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1、课程整体教学设计课程名称： 机械基础与创新设计适用专业：机电一体化技术、模具设计与制造编写时间：2016-02-28撰写人：王春艳广州科技贸易职业学院 制第 17 页 共 17 页课程整体教学设计一、课程基本信息课程名称：机械基础与创新设计课程代码：1700399学分：4学时：64学时+1周授课时间：第3学期授课对象：高职机电一体化技术专业二年级学生课程类型：机电一体化技术专业职业能力必修课先修课程: 机械制图与Auto CAD、互换性与机械测量、电力电子技术后续课程: 机械制造技术、数控加工工艺与编程、数控机床结构及应用、数控机床维护与故障诊断二、课程目标设计总体目标：通过课程学习树立正确的
2、设计思想，培养基本设计能力，开发创造性思维和创新能力，要求学生掌握机械系统设计的基础知识和基本技术，熟悉常用机构、常用机械传动及通用零部件的工作原理、特点、应用、结构和标准，掌握常用机构、常用机械传动和通用零部件的选用和基本设计方法，具备正确分析、使用和维护机械的能力，初步具备设计简单机械传动装置和一般通用机械的能力。能力目标：1、能够运用机械基本知识区分机器、机构、构件、零件。2、能够运用静力学知识进行常见构件的受力分析，会判断直杆的基本变形形式。3、能够运用所学知识，完成对常用机构运动特性分析；4、能够正确运用经验公式、合理选择参数，能对所得数据进行简单的处理；5、能够把理论计算与结构设计
3、、结构工艺等结合起来解决设计问题；6、能够运用机构的基本知识解释实际生产及生活中常见的现象。7、能够正确应用标准、手册、图册等有关技术资料；8、能够运用所学机械设计基本知识，完成一些简单机械及传动装置的设计；9、能够分析、处理一般机械运行中发生的问题，且能做到维护一般的机械。10、能够基本达到在无老师指导的情况下，能独立分析机械的组成、运动，能正确使用维护常见机械；知识目标：为机械类产品的设计、制造、维护等提供必要的理论基础。1、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、掌握构件静力分析基本知识。3、掌握通用零部件的失效形式、设计准则与设计方法；4、掌握常用机构及通用
4、机械零件的选用、工作原理和设计的基本方法。5、了解常用机构及通用零部件的维护知识；素质目标：1、具备学习兴趣和创新意识。养成积极思考问题、主动学习的习惯，能保持对生活中机械装置的好奇，领略参与创造活动的美妙，对机械有亲近、探究甚至热衷的情感；2、具备自我学习和信息获取能力。培养较强的自主学习能力，具有对机械工程科学的求知欲，乐于探索生产活动与日常生活中的机械工程问题，乐于探究日常用品或新器件中的机械工作原理，有将机械设计知识应用于日常生活、生产活动的意识，乐于参与观察、实训、制作、调研等科学实践活动，并能利用书籍或网络获得相关信息。3、具备团队协作能力。培养良好的团队合作精神，培养与人合作的能
5、力，有将自己的见解公开与他人交流的愿望，认识到交流与合作的重要性，有主动与他人合作的精神，敢于提出与别人不同的见解，也勇于放弃或修正自己的错误观点；4、具备良好的职业行为和职业素养。培养认真负责的工作态度和严谨细致的工作作风，爱岗敬业，按规章办事，养成实事求是、尊重自然规律的科学态度；5、具备良好的心理素质。培养诚实、守信、坚韧不拔的性格，做到耐心、细心克服困难，解决实际问题。三、课程内容设计序号模块（或项目）名称学时1设计内燃机机构122牛头刨床中的机构分析83自行车中的链传动分析44设计破碎机用电机与减速器之间的V带传动65轮系在钟表中的应用46减速器中各零件的设计和选择307设计圆柱齿轮
6、减速器1周（25学时）合计64学时+1周四、能力训练项目设计本课程主要选择带式运输机中的二级直齿圆柱齿轮减速器的设计作为本课程的贯穿综合训练项目。通过减速器各个零件的设计和选择，培养学生综合分析问题的能力和解决问题的能力。同时，考虑到学生训练的需要和知识的全面性，增加内燃机、牛头刨床、钟表、鄂式破碎机等训练项目作为能力训练的补充。编号能力训练项目名称学时能力目标主要支撑知识训练方式地点结果（可展示）1.1分析内燃机的结构及组成2常用机器、机构、构件、零件的观察、分析和识别能力。a. 机器、机构、构件、零件的概念；b. b.机器总体与局部的关系；c.机器的组成与特征；机器与机构的区别和联系。a.
