《机械设计基础》课程教学现状分析论文

关键词： 学好 课程 教学 现状

《机械设计基础》课程教学现状分析论文（精选6篇）

篇1：《机械设计基础》课程教学现状分析论文

机械基础课程单元教学设计分析

摘 要：教师既是教授方法的实施者，也是学习方法的指导者，要合理分配教学任务，运用恰当的教学方法，才能收到良好的教学效果。笔者针对机械基础课程的特点，结合自身的教学实践，以“平面机构运动确定性的判定”教学单元为例，谈谈机械基础课教学单元设计。

关键词：机械基础 单元设计 教学方法

课 题：北京市职业院校教师素质提高工程之优秀青年骨干教师培养计划项目资助。

机械基础课程是职业院校机械类专业的一门重要的技术基础课，它具有很强的综合性、工程性和实践性，在人才培养方案中处于承上启下的地位，是学生学习后续专业课的必要的知识和技能储备，起到桥梁的作用。笔者以“平面机构运动确定性的判定”教学单元为例，谈谈机械基础课教学单元设计。

一、教学目标的设定

通过本次课90分钟的学习，学生能够掌握平面机构自由度的计算方法。以机械创新设计小组学生设计的“摇摆显示屏架”为教学项目载体，从观察机构运动的角度出发，使学生分析和掌握平面连杆机构自由度的计算方法，且会判定复合铰链、局部自由度、虚约束并进行处理，从而总结出判定机构具有确定的相对运动的方法，为分析机械运动功能和设计机械结构打下基础，概括起来分为以下三个方面。

1.知识目标

（1）掌握平面机构自由度的计算方法。

（2）会判定复合铰链、局部自由度、虚约束并进行处理。

（3）掌握判定机构具有确定的相对运动的方法。

2.能力目标

（1）能够判定机构中是否存在复合铰链、局部自由度、虚约束这三种特殊情况，如果有，则会处理后再计算平面机构自由度。

（2）会用平面机构具有确定相对运动的条件判断机构设计得是否合理，是否能够运动，并且是否具有确定的相对运动。

（3）能够通过所学过的知识解决机构设计中的实际问题。

3.思维目标

（1）根据实际问题，分析机构能够运动的条件。

（2）要学会通过平面机构自由度的计算，用平面机构具有确定相对运动的条件判断机构设计得是否合理。

（3）从已有知识出发，善于分析和自主学习，扩大知识范围，掌握思维方法，提高思维能力。

二、教学内容的确定

根据教学目标制定相应教学内容，主要包括以下三方面。

一是平面机构自由度的计算；

二是平面机构中复合铰链、局部自由度、虚约束这三种特殊情况，及其处理办法；

三是平面机构运动确定性的判定。

三、教学学情的分析

对于高职院校一年级的学生而言，他们在理解方式上更偏重于实例的体会。他们喜欢从实际的案例中体会理论，学习知识，得到结论。本教学单元以机械创新设计小组学生自己设计的“摇摆显示屏架”机构为教学项目载体，引入教学内容，分析平面机构的自由度，而不是直接进行理论分析，更大程度地激发学生的学习积极性，调动学生的学习热情。

本单元从学生已有知识出发，以实际案例让学生观察机构的运动，引出新的知识――平面机构的机构自由度计算方法及其三种特殊情况的处理办法，使学生更容易接受和获取新知识。

从零件静止时的分析转变到平面连杆机构运动分析的教学内容，是一个由静到动的变化过程，要从运动的角度出发来启发学生对本节课内容的理解，同时要从具体的构件抽象出简图来研究运动特点。这是利用以往所学知识分析问题，也是改变学生学习思路的方式。在教学过程中，应恰当处理借助图形的直观含义和严密的数学推理之间的关系。既要引导学生从直观上发现问题的实质，也要注意对某些关键的结论进行缜密的逻辑推理。

四、教学重点与难点的解决办法

任何一个机构都是若干个构件由运动副连接起来的。为了按一定要求进行运动的传递和转换，当机构的原动件按给定的运动规律运动时，该机构其余构件的运动也都应是完全确定的。为了使所设计的构件能产生相对运动并具有运动确定性，有必要研究平面机构的自由度和机构具有确定运动的条件。

1.教学重点及解决办法

根据本课程的知识和技能结构、学生下一阶段学习的需要及授课时限，决定本次课的教学重点。

（1）平面机构自由度的计算，及其三种特殊情况（复合铰链、局部自由度、虚约束）的处理。本单元重点是让学生会判断平面机构中复合铰链、局部自由度、虚约束这三种特殊情况，并进行处理，目的是能够正确计算平面机构自由度，在进行机构的设计时解决工程实际问题。

（2）平面机构运动确定性的判定。平面机构中要求每个构件相对于机架的运动都是确定的，以使执行构件能够按要求执行相应的运动。本单元的重点是用平面机构具有确定相对运动的条件判断机构设计是否合理，目的是在进行机构设计时考虑机械结构的合理性。

教学重点解决对策：重点讲解；启发主动思考；让学生随堂练习；提供学生参与机会。

例如，机构的复合铰链部分，首先让学生判定抛光机机构的运动确定性，学生得出结论：原动件W=1，自由度F=3，机构运动不确定。而让学生观察抛光机机构的运动动画，发现机构的运动是确定的。问题出在哪里呢？引导学生主动思考，观察机构中构件连接比较特殊的地方，从而发现有3个构件在同一处用转动副连接，引出了对复合铰链的解释和处理办法的学习。最后用正确的方法计算机构的自由度F=W=1>0，得到正确的结论：机构具有确定的相对运动。这样利用真实案例、动画演示启发学生主动思考，分析和解决问题，使学生印象深刻，容易理解所学知识，并且能够及时用所学知识解决实际问题。

2.教学难点及解决办法

根据学生情况以及以往经验，本次课的教学难点是计算平面自由度时虚约束的判断及处理。

教学难点解决对策：根据学生的反映，把握讲解速度；结合多媒体课件和图片；利用提问和练习方式，随堂检验学生掌握程度。

例如，平面机构中的虚约束常出现在以下情况中：转动副连接两构件运动轨迹重合；两构件组成多个转动副、且各转动副轴线重合；两构件组成多个移动副、且各转动副导路平行或者重合；两构件组成多个平面高副、且各高副接触点处公法线重合；对机构运动不起作用的对称部分，如行星轮。每一种情况都配以图片分析讲解，形象直观，便于理解。

五、教学方法的设计

1．任务驱动法

本次课堂教学以“任务驱动”为主线，在讲解本次课程的重点内容平面机构自由度的计算及其三种特殊情况的处理时，将采用“任务驱动法”。实施过程为：设置任务――观察机械创新设计小组的学生设计的“摇摆显示屏架”的运动；布置任务――机构具备什么条件才能具有确定的相对运动，如何判定机构运动的确定性；在对任务进行分析分解、完成任务的过程中，讲解平面机构自由度的计算方法和三种特殊情况的处理，以及判定机构运动确定性条件的使用，将教、学、做一体化，按照“教师布置任务→学生自主分析完成任务→教师指导学生总结”的模式开展。学生不仅掌握了知识点，同时还利用知识点完成了实际的任务，增强了成就感，激发了求知欲望，培养了独立思考、勇于创新的精神，为机构的创新设计提供条件。

2.案例演示法

本单元课程以机械创新设计小组学生设计的“摇摆显示屏架”作为教学案例载体，通过观察机构的运动过程，分析平面机构的自由度及机构运动确定性的判定方法。

该教学方法不是单纯的传授教学知识，而是将知识点融入到实际应用中，使学生不仅掌握了知识，同时也具备了运用知识解决问题的能力。参考以往案例教学的经验，采用案例演示法教授知识，更容易让学生集中精力，有效提高其学习的积极性，加快知识和能力的获取速度。

