機(jī)械設(shè)計(jì)-機(jī)制-課程教學(xué)大綱

《機(jī)械設(shè)計(jì)》本科課程教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱機(jī)械設(shè)計(jì)MachineDesign課程代碼2080455課程學(xué)分0課程學(xué)時(shí)32理論學(xué)時(shí)32實(shí)踐學(xué)時(shí)0開課學(xué)院機(jī)電學(xué)院適用專業(yè)與年級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)課程類別與性質(zhì)專業(yè)基礎(chǔ)必修課考核方式考試選用教材《機(jī)械設(shè)計(jì)》，濮良貴等編，ISBN：9787040514216高等教育出版社，第十版是否為馬工程教材否先修課程高等數(shù)學(xué)、機(jī)械制圖、互換性與測量技術(shù)、理論力學(xué)、材料力學(xué)、機(jī)械原理、工程材料及成型技術(shù)、機(jī)械制造工藝學(xué)課程簡介本課程的主要任務(wù)是使學(xué)生獲得機(jī)器總體結(jié)構(gòu)、機(jī)械零件設(shè)計(jì)，以及機(jī)械零件的材料的選用等專業(yè)知識(shí)。是從事機(jī)械專業(yè)技術(shù)人才必須具備的專業(yè)知識(shí)與基本能力。其課程的知識(shí)結(jié)構(gòu)和目標(biāo)使學(xué)生初步掌握機(jī)械產(chǎn)品一般設(shè)計(jì)過程、機(jī)械零件的工作能力和計(jì)算準(zhǔn)則，標(biāo)準(zhǔn)件的選用、設(shè)計(jì)手冊和設(shè)計(jì)圖冊的使用等基本知識(shí)與技能，為今后進(jìn)一步應(yīng)用機(jī)械設(shè)計(jì)進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品開發(fā)打下基礎(chǔ)。本課程所講授的機(jī)械設(shè)計(jì)的要求和一般設(shè)計(jì)過程、分析機(jī)械零件的工作能力，掌握計(jì)算準(zhǔn)則、機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度、摩擦、磨損、潤滑、機(jī)械零件的材料及選用、螺紋連接、鍵、花鍵、銷連接等連接件的設(shè)計(jì)和選用，帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)，軸、滑動(dòng)軸承、滾動(dòng)軸承、聯(lián)軸器和離合器、彈簧、減速器等基本知識(shí)。選課建議與學(xué)習(xí)要求《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程適合機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)三年級(jí)的本科生授課，要求學(xué)生具有高等數(shù)學(xué)、畫法幾何與機(jī)械制圖、工程材料、機(jī)械制造基礎(chǔ)、互換性與測量技術(shù)、理論力學(xué)、材料力學(xué)、機(jī)械原理等基礎(chǔ)知識(shí)。

二、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求（一）課程目標(biāo)類型序號(hào)內(nèi)容知識(shí)目標(biāo)1通過機(jī)械設(shè)計(jì)課程的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生了解機(jī)械設(shè)計(jì)的方法和理論發(fā)展，掌握通用零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算及標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)的選擇等基本理論和基本技能。2通過機(jī)械設(shè)計(jì)課程的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生具有設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)裝置和一般工作機(jī)的能力。技能目標(biāo)3培養(yǎng)學(xué)生通過運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊及其他有關(guān)技術(shù)資料，對(duì)常見機(jī)械進(jìn)行正確的計(jì)算和標(biāo)準(zhǔn)繪圖的能力。4培養(yǎng)學(xué)生通過觀察、對(duì)比、分析、歸納、形成自我解決問題的能力。素養(yǎng)目標(biāo)(含課程思政目標(biāo))5結(jié)合我過機(jī)械設(shè)計(jì)發(fā)展現(xiàn)狀和世界發(fā)展前沿，培養(yǎng)學(xué)生具有一定的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)意識(shí)。