《机械设计基础》课程标准Word文档格式.docx
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重点:
静力学公理;
受力图。
难点:
约束和约束反力。
教学模式、方法与手段:
采用案例教学和启发式教学的方法,课堂讲授为主,配合多媒体教学手段。
任务二平面基本力系1学时
掌握平面汇交力系的合成方法及其平衡条件,能熟练应用平衡条件;
理解力矩的概念;
掌握平面力偶系的合成方法及其平衡条件,能熟练应用平衡条件。
汇交力系、平面力偶系的平衡条件应用。
平面力偶系
任务三平面任意力系1学时
掌握力线平移定理;
掌握平面任意力系的简化方法,平面任意力系的简化结果,平面任意力系的平衡条件,能熟练应用平衡条件;
理解静定与静不定问题的概念。
了解滑动摩擦的概念和滑动摩擦定律,摩擦角与自锁的概念;
了解考虑摩擦时平衡问题的解法;
基本了解滚动摩擦的概念。
平面任意力系、刚体系统的平衡问题。
刚体系统平衡问题。
任务四空间力系和重心1学时
掌握空间汇交力系的平衡条件,力对轴之矩,空间任意力系的平衡条件及其应用。
掌握平面组合图形形心和刚体重心的计算方法。
空间任意力系的平衡条件;
组合图形形心计算。
空间任意力系平衡方程的应用。
任务五旋转构件的运动分析和动力分析1学时
掌握定轴转动刚体速度和加速度的计算,定轴转动刚体的动静法。
理解功率和机械效率的概念。
任务六构件的轴向拉伸与压缩4学时
掌握拉(压)杆内力的分析方法,能熟练画轴力图;
掌握材料拉、压时的机械性能指标,并能熟练进行测试;
熟练掌握拉(压)杆的强度计算;
理解应力集中的概念;
理解剪切和挤压的概念,并掌握其实用计算。
拉(压)杆的强度条件及应用,材料拉、压时的机械性能指标测试。
剪切和挤压实用计算。
任务七圆轴扭转4学时
理解扭矩的概念,能熟练绘制扭矩图;
理解圆轴扭转时的变形指标,并能计算;
熟练掌握圆轴扭转强度条件和刚度条件并能熟练应用。
圆轴扭转时的强度条件和刚度条件及应用。
圆轴扭转时的变形计算。
任务八梁的弯曲强度3学时
理解平面弯曲的概念;
理解剪力与弯矩的概念,能熟练绘制剪力图和弯矩图;
理解载荷集度、剪力和弯矩之间的关系。
掌握弯曲梁横截面惯性矩的计算;
熟练掌握梁的正应力强度条件及其应用;
掌握拉(压)-弯曲组合变形的强度计算。
了解弯曲切应力及其强度条件;
了解提高抗弯强度的主要措施。
弯曲梁正应力强度条件及应用。
剪力图和弯矩图;
弯曲梁组合横截面惯性矩的计算。
任务九梁的弯曲刚度4学时
理解梁的挠度和转角的概念;
了解挠曲线近似微分方程;
了解积分法求梁的变形;
掌握叠加法求梁的变形;
掌握梁的刚度条件及应用;
基本了解简单静不定梁的解法。
叠加法求梁的变形。
简单静不定梁的解法。
任务十应力状态分析和强度理论6学时
理解应力状态的概念;
掌握平面应力状态分析的解析法和几何法;
了解平面应力状态下的应力应变关系和三向应力状态;
了解第一、二强度理论,掌握第三、四强度理论的强度条件及应用,掌握弯扭组合变形的强度计算。
平面应力状态分析,第三、四强度理论的强度条件应用。
弯扭组合变形的强度计算。
任务十一压杆稳定4学时
理解压杆稳定的概念;
理解压杆的分类,掌握压杆的临界载荷、临界应力的计算方法,能熟练进行压杆稳定性校核;
了解提高压杆稳定性的措施。
压杆稳定性校核。
临界应力的计算
任务十二动载荷与交变应力简介1学时
掌握构件作匀速直线运动或匀速转动时的应力计算。
基本了解构件受冲击时的应力计算。
掌握交变应力的循环特征。
理解疲劳破坏概念,掌握疲劳破坏的特点。
构件作匀速直线运动或匀速转动时的应力计算;
交变应力的循环特征。
构件受冲击时的应力计算
任务十三机械设计绪论2学时
理解机器的概念及其构成。
理解设计机器的一般过程及主要内容。
了解本课程的任务和要求。
