《機械設計》課程教學大綱

第頁《機械設計》課程教學大綱課程編號:012002課程名稱（中／英文）：機械設計／MechanicalDesign課程類型：平臺課、專業(yè)平臺總學時：56講課學時：56實驗學時：0學分：3.5適用對象:機械工程本科先修課程：機械制圖、材料力學、理論力學、機械原理、工程材料等后續(xù)課程：機制工藝裝備技術、機械制造工藝學、機械裝備設計開課單位：機械工程學院一、課程性質(zhì)和教學目標《機械設計》是一門培養(yǎng)學生具有機械設計能力的技術基礎課。本課程在教學內(nèi)容方面應著重基本知識、基本理論和基本方法，在培養(yǎng)實踐能力方面，應著重設計構思和設計技能的基本訓練。在以機械學為主干學科的機械類專業(yè)教學計劃中，它是主要課程之一。通過本課程的學習，要求學生達到以下目標：目標1：掌握常見通用零件的失效形式及設計方法，能夠?qū)⑦@些知識應用于機械零件的強度設計和結(jié)構設計中。目標2：掌握機械零件的設計準則，在此基礎上綜合應用機械工程專業(yè)知識進行機器整體方案設計，能夠?qū)C械工程問題的解決方案進行合理分析。目標3：掌握通用機械產(chǎn)品設計的理論與方法，能夠?qū)哂刑囟ㄐ枨蟮漠a(chǎn)品（如機床、汽車整車及零部件生產(chǎn)和裝配工藝）或系統(tǒng)的工程技術問題（如機電一體化技術和自動化控制）進行提煉和描述，確定設計目標和方案。目標4：熟悉機械工程領域的設計規(guī)范和技術標準并能夠熟練使用。目標5：加強人文修養(yǎng)，了解機械設計學科方面的工程常識、重要新技術成就及學科的發(fā)展趨向。本課程所能支撐的畢業(yè)要求、以及本課程的教學目標與畢業(yè)要求的對應關系如下:序號畢業(yè)要求指標點畢業(yè)要求指標點具體內(nèi)容本課程的教學目標與畢業(yè)要求的對應關系1畢業(yè)要求1.31.3掌握機械設計、制造、自動化等領域的專業(yè)基礎知識，能針對復雜機械工程問題進行分析與設計，揭示機械產(chǎn)品或生產(chǎn)系統(tǒng)的工作原理，確定關鍵因素。課程目標12畢業(yè)要求2.12.1能夠識別影響機械設計、制造及其自動化領域/系統(tǒng)中復雜工程問題的關鍵環(huán)節(jié)和參數(shù)；課程目標23畢業(yè)要求3.3能夠根據(jù)解決方案進行技術參數(shù)的設計計算與優(yōu)化，完成機械零部件設計、單元產(chǎn)品設計、系統(tǒng)或工藝流程的總體設計，具有創(chuàng)新意識。課程目標34畢業(yè)要求6.26.2熟悉機械工程領域的設計規(guī)范和技術標準，能夠?qū)C械工程問題的解決方案進行合理分析；課程目標45畢業(yè)要求8.18.1“求是”：樹立科學的世界觀、人生觀和價值觀，具有較強的人文社會科學素養(yǎng)，能夠正確理解個人在社會、歷史以及自然環(huán)境中的地位，具備積極進取和實干創(chuàng)新的素質(zhì)；課程目標5二、教學基本要求1、系統(tǒng)掌握關于機械設計的基本概念、基本定義和基本理論。2、系統(tǒng)地掌握普通零件和簡單機械的基本設計理論和設計方法。3、引導學生理論與實踐相結(jié)合，要求學生能較熟練地利用所學上述知識分析問題和解決問題。4、引導學生了解工程科學前沿，了解機械設計的新發(fā)展和新方向。5、注重培養(yǎng)學生的思維能力，采用的方法進行教學，培養(yǎng)和提高學生分析解決工程實際問題的能力。