《机械设计与制造基础》课程教学大纲

《机械设计与制造基础》课程教学大纲课程英文名FundamentalsofMachineDesignandManufacturing课程代码H0810Z54学分5总学时80理论学时70实验/实践学时10课程类别学科基础课课程性质选修课先修课程工程图学、工程材料等适用专业产品质量工程开课学院机电学院一、课程地位与课程目标（一）课程地位《机械设计与制造基础》包括机械原理、机械零件设计、机械制造三部分内容，主要研究机械中常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本设计方法与机构零件的常用制造加工方法，是产品质量工程等非机械专业本科生必修的学科基础课程。通过学习本课程，使学生掌握常用机构的工作原理、特点、功能、应用和基本设计方法，掌握常用机械零件和机械结构的作用和基本原理、特点及其应用，了解先进制造技术和方法，了解机械加工工艺过程的基本概念，初步掌握机械加工工艺规程制定方法，使学生得到机械设计与制造方面的初步训练，初步具备一定的机械设计与制造能力。（二）课程目标1．理解机械原理、机械零件设计、机械制造的基本概念，熟悉机械中常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本设计方法以及机械制造的基本理论和方法，理解金属切削过程的各种物理现象和规律，具有一定的机械设计能力和面向实际机械制造复杂工程问题的理解能力，增强“制造强国”理想信念，培养爱国情怀。2．掌握常用机构和通用零件的工作原理、结构特点和基本设计方法，掌握金属切削刀具的种类及刀具基本结构、机械加工设备的结构以及机床夹具，具有将力学、工程基础和专业知识，根据实际功能要求，应用于实际机械制造过程的分析能力。3．熟练掌握常用机构的分类、特点、应用领域，熟练掌握机械加工工艺和装配工艺的设计原理和方法，具有机械制造的基本理论，能够理解针对机械工程领域复杂工程问题的解决方案和实施步骤，能够分析多种解决方案并进行比较，而且能够在工艺分析环节中充分考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。二、课程目标达成的途径与方法《机械设计与制造基础》课程教学以课堂教学为主，结合自主学习和实验教学，通过对机械原理、机械零件设计、机械制造技术的学习，让学生了解并理解机械设计原理和机械制造的基本原理和方法，激发学生对机械相关知识的热爱和深入学习的兴趣，培养学生分析和解决机械设计和机械加工中实际工程技术问题的能力。（1）课堂教学主要讲述机械原理、机械设计与机械制造工艺的基本概念，常用机构的工作原理、特点、功能、应用和基本设计方法，金属切削过程、机械制造中的加工方法、机械加工质量的控制、工艺规程设计以及机床夹具设计。介绍机械制造业在国民经济发展中的重要地位以及制造业高质量发展的国家战略，使学生树立“制造强国”理想信念，培养爱国情怀。结合实际课程内容，将机械原理、机械设计和机械制造工艺实例融入理论教学中，使学生能够更加容易理解抽象的理论知识，提高学习机械的兴趣，熟悉机械加工系统分析的理论知识体系，形成良好的思维方式和学习方法。在课堂教学中，充分引入互动环节，提高教学效果。（2）针对某些较为容易或先期讲解较为充分的知识点，列出部分内容作为学生自主学习环节，训练，培养学生自主学习意识和创新能力。（3）设计验证性、演示性实验，采用实验教学方式，训练实验技能，培养理论知识的应用能力、实验数据分析和处理能力和团队协助能力。三、课程目标与相关毕业要求的对应关系课程目标课程目标对课程归属专业毕业要求的支撑程度毕业要求1毕业要求2毕业要求3毕业要求4课程目标1课程目标2课程目标3注：1.支撑强度分别填写H、M或L（其中H表示支撑程度高、M为中等、L为低）；2.毕业要求须根据课程所在专业培养方案进行描述。四、课程主要内容与基本要求知识点主要内容基本要求机械设计基础部分0.绪论机械设计基础概述L11.平面机构的自由度和速度分析①运动副及其分类L2②平面机构运动简图L1③平面机构的自由度L32.平面连杆机构①平面连杆机构的基本类型及其应用L3②平面连杆机构的特性L3③平面连杆机构的设计L23.凸轮机构①凸轮机构的应用和类型L2②从动件的运动规律L2③凸轮机构的压力角L2④图解法设计凸轮轮廓L14.齿轮机构①齿轮机构的特点和类型L2②实现定角速比传动的条件L3③渐开线齿廓L3④齿轮名称及渐开线标准齿轮的基本尺寸L2⑤齿轮的啮合L3⑥渐开线齿轮的切齿原理L1⑦根切、最少齿数及变位齿轮L1⑧斜齿轮、锥齿轮机构L15.