《機械工程基礎(chǔ)I》課程教學大綱

《機械工程基礎(chǔ)I》教學大綱一、課程基本信息課程名稱機械工程基礎(chǔ)IFundamentalsofMechanicalEngineeringI課程編碼MEE223411050開課院部機電工程學院課程團隊機械創(chuàng)新設計教學團隊學分5.0課內(nèi)學時80講授80實驗0上機0實踐0課外學時B適用專業(yè)本研一體化班（機械動力類）授課語言中文先修課程課程簡介（必修）機械工程基礎(chǔ)是工科專業(yè)學生必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，它引導學生從抽象的自然物理知識學習向?qū)嵺`創(chuàng)新的專業(yè)技術(shù)應用進行轉(zhuǎn)化。課程以常用機構(gòu)和通用零件為基礎(chǔ)，為培養(yǎng)學生處理一般工程問題的能力、學習有關(guān)后繼專業(yè)課程以及參與技術(shù)改造奠定基礎(chǔ)。它涉及的知識與技能不但為機械相關(guān)技術(shù)人員所必備，而且也與人們的生活日常息息相關(guān)。課程從身邊生活中的常見機械出發(fā)，將原理設計與生活常識相結(jié)合，引導學生進行生活機械觀察，培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題，并嘗試運用所學去解決生活實際問題的能力，不斷增強自主研究意識；在機械設計過程中發(fā)現(xiàn)工程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)與實際需求，通過課程專題項目設計來尋找解決方案，并通過手工制作，激發(fā)創(chuàng)新思維。課程主要內(nèi)容：一是平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析和機械設計概論；二是常用機構(gòu)的工作原理和運動設計：連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、輪系及其他常用機構(gòu)；三是常見機械傳動的工作原理、標準規(guī)范和計算方法：帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動和蝸桿傳動等；四是軸系零部件的工作原理、組合設計和選用方法：滑動軸承、滾動軸承、軸、聯(lián)軸器和離合器；五是機械聯(lián)接的工作原理、標準規(guī)范和計算方法：螺紋聯(lián)接和鍵聯(lián)接。課程教學目標設計兩條主線：一是將已經(jīng)解決的問題或者已知理論，當成未知的問題進行探究，通過現(xiàn)有工程產(chǎn)品技術(shù)研究或功能樣機復古制作，還原現(xiàn)有技術(shù)的形成過程；在興趣驅(qū)動下，引導學生自主地形成知識理論體系，進而培養(yǎng)一定的獨立研究與試驗能力，即使面對未知課題，也能基于基礎(chǔ)形態(tài)來逐步進行推進演化，實現(xiàn)基礎(chǔ)知識的高階化。二是基于已有理論基礎(chǔ)和現(xiàn)有產(chǎn)品演化歷史，進行創(chuàng)造性思維訓練，掌握和田創(chuàng)新十二法則，培養(yǎng)學生在巨人的肩膀上如何能進一步再創(chuàng)新。通過本課程的學習，使學生了解機械設計的一些基本概念、理論、規(guī)范、標準與方法，掌握常用機構(gòu)和通用零件的基礎(chǔ)知識，能夠運用機械設計基礎(chǔ)的基本理論、思維方式結(jié)合具體情況進行機械創(chuàng)新設計實踐，初步具有分析、設計能力，并養(yǎng)成善于觀察、獨立思考的習慣，同時通過教學過程中的案例分析強化學生的工程素養(yǎng)，建立正確的工程價值觀，激發(fā)學生的創(chuàng)新意識。Fundamentalsofmechanicalengineeringisacompulsorycourseforengineeringstudents,whichguidesstudentstotransformfromabstractnaturalphysicsknowledgelearningtopracticalandinnovativeprofessionaltechnologyapplication.Thecourseisbasedoncommoninstitutionsandcommonparts,whichlaysthefoundationforcultivatingstudents'abilitytodealwithgeneralengineeringproblems,learningrelevantsubsequentprofessionalcoursesandparticipatingintechnicaltransformation.Theknowledgeandskillsinvolvedinitarenotonlynecessaryformechanicaltechnicians,butalsocloselyrelatedtopeople'sdailylife.Startingfromthecommonmachinesinthelifearoundus,thecoursecombinestheprincipledesignwiththecommonsenseoflife,guidesthestudentstoobservethelivingmachines,trainsthestudentstofindproblems,triestousewhattheyhavelearnedtosolvetheactualproblemsinlife,andconstantlyenhancestheconsciousnessofindependentresearch;discoversthekeylinksandactualneedsintheengineeringintheprocessofmachinedesign,throughthespecialprojectdesignofthecoursePlantofindsolutions,andthroughhand-made,tostimulateinnovativethinking.Themaincontentsofthiscourse:oneisthestructuralanalysisofplanarmechanismandgeneralityofmechanicaldesign;thesecondistheworkingprincipleandthedesignofmotionofcommonmechanisms:linkagemechanism,cammechanism,geartrainsandothercommonmechanisms;thethirdistheworkingprinciple,standardspecificationandcalculationmethodsofcommonmechanicaltransmission:beltdrive,chaindrive,geardrive,wormdriveandsoon;thefourthistheworkingprinciple,combinationdesignandselectionmethodofshaftingcomponentsandparts:slidingbearing,rollingbearing,shaft,couplingandclutch;thefifthistheworkingprinciple,standardspecificationandcalculationmethodsofmechanicalconnection:threadconnectionandkeyconnection.Therearetwomainlinesinthedesignofcurriculumteachingobjectives:oneistoexploretheproblemsthathavebeensolvedorknowntheoriesasunknownproblems,restoretheformationprocessofexistingtechnologythroughtheresearchofexistingengineeringproducttechnologyortheretroproductionoffunctionalprototypes;underthedriveofinterest,guidestudentstoindependentlyformaknowledgetheorysystem,andthencultivatecertainindependentresearchandexperimentalability,Eveninthefaceofunknownissues,itcangraduallypromotetheevolutionbasedonthebasicform,andrealizethehigh-levelofbasicknowledge.Second,basedontheexistingtheoreticalbasisandtheexistingproductevolutionhistory,carryoutcreativethinkingtraining,masterthe12principlesofHetianinnovation,andtrainstudentshowtofurtherinnovateontheshouldersofgiants.Throughthestudyofthiscourse,studentscanunderstandsomebasicconcepts,theories,norms,standardsandmethodsofmechanicaldesign,masterthebasicknowledgeofcommonmechanismsandthecommonparts,usethebasictheoryandwayofthinkingofthiscoursecombiningwiththespecificsituationtocarryoutthepracticeofmechanicaldesign,obtaintheabilityofpreliminarydesignandanalysisanddevelopthehabitofgoodatobservationandindependentthinking.Atthesametime,caseanalysisintheprocessofteachingenhancesthestudents'engineeringquality,establishthecorrectengineeringvaluesandinspirestudents'innovativeconsciousness.