3.T-P-S法（思考―讨论―分享）

在做综合练习这部分内容时，学生可以通过自己阅读资料思考和学习相关知识，两个人一起讨论完成习题，最后以两人组合给大家讲解分析思路及解题过程。学生能够在完成任务的过程中发现问题、分析问题并解决问题。这种方法可以使每个学生都参与学习，培养独立思考、语言表达等能力，综合解决问题的能力，提高学习的主动性。T-P-S法实施步骤为：独立工作（自己独立学习思考），交流（2个人或更多人讨论交流），成果展示（有多种方式，如展板、汇报等）。

4.分组讨论法

在学习机构运动确定性的判定这部分内容时，学生可以分成小组，按四种不同的情况讨论机构运动的确定性。学生前面已经学过了有关机构自由度计算的内容，可以采用学生自主讨论的方式完成学习。在学习的过程中，鼓励学生分组学习，通过讨论解决问题。这种方法可以提高学生学习的主动性。分组讨论法的实施流程为：教师布置讨论内容，进行临时小组讨论，现场展示讨论结果，学生总结，教师评价。

在课程教学中，教师精心进行教学设计，不断改进教学方法和手段，有助于提高学生的学习兴趣，更好地理解课程内容，为学习专业课程奠定坚实的基础。

参考文献：

[1]龚绍文.大学青年教师教学入门――大学施教学初步[M].北京:北京理工大学出版社,2006.[2]方华灿.论高等学校的课堂教学[M].北京:石油工业出版社,2003.

篇2：《机械设计基础》课程教学现状分析论文

题目：汽车同步器变速器第四速齿轮工艺规程设计机械设计制造及其自动化专业

《机械制造技术基础》课程设计

姓 名： 指导教师：

教学单位：三峡大学机械与材料学院

日期：2014年12月

一：课程设计原始资料

1．齿轮的零件图样

2．生产类型：成批生产

3．生产纲领和生产条件

二：课程设计任务书

1．对零件进行工艺分析，拟定工艺方案。

2．拟定零件的机械加工工艺过程，选择各工序加工设备及工艺装备（刀具、夹具、量具、辅具）；完成某一表面工序设计（如孔、外圆表面或平面），确定其切削用量及工序尺寸。

3．编制机械加工工艺规程卡片（工艺过程卡片和工序卡片）l套。

4．设计夹具一套到二套，绘制夹具装配图2张。

5．撰写设计说明书1份。

三：参考文献

1．熊良山

机械制造技术基础

华中科技大学出版社

2．刘长青

机械制造技术课程设计指导

华中科技大学出版社

目录

说明..........................................................................................................................................4 第一章 零件的分析................................................................................................................6

1.1零件的工作状态及工作条件....................................................................................6 1.2零件的技术条件分析................................................................................................6 1.3零件的其他技术要求.................................................................................................7 1.4零件的材料及其加工性............................................................................................8 1.5零件尺寸标注分析.....................................................................................................9 1.6检验说明.....................................................................................................................9 1.7零件工艺分析...........................................................................................................10 第二章 齿轮毛坯的设计......................................................................................................11

2.1毛坯种类的确定.......................................................................................................11 2.2毛坯的工艺要求.......................................................................................................11 第三章 工艺规程设计..........................................................................................................13

3.1工艺路线的制定.......................................................................................................13 3.2机床、夹具、量具的选择.......................................................................................16 第四章 齿轮加工机床夹具设计..........................................................................................17

4.1专用机床夹具设计目的...........................................................................................17 4.2机床夹具的作用与组成...........................................................................................17 4.3机床夹具设计的基本要求.......................................................................................18 4.4机床夹具设计的一般步骤.......................................................................................18 4.5专用齿轮加工夹具的设计.......................................................................................20 心得体会................................................................................................................................21说明

齿轮是机械传动中应用极为广泛的零件之一。汽车同步器变速器齿轮起着改变输出转速、传递扭矩的作用，所以在齿轮加工过程中要求较为严格。变速器齿轮应具有经济精度等级高、耐磨等特点，以提高齿轮的使用寿命和传动效率。齿轮在工作时，要求传动平稳且噪声低，啮合时冲击应小。

齿轮本身的制造精度，对整个机器的工作性能、承载能力及使用寿命都有很大的影响。根据其使用条件，齿轮传动应满足以下几个方面的要求。

（一）传递运动准确性

要求齿轮较准确地传递运动，传动比恒定。即要求齿轮在一转中的转角误 差不超过一定范围。

（二）传递运动平稳性

要求齿轮传递运动平稳，以减小冲击、振动和噪声。即要求限制齿轮转动时瞬时速比的变化。

（三）载荷分布均匀性

要求齿轮工作时，齿面接触要均匀，以使齿轮在传递动力时不致因载荷分布不匀而使接触应力过大，引起齿面过早磨损。接触精度除了包括齿面接触均匀性以外，还包括接触面积和接触位置。

（四）传动侧隙的合理性

要求齿轮工作时，非工作齿面间留有一定的间隙，以贮存润滑油，补偿因温度、弹性变形所引起的尺寸变化和加工、装配时的一些误差。

齿轮的制造精度和齿侧间隙主要根据齿轮的用途和工作条件而定。对于分度传动用的齿轮．主要要求齿轮的运动精度较高；对于高速动力传动用齿轮，为了减少冲击和噪声，对工作平稳性精度有较高要求：对于重载低速传动用的齿轮，则要求齿面有较高的接触精度，以保证齿轮不致过早磨损；对于换向传动和读数机构用的齿轮，则应严格控制齿侧间隙，必要时，须消除间隙。

第一章 零件的分析

1.1零件的工作状态及工作条件

在行驶的过程中，汽车齿轮始终处在高速重载的条件下工作。在换挡时，还受到冲击载荷的作用。所以要求齿轮具有高的耐磨性和抗冲击性能。在加工过程中，为了使齿轮满足上述工作要求，要使各加工表面的表面质量良好，还要有一些热处理或喷丸处理，使齿轮面强度足够。最终的磷化处理，防腐蚀。

汽车同步器变速器第四速齿轮属于多联齿轮，由结合齿和传动齿组成。为了减少齿轮啮合过程中的噪声、摩擦及磨损，需要在齿轮上钻出三个沿周向均布的油孔。为减少换挡时对齿轮的冲击，还要在大端上加工出止口。

1.2零件的技术条件分析

齿轮的加工分为轮坯的加工和齿轮轮齿的加工。轮坯的加工部位有端而和轮坯外圆柱面。轮坯的加工精度对齿轮的加工、装配精度有较大影响，故其加工精度应满足相关的要求。

齿轮轮齿的加工部位有渐开线齿廓和倒角，还要有热处理及喷丸处理，以提高齿轮的强度和抗冲击性能。热处理及喷丸处理后，还要进行内孔和端面的磨削以及渐开线齿廓的精密加工。零件的技术要求主要分为以下两个方面： 1．零件的加工精度和表面粗糙度

由零件图上知，齿面的表面粗糙度值为Ra0.8，加工精度为IT7

0.029齿轮内孔尺寸为700.010，由于齿轮与轴承有配合要求，一般为IT6-IT7级精度，表而粗糙度不大于Ra6.3。2．各表面间的位置精度

由零件图上知，端面和内孔有相互之间的位置精度要求：

小端面对于内孔的定位基准垂直度为0.05mm，平而度为O,01mm

止口平面对于内孔的定位基准垂直度为0.015mm，平而度为O.01mm

退刀槽对于内孔的定位基准垂直度为0.03mm 1.3零件的其他技术要求 1．倒角1×45° 2．除去加工时的毛刺 3．喷丸处理，使齿轮强度增加 4．热处理：渗碳淬火 5．磷化处理 1.4零件的材料及其加工性