轮系①轮系的类型L3②定轴轮系及其传动比L3③周转轮系及其传动比L3④复合轮系及其传动比L16.间歇运动机构①四种常用的间歇运动机构L19.机械零件设计概论①机械零件设计概述L110.连接①螺纹参数L1②螺纹副的受力分析、效率和自锁L2③机械制造常用螺纹L1④螺纹连接的基本类型L3⑤螺纹连接的预紧和防松L1⑥螺纹连接的强度计算L2⑦提高螺栓连接强度的措施L2⑧键连接、销连接L111.齿轮传动①轮齿的失效形式和设计计算准则L2②齿轮传动的精度L1③齿轮传动的作用力及计算载荷L2④直齿圆柱齿轮传动的齿面接触强度计算L3⑤直齿圆柱齿轮传动的齿面弯曲强度计算L3⑥齿轮材料和参数的选取与计算方法L1⑦齿轮的构造L1⑧齿轮的传动润滑和效率L112.蜗杆传动①蜗杆传动的特点和类型L2②蜗杆传动的主要参数和几何尺寸L1③蜗杆传动的失效形式、材料和结构L2④圆柱蜗杆传动的受力分析L2⑤圆柱蜗杆传动的强度计算L3⑥蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算L113.带传动和链传动①带传动的类型和应用L2②带传动的受力分析L1③带的应力分析L2④带传动的弹性滑动、传动比和打滑现象L3⑤V带传动的计算L1⑥V带轮的结构L1⑦链传动的特点和应用L114.轴①轴的功用和类型L3②轴的材料L1③轴的结构设计L3④轴的强度计算L215.滑动轴承①摩擦状态L1②滑动轴承的结构、材料、润滑装置L116.滚动轴承①滚动轴承的基本类型和特点L3②滚动轴承的代号L1③滚动轴承的选择计算L1④滚动轴承的润滑和密封L2⑤滚动轴承的组合设计L217.联轴器、离合器和制动器①联轴器、离合器的类型和应用L1②几种离合器L1③制动器L118.弹簧①弹簧的类型和功用L1机械制造部分1.绪论①机械制造的基本概念L1②工件的装夹L32.切削过程及其控制①金属切削刀具基础L2②金属切削过程中的变形L1③切屑的类型及控制L2④切削力L3⑤切削热和切削温度L2⑥刀具磨损、刀具寿命和切削用量的选择L3⑦刀具几何参数的选择L2⑧磨削原理L23.机械制造中的加工方法及装备①概述L2②外圆表面加工L3③孔加工L3④平面及复杂表面加工L3⑤数控机床与数控加工L1⑥特种加工L14.机械加工质量及其控制①机械加工精度概念L2②影响机械加工精度的因素L2③加工误差的统计分析L3④机械加工表面质量L2⑤机械加工过程中的振动L15.工艺规程设计①机械加工工艺规程设计L2②成组加工工艺规程设计L1③计算机辅助机械加工工艺规程设计L1④机器装配工艺规程设计L3⑤机械产品设计的工艺性评价L16.机床夹具设计①工件在夹具中的定位L3②工件在夹具中的夹紧L3③典型机床夹具L1④机床夹具设计方法L37.机械制造技术的新发展①机械制造技术的新发展L1基本要求：L1-理解，L2-掌握，L3-熟练掌握五、课程学时安排章节号教学内容学时分配学生任务对应课程目标作业要求自学要求讨论机械设计基础部分第0章机械设计基础概述1机械设计基础1第1章①运动副及其分类1运动副1②平面机构运动简图11-1～1-41③平面机构的自由度21-5～1-13自由度计算2第2章①平面连杆机构的基本类型及其应用22-1分类2②平面连杆机构的特性22-3连杆机构特性2③平面连杆机构的设计12-7,2-10机构的设计3第3章①凸轮机构的应用和类型1凸轮的分类和应用1②从动件的运动规律23-1运动规律2③凸轮机构的压力角1自锁的含义2④图解法设计凸轮轮廓11第4章①齿轮机构的特点和类型0.51②实现定角速比传动的条件1传动比概念1③渐开线齿廓1渐开线的特性2④齿轮名称及渐开线标准齿轮的基本尺寸14-1～4-4尺寸计算3⑤齿轮的啮合1啮合条件2⑥渐开线齿轮的切齿原理1切齿方法2⑦根切、最少齿数及变位齿轮0.54-5～4-8根切的最少齿数1⑧斜齿轮、锥齿轮机构0.51第5章①轮系的类型0.55-1分类1②定轴轮系及其传动比15-2传动比计算2③周转轮系及其传动比1.55-9,5-103④复合轮系及其传动比11第6章①四种常用的间歇运动机构1几种间歇运动机构1第9章①机械零件设计概述11第10章螺纹参数11②螺纹副的受力分析、效率和自锁10-2螺纹自锁2③机械制造常用螺纹1④螺纹连接的基本类型0.510-3分类2⑤螺纹连接的预紧和防松0.5防松方法2⑥螺纹连接的强度计算0.5强度计算3⑦提高螺栓连接强度的措施110-62⑧键连接、销连接0.51第11章①轮齿的失效形式和设计计算准则1失效形式1②齿轮传动的精度1③齿轮传动的作用力及计算载荷11-2齿轮传动作用力2④直齿圆柱齿轮传动的齿面接触强度计