《机械结构设计与维护》课程标准解析.docx
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《机械结构设计与维护》课程标准解析
《机械结构设计与维护》课程标准
《机械结构设计与维护》课程标准
1、课程定位
《机械结构设计与维护》课程是为培养学生具备高、中级专门人才所必需的机械结构设计与维护的基础知识和基本技能而开设的课程,是机械类相关专业的专业必修课,也是一门能直接用于工程实际技术的学科。
通过本课程的学习使学生掌握常用机构的结构、运动特性,具有分析和设计常用机构的能力;掌握通用机械零件的工作原理、结构特点、设计计算、维护、修理和装配等基本知识,具有设计机械传动装置的能力,以及拆卸、清洗、检验、修理及装配机械零件的基本能力。
二、课程目标
通过《机械结构设计与维护》课程的学习,使学生具备从机械结构设计到机械维护基本知识,为学习和掌握专业知识及职业技能打下基础。
1.知识目标
(1)掌握常用机构和通用零部件的工作原理、运动特点、结构特点、运动和动力性能、基本设计理论和计算方法;
(2)掌握国家标准和规范、标准零部件的选用原则和方法;
(3)掌握通用零部件的使用、维护和修理等基本知识。
2.能力目标
(1)初步具有分析和设计常用机构的能力;
(2)具有设计机械传动装置的能力;
(3)具有拆卸、清洗、检验、修理及装配机械零件的基本能力;
(4)具有运用标准、规范、手册、图册等有关技术资料的能力。
3.素质目标
(1)培养良好的团队合作意识和文字表达能力;
(2)具有较好的语言表达能力和沟通交流能力;
(3)具有系统概括知识的能力;
(4)具有拆卸、清洗、检验、修理及装配机械零件的基本能力;
(5)具有良好的工程表达能力;
(6)具有科学思维方法;
(7)具有分析问题和解决问题的能力;
(8)具有自主学习新知识、新技术的能力。
三、课程设计
1.设计思想
教学内容框架
机器的组成、润滑、修理——机械机构的受力分析——机构的自由度计算和简图绘制——平面连杆机构的受力和强度——凸轮机构的工作原理——间歇运动机构的工作原理——机械联接装拆——带传动设计——齿轮传动设计——蜗杆传动设计——齿轮系各轴的转速计算——轴的结构设计——轴承的组合设计。
通过项目引领和任务驱动,配以案例分析进行教学。
总体设计思路
构建《机械结构设计与维护》理实一体化教学体系,将理论知识、实训有机融合,为学生提供一个“教、学、做”一体化系统方案。
营造一个职业基本技能、专业技术应用能力、创新意识与创新能力、良好综合素质培养的环境。
课程开发和学习情境设计,整个学习领域由以下学习情境(课程单元)组成:
学习情境0
绪论
学习情境1
物体的受力及其分析
学习情境2
平面机构的组成及其运动分析
学习情境3
平面连杆机构
学习情境4
凸轮机构
学习情境5
间歇运动机构
学习情境6
机械联接
学习情境7
挠性传动
学习情境8
齿轮传动
学习情境9
蜗杆传动
学习情境10
齿轮系
学习情境11
轴
学习情境12
轴承
2.课时分配
建议本课程课时为130课时,其中理论教学110课时,实践教学20课时,。
序号
课程单元
学习任务及教学要求
参考
学时
学习任务
教学要求
理论教学
实践教学
0
绪论
机械零件的拆卸、清洗、检验、修理及装配
1.了解机器、机构、机械、零件、构件的基本概念;
2.了解本课程的学习对象、内容;
3.掌握机械设计的基本要求及一般程序;
4.掌握机械摩擦、磨损及润滑基本知识;
5.掌握机械零件失效的基本形式;
6.了解机械零件拆卸、清洗、检验、修理及装配基本方法。
4
机器总体与局部的关系分析
1.了解齿轮插齿机的组成;
