《机械设计基础》教学大纲课程名称：机械设计基础课程类别（必修/选修）：必修课程英文名称：FundamentalsofMechanicalDesig其中实验/实践学时：6总学时/周学时/学分：48/3/3先修课程：高等数学、普通物理、机械制图、理论力学等后续课程支撑：相关设备设计课程等授课时间：[2，4-18]周一5-7节(2021金属2)，周二5-7节(2021授课地点：6B-304(2021金属2)，6B-301(2021金属1)金属1)授课对象：2021级金属材料1、2班开课学院：材料科学与工程学院任课教师姓名/职称：田君/教授答骚时间、地点与方式：1.每次上课的课前、课间和课后，采用一对一的问答方式：2.每次发放作业时，采用集中讲解方式：3.分散随机答疑：通过电话、电子邮件、99等进行答疑。课程考核方式：开卷（）闭卷（）课程论文（）其它（）使用教材：《机械设计基础》，王立涛、田君、李兵编，华中科技大学出版社，2013，12（2021.7重印）。教学参考资料：《机械设计基础》，杨可桢、程光蕴、李仲生编，高等教育出版社，2013，第6版。孙桓主编。《机械原理》（第8版）高等教育出版社，2016年郭瑞峰编。《机械设计基础·导教·导学·导考》，西北工业大学出版社，2012。郭维林等.《机械设计同步辅导及习题全解》中国水利水电出版社，2012年。课程简介：《机械设计基础》是一门培养学生具有一般机械设计基本知识的技术基础课。本课程主要介绍一般机械中的常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本的设计理论和计算方法，同时拒要介绍与本课程有关的国家标准和规范。在教学过程中综合运用先修课程中有关的知识与技能，结合各实践环节进行工程技术人员所需的基本训练，为学生日后的工作打下良好的基础。1
1 《机械设计基础》教学大纲 课程名称： 机械设计基础 课程类别（必修/选修）：必修 课程英文名称：Fundamentals of Mechanical Design 总学时/周学时/学分：48/3/3 其中实验/实践学时：6 先修课程： 高等数学、普通物理、机械制图、理论力学等 后续课程支撑：相关设备设计课程等 授课时间： [2，4-18]周一 5-7 节(2021 金属 2)，周二 5-7 节(2021 金属 1) 授课地点：6B-304(2021 金属 2)，6B-301(2021 金属 1) 授课对象： 2021 级金属材料 1、2 班 开课学院： 材料科学与工程学院 任课教师姓名/职称： 田君/教授 答疑时间、地点与方式：1. 每次上课的课前、课间和课后，采用一对一的问答方式；2. 每次发放作业时，采用集中讲解方式；3. 分散随机答疑：通过 电话、电子邮件、qq 等进行答疑。 课程考核方式：开卷（）闭卷（√）课程论文（）其它（ ） 使用教材：〈机械设计基础〉，王立涛、田君、李兵编，华中科技大学出版社，2013，12（2021.7 重印)。 教学参考资料：《机械设计基础》，杨可桢、程光蕴、李仲生编，高等教育出版社，2013，第 6 版。 孙桓主编.《机械原理》（第 8 版）.高等教育出版社，2016 年. 郭瑞峰编.《机械设计基础·导教·导学·导考》，西北工业大学出版社，2012。 郭维林等. 《机械设计同步辅导及习题全解》.中国水利水电出版社，2012 年. 课程简介：《机械设计基础》是一门培养学生具有一般机械设计基本知识的技术基础课。本课程主要介绍一般机械中的常用机构和通用零件的工作原理、 结构特点、基本的设计理论和计算方法，同时扼要介绍与本课程有关的国家标准和规范。在教学过程中综合运用先修课程中有关的知识与技能，结合各 实践环节进行工程技术人员所需的基本训练，为学生日后的工作打下良好的基础
