机构设计技术课程标准09.docx
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机构设计技术课程标准09
《机构设计技术》课程标准
课程名称：
机构设计技术
课程性质：
职业能力必修课
学分：
6
计划学时：
108
适用专业：
模具设计与制造专业
1．前言
1.1课程定位
本课程属于职业能力必修课，是在学生掌握了在学生掌握机械图样的表达知识、常用的工程材料与热处理知识、公差相关理论知识以及识图和制图技能、材料识别与选择技能的基础上，为培养学生利用工程力学的理论知识及其研究方法，解决模具设计中的一般力学问题的能力和对简单机械装置进行分析、设计和维护的基本技能而开设的。
其目的是为今后学习模具表达技术（三维）、液压气动技术及成型设备、冷冲压模具设计技术、塑料模具设计技术及模具制造工艺技术等课程和实际工作中使用模具加工及设计的相关机械设备打下基础。
1.2设计思路
鉴于该课程是由工程力学和机械设计基础两门课合并而成，具有内容丰富，各部分知识点独立又关联的特点，针对学生初步接触机械专业内容的情况，为实现培养学生利用工程力学的知识，解决模具设计中的一般力学问题的能力和对简单机械装置进行分析、设计和维护的基本技能的教学目标，课程设计的总体思路为采用项目化教学兼模块化教学的方式，选择具有代表性的机械装置，从结构，运动、强度这三方面对该机械装置进行分析和设计计算，从而实现将工程力学的相关知识点与机械设计的相关知识点进行融会教学。
本课程的教学活动设计应体现工作过程导向，实施任务驱动教学。
本课程教学项目的编排既要考虑学生的认知规律，又要实现通过本课程的学习让学生掌握机械传动设计的设计思路和设计流程的教学目的，因此在每个工作项目的设置上要有前后顺序，任务难易程度要根据学生的实际水平确定。
2．课程目标
1.1总体目标
学生通过本课程的学习，实现如下目标：
1．掌握工程力学的理论知识及其研究方法。
2．具有基本的实验知识和动手能力，能解决机械工程实际中的一般力学问题。
3．掌握常用机构和通用机械零件的基本知识、基本理论。
4．掌握机械分析、设计和维护机械零件及简单机械装置的能力和基本技能。
1.2具体目标（能力目标、知识目标、素质目标）
1.理解工程力学中力、力矩、力偶、应力、应变、弹性模量等基本物理量的概念及能够对其进行一般难度的计算。
2.能将简单工程实际问题抽象为力学模型。
根据问题的具体条件，能从简单的物体系统中适当地选取研究对象，正确地画出受力图。
3.能应用平面力系的平衡方程求解物体的平衡问题。
4.会将力沿空间直角坐标轴投影，了解轮轴类零件平衡问题的平面解法。
5.了解构件的平面运动
6.能够用截面法计算常用杆件的内力。
7.理解杆件拉伸（压缩）、剪切（挤压）、扭转、弯曲这四种基本变形的应力和变形的基本分析方法，并能够对杆件拉伸（压缩）、剪切（挤压）、弯曲进行一般难度的计算。
8.能熟练地对杆件进行拉伸（压缩）、剪切（挤压）、扭转、弯曲强度计算。
了解杆件进行刚度校核的方法
9.能够判别杆件受拉伸（压缩）—弯曲及弯曲－扭转组合变形的类型，并能够判别最危险点
10.了解二向应力、三向应力状态的概念
11.了解关于塑性材料的机械性能和力学实验的初步知识，初步掌握材料机械性能测试方法。
12.能够对简单的平面机构绘制机构运动简图，并计算自由度
13.理解平面四杆机构、凸轮机构、间歇机构等常用机构的工作原理、特点和应用、选型。
能对四杆机构和凸轮机构进行分析，了解四杆机构和凸轮机构的设计方法。
14.理解带传动、齿轮传动、轮系等常用机械传动装置的工作原理、特点和应用、选型，能够进行齿轮设计计算。
