机械设计基础考试大纲(精选8篇)
1.机械设计基础考试大纲 篇一
《机械设计基础》教学大纲
课程代码:0410049 适用专业:机电一体化 学时数:90 学分数:5 执笔者: 谢斌 编写日期:2013年6月 审批者: 审批日期:
第一部分 大纲说明
一、课程的性质、任务
1.机械设计基础课程对于高职机械类专业是主干技术基础课程,是研究机械共性问题的主干学科基础。
2.综合运用先修课程中所学到的有关知识和技能,通过学习本课程的机构和通用机械零件的基本知识和基本设计方法,结合各种教学实践环节进行机械工程应用型人才必要的基本训练,为顺利地过渡到学习专业课程及进行机械工程现场的技术应用打下初步的基础。
二、本课程与相关课程的联系
本课程应在学完《机械制图》课程和《工程力学》、《金属工艺学》课程开课一学期以后开讲,可与《公差配合与技术测量》课程同时开设,并为《机械制造工艺学》、《金属切削机床》、《模具设计》、《夹具设计》等专业课打下基础。
三、教学方法的建议
1.教学方法:
本课程是一门技术基础课,在教学过程中应注重建立感性认识,面授课应尽可能为学生演示各类典型机构及其运动情况。
2.实践性环节教学要求:
(1)习题课和课堂讨论
习题课的目的在于帮助学生消化和巩固课程中重要的繁难基本概念和内容,帮助学生提高解题能力和计算技巧,指导学生查阅技术资料。
习题课的方式可以是讲典型例题,也可以组织学生分析问题,讨论解题方法和步骤。
课堂讨论比习题课更进一步,目的在于指导学生对复杂的、有一定难度的综合性问题进行剖析、归纳、对不同设计方案进行比较、判断,启发同学进行新的探索。
课堂讨论的课题必须明确,学生在讨论前要有准备,教师要适当加以引导、归纳。
习题课和课堂讨论的内容、方式、时间均由辅导教师决定,不作统一要求,可以参考学时分配表中推荐的学时。
以下习题课和课堂讨论的内容可供参考: l、轮系的识别和传动比计算;
2、带传动的设计计算;
3、齿轮传动的结构选用和强度计算以及参数分析;
4、滚动轴承选型与组合设计。
(2)实验
实验课是理论联系实际的重要环节,可以使学生验证、巩固和加深所学的基本理论,能训练学生某些有关的实验方法、能力、测量技能,养成踏实细致、严谨认真的作风。
实验前,学生应预习实验指导书,明确实验要求和内容,实验后要填写实验报告,并由实验指导教师批阅,评定成绩。
实验项目:
l.平面机构运动简图的测绘(2学时)要求:掌握一般平面机构的测绘技能,验证机构运动是否确定,巩固和扩展对机构结构的认识。
内容:选择一至两种实际机械模型,顺序测量各运动副间的相对位置,绘制机构运动简图,另选二至三种实际机构或模型,徒手绘制机构示意图。计算上述实物或模型的机构自由度,并验证其运动是否确定。
2.渐开线齿廓范成实验(2学时)
要求:观察用范成法形成渐开线齿廓的过程,齿廓根切现象及变位修正后获得的齿形,理解范成原理,分析和验证根切原因和修正后齿轮的尺寸变化。
内容:用渐开线范成仪模拟范成加工过程,先后“切制”(绘制)出标准齿轮齿廓和变位齿轮齿廓,在图纸上要绘制2~3个完整的齿形,按要求分析和比较这两种齿廓。3.轴系结构的观察(2学时)
要求:通过轴系结构的观察分析,理解轴、轴承、轴上零件的结构特点,掌握轴系结构设计要求。
内容:通过对减速箱中典型轮系结构的观察,绘制轴系结构草图,测定和标注各部分尺寸,分析轴头、轴颈等各部分结构特点,并提出自己的见解和评价。
(3)课程设计
课程设计的目的在于进一步巩固和加深所学基本知识,使学生能综合运用已学的有关课程的基本知识。通过简单的机械传动设计,培养学生独立设计能力,掌握基本的设计方法,学会查阅技术资料,树立正确的设计思想和严谨的工作作风。1.课程设计的题目
课程设计的题目应能满足教学要求,符合生产实际,建议采用能包括课程大部分内容的部件,如减速器或简单机械传动装置,一般选单级圆柱齿轮减速器为宜,有条件的也可选双级圆柱齿轮减速器或单级蜗杆蜗轮减速器。2.课程设计的内容
课程设计的内容应包括传动装置的全部设计计算和结构设计,具体要求如下:
(a)设计准备
阅读设计任务书,明确设计要求、工作条件、内容和步骤;通过对减速器的装拆了解设计对象;阅读有关资料,明确课程设计的方法和步骤,初步拟定设计计划。
(b)传动装置的总体设计
根据任务书中所给参数和工作要求,分析和选定传动装置的总体方案;计算功率并选择电动机;确定总传动比和分配各级传动比;计算各轴的转速、转矩和功率;画传动装置方案简图。
(c)各级传动零件的设计计算
通过设计计算,确定各传动零件的主要参数和尺寸,一般包括带传动、联轴器、齿轮传动(或蜗杆蜗轮传动)等。一般应先计算箱外传动件(如带、联轴器),后计算箱内传动件。
(d)减速器装配工作图的结构设计及绘制
分析和选定减速器的结构方案,给轴系结构及箱内、外与其有关部分;选择减速器中受力较复杂的一轴及其轴上零件,校核轴、键和联轴器的强度及滚动轴承寿命(轴的校核按弯担合成强度计算);进行轴系、箱体及其附件的结构设计,箱体附件一般应包括窥视窗、油标、排油孔及其螺塞、起吊装置等。底图完成后,应进行检查并修改。标注必要的尺寸和公差配合,写出减速器特性、技术要求和零件序号,编写零件明细表及标题栏。
(e)零件工作图的设计和绘制
零件工作图一般选轴和齿轮,尺寸和公差标注及技术要求应完整,绘制齿轮零件工作图应有齿轮公差表。
(f)加深和完成减速器装配图
(g)整理、编写设计说明书
说明书应包括文字叙述、设计计算和必要的简图,在说明书每~页的右侧应单独写明有关计算结果和简短结论(如:“ m=3”、“满足强度要求”等等)(h)设计总结和答辩
课程设计集中在两周内完成。设计完成后进行总结、验收,必要时应单独考核并评定成绩。3.学生设计工作量
每个学生应完成减速器装配图一张(l号或0号图纸),零件工作图2 张(按1:1比例绘制),设计说明书一份。
四.特殊说明
l.教学媒体设置及要求
本课程教学媒体有文字主教材、学习指导书、录像带、课程设计指导书。主教材为主要教学媒体,应系统地介绍本大纲要求的教学内容;学习指导书为辅助教材,主要帮助学生学习和掌握课程的重点、难点内容,学习解题方法和技巧;录像带主要征对课程的重点、难点内容,以形象教学为主,并可结合生产实际进行讲解,以提高学生的感性认识;课程设计指导书主要征对课程设计为学生提供设计指导、设计规范及标准、设计参考图等。
2.课程的教学要求层次
本课程教学内容按了解、理解、掌握三个层次要求。
3.教学中应注意的问题
本课程是一门技术基础课,是从基础课到专业课的桥梁,同时,本课程的知识也可直接用于生产实际,在教学中应注意培养学生对本专业的感性认识,尽可能将理论教学与生产实际结合起来,将本课程的内容与其它专业课或技术基础课的内容结合起来。
第二部分 大纲本文
绪论
Ⅰ。教学目的与要求
绪论部分阐述机构和机器的概念和组成,介绍本课程的性质和研究对象以及学习本课程的方法。要求学生理解机构和机器的概念,了解机器的组成。了解本课程的性质、研究对象和学习本课程的基本要求和学习方法。
Ⅱ。教学内容
机器及其组成;本课程的性质和研究对象;学习本课程的基本要求和方法。
第一章平面机构的运动简图和自由度
Ⅰ、教学目的与要求
本章是研究和设计机构的基础,要求学生理解平面运动副和机构自由度的概念,掌握手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,理解机构具有确定运动的条件。
Ⅱ、教学内容
第一节平面运动副
运动副的概念;自由度和约束条件;运动副的分类。
第二节平面机构的运动简图、绘制机构运动简图的目的;平面机构运动简图的绘制。
第三节平面机构的自由度
平面机构自由度的计算;机构具有确定运动的条件。
Ⅲ、教学建议
在本章教学过程中,教师应尽可能提供一些典型机构的实物或模型,如缝纫机机头等,以增强学生的感性认识,便于掌握好机构运动简图的绘制方法。本章教学完成后应及时完成实验一。
第二章平面连杆机构
Ⅰ、教学目的与要求
掌握平面连杆机构的特点和应用,以及铰链四杆机构的类型和曲柄存在的条件。了解压力角、传动角、死点、急回特性等概念。掌握平面四杆机构运动设计的方法。
Ⅱ、教学内容
第一节 概述
平面连杆机构的特点;平面连杆机构的应用和分类;
第二节 铰链四杆机构
铰链四杆机构的组成;铰链四杆机构的类型;铰链四杆机构中曲柄存在的条件。
第三节 含有一个移动副的平面四杆机构
曲柄滑块机构;导杆机构:摇块机构和定块机构。
第四节平面四杆机构的工作特性
急回特性;压力角和传动角;死点。
第五节平面四杆机构运动设计
1.接连杆的预定位置设计四杆机构; 2.授给定的行程速比系数设计四杆机构。
Ⅲ。教学建议
本章的教学应尽可能结合各种四杆机构的实物或模型进行,讲解过程中可联系学生在生产劳动中碰到的实际机构,从感性到理性的分析,也可组织学生到牛头刨床或插床等有关机床旁进行现场教学。
第三章 凸轮机构
Ⅰ。教学目的
了解凸轮机构的特点和应用,掌握凸轮轮廓曲线的设计;应注意的问题。
Ⅱ。教学内容
第一节 概述
凸轮机构的组成、特点及应用;凸轮机构的分类。
第二节 凸轮的轮廓与从动件的运动规律
确定凸轮轮廓的基本依据;凸轮与从动件的运动关系;从动件常用的运动规律。
第三节 盘形凸轮轮廓曲线的设计 1.尖顶对心移动从动件盘形凸轮; 2.滚子移动从动件盘形凸轮; 3.偏置从动件盘形凸轮; 4.摆动从动件盘形凸轮。
第四节 凸轮机构基本尺寸的确定
滚子半径与运动失真;压力角及其许用值;基圆半径的选择;偏距的大小及其方位:从动件导路尺寸对传动的影响。
第五节 凸轮机构设计的其它总问题
