《機械原理》課程教學(xué)、育人“雙大綱”

《機械原理》課程教學(xué)、育人“雙大綱”一、課程基本信息中文名稱：機械原理英文名稱：TheoryofMachinesandMechanisms課程編碼：10S1116B、10S3116B、10S4116B課程類別：專業(yè)必修課總學(xué)時：48（理論/實驗：42/6）總學(xué)分：3適用專業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化、機械電子工程、智能制造工程先修課程：等高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、機械制圖、理論力學(xué)開課系部：機電工程系二、課程教學(xué)總體目標(biāo)《機械原理》是機械類專業(yè)的一門專業(yè)主干課程，它是研究機械共性問題的課程。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握機構(gòu)分析、機構(gòu)綜合和機械動力學(xué)的基本理論、基本知識和基本技能，并初步具有確定機械運動方案、分析和設(shè)計機構(gòu)的能力以及開發(fā)創(chuàng)新的能力。在傳授知識的同時，應(yīng)重視培養(yǎng)學(xué)生嚴謹治學(xué)、力求上進的學(xué)習(xí)態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的探索精神、創(chuàng)新意識和工程素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)道德、社會責(zé)任感和社會主義核心價值觀。具體目標(biāo)如下：（一）知識目標(biāo)：1、掌握機構(gòu)系統(tǒng)與常用機構(gòu)分析及綜合的基本理論和方法，并能夠?qū)⑦@些理論與方法應(yīng)用于機械系統(tǒng)方案的設(shè)計和分析（包括運動分析和動力分析）中；2、掌握機構(gòu)的組成原理、結(jié)構(gòu)分析方法；3、掌握常用機構(gòu)的工作原理、運動特性及設(shè)計；4、掌握機械動力學(xué)的基本知識。（二）能力目標(biāo)：1、通過綜合性設(shè)計來訓(xùn)練學(xué)習(xí)的基本知識和技能，具有初步設(shè)計和評價機構(gòu)運動方案的能力，具備分析和解決工程實踐問題的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新設(shè)計能力；2、能夠依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，合理使用技術(shù)資料，熟練應(yīng)用工具軟件，完成機械產(chǎn)品運動方案的擬定、圖紙的繪制及說明書的撰寫；3、對有關(guān)機械原理學(xué)科方面的工程常識、重要新技術(shù)成就及學(xué)科的發(fā)展趨向有所了解；4、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識，樹立正確的設(shè)計思想；5、培養(yǎng)學(xué)生實際動手能力及分析問題、解決問題的能力。6、培養(yǎng)學(xué)生具有應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊、圖冊及相關(guān)實用軟件的能力。（三）育人目標(biāo)：1、本課程是一門專業(yè)基礎(chǔ)課，也是必修課。本課程所講述的內(nèi)容是后續(xù)各方向《機械設(shè)計》、《現(xiàn)代設(shè)計理論》、《機床數(shù)控技術(shù)》等專業(yè)課程的理論基礎(chǔ)和工程基礎(chǔ)，也是機械類學(xué)生畢業(yè)設(shè)計及參與工程實踐活動不可或缺的知識基礎(chǔ)，隨著現(xiàn)代設(shè)計理論和智能技術(shù)的發(fā)展，機械原理知識的應(yīng)用在機械類專業(yè)高級技術(shù)人才的培養(yǎng)過程中處于核心地位。