1、机械设计基础整体设计机械设计基础课程整体教学设计（2011 2012学年第1学期）课程名称： 机械设计基础 所属系部： 机电工程系 制定人： 赵亮培 制定时间： 2012年6月 莱芜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：机械设计基础课程代码：032133学分：4学时：52+3周授课时间：第3学期授课对象：高职机电一体化技术专业二年级学生课程类型：机电一体化技术专业职业能力必修课先修课程: 工程力学、机械制图和测绘、计算机辅助设计、公差和配合后续课程: 机械制造技术、数控编程、金属切削机床和数控机床二、课程目标设计总体目标：通过本课程的学习使学生能综合运用各种机械零件、各种机构的
2、知识以及其它先修课程的知识,培养学生设计机械传动装置和一般机械的能力，使学生具备机械工程、机电产品的生产、服务、技术和管理的高端技能型人才所必需的机械设计基本知识和基本技术，为专业知识和职业技能的进一步学习打下必要的基础。能力目标：1、通过学习，学生能基本达到在无老师指导的情况下，能独立分析机械的组成、运动，能正确使用维护常见机械；2、通过学习，运用所学知识，能完成对常用机构运动特性地分析；3、运用所学机械设计基本知识，完成一些简单机械及传动装置的设计；4、通过完成综合设计，会正确运用经验公式、合理选择参数，能对所得数据进行简单的处理；5、通过学习，能够正确使用标准、手册、图册等有关技术资料；
3、6、通过项目训练，可以把理论计算和结构设计、结构工艺等结合起来解决设计问题；7、能够完成机械设计的有关实验；8、通过学习和训练，可以对常用机构及通用机构零部件进行装配和维护；知识目标：总体目标：为机械类产品的设计、制造、维护等提供必要的理论基础。1、了解常用机构及通用零部件的工作原理、类型、特点及使用等基本知识；2、掌握常用机构的基本原理和设计方法；3、掌握通用零部件的失效形式、设计准则和设计方法；4、了解常用机构及通用零部件的维护知识；素质目标：1、通过学习养成积极思考问题、主动学习的习惯，能保持对生活中机械装置的好奇，领略参和创造活动的美妙，对机械有亲近、探究甚至热衷的情感；2、通过学习培
4、养较强的自主学习能力，具有对机械工程科学的求知欲，乐于探索生产活动和日常生活中的机械工程问题，乐于探究日常用品或新器件中的机械工作原理，有将机械设计知识使用于日常生活、生产活动的意识，乐于参和观察、实训、制作、调研等科学实践活动。3、通过学习培养良好的团队合作精神，培养学生和人合作的能力，有将自己的见解公开和他人交流的愿望，认识到交流和合作的重要性，有主动和他人合作的精神，敢于提出和别人不同的见解，也勇于放弃或修正自己的错误观点；4、培养学生认真负责的工作态度和严谨细致的工作作风，养成实事求是、尊重自然规律的科学态度；5、培养学生诚实、守信、坚韧不拔的性格；6、培养学生创新意识；7、培养学生的
5、演讲能力、判断能力和沟通能力；三、课程内容设计：序号模块（或子模块）名称学时1常用机构的设计（以内燃机、牛头刨床、自行车、钟表为训练项目）162带式运输机中减速器各零件的设计和选择363减速器综合设计3周合 计52+3周四、能力训练项目设计本课程主要选择带式运输机中的二级直齿圆柱齿轮减速器的设计作为本课程的贯穿综合训练项目。通过减速器各个零件的设计和选择，培养学生综合分析问题的能力和解决问题的能力。同时，考虑到学生训练的需要和知识的全面性，增加自行车、内燃机、牛头刨床、钟表、现代机械设计方法等训练项目作为能力训练的补充。编号能力训练项目名称任务名称能力目标知识目标训练方式、手段及步骤可展示的结
6、果1内燃机机构的设计1.1分析内燃机的结构及组成常用机器、机构、构件、零件的观察、分析和识别能力a. 机器、机构、构件、零件的概念；b. b.机器总体和局部的关系；c. c.机器的组成和特征；机器和机构的区别和联系a. 分析内燃机的结构及组成；b.参观实习工厂，了解更多的机构及零件列表归纳原动机、传动方式、主要机构、主要构件和零件1.2绘制单缸内燃机的运动简图a.能看懂平面机构的运动简图；b.能绘制简单的平面机构运动简图a.内燃机的运动原理；b.运动副的概念及各种运动副的表示方法绘制单缸内燃机的机构运动简图绘制单缸内燃机的机构运动简图1.3内燃机中凸轮机构的工作特性分析和设计a.凸轮机构的正确
