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天津大学《设计与制造基础》课程教学大纲2B课程代码课程名称设计与制造基础20108702B学时56学分3授课上机48学时分配实验8实践实践（周）课后学习50更新时间2017授课学院机械工程学院适用专业机械设计制造及其自动化数学、物理、理论力学、设计与制造基础、设计与制造基础、材料力学、设1A1B先修课程计与制造基础2A一.课程简介《设计与制造基础》是一门培养学生具有机械设计能力的技术基础课，是机械2B类各专业教学计划中的核心课程本课程在教学内容方面着重基本知识、基本理论和基本方法，在培养实践能力方面着重创新设计构思和综合设计技能的基本训练本课程的目的和任务是培养学生）掌握通用机械零件的设计原理、方法和机械1设计的一般规律，突出创新意识和创新；）能力的培养，具有基本的机械系统设计能2力；）树立正确的设计思想，了解国家当前的有关技术经济政策；）具有应用计算机34辅助设计的能力；）具有运用标准、规范、手册、图册等有关技术资料的能力；）掌56握典型机械零件的实验方法，获得实验技能的基本训练；）了解机械设计发展的新动7向二.教学基本要求《设计与制造基础》需掌握机械设计的基本知识，包括机械零件的主要类型、2B失效形式、性能、结构特点、应用、材料、标准，以及常用基本概念等了解机械系统总体方案设计的一般过程，熟悉传动系统方案设计的一般方法课程目标
1.课程目标掌握机械设计的基本原则，机械零件的工作原理，失效分析，受力分析，1应力分析等掌握机械零件工作能力计算准则，包括体积强度与表面强度，静强度与疲劳强度，刚度，摩擦、磨损与润滑，寿命与可靠性，热平衡、冲击、稳定性、经济性等；课程目标掌握常用机械零部件工作能力的设计计算方法，熟悉名义载荷与计算2载荷的计算，条件性计算，等强度计算，当量法或等效转化法，试算法等掌握改善载荷和应力的分布不均匀性，改善局部品质，提高零件疲劳强度,提高零部件工艺性的途径和方法，以及预应力、变形协调原则等在设计中的应用;课程目标掌握各类摩擦的基本特性，了解磨损的机理和控制方法、润滑的作用3和润滑剂的主要性能指标，以及摩擦的有效利用；课程目标熟悉常用机械传动系统的方案设计，掌握机械零部件的设计计算、机4械系统的结构设计及创新方法具有一定的制图技能，实验技能，编制技术文件及应用计算机技能等课程目标与毕业要求指标点的对应关系
2.各项课程目标与毕业要求指标点的对应关系见表1表《设计与制造基础》课程目标与毕业要求指标点的对应关系12B课程课程课程课程毕业要求指标点序号目标1目标2目标3目标
41.1具有数学、自然科学、工程基础和专业知识，并能够将上1述知识用于描述机械工程领域设计、制造等方面的复杂工程问/题
1.2能够针对机械工程领域设计、制造等方面的复杂工程问题，2/Z建立数学、力学等理论模型，并达到适当的精度要求
3.1具有工程实习和实践经历，针对机械工程领域的复杂工程3/Z问题，能够根据需求确定工作目标、提出解决方案
3.2具备与机械设计制造及其自动化领域相关的社会、健康、4安全、法律、文化以及文化等方面的基础知识，针对机械工程领/域复杂工程问题所提出的解决方案中，能够考虑上述因素Q
3.3针对机械工程领域的复杂工程问题，能够设计满足特定需5求的系统、单元（部件）或机械制造工艺流程，并能够在设计环✓节中体现创新意识
12.1能够了解当前机械设计制造及其自动化领域的发展状态6与发展趋势三.教学内容课程教学内容、教学方式与的课程目标的对应关系见表2表《设计与制造基础》课程目标与教学内容和方法的对应关系22B序学教学支撑课程章节知识点*号时目标
13.1机械零件的计算准则机械零件的工作应力、极限应力、许用应力、安全因数的概念及关系各类摩擦的基本特性，了解磨损的机理和控制第13章
13.2摩擦学设计准则方法、润滑的作用和润滑剂的主要性能指标课程目机械零12讲授件设计标
