《機械設(shè)計B》教學(xué)大綱

《機械設(shè)計B》教學(xué)大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：01130271課程性質(zhì)：學(xué)科基礎(chǔ)必修課學(xué)分：3學(xué)分學(xué)時：48學(xué)時（理論40學(xué)時，實驗8學(xué)時）先修課程：機械制圖、理論力學(xué)、材料力學(xué)、機械工程材料、機械原理等后續(xù)課程：機械制造技術(shù)、機械設(shè)計創(chuàng)新、畢業(yè)設(shè)計等適用專業(yè)：機械電子工程開課單位：機械工程學(xué)院一、課程說明《機械設(shè)計B》是培養(yǎng)學(xué)生具有機械設(shè)計能力的一門學(xué)科基礎(chǔ)必修課程，本課程的主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生掌握通用零部件的設(shè)計原理、方法和機械設(shè)計的一般規(guī)律，具有設(shè)計一般機械的能力；具有運用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊、圖冊和查閱有關(guān)技術(shù)資料的能力；掌握典型機械零件的實驗方法，獲得實驗技能的基本訓(xùn)練；對機械設(shè)計的新發(fā)展有所了解。該課程將為學(xué)生在今后工作中解決機械技術(shù)問題打下一定的基礎(chǔ)，也為學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)課程打下必要的基礎(chǔ)。二、課程目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達到如下目標(biāo)：課程目標(biāo)1：掌握常見通用零件的失效形式及設(shè)計方法，并熟練運用機械工程領(lǐng)域中的設(shè)計規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，針對機械傳動提出多種技術(shù)方案，分析影響因素，并對其進行對比和論證，獲得合理的傳動方案。課程目標(biāo)2：掌握機械零件的設(shè)計準(zhǔn)則，在此基礎(chǔ)上綜合應(yīng)用機械工程專業(yè)知識進行機器整體方案設(shè)計。采用合適的設(shè)計計算和分析方法，對復(fù)雜工程問題進行建模分析，初步具備設(shè)計通用機械傳動裝置和設(shè)備的能力。課程目標(biāo)3：能夠針對機械傳動所涉及的零部件工作特性和使用條件進行性能實驗，并對其完成數(shù)據(jù)采集和分析，通過查找資料撰寫實驗報告。培養(yǎng)學(xué)生對機械工程問題的實驗設(shè)計、分析與解釋數(shù)據(jù)能力，同時培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和科學(xué)精神。三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求《機械設(shè)計B》課程教學(xué)目標(biāo)對機械電子工程專業(yè)畢業(yè)要求的支撐見表1。

表1課程教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點課程目標(biāo)支撐強度2.問題分析2.3能夠根據(jù)數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和機電工程科學(xué)的基本原理，并結(jié)合文獻研究，比較不同的解決方案，以獲得有效結(jié)論。課程目標(biāo)1：掌握常見通用零件的失效形式及設(shè)計方法，并熟練運用機械工程領(lǐng)域中的設(shè)計規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，針對機械傳動提出多種技術(shù)方案，分析影響因素，并對其進行對比和論證，獲得合理的傳動方案。H3.設(shè)計/開發(fā)解決方案3.1掌握機電工程設(shè)計和產(chǎn)品開發(fā)的基本方法和技術(shù)，能夠根據(jù)需求確定設(shè)計目標(biāo)，并研究確定技術(shù)方案。課程目標(biāo)2：掌握機械零件的設(shè)計準(zhǔn)則，在此基礎(chǔ)上綜合應(yīng)用機械工程專業(yè)知識進行機器整體方案設(shè)計。采用合適的設(shè)計計算和分析方法，對復(fù)雜工程問題進行建模分析，初步具備設(shè)計通用機械傳動裝置和設(shè)備的能力。H4.研究4.2能夠基于科學(xué)原理并采用科學(xué)方法對機電工程領(lǐng)域相關(guān)的復(fù)雜工程問題選擇研究路線，設(shè)計實驗方案；課程目標(biāo)3：能夠針對機械傳動所涉及的零部件工作特性和使用條件進行性能實驗，并對其完成數(shù)據(jù)采集和分析，通過查找資料撰寫實驗報告。培養(yǎng)學(xué)生對機械工程問題的實驗設(shè)計、分析與解釋數(shù)據(jù)能力，同時培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和科學(xué)精神。M注：表中“H（高）、M（中）”表示課程與相關(guān)畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)度。四、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配1.