齿轮材料选择45钢，工艺性能好，再配合以热处理及其他特殊处理工艺，也能满足齿轮所要求的强度、耐磨性及抗冲击等性能。45钢具体力学性能参数如下：

试样状态：退火钢 屈服强度：≥355(MPa)断面收缩率：≥40%

化学成分：材料化学成分组成元素比例(%)碳 C : 0.42～0.50 锰 Mn;0.50～0.80 磷 P;s0.035 硅 Si;0.17～0.37

抗拉强度：a600(MPa)特性及应用：未热处理时：HBs229

热处理：正火

延长率：>16% 布氏硬度：51 97

铬Cr：s0.25

镍Ni：s0.25

硫S：s0.035

强度较高，塑性和韧性较好，用于制作承受负荷较大的小截面调质件和应力较小的大型正火零件，以及对心部强度要求不高的表面淬火零件，如曲轴、传动轴、齿轮、蜗杆、键、销等。水淬时有形成裂纹的倾向，形状复杂的零件应在热水或油中淬火。焊接性差。

因此，汽车同步器变速器第四速齿轮的毛坯材料选择45钢的锻造件。

1.5零件尺寸标注分析

轮坯的加工部位有端面和轮坯外圆柱面。齿轮轮齿的加工部位有渐开线齿廓和倒角，还要进行内孔和端面的磨削以及渐开线齿廓的精密加工。尺寸链的建立依靠孔的轴线和两个端面。在各工序中，应标出加工后所要达到的尺寸。

1.6检验说明

在齿轮的加工过程中，要保证加工精度，需对被加工零件实时检验。大体可分为轮坯加工后的检验、热处理后的检验以及最终检验。为保证检验准确，检验前应对零件进行清洗。

轮坯的检验：轮坯的加工精度对齿轮的加工、装配精度有较大影响，并直接关系到加工余量是否满足要求。因此这一步的检验至关重要。检验不合格的产品，一定不能流到下一步。

热处理后的检验：热处理后的工件，要进行检验，以确定后续加工时的刀具、切削用量等。

最终检验：所有的加工工序结束后，对零件进行检验，看是否符合零件图样上的各相关技术要求。1.7零件工艺分析

齿轮零件的部分加工表面精度要求较高，从齿轮的尺寸和形状位置要求来看，要保证零件的表面粗糙度和各表面的相互位置精度。为了提高加工效率，齿轮的外圆表面、端面、内孔的粗加工及半精加工可以采用数控机床进行加工。精度要求较高的内孔和端面，采用磨床即可达到相关技术要求。最终采闱喷丸和磷化处理以提高强度和增强耐磨性能。

第二章 齿轮毛坯的设计

2.1毛坯种类的确定

毛坯的种类决定零件的材料、形状、生产类型及加工中获得的难易程度。对于汽车传力齿轮的毛坯而言，其结构相对而言比较简单，一般采用模锻件即可满足相关工艺和性能方面的要求。

根据模锻件的加工工艺方法，毛坯内孔可直接锻造得到。

2.2毛坯的工艺要求

2.2.1毛坯的加工余量与公差

根据零件图上给定的零件尺寸，再加上要保证各工序的加工余量及公差，采用逆推的方法来得到毛坯的加工余量及公差。

毛坯图、毛坯尺寸如下：

2.2.2拔模斜度

拔模斜度的功用是使锻件成型后能方便的从模膛中取出来。因为锻件的材料是45钢，拔模斜度的具体要求如下：

外膜斜度（模锻件外侧的斜度），当模锻件冷缩时与模壁分开，有助于模锻件取出：

内模斜度（模锻件封闭剖面内侧斜度），当模锻件冷缩时紧贴模壁，阻碍锻件出模。

技术要求：

1．未注明内拔模角为10°，外拔模角为30° 2．未注明圆角为R3

3．某些难以拔出的锻件，须有顶出装置将工件取出来 2.2.3圆角半径

圆角半径分为外圆角半径和内圆角半径。外圆角半径指的是锻件上的凸圆半径：内圆角半径指的是锻件上的凹圆半径。为了便于金属在型槽内流动，在模锻件的转角处，应当带有适当的圆角。

第三章 工艺规程设计

3.1工艺路线的制定

3.1.1加工方法的选择

齿轮的加工工艺路线的选择应根据零件材料的加工工艺性、工件的结构形状和尺寸以及各种加工方法所能达到的加工精度而定。

加工表面技术要求是决定表面加工质量最重要的因素。

各加工表面的加工工艺如下：

端面：粗车一精车一磨削

内孔：粗膛一半精膛一精膛一磨削

小端面结合齿：粗车一精车一插齿

大端而渐开线齿廓：粗车一精车一滚齿一磨齿 3.1.2加工工艺路线

根据齿轮零件图上的技术要求，对毛坯采取一下加工工艺路线：

锻造→热处理→检查→粗车小端外圆及端面，粗膛内孔、倒角→粗车大端外圆及端面→精车小端端面及外圆→精车大端外圆→车止口→精膛内孔→精车大端面→滚齿→齿端倒角→车锁环槽→插小端结合齿→钻孔→热处理→磨孔→精磨小端端面→精磨大端端面→磨齿→齿而喷丸处理→磷化处理→检查 3.1.3加工阶段划分

对于齿轮加工，按加工阶段，可划分为齿坯加工阶段、齿面加工阶段和表面精加工阶段，工艺路线分为如下几个阶段： 粗加工阶段：切除大部分加工余量，加工出精基准。包括粗车小端外圆、端面，粗膛内孔、倒角，粗车大端外圆及端面。

半精加工阶段：完成次要表面的加工，为精加工做准备。主要是半精膛内孔。

精加工阶段：使零件达到图样要求。主要是精车外圆面。

光整加工：对表面粗糙度和尺寸精度要求很高的表面进行光整加工。包括磨内孔，两端面和齿面。3.1.4工序的分散与集中

采用工序集中原则：①在零件的一次装夹中，可以加工好零件上的多个表而，这样，可以较好的保证这些表面之间的相互位置精度，同时也可以减少装夹工件的次数和辅助时间，并减少零件在机床之间的搬运次数和工作量，有利于缩短生产周期；②可以减少机床的数量，并相应减少操作工人，节省车间面积，简化生产计划和生产组织工作。3.1.5基准的选择

定位基准分为粗基准和精基准。

粗基准的选择应遵循以下两个原则：①合理分配加工余量；②保证非加工表面与加工表面之间的位置精度符合零件图样上的要求。

精基准的选择应遵循以下原则：①尽可能选择设计基准作为精基准；②尽可能选择加工工件多个表面时都能使用的定位基准作为精基准；③两个表面相互位置精度以及它们自身的尺寸与形状精度都要求很高时，可以采取互为精基准的原则：④有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，在精加工时应选择加工表面本身作为精基准。

具体基准选挥如下：

以大端端面作为粗基准，粗车小端外圆及端面，粗膛内孔，倒角

以小端外圆表面作为基准，粗车大端外圆面和端面

精基准与粗基准应保持一致

插齿、滚齿时，以内孔作为定位基准

磨削时以大齿分度圆作为定位基准 3.1.6热处理工序及辅助工序的安排

为保证零件强度及加工精度，需安排热处理等辅助工序。

(1).锻件的热处理，消除应力，提高材料的加工工艺性能

(2).钻孔前应进行的清洗工作

(3).检查工序，保证符合零件图样所要求的技术要求 3.1.7加工工序的设计 详见机械加工工序卡：

3.2机床、夹具、量具的选择

3.2.1机床的选择

根据各待加工表面的犍点，再耋虐到提高加工效率及经透性，尽可能选择数控机床和专用机床。加工工序主要有车、膛、磨、齿轮成型、钻，各机床类型为CA6140，Z515，Y3150，YK83250，M1432A。3.2.2刀具的选择