負責人大綱執(zhí)筆人審核人二、課程目標序號代號課程目標OBE畢業(yè)要求指標點任務自選1M1目標1：了解機械設計的一些基本概念、理論、規(guī)范、標準與方法，掌握常用機構(gòu)結(jié)構(gòu)分析方法和通用零件知識，能夠分析機器功能特性與失效形式，將理論知識與工程產(chǎn)品對應起來，建立理論與實際的映射關(guān)系，并能從實際機械中抽象出原理表達。是2M2目標2：具有應用數(shù)學、物理、力學知識對機構(gòu)和零件進行分析計算與建模表達能力，能夠應用制圖工具進行機械產(chǎn)品設計實踐，結(jié)合實際機械產(chǎn)品使用情況發(fā)現(xiàn)問題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)并提出改進思路。是3M3目標3：能綜合運用所學機械基礎(chǔ)知識，模塊化分解產(chǎn)品結(jié)構(gòu)或功能組成，從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)體系中尋求局部單元改進之處，或?qū)Ξa(chǎn)品功能進行系統(tǒng)性的組合與拓展，提出創(chuàng)新設計解決方案，形成工程技術(shù)實踐能力。是4M4目標4：能通過案例分析強化工程素養(yǎng)，建立正確的工程價值觀，激發(fā)愛國主義情感、樹立創(chuàng)新意識，并養(yǎng)成善于觀察、獨立思考和主動學習的習慣。是三、課程內(nèi)容序號章節(jié)號標題課程內(nèi)容/重難點支撐課程目標課內(nèi)學時教學方式課外學時課外環(huán)節(jié)10第0章緒論本章重點：機器、機構(gòu)和機械的聯(lián)系與區(qū)別，認識大國重器，培養(yǎng)愛國情懷。本章難點：現(xiàn)代機械發(fā)展趨勢與技術(shù)前沿/////20.10.1機器、機構(gòu)和機械總結(jié)機器與機構(gòu)的特征，辨析機械與機器、機構(gòu)的關(guān)系，了解現(xiàn)代機械的發(fā)展趨勢；結(jié)合工程案例，研究各種常見機械的工作原理，體會設計的創(chuàng)新性。M41動畫演示1.5觀察實際機器30.20.2機械設計的一般過程認識性能驅(qū)動的傳統(tǒng)機械設計方法，說出機械零件設計的過程步驟，了解我國歷史上在機械方面的重大貢獻。認識大國重器，重溫國家記憶，強化科技工作者應“德才兼?zhèn)洹?。學習國家在架橋機、起重機、盾構(gòu)機、半潛船、運移車、全地形運輸車等重型機械領(lǐng)域取得的技術(shù)成就，增強民族自豪感。體驗基于計算機與信息技術(shù)的現(xiàn)代產(chǎn)品的數(shù)字化設計方法。M21講授2調(diào)研前沿技術(shù)40.30.3課程性質(zhì)、內(nèi)容和任務說出本課程的內(nèi)容、性質(zhì)和學習任務，掌握本課程的基本要求和學習方法；領(lǐng)悟機構(gòu)學的基本原理在現(xiàn)代機械中的應用。M10.5講授0.5方法領(lǐng)悟5專題研討1專題研討1：工程機械類型及演化從小斷面隧道掘進機到全斷面隧道盾構(gòu)機，從拉鏟、電鏟到液壓挖掘機、裝載機，從斗輪挖掘機、挖溝機到鏈斗運輸橋，從十余種農(nóng)業(yè)機械到二十種土木機械，了解工程機械系列演化技術(shù)，發(fā)現(xiàn)蘊含的基礎(chǔ)理論知識；結(jié)合社會生活對機械設備需求，運用發(fā)展的眼光進行超前思維，提出創(chuàng)意或改良設計方案，給出模塊化的可行性報告。M1,M41.5研討2調(diào)研報告61第一章機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析本章重點：運動鏈成為機構(gòu)的條件本章難點：計算自由度時的注意事項/////71.11.1運動副辨認機構(gòu)的組成，辨析零件與構(gòu)件的區(qū)別，理解靜聯(lián)接與動聯(lián)接的概念，掌握運動副的定義；引導思考實際機構(gòu)中低副與高副的判定及其引入的約束。M11講授//81.21.2平面機構(gòu)運動簡圖繪制理解機構(gòu)運動簡圖繪制的目的，掌握運動副和構(gòu)件的表示方法，歸納繪制簡圖的步驟；應用機構(gòu)運動簡圖的繪制方法。M31講授1查閱標準規(guī)范91.31.3運動鏈成為機構(gòu)的條件區(qū)別運動鏈和機架的表達，解釋構(gòu)件自由度概念，識別運動副引入的約束；運用排除思維法列舉運動鏈成為機構(gòu)的條件；討論機構(gòu)自由度分析的工程意義。M21講授1簡圖作業(yè)101.41.4計算自由度時的注意事項識別復合鉸鏈，辨認局部自由度，推斷虛約束：軌跡重合、軸線重合或?qū)菲叫?、對稱部分；歸納研究實際機構(gòu)中虛約束的判定。M21講授1作業(yè)11專題研討2專題研討2：游梁式抽油機創(chuàng)新設計研究從機器組成出發(fā)引導學生模塊化創(chuàng)新，思考伺服電機驅(qū)動創(chuàng)新、傳動系統(tǒng)即減速箱改進及執(zhí)行機構(gòu)替代創(chuàng)新，引出鏈條、皮帶式及多井抽油機創(chuàng)新設計與制作。M41研討1項目設計122第二章平面機構(gòu)的運動、動力分析本章重點：機構(gòu)速度分析的瞬心法本章難點：瞬心法在速度分析中的運用/////132.12.1機構(gòu)速度分析的瞬心法概述瞬心的定義，掌握瞬心位置的確定，擴展瞬心法的應用。