机制《机械零件与机构的分析及选用》课程标准.docx
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机制《机械零件与机构的分析及选用》课程标准
《机械零件与机构的分析及选用》课程标准
课程名称：
机械零件与机构的分析及选用
课程编码：
101105
课程类型：
基本技能模块
适用专业：
机械设计与制造
负责人：
王丽梅
编制单位：
机械工程学院
1.课程性质
1.1课程定位
本课程主要针对机械工程院机械设计与制造专业的学生开设，是机械设计与制造专业方向的核心课程，机制专业的学生将来主要从事生产工艺设计、制造、技能操作、小型产品开发、设计、制造、生产及设备运行管理、设备维护和维修等工作，这类工作需要学生具有基本的工程素质和解决问题的能力，需要学生有一定的初步设计能力。
1.2课程的设计理念和思路
1.2.1课程的设计理念
本课程注重机械设计的基本理论、基本方法和基本技能的学习及工程素质教育，激发学生的学习兴趣，在启发、提示下使其自主地、全面地理解机械设计的基本理论和基本方法，提高学生的思维能力和实际操作技能，增强他们理论联系实际的能力，培养学生的创新精神，使学生养成善于观察、独立分析和解决问题的习惯；以提高技能、磨砺意志、活跃思维和扩展视野为基本目标。
本课程在目标设定、教学过程、课程评价和教学资源的开发等方面都突出以学生为主体的思想，注重学生实际操作能力与应用能力的培养。
课程实施应成为学生在教师指导下构建知识、提高技能、活跃思维、展现个性和拓宽视野的过程。
1.2.2课程的设计思路
本课程由课程教学团队，根据我院机械设计与制造专业及其专业群的人才培养目标，通过社会调研，邀请行业企业实践专家，根据专业所涵盖的工作岗位进行工作任务和职业能力分析的基础上开发的一门课程。
本课程设计贯彻了教学过程理论与实践相结合、学习内容与职业岗位要求相结合、“从做中学”的原则，突出实践导向，按照应用知识的方式来进行学习。
本课程在内容安排上，按照机构认知、机械零件认知再到机构设计、机械传动及零件设计的编排方式，符合从感性认识到理性认识的认知规律。
在教学方法上突出任务引领和行动导向，促进学生多元智能发展，强调综合职业能力培养，使学生掌握正确的学习和工作方法，树立良好的职业意识，为其职业能力进一步发展奠定良好的基础。
教学过程中强调以学生为主体，教师注重控制过程，注重学习效果检查和工作结果的质量评价，将学生的分组讨论、实际操作、总结与评价等纳入过程考核中，重点培养分析和解决问题的综合能力。
1.2.3职业面向
从事生产工艺设计、技能操作、小型产品开发、设计、制造、生产及设备运行管理、设备维护和维修等工作。
1.2.4职业拓展
从事机械制造企业的车间的现场管理和机电产品的销售和售后服务。
2、工作任务和课程目标
通过本课程学习，使学生能从整体上认识机械系统的结构组成，懂得机械传动原理，会分析各种传动机构的特点和适用场合，能识别机械零部件并懂得其作用。
能设计一般复杂程度的机械传动结构，具有一定的创新思维能力，具有查找和利用资源的能力。
同时通过小组工作、协作完成项目任务等学习方式，让学生通过自我建构完成学习，培养学生发现问题、解决问题的方法能力，培养学生与人合作、交流的社会能力。
2.1工作任务
2.1.1典型工作任务
根据《机械设计与制造专业人才培养方案》和职业岗位典型工作任务分析，确定本课程典型工作任务如表1所示。
表1：
典型工作任务表
课程名称（学习领域）：
机械零件与机构的分析及选用
一体化教学学时：
90学时
典型工作任务
序号
典型工作任务
学习目标
1
常用机构认知
能说出平面连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等机构的结构及运动特点
