1.课程目标
(1)知识目标:掌握小型机械装置的基本要求、设计方法、流程和步骤;掌握传动系统与运动方案设计方法;掌握原动机的选择和总体设计参数计算方法;掌握传动装置设计的基本技能、装配图和零件图的设计与绘制技能;掌握设计说明书规范、标准、职业工程师职业素养的基本要求。
(2)能力目标:具有小型机械装置功能分析、功能分解、功能表达和求解的能力;设计实现同样功能的其他可替代设计方案的能力;能够把握结构设计的合理性、根据实际工况或者遇到设计问题能够找到最优的修改方案、整体把握机器各零部件之间的关联,包括各尺寸结构的协调、安装与拆卸的工艺性等。能够制定机械零部件制造工艺;具有自学研究、独立思考、深入钻研的综合创新能力和设计表达能力。
(3)素质目标:具有自主学习习惯与能力、较强的沟通表达、团队协作精神,树立以创新驱动建设制造强国的信念,激发责任与担当意识,培育求真务实、吃苦耐劳、艰苦奋斗的职业素养和攻坚克难、精益求精、追求卓越的大国工匠精神。
2.课程内容
(1)理论知识:绪论;传动方案的分析和拟定;原动机的选定与传动比;动力参数计算;传动件设计与箱体结构设计;标准件的选取与计算;箱体及附件设计;装配图与零件;行业发展、标准与安全;工程师的职业素养。
(2)产品实物讲解:齿轮结构;减速器介绍;箱体结构;箱体附件认识。
(3)典型问题分析:装配草图主要问题分析;箱体结构设计注意事项;装配图绘制常见错误;轴系结构设计典型错误分析。
(4)课程思政:从中国现代机械和工程师的职业素养,引出大学生的责任与担当;从螺栓产品设计失效引发安全事故,强化机械设计安全意识;从方案设计树立创新思维与创新设计观;由齿轮传动和装配图结构设计连接个人与团体、个人价值与社会价值实现,精益求精的工匠精神。
3.课程沿革及特色
本课程是国家一流在线课程《机械设计》后续的实践部分,配套教材是江苏省重点教材《机械设计综合训练》,本教学团队为江苏省青蓝优秀教学团队、校优秀教学团队,团队教师获国家精品课程1项(国家一流在线课程)、江苏省一流线上线下混合课程1项、江苏省本科教学成果奖2项,编写出版教材5部。团队教师指导学生获江苏省大学生机械创新设计大赛等省级奖励12项,江苏省优秀本科毕业设计3项。
课程注重“产品、设计、素养”三位一体,以典型机械装置设计为主线,将理论知识、行业标准和安全融入课程中,建设了融合各类设计手册、实验数据、图表的数字化教学资源库,为学生逐步展示产品设计的方法和过程,培养学生创新和精益求精的工匠精神。精心设计了39个知识点讲解视频,4个产品实物讲解视频,5个课程思政视频。同时辅以微视频课间提问(每3~4分钟设置1个)、随堂测试、单元作业、单元测试、期末考试、互动讨论等随时评价学习情况,提供课件。
通过本课程学习,使学生系统掌握通用机械装置的设计方法和步骤,具有产品功能分析与表达、建模和求解的能力,体会机械工程装备多领域、多维度的复杂工程问题,建立现代机械行业发展大局观,树立创新思维和精益求精的设计观,全面了解机械工程职业素养及要求,树立正确的人生观、价值观和社会责任感,建立做一个合格的机械工程师的目标。
1、 绪论
1.1 课程设计的性质
1.2 树立正确的课程设计观
1.3 课程设计任务
1.4 工程师的职业素养
1.5 数字设计手册资源—课程设计观
第一单元 作业
第一单元 知识点测试
工程师职业素养测试
2、 方案设计与总体设计
2.1 传动方案的分析和拟定
2.2 原动机的选定与传动比
2.3 机械传动系统运动和动力参数的计算
2.4 数字化设计手册资源—传动方案与原动机
第二单元作业
第二单元 知识点测试
创新设计测试
3、带传动设计
3.1 V带传动的设计计算
3.2 带传动参数调整
3.3 带轮结构设计
3.4 数字化资源设计手册—带传动
第三单元 知识点测试
第三单元 作业
4、齿轮传动设计
4.1 齿轮传动的受力分析
4.2 齿轮传动参数计算
4.3 齿轮结构设计
4.4 数字化资源设计手册—齿轮
个人与团队测试
第四单元 作业
第四单元 知识点测试
5、绘制装配草图
5.1 传动件与箱体结构设计
5.2 轴承的选取与寿命计算
5.3 轴的结构设计
5.4 键的设计
5.5 装配草图
5.6 数字化资源设计手册—箱体与传动件