理論部分理論部分的教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配見表2。表2教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求，教學(xué)重點難點理論學(xué)時實驗學(xué)時對應(yīng)的課程目標(biāo)概述1.1機械零件、部件、通用零件和專用零件的概念1.2本課程的研究對象、內(nèi)容、性質(zhì)和任務(wù)1.3本課程的特點及學(xué)習(xí)方法教學(xué)要求：要求學(xué)生了解本課程研究的對象、內(nèi)容及其地位、作用和任務(wù)，了解機械設(shè)計學(xué)科發(fā)展的趨勢。重點:本課程研究的對象、內(nèi)容。123機械設(shè)計總論2.1機器的組成2.2機械設(shè)計的基本要求、一般程序和方法2.3機械零件設(shè)計的基本要求、一般步驟2.4機械零件的主要失效形式及設(shè)計計算準(zhǔn)則教學(xué)要求：要求學(xué)生了解機器和機械零件設(shè)計的基本要求，掌握零件的主要失效形式、設(shè)計準(zhǔn)則；了解現(xiàn)代設(shè)計方法。重點：機械零件的失效形式分析和計算準(zhǔn)則。難點：機械零件的失效形式分析和計算準(zhǔn)則。11、3螺紋連接3.1螺紋、螺紋聯(lián)接的類型及應(yīng)用3.2螺紋聯(lián)接的預(yù)緊和防松3.3螺栓組聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計3.4提高螺栓聯(lián)接強度的措施。教學(xué)要求:要求學(xué)生了解螺紋、螺紋聯(lián)接的主要類型、特點和應(yīng)用，掌握螺紋聯(lián)接的預(yù)緊和防松，掌握螺栓組聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計，了解提高螺紋聯(lián)接強度的措施。重點:螺紋的參數(shù)、螺紋聯(lián)接的類型、螺紋聯(lián)接的預(yù)緊和防松、螺栓組聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計。難點:提高螺栓聯(lián)接強度的措施。31、2、3鍵、花鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接4.1鍵的分類、特點及工作原理4.2平鍵聯(lián)接的強度計算4.3花鍵聯(lián)接的類型、定心方式和應(yīng)用4.4銷聯(lián)接的種類和應(yīng)用教學(xué)要求:要求學(xué)生了解平鍵聯(lián)接的主要類型、特點及應(yīng)用，掌握平鍵的類型及尺寸的選擇方法，并能對平鍵聯(lián)接進行強度校核計算，了解花鍵聯(lián)接的類型、特點和應(yīng)用，了解銷聯(lián)接的類型、特點及應(yīng)用。重點:平鍵聯(lián)接的類型及尺寸選擇、平鍵聯(lián)接的失效形式、強度計算。難點:平鍵聯(lián)接的失效形式、強度計算。21、2、35.帶傳動5.1概述5.2帶傳動的受力析與運動特5.3普通V帶傳動的設(shè)計計算5.4普通V帶輪設(shè)計5.5帶傳動的張緊、使用與維護教學(xué)要求：要求學(xué)生了解帶傳動的類型、特點和應(yīng)用，熟悉普通V帶的結(jié)構(gòu)及其標(biāo)準(zhǔn)、普通V帶傳動的張緊方法和裝置，掌握帶傳動的工作原理、受力分析、彈性滑動及打滑現(xiàn)象，普通V帶傳動的失效形式及設(shè)計準(zhǔn)則，了解柔韌體摩擦的歐拉公式、帶的應(yīng)力及其變化規(guī)律，具備設(shè)計普通V帶傳動的能力。重點:帶傳動的工作情況分析和普通V帶傳動的設(shè)計計算。難點:帶傳動的極限有效拉力及其影響因素、帶的彈性滑動和打滑的形成機理。621、2、36.鏈傳動6.1概述6.2傳動鏈的結(jié)構(gòu)特點6.3滾子鏈鏈輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計6.4鏈傳動的運動特性6.5鏈傳動的受力6.6分析鏈傳動的布置、張緊與潤滑教學(xué)要求：要求學(xué)生了解鏈傳動的工作原理、特點及應(yīng)用，了解套筒滾子鏈的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)格及鏈輪的結(jié)構(gòu)特點，掌握鏈傳動運動特性，了解鏈傳動的布置、張緊和潤滑。重點：鏈傳動的運動特性、鏈傳動規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn)。難點：鏈傳動的運動特性。21、2、37.齒輪傳動7.1概述7.2齒輪傳動的失效形式和計算準(zhǔn)則7.3齒輪的材料及其選擇原則7.4齒輪傳動的計算載荷7.5標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動的強度計算7.6齒輪傳動的設(shè)計參數(shù)、許用應(yīng)力與精度選擇7.7標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動的強度計算7.8齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計7.9齒輪傳動的潤滑教學(xué)要求：要求學(xué)生了解關(guān)于齒輪傳動的特點、分類和潤滑等，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(zhǔn)則，掌握標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動、標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動的強度計算和齒輪傳動的設(shè)計參數(shù)與許用應(yīng)力，熟悉齒輪傳動的精度選擇和齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計。