能在多种具体的机械（器）中辨别出所采用的机构
2
牛头刨床运动简图绘制
能说出运动副的概念，辨别运动副的类型
能就具体的机械（器）数出运动副和活动构件的数目
能用标准的符号正确绘制机构运动简图
3
几种运动健身器材的机构分析
能根据平面连杆机构的运动特性要求，设计简单的平面机构
能说出间歇运动机构的运动特点及应用
4
减速系统功能及结构组成分析
能正确辨别传动系统的功能及结构组成，掌握带传动、链传动、齿轮传动的特点及应用场合
能使用工具进行箱体螺栓联接、附件拆卸，遵守安全文明操作规则
5
减速器轴系零部件结构分析及拆装
能正确使用工具进行轴系零件拆卸，遵守安全文明操作规则
能说出轴系零部件的组成（轴、轴承、端盖、齿轮、键联接等）及其结构特点、功能，了解常见工艺结构的作用
能根据实物，测量齿轮的各部分尺寸，并计算出各种几何参数
能根据齿轮的参数熟练绘制齿轮零件图、啮合装配图、键联接的装配图
6
普通车床传动系统功能分析
能正确说出车床的主要组成部件及其功能
能正确分析并写出能量传输系统
7
普通车床主轴箱的结构分析
能对典型零部件的进行拆装，会看机床装配图和展开图
能说出主轴箱的结构、主轴变速操作机构的工作原理、离合器与制动器的操纵及其调整方法
会说出主轴箱的传动路线，能绘制传动系统图
8
机械零件工作能力及失效分析
能对机械零部件的工作能力进行分析
能说出机械零件的失效原因和提出改进措施
会对零件不同的失效形式合理选择设计计算准则
能运用机械设计的一般方法拟定设计思路
9
减速器传动装置的总体设计
能根据机器功能要求，合理选择传动机构类型，确定设计方案
能根据机械零部件设计的程序和方法，进行传动装置的设计
会使用标准、规范、手册、图册
10
带传动设计
能根据负载和速度要求设计带传动
11
齿轮传动设计
能根据传动要求合理设置齿轮传动各项参数及结构
12
减速器轴系结构设计
能确定轴系零件尺寸、形状、结构及材料，并会考虑零件的制造工艺、使用维护和经济性、安全性问题
13
减速器装配结构设计及零件形状设计
能根据工作性能要求，确定，减速器的总体装配结构，并会考虑零件的制造工艺、使用维护和经济性、安全性问题
2.1.2专业能力和知识目标
根据表1的典型工作任务，确定本课程专业能力与知识目标如表2所示。
表2：
专业能力目标与专业知识目标
序号
专业能力目标
专业知识目标
1
1.学生能说出平面连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等机构的结构及运动特点
2.学生能在多种具体的机械（器）中辨别出所采用的机构
1.平面连杆机构
2.凸轮机构
3.齿轮机构
4.间歇运动机构
2
1.学生能说出运动副的概念，辨别运动副的类型
2.学生能就具体的机械（器）数出运动副和活动构件的数目
3.学生能用标准的符号正确绘制机构运动简图
1.运动副的概念
2.机构运动简图的绘制
3.机构自由度计算
3
1.能根据平面连杆机构的运动特性要求，设计简单的平面机构
2.能根据从动件的运动规律，设计凸轮的轮廓曲线
3.能说出间歇运动机构的运动特点及应用
1.平面连杆机构的设计
2.凸轮机构的设计
3.间歇运动机构的特点及应用
4
1.能正确辨别传动系统的功能及结构组成，掌握带传动、链传动、齿轮传动的特点及应用场合
2.能使用工具进行箱体螺栓联接、附件拆卸，遵守安全文明操作规则
3.能说出箱体、箱盖的功能，了解箱体结构工艺性
4.能掌握螺纹及螺纹联接的结构特点、分类及应用场合
5.能正确识别螺纹联接件、紧固件
6.能说出附件的功能和结构特点，理解图样表达方式
1.带传动、链传动和齿轮传动的特点及应用场合
2.螺栓联接和销联接的特点及分类
3.减速器箱体结构的工艺性及其附件功能
5
1.能正确使用工具进行轴系零件拆卸，遵守安全文明操作规则