三、教學內(nèi)容及要求第一篇總論（反映課程目標5）第1章緒論（2學時）教學目的與要求通過本部分學習，了解機械工業(yè)在現(xiàn)代化建設中的作用，熟悉本課程的內(nèi)容、性質(zhì)與任務。教學內(nèi)容1-1機械工業(yè)在現(xiàn)代化建設中的作用1-2機器的基本組成1-3本課程的內(nèi)容、性質(zhì)和任務考核要求了解：機械工業(yè)在現(xiàn)代化建設中的作用。熟悉：本課程的內(nèi)容、性質(zhì)與任務。掌握：機器的基本組成要素。第2章機械設計總論（2學時）教學目的與要求通過本部分的學習，要求學生熟悉機器的組成，熟悉設計機器的一般程序及機械零件的設計方法、一般步驟、機械零件的材料及其選用，熟悉對機器的主要要求和設計機械零件時應滿足的基本要求，掌握機械零件的主要失效形式及設計準則；了解機械零件設計中的標準化和機械現(xiàn)代設計方法以及有關國內(nèi)外研究發(fā)展。教學內(nèi)容2-1機器的組成2-2設計機器的一般程序2-3對機器的主要要求2-4機械零件的主要失效形式2-5設計機械零件時應滿足的基本要求2-6機械零件的設計準則2-7機械零件的設計方法2-8機械零件設計的一般步驟2-9機械零件的材料及其選用2-10機械零件設計中的標準化2-11機械現(xiàn)代設計方法簡介考核要求了解：對機器的主要要求和設計機械零件時應滿足的基本要求，機械零件設計中的標準化，機械現(xiàn)代設計方法，有關國內(nèi)外研究發(fā)展。熟悉：設計機器的一般程序及機械零件的設計方法、一般步驟，，機械零件的材料及其選用掌握：機器的組成，機械零件的主要失效形式及設計準則。第3章機械零件的強度（4學時）（反映課程目標2）教學目的與要求通過本部分學習，要求學生在掌握材料的疲勞特性的基礎上掌握機械零件的疲勞強度計算方法，了解機械零件的抗斷裂強度和接觸強度。教學內(nèi)容3-1材料的疲勞特性3-2機械零件的疲勞強度計算3-2機械零件的疲勞強度計算3-3機械零件的抗斷裂強度3-4機械零件的接觸強度考核要求了解：機械零件的抗斷裂強度和接觸強度。掌握：材料的疲勞特性，機械零件的疲勞強度計算方法。第四章摩擦磨損和潤滑（2學時）（反映課程目標2）教學目的和要求通過本章學習，要求學生了解關于摩擦和磨損的基本概念，了解摩擦的分類和磨損發(fā)展過程以及磨損的機理，了解流體潤滑的基本原理，掌握動壓潤滑的基本原理，以及常用的潤滑劑、添加劑和潤滑方法。教學內(nèi)容4-1摩擦4-2磨損4-3潤滑劑、添加劑和潤滑方法4-4流體潤滑原理簡介考核要求了解：摩擦及摩擦的分類，磨損、磨損發(fā)展過程以及磨損的機理，靜壓潤滑、彈性流體動壓潤滑掌握：流體動壓潤滑的基本原理，常用的潤滑劑、添加劑和潤滑方法。第二篇連接第5章螺紋聯(lián)結(jié)和螺旋傳動（6學時）（反映課程目標1，4）教學目的和要求通過本章學習，要求學生熟悉螺紋的形成、類型和應用、螺紋的主要參數(shù)，熟悉常用螺紋連接的類型及特點和標準連接件，熟悉螺紋連接預緊的目的及預緊力矩，熟悉螺紋連接防松的目的及常用防松方法。要求學生掌握松螺栓連接和螺栓連接種情況下的受力分析和強度計算方法，熟悉螺紋連接常用材料及許用應力的確定。掌握螺栓組聯(lián)結(jié)的設計，熟悉提高螺紋聯(lián)結(jié)強度的措施，了解螺旋傳動。教學內(nèi)容5-1螺紋5-2螺紋聯(lián)結(jié)的類型和標準聯(lián)結(jié)件5-3螺紋聯(lián)結(jié)的預緊5-4螺紋聯(lián)結(jié)的防松5-5螺紋聯(lián)結(jié)的強度計算5-7螺紋聯(lián)結(jié)件的材料和許用應力5-6螺栓組聯(lián)結(jié)的設計5-8提高螺紋聯(lián)結(jié)強度的措施5-9螺旋傳動考核要求了解：螺旋傳動熟悉：螺紋的形成、類型和應用，常用螺紋連接的類型及特點和標準連接件，，螺紋連接防松的目的及常用防松方法，螺紋連接預緊的目的及預緊力矩，螺紋連接常用材料及許用應力，提高螺紋聯(lián)結(jié)強度的措施。