常用材料;凸轮的精度要求和加工方法;凸轮在轴上的固定方法。
Ⅲ。教学建议
本章的重点是尖顶对心移动从动件盘形凸轮轮廓的设计,这也是其它盘形凸轮轮廓设计的基础。摆动从动件盘形凸轮轮廓的设计只作简介。
第四章 直齿圆柱齿轮机构
Ⅰ。教学目的与要求
了解齿轮机构的特点和类型;理解齿廓啮合基本定律以及渐开线的性质和渐开线齿廓啮合特点;掌握渐开线齿轮的几何尺寸计算,圆柱齿轮传动规律,齿轮加工原理和根切现象。了解变位齿轮和变位系数的概念、变位齿轮的几何尺寸计算。
Ⅱ。教学内容
第一节 概述
齿轮机构的特点;齿轮机构的类型。
第二节 齿廓啮合基本定律
第三节 渐开线齿廓
渐开线的形成和性质;渐开线的数学方程式;渐开线齿廓满足齿廓啮合基本定律;渐开线齿廓啮合的特点。
第四节 渐开线齿廓各部分的名称和几何尺寸
齿轮各部分的名称;主要参数;标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸。
第五节 渐开线标准在齿圆柱齿轮的啮合传动
正确啮合条件;中心距与啮合角:连续传动条件。
第六节 渐开线齿轮的加工原理和根切现象
齿轮的加工原理;根切现象与最少齿数;公法线长度与分度圆弦齿厚。
第七节 渐开线变位圆柱齿轮传动 1.概述
*2.变位直齿圆柱齿轮传动的啮合角和中心距 *3.变位传动的类型和特点 *4.选择变位系数的基本要求
Ⅲ。教学建议
本章以渐开线直齿圆柱齿轮传动和几何尺寸计算为重点,变位齿轮传动只作了解。带*的部分为选学内容,不作基本要求。
第五章 其它常用齿轮机构
Ⅰ。教学目的与要求
了解斜齿圆柱齿轮机构的啮合特点和传动性质,掌握其主要几何尺寸计算,理解当量齿轮的概念,掌握当量齿数的计算。掌握圆锥齿轮机构的几何尺寸计算,理解当量齿轮的概念,掌握当量齿数的计算。了解蜗杆蜗轮机构的特点,掌握其主要参数的几何尺寸计算。
Ⅱ。教学内容
第一节 斜齿圆柱齿轮机构
齿廓形成与啮合特点;主要参数和几何尺寸;正确啮合条件;当量齿轮与当量齿数;公法线长度和分度圆弦齿厚。
第二节 直齿圆锥齿轮机构
圆锥齿轮机构的类型和传动比;几何尺寸计算;当量齿轮与当量齿数。
第三节 蜗杆蜗轮机构
蜗杆蜗轮机构的组成和类型;蜗杆蜗轮机构的特点;主要参数和几何尺寸。
第六章 轮系和减速器
Ⅰ、教学目的与要求
了解轮系的分类和应用,掌握定轴轮系、行星轮系和复合轮系的传动比计算,了解减速器的主要类型、结构和应用。
Ⅱ、教学内容
第一节 概述
轮系的定义和分类。
第二节 定轴轮系的传动比
第三节 行星轮系的传动比;行星轮系的组成;行星轮系的传动比计算。
第四节 复合轮系的传动
第五节 减速器简介
减速器的主要类型。减速器的结构;减速器的选用。
Ⅲ、教学建议
本章以轮系的传动比计算为重点,可针对传动比计算上一次习题课。减速器简介一节可结合减速器的装拆实验进行教学。
第七章 其它常用机构
Ⅰ、教学目的与要求
了解间隙运动机构(棘轮机构、槽轮机构)的工作原理、类型和应用。Ⅱ、教学内容 第一节 棘轮机构
工作原理、类型和应用。第二节 槽轮机构
工作原理、类型和应用。
Ⅲ.教学建议
通过应用实例了解棘轮机构和槽轮机构的工作原理与特点,尽可能提供上述机构的实物、模型或进行现场教学。
第八章 键联接和销联接
Ⅰ。教学目的与要求
了解联接和联接件,健联接、花键联接、销联接的类型及其应用,掌握平键联接和花键联接的尺寸选择和强度校核。
Ⅱ。教学内容
第一节 概述 联接和联接件的概念、类型。
第二节 键联接的类型松键联接;紧键联接。
第三节平键联接的尺寸选择和强度校核尺寸选择;强度校核。
第四节 花键联接花键联接的特点;花键联接的类型:花键联接的选择和强度校核。
第五节 销联接销的类型、特点和应用。
Ⅲ。教学建议
本章以普通平键联接为重点,要求学生掌握乎键联接的尺寸选择和强度校核,并运用于课程设计中
第九章 螺纹联接和螺旋传动
Ⅰ。教学目的与要求
了解螺纹的类型、主要参数和标准,掌握螺纹联接的主要类型和应用,了解螺纹联接件的种类和标准,掌握螺栓联接的设计和强度计算,了解螺旋传动的应用和计算。
Ⅱ。教学内容
第一节 螺纹的形成、类型和主要参数 螺纹的形成和类型;螺纹的主要参数;常用螺纹。*第二节 螺旋副的受力分析、自锁和效率 1.矩形螺纹
螺旋副的受力分析,螺旋传动的效率,螺纹的自锁。2.其它螺纹
第三节 螺纹联接的基本类型和螺纹联接件
螺纹联接的基本类型;螺纹联接件。
第四节 螺纹联接设计应注意的几个问题
螺栓联接的预紧;螺栓联接的防松;螺栓联接结构设计注意事项。
第五节 螺栓强度的计算 1.普通螺栓的强度计算。
(1)松联接
(2)紧联接;只受预紧力的紧螺栓联接;受预紧力和工作拉力的紧螺栓联接。2.配合螺栓联接的强度计算
第六节 螺旋传动
螺旋传动的类型和应用;螺旋传动的计算。
Ⅲ、教学建议
本章重点放在螺纹联接方面,螺旋传动部分只作简单介绍。讲授螺纹联接件时应向学生介绍有关标准和规范。
第十章 带传动
Ⅰ。教学目的与要求
了解带传动的特点、类型和应用以及三角带的标准,理解带传动的受力分析、应力分析和滑动分析,掌握三角带传动的设计计算和结构设计。
Ⅱ。教学内容
第一节 概述
带传动的特点和类型;三角胶带的构造和标准。
第二节 带传动的基本理论
带传动的受力分析;带传动工作时的应力分析;滑动分析。
第三节 三角带传动的设计计算
带传动的设计准则;单根三角胶带所能传递的功率;三角胶带传动的设计方法和步骤。
第四节 三角带轮
带轮材料;带轮结构。
第五节 带传动的张紧、安装和维护
带传动的张紧装置;带传动的安装与维护。
Ⅲ。教学建设
三角带传动的设计计算是本章的重点,也是生产实际中经常遇到的设计问题,要求学生要掌握好,同时,对于带传动的特点、受力分析、应力分析、滑动分析以及弹性滑动和打滑的概念也要充分理解。
第十一章 链传动
Ⅰ。教学目的与要求
了解链传动的特点、类型和应用,滚子链的规格和主要参数。
Ⅱ。教学内容
第一节 概述 链传动的工作原理和特点;链的类型和应用。
第二节 滚子链和链轮
滚子链的规格;*滚子链链轮。
第三节 链传动的运动特性和主要参数
*链传动的运动特性;链传动的主要参数选择。
Ⅲ。教学建议
本章为非重点章节,只要求学生了解链传动的特点和应用,对于链轮的结构、链传动的运动特性等内容可不讲或作简单介绍。
第十二章 齿轮传动
Ⅰ.教学目的与要求
理解齿轮传动的失效形式和设计准则,了解齿轮常用材料及热处理,掌握齿轮传动的强度计算和结构设计。
Ⅱ。教学内容
第一节 齿轮传动的失效形式和设计准则
齿轮传动的失效形式;齿轮传动的设计准则。
第二节 齿轮常用材料及热处理 *第三节 圆柱齿轮传动精度简介
精度等级;齿轮副侧隙;精度等级与齿轮副侧隙的标注。
第四节 直齿圆柱齿轮传动的强度计算
轮齿受力分析;计算载荷;齿面接触疲劳强度计算;轮齿的弯曲疲劳强度计算;齿轮的许用应力;齿轮传动主要参数的选择。
第五节 斜齿圆柱齿轮传动的强度计算
轮齿受力分析;强度计算;圆柱齿轮的结构设计。
第六节 直齿圆锥齿轮传动的强度计算
轮齿受力分析;强度计算;圆锥齿轮的结构设计。
Ⅲ。教学建议
本章以直齿圆柱齿轮传动为重点,应讲清它的失效形式、受力分析和强度计算方法,对于接触强度和弯曲强度的计算公式只要求学生搞清各符号的意义和计算方法,不要求公式的推导。关于齿轮的结构只需讲解其类型和应用范围,而各部分尺寸的确定则不必详细讲解。
第十三章 蜗杆传动
Ⅰ。教学目的与要求
理解蜗杆传动的失效形式和设计准则,掌握蜗杆传动的强度计算,了解热平衡计算的目的和计算方法,了解蜗杆蜗轮的常用材料和结构。
Ⅱ。教学内容
第一节 概述
蜗杆传动的失效形式和设计准则;蜗杆蜗轮的材料;蜗杆传动的制造精度。
第二节 蜗杆传动的强度计算
受力分析;蜗轮齿面接触疲劳强度计算;蜗轮轮齿的弯曲疲劳强度计算;蜗轮的许用应力;主要参数的选择。
第三节 蜗杆传动的效率和热平衡计算
蜗杆传动的效率;蜗杆传动的热平衡计算。
第四节 蜗杆蜗轮的结构
蜗杆的结构;蜗轮的结构。Ⅲ。教学建议
本章蜗杆传动的失效形式和受力分析为重点,对蜗杆传动的效率和热平衡计算仅作一般介绍。
第十四章 轴
Ⅰ。教学目的与要求
理解轴的分类,了解轴的材料,掌握轴的结构设计原则和要求,掌握轴的强度计算。
Ⅱ。教学内容
第一节 概述
轴的功用和分类;轴的材料:轴的设计要求和一般设计步骤。
第二节 轴的结构设计
轴的结构设计要求;结构设计的步骤和方法;轴上零件的定位和固定;轴的结构工艺性;提高轴疲劳强度的措施。
第三节 轴的强度计算
按扭转强度初步计算轴径;按弯扭组合核核轴的强度。
第四节 轴的刚度计算简介
第五节 轴的工作图
Ⅲ。教学建议
本章以轴的结构设计和强度计算为重点,而轴的刚度计算和轴的工作图只需作简要介绍。在讲授轴的强度计算之前,可先让学生复习材料力学的有关内容。讲授轴的结构设计时,可以理论联系实际,列举一些典型轴系结构。
第十五章 滑动轴承
Ⅰ。教学目的与要求
了解滑动轴承的类型、结构和材料,非液体摩擦滑动轴承的计算。
Ⅱ。教学内容
第一节 概述
滑动轴承的特点和应用;滑动轴承的摩擦状态。
第二节 滑动轴承的主要类型和结构
向心滑动轴承;推力滑动轴承。
第三节 轴瓦和轴承衬
轴瓦的结构;轴瓦的常用材料。
第四节 非液体摩擦滑动轴承的计算
计算准则;向心滑动轴承的校校计算。
Ⅲ。教学建议
本章为非重点章节,只需作必要的简介,介绍的重点是非液体摩擦向心滑动轴承的校校计算。
第十六章 滚动轴承
Ⅰ。教学目的与要求
了解滚动轴承的类型和代号,掌握滚动轴承类型的选择,理解滚动轴承的失效形式,掌握滚动轴承的寿命计算,了解滚动轴承的静载荷能力计算,掌握滚动轴承的组合设计。