2.能说出轴系零部件的组成（轴、轴承、端盖、齿轮、键联接等）及其结构特点、功能，了解常见工艺结构的作用
3.能根据实物，测量齿轮的各部分尺寸，并计算出各种几何参数，能根据齿轮的参数熟练绘制齿轮零件图、啮合装配图、键联接的装配图
4.能正确选用轴系零件配合类型及尺寸
5.能读懂装配图，能正确使用工具进行减速器装配操作，遵守安全文明操作规则
1.齿轮参数基本计算
2.轴系零部件的结构分析（轴、轴承及轴上零件的轴向和周向固定方式、公差与配合）
3.装配图识读及绘制
6
1.能正确说出车床的主要组成部件及其功能
2.能正确分析并写出能量传输系统
（电动机——机械传动——工作端）
（电能——机械能——机械能）
1.车床的加工功能及其组成
2.带传动、链传动、齿轮传动、螺旋传动
7
1.能对典型零部件的进行拆装，会看机床装配图和展开图
2.能说出主轴箱的结构、主轴变速操作机构的工作原理、离合器与制动器的操纵及其调整方法
3.会说出主轴箱的传动路线，能绘制传动系统图
4.能说出齿轮在轴上的三种联接方式和结构特点
5.会计算主轴的转速级数，能说出常用变速方法
6.能说出主轴的作用和定位方式，及主轴上轴承的作用，能画出轴承的受力图
1.机床常见传动方式及其变速和换向装置
2.机床主轴箱的结构及主轴变速操纵机构的工作原理
3.主轴箱的传动系统图
4.轮系传动比计算
8
1.学生能对机械零部件的工作能力进行分析
2.学生能说出机械零件的失效原因和提出改进措施
3.会对零件不同的失效形式合理选择设计计算准则
4.学生能运用机械设计的一般方法拟定设计思路
1.机械零件的工作能力分析
2.机械零件的主要失效形式及计算准则
3.带及链传动、平面齿轮传动、联接、轴和轴承的失效形式及设计计算准则
9
1.能根据机器功能要求，合理选择传动机构类型，确定设计方案
2.能根据机械零部件设计的程序和方法，进行传动装置的设计
3.会使用标准、规范、手册、图册
4.能查阅有关技术资料，提取相关信息
1．机械设计的一般程序；
2.传动装置的总体设计
（1）传动方案的分析
（2）电动机的选择及运动与动力参数的计算
10
能根据负载和速度要求设计带传动
普通三角带传动的设计计算
11
能根据传动要求合理设置齿轮传动各项参数及结构
圆柱齿轮传动的设计
12
能确定轴系零件尺寸、形状、结构及材料，并会考虑零件的制造工艺、使用维护和经济性、安全性问题
1.轴的结构设计
2.轴系结构设计
3.键连接设计
13
能根据工作性能要求，确定，减速器的总体装配结构，并会考虑零件的制造工艺、使用维护和经济性、安全性问题
1.机械制图相关知识
2.互换性与技术测量相关知识
2.2课程目标
2.2.1专业能力目标
1.会使用机械拆装工具对部件进行拆装和调整；
2.能识别典型机械零部件，并能解释机械零部件的功能、工作原理、技术参数及其运动方式；
3.能根据要求设计简单机械部件（产品），完成产品数据收集、实体建模、计算分析、图样设计、技术文档编制等工作任务；
4.能熟练使用工具书，能使用相关软件工具进行辅助设计。
2.2.2方法能力目标
1.通过常用机构的分析初步学会通过多种途径、运用多种手段收集完成工作任务所需要的信息，并学会对信息进行整理和分析应用；
2.能从学习和实践中发现对的机械结构问题，提出探究方案，与他人合作，开展调查研究，提出解决问题的对策并实施；
3.通过机械结构的设计学生具有一定的创新设计能力。
2.2.3社会能力目标
1.通过机械传动装置的设计能求真务实、认真细致地完成工作任务，具有爱岗敬业、吃苦耐劳的职业道德；
2.通过对机械结构进行分析，学生能够自主学习，独立思考，能够认真细致地观察，发现、分析和解决问题；
3.通过小组合作学习完成能与他人进行交流和沟通，有较强的团队协作精神；
4.能撰写学习总结，分析完成任务的成功、失败等的体验。
3、与前后课的联系