重點:齒輪傳動的失效形式及設(shè)計準(zhǔn)則；齒輪傳動的受力分析及計算載荷；標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的強度計算；標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪的強度計算。難點:齒輪傳動的受力分析，齒輪傳動的強度計算。81、2、3蝸桿傳動8.1蝸桿傳動的類型8.2普通圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)及幾何尺寸計算8.3普通圓柱蝸桿傳動承載能力計算8.4圓弧齒圓柱蝸桿傳動設(shè)計計算8.5蝸桿傳動的效率、潤滑及熱平衡計算8.6普通圓柱蝸桿和蝸輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計教學(xué)要求：要求學(xué)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(shè)計計算及普通圓柱蝸桿和蝸輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計。重點:普通圓柱蝸桿的主要參數(shù)及幾何尺寸計算；普通圓柱蝸桿傳動的強度計算；普通圓柱蝸桿傳動的效率、潤滑及熱平衡計算。難點:蝸桿傳動的受力分析。21、2、3滾動軸承9.1滾動軸承的基本類型、特點、代號、類型選擇9.2滾動軸承的工作情況9.3滾動軸承的失效形式、設(shè)計準(zhǔn)則9.4滾動軸承的壽命計算9.5滾動軸承的靜強度計算9.6滾動軸承的組合結(jié)構(gòu)設(shè)計、潤滑和密封教學(xué)要求：要求學(xué)生了解滾動軸承的結(jié)構(gòu)、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(chǔ)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(shè)計。重點:滾動軸承的基本類型、特點、代號和類型選擇；滾動軸承的壽命計算，角接觸軸承的軸向載荷計算以及滾動軸承的組合結(jié)構(gòu)設(shè)計。難點:滾動軸承的壽命計算，滾動軸承的組合結(jié)構(gòu)設(shè)計。61、2、3滑動軸承10.1滑動軸承的類型、結(jié)構(gòu)10.2軸瓦的結(jié)構(gòu)和材料10.3滑動軸承的潤滑教學(xué)要求：要求學(xué)生了解滑動軸承的特點和應(yīng)用，掌握滑動軸承的典型結(jié)構(gòu)、軸瓦材料及其選用原則，了解滑動軸承的潤滑方法。重點:徑向滑動軸承的結(jié)構(gòu)、軸瓦的材料和結(jié)構(gòu)。難點:軸瓦材料的特點和選擇。21、2、3軸11.1軸的分類、常用材料及其選擇11.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計11.3軸的強度計算教學(xué)要求：要求學(xué)生熟悉軸的功用、分類、軸設(shè)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(gòu)設(shè)計的方法和應(yīng)考慮的問題，熟悉軸的計算。重點:軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計和強度計算。難點:軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計。541、2、3聯(lián)軸器、離合器12.1聯(lián)軸器12.2離合器教學(xué)要求：要求學(xué)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(gòu)造的聯(lián)軸器及離合器有所了解。重點:聯(lián)軸器、離合器的類型、結(jié)構(gòu)、特點及其應(yīng)用。難點:聯(lián)軸器、離合器的特點及選用。21、2、3合計4082.實驗部分實驗部分的教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配見表3。表3實驗項目、實驗內(nèi)容與學(xué)時實驗項目實驗內(nèi)容和要求實驗學(xué)時對應(yīng)的課程目標(biāo)1.機械零件現(xiàn)場認識實驗實驗內(nèi)容：常見通用零部件的認識實驗要求：了解各種通用零部件的類型、結(jié)構(gòu)、工作原理及安裝、定位、張緊、潤滑與維護。212.帶傳動實驗實驗內(nèi)容：載荷對帶傳動的影響實驗要求：了解帶傳動中的彈性滑動和打滑現(xiàn)象，以及它們與帶傳遞載荷之間的關(guān)系；比較預(yù)緊力的大小對帶傳動承載能力的影響；了解帶傳動所傳遞載荷與彈性滑動率及傳動效率之間的關(guān)系213.軸系結(jié)構(gòu)組合實驗實驗內(nèi)容：常見軸系結(jié)構(gòu)的設(shè)計和安裝實驗內(nèi)容：熟悉并掌握軸、軸上零件的結(jié)構(gòu)形狀及功用、工藝要求和裝配關(guān)系；熟悉并掌握軸及軸上零件的定位與固定方法，為軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計提供感性認識；了解軸承的類型、布置、安裝及調(diào)整方法，以及潤滑和密封方式；掌握軸承組合設(shè)計的基本方法。