机械设计基础课程标准完整资料doc.docx
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《机械设计基础》课程标准
1、课程基本情况
课程编号
开课系别
机械系
授课学期
第三学期
课程名称
机械设计基础
授课层次
高职
课程性质
必修课
课程类别
专业基础课
考核方式
平时+期中+期末
课程设计
2周
总学时
88
理论学时
80
实训学时
8
前导课程
高等数学、机械制图、工程力学、公差配合与测量技术、金属工艺学
适用专业
机械制造及自动化、模具专业、数控专业
2、课程定位
1.为研究机械类产品的设计、开发、制造、维护保养等提供必要的理论基础。
2.是机电一体化专业、数控专业、模具设计与制造等专业必修的一门专业技术基础课。
3.课程定位于高等职业教育,强调对学生进行专业思维能力.专业实践能力和动手能力的培养。
4.按照“必需、够用”为度的原则呈现课程内容的针对性和应用性.注重提高学生分析问题、解决问题的能力。
5.把创新素质的培养贯穿于教学中。
采用行之有效的教学方法,注重发展学生专业思维和专业应用能力。
6.是从理论性、系统性很强的基础课和专业基础课向实践性较强的专业课过渡的一个重要转折点,在教学中具有承上启下的作用,课程知识掌握的程度直接影响到后续课程的学习。
三、课程设计思路
1.以专业教学计划培养目标为依据,以岗位需求为基本出发点,以学生发展为本位,设计课程内容。
2.让学生在了解常用机构及机械零部件的基本知识及设计方法和设计理论的基础上,能进行简单机械及传动装置的设计,培养学生初步解决工程实际问题的能力。
3.在课程实施过程中,充分利用课程特征,加大学生工程体验和情感体验的教学设计,激发学生的主体意识和学习兴趣。
四、课程目标
(一)基本知识教学目标
通过本课程的学习,应使学生达到下列基本要求:
1.掌握常用机构的工作原理、特点、应用及设计的基本知识。
2.掌握通用机械零件的工作原理、特点、结构、标准。
3.掌握及通用机械零件的选用和设计的基本方法。
(二)能力目标
1.初步具有分析机构和选择传动方案的能力。
2.初步具有分析、选用和设计机械零部件及简单机械传动装置的能力。
3.具有运用标准、规范、手册、图册等有关技术资料的能力。
(三)思想教育目标
1.培养学生具有创新精神和实践能力。
2.培养严谨的科学态度和良好的职业道德。
3.在以实际操作为主的项目教学过程中,锻炼学生的团队合作能力;采用项目化教学,按项目的不同采用任务驱动、项目导向等教学模式,培养专业技术交流的表达能力;制定工作计划的方法能力;获取新知识、新技能的学习能力;解决实际问题的工作能力。
5、课程内容与课时安排
(一)理论与实训部分
教学项目一
教学单元(情境)
概论
教学目标
本教学项目总学时2,由4个学习任务组成。
通过本项目的教学,学生应掌握机械、机器、机构、构件及零件的概念;机械零件设计的基本准则及设计步骤。
了解本课程的内容、性质、任务及学习方法;了解机械零件常用材料及机械零件的结构工艺性。
教学内容
任务一本课程的研究对象、主要内容及任务
任务二机械零件的常用材料与结构工艺性
任务三机械零件设计的基本准则及设计步骤
任务四当前机械设计制造技术的新发展
教学重点
机械零件设计的基本准则及设计步骤
教学难点
机械零件的结构工艺性、机械零件设计的基本准则
课时安排
2
理论课时
2
实践课时
教学项目二
教学单元(情境)
平面机构的运动简图及自由度
教学目标
1.了解机构的组成;
2.掌握平面机构运动简图的绘制方法;
3.掌握平面机构自由度的计算及机构具有确定相对运动的条件。
教学内容
任务一机构的组成
任务二平面机构的运动简图
任务三平面机构的自由度
教学重点
平面机构自由度的计算