15.理解轴、轴承、螺纹连接件、齿轮、联轴器、离合器、制动器、弹簧、键、销等通用机械零部件的工作原理、失效形式、结构、材料、特点及选用和设计的基本方法。
16.了解机械装置常用润滑方式。
17.了解机械速度波动概念与调节方法，了解进行机械平衡的方法。
18.初步具有综合运用模具表达技术（二维）、公差与测量技术和工程材料及热处理知识等先修知识和相关技术，设计简单机构和简单传动装置的能力。
19.树立正确的设计思想，养成严谨、细致的工作作风。
3．课程内容与要求
序号
工作任务
课程内容及教学要求
活动设计
参考学时
1
引导课程入门
了解机器、机构、零件、构件的概念，
了解机械设计的过程
了解本课程的主要内容和任务
分析机械式曲柄压力机的功能、各组成部分的作用、运动、
2
2
分析曲柄滑块机构的运动
会判别构件的平面运动类型会判断平面机构
会判断平面运动副
理解机构的组成条件
理解构件及运动副的符号
能够绘制曲柄滑块机构的运动简图
分析曲柄滑块机构中构件的运动、
分析曲柄滑块机构中构件的联接方式,
分析曲柄滑块机构的组成
绘制常用构件和平面运动副的符号
绘制曲柄滑块机构的运动简图
2
3
4
绘制内燃机主运动机构的机构运动简图
理解齿轮副、凸轮副的意义及符号
掌握齿轮传动、凸轮传动、曲柄滑块机构的在机构运动简图中的表达形式
分析内燃机主运动机构的运动
绘制内燃机主运动机构的机构运动简图
2
计算曲柄滑块机构的自由度
理解约束的概念
理解机构具有确定运动的条件
会进行机构自由度计算
分析自由件的自由度
分析机构具有确定运动的自由度要求
计算曲柄滑块机构的自由度
2
5
分析复合铰链、虚约束及局部自由度等形式在自由度计算中的处理
理解复合铰链、虚约束及局部自由度的概念
掌握复合铰链、虚约束及局部自由度在机构自由度计算中的处理方法
分析复合铰链、虚约束及局部自由度的概念
计算含有复合铰链、或虚约束或局部自由度或多种情况并存条件下的机构自由度
4
6
分析曲柄滑块机构构件的受力
理解刚体概念，理解静力学4大公理
能够确定柔体约束、光滑面约束及光滑铰链约束这三种力学模型的受力特点
对平面机构平衡状态（静止）下的构件进行受力分析
会判别二力构件，会做出受三力汇交平衡构件的受力图
会求解平面力偶、平面任意力系作用下构件的受力
分析刚体存在的条件
分析三种力学常用约束的受力特点
计算曲柄压力机曲柄滑块机构中各构件在平衡时的受力，并绘制受力图
4
7
分析曲柄压力机中曲柄滑块机构的基本特性
能够求解曲柄滑块机构的急回特性、
会用做图法求曲柄滑块机构的压力角
能够判断机构是非存在死点
绘图求解曲柄滑块机构的极位夹角、压力角
判断死点位置
4
8
计算曲柄滑块机构中连杆的强度
理解变形固体假设理论
会利用截面法求拉伸与压缩变形时的内力
会进行应力计算
理解虎克定律，会用虎克定律求应力应变
会根据构件材料和工作情况求许用应力
会进行拉伸与压缩变形下的构件强度计算
理解塑性材料（低碳钢）的机械性能的测定方法
理解材料的性能指标概念
分析曲柄滑块机构中连杆的受力及变形
计算受拉伸或压缩构件的内力、应力计
算、
应用虎克定律计算应变、
分析许用应力计算的条件
计算拉伸或压缩构件的强度计算、
分析塑性材料的机械性能
观看低碳钢拉伸实验
8
9
分析铰链四杆机构的演化
理解铰链四杆机构的组成
理解曲柄的概念
会判别铰链四杆机构的类型
理解铰链四杆机构存在曲柄的条件
了解平面四杆机构的演化过程和结果
了解平面四杆机构在实际中的应用
分析铰链四杆机构中各构件的作用及运动
分析曲柄摇杆、双曲柄及双摇杆这三种铰链四杆机构的应用特点
计算铰链四杆机构存在曲柄的杆件尺寸
