《机械设计与制造技术基础》教学大纲（本科）.docx

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1、机械设计与制造技术基础教学大纲课程英文名Fundamentals of Machine Design and Manufacturing课程代码N0301ZF6学分3总学时48理论学时42实验/实践学时6课程类别专业基础课课程性质选修课先修课程工程制图、工程材料等适用专业知识产权等开课学院机电工程学院执笔人审定人制定时间2020年12月一、课程的地位与任务（一）课程地位机械设计与制造技术基础包括机械原理、机械零件设计、机械制造三部分内容，主 要研究机械中常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本设计方法与机构零件的常用 制造加工方法，是知识产权等非机械专业本科生必修的学科基础课程。（二）课程

2、目标1 .掌握常用机构、机械零件与机械结构的工作原理、特点、功能、应用。2 .掌握常用机构、机械零件与机械结构的基本设计理论与设计方法。3 .具备初步运用手册设计机械传动装置和简单机械的能力。4 .了解先进制造技术和方法，了解机械加工工艺过程的基本概念，初步掌握机械加工工 艺规程制定方法。5 .结合课程学习，明确学习目标，端正学习态度，树立正确的人生观。二、课程目标达成的途径与方法以课堂教学为主，实验教学为辅。1 .课堂教学主要讲解机械设计基础绪论、平面机构的自由度、平面连杆机构、凸轮机构、 齿轮机构、轮系、机械零件设计概论、联接、齿轮传动、蜗杆传动、带传动和链传动、轴和 滚动轴承；讲解机械制

3、造基础绪论、切削过程及其控制、机械制造中的加工方法及装备、机 械加工质最及其控制、工艺规程设计、机床夹具设计和机械制造技术的新发展。通过理论和 实例的讲解，使同学们更好地熟悉或掌握机械设计和机械制造的原理、方法和应用，提高学 生对机械设计与制造技术的热爱和深入学习的兴趣。课堂教学尽量引入互动环节，使同学们 能更好地融入课堂教学，提高教学效果。2 .实验教学主要通过学生进行观察、测定和绘制，培养学生熟练运用所学知识的能力、 收集和提炼信息的能力以及解决实际问题的能力，为后续设计奠定基础。三、课程目标与相关毕业要求的对应关系课程目标课程目标对课程归属专业毕业要求的支撑程度毕业要求1毕业要求24齿轮

4、减速箱测绘和分析 实验2了解齿轮减速箱结构、工 作原理。通过观察掌握齿 轮减速箱结构、 组成、工作原理验证必做5轴系结构分析实验2掌握轴系统结构与特点通过观察掌握轴 系统结构与特点验证选做6机构创新设计实验4自行设计实验方案，采用 一种或几种机构的组合，通过动手试验， 设计机械装置设计选做注：1.实验性质指演示性、验证性、设计性、综合性等；2.实验类别指必做、选做等。七、考核方法及成绩评定考核内容考核方式评定标准（依据）占总成绩比例过程考核含到课率、平时作业、实验等点名记录、作业完成质量 和实验报告质量30% （其中实验占10%）期末考核闭卷卷面成绩70%考核类别考查成绩登记方式百分制八、推荐

5、教材与主要参考书推荐教材1杨可桢，程光蕴,李仲生，钱瑞明.机械设计基础（第七版）.北京高等教育出版社:2020.72于骏一，邹青.机械制造技术基础（第2版）.北京:机械工业出版社，2009.23陈秀宇.机械设计基础（第二版）.:浙江大学出版社:1999.74张世昌，李旦.机械制造技术基础.北京:高等教育出版社，2001.8主要参考书I袁绩乾，李文贵.机械制造技术基础.北京:机械工业出版社,20012倪小丹，杨继荣.机械制造技术基础.北京：清华大学出版社，2007.33程光蕴主编.机械设计基础学习指导书（第三版）.北京：高等教育出版社，19964 （美）荷马D 爱克哈德著.机器与机构设计（英文版