2、結(jié)合知識點讓學(xué)生多了解世界先進技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生的責(zé)任感和使命感；3、教學(xué)過程中嚴格要求學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生的“工匠”精神以及嚴謹求實、一絲不茍的工作作風(fēng)；4、鼓勵學(xué)生尋找問題、發(fā)現(xiàn)問題，培養(yǎng)學(xué)生知難而進的意志和毅力；5、在解題過程中，通過難點的分析和解決，使學(xué)生學(xué)會用聯(lián)系的、全面的、發(fā)展的觀點看問題，正確對待人生發(fā)展中的順境與逆境，處理好人生發(fā)展中的各種矛盾，培養(yǎng)健康向上的人生態(tài)度；6、在分組討論教學(xué)及課程設(shè)計過程中，通過合理分工和有效組織，培養(yǎng)學(xué)生團隊合作的精神；7、在實驗實踐教學(xué)中，要求學(xué)生嚴格執(zhí)行實驗室的操作規(guī)范，培養(yǎng)良好的設(shè)備安全操作習(xí)慣。三、各章節(jié)教學(xué)目標(biāo)及主要教學(xué)內(nèi)容第一章緒論知識目標(biāo)：了解機械原理的研究對象、內(nèi)容及在教學(xué)計劃中的地位；了解機械原理學(xué)科的發(fā)展趨勢。能力目標(biāo)：能夠描述生活中常見機構(gòu)及機器的運動過程及運動原理。育人目標(biāo)：結(jié)合本專業(yè)以及《中國制造2025》和中國政府的“制造業(yè)強國戰(zhàn)略”，引導(dǎo)學(xué)生樹立遠大理想和愛國主義情懷，樹立正確的世界觀、人生觀、價值觀，勇敢地肩負起時代賦予的光榮使命，全面提高學(xué)生的思想政治素質(zhì)。第二章平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析知識目標(biāo)：了解研究機構(gòu)結(jié)構(gòu)的目的；理解構(gòu)件、運動副、運動鏈、自由度、機構(gòu)等基本概念；掌握機構(gòu)運動簡圖的畫法、機構(gòu)自由度計算方法；理解平面機構(gòu)的組成原理，并能對機構(gòu)進行結(jié)構(gòu)分析。能力目標(biāo)：能夠正確繪制典型機構(gòu)的機構(gòu)運動簡圖；能夠正確計算機構(gòu)的自由度；能夠理解機構(gòu)的組成原理。育人目標(biāo)：1、養(yǎng)成繪圖時嚴格遵守國標(biāo)的習(xí)慣，培養(yǎng)良好的職業(yè)道德素養(yǎng)，增強遵紀(jì)守法意識；2、鼓勵學(xué)生按比例尺作圖、作業(yè)筆記工整、書寫認真，從細節(jié)培養(yǎng)精益求精的工匠精神。育人素材：“不以規(guī)矩，不成方圓”，“規(guī)者，正圓之器；矩者，正方之器”，前人留下的至理名言告誡人們立身處世乃至治國安邦之道。中華文明和傳統(tǒng)文化，是我們和諧發(fā)展并不斷向世界展現(xiàn)中國智慧的源泉。[教學(xué)重點]構(gòu)件、運動副、運動鏈、自由度、機構(gòu)等基本概念。[教學(xué)難點]機構(gòu)運動簡圖的畫法、機構(gòu)自由度計算方法。第三章平面機構(gòu)的運動分析知識目標(biāo)：了解機構(gòu)運動分析的任務(wù)、目的和方法；掌握用速度瞬心法機構(gòu)的作速度分析；掌握矢量方程圖解法對Ⅱ級機構(gòu)進行速度及加速度分析；了解以解析法進行平面Ⅱ級機構(gòu)運動分析的思路和方法。能力目標(biāo)：能夠利用解析法對平面機構(gòu)進行位移、速度、加速度等的運動分析。2、鼓勵學(xué)生自主學(xué)習(xí)一種計算軟件，了解現(xiàn)代設(shè)計計算方法和思路，培養(yǎng)學(xué)生獨立學(xué)習(xí)的能力。育人素材：遠古時期，人類創(chuàng)造并使用了杠桿、滑輪、斜面、螺旋等原始簡單機械。埃及在修建金字塔的過程中就使用了滾木來搬運巨石，阿基米德用螺旋將水提升至高處，也就是今天的螺旋式輸送機的始祖。所以，善于發(fā)現(xiàn)問題、勤于思考問題、勇于直面問題是科技不斷發(fā)展的動力來源。[教學(xué)重點]速度瞬心法機構(gòu)的作速度分析；矢量方程圖解法對Ⅱ級機構(gòu)進行速度及加速度分析。[教學(xué)難點]速度瞬心法機構(gòu)的作速度分析。第四章平面連桿機構(gòu)知識目標(biāo)：了解平面四桿機構(gòu)的基本形式及其演化；掌握平面四桿機構(gòu)的曲柄存在的條件、壓力角和傳動角、急回特性、機構(gòu)的死點等特性；了解平面四桿機構(gòu)的設(shè)計方法。能力目標(biāo)：能夠正確地分析連桿機構(gòu)的特性；能夠按照要求對機構(gòu)進行設(shè)計。