根据工件的材料，刀具耐用度，再考虑到换刀时间、加工经济性带来的影响，选择的刀具如下：

切槽刀、插齿刀、滚齿刀、锥柄麻花钻、CBN砂轮、45°直头外圆车刀、90°直头外圆车刀。3.2.3量具的选择

在各加工工序中，没有出现难以测量的表面或轮廓，故长度、直径用游标卡尺和螺旋测微器即可；孔用塞规用来检查孔的直径。

3.2.4夹具的选择

在零件的加工过程中，工件的定位直接关系到工件的加工质量。而工件的定位又和夹具息息相关。各定位夹具选择如下：

粗车小端端面和外圆，用三抓卡盘夹紧大端，大端端而用作轴向定位。

大端端面加工时，同样是用三抓卡盘夹住小端外圆面。

插齿、滚齿加工，各有相应的夹具，以及磨床夹具等。

钻床夹具设计详见第四章 第四章 齿轮加工机床夹具设计

4.1专用机床夹具设计目的

机床夹具是机床上用以装夹工件和引导刀具的一种装置。其作用是将工件定位，以使工件获得相对于机床或刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。夹具一般可分为通用夹具、专用夹具、通用可调夹具和成组夹具、组合夹具、随性夹具。此处设计的，为供大批量生产用的专用夹具。

设计专用的夹具，目的如下：

1、提高生产率

2、保证加工精度

3、扩大机床的使用范围

4、降低生产成本、改善工人的劳动条件

4.2机床夹具的作用与组成

机床夹具是在机床上加工零件时所使用的一种工艺装备，其主要功用是实现工件的定位与夹紧，使工件加工时相对于机床、刀具有正确的位置，以保证工件的加工质量和生产效率能达到设计要求。

夹具通常由定位元件，夹紧装置，对刀、引导元件或装置，连接元件，其他装置或元件，夹具体等组成。

夹具设计时常用的零部件的规格和型号已有国家标准或部颁标准，可直接查阅选用。

4.3机床夹具设计的基本要求

(1)保证工件的加工精度

夹具应采用合理的定位、夹紧方案，选择合适的定位、夹紧元件，保证工 件的加工精度。

(2)提高劳动生产率

夹具设计应合理，能缩短辅助时间，提高生产效率。

(3)良好的加工使用性能

夹具结构应简单、合理，便于加工、装配、检验、维修。使用简便、安全、可靠，减轻劳动强度。

(4)经济性好

夹具元件标准化程度高，成本低廉，根据生产批量，应设计不同复杂程度的夹具，以提高生产的经济效益。

4.4机床夹具设计的一般步骤

1．明确设计任务与收集设计资料

夹具设计的第一步是在已知生产纲领的前提下，研究被加工零件的零件图、工序卡、工艺规程和设计任务书，对工件进行工艺分析。其目的首先是了解零件的结构特点、材料，确定本工序的加工表面、加工要求、加工余量、定位基准和夹紧表面及所用的机床、刀具、量具等。其次是根据设计任务收集有关资料，如机床的技术参数。

2．拟定夹具结构方案和绘制夹具草图

①确定工件的定位方案，选择定位元件，设计定位装置

②确定工件的夹紧方式，选择夹紧装置，设计夹紧装置

③确定对刀或导向方案，设计对刀或导向元件和装置

④确定夹具和机床的连接方式，设计连接元件及安装表面

⑤确定和设计其他装置及元件的结构形式，如分度装置、吊装元件等

⑥确定夹具体的结构形式及夹具在机床上的安装方式

⑦绘制夹具草图，并标注尺寸、公差和技术要求

3．进行必要的分析计算，审查方案，改进设计

在确定夹具结构方案的过程中，进行必要的计算。根据加工工件的尺寸，确定夹具的尺寸并绘出夹具草图。

夹具草图如下：

4．绘制夹具装配总图

5．绘制夹具零件图，标准件给出其型号

4.5专用齿轮加工夹具的设计

齿轮加工夹具的工作原理：芯轴限制四个自由度，轴套限制一个自由度，六角螺栓夹紧后起到夹紧和定位作用。4.5.1主要部件的设计

主要部件有夹具体、两个套筒、垫块。详细尺寸见装配图 4.5.2其他部件的选择

两个六角螺栓，垫片

心得体会

通过这段时间的机械制造技术基础课程设计，进一步巩固、加深和拓宽所学的知识；通过设计实践，树立了正确的设计思想，增强创新意思和竞争意识，熟悉掌握了机械设计的一般规律，也培养了分析和解决问题的能力；通过设计计算、绘图以及对运用技术标准、规范、设计手册等相关设计资料的查阅，对自己进行了一个全面的机械设计基本技能的训练。

在具体做的过程中，从设计到计算，从分析到绘图，让我更进一步的明白了作为一个设计人员要有清晰的头脑和整体的布局，要有严谨的态度和不厌其烦的细心，要有精益求精、追求完美的一种精神。在这个过程中也遇到了些许的问题，在面对这些问题的时候自己曾焦虑，但是最后还是解决了。才发现当我们面对很多问题的时候所采取的具体行动也是不同的，这当然也会影响我们的结果．很多时候问题的出现所期待我们的是一种解决问题的心态，而不是看我们过去的能力到底有多强，那是一种态度的端正和目的的明确，只有这样把自己身置于具体的问题之中，我们才能更好的解决问题．。

另外，在整个课程设计过程中，小组成员分工明确、相互协作，遇到有疑问的地方集体商议，找出好的解决方法。随着社会的发展，我们遇到的挑战越来越多，仅凭自己的能为，很难完成一个设计任务，而通过团队合作，每个人都能发挥自己的长处，找到适合自己的位置，从而高效率、高质量的完成设计任务。

篇3：《机械设计基础》课程教学探讨

1课程教学现状及存在问题

(1)先修课程开设不足及部分教学内容取舍不当

《机械设计基础》课程的讲解需要综合运用《高等数学》、《工程制图》、《金属工艺学》、《互换性与测量技术》、《工程力学》、《材料力学》等基本知识,这类先修课程的知识作为《机械设计基础》课程的基础,人才培养方案中必须将上述先修课程安排在《机械设计基础》课程在开课之前设置,为学习《机械设计基础》课程作好充分的知识储备。但目前绝大部分近机类、非机类专业在开设《机械设计基础》课程之前,先修课程开设不足甚至严重缺失,给课程的讲解、分析带来诸多困难,对一些概念的认识学生有时感到茫然不知所措。《机械设计基础》包含《机械原理》和《机械设计》两部分的内容,内容纷繁复杂,涉及面广,很多教材在内容上追求理论知识的系统性和完整性,而近机类、非机类各专业对该课程的要求又有很大区别,目前,近机类和非机类各专业对该课程的讲授学时存在随意压缩、调整,教学内容随意增减、取舍不当等现象。

(2)教学方法缺乏多样化,教学手段比较单一

由于受传统教学思维的影响或者受到教学设施的限制,目前《机械设计基础》课程的教学主要是依靠教师的课堂讲解,尽管大部分教学采用了一些多媒体辅助教学,但教学效果却不显著。

(3)工程性和实践性不够突出及未能及时引入“现代机械学”的教学内容

随着科学技术的发展,现代机械的应用范围不断扩大。目前《机械设计基础》教材基本没有现代机械理论相关内容介绍,如适当增加这方面的相关内容,可以加深学生对机械行业的发展及整个机械大系统的理解。《机械设计基础》工程性和实践性很强的课程,应以工程应用为背景,通过理论知识与工程实践相结合的教学方法,才能使学生灵活运用各章节所学的知识,消除由于章节多而带来的“繁杂”感,才能保证在今后的实际工作中自觉运用所学知识提高产品设计能力,培养创造精神。但近机类、非机类各专业在理论教学与工程性和实践性方面存在脱节现象,缺乏整体感。

(4)课程设计与理论讲授联系不够密切

《机械设计基础》课程设计是在理论知识学习后开始的实践性教学环节。虽然设计课题可以提前布置,但如果没有细致的指导方案,课程设计与理论知识学习联系不密切,阻碍了教学质量的进一步提高,不易改善学生综合运用理论知识的能力。