掌握：松螺栓連接和螺栓連接種情況下的受力分析和強度計算方法，螺栓組連接的設計和受力分析。第6章鍵、花鍵、無鍵聯(lián)結(jié)和銷聯(lián)結(jié)（2學時）（反映課程目標1，4）教學目的和要求通過本章學習，要求學生掌握鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接，了解花鍵聯(lián)接和無鍵聯(lián)接。教學內(nèi)容6-1鍵聯(lián)接6-2花鍵聯(lián)接6-3無鍵聯(lián)接6-4銷聯(lián)接考核內(nèi)容了解：花鍵聯(lián)接的類型、應用，無鍵聯(lián)接。掌握：鍵連接的類型、應用、強度計算，銷連接的類型和應用。第7章鉚接、焊接、膠接和過盈聯(lián)結(jié)（課外自學）第三篇機械傳動（反映課程目標1，4）第8章帶傳動（6學時）教學目的和要求通過本章學習，要求學生了解帶傳動的基本結(jié)構、傳動類型及V帶的類型與結(jié)構，掌握帶傳動工作情況的分析，熟悉V帶傳動的設計計算及相關參數(shù)的確定方法，熟悉V帶輪設計和V帶傳動的張緊、安裝與防護。教學內(nèi)容8-1概述8-2帶傳動工作情況的分析8-3V帶傳動的設計計算8-4V帶輪設計8-5V帶傳動的張緊、安裝與防護裝置考核要求了解：傳動類型及V帶的類型與結(jié)構。熟悉：帶傳動的基本結(jié)構、工作原理，，V帶傳動的設計計算及相關參數(shù)的確定方法，V帶輪設計，V帶傳動的張緊、安裝與防護。掌握：帶傳動工作情況的分析。第9章鏈傳動（4學時）教學目的和要求通過本章學習，要求學生了解鏈傳動的特點和應用，了解滾子鏈鏈輪的結(jié)構和材料選用，熟悉傳動鏈的結(jié)構特點，掌握鏈傳動的運動分析和受力分析方法及鏈傳動的運動特性，了解滾子鏈傳動的設計計算，熟悉鏈傳動的布置、張緊和潤滑方法。教學內(nèi)容9-1鏈傳動的特點和應用9-2傳動鏈的結(jié)構特點9-3滾子鏈鏈輪的結(jié)構和材料9-4鏈傳動的工作情況分析9-5滾子鏈傳動的設計計算9-6鏈傳動的布置、張緊和潤滑考核內(nèi)容了解：鏈傳動的特點和應用，滾子鏈鏈輪的結(jié)構和材料，滾子鏈傳動的設計計算。熟悉：傳動鏈的結(jié)構特點，鏈傳動的布置、張緊和潤滑。掌握：鏈傳動的運動分析和受力分析，鏈傳動的運動特性，第10章齒輪傳動（6學時）教學目的和要求通過本章學習，要求學生了解關于齒輪傳動的特點、分類和潤滑以及圓弧齒圓柱齒輪傳動等，熟悉齒輪常用材料及其選擇原則，熟悉齒輪傳動的計算載荷的分析和計算，掌握齒輪傳動的常見失效形式和計算準則，掌握標準直齒圓柱齒輪傳動、標準斜齒圓柱齒輪傳動的強度計算和齒輪傳動的設計參數(shù)與許用應力，熟悉齒輪傳動的精度選擇、變位齒輪傳動強度計算和齒輪的結(jié)構設計。教學內(nèi)容10-1概述10-2齒輪傳動的失效形式和計算準則10-3齒輪的材料及其選擇原則10-4齒輪傳動的計算載荷10-5標準直齒圓柱齒輪傳動的強度計算10-6齒輪傳動的設計參數(shù)、許用應力與精度選擇10-7標準斜齒圓柱齒輪傳動的強度計算10-8標準圓錐齒輪傳動的強度計算10-9變位齒輪傳動強度計算概述10-10齒輪的結(jié)構設計10-11齒輪傳動的潤滑10-12圓弧齒圓柱齒輪傳動簡介了解：齒輪傳動的特點、分類和潤滑，圓弧齒圓柱齒輪傳動。