7、使用和维护能力；b.根据实际生产要求的从动件运动规律利用图解法设计凸轮机构轮廓a.凸轮机构的使用特点；b.从动件常用运动规律分析；c.材料的选择；d.凸轮的加工方法；e.图解法设计凸轮轮廓的方法观察各种凸轮机构图解法设计凸轮轮廓曲线图1.4内燃机中机构的运动特性分析a.能够对简单的平面机构运动特性进行分析；b.能设计一些简单的平面连杆机构a.机构自由度的概念及计算；b.平面机构具有确定运动的条件；c.机构的运动特性分析方法；d.平面四杆机构的基本设计方法a.内燃机中导杆机构的自由度分析；b.内燃机中的工作特性分析a.内燃机中的自由度计算；b.急回特性的设计结果2牛头刨床中的曲柄导杆机构的分析2
8、.1牛头刨床中的曲柄导杆机构的分析a. 能识读和绘制常见机构的运动简图；b. 能判别简单机构是否有确定的运动；c. 能够判断常见平面四杆机构类型，并分析其特性；d. 能用图解法设计平面四杆机构；1. 掌握运动副及自由度的概念，了解机构自由度计算及运动确定条件；2. 掌握平面四杆机构的类型、演化及使用；3. 熟悉平面四杆机构的工作特性；4. 掌握图解法设计简单的平面四杆机构；a.通过动画演示b.到实习工厂观察牛头刨床的运动特性绘制牛头刨床的机构运动简图、进行设计3自行车中的棘轮机构、链传动的分析3.1自行车中的棘轮机构、链传动的分析能对自行车机械简单的维护；a.理解自行车中的棘轮机构的运动原理；
9、b.掌握链传动的特点、使用及主要参数的选择c.掌握链传动的布置、张紧拆装自行车总结自行车的维护知识4带式运输机传动装置的设计4.1带式运输机中带传动机构的工作特性分析和设计a.带传动机构的安装、使用维护能力；b.带传动的工作特性分析；c.带传动机构的设计能力a.带传动的工作特点；b.V带标准规格；c.弹性滑动、打滑等概念；d.V带传动的设计计算方法；e.V带安装张紧及维护给出某传动机构中带传动的工作条件，设计带传动写出带传动的设计过程和设计结果4.2减速器中齿轮机构的工作特性分析和设计a.具有齿轮机构的安装、使用维护能力；b.能对齿轮机构的工作特性进行分析；c.能根据工作使用要求设计齿轮机构a
10、.齿轮的形状、参数、尺寸及传动特点；b.齿轮的啮合、安装、传动及加工；c.齿轮的结构和润滑；齿轮的受力及失效分析；d.设计准则及设计计算a.观察各种齿轮机构的运动过程；b.拆装减速器，了解齿轮的装配情况a.总结归纳减速器中齿轮的减速原理、参数、结构、加工方法、润滑方式、写出总结报告；b.给出工作条件设计一对直齿圆柱齿轮4.3钟表中定轴轮系原理分析、传动比计算及各针的转向关系分析会分析定轴轮系的传动比及方向的判断a.轮系的概念及分类；b.定轴轮系的有关计算；给出减速器中的齿轮传动系统及通过项目钟表的组装，计算传动比、分析输出输入轴的关系a.能绘制、识读钟表的结构运动简图；b.理解钟表的运动原理；
11、c.能拆卸和组装钟表；d.总结各种轮系的传动比计算及方向判断的方法4.4减速器中蜗杆传动的设计a.蜗杆传动机构的安装、使用维护能力；b.蜗杆传动机构的工作特性分析；c.蜗杆传动机构的设计能力a.蜗杆传动特性；b.蜗杆传动的类型和使用；c.参数及尺寸计算；d.材料和结构给出设计条件，设计手动蜗杆传动机构给出蜗杆传动机构的设计过程4.5减速器中各联接件的选用各种联接类型的选择及结构设计的能力a.螺纹联接的基本形式;b.键联接、销联接的使用范围及特点给出联接的选用过程写出联接类型选择的总结报告4.6减速器中联轴器的选择、安装和调试正确选用联轴器及安装、调整的能力联轴器的类型及选用方法给出工作条件，选
12、用联轴器写出选用联轴器的工作报告4.7减速器中轴承的选择及组合设计正确选择轴承类型和型号的能力、组合设计及拆装能力a.轴承的最新国家标准；b.轴承类型和型号的选用a.给出工作条件，选用轴承方法；b.轴承的组合设计及拆装写出轴承选择和维护保养的总结报告4.8减速器中轴的设计轴的结构设计及强度分析计算能力a.轴的类型和功用；b.轴的选材；c.轴的结构设计及强度计算给出工作条件，设计轴的结构并进行强度分析计算给出轴的结构设计和强度分析计算结果5减速器综合设计5.1减速器机械传动装置的总体方案a.能根据各种要求选择电动机的能力b.能设计传动装置运动和动力参数计c.能合理确定传动装置总传动比能根据设计要
