附录V-0-33)工程实践与毕业设计（论文 机械方案优化及结构创意实践】 四川大学制造科学与工程学院本科课程 《机械方案优化及结构创意实践1》教学大纲 课程编号： 302067010 课程类型： 陡修课 Course Code: 302067010 Course Type: Elective 课程名称。 机械方案优化及结构创意实践 授课对象： 本科二年级学4 Course Name:Practice for Product Scheme Optimum Design-1 Audience: Sophomore 学时/学分： 授课语音： 中文 Credit 16/1 Language of Chinese Mandar Hours/Credits Instruction 先修课程： 机械原理 开课院系： 机械工程系 Prerequisite: Mechanical Principles Course offered by:Department of Mechanical Eng 适用专业： 机械设计制造及其自动化专业 授课敕师： ntended for: Mechanical Design,Manufacturing and: 大纲执笔人： 高山 大纲审核人： 专业负责人 Edited by: Gao Shan Inspected by: Course Leader 一、课程简介 机械方案优化及结构创意实践-1是一门学生动手实验为主的实验课，以机械原理所学 知识和补充学习机械运动方案设计的基本知识为基础，通过不同实验题目的安排，使学生理 论联系实际，通过查资料和小组设计讨论等，先进行运动方案的初步设计和理论计算验证， 然后再通过实验验证方案的正确性，发现问题并提出改进和优化方案。过程中引导学生分组 以及分工协作锻炼学生团队配合和团队成员间交流协调能力。 二、学习目标 1、在机械原理所学知识基础上，补充学习机械运动方案设计的基本知识，并通过实践 加深和扩展对机构的组成原理和组合设计方法的理解，初步掌握简单机械产品运动方案设计 的方法和思路并得到实践锻炼： 2、根据给定工程实际题目，对传动方案进行结构创意设计并搭建模型观察其运行情况
1 附录 V-0-3(3) 工程实践与毕业设计（论文） 机械方案优化及结构创意实践-1 四川大学制造科学与工程学院本科课程 《机械方案优化及结构创意实践-1》教学大纲 课程编号： Course Code: 302067010 302067010 课程类型： Course Type: 选修课 Elective 课程名称： Course Name: 机械方案优化及结构创意实践-1 Practice for Product Scheme Optimum Design -1 授课对象： Audience: 本科二年级学生 Sophomore 学时/学分： Credit Hours/Credits 16/1 16/1 授课语言： Language of Instruction 中文 Chinese Mandarin 先修课程： Prerequisite: 机械原理 Mechanical Principles 开课院系： Course offered by: 机械工程系 Department of Mechanical Eng. 适用专业： Intended for: 机械设计制造及其自动化专业 Mechanical Design, Manufacturing and Automation 授课教师： Instructor: 大纲执笔人： Edited by: 高山 Gao Shan 大纲审核人： Inspected by: 专业负责人 Course Leader 一、课程简介 机械方案优化及结构创意实践-1 是一门学生动手实验为主的实验课，以机械原理所学 知识和补充学习机械运动方案设计的基本知识为基础，通过不同实验题目的安排，使学生理 论联系实际，通过查资料和小组设计讨论等，先进行运动方案的初步设计和理论计算验证， 然后再通过实验验证方案的正确性，发现问题并提出改进和优化方案。过程中引导学生分组 以及分工协作锻炼学生团队配合和团队成员间交流协调能力。 二、学习目标 1、在机械原理所学知识基础上，补充学习机械运动方案设计的基本知识，并通过实践 加深和扩展对机构的组成原理和组合设计方法的理解，初步掌握简单机械产品运动方案设计 的方法和思路并得到实践锻炼； 2、根据给定工程实际题目，对传动方案进行结构创意设计并搭建模型观察其运行情况
