《机械设计与创新》课程整体设计

1、机械设计与创新课程整体教学设计（20162017学年第2学期）课程名称： 机械设计与创新 所属系部： 机电工程系 制定人： 巢淑娟 合作人： 张传斌 制定时间： 2017.02.14 许昌职业技术学院课程整体教学设计一、课程基本信息课程名称：机械设计与创新课程所在专业数控专业代码课程代码：QD0B05学分： 5学时： 90授课时间：第2学期授课对象：数控专业16级课程性质：机械设计与创新是模具设计与制造专业的一门重要的技术基础课，它是一门将工程力学、机械原理、机械设计有机融合，综合性和实践性较强的课程，重点培养模具设计专业人才所具备的机械设计能力。 先修课程: 机械制图、AutoCAD二维绘图

2、、公差配合、工程材料等。后续课程: 机械制造技术、数控编程与操作等。二、课程目标设计总体目标：通过本课程的学习使学生掌握常用机构和通用零件的基本理论和基本知识，初步具有这方面的分析、设计能力，并获得必要的基本技能训练，同时注意培养学生正确的设计思想和严谨的工作作风。能力目标：L运用机构的工作原理、组成及其特点，会分析和设计常见的通用机构；2在设计过程中，能正确选用通用机械零件和简单机构和传动装置的设计；3会查标准、规范、手册、图册等有关机械设计的技术资料；4能通过实验和观察去识别常用机构组成、工作特性和通用机械零件结构特点。知识目标：1掌握各种常用机构的构成、运动特性和工程力学的基本知识。2了

3、解常用机构的简单设计。3掌握通用机械零件的工作原理、特点和应用的知识，学会根据具体条件选用零件的类型。4了解通用零件的维护方法素质目标：使学生具有良好的思想政治素质、行为规范和职业道德；具有较强的自我控制能力和团队协作能力，有较强的责任感的科学严谨的工作态度；具有较强的口头和书面表达能力、人际沟通能力。三、课程内容设计：序号模块（或子模块）名称学时1一级减速器课程设计542机械手设计36合 计90四、能力训练项目设计编号能力训练项目名称子项目编号、名称能力目标知识目标训练方式、手段及步骤可展示的结果1机械设计与创新概论1-1机械设计的基本要求和一般过程会分析机械设计过程中的基本要求和一般过程2

4、.能正确分析机械设计过程中的失效和设计计算准则。1.理解设计过程中的使用性能要求、可靠性要求、经济性能要求和其他要求。2.掌握机械设计过程中的各类失效特征3.了解机械设计的各类设计方法1.示范教学法2.任务驱动法提出任务相关知识点讲解教师示范学生分组练习学生总结、教师评价完成机械设计的基本要求分析2一级减速器设计2-1单级齿轮减速器中的齿轮传动1.能正确计算或确定渐开线直齿圆柱齿轮的参数2.能正确分析齿轮传动的受力和传动强度计算3.能进行齿轮的传动设计1.说出渐开线齿轮的齿廓形成过程；2.理解齿轮的加工原理及变位齿轮的概念；3.掌握渐开线直、斜齿轮、锥齿轮、蜗轮蜗杆的啮合原理、主要参数及几何尺

5、寸计算；4.区别直、斜、锥齿轮传动及蜗杆传动的受力及转动方向；5.能根据工程实际选用直齿轮、斜齿轮。1.示范教学法2.任务驱动法提出任务相关知识点讲解教师示范学生分组练习学生总结、教师评价完成齿轮传动的受力分析及强度计算和设计2-2汽车变速箱的传动能正确分析和计算定轴、周转轮系的传动比1.说出齿轮系的分类及应用；2.一般了解其它新型齿轮系；3.熟练掌握定轴齿轮系、行星齿轮系传动比的计算；4.识别实际机械中的齿轮系。1.示范教学法2.任务驱动法提出任务相关知识点讲解教师示范学生分组练习学生总结、教师评价完成各种轮系传动比的计算2-3电影放映机中的间歇机构能正确分析各种间歇机构的工作原理1.了解棘

6、轮机构的工作原理、类型、特点及应用；2.了解槽轮机构的工作原理、特点及应用；3.了解不完全齿轮的工作原理、特点及应用1.示范教学法2.任务驱动法提出任务相关知识点讲解教师示范学生分组练习学生总结、教师评价完成各种间歇机构的工作原理分析2-4台式钻床中的普通V带传动1.能正确设计V带传动2.能对带传动进行张紧、安装和维护1.了解带传动的工作原理、类型、特点和应用；2.识别带和带轮的结构；3.能进行带传动的工作能力分析；4.列举带传动的安装及维护方法；了解同步带传动；5.联系实际设计普通V带传动。1.示范教学法2.任务驱动法提出任务相关知识点讲解教师示范学生分组练习学生总结、教师评价完成V带的设计