课程教学目标及对毕业要求指标点的支：单业要求课程教学目标支撑毕业要求指标点目标1（知识目标）：1-3掌握电工、金工、制图和机械相关1.工程知识：能够运用数学、自然科学、工程基础1.掌握一般机械中的常用机构和通用零件的工作原理、工程技术知识：具有运用相关工程技术和金属材料专业知识用于解决金属材料工程专业结构特点、基本的设计理论和计算方法：知识解决复杂工程问题的能力。领域的复杂工程问题。2.熟悉与本课程有关的国家标准和规范。目标2（能力目标）2.问题分析：能够应用数学、自然科学和工程科1.具有使用和维护机械设备的能力：2-2掌握运用专业基础知识分析金属材学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析2.具有运用标准和规范、设计手册以及查阅有关资料进料工程问题的能力：金属材料领域的复杂工程问题，以获得有效结论。行设计简单机械传动装置的能力。目标3（素质目标）5.使用现代工具：能够针对金属材料的设计、制5-2能够应用现代工程工具和信息技1.培养学生具有主动参与、积极向上、崇尚科学、备、加工等问题，开发、选择与使用恰当的技术、术工具，对金属材料制备、加工领域复探究科学的学习态度和思想意识：资源、现代工程工具和信息技术工具，对金属材料杂工程问题进行预测与模拟，并能够理2．养成理论联系实际、科学严谨、认真细致、实事求是的工程领域复杂问题进行预测与模拟，并能够理解其解其局限性。局限性。科学态度和职业道德。理论教学进程表支撑教学棋式周次教学主题授课教师学时数教学内容（重点、难点、课程思政融入点）课程教学方法作业安排线下/溜合式目标2田君目标1线下教学重点：机构、机械等概念、机构简图绘制绪论、机构简图课堂讲授与22
2 课程教学目标及对毕业要求指标点的支撑： 课程教学目标 支撑毕业要求指标点 毕业要求 目标 1（知识目标）： 1. 掌握一般机械中的常用机构和通用零件的工作原理、 结构特点、基本的设计理论和计算方法； 2. 熟悉与本课程有关的国家标准和规范。 1-3 掌握电工、金工、制图和机械相关 工程技术知识；具有运用相关工程技术 知识解决复杂工程问题的能力。 1. 工程知识：能够运用数学、自然科学、工程基础 和金属材料专业知识用于解决金属材料工程专业 领域的复杂工程问题。 目标 2（能力目标） 1. 具有使用和维护机械设备的能力； 2. 具有运用标准和规范、设计手册以及查阅有关资料进 行设计简单机械传动装置的能力。 2-2 掌握运用专业基础知识分析金属材 料工程问题的能力； 2．问题分析：能够应用数学、自然科学和工程科 学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析 金属材料领域的复杂工程问题，以获得有效结论。 目标 3（素质目标） 1. 培养学生具有主动参与、积极向上、崇尚科学、 探究科学的学习态度和思想意识； 2. 养成理论联系实际、科学严谨、认真细致、实事求是的 科学态度和职业道德。 5-2 能够应用现代工程工具和信息技 术工具，对金属材料制备、加工领域复 杂工程问题进行预测与模拟，并能够理 解其局限性。 5．使用现代工具：能够针对金属材料的设计、制 备、加工等问题，开发、选择与使用恰当的技术、 资源、现代工程工具和信息技术工具，对金属材料 工程领域复杂问题进行预测与模拟，并能够理解其 局限性。 理论教学进程表 周次 教学主题 授课教师 学时数 教学内容（重点、难点、课程思政融入点） 教学模式 线下/混合式 教学方法 作业安排 支撑 课程 目标 2 绪论、机构简图 田君 2 重点：机构、机械等概念、机构简图绘制 线下教学 课堂讲授与 目标 1
