1.课程目标
(1)知识目标:掌握连接件、传动件、轴系等机械零部件的工作原理、结构特点、设计准则和计算方法;掌握机械设计的基本要求、设计步骤和基本的创新方法;掌握机械设计的基本技能;掌握典型机械零件、装置的实验方法。
(2)能力目标:具有分析设计、实验操作和运用新工具等的专业能力;具有自学研究、交流沟通、团队协作、活动组织等基础能力;具备对问题提出多种解决方案、选择不同计算方法,独立思考、深入钻研的综合创新能力。
(3)素质目标:树立实事求是、科学发展等人文意识,具有良好的职业素养和团队协作精神,激发担当意识和爱国情怀,对树立正确的人生观和价值观起到引领作用。
2.课程内容
(1)理论知识:绪论;机械系统的设计约束;螺纹连接;键、花键、无键连接;带传动;链传动;齿轮传动;蜗杆传动;滑动轴承;滚动轴承;轴;联轴器、离合器;总复习
(2)实验实操:螺栓组的静动态特性;带传动特性;滑动轴承综合测试;减速器装拆与结构分析
(3)机械设计综合训练:方案设计和执行机构设计;传动系统设计;零部件设计;现代设计方法训练
(4)课程思政:从中国机械发展看中国的智慧自信和历史担当;与时俱进的船舶与海工装备及人员素质;树立正确的设计观;产品设计缺陷引发安全事故的启示;责任和遵守规则;由多键连接谈团结协作;穿越挠性传动的前世今生-爱国情怀和时代精神的培养;齿轮的昨天今天和启迪-社会责任感的培养;蕴含在传动系统中的哲理;乘风破浪之旅:轴的发展。
3.课程沿革及特色
江苏科技大学的机械设计课程源于1978年,有四十几年的历史,经过几代人勤勉执着的努力,在课程教学改革、教学资源建设、人才培养等方面取得了较好的成绩。
围绕“建设国内一流造船大学”的办学目标,依托“机械设计制造及其自动化”国家一流专业建设,机械设计课程于1995年获江苏省二类优秀课程,2008年获江苏省精品课程,2016年获学校在线开放课程立项,在泛雅平台上线在线课程第一版,在此基础上,围绕课程支撑的毕业要求指标点和课程思政,更新课程体系和核心知识点,2019年获江苏省在线开放课程立项建设,2019年10月在中国大学MOOC上线在线课程第二版。本教学团队为江苏省青蓝优秀教学团队、校优秀教学团队,团队教师获江苏省教学成果奖2项,编写出版教材5部,其中江苏省重点教材1部,获江苏省教材奖1项。团队教师指导学生获“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛、全国大学生机械创新设计大赛等国家级奖励4项(特等奖1项),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“知识、能力、思政”三位一体,以结合行业背景的工程应用案例为主线,理论知识融入案例中,为学生逐步展示运用知识解决问题的方法和过程。精心设计了72个知识点讲解视频(其中7个视频在江苏省或校微课比赛中获奖),42个实验和实践教学视频,4个课程思政视频,15个虚拟仿真视频。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、每章知识点小结、重难点指导、项目设计的国家标准和学科前沿的拓展知识。
使学生系统掌握机械零部件的设计原理和计算方法,学会运用现代设计手段设计机械传动装置和简单机械,树立正确的“设计”观,体会到现代机电产品,特别是船舶与海工装备的设计问题是涉及多领域、多维度的复杂工程问题,认识到问题空间之间的关联,培养大工程观和综合分析的系统思维。
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:
高等数学
同济大学 https://www.icourse163.org/course/TONGJI-53004
国防科技大学 https://www.icourse163.org/course/NUDT-9004
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》,邱宣怀 郭可谦 编著,高等教育出版社,2007年8月第4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、《机械设计综合训练》,朱永梅,王明强主编,科学出版社,2020年8月第四版
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
6、 Machine Design: An Integrated Approach (5th Edition),Robert L.Norton著,China Machine Press,2016
Q : “机械设计”这门课程如何学习?
A : (1)把握机械设计分析问题的主线,即要时刻贯穿“零部件的失效形式→计算准则→工作能力计算→主尺寸→计算值→实际取值→其它尺寸参数→结构设计” 这一主线,无论学习何种机械零部件,均以此主线为纲,则便于入门、便于掌握。
(2)要强调理论联系实际,必须从生产实际的条件与要求出发来考虑问题,注意公式的使用条件和范围,设计中参数选择和结果的确定也要结合实际来进行。
(3)机器是由许多零件按一定方式联结起来的,零件之间有一定联系,因此要从整体出发来考虑零件的设计,并注意零件间的协调与配合,零件设计的原始数据和要求一定要从机器整机的功能和要求分析确定。
Q : 机械设计过程中,设计计算和结构设计哪个更重要,零件的尺寸应该由哪个确定?
A : 必须明确,设计决非只是计算,计算虽重要,但它是为结构设计提供一个基础,而零部件和机器的最后尺寸和形状,通常都是由结构设计确定的,计算所得的数字,最后往往会被结构设计所修改。结构设计在设计工作量中一般占较大比重,因而必须给予足够的重视。
Q : 学习机械设计时,常会感到上课听懂了、教材内容看过了,但是到做题时就感到无从下手,感到困难重重,碰到这种情况怎么办?
A : 这是因为机械设计习题的求解中有许多参数和系数要按给定条件、范围、表格和线图进行取值确定,然后代入计算。且机械设计习题的求解过程比较复杂,常需经过对比、分析才能做出决策,有时还需经多次试算和反复。而且机械设计习题的求解结果往往不是只有一个答案,学生对解题结果缺乏判断力,心中不踏实。
因此同学们在解题前,必须认真复习教学内容,切实掌握有关的基本知识、设计理论和计算准则,搞清公式、线图、表格等的应用条件及使用方法。然后根据课堂讲授的解题步骤,详细阅读并分析有关例题讲解,进一步明确解题要求、思路和步骤,分析并提高其参数和系数的取值经验。最后,完成解题后,一定要进行反思,进行总结和归纳,只有这样才能积累经验提高设计能力。
Q : 课程评分标准里课堂讨论是指哪些?
A : 每个知识点后面的讨论题。