7、2-5链式输送机中的滚子链传动1.能正确设计链传动系统2.能正确张紧链条，安装张紧装置1.了解链传动的特点和应用；2.说出滚子链的结构；3.理解链传动的运动分析。1.示范教学法2.任务驱动法提出任务相关知识点讲解教师示范学生分组练习学生总结、教师评价完成链传动的设计2一级减速器设计2-6减速器中齿轮与轴的联接1.能进行螺纹联接的强度计算2.能根据工作情况设计螺纹联接结构3.能根据键的使用场合选择合适的键连接方式4.能进行平键、花键、销联接的尺寸选择和强度计算5.能正确选用和校核联轴器和离合器1.了解螺纹和螺纹联接的主要参数、类型、特点及应用；2.说明提高螺栓联接强度的措施；3.理解螺纹联接的预

8、紧和防松；4.了解螺旋传动的特点、类型；5.识别键、销联接的特点和类型6.键、销联接的特点；7.区别联轴器和离合器的主要类型、结构；8.说出联轴器和离合器的选用方法。1.示范教学法2.任务驱动法提出任务相关知识点讲解教师示范学生分组练习学生总结、教师评价完成联接的强度计算和结构设计和选用2-7齿轮减速器中的输出轴设计1.能根据轴上零件的载荷进行简单轴的结构设计2.能根据轴的类型和结构特点，进行轴的材料选用3.能根据轴的工作性能进行轴的强度校核1.识别轴的功用与类型；2.能根据工程实际对轴进行设计计算；1.示范教学法2.任务驱动法提出任务相关知识点讲解教师示范学生分组练习学生总结、教师评价完成轴

9、的机构设计和强度校核2-8减速器中滚动轴承的选用1.能根据载荷的性质、大小和方向，进行轴承类型的选用2.能根据轴承的工作条件确定轴承的材料及尺寸和公差等级3.能根据滚动轴承的失效，初步进行轴承的寿命计算1.区别轴承的功用与类型；2.了解滑动轴承的主要类型、结构和材料；3.说出常用的润滑剂和润滑方法；4.说出滚动轴承的组成、特点，区别常用类型，解释滚动轴承的代号；5.掌握滚动轴承的类型选择、尺寸选择方法，解决轴承的组合结构设计问题。1.示范教学法2.任务驱动法提出任务相关知识点讲解教师示范学生分组练习学生总结、教师评价完成各种轴承设计计算、寿命计算和结构设计2-9一级减速器设计1.根据所学的机械

10、零件的基本知识能设计出一级减速器2.绘制出减速器中的主要零件的零件图和装配图1.会分析减速器的基本结构2.利用知识点设计减速器的主要零件结构及尺寸3.利用绘图工具或软件绘制零件图及装配图1.示范教学法2.任务驱动法提出任务相关知识点讲解教师示范学生分组练习学生总结、教师评价完成减速器的设计计算过程及零件图和装配图3机械手设计3-1颚式破碎机中机构分析1.能正确绘制平面机构的运动简图2.能正确计算平面机构的自由度、并判断其是否为确定运动3.能够根据已知条件设计出满足要求的平面四杆机构1.理解平面运动副和机构自由度的概念；2.掌握平面机构运动简图的绘制方法和平面机构自由度的计算方法；3.理解机构具

11、有确定运动的条件。4.说出平面连杆机构的应用；1.示范教学法2.任务驱动法提出任务相关知识点讲解教师示范学生分组练习学生总结、教师评价完成平面机构简图的绘制、自由度计算3-2汽车内燃机中的曲柄滑块机构1.能正确分析平面连杆机构的类型和特点2. 铰链四杆机构的基本类型及演化 223. 平面四杆机构的基本特性4.能正确设计平面连杆机构5.辨认平面四杆机构的基本型式及其演化型式；6.理解平面四杆机构的基本性质；7.区别急回特性、死点位置、压力角和传动角的特性8.灵活运用图解法设计平面四杆机构。1.示范教学法2.任务驱动法提出任务相关知识点讲解教师示范学生分组练习学生总结、教师评价完成平面连杆机构的类

12、型分析及演化形式和平面四杆机构的设计3-3汽车内燃机配气机构中的盘形凸轮机构能运用“反转法”正确设计盘形凸轮1.识别凸轮机构的分类及其应用；2.区别从动件的常用运动规律；3.解决用图解法设计盘形凸轮轮廓的实际问题。1.示范教学法2.任务驱动法提出任务相关知识点讲解教师示范学生分组练习学生总结、教师评价完成盘形凸轮机构的设计3-4机械手设计能利用四杆机构的特性分析设计出机械手的形状尺寸并绘制出图纸1.分析机械手的结构特征2.利用所学四杆机构特性设计机械手3.利用绘图工具和软件绘制图纸1.示范教学法2.任务驱动法提出任务相关知识点讲解教师示范学生分组练习学生总结、教师评价完成机械手的设计过程及图纸

13、五、课程进程表周次学时单元标题项目编号名称能/知目标师生活动其它（考核内容、方法）16一级减速器设计2-1单级齿轮减速器中的齿轮传动1.说出渐开线齿轮的齿廓形成过程；2.理解齿轮的加工原理及变位齿轮的概念；3.掌握渐开线直、斜齿轮、锥齿轮、蜗轮蜗杆的啮合原理、主要参数及几何尺寸计算；4.区别直、斜、锥齿轮传动及蜗杆传动的受力及转动方向；5.能根据工程实际选用直齿轮、斜齿轮。案例启发、分组实施完成齿轮传动的受力分析及强度计算和结构设计263646一级减速器设计2-2汽车变速箱的传动1.说出齿轮系的分类及应用；2.一般了解其它新型齿轮系；3.熟练掌握定轴齿轮系、行星齿轮系传动比的计算；4.识别实际