Ⅱ。教学内容
第一节 概述
滚动轴承的构造;滚动轴承的类型;滚动轴承的代号。第二节 滚动轴承类型的选择
第三节 滚动轴承的失效形式
第四节 滚动轴承的寿命计算
额定寿命、额定动载荷和寿命计算公式;滚动轴承的当量动载荷;向心推力轴承的轴向力。
第五节 滚动轴承的静载荷能力计算
第六节 滚动轴承的组合设计
轴承的轴向固定;轴的支承结构型式;轴的轴向位置调整;滚动轴承的配合;保证支承部分的刚度和同轴度;滚动轴承的装拆;滚动轴承的润滑与密封。*第七节 滚动轴承与滑动轴承的比较
Ⅲ。教学建议
本章以滚动轴承的类型选择和尺寸选择为重点,而寿命计算是尺寸选择的依据,因此在教学中要着重讲授,最好能安排一次习题课,帮助学生掌握好滚动轴承的寿命计算。滚动轴承的静载荷能力计算仅作一般介绍。滚动轴承组合设计应当足够重视。
第十七章 联轴器和离合器
Ⅰ。教学目的与要求
了解常用联轴器的类型和特点,联轴器的选择、标记方法;了解常用离合器的类型和特点。
Ⅱ。教学内容
第一节 概述
联轴器和离合器的功用。
第二节 常用联轴器
联轴器的分类;常用联轴器的构造和特点;联轴器的选择;联轴器的标记方法。
第三节 常用离合器
操纵式离合器;自动离合器。
Ⅲ。教学建议
本章为非重点章节,教学中着重分析、介绍套柱销联轴器的结构、特点、标记和选择方法以及万向联轴器的运动特点,其它内容只作简要介绍。
二、教学媒体的使用说明
本课程教学媒体为文字教材、录像教材及学习指导书三位一体模式,三个方面总体设计,相互联系,充分体现远距离多媒体教学体系的特点。
文字教材是本课程教学的基本指南,教材内容符合本大纲的教学要求,但其内容不能代替多媒体一体化全部教学内容,特别是在涉及生产实际、感性知识、形象思维等方面,必须要有录像教材来补充。
录像教材包括:各章节基本内容的讲解、规纳,重点、难点内容的专题讲解,现场教学,动化及图表、图形的形象演绎等。
学习指导书主要包括:
(1)各章节的基本要求,学习指导,典型例题,习题提示和自我测验题;
(2)课程设计要求;
(3)实验指导实验报告参考格式。
三个方面一体化设计,相互联系,缺一不可。文字教材中有的内容学生自学即可掌握,有的内容则要通过录像教材综合自学才能掌握。学习指导书可帮助学生复习和掌握各章节的内容,完成习题和实验等。因此,学生可在没有面授教师的情况下,通过自学,看教学录像带,做习题,做实验,在教师的帮助和指导下完成本课程教学大纲所规定的学习任务。
第三部分 课程教学的基本要求
教学环节包括:课堂讲授及习题课,课外作业,实验,课程设计,考试考查等。1.课堂讲授(1)教学方法:
采用启发式教学,培养学生思考问题,分析问题和解决问题的能力;引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识,增加讨论课,现场课以及答疑等教学环节。(2)教学手段:
在教学中采用幻灯和插播幻灯教学录像片等手段,并采用电子教案,CAI课件及多媒体教学系统等先进教学手段。(3)计算机的应用(4)对外语的要求 2.教学辅助资料
机械原理录像,机械设计基础试题库,机械原理CAI教学软件,机械设计CAI教学软件 3.实验环节
(1)实验要求:学生分5人一组,依据实验报告要求,方法,步骤,每人动手自己操作,填写实验报告,判定成绩。
(2)实验内容:机构简图测绘,带传动的效率的测定,齿轮范成法,轴的组合安装。4.习题课,课外作业,答疑和质疑
(1)习题课:以典型例题为先导巩固概念,突出重点,突破难点,达到掌握基本理论提高基本计算能力的训练。
(2)课外习题:第3章1、8、9题,第4章7、8、10、11题,第7章7、8、9题,第8章4、5题,第9章6题,第10章22、23、25、26、27、29、30、31、32题,第11章9、10题,第12章7、8、9、10题,第13章5、7题,第15章8、9、10题。(3)答疑和质疑:每周一个半天答疑,对学习稍差的学生进行每个章节中的重点、难点的质疑。5.课程设计
要求:完成一级减速器的设计,绘出一号图纸的装配图,两张二号图纸的零件图,设计计算说明书一份。6.考试环节
采用笔试,用试题库命题,题型分为:填空、选择、判断、计算题、作图题。课程设计采用答辩形式评定成绩。
第四部分 建议教材与教学参考书
建议教材:范顺成主编 机械设计基础 北京 机械工业出版社 2000 教学参考书:卢玉明主编 机械设计基础 北京 高等教育出版社 1998 郑志祥主编 机械设计 北京 高等教育出版社 1996
2.机械设计基础考试大纲 篇二
比较复习法的内涵
比较复习法是指在教学过程中教师对所授知识内容进行横向和纵向两个维度的比较,进而寻找相异点,让学生在比较中加深对类似知识点的理解。比较的方法是逻辑思维的常用方法,教师若经常运用这种方法对学生进行训练,有利于培养学生的逻辑思维能力,运用已有知识架构进行判断、推理及归纳的能力。这对于参加单招考试的学生尤为重要。常用的比较复习法有:交错比较法、小结比较法、顺序比较法、正误比较法。
交错比较法在复习中,教师对教材内容进行再加工,把需要比较的内容组合在一起,让它们同时呈现在学生面前,引导学生找出两者的特性。如对机器和机构、联轴器和离合器等进行对比。
小结比较法在教学时,教师利用对比方法进行小结,这样就可以引领学生找出所授内容的异同,另类呈现的方式避免了学习的单调重复,从而激起学生的学习兴趣。如在学完液压泵一节以后,可以从泵的类型、结构、工作原理、工作特点、选择等方面进行比较性小结。
顺序比较法即将需要传授的内容按先后顺序复习后再进行比较。这种方式多用于同类内容的比较。通过对所讲内容的比较,进而作进一步的分析;在分析过程中,教师要引导学生找出蕴含在其中的相似点,以便进行归纳。如先按挂图介绍三星齿轮变向机构、滑移齿轮变向机构、圆锥齿轮变向机构的工作原理,然后,对它们进行分析比较,从而归纳出变向机构的一般含义以及各机构间的区别。
正误比较法就是将学生经常出错的答案与正确答案进行对比。用这种方式可让学生学会自己鉴别正误,从而加深对正确内容的理解,避免再次犯错。比如错误回答:轴和滑动轴承组成高副,床身的螺栓和螺母组成螺旋副等。此时,教师应首先让学生明白运动副、高副、低副的正确含义,然后再对错误答案加以纠正,并使学生记住正确答案。
上述比较方法的选用并不是机械的,教师应根据教学实际,灵活选择适宜的对比方法,以帮助学生进一步巩固知识。
比较复习法的运用
运用比较复习法巩固已学知识学生进行《机械基础》专业课复习时,可从已有的知识架构中找出许多相似处和不同之处,教师若能及时运用比较复习法加以点拨,学生便会加深对相似知识点的区别性理解,在知识的对比中巩固对知识点本身的理解。例如,在复习零件与构件这部分内容时,学生往往仅限于对概念粗浅的理解,而不能实际掌握,在遇到知识的应用时,多数学生便一筹莫展。比如,关于整体式曲轴是零件,还是构件的问题。教师可引导学生先从概念入手,对零件和构件进行比较。因为两者之间既有区别,又有联系。区别是:零件是从加工制造角度考虑的,相互间没有相对运动的物体,是加工制造的单元;构件是从运动角度考虑的,相互间能作相对运动的物体,是运动的单元。联系是:构件可以是由一个零件组成,也可以由若干个零件组成。通过对比,学生便会明白整体式曲轴是由一个零件组成的构件。比较复习法能让学生深刻理解各种概念,从而达到区分的目的。例如,带传动中的打滑与弹性滑动这两个概念,初看时,内容似乎相近,然而它们各自的特性却有着本质上的不同。因为打滑是由于摩擦力矩之和小于阻力矩之和而引起的,打滑后机构不能正常工作,且工作中打滑现象是可以避免的;而弹性滑动是在带与带轮接触区内,带的弹性变形引起的相对滑动,机构能正常工作,且工作中弹性滑动是不可避免的。所以,教师要善于运用比较法引导学生抓住两者间的区别,只有这样才能使学生真正从本质上区分这两个不同的概念。由此可见,教师运用比较复习法可以使学生加深对知识的理解和记忆,巩固已学知识。
运用比较复习法进行归纳小结教师在组织《机械基础》课第二阶段复习时,会发现许多内容之间有着有机的内在关联。所以,在教学中,教师一定要注意灵活运用比较复习法把它们串联在一起进行归纳小结。例如,在复习液压元件时,一般情况下学生难以区别压力控制阀(即溢流阀、减压阀、顺序阀等)的进出口油压情况、阀的控制信号来源、阀的开启情况、阀的泄油情况等。教师可将各个压力控制阀的各种情况列于表内,然后指导学生反复进行比较、记忆,学生便会很容易地掌握这一知识点。又如,在复习滚动轴承与滑动轴承这一知识点时,为便于学生的理解和记忆,教师也可以用比较复习法将它们的各种应用性能列于表内进行比较。即可从轴承的承载能力与转速的关系、受冲击载荷的能力、启动阻力、使用寿命、工作噪声、旋转精度、轴承尺寸等方面加以比较。比较复习法既适用于同一章节的复习内容,也适用于不同章节的内容传授。例如,我们可以把教材中各种零部件不同的失效形式(摩擦传动、齿轮传动、蜗杆传动等等)归纳在一起进行比较。教师在运用比较复习法进行复习时,必须认真区分需要教师直接讲解的内容与学生自学的内容,充分发挥学生的主观能动性,以提高复习效率。
运用比较复习法需要注意的问题
选择合适的被比较内容是运用比较复习法教学取得成功的关键。如果教学内容之间联系程度相差很大,教师需寻找并选择有密切联系的教学内容,抓住其显著特征进行比较,从而找出知识内容点之间的联系与区别。在运用比较法进行教学时,教师尤其要充分发挥学生的主观能动性,让学生在复习时能自觉地运用比较的方法,从另一侧面重构知识体系,在对知识的清晰理解中巩固学习兴趣。在此过程中,教师适时、适度地进行点拨,通过师生的双边活动,提高学生对所学知识的掌握程度。
