机械设计基础整体设计.docx
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机械设计基础整体设计
课程整体教学设计方案
一、管理信息
管理信息
课程名称
机械设计基础
课程代码
011096
制定人
合作人
修订人
批准人
版次
1版
制定时间
2013-10-03
二、基本信息
基本信息
学时
72
学分
4
授课对象
2012级机电一体化专业学生
性质
专业技能课程
先修课
《机械零部件测绘与CAD》、《工程材料与成型加工》
后续课
《液压与气动技术》、《机电设备故障诊断与维修》毕业设计、顶岗实习
三、课程定位
通过对该课程所服务专业岗位群的调研和分析发现，该专业毕业学生主要从事的岗位可归纳为：
机械设备的安装调试岗位；机械设备的检修、维护岗位；机械产品的设计、加工岗位；这些岗位包涵了对学生的职业基础能力和职业拓展能力的要求。
该课程就是为学生奠定基础能力所设置的。
通过对课程的学习使学生具有一定的机械基础知识，如各种机械的组成特点为、常见机构找作原理及运动特性等。
由此可以看出该课程是机械工程学科的基础，是机械类各专业的一门专业基础课程。
它在整个课程体系中点有非常重要的地位。
通过本门课程的学习，使学生知道机械设计基础的一些基本概念、基本理论和方法，能够运用
机械设计基础的基本理论、思维方式结合具体情况进行机械设计实践，使学生达到理论联系实际、
活学活用的基本目标，提高其实际应用技能，并使学生养成善于观察、独立思考的习惯，同时通过
教学过程中的案例分析强化学生的工程素养、职业道德意识，建立正确的价值观和工程思想，激发
学生的创新思维意识。
四、课程教学设计
1．课程目标
1.1课程总体目标
序号
课程总体目标
1
培养学生运用机械基本知识解决实际机械传动装置和通用机械零部件结构的设计问题
2
培养学生机械设计能力、运用规能力和经验估算能力
3
培养学生正确的设计思想与严谨的工作作风
1.2课程职业能力目标
序号
课程职业能力目标
1
能运用机械设计标准、规的能力，能根据使用要求确定机械的工作原理，能对机械结构进行运动和动力分析计算。
2
会查阅手册、图纸等技术资料
3
初步具有带传动、齿轮传动设计计算能力，具有轴的结构设计的初步能力
4
能编制设计过程。
1.3课程基础能力目标
序号
课程基础能力目标
1
掌握常用机械传动、常用机构和通用零件的工作原理，结构特点，选择计算的方法。
2
掌握设计一般机械传动装置和拟定传动方案的基本方法
3
熟悉正确使用和维护一般机械设备的基本知识
1.4课程社会能力目标
序号
课程社会能力目标
1
团队分工协作和相互沟通
2
细心、周密、灵活地处理问题
3
热情、诚信的工作态度
4
冷静处理各种矛盾
2．课程容设计
2.1教学模块和学时分配表
教学模块（项目、任务）和学时分配表
序号
模块名称
对应的能力训练项目
学时
1
牛头刨床传动系统分析
牛头刨床的认识
2
2
机构运动简图绘制
4
3
曲柄滑块机构的设计
4
4
间歇运动机构分析
2
5
汽油发动机----配气机构分析
汽油发动机拆装
2
6
凸轮机构常用的从动件运动规律分析
2
7
盘形凸轮轮廓的画法
2
8
减速器的设计
减速器的总体认识
4
9
带传动的设计
6
10
齿轮传动分析与设计
14
11
轮系传动比计算
4
12
轴的分析与设计
14
13
轴承的选用
8
离合器及联轴器的选用
2
15
C620进给传动系统分析
螺旋传动分析
2
机床的螺旋机构设计带式输送机的带（链）传动设计
2.2职业能力训练项目设计
职业能力训练项目
序号
项目
名称
任务
名称
拟实现的
能力目标
训练方式、
手段及步骤
结果
（可展示）
1
牛头刨床工作台横向进给运动分析
牛头刨床的认识
学生能分析牛头刨床的基本结构、工作原理和传动路线；能理解机器、机构、机械和零件、构件、部件的概念
机电实训基地实物拆装和讲解
机构运动简图绘制
能运用平面机构的基本知识分析机构运动简图和进行自由度的计算
多媒体讲解，实例练习，小组合作
机构运动简图
曲柄滑块机构的设计
能运用铰链四杆机构的特性进行滑块结构的设计
实物参观，提出设计任务，小组成员进行资料查询、任务实施、检查评估
设计说明书
间歇运动机构分析
能根据牛头刨床工作台横向进给机构分析棘轮机构、槽轮机构的特性及应用
实物参观，提出设计任务，小组成员进行资料查询、任务实施、检查评估
2
汽油发动机----配气机构分析
汽油发动机拆装
能分析汽油发动机的结构，分析发动机中配气机构的作用，构件之间的方式。
多媒体+现场拆装
小组合作共同完成
汽油发动机拆装报告
凸轮机构常用的从动件运动规律分析
能用凸轮机构的基本知识分析常用从动件运动的规律
多媒体讲解，凸轮实物演示，根据参数，提出任务，学生分析任务进行相关资料的查询，制定设计方案，小组相互讨论，确定最佳方案，教师评估
凸轮机构运动规律分析单
盘形凸轮轮廓的画法
能用图解法设计盘形凸轮轮廓曲线；
多媒体讲解，凸轮实物演示，根据盘形凸轮参数，提出任务，学生分析任务进行相关资料的查询，制定设计方案，小组相互讨论，确定最佳方案，教师评估
盘形凸轮轮廓曲线图
3
减速器的设计
减速器的总体认识
能根据减速器的结构和工作原理进行拆装，能绘制减速器运动简图
减速器实训室+多媒体教室
提出减速器拆装和绘制运动简图任务，小组成员分工协作进行相关资料的查询，制定拆装步骤，绘制运动简图，教师评估
减速器运动简图
带传动选用计算
能根据提供的参数计算带传动的中心距和带长，会选择带型、根数、小带轮
提出带传动的基本参数，小组分工协作进行带设计相关资料的查询，计算传动的中心距和带长，根数，书写说明书，教师评价。
设计说明书
齿轮传动分析与设计
能根据齿轮的工作条件及相关参数进行齿轮传动的设计
机电实训基地，齿轮实物+多媒体，分析齿轮的基本知识，根据齿轮工作的参数，提出设计任务，小组分工协作进行带设计相关资料的查询，进行齿轮的失效形式、材料和精度等级的选取、强度的校核任务，书写设计说明书，教师评估。
设计说明书
轮系传动比计算
能进行轮系的分类，能用定轴轮系传动比的计算方法进行传动比的计算
多媒体讲解，小组合作，对减速器的轮系传动进行分析，根据任务要求查询资料，进行轮系传动比的计算，对数据进行分析
小组讨论，教师评价
轴的分析与设计
分析减速器传动轴的结构，能用扭转条件验算法验算轴的强度和估算转轴的最小直径
减速器实训室实物展示
分析轴零件的基本结构，工作过程中的受力分析，根据工作条件，提出设计任务，小组成员分工协作，进行相关资料的查询与设计任务的完成，各小组之间相互讨论，确定最佳设计方案，教师评估，提出建议
设计说明书
轴承的选择
能根据工作要求选择滚动轴承的类型及滚动轴承的组合设计
图书馆+多媒体教室
根据下发的任务书，去图书馆查阅关于轴承的相关资料，依据设计要求时的参数进行轴承类型及型号的选择，小组相互讨论，选择方案的优缺点，教师点评
设计说明书
离合器及联轴器的选择
学会根据工作要求和使用场合选择合适的联轴器
认真阅读下发的任务通知书，进行联轴器和离合器相关科知识的学习，依据设计参数，对联轴器和离他器进行选择，小组之间对选择的结果进行讨论，确定最佳选择方案，教师进行点评。
选择说明书
4
C620进给传动系统分析
螺旋传动分析
能用螺旋传动理论对常用螺旋机构进行传动分析，能用强度计算方法对螺旋传动进行简单的强度计算
机电实训基地对C620进给传动系统分析
小组成员按任务要求用强度计算方法对螺旋传动进行简单强度计算，并对结果进行复核。
教师评价学生的计算结果。
螺旋传动强度计算单
3.课程教学进度表设计
课
次
周次
学
时
教学目标和主要容
单元标题
能力目标
能力训练项目编号
知识目标
其他容（课程主要容）
考核
容
1
1
2
牛头刨床的认识
1.能识别常见的机器和机构，并分析它们的功用和组成；2. 能辨别机器中的机构零件和部件；
能识别常见的机器和机构，并分析它们的功用和组成；
2.
