机械制造技术基础教学大纲-上海开放大学

1、上海开放大学本科专科起点机械电子工程专业?机械工程导论?课程教学大纲2021 年 10 月 11 日审定 第一局部 课程的性质、目的与任务一、课程的性质、目的与任务?机械工程导论? 是机械电子工程专业的一门专业选修课。 作为机械电子类学生来说， 了解机械工程领域的相关技术 ,有利于学生的可持续开展。 本课程主要入门性地介绍机械工 程领域所涉及的一些根本知识、理论和技术、分析问题、解决问题的方法。从而使学生具 有一定的专业视野。学生通过本课程的学习应到达以下要求：1使学生了解机械工程的开展历程。2使学生了解机械工程领域所涉及的根本理论和根本方法；3使学生了解机械工程领域中目前正大力开展的典型技术

2、；4使学生了解机械工程的开展趋势； 通过对本门课程的学习，使学生对机械工程领域有一个全面的了解，为后续课程和未 来的开展打下良好的根底。二 、先修后续课程： 先修课程：无； 后续课程：先进制造技术、机电一体化系统设计。第二局部 教学内容与要求第一章 机械工程开展历程 4 学时1. 教学内容1从人类生产力的开展为出发点，阐述了机械工程的开展过程；2分别对机械工程中涉及的十大根本理论和根本方法进行了概述性的阐述；3分别对现代机械工程中涉及的八大典型技术的进行了概述性的阐述； 4详细介绍了本课程的内容安排；5总结了“机械和“机械工程的根本概念；2. 教学要求： 1力求通过生活中人们可以接触到的具体实

3、例引出相关的理论体系。2借助图片、视频等各种新媒体的方法，提高学生的接受程度。 3相关理论和技术与日常生活的结合；3. 教学重点和难点 重点：机械工程中根本理论体系和现代典型技术。难点：如何运用浅显易懂的授课方式和方法，讲解枯燥的机械工程理论 第二章 机械工程中的根本理论和根本方法 32 学时2.1 研究力和运动的工程力学和流体力学 4 学时1. 教学要求：1了解理论力学和流体力学的研究对象和主要任务2了解理论力学研究的主要内容；3了解流体力学简介2. 教学重点和难点： 论力学研究的主要内容2.2 研究金属和非金属材料的性能及其应用的工程材料学 4 学时1. 教学要求：1了解常用高分子材料包括

4、工程塑料、橡胶等物理、力学等性能2掌握陶瓷材料组成、显微结构和性能之间关系3重点掌握复合材料增强增韧机理4了解目前新型工程材料开展现状2. 教学内容：1高分子材料的分类、组成以及性能特点2陶瓷材料的分类、组成以及性能特点3常用复合材料及其增强机理4新型工程材料概述3. 教学重点和难点 重点：掌握陶瓷材料组成、显微结构和性能之间关系 难点：复合材料增强增韧机理2.3 研究在外力作用下的应力、应变等的材料力学 4 学时1. 教学内容 1材料力学的主要任务2材料力学的根本概念及研究方法 3材料力学研究的主要内容4材料力学的综合应用2. 教学要求：1掌握强度、刚度、稳定性的概念及材料力学的主要任务。

5、2理解材料力学的研究对象、 外力及内力、 应力及应变的概念， 了解材料的力学性 能，熟悉强度计算的三种方法。3熟悉轴向拉伸与压缩、扭转、弯曲根本变形，理解组合变形、连接局部的强度及 稳定性，了解疲劳破坏的概念。4理解如何使用材料力学的知识解决实际问题。3. 教学重点和难点 重点：强度、刚度、稳定性的概念，轴向拉伸与压缩、扭转、弯曲根本变形及强度计 算的方法。难点：组合变形的分析2.4 研究热能的产生、传导和转换的燃烧学、传热学和热力学(2 学时)1、教学要求 ： 了解燃烧学、传热学和热力学的根本概念、根本应用和根底知识，2、主要教学内容：(1) 熟悉热量传递的三种根本方式及特点(导热、对流换热

6、、辐射换热)(2) 掌握傅立叶定律 ,熟悉导热系数的定义及意义 ,影响因素及不同物质的导热系 数和导热机理(3) 了解热能与机械能及其他形式能量的转换和热力学的开展简史,掌握工程热力学的研究对象 ,方法和内容(4) 理解热力系统 ,工质 ,准静态过程 ,可逆过程 ,热力过程 ,功量和热量的概念 ,了解 工质的热力学状态及其根本状态参数,状态方程式 ,状态参数坐标图 ,状态变化过程的功和热量的计算以及热力循环的概念(5) 了解热力学第零、第一、第二和第三定律(6) 了解燃烧现象的一般规律(7) 了解燃烧学的开展简史 ,掌握燃烧学的研究对象 ,方法和内容2.5 研究摩擦、磨损和润滑的摩擦学( 4