教学难点
平面机构自由度的计算(尤其是计算中的注意事项)
课时安排
8
理论课时
6
实践课时
2
教学建议
在本章教学过程中,教师应尽可能提供一些典型机构的实物或模型,如缝纫机机头等,以增强学生的感性认识,便于掌握好机构运动简图的绘制方法。
教学项目三
教学单元(情境)
平面连杆机构
教学目标
1.了解平面连杆机构的基本形式及其演化;
2.掌握平面四杆机构存在曲柄的条件及基本特性;
3.掌握平面四杆机构的常用设计方法。
教学内容
1.铰链四杆机构的基本形式;
2.铰链四杆机构的演化——含有一个移动副的平面四杆机构;
3.铰链四杆机构存在曲柄的条件;
4.急回特性;
5.压力角和传动角;
6.死点位置;
7.按给定的连杆位置设计平面四杆机构;
8.按给定的急回特性系数设计平面四杆。
教学重点
铰链四杆机构的基本形式,平面四杆机构存在曲柄的条件及基本特性
教学难点
平面四杆机构存在曲柄的条件及基本特性,平面四杆机构的设计
课时安排
8
理论课时
8
实践课时
教学建议
使用多媒体、实物模型等多种教学手段,采用启发式、探讨式等多种教学方法
教学项目四
教学单元(情境)
凸轮机构
教学目标
1.了解凸轮机构的类型、特点和应用;
2.掌握凸轮机构从动件的常用运动规律及位移曲线的绘制;
3.掌握凸轮轮廓曲线设计方法中的图解法;
4.掌握凸轮机构设计中应注意的问题;
5.了解凸轮机构的常用材料和结构。
教学内容
任务一凸轮机构的类型及应用
任务二凸轮机构的从动件常用运动规律
任务三盘形凸轮的设计方法
任务四凸轮机构设计中应注意的几个问题
任务五凸轮机构的常用材料和结构
教学重点
按给定位移曲线绘制滚子从动件盘形凸轮轮廓
教学难点
按给定位移曲线绘制滚子从动件盘形凸轮轮廓
课时安排
8
理论课时
8
实践课时
教学建议
使用多媒体、实物模型等多种教学手段,采用启发式、探讨式等多种教学方法
教学项目五
教学单元(情境)
其他常用机构
教学目标
本教学项目总学时2,由4个学习任务组成。
通过本项目的教学,学生应了解间隙运动机构的工作原理、类型和应用;通过观看及演示实例了解棘轮机构和槽轮机构的工作原理与特点。
教学内容
任务一1.螺纹的形成与类型;2.螺纹的主要几何参数;
3.常用螺纹的特点和应用;4.螺旋机构的应用和类型。
任务二棘轮机构的工作原理、类型和应用
任务三槽轮机构的工作原理和应用
任务四不完全齿轮机构的工作原理和应用
教学重点
螺纹的主要几何参数,常用螺纹的特点和应用;棘轮机构和槽轮机构的工作原理和应用。
教学难点
棘轮机构和槽轮机构的工作原理
课时安排
2
理论课时
2
实践课时
教学建议
使用多媒体、实物模型等多种教学手段,采用启发式、探讨式等多种教学方法
教学项目六
教学单元(情境)
带传动与链传动(链传动可作为选修模块)
教学目标
1.掌握带传动的类型、特点与应用;
2.掌握带传动的工作原理、受力分析和应力分析及带的弹性滑动与打滑;
3.掌握带传动的失效形式、设计准则、普通V带的设计计算方法和参数选择原则;
4.了解带轮的结构设计和V带传动的使用与维护;
5.了解链传动的特点和应用,说出滚子链的结构,理解链传动的运动分析。
教学内容
任务一带传动的类型、特点及应用
任务二带传动的受力分析、应力分析及弹性滑动
任务三V带与V带轮
任务四V带传动的失效形式及设计计算
任务五带传动的张紧、安装与维护
任务六链传动
教学重点
带传动与链传动的特点及应用;带传动的工作情况分析;普通V带的设计计算。
教学难点
普通V带的设计计算
课时安排
6
理论课时
6
实践课时
教学建议
注重培养学生查手册、查图表的能力
教学项目七
教学单元(情境)
齿轮传动
教学目标
1.熟练掌握齿轮传动的特点及应用;
2.掌握齿廓啮合的基本定律、渐开线齿轮的形成及特点;
