《机械设计基础》课程标准

机械设计基础（含工程力学）》课程标准课程编码B010007Z课程类型理论+实践（B类）适用专业机械制造与自动化课程属性专业基础课学时90授课单位机电工程系学分

5.5授课学期第3学期编写执笔人及编写日期审定负责人及审定日期

一、课程定位和课程设计

1.课程性质与作用课程性质《机械设计基础》是机械制造与自动化专业一门主干课程，是在对机械制造与自动化专业职业工作岗位进行整体调研与分析的基础上，将《理论力学》、《材料力学》、《机械原理》和《机械零件》的相关内容针对性地有机融合而形成的一门学科整合课程课程作用本课程是一门重要的职业基础课，综合应用各先修课程的基础理论和生产知识，为机械零部件设计提供基本的力学理论、计算方法和试验技术，解决常用机构及通用零部件的分析和设计问题前期开设的主要课程有《机械制图》等，后期主要开设《液压与气动技术》等专业课，本课程是理论性和实践性都很强的机械类及近机类专业的主干课程之一，在教学中具有承上启下的作用

2.课程设计理念

3.通过本课程的教学，提高教师从传授者变为引导者的意识，增强学生从“教学”向“自主学习”转换的意识，同时提高学生深入结合工程实践学习专业课且终身学习的能力，牢固树立终身学习理念

4.课程设计思路基于就业导向，以机械制造与自动化专业主要面临的机械设备安装操作、机械设备运行维护和机械加工工艺制定与实施三大岗位需求为基本出发点，以学生发展为本位设计课程内容在课程实施过程中，注重利用课程特征，加大学生工程体验和情感体验的教学设计，激发学生的主体意识和学习兴趣

二、课程目标通过学习本课程，学生应当达到3个方面的预期目标

1.专业能力掌握机械零部件强度设计所需的基本知识和基本方法掌握常用机构的构成、工作原理和特点掌握通用概述

0.5实训一弯曲内力

0.5弯曲正应力

0.58梁的弯曲强度3弯曲切应力简介

0.5提高梁弯曲强度的措施拉伸（压缩）与弯曲组合变形的强度计算1挠曲线近似微分方程1积分法求梁的位移9梁的弯曲刚度4叠加法求梁的位移2梁的刚度计算提高梁弯曲刚度的措施1简单超静定梁点的应力状态1平面应力状态分析1应力状态分析和106三向应力状态及最大切应力强度埋论1平面应力状态下的应力-应变关系强度理论及弯扭组合变形3课题一压杆稳定的概念

0.5课题二细长压杆的临界载荷111压杆稳定课题三压杆的临界应力

0.5课题四压杆稳定性计算2课题五提高压杆承载能力的措施构件作匀速直线运动或匀速转动时的应力计课题一算动载何与交变应121课题二构件受冲击时的应力力简介课题三交变应力及其循环特征课题四疲劳破坏简介13机械设计绪论2引言1机器的组成及其特征机械设计的基本要求及一般程序1机械设计基础课程的内容、性质和任务平面机构的组成实训二1平面机构运动简144平面机构运动简图1图及自由度平面机构的自由度2概述

0.5实训三钱链四杆机构的基本型式及其演化

1.515平面连杆机构4平面四杆机构的基本特性1平面四杆机构的设计1平面多杆机构简介凸轮机构的应用与分类实训四1常用从动件运动规律16凸轮机构4用图解法设计盘形凸轮轮廓曲线2解析法设计凸轮轮廓1设计凸轮机构应注意的问题棘轮机构17间歇运动机构11槽轮机构不完全齿轮机构和凸轮式间歇机构带传动的类型和应用1实训五实训V带和V带轮1六带传动的受力分析和应力分析1带传动的弹性滑动和传动比

0.518带传动和链传动8普通V带传动的设计2带传动的张紧和维护

0.5链传动的特点和应用1滚子链和链轮链传动的运动特性滚子链传动的设计1链传动的布置、张紧和润滑齿轮传动的类型和对他的基本要求实训七实齿廓啮合基本定律1训八实训渐开线齿廓九渐开线标准直齿圆柱齿轮的主要参数和几何尺寸