3.1与前续课程的关系
本课程的前修课程有《力学基础》、《机械工程识图与绘制》，同时开设的课程有《机械工程材料》、《计算机辅助设计》。
本课程将综合应用上述课程所学的知识和技能，通过任务引领以及项目教学方法使学生通过学习与实践达到课程教学目标。
3.2与后继课程的关系
本课程为后期的《零件加工工艺及工装设计》、《计算机辅助设计与制造》、《机械制造技术》等课程的教学实施奠定基础。
4、教学内容与学时分配
本课程教学采用“探究式、启发式、类比式、归纳式、互动式、提问式”等多种教学模式，理论教学内容与实践教学内容融为一体，课程结构参见表4
表4课程教学内容与学时分配表
序号
学习情境
学习情境内容
主要教学内容
学时
1
牛头刨床机构分析
1.常用机构认知
2.牛头刨床运动简图绘制
3.几种运动健身器材的机构分析
1.平面连杆机构
2.凸轮机构
3.齿轮机构
4.间歇运动机构
5.运动副的概念
6.机构运动简图的绘制
7.机构自由度计算
20
2
普通车床结构分析及拆装
1、减速系统功能及结构组成分析
2、减速器轴系零部件结构分析及拆装
3、普通车床传动系统功能分析
4、普通车床主轴箱的结构分析
1.机床常见传动方式及其变速和换向装置
2.机床主轴箱的结构及主轴变速操纵机构的工作原理
3.主轴箱的传动系统图
4.轮系传动比计算
5.车床的加工功能及其组成
6.带传动、链传动、齿轮传动、螺旋传动
20
3
二级减速器整体及零部件设计
1、机械零件工作能力及失效分析
2、减速器传动装置的总体设计
3、带传动设计
4、齿轮传动设计
5、减速器轴系结构设计
6．减速器装配结构设计及零件形状设计
1.机械零件的工作能力分析
2.机械零件的主要失效形式及计算准则
3.带及链传动、平面齿轮传动、联接、轴和轴承的失效形式及设计计算准则
4.机械设计方法及其新发展
5．机械设计的一般程序；
6.传动装置的总体设计
7.普通三角带传动的设计计算
50
合计
90
5、学习资源的选用
5.1教材选取的原则
教材选取应遵循“适用、实用、够用”的原则。
适用是指教材主要以讲解常用机构为主，符合设计人员能力要求和本学习领域的培养目标；
实用是指每一个学习情境以完成典型零件设计过程中的基本工作任务为主线，按实际工作任务组织编写内容，强调理论与实践的一体化结合，便于实现“教学做”三位一体，符合机械制造专业学生的培养要求；
够用是指教材内容以满足学生获取机械设计能力的基本目标。
5.2推荐教材
王丽梅.《机械设计基础》.科学出版社出版，2013年6月
5.3教学参考资料
[1]罗圣国.《机械设计课程设计指导书》第二版.高等教育出版社，2012年1月
[2]谭庆昌.《机械设计》.高等教育出版社，2010年5月
[3]席伟光.《机械设计课程设计》.高等教育出版社，2009年5月
6、教师要求
要求师德高尚、治学严谨。
执教能力强，教学效果好，与企业联系密切，参与校企合作或相关专业技术服务项目的开发。
主讲教师应具有的较强的专业技术能力、组织协调能力、语言表达能力。
7、学习场地、实施要求
课堂教学——配备常用机构实物模型、多媒体教室（配备投影机、计算机等）、活动桌椅；
一体化教学——实训室、多媒体教学设备、网络资源；
现场教学——校内实训基地机床、试验台。
8、考核方式与考核标准
8.1课程考核方式
本课程的考核改变单一的终结性评价方法，采用过程考核形式，理论考核和实践考核相结合的方法。
理论考核学生对教学过程中知识点的掌握情况，实践考核主要考核学生对零部件结构的承载能力的分析。
表8-1课程考核方式
考核项目
考核内容
比例
平时成绩
出勤、课堂表现、作业、发言等。
（以量化考核形式记载在教学材料上）
40%
过程考核
在平时教学环节中完成六个项目实训（每个项目实训10分）：
项目实训一常见机构的自由度分析