7、分析内燃机的结构及组成；b.多媒体动画演示常用机器的工作原理，了解更多的机构及零件。实训室及多媒体教室列表归纳原动机、传动方式、主要机构、主要构件和零件1.2绘制单缸内燃机的运动简图2a.能看懂平面机构的运动简图；b.能绘制简单的平面机构运动简图。a.内燃机的运动原理b.平面机构的组成、运动副的概念及各种运动副的表示方法；c.平面机构运动简图的绘制方法。绘制单缸内燃机的机构运动简图实训室及多媒体教室绘制单缸内燃机的机构运动简图1.3内燃机中机构的运动特性分析4a.能够对简单的平面机构运动特性进行分析；b.能设计一些简单的平面连杆机构。a.平面机构的自由度计算及机构具有确定运动的条件；b.平面连
8、杆机构的基本形式及演化；c.机构的运动特性分析方法；d.平面四杆机构的基本设计方法。a.内燃机中导杆机构的自由度分析；b.内燃机中的工作特性分析实训室及多媒体教室a.内燃机中的自由度计算；b.急回特性的设计结果1.4内燃机中凸轮机构的工作特性分析与设计4a.凸轮机构的正确使用和维护能力；b.根据实际生产要求的从动件运动规律利用图解法设计凸轮机构轮廓。a.凸轮机构的组成、分类及应用特点；b.从动件常用运动规律分析及选择原则；c.凸轮的加工方法；d.图解法设计凸轮轮廓的方法；e.反转法设计凸轮轮廓的方法。观察各种凸轮机构实训室及多媒体教室图解法或反转法设计凸轮轮廓曲线图2.1牛头刨床中曲柄导杆机构
9、的分析4a.能识读和绘制常见机构的运动简图；b.能判别简单机构是否有确定的运动；c.能够判断常见平面四杆机构类型，并分析其特性；d.能用图解法设计平面四杆机构。a.运动副及自由度的概念，机构自由度计算及运动确定条件；b.平面四杆机构的类型、演化及应用；c.平面四杆机构的工作特性；d.图解法设计简单的平面四杆机构；a.多媒体动画演示牛头刨床中曲柄导杆机构的运动原理b.媒体动画演示牛头刨床的运动特性实训室及多媒体教室绘制牛头刨床的机构运动简图2.2牛头刨床中间歇运动机构的分析4a.棘轮和槽轮机构的正确使用和维护能力；b.能绘制牛头刨床中机构的运动传递路线。a.间歇运动机构的工作原理、类型和应用；b
10、.棘轮机构和槽轮机构的结构特点。多媒体动画演示棘轮机构和槽轮机构的运动特性和工作原理实训室及多媒体教室分析牛头刨床中间歇运动机构的组成和作用3自行车中的链传动的分析4能对自行车机械简单的维护。a.链传动的特点、应用及主要参数的选择；b.链传动的布置、张紧。拆装自行车实训室及多媒体教室总结自行车的维护知识4设计破碎机用电机与减速器之间的V带传动6a.带传动机构的安装、使用维护能力；b.带传动的工作特性分析；c.带传动机构的设计能力。a.带传动的工作特点；b.V带标准规格；c.弹性滑动、打滑等概念；d.V带传动的设计计算方法；e.V带安装张紧及维护给出某传动机构中带传动的工作条件，设计带传动。实训
11、室及多媒体教室写出带传动的设计过程和设计结果5.1减速器中齿轮机构的工作特性分析与设计10a.具有齿轮机构的安装、使用维护能力；b.能对齿轮机构的工作特性进行分析；c.能根据工作使用要求设计齿轮机构。a.齿轮的形状、参数、尺寸及传动特点；b.齿轮的啮合、安装、传动及加工；c.齿轮的结构与润滑；齿轮的受力及失效分析；d.设计准则及设计计算。a.观察各种齿轮机构的运动过程；b.拆装减速器，了解齿轮的装配情况。实训室及多媒体教室a.总结归纳减速器中齿轮的减速原理、参数、结构、加工方法、润滑方式、写出总结报告；b.给出工作条件设计一对直齿圆柱齿轮。5.2钟表中定轴轮系原理分析、传动比计算及各针的转向关