13、求设计合理、经济的传动方案比较各种传动方案的优点、缺点总体方案示意图5.2减速器参数选择和零件尺寸、强度计算a.能设计减速器内传动零件b.能对箱体尺寸进行合理选择c.能对轴承、联轴器等的选用能根据设计要求综合使用所学的知识给出设计过程5.3绘制减速器装配图a.能绘装配图结合前面所学课程，能基本完成装配图的绘制能绘装配图给出手工绘制的装配图5.4绘制减速器零件图a.能绘制轴的零件b.能绘制箱体零件c.能绘制齿轮零件结合前面所学课程，能基本完成各种零件图的绘制利用手工绘图工具绘制零件图给出手工绘制的零件图5.5编写设计说明书能够规范编写设计说明书能规范编写设计计算具体过程，目录及参考文献设计计算具
14、体过程给出基本规范的设计说明书五、课程进程表 序号学时单元标题能力目标能力训练项目编号知识目标其他内容（课程主要内容）12机器和机构常用机器、机构、构件、零件的观察、分析和识别能力1.1d. 机器、机构、构件、零件的概念；e. b.机器总体和局部的关系；f. c.机器的组成和特征；机器和机构的区别和联系a.参观实习工厂，认识各种机构；b.说明本课程的知识目标和能力目标，c.认识多个常用设备，分析常用设备的组成，明确原动机、传动方式及机构、构件和零件的区别；d.学生自己总结机器的共同特征及机器的功能；e.学生模仿分析新设备22平面机构的运动简图a.能看懂平面机构的运动简图；b.能绘制简单的平面机
15、构运动简图1.2a.内燃机的运动原理；b.运动副的概念及各种运动副的表示方法a.分析内燃机的组成和工作原理；b.用符号表示各构件的连接关系；c.绘制单缸内燃机运动简图；d.认识常用机构运动简图；e.绘制牛头刨床机构运动简图；34内燃机、牛头刨床中铰链机构的运动特性分析a.能够对简单的平面机构运动特性进行分析；b.能设计一些简单的平面连杆机构1.42.1a.机构自由度的概念及计算；b.平面机构具有确定运动的条件；c.机构的运动特性分析方法；d.平面四杆机构的基本设计方法a.简单机构的自由度分析；b.牛头刨床中导杆机构的自由度分析；c.牛头刨床中导杆机构的工作特性分析；d.内燃机中的铰链机构分析4
16、2凸轮机构的工作特性分析和设计a.能正确使用和维护凸轮机构；b.能根据从动件运动规律利用图解法设计凸轮机构的轮廓1.3a.凸轮机构的使用特点；b.从动件常用运动规律分析；c.材料的选择；d.凸轮的加工方法；e.图解法设计凸轮轮廓的方法a.观察各种凸轮机构；b.图解法设计凸轮轮廓曲线图52棘轮机构的分析知道自行车中的棘轮机构的超越离合性运动原理；3.1理解自行车中的棘轮机构的运动原理；总结棘轮棘轮机构为什么具有超越离合性64链传动的工作特性分析和设计a.理解自行车中的链传动的布置、张紧b.自行车的维护、维修能力3.1a.掌握链传动的特点、使用及主要参数的选择b.掌握链传动的布置、张紧总结自行车的
17、维护保养及维修知识76带传动的工作特性分析和设计a.带传动机构的安装、使用维护能力；b.带传动的工作特性分析；c.带传动机构的设计能力4.1a.带传动的工作特点；b.V带标准规格；c.弹性滑动、打滑等概念；d.V带传动的设计计算方法；e.V带安装张紧及维护a.给出错误的安装及维护方式，让学生指出错误；b.分析各种参数的变化对V带传动的影响；c.写出带传动的设计过程和设计结果；d.对多种设计结果进行比较，选择最佳方案810齿轮机构的工作特性分析和设计a.具有齿轮机构的安装、使用维护能力；b.能对齿轮机构的工作特性进行分析；c.能根据工作使用要求设计齿轮机构4.2a.齿轮的形状、参数、尺寸及传动特
18、点；b.齿轮的啮合、安装、传动及加工；c.齿轮的结构和润滑；齿轮的受力及失效分析；d.设计准则及设计计算a.观察各种齿轮的运动过程；拆卸减速器中的齿轮，了解齿轮的装配情况；b.用范成法加工齿轮，了解根切现象；c.给出工作条件，设计一对直齿轮，展示设计成果；d.对多种设计结果进行比较，选择最佳的设计方案95轮系传动比计算及转动方向判断会分析定轴轮系的传动比及方向的判断4.3a.轮系的概念及分类；b.定轴轮系的有关计算；a.能绘制、识读钟表的结构运动简图；b.理解钟表的运动原理；c.能拆卸和组装钟表；d.总结各种轮系的传动比计算及方向判断的方法103蜗杆传动机构的设计a.蜗杆传动机构的安装、使用维