2《机械设计基础》课程教学改革模式探索

(1)修订人才培养方案及教学大纲

先修课程不足的问题,主要是制定人才培养方案时,由于受人才培养方案对总学分的限制及制定人对《机械设计基础》课程背景知识及课程体系的完整性和知识的连续性的认识不足,因此,在制定人才培养方案时需经过充分的讨论,听取多方的意见和建议。若确实受人才培养方案对总学分的限制无法开足先修课程,需留有一定学时方便任课教师在讲解时能够补上先修课程相关欠缺内容,确保课程体系的完整性和知识的连续性。教学内容取舍不当的问题,任课教师需认真分析教学要求,对非机类、近机类各专业来说,要研究后续专业课对本课程的要求是什么,对不同专业学生本课程需要掌握到什么程度,需分层次区别对待,制定不同类别的教学大纲。

(2)学生学习兴趣的培养

兴趣是学生对学习活动或学习对象的一种积极认识或意识倾向,当一个学生对某门学科发生兴趣时,他总是愉快地学习,积极主动获取知识,但在课堂上学生的注意力的集中时间是有限的,长时间集中注意力会引起他们思维疲劳,甚至厌烦,需要采取适当的方法激发学生学习兴趣。学生刚接触课程时,首先应让学生明白这门课程设置的目的,对后面其它专业课程学习有何作用,对今后工作中可以用来解决哪些技术问题以及本行业的历史、现状和发展趋势作充分的介绍,引导学生意识到这门专业基础课程的重要性,从而在学生心目中树立该课程在专业知识体系中的重要地位。通过动态的多媒体电子课件,利用现代教育媒体的表现力,给学生一种具有新意的刺激,使学生从原来抑制状态转化为兴奋状态,从而提高学生学习的积极性,将书本知识还原于生活实践,能够激发学生参与探究的欲望。多媒体教室现虽配备已普遍,但如何应用是值得探讨的问题,不应仅限于PPT文稿的展示,三维动画基本能满足这方面的需求,例如轴部件动画相当于让学生经历了一次课堂上的拆装实验,对零件的安装、定位以及工艺性等都有了感性认识,既增强了学生的工程意识,也吸引了学生的注意,激发了学生的学习兴趣,调动了学生的学习积极性,但哪些动画需要制作,如何制作,目的是什么,需任课教师认真思考。可借助播放与课程内容匹配的简短现场录像以及在参观、实习等各种机会现场DV,这类方法都具有很强的目的性,对老师而言也是一个很好的学习机会。通过剪辑或拍摄与授课的PPT更好地融合,可以向学生传达更多的相关知识和信息。通过观察生活中的各种常见机械、机电设备中的动作、工作原理,让学生找出其存在和应用到哪些机构,进一步增强学生的学习兴趣,通过实例来提出问题,让学生思考,讨论,最后教师进行归纳总结。例如,在讲解间歇运动机构时,为什么在看电影的时候,总感觉画面有停顿感?多数同学的意见是不完全正确的,事实为适应人们视觉暂留现象,要求影片作间歇运动,所以放映机采用槽轮机构,使影片的画面作短暂停留。采用这类方法不仅能提高了学生的学习兴趣和学习积极性,而且还拓展了学生考虑问题的思路。

(3)加强对学生科学素质的培养

培养学生的科学素质须从全局的角度来考察对象,不仅要关注该问题涉及的相关因素,还要根据各因素之间的关系,需从完整的工业产品设计的角度介绍各章节内容的存在意义,使学生对课程有全面的、深刻的认识。将各章内容对应划归到机构设计和机械零部件设计的范畴中,强化了章节之间的联系,便于学生全面掌握课程培养目标。

重视实践性,培养学生的科学素质。与理论科学以严谨性和逻辑性见长略有不同,技术科学以实践性和应用性为落脚点,只有学会在实践中运用知识,才能真正掌握好知识,最终在实践中创造知识、发展知识。《机械设计基础》是一门与实践紧密结合的课程,特别是在设计方案结构化的过程中,零件加工的工艺性、零件结构的合理性均与实践经验的积累息息相关,对学生工程素质的培养极其重要。除去传统的实践能力培养方法外,应努力借助计算机技术的发展,通过三维软件实现零件实体模型生成、虚拟装配、运动仿真及干涉检查等演示,以加强对学生科学素质的培养。

尊重客观性,培养学生的科学素质。客观公正、实事求是认识世界是获得正确科学知识的基础。机械系统的传动方案千差万别,常见的有齿轮传动、轮系、带传动和链传动等,而不同传动方式有各自的特点,需根据使用场合和要求进行灵活、合理的配置。授课中客观评价各传动方式的存在意义,对比着它们的功能和作用,才可达到传授的不仅是科学知识,还有科学的态度及合适的设计方法。

(4)利用课堂教学,培养创新意识

创新活动,首先来自于强烈的创新意识。课堂教学,是传授知识的主要场所。在课堂教学中,将培养学生具有鲜明的创新意识和创新能力,作为明确的教学目标。坚持启发性教学,树立人人均能创新的意识,应将以教师为核心的课堂教学,转变为培养学生学会获取知识、学会创新为主的教学,坚持启发性教学、开展课堂讨论,充分调动学生学习的主动性,为学生思考、探索、创新提供最大的空间。在课堂教学中,为了培养学生的创新意识,要有意识地给学生树立人人都能创新的思想意识,需注重培养学生具有良好的发散性思维习惯,如在机构设计中,可选择以欲解决的问题为中心,开展课堂讨论,启发学生运用横向、纵向、逆向、分合、对称等思维方法,考虑所有因素的后果,找出尽可能多的方案,从诸多的方案中,寻找出最佳的一种,以便最有效地解决问题。应尽可能利用实物教学模型和多媒体课件辅助教学,通过增强学生对所学机构、机械的感性认识,进一步激发起创造性思维的能力。通过实物模型让学生动手操作,能有效的帮助与促进学生理解、掌握与应用所学知识,培养学生科学的思维方法与分析解决问题的能力。通过多媒体课件辅助教学,可直观展示和动态模拟机构运动,使学生更容易理解和掌握难点内容,在增强学生对机构、机械感性认识的基础上,开拓其形象思维能力。

通过对《机械设计基础》课程的现状及教学中存在问题分析,从修订人才培养方案及教学大纲、学生学习兴趣与科学素质及创新意识培养、多媒体手段应用等方面探讨。实践表明这些教学举措在激发学生的学习兴趣和提高教学质量、培养学生实际动手能力、创新能力及综合知识运用的能力方面取得了良好的效果。如果能将其余后续专业课课程教学方法同该门基础课程教学模式结合起来,使整体的教学计划形成通畅脉络,学生的思维方式和学习模式将得到进一步巩固和实践,有利于提高学生的创造性思维、形成专业领域的综合的设计能力,能够为进一步培养学生工程实践能力和创新设计能力奠定坚实的基础。

摘要：《机械设计基础》课程的综合性和实践性十分强,不仅要求学生掌握扎实的基础理论知识,还需具备将所学知识应用到工程实践中去的能力。根据《机械设计基础》课程现状及教学中存在问题进行分析,从修订人才培养方案及教学大纲、学生学习兴趣与科学素质及创新意识培养、多媒体手段应用等方面探讨了提高课程教学质量的方式。

关键词：机械设计基础,教学,兴趣,创新

参考文献

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[4]李占奎,刘元林等.机械设计基础课程教学改革的研究与实践[J].教学研究.2008(.02).