224.減速器裝拆實驗實驗內(nèi)容：常見減速器的結(jié)構(gòu)分析及裝拆實驗要求：了解各種常用減速器的基本類型、工作原理和特點；進行減速器的裝拆，了解軸系部件、箱體的組成及其安裝、潤滑和維護；通過觀察分析，提高機械結(jié)構(gòu)設(shè)計能力，為減速器設(shè)計打下基礎(chǔ)。22合計8五、教學(xué)方法及手段本課程以課堂講授為主，采用啟發(fā)式、討論式教學(xué)和案例教學(xué)等，促進學(xué)生積極思考，開發(fā)學(xué)生的潛能，培養(yǎng)學(xué)生思考問題、分析問題和解決問題的能力；以“少而精”為原則，精選常用機械零部件作為教學(xué)內(nèi)容，精講多練；安排習(xí)題課，鞏固課堂所學(xué)知識；課程為省級精品課，提供靈活的自主學(xué)習(xí)平臺。實驗教學(xué)著重講授如何用科學(xué)的手段來完成理論的驗證；采用教師講授和學(xué)生動手操作的方法；在實驗前學(xué)生應(yīng)復(fù)習(xí)和掌握與本實驗有關(guān)的教學(xué)內(nèi)容、認真閱讀實驗指導(dǎo)書；在實驗中要嚴(yán)格遵守實驗紀(jì)律，按操作規(guī)程使用儀器；實驗結(jié)束后，按規(guī)定對儀器進行維護保養(yǎng)；每完成一項實驗，要認真完成一份實驗報告。六、課程資源庫1.建議教材：（1）濮良貴.《機械設(shè)計》.高等教育出版社.2019.（2）徐起賀.《機械設(shè)計》.機械工業(yè)出版社.2018.2.參考書：（1）李良軍.《機械設(shè)計》.高等教育出版社.2020.（2）宋寶玉.《機械設(shè)計》.高等教育出版社.2017（3）宋寶玉.《機械設(shè)計學(xué)習(xí)指導(dǎo)》.高等教育出版社.2015（4）張策.《機械工程史》.清華大學(xué)出版社.2015.3.期刊：（1）機械設(shè)計.ISSN1001-2354.中國機械工程學(xué)會;天津市機械工程學(xué)會.（2）機械設(shè)計與制造.ISSN1001-3997.遼寧省機械研究院.（3）機械傳動.ISSN1004-2539.鄭州機械研究所.（4）礦山機械.ISSN1001-3954.洛陽礦山機械工程設(shè)計研究院.（5）ChineseJournalofMechanicalEngineering.ISSN1000-9345.中國機械工程學(xué)會.4.網(wǎng)絡(luò)資源：（1）西北工業(yè)大學(xué)《機械設(shè)計》慕課./course/NWPU-17001.（2）西南交通大學(xué)《機械設(shè)計》慕課/course/SWJTU-94001.（3）鹽城工學(xué)院《機械設(shè)計》慕課./course/YCIT-1001755100.七、課程考核對課程目標(biāo)的支撐課程成績由過程性考核成績和期末考核成績兩部分構(gòu)成，具體考核/評價細則及對課程目標(biāo)的支撐關(guān)系見表4。表4課程考核對課程目標(biāo)的支撐考核環(huán)節(jié)占比考核/評價細則課程目標(biāo)123過程性考核課堂表現(xiàn)12（1）根據(jù)課堂出勤情況和課堂回答問題情況進行考核，滿分100分。（2）以平時考核成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績。√√√552實驗16（1）根據(jù)每個實驗的實驗操作完成情況和實驗報告質(zhì)量單獨評分，滿分100分；（2）每次實驗單獨評分，取各次實驗成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績。（3）以實驗成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭獭?64作業(yè)12（1）主要考核學(xué)生對各章節(jié)知識點的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度，滿分100分；（2）每次作業(yè)單獨評分，取各次成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績。（3）以作業(yè)成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭獭?52期末考核60（1）卷面成績100分，以卷面成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績。（2）主要考核常用零部件的分類、特點，工作原理及特性；常用零部件的主要失效形式設(shè)計準(zhǔn)則及方法。（3）考試題型為：名詞解釋題、填空題、簡答題、判斷題和分析計算題等?！獭獭?52510合計：100分414118八、考核與成績評定1.考核方式及成績評定考核方式：本課程主要以課堂表現(xiàn)、實驗、作業(yè)、期末考試等方式對學(xué)生進行考核評價。考核基本要求：考核總成績由期末試卷成績和過程性考核成績組成。其中：期末試卷成績?yōu)?00分（權(quán)重60%），試題類型為填空題、選擇題、判斷題、簡答題、計算題和分析題等類型，試卷中基本知識、基本理論、基本技能的試題分值不超過50%，綜合應(yīng)用題、分析題不低于50%；課堂表現(xiàn)、實驗、作業(yè)等過程性考核成績?yōu)?00分（權(quán)重40%）；過程性考核和考試試題分值分配應(yīng)與教學(xué)大綱各章節(jié)