2.了解支承零部件的结构;
3.能识别构件与零件。
2
1
物体的受力及其分析
各种机械结构的受力分析
1.了解力、刚体、平衡、力矩、力偶及约束等基本概念;
2.掌握平面力系平衡的条件及其平衡方程应用;
3.能分析简单物体的受力;
4.能利用平面力系的平衡方程求解力的大小。
12
2
平面机构的组成及其运动分析
机构自由度计算
1.明确机构、运动副、平动、定轴转动及平面运动等概念;
2.理解速度、加速度、角速度及角加速度的含义;
3.掌握平面机构自由度的计算;
4.能对平面机构中各构件运动进行分析。
6
机构简图绘制
1.掌握正确绘制一般平面机构运动简图的方法和技能;
2.能判断机构的相对运动是否确定;
2
3
平面连杆机构
机构运动特性和受力分析
1.明确平面四杆机构主要形式及其用途;
2.了解铰链四杆机构的组成;
3.掌握铰链四杆机构曲柄存在的条件;
4.掌握铰链四杆机构类型的判别;
5.了解平面四杆机构的工作特性及其运动设计;
6.了解构件内力、应力、许用应力及应变等概念;
7.掌握轴向拉伸和压缩的内力、应力、变形及强度计算;
8.能分析实际生产、生活中平面连杆机构的工作原理;
9.能利用拉压强度条件解决简单工程结构的强度问题。
10
机械零件强度和刚度问题
1.观察低碳钢和铸铁在拉压过程中分别表现出的弹性、屈服、强化、颈缩、断裂等物理现象;
2.能正确操作万能材料试验机。
2
4
凸轮机构
凸轮机构的工作原理
1.了解凸轮机构的类型和特点;
2.理解凸轮机构的工作原理及应用。
4
5
间歇运动机构
间歇运动机构的工作原理
掌握棘轮机构、槽轮机构和不完全齿轮机构的组成、工作原理、运动特点及适用场合;
2
6
机械联接
分析机器中零件的各种联接结构
1.了解铆接、焊接、胶接的特点与应用;
2.掌握键联接、销联接、螺纹联接及螺旋传动特点与应用;
3.了解联轴器、离合器结构、特点与应用;
4.理解键联接、销联接、螺纹联接及联轴器的拆装;
5.掌握平键联接的尺寸选择、强度计算;
6.掌握螺纹联接的防松方法;
7.掌握联轴器的选择。
10
机械联接装拆
1.掌握螺纹连接、键连接和销连接的工作原理、结构特点及应用;
2.熟悉常用拆装工具的用法;
3.正确拆装螺纹联接、键联接和销联接。
2
联轴器找正
1.认识联轴器的结构、类型、标准系列及其应用;
2.掌握联轴器的工作原理;
3.掌握联轴器找正的方法和步骤。
2
7
挠性传动
带传动设计
1.了解带传动的类型、特点和应用;
2.掌握带传动的形式及传动比计算;
3.了解V带的型号、选用及带轮的结构;
4.掌握带传动设计、张紧和安装维护;
5.了解链传动与带传动不同特点;
6.了解滚子链及链轮的结构;
7.掌握链传动的张紧、布置及润滑。
8
带传动的选配、安装、维护
1.掌握V带传动安装、检测和调试方法;
2.掌握V带传动的张紧原理和方法;
2
8
齿轮传动
齿轮传动设计
1.了解齿轮传动的类型、特点及应用;
2.理解渐开线的形成及特性;
3.掌握渐开线齿轮的基本参数及几何尺寸的计算;
4.理解渐开线齿廓的啮合特性、正确啮合条件及重合度;
5.了解齿轮加工的原理、根切原因、变位目的及齿轮精度;
6.能对失效齿轮进行修复;
7.了解常用齿轮材料及热处理方法;
8.掌握齿轮的强度计算及主要参数的选择方法;
9.掌握齿轮传动润滑、修复方法和装配。
20
直齿圆柱齿轮参数测定
1.掌握千分尺测量渐开线直齿圆柱齿轮的基本方法;
2.能正确测量渐开线齿轮的基本参数及几何尺寸的计算;
3.能对已损坏齿轮进行正确的选配。
2
9
蜗杆传动
蜗杆传动设计
1.了解蜗杆传动的组成、类型、特点和应用场合;