熟悉：齒輪常用材料及其選擇原則，齒輪傳動的計算載荷的分析和計算，齒輪傳動的精度選擇，變位齒輪傳動強度計算，齒輪的結(jié)構設計。掌握：齒輪傳動的常見失效形式和計算準則，標準直齒圓柱齒輪傳動、標準斜齒圓柱齒輪傳動的強度計算，齒輪傳動的設計參數(shù)與許用應力。第11章蝸桿傳動（4學時）教學目的和要求通過本章學習，要求學生了解蝸桿傳動的類型，熟悉普通圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)及幾何尺寸計算，掌握普通圓柱蝸桿傳動承載能力計算，熟悉蝸桿傳動的效率、潤滑及熱平衡計算，了解圓弧齒圓柱蝸桿傳動設計計算及普通圓柱蝸桿和蝸輪的結(jié)構設計。教學內(nèi)容11-1蝸桿傳動的類型11-2普通圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)及幾何尺寸計算11-3普通圓柱蝸桿傳動承載能力計算11-4圓弧齒圓柱蝸桿傳動設計計算11-5蝸桿傳動的效率、潤滑及熱平衡計算11-6普通圓柱蝸桿和蝸輪的結(jié)構設計考核要求了解：蝸桿傳動的類型、特點和應用，圓弧齒圓柱蝸桿傳動設計計算，普通圓柱蝸桿和蝸輪的結(jié)構設計。熟悉：普通圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)及幾何尺寸計算，蝸桿傳動的效率、潤滑及熱平衡計算。掌握：普通圓柱蝸桿傳動承載能力計算。第四篇軸系零、部件第12章滑動軸承（4學時）教學目的和要求通過本章學習，要求學生了解滑動軸承的分類、特點，了解其他特殊滑動軸承，熟悉徑向滑動軸承的主要結(jié)構形式，滑動軸承的失效形式及常用材料，熟悉軸瓦的基本結(jié)構，滑動軸承潤滑劑的選用和不完全液體潤滑滑動軸承的設計計算，掌握液體動力潤滑徑向滑動軸承設計計算方法和過程。12-1概述12-2徑向滑動軸承的主要結(jié)構形式12-3滑動軸承的失效形勢及常用材料12-4軸瓦結(jié)構12-5滑動軸承潤滑劑的選用12-6不完全液體潤滑滑動軸承設計計算12-7液體動力潤滑徑向滑動軸承設計計算12-8其他形式滑動軸承簡介考核要求了解：滑動軸承的分類、特點，其他特殊滑動軸承。熟悉：徑向滑動軸承的主要結(jié)構形式，滑動軸承的失效形式及常用材料，軸瓦的基本結(jié)構，滑動軸承潤滑劑的選用，不完全液體潤滑滑動軸承的設計計算。掌握：相關基本概念，液體動力潤滑徑向滑動軸承設計計算方法和過程。第13章滾動軸承（6學時）教學目的和要求通過本章學習，要求學生了解滾動軸承的結(jié)構、材料和滾動體的分類，掌握滾動軸承的主要類型、代號和軸承類型的選擇，在熟悉滾動軸承的工作情況的基礎上，掌握滾動軸承尺寸的選擇計算和分析，以及軸承裝置的設計。教學內(nèi)容13-1概述13-2滾動軸承的主要類型及其代號13-3滾動軸承類型的選擇13-4滾動軸承的工作情況13-5滾動軸承尺寸的選擇13-6軸承裝置的設計13-7其他考核要求了解：滾動軸承的結(jié)構、材料和滾動體的分類熟悉：滾動軸承的工作情況掌握：滾動軸承的主要類型、代號和軸承類型的選擇，滾動軸承尺寸的選擇計算和分析，軸承裝置的設計。第14章聯(lián)軸器和離合器（2學時）教學目的和要求通過本章學習，要求學生了解聯(lián)軸器的種類和特性，了解離合器的種類、特性、工作原理，并熟悉聯(lián)軸器的選擇方法，對安全聯(lián)軸器及安全離合器及特殊功用及特殊構造的聯(lián)軸器及離合器有所了解。