6培養(yǎng)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、求真務(wù)實(shí)的學(xué)習(xí)態(tài)度和工作作風(fēng)，及創(chuàng)新精神和工匠精神。（二）課程支撐的畢業(yè)要求1、工程知識(shí)：能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和機(jī)械專業(yè)知識(shí)用于解決機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造和運(yùn)行控制等有關(guān)的機(jī)械領(lǐng)域復(fù)雜工程問題。2、問題分析：能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理，識(shí)別、表達(dá)、并通過文獻(xiàn)研究分析機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造和運(yùn)行控制等有關(guān)的機(jī)械領(lǐng)域復(fù)雜工程問題，以獲得有效結(jié)論。3、設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案：能夠設(shè)計(jì)針對(duì)機(jī)械領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的解決方案，設(shè)計(jì)滿足特定需求的系統(tǒng)、單元（部件）或工藝流程，并能夠在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)，考慮社會(huì)、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素。4、研究：能夠基于科學(xué)原理并采用科學(xué)方法對(duì)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造和運(yùn)行控制等有關(guān)的機(jī)械領(lǐng)域復(fù)雜工程問題進(jìn)行研究，包括設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、分析與解釋數(shù)據(jù)、并通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論。（三）畢業(yè)要求與課程目標(biāo)的關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)支撐度課程目標(biāo)對(duì)指標(biāo)點(diǎn)的貢獻(xiàn)度1工程知識(shí)1-4M1通過機(jī)械設(shè)計(jì)課程的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生了解機(jī)械設(shè)計(jì)的方法和理論發(fā)展，掌握通用零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算及標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)的選擇等基本理論和基本技能。60%2通過機(jī)械設(shè)計(jì)課程的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生具有設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)裝置和一般工作機(jī)的能力。40%2問題分析2-4/3設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案3-1H3培養(yǎng)學(xué)生通過運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊及其他有關(guān)技術(shù)資料，對(duì)常見機(jī)械進(jìn)行正確的計(jì)算和標(biāo)準(zhǔn)繪圖的能力。100%4培養(yǎng)學(xué)生通過觀察、對(duì)比、分析、歸納、形成自我解決問題的能力。4研究4-2/100%三、課程內(nèi)容與教學(xué)設(shè)計(jì)（一）各教學(xué)單元預(yù)期學(xué)習(xí)成果與教學(xué)內(nèi)容第一單元機(jī)械設(shè)計(jì)總論【教學(xué)內(nèi)容】1、知道機(jī)械工業(yè)在現(xiàn)代化建設(shè)中的作用。2、理解機(jī)械設(shè)計(jì)的內(nèi)容、性質(zhì)與任務(wù)。3、知道機(jī)器的組成、設(shè)計(jì)機(jī)器的一般程序和主要要求。4、理解機(jī)械零件的主要失效形式、設(shè)計(jì)機(jī)械零件應(yīng)滿足的基本要求和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，了解5、知道材料的疲勞特性、N-σ曲線；了解極限應(yīng)力線圖的應(yīng)用。理解材料的機(jī)械零件的理論設(shè)計(jì)、經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)和模型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等設(shè)計(jì)方法。