能辨别机器中的机构、零件和部件；
3.
初步认识本课程；
1
1.掌握机器的组成和特，
2.掌握机构、构件、零件、部件的概念
3.了解牛头刨床的结构和操作方法
1.第一次课梗概
2.牛头刨床的用途介绍
3.牛头刨床的拆装
2
1
2
牛头刨床的动力传动系统的分析
1.能理解运动副、自由度和约束的概念及分类
2.能分析牛头刨床的动力传动系统
1.2
1.熟习运动副、自由度和约束的概念及分类
2.掌握牛头刨床的动力传动系统组成
1.平面机构的运动副、自由度
2.牛头刨床的动力传动系统分析
动力传动系统报告
3
1
2
机构运动简图绘制
1.能绘制平面机构运动简图
2.能用比例尺绘制牛头刨床的动力传动系统运动简图
1、2、3
1.掌握机构自由度的计算。
2.了解复合铰链、局部自由度和虚约束。
3.绘制牛头刨床的运动简图
1.平面机构运动简图的绘制；
2.平面机构运动的自由度计算
3.牛头刨床的运动简图的绘制
牛头刨床的运动简图
4
2
2
曲柄滑块机构的设计
能运用铰链四杆机构的特性进行滑块结构的设计
3
1.理解并能对铰链四杆机构的特性进行分析；
2.了解平面四杆机构的设计方法。
3.掌握曲柄滑块机构的设计方法
1.铰链四杆机构基本型式；
2.平面四杆机构基本特性；
3.曲柄滑块机构的设计
曲柄滑块机构的设计书
5
2
2
间歇运动机构分析
能根据牛头刨床工作台横向进给机构分析棘轮机构、槽轮机构的特性及应用
4
1.认知常用间歇运动机构
2.掌握常用间歇运动机构运动规律分析和机构选用。
1.棘轮机构的组成、特性及应用；
2.槽轮机构的组成、特性及应用；
3.不完全齿轮机构的组成、特性及应用。
6
2
2
汽油发动机拆装
能分析汽油发动机的结构，分析发动机中配气机构的作用，构件之间的方式。
5
1.认知凸轮机构；
2.了解凸轮机构的工作原理；
3.能对凸轮机构的组成进行分析。
1.汽车发动机的基本构件、零件组成；
2.汽车发动机中凸轮机构的作用，构件之间的方式。
7
3
2
凸轮机构常用的从动件运动规律分析
能用凸轮机构的基本知识分析常用从动件运动的规律
5、6
1.掌握凸轮机构运动分析的基本概念，从动件的常用的运动规律
2.凸轮常用材料及结构。
1.凸轮机构的工作原理；
2.凸轮机构常用的从动件运动规律进行特性分析；
3.各种运动规律的应用场合。
凸轮机构运动规律分析单
8
3
2
盘形凸轮轮廓的画法
能用图解法设计盘形凸轮轮廓曲线；
5、6、7
1.了解选择凸轮机构的类型和从动件运动规律2.掌握用图解法设计盘形凸轮轮廓。
1.用图解法设计盘形凸轮轮廓曲线；
2.设计凸轮机构应注意的问题。
盘形凸轮轮廓曲线图
9
3
2
减速器的总体认识
能认识减速器的各组成部分，能对各零件进行分类
8
1.了解减速器工作原理
2.掌握减速器拆装的基本步骤
1、减速器的拆装
2、减速器各部分的认识和功能介绍
10
4
2
减速器动力传动系统分析
能分析减速器动力传动系统，会绘制运动简图
2、8
1.掌握减速器动力传动系统结构分析方法
2.掌握绘制运动简图方法
1.减速器动力传动系统分析
2.减速器运动简图绘制
减速器运动简图
11
4
2
带传动的基本知识及工作能力分析
能进行带传动的工作能力分析
8、9
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.掌握带传动的工作能力分析方法
1.带传动的类型和应用；
2.V带和V带轮；