分析平面四杆机构的应用
4
10
分析搅拌机机构的基本特性
能够求解曲柄摇杆机构的急回特性
了解死点的概念
绘图求解曲柄摇杆机构的极位夹角、压力角，判断死点位置
2
11
绘制常见平面机构的机构运动简图
会求粱的横截面上的正应力能够绘制一般难度的平面机构运动简图
绘制2至3种一般难度的平面机构运动简图
2
12
设计铰链四杆机构
了解铰链四杆机构的图解法
了解铰链四杆机构的图谱法
图解法设计铰链四杆机构
分析图谱法设计铰链四杆机构的过程
2
13
设计机械式曲柄压力机中的齿轮传动
设计设计曲柄压力机中的齿轮传动
分析曲柄压力机上连接带轮与小齿轮间的轴
理解齿轮传动的作用、特点
会判别齿轮传动的类型
理解渐开线的性质
会求解渐开线直齿圆柱齿轮的几何尺寸
理解标准齿轮、标准中心距的概念
知道内外齿轮及齿条的区别
理解齿廓啮合定律，会求齿轮分度圆、节圆、啮合角、压力角
理解渐开线直齿圆柱齿轮的啮合过程，会绘制N1N2线
理解渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件、连续传动条件理解重合度的概念
了解齿轮加工的方法
了解齿轮发生根切的影响
会通过游标卡尺以公法线测量测定齿轮参数
知道变位齿轮在结构上与标准齿轮的不同点
理解粱的概念
理解平面弯曲变形的概念
会用截面法求粱的弯矩
会求粱的弯曲强度
了解拉（压）－弯组合变形，
会将齿轮轮齿的受力情况转化为力学模型悬臂粱，并计算受力
分析齿轮传动的作用、类型
分析渐开线性质
分析渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数，计算开线直齿圆柱齿轮的几何尺寸
分析比较内外齿轮及齿条的结构
分析渐开线直齿圆柱的啮合情况
作图绘制渐开线直齿圆柱的啮合时的啮合线并分析
分析齿轮各加工方法的适应性
观看齿轮加工方法录像
实验测量齿轮的公法线确定齿轮参数
分析平面弯曲变形的受力及变形特点
截面法求悬臂粱的弯矩
绘制悬臂粱的弯矩图
计算粱的弯曲强度
分析拉（压）弯组合变形时的应力
18
会求粱的横截面上的正应力
会对渐开线直齿圆柱齿轮进行设计计算
了解渐开线直齿圆柱齿轮的结构
了解回转件的静平衡和动平衡概念
了解机械速度波动的概念
分析直齿圆柱齿轮轮齿的受力及产生的组合变形
设计一对单级直齿圆柱齿轮传动
分析飞轮的作用
14
计算汽车变
速箱齿轮传动比
能够计算斜齿轮、圆锥齿轮蜗轮蜗杆传动比计算
能够根据判别手则判断蜗轮蜗杆传动方向
能够计算平面定轴轮系传动比
了解周转轮系传动比计算
了解轮系的应用
判断的斜齿轮旋向
判断蜗轮蜗杆旋向
用判断手则判断蜗轮蜗杆传动方向
计算平面定轴轮系传动比
分析周转轮系传动比计算方法
分析汽车差速器的工作原理
5
15
设计曲柄压力机中的齿轮轴上的键连接
了解键的类型、工作场合
理解普通平键的受力情况
理解剪切与挤压变形的受力特点及变形特点
理解剪应力概念
会进行普通平键剪切变形和挤压变形的强度计算
会根据要求选择普通平键的类型、尺寸
分析键连接在曲柄压力机上的作用
分析并计算普通平键发生剪切和挤压变形的受力
对普通平键连接进行强度校核，选择键的尺寸
3
16
分析冲模中的凸模组件的销连接
了解销的类型
理解销的作用
能够计算销的受剪切挤压变形
会计算剪切面积和挤压面积
能够根据工作要求选择销的尺寸
分析销在凸模组件中的的作用
分析销连接的受力
计算销连接的强度
2
17
设计曲柄压力机的带传动
了解带传动的类型和特点
了解V带与带轮的类型与结构
了解带传动的工作情况
能够设计V带传动
分析带传动的类型、特点
分析V带和带轮的结构
