一、机械设计课程的性质与地位
机械设计课程是机械类专业培养学生机械设计能力及创新设计思维的一门主干核心课程,是本科生了解和掌握机械设计最基础理论,体会机械设计内涵的一门基础课程,是未来创新复杂机械的基础,在机械类系列课程体系中占有核心的地位。
二、课程的主题内容
机械设计传统教学内容以简单机械设计和零部件设计为主线,重点讲解通用零部件设计理论及方法,主要涵盖四大模块:机械设计基础理论,连接部分、传动部分、轴系部分。基础理论模块包括机械设计总论、零件的疲劳强度计算和摩擦学基础知识;连接部分包括螺纹连接、键连接、销连接;传动部分包括带传动、齿轮传动、蜗杆传动和链传动;轴系部分包括轴、滚动轴承、滑动轴承、联轴器和离合器。
以传统教学内容为基础,基于OBE教学理念,为实现高阶性、创新性和挑战度的两性一度的“金课”目标,建设了拓展内容,增加了思政先行、能力提升以及挑战高阶模块。
三、课程的目标
课程目标1:培养学生掌握机械设计流程,机械设计基本要求,拓展内容侧重现代机械在精度、动态性能方面的要求。
课程目标2:培养学生掌握通用机械零部件如连接件、传动件、轴系零部件及其他典型零部件的类型、结构、失效形式与设计准则、设计计算等专业知识。拓展内容侧重现代主流零部件的认知、选型等。
课程目标3:培养学生具有运用标准、规范、手册及其它有关技术资料的能力,具有较强的计算能力、结构设计能力和运用计算机进行辅助设计的能力。拓展内容侧重运用现代主流分析软件进行载荷求解、强度刚度分析、设计表达等。
课程目标4:培养学生基于现场需求确定复杂机械传动方案、设计机械传动装置和较复杂工作机的综合能力。通过教师科研实例深刻解读复杂机械设计流程及创新方法,提升学生新产品开发创新能力。
课程目标5:培养学生掌握疲劳强度设计理论,具备对机械设计方案进行技术经济评价的能力。树立有限寿命设计思想及建立节约型社会的理念。
课程目标6:培养学生正确的价值取向、多元创新思维和严谨科研精神。培养学生具有爱国情怀、强烈的社会责任感和工程职业道德,具备敬业尽责、精益求精、专注执着、不断创新的工匠精神和一定的人文融通美学素养。
四、课程特色亮点
课程以建设高阶性、创新性和挑战度金课为目标,重塑教学内容,以设计作为课程理论与实践教学环节主线,夯实基础,重点解读机械典型零部件设计的基本原理和设计方法。在线课程资源涵盖知识点视频、课件、随堂测试、讨论题、单元作业、单元测试、期末考试、拓展案例和思政先行模块。
课程资源能力提升案例和高阶拓展案例模块,将现代设计理念、主流数值分析方法、工程能力培养与传统知识学习有机结合,培养学生解决复杂问题的综合能力和高阶思维,提升其利用主流软件进行数值分析和设计表达的意识和能力,启迪思维,开拓视野。
思政先行模块,将立德树人目标与知识元素自然融合,可培养学生正确的人生观、价值观,以及团结协作、探索真理和科学研究的精神。
1.掌握机械产品设计的一般流程,基于归纳模块化思想,快速解读现有机械的组成,在新机械设计方案的确定中能熟练采用模块化设计。
2.深刻解读疲劳强度设计的理论和方法,重点掌握有限寿命疲劳设计。
3.在设计连接时,掌握如何从众多的螺纹连接件、键、花键中选择合适的类型,如何完成合理的结构设计和设计计算。
4.在传动方案确定时,根据具体工况,正确选择带传动、链传动、齿轮传动和蜗杆传动,掌握各种传动的设计准则及参数确定方法,学会选择传动件材料并完成计算校核,掌握润滑方式及润滑剂的选择,掌握传动件结构设计方法;
5.根据工况正确选择滑动轴承和滚动轴承的类型,确定其型号尺寸,熟练进行工作能力校核,具有轴承组合设计的能力;
6.掌握轴的强度计算和结构设计以及提高轴强度的措施;
7.根据工况合理选择联轴器和离合器;
8.掌握机械零部件的设计表达;
9.通过课程设计,快速查找机械标准、规范等有关技术资料的能力。
机械设计课程的先导课程为:
1、机械制图
2、机械原理
3、材料力学
4、互换性玉技术测量
5、金属工艺学
6、理论力学
1、李建功. 机械设计[M]. 北京:机械工业出版社,2018.
2、王德伦. 机械设计[M]. 北京:机械工业出版社,2015.
3、安琦. 机械设计[M]. 北京:科学出版社,2016.
4、濮良贵. 机械设计[M]. 北京:机械工业出版社,2006.
5、吴宗泽. 机械设计师手册[M]. 北京:机械工业出版社,2009.
6、闻邦椿. 机械设计手册[M]. 北京:机械工业出版社,2010.
7、冯立艳. 机械设计课程设计[M]. 北京:机械工业出版社,2016
Q : 本课程选取的教材是那本教材?
A : 教材:李建功. 机械设计[M]. 机械工业出版社,2018.