M21講授1工程力學143第三章平面連桿機構(gòu)本章重點：平面四桿機構(gòu)的基本特性本章難點：實際機器運動特性分析/////153.13.1平面連桿機構(gòu)的類型、應用和演化識別連桿機構(gòu)的基本形式：曲柄搖桿機構(gòu)、雙曲柄機構(gòu)和雙搖桿機構(gòu)，辨認曲柄滑塊機構(gòu)、導桿機構(gòu)、搖塊機構(gòu)和定塊機構(gòu)，各種類型的工程應用；歸納連桿機構(gòu)類型的演化方法，并結(jié)合實際機器進行解釋；拓展思考多桿機構(gòu)的組合創(chuàng)新思想及其在工程中的應用。M12講授1認知工程應用163.23.2平面四桿機構(gòu)的基本特性證明廣義曲柄存在的條件，掌握平面四桿機構(gòu)類型的判定方法，推斷急回特性和行程速比系數(shù)，畫出壓力角和傳動角，識別死點和運動的連續(xù)性；舉一反三：證明抽油機執(zhí)行機構(gòu)的類型并識別其運動特性。M21.5講授2特性分析/作業(yè)173.33.3平面連桿機構(gòu)的設計研究連桿機構(gòu)運動設計的基本問題，找出設計變量，概述平面連桿機構(gòu)的功能：剛體引導、函數(shù)生成、軌跡生成和綜合功能，圖解法設計四連桿機構(gòu)。M20.5/1設計方法18專題研討3專題研討3：木牛流馬復古制作與行走機構(gòu)仿生設計研究足式行走機構(gòu)類型，進而引導足式行走機器人前沿仿生技術(shù)；分析應用場合與地況，將輪式、足式、履帶式行走機構(gòu)進行組合，應用于設計工程車輛下裝直動裝置。通過功能模型模擬制作，掌握一定的機構(gòu)學應用實踐技術(shù)。M2,M31講授2設計方案194第四章凸輪機構(gòu)本章重點：凸輪機構(gòu)輪廓曲線設計的反轉(zhuǎn)法本章難點：偏置直動從動件盤形凸輪輪廓設計/////204.14.1凸輪機構(gòu)應用及其分類識別凸輪機構(gòu)的構(gòu)成和應用，了解凸輪機構(gòu)的分類，說出凸輪機構(gòu)的有關(guān)術(shù)語，模擬凸輪機構(gòu)類型的演化方法。M10.5動畫演示//214.24.2凸輪從動件的常用運動規(guī)律區(qū)別從動件位移與凸輪轉(zhuǎn)角的函數(shù)關(guān)系：多項式類運動規(guī)律、三角函數(shù)類運動規(guī)律，列舉從動件運動規(guī)律的選擇原則；歸納辨認常用運動規(guī)律的沖擊特性。M20.5講授1數(shù)學力學224.34.3凸輪輪廓曲線設計理解凸輪設計的基本原理，掌握圖解法設計凸輪輪廓曲線，解決直動從動件盤形凸輪機構(gòu)輪廓曲線的設計問題，觸類旁通設計擺動從動件盤形凸輪機構(gòu)；繪圖分析偏心直動尖頂從動件盤形凸輪機構(gòu)的運動過程。M31.5講授2凸輪反轉(zhuǎn)/作業(yè)234.44.4凸輪機構(gòu)基本參數(shù)的確定畫出凸輪機構(gòu)的壓力角，理解壓力角與凸輪回轉(zhuǎn)中心位置和基圓半徑的關(guān)系，了解滾子從動件凸輪機構(gòu)實際輪廓曲線的失真和變尖問題；分析從動件偏置方向與凸輪轉(zhuǎn)向的關(guān)系。M1,M40.5啟發(fā)研討//24專題研討4專題研討4：內(nèi)燃機車（蒸汽機）模擬設計模擬制作內(nèi)燃機主機構(gòu)與配氣機構(gòu)，深入研究兩套曲柄滑塊機構(gòu)的組合應用機理，領(lǐng)悟前人的設計智慧，思考機構(gòu)變型、替代機構(gòu)，進而創(chuàng)新設計。M3,M41研討2研究報告255第五章齒輪機構(gòu)本章重點：漸開線標準圓柱齒輪尺寸計算本章難點：漸開線齒廓的嚙合特性/////265.15.1齒輪機構(gòu)特點、分類及齒廓嚙合基本定律歸納齒輪機構(gòu)的特點，概述按照軸線關(guān)系和齒形進行齒輪機構(gòu)的分類，證明齒廓嚙合基本定律，理解共軛齒廓；分析實際齒輪傳動類型，推斷定傳動比的條件。M10.5工程認知1齒廓深入理解275.25.2漸開線的形成和性質(zhì)概述漸開線的形成，列舉漸開線的性質(zhì)，解釋漸開線方程，畫出漸開線齒廓的壓力角，推斷漸開線作齒廓滿足定傳動比嚙合的基本定律；歸納說明漸開線齒廓的嚙合特性。M21.5講授動畫1漸開線模擬285.35.3漸開線圓柱齒輪各部分名稱及尺寸計算識別齒輪各部分名稱和符號，說出齒輪基本參數(shù)，掌握標準直齒圓柱齒輪基本尺寸的計算公式；討論標準直齒圓柱齒輪基本尺寸計算公式在工程中的應用。M21講授2參數(shù)理解/作業(yè)295.45.4漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動證明漸開線直齒圓柱齒輪正確嚙合條件，識別齒輪傳動的標準中心距及嚙合角，模擬漸開線直齒圓柱齒輪的工作過程，推斷漸開線齒輪連續(xù)傳動的條件；歸納概述漸開線直齒圓柱齒輪滿足正常傳動工作的條件。M21.5動畫演示1傳動條件歸納305.55.5漸開線齒廓的切制理解齒廓切制的基本原理，認識標準齒條刀和標準齒輪加工，辨認齒廓的根切并討論防治辦法，推斷標準齒輪不根切的最小齒數(shù)，了解變位齒輪；M11錄像演示0.5加工方法體驗315.65.6平行軸斜齒輪機構(gòu)模擬齒廓的形成，識別斜齒輪的法面模數(shù)和端面模數(shù)、法面壓力角和端面壓力角、法面齒頂高系數(shù)和徑向間隙系數(shù)，辨認分度圓柱與基圓柱上的螺旋角，推斷平行軸斜齒圓柱齒輪正確嚙合條件，說明重合度與當量齒數(shù)，歸納斜齒輪傳動的優(yōu)缺點；簡要分析斜齒輪的基本參數(shù)及其正確嚙合過程。M21講授1參數(shù)認知/作業(yè)325.75.7圓錐齒輪機構(gòu)簡介概述圓錐齒輪，了解圓錐齒輪齒廓的形成和當量齒數(shù)，推斷標準直齒圓錐齒輪正確嚙合條件。