1.5渐开线齿轮的啮合传动渐开线齿轮的加工方法及根切现象119齿轮传动10变位齿轮传动轮齿的失效和齿轮的材料

0.5标准直齿圆柱齿轮传动的设计2平行轴斜齿圆柱齿轮传动2直齿圆锥齿轮传动2齿轮的结构设计及齿轮传动的润滑齿轮传动的发展趋势简介蜗杆传动的类型和特点蜗杆传动的主要参数和几何尺寸蜗杆传动的失效形式、材料和结构20蜗杆传动11蜗杆传动的强度计算蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算其他蜗杆传动简介齿轮系的分类

0.5定轴轮系传动比的计算

1.521齿轮系4行星轮系传动比的计算

1.5齿轮系的功用

0.5几种特殊的行星轮系简介机械制造中常用螺纹1螺旋副的受力分析、效率和自锁

1.5螺纹联接的基本类型及其预紧和防松

1.5螺纹联接和螺旋226螺栓联接的强度计算传动螺纹联接件的材料和许用应力2提高螺纹联接强度的措施螺旋传动概述2轴的结构设计23轴及轴毂联接6轴的设计计算2轴毂联接2滑动轴承概述实训十滑动轴承的结构和材料1滑动轴承的润滑不完全液体润滑轴承的设计计算液体润滑轴承简介24轴承6滚动轴承的构造、类型及特点2滚动轴承的代号及类型选择滚动轴承的寿命计算2滚动轴承的组合设计1滚动轴承的维护和使用滚动轴承和滑动轴承的比较联接器联接器、离合器岛口器2511和制动器制动器联接器、离合器、制动器的选择和维护弹簧的功用与类型26弹簧1弹簧的制造、材料及许用应力1圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧的设计计算机械平衡的目的、分类及方法机械的平衡及调转子的平衡2711速平面机构的静平衡机械速度波动的调节合计90表2实训课时分配（课时包含在表1中）序号实训项目课时备注认识常见梁的的应力分析31识别自由度概念323认识平面连杆机构34认识凸轮机构35认识带传动机构6认识链传动机构667认识齿轮机构6了解齿轮系489齿轮系传动设计6认识轴承传递510总实训课时45

四、教学模式、教学方法与手段

1.教学模式本课程是理论性和实践性都很强的课程，在教学过程中以理论教学为主，尽可能多的结合工程案例，增加学生为主体的教学内容，有意识地将教学活动从以“教”为中心向以“学”为中心引导为提高学生学习的直观性、生动性，同时提高教学效率，采用多媒体教学实验在机械设计基础实验室进行

2.教学方法与手段1启发、引导式教学讲解知识点时，提出问题、介绍解决问题的方法、归纳总结出一般规律或概念这种方法能培养学生的科学思维方式，培养学生敢于大胆质疑，激发学生学习的积极性和创新精神

3.2讨论式教学法结合工程实例，提出问题、学生思考展开讨论、教师加以引导教师提出问题，学生对同一问题用多种不同观点进行观察、比较、分析、综合等交互活动，充分发挥学生的主动性，激发学习兴趣，提高学习效果

4.3直观教学机械设计基础是实践性很强的一门课程，教学中注重结合工程实际，充分利用实验室和现场实物，以其真实、可触摸、更直观、展示灵活的特点，帮助学生空间思维能力的形成，进而通过直观教学将知识点融入，达到事半功倍的教学效果