例如,教师请学生结合已学知识考虑一下,能够将回转运动转变为直线运动的传动装置有哪些?经过一番思考,学生便会主动回答,有螺旋传动、曲柄滑块机构、齿轮齿条传动、移动式从动件的盘形凸轮机构等等。此时,教师可及时组织学生对各传动机构的结构、工作平稳性、承载能力、传动精度、传动效率等方面进行对比。这样,比用传统的复习方法进行复习更易为学生所接受,复习效果也更佳。
要选择有比较价值的内容进行比较,并且注意在比较中突出重点,特别要注意比较那些容易混淆的概念。例如,在复习联轴器、离合器、制动器时,学生往往解答具体题目时就互相混淆,如自行车后飞轮的内部结构是什么?在运转中,机器如要降低其运转速度或让其停止运动,可以使用什么方法?等等。为此,在讲课时,教师要有意识地把这几个概念单独列出来进行比较,引导学生探索出它们的本质联系与区别,然后再及时强化,给出相关例题,让学生思考并回答,使他们对这些知识不但能理解,而且会应用,并在应用中加深对知识的理解。
摘要:《机械基础》是对口单招考试中机电和机械两个专业的必考科目之一。在考试前的复习授课中, 教师若能运用比较法, 梳理出相关知识的联系与区别, 对于提升学生思维能力, 加强学生对知识的巩固, 提高教学效率都大有裨益。
关键词:机械基础,比较复习法,单招考试
参考文献
[1]陈海魁.机械基础[M].北京:中国劳动社会保障出版社, 2001.
[2]俆永生.液压与气动 (第二版) [M].北京:高等教育出版社, 2007.
3.机械设计基础考试大纲 篇三
[关键词]高职机械设计基础教学改革
高职学生为了能胜任初始岗位就业及今后岗位迁移的需要,毕业生必须获得车工(中级)、数控车工(中级)、加工中心操作工(中级)中的一种职业资格证书。
《机械设计基础》是机械类、机电类、近机类专业必修的一门技术基础课,是培养学生具有初步机械设计能力的一门技术基础课程。该课程为机械类各专业学生提供机械设计的基本知识、基本理论和基本方法的训练,在机械专业高职人才的培养目标中起重要的作用。通过本课程学习,学生应掌握通用机械零件的工作原理、方法,掌握对典型机械零件的材料确定,能定性确定构件受力后失效形式与危险截面位置,从而完成通用零件的选择与专用零件的结构设计;通过课程的学习。使学生具有运用标准、规范、手册和查阅有关技术资料的能力,具有设计一般简单零件和简单机械装置的能力,为后续专业课程学习和今后完成从业岗位任务打下坚实的基础。当前该课程部分教学内容比较陈旧,与毕业生从业岗位要求不相适应,理论教学与实践活动也不能融合。为提高教学效果。需要探索新的课程体系,实践新的教学方法和教学手段。
一、课程改革的实践
1.调整课程内容结构体系,加强实践性教学环节。高职教育课程中的实践教学与理论知识传授同等重要,且强调先实践后理论的顺序及理论对实践的指导作用。所以,课程内容采取“实践一理论一实践”的结构体系:首先安排一周机械拆装(专用周的形式),利用实训室现有的实物与模型对常用机械零部件及机构建立感性认知;再以多媒体教学、现场教学及课堂讲授为形式进行理论授课;最后通过两周“机械设计基础课程设计”综合实践训练,让学生在实践中巩固提高。
2.整合课程内容,增强适应性。高校扩招后,生源素质变化很大,高职入校新生的高考文化成绩大都位于考生群体的中间层,逻辑思维智能优势不突出。另一方面,随着社会发展与科学技术进步,新技术、新工艺不断涌现,催生了特殊功能的零件。按照高职学生的培养目标,课程内容中对常用零部件设计要加强“失效分析、结构设计、精度设计”,淡化“承载设计计算”。对于常用机构应用着重于类型、选择与应用,淡化设计。为了使学生能够适应科技不断发展的现实,要注重培养他们查阅、应用资料的能力及把各类方法灵活应用实际的能力。目前,南京机电职业技术学院(以下简称“我院”)对课程原有内容作了增删。如已删去齿轮传动强度计算、滚动轴承寿命计算公式的推导,简化公式中的系数分析,变位齿轮传动只作简介;加强了同步齿形带传动、删除滚动螺旋传动内容,增加了介绍新型联轴器、新型连接、齿轮制造新技术的内容;删除了平面四杆机构的运动分析、动力分析及三位置的设计方法内容,淡化了凸轮机构从动件的运动规律及盘型凸轮机构的设计中理论性较强的内容;增加了新型机构、创新机构类型介绍。
二、课程教学中需注意的环节
1.导人。导入是教学中很重要的环节,对调动学生学习的兴趣、明确学习目的具有重要的作用,是传递教师对教学内涵认识与要求的重要纽带。导人一般可分为课程导入与新内容导人。笔者在实践中吧课程导人安排在绪论进行,通常采用问答式导入。具体做法:通常设三问,用时45分钟,先对机器机械、机构构件、零件等三个名词提问,然后一一回答并提出本课程学习内容;再问“假设有没考上大学直接进企业工作的同学,三年后你大学毕业恰好分在与你同学同一单位同一岗位,与同学相比你有何优势?”顺势提出课程目标、专业目标乃至高职生培养目标;最后问“你上课的同时,你父母在做什么?”再提出学习中的其它要求。后两个问题触及学生内心深处,相对具有较好的效果。新内容导入主要围绕课程内容特点及应用展开,在每次课中用时约10分钟左右,如螺纹连接,先介绍应用,再介绍一般结构,最后提出学习的重点是会选择标准件、确定连接的结构;再如,讲授“轴”的课时,先从轴的功用导入,然后叙述传动件及轴承、箱体的相对位置,引出轴的结构设计内容。
2.教学内容的互相联系。
(1)加强各章节间的内容联系。机械设计课程各章节之间具有相对独立性,应该注重它们之间的相互联系。如讲齿轮传动的优缺点时注意和带传动对比;讲蜗杆传动的失效形式时,可比较齿轮传动的失效形式;介绍滑动轴承轴瓦材料时与蜗轮材料相比较。可从另一个角度进行教学内容的联系:用轴把轴系零件联系起来,用减速器把机械零件的主要内容联系起来。这样,有助于学生把零散的教学内容串联起来,提高对内容整体概念的把握。
(2)加强与前置课程的联系。《工程力学》的重点内容在《机械设计基础》课程中被直接应用,如受力分析作为重要知识及能力点,在各零件受力分析时均要用到;四种基本变形(力学模型)及强度计算作为主要知识与能力点,分别应用于“螺纹连接及键连接”、“齿轮传动”、“轴”、“轴承”。在讲授中要不断提示和反复加深印象,以利于学生对力学中重要知识点与能力点的巩固与应用,也有利于提高学生提高分析问题和解决问题的能力。
(3)加强与横向课程的联系。本课程与《机械制图》、《公差与配合》、《金属材料与热处理》等课程有紧密联系。如表达连接的结构、轴的结构设计、轴承的组合设计、零件的材料及许用应力、零件的精度设计及绘制零件图时均不同程度上要应用前述横向课程的内容,应用时有意不断提示与重复,提高学生综合应用的能力。
3.改进教学手段。充分利用多媒体教学手段。多媒体技术具有声画并茂、图文交互以及包容信息量大等优势,如在“导入”、“齿轮传动整合原理”、“轴的结构设计”、“平面连杆机构应用”、“新型联轴器”、“新型连接”、“创新机构”等内容中使用后,效果显著,能提高学生的学习兴趣。尤其是借助于多媒体,使“机构”部分的内容变“活”了,学生容易理解和掌握。
根据资源条件采用现场教学手段。我院配有“机零机构陈列室”、“机械拆装实训室”、“机构创新实训室”,有一半以上的课安排现场教学,通过对机械零部件及机构实物或模型的现场观摩学习,增强学生对机械实物的感性认识,使书本上枯燥、难以理解的内容变得生动易懂,大大地提高了学习效率和教学质量。
4.实践教学。课程改革后,实践教学主要体现在:首先是机械拆装,分五组轮换分别对减速器、微型冲床、常用机构进行拆装,在使用常用工具对机械零部件拆装的同时,认识常用机械零部件的结构及机构的类型与运动,增强学生对机械零部件及机构的感性认识,弥补了他们实践经验的不足,为本课程的学习打下实践基础;其次是现场教学,通过对典型机械零部件及机构的分析、观摩、动手,加深对课程内容的理解;第三是课程设计,通过模拟实际工作环境、减速器设计,达到提高理论联系实际、正确应用所学知识分析问题、解决问题的能力。
4.机械设计基础课程教学大纲 篇四
课程代码:030103 学时数:80 理论环节学时数:80 学分:6 开课单位:基础教研室
一.课程的性质、地位和作用
本课程是机械类专业的一门必修的专业基础课,是连接基础课和专业课的桥梁课程,具有承上启下的作用。通过本课程的学习,为学生在今后的工作中解决机械设计问题打下一定基础,同时也为学生学习后继课程和新的科学技术提供必需的预备知识。二.本课程的教学目的和要求
本课程研究机械分析与设计方面的有关基础问题, 学生学完课程后应达到下列基本要求:
1、对一般机械中的平面机构能绘出其运动简图,计算其自由度,判断其运动确定性;
2、具有按已知的几何条件和运动条件对几种主要的平面机构进行运动设计的某些基本知识和能力;
3、具有按某些已知的动力条件分析和设计机械的初步知识,基本技能训练方面:(1)具有与本课程有关的解题、运算、作图、使用技术资料和使用计算机等方面的基本技能;
(2)了解一些有关的最基本的机械实验方法;
(3)对其它常用机械,有关的工程常识及新技术成果和发展方向,有一般性的了解;
4、学生能较熟练地掌握通用零件设计所需的基本知识;
5、学生在机械零件设计方面得到必要的基础理论训练;包括:重要零件的工作情况分析、失效形式研究、工作能力准则判定、以及主要计算公式的推导等;
6、对学生进行一定的基本技能训练。包括:机械零件的设计步骤的确定、参数选择、结构设计、图算结合、编制技术文件、实验等技能的训练。
三.本课程的相关课程