算111-5接触强度3⑤直齿圆柱齿轮传动的齿面弯曲强度计算111-7弯曲强度3⑥齿轮材料和参数的选取与计算方法111-82⑦齿轮的构造构造1⑧齿轮的传动润滑和效率润滑1第12章①蜗杆传动的特点和类型1分类1②蜗杆传动的主要参数和几何尺寸尺寸参数1③蜗杆传动的失效形式、材料和结构12-1失效形式2④圆柱蜗杆传动的受力分析112-2受力分析2⑤圆柱蜗杆传动的强度计算12-3强度计算2⑥蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算传动效率1第13章①带传动的类型和应用0.5类型1②带传动的受力分析13-1受力情况1③带的应力分析113-2应力分析2④带传动的弹性滑动、传动比和打滑现象13-3弹性滑动和打滑的区别3⑤V带传动的计算113-6V带选择计算1⑥V带轮的结构1⑦链传动的特点和应用0.51第14章①轴的功用和类型0.514-1分类2②轴的材料0.51③轴的结构设计214-9轴的结构设计3④轴的强度计算14-102第15章①摩擦状态0.515-11②滑动轴承的结构、材料、润滑装置0.5滑动轴承的分类1第16章①滚动轴承的基本类型和特点1分类1②滚动轴承的代号0.5代号的含义1③滚动轴承的选择计算0.52④滚动轴承的润滑和密封0.516-10润滑和密封2⑤滚动轴承的组合设计0.516-11组合设计3第17章①联轴器、离合器的类型和应用1分类及作用1②几种离合器17-51③制动器1第18章①弹簧的类型和功用11机械制造部分第一章①机械制造的基本概念1机械制造工业在我国的发展状况1②工件的装夹与定位P16:1-6、1-101、3第二章①金属切削刀具基础1P65:2-1切削加工的基本概念2②金属切削过程中的变形1金属的切削过程1③切屑的类型及控制0.5切削类型1④切削力1P65:2-10切削力概念2⑤切削热和切削温度1切削温度的测量1⑥刀具磨损、刀具寿命和切削用量的选择1P66:2-20刀具磨损3⑦刀具几何参数的选择0.5P66:2-213⑧磨削原理1磨削过程2第三章①概述0.5P146:3-1加工方法1②外圆表面加工1P146:3-8外圆加工方法3③孔加工1P146:3-17孔加工方法3④平面及复杂表面加工1P146:3-22平面加工方法3⑤数控机床与数控加工0.5数控加工的概念2⑥特种加工P147:3-36特种加工种类1第四章①机械加工精度概念0.5P205:4-1加工精度2②影响机械加工精度的因素1.5P207:4-11定位误差分析2③加工误差的统计分析1.5P209:4-25、4-26加工合格品率计算3④机械加工表面质量0.5P209:4-29加工表面质量2第五章①机械加工工艺规程设计0.5P281:5-1工艺规程设计内容及步骤2②成组加工工艺规程设计0.5零件的分类编码1③计算机辅助机械加工工艺规程设计0.5工艺规程设计原理1④机器装配工艺规程设计2P282:5-8、5-10四种装配方法3⑤机械产品设计的工艺性评价0.5P285:5-23机械加工工艺性评价1第六章①工件在夹具中的定位1P318:6-2基本定位元件3②工件在夹具中的夹紧1典型夹紧机构3③典型机床夹具1P319:6-4机床夹具种类1④机床夹具设计方法夹具设计方法3第七章①机械制造技术的新发展1制造技术新发展1六、实践环节及基本要求序号实验项目名称学时基本要求学生任务实验性质实验类别1平面机构运动简图测绘2掌握简单机构简图的绘制掌握机构简图验证必做2齿轮范成实验2掌握齿轮范成原理；理解齿轮根切原因。理解齿轮范成法加工原理验证选做3动参实验2掌握载荷与运动参数之间的关系分析载荷和运动参数验证必做4齿轮减速箱测绘和分析实验2了解齿轮减速箱结构、工作原理。理解减速器原理验证必做5轴系结构分析实验2掌握轴系统结构与特点分析轴结构验证必做6机构创新设计实验4自行设计实验方案，采用一种或几种机构的组合，设计一种机械装置，完成特定的任务。机构的创新设计设计选做七、考核方式及成绩评定考核内容考核方式评定标准（依据）占总成绩比例平时作业成绩考核课堂教学各知识点的复习程度、听课效果和掌握熟练度。点名记录、课堂发言记录、作业完成质量20%实验成绩考核各知识点的实际应用情况，通过学习测量、分析和处理实验数据方法等实验技能。以实验报告形式，验证知识点理论上的正确性。实验指导书10%期末考核闭卷试卷参考答案和评分标准70%考核类别考试成绩登记方式百分制八、推荐教材与主要参考书（一）推荐教材1．杨可桢,程光蕴,李仲生.机械设计基础(第6版).北京:高等教育出版社:2013.82．于骏一,邹青.机械制造技术基础(第2版).北京