6、）.北京：机械工业出版社，20025钱向勇.机械原理与机械设计实验指导书.:浙江大学出版社,2005-9课程目标1HL课程目标2HL课程目标3HH课程目标4HL注：1.支撑强度分别填写H、M或L （其中H表示支撑程度高、M为中等、L为低）；2.毕业要求须根据课程所在专业培养方案进行描述。四、课程主要内容与基本要求1.机械设计基础部分知识点主要内容基本要求第。章机械设计基础绪论我国及发达国家机械设计与制造行业的发展现状L1机械、机器、机构、构件、零件等区别与联系L2本课程的主要研究内容和机械设计的基本要求和一般过程L1第1章平面机构的自由度运动副的概念及其分类L2机构运动简图的绘制L2平面机构自

7、由计算公式的推导过程与平面机构自由度计算L3复合较链、局部自由度、虚约束定义以及计算自由度时的 注意事项L2速度瞬心的定义及简单应用L2第2章平面连杆机构平面较链四杆机构的类型、组成、特点与应用L2连杆机构的四个主要特性：四杆机构有整转副的条件、急 回运动；死点位置；压力角和传动角L3平面四杆机构的设计方法L3导杆机构、摇块机构、定块机构、偏心轮机构的性质、特 点及应用L1第3章凸轮机构凸轮机构的应用和类型L1凸轮从动件的常用运动规律L1压力角与凸轮机构尺寸、作用力的关系L2凸轮轮廓的设计方法，能够正确画出凸轮压力角、推程运 动角、回程运动角、基圆、远休止角、近休止角。L3第4章齿轮机构齿轮机

8、构的特点与类型L1齿廓实现定角速比传动的条件L2渐开线齿廓的五个重要性质L2齿轮各部分名称L2渐开线标准齿轮的基本尺寸计算和渐开线标准齿轮的正 确、连续、无侧隙啮合条件L3重合度的概念L1渐开线齿轮的切齿原理L2齿轮根切、最少齿数及变位齿轮的概念L1斜齿轮、锥齿轮的基本特点L2第5章轮系定轴轮系传动比的计算L3周转轮系的传动比计算L3复合轮系传动比的计算L3轮系的应用L1第9章机械零件设计概论机械零件设计计算的共性问题L1机械零件强度、接触强度L1机械零件的磨损类型L1机械制造中常用材料的性质及使用场合L2第10章联接螺纹的基本参数L2螺旋副的受力分析、效率和自锁L3常用的螺纹类型与螺纹联接基

9、本类型L1螺纹联接预紧及防松措施L2螺栓联接的强度计算L3提高螺栓联接强度的措施L2螺旋传动L1键联接和花键联接、销联接L1第11章齿轮传动齿轮的失效形式、失效原因L2齿轮传动的精度L1圆柱齿轮传动的受力分析（直齿、斜齿、锥齿）L3直齿圆柱齿轮传动的齿面接触强度的计算L3直齿圆柱齿轮传动的齿根弯曲强度的计算L3斜齿轮、锥齿轮传动强度设计L3齿轮的基本构造L1齿轮传动的润滑和效率L1第12章蜗杆传动蜗杆传动的特点和类型L1蜗杆传动的主要参数和几何尺寸L2蜗杆传动的失效形式、材料、结构L2蜗杆传动的受力分析与强度计算1.3蜗杆传动的效率、润滑和热平衡L1第13章带传动和链传动带传动的类型和应用L1

10、带传动的受力分析L3带的应力分析L3带传动的弹性滑动和打滑的区别L1普通V带的计算L2链传动的特点和应用L1第14章轴轴的分类及功用L2轴的材料L1轴的结构设计与强度计算L3第16章滚动轴承滚动轴承的基本类型和特点L1轴承的代号1.3轴承的选择计算L3滚动轴承的润滑和密封L2滚动轴承的组合设计L32.机械制造基础部分基本要求：L1-理解，L2-掌握，L3-熟练掌握第1章 机械制造基础绪论第2章切削过程及其控制机械制造业发展现状、发展趋势及在国民经济中的地位L1本课程的内容、特点和学习方法L1生产类型、工艺过程特点、基准的定义L2工件的装夹与六点定位原理L3金属切削原理、切屑的形成、类型及控制L