3.带传动受力分析和应力分析；
12
4
2
普通V带传动的设计
能计算带传动的中心距和带长，会选择带型、根数、小带轮
8、9
1.掌握选择带型、带的根数、中心距和带长选择方法
2.掌握带传动设计的方法和步骤
1.根据要求选择带型、带的根数
2.根据要求确定传动的中心距和带长
3.根据要求确定小带轮直径
4.带传动设计的方法和步骤
V带设计说明书
13
5
2
链传动及其应用
能进行链传动的分析，会进行链的布置、紧和润滑
8、9
1.了解链传动的特点和应用
2.熟习滚子链的结构
3.掌握链传动的运动分析
1.链传动的运动特点和应用
2.链传动的布置、紧和润滑
链传动紧和润滑方案
14
5
2
渐开线标准直齿圆柱齿轮
能够根据渐开线性质解释齿轮传动的特点
8、10
1.了解齿轮传动的类型
特点和应用
2.掌握齿轮啮合的基本定律
3.掌握渐开线的形成和性质
1.齿轮传动的类型
2.齿轮啮合的基本定律
3.渐开线的形成和性质以及渐开线齿轮的特性
15
5
2
渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动
能对渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动条件进行分析
8、10
掌握渐开线标准直齿圆柱齿轮的正确啮合条件、连续传动的条件
渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动
16
6
2
渐开线齿轮的加工方法及根切现象
能根据齿轮不同参数条件选择相应的加工及判别根切
8、10
1.掌握渐开线圆柱齿轮的加工原理和方法
2.了解根切的原因及不产生根切的最少齿数
渐开线齿轮的加工方法及根切现象
17
6
2
齿轮传动的失效形式和材料选择
能根据失效的齿轮判断出失效形式及采取避免了措施
会根据齿轮工作情况选择材料
8、10
1.了解不同条件下齿轮传动的失效形式
2.掌握材料选择的基本方法
1.齿轮传动的失效形式
2.常用齿轮材料及其选用原则
设计说明书
18
6
2
齿轮传动的计算准则及参数选择原则
能运用齿轮的受力分析、齿根弯曲强度计算、齿面接触强度计算、齿轮参数选择和设计方法，设计简单直齿和斜齿圆柱齿轮
10
1.掌握齿轮传动的计算准则
2.掌握齿轮传动参数选择原则
1.齿轮传动设计步骤和参数选择
2.齿轮结构设计
设计说明书
19
7
2
精度等级的选取和强度校核
能根据使用要求进行精度等级的选取，会进行强度校核
10
1.掌握齿轮传动精度等级选用的方法
2.掌握强度校核的方法
1.齿轮传动精度等级选用
2.轮齿弯曲强度分析
设计说明书
20
7
2
斜齿轮、锥齿轮和蜗轮蜗杆的特性与参数
能对斜齿轮的工作参数进行计算
能蜗杆传动的受力，判断蜗杆或蜗轮的转向
10
1.了解锥齿轮和蜗轮蜗杆的特性与参数
2.掌握斜齿轮的参数及尺寸计算
1.标准直齿圆锥齿轮传动
2.蜗杆传动
3.标准斜齿圆柱齿轮传动
21
7
2
定轴轮系传动比计算
能进行轮系的分类，能根据定轴办系传动比的计算，进行普通车床输出速度计算
8、11
1.了解轮系的分类和应用
2.掌握定轴轮系传动比的计算方法
1.轮系及其应用
2.定轴轮系传动比的计算
22
8
2
周转轮系传动比计算
能进行周转轮系传动比的计算
8、12
理解周转轮系的计算方法
周转轮系传动比的计算
23
8
2
轴的材料选择及热处理
能够判断轴的类型，能根据轴的工作条件选择材料及采用适当的热处理方法