5.考核方式及课程成绩评定成绩考核包括三部分平时成绩占30%其中包括平时的出勤情况、学习态度、作业、测验成绩等，，期末考试成绩占70%笔试，开或闭卷

五、课程实施条件

1.对任课教师要求1专任教师对专任教师要求具有大学本科及以上学历，所学专业为机类或近机类专业，有较强的责任心和进取精神，较丰富的专业实践经验2兼职教师

2.兼职教师的学历层次为本科以上，具有两年以上机械产品、工业控制产品生产企业工业或研发工作经验，能够将理论知识联系到实践中，具备一定的教学能力

3.教学条件要求充分利用实验和实训设备，积极开展“产、学、研”的研究，进行钳工相关知识的学习本课程建议采用理实一体的教学模式，使学生在做中学、学中做，融“知识、技能、素质”培养为一体具体详见下表表2主要仪器设备附表序号名称数量备注机械原理、机械零件展示柜1套机械原理、机械零件展示柜万能材料试验机、材料1扭转试验机、梁的弯曲试验台、用于测绘机构运动简图的机构、带传动试验设备、齿轮参数测定试验设备圆柱齿轮减速器圆柱齿轮减速器10个2380套

4.课程资源的开发和利用

3.1教材的选用1蔡广新《工程力学》北京化学工业出版社20072邓昭铭《机械设计基础》北京高等教育出版社2005蔡广新《机械设计基础实训教程》北京机械工业出版社

20043.2课程网站和信息化教学资源建设学校应有校园网、多媒体教室、多媒体教学资源等，学校的网络教学资源和硬件环境，应为开展网络教学、远程教学提供了良好的条件本课程以网络教学系统为平台，构建本课程的教学资源库网络教学资源包括课程标准、教案、电子课件、考核方案、授课计划、试题库、行业标准、技能认证、技术动态等资源学生自主学习平台资源丰富,有学生学习预备知识点的网络课堂、学生自主学习用的电化教学片、图片集锦、辅助教学软件等

3.3其他教学资源的开发和利用

六、其他说明零、部件的构成、类型、特点、失效形式及合理选用原则掌握常用机械传动的设计方法了解现代创新设计的基本知识

2.方法能.具有材料基本力学性能测试的能力具有对零件和结构进行受力分析和强度计算的基本能力.具有通用零、部件的合理选用能力具有常用机械传动的设计能力具有手册、国家标准等常用机.设计技术资料查阅和分析的基本能力具备机械设计实验技能和设计简单机械及传动装置的基本.能

3.社会能•工作认真负责，爱岗敬业，具有高度的责任心，注重团结协作严格贯彻标准规范，执行工•流程和安全操作规程树立崇尚科学精神，坚持求真、求实的科学态度，形成科学的人生观、世,观