在模型搭建运行过程中分析解决遇到的问题，给出改进优化方案： 3、通过实践过程锻炼在观察，绘图，查阅资料，模拟实验以及创新思考等方面的基本 技能。初步培养解决实际问题的能力： 4、通过自行组建团队及任务协调安排完成实验任务，锻炼团队分工协作和团队成员间 的交流协调能力。 三、学习目标与单业要求的对应关系 毕业要求 毕业要求指标点 学习目标 (1)能够将数学、自然科学、机械工稻 12具有解决机械工程领域设计、制 基础知识和专业知识用于解决机械工程 造、运行等过程中的复杂工程问题所 领域设计、制造、运行等方面的复杂工程 学习目标1 需的工程基础知识和专业知识： 问题。 (3)能够设计满足特定需求的机械产品 功能原理方案、零部件及机械系统，或衔 3针对机械工程领域设计、制造、 对机械工程领域设计、制造、运行等方面 运行中的复杂工程问题，能够设计满 的复杂工程问题，拟定相应的设计、制造 足特定需求的系统、单元（部件）或 学习目标2 运行方案，并能够综合考虑社会、健康 机械制造工艺流程，并能够在设计环 安全、法律、文化以及环境因素，体现创 节中体现创新意识。 新意识。 (4)能够基于科学原理并采用科学方法， 4.1对于机械工程领域设计、制造、 针对机械工程领域设计、制造、运行等力 运行中的复杂工程问题，能够基于科 面的复杂工程问题进行研究，通过设计 学习目标3 学原理并采用科学方法，设计相应的 实施实验，获取、分析和解释数据，并通 实验： 过信息综合，获得合理有效的结论， (9)能够认识到机械设计制造工程领域 9.2能够在机械设计制造工程实践中 的跨学科特征，能够在多学科背景下的团 学习目标4 系担团队成员、团队负责人的职责。 队中承担团队成员以及负责人的职责。 四、教学基本内容 总体介绍 1、机械设计及其过程的介绍： 2、机械运动方案设计在机械产品设计过程中所处的位置和重要性： 3、本实验课程的内容和要求：
2 在模型搭建运行过程中分析解决遇到的问题，给出改进优化方案； 3、通过实践过程锻炼在观察，绘图，查阅资料，模拟实验以及创新思考等方面的基本 技能。初步培养解决实际问题的能力； 4、通过自行组建团队及任务协调安排完成实验任务，锻炼团队分工协作和团队成员间 的交流协调能力。 三、学习目标与毕业要求的对应关系 四、教学基本内容 总体介绍 1、机械设计及其过程的介绍； 2、机械运动方案设计在机械产品设计过程中所处的位置和重要性； 3、本实验课程的内容和要求； 毕业要求 毕业要求指标点 学习目标 （1）能够将数学、自然科学、机械工程 基础知识和专业知识用于解决机械工程 领域设计、制造、运行等方面的复杂工程 问题。 1.2 具有解决机械工程领域设计、制 造、运行等过程中的复杂工程问题所 需的工程基础知识和专业知识； 学习目标 1 （3）能够设计满足特定需求的机械产品 功能原理方案、零部件及机械系统，或针 对机械工程领域设计、制造、运行等方面 的复杂工程问题，拟定相应的设计、制造、 运行方案，并能够综合考虑社会、健康、 安全、法律、文化以及环境因素，体现创 新意识。 3.3 针对机械工程领域设计、制造、 运行中的复杂工程问题，能够设计满 足特定需求的系统、单元（部件）或 机械制造工艺流程，并能够在设计环 节中体现创新意识。 学习目标 2 （4）能够基于科学原理并采用科学方法， 针对机械工程领域设计、制造、运行等方 面的复杂工程问题进行研究，通过设计、 实施实验，获取、分析和解释数据，并通 过信息综合，获得合理有效的结论。 4.1 对于机械工程领域设计、制造、 运行中的复杂工程问题，能够基于科 学原理并采用科学方法，设计相应的 实验； 学习目标 3 （9）能够认识到机械设计制造工程领域 的跨学科特征，能够在多学科背景下的团 队中承担团队成员以及负责人的职责。 9.2 能够在机械设计制造工程实践中 承担团队成员、团队负责人的职责。 学习目标 4
