機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程介紹
《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程介紹
1、本課程校內(nèi)發(fā)展的主要?dú)v史沿革
機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)系列課程是高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械類專業(yè)的重要技術(shù)基礎(chǔ)課。我院自汽車工程系建立以來就開始了對(duì)這門課的教學(xué)和研究，積累了大量的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。
本課程為面向全校多個(gè)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課。
2003 年我院成立了自動(dòng)化工程系，由于自動(dòng)化工程系的各個(gè)專業(yè)的側(cè)重點(diǎn)的不同，提出了對(duì)這門課的新的教學(xué)要求。經(jīng)過三年的摸索、實(shí)踐和研究，我們總結(jié)了一套適合自動(dòng)化專業(yè)的本課程教學(xué)方法，培養(yǎng)了數(shù)位不同年齡階段的主講教師，形成了一個(gè)合理的教學(xué)梯隊(duì)。
2、本課程目標(biāo)與定位
本課程的目標(biāo) ：
通過本課程的學(xué)習(xí)應(yīng)達(dá)到以下目標(biāo)：
�。�1）掌握常用機(jī)構(gòu)的工作原理和運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，初步具有分析機(jī)構(gòu)和選擇傳動(dòng)方案的能力．
�。�2）掌握通用機(jī)械零部件的功能和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，初步具有分析簡(jiǎn)單機(jī)械和設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)裝置的能力。
�。�3）具有運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)、圖冊(cè)等有關(guān)技術(shù)資料的能力。
本課程的定位：
本課程是一門介紹常用機(jī)構(gòu)和通用機(jī)械零部件設(shè)計(jì)的基本知識(shí)、基本理論及設(shè)計(jì)方法的技術(shù)基礎(chǔ)課，是高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械制造與自動(dòng)化、數(shù)控技術(shù)、模具設(shè)計(jì)與制造等機(jī)電工程類專業(yè)的必修課程。
我院屬高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院，主要培養(yǎng)高等職業(yè)技術(shù)人才，生源來自于普通高中畢業(yè)生和中等專業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院的畢業(yè)生。
機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)是機(jī)械類、機(jī)電類、近機(jī)類專業(yè)必修的一門技術(shù)基礎(chǔ)課，它在教學(xué)計(jì)劃中起著承前啟后的橋梁作用，為學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)的專業(yè)課學(xué)習(xí)打下必要的基礎(chǔ)。它不僅具有較強(qiáng)的理論性，同時(shí)具有較強(qiáng)的實(shí)用性。它在培養(yǎng)機(jī)械類、機(jī)電類、近機(jī)類工程技術(shù)人才的全局中，具有增強(qiáng)學(xué)生機(jī)械理論基礎(chǔ)、提高學(xué)生對(duì)機(jī)械技術(shù)工作的適應(yīng)性、以及培養(yǎng)其開發(fā)創(chuàng)新能力的作用。
本課程通過理論教學(xué)使學(xué)生掌握關(guān)于機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析、機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析、受力分析和機(jī)器動(dòng)力學(xué)方面的基本理論和基本知識(shí)，并具有初步的分析和設(shè)計(jì)能力；掌握通用機(jī)械零件的設(shè)計(jì)原理、方法和機(jī)械設(shè)計(jì)的一般規(guī)律，具有設(shè)計(jì)一般通用零部件和一般機(jī)器裝置的能力；逐漸形成規(guī)范的設(shè)計(jì)思想和邏輯思維能力；具有運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)和查閱有關(guān)技術(shù)資料的能力；掌握典型機(jī)械零件的實(shí)驗(yàn)方法及技能；了解機(jī)械領(lǐng)域的一些新成果和發(fā)展動(dòng)向；培養(yǎng)學(xué)生掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的基本理論、基本方法、基礎(chǔ)知識(shí)和具備一定的機(jī)械設(shè)計(jì)基本技能。
通過課程設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生分析并設(shè)計(jì)機(jī)械系統(tǒng)、解決實(shí)際問題的工作能力。
3、本課程知識(shí)模塊
本課程教學(xué)內(nèi)容分為《機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的分析與設(shè)計(jì)》、《機(jī)械零部件的工作能力分析與設(shè)計(jì)》、《機(jī)械零部件的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)》三大模塊。
通過第一模塊的學(xué)習(xí)，要求能分析一般傳動(dòng)裝置的組成及運(yùn)動(dòng)關(guān)系，并設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單機(jī)械的運(yùn)動(dòng)方案。要求掌握機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的畫法和平面機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算。掌握機(jī)構(gòu)一般運(yùn)動(dòng)參數(shù) ( 傳動(dòng)比、轉(zhuǎn)速、線速度 ) 和動(dòng)力參數(shù) ( 轉(zhuǎn)矩、功率、效率 ) 的計(jì)算方法。掌握連桿、凸輪、齒輪、螺旋、蝸輪蝸桿、 V 帶傳動(dòng)等機(jī)構(gòu)的參數(shù)及運(yùn)動(dòng)關(guān)系，了解其特點(diǎn)及應(yīng)用范圍，熟悉有關(guān)幾何尺寸計(jì)算，其他機(jī)構(gòu)可作一般了解。
通過第二模塊的學(xué)習(xí)，要求掌握針對(duì)零件工作能力，失效分析所應(yīng)采取的各種對(duì)策和設(shè)計(jì)常用機(jī)械零部件的方法。對(duì)于 V 帶傳動(dòng)、漸開線圓柱齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)、軸、滾動(dòng)軸承、滑動(dòng)軸承等，要熟悉其材料選擇，掌握基本參數(shù)尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算。
通過第三模塊的學(xué)習(xí)，要求會(huì)分析機(jī)械零部件的結(jié)構(gòu)，熱悉零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則、機(jī)機(jī)械零件的結(jié)構(gòu)工藝性等；并進(jìn)行軸系結(jié)構(gòu)、連接結(jié)構(gòu)及其他機(jī)械結(jié)構(gòu)、簡(jiǎn)單機(jī)械裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