三、课程内容与教学要求

1.课程教学基本要求及重难点分析任务一静力学基础1学时教学内容与要求掌握力、刚体和平衡的概念，静力学公理，约束和约束反力，能熟练画受力图重点静力学公理；受力图难点约束和约束反力教学模式、方法与手段采用案例教学和启发式教学的方法，课堂讲授为主，配合多媒体教学手段任务二平面基本力系1学时教学内容与要求掌握平面汇交力系的合成方法及其平衡条件，能熟练应用平衡条件；理解力矩的概念；掌握平面力偶系的合成方法及其平衡条件，能熟练应用平衡条件重点汇交力系、平面力偶系的平衡条件应用难点平面力偶系教学模式、方法与手段采用案例教学和启发式教学的方法，课堂讲授为主，配合多媒体教学手段任务三平面任意力系1学时教学内容与要求掌握力线平移定理；掌握平面任意力系的简化方法，平面任意力系的简化结果，平面任意力系的平衡条件，能熟练应用平衡条件；理解静定与静不定问题的概念了解滑动摩擦的概念和滑动摩擦定律，摩擦角与自锁的概念；了解考虑摩擦时平衡问题的解法；基本了解滚动摩擦的概念重点平面任意力系、刚体系统的平衡问题难点刚体系统平衡问题教学模式、方法与手段采用案例教学和启发式教学的方法，课堂讲授为主，配合多媒体教学手段任务四空间力系和重心1学时教学内容与要求掌握空间汇交力系的平衡条件，力对轴之矩，空间任意力系的平衡条件及其应用掌握平面组合图形形心和刚体重心的计算方法重点空间任意力系的平衡条件；组合图形形心计算难点空间任意力系平衡方程的应用教学模式、方法与手段采用案例教学和启发式教学的方法，课堂讲授为主，配合多媒体教学手段任务五旋转构件的运动分析和动力分析1学时掌握定轴转动刚体速度和加速度的计算，定轴转动刚体的动静法理解功率和机械效率的概念教学模式、方法与手段采用案例教学和启发式教学的方法，课堂讲授为主，配合多媒体教学手段任务六构件的轴向拉伸与压缩4学时教学内容与要求掌握拉（压）杆内力的分析方法，能熟练画轴力图；掌握材料拉、压时的机械性能指标，并能熟练进行测试；熟练掌握拉（压）杆的强度计算；理解应力集中的概念；理解剪切和挤压的概念，并掌握其实用计算重点拉（压）杆的强度条件及应用，材料拉、压时的机械性能指标测试难点剪切和挤压实用计算教学模式、方法与手段采用案例教学和启发式教学的方法，课堂讲授为主，配合多媒体教学手段任务七圆轴扭转4学时教学内容与要求理解扭矩的概念，能熟练绘制扭矩图；理解圆轴扭转时的变形指标，并能计算；熟练掌握圆轴扭转强度条件和刚度条件并能熟练应用重点圆轴扭转时的强度条件和刚度条件及应用难点圆轴扭转时的变形计算教学模式、方法与手段采用案例教学和启发式教学的方法，课堂讲授为主，配合多媒体教学手段任务八梁的弯曲强度3学时教学内容与要求理解平面弯曲的概念；理解剪力与弯矩的概念，能熟练绘制剪力图和弯矩图；理解载荷集度、剪力和弯矩之间的关系掌握弯曲梁横截面惯性矩的计算；熟练掌握梁的正应力强度条件及其应用；掌握拉（压）-弯曲组合变形的强度计算了解弯曲切应力及其强度条件；了解提高抗弯强度的主要措施重点弯曲梁正应力强度条件及应用难点剪力图和弯矩图；弯曲梁组合横截面惯性矩的计算教学模式、方法与手段采用案例教学和启发式教学的方法，课堂讲授为主，配合多媒体教学手段任务九梁的弯曲刚度4学时教学内容与要求理解梁的挠度和转角的概念；了解挠曲线近似微分方程；了解积分法求梁的变形；掌握叠加法求梁的变形；掌握梁的刚度条件及应用；基本了解简单静不定梁的解法重点叠加法求梁的变形难点简单静不定梁的解法教学模式、方法与手段采用案例教学和启发式教学的方法，课堂讲授为主，配合多媒体教学手段任务十应力状态分析和强度理论6学时教学内容与要求理解应力状态的概念；掌握平面应力状态分析的解析法和几何法；了解平面应力状态下的应力应变关系和三向应力状态；了解第

