机械设计基础教育课程
国家精品课程课件 机械设计基础 完整版(641页)
机构
机械
原动机
机器 工作机
工作机的组成：
原动部分——是工作机动力的来源，最常见的是电动 机和内燃机。
工作部分——完成预定的动作，位于传动路线的终点。
传动部分——联接原动机和工作部分的中间部分。 控制部分——保证机器的启动、停止和正常协调动作。
原动机
传动
工作
控制
分析自动洗衣机的组成：
控制器(控制)
参数 。
定义：保证机构具有确定运动时所必须给定的 独立运动参数称为机构的自由度。
原动件——能独立运动的构件。 ∵一个原动件只能提供一个独立参数
∴机构具有确定运动的条件为：
自由度＝原动件数
一、 平面机构自由度的计算公式
作平面运动的刚体在空间的位 置需要三个独立的参数（x，y, y θ）才能唯一确定。
单个自由构件的自由度为 3
F=3
θ (x , y)
x
经运动副相联后，构件自由度会有变化：
y
y
y
2
x
θ1 x
12
x
1
2
S
R=2, F=1
R=2, F=1
R=1, F=2
运动副 自由度数
约束数
回转副
移x） + 2（x,θ） +
2（x，y） = 3 自由构 2（y，θ）= 3 件的自 1（y） = 3 由度数
课程安排：共48学时，其中讲授42学时，实验6学时。
要求： 1）作业必须按时完成，绘图准确，字迹工整，作业 量未达到规定者不能参加考试。 2）上课认真听讲，及时消化，不主张占用较多的课 外时间。
3）仔细观察实物和模型，欢迎到实验室参观，并动手 组装各种机构。
第2章 平面机构的运动简图及自由度计算
《机械设计基础》课程标准
《机械设计基础》课程标准一、课程概述1.课程性质《机械设计基础》是机械设计与制造专业针对机械设计与制造行业人才需要的关键岗位, 经过对企业岗位典型工作任务的调研和分析后，归纳总结出来的为适应普通机床操作工及相应的调整工、工艺员、制图员、基础零部件装配工等岗位能力要求而设置的一门专业核心课程。
2.课程任务本课程的主要任务是培养学生对一般机械中常用机构和通用零部件的结构、运动特性、工作原理、类型及应用特点有一定的掌握；并能对常用机构的基本理论和设计计算，通用零件的失效形式、设计准则与设计方法有一定了解；同时具备查阅标准手册、设计简单机械及传动装置的基本能力。
从而满足本专业的学生对机械方面基础知识的需要。
3.课程要求通过课程的学习培养学生机械设计与制造方面的岗位职业能力，分析问题、解决问题的能力，养成良好的职业道德。
在教学中应突出实际、实用、实践的原则，采用多种教学方法和手段以达到注重能力的培养、贯彻加强基础、重技术应用及前后课程衔接的指导思想，注重内容的典型性、针对性，加强理论联系实际，达到学以致用的目的，为今后学生解决生产实际问题及学习专业技术打下坚实的基础。
二、教学目标4.知识目标（1）了解通用机械零件的工作原理、特点、结构、标准和一般设计方法；（2）掌握常用机构的工作原理、运动特点及应用。
5.能力目标（1）能够对各类常见机构的运动特性、工作原理进行基本分析；（2）具有机械设计所需的数据处理及计算、绘图、执行国家标准、使用技术资料的能力；（3）初步具有分析和处理机械一般问题的能力；（4）初步具有设计通用机械零件和简单机械传动装置的能力。
3.素质目标（1）培养学生严谨的工作作风和一定的创新精神；（2）培养学生的质量意识、安全意识、责任意识；（3）独立分析问题、解决问题的能力；（4）良好的沟通能力及团队协作精神。
三、与前后课程的联系1.与前续课程的联系本课程的前续课程主要是《机械制图》、《金属材料及热处理》。
机械设计基础课程标准
机械设计基础课程标准机械设计是机械工程专业的核心课程之一，它是培养学生工程设计能力和创新思维的重要环节。
机械设计基础课程标准旨在为学生提供系统的机械设计理论知识和实践技能，培养学生的工程实践能力和创新意识，使他们能够在工程实践中独立进行机械设计工作。
一、课程目标。
机械设计基础课程的主要目标是使学生掌握机械设计的基本理论和方法，具备运用这些理论和方法进行工程实践的能力。
具体目标包括：1. 掌握机械设计的基本原理和方法，包括受力分析、零件设计、装配设计等内容；2. 熟悉机械设计的相关软件和工具，能够运用计算机辅助设计软件进行机械设计；3. 具备独立进行简单机械设计工作的能力，能够完成简单机械零件的设计和装配；4. 培养学生的创新意识和工程实践能力，使他们能够在工程实践中发挥自己的创造力和创新能力。