要求学生：理解本实验课程的意义，做好动手实验的准备。 补充知识 1、回顾机械原理关于机构结构分析方面的基本知识：机构确定运动的条件：平面机构 自由度计算：平面机构的组成原理，基本杆组及分类，机构级别： 2、分析一个机构的基本杆组组成和机构级别 3、运用基本杆组组合设计机构的方法： 4、平面机构高副低代的概念及应用： 5、机械运动方案设计的基本过程： 6、机械运动方案评价方法。 要求学生：能计算平面机构自由度，并能将平面机构分解成基本杆组，分析机构的结构 组成。能根据运动要求用基本杆组组合设计新的机构。 本章学习内容对应学习目标1，支毕业要求指标点12。 实验准备 1、介绍实验仪器及实验内容： 介绍实验仪器的基本使用方法。强调实验注意事项。 2、确定人员分组： 根据实验仪器数量，将学生平均分成实验小组，选定小组长，并由组长提交分组名单 协调安排各项任务： 本章学习内容对应学习目标4，支撑毕业要求指标点9.2。 熟悉实验仪器、搭建模型 完成一个机构模型搭建练习题目。 布置题目1：自行选定一个与实际机器对应的平面多杆机构，画出机构运动简图，计算 其自由度，确定原动件，分析机构实现的基本运动，基本杆组组成：在实验装置上用零部件 搭建对应的机构模型，并用电机或者气缸驱动实现机构的运动： 要求学生：能够借助于实验指导书和任务要求，熟悉实验仪器的使用方法，通过实际动 手，掌握用实验模型搭建验证选定机构的运动过程的方法。 本章学习内容对应学习目标3，支择毕业要求指标点4.1。 机构组成原理实验 完成一个按简单运动要求设计机构的题目。 布置题目2：指定输入运动形式和要求的多个输出运动，以及多个输出运动之间的位置 关系和运动形式，设计一个平面机构来实现运动要求，并通过实验装置验证改进设计的机构 方案。 要求学生：能分析题目的运动要求，并运用机构组成原理和组合设计方法完成机构设计， 用机构运动简图画出设计方案并计算机构自由度，确定原动机，通过动手实验验证机构是否 3
3 要求学生：理解本实验课程的意义，做好动手实验的准备。 补充知识 1、回顾机械原理关于机构结构分析方面的基本知识：机构确定运动的条件；平面机构 自由度计算；平面机构的组成原理，基本杆组及分类，机构级别； 2、分析一个机构的基本杆组组成和机构级别； 3、运用基本杆组组合设计机构的方法； 4、平面机构高副低代的概念及应用； 5、机械运动方案设计的基本过程； 6、机械运动方案评价方法。 要求学生：能计算平面机构自由度，并能将平面机构分解成基本杆组，分析机构的结构 组成。能根据运动要求用基本杆组组合设计新的机构。 本章学习内容对应学习目标 1，支撑毕业要求指标点 1.2。 实验准备 1、介绍实验仪器及实验内容； 介绍实验仪器的基本使用方法。强调实验注意事项。 2、确定人员分组； 根据实验仪器数量，将学生平均分成实验小组，选定小组长，并由组长提交分组名单， 协调安排各项任务； 本章学习内容对应学习目标 4，支撑毕业要求指标点 9.2。 熟悉实验仪器、搭建模型 完成一个机构模型搭建练习题目。 布置题目 1：自行选定一个与实际机器对应的平面多杆机构，画出机构运动简图，计算 其自由度，确定原动件，分析机构实现的基本运动，基本杆组组成；在实验装置上用零部件 搭建对应的机构模型，并用电机或者气缸驱动实现机构的运动； 要求学生：能够借助于实验指导书和任务要求，熟悉实验仪器的使用方法，通过实际动 手，掌握用实验模型搭建验证选定机构的运动过程的方法。 本章学习内容对应学习目标 3，支撑毕业要求指标点 4.1。 机构组成原理实验 完成一个按简单运动要求设计机构的题目。 布置题目 2：指定输入运动形式和要求的多个输出运动，以及多个输出运动之间的位置 关系和运动形式，设计一个平面机构来实现运动要求，并通过实验装置验证改进设计的机构 方案。 要求学生：能分析题目的运动要求，并运用机构组成原理和组合设计方法完成机构设计， 用机构运动简图画出设计方案并计算机构自由度，确定原动机，通过动手实验验证机构是否