一、二强度理论，掌握第

三、四强度理论的强度条件及应用，掌握弯扭组合变形的强度计算重点平面应力状态分析，第

三、四强度理论的强度条件应用难点弯扭组合变形的强度计算教学模式、方法与手段采用案例教学和启发式教学的方法，课堂讲授为主，配合多媒体教学手段任务十一压杆稳定4学时教学内容与要求理解压杆稳定的概念；理解压杆的分类，掌握压杆的临界载荷、临界应力的计算方法，能熟练进行压杆稳定性校核；了解提高压杆稳定性的措施重点压杆稳定性校核难点临界应力的计算教学模式、方法与手段采用案例教学和启发式教学的方法，课堂讲授为主，配合多媒体教学手段任务十二动载荷与交变应力简介1学时教学内容与要求掌握构件作匀速直线运动或匀速转动时的应力计算基本了解构件受冲击时的应力计算掌握交变应力的循环特征理解疲劳破坏概念，掌握疲劳破坏的特点重点构件作匀速直线运动或匀速转动时的应力计算；交变应力的循环特征难点构件受冲击时的应力计算教学模式、方法与手段采用案例教学和启发式教学的方法，课堂讲授为主，配合多媒体教学手段任务十三机械设计绪论2学时教学内容与要求理解机器的概念及其构成理解设计机器的一般过程及主耍内容了解本课程的任务和要求重点理解设计机器的内容难点理解设计机器的内容教学模式、方法与手段采用案例教学和启发式教学的方法，课堂讲授为主，配合多媒体教学手段任务十四平面机构运动简图及自由度4学时教学内容与要求熟练掌握机构结构分析的目的，平面运动副及其分类、机构运动简图绘制掌握平面机构自由度计算重点平面机构自由度计算难点机构运动简图绘制教学模式、方法与手段采用案例教学和启发式教学的方法，课堂讲授为主，配合多媒体教学手段任务十五平面连杆机构4学时教学内容与要求理解平面连杆机构及其演化形式，掌握平面连杆机构的基本特性了解平面四杆机构的设计重点平面连杆机构的基本特性难点平面连杆机构的设计教学模式、方法与手段采用案例教学和启发式教学的方法，课堂讲授为主，配合多媒体教学手段任务十六凸轮机构4学时教学内容与要求掌握凸轮机构的类型及特点，从动件常用运动规律掌握图解法设计凸轮轮廓的方法，了解凸轮设计应注意的问题重点图解法设计凸轮轮廓难点从动件常用运动规律教学模式、方法与手段采用案例教学和启发式教学的方法，课堂讲授为主，配合多媒体教学手段任务十七间歇运动机构1学时教学内容与要求基本了解棘轮机构、槽轮机构、万向联轴节、不完全齿轮机构、螺旋机构等常用机构重点棘轮机构、槽轮机构难点槽轮机构教学模式、方法与手段采用案例教学和启发式教学的方法，课堂讲授为主，配合多媒体教学手段任务十八带传动和链传动8学时教学内容与要求掌握带传动特点及应用范围，带传动的失效形式、弹性滑动现象掌握普通V型带和带轮的标准，传动的设计方法，能熟练设计普通V型带传动掌握链传动特点及应用范围基本了解链传动的运动分析和标准套筒滚子链传动的设计重点普通V型带传动的设计难点链传动运动特性分析教学模式、方法与手段采用案例教学和启发式教学的方法，课堂讲授为主，配合多媒体教学手段任务十九齿轮传动10学时教学内容与要求掌握齿轮传动的类型及其特点，齿廓啮合基本定律，渐开线的性质，直齿、斜齿圆柱齿轮传动正确啮合和连续传动条件熟练掌握直齿圆柱齿轮的参数计算，了解斜齿和圆锥齿轮的参数计算了解直、斜齿轮的常用切削加工方法、根切现象及最少齿数的概念基本了解变位齿轮概念掌握轮齿的失效形式及计算准则、材料选择及热处理方式熟练掌握直齿圆柱齿轮传动受力分析和设计计算了解斜齿轮传动受力分析及强度计算基本了解直齿圆锥齿轮传动受力分析及强度计算重点直齿圆柱齿轮传动的主要参数计算和设计计算难点斜齿圆柱齿轮传动的设计计算教学模式、方法与手段采用案例教学和启发式教学的方法，课堂讲授为主，配合多媒体教学手段任务二十蜗杆传动1学时教学内容与要求掌握蜗杆传动的特点及应用范围，蜗杆传动转向的判定方法了解普通圆柱蜗杆传动的几何参数计算了解蜗杆传动失效形式，设计准则基本了解蜗杆传动的效率、润滑与热平衡计算重点蜗杆传动的特点及其运动关系难点热平衡计算教学模式、方法与手段采用案例教学和启发式教学的方法，课堂讲授为主，配合多媒体教学手段任务二十一齿轮系4学时教学内容与要求掌握轮系分类及功用，熟练掌握定轴轮系、行星轮系、组合轮系传动比计算重点定轴轮系、行星轮系传动比计算难点行星轮系传动比计算教学模式、方法与手段采用案例教学和启发式教学的方法，课堂讲授为主，配合多媒体教学手段任务二十二螺纹联接和螺旋传动6学时教学内容与要求掌握螺纹形成原理，螺纹类型、特点及应用掌握螺纹联接件类型、连接特点并能熟练选用熟练掌握螺纹连接预紧与防松方法了解螺栓联接的强度计算基本了解提高螺栓强度的措施了解螺旋传动重点螺纹连接件及螺纹联接的类型、特点和选用难点螺栓组联接的设计教学模式、方法与手段采用案例教学和启发式教学的方法，课堂讲授为主，配合多媒体教学手段任务二十三轴及轴毂联接6学时教学内容与要求了解轴的类型及应用掌握轴的结构设计，圆轴的强度计算了解轴的刚度计算掌握键联接类型、特点，且能选用掌握平键联接的强度计算重点轴的结构设计，轴的强度计算难点轴的强度计算教学模式、方法与手段采用案例教学和启发式教学的方法，课堂讲授为主，配合多媒体教学手段任务二十四轴承6学时教学内容与要求了解滑动轴承的结构类型、特点及适用范围；基本了解滑动轴承的设计计算，了解完全液体润滑轴承的润滑形成条件和结构形式掌握滚动轴承主要类型、特点、适用场合、代号，能合理选用了解滚动轴承的受力分析、失效形式及设计计算准则掌握滚动动轴承的寿命计算了解滚动轴承的常见组合设计形式，并能合理选用重点滚动轴承主要类型、特点、代号及合理选择，滚动轴承寿命计算难点滚动轴承的组合设计教学模式、方法与手段采用案例教学和启发式教学的方法，课堂讲授为主，配合多媒体教学手段任务二十五联轴器、离合器和制动器1学时教学内容与要求了解联轴器的主要类型、特点，离合器的主要类型特点，制动器的主要类型特点重点联轴器，制动器难点联轴器，制动器教学模式、方法与手段采用案例教学和启发式教学的方法，课堂讲授为主，配合多媒体教学手段任务二十六弹簧1学时教学内容与要求掌握、适用场合，了解其设计方法重点常用弹簧的类型、特点难点圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧的设计教学模式、方法与手段采用案例教学和启发式教学的方法，课堂讲授为主，配合多媒体教学手段任务二十七机械的平衡及调速1学时教学内容与要求了解机械平衡的目的，转子平衡试验及机械速度波动的调节重点转子平衡试验