理解设计机器的内容
任务十四平面机构运动简图及自由度4学时
熟练掌握机构结构分析的目的,平面运动副及其分类、机构运动简图绘制。
掌握平面机构自由度计算。
平面机构自由度计算。
机构运动简图绘制。
任务十五平面连杆机构4学时
理解平面连杆机构及其演化形式,掌握平面连杆机构的基本特性。
了解平面四杆机构的设计。
平面连杆机构的基本特性。
平面连杆机构的设计。
任务十六凸轮机构4学时
掌握凸轮机构的类型及特点,从动件常用运动规律。
掌握图解法设计凸轮轮廓的方法,了解凸轮设计应注意的问题。
图解法设计凸轮轮廓。
从动件常用运动规律
任务十七间歇运动机构1学时
基本了解棘轮机构、槽轮机构、万向联轴节、不完全齿轮机构、螺旋机构等常用机构。
棘轮机构、槽轮机构。
槽轮机构。
任务十八带传动和链传动8学时
掌握带传动特点及应用范围,带传动的失效形式、弹性滑动现象。
掌握普通V型带和带轮的标准,传动的设计方法,能熟练设计普通V型带传动。
掌握链传动特点及应用范围。
基本了解链传动的运动分析和标准套筒滚子链传动的设计。
普通V型带传动的设计。
链传动运动特性分析。
任务十九齿轮传动10学时
掌握齿轮传动的类型及其特点,齿廓啮合基本定律,渐开线的性质,直齿、斜齿圆柱齿轮传动正确啮合和连续传动条件。
熟练掌握直齿圆柱齿轮的参数计算,了解斜齿和圆锥齿轮的参数计算。
了解直、斜齿轮的常用切削加工方法、根切现象及最少齿数的概念。
基本了解变位齿轮概念。
掌握轮齿的失效形式及计算准则、材料选择及热处理方式。
熟练掌握直齿圆柱齿轮传动受力分析和设计计算。
了解斜齿轮传动受力分析及强度计算。
基本了解直齿圆锥齿轮传动受力分析及强度计算。
直齿圆柱齿轮传动的主要参数计算和设计计算。
斜齿圆柱齿轮传动的设计计算。
任务二十蜗杆传动1学时
掌握蜗杆传动的特点及应用范围,蜗杆传动转向的判定方法。
了解普通圆柱蜗杆传动的几何参数计算。
了解蜗杆传动失效形式,设计准则。
基本了解蜗杆传动的效率、润滑与热平衡计算。
蜗杆传动的特点及其运动关系。
热平衡计算。
任务二十一齿轮系4学时
掌握轮系分类及功用,熟练掌握定轴轮系、行星轮系、组合轮系传动比计算。
定轴轮系、行星轮系传动比计算。
行星轮系传动比计算。
任务二十二螺纹联接和螺旋传动6学时
掌握螺纹形成原理,螺纹类型、特点及应用。
掌握螺纹联接件类型、连接特点并能熟练选用。
熟练掌握螺纹连接预紧与防松方法。
了解螺栓联接的强度计算。
基本了解提高螺栓强度的措施。
了解螺旋传动。
螺纹连接件及螺纹联接的类型、特点和选用。
螺栓组联接的设计。
任务二十三轴及轴毂联接6学时
了解轴的类型及应用。
掌握轴的结构设计,圆轴的强度计算。
了解轴的刚度计算。
掌握键联接类型、特点,且能选用。
掌握平键联接的强度计算。
轴的结构设计,轴的强度计算。
轴的强度计算。
任务二十四轴承6学时
了解滑动轴承的结构类型、特点及适用范围;
基本了解滑动轴承的设计计算,了解完全液体润滑轴承的润滑形成条件和结构形式。
掌握滚动轴承主要类型、特点、适用场合、代号,能合理选用。
了解滚动轴承的受力分析、失效形式及设计计算准则。
掌握滚动动轴承的寿命计算。
了解滚动轴承的常见组合设计形式,并能合理选用。
滚动轴承主要类型、特点、代号及合理选择,滚动轴承寿命计算。
滚动轴承的组合设计。
任务二十五联轴器、离合器和制动器1学时
了解联轴器的主要类型、特点,离合器的主要类型特点,制动器的主要类型特点。
联轴器,制动器。
联轴器,制动器
任务二十六弹簧1学时
掌握、适用场合,了解其设计方法。
常用弹簧的类型、特点
圆柱螺旋压缩(拉伸)弹簧的设计
任务二十七机械的平衡及调速1学时
了解机械平衡的目的,转子平衡试验及机械速度波动的调节
转子平衡试验
机械速度波动的调节
2.课时分配
表1.课时分配
序号
任务名称
总学时
学时分配
备注
1
静力学基础
