图郑州大学 能源与动力工程专业 《机械设计基础课程设计》 课程教学大纲 大纲制订人：沈鹏、张泽斌 大纲审定人：铁瑛 修订日期：2022/12/26
能源与动力工程专业 《机械设计基础课程设计》 课程教学大纲 大纲制订人：沈鹏、张泽斌 大纲审定人：铁瑛 修订日期：2022/12/26 郑州大学
《机械设计基础课程设计》课程教学大纲 课程编号：015033 课程名称（中/英文）：机械设计基础课程设计/Course Project for Mechanical Design Fundamentals 课程类型：专业实践 总学时：48 讲课及答疑学时：18 实验学时：30 学分：2 适用对象：能源与动力工程及相关专业 先修课程：机械制图、机械设计基础、理论力学、材料力学、精度设计、金属材料与热处理 后续课程：专业课程设计等 开课单位：机械与动力工程学院 一、课程的性质和教学目标 《机械设计基础课程设计》是与机械相关专业学生学习《机械设计基础》课程的一个重要内容， 也是该门课程整个教学过程中理论联系实际不可缺少的一个重要实践性教学环节。课程内容是一般 用途的“二级圆柱齿轮减速器”。在教师的指导下，学生独立完成二级圆柱齿轮减速器传动方案制定 与设计、编写设计计算说明书，完成装配图和典型零件图设计图，该课程使学生运用所学的有关机 械设计的理论和技能，以及各有关先修课程的知识进行一次较为全面而综合的设计练习，对有效提 高和培养学生的智能和工作能力十分有益。 本课程的教学目标为： 课程目标1：培养理论联系实际的设计思想，训练综合运用机械设计和有关先修课程的理论， 结合生产实际分析和解决工程实际问题的能力，巩固、加深和扩展有关机械设计方面的知识： 课程目标2：通过课程设计，使学生能够掌握制定设计方案的原则和方法、能够比较合理地选 择传动机构和零件类型，正确计算零件工作能力、确定尺寸和选择材料，以及较全面的考虑制造工 艺、使用和维护等要求，可以进行结构设计，从而达到了解和掌握机械零件、机械传动装置的设计 过程和方法： 课程目标3：进行设计基本技能的训练。例如计算、绘图、熟悉和运用设计资料（手册、图册、 标准和规范等)以及使用经验数据、进行经验估算和处理数据的能力。 本课程的教学目标与毕业要求的对应关系为： 序号单业要求指标 单业要求指标点具体内容 本课程的教学目标与 点 毕业要求的对应关系 课程目标1、 毕业要求31 3.1能够针对具有特定需求的工程技术问题进行提 炼和描述，确定相应的工程设计目标与技术方案： 课程目标2
《机械设计基础课程设计》课程教学大纲 课程编号：015033 课程名称（中／英文）：机械设计基础课程设计／Course Project for Mechanical Design Fundamentals 课程类型：专业实践 总 学 时： 48 讲课及答疑学时：18 实验学时：30 学 分：2 适用对象: 能源与动力工程及相关专业 先修课程：机械制图、机械设计基础、理论力学、材料力学、精度设计、金属材料与热处理 后续课程：专业课程设计等 开课单位：机械与动力工程学院 一、课程的性质和教学目标 《机械设计基础课程设计》是与机械相关专业学生学习《机械设计基础》课程的一个重要内容， 也是该门课程整个教学过程中理论联系实际不可缺少的一个重要实践性教学环节。课程内容是一般 用途的“二级圆柱齿轮减速器”。在教师的指导下，学生独立完成二级圆柱齿轮减速器传动方案制定 与设计、编写设计计算说明书，完成装配图和典型零件图设计图，该课程使学生运用所学的有关机 械设计的理论和技能，以及各有关先修课程的知识进行一次较为全面而综合的设计练习，对有效提 高和培养学生的智能和工作能力十分有益。 本课程的教学目标为： 课程目标 1：培养理论联系实际的设计思想，训练综合运用机械设计和有关先修课程的理论， 结合生产实际分析和解决工程实际问题的能力，巩固、加深和扩展有关机械设计方面的知识； 课程目标 2：通过课程设计，使学生能够掌握制定设计方案的原则和方法、能够比较合理地选 择传动机构和零件类型，正确计算零件工作能力、确定尺寸和选择材料，以及较全面的考虑制造工 艺、使用和维护等要求，可以进行结构设计，从而达到了解和掌握机械零件、机械传动装置的设计 过程和方法； 课程目标 3：进行设计基本技能的训练。例如计算、绘图、熟悉和运用设计资料（手册、图册、 标准和规范等）以及使用经验数据、进行经验估算和处理数据的能力。 本课程的教学目标与毕业要求的对应关系为： 序号 毕业要求指标 点 毕业要求指标点具体内容 本课程的教学目标与 毕业要求的对应关系 1 毕业要求 3.1 3.1 能够针对具有特定需求的工程技术问题进行提 炼和描述，确定相应的工程设计目标与技术方案； 课程目标 1、 课程目标 2