能正确实现要求的运动。 本章学习内容对应学习目标3，支撑毕业要求指标点4.1。 工程实际题目设计实践 完成一个与工程实际相关的机构设计题目 布置题目3：每个组给出一个不同的题目，题目来自于工程实际问题，描述了输入和输 出运动要求，设计一个平面机构来实现运动要求，并通过实验装置验证改进设计的机构方案。 将最终优化调整并验证通过后的机构测绘反映到实验报告中。 要求学生：通过课外查资料，并结合所学知识进行初步设计计算，用机构运动简图表达 设计方案并计算机构自由度，确定原动机，通过动手实验验证机构是否能正确实现要求的运 动。 本章学习内容对应学习目标2，支撑毕业要求指标点3.3。 实验报告 课内测绘实验结果，记录数据，课外整理撰写实验报告， 本章学习内容对应学习目标2，支撑毕业要求指标点3.3。 五、建议敦学进度 课程内容 学时数 1.总体介绍 0.5 2.补充知识 3 3.实验准备 0.5 4.熟悉实验仪器、搭建模型 2 5.机构组成原理实验 2 6.工程实际题目设计实我 8 大、学策略与方法 1、以介绍机械运动方案设计的基本知识为辅，学生动手为主，强调学生自主动手能力 2、机构设计计算与实验验证相结合 3、分组锻炼学生团队配合能力 七、考核方式 实验过程考察，实验报告 八、成绩评定方法 实验过程和模型搭建验证结果50%：(1)各题目的准备情况，包括方案图及自由度分
4 能正确实现要求的运动。 本章学习内容对应学习目标 3，支撑毕业要求指标点 4.1。 工程实际题目设计实践 完成一个与工程实际相关的机构设计题目 布置题目 3：每个组给出一个不同的题目，题目来自于工程实际问题，描述了输入和输 出运动要求，设计一个平面机构来实现运动要求，并通过实验装置验证改进设计的机构方案。 将最终优化调整并验证通过后的机构测绘反映到实验报告中。 要求学生：通过课外查资料，并结合所学知识进行初步设计计算，用机构运动简图表达 设计方案并计算机构自由度，确定原动机，通过动手实验验证机构是否能正确实现要求的运 动。 本章学习内容对应学习目标 2，支撑毕业要求指标点 3.3。 实验报告 课内测绘实验结果，记录数据，课外整理撰写实验报告。 本章学习内容对应学习目标 2，支撑毕业要求指标点 3.3。 五、建议教学进度 课程内容 学时数 1. 总体介绍 0.5 2. 补充知识 3 3. 实验准备 0.5 4. 熟悉实验仪器、搭建模型 2 5. 机构组成原理实验 2 6. 工程实际题目设计实践 8 六、教学策略与方法 1、以介绍机械运动方案设计的基本知识为辅，学生动手为主，强调学生自主动手能力； 2、机构设计计算与实验验证相结合； 3、分组锻炼学生团队配合能力。 七、考核方式 实验过程考察，实验报告 八、成绩评定方法 实验过程和模型搭建验证结果 50% ：（1）各题目的准备情况，包括方案图及自由度分
析计算等：(2)各题目模型搭建验证设计是否能满足题目要求：(3)模型搭建装配质量。实 验报告40%，考勤10% 九、教学参考书与其他相关教学资源（如网上教学资源等） [山孙桓主编，《机械原理》，北京：高等教有出版社，2013年4月 2]王知行、刘廷荣主编，《机械原理》，北京：高等教有出版社，2000年2月 [B)濮良贵主编，《机械设计》，北京：高等教有出版社，2001年6月 [4邱宜怀主编，《机械设计》，北京：高等教有育出版社，2000年6月 [5)樊庆文主编，《现代工业系统基础》，成都：西南交通大学出版社，2004年2月
5 析计算等；（2）各题目模型搭建验证设计是否能满足题目要求；（3）模型搭建装配质量。实 验报告 40%，考勤 10% 九、教学参考书与其他相关教学资源（如网上教学资源等） [1] 孙桓主编，《机械原理》，北京：高等教育出版社，2013 年 4 月 [2] 王知行、刘廷荣主编，《机械原理》，北京：高等教育出版社，2000 年 2 月 [3] 濮良贵主编，《机械设计》，北京：高等教育出版社，2001 年 6 月 [4] 邱宣怀主编，《机械设计》，北京：高等教育出版社，2000 年 6 月 [5] 樊庆文主编，《现代工业系统基础》，成都：西南交通大学出版社，2004 年 2 月