14、机械中的齿轮系。项目导入、案例启发、分组实施完成各种轮系传动比的计算2-3电影放映机中的间歇机构1.了解棘轮机构的工作原理、类型、特点及应用；2.了解槽轮机构的工作原理、特点及应用；3.了解不完全齿轮的工作原理、特点及应用项目导入、案例启发、分组实施完成各种间歇机构的工作原理分析56一级减速器设计2-4台式钻床中的普通V带传动1.了解带传动的工作原理、类型、特点和应用；2.识别带和带轮的结构；3.能进行带传动的工作能力分析；4.列举带传动的安装及维护方法；了解同步带传动；5.联系实际设计普通V带传动。案例启发、分组实施完成V带的设计2-5链式输送机中的滚子链传动1.了解链传动的特点和应用；2.

15、说出滚子链的结构；3.理解链传动的运动分析。案例启发、分组实施完成链传动的设计66一级减速器设计2-6减速器中齿轮与轴的联接1.了解螺纹和螺纹联接的主要参数、类型、特点及应用；2.说明提高螺栓联接强度的措施；3.理解螺纹联接的预紧和防松；4.了解螺旋传动的特点、类型；5.识别键、销联接的特点和类型6.键、销联接的特点；7.区别联轴器和离合器的主要类型、结构；8.说出联轴器和离合器的选用方法。项目导入、案例启发、分组实施完成联接的强度计算和结构设计和选用762-7减速器中输出轴的设计1.识别轴的功用与类型；2.能根据工程实际对轴进行设计计算；案例启发、分组实施完成轴的机构设计和强度校核862-8

16、减速器中轴承的选用1.区别轴承的功用与类型；2.了解滑动轴承的主要类型、结构和材料；3.说出常用的润滑剂和润滑方法；4.说出滚动轴承的组成、特点，区别常用类型，解释滚动轴承的代号；5.掌握滚动轴承的类型选择、尺寸选择方法，解决轴承的组合结构设计问题。项目导入、案例启发、分组实施完成各种轴承设计计算、寿命计算和结构设计102周综合设计齿轮减速器整体设计利用上述所学知识设计一二级齿轮减速器项目导入、案例启发、分组实施完成该减速器的设计计算过程及绘制出图样116机械手设计3-1 颚式破碎机中机构分析1.理解平面运动副和机构自由度的概念；2.掌握平面机构运动简图的绘制方法和平面机构自由度的计算方法；3

17、.理解机构具有确定运动的条件。4.说出平面连杆机构的应用；项目导入、案例启发、分组实施完成平面机构简图的绘制、自由度计算1263-2汽车内燃机中的曲柄滑块机构1.辨认平面四杆机构的基本型式及其演化型式；2.理解平面四杆机构的基本性质；3.区别急回特性、死点位置、压力角和传动角的特性4.灵活运用图解法设计平面四杆机构。案例启发、分组实施完成平面四杆机构的设计1363-3汽车内燃机配气机构中的盘形凸轮机构1.识别凸轮机构的分类及其应用；2.区别从动件的常用运动规律；3.解决用图解法设计盘形凸轮轮廓的实际问题。项目导入、案例启发、分组实施完成盘形凸轮机构的设计152周综合设计机械手设计1.分析机械手

18、的结构特征2.利用所学四杆机构特性设计机械手3.利用绘图工具和软件绘制图纸项目导入、案例启发、分组实施完成机械手的设计过程及图纸绘制六、第一节课梗概1. 课程的导入。用生产中真实的机械产品的实物、图片及机械生产过程的影像资料导入课程教学，增加学生对机械设计的感性认识，激发其学习兴趣。2. 介绍本课程在培养方案中的地位和作用，以及与其它课程的关系。机械设计与创新是机械类、机电类专业的一门重要课程，也是一门技术基础课程。是培养学生具有一定工程技术分析能力和机械设计能力的技术基础课。3.介绍学习本课程的主要任务和要求。通过本课程的学习，可以使学生掌握常用机构和通用零件的基本理论和基本知识，初步具有分析、设计能力，并获得必要的基本技能训练，同时注意培养学生正确的设计思想和严谨的工作作风，为学习有关专业课程以及参与技术改造奠定必要的基础。同时要求加强三基训练，即：深刻理解课程中的基本概念和基本原理，全面掌握课程中介绍的基本研究方法。注意在学习中进行前后联系，融会贯通，求解习题前应先重点复习有关例题，归纳总结解题思路，从中得到启示，以达到举一反三的效果。 4.介绍本课程的学习方法机械设计与创新是一门实践性很强的课程，其主要内容都是在生产实践中逐步积累和丰富起来的，因此，学习本课程除了要重视基本理论知识学习外，