12、系分析4会分析定轴轮系的传动比及方向的判断。a.轮系的概念及分类；b.定轴轮系的有关计算。给出减速器中的齿轮传动系统及通过项目钟表的组装，计算传动比、分析输出输入轴的关系。实训室及多媒体教室a.能绘制、识读钟表的结构运动简图；b.理解钟表的运动原理；c.能拆卸和组装钟表；d.总结各种轮系的传动比计算及方向判断的方法5.3减速器中蜗杆传动的设计2a.蜗杆传动机构的安装、使用维护能力；b.蜗杆传动机构的工作特性分析；c.蜗杆传动机构的设计能力a.蜗杆传动特性；b.蜗杆传动的类型和应用；c.参数及尺寸计算；d.材料和结构给出设计条件，设计手动蜗杆传动机构实训室及多媒体教室给出蜗杆传动机构的设计过程5
13、.4减速器中各联接件的选用2各种联接类型的选择及结构设计的能力a.螺纹联接的基本形式;b.键联接、销联接的应用范围及特点给出联接的选用过程实训室及多媒体教室写出联接类型选择的总结报告5.5减速器中联轴器的选择、安装与调试2正确选用联轴器及安装、调整的能力联轴器的类型及选用方法给出工作条件，选用联轴器实训室及多媒体教室写出选用联轴器的工作报告5.6减速器中轴承的选择及组合设计2正确选择轴承类型和型号的能力、组合设计及拆装能力a.轴承的最新国家标准；b.轴承类型和型号的选用a.给出工作条件，选用轴承方法；b.轴承的组合设计及拆装。实训室及多媒体教室写出轴承选择和维护保养的总结报告5.7减速器中轴的
14、设计12a.轴的受力分析能力；b.轴的结构设计及强度分析计算能力a.轴的类型和功用；b.轴的选材；c.轴的静力学分析；d.轴的变形分析；e.轴的结构设计及强度计算。给出工作条件，设计轴的结构并进行受力分析、强度分析计算。实训室及多媒体教室给出轴的结构设计、受力分析和强度分析计算结果5.8减速器机械传动装置的总体方案2a.能根据各种要求选择电动机的能力；b.能设计传动装置运动和动力参数计；c.能合理确定传动装置总传动比。能根据设计要求设计合理、经济的传动方案比较各种传动方案的优点、缺点实训室及教室总体方案示意图5.9减速器参数选择和零件尺寸、强度计算5a.能设计减速器内传动零件b.能对箱体尺寸进
15、行合理选择c.能对轴承、联轴器等的选用能根据设计要求综合应用所学的知识实训室及多媒体教室给出设计过程5.10绘制减速器装配图6a.能绘装配图结合前面所学课程，能基本完成装配图的绘制能绘装配图实训室及多媒体教室给出运用CAD软件绘制的装配图5.11绘制减速器零件图6a.能绘制轴的零件b.能绘制箱体零件c.能绘制齿轮零件结合前面所学课程，能基本完成各种零件图的绘制利用手工绘图工具绘制零件图实训室及教室给运用CAD软件绘制的零件图5.12编写设计说明书6能够规范编写设计说明书能规范编写设计计算具体过程，目录及参考文献设计计算具体过程实训室及教室给出基本规范的设计说明书五、课程进度表序号周次学时单元标