第五单元作业
工匠精神测试
第五单元 知识点测试
6、装配图与零件图绘制
6.1 箱体、箱盖、附件设计
6.2 装配图
6.3 零件图
6.4 数字化资源设计手册—装配图与零件图
第六单元 作业
第六单元 知识点测验
个人价值与社会价值测试
学习本课程前应先修高等数学、机械制图、理论力学、材料力学、工程材料、制造技术基础、机械原理等课程。若在本课程学习过程中需要学习上述先修课程,可从下列链接中选择:
机械设计
江苏科技大学 https://www.icourse163.org/learn/JUST-1206794818?tid=1463222452#/learn/score
机械制图
江苏大学https://www.icourse163.org/course/UJS-1001755183
理论力学
哈尔滨工业大学 https://www.icourse163.org/course/HIT-1001516003
西北工业大学 https://www.icourse163.org/course/NWPU-1001955002
材料力学
西南交通大学 https://www.icourse163.org/course/SWJTU-305001
东北大学 https://www.icourse163.org/course/NEU-1001862003
工程材料与制造基础
山东大学https://www.icourse163.org/course/SDU-306001
制造技术基础
西北工业大学 https://www.icourse163.org/course/NWPU-1001813005
机械原理
西北工业大学 https://www.icourse163.org/course/NWPU-20007
北京航空航天大学 https://www.icourse163.org/course/BUAA-238004
1、《机械设计综合训练》,朱永梅,王明强主编,科学出版社,2020年8月第四版
2、《机械设计》,濮良贵主编,高等教育出版社,2019年5月第10版
3、《机械设计学习与考试指导》,王明强主编,哈尔滨工程大学出版社,2010年6月第2版
4、《机械设计》,邱宣怀 郭可谦 编著,高等教育出版社,2007年8月第4版
5、《机械设计禁忌1000例》,吴宗泽等,机械工业出版社,2011年4月第三版
Q1:“机械设计课程设计”和“机械设计”是一门课吗?
A1:不是一门课。“机械设计”是理论课,主要讲授单个通用零部件的设计原理、方法和强度校核。“机械设计课程设计”是实践课,面向的是小型机械装置的设计,不仅涉及通用零、部件的结构设计,还要进行机械传动系统设计、动力学分析,确定各个零部件的相互位置关系,满足产品的功能和强度寿命要求,最后通过装配图、零件图和设计说明书表达设计成果。
Q2:“机械设计课程设计”这门课程如何学习?
A2:(1)把握机械装置设计的主线,即要时刻贯穿“产品的功能→传动方案的分析和拟定→原动机的选定与传动比→运动参数计算→传动件的结构设计→装配(草)图→零件图→设计说明书”这一主线,无论设计何种机械装置,均以此主线为纲,则便于入门、便于掌握。
(2)要强调边计算、边画图、边修改。必须根据实际情况,注意公式的使用条件和范围,及时发现问题,避免零件相互干涉现象。
(3)绘制出表达正确、合理、清晰的机械装置装配图、零件图;熟练、正确、合理标注装配图尺寸和配合要求、合理标注零件图尺寸和加工要求;制定零件图有关技术要求,规范填写明细栏和标题栏。
Q3:“机械设计课程设计”的教学模式?
A3: 本课程采用线上线下混合的教学模式,包括线上资源导学和线下课堂教学实践,建立与理论课相匹配和优化的教学进程与教学模式。
Q4:“机械设计课程设计”的进度如何安排?
A4: 在机械设计理论课绪论内容后,布置课程设计任务;机械系统的设计约束后,进行方案设计和总体设计的线上导学;传动件理论学习后,进行带传动和齿轮的设计实践线上导学;轴系内容结束后,开始进行线上线下混合的课程设计实践,完成后续内容。
Q5: 课程设计在哪里进行?
A5: 方案设计和总体设计、传动件参数计算等内容线上导学部分无地点要求,装配草图绘制至设计任务完成,在固定的绘图教室进行。