3.掌握渐开线标准直齿圆柱齿轮的各部分名称及基本参数的计算;
4.掌握渐开线齿轮正确啮合的条件和重合度、渐开线齿廓切削加工方法;
5.掌握根切与最少齿数的概念;
6.了解变位齿轮传动;
7.掌握齿轮的失效形式与设计准则;
8.掌握标准直齿圆柱齿轮传动的设计计算;
9.掌握斜齿圆柱齿轮传动、锥齿轮传动特点及应用;
10.掌握齿轮的主要结构形式和选用、齿轮传动的润滑方式和选用、了解齿轮传动的维护。
教学内容
齿轮传动的特点及应用;齿廓啮合的基本定律、渐开线齿轮的形成及特点;渐开线标准直齿圆柱齿轮的各部分名称及基本参数的计算;渐开线齿轮正确啮合的条件和重合度、渐开线齿廓切削加工方法;根切与最少齿数的概念;变位齿轮传动的特点;斜齿圆柱齿轮传动、锥齿轮传动;标准直齿圆柱齿轮的设计计算。
教学重点
渐开线齿轮的形成及特点;渐开线标准直齿圆柱齿轮的各部分名称及基本参数的计算;渐开线齿轮正确啮合的条件和重合度、渐开线齿廓切削加工方法;根切与最少齿数的概念;轮系;标准直齿圆柱齿轮的设计计算。
教学难点
渐开线齿轮的形成及特点;渐开线齿轮正确啮合的条件和重合度、渐开线齿廓切削加工方法;根切与最少齿数的概念;标准直齿圆柱齿轮的设计计算。
课时安排
22
理论课时
18
实践课时
4
教学建议
这是课程当中最为重要的一掌,内容多而且难,要结合实践给学生更多的感性认识,强化理解。
教学项目八
教学单元(情境)
蜗杆传动
教学目标
本教学项目总学时6,由5个学习任务组成。
通过本项目的教学,学生应了解蜗杆传动的组成与特点、蜗杆传动的类型;理解蜗杆传动的失效形式和设计准则,掌握蜗杆传动的强度计算;了解热平衡计算的目的和计算方法;了解蜗杆蜗轮的常用材料和结构;掌握蜗杆传动的安装与维护。
教学内容
任务一蜗杆传动的类型、特点、参数和尺寸
任务二蜗杆传动的失效形式、设计准则和常用材料
任务三蜗杆传动的受力分析及强度计算
任务四蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算
任务五蜗杆和蜗轮的结构、安装与维护
教学重点
圆柱蜗杆传动的特点及正确啮合的条件;传动的主要参数;传动的失效形式和材料选择;受力分析
教学难点
蜗杆传动的特点与正确啮合的条件;受力分析
课时安排
4
理论课时
4
实践课时
教学项目九
教学单元(情境)
轮系
教学目标
1.了解轮系的分类和应用;
2.熟练掌握各种定轴轮系传动比的计算;
3.熟练掌握简单周转轮系传动比的计算;
4.熟悉组合轮系传动比的计算。
教学内容
任务一轮系及其分类
任务二定轴轮系传动比的计算
任务三行星轮系传动比的计算
任务四组合轮系传动比的计算
任务五轮系的应用
教学重点
定轴轮系和行星轮系传动比的计算
教学难点
组合轮系传动比的计算
课时安排
6
理论课时
6
实践课时
教学项目十
教学单元(情境)
连接
教学目标
本教学项目总学时8,由5个学习任务组成。
通过本项目的教学,学生应了解螺纹的类型、主要参数和标准,掌握螺纹联接的主要类型和应用,了解螺纹联接件的种类和标准,掌握螺栓联接的预紧和防松;掌握螺栓联接的设计和强度计算,掌握平键联接的尺寸选择和强度校核,了解常用联轴器的类型和特点,联轴器的选择、标记方法;了解常用离合器的类型和特点。
并正确运用于课程设计中。
教学内容
任务一螺纹连接
1.螺纹连接的类型及应用场合
2.常用标准螺纹连接件
3.螺纹连接的预紧和防松
4.螺栓连接的强度计算
5.螺纹连接的结构设计要点
任务二轴毂连接
1.键连接
2.键连接的尺寸选择和强度计算
3.花键链接
4.销链接
任务三轴间连接
任务四弹性连接
任务五其他常用连接
教学重点
螺纹和螺纹连接的基本知识;螺栓连接的强度计算;平键连接的工作原理、失效形式和强度校核计算。