理解疲勞極限與零件的疲勞極限的區(qū)別。6、知道干摩擦、邊界摩擦、混合摩擦等基本摩擦形式及其特點(diǎn)。7、理解機(jī)械零件的磨損過程、粘附磨損、磨粒磨損、疲勞磨損、沖蝕磨損、腐蝕磨損和微動(dòng)磨損等基本概念。【預(yù)期學(xué)習(xí)成果】1、能分析機(jī)械零件設(shè)計(jì)的一般步驟；能對(duì)機(jī)械零件材料進(jìn)行選用。2、能夠運(yùn)用影響零件疲勞強(qiáng)度的因素來采取提高機(jī)械零件疲勞強(qiáng)度的措施。3、能運(yùn)用常用的添加劑和潤滑劑種類及其潤滑方法對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)進(jìn)行潤滑。第二單元螺紋連接【教學(xué)內(nèi)容】1、知道螺紋的種類、螺紋的主要參數(shù)，螺紋連接的類型和標(biāo)準(zhǔn)連接件，螺紋連接的預(yù)緊和防松。2、理解螺栓組連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、受力分析和提高螺紋連接強(qiáng)度的主要措施。3、知道鍵連接的分類、無鍵連接和銷連接的特點(diǎn)及應(yīng)用。結(jié)構(gòu)形式、特點(diǎn)。4、理解鍵、花鍵、無鍵連接和銷連接的失效形式、結(jié)構(gòu)尺寸。5、知道鉚接的主要特點(diǎn)、鉚縫的種類、特性及應(yīng)用、電弧焊接的基本形式、過盈連接的特點(diǎn)及應(yīng)用。6、理解鉚縫的受力及破壞形式，設(shè)計(jì)計(jì)算要點(diǎn)；焊縫的受力及破壞形式?！绢A(yù)期學(xué)習(xí)效果】1、能夠運(yùn)用各種螺栓連接的強(qiáng)度計(jì)算、螺紋連接的材料及許用應(yīng)力來設(shè)計(jì)與選擇螺紋。2、能運(yùn)用鍵、花鍵、無鍵連接和銷連接的強(qiáng)度計(jì)算，選擇鍵和花鍵和無鍵連接和銷連接相關(guān)參數(shù)的計(jì)算。3、能運(yùn)用鉚縫、焊縫的強(qiáng)度進(jìn)行鉚釘和焊縫尺寸的計(jì)算，根據(jù)過盈連接強(qiáng)度條件，進(jìn)行最小過盈量的計(jì)算。第三單元機(jī)械傳動(dòng)【教學(xué)內(nèi)容】1、知道帶傳動(dòng)的工作原理及普通V帶的結(jié)構(gòu)與型號(hào)，帶輪的結(jié)構(gòu)與材料。2、理解帶傳動(dòng)的受力分析和應(yīng)力分析、歐拉公式及應(yīng)用、彈性滑動(dòng)和打滑現(xiàn)象。以及帶傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，理解普通V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)方法。知道帶，帶傳動(dòng)作用在軸上的載荷。3、知道鏈傳動(dòng)的工作原理特點(diǎn)、應(yīng)用，傳動(dòng)鏈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。4、理解鏈傳動(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、張緊方法、潤滑與防護(hù)。5、知道齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)，失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，齒輪傳動(dòng)使用的主要材料和選用原則，變位齒輪強(qiáng)度計(jì)算的要點(diǎn)。6、理解直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算和齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算的力學(xué)模型，強(qiáng)度計(jì)算公式的特征和應(yīng)用，計(jì)算公式中主要系數(shù)的意義。7、知道蝸桿傳動(dòng)的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用，普通圓柱蝸桿傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)關(guān)系和主要的幾何參數(shù)。8、理解普通圓柱蝸桿傳動(dòng)主要的幾何參數(shù)，蝸桿傳動(dòng)的受力分析、失效形式、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算和齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算、承載能力?！绢A(yù)期學(xué)習(xí)效果】1、能夠分析帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算，選擇帶的型號(hào)和相關(guān)參數(shù)，以及帶輪和張緊裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算。