113.3机械零件材料选用原零件材料选用的一般原则基础则
13.4机械零部件的标准化机械零件标准化，通用化螺纹的基本知识:种类、特性、应用及基本
14.1概述参数
14.2螺纹紧固件及连接类螺纹连接的基本类型、结构特点、应用场合型讲授第14章
14.3螺纹紧固件连接的预螺纹连接的预紧和防松螺纹紧紧与防松25固件连
14.4单个螺栓连接的强度单个螺栓连接的受力分析和强度计算方法接计算课程目标
214.5螺栓组连接的结构设螺栓组连接的结构设计、受力分析讲授练计与强度计算习
14.6提高紧固件螺纹连接提高螺纹连接强度的措施讲授强度的措施通过对一些典型机器的分析，认识机器的功能机器的功能与系统方案分与实现这些功能的作用原理之间存在一定的3实验2实验析实验对应关系培养训练正确表达复杂机械系统的机构和机械传动示意图的技能第15章讲授练
15.1键连接课程目标2轴毂连键连接的工作原理、结构特点和设计计算方法习4接
15.2花键连接花键的工作原理、结构特点和设计计算方法
315.3过盈连接过盈连接设计计算方法讲授
15.4其他连接方法简介型面连接、胀套连接和销连接
16.1螺旋传动的应用和螺旋传动的应用和分类第16章课程目标2分类讲授大5螺旋传
116.2滑动螺旋传动滑动螺旋传动常用的设计计算方法作业动
16.3滚动螺旋传动滚动螺旋传动的计算特点带传动的类型、工作原理、特点及应用；V带、
17.1概述讲授V带轮的结构、规格与基本尺寸带传动的受力分析、弹性滑动和打滑的基本概第17章带讲授练6传动和链
17.2带传动念；带传动的失效形式、设计准则、普通V带5课程目标2习传动传动的设计计算方法和参数选取原则滚子链传动的运动特性、失效形式、设计准
17.3链传动讲授贝IJ、设计计算方法和参数选取原则序学教学支撑课程章节知识点*号时目标
18.1概述齿轮的分类、齿轮传动的主要参数和精度
18.2轮齿的失效形式与计齿轮传动失效形式、失效部位、相应的设计准讲授算准则则
18.3齿轮材料及其选择齿轮材料的选取和热处理方式
18.4圆柱齿轮传动的载荷齿轮传动受力分析的方法计算
18.5直齿圆柱齿轮传动的直齿圆柱齿轮传动齿面接触疲劳强度计算方齿面接触疲劳强度计算法讲授练习第18章
18.6直齿圆柱齿轮传动的直齿圆柱齿轮传动齿根弯曲疲劳强度计算方7齿轮传7课程目标2齿面弯曲疲劳强度计算法动
18.7齿轮传动的静强度计直齿圆柱齿轮传动静强度计算自学算
18.8斜齿圆柱齿轮传动的斜齿圆柱齿轮传动强度计算的特点强度计算直齿锥齿轮强度计算的特点
18.9直齿锥齿轮传动的受讲授力分析和强度计算
18.10齿轮传动的效率与齿轮传动的效率与润滑润滑
19.1概述蜗杆传动的特点及应用
19.2蜗杆传动的主要参数蜗杆传动主要参数、选取原则、变位的有关概讲授与几何尺寸念第19章蜗杆传动常用材料、失效形式、设计准则、蜗8蜗杆传3讲授练
19.3蜗杆传动的设计计算杆传动受力分析、强度计算方法及热平衡计算动习的目的和方法课程目标2圆环面包络圆柱蜗杆传动和轴向圆弧齿圆柱
19.4圆弧蜗杆传动简介自学蜗杆传动简介在掌握实验原理的基础上，由学生自行设计机9实验机械传动性能测试实验械传动的性能测试实验装置，并由学生自行完2实验成实验系统的组装、参数测试
20.1概述轴的功用和常用材料；掌握轴的分类讲授轴的三种强度计算方法、特点、应用场合及提讲授练第20章
20.2轴的强度计算高轴疲劳强度的措施习10轴的设3课程目标
220.3轴的刚度计算轴的刚度计算计计算
20.4轴的振动与临界转速振动稳定性计算自学第21章
21.1概述滚动轴承的功用、分类，掌握其构造和组成讲授课季目标4滚动轴
21.2滚动轴承的类型和选用滚动轴承的结构和应用特点（如
6、
7、
3、讲授115承择N、5类），掌握类型选用原则练习
21.3滚动轴承的代号滚动轴承代号的组成，熟悉基本代号的表示序学教学支撑课程章节知识点号时目标方法