方法小组讨论难点：机器种类、特征、组成，理解并掌握机构简图绘制方法线下教学1.习题：2.课程思政课程思政融入点：介绍机械学科发展过程作业：要求学生每人课堂讲授与目标2至少阅读两篇与机历代伟人的互大贡献·培养学生的爱国精小组讨论神·械产品发展有关的文章或书籍。目标1重点：局部自由度、复合铰链、虚约束：43习题田君线下教学讲授平面机构自由度目标2难点：理解并掌握机构自由度的计算重点：曲柄存在条件、急回特性、传动角等概念：习题思政作业：阅难点：理解并掌握曲柄存在条件、急回特目标1田君讲授3.线下教学读建国来我国机械6平面连杆机构性、传动角等概念工业取得的成就。课程思政融入点：结合机械产品设计的多样性，让学生树立敢于创新和求实精神。目标1重点：四杆机构的几何设计方法。37田君讲授习题平面连杆机构线下教学目标2难点：理解并掌握四杆机构的几何设计重点：凸轮机构应用类型、常用推杆运动规律及其特点：目标13田君讲授习题凸轮机构线下教学8难点：理解并掌握凸轮机构应用类型、常用推杆运动规律及其特点3
3 方法 难点：机器种类、特征、组成，理解并掌 握机构简图绘制方法 小组讨论 1 课程思政融入点：介绍机械学科发展过程， 历代伟人的巨大贡献，培养学生的爱国精 神。 线下教学 课堂讲授与 小组讨论 1.习题；2.课程思政 作业：要求学生每人 至少阅读两篇与机 械产品发展有关的 文章或书籍。 目标 2 4 平面机构自由度 田君 3 重点：局部自由度、复合铰链、虚约束； 难点：理解并掌握机构自由度的计算 线下教学 讲授 习题 目标 1 目标 2 6 平面连杆机构 田君 3 重点：曲柄存在条件、急回特性、传动角 等概念； 难点：理解并掌握曲柄存在条件、急回特 性、传动角等概念 课程思政融入点：结合机械产品设计的多 样性，让学生树立敢于创新和求实精神。 线下教学 讲授 习题思政作业：阅 读建国来我国机械 工业取得的成就。 目标 1 7 平面连杆机构 田君 3 重点：四杆机构的几何设计方法。 难点：理解并掌握四杆机构的几何设计 线下教学 讲授 习题 目标 1 目标 2 8 凸轮机构 田君 3 重点：凸轮机构应用类型、常用推杆运动 规律及其特点； 难点：理解并掌握凸轮机构应用类型、常 用推杆运动规律及其特点 线下教学 讲授 习题 目标 1
课程思政融入点：讲述凸轮机构在自动化中的应用历史，我国自动化领域在世界经济发展中所处的较孵地位，激化同学们的努力为中华民族腾飞的学习热情。重点：啮合定律、渐开线的形成及特性：目标13讲授习题齿轮机构田君难点：理解啮合定律、渐开线的形成及特线下教学9性重点：开线齿轮的啮合传动、渐开线齿轮切齿原理：目标1讲授田君习题齿轮机构3线下教学10难点：理解渐开线齿轮的合传动、渐开线齿轮切齿原理置点：轮系类型和应用：定轴轮系及其传目标13轮系田君动比的计算；能理解轮系类型和应用：线下教学讲授习题11难点：掌握定轴轮系及其传动比的计算置点：螺纹标准：主要几何参数：目标13田君讲授连接线下教学习题12难点：主要几何参数重点：齿轮失效难点：齿轮材料及热处理、齿轮传动精度课程思政融入点：讲述齿轮传动在各种机动设备中应用的重要性，而齿轮材料性能目标1讲授齿轮传动田君3线下教学习题13好坏又对齿轮应用有相当重要的影响，激励同学们学习好材料专业，将来发明更好更先进的材料应用在齿轮上，从而提升齿轮的应用性能，较大地提高我国机械设备4