篇4：《机械设计基础》课程教学现状分析论文

一、对目前教学现状的分析

1.教材内容繁杂

《机械基础》是中等专业学校机械类专业的一门综合性基础课程,内容繁杂、知识面广,包括了工程力学、机械工程材料、机械零件、常用机构、机械传动、液压传动等多方面的内容。无论从事机械制造或维修,还是使用、研究机械或机器,都要运用这些基本知识。通过该课程的学习,学生可以了解机器的组成;了解构件受力分析、基本变形方式和强度计算方法;了解常用机械工程材料的分类、牌号、性能和应用,明确热处理目的;熟悉通用机械零件和机械传动的能力;初步具有分析一般机械功能和动作的工作原理和特点;初步具有使用和维护一般机械的能力;学会使用标准、规范手册和图册等有关技术资料的方法;从而为学习职业岗位技术形成职业能力打下基础。

2.学生基础较差

随着普高招生规模的日益扩大,职业高中生源严重不足,在招生过程中基本是“照单全收”。职高生在学习、思想、行为习惯、修养等方面都存在较大的缺陷,双差生占了很大的比例。很多学生入学以来,对自己信心不足,缺乏奋斗目标,得过且过,甚至有的家长也未对其提出要求,只要求他们在学校能相安无事。有的学生连基本的学习任务都完成不了,对学习成绩的好坏无动于衷,厌学情绪严重,对自己的前途感到一片渺茫。

3.教学方式陈旧

我国的职业教育虽然有了较快的发展,但某些学校的教学设备依然严重不足,学生实验、实习的机会还很少,教学方法还比较陈旧,对这一综合性很强的专业基础课还是采取传统的教学方法。要学好该课程,必须贯彻理论联系实际的原则,并注意在实验、实习、生产劳动中不断积累经验、思考问题,深化知识,拓宽知识,提高专业素质和能力。

二、采取积极对策

1.对学生进行学习目的性教育,激发学生的学习兴趣

任何人进行任何活动都有一定的原因。学生学习的主动性、积极性,也要有一定的学习目标。一个刚刚初中毕业的学生,也许并不了解机械专业,有的是听从家长的安排,有的是从众心理选择了机械专业。但是,对于教师来说,既然学生选择了机械专业,就要帮助他们树立专业信心,明确学习目的,要让学生有“今日学习不努力,明日努力找工作”的危机感。同时,要激发学生学习的兴趣,让学生了解自己的专业,让他们知道机械对整个国家乃至整个人类的发展起着举足轻重的作用。机械与现实生活密不可分,也是推动社会发展的动力。只有让学生深刻理解机械在人类历史发展的作用和地位,才能使他们明确学习目标,激发起他们学习《机械基础》的兴趣,从而产生学习的动力。

2.在教学中及时补充必备的基础知识

《机械基础》涉及的内容有工程力学、机械工程材料、机械零件、常用机构、机械传动、液压传动等多方面的内容。学生在学习过程中往往感到力不从心,因为要学好《机械基础》必须具有一定的物理、化学、数学、机械识图等基础知识。例如,学习工程力学时,要有一定的物理基础,具备物理中的受力分析知识;学习机械工程材料时,要有一定的化学知识,才能掌握机械材料的性能、作用;学习机械零件时,要有一定的机械识图能力,才能看懂机械零件图;还有许多的计算用到数学知识。由于学生的基础较差,在学习《机械基础》的过程中不能只讲解《机械基础》教材中的仅有知识,还要适当补充讲解这些必要的基础知识,否则学生只能一知半解,很难学好这一学科,甚至对此失去兴趣,放弃该课程的学习,给学习其它机械专业课程带来了很大的困难。

3.利用实物、模型、多媒体等进行直观教学

直观教学,即利用教具作为感官传递物,通过一定的方式、方法向学生展示,达到提高学习的效率或效果的一种教学方式。具体是应用模型、语言的形象描述、图文、挂图法、实物演示、多媒体、现场参观、视频等直观手段组织教学。《机械基础》的教学,可以设立一个理实一体化教室,室内可以有机械陈列、多媒体等。例如,学习“机械零件”时,可以直接通过展示各类机械零件让学生观察、思考,从而理解各机械零件的结构、功能;学习“机械传动”时,可以让学生直接找出链传动、带传动、齿轮传动,从真实的体验中深刻理解各种传动的工原理、结构特点及应用;也可以把学生带入车间,让学生体验各种机械的工作情况。又如,在讲解“拉伸(压缩)时材料的力学性质”时,如果没有试验设备,学生就不知道材料在拉伸、压缩时究竟是如何随着外力的变化而变化的,但如果充分利用多媒体,通过课件的形式表现出来,学生的许多疑惑就会在多媒体课件中找到答案;在讲解“液压传动”时,油泵的工作情况、液体如何流动及各种阀如何动作等,学生很难搞清楚,也很难理解,但如果也制成多媒体课件,学生学习起来就会感到很轻松。

4.利用项目教学法进行改革探索

项目教学法,是师生通过共同实施一个完整的项目而进行的教学活动。目的是在教学中把理论与实践有机地结合起来,充分发掘学生的创造潜能,提高学生分析实际问题、解决实际问题的能力。不再把教师的传递作为教育的惟一目标,也不是简单地让学生按照教师的安排和讲授去得到一个结果,而是在教师的指导下,充分发挥学生的积极性、主观能动性,主动去寻找结果。在寻找结果的过程中,学生增强了信心,提高了学习积极性和实际的操作能力。

近年来,有关项目教学法的文献越来越多,被认为是改革当前职校教学方法的有效手段。笔者也有幸去过德国学习,初步了解了德国的职业教育。在德国,一些州明文规定:项目教学法是职业学校的教学方法之一。项目教学法虽然有着传统教学方法无可比拟的优越性,特别是表现在培养学生的能力上,但项目教学法也是有着必要的条件,对“项目”也有着明确的要求。除了一般文献阐述的条件以外,笔者认为,还必须具备充足的实习设备、高水平的“双师型”教师和主动学习的学生等三个条件,并非所有内容都可采用项目教学法。要根据教材及现有的条件,选取适合的内容作为项目来进行教学,这样才能提高教学效果。

例如,《机械基础》中的“平面连杆机构”,就可作为一个教学项目,让学生进行讨论,最终确定项目的目标和任务,分别完成“曲柄摇杆机构”、“双曲柄机构”、“双摇杆机构”的制作,再由学生制定项目工作计划,确定工作步骤和程序,并最终得到教师的认可,接下来便是分工合作,按照已确立的工作步骤和程序工作。项目完成后,必须组织检查评估,通过对比师生的评价结果,找出结果差异的原因,并弥补不足。学生只要完成了“平面连杆机构制作”这一项目,就能真正掌握教材这一部分内容。在整个过程中,原有的教材、教法,都被彻底打破了,理论和实践紧密地联系在了一起,学生的实践能力可迅速得到提高,从而避免了“填鸭式”的教学模式给学生带来的满头雾水和一脸茫然。这种方法有利于充分调动学生学习的积极性,满足学生的学习欲望,培养学生自主学习、独立分析和解决问题的能力,同时使学生体验到探索、发现、创新的喜悦。在《机械基础》教学中,如果能适当引入项目教学法,就能弥补目前教材、教法的不足,就能理论联系实际,扎扎实实培养学生的能力,从而使学生学好该课程的目标得以实现。

篇5：机械设计基础课程教学基本要求

(机械类专业适用)

课程性质与任务

一、课程设置说明

本课程是机械类专业的专业基础课。该课程在高等专科和高等职业教育专科层次人才培养过程中起着重要的作用。它是学生在已有数学、力学、机械制图等基础理论的条件下，学会运用基本理论分析常用机械传动装置的运动和动力特性，掌握一般机械传动机构的分析和设计的基本方法。为后继专业课的学习打下一个良好的基础。

二、课程性质

机械设计基础是高职高专机械类各专业必修的一门主干专业基础课。

三、课程任务

通过本课程的学习，使学生掌握常用机构及通用零、部件设计的基本理论和基本方法并为学习专业理论知识打下基础。

1．使学生了解常用机构及通用零、部件的工作原理、类型、特点及应用等基本知识。2．使学生掌握常用机构的基本理论及设计方法；掌握通用零、部件的失效形式、设计准则及设计方法。

3．使学生具备机械设计实验和设计简单机械及传动装置的基本技能。

教学基本要求

一、机械设计基础概论

了解机械设计的研究对象和基本要求；机械设计的方法和机械零件设计的步骤；机械设计的标准化、系列化及通用化。

理解机械零件的工作能力和设计准则。

二、平面机构的结构分析

了解机构的组成；运动副的概念及分类。掌握平面机构运动简图的绘制及自由度的计算。

三、平面连杆机构

了解平面四杆机构的基本形式及其演化；机构的加速度分析。理解机构的速度分析；移动副和转动副中的摩擦；自锁、效率的概念。掌握平面四杆机构的运动特点、曲柄存在的条件。会用图解法设计平面四杆机构并进行运动分析。