21.4滚动轴承的载荷、失滚动轴承载荷分布的特点，掌握失效形式及计效和计算准则算准则讲授练滚动轴承寿命计算（包括同一支点成对使用角习
21.5滚动轴承的寿命计算接触轴承的情况）
21.6滚动轴承的静强度计滚动轴承静载强度验算的方法算
21.7滚动轴承的极限转速滚动轴承极限转速验算的方法讲授
21.8滚动轴承的润滑与密滚动轴承润滑、密封的基本要求封熟悉常用轴系零部件的结构；掌握轴的结构设12实验轴系结构设计实验计基本要求；掌握轴承组合结构设计的基本方2实验法
22.1概述滑动轴承的基本类型、特点及应用
22.2滑动轴承的类型与结各类滑动轴承的结构特点构轴瓦材料的基本要求、常用材料种类及轴瓦结
22.3滑动轴承材料第22章构讲授练课程目标13滑动轴
22.4润滑剂与润滑方法的3习各种滑动轴承的润滑方法与润滑剂的选取3承选用各种非液体润滑滑动轴承设计准则、参数选
22.5滑动轴承的设计计算取、一般混合润滑轴承计算方法及油楔承载机理
22.6流体静压轴承流体静压轴承简介自学观察油膜形成过程，加深形成动压油膜条件的14实验液体动力润滑轴承实验理解；掌握径向轴承摩擦系数测试方法和仪器2实验使用；绘制油膜压力曲线第23章常用联轴器的类型、结构、工作原理和选择方
23.1联轴器联轴器、法15离合器
23.2离合器离合器的类型、结构和工作原理2讲授课程目标4和制动
23.3制动器制动器功能和工作原理器第24章
24.1概述弹簧的功用、分类及许用应力的确定弹簧圆柱螺旋拉、压弹簧的结构、几何参数、特性
24.2弹簧的材料和制造线、162讲授课程目标
224.3圆柱弹簧压缩、拉伸圆柱弹簧压缩、拉伸弹簧强度与刚度计算弹簧的设计计算
24.4圆柱弹簧扭转弹簧扭转弹簧计算方法简介第26章
26.1轮类零件的结构设计轮类零件的结构特点，熟悉其结构设计的基本课程目标4176讲授轴系及要求序学教学支撑课程章节知识点号时目标轮类零轴上零件常用的轴向固定方法，掌握轴的结构
26.2轴的结构设计件的结设计的基本要求和设计方法讲授练构设计
26.3滚动轴承的组合结构习滚动轴承的组合结构设计设计课程总18课程总结系统分析1总结结四.课程教学方法课堂讲授
1.）在教学过程中采用电子教案，视频、板书相结合，提高课堂教学信息量，1PPT增强教学的直观性）采用工程案例教学，激发学生主动学习的兴趣，针对复杂工程问题，引导培养学2生独立思考、分析问题和解决问题的能力）充分利用本课程作为国家级精品资源共享课和视频公开课在爱课程网上线的课程3资源，引导学生预习、复习课程内容，进行线上在线答疑）充分利用以本课程为基础的国家级视频公开课“奇妙的机构”在爱课程网上线的4课程资源，提高学生对本专业的学习兴趣，引导学生的未来发展方向课上练习讨论与讲解
2.围绕各章教学重点内容，除布置一定数量的课后作业外，设置专题课、习题课讨论环节，对螺栓组连接的结构设计和受力分析、带传动的设计计算方法和参数选取、直V齿圆柱齿轮传动的齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度计算、齿轮传动受力分析、转轴疲劳强度计算、滚动轴承寿命计算和滚动轴承的组合结构设计等难点问题在课上通过练习与深入研讨，让学生在掌握知识点的基础上，面对复杂工程问题如何去分析问题课内实验教学
3.《设计与制造基础》课程的实验包括机械传动性能测试、机器的功能与系统方2B案分析等实验，通过这些实验可以加深对课堂所讲内容的理解，弥补课堂理论教学的不足，增加感性认识、培养学生动手能力和理论联系实际学风，培养训练正确表达复杂机械系统的机构和机械传动示意图的技能掌握一般机械零件实验中机械量的测试方法及常规仪器设备的使用方法学生自学
4.课程中有部分章节要求学生自学，如齿轮传动的静强度计算、圆弧蜗杆传
18.
719.4动简介、轴的振动与临界转速、流体静压轴承等内容，要求学生在开课期间进
20.