设计计算V带传动
4
18
19
20
设计曲柄压力机的控制装置
了解离合器的类型、工作原理、
选择方法
了解离合器与联轴器的区别
了解制动器的类型、工作原理、选择方法
分析离合器的作用，常用离合器的工作原理
区别离合器和联轴器的作用
分析常用制动器的工作原理
2
设计曲柄压力机上的传动轴
选配曲柄压力机传动轴的轴承
了解轴的作用
了解圆轴扭转的受力和变形特点
会用截面法计算圆轴横截面上的扭矩并绘制扭矩图
会计算圆轴扭转时横截面上的切应力
会进行圆轴扭转强度计算
了解轴的类型、结构
了解轴抽象为力学模型简支粱
的过程
会求简支粱上支座反力
会确定简支粱上的最大弯矩位置
了解粱的刚度概念，了解提高粱的抗弯能力的措施
了解弯扭组合变形的应力特点
了解二向应力状态和三向应力状态的概念
了解强度理论
会根据扭矩初定轴的直径
会根据轴的最小直径结合轴上零件设计轴
会绘制轴的零件图
分析曲柄压力机上的轴的功能
截面法求圆轴横截面上的扭矩并绘制扭矩图
计算圆轴扭转时横截面上的切应力
进行圆轴扭转强度计算
分析曲柄压力机上的轴的类型、结构
说明其结构设计的作用
分析曲柄压力机上连接带轮与小齿轮间的轴的受力，
计算简支粱的最大弯矩
分析提高粱的抗弯能力的措施
分析弯扭组合下轴上点的应力状态
说明强度理论的应用场合
设计曲柄压力机上连接带轮与小齿轮间的轴并绘制轴的零件图
分析滑动轴承的结构、类型、润滑方式
分析滚动轴承的使用场合、类型及受力特点
设计轴系结构
分析滚动轴承的润滑方式
10
6
了解滑动轴承的类型结构、材料
了解滑动轴承的润滑方式
会根据应用场合选择滚动轴承的类型，代号
理解滚动轴承的失效形式
会进行滚动轴承的一般组合设计
了解滚动轴承的润滑方式
21
分析牛头刨床横向进给机构的运动及组成
了解棘轮机构的工作原理、类型和特点
理解棘轮转角的调节方法
了解螺旋传动的工作原理、类型和特点
分析棘轮在牛头刨床横向进给机构中的工作和作用
分析棘轮转角调节方法
分析螺旋传动的运动及作用
2
22
分析内燃机配气机构
了解凸轮机构的工作原理及类型
理解凸轮机构的从动件运动规律
了解凸轮轮廓设计方法
了解凸轮机构压力角概念
了解弹簧的类型、应用及材料
了解圆柱形螺旋压缩弹簧的在模具上的应用
理解圆柱形螺旋压缩弹簧的几何参数
分析凸轮机构的工作原理
分析绘制凸轮机构的从动件运动规律
分析凸轮轮廓设计方法“反转法”的原理
分析凸轮的受力特点
分析弹簧的类型、作用及应用场合
分析圆柱形螺旋压缩弹簧在模具上的应用
分析圆柱形螺旋压缩弹簧的几何参数
6
23
机动
12
注：
“课程内容及要求”中，要分别体现技能内容及要求、知识内容及要求。
4．实施建议
4.1教材选用和编写建议
本课程选用根据项目化和模块化设计，结合了工程力学和机械设计两门课程内容的《机构设计技术》
参考教材：
《机械设计基础》（石固欧）
《机械设计基础》（陈立德）
《工程力学》（刘思俊）
4.2教学建议
本课程尽可能采用多媒体教学和实践教学相结合的方式，教学内容上要弱化理论，强化应用，在内容的取舍上要考虑模具专业对相应知识点的需求，在内容顺序安排上要适应学生的认知规律，同时要兼顾机械设计的设计规律。
4.3教学考核评价建议
总成绩由平时成绩和考核成绩组成，平时成绩包括作业得分、课堂提问的回答情况、考勤情况及实验考核等，考核成绩要着重考察学生的理解和应用能力。
平时成绩和考核成绩采用百分制，所占比例为:
50%：
50%。
4.4课程资源的开发与利用
网络课堂
4.5其它说明
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