四、凸轮机构

了解凸轮机构的分类及其应用。

掌握从动件的常用运动规律；凸轮机构基本尺寸的确定。会用图解法、解析法设计盘形凸轮轮廓曲线。

五、间歇运动机构

了解不完全齿轮机构和凸轮式间歇运动机构的原理和用途。理解棘轮机构、槽轮机构的用途及其运动分析。

六、螺纹联接与螺旋传动

了解螺纹和螺纹联接的主要参数、类型、特点及应用；提高螺栓联接强度的措施；滑动螺旋传动；滚动螺旋传动。

理解螺纹联接的预紧和防松 掌握单个螺栓联接的强度计算。

会进行螺栓组联接的结构设计和受力分析。

七、带传动

了解带传动的工作原理；V带和带轮结构；带传动的安装及维护；同步带传动。掌握带传动的工作能力分析；失效形式及设计准则。会设计普通V带传动。

八、链传动

了解滚子链的结构、标准和链轮结构；链传动的布置、张紧与润滑 理解链传动的运动特性 会设计滚子链传动

九、齿轮传动

了解齿轮传动的特点和基本类型；渐开线齿轮的齿廓；渐开线齿轮的加工方法；变位齿轮传动的特点及其应用；常用齿轮材料及其热处理方法；齿轮传动的精度及其选择；齿轮结构设计；齿轮传动的润滑及效率

理解渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动；标准齿轮不发生根切的最少齿数；斜齿圆柱齿轮传动；直齿圆锥齿轮传动。

掌握齿轮啮合基本定律；渐开线标准直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、直齿圆锥齿轮的主要参数及几何尺寸计算；齿轮正确啮合条件及连续传动条件；齿轮的失效形式及设计准则；齿轮传动的受力分析。

会进行齿轮传动的强度计算；标准齿轮传动的设计。

十、蜗杆传动

了解蜗杆传动的类型、特点及应用；蜗杆传动的精度等级、材料与结构、润滑；蜗杆传动的安装和维护。

理解蜗杆传动的主要参数；蜗杆传动的效率；热平衡计算。

掌握蜗杆传动的几何尺寸计算；失效形式及设计准则；蜗杆传动的受力分析 会进行蜗杆传动的强度计算。

十一、齿轮系

了解齿轮系的分类及应用。其它新型齿轮传动装置；减速器。掌握定轴齿轮系、行星齿轮系传动比的计算，并判断从动轮的转向。会识别实际机械中的齿轮系。

十二、轴与轴毂联接

了解轴的类型、作用、材料及其选择；键联接的类型及其选择。掌握轴的结构设计及强度计算；键联接的设计计算。

十三、轴承

了解轴承的功用与类型；滚动轴承的组成、类型、特点、代号；滑动轴承的材料、润滑剂、润滑方法及结构。

理解滚动轴承工作情况分析。

掌握滚动轴承的类型选择、寿命计算；轴承组合结构设计。

十四、其他常用零部件

了解联轴器、离合器的分类、特点及应用场合；弹簧的功用。掌握联轴器的选择计算。

十五、机械的平衡与调速

了解机械速度波动的类型及调节方法；机械平衡的目的和分类；回转件的动平衡。会计算刚性回转件的平衡问题。

十六、课程设计

设计题目：减速器设计

力求包括本课程所学的大部分零、部件。采用单级或双级齿轮减速器。工作量为装配图一张(0号)，零件图两张(2号)，说明书一份。课程设计单独考核、评定成绩。时间为两周。

课程实施说明

一、建议机械类专业本课程理论教学时数为80～100学时，各校可根据本校教学需要对相关内容进行取舍。

二、通用零、部件的讲授和平面机构的讲授，建议采用实践课，安排在陈列室中进行，使学生增强感性知识。

三、机械设计课程是一门实践性较强的课程，应尽量采用模型、教具、CAI课件等教学手段进行教学。

篇6：机械设计基础课程教学大纲

课程名称：机械设计基础 课程代码：INDE3001 英文名称：Fundamentals of mechanical design 课程性质：专业必修课程

学分/学时：3学分/54学时 开课学期：第四学期 适用专业：工业工程

先修课程：机械制图、金工实习、工程材料

后续课程：机械设计课程设计、机电一体化、物流工程 开课单位：机电工程学院 大纲执笔人：杨宏兵

课程负责人：杨宏兵 大纲审核人：王传洋

一、课程性质和教学目标

课程性质：机械设计基础是工业工程专业的一门专业必修课程。本课程是一门综合应用工程制图和工程力学等基础理论知识的技术基础课程，研究常用机构和通用零件的工作原理、结构特点以及它们设计理论与方法，同时介绍相关国家标准和规范，以及某些标准零件的选用原则和方法。

教学目标：机械设计基础是工业工程专业的一门必修专业基础课程，本课程综合应用力学、机械理论和生产知识，解决常用机构及通用零部件的分析和设计问题。使学生掌握各种常用机构的基本特性和设计方法；掌握有关通用零件的工作原理、特点和应用的知识，学会根据具体条件选用零件的类型，并对其强度或工作能力进行简单的校核；了解有关通用零件的维护方法；会初步使用机械零件手册和与本课程有关的标准、规范，设计简单的机械系统，为学生进行机电产品的设计开发、维修维护及其正确操作奠定基础。

本课程的具体教学目标：

1.掌握平面机构的运动简图的绘制方法和自由度的计算方法。熟练掌握铰链四杆机构的曲柄判断方法。掌握凸轮机构、齿轮传动机构、轮系、挠性传动机构的特点、工作原理及其使用场合，掌握齿轮机构的相关参数计算。学会正确选择的键的联结类型。掌握滑动轴承和滚动轴承的工作原理及适用场合。了解联轴器、离合器和制动器的工作原理及特点。

2、掌握平面连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、挠性机构、轴毂等常用机构的设计计算方法和设计步骤。能够正确计算轴承使用寿命并学会正确选择轴承型号。掌握常见螺纹联结的设计方法及螺纹联结的强度校核。

3、基于各种机构的基本特性和设计方法，使用机械零件手册和与本课程有关的标准、规范，能够初步设计一些简单的机械系统。

二、课程教学内容及学时分配（重点内容：；难点内容：∆）

第一章 绪论（3课时）

1.1 机械、机器、机构及其组成 1.2 本课程的内容、性质和任务 1.3 机械设计的基本要求和设计过程 1.4 机械零件的工作能力及其计算准则 1.5 机械零件的载荷、应力和许用应力 1.6 机械零件材料的选用原则 1.7 机械设计的新发展  目标及要求：

1）弄清机器与机构、构件与零件的概念，了解它们的区别和联系；

2）明确机械的基本设计要求，初步理解机械零件的主要失效形式以及强度、刚度、抗磨性、耐热性、振动稳定性等工作能力计算准则；

3）能正确判断零件中应力的循环特性，了解疲劳断裂和疲劳点蚀的产生机理和影响因素；

4）了解机械设计常用材料的选用原则。第二章平面机构的结构分析（4课时）

2.1 运动副及其分类 2.2平面机构运动简图 2.3平面机构自由度计算  目标及要求：

1）了解机构的组成，掌握各种平面运动副的一般表示方法，熟练看懂平面机构运动简图，初步掌握将实际机构绘制成机构运动简图的技能；

2）能识别平面机构运动简图中的复合铰链、局部自由度和最常见的虚约束，正确使用平面机构自由度的计算公式，弄清机构具有确定运动的条件。∆ 第三章平面连杆机构设计（4课时）