2、能運(yùn)用滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算，選擇鏈的型號(hào)，以及設(shè)計(jì)鏈輪。3、運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)直齒輪圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算和確定許用應(yīng)力，選擇標(biāo)準(zhǔn)齒輪模數(shù)，進(jìn)行齒輪參數(shù)的計(jì)算，以及對(duì)齒輪進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。4、能夠運(yùn)用蝸輪蝸桿傳動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算和確定許用應(yīng)力，選擇標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)等參數(shù)，進(jìn)行蝸輪蝸桿進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，以及對(duì)蝸輪蝸桿進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。第四單元軸系及其他零部件【教學(xué)內(nèi)容】1、知道軸承的用途及分類，滑動(dòng)軸承的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用；徑向滑動(dòng)軸承的主要類型及結(jié)構(gòu)、軸瓦結(jié)構(gòu)及軸瓦材料。知道潤滑材料和潤滑方式及系統(tǒng)構(gòu)成。2、理解非液體潤滑軸承的失效形式、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，非液體摩擦滑動(dòng)軸承的條件性設(shè)計(jì)計(jì)算。理解流體動(dòng)壓潤滑的基本方程，形成流體動(dòng)壓潤滑的必要條件和徑向滑動(dòng)軸承形成動(dòng)壓潤滑的過程。3、知道滾動(dòng)軸承的基本構(gòu)造、滾動(dòng)軸承的主要類型、代號(hào)、特點(diǎn)及其選擇要點(diǎn)。滾動(dòng)軸承的失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則，滾動(dòng)軸承的裝拆、剛度、潤滑和密封。4、理解滾動(dòng)軸承基本額定壽命、基本額定動(dòng)載荷的概念，軸承徑向載荷、軸向載荷、當(dāng)量動(dòng)載荷和基本額定壽命的計(jì)算。5、知道常見聯(lián)軸器和離合器的種類和特點(diǎn)，以及特殊用途的聯(lián)軸器和離合器的特點(diǎn)。6、理解聯(lián)軸器和離合器的工作原理、轉(zhuǎn)矩計(jì)算。7、知道軸的功用和分類、軸設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，軸的材料及選擇。8、理解軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，合理設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)?！绢A(yù)期成果】1、能夠運(yùn)用滑動(dòng)軸承的相關(guān)知識(shí)，計(jì)算流體動(dòng)力潤滑徑向軸承相關(guān)技術(shù)參數(shù)，確定具體軸承的尺寸與公差。2、運(yùn)用不同可靠度和非穩(wěn)定變載荷下軸承壽命的計(jì)算方法，選擇具體軸承的型號(hào)和軸承尺寸參數(shù)。3、運(yùn)用聯(lián)軸器和離合器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩和工作情況，選擇具體的聯(lián)軸器和離合器的型號(hào)和技術(shù)參數(shù)。4、運(yùn)用按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度、彎扭合成強(qiáng)度、安全系數(shù)法對(duì)軸進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算、剛度計(jì)算，確定軸的結(jié)構(gòu)形式和具體尺寸參數(shù)。（二）教學(xué)單元對(duì)課程目標(biāo)的支撐關(guān)系課程目標(biāo)教學(xué)單元123456第一單元機(jī)械設(shè)計(jì)總論√√√√√第二單元螺紋連接√√第三單元機(jī)械傳動(dòng)√√第四單元軸系及其他零部件√（三）課程教學(xué)方法與學(xué)時(shí)分配教學(xué)單元教與學(xué)方式考核方式學(xué)時(shí)分配理論實(shí)踐小計(jì)第一單元機(jī)械設(shè)計(jì)總論案例式教學(xué)：教學(xué)過程中結(jié)合實(shí)際案例，采用啟發(fā)式問答、小組討論、案例分析、課堂演示等多種教學(xué)方式，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中積極參與，形成探究、思考、交流和討論的學(xué)習(xí)氛圍。。