7、学时)1、教学目的： 本课程要求对摩擦磨损润滑的根本应用、根底知识有所了解，熟悉摩擦磨损形成的原 因和开展过程，接触该领域的研究热点前沿。2、主要教学内容：(1) 摩擦学研究的对象、应用和意义(2) 摩擦的分类和摩擦理论(3) 磨损的定义、开展阶段、分类及形成机理(4) 润滑的定义、作用、流体动压润滑、弹性流体动压润滑、流体静压润滑(5) 微纳摩擦学，微机电系统与尺寸效应、空气阻尼作用2.6 研究机械中各构件间的相对运动的机构学( 2 学时)1. 教学目的： 课程目的是使信息工程专业学生对机械原理和机械设计产生兴趣，能够理解机械运动 的特点和变换过程， 知道相关的机械构造。 在此根底上， 逐步

8、培养分析和设计能力， 能 够运用机构学理论求解物体运动位置， 进而改良现有机构和创造出新的机构。2. 教学要求：(1) 学会观察各种类型的机械运动(2) 能够分析和描述各种机械构造(3) 理解在机械装置内部的运动变换过程(4) 初步掌握求解物体运动位置的方法(5) 了解计算机程序在机构分析与设计中的作用3. 教学内容：(1) 平动、旋转运动和平面一般运动(2) 输入运动、输出运动和运动转换(3) 构件之间的连接与运动副(4) 用作图法求解物体的运动位置(5) 用计算法求解物体的运动位置2.7 研究各类有独立功能的机械元件的工作原理、结构、设计和计算的机械原理和机械零件学( 4 学时)1. 教学

9、目的： 本专题讲解的目的是使机械电子工程专业的学生对机械原理与机械零件的根本内容有 所了解，理解常用机械传动机构(如齿轮传动、带传动、链传动和我蜗杆传动)的工作原 理与设计步骤，理解常用零件(如轴、滑动轴承、滚动轴承和联轴器)的功能、连接与选 用方法，了解机械原理与机械零件的开展方向，进而打下继续学习的兴趣和动力。2. 教学要求：(1) 掌握机械、机器与机构的概念(2) 理解机器的组成(3) 了解常用机械传动机构的工作原理与设计步骤(4) 李解常用机械零件的功能、分类与选用(5) 了解机械原理与机械零件的开展方向3. 教学内容：(1) 机械、机器和机构的概念(2) 机器的组成(3) 带传动和链

10、传动的工作原理与设计步骤(4) 齿轮传动的工作原理与设计步骤(5) 轴与联轴器的功能、分类与选用(6) 轴承的功能、分类与选用(7) 常用的零件连接方法(8) 机械原理与机械零件的开展方向4.教学重点和难点重点：机械的概念、机器的组成、常用传动机构与重要的机械零件。 难点：齿轮的结构与齿形参数的理解。2.8 研究金属和非金属的成形和切削加工的金属工艺学和非金属工艺学(2 学时)1. 教学要求：(1) 了解工程塑料与工程橡胶加工的异同点(2) 掌握工业陶瓷制品的成形根底与方法(3) 掌握树脂基复合材料和金属基复合材料的成形工艺(4) 了解工程塑料、陶瓷以及复合材料的最新成形技术2. 教学内容：(

11、1) 高分子材料成形加工工艺( 2)陶瓷材料的成形工艺与特点(3) 各种类型复合材料加工工艺(4) 成形技术的最新进展3. 教学重点和难点 重点：掌握陶瓷材料组成、显微结构、成形工艺和性能之间关系 难点：成形过程中如何减少缺陷2.9 研究金属和非金属快速成型的增量制造理论( 4 学时)1. 教学内容(1) 了解 3D 打印的根本知识和根本原理；(2) 了解数据处理的作用和处理方法；(3) 熟悉各种 3D 打印的加工工艺原理，掌握各种 3D 打印的特点；(4) 熟悉各种 3D 打印方法的加工方法，以及相应的各个领域的应用。2. 教学要求(1) 了解 3D 打印的历史和开展、根本知识和根本原理；(

12、2) 了解数据处理的方法；(3) 了解 3D 打印加工的工艺方法，以及各种 3D 打印的加工工艺原理；(4) 了解各种 3D 打印工艺的特点，以及相应的各个领域的应用。2.10 研究机械自动化的控制理论( 2 学时) 目的要求：了解机械自动化控制系统的一般概念和在机械工程中地位。 1.教学内容 ：(1) 自动控制系统及其任务(2) 控制的根本方式(3) 开环控制，闭环 (反应 )控制(4) 负反应控制原理(5) 自动控制系统的根本组成及分类(6) 对控制系统的根本要求2.重点(1) 要求学生了解自动控制系统的根本概念、根本变量、根本组成及工作原理(2) 理解信息反应的含义和作用，区别开环控制和

13、闭环控制(3) 绘制控制系统方框图3、难点：(1) 控制系统方框图的绘制第三章 现代机械工程中的典型技术( 24 学时)3.1 计算机辅助设计与制造( 4 学时)1. 教学内容：( 1) CAD/CAM ( 2) CAD/CAM ( 3) CAD/CAM2. 教学要求：的用途的方法的应用认识 CAD/CAM在工程中的作用和应用3.2 有限元分析方法与技术 4 学时1. 教学内容(1)机械工程问题(2)有限元分析技术的开展及应用(3)有限元分析的根本原理和相关术语(4)有限元分析的根本步骤(5)连续梁的有限元分析计算(6)工程问题的有限元分析2. 教学要求：1了解机械工程问题的复杂需求及过程，工