102能够就能源与动力工程专业间题以口头、文稿 业要求102 图表等形式，准确表达自己的观点，回应质疑，理 课程目标2 解与业界同行和社会公众交流的差异性： 112在能源动力类产品/系统设计、控制、设备选择 课程目标2、 华业要求112 等名学科环墙下初具各风险评估和管理能力。 课程目标3 二、教学的基本要求 本课程教学的基本要求是：使学生培养理论联系实际的设计思想，训练综合运用机械设计和有 关先修课程的理论，结合生产实际分析和解决工程实际问题的能力，巩固、加深和扩展有关机械设 计方面的知识。使学生能够掌握制定设计方案的原则和方法、能够比较合理地选择传动机构和零件 类型，正确计算零件工作能力、确定尺寸和选择材料，以及较全面的考虑制造工艺、使用和维护等 要求，可以进行结构设计，从而达到了解和掌握机械零件、机械传动装置的设计过程和方法，具有 继续自学并结合工作实践应用、扩展的能力， 各课程目标的培养环节为： 敦学目标 培养环节 课堂教学 绘图实我 答辩 课程目标1 课程目标2 课程目标3 三、课堂教学内容及目标 本课程采用模块化教学，教学内容共有八个模块。 模块一：传动方案拟定及总体设计6学时 目标：能够独立进行电动机选择：传动级数拟定，传动机构选择与布置，传动比分配，各级动力 参数、运动参数的计算，传动件的设计计算，轴的初步计算，联轴器类型选择，初选滚动轴承类型。 (1)电动机选择 (2) 传动级数拟定、传动机构选择和布置 (3)传动比分配 (4)各级动力参数、运动参数的计算 (5)传动件的设计计算 (6) 轴的初步计算 (7)联轴器类型选择 (8)滚动轴承类型选择 (9) 绘制总体布置简图
2 毕业要求 10.2 10.2 能够就能源与动力工程专业问题以口头、文稿、 图表等形式，准确表达自己的观点，回应质疑，理 解与业界同行和社会公众交流的差异性； 课程目标 2 3 毕业要求 11.2 11.2 在能源动力类产品/系统设计、控制、设备选择 等多学科环境下初步具备风险评估和管理能力。 课程目标 2、 课程目标 3 二、教学的基本要求 本课程教学的基本要求是：使学生培养理论联系实际的设计思想，训练综合运用机械设计和有 关先修课程的理论，结合生产实际分析和解决工程实际问题的能力，巩固、加深和扩展有关机械设 计方面的知识。使学生能够掌握制定设计方案的原则和方法、能够比较合理地选择传动机构和零件 类型，正确计算零件工作能力、确定尺寸和选择材料，以及较全面的考虑制造工艺、使用和维护等 要求，可以进行结构设计，从而达到了解和掌握机械零件、机械传动装置的设计过程和方法 ，具有 继续自学并结合工作实践应用、扩展的能力。 各课程目标的培养环节为： 教学目标 培养环节 课堂教学 绘图实践 答辩 课程目标 1 √ 课程目标 2 √ √ √ 课程目标 3 √ √ 三、课堂教学内容及目标 本课程采用模块化教学，教学内容共有八个模块。 模块一：传动方案拟定及总体设计 6 学时 目标：能够独立进行电动机选择;传动级数拟定，传动机构选择与布置，传动比分配，各级动力 参数、运动参数的计算，传动件的设计计算，轴的初步计算，联轴器类型选择，初选滚动轴承类型。 （1） 电动机选择 （2） 传动级数拟定、传动机构选择和布置 （3） 传动比分配 （4） 各级动力参数、运动参数的计算 （5） 传动件的设计计算 （6） 轴的初步计算 （7） 联轴器类型选择 （8） 滚动轴承类型选择 （9） 绘制总体布置简图