2.难点机械速度波动的调节

3.教学模式、方法与手段采用案例教学和启发式教学的方法，课堂讲授为主，配合多媒体教学手段

4.课时分配表

1.课时分配序号任务名称总学时学时分配备注静力分析基本概念静力分析基本公理1静力学基础11约束与约束反力受力分析和受力图平面汇交力系合成与平衡的几何法211平面基本力系平面汇交力系合成与平衡的解析法平面力偶系力向一点平移平面任意力系的简化平面任意力系简化结果分析和合力矩定理3平面任意力系11平面任意力系的平衡方程及应用刚体系统的平衡问题考虑摩擦时的平衡问题与滚动摩察简介空间力系的平衡方程及应用4空间力系和重心11重心和形心定轴转动刚体的速度和加速度旋转构件的运动51定轴转动刚体的动静法1分析和动力分析功率与机械效率构件承载能力概述轴向拉伸与压缩的概念轴向拉伸与压缩时横截面的内力轴向拉伸与压缩时横截面的应力拉（压）杆的变形构件的轴向拉伸材料在拉伸时的力学性质611与压缩材料在压缩时的力学性质拉（压）杆斜截面的应力拉（压）杆的强度计算应力集中的概念简单拉（压）超静定问题连接件的实用计算圆轴扭转时的内力17圆轴扭转4圆轴扭转时的应力和强度计算2圆轴扭转时的变形和刚度计算1。