(1)本课程安排在高等数学、工程力学、机械制图、金属工艺学课程之后;
(2)高等数学应为本课程提供下列个别基础:曲率半径、曲率中心的求法、渐开线、摆线、抛物线等的议程和性质;
(3)工程力学应为本课程提供下列个别基础:摩擦力计算、摩擦角与自锁现象、滚动摩擦、刚体平面运动的速度和加速度、绝对瞬心、动能定理、惯性力的主矢和主矩、达朗伯原理、自由度等。
(4)机械制图是机械设计的工程语言,是表达机械设计的必要手段。(5)金属工艺学为本课程建立金属材料基本知识及机械零件的材料选用。四.课程教学内容及学时分配
4学时(3)铰链四杆机构的基本特性。(4)简单四杆机构的设计。
教学的重点与难点
平面连杆机构的工作特性,平面连杆机构的运动设计。
(8)
圆柱齿轮传动的重合度。
(9)齿廓切削方法、渐开线标准齿轮无根切现象的最少齿数。(10)齿轮传动失效形式及防止失效的相应措施。(11)齿轮常用材料及热处理。
(12)直齿圆柱齿轮传动的计算:载荷分析、齿根弯曲强度与齿面接触强度计算,各种参数及系数的选择和设计步骤。
(13)斜齿圆柱齿轮传动。
(14)斜齿圆柱齿轮传动的计算:当量直齿圆柱齿轮的啮合几何要素计算及相应强度计算。(15)直齿圆锥齿轮传动。
(16)直齿圆锥齿轮传动的计算:当量直齿圆柱齿轮的啮合几何要素计算及相应强度计算。(17)齿轮传动的结构设计与传动的润滑。教学的重点与难点
(1)轮齿主要失效形式,载荷系数,材料与热处理(2)齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度计算
(3)斜齿轮和锯齿轮受力分析和强度计算的特点,当量齿轮(4)变位齿轮强度计算的特点
(3)周转轮系的传动比计算。(4)混合轮系的传动比计算。教学的重点与难点
(1)定轴轮系转向判别,转化轮系法求解周转轮系传动比方法(2)轮系的组成分析
(6)组合设计:配合、游隙、预紧、调整和装诉。(7)润滑和密封。教学的重点与难点
(1)滚动轴承的类型、特点、代号,滚动轴承的疲劳点蚀(2)寿命计算、当量动、静载荷,滚动轴承的组合结构设计
2、主要参考书
孙桓,机械原理:西北工业大学出版社 黄锡恺,机械原理:高教出版社 张世民,机械原理:中央电大出版社 黎庶慰,机械原理:高教出版社 申永胜,机械原理:清华大学出版社
5.机械设计基础考试大纲 篇五
课程编号: 适用专业:工业设计(本科)专业 学时数:78(72+6)学分数:
执笔者:龚建春 编写日期:2005年10月
一、课程的性质、教育目标及任务
《机械设计基础》是高等学校工业设计专业一门技术基础课,是培养学生了解和掌握机械基础知识、具备机械设计初步能力的重要课程。本课程在教学内容方面应着重基本知识、基本理论和基本方法,在培养能力方面应着重设计构思和设计技能的基本训练。
通过本课程的各个理论环节和实践环节的教学,学生应能达到以下目标:
1、使学生明确机械设计在经济建设中的重要作用和在机器设计中的重要地位;了解本课程的性质、特点、内容及与先修课程和后继课程之间的关系;
2、熟悉常用机构的结构组成特点、运动特性和动力特性,初步掌握简单机构的设计方法;
3、熟悉通用机械零件的类型、结构、特点、工作原理、应用场合、常用材料、有关标准和工艺要求;
4、掌握机械零件的失效形式和基本设计理论、设计要求、设计方法和设计步骤,综合应用所学知识初步具备机械设计的能力。
本课程的主要任务是:
1、培养学生具有常用机构的结构组成、运动特性和机器动力学方面的基本知识;
2、培养学生具有通用零件的工作原理、特点和维护方面的基本知识;
3、使学生初步学会运用设计手册对一般参数的通用零件和简单传动装置进行设计;
4、培养学生初步具有分析机械零件失效的原因和提出改进措施的能力。
二、课程的教学内容和学时分配
(一)教学基本要求
1、要求掌握的基本知识: 机械设计一般知识、机械零件的主要类型、性能、结构特点、应用、材料和标准等。
2、要求掌握的基本理论和方法: 机械设计基本原则、机械零件的失效形式、工作能力计算准则、受力分析、应力分析和提高零件强度的措施。
(二)教学内容及重点
绪论(2学时)教学内容:
1、课程的性质和任务、研究的对象和内容;
2、本课程在教学中的地位;
3、机械、机器、机构、构件及零件(部件)的基本概念;
4、机械设计的基本要求和一般过程。教学要求:
1、了解本课程的性质、特点、机器设计的基本要求和一般过程。
第一章:平面机构的构成分析(4学时)教学内容:
1、运动副及其分类;
2、平面机构运动简图;
3、平面机构自由度的计算; 教学要求:
掌握运动副的分类及平面机构自由度的计算;了解机构运动简图的绘制方法;
第二章.机构的运动分析与磨擦、效率(4学时)
基本内容:
1、速度瞬心及其在机构速度分析上的应用;
2、摩擦机理与摩擦定律;
3、磨损:磨损类型,磨损过程,磨合;
4、润滑:润滑的分类,润滑剂与添加剂,润滑剂的粘度;
5、运动副的效率。
教学要求:
1、掌握机构速度分析的方法;
2、理解磨擦机理,了解磨损的类型及其过程;
3、了解润滑的分类;
4、掌握运动副的效率。
第三章:平面连杆机构(4学时讲授,2学时实验)
教学内容:
1、铰链四杆机构的基本形式和特性;
2、铰链四杆机构的曲柄存在条件;
3、铰链四杆机构的演化;
4、铰链四杆机构的的设计。教学要求:
1、了解四杆机构的类型和演化;
2、掌握有关四杆机构的基本知识;
3、理解四杆机构的作图法设计;
4、了解四杆机构解析法设计原理。附实验
1、机构运动简图测绘:
内容:对实际的机械设备,由教师指定具体机构,学生自己动手绘制运动 简图,并计算自由度。
目的:掌握正确绘制机构运动简图的方法、技能。要求:①会把实际机械的联接抽象成简单的运动符号。
②能对机构运动简图做自由度计算,并判别机构是否有确定的运动。
第四章: 凸轮机构(4学时)教学内容:
1、凸轮机构的应用和类型;
2、从动件的常用运动规律;
3、图解法设计凸轮轮廓;
4、解析法设计凸轮轮廓;
5、设计凸轮机构应注意的问题。教学要求:
1、了解凸轮机构的类型和特点;
2、掌握凸轮轮廓线的作图法设计;
3、了解解析法设计原理;
4、理解从动件常用运动规律及其选择原则。
第五章: 齿轮机构(8学时讲授,2学时实验)教学内容:
1、齿轮机构的特点和类型;
2、齿廓啮合基本定律;
3、渐开线齿廓;
4、齿轮各部分名称及渐开线标准齿轮的基本尺寸;
5、渐开线标准齿轮的啮合;
6、渐开线齿轮的切齿原理;
7、根切现象、最少齿数及变位齿轮;
8、平行轴斜齿齿轮机构;
9、圆锥齿轮机构。教学要求:
1、掌握直齿圆柱齿轮传动的啮合特性及尺寸计算;
2、理解齿廓啮合基本定律及斜齿轮机构的特点;
3、了解根切原理及变位齿轮等概念;
4、了解圆锥齿轮的特点。
附实验
2、渐开线圆柱齿轮范成实验:
内容:学生用渐开线齿廓范成仪,模拟范成法切制渐开线齿轮的加工过程,并对有关齿轮参数进行计算。
目的:①了解范成法切制渐开线齿轮的原理。②了解齿轮根切现象。
要求:能用变位方法来避免根切现象。
第六章 :轮系(2学时)教学内容:
1、轮系的类型;
2、定轴轮系及其传动比;
3、周转轮系及其传动比;
4、混合轮系及其传动比;
5、轮系的应用。教学要求:
1、了解轮系的功用;
2、掌握各种轮系传动比的计算方法。
第七章: 其它常用机构(2学时)教学内容:
1、棘轮机构;
2、槽轮机构;
3、不完全齿轮机构;
4、凸轮间歇运动机构;
5、组合机构。
教学要求:了解其它常用机构的组成、特点及设计要求。
第八章: 回转件的平衡(2学时)教学内容:
1、回转件平衡的目的;
2、回转件的平衡计算;
3、回转件的平衡试验。教学要求:
1、掌握回转体平衡的计算方法;
2、理解回转体平衡实验原理。
第九章: 机械零件设计概论(4学时)教学内容:
1、机械零件设计概述;
2、机械零件的强度;
3、机械零件的接触强度;
4、机械零件的耐磨性;
5、机械制造常用材料及其选择;
6、机械零件的工艺性和标准化。教学要求:
1、理解机械零件设计的基本要求、机械零件的工作能力和计算准则、机械其标准的意义。
2、理解零件设计有关强度、刚度计算公式;
3、了解机械零件的结构工艺性及其标准的意义。
第十章: 联接(4学时)教学内容:
1、螺纹参数;
2、螺纹副的受力分析、效率和自锁;
3、机械制造常用螺纹;
4、螺纹联接的基本类型和螺纹紧固件;
5、螺纹联接的预紧和防松;
6、螺栓联接的强度计算;
7、螺栓的材料和许用应力;
8、提高螺栓联接强度的措施;
9、键联接和花键联接;
10、销联接。教学要求:
1、掌握螺纹联接的受力分析和强度计算方法;
2、了解螺纹联接的类型和特点;
3、掌握键联接的类型及选择计算;
4、了解花键联接、销联接的特点。
第十一章: 带传动及链传动(6学时)教学内容:
1、带传动的类型和应用;
2、带传动的受力分析;
3、带的应力分析;
4、带传动的弹性滑动和传动比;
5、普通V带传动的计算;
6、V带轮的结构;
7、传动用滚子链、链轮;
8、链传动的运动特性;
9、滚子链传动的设计;
10、链传动的布置、张紧和润滑。教学要求:
1、了解带传动的特点及使用场合;
2、理解带传动弹性滑动特性,带传动的受力分析和运动分析;
3、掌握带传动的设计方法及各项参数的选择原则;
4、了解滚子链的规格及标识;
5、理解链传动的运动不均匀性。
6、了解链传动的布置、张紧和润滑方式。
第十二章: 齿轮传动(6学时)教学内容:
1、轮齿的失效形式;
2、齿轮材料及热处理;
3、齿轮传动的精度;
4、直齿圆柱齿轮传动的作用力及计算载荷;