專業(yè)知識(shí)、專業(yè)技能考核采用：（1）課堂隨機(jī)提問和回答問題環(huán)節(jié)，確認(rèn)每位同學(xué)對(duì)知識(shí)的掌握程度；（2）面對(duì)面的答辯過程，通過具體問題解決的闡述來判斷學(xué)生實(shí)際解決問題的能力；4第二單元螺紋連接案例式教學(xué)：教學(xué)過程中結(jié)合實(shí)際案例，采用啟發(fā)式問答、小組討論、案例分析、課堂演示等多種教學(xué)方式，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中積極參與，形成探究、思考、交流和討論的學(xué)習(xí)氛圍。6第三單元機(jī)械傳動(dòng)14第四單元軸系及其他零部件8合計(jì)32（四）課內(nèi)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與基本要求序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱目標(biāo)要求與主要內(nèi)容實(shí)驗(yàn)時(shí)數(shù)實(shí)驗(yàn)類型123實(shí)驗(yàn)類型：①演示型②驗(yàn)證型③設(shè)計(jì)型④綜合型四、課程思政教學(xué)設(shè)計(jì)第一章機(jī)械設(shè)計(jì)總論1、對(duì)工業(yè)4.0與中國制造2025環(huán)境下智能制造對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)方法的要求，強(qiáng)調(diào)機(jī)械設(shè)計(jì)方法在智能制造中的位置，增加學(xué)生的職業(yè)自豪感。2、通過圖片或視頻展示各種由于疲勞失效導(dǎo)致的機(jī)械事故案例，培養(yǎng)學(xué)生“一絲不茍、精益求精”的工匠精神，嚴(yán)格遵守國家標(biāo)準(zhǔn)和其他行業(yè)規(guī)范的法治精神，以及職業(yè)道德和職業(yè)奉獻(xiàn)精神。第二章螺紋連接1、通過播放視頻了解日本的“永不松動(dòng)螺母”原理，對(duì)中國的自緊螺母的研發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生的民族自豪感，“一絲不茍，精益求精”的工匠精神，以及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神。

通過雷鋒的故事，培養(yǎng)學(xué)生干一行，愛一行，鉆一行的螺絲釘精神。2、通過“千里之堤，毀于蟻穴”的典故以及由于不注意細(xì)節(jié)導(dǎo)致的案列，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到注意細(xì)節(jié)是行業(yè)者不容推卸的責(zé)任。第三章機(jī)械傳動(dòng)1、帶傳動(dòng)：通過無級(jí)變速器的原理講解，分析無極變速的特點(diǎn)：1）燃油經(jīng)濟(jì)性高；2）廢氣排放量低；3）動(dòng)力性能優(yōu)于普通變速器；4）駕駛簡便舒適。培養(yǎng)學(xué)生綠色設(shè)計(jì)和可持續(xù)發(fā)展理念，進(jìn)而強(qiáng)調(diào)以“碳達(dá)峰，碳中和”為契機(jī)，立足新發(fā)展階段，貫徹新發(fā)展理念，主動(dòng)服務(wù)和融入新發(fā)展格局，為實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰和碳中和目標(biāo)主動(dòng)擔(dān)當(dāng)和為。2、齒輪傳動(dòng)：通過機(jī)器人使用減速器高速、高精度的要求，對(duì)齒輪的研究現(xiàn)狀和問題研究，啟發(fā)學(xué)生以發(fā)展的眼光看問題、分析問題和解決問題，并勵(lì)志投身祖國發(fā)展中去。3、蝸桿傳動(dòng)：通過對(duì)蝸桿傳動(dòng)的自鎖原因分析，啟發(fā)學(xué)生以聯(lián)系和發(fā)展的眼光看待機(jī)械各課程之間的關(guān)系。通過蝸桿減速器散熱問題的解決，啟發(fā)學(xué)生以科學(xué)的思維解決工程實(shí)際問題的能力。第四章軸系及其他零部件1、軸：通過學(xué)生對(duì)傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)計(jì)算與標(biāo)準(zhǔn)繪圖，指導(dǎo)學(xué)生的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范意識(shí)，使學(xué)生養(yǎng)成遵守標(biāo)準(zhǔn)的習(xí)慣，培養(yǎng)良好的職業(yè)道德素養(yǎng)。2、滑動(dòng)軸承：引入薄膜潤滑和超潤滑的研究進(jìn)展，培養(yǎng)學(xué)生在學(xué)習(xí)和科研上用于擔(dān)當(dāng)、銳意進(jìn)取、勇于創(chuàng)新、愛國奉獻(xiàn)的精神。3、滾動(dòng)軸承：講解角接觸球軸承