M10.5演示講授0.5圓錐齒輪理解336第六章輪系本章重點：定軸輪系的傳動比計算本章難點：復合輪系的傳動比計算/////346.16.1輪系的分類與應用識別輪系分類：定軸輪系、基本周轉(zhuǎn)輪系、復合輪系；了解輪系功能：變速傳動、大傳動比和多路傳動、換向傳動、運動的合成與分解、在尺寸較小的情況下實現(xiàn)大功率傳動。M20.5講授1理解/作業(yè)356.26.2定軸輪系的傳動比計算掌握平面定軸輪系的傳動比計算，推斷空間定軸輪系的傳動比計算；舉一反三：工程機械中實際傳動輪系的類型辨析與傳動比計算。M21講授//366.36.3基本周轉(zhuǎn)輪系的傳動比計算了解相對運動原理，應用轉(zhuǎn)化機構(gòu)法。M21講授2.5研討講解376.46.4復合輪系的傳動比計算識別行星輪，區(qū)分輪系。M20.5講授2.5研討講解38專題研討5專題研討5：齒輪傳動經(jīng)典應用與創(chuàng)新欣賞古老的齒輪傳動內(nèi)燃機車，向機械齒輪懷表經(jīng)典作品致敬；了解時間量器，研究機械手表工作原理。手工制作汽車傳動系統(tǒng)功能樣機模型，掌握減速、變速與轉(zhuǎn)向差速、離合、剎車的概念，基于Sview的虛擬拆裝，了解工程常用齒輪減速器的結(jié)構(gòu)組成，嘗試將齒輪機構(gòu)與連桿機構(gòu)組合來創(chuàng)意設計某種新型傳動方案。M3,M41實踐認知2傳動方案397第七章其他常用機構(gòu)本章重點：常用間歇機構(gòu)工作原理本章難點：組合機構(gòu)應用特點分析/////407.17.1間歇運動機構(gòu)了解常用間歇運動機構(gòu)的工作原理、類型、特點及應用：棘輪機構(gòu)、槽輪機構(gòu)、不完全齒輪機構(gòu)、凸輪式間歇運動機構(gòu)；辨析幾種常用間歇運動機構(gòu)的異同點，研究其各自適應的場合。M11討論1工程應用研究417.27.2萬向聯(lián)軸節(jié)與組合機構(gòu)簡介了解單萬向聯(lián)軸節(jié)、雙萬向聯(lián)軸節(jié)、凸輪連桿機構(gòu)、齒輪連桿機構(gòu)、齒輪凸輪機構(gòu)、各種組合機構(gòu)的生產(chǎn)應用特點。M10.5啟發(fā)研究//42專題研討6專題研討6：間歇運動機構(gòu)工程應用從家用小型攪碎機、貨車篷布鎖止裝置、棘輪扳手到棘輪鋼索收緊器、萬能卡線器，認識生活中棘輪機構(gòu)的應用，研究自行車后軸的棘輪超越離合器工作原理。通過鐘表撥號機構(gòu)、廣告牌反轉(zhuǎn)機構(gòu)了解槽輪機構(gòu)，通過老式自行車鈴鐺、斷橋鋁窗戶啟閉弄清不完全齒輪結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)八音盒中的凸輪式間歇運動機構(gòu)。M31實踐認知//43專題研討7專題研討7：機械仿生技術(shù)工程研究了解生物模擬機器人技術(shù)發(fā)展歷程，認識到樣機試驗和模擬仿真結(jié)合是推動技術(shù)進步的重要手段。研究將足式、輪式、履帶式單一或多種組合，應用于全地形機器人；掌握蝙蝠、蜂鳥、蜻蜓等生物的仿生機械翅膀?qū)崿F(xiàn)的結(jié)構(gòu)形式，將摩托與飛行器結(jié)合實現(xiàn)上天；將直動機構(gòu)、萬向機構(gòu)、螺旋推進與海底機器人結(jié)合實現(xiàn)下海，通過功能組合拓展與模塊化結(jié)構(gòu)組裝，將奇思妙想變成現(xiàn)實。M32研討//448第八章機器動力學初步本章重點：調(diào)速和平衡的聯(lián)系與區(qū)別本章難點：剛性回轉(zhuǎn)件動平衡的計算/////458.18.1機器周期性速度波動的調(diào)節(jié)辨析作用在機器上的力，說明機器的運轉(zhuǎn)過程，掌握機器周期性速度波動的調(diào)節(jié)原理與方法，能夠設計飛輪；推導尋找最大盈虧功與機器主軸速度的變化關(guān)系。M21講授討論1生活觀察468.28.2剛性回轉(zhuǎn)件的平衡了解剛性回轉(zhuǎn)件平衡的目的，理解靜平衡的計算方法，掌握動平衡的計算方法，設計靜平衡試驗方法和動平衡試驗方法；歸納總結(jié)靜平衡與動平衡的聯(lián)系與區(qū)別。M21講授2習題作業(yè)479第九章機械零件設計概論本章重點：工程中的變應力類型及變化規(guī)律本章難點：表面接觸應力計算的赫茲公式/////489.19.1機械零件的失效形式及設計準則復述強度條件，分析載荷和應力，識別機械零件的表面接觸強度、擠壓強度，了解耐磨性、振動穩(wěn)定性和耐熱性；研究工程中載荷與應力的關(guān)系。M11講授討論1赫茲公式推導499.29.2機械制造常用材料及其選擇區(qū)別金屬材料和非金屬材料，概述鋼的熱處理方法，了解機械材料選用的原則、工藝要求和經(jīng)濟性要求；概述生產(chǎn)中常用材料的名稱及其應用場合。M10.5講授1工程材料復習509.39.3機械零件的結(jié)構(gòu)工藝性及標準化說明機械零件的結(jié)構(gòu)工藝性，解釋機械零件設計中的標準化和優(yōu)先數(shù)系。M10.5講授1結(jié)構(gòu)工藝體會51專題研討8專題研討8：挖掘機類型演化與創(chuàng)新設計賞析大創(chuàng)項目成果，從六自由度線控機械手、液控機械手發(fā)展到仿生機械工程車，引導學生掌握運動轉(zhuǎn)化的形式。