育人目標(biāo)：1、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識，了解先進技術(shù)，增強使命感和責(zé)任感；2、培養(yǎng)學(xué)生對本專業(yè)的認同感以及對本課程學(xué)習(xí)的信心。育人素材：“玉兔號”月球車的行走機構(gòu)即采用了多連桿機構(gòu)，從而使得重心的波動不明顯，移動更加平穩(wěn)。機構(gòu)和技術(shù)的創(chuàng)新，會推動科技的進步?！靶C構(gòu)，大作用”，激發(fā)學(xué)生對本課程的認同感以及“科技強國”的使命感和責(zé)任感。[教學(xué)重點]平面四桿機構(gòu)的基本形式及其演化；平面四桿機構(gòu)的曲柄存在的條件、壓力角和傳動角、急回特性、機構(gòu)的死點等特性；平面四桿機構(gòu)的圖解法，按已知連桿三位置、連架桿三對應(yīng)位置和行程速比系數(shù)設(shè)計平面四桿機構(gòu)。[教學(xué)難點]平面四桿機構(gòu)的曲柄存在的條件、壓力角和傳動角、急回特性、機構(gòu)的死點等特性。第五章凸輪機構(gòu)知識目標(biāo)：了解凸輪機構(gòu)的應(yīng)用和分類；了解從動件的常用運動規(guī)律及常用運動規(guī)律的選擇原則；掌握凸輪機構(gòu)壓力角和自鎖的概念；掌握盤形凸輪的輪廓曲線的作圖設(shè)計法并能合理確定凸輪機構(gòu)的基本尺寸。能力目標(biāo)：能夠根據(jù)具體條件選擇從動件的運動規(guī)律；能夠根據(jù)已知的從動件運動規(guī)律圖解法設(shè)計凸輪；自主學(xué)習(xí)解析法。育人目標(biāo)：1、培養(yǎng)學(xué)生實踐能力、動手能力、發(fā)揚艱苦樸素的作風(fēng)。2、培養(yǎng)學(xué)生不斷探索、主動思考、敢于質(zhì)疑的懷疑精神和探索精神。育人素材：實踐學(xué)習(xí)中加入大量動手環(huán)節(jié)，通過拆除縫紉機模型、內(nèi)燃機模型等，讓學(xué)生了解凸輪機構(gòu)的實際應(yīng)用，同時拆卸和安裝也是一個較復(fù)雜的過程，培養(yǎng)學(xué)生不怕臟不怕累的艱苦樸素的作風(fēng)。同時引導(dǎo)學(xué)生探索有無代替的機構(gòu)或通過先進設(shè)計理念進行優(yōu)化改造。[教學(xué)重點]凸輪機構(gòu)壓力角和自鎖的概念；盤形凸輪的輪廓曲線的作圖設(shè)計法并能合理確定凸輪機構(gòu)的基本尺寸。[教學(xué)難點]盤形凸輪的輪廓曲線的作圖設(shè)計法并能合理確定凸輪機構(gòu)的基本尺寸。第六章齒輪機構(gòu)知識目標(biāo)：掌握平面齒輪機構(gòu)的齒廓嚙合基本定律；掌握漸開線直齒齒輪齒廓嚙合特性（定傳動比、可分性等)；熟悉漸開線齒輪的各部分名稱和幾何尺寸的計算方法；掌握漸開線直齒圓柱齒輪傳動：正確嚙合條件、可分性、重合度、無側(cè)隙嚙合條件等。能力目標(biāo)：能夠判斷齒輪是否能夠正確嚙合及實現(xiàn)連續(xù)傳動；能夠正確地設(shè)計漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪。勵學(xué)生戒驕戒躁、一絲不茍地按照規(guī)范要求進行，培養(yǎng)學(xué)生精益、鉆研、認真地工作作風(fēng)；2、提高學(xué)生的民族自豪感，增強文化自信和科技自信。育人素材：指南車是我國古代的文化瑰寶之一，也是古代科技成果的杰出代表。指南車巧妙利用了齒輪傳動機構(gòu)，不管車子向何方行駛，放于車子上的木人的手臂始終指向南方。山西永濟出土的秦代青銅棘齒輪，是目前世界發(fā)現(xiàn)的最早的齒輪。今天，這小小的零件，正隨著我們的高鐵、航母、飛機、潛艇……走向世界的各個角落。[教學(xué)重點]齒廓嚙合基本定律；漸開線及其性質(zhì)；漸開線直齒齒輪齒廓嚙合特性（定傳動比、可分性等)；漸開線齒輪的各部分名稱和幾何尺寸的計算方法；漸開線直齒圓柱齒輪傳動：正確嚙合條件、可分性、重合度、無側(cè)隙嚙合條件等；[教學(xué)難點]齒廓嚙合基本定律；漸開線及其性質(zhì)；漸開線直齒齒輪齒廓嚙合特性（定傳動比、可分性等)；漸開線齒輪的各部分名稱和幾何尺寸的計算方法；漸開線直齒圓柱齒輪傳動：正確嚙合條件、可分性、重合度、無側(cè)隙嚙合條件等；第七章輪系知識目標(biāo)：了解輪系的分類和應(yīng)用；掌握定軸輪系、周轉(zhuǎn)輪系和復(fù)合輪系傳動比的計算方法；了解行星輪系的選型、效率和齒輪數(shù)的選取等基本知識。