14、程问题可转化为相应的数学物理方 程。2熟悉常见的数理方程、工程系统的表征及求解微分方程的数值方法。3了解有限元分析技术的开展及应用领域、 。4掌握有限元分析的根本原理及其相关概念。5掌握有限元方法的分析过程、采用直接法计算杆系结构、采用有限元软件 ANSYS 分析工程问题。3. 教学重点和难点 重点：将工程问题转化为有限元分析模型，正确把握“有限分割、无限逼近 ，节点、 单元、形函数、边界条件及载荷的概念、有限元法的分析计算过程及如何使用 ANSYS 软 件分析工程问题。难点：如何将工程问题转化为合理的有限元分析模型，进行正确的有限元数值模拟及 其结果验证。3.3 工业设计技术 4 学时1.

15、教学内容 1工业设计技术概述2工业设计的原那么、程序和方法3工业设计技术的开展和趋势2. 教学要求：1了解工业设计产生的背景，其定义、任务和作用；2熟悉工业设计的原那么、要素、程序和方法；3了解工业设计的开展和趋势3. 教学重点和难点 重点：工业设计的概念，工业设计的原那么和要素 难点：工业设计的程序和方法3.4 产品生命周期管理技术 4 学时1. 教学内容：1产品生命周期管理 PLM 内涵 2PLM 核心能力 3PLM 应用实施 4PLM 开展趋势2. 教学要求： 1了解不同机构对 PLM 所做评价，掌握 PLM 的概念、 PLM 产生的背景和开展历 程； 2了解 PLM 的意义，掌握 PL

16、M 在企业中所占据的地位与所起的作用和架构体系； 3理解 PLM 系统与其他应用系统之间的关系和实施阶段； 3了解 PLM 开展趋势。3.5 数控技术 2 学时1. 教学内容 1数控技术的引例2数控技术的产生3数控机床的组成及根本原理4常见的数控机床5数控技术的开展趋势2. 教学要求1了解数控技术和数控机床的产生2掌握数控机床的组成局部及根本原理3熟悉数控车床、数控铣床及各类加工中心的根本概念及其应用范围4了解数控技术的开展趋势3. 教学重点和难点重点： 数控技术、数控车 /铣削的方法，各类加工中心的成组和工作原理，数控技术 的开展趋势难点： 车铣复合加工、并联机床和柔性制造系统的加工原理和方

17、法3.6 机电一体化技术机器人技术 2 学时1. 教学内容 1机电一体化的引例 2机电一体化系统组成及关键技术2. 教学要求 1了解机电一体化系统的组成2掌握机电一体化具有哪些关键技术3. 教学重点和难点重点： 机电一体化系统组成及关键技术3.7 质量控制技术 4 学时1. 教学内容1质量及质量控制的根本概念、形成规律等概述内容 2质量控制中常用分析方法3工序质量控制技术 4抽样检验2. 教学要求1掌握质量控制的根本理论和分析方法。2掌握质量控制的常用技术与工具。3. 教学重点和难点 质量控制中常用分析方法和各种工序质量控制技术第四章 机械工程的创新开展 4 学时1. 教学内容 1什么是创新：

18、主要介绍创新的概念、创新实践涉及的知识和技术体系等。 2如何才能创新： 从创新思维、 影响创新思维因素分析等角度， 较全面地介绍了如 何形成创新思维的方法。并介绍了 5W2H1E 法、思维导图、六顶帽思考法、 TRIZ 等创新 技法。3机械工程的创新实践：介绍了机械创新开展中的一些典型的创新实践及其成果。 4在机械工程创新开展中寻求创新： 研讨了机械工程开展的总体方向， 并结合前面 的创新思维和方法，通过相关案例，介绍了可能的突方向。抽样检验2. 教学要求1要求学员了解创新活动的内涵，并对创新实践有一个根本的感悟。2要求学员初步了解如何激发创新思维，如何在创新实践中应用相关的创新技法。3要求学

19、员了解这些创新。 4要求学员在了解机械工程新开展方向的根底上，对其创新开展有一个初步的感悟。第三局部 实验内容与要求实践环节的大作业占总成绩的 40%。本课程安排 8 学时学生自行实践，通过实践，使学生发现现实生活工作中的机械工程 知识，最后完成一份大作业。作业要求： 围绕学生本职工作内容、或者本人学习研究的兴趣，分别拍摄相应的视频、或 者动画、 或者图片， 要求用一个或者假设干个实例， 阐述其涉及的专题内容， 可以从第 2 章、 第 3 章、第 4 章的内容中进行选择，可视画面要求能够反映现实中根本情况、突出表达专题内容，每个专题视频时间不少于3min、或者有效可视画面不少于30页，每个专题配以不少于1000字的文字说明，反映学生对专题内容的理解、看法、建议或新的想法。 视频分辨率不低于640*480，最好采