教學內(nèi)容14－1聯(lián)軸器的種類和特性14－2聯(lián)軸器的選擇14－3離合器14—4安全聯(lián)軸器及安全離合器14－4特殊功用及特殊構造的聯(lián)軸器及離合器考核要求了解：聯(lián)軸器的種類和特性，解離合器的種類、特性、工作原理，安全聯(lián)軸器，安全離合器，特殊功用及特殊構造的聯(lián)軸器及離合器。熟悉：聯(lián)軸器的選擇方法。第15章軸（4學時）（反映課程目標1，4）教學目的和要求通過本章學習，要求學生熟悉軸的功用、分類、軸設計的主要工作內(nèi)容以及軸的材料的選擇，掌握軸的結(jié)構設計的方法和應考慮的問題，熟悉軸的計算。教學內(nèi)容15-1概述（熟悉）15-2軸的結(jié)構設計15-3軸的計算考核要求熟悉：軸的功用、分類、軸設計的主要工作內(nèi)容，軸的材料的選擇，軸的計算。掌握：軸的結(jié)構設計。第16章彈簧（2學時）（反映課程目標1，4）教學目的和要求通過本章學習，要求學生了解彈簧的類型和應用情況，熟悉圓柱螺旋彈簧的結(jié)構、制造、材料及許用應力的確定，掌握圓柱螺旋壓縮（拉伸）彈簧的設計計算，熟悉圓柱螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧的設計計算。教學內(nèi)容16-1概述16-2圓柱螺旋彈簧的結(jié)構、制造、材料及許用應力16-3圓柱螺旋壓縮（拉伸）彈簧的設計計算16-4圓柱螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧的設計計算考核要求了解：彈簧的類型和應用情況。熟悉：圓柱螺旋彈簧的結(jié)構、制造、材料及許用應力的確定，圓柱螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧的設計計算。掌握：圓柱螺旋壓縮（拉伸）彈簧的設計計算。第17章機座及箱體（課外自學）第18章減速器和變速器（課外自學）（反映課程目標3）課外習題及課程討論為了幫助學生掌握課程的基本內(nèi)容，培養(yǎng)獨立分析能力和一定的研究能力，初步布置作業(yè)9次，由于該課是理論和實踐結(jié)合比較緊密的課程，適當安排一定數(shù)量的分析討論。1、課外習題：每章2—3題，內(nèi)容以設計計算及機構設計為主，對重點章節(jié)可增加習題數(shù)量。2、習題課、討論課（課外）：按下述內(nèi)容集中安排：機械強度、螺紋聯(lián)接、銷連接、帶傳動、齒輪傳動、軸、滾動軸承、滑動軸承、軸四、課程建設與改革課程采用CAI課件上課，由于本課程要求學生有較高的對工程實際的感性認識，課程中有較多的圖、表以及機械結(jié)構、機械裝置的運動演示等，通過多媒體電腦演示，較為直觀。采用課堂講課與學生查閱資料、課堂討論相結(jié)合的方法授課。五、各教學環(huán)節(jié)學時分配講課習題課討論課實驗其他合計第1章22第2章22第3章44第4章22第5章66第6章22第8章66第9章44第10章66第11章44第12章44第13章66第14章22第15章44第16章22合計5656六、考核及成績評定方式根據(jù)平時上課出勤情況，課堂討論表現(xiàn)情況，作業(yè)完成情況及課堂小測驗成績，記錄平時成績；閉卷考試；由平時成績和卷面成績得出最終成績。卷面考試成績80%+平時成績20%=100%。1.綜合評分法課程目標目標1目標2目標3目標4目標5考核環(huán)節(jié)成績比例合計（%）畢業(yè)要求1.32.13.36.28.1考核環(huán)節(jié)及成績比例（%）平時成績15520課程考核30251010580畢業(yè)要求指標點所占比例合計（%）45251