5、直齿圆柱齿轮传动的齿面接触强度计算和齿根弯曲疲劳强度计算;
6、斜齿圆柱齿轮传动;
7、直齿圆锥齿轮传动;
8、齿轮的构造;
9、齿轮传动的润滑和效率。教学要求:
1、掌握直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮及圆锥齿轮的受力分析方法;
2、掌握直齿圆柱齿轮强度计算过程及各基本参数选择的基本要求。附实验3:齿轮参数的测定
内容、目的:通过对模数制正常齿渐开线直齿圆柱齿轮的测绘(如公法线长度、齿顶圆直径、齿根圆直径等),计算并确定齿轮的基本参数(模数、压力角、基节等),同时了解测量量具的使用方法。
第十三章: 蜗杆传动(4学时)教学内容:
1、蜗杆传动的特点和类型;
2、蜗杆传动的主要参数和几何尺寸;
3、蜗杆传动的失效形式、材料和结构;
4、蜗杆传动的受力分析;
5、蜗杆传动的强度计算;
6、蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算。教学要求:
1、理解蜗杆传动的特点和失效形式、热平衡的条件和计算方法;
2、掌握蜗杆传动的受力分析方法。
第十四章:轴(4学时)教学内容:
1、轴的功用和类型;
2、轴的材料;
3、轴的结构设计;
4、轴的强度计算。教学要求:
1、掌握轴的结构设计原则;
2、理解轴的强度计算方法。
第十五章:滑动轴承(4学时)教学内容:
1、滑动轴承的结构形式;
2、轴瓦及轴承衬材料;
3、非液体摩擦滑动轴承的计算;
4、动压润滑的形成原理。教学要求:
1、理解滑动轴承的特点和适用场合;
2、掌握非液体摩擦滑动轴承的计算方法;
3、了解动压油膜形成的机理。
第十六章:滚动轴承(6学时)教学内容:
1、滚动轴承的基本类型和特点;
2、滚动轴承的代号;
3、滚动轴承的失效形式剂选择计算;
4、滚动轴承的润滑和密封;
5、滚动轴承的组合设计。教学要求:
1、掌握滚动轴承的类型、代号及尺寸选择计算;
2、理解轴承寿命计算方法;
3、理解轴承装置的设计方法。
第十七章:联轴器、离合器和制动器(2学时)教学内容:
1、联轴器、离合器的类型和特点;
2、固定式刚性联轴器;
3、可移式刚性联轴器;
4、弹性联轴器;
5、牙嵌离合器;
6、圆盘摩擦离合器;
7、磁粉离合器定向离合器;
8、制动器
教学要求:了解联轴器和离合器的类型、特点、应用场合及选择计算。
三、课程教学的基本要求
1、本课程以课堂讲授、课程设计、实验相结合的方式进行教学。实验是本课程的重要实践性环节,通过实验,学生应掌握典型的机械原理和机械零件实验的基本方法,要求学生亲自动手,并认真完成实验报告。
2、课外作业与电化教学 作业习题内容要多样化,要有典型性、代表性,要能达到巩固理论,掌握基本计算方法,提高分析和解决问题的能力、熟悉标准、规范的作用。学生必须独立按时完成作业,除教材外,教师应给学生指定相关参考书,以拓宽学生知识面。
根据教育发展的趋势和教学教改的要求,要积极开展电化教学,充分利用演示、幻灯、投影、CAI等现代化教学手段,提高教学效果和课堂效率。
3、课程设计
课程设计是对本课程及先修课程知识的综合运用,是培养学生设计能力的重要环节。每个学生必须独立完成课程设计。设计题目一般为机械传动装置。课程设计用时3周,其基本要求及安排详见《机械设计课程设计教学大纲》。
四、本课程与其它课程的联系与分工
本课程的先修课程是:《机械制图》;《工程力学》;《AutoCAD》;《公差及技术测量》等。
五、建议教材及教学参考书
1、杨可桢主编,机械设计基础,高等教育出版社,2000
2、朱家诚,王纯贤主编,机械设计基础,合肥工业大学出版社,2003
3、程光蕴主编,机械设计基础学习指导书(第三版),高等教育出版社,1996
4、杨可桢,程光蕴主编,机械设计基础.(第4版),高等教育出版社,1999
5、吴瑞祥,王之栎,郭卫东,刘静华主编,机械设计基础(下册),北京航空航天大学出版社,2005
6、申永胜主编,机械原理教程,清华大学出版社,1999
7、龚桂义主编,课程设计图册(第3版),高等教育出版社,1989
6.《机械基础》教学大纲 篇六
一、课程说明
曾用课程名称:《机械设计基础》
适用专业:机械设备安装与维修、机械制造大类各专业
前期课程:《机械制图》、《AutoCAD》
二、课程性质和任务
课程性质:本课程是机械制造大类各专业专业的一门重要技术基础课。
课程任务:通过本课程的学习,使学生在一般机械设计方面获得必要的基本理论知识,并能得到一定的基本技能训练,为进一步学习专业机械设备和机械加工工艺知识提供必要的理论基础,为从事技术革新、设备改造、使用和维护等方面的工作提供一定的基本知识。
三、课程的教学目标
(一)知识目标
1、掌握简单工程实际问题的受力分析模型,能从简单的物体系统中选取分离体,正确地画出受力图;能较熟练地运用平面一般力系的平衡方程对单个物体及简单物系进行受力分析及计算;
2、掌握杆件在各种基本变形时的内力及内力图,掌握杆件变形时的应力和变形的计算,并能正确确定杆件危险截面;
3、掌握机械中常用机构和通用零部件的工作原理、结构特点及设计计算方法,掌握正确选用、维护方法。
(二)能力目标
1、具有对简单的工程实际问题进行受力分析的初步能力;
2、具有初步设计机械传动装置和简单机械的能力;
3、具有应用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料的能力;
4、掌握典型机械零件的实验方法,具有一定的实验技能。
(三)思想教育目标
通过本课程的讲授及后续的课程设计环节培养学生严谨的学习态度和一丝不苟的工作作风。
四、教学内容和要求
(一)理论教学
1、绪论
本课程的内容、性质、任务及学习方法。
2、构件与机构的静力分析
基本内容:力、力矩、力偶;静力学公理;平衡力系;约束;约束类型及约束反力;分离体和受力图;平面汇交力系;平面平行力系;平面力偶系;平面任意力系;空间力系。
教学要求:
掌握力、力矩、力偶、力在坐标轴上的投影的基本概念,能熟练计算力矩、力偶矩及力在坐标轴上的投影;
掌握常见约束的性质,能从简单的物体系统中选取分离体,正确地画出其受力图;掌握平面一般力系及特殊力系的平衡条件,能熟练运用平衡方程求解单个物体及简单物系的平衡问题;
了解考虑摩擦的平衡问题的求解方法。
3、杆件的变形及强度计算
基本内容:变形固体基本假设;杆件变形基本形式;轴向拉伸与压缩的内力;应力;截面法求轴力;材料的力学性能:低碳钢的拉伸实验,材料的强度指标与塑性指标,冷作硬化,其它材料拉(压)试验结果;强度条件及强度计算;杆件的变形计算;虎克定理。
教学要求:了解杆件变形的基本形式,了解材料在拉伸和压缩时的力学性能;掌握用截面法求轴力并画出轴力图;掌握杆件拉伸和压缩时的应力并能进行简单的强度计算。
4、平面机构的结构分析
基本内容:平面运动副及其分类;平面机构运动简图的绘制方法;平面机构自由度的计算。
教学要求:理解构件自由度、约束和运动副的概念,掌握各种平面运动副和高副的一般表示方法;能读懂平面机构运动简图,掌握计算平面机构的自由度的公式,会判断其运动是否确定;能正确识别平面机构运动简图中的复合铰链、局部自由度和虚约束。
5、平面连杆机构
基本内容:铰链四杆机构的基本类型及应用;铰链四杆机构的曲柄存在条件;铰链四杆机构的传动特性;铰链四杆机构的演化实例;平面四杆机构的设计。
教学要求:了解铰链四杆机构的基本类型及应用;掌握四杆机构的传动特性和曲柄存在条件;了解平面四杆机构设计的图解法。
6、凸轮机构
基本内容:凸轮机构的应用和分类;从动件的常用运动规律;按已知运动规律绘制平面凸轮轮廓;凸轮机构设计中应注意的几个问题。
教学要求:了解凸轮机构的类型、特点和应用;掌握等速运动规律、等加速等减速运动规律、简谐运动规律的特点及位移线图的绘制方法;掌握直动从动件盘形凸轮轮廓的图解法设计方法;了解选择滚子半径的原则、压力角与自锁的关系及基圆半径对压力角的影响等。
7、其它常用机构
基本内容:棘轮机构;槽轮机构;螺旋传动机构;不完全齿轮机构。
教学要求:了解棘轮机构、槽轮机构、螺旋传动机构、不完全齿轮机构的工作原理、传动特点及应用。
8、带传动与链传动
基本内容:带传动的类型、工作原理、特点和应用;带传动的工作情况分析;V带传动的设计;带传动的张紧、使用和维护;链传动的类型、工作原理、特点和应用;链传动的运动分析和受力分析;滚子链传动的设计;链传动的布置、张紧和维护。
教学要求:了解带传动的类型、特点、作用,带传动的张紧、选用和维护方法;掌握带传动的工作原理、受力和应力分析、弹性滑动和打滑的原因及二者间的区别;掌握带传动的主要失效形式、计算准则和V带传动的设计方法和步骤;了解链传动的工作原理、特点和应用,常见链条和链轮的结构形式,链传动的布置、张紧和维护方法;掌握链传动的运动分析和受力分析,理解滚子链传动的设计计算方法。
9、平面齿轮传动
基本内容:平面齿轮传动的特点和类型;渐开线的形成及其性质;齿轮的基本参数和几何尺寸;齿廓啮合基本定律;渐开线齿轮的啮合特性;渐开线齿轮的加工方法和根切现象;齿轮传动的失效形式和设计准则;齿轮的材料及热处理;直齿圆柱齿轮传动的受力分析和强度计算;
斜齿圆柱齿轮的齿廓形成特点;斜齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算;斜齿圆柱齿轮传动的受力分析和强度计算。