静力分析基本概念
静力分析基本公理
约束与约束反力
受力分析和受力图
2
平面基本力系
平面汇交力系合成与平衡的几何法
平面汇交力系合成与平衡的解析法
3
平面任意力系
力向一点平移
平面任意力系的简化
平面任意力系简化结果分析和合力矩定理
平面任意力系的平衡方程及应用
刚体系统的平衡问题
考虑摩擦时的平衡问题与滚动摩察简介
4
空间力系和重心
空间力系的平衡方程及应用
重心和形心
5
旋转构件的运动分析和动力分析
定轴转动刚体的速度和加速度
定轴转动刚体的动静法
功率与机械效率
6
构件的轴向拉伸与压缩
构件承载能力概述
轴向拉伸与压缩的概念
轴向拉伸与压缩时横截面的内力
轴向拉伸与压缩时横截面的应力
拉(压)杆的变形
材料在拉伸时的力学性质
材料在压缩时的力学性质
拉(压)杆斜截面的应力
拉(压)杆的强度计算
应力集中的概念
简单拉(压)超静定问题
连接件的实用计算
7
圆轴扭转
圆轴扭转时的内力
圆轴扭转时的应力和强度计算
圆轴扭转时的变形和刚度计算
8
梁的弯曲强度
概述
0.5
实训一
弯曲内力
弯曲正应力
弯曲切应力简介
提高梁弯曲强度的措施
拉伸(压缩)与弯曲组合变形的强度计算
9
梁的弯曲刚度
挠曲线近似微分方程
积分法求梁的位移
叠加法求梁的位移
梁的刚度计算提高梁弯曲刚度的措施
简单超静定梁
10
应力状态分析和强度理论
点的应力状态
平面应力状态分析
三向应力状态及最大切应力
平面应力状态下的应力-应变关系
强度理论及弯扭组合变形
11
压杆稳定
课题一
压杆稳定的概念
课题二
细长压杆的临界载荷
课题三
压杆的临界应力
课题四
压杆稳定性计算
课题五
提高压杆承载能力的措施
12
动载荷与交变应力简介
构件作匀速直线运动或匀速转动时的应力计算
构件受冲击时的应力
交变应力及其循环特征
疲劳破坏简介
13
机械设计绪论
引言
机器的组成及其特征
机械设计的基本要求及一般程序
机械设计基础课程的内容、性质和任务
14
平面机构运动简图及自由度
平面机构的组成
实训二
平面机构运动简图
平面机构的自由度
15
平面连杆机构
实训三
铰链四杆机构的基本型式及其演化
1.5
平面四杆机构的基本特性
平面四杆机构的设计
平面多杆机构简介
16
凸轮机构
凸轮机构的应用与分类
实训四
常用从动件运动规律
用图解法设计盘形凸轮轮廓曲线
解析法设计凸轮轮廓
设计凸轮机构应注意的问题
17
间歇运动机构
棘轮机构
槽轮机构
不完全齿轮机构和凸轮式间歇机构
18
带传动和链传动
带传动的类型和应用
实训五实训六
V带和V带轮
带传动的受力分析和应力分析
带传动的弹性滑动和传动比
普通V带传动的设计
带传动的张紧和维护
链传动的特点和应用
滚子链和链轮
链传动的运动特性
滚子链传动的设计
链传动的布置、张紧和润滑
19
齿轮传动
齿轮传动的类型和对他的基本要求
实训七实训八实训九
齿廓啮合基本定律
渐开线齿廓
渐开线标准直齿圆柱齿轮的主要参数和几何尺寸
渐开线齿轮的啮合传动
渐开线齿轮的加工方法及根切现象
变位齿轮传动
轮齿的失效和齿轮的材料
标准直齿圆柱齿轮传动的设计
平行轴斜齿圆柱齿轮传动
直齿圆锥齿轮传动
齿轮的结构设计及齿轮传动的润滑
齿轮传动的发展趋势简介
20
蜗杆传动
蜗杆传动的类型和特点
蜗杆传动的主要参数和几何尺寸
蜗杆传动的失效形式、材料和结构
蜗杆传动的强度计算
蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算
其他蜗杆传动简介
21
齿轮系
齿轮系的分类
定轴轮系传动比的计算
行星轮系传动比的计算
齿轮系的功用
几种特殊的行星轮系简介
22
螺纹联接和螺旋传动
机械制造中常用螺纹
螺旋副的受力分析、效率和自锁
螺纹联接的基本类型及其预紧和防松
螺栓联接的强度计算
螺纹联接件的材料和许用应力
提高螺纹联接强度的措施
螺旋传动