從課程項目的模型制作、原理反求到畢業(yè)設計的工作路徑規(guī)劃、運行功能仿真，再到全地形特種機器人創(chuàng)新設計，提升學生課程實踐中功能樣機制作與企業(yè)培訓模式的契合度，實現(xiàn)產(chǎn)教結(jié)合。總結(jié)挖掘機執(zhí)行末端種類，通過與行走機構(gòu)結(jié)合，嘗試針對某些特定應用問題，組合設計某種新型產(chǎn)品，通過產(chǎn)品設計的不同階段水平來對應不同學歷層次，打通本碩培養(yǎng)壁壘。引導學生長遠思考，將生活認知與原理知識結(jié)合，并向感興趣的專業(yè)課題延伸，先修課程對后續(xù)專業(yè)理論形成支撐。M2,M33研討2調(diào)研方案報告5210第十章聯(lián)接本章重點：普通緊螺栓聯(lián)接的強度計算本章難點：普通緊螺栓聯(lián)接承受軸向載荷后的受力分析/////5310.110.1螺紋及其主要參數(shù)、螺紋聯(lián)接的效率和自鎖了解螺紋及其主要參數(shù)，解決螺旋副的受力分析，推斷矩形螺紋與非矩形螺紋的效率和自鎖，辨認機械制造常用螺紋；分析解決工程中普通螺紋自鎖的問題。M11講授1常用螺紋觀察5410.210.2螺紋連接的預緊和防松區(qū)別螺紋聯(lián)接的基本類型，辨識螺紋緊固件，解釋螺紋聯(lián)接的預緊和防松。M40.5講授1生活防松技巧5510.310.3螺紋連接的強度計算掌握普通松螺栓聯(lián)接和普通緊螺栓聯(lián)接強度計算，了解鉸制孔用螺栓強度計算，選出螺栓的材料和許用應力，歸納提高螺栓聯(lián)接強度的措施，了解螺旋傳動；分析普通螺栓聯(lián)接與鉸制孔用螺栓聯(lián)接承載方式與失效形式的異同。M22講授2作業(yè)5610.410.4鍵聯(lián)接和花鍵聯(lián)接解決平鍵聯(lián)接的確定和選擇，識別半圓鍵聯(lián)接、楔鍵聯(lián)接、切向鍵聯(lián)接、花鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接；復述工程中平鍵聯(lián)接選取的原則。M11.5討論1工程應用觀察57專題研討9專題研討9：螺紋聯(lián)接與螺旋傳動歸納思考觀察生活中螺紋聯(lián)接的類型，分析聯(lián)接螺紋與傳動螺紋的牙型不同之處，認識螺紋聯(lián)接的預緊工具，掌握生活常見螺紋聯(lián)接的防松方法，了解鍵聯(lián)接與花鍵聯(lián)接在實際中的具體應用形態(tài)。觀察滾珠絲杠的傳動形式，拓展思考螺旋傳動如何應用于特殊地形的車輛推進，通過機械手制作模型演示，對比分析液壓驅(qū)動與絲杠傳動的優(yōu)缺點。M21研討1生活觀察5811.111.1齒輪傳動的失效形式及計算準則辨認并歸納齒輪傳動的失效形式：輪齒折斷、齒面接觸疲勞磨損、齒面磨粒磨損、齒面膠合、齒面塑性變形，推斷齒輪的計算準則；解決工程中實際輪齒失效形式的判定與設計原則問題。M1,M41啟發(fā)討論1.5失效齒輪觀察5911.311.3齒輪傳動的載荷計算識別直齒圓柱齒輪傳動、斜齒圓柱齒輪傳動與直齒圓錐齒輪傳動的計算載荷。M21講授0.5力學受力分析6011.411.4直齒圓柱齒輪傳動的強度計算掌握齒面接觸疲勞強度計算和齒根彎曲疲勞強度計算；能夠?qū)椥粤W模型應用于實際齒輪傳動的強度分析。M2,M31講授1.5應用理解/作業(yè)6112第十二章蝸桿傳動本章重點：蝸桿傳動的受力分析與熱平衡計算本章難點：蝸輪傳動的效率分析/////6212.212.2蝸桿傳動的失效形式、材料選擇和結(jié)構(gòu)了解蝸桿傳動的失效形式及材料選擇，辨認蝸桿和蝸輪的結(jié)構(gòu)。M10.5講授//6311.511.5斜齒圓柱齒輪傳動的強度計算推廣齒面接觸疲勞強度計算和齒根彎曲疲勞強度計算到斜齒圓柱齒輪傳動。M30.5講授1.5作業(yè)6411第十一章齒輪傳動本章重點：直齒圓柱齒輪傳動的強度計算本章難點：影響齒輪傳動能力的綜合因素/////6511.211.2齒輪結(jié)構(gòu)、材料、精度選擇與潤滑辨認齒輪結(jié)構(gòu)，了解齒輪材料的選擇要求和齒輪傳動精度等級，識別潤滑劑和潤滑方式。M10.5講授0.5工程材料復習6612.112.1蝸桿傳動的類型、主要參數(shù)和幾何尺寸計算識別蝸桿傳動的類型，了解蝸桿傳動主要參數(shù)：基本齒廓、模數(shù)和壓力角、蝸桿直徑系數(shù)和導程角、蝸桿頭數(shù)和蝸輪齒數(shù)、齒面間的滑動速度，說明蝸桿傳動的幾何尺寸計算；運用力學基礎(chǔ)推斷蝸桿的旋向、轉(zhuǎn)向與軸向力的關(guān)系。M11講授1生活應用觀察6712.312.3圓柱蝸桿傳動的效率、潤滑和熱平衡計算分析蝸桿傳動效率，說明蝸桿傳動的潤滑方式，解決蝸桿傳動的熱平衡計算。M20.5講授1作業(yè)68專題研討10專題研討10：變速類傳動裝置創(chuàng)新設計通過開放性的實驗設置，從驗證性的齒輪嚙合、范成法齒輪加工到減速器設計、差速器分析、變速箱應用，逐步從低階的基礎(chǔ)知識掌握到高階的專業(yè)理論應用，再到傳動系統(tǒng)創(chuàng)新方案設計與實踐，逐步培養(yǎng)學生的挑戰(zhàn)精神與工程能力。M3,M42研討2設計方案6913第十三章帶傳動和鏈傳動本章重點：帶傳動和鏈傳動的運動特性本章難點：帶傳動的彈性滑動和打滑/////7013.113.1帶傳動的類型及特點了解帶傳動的類型和傳動形式，說明帶傳動的特點及應用范圍，認識同步帶傳動。