2.掌握蜗杆传动的基本参数、正确啮合条件和基本几何尺寸计算;
3.明确蜗杆传动的失效形式和设计准则;
4.掌握蜗杆传动的受力分析、强度计算及热平衡计算;
5.能正确装配蜗杆传动。
6
10
齿轮系
轮系各轮转速计算和转向判断
1.了解轮系的分类及应用;
2.掌握定轴轮系和行星轮系传动比计算方法及转向判断;
3.了解混合轮系的传动比计算;
4.了解特殊行星齿轮传动。
4
11
轴
轴的结构设计
1.了解轴的功用、类型、结构;
2.了解轴常用材料及热处理方法和选择;
3.掌握扭转、弯曲变形及弯扭组合变形的内力、应力及强度计算方法;
4.掌握轴的结构设计方法;
5.掌握轴类零件的修理。
14
12
轴承
轴承组合设计
1.了解滑动轴承的结构的分类;
2.掌握轴瓦的结构和常用材料;
3.掌握滚动轴承的基本类型、结构、特点、和代号;
4.明确滚动轴承的选择方法;
5.了解滚动轴承的组合结构分析;
6.掌握滚动轴承的润滑和密封方法;
7.掌握轴承装配和维护方法。
10
轴承的装拆
1.了解轴承轴肩定位高度要求;
2.能正确选用轴承及其安装、拆卸、维护。
2
减速器装拆
1.了解减速器的结构、功能及设计布局;
2.通过减速器的结构分析,了解其如何满足功能要求和强度、刚度要求、工艺(加工与装配)要求及润滑与密封等要求;
3.掌握轴上零件的定位方式、轴系与箱体的定位方式、轴承及其间隙调整方法、密封装置等;观察与分析轴的工艺结构;
4.通过对不同类型减速器的分析比较,加深对机械零、部件结构设计的感性认识,为机械零、部件设计打下基础。
2
常用机械结构设计
1.培养学生对机械系统运动方案的整体认识,加强学生的工程实践背景的训练,拓宽学生的知识面,培养学生的创新意识、综合设计及工程实践动手能力;
2.通过机构的拼接,在培养工程实践动手能力的同时,可以发现一些基本机构及机械设计中的典型问题,通过解决问题,可以对运动方案设计中的一些基本知识点融会贯通,对机构系统的运动特性有一个更全面更深入的理解;
3.掌握机构运动方案构型的各种创新设计方法。
2
合计
130
3.课程单元描述
课程单元0
课程单元名称
绪论
课时数
理论教学
实践教学
4
2
学习目标
知识目标
1.了解机器、机构、机械、零件、构件的基本概念;
2.了解本课程的学习对象、内容;
3.掌握机械设计的基本要求及一般程序;
4.掌握机械的摩擦、磨损及润滑的基本知识;
5.掌握机械零件失效的基本形式;
6.了解机械零件拆卸、清洗、检验、修理及装配基本方法。
能力目标
1.具有系统概括知识的能力;
2.具有拆卸、清洗、检验、修理及装配机械零件基本能力。
素质目标
1.具有系统概括知识的能力;;
2.具有科学思维方法;
3.具有分析问题和解决问题的能力;
学习内容
1.机器及其组成;
2.本课程的内容、性质和任务;
3.机械设计的基本要求及一般程序;
4.机械的摩擦、磨损及润滑;
5.机械零件的失效与修理。
教学方法和建议
教学方法:
1.任务驱动教学法;
2.实践操作法。
教学建议:
仿真项目教学;真实项目教学。
教学条件要求
1.课程标准
2.授课计划
3.授课教案
4.教学案例
学生已有基础
1.已有识图能力;
2.已有使用工具的能力。
教师所需执教能力要求
1.具有机械类的系统知识;
2.具备作业质量评价能力。
校企双师授课安排建议
校内教师授课内容:
机器的组成,区分机器和机构、构件和零件。
企业兼职教师授课内容:
实践操作法,对实际物体拆装。
课程单元1
课程单元名称
物体的受力及其分析
课时数
理论教学
实践教学
12
学习目标
知识目标
1.了解力、刚体、平衡、力矩、力偶及约束等基本概念;
2.掌握平面力系平衡的条件及其平衡方程应用;
