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1、机械基础综合课程设计教学大纲一、大纲适用范围：本大纲供机械类专业本科学生使用。二、课程设计总学时、总学分：总学时数：3周 总学分：3学分三、课程设计目的：机械原理和机械设计属于机械类本科生必修的机械基础系列课程中的两门主干技术基础课，在培养学生的综合素质、机械设计和创新能力方面占有不可替代的重要地位。机械基础综合课程设计是机械基础系列课程中最重要的实践环节。 机械基础综合课程设计的基本做法是将传统的机械原理课程设计和机械设计课程设计有机地融为一体，使学生在学完机械基础系列课程之后，能经历一个机械产品或机械系统设计全过程的基本训练，将所学的工程图学、理论力学、材料力学、工程材料、公差及技术测量、
2、机械制造技术基础、机械原理和机械设计等机械基础系列课程的理论知识在机械基础综合课程设计中得到实际应用和基本训练。通过加强机械系统方案的创新构思与设计、机械系统多方案的评价与优选、设计内容的综合性和工程性、现代机械设计基本功的训练与培养、各种现代设计方法与手段的掌握与应用，使学生具有更高的综合素质、更强的机械设计和创新能力，以适应时代对他们提出的要求。四、教学基本要求：1、通过机械基础综合课程设计，使学生更好地掌握和加深理解机械基础系列课程，特别是机械原理和机械设计两门课程的基本概念、基本理论和基本方法；2、通过机械基础综合课程设计，使学生树立正确的设计思想，了解完整的机械产品设计过程，并重点掌
3、握机械产品的总体方案设计、运动和动力设计，以及强度和结构设计等重要概念和内容；3、通过机械系统方案的创新构思与设计、机械系统多方案的评价与优选，使学生具有调查研究、分析比较的能力和机械产品或机械系统总体方案或运动方案创新设计的能力；4、通过上机和各种现代设计方法的应用，使学生进一步提高各种现代设计方法和手段的应用能力；5、通过设计计算与绘图（手工或计算机），使学生在进一步提高计算、绘图能力的同时，使学生具有运用设计标准、设计规范、设计手册、设计图册和查阅有关技术资料的能力；6、 通过设计计算说明书的编写（手工或计算机），使学生具有表达设计成果、书写技术报告和科学研究论文的能力。五、课程设计基本
4、内容及进度安排：机械基础综合课程设计原则上应包括以下内容：1、从机器或机械系统的功能要求或执行构件的运动和动力要求出发，通过多方案的评价优选，完成各执行机构的方案设计，选择原动机，拟定机械系统传动方案，并画出机器或机械系统的机构运动简图；2、按工艺要求进行协调设计，画出各执行机构的工作循环图；3、用解析法或图解法与解析法相结合的方法，对主执行机构进行机构的尺度综合；4、用解析法对主执行机构进行运动分析和动态静力分析，并根据计算机计算结果画出有关构件（通常为主执行构件）的位移图、速度图和加速度线图，以及机构平衡力矩Mb-q线图和固定支座反力Fi-q线图；5、对于需要安装飞轮的机械系统，应采用解析
5、法确定飞轮的转动惯量，并根据计算结果绘制Mdq、Mrq、JRq、E（E）q、E1q、E2q等曲线；6、在机械系统中，由学生自选或由教师指定一机构、或一传动部件分析其工作情况，确定载荷，合理选择零件材料，考虑制造工艺、使用维护、经济和安全等问题，对该部件进行强度计算和结构设计，并画出其装配图及部分零件图；为切实完成以上课程设计的内容并使学生获得最大的收获，每个学生必须经由以下主要设计环节：1、根据设计任务书，由学生本人（原则上）或由教师组织（必要时）调查研究、查阅收集资料，完成总体方案设计；2、建立数学模型，编写计算机程序，准备原始数据，上机计算，完成主执行机构的设计计算、运动分析、动态静力分析
6、和飞轮转动惯量的设计计算（必要时才作）；3、根据计算结果，绘制设计图纸。应完成的设计图纸大体上有：（1）机械系统传动方案设计图，用一张2号或3号图纸画出；（2）主执行机构的运动分析和动态静力分析图，全部内容用一张1号图纸画出；（3）飞轮转动惯量求解设计图，全部曲线画在一张3号图上；（4）某一部件的设计装配图，用一张0号或1号图纸绘制；（5）12个零件的零件图，用3号图纸画出。4、整理、撰写设计计算说明书一份，不少于7000字；5、答辩或讨论，在时间许可的情况下尽可能安排，形式多样化，可以集体答辩或讨论，也可以个别答辩。课程设计进度安排如下表所示，进行时可根据实际情况适度调整。设计阶段内容基本要
7、求时间（周）1设计准备分析设计任务，明确设计步骤、内容及要求。指导教师讲授设计步骤、内容及要求。0.5进行减速器拆装实验，观看电视录像等。以班为单位全体参加。2机械系统方案设计执行机构运动方案的设计*及传动装置类型的选择。拟定机械系统的运动方案，绘制机械系统运动简图，对各方案的优劣进行简单的评价并优选。3机械系统运动、动力参数计算执行机构运动分析、动力分析*，电动机的选择，传动系统运动和动力参数计算。根据工作阻力确定执行机构原动件（曲柄）所需的最大平衡力矩和驱动功率，选择电动机，计算传动系统中各轴的功率、转速和转矩。（按时完成后，经指导教师审核签字后再进行下一步工作。）4传动零件的设计计算传动