4、課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)及解決辦法
本課程的重點(diǎn)：
培養(yǎng)學(xué)生掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的基本知識(shí)、基本理論和基本方法；培養(yǎng)學(xué)生具備機(jī)械設(shè)計(jì)中的一般通用零部件設(shè)計(jì)方法的能力，為后繼專業(yè)課程學(xué)習(xí)和今后從事設(shè)計(jì)、制造工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
各部分內(nèi)容的重點(diǎn)：
機(jī)械設(shè)計(jì)概述——機(jī)器的組成，機(jī)械零件失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則；
平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析——運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，自由度計(jì)算；
平面連桿機(jī)構(gòu)——平面連桿機(jī)構(gòu)的基本特性，平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)；
螺紋聯(lián)結(jié)——單個(gè)螺栓聯(lián)結(jié)的強(qiáng)度計(jì)算，螺栓組聯(lián)結(jié)的.結(jié)構(gòu)分析；
帶傳動(dòng)——摩擦傳動(dòng)、疲勞強(qiáng)度， V 型帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)；
齒輪傳動(dòng)——齒面接觸疲勞強(qiáng)度、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算；
蝸桿傳動(dòng)——磨損、膠合、熱平衡計(jì)算，蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算；
軸——彎扭強(qiáng)度，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度計(jì)算；
軸承——一定可靠度下的壽命計(jì)算，滑動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)。對(duì)聯(lián)軸器、鍵、花鍵、銷等，應(yīng)熟悉其類型選擇及簡(jiǎn)單核驗(yàn)計(jì)算。
本課程的難點(diǎn) 及解決辦法 ：
經(jīng)典理論多、理論性強(qiáng)、概念抽象，涉及的基礎(chǔ)理論和知識(shí)面廣；各個(gè)部分自成體系，而部分內(nèi)容又密切相關(guān) , 有很多內(nèi)在聯(lián)系；課程內(nèi)容緊密聯(lián)系實(shí)際，要求學(xué)生具有一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，而學(xué)生恰好缺乏實(shí)際設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。
教學(xué)過程中，我們力爭(zhēng)作到：
選聘教學(xué)經(jīng)驗(yàn)比較豐富的教師擔(dān)任本課程的主講教師；
設(shè)計(jì)理論“適用”為度，設(shè)計(jì)方法講解透徹，設(shè)計(jì)內(nèi)容具體引導(dǎo)；
每次課后布置練習(xí)題，難點(diǎn)章節(jié)安排習(xí)題課；
適時(shí)安排各種實(shí)驗(yàn)以及現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)，使難點(diǎn)部分直觀化、形象化，化難為易；
精心設(shè)計(jì)和使用多媒體課件，使整個(gè)教學(xué)過程“有形有色”、幫助學(xué)生破解難點(diǎn)；
在“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)”過程中，有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生融會(huì)貫通、舉一反三，從不同的角度來審視和攻克難點(diǎn)。
5、本課程實(shí)踐教學(xué)的設(shè)計(jì)思想與效果
實(shí)踐教學(xué)的設(shè)計(jì)思路是：理論教學(xué)聯(lián)系實(shí)踐教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)驗(yàn)證理論教學(xué)的正確性、兩者相輔相成、互相促進(jìn)。
通過加大實(shí)踐教學(xué)在教學(xué)過程的分量，以及采用理論和實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)方法，拓寬了學(xué)生的知識(shí)面、提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和學(xué)習(xí)興趣，使機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)這門課不再枯燥。
6、實(shí)踐（驗(yàn)）課教學(xué)內(nèi)容
課程設(shè)計(jì)的思想、效果以及課程目標(biāo)、課程內(nèi)容（詳細(xì)列出實(shí)驗(yàn)或?qū)嵺`項(xiàng)目名稱和學(xué)時(shí)）、課程組織形式與教師指導(dǎo)方法、考核內(nèi)容與方法、創(chuàng)新與特點(diǎn)。
�。�1）機(jī)械原理部分實(shí)驗(yàn)（ 4 學(xué)時(shí)）：
連桿機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)（主要通過模擬連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，進(jìn)一步分析機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過程，受力特點(diǎn)等）；傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)（通過對(duì)齒輪傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)以及變速箱工作過程的模擬實(shí)驗(yàn) , 熟悉各種傳動(dòng)的工作過程以及工作特點(diǎn)）。
課程采用模擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)，教師現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)，并讓學(xué)生結(jié)合課堂內(nèi)容對(duì)教師進(jìn)行提問，通過學(xué)生的提問情況了解學(xué)生對(duì)課堂內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的熟悉程度，并相應(yīng)打分。這樣，可以開拓學(xué)生的創(chuàng)造性思維，使整個(gè)教學(xué)過程中學(xué)生的主動(dòng)性得以提高。
�。�2）現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)（工廠參觀教學(xué)環(huán)節(jié)， 6 學(xué)時(shí)）：
通過深入現(xiàn)場(chǎng)，熟悉各個(gè)零件、構(gòu)件、以及各種機(jī)構(gòu)在真實(shí)機(jī)器中的作用、工作方法、以及工作過程。教師講解，學(xué)生通過教師的分析和講解以及自己的觀察思考來熟悉實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，并提出相關(guān)問題，教師現(xiàn)場(chǎng)解決問題，教師通過學(xué)生在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中的表現(xiàn)和所提問題來判斷學(xué)生對(duì)知識(shí)的了解程度，并相應(yīng)打分。
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