M1,M40.5討論//7113.213.2帶傳動的基本理論識別帶傳動的幾何參數(shù)，掌握帶傳動的有效拉力、離心拉力、帶的拉應力和彎曲應力，區(qū)別帶傳動的彈性滑動和打滑；說明帶傳動的周期性變應力。M21.5講授//7213.313.3V帶傳動的設計認識V帶的類型與結(jié)構(gòu)，掌握帶傳動的設計準則，選取單根V帶的基本額定功率，概述V帶傳動的設計計算和參數(shù)選擇，選擇帶輪材料，確定結(jié)構(gòu)尺寸，制定張緊裝置。M31講授2.5作業(yè)7313.413.4鏈傳動的特點及類型了解鏈傳動的特點和應用范圍，區(qū)別鏈的種類。M10.5討論//7413.513.5鏈傳動的運動分析和受力分析解釋鏈傳動的運動特性，說明鏈傳動的動載荷，識別鏈傳動的工作拉力、離心拉力和懸垂拉力。M21講授0.5生活觀察7513.613.6滾子鏈傳動的設計辨析鏈傳動的失效形式，選出鏈傳動的額定功率，概述鏈傳動的設計計算及參數(shù)選擇，設計鏈傳動的布置及張緊，確定鏈傳動的潤滑方式。解決多級傳動形式的方案設計問題。M30.5講授2鏈傳動設計76專題研討11專題研討11：自行車掉鏈克服措施與結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設計以生活中司空見慣的自行車為例，通過運動特性分析與結(jié)構(gòu)的模塊化分解，研究發(fā)生問題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)或功能不合時宜之處，通過局部或整體結(jié)構(gòu)調(diào)整與創(chuàng)新設計，實現(xiàn)功能組合或折疊變化，讓老產(chǎn)品煥發(fā)新生機，達成產(chǎn)品創(chuàng)新目的。M2,M33方案研討2研究報告7714第十四章軸本章重點：階梯軸的結(jié)構(gòu)設計本章難點：軸的強度計算及減載措施/////7814.114.1軸的用途與分類了解軸的用途和分類，選取軸的材料，確定軸的毛坯，說明軸的設計要求。M1,M40.5討論//7914.214.2軸的結(jié)構(gòu)設計認識軸的組成，掌握零件在軸上的固定方法，解決各段軸直徑和長度的確定問題，列舉軸的結(jié)構(gòu)工藝性；模擬操作軸上零件的正確安裝。M32講解1掌握軸系安裝8014.314.3軸的強度、剛度計算與臨界轉(zhuǎn)速掌握分別按許用切應力、按許用彎曲應力計算掌握分別按許用切應力、按許用彎曲應力計算軸的強度，復述軸彎曲變形的計算和扭轉(zhuǎn)變形的計算，了解軸的臨界轉(zhuǎn)速。M21講解1強度理論復習8114.414.4提高軸的強度、剛度和減輕軸質(zhì)量的措施歸納減載措施：減小轉(zhuǎn)矩、減小彎矩、載荷分擔、力平衡或局部相互抵消、改進軸的結(jié)構(gòu)、改善表面品質(zhì)；模擬識別階梯軸的結(jié)構(gòu)設計錯誤。M10.5討論1歸納減載措施8215第十五章滾動軸承本章重點：滾動軸承的代號及壽命計算本章難點：滾動軸承的當量動載荷計算/////8315.115.1滾動軸承的結(jié)構(gòu)、類型和代號識別滾動軸承的結(jié)構(gòu)，了解常用材料與優(yōu)缺點，列舉滾動軸承的類型，說明其使用性能、使用要求及選擇原則，區(qū)別滾動軸承的基本代號、前置代號和后置代號。M10.5講授1標準查閱/作業(yè)8415.215.2滾動軸承的力分析、失效和計算準則說明滾動軸承中力的分析，推斷滾動軸承的失效，掌握滾動軸承的計算準則，解決滾動軸承的壽命計算，能夠計算滾動軸承的當量動載荷和角接觸軸承的軸向載荷，了解滾動軸承的靜載荷計算；靈活運用力學原理解決角接觸球軸承的軸向載荷計算問題。M22講授1失效形式/作業(yè)8515.315.3滾動軸承的組合設計識別滾動軸承軸系支點固定的結(jié)構(gòu)型式，說明軸承組合的調(diào)整和預緊，了解滾動軸承的配合，掌握軸承的拆卸。M32講授1軸系組裝8615.415.4滾動軸承的潤滑和密封選出滾動軸承的潤滑方式，識別滾動軸承的密封型式。M10.5講解//8716第十六章滑動軸承本章重點：滑動軸承的結(jié)構(gòu)、材料與潤滑方式本章難點：滑動軸承的條件性計算/////8816.116.1滑動軸承的摩擦狀態(tài)與條件性計算區(qū)別四種摩擦狀態(tài)：干摩擦、邊界摩擦、液體摩擦和混合摩擦，說明滑動軸承條件性計算：限制軸承平均壓強、限制軸承pv值。辨析工程中滑動軸承的實際摩擦狀態(tài)。M10.5討論0.5生活觀察8916.216.2滑動軸承的結(jié)構(gòu)型式、軸瓦材料、潤滑材料及方法認識滑動軸承的結(jié)構(gòu)型式：徑向滑動軸承、推力滑動軸承，識別軸瓦材料：軸承合金、青銅、多孔質(zhì)金屬材料、軸承塑料，了解潤滑材料：潤滑油、潤滑脂、固體潤滑劑，辨析潤滑方法：滴油潤滑、飛濺潤滑、浸油潤滑、壓力循環(huán)潤滑、脂潤滑。M10.5講授1生活應用/作業(yè)9016.316.3液體動壓軸承解釋液體動力潤滑的基本原理，了解液體靜壓軸承、多油楔滑動軸承和氣體軸承；結(jié)合滑水運動現(xiàn)象推斷液體動力潤滑的基本原理。M21講授1雷諾方程91專題研討12專題研討12：爬樓機器人研究了解傳統(tǒng)電梯的鋼絲繩卷繞提升方案，認識深海平臺支腿升降的齒輪齒條結(jié)構(gòu)，思考鏈條自行車的爬樓方案；觀察自動扶梯的鏈傳送結(jié)構(gòu)，拓展思考老式樓房的扶手軌道助力傳送裝置設計；從星輪式手推車、電動軌道爬樓車到履帶式爬樓輪椅，研究輪椅結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新方向。