能力目標(biāo)：能夠根據(jù)需要進行輪系類型的選擇；能夠正確計算傳動比。育人目標(biāo)：1、培養(yǎng)學(xué)生善于觀察、了解周邊環(huán)境、樂于因地制宜振興家鄉(xiāng)，培養(yǎng)學(xué)生“家國情懷”；2、培養(yǎng)學(xué)生刻苦鉆研的精神，發(fā)揚“大國工匠”的傳統(tǒng)。育人素材：運城東峙中條山，與黃河谷口相鄰，中條山自西南向東北穿過，受地形作用，此處有較大風(fēng)速。中條山上遍布風(fēng)力發(fā)電機組，利用風(fēng)力帶動風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn)，再通過增速器將旋轉(zhuǎn)速度提升，使發(fā)電機發(fā)電，增速器采用行星輪系。通過了解，學(xué)生即掌握了輪系的應(yīng)用，也了解了當(dāng)?shù)刈匀毁Y源，從而更好地利用本專業(yè)服務(wù)增速？動力的傳動過程是什么？安裝在風(fēng)力發(fā)電機的什么位置？從而培養(yǎng)學(xué)生刻苦鉆研的精神，發(fā)揚“大國工匠”的傳統(tǒng)。[教學(xué)重點]定軸輪系、周轉(zhuǎn)輪系和復(fù)合輪系傳動比的計算方法。[教學(xué)難點]周轉(zhuǎn)輪系和復(fù)合輪系傳動比的計算方法。第八章其他常用機構(gòu)[教學(xué)內(nèi)容與要求]了解棘輪機構(gòu)、槽輪機構(gòu)、不完全齒輪機構(gòu)等其它常用機構(gòu)的工作原理、運動特點、應(yīng)用及棘輪機構(gòu)和槽輪機構(gòu)的設(shè)計要點。第九章機構(gòu)的組合[教學(xué)內(nèi)容與要求]了解機構(gòu)的組合方式與組合機構(gòu)的原理、特點和應(yīng)用。第十章機械中的摩擦和效率[教學(xué)內(nèi)容與要求]理解運動副中摩擦的概念、摩擦力的計算和總反力方向的確定；了解機械效率、自鎖條件的確定方法。第十一章機械的運轉(zhuǎn)及其速度波動的調(diào)節(jié)[教學(xué)內(nèi)容與要求]了解研究機器運轉(zhuǎn)及其速度波動調(diào)節(jié)的目的；了解機械運轉(zhuǎn)的周期性速度波動和非周期性速度波動產(chǎn)生的原因、性質(zhì)的區(qū)別，以及它們各自的調(diào)節(jié)方法；第十二章機械的平衡[教學(xué)內(nèi)容與要求]了解機械平衡的目的和了解分類；了解剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡原理、計算方法及靜平衡實驗；了解剛性轉(zhuǎn)子的動平衡原理。[教學(xué)重點][教學(xué)難點]剛性轉(zhuǎn)子的動平衡原理、計算方法。四、有關(guān)教學(xué)環(huán)節(jié)的要求1、教學(xué)方法：教學(xué)方法包括理論知識、課堂討論、自學(xué)、實驗課、答疑。（1）理論知識：以教師課堂講授為主，閱讀參考文獻、書籍為輔。（2）課堂討論：由教師布置內(nèi)容、提供參考書，學(xué)生自己準(zhǔn)備，課堂上圍繞提出的問題進行討論。（3）自學(xué)：由教師布置自學(xué)內(nèi)容，提出重點，指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)。（4）實驗課：教師指導(dǎo)，學(xué)生獨立操作。（5）答疑：針對課程的重點和難點及學(xué)生提出的問題，教師組織進行答疑。2、教學(xué)手段：在教學(xué)過程中要掌握傳授知識和培養(yǎng)智能的辯證關(guān)系，特別注意培養(yǎng)學(xué)生的分析問題和解決問題的能力，始終貫徹教書育人的思想。講授應(yīng)靈活多樣，做到啟發(fā)式教學(xué)，重點突出、層次清楚、聯(lián)系實際。課程實驗要求在機械原理實驗室分組進行，學(xué)生應(yīng)在預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上，在教師的指導(dǎo)下進行操作，并做好觀察和記錄。課后完成相應(yīng)實驗報告。3、作業(yè)要求：作業(yè)要求尺規(guī)繪圖，整齊認真，步驟完整。4、課程考試：課程考核內(nèi)容為本大綱規(guī)定內(nèi)容，期末考核方法為閉卷考試。成績評定一般采用結(jié)構(gòu)成績，總評成