11、3切削力的产生和分解L1影响切削力、切削热和切削温度基本知识L2有关刀具的基本知识L1刀具的几何参数和切削用量的合理选择L3砂轮特性磨削加工的特点L2第3章机械制造中的加工方 法及装备机械制造中的加工方法和零件表面形成基本原理L2机床基本结构与传动L1典型零件表面（外圆、孔、平面、复杂曲面等）的加工方 法L3数控机床和数控加工方法、特种加工方法1.1第4章 机械加工质量及其 控制第5章工艺规程设计机械加工质量的内涵L1机械加工精度的影响因素及其控制L3机床几何误差及其对加工精度的影响L3工艺系统受力变形与受热变形对加工精度的影响L2加工误差的统计分析方法L3机械加工表面质量的影响因素L2机械加

12、工过程中的振动L1制定机械加工工艺规程的步骤和方法L3定位基准的选择方法和工艺路线的拟定1.3简单工艺尺寸链的计算L3成组工艺规程设计和计算机辅助机械加工工艺规程设计L1机器装配工艺规程设计L2装配精度和装配尺寸链L1完全互换装配法、大数互换装配法、选择装配法、修配装 配法、安排装配法L2机械产品设计的工艺性评价L1第6章 机床夹具设计第7章 机械制造技术的新 发展机床夹具的组成、分类L1工件在夹具中定位和夹紧的概念与区别和联系L2典型机床夹具的设计方法L1常用精密加工方法、超精密加工方法、纳米加工技术L1机械制造自动化技术和快速响应制造技术等L1五、课程学时安排1.机械设计基础部分章节号教学

13、内容学时学生任务对应课分配作业要求自学要求讨论程目标第0章机械设计基础结论10-1, 0-2课前自学机械 设计基础概述1,2第1章平面机构的自由度和速 度分析31-1, 1-31-7, 1-81-11,1-14课前自学平面 机构的运动副、 平面机构运动 简图、平面机构 的自由度和速 度分析1,2第2章平面连杆机构32-1, 2-32-6, 2-72-8, 2-10课前自学平面 连杆机构的分 类及演化1,2,3第3章凸轮机构33-1, 3-23-3, 3-6课前自学凸轮 机构的应用和 类型、从动件的 常用运动规律、 凸轮机构的压 力角以及图解 法设计凸轮轮 廓1,2,3第4章齿轮机构44-1,

14、4-2 4-10, 4-11课前自学齿轮 机构的特点和 类型、定传动比 的条件、齿轮的 切齿原理、根切 现象以及避免 根切现象的最 小齿数、斜齿圆 柱齿轮以及圆 锥齿轮特性1,2,3第5章轮系25-1, 5-85-9, 5-10课前自学轮系 的分类、定轴轮 系与周转轮系 的传动比计算 公式、兔合轮系 及其传动比计 算公式、轮系的 应用1,2第9章机械零件设计概论19-6课前自习机械 零件设计计算 的共性问题1,2第10章联接310-2, 10-6 10-10课前自习螺纹 的基本参数、螺 旋副的受力分 析、效率和自 锁、常用的螺纹 类型与螺纹联 接基本类型、螺 纹联接预紧及 防松措施、螺栓 联接

15、的强度计1,2,3算、键联接、花 键联接和销联 接第11章齿轮传动311-5, 11-711-8, 11-9课前自习齿轮 的失效形式、失 效原因、齿轮传 动的精度、圆柱 齿轮传动的受 力分析以及直 齿圆柱齿轮传 动的齿面接触 强度的计算和 齿根弯曲强度 的计算、斜齿轮 和锥齿轮传动 强度设计1,2,3第12章蜗杆传动212-2, 12-3课前自习了解 蜗杆传动的特 点和类型、蜗杆 传动的主要参 数和几何尺寸、 蜗杆传动的失 效形式、材料、 结构、蜗杆传动 的受力分析与 强度计算1,2,3第13章带传动和链传动213-1, 13-2 画带传动 应力图课前自习了解 带传动的类型 和应用、带传动 的