（即“冲压机构、缝纫机送布机构、发动机配气机构、椭圆规机构”的自由度分析）
项目实训二二级圆柱齿轮减速器拆装实训（实训报告）
项目实训三直齿轮设计实训
标准直齿圆柱齿轮传动的设计计算（A4打印纸）
绘制标准直齿圆柱齿轮的工作图（A3号图纸）
项目实训四斜齿轮设计实训
平行轴斜圆柱齿轮传动的设计实训（A4打印纸）
绘制斜齿轮零件图（A3号图纸）
项目实训五轴的设计实训
轴的设计计算（A4打印纸）
绘制轴的工作图（A3号图纸）
项目实训六机械原理实训室现场实训（实训报告）
60%
合计
100%
8.2课程考核标准
8.2.1态度纪律考核标准
表8-2态度纪律考核标准
考核点
考核
比例
评价标准
优秀
良好
中等
合格
1、课堂学习
40%
没有缺勤，能够爱护学习环境和卫生，积极主动向老师提问并正确回答老师提出的问题。
缺勤在5%以下，能够爱护学习环境和卫生，主动向老师提问并回答问题。
缺勤在15%以下，能够爱护学习环境和卫生，能向老师提问，并回答问题。
缺勤在30%以下，能够爱护学习环境和卫生，能基本回答老师提问。
2、课外学习
30%
能够按时完成课外拓展练习并效果良好，积极主动参加讨论活动，能积极地、主动地进行自我学习和练习。
能够按时完成课外拓展练习的90%，能主动参加讨论活动，能进行自我学习和练习。
能够按时完成课外拓展练习的80%，能参加讨论活动，能积极地、能进行自我学习和练习。
能够按时完成课外拓展练习60%，能参加讨论活动，能进行自我学习和练习。
3、小组学习
30%
能够积极主动参加小组学习活动，能积极主动代表小组之间的竞赛，能提出合理化建议，能够帮助或辅导小组成员进行有效的学习。
能够积极参加小组活动，能提出合理化建议，能够帮助或辅导小组成员进行有效的学习。
能够主动参加小组活动，提出合理化建议，能够在小组成员帮助或辅导下进行有效的学习。
能够参加小组活动，能在小组成员辅导下进行有效的学习。
合计
100%
8.2.2综合项目实训考核标准
表8-3综合项目实训考核标准
考核点
考核
比例
评价标准
优秀（90-100）
良好（80-89）
中等（70-79）
合格（60-69）
1、任务实现
70%
能够综合运用相关教学单元知识较好完成单元实践任务，能够在规定的时间内完成实践
能够综合运用相关教学单元知识较好完成单元实践任务，在规定的时间内完成实践
能够在教师指导下完成单元单元实践任务，能够在规定的时间内完成实践
能够教师指导或小组成员帮助下基本完成
实践任务，能够在规定的时间内完成实践
2、创新能力
15%
能积极主动的地发现问题、分析问题和解决问题，在解决问题过程中具有创新精神，采用了最优化的问题解决方法。
能积极主动的地发现问题并通过各种途径解决问题，在解决问题过程中具有一定创新，采用较为优化的解决方法。
能发现问题并通过各种途径和方法解决问题，采用较为优化的解决方法。
能发现问题，并在教师地指导或他人地帮助下解决问题，解决局部问题时有新意。
3、表达沟通
15%
能够正确解析系统分析和实现的方案，正确回答老师提出地问题，正确辅导他人完成课内任务。
能够正确讲解系统分析和实现的方案，正确回答问题，正确辅导他人完成课内任务。
能够正确讲解对系统分析和实现的方案，能正确回答问题。
能对系统分析和实现的进行讲解，能回答部分问题。
合计
100%
9、学习情境设计
学习情境1：
牛头刨床机构分析
学习领域：
机械零件与机构的分析及选用
总课时：
90
学习情境1：
牛头刨床机构分析
课时：
20
学习目标：
专业能力：
1、学生能认识平面连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等机构的结构及运动特点
2、学生能在多种具体的机械（器）中辨别出所采用的机构
3、学生能说出运动副的概念，辨别运动副的类型