3.1 铰链四杆机构基本型式和特性 3.2 铰链四杆机构有曲柄的条件 3.3 铰链四杆机构的演化 3.4平面四杆机构的设计  目标及要求：

1）了解组成铰链四杆机构的各构件的名称，熟悉铰链四杆机构的基本形式、应用和演化，掌握行程速度变化系数、传动角、压力角、死点等的基本概念； 2）能根据四杆机构中存在曲柄的条件，熟练判断出平面四杆机构的基本类型；

3）了解平面四杆机构设计通常采用的作图法、解析法、实验法和图谱法，掌握按行程速度变化系数给定连杆位置和给定两连架杆对应位置设计四杆机构的作图法。∆

第四章

凸轮机构（4课时）

4.1 凸轮机构应用和分类 4.2 从动件常用运动规律 4.3 凸轮轮廓设计 4.4 凸轮机构设计中应注意的问题  目标及要求：

1）了解凸轮机构的组成、分类、特点及应用，掌握凸轮机构从动件常用运动规律的特点以及选择运动规律时应考虑的因素；

2）掌握凸轮机构设计的反转法原理，能根据给定的运动规律设计出各种从动件盘形凸轮的轮廓曲线；∆

3）掌握压力角与自锁的关系，基圆半径对压力角的影响以及滚子半径选择的原则。

第五章 齿轮传动（8课时）

5.1 齿轮传动特点及类型

5.2 齿廓啮合基本定律及渐开线齿廓

5.3 渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称及几何尺寸 5.4 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 5.5 渐开线齿轮的切齿原理和根切现象 5.6 轮齿失效形式及设计准则 5.7 齿轮材料、热处理和许用应力

5.8 直齿圆柱齿轮传动的受力分析和强度计算 5.9 斜齿圆柱齿轮传动 5.10 直齿锥齿轮传动 5.11 蜗杆传动  目标及要求：

1）熟练掌握齿轮传动的特点类型和应用场合； 2）熟练掌握渐开线形成性质； 3）熟练掌握渐开线齿轮正确啮合条件；∆

4）熟练掌握轮齿的受力分析应力分析失效形式与计算准则；∆ 5）掌握齿轮材料的基本要求及材料选用原则； 6）了解齿轮切齿原理根切及变位齿轮的概念；

7）了解齿轮传动强度计算公式中各参数及系数的物理意义对设计的影响及其选择方法；

8）能够熟练进行齿轮传动设计计算；

9）熟练掌握蜗杆传动的几何参数计算及主要参数的合理选择； 10）熟练掌握蜗杆传动分析及其蜗轮转向的判断。第六章

轮系（4课时）

6.1 轮系的分类 6.2 轮系的传动比 6.3 轮系的应用 6.4 减速器  目标及要求：

1）了解各类轮系的组成运动特点和应用； 2）掌握轮系的主要类型；

3）熟练掌握定轴轮系周转轮系和复合轮系传动比计算及主从动轮转向关系的确定，学会判断一个已知轮系属于何种轮系；∆

4）了解减速器的主要类型和特点；了解单级减速器传动比；了解减速器的结构和润滑。

第七章

绕性传动设计（6课时）

7.1 带传动设计 7.2 链传动设计  目标及要求：

1）熟练掌握挠性传动的特点类型和应用场合；

2）熟练掌握传动带的受力分析应力分析失效形式；掌握传动带弹性滑动的性质；

3）熟练掌握传动链的运动分析失效形式；了解挠性传动中各参数对设计的影响及其选择方法。

第八章

间歇运动机构（2课时）

8.1 棘轮机构 8.2 槽轮机构 8.3 其他间歇运动机构  目标及要求：

1）掌握棘轮机构和槽轮机构的组成工作原理特点和应用等基本概念； 2）了解棘轮机构和槽轮机构的主要参数和几何尺寸； 3）一般了解不完全齿轮机构和凸轮式间歇运动机构。第九章 螺纹联接设计（6课时）

9.1 螺纹联接 9.2 螺纹联接设计 9.3 螺旋传动  目标及要求：

1）掌握螺纹的一般知识，如螺纹的类型、圆柱螺纹的基本参数、螺纹连接的基本类型、螺栓连接、螺钉连接、双头螺柱连接和紧定螺钉连接的结构特点及其应用场合，螺纹连接件的类型和国家标准，能根据连接类型正确选用连接件； 2）了解松螺栓连接和紧螺栓连接的概念，螺纹连接预紧与防松的目的、方法，预紧力的大小及其控制，掌握各种螺纹连接防松方法的工作原理、特点和应用场合，能根据具体情况选用合适的防松措施； 3）掌握常见螺纹联接的强度设计方法；∆

4）了解影响螺栓连接强度的因素及提高螺栓连接强度的措施；了解螺旋传动的主要特点及应用场合。第十章

轴的设计（4课时）

10.1 轴的功用和类型 10.2 轴的材料选择 10.3 轴的结构设计 10.4 轴的强度及刚度计算 10.5 轴毂设计  目标及要求：

1）了解轴的功用和类型，轴的常用材料及用途键连接的类型和结构特点； 2）了解轴及轴毂连接设计的基本概念及一般设计过程；

3）掌握轴的结构设计以及轴的强度计算方法，具有初步分析和综合能力。∆ 第十一章

轴承（7课时）

11.1 摩擦状态 11.2 滑动轴承 11.3 滚动轴承

 目标及要求：

1）了解摩擦状态；掌握液体动压润滑的形成机理及其形成的必要条件； 2）了解液体静压润滑的形成机理；了解滑动轴承结构形式和润滑；掌握非液体润滑滑动轴承的材料和参数选择及其设计计算； 3）掌握滚动轴承的结构类型和代号；掌握选择滚动轴承类型的基本方法；掌握滚动轴承寿命计算的基本理论及方法；合理进行滚动轴承结构设计。 第十二章

联轴器、离合器和制动器（2学时）

12.1 联轴器

12.2 离合器

12.3 制动器  目标及要求：

掌握联轴器、离合器和制动器的工作原理及使用场合，学会正确选择常见型号的联轴器。

实验（和课堂教学同步进行）

实验内容

多媒体演示及机械工程陈列室参观；机构运动简图测绘；机械传动方案创新设计综合实验；带传动、齿轮传动实验。

三、教学方法

在教学方式上，根据具体教学内容，综合运用课堂讲授和多媒体演示、课堂讨论、课堂练习、发现学习法和自学指导法，通过引入问题和启发式教学，使学生更加明确教学内容的知识体系，引导学生主动学习，激发内在学习动机，提高课堂的积极性。如在讲授齿轮一章时，可通过多媒体展示齿轮在坦克、赛车、飞机、航母等高端装备的应用动画，提升学生的学习热情和积极性，也能让学生有更加感性和直观的认识和理解。

在教学方法的实际执行过程中，每个教学环节都应具有明确的目的性。教学方法需要根据教学过程中的实际效果、学生对知识点的掌握和应用情况不断改进。教学效果不好、学生对知识点理解程度不高时，应适当调整教学方法，在讲授后续教学内容时，引导学生前后联系，如讲授链传动内容时，可引导学生和前面章节中的齿轮传动、带传动等传动方式的特点及应用场合进行对比。结合前置难点内容进行讨论，强化知识掌握。在学生对知识掌握情况较好情况下，适当提高教学内容的难度，或增加发现学习法和自学指导法，设置具体应用问题，如在螺纹联接设计部分，可引导学生结合生活的螺纹联接观察分析各种类型螺纹联接的适用场合和特点。

四、考核及成绩评定方式

考核方式：闭卷笔试，平时及作业

成绩评定方式：期末考试70%，平时成绩10%，期中考试20%

五、教材及参考书目

教材：

李威，王小群．机械设计基础［M］．北京：机械工业出版社． 参考书目：

[1]

濮良贵，纪名刚.机械设计[M]．北京：高等教育出版社． [2]

杨可祯，程光蕴．机械设计基础[M]．北京：高等教育出版社．

[3]

邱宣怀.机械设计[M]．北京：高等教育出版社． [4]