16、题主要教学内容教学组织形式作业形式112认识机器a.参观实习工厂，认识各种机构；b.说明本课程的知识目标和能力目标，c.认识多个常用设备，分析常用设备的组成，明确原动机、传动方式及机构、构件和零件的区别；d.学生自己总结机器的共同特征及机器的功能；e.学生模仿分析新设备。班级授课现场参观（有条件的情况下）列表归纳原动机、传动方式、主要机构、主要构件和零件212平面机构的运动简图a.认识常用机构运动简图；b.绘制牛头刨床主运动机构运动简图；分组教学、现场参观（有条件的情况下）绘制牛头刨床的主机构运动简图324内燃机、颚式破碎机中铰链机构的运动特性分析a.简单机构的自由度分析；b.牛头刨床中导杆机
17、构的自由度分析；c.牛头刨床中导杆机构的工作特性分析；d.内燃机中的铰链机构分析。分组教学绘制颚式破碎机机构运动简图434凸轮机构的工作特性分析与设计a.观察各种凸轮机构；b.图解法设计凸轮轮廓曲线图；c.凸轮机构运动设计中应该注意的问题。分组教学设计偏置直动从动件盘形凸轮544间歇运动机构的分析a.间歇运动机构的工作原理、类型和应用；b.棘轮机构和槽轮机构的结构特点。分组教学分析牛头刨床中间歇运动机构的组成及作用654链传动的工作特性分析与设计a.分析自行车中链传动的组成和工作原理；b.链传动的工作特性；c.简单链传动的设计方法。分组教学总结自行车的维护保养及维修知识764带传动的工作特性分
18、析与设计a.给出错误的安装及维护方式，让学生指出错误；b.分析各种参数的变化对V带传动的影响；c.写出带传动的设计过程和设计结果；d.对多种设计结果进行比较，选择最佳方案。分组教学设计破碎机用电机与减速器之间的V带传动872带传动的工作特性分析与设计带传动的工作分析、失效形式、设计准则及带传动的设计计算分组教学设计破碎机用电机与减速器之间的V带传动972齿轮机构的工作特性分析与设计a.齿轮传动的组成、类型及基本要求；b.齿廓啮合基本定律及渐开线齿廓的形成、性质，渐开线齿廓的啮合特性；c.渐开线标准齿轮各部分的名称、尺寸及结构形式。分组教学测定渐开线直齿圆柱齿轮参数1084齿轮机构的工作特性分析
19、与设计a.渐开线标准直齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件、连续运动条件；b.齿轮传动的失效形式、设计准则、齿轮常用材料及选择原则；c.直齿圆柱齿轮传动的受力分析及设计计算分组教学设计减速器中标准直齿圆柱齿轮传动1194齿轮机构的工作特性分析与设计a.斜齿圆柱齿廓曲面的特点、当量齿轮、重合度概念及斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件；b.斜齿圆柱齿轮的主要参数及几何尺寸计算；c.斜圆柱齿轮传动的受力分析及强度计算分组教学设计搅拌机用减速器中单级斜齿圆柱齿轮传动12104轮系传动比计算及转动方向判断a.能绘制、识读钟表的结构运动简图；b.理解钟表的运动原理；c.能拆卸和组装钟表；d.总结各种轮系的传动比计算及