能力目标
1.能分析简单物体的受力;
2.能利用平面力系的平衡方程求解力的大小。
素质目标
1.具有系统概括知识的能力;;
2.具有科学思维方法;
3.具有分析问题和解决问题的能力;
学习内容
1.静力分析基础;
2.物体的受力分析与受力图;
3.平面力系的平衡;
4.考虑摩擦时的平衡问题;
5.空间力系简介。
教学方法和建议
教学方法:
1.任务驱动教学法;
2.实践操作法。
教学建议:
仿真项目教学;真实项目教学。
教学条件要求
1.课程标准
2.授课计划
3.授课教案
4.教学案例
学生已有基础
1.已有识图能力;
2.已有使用工具的能力。
教师所需执教能力要求
1.具有力学的系统知识;
2.具备作业质量评价能力。
校企双师授课安排建议
校内教师授课内容:
物体的受力分析;利用平面力系的平衡方程求解力的大小。
企业兼职教师授课内容:
实践操作法,对实际物体受力并分析。
课程单元2
课程单元名称
平面机构的组成及其运动分析
课时数
理论教学
实践教学
6
2
学习目标
知识目标
1.明确机构、运动副、平动、定轴转动及平面运动等概念;
2.理解速度、加速度、角速度及角加速度的含义;
3.掌握平面机构运动简图的绘制方法;
4.掌握平面机构自由度的计算。
能力目标
1.能正确绘制平面机构运动简图;
2.能判断机构的相对运动是否确定;
3.能对平面机构中各构件的运动进行分析。
素质目标
1.具有良好的工程表达能力;
2.具有科学思维方法;
3.具有分析问题和解决问题的能力;
4.具有自主学习新知识、新技术的能力。
学习内容
1.平面机构的组成及其运动简图;
2.平面机构具有确定相对运动的条件;
3.构件的运动分析。
教学方法和建议
教学方法:
1.任务驱动教学法;
2.实践操作法。
教学建议:
仿真项目教学;真实项目教学。
教学条件要求
1.课程标准
2.授课计划
3.授课教案
4.教学案例
学生已有基础
1.已有绘图能力;
2.已有测量能力。
教师所需执教能力要求
1.具有平面机构运动简图绘制的指导能力;
2.具备作业质量评价能力。
校企双师授课安排建议
校内教师授课内容:
相关概念的讲解;机构简图绘制;平面机构自由度的计算。
企业兼职教师授课内容:
现场对平面机构运动简图绘制的指导。
课程单元3
课程单元名称
平面连杆机构
课时数
理论教学
实践教学
10
2
学习目标
知识目标
1.明确平面四杆机构的主要形式及其用途;
2.了解铰链四杆机构的组成;
3.掌握铰链四杆机构曲柄存在的条件;
4.掌握铰链四杆机构类型的判别;
5.了解平面四杆机构的工作特性及其运动设计;
6.了解构件内力、应力、许用应力及应变等概念;
7.了解低碳钢、铸铁拉压时的力学性质;
8.掌握轴向拉伸和压缩的内力、应力、变形及强度计算。
。
能力目标
1.能判断平面四杆机构的基本类型;
2.能分析实际生产、生活中平面连杆机构的工作原理;
3.能利用拉压强度条件解决简单工程结构的强度问题。
素质目标
1.与他人协同工作的能力;
2.自我训练、自我提升的能力;
3.具有分析问题和解决问题的能力;
4.具有自主学习新知识、新技术的能力。
学习内容
1.平面四杆机构的类型及应用;
2.平面四杆机构的工作特性;
3.平面四杆机构运动设计简介;
4.平面连杆机构的结构与维护;
5.杆件的拉压强度和变形分析。
教学方法和建议
教学方法:
1.任务驱动教学法;
2.实践操作法。
教学建议:
仿真项目教学;真实项目教学。
教学条件要求
1.课程标准
2.授课计划
3.授课教案
4.教学案例
学生已有基础
1.已有绘图能力;
2.已有力学的基础知识;
3.已有金属材料的相关知识。