二、课程内容。
机械设计基础课程的内容主要包括以下几个方面：1. 机械设计基础理论，包括受力分析、材料力学、运动学和动力学等内容，为学生提供机械设计的理论基础；2. 机械零件设计，包括轴、轴承、齿轮、联轴器等机械零件的设计原理和方法；3. 机械装配设计，包括机械零件的装配原理和方法，以及装配过程中的注意事项；4. 计算机辅助设计，包括CAD、CAM等计算机辅助设计软件的基本原理和使用方法；5. 工程实践，包括机械设计实习和设计项目，培养学生的工程实践能力和创新意识。
三、教学方法。
机械设计基础课程的教学方法应注重理论联系实际，重视实践能力的培养。
教学方法主要包括以下几个方面：1. 理论教学，通过讲授、讨论等方式，向学生传授机械设计的基本理论知识；2. 实践教学，通过实验、实习等方式，向学生传授机械设计的实践技能；3. 项目教学，通过设计项目等方式，向学生传授机械设计的工程实践能力；4. 计算机辅助教学，通过计算机辅助设计软件等方式，向学生传授机械设计的计算机辅助设计技能。
四、教学评价。
机械设计基础课程的教学评价应注重对学生综合能力的考核，包括理论知识的掌握程度、实践技能的运用能力、工程实践能力和创新意识等方面。
2024版《机械设计基础B》教学大纲(精选)
轴系零件设计
轴的分类和设计
了解轴的分类、材料和制造工艺，掌握轴的结构设计和强度计算方 法。
滑动轴承
了解滑动轴承的类型、特点和应用，掌握滑动轴承的结构设计和润 滑方法。了解轴瓦的材料和制造工艺。
滚动轴承
了解滚动轴承的类型、特点和应用，掌握滚动轴承的代号和选用方法。 了解滚动轴承的组合设计和润滑方法，以及滚动轴承的寿命计算。
培养学生的工程意识、创新意识和团队协作精神。
课程内容与结构
课程内容包括机械设计总论、常用机构 设计、通用零件设计、机械系统设计等 部分。
课程结构采用模块化设计，分为理论教 学和实验教学两个环节，其中理论教学 以课堂讲授为主，辅以课堂讨论、案例 分析等教学方法；实验教学则通过课程 实验、课程设计等方式进行。
计算机辅助设计方法的分类
包括二维绘图、三维建模、有限元分析等。
计算机辅助设计在机械设 计中的应用
如机械零件的三维建模、装配体的运动仿真等， 提高设计效率和质量。
06
课程实践环节与要求
课程实验内容与要求
实验一
机构运动简图的测绘和分析
01
要求
02 掌握机构运动简图的测绘方法，
理解机构的工作原理和运动特 性。
04
机械系统总体设计
机械系统总体布局设计
01
确定机械系统的整体结构和布局，包括主要部件的 位置、连接方式等。
02
考虑机械系统的工作环境和空间限制，进行合理的 空间规划和布局优化。
03
分析机械系统的运动学和动力学特性，确保布局设 计满足系统性能要求。
机械系统运动方案设计
01 根据机械系统的功能需求，设计合理的运动方案， 包括运动形式、运动参数等。
实验二
机械设计与基础教学大纲
机械设计与基础教学大纲引言：机械设计与基础是机械工程专业的核心课程之一。
本课程旨在培养学生系统、全面地掌握机械设计的基本理论与方法，并能够灵活运用这些知识解决实际工程问题。
本文档将提供一份机械设计与基础教学大纲，用于指导教师和学生的教学和学习。
一、课程名称：机械设计与基础二、课程编号：MEC101三、先修课程：工程力学，工程材料学四、学分：3学分五、总学时：54学时（理论课程：36学时，实践课程：18学时）课程目标：本课程旨在培养学生具备以下方面的能力：1. 理解和掌握机械设计的基本理论和概念。
2. 掌握机械设计的基本方法和流程。
3. 熟悉并灵活运用机械设计软件进行设计和分析。
4. 能够解决实际机械设计问题并提出创新性的解决方案。
5. 培养团队合作与沟通能力，能够与其他工程师和技术人员协作完成项目。