20、方向判断的方法分组教学选配卷扬机卷筒机构中的齿轮齿数13114蜗杆传动机构的设计a.观察各种蜗杆传动机构的结构和运动过程；b.根据蜗杆的发热特点，讨论散热方式；c.给出减速器蜗杆传动机构的设计过程及结论分组教学设计搅拌机用蜗杆减速器中蜗杆传动14124联接部件的选用及结构设计a.螺纹联接的基本形式;b.键联接、销联接的应用范围及特点分组教学设计轴与铸铁轮毂之间的平键联接15132联轴器的选择a.给出工作条件选择正确的联轴器；b.说明选用联轴器的依据，展示结果分组教学联轴器选用的工作报告16132轴承的选择及组合设计a.给出工作条件，写出轴承选择的类型；b.计算轴承的类型；c.维护保养的总结报告
21、分组教学轴承选择和维护保养的总结报告17144轴的设计a.力的基本性质；b.工程中常见的约束；c.平面汇交力系、平面力偶系、平面一般力系；d.材料在拉伸和压缩时的力学性能。分组教学杆的受力分析18154轴的设计a.剪切、挤压和扭转变形；b.弯曲变形特点；c.组合变形的强度计算。分组教学轴的受力分析19164轴的设计a.给出了解轴的结构和其他零件的安装过程；b.给出轴的设计和强度分析计算结果分组教学轴的结构设计和强度分析计算说明书201周2减速器机械传动装置的总体方案设计总体方案示意图分组教学总体方案示意图215减速器参数选择和零件尺寸、强度计算给出设计过程分组教学给出设计过程226绘制减速器装
22、配图给出运用CAD软件绘制的装配图分组教学给出运用CAD软件绘制的装配图236绘制减速器零件图给出运用CAD软件绘制的各类零件图分组教学给出运用CAD软件绘制的零件图246编写设计说明书给出基本规范的设计说明书分组教学给出基本规范的设计说明书六、教学材料教材：机械设计基础李国斌主编.机械工业出版社，2015. 机械设计课程设计手册李国斌主编.机械工业出版社，2015. 根据实际需要写的各种讲义参考资料：1.何克祥主编.机械设计基础与实训.电子工业出版社，2009.2.陈立德主编.机械设计基础.高等教育出版社，2014.3.李正峰,蒋利强主编.机械设计基础.化学工业出版社，2015.4.包玉花,
23、任仕伟,杨翠丽主编.机械设计基础项目化教程,2015.5.史新逸主编.机械设计基础（项目化教程）.化学工业出版社,2012.6.王颖娴，宗一尼主编.机械设计基础.北京理工大学出版社,2010.7.赵亮培主编.机械设计基础. 西安电子科技大学出版社,2010.七、教学组织形式1、分组教学2、班级授课八、考核方案1、学习态度：10分2、组织纪律：10分3、实践考核：50分4、理论考核：30分九、第一次课设计（1）基本情况介绍老师和学生自我介绍；进行各种机构的动态演示，激发同学的学习兴趣；介绍本课程所涉及的主要机构和应用场合；说明本课程的知识目标和能力目标；说明考核方式：考核时间、考核内容、分数分配
24、、计分方法；告知采用的教材、参考资料；（2）参观实习工厂，初步认识各种机构（3）进入教学主题介绍机械行业及相关领域里的岗位设置，了解自己将来所从事的职业与本课程的关系，明确学习目的；认识多个常用机械，分析常用机械的组成，明确原动机、传动方式及机构、构件和零件的区别；学生自己总结机器的共同特征及机器的功能；学生模仿分析新机械，指出原动机、传动方式，列出主要机构、主要构件和零件等；布置学习任务（以自己最熟悉的机械设备为列，指出原动机、传动方式，列出主要机构、主要构件和零件）（4）总结本课程主要讲授机械设备的组成及功能，了解原动机、传动方式、区别机构、构件和零件。学生对常用机械设备是否了解是以后学习的基础。十、需要说明的其它问题