422.6行自学五.评价与考核方式课程成绩包括结课考试（作业、实验、平时）80%+20%课程目标落实与学习成果观测见表3表课程目标落实与学习成果观测3学习成果学习任务、过程和观测细化预期学习成果观测点预期学习成果预设学习任务机械零件的工作应力、极限应力、许用应力、安全因数的概念及关系机械零件常见的失效形式和计算准课上讨论13-5题课程目标1则摩擦磨损的分类，机理，特性及影响因素期末考试试卷螺纹及螺纹连接的基本知识作业14-3题，14-4题，14-5题，14-6受横向工作载荷和轴向工作载荷的题受拉螺栓连接的强度计算螺栓组连接在复杂受力状态下受力课上练习随堂测验分析课上讨论习题课期末考试试卷通过对一些典型机器的分析，认识机机器的功能与实验报告器的功能与实现这些功能的作用原系统方案分析理之间存在一定的对应关系培养实验训练正确表达复杂机械系统的机构课程目标2和机械传动示意图的技能作业15-1题，15-2题平键连接工作原理、失效形式及强度校核计算平键连接的结构、键的形式及主要尺课上练习寸的选择最小、最大过盈量计算方法及过盈连课上讨论试卷接合理的结构期末考试试卷滑动螺旋传动常用设计计算方法大作业螺旋千斤顶设计带传动的受力分析、应力分析、弹性课上讨论4・8题,4・9题滑动和打滑带传动的失效形式、设计准则和传作业17-1题，17-2题，17-3题动参数选取原则课上练习随堂测验期末考试试卷滚子链传动的运动特性及参数选取作业17-4题，17-5题原则期末考试试卷齿轮传动的失效形式及计算准则作业18-2参数zl、、\|/d的选取原则课上练习齿轮传动的受力分析作业18・3题圆柱齿轮传动强度计算公式中各参作业18-5题数的物理意义及相互关系斜齿圆柱齿轮和直齿锥齿轮传动的作业18-4题,18-9题，受力分析期末考试试卷参数的协调、中心距圆整的方法及主作业18-6题，18-7题要参数的计算精度问题课上练习习题课期末考试试卷蜗杆传动的受力分析作业19-4题蜗杆传动的失效形式、设计准则、材作业19-3题，19-4题料选择及强度计算课上练习习题课期末考试试卷在掌握实验原理的基础上，由学生自机械传动性能实验报告行设计机械传动的性能测试实验装测试实验置,并由学生自行完成实验系统的组装、参数测试转轴、心轴的受力特点和应力分析课上练习课堂讨论转轴的强度计算作业20-1题，20-3题课上练习习题课期末考试试卷圆柱螺旋弹簧的设计计算方法作业24-1题课上练习习题课期末考试试卷各类滑动轴承的结构特点、轴瓦材料课上讨论的基本要求和常用材料种类，了解轴瓦结构各种非液体润滑滑动轴承设计准则、作业22-2题,22-3题课程目标3参数选取及一般混合润滑轴承计算方法液体动压径向滑动轴承计算要点课上练习案例讲解各种滑动轴承的润滑方法与润滑剂课上讨论的选取观察油膜形成过程，加深形成动压油液体动力润滑实验报告轴承实验膜条件的理解；掌握径向轴承摩擦系数测试方法和仪器使用；绘制油膜压力曲线期末考试试卷滚动轴承类型选择作业21-1题，21-2®,21-3题21-4题,21-6题滚动轴承额定寿命计算期末考试试卷课上练习习题课常用联轴器的类型、结构、工作原理作业23-1题,23-2题和选择方法离合器和制动器的类型、结构和工作作业23-3题题课程目标4原理期末考试试卷轴的结构设计步骤及结构设计与强课上讨论度校核的关系滚动轴承轴系支点轴向固定结构的作业26・2题,26・3题,26-4题基本要求和结构形式滚动轴承组合结构的调整课上练习习题课期末考试试卷平时成绩每次以分计，平时作业评分标准见表104表平时作业评分标准4观测点8〜10分6~7分4~5分0~3分作业完成进度提前完成按时完成延时完成补交基本概念掌握程度80%以上概念清晰60%以上概念清晰40%以上概念清晰40%以下概念清晰解决问题的正确性80%以上正确60%以上正确40%以上正确40%以下正确书写的工整程度与表述书写工整,条理清书写较工整，表述书写潦草，表述不缺乏条理晰基本清晰洁晰六.教材与主要参考资料教材张策主编.机械原理与机械设计（下册）（第二版）.北京机械工业出版社,2010主要参考文献邱宣怀，机械设计（第版），高等教育出版社，
[1]41997⑵濮良贵，纪名钢.机械设计（第版），82006吴宗泽，机械设计，高等教育出版社，
[3]2001彭文生，李志明，黄华梁.机械设计，高等教育出版社，
[4]2002天津大学机械零件教研室，机械零件，天津科学技术出版社，
[5]1983。
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