教学内容：1. 机械设计基本原理1.1 机械设计的基本概念和定义1.2 机械设计的基本流程1.3 机械设计的基本原则和规范2. 零件与装配设计2.1 零件设计的基本原则和方法2.2 装配设计的基本原则和方法2.3 零件参数化设计3. 机构设计3.1 机构的构成和分类3.2 机构的运动分析和合成3.3 机构的选择和设计4. 设计计算与分析4.1 轴系、连接和传动的设计与计算4.2 结构和强度的设计与分析4.3 摩擦、磨损与润滑的计算与分析4.4 热力学和流体力学的设计与分析5. 制图与CAD5.1 机械制图的基本原则和规范5.2 三维CAD软件的基本操作和应用6. 项目实践与创新设计6.1 小组设计项目的实施与管理6.2 机械创新设计的方法与实践7. 实验与实践环节7.1 机械设计软件的使用和实践7.2 机械设计案例的分析和实践7.3 机械创新设计的实践和展示评价方式：1. 日常表现（10%）：包括课堂参与、作业完成情况等。
2. 期中考试（30%）：对教学内容1-3进行考核。
3. 期末考试（40%）：对教学内容4-6进行考核。
《机械设计基础课程设计》课程教学大纲(2024)
2024/1/26
22
06
连接与紧固件设计
2024/1/26
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螺纹连接设计
螺纹连接类型与特点
了解常见螺纹连接类型（如螺栓连接、双 头螺柱连接、螺钉连接等）及其特点，掌
握各类型螺纹连接的适用场合。
2024/1/26
课程安排遵循由浅入深、由易到难的原则，逐步引导学生掌握机械设计的基本方法 和技能。
6
02
机械设计基础知识
2024/1/26
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机械设计基本概念
机械设计的定义
机械设计是指根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、 各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算并将其转化为具体的描述 以作为制造依据的工作过程。
《机械设计基础课程设计》 课程教学大纲
2024/1/26
1
2024/1/26
目录
• 课程概述与目标 • 机械设计基础知识 • 常用机构设计 • 传动系统设计 • 轴系零部件设计 • 连接与紧固件设计 • 课程设计与实践环节 • 总结与展望
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01
课程概述与目标
2024/1/26
3
课程背景与意义
机械设计是制造业的基础，对于 培养高素质工程技术人才具有重
等。
02
实践操作能力
学生在课程设计中实践操作的能力，包括设计方案的制定、实施和调试
等。
2024/1/26
03
创新思维与解决问题能力
学生在课程学习中表现出的创新思维和解决问题能力，如提出新颖的设
计方案、解决复杂问题等。
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对未来学习和发展建议
【课程思政案例】《机械设计基础》
一、课程简介本课程为近机类专业的一门专业基础课，覆盖学校近10个专业，面向学生数量较多。
近年来，本课程积极推行各项教学改革，努力提高教学效果，取得了一定的成绩。
2019年本课程被评为山东省一流本科课程（线上线下混合），继续遵循“两性一度”的原则进行高标准的深入课改。
本阶段的主要任务是进行课程思政建设，使其真正发挥课程育人的主阵地作用。
二、课程思政目标本课程主要讲解机械原理和机械设计的基本知识，使学生能够对简单机械装置的运动特性进行分析，旨在培养学生解决工程实际问题的能力，结合各种实践教学环节，进行工程技术人员所需的基本训练，为学生进一步学习有关专业课程打下基础。
结合课程的特点及学生从事的行业制定本课程的思政教学目标为：通过学习各种机构和零部件的工作原理、特点和应用懂得“工匠精神”的本质，培养学生实事求是、尊重自然规律的科学态度，养成勇于克服困难的精神，树立正确人生观、世界观及价值观。
三、课程思政建设内容（一）课程思政团队建设为了更好地挖掘课程中的思政元素，同上本课程的教师组成了课程思政团队，做到“教师人人讲育人”。
通过不断的交流碰撞，发现课程中蕴含的思政点，使其与专业知识的结合更加流畅自然。
本学期的课程思政团队成员有：（二）课程教材选用本课程选用科学出版社出版的《现代机械设计基础》，第二版内容中每章设置的扩展阅读模块提供了一定的思想政治教育功能，充分挖掘蕴含在相关专业知识中的思想政治教育因素，助力学生的全面发展。
（三）课程资源建设本课程的在线慕课资源统一选用智慧树网《机械设计基础》（山东联盟）。