23
轴及轴毂联接
轴的结构设计
轴的设计计算
轴毂联接
24
轴承
滑动轴承概述
实训十
滑动轴承的结构和材料
滑动轴承的润滑
不完全液体润滑轴承的设计计算
液体润滑轴承简介
滚动轴承的构造、类型及特点
滚动轴承的代号及类型选择
滚动轴承的寿命计算
滚动轴承的组合设计
滚动轴承的维护和使用
滚动轴承和滑动轴承的比较
25
联接器、离合器和制动器
联接器
离合器
制动器
联接器、离合器、制动器的选择和维护
26
弹簧
弹簧的功用与类型
弹簧的制造、材料及许用应力
圆柱螺旋压缩(拉伸)弹簧的设计计算
27
机械的平衡及调速
机械平衡的目的、分类及方法
转子的平衡
平面机构的静平衡
合计
90
表2实训课时分配(课时包含在表1中)
实训项目
课时
认识常见梁的的应力分析
识别自由度概念
认识平面连杆机构
认识凸轮机构
认识带传动机构
认识链传动机构
认识齿轮机构
了解齿轮系
齿轮系传动设计
认识轴承传递
总实训课时
45
四、教学模式、教学方法与手段
1.教学模式
本课程是理论性和实践性都很强的课程,在教学过程中以理论教学为主,尽可能多的结合工程案例,增加学生为主体的教学内容,有意识地将教学活动从以“教”为中心向以“学”为中心引导。
为提高学生学习的直观性、生动性,同时提高教学效率,采用多媒体教学。
实验在机械设计基础实验室进行。
2.教学方法与手段
(1)启发、引导式教学讲解知识点时,提出问题、介绍解决问题的方法、归纳总结出一般规律或概念。
这种方法能培养学生的科学思维方式,培养学生敢于大胆质疑,激发学生学习的积极性和创新精神。
(2)讨论式教学法结合工程实例,提出问题、学生思考展开讨论、教师加以引导。
教师提出问题,学生对同一问题用多种不同观点进行观察、比较、分析、综合等交互活动,充分发挥学生的主动性,激发学习兴趣,提高学习效果。
(3)直观教学机械设计基础是实践性很强的一门课程,教学中注重结合工程实际,充分利用实验室和现场实物,以其真实、可触摸、更直观、展示灵活的特点,帮助学生空间思维能力的形成,进而通过直观教学将知识点融入,达到事半功倍的教学效果。
3.考核方式及课程成绩评定
成绩考核包括三部分:
平时成绩占30%(其中包括平时的出勤情况、学习态度、作业、测验成绩等),,期末考试成绩占70%(笔试,开或闭卷)。
五、课程实施条件
1.对任课教师要求
(1)专任教师
对专任教师要求具有大学本科及以上学历,所学专业为机类或近机类专业,有较强的责任心和进取精神,较丰富的专业实践经验。
(2)兼职教师
兼职教师的学历层次为本科以上,具有两年以上机械产品、工业控制产品生产企业工业或研发工作经验,能够将理论知识联系到实践中,具备一定的教学能力。
2.教学条件要求
充分利用实验和实训设备,积极开展“产、学、研”的研究,进行钳工相关知识的学习。
本课程建议采用理实一体的教学模式,使学生在做中学、学中做,融“知识、技能、素质”培养为一体。
具体详见下表:
表2主要仪器设备附表
名称
数量
机械原理、机械零件展示柜
1套
机械原理、机械零件展示柜万能材料试验机、材料扭转试验机、梁的弯曲试验台、用于测绘机构运动简图的机构、带传动试验设备、齿轮参数测定试验设备。
圆柱齿轮减速器
10个
80套
3.课程资源的开发和利用
3.1教材的选用
(1)蔡广新《工程力学》北京:
化学工业出版社2007
(2)邓昭铭《机械设计基础》北京:
高等教育出版社2005
(3)蔡广新《机械设计基础实训教程》北京:
机械工业出版社2004
3.2课程网站和
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- 特殊限制:
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- 关 键 词:
- 机械设计基础 机械设计 基础 课程标准