教学要求:理解齿廓啮合基本定律和渐开线特性及渐开线齿轮的啮合特性;掌握渐开线齿轮各部分的名称、主要参数和标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算;掌握齿轮传动的特点及受力分析,齿轮传动失效形式和设计计算准则,掌握齿轮强度计算公式的应用;了解变位齿轮的概念。
10、空间齿轮传动
基本内容:直齿锥齿轮的啮合特点;直齿锥齿轮的基本参数和几何尺寸计算;直齿锥齿轮的受力分析和强度计算;蜗杆传动的类型和特点;普通圆柱蜗杆传动的几何参数及尺寸计算;普通圆柱蜗杆传动的材料选择、受力分析和强度计算;蜗杆传动的热平衡计算。
教学要求:了解直齿锥齿轮和蜗杆传动的特点、应用及参数和几何尺寸计算;理解热平衡计算的原理及散热方法;对蜗杆、蜗轮的材料选择和结构设计作一般了解。
11、轮系
基本内容:轮系的分类与应用;定轴轮系传动比计算;行星轮系传动比计算;轮系的应用;减速器的结构和选用。
教学要求:了解轮系的分类方法,能识别轮系的类型;掌握定轴轮系、简单行星轮系传动比的计算和转向的判定方法;了解减速器的类型、结构及其选用方法。
12、轴
基本内容:轴的类型及常用材料;轴的扭转变形及强度计算;轴的弯曲变形及强度计算;轴的弯扭组合强度计算,轴的结构设计;轴的强度校核计算。
教学要求:了解轴的类型、常用材料及热处理方法;掌握圆轴扭转变形、弯曲变形及组合变形的强度计算方法;掌握圆轴的设计计算方法、结构设计方法及校核计算方法;了解轴的扭转刚度、弯曲刚度的计算。
13、联接
基本内容:螺纹联接;键、花键联接;销联接;联轴器、离合器。
教学要求:
掌握螺纹的类型及主要参数;了解螺纹联接的类型、特点、结构、应用场合及预紧和防松措施;掌握剪切和挤压强度的实用计算方法;掌握螺栓联接的受力分析、失效形式、强度计算;掌握键联接、花键联接、销联接的基本知识;了解联轴器、离合器的功用、结构和特点,能正确选用。
14、轴承
基本内容:滑动轴承的结构类型及特点;轴瓦的材料与结构;滑动轴承的润滑;非液体摩擦滑动轴承的计算;滚动轴承的类型及特点,滚动轴承的代号;滚动轴承的类型选择;滚动轴承的失效形式;滚动轴承的疲劳寿命计算和静强度计算。
教学要求:了解滑动轴承的典型结构;掌握非液体滑动轴承的计算方法;掌握按工作条件选择滚动轴承的型号和进行寿命计算;掌握滚动轴承组合设计方法,正确设计滚动轴承轴系部件的结构;了解轴承的润滑方式和润滑装置。
15、机械设计综述
基本内容:机械的设计要求和一般设计步骤;传动方案的拟定;机械零部件设计方法的选择;机械零件的结构工艺性;机械零件设计的标准化、系列化、通用化;摩擦、磨损、润滑和密封。
教学要求:
理解机械的设计要求和一般设计步骤;了解传动方案的拟定及机械零部件设计方法的选择,熟悉一般的结构工艺性要求;了解机械零件设计的标准化、系列化、通用化及其意义;了解摩擦、磨损的概念及润滑、密封方法。
16、计算机辅助设计
基本内容:计算机辅助设计的概念、原理,机械设计手册(软件版)。
教学要求:了解计算机辅助设计的概念、原理,初步掌握设计手册软件版的使用方法。
(二)实践教学
要求:通过实验及实训,培养学生认识机械与分析机械的能力,通过观察、分析、拆卸、测绘、装配、上机模拟等实践活动真正了解机械的工作原理与具体结构。要求教师认真准备实验器材,学生独立或协同操作完成实验及实训项目,并按要求完成实验(训)报告。
选做2-4个实验。
1、平面机构运动简图的绘制
2、渐开线直齿圆柱齿轮的参数测定
3、传动装置的拆装与结构分析
在本课程下半段进行机械设计课程设计作业,以机械传动设计为主,题目可选择较成熟的单级圆柱齿轮减速器设计,也可选择企业生产实际中遇到的课题。
五、学时分配建议
1、理论教学学时分配
序号
理论教学提要
必讲/选讲
参考学时
绪论
必讲
构件与机构的静力分析
必讲
杆件的变形及强度计算
必讲
平面机构的结构分析
必讲
平面连杆机构
必讲
凸轮机构
必讲
其它常用机构
必讲
带传动与链传动
必讲
平面齿轮传动
必讲
空间齿轮传动
必讲
轮系
必讲
轴
必讲
联接
必讲
轴承
必讲
合计
1982、实践教学学时分配
序号
实践课题(项目)
必做/选做
参考学时
平面机构运动简图的绘制
选做
渐开线直齿圆柱齿轮的参数测定
必做
传动装置的拆装与结构分析
选做
合计
六、教学方法
1、各章内容的结构和应用部分,应尽可能利用实物、模型、挂图、幻灯、录像、课件等形象化教学和电化教学手段进行教学。
2、本课程分成两个学期进行教学。
七、考核及成绩评定方式
1、每学期布置作业5-8次。
2、期末考试可以采取开卷方式,也可以采取闭卷方式。
3、期评成绩=期末考试成绩+平时成绩;其中期末考试成绩占60%,平时成绩(含实验)占40%。
八、推荐教材及参考书目
7.机械设计基础课程设计创新与实践 篇七
近几年, 我们在机械专业的综合实践中, 在培养学生创新意识和创造性构思能力、社会调查和分析问题能力、独立思考和协作能力、计算绘图和运用工具书能力、审核设计说明书和图样能力、语言和文字表达能力等方面, 进行了大胆的尝试, 收到了预期效果。
综合实践与传统的课程设计相比, 最大的变化体现在课题的确定上。在仍然保留减速器为核心题目的前提下, 适当扩展设计课题。
首先, 公布具体的课程设计题目, 并由相应的指导教师对每个课题的性质、涉及的相关知识、设计工作量和对学生能力的要求等方面的情况略加阐述。为接近生活和生产实际, 训练学生发现问题、研究问题、解决问题的能力, 题目中的设计参数和原始数据只有少数是完整给出的, 大多数是部分给出的, 个别的甚至根本没有给出, 区别度大, 模糊性强, 试图为不同程度的学生留有充分的选择余地。
然后, 由学生根据自己的兴趣、爱好、特长、志向、自由组合、自主选题。为充分发挥学生的积极性、体现对学生的信任和支持, 也允许少部分学生自己选题。实际情况表明, 自己选的题目都有一定难度, 学生对课程设计很重视, 对自己很负责任。
综合实践大致划分为以下类型:
1. 以单级圆柱齿轮减速器为核心的传动装置设计
这是传统的设计题目, 设计指导书和参考资料完备, 教师也有一定的指导经验, 因此仍然保留, 也可以同其他题目相对照。
2. 教具设计制作题目
由于学生熟悉教具的工作原理, 清楚教具的作用, 所以积极性很高。他们克服困难, 自己动手, 先后制作了平面连杆机构连杆曲线演示板、含一个移动副的平面四杆机构演化规律演示板、飞机起落架机构死点位置演示模型等。其中, 含一个移动副的平面四杆机构演化规律演示板的制作难度较大, 学生想出了许多好办法, 保证了质量, 也有很大收获。学生还设计制作了压杆稳定演示装置等材料力学教具。
3. 校园小机械设计
这类题目趣味性强, 有实用价值, 因此吸引了大多数学生。如:旗杆及附属装置设计;礼堂幕布自动启闭装置;校门启闭装置;多孔试卷装订机等。这些题目有的虽然看上去并没什么难度, 但是随着设计的深入问题便不断出现。有些题目本身就具有一定的难度, 在有限的设计时间内无法完全解决, 但是仍然可以使学生受到设计训练。比如, 申报校门启闭装置题目的学生, 首先对自动伸缩门的结构、特性、品牌进行调查, 然后, 提出了对校门的改进意见, 进行了相应的设计计算。
4. 动态广告牌设计
目前市场上各种动态广告牌争奇斗艳, 许多是依靠机械传动装置工作的, 我们要求设计多画面翻转式动态广告牌, 有一定的难度。有的同学选用了课堂上没有介绍的蜗杆凸轮间歇机构实现四画面的转换;有的同学还对吉林市的室外广告进行了详细的调查和分析, 并提出了建设性的建议;有些同学除了选择正确的传动方案外, 还完成了细节设计。通过这类题目的设计, 打开了学生的思路, 使他们看到了机械设计基础课的应用价值。
5. 吉林市标准机械零部件市场销售情况调查
安排这个题目, 一是考虑到现场机械维修人员应当了解市场, 不仅能够设计, 也要学会选用, 要有经济意识和价格概念, 跑市场的同时也可以学习一些书本上学不到的知识;二是考虑到近年来机械专业毕业生有从事营销活动的趋势, 接触吉林市标准机械零部件销售市场, 对机械产品的价格、质量、竞争情况有所认识也是必要的, 学生终究要走向社会。有些学生原来以为这一组轻松, 实际情况恰恰相反, 写出一份好的调查报告也不是很容易的事。令人欣喜的是, 申报市场调查题目的同学十分认真, 最长的一份调查报告达2万字, 是从近百家标准件商店搜集来的数据, 学生收获很大。
6. 自选题目
有的同学选择了农村打井机的传动装置, 设计期间还特意回家乡现场考察一次, 加深了印象、取得了满意的效果。
由于课题有一定的灵活性, 学生参与热情高, 责任感明显增强, 所以收到了较好的效果, 是一种值得推广的教学方
摘要:本文论述的是在以往以单级圆柱齿轮减速器为核心设计题目的基础上, 结合生产和生活实际, 从知识性、趣味性、实用性相结合的选题思路入手, 拓宽设计题目, 着重培养学生的综合实践能力, 作为一种新的教学尝试, 效果显著。
8.机械设计基础考试大纲 篇八
关键词:机械设计基础 课程设计 指导
中图分类号:G728.8文献标识码:A文章编号:1673-1875(2007)02-082-02
《机械设计基础》课程设计是在该课程学习的结束阶段,对学生进行的一次以《机械设计基础》课程知识为基本内容的实践训练。课程设计的目的是培养学生从事机械设计工作的能力,灵活运用《机械设计基础》及相关课程知识的能力和独立分析、解决工程实际问题的能力,为毕业设计和学生今后独立工作打下良好的基础。由于这一工作要求学生有较好的基础知识和多方面的能力,所以在完成这一教学环节时,学生感到困难,无从下手,这就给我们指导老师提出一个课题:如何指导学生做好《机械设计基础》课程设计,确保质量,提高收效呢?