19、护能力；b.蜗杆传动机构的工作特性分析；c.蜗杆传动机构的设计能力4.4a.蜗杆传动特性；b.蜗杆传动的类型和使用；c.参数及尺寸计算；d.材料和结构a.观察各种蜗杆传动机构的结构和运动过程；b.根据蜗杆的发热特点，讨论散热方式；c.给出减速器蜗杆传动机构的设计过程及结论114联接部件的选用及结构设计各种联接类型的选择及结构设计的能力4.5a.螺纹联接的基本形式;b.键联接、销联接的使用范围及特点写出联接类型选择的总结报告122联轴器的选择正确选用联轴器及安装、调整的能力4.6联轴器的类型及选用方法a.给出工作条件选择正确的联轴器；b.说明选用联轴器的依据，展示结果132轴承的选择及组合设计正
20、确选择轴承类型和型号的能力、组合设计及拆装能力4.7a.轴承的最新国家标准；b.轴承类型和型号的选用a.给出工作条件，写出轴承选择的类型；b.计算轴承的类型；c.维护保养的总结报告144轴的设计轴的结构设计及强度分析计算能力4.8a.轴的类型和功用；b.轴的选材；c.轴的结构设计及强度计算a.给出了解轴的结构和其他零件的安装过程；b.给出轴的设计和强度分析计算结果153周减速器机械传动装置的总体方案设计a.能根据各种要求选择电动机的能力b.能设计传动装置运动和动力参数计c.能合理确定传动装置总传动比5.1能根据设计要求设计合理、经济的传动方案总体方案示意图减速器参数选择和零件尺寸、强度计算a.
21、能设计减速器内传动零件b.能对箱体尺寸进行合理计算c.能对轴承、联轴器等的选用5.2能根据设计要求综合使用所学的知识给出设计过程绘制减速器装配图a.能绘装配草图图5.3结合前面所学课程，能基本完成装配图的绘制给出手工绘制的装配图绘制减速器零件图a.能绘制轴的零件b.能绘制箱体零件c.能绘制齿轮零件5.4结合前面所学课程，能基本完成各种零件图的绘制给出手工绘制的各类零件图编写设计说明书能够规范编写设计说明书5.5能规范编写设计计算具体过程，目录及参考文献给出基本规范的设计说明书六、第一节课梗概（1）基本情况介绍老师和学生自我介绍；进行各种机构的动态演示，激发同学的学习兴趣；介绍本课程所涉及的主要
22、机构和使用场合；说明本课程的知识目标和能力目标；说明考核方式：考核时间、考核内容、分数分配、计分方法；告知采用的教材、参考资料；（2）参观实习工厂，初步认识各种机构（3）进入教学主题介绍机械行业及相关领域里的岗位设置，了解自己将来所从事的职业和本课程的关系，明确学习目的；认识多个常用机械，分析常用机械的组成，明确原动机、传动方式及机构、构件和零件的区别；学生自己总结机器的共同特征及机器的功能；学生模仿分析新机械，指出原动机、传动方式，列出主要机构、主要构件和零件等；布置学习任务（以自己最熟悉的机械设备为列，指出原动机、传动方式，列出主要机构、主要构件和零件）（4）总结本课程主要讲授机械设备的组
23、成及功能，了解原动机、传动方式、区别机构、构件和零件。学生对常用机械设备是否了解是以后学习的基础。七、考核方案（考核方案先由指定教师写出，然后由课程组成员集体研讨商定）（1）学习态度：10分（2）组织纪律：10分（3）实践考核：50分（4）理论考核：30分八、教学材料教材：机械设计基础赵亮培主编.西安电子科技大学出版社，2010. 机械设计课程设计手册王凤平、赵亮培主编.石油大学出版社，2007. 根据实际需要写的各种讲义参考资料：1 杨可桢，程光蕴主编.机械设计基础.第四版.北京：高等教育出版社，2003.2 黄劲枝，程时干主编.机械分析使用基础.北京：化学工业出版社，2006.3 王大康主编.机械设计基础.北京：机械工业出版社，2004.4 徐春艳主编.机械设计基础.北京：北京理工大学出版社，2006.5 毛友新主编.机械设计基础.武汉：华中科技大学出版社，2004.附表、图附表、图如下所示：能力目标知识目标其它目标能力训练项目课程设计流程图