將上裝椅子模塊拓展到多功能變形結(jié)構(gòu)，將下裝底盤模塊拓展到全地形輪式履帶組合結(jié)構(gòu)，把握輪椅爬樓運動的根本是越障與攀爬，進而調(diào)研各種越障技術(shù)與實現(xiàn)機構(gòu)，超前思考電動輪椅的多功能前沿設計。M32研討1創(chuàng)新方案設計9217第十七章聯(lián)軸器和離合器本章重點：聯(lián)軸器和離合器的類型本章難點：聯(lián)軸器和離合器的選用/////9317.117.1聯(lián)軸器的分類與作用識別剛性聯(lián)軸器：夾殼聯(lián)軸器、凸緣聯(lián)軸器，辨析撓性聯(lián)軸器：滑塊聯(lián)軸器、萬向聯(lián)軸器、齒式聯(lián)軸器、彈性套柱銷聯(lián)軸器、彈性柱銷聯(lián)軸器、輪胎式聯(lián)軸器，了解各類聯(lián)軸器的作用。辨析剛性凸緣聯(lián)軸器的兩種螺紋聯(lián)接方式。M1,M31講授0.5作業(yè)9417.217.2離合器的分類和作用識別離合器的分類：摩擦離合器、自動離合器、安全離合器，了解各類離合器的作用，說明離合器和聯(lián)軸器的區(qū)別以及選取原則。M10.5講授0.5生活應用觀察95專題研討17專題研討13：生活器械認知與創(chuàng)新設計思考從多功能輪椅到折疊擔架車，從血管機器人到脊柱側(cè)彎矯正手術(shù)，逐步認識醫(yī)療器械；從平步機到騎馬機，從劃船機到挖鏟機，逐步認識健身器材；從仿生動物玩具到折疊家具，從雨傘啟閉到自卸車翻斗，從手壓噴霧器到抽水唧筒機構(gòu)，從汽車提升裝置到輪胎拆卸工具，將學生日常生活中的相關(guān)器械作為教學對象，引導學生將抽象的理論與形象的實物聯(lián)系起來，改善理論與生活實際相脫離的現(xiàn)象，實現(xiàn)學生的經(jīng)驗體系在一定范圍中自內(nèi)向外的“生長”，由生活常識向工程知識進行遷移和跨越。M22課堂研討1生活應用觀察四、考核方式序號考核環(huán)節(jié)操作細節(jié)總評占比1平時作業(yè)1、按照教學日歷的章節(jié)安排，每章布置課后習題，題型主要有簡答、分析、作圖、計算和結(jié)構(gòu)設計題。2、成績采用百分制，根據(jù)作業(yè)是否按時上交、是否獨立完成、完成的準確性等進行評分。3、根據(jù)課堂主題，布置專業(yè)性的課外研討題目或整理學習筆記，根據(jù)題目分析的邏輯性與合理性進行評分。4、考核學生對機械基礎(chǔ)知識的掌握能力，理論知識系統(tǒng)化的歸納能力，學生綜合運用所學知識分析問題、解決問題的能力。15%2研究報告1、每章布置1-2項開放性研究題目，以開闊學生思考范圍，延伸課程學習成果。鼓勵學生參考引用國內(nèi)外文獻，但拒絕拷貝抄襲。2、根據(jù)報告完成的邏輯合理性、知識應用新穎性、工程思維是否突破、是否按時提交以及是否獨立完成等方面進行綜合評分。3、考核學生掌握知識體系的邏輯性，推動學生認真思考，仔細觀察并主動研究實際產(chǎn)品中蘊涵的機械原理，歷經(jīng)頭腦風暴突破常規(guī)思維，形成創(chuàng)意設計或創(chuàng)新產(chǎn)品。15%3項目設計1、本課程要求結(jié)合日常生活產(chǎn)品、工程實際或?qū)I(yè)機械裝備等產(chǎn)品擬定課程設計項目，利用機械設計基礎(chǔ)知識，給出設計方案及概要設計參數(shù)，訓練工程實踐能力。2、根據(jù)模型建立情況和設計方案的可行性、合理性及創(chuàng)新性進行基礎(chǔ)分數(shù)評定。3、根據(jù)項目產(chǎn)出情況進行實踐能力成績評定，主要有項目方案的創(chuàng)新性、是否制作功能樣機、三維數(shù)字化模型結(jié)構(gòu)與功能展示情況等。30%4期末考試1、期末閉卷考試，成績采用百分制，卷面成績總分100分，根據(jù)參考答案與評分標準進行評判。2、主要考核學生對機械設計基礎(chǔ)理論的掌握能力，學生綜合運用所學知識分析問題、解決問題的能力，題型主要有簡答題、作圖題、分析題、計算題、結(jié)構(gòu)題等。40%五、評分細則序號課程目標考核環(huán)節(jié)大致占比評分等級1M1平時作業(yè)20%A-獨立思考、按時完成，作圖規(guī)范，解題思路清晰、步驟完整、格式合理、答案準確。B-獨立思考、按時完成，作圖比較規(guī)范，解題思路比較清晰、步驟比較完整、格式合理、答案準確。C-獨立思考、按時完成，作圖比較規(guī)范，解題思路比較清晰、步驟比較完整、格式比較合理、答案準確。D-作業(yè)抄襲，未能按時完成；作圖不規(guī)范，解題思路不清晰，解答潦草。2M1研究報告30%A-獨立思考、按時完成，作圖與解析過程完整，研究思路有一定創(chuàng)新性，過程邏輯嚴謹，格式規(guī)范。B-獨立思考、按時完成，作圖與解析步驟比較完整，研究思路比較有新意，過程比較有邏輯，格式規(guī)范。C-獨立思考、按時完成，作圖與解析步驟比較完整；研究思路比較清晰，格式比較規(guī)范。D-作業(yè)抄襲，不能按時完成；作圖不規(guī)范，解答潦草，被動應付；解題思路不清晰，邏輯不合理。3M1期末考試50%A-基礎(chǔ)理論掌握扎實，理論綜合能力強，能夠綜合運用所學知識解決一定的實際問題；分析問題邏輯過程嚴謹，分析結(jié)論準確。B-基礎(chǔ)理論掌握較好，有一定的理論綜合能力，能夠運