除此之外，在原来的课程资源基础上增加课程思政模块。
放入章节思政设计导学、相关的视频和扩展阅读等材料，可以根据章节需要灵活添加，以便学生课后清晰的回顾学习。
思政也要做到“因材施教”。
（五）明确细化课程思政元素，完善形成规范性教学材料规律的综合评价体系。
可以采用学生心得体会、教学过程记录和问卷调查等形式。
鉴于课程思政的教学最终会转化为学生内在的学习动力，目前本课程思政的评估分组进行，其标准为：态度、行为的改变。
《机械设计基础》整体教学设计
《机械设计基础》整体教学设计一、课程定位与目标《机械设计基础》是机械类及近机类专业的一门重要技术基础课，它是将机械原理和机械零件的知识有机融合而成的一门课程。
通过本课程的学习，使学生掌握机械设计的基本理论、方法和技能，培养学生的工程实践能力和创新思维，为后续专业课程的学习和今后从事机械设计、制造及相关工作打下坚实的基础。
本课程的目标主要包括以下几个方面：1、知识目标掌握常用机构的工作原理、运动特性和设计方法，如平面连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等。
熟悉通用机械零件的工作原理、结构特点、材料选择和设计计算方法，如轴、轴承、联轴器、离合器等。
了解机械系统的设计过程和方法，能够进行简单机械传动系统的方案设计。
2、能力目标具备正确分析和设计常用机构的能力，能够绘制机构运动简图和进行机构运动分析。
能够根据工作要求合理选择和设计通用机械零件，具备查阅相关标准和手册的能力。
能够运用所学知识进行简单机械传动系统的方案设计和结构设计，具备一定的工程实践能力。
3、素质目标培养学生的工程意识、创新意识和团队合作精神，提高学生的综合素质。
培养学生严谨的科学态度和认真负责的工作作风，树立质量意识和安全意识。
二、课程内容本课程的内容主要包括机械原理和机械零件两大部分。
1、机械原理部分机构的结构分析：介绍机构的组成、运动副的类型和机构的自由度计算。
平面连杆机构：包括平面连杆机构的类型、特点、运动分析和设计。
凸轮机构：讲解凸轮机构的类型、工作原理、从动件运动规律和设计方法。
齿轮机构：阐述齿轮机构的类型、特点、渐开线齿廓的形成和啮合特性，以及齿轮的参数计算和设计。
轮系：介绍轮系的类型、传动比计算和应用。
2、机械零件部分连接：包括螺纹连接、键连接、销连接等的类型、特点和设计计算。
传动：涵盖带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动等的工作原理、特点和设计。
轴：讲解轴的类型、结构设计和强度计算。
轴承：介绍滚动轴承和滑动轴承的类型、特点、选择和计算。
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机械设计基础教育课程
介绍
本文档旨在介绍机械设计基础教育课程，包括课程目标、内容和教学方法等方面。
课程目标
通过机械设计基础教育课程的研究，学生将能够：
- 掌握机械设计的基本原理和方法；
- 熟悉常用的机械设计软件和工具；
- 具备机械设计的实践能力；
- 培养创新思维和解决问题的能力。
课程内容
机械设计基础教育课程主要包括以下内容：
1. 机械设计基本原理：介绍机械设计的基本概念、原理和方法，包括力学、材料力学等相关知识。
2. 机械构件设计：研究各种机械构件的设计原则和方法，包括
轴承、齿轮、连接件等。
3. 机械系统设计：探讨机械系统的设计和优化，包括传动系统、控制系统等。
4. 机械设计软件应用：研究常用的机械设计软件，如AutoCAD、SolidWorks等，进行实际操作和设计。
5. 机械设计实践：通过实践项目和案例分析，培养学生的实际
操作和解决问题的能力。
教学方法
为了提高课程的教学效果，我们将采用以下教学方法：
- 授课：通过讲解理论知识，帮助学生掌握机械设计的基本原
理和方法。
- 实践操作：通过机械设计软件的实际操作和项目实践，培养
学生的实际操作和解决问题的能力。
- 讨论和案例分析：通过课堂讨论和案例分析，引导学生深入思考和应用所学知识。
总结
机械设计基础教育课程旨在培养学生的机械设计能力和解决问题的能力。
通过学习该课程，学生将掌握机械设计的基本原理和方法，并具备机械设计的实践能力。
希望本课程能够激发学生的创新思维，培养出优秀的机械工程师。