8、系统中带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动等设计计算。按教材相应章节确定传动零件的材料、参数、主要尺寸等。（按时完成后，经指导教师审核签字后再进行下一步工作。）5减速器装配草图设计轴系结构设计（初定轴径、轴承型号，校核减速器输出轴或中间轴及其上键的强度、轴承寿命），减速器箱体及附件的结构设计。根据学习指导书中关于草图设计的内容，绘制装配草图，检查轴系结构、箱体结构和附件结构的合理性，进行轴的强度计算。（指导教师在草图上签字后方可进行下一步工作。）16减速器装配图、零件图设计减速器部件装配图设计，减速器箱体（上箱盖或下箱座）零件图设计，减速器中输出轴及其相配合齿轮的零件图设计。装配图上应标注尺寸、
9、编写技术要求和填写明细表等，零件图应标注尺寸公差、形位公差和表面粗糙度并编写技术要求等。（用计算机出图的学生，在出图前须经指导教师在计算机上审核后方可出图。）17编写设计计算说明书包括第2至第5设计阶段中主要计算和分析的内容。内容全面、正确，论述清楚，不少于7000字。0.58设计总结与答辩准备对整个设计内容、步骤进行回顾和总结，做好答辩前的准备。根据设计题目的要求检查是否完成全部设计内容，对整个设计进行总结，复习有关知识，熟悉自己的设计，迎接答辩。9答辩组织学生答辩，评定课程设计成绩，进行课程设计教学总结。答辩时，要求3位以上教师参加。*与设计题目要求有关六、考核办法：根据学生课程设计的平时
10、工作态度、设计方案、装配图、零件图及说明书的质量、独立工作能力，重点考核课程设计的装配图和零件图的质量和独立完成情况，并采用答辩形式，按优秀、良好、中等、及格、不及格五级分制考核及评分。1、成绩评定的主要依据： （1）遵守设计时间的情况，是否每天按时到设计教室，设计态度是否认真； （2）机械系统的运动方案是否合理，有无创新； （3）装配图结构设计是否合理，有无创新，表达是否清晰、完整，图面是否整洁； （4）零件图结构表达是否清楚，尺寸公差、形位公差和表面粗糙度是否全面、合理； （5）说明书中计算是否正确，分析计算是否有条理，内容是否全面； （6）答辩时回答问题的情况。 2、成绩等级评定：优秀：
11、能按时完成课程设计要求的所有任务，其结果正确，质量高；良好：能按时完成课程设计要求的所有任务，其结果基本正确；中等：能基本完成课程设计要求的主要任务，其结果基本正确； 及格：能基本完成课程设计要求的主要任务，其结果有错误，但无重大原则性错误；不及格：没有完成课程设计要求的任务，其结果有严重错误，无故不参加答辩。七、教材及主要参考资料：1、机械原理（第七版）；孙桓、陈作模等；北京：高等教育出版社；2006.52、机械设计（第八版）；濮良贵、纪名刚；北京：高等教育出版社；2006.53、机械原理课程设计手册；邹慧君；北京：高等教育出版社；1998.64、机械设计课程设计指导书（第二版）；龚溎义等；
12、北京：高等教育出版社；1990.45、机械设计课程设计图册（第三版）；龚溎义等；北京：高等教育出版社；1989.56、机械零件手册（第五版）；周开勤；北京：高等教育出版社；2001.7八、大纲说明：1、实施方案要从机械设计的全过程出发，编排课程设计的内容，做到课程设计的完整性、系统性和综合性。设计内容要能覆盖机械原理和机械设计两门课程的主要内容，既要包括机构或机械系统方案设计，又要包括机械传动装置和典型零件设计。为提高教学效果，要改变传统的过程模式，变集中时间式教学为先分散后集中式教学。将执行机构设计的一部分内容融于机械原理理论教学中，连杆机构内容讲完后，就将课程设计任务布置给学生，要求学生将
13、执行机构用连杆机构组合而成，以后每讲完一种机构，学生就可以在原有机构的基础上进一步改进和创新。最后，学生可通过参观样机、查阅资料、讨论及教师辅导构思出多种执行机构的运动方案，并对各种执行机构的运动方案进行运动分析和力分析，优选出最佳方案。随着机械设计课程的进行，当机械传动部分讲完后，就要求学生进行传动方案的拟定，同时选择电机，进行传动装置运动和动力参数的计算，并对传动零件进行设计计算。当轴系零、部件部分讲完后，要求学生完成轴系的结构设计。这些工作让学生在平时学习过程中借助计算机完成，同时加强对学生结构设计能力的培养。这样，既可使学生在集中教学时间段内轻松完成课程设计任务，又可使基本设计能力的培
14、养循序渐进，更加扎实，还可以大大改善机械原理和机械设计课程的教学质量，避免理论与实际脱离。课程设计教学要贯彻因材施教的思想，重视学生的个性化发展。课程设计题目要多样化，既有教师拟订的题目，也有学生自拟的题目，既有传统题目，也有新型题目。课程设计教学过程中，要重视方案设计能力的培养。通过参观机械原理陈列柜和安排机械拆装实习，加强学生对机构功能的感性认识。提供较多的图样供设计时参考，处理好继承与创新的关系。鼓励学生自主查询资料、下工厂调研、到实验室做实验研究，强化学生的工程意识，培养创新意识和综合设计能力。2、其他要求（1）机械基础综合课程设计指导教师应具有一定的教学经验和工程实际能力，以中、高级职称的教师为主；（2）课程设计的题目应力求多样化及采用多组数据；（3）课程设计应使学生完成所有规定的图纸和一份不少于7千字的设计计算说明书；（4）鼓励学生用计算机完成装配图与零件图的设计全过程；（5）答辩时，要求3位以上教师参加。执笔人：张占国