4、学生能就具体的机械（器）数出运动副和活动构件的数目
5、学生能用标准的符号正确绘制机构运动简图
方法能力：
1.通过常用机构的分析初步学会通过多种途径、运用多种手段收集完成工作任务所需要的信息，并学会对信息进行整理和分析应用；
2.能从学习和实践中发现对的机械结构问题，提出探究方案，与他人合作，开展调查研究，提出解决问题的对策并实施；
3.通过机械结构的设计学生具有一定的创新设计能力。
3、社会能力：
1.通过机械传动装置的设计能求真务实、认真细致地完成工作任务，具有爱岗敬业、吃苦耐劳的职业道德；
2.通过对机械结构进行分析，学生能够自主学习，独立思考，能够认真细致地观察，发现、分析和解决问题；
3.通过小组合作学习完成能与他人进行交流和沟通，有较强的团队协作精神；
4.能撰写学习总结，分析完成任务的成功、失败等的体验。
主要教学内容：
1、平面连杆机构
2、凸轮机构
3、间歇运动机构
4、齿轮机构
5、运动副
6、机构运动简图的绘制
7、自由度的计算
8、资料收集与分析
9、项目报告撰写
10、汇报文档制作和演示
1、社会能力的培养（团队协作、表达、责任心等）
12、经济、安全及环境保护
教学方法建议
教学材料
使用工具
1、借助图片、视频、动画，通过课堂讲解认识各种机构
2、课堂讲授平面连杆机构、凸轮机构、间歇运动机构、齿轮机构的结构和运动特点
3、在拆装实训室、机构陈列室实地考查，观察并辨别各种机构
三维动画、视频、虚拟拆装原型
多媒体教室、实训室
学生知识与能力准备
教师知识与能力准备
考核与评价
（1）具备使用电脑的能力
（3）机器拆装的顺序和方法
（4）培养较强的绘图技能
（5）掌握机械设计的基本思路
（6）具备较强的创新和自主学习的能力
（1）正确使用工具的能力
（2）熟练拆装机器的能力，熟悉各种机构的工作原理
（3）具备较强的实际操作能力
（4）能够正确、及时处理学生操作过程中出现的问题及错误；有较强的语言表达能力
（5）引导学生进行自主学习的能力。
评价内容：
（1）工作任务完成情况
（2）工作态度评价
（3）专业知识掌握情况
评价方式：
（1）学生自评
（2）小组成员互评
（3）教师评价
教学所用任务列表
序号
工作任务名称
达到专业能力目标
1
常用机构认知
1、学生能认识平面连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等机构的结构及运动特点
2、学生能在多种具体的机械（器）中辨别出所采用的机构
3、能就具体机械正确绘制机构运动简图
2
牛头刨床运动简图绘制
1、学生能说出运动副的概念，辨别运动副的类型
2、学生能就具体的机械（器）数出运动副和活动构件的数目
3、学生能用标准的符号正确绘制机构运动简图
3
几种运动健身器材的机构分析
机构运动简图绘制、自由度计算、资料收集与分析、项目报告撰写、汇报文档制作和演示、社会能力的培养（团队协作、表达、责任心等）、经济、安全及环境保护
学习情境2：
普通车床结构分析及拆装
学习领域：
机械零件与机构的分析及选用
总课时：
90
学习情境2：
普通车床结构分析及拆装
课时：
20
学习目标：
专业能力：
1.能正确辨别传动系统的功能及结构组成，掌握带传动、链传动、齿轮传动的特点及应用场合
2.能正确使用工具进行箱体螺栓联接、附件拆卸，遵守安全文明操作规则。
3.能了解箱体、箱盖的功能，了解箱体结构工艺性。
4.能掌握螺纹及螺纹联接、销联接的结构特点、分类、应用场合。
5.能正确识别螺纹连接件、紧固件。
6.能说出附件的功能、结构特点，理解图样表达方式。
方法能力：
1.通过常用机构的分析初步学会通过多种途径、运用多种手段收集完成工作任务所需要的信息，并学会对信息进
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