教师所需执教能力要求
1.具有判断四杆机构类型的能力;
2.具有拉压力学性能实验操作和指导能力;
3.具备一定的企业生产实践经验。
校企双师授课安排建议
校内教师授课内容:
分析实际生产、生活中平面连杆机构的工作原理;利用拉压强度条件解决简单工程结构的强度问题。
企业兼职教师授课内容:
拉压力学性能实验操作和指导。
课程单元4
课程单元名称
凸轮机构
课时数
理论教学
实践教学
4
学习目标
知识目标
1.了解凸轮机构的类型和特点;
2.理解凸轮机构的工作原理及应用。
能力目标
能分析实际生产、生活中凸轮机构的工作原理。
素质目标
自我训练自我提升的能力;
学习内容
1.凸轮机构的应用和分类;
2.凸轮机构工作过程及从动件常用运动规律;
3.凸轮轮廓曲线设计;
4.凸轮机构设计中的几个问题。
教学方法和建议
教学方法:
1.任务驱动教学法;
2.研讨法。
教学建议:
仿真项目教学;真实项目教学。
教学条件要求
1.课程标准
2.授课计划
3.授课教案
4.教学案例
学生已有基础
1.已有机构的基础知识;
2.已有绘图能力。
教师所需执教能力要求
1.具有分析实际生产中凸轮机构的工作原理的能力;
2.具备作业质量评价能力。
校企双师授课安排建议
校内教师授课内容:
凸轮机构的类型、特点、工作原理。
企业兼职教师授课内容:
结合凸轮机构的工作原理,现场设计凸轮轮廓曲线。
课程单元5
课程单元名称
间歇运动机构
课时数
理论教学
实践教学
2
学习目标
知识目标
掌握棘轮机构、槽轮机构和不完全齿轮机构的组成、工作原理、运动特点及适用场合。
能力目标
能分析实际生产、生活中棘轮机构、槽轮机构和不完全齿轮机构的工作原理。
素质目标
自我训练自我提升的能力。
学习内容
1.棘轮机构;
2.槽轮机构;
3.不完全齿轮机构。
教学方法和建议
教学方法:
1.任务驱动教学法;
2.研讨法;
教学建议:
仿真项目教学;真实项目教学。
教学条件要求
1.课程标准
2.授课计划
3.授课教案
4.教学案例
学生已有基础
1.已有机构的基础知识;
2.已有绘图能力。
教师所需执教能力要求
1.具有分析棘轮机构、槽轮机构和不完全齿轮机构工作原理的能力;
2.具备作业质量评价能力。
校企双师授课安排建议
校内教师授课内容:
棘轮机构、槽轮机构和不完全齿轮机构的组成、工作原理、运动特点及适用场合。
企业兼职教师授课内容:
现场讲解棘轮机构和槽轮机构的工作原理和运动特点。
课程单元6
课程单元名称
机械联接
课时数
理论教学
实践教学
10
4
学习目标
知识目标
1.了解铆接、焊接、胶接的特点与应用;
2.掌握键联接、销联接、螺纹联接及螺旋传动特点与应用;
3.了解联轴器和离合器的结构、特点与应用;
4.理解键联接、销联接、螺纹联接及联轴器的拆装;
5.掌握平键联接的尺寸选择、强度计算;
6.掌握螺纹联接的防松方法;
7.掌握联轴器的选择。
能力目标
1.能分析机器中零件的各种联接结构;
2.能拆装键联接、销联接、螺纹联接及联轴器;
3.会选择键联接及联轴器。
素质目标
1.培养学生热爱劳动,团结协助,吃苦耐劳的实干精神;
2.具备良好职业道德,较好的组织协调能力和团队协作精神;
3.具有健康的体魄和良好的心理调节能力;
学习内容
1.键连接;
2.销连接;
3.螺纹连接;
4.联轴器和离合器。
教学方法和建议
教学方法:
1.任务驱动教学法;
2.实践操作法。
教学建议:
仿真项目教学;真实项目教学。
教学条件要求
1.课程标准
2.授课计划
3.授课教案
4.教学案例
学生已有基础
1.已有力学的相关知识;
2.已有绘图能力;
3.已有机械的基础知识。
教师所需执教能力要求