一、《机械设计基础》课程设计中学生常存在的问题
通过对几届学生进行设计的观察可以发现,学生在设计中往往出现以下一些问题:
(一)把课程设计等同于做习题,缺少创新性。设计过程是一个边分析、边论证、边计算的过程,许多方面比如一些参数的选择、加工工艺的选取等,需要学生自己确定,显然是与做习题是不同的,但是有些学生习惯于用习题的思路、方法来对待设计,既不对具体问题加以具体分析,又不对设计结果加以论证、校核,致使整个设计纸上谈兵,脱离实际,严重时出现错误。如:有的学生在设计齿轮减速箱的齿轮过程中,对齿轮材料的选择只按照书上的设计过程计算一遍,没有对设计过程中的一些具体环节(如:是开式传动还是闭式传动,是低速级还是高速级)仔细考虑,不是所选材料的力学性能不满足使用要求就是所选材料的经济性能不满足要求。
(二)只考虑结构要求,不进行综合分析。《机械设计基础》课程设计是一次综合的技术运用过程,一份好的设计方案应满足结构性能、使用性能和经济性能的要求,但是有些学生在设计中只以结构性能要求为惟一要求,缺少对零件的加工性能以及经济性要求的分析,以及加工设备的正确选择加以探索。虽然结构设计满足要求,但是算不上好的设计,没有达到设计的目的。
(三)团队精神和协同合作意识不强。设计是一项复杂的工作,有时一个设计课题需要多个人共同研究来完成,为了节约时间,提高效率,设计过程中,就要既讲分工又讲合作,分工是为了加快速度,合作是为了集思广益,增加设计的可行性,这方面学生表现出的主要不足有:(1)不会合作;(2)不愿意合作;(3)合作成为抄袭他人成果的借口。
(四)准备工作不充分,只想一蹴而就。要搞好《机械设计基础》课程设计,学生必须做好充分的准备工作,再动手设计,设计准备包括:(1)读懂设计任务书;(2)搜集资料;(3)制定个人设计进度计划。但是有些学生忽视这一环节,设计不查阅资料,遇到问题按自己的理解去进行设计;设计没有计划性,没有一个整体安排,缺少完整的构思,造成设计东拼西凑,设计结束了,感觉什么收获也没有。
二、指导教师的任务和重要性
那么学生课程设计中产生这些问题的原因又是什么呢?我认为这里既有学生综合运用知识能力不够的原因,又有教师在对学生进行能力培养、能力训练方面做得不够的原因;既有学生初次接触设计工作,对设计缺少感性认识、创新意识的原因,又有教师在设计各环节上指导把握不力的原因,而教师的指导,是对设计的好坏起着直接的制约作用的。通过多年的指导实践,我认为要想指导好《机械设计基础》课程设计,必须把握好以下四个环节。
(一)课题贴切 任务明确 课题选择是搞好《机械设计基础》课程设计的基础。课题选择合理可以使后续设计进展顺利,同时又可以收到良好的效果。《机械设计基础》的主要任务是:传动类型的选择和结构设计。《机械设计基础》课程中讲授的齿轮传动、带传动、链传动等均可以选为设计课题,但为了达到效果,选题应遵循以下原则:(1)满足教学要求原则。选题应达到专业培养目标和教学大纲的要求,在此前提下,课题可有多种形式,可以是虚拟题,也可以是结合生产实际的题目,可以一人完成一个课题的设计内容,也可以同一课题多人平等完成。但应注意使每一个学生都熟悉设计的全过程并完成一定的设计任务,这样使学生获得较全面的训练机会。(2)切合实际原则。选题应符合本校或本地区的实际情况,要使学生在本校或本地区能够查阅到有关的资料,同时选题也要符合学生的实际,题目不宜过大,难度要适中,任务量要保证大多数学生在规定的时间内经过努力可以完成。
(二)认真动员 制定计划 《机械设计基础》课程设计是五年制高职机电一体化专业学生首次接触设计任务,学生往往会感到束手无策,为此设计前的动员是必不可少的。动员工作要使学生了解此课程设计的目的、性质、任务和基本要求,对设计思路要多启发和诱导,对设计步骤和方法的介绍要简化;对设计工作态度要提出严格要求,对学生的设计思路和思想少设定框框,必要时可以对设计中可能出现的问题先向学生提出,以减少学生在设计过程中少走弯路。
课程设计是一个系统工程,要制定好个人工作计划。在教师的指导下,明确各阶段应完成的任务,切不可前松后紧,马虎了事。
(三)过程指导 严肃认真 过程指导是《机械设计基础》课程设计中最主要的指导部分,花费的时间最长,涉及的内容最多,可以采用以下方法做好过程指导工作。(1)分段检查。就是将整个设计过程分为若干阶段,学生每完成一个阶段的设计任务就应将草稿交指导老师处检查,教师应将学生的设计情况做好记录,对学生设计中出现的错误给予及时指出,这样,一方面教师能及时了解学生设计的进度,另一方面学生能及时知道所完成的设计部分有无方向性的错误,以免前功尽弃。如,将设计工作可分为制定设计任务书;搜集和查阅资料;设计方案的比较、论证及确定;设计计算和绘制图纸;编写设计说明书。每个阶段指导老师都应认真检查,并做好记载。(2)个别指导。即教师深入学生设计工作场所进行现场指导,但应以学生和学生提出问题为主,教师在回答问题时以启发式为主,指出解决问题的方向,引导学生自我解决问题。过程指导中,教师要抓好以下几个关键问题:(1)检查学生设计方案选取是否满足使用性能和结构上合理的要求;(2)检查学生设计参数确定是否符合国家标准,加工工艺性是否满足要求,是否便于维修且使用安全可靠;(3)检查学生能否运用已学知识对设计过程中加工工艺参数、结构参数进行比较、筛选,能否对已经确定的方案进行分析、论证其优缺点,针对不足之处提出可供改进的设想、措施;(4)检查学生设计说明书编制是否规范和完整;(5)检查学生设计图纸绘制是否符合国家制图标准。这五方面的检查,如果发现问题应及时纠正,这样才使设计达到一定水平,收到真正的效果。
(四)成绩评定 严格标准 《机械设计基础》课程设计的成绩是在学生完成了设计任务规定的内容后,再经过答辩,综合评定出来的,主要从以下几方面考虑:学生平时工作态度,设计说明书编写和计算的质量,设计图纸部分的质量,答辩中回答问题的水平等。具体分数根据各部分工作在整个设计过程中的权重确定,逐项考核。对完成设计工作好的学生,指导教师应该提出表扬,设计资料交学校有关部门建档。对设计中存在欠缺的,答辩过程中或设计工作总结时,指导教师应指出存在问题,并帮助学生提出改进方案,真正使学生的设计能力通过《机械设计基础》课程设计得到锻炼和提高。
总之,《机械设计基础》课程设计的指导工作是一项较为复杂的工作,它要求指导教师不仅要精通《机械设计基础》课程的内容,还要精通《机械工程制图》、《机械制造基础》、《金属材料及热处理》、《计算机绘图》等方面的知识,但是只要我们在指导工作中不断的探索和总结,《机械设计基础》课程设计这项工作是可以圆满完成的。
参考文献:
[1]曾宗福主编.机械设计基础[M].南京:江苏科学技术出版社,2006.2
[2]曾宗福主编.机械设计基础学习与实验指导书[M].南京:江苏科学技术出版社,2006.2
[3]曲中谦主编.机械设计基础[M].南京:江苏科学技术出版社,1991.1
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