(shí)踐能力，而且要有意識(shí)地參與現(xiàn)實(shí)工程實(shí)踐，例如尋找機(jī)會(huì)參觀工廠、參觀展覽會(huì)、完成實(shí)驗(yàn)并撰寫報(bào)告等。要完成以上學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)生必須： （1）按時(shí)上課、認(rèn)真聽講，積極參與課堂討論及典型案例分析。本課程將包含課下作業(yè)、討論、課下設(shè)計(jì)性大作業(yè)等活動(dòng)。 （2）保質(zhì)保量的按時(shí)完成課程作業(yè)，選擇典型題目作課堂討論，提升學(xué)習(xí)效果。 （3）根據(jù)實(shí)際情況，以3-5人小組為單位，通過(guò)參觀工廠、參觀展覽會(huì)、市場(chǎng)調(diào)研等，自行確定機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)方案、裝備技術(shù)

8、發(fā)展等主題，討論完成技術(shù)報(bào)告并作交流討論。本課程重視、獎(jiǎng)勵(lì)參與科研活動(dòng)中提煉的機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)問(wèn)題及其形成的完整報(bào)告。 （4）完成規(guī)定的實(shí)驗(yàn)并撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。（5）完成設(shè)計(jì)性大作業(yè)，包括設(shè)計(jì)圖紙和撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。四、教學(xué)內(nèi)容（一）課堂教學(xué)內(nèi)容內(nèi)容順序主題計(jì)劃課時(shí)主要內(nèi)容概述1.機(jī)械設(shè)計(jì)總論緒論1機(jī)器的基本組成要素；課程的特點(diǎn)、內(nèi)容、性質(zhì)與任務(wù)。機(jī)械零件的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)2設(shè)計(jì)機(jī)器的一般程序及主要要求；機(jī)械零件的主要失效形式和基本設(shè)計(jì)要求、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則；材料及其選用原則；零件設(shè)計(jì)中的標(biāo)準(zhǔn)化及現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法。機(jī)械零件的強(qiáng)度3載荷與應(yīng)力的分類；材料的疲勞特性；機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算；機(jī)械零件的接觸強(qiáng)度；機(jī)械零件的抗斷裂

9、強(qiáng)度；機(jī)械零件的剛度及動(dòng)態(tài)特性；機(jī)械零件的可靠性設(shè)計(jì)。2. 摩擦學(xué)基礎(chǔ)摩擦、磨損及潤(rùn)滑概述2摩擦、磨損和潤(rùn)滑的基礎(chǔ)知識(shí)，潤(rùn)滑劑及添加劑。3. 聯(lián)接設(shè)計(jì)螺紋聯(lián)接和螺旋傳動(dòng)6螺紋；螺紋聯(lián)接的類型及標(biāo)準(zhǔn)件；預(yù)緊和防松；單個(gè)螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算，螺栓組設(shè)計(jì)要點(diǎn)。螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算；螺紋聯(lián)接件的材料及許用應(yīng)力；提高螺紋聯(lián)接強(qiáng)度的措施；螺旋傳動(dòng)。軸轂聯(lián)接2鍵聯(lián)接；花鍵聯(lián)接；無(wú)鍵聯(lián)接；銷聯(lián)接及其它聯(lián)接簡(jiǎn)介。4. 傳動(dòng)設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)3傳動(dòng)類型、特點(diǎn)的綜述；帶傳動(dòng)的分類及特點(diǎn)；帶傳動(dòng)工作情況分析；帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算；帶輪設(shè)計(jì)；帶傳動(dòng)的張緊、安裝與防護(hù)。鏈傳動(dòng)3鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)及應(yīng)用；傳動(dòng)鏈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；滾子鏈鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料；