12
1.了解轴的类型和应用，2.掌握轴的常用材料及热处理方法和选择。
1.轴的分类、材料选择
2.轴的热处理方法
24
8
2
轴的结构设计
能够设计简单轴的结构
12
1.了解轴的结构
2.掌握轴上零件的定位方法
3.掌握轴的结构工艺性
1.轴的结构组成
2.轴上各段直径尺寸的确定
3.轴上零件的轴向定位及固定
4.轴的结构工艺性要求
轴的结构设计说明书
25
9
2
轴结构设计改错
能够根据所给轴的装配图找出错误之处并设计正确的结构
12
1.掌握轴的结构设计的基本方法
2.掌握轴上零件的定位方法
1.轴的结构组成
2.轴上各段直径尺寸的确定
3.轴上零件的轴向定位及固定
4.轴的结构工艺性要求
26
9
2
轴的工作能力计算
1.能进行轴的强度计算
2.会计算轴的疲劳强度和振动。
12
1.了解轴零件设计有关的强度理论，2.掌握轴的工作能力设计的的一般方法
1.轴的扭转强度计算
2.按弯扭合成强度计算
3.轴的刚度计算
轴的振动稳定性及临界转速
27
9
2
轴的设计方法
能按轴的设计步骤进行轴的设计
12
1.掌握轴设计计算的基本步骤与方法
2.正确进行轴各参数的计算，确定各参数值
1.轴设计计算的基本步骤与方法
2.轴的结构确定
3.齿轮受力分析
4.强度计算及校核
28
10
2
设计斜齿轮减速器输入轴
能根据所给参数进行输入轴的结构设计
8
1.掌握轴的设计方法
2.熟练进行输入轴各项参数的计算
1.输入轴结构设计
2.输入轴空间受力分析
3.输入轴材料选择及热处理
斜齿轮减速器输入轴设计说明书
29
10
2
轮毂联接
能正确选用键的类型；能进行键、销联接的强度校核
能识别弹簧类型
13
1.了解键联接的类型、特点及应用
2.掌握键的强度计算
3.了解弹簧类型
1.键联接的类型、特点及应用
2.键联接的强度计算
3.弹簧
30
10
2
减速器箱体联接螺栓强度校核
能根据减速器各联接个把受力情况，进行联接螺栓强度校核
8、12
掌握联接螺栓强度校核方法
1.减速器零件受力分析
2.螺栓强度校核方法
31
11
2
滚动轴承的结构和类型
能认知滚动轴承的代号及类型选择
13
1.了解滚动轴承的类型和代号
2.掌握滚动轴承类型的选择
1.滚动轴承的类型和代号
2.滑动轴承的类型、结构和材料
3.掌握滚动轴承类型的选择
32
11
2
滚动轴承的寿命计算
能根据计算条件进行滚动轴承的寿命计算
13
1.理解滚动轴承的失效形式
2.掌握滚动轴承的寿命计算
1.滚动轴承的失效形式
2.滚动轴承的寿命计算
33
11
2
滚动轴承部件结构设计
能根据工作算条件进行滚动轴承的结构设计
13
1.掌握滚动轴承的组合设计
2.了解滚动轴承的静载荷能力计算
1.滚动轴承的组合设计
2.了解滚动轴承的静载荷能力计算
34
12
2
轴承的选用
会对减速器轴承进行选用
13
掌握轴承的选用方法
轴承的选用方法
选择说明书
35
12
2
离合器及联轴器的选用
学会根据工作要求和使用场合选择合适的联轴器
14
1.了解联轴器、离合器的特点和适用场合
2.熟练查阅联轴器、离合器的技术资料
1.联轴器分析和选用
2.离合器分析和选用
36
12
2
螺旋传动分析
能用螺旋传动理论对常用螺旋机构进行传动分析，能用强度计算方法对螺旋传动进行简单的强度计算
15
1.了解螺纹的分类、主要参数、特点和应用。
2．熟悉螺纹连接的基本类型。
3.熟悉螺旋传动的应用