1.具有各种连接的相关知识;
2.能装拆各类可拆连接;
3.具备作业质量评价能力。
校企双师授课安排建议
校内教师授课内容:
键联接、销联接、螺纹联接及螺旋传动特点与应用;讲解键联接、销联接、螺纹联接及联轴器的拆装原理。
企业兼职教师授课内容:
现场拆装键联接、销联接、螺纹联接及联轴器并指导。
课程单元7
课程单元名称
挠性传动
课时数
理论教学
实践教学
8
2
学习目标
知识目标
1.了解带传动的类型、特点和应用;
2.掌握带传动的形式及传动比计算;
3.了解V带的型号、选用及带轮的结构;
4.掌握带传动的设计、张紧装置和安装维护;
5.了解链传动与带传动不同特点;
6.了解滚子链及链轮的结构;
7.掌握链传动的张紧、布置及润滑。
能力目标
1.能正确选配带;
2.能正确安装带传动和链传动;
3.能对装带传动和链传动进行正确维护。
素质目标
1.培养学生热爱劳动,团结协助,吃苦耐劳的实干精神;
2.具备良好职业道德,较好的组织协调能力和团队协作精神;
3.具有健康的体魄和良好的心理调节能力;
学习内容
1.带传动的类型和工作情况分析;
2.普通V带传动的设计;
3.普通V带传动的安装与维护;
4.链传动。
教学方法和建议
教学方法:
1.任务驱动教学法;
2.实践操作法。
教学建议:
仿真项目教学;真实项目教学。
教学条件要求
1.课程标准
2.授课计划
3.授课教案
4.教学案例
学生已有基础
1.已有安装的基础知识;
2.已有识读装配图的能力。
教师所需执教能力要求
1.具有带传动的设计、张紧装置和安装维护的指导能力;
2.掌握带传动的类型、特点;
2.具备作业质量评价能力。
校企双师授课安排建议
校内教师授课内容:
带传动的类型、特点和应用;带传动的设计、张紧装置和安装维护的方法。
企业兼职教师授课内容:
结合工厂实践,指导学生带传动的设计、张紧装置和安装维护。
课程单元8
课程单元名称
齿轮传动
课时数
理论教学
实践教学
20
2
学习目标
知识目标
1.了解齿轮传动的类型、特点及应用;
2.理解渐开线的形成及特性;
3.掌握渐开线齿轮的基本参数及几何尺寸的计算;
4.理解渐开线齿廓的啮合特性、正确啮合条件及重合度;
5.了解齿轮加工的原理、根切原因、变位目的及齿轮精度;
6.掌握齿轮传动的失效形式;
7.了解常用齿轮材料及热处理方法;
8.掌握直齿圆柱齿轮的强度计算及主要参数的选择方法;
9.了解斜齿圆柱齿轮受力分析和强度计算方法;
10.了解圆锥齿轮的特点、基本参数和几何尺寸;
11.掌握齿轮传动的润滑、修复方法和装配。
能力目标
1.会选择齿轮的类型;
2.能根据齿轮的参数计算几何尺寸和设计直齿圆柱齿轮;
3.能对失效齿轮进行修复;
4.能正确装配齿轮传动。
素质目标
1.培养学生热爱劳动,团结协助,吃苦耐劳的实干精神;
2.具备良好职业道德,较好的协调能力和团队协作精神;
3.具有健康的体魄和良好的心理调节能力;
学习内容
1.齿轮传动的特点和类型;
2.渐开线直齿圆柱齿轮;
3.渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动;
4.渐开线齿轮的加工原理、变位齿轮与精度简介;
5.齿轮传动的失效形式;
6.齿轮的材料及设计准则;
7.标准直齿圆柱齿轮传动的设计;
8.斜齿圆柱齿轮传动;
9.直齿圆锥齿轮传动;
10.齿轮传动的维护和修复;
11.齿轮传动的装配;
教学方法和建议
教学方法:
1.任务驱动教学法;
2.实践操作法。
教学建议:
仿真项目教学;真实项
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