教学难点
螺栓连接的强度计算
课时安排
8
理论课时
8
实践课时
教学项目十一
教学单元(情境)
轴承、轴
教学目标
1.掌握轴承的类型和特点,了解滑动轴承的结构和材料;
2.掌握滚动轴承的结构、类型和特点;
3.熟练掌握滚动轴承的代号和类型选择;
4.熟练轴承组合结构的设计;
5.掌握轴的功用、分类与材料;
6.掌握轴的结构设计与强度计算。
教学内容
任务一轴的材料及结构设计;
任务二轴的工作能力计算
任务三滑动轴承概述
任务四滚动轴承的结构、类型和代号
任务五滚动轴承的类型选择及工作能力计算(寿命计算)
任务六滚动轴承的组合设计
教学重点
滚动轴承、轴的设计。
教学难点
滚动轴承、轴的设计。
课时安排
12
理论课时
10
实践课时
2
注:
机动学时为2学时
6、实训内容与课时安排
实训内容一
实训内容(项目)
平面机构运动简图的测绘
实训场地
机械设计基础实验室
实训设备设施
绘图模型、绘图桌及相关的绘图工具
考核要点
要求学生能够独立完成运动机构简图的绘制,
考核方式
绘出运动机构简图
课时安排
2
实训内容二
实训内容(项目)
齿轮的范成原理
实训场地
机械设计基础实验室
实训设备设施
1.齿轮范成仪。
2.用3号图纸一张,削尖的铅笔两支,三角板,橡皮,计算器(学生自备)。
考核要点
1.掌握用范成法切制渐开线齿廓的基本原理,了解齿廓曲线的渐开线部分及过渡曲线部分的形成过程;
2.了解渐开线齿轮的根切现象、齿轮变尖现象及其产生的原因;
3.了解变位齿轮的切制方法,并比较变位齿轮与标准齿轮的异同点。
考核方式
实训报告
课时安排
2
实训内容三
实训内容(项目)
齿轮的参数测定
实训场地
机械设计基础实验室
实训设备设施
游标卡尺,齿轮
考核要点
1.量具的使用;
2.数据测量
3.齿轮参数计算
考核方式
完成实训报告
课时安排
2
实训内容四
实训内容(项目)
轴系结构的分析与测绘
实训场地
机械设计基础实验室
实训设备设施
机床变速箱或圆柱、圆锥齿轮减速箱以及蜗杆蜗轮减速箱各若干台;扳手、圆棒、游标卡尺、内外卡钳、轴承拆卸器、钢直尺、旋具等;三角板、圆规、铅笔、纸张等。
考核要点
1.通过对减速箱中典型轴系结构的观察,绘制轴系结构草图,测定和标注各部分尺寸;
2.分析轴头、轴颈等各部分结构特点及作用,并提出自己的见解和评价。
考核方式
完成实训报告
课时安排
2
(二)课程设计部分
课程设计的目的在于进一步巩固和加深所学基本知识,使学生能综合运用已学的有关课程的基本知识。
通过简单的机械传动设计,培养学生独立设计能力,掌握基本的设计方法,学会查阅技术资料,树立正确的设计思想和严谨的工作作风。
本部分用时为两周。
1.课程设计的题目
课程设计的题目应能满足教学要求,符合生产实际,应采用能包括课程大部分内容的部件,如减速器或简单机械传动装置,一般选单级国柱齿轮减速器为宜,有条件也可选双级圆柱齿轮减速器或单级蜗杆蜗轮减速器。
2.课程设计的内容
课程设计的内容应包括传动装置的全部设计计算和结构设计,具体要求如下:
(a)设计准备
阅读设计任务书,明确设计要求、工作条件、内容和步骤;通过对减速器的装拆了解设计对象;阅读有关资料,明确课程设计的方法和步骤,初步拟定设计计划。
(b)传动装置的总体设计
根据任务书中所给参数和工作要求,分析和选定传动装置的总体方案;计算功率并选择电动机;确定总传动比和分配各级传动比;计算各轴的转速、转矩和功率;画传动装置方案简图。
(c)各级传动零件的设计计算
通过设计计算,确定各传动零件的主要参数和尺寸,包括带传动、联轴器、齿轮传动(或蜗杆蜗轮传动)等。
一般应先计算箱外传动件(如带、联轴器),后计算箱内传动件。
(d)减速器装配工作图的结构设计及绘制