1.机械制造中的常用螺旋传动分析；
2.螺旋副的受力分析、效率和自锁；
螺旋传动的选用及强度设计。
螺旋传动强度计算单
4.第一次课设计梗概
1.自我介绍、本课程简介、让学生明确本课程的学习目标和要求
说明：
课程进程、作业要求、考核方式、参考文献、联系方式、学习方法
2.到机电实训基地演示牛头刨床的操作过渡到本次课的容
3.作业：
布置学生到图书馆查阅有关牛头刨床的资料
5.考核方案设计
5.1考核组成
对学生实行以职业能力为中心的考核，通过各种不同的考核评价形式激发学生自主学习的积极性，在解决实际问题的过程中获得新知识、新技能。
从而培养学生其学习能力、团队活动的合作能力、职业语言表达能力等。
具体考核方式如下：
（1）过程性考核
（2）终结性考核
过程性考核
过程考核就是每个项目的考核。
每个项目的部分都是100分，每个项目均及格才能参加革命终结性考核。
评价容包括：
每个任务的完成情况，出勤情况和工作表现等。
过程考核评价方法：
1.个人自评：
工作任务报告单。
（20分）
2.小组互评：
汇报互评。
（40分）
小组汇报互评的评分标准：
信息量10分，技术要求10分，互助学习情况5分，工作任务报告单15分。
3.教师评价：
教师评价标准：
工作任务报告单10分+考勤20分+加减分项目10分
考勤：
迟到1次扣1分，迟到2次扣小组所有成员1分，缺勤一闪扣小组所有成员3分。
（有假条者不扣分，口头请假无效）
加减分项目：
平时表现积极，如帮助他人、积极回答问题、维护现场环境和纪律1次加个人2分，组长分工明确，小组讨论积极，成员各加1分，组长再加工1分；团队懒散，不自动寻求解决方法，成员各减1分，组长再扣1分。
终结性评价
选择典型项目减速器，进行整体设计。
具体考核方法
提前设计出多个任务书，以小组为单位，每个小组随机抽取任务书，任务书中包括读设计说明书和装配图与零件图两部分。
设计说明书采用给定时间、小组讨论方式，讨论之后老师任意点名小组成员回答读图问题，根据本小组成员回答情况结合考核标准，给出本小组成员成绩，该成绩代表本小组各成员成绩；图样绘制由小组长指定每个成员分工进行绘制任务，在规定时间完成，每个成员提交各自完成的零件图，教师按照考核标准对小组成员分别进行评分。
最终读图成绩和拆画零件图成绩之和就是终结性成绩，占课程考核总成绩的30%（学生自评10%，小组互评20%、教师评价,70%）。
课程成绩
其中：
y----课程成绩，满分100分；
X----每一项任务评定评定成绩，满分100分；
z---典型装配图评定成绩，满分100分。
5.2考核标准
终结性考核
序号
考核要点
考核标准
分值
1
课程设计说明书
工作原理
工作原理叙述正确，传动路线描述正确
10
2
装配关系
配合要求回答正确
定位方式回答正确
连接方式回答正确
10
3
表达方法
主视图表达容
俯视图表达容
主视图表达容
其他视图表达容
15
4
技术要求
验收条件回答正确
调整要求回答正确
试验要求回答正确
使用要求回答正确
5
5
图样绘制
视图选择
主视图选择正确
其他视图选择正确
5
6
表达方案
形状特征最明显
以加工位置为主视图
以工作位置选取主视图
视图数尽可能少
10
7
结构完整
剖视图选择合理
断面图选择合理
局部视图选择合理
10
8
尺寸标注
主要尺寸标注准确
尺寸界线、尺寸线完整
结构尺寸标注准确
尺寸偏差标注准确
10
9
图线应用
图线选择合理、绘制准确
5
10
文
升级会员 