4 课程思政融入点 ：讲述凸轮机构在自动化 中的应用历史，我国自动化领域在世界经 济发展中所处的较弱地位，激化同学们的 努力为中华民族腾飞的学习热情。 9 齿轮机构 田君 3 重点：啮合定律、渐开线的形成及特性 ； 难点：理解啮合定律、渐开线的形成及特 性 线下教学 讲授 习题 目标 1 10 齿轮机构 田君 3 重点：渐开线齿轮的啮合传动、渐开线齿 轮切齿原理； 难点：理解渐开线齿轮的啮合传动、渐开 线齿轮切齿原理 线下教学 讲授 习题 目标 1 11 轮系 田君 3 重点 ：轮系类型和应用；定轴轮系及其传 动比的计算；能理解轮系类型和应用； 难点 ：掌握定轴轮系及其传动比的计算 线下教学 讲授 习题 目标 1 12 连接 田君 3 重点 ：螺纹标准；主要几何参数； 难点 ：主要几何参数 线下教学 讲授 习题 目标 1 13 齿轮传动 田君 3 重点：齿轮失效 难点：齿轮材料及热处理、齿轮传动精度 课程思政融入点 ：讲述齿轮传动在各种机 动设备中应用的重要性，而齿轮材料性能 好坏又对齿轮应用有相当重要的影响，激 励同学们学习好材料专业，将来发明更好 更先进的材料应用在齿轮上，从而提升齿 轮的应用性能，较大地提高我国机械设备 线下教学 讲授 习题 目标 1
的传动性能。目标1重点：带传动的受力及应力分析田君3讲授习题带传动线下教学14难点：带传动的弹性滑动和传动比重点：轴的类型及应用：目标1轴3讲授田君线下教学习题15难点：轴的结构设计重点：滚动轴承的基本类型和特点：滚动轴承寿命计算目标13田君讲授习题滚动轴承线下教学16难点：掌握滚动轴承的基本类型和特点：滚动轴承寿命计算目标1期末考试复期末考试复目标23田君期末考试复习期末考试复习期末考试复习18习习目标3合计42实践教学进程表支撑课项目类型（验证/综合教学周次学时授课教师实验项目名称教学内容（重点、难点、课程思政融入点）/设计)方式程目标机构运动简图的测绘、机构自由度计算、机构实验，1人一运动确定性判断：能正确测绘出机构运动简组，须完成实图：掌握机构自由度计算方法，并正确进行机机构运动简图的测绘和构运动确定性判断验预习报告、田君目标13综合5分析实验报告。实课程思政融入点：要求学生处理实验数据必须验报告须有详坚持实事求实、严谨的科学态度：要求学生实细的实验记录验过程中主动思考理论原理，在实验过程中去5
5 的传动性能。 14 带传动 田君 3 重点：带传动的受力及应力分析 难点：带传动的弹性滑动和传动比； 线下教学 讲授 习题 目标 1 15 轴 田君 3 重点：轴的类型及应用； 难点：轴的结构设计 线下教学 讲授 习题 目标 1 16 滚动轴承 田君 3 重点：滚动轴承的基本类型和特点；滚动 轴承寿命计算 难点：掌握滚动轴承的基本类型和特点； 滚动轴承寿命计算 线下教学 讲授 习题 目标 1 18 期末考试复习 田君 3 期末考试复习 期末考试复 习 期末考试复 习 期末考试复习 目标 1 目标 2 目标 3 合计 42 实践教学进程表 周次 实验项目名称 授课教师 学时 教学内容（重点、难点、课程思政融入点） 项目类型（验证/综合 /设计） 教学 方式 支撑课 程目标 5 机构运动简图的测绘和 分析 田君 3 机构运动简图的测绘、机构自由度计算、机构 运动确定性判断；能正确测绘出机构运动简 图；掌握机构自由度计算方法，并正确进行机 构运动确定性判断 课程思政融入点：要求学生处理实验数据必须 坚持实事求实、严谨的科学态度；要求学生实 验过程中主动思考理论原理，在实验过程中去 综合 实验，1 人一 组，须完成实 验预习报告、 实验报告。实 验报告须有详 细的实验记录 目标 1