16、受力分析、带 的应力分析、理 解带传动的弹 性滑动和打滑 的区别、普通V 带的计算、链传 动的特点和应 用1,2,3第14章轴214-2, 14-9课前自习了解 轴的分类及功 用、轴的材料以 及结构设计、轴 的强度计算以 及临界转速1,2,3第16章滚动轴承116-1课前自习了解 滚动轴承的基 本类型和特点、 轴承的代号、滚 动轴承的润滑 和密封、滚动轴 承的组合设计1,2,3实验1平面机构运动简图测绘 （必做）2完成实验 报告1.掌握简单机 构简图的绘制；1,22.通过观察和 测量简单机构 的机构运动简 图。实验2齿轮减速箱测绘和分析 实验（必做）2完成实验 报告1.掌握齿轮减 速箱结构、组

17、 成、工作原理； 2.通过观察掌 握齿轮减速箱 结构、组成、工 作原理。1,2实验3齿轮范成实验（选做）2完成实验 报告1 .掌握齿轮范 成原理；2 .理解齿轮根 切原因；3 .通过观察和 绘制掌握齿轮 范成原理，并理 解齿轮根切原 因。1,2动参实验（选做）1 .掌握载荷与 运动参数之间 的关系；2 .通过动手试 验掌握载荷与 运动参数之间 的关系。轴系结构分析实验（选 做）1 .掌握轴系统 结构与特点；2 .通过观察掌 握轴系统结构 与特点机构创新设计实验（选 做）1.自行设计实 验方案，采用一 种或几种机构 的组合，设计一 种机械装置，完 成特定的任务； 2.通过动手试 验，设计机械装

18、置。2.机械制造基础部分章节号教学内容学时学生任务对应课分配作业要求自学要求讨论程目标第1章机械制造基础绪论11-2, 1-8 1-10课前自学机械 制造基础绪论4第2章切削过程及其控制22-1, 2-22-7, 2-112-19, 2-20课前自学金属 切削原理、切屑 的形成、类型及 控制、切削力的 产生和分解、影 响切削力、切削 热和切削温度 基本知识、有关 刀具的基本知 识、刀具的几何 参数和切削用 量的合理选择、 砂轮特性磨削 加工的特点4第3章机械制造中的加工方法 及装备23-6, 3-123-13, 3-143-21课前自学机械 制造中的加工 方法和零件表 面形成基本原 理、机床基

19、本结 构与传动、典型 零件表面（外 圆、孔、平面、 复杂曲面等）的 加工方法、数控 机床和数控加 工方法、特种加 工方法4第4章机械加工质量及其控制24-3, 4-64-20课前自学机械 加工质量的内 涵、机械加工精 度的影响因素 及其控制、机床 几何误差及其 对加工精度的 影响、工艺系统 受力变形与受 热变形对加工 精度的影响、加 工误差的统计 分析方法、机械 加工表面质量 的影响因素、机 械加工过程中 的振动4第5章工艺规程设计25-1, 5-2课前自学制定 机械加工工艺 规程的步骤和 方法、定位基准 的选择方法和4工艺路线的拟 定、简单工艺尺 寸链的计算、成 组工艺规程设 计和计算机辅

20、助机械加工工 艺规程设计、机 器装配工艺规 程设计、装配精 度和装配尺寸 链、完全互换装 配法、大数互换 装配法、选择装 配法、修配装配 法、安排装配法 以及机械产品 设计的工艺性 评价第6章机床夹具设计26-1课前自学机床 夹具的组成和 分类、工件在夹 具中定位和夹 紧的概念与区 别和联系、典型 机床夹具的设 计方法4第7章机械制造技术的新发展1课前自学常用 精密加工方法、 超精密加工方 法、纳米加工技 术、机械制造自 动化技术和快 速响应制造技 术等4六、实践环节及基本要求序号实验项目名称学时基本要求学生任务实验 性质实验 类别1平面机构运动简图测绘2掌握简单机构简图的绘 制通过观察和测量 简单机构的机构验证必做2齿轮范成实验2掌握齿轮范成原理:理解 齿轮根切原因。通过观察和绘制 掌握齿轮范成原 理，并理解齿轮 根切原因验证选做3动参实验2掌握载荷与运动参数之 间的关系通过动手试验掌 握载荷与运动参 数之间的关系验证选做