10、鏈傳動(dòng)的工作情況分析；滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算；鏈傳動(dòng)的布置、張緊、潤(rùn)滑和防護(hù)。齒輪傳動(dòng)6齒輪傳動(dòng)概述；失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則；材料及其選用原則；齒輪傳動(dòng)的計(jì)算載荷；圓柱直齒輪傳動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算；圓柱斜齒輪強(qiáng)度計(jì)算；標(biāo)準(zhǔn)錐齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算；齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)參數(shù)、許用應(yīng)力和精度選擇；齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑。蝸桿傳動(dòng)2蝸桿傳動(dòng)的類型；普通圓柱蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算；普通圓柱蝸桿傳動(dòng)承載能力的計(jì)算；圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算；普通圓柱蝸桿傳動(dòng)的效率、潤(rùn)滑及熱平衡計(jì)算；圓柱蝸桿和蝸輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。5. 軸系設(shè)計(jì)滑動(dòng)軸承4概述，滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)和軸瓦材料，非液體摩擦軸承設(shè)計(jì)計(jì)算，流體動(dòng)壓軸承簡(jiǎn)介，液體動(dòng)

11、壓滑動(dòng)軸承的計(jì)算要點(diǎn)，多油楔動(dòng)壓軸承簡(jiǎn)介。滾動(dòng)軸承6滾動(dòng)軸承的構(gòu)造、類型、代號(hào)及其類型選擇，滾動(dòng)軸承的承載能力計(jì)算，軸系部件結(jié)構(gòu)、潤(rùn)滑與密封。聯(lián)軸器、離合器及制動(dòng)器2聯(lián)軸器、離合器及制動(dòng)器的類型、應(yīng)用及選擇。軸3軸的概述，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，軸的強(qiáng)度及剛度計(jì)算。8. 彈簧設(shè)計(jì)彈簧2概述，材料及許用應(yīng)力，圓柱螺旋彈簧設(shè)計(jì)。9. 機(jī)座和箱體設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介機(jī)座和箱體1機(jī)座和箱體的截面形狀及肋板布置；機(jī)座和箱體設(shè)計(jì)概要。（二）實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容1課程實(shí)驗(yàn)序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)要求實(shí)驗(yàn)類型每組人數(shù)1機(jī)械設(shè)計(jì)陳列展示2必修綜合342螺栓連接特性實(shí)驗(yàn)2必修設(shè)計(jì)343帶傳動(dòng)特性實(shí)驗(yàn)2必修設(shè)計(jì)344齒輪傳動(dòng)效率測(cè)定實(shí)驗(yàn)2必修綜

12、合345液體動(dòng)壓軸承特性實(shí)驗(yàn)2必修驗(yàn)證346典型機(jī)械結(jié)構(gòu)展示及拆裝與測(cè)繪4選修綜合347軸系結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)4必修設(shè)計(jì)348機(jī)構(gòu)與機(jī)械傳動(dòng)方案創(chuàng)新設(shè)計(jì)2選修設(shè)計(jì)342、課下設(shè)計(jì)性大作業(yè)每個(gè)大作業(yè)的工作量一般為 A3 或 A2 圖紙一張，設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份。螺紋聯(lián)接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；螺旋傳動(dòng)設(shè)計(jì)；帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)；齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)；軸系部件組合設(shè)計(jì)。 五、參考教材與主要參考書1、參考教材機(jī)械設(shè)計(jì). 濮良貴等主編. 北京: 高等教育出版社, 2006年第八版.2、主要參考書機(jī)器和機(jī)構(gòu)綜合與分析（英文版）. RL諾頓（美）. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2004年第2版.機(jī)械工程設(shè)計(jì)Mechanica Engineering Design（英文版）. 約瑟夫 E希格利 （Joseph EShigley）, 查爾斯 R 米施克（Charles RMischke）（美）. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2002年第6版.機(jī)械設(shè)計(jì). 吳宗澤, 劉瑩等. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2003.機(jī)械設(shè)計(jì)與理論. 李國(guó)柱等. 北京: 科學(xué)出版社, 2003.機(jī)械設(shè)計(jì). 宋寶玉等. 北京: 高等教育出版社, 2010.機(jī)械設(shè)計(jì). 李良軍等. 北京: 高等教育出版社, 2010.六、成績(jī)?cè)u(píng)定（一）考核方式 E.其他 ：A.閉卷考試 B.開卷考試 C.論文 D.考查 E.其他（二）成績(jī)綜合評(píng)分體系： 成