分析和选定减速器的结构方案,分析和选定轴系结构及箱内、外与其有关部分;选择计算减速器中受力较复杂的一轴(或所有轴)及其轴上零件,校核轴、键和联轴器的强度及滚动轴承寿命(轴要校核弯扭合成强度计算);进行轴系、箱体及其附件的结构设计,箱体附件一般应包括窥视窗、油标、排油孔及其螺塞、起吊装置等。
草图完成后,应进行检查并修改。
标注必要的尺寸和公差配合,写出减速器特性、技术要求和零件序号,编写零件明细表及标题栏。
(e)零件工作图的设计和绘制
零件工作图一般选轴和齿轮,尺寸和公差标注及技术要求应完整,绘制齿轮零件工作图应有齿轮公差表。
(f)完成减速器装配图的绘制
(g)整理、编写设计计算说明书
说明书应包括文字叙述、设计计算和必要的简图,在说明书每~页的右侧应单独写明有关计算结果和简短结论(如:
“m=3”、“满足强度要求”等等)
(h)设计总结和答辩
课程设计集中在两周时间内完成。
设计完成后进行总结,必要时应单独答辩并评定成绩。
3.学生设计工作量
每个学生应完成减速器装配图一张(l号或0号图纸),零件工作图(2号或3号图纸)2
张(按1:
1比例绘制),设计计算说明书一份。
7、教学方法与手段
(一)教学方法
《机械设计基础》是一门专业基础课,既有较强的理论性,如概念、公式多,又有较强的实践性,如计算题量大、试验繁琐、课程设计等。
因此本课程的教学要不断摸索适合高职教育特点的教学方式。
采取灵活的教学方法,启发、诱导、因材施教,注意给学生更多的思维活动空间,发挥教与学两方面的积极性,提高教学质量和教学水平。
在规定的学时内,保证该标准的贯彻实施。
1、项目导向法
2、任务驱动法
3、启发式、互动式教学法
4、演示法
5、实验法
(二)教学手段
本课程教学手段为文字教材、多媒体教材、陈列柜及学习指导书三位一体模式,三个方面总体设计,相互联系,充分体现多媒体教学体系的特点。
文字教材是本课程教学的基本指南,教材内容符合本标准的教学要求,但其图画在视觉效果上不能代替多媒体教学的立体感和直观动态感以及陈列柜的真实实物感,特别是在涉及生产实际、感性知识、形象思维等方面,必须要有多媒体教材及陈列柜的实物展示来补充。
机械设计基础学习指导与习题及机械设计基础实训指导主要包括的内容:
(1)各章节的基本要求,学习指导,典型例题,习题提示和自我测验题;
(2)课程设计要求;
(3)实验指导实验报告参考格式。
八、教学条件与设施
提供投影教室进行多媒体辅助教学,实训课程在相关的实训室进行,教具有实体模型、展示柜和挂图。
九、考核与评价
成绩考核由三部分构成,其中平时成绩占20%,期中成绩占30%,期末成绩占50%,总评成绩为平时+期中+期末=100分。
平时成绩由考勤和作业两部分构成,考勤部分除了考虑学生的出勤率,还将德育作为给分的因素之一;作业部分包括课堂提问和课后作业。
实训成绩的考核包括实验过程得分和实训报告得分。
10、教材和参考资料
1、使用教材
(1)罗玉福王少岩《机械设计基础》大理理工大学出版社
(2)罗玉福王少岩《机械设计基础实训指导》大理理工大学出版社
2、参考书
(1)《机械设计基础》(黄森彬主编)北京:
机械工业出版社,2003
(2)《机械设计》(吴宗泽主编)北京:
高等教育出版社1996
(3)《机械原理》(孙桓,陈作模主编)北京:
高等教育出版社2000
(4)《机械原理教程》(申永胜主编)北京:
清华大学出版社1999
(5)《机械设计》(濮良贵,纪名刚主编)北京:
高等教育出版社1999
(6)《机械设计基础》(陈庭吉主编)北京:
机械工业出版社.2002
(7)《机械设计》(邱宣怀)北京:
高等教育出版社,1997
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