棋块二：减速器拆装实验2学时 目标：了解减速器构造，了解各个零件的功用、结构特点，了解零件的装配关系 模块三：减速器装配草图设计10学时 目标：能够独立确定箱体边缘宽度、轴承和齿轮的润滑方式、轴承盖类型选择：确定各轴段直 径和长度：能够按比例绘制装配草图。 (1)箱体边缘宽度的确定、轴承和齿轮润滑方式的确定、轴承盖类型确定 (2) 各轴段直径和长度的确定 (3)轴受力作用点及跨距的确定 (4)支反力计算、弯、扭矩图绘制，轴的强度计算：轴承寿命计算。 模块四：减速器装配图、零件图绘制20学时 目标：培养工程绘图、抽象思维能力，掌握装配关系的图纸表达 (1)独立绘制完成减速器装配图 (2)零件结构设计：选择三个典型零件：一根轴、一个齿轮、箱盖或箱座，完成零件工作 图的绘制 (3) 尺寸标注、表面粗糙度、圆柱公差、形位公差、齿轮公差标注 (4)技术要求、标题栏、齿轮偏差侧隙计算 棋块五：编写说明书8学时 目标：培养对工程问盟的描述，对设计过程及设计结果的总结与概括能力 (1)设计过程总结、整理 (2)准备答辩 模块六：答辩2学时 目标：以口头、文稿、图纸等形式，准确表达自己的观点，回应提问， 四、课程教学思想、教学方法、教学手段 (1)面向工程实际的设计训练、培养学生的设计能力。在设计计算中，着重训练各种零件在 不同工况下参数设计的全过程。在结构设计中，贯彻实践（认识机械零部件）到理论（讲述结构设计原 则与方法)再到实践（动手设计零部件结构）的训练过程： (2)通过小组讨论加深学生对基本理论的掌握： (3)通过答辩加深学生对设计过程的理解及其表达。 五、各教学环节学时分配 教学内容 讲授及讨论 绘图 模块一：传动方案拟定及总体设计 6 模块二：减速器拆装实验 2
模块二：减速器拆装实验 2 学时 目标：了解减速器构造，了解各个零件的功用、结构特点，了解零件的装配关系 模块三：减速器装配草图设计 10 学时 目标：能够独立确定箱体边缘宽度、轴承和齿轮的润滑方式、轴承盖类型选择；确定各轴段直 径和长度；能够按比例绘制装配草图。 （1） 箱体边缘宽度的确定、轴承和齿轮润滑方式的确定、轴承盖类型确定 （2） 各轴段直径和长度的确定 （3） 轴受力作用点及跨距的确定 （4） 支反力计算、弯、扭矩图绘制，轴的强度计算；轴承寿命计算。 模块四：减速器装配图、零件图绘制 20 学时 目标：培养工程绘图、抽象思维能力，掌握装配关系的图纸表达 （1） 独立绘制完成减速器装配图 （2） 零件结构设计：选择三个典型零件：一根轴、一个齿轮、箱盖或箱座，完成零件工作 图的绘制 （3） 尺寸标注、表面粗糙度、圆柱公差、形位公差、齿轮公差标注 （4） 技术要求、标题栏、齿轮偏差侧隙计算 模块五：编写说明书 8 学时 目标：培养对工程问题的描述，对设计过程及设计结果的总结与概括能力 （1） 设计过程总结、整理 （2） 准备答辩 模块六：答辩 2 学时 目标： 以口头、文稿、图纸等形式，准确表达自己的观点，回应提问。 四、 课程教学思想、教学方法、教学手段 （1）面向工程实际的设计训练、培养学生的设计能力。在设计计算中，着重训练各种零件在 不同工况下参数设计的全过程。在结构设计中，贯彻实践(认识机械零部件)到理论(讲述结构设计原 则与方法)再到实践(动手设计零部件结构)的训练过程； （2）通过小组讨论加深学生对基本理论的掌握； （3）通过答辩加深学生对设计过程的理解及其表达。 五、各教学环节学时分配 教学内容 讲授及讨论 绘图 模块一：传动方案拟定及总体设计 6 模块二：减速器拆装实验 2
模块三：诚速器装配草图设计 10 模块四：减速器装配图、零件图绘制 模块五：编写说明书 模块六：答辩 合计 18 30 大、考核及成绩评定方式 考核内容：设计图纸和设计计算说明书，考核内容能够支撑毕业要求相关指标点 考核方式：针对设计图纸和说明书中出现的结构设计和设计过程提问和答辩。 装配图满分50分、零件图满分10分：原则性错误每处扣5分，非原则性错误，≥20个，扣12 分：≥15个，扣8分，≥10个，扣6分，<10个，扣2~5分：图面质量5分。设计说明书15分， 原则性错误每个扣1.5分，非原则性错误每个扣0.5分。书写格式质量2.5分。 答辩满分15分，按正误比例扣分。 平时纪律、出勤率、工作能力、进度等10分。 说明： 成绩分为优、良、中、及格和不及格5级 总成绩-平时纪律、出勤率(10%)+图纸设计质量(60%)+计算说明书质量(15%)+答辩成 绩(15%) 总成绩<60为不及格 总成绩=60一69为及格 总成绩=70一79为中 总成绩=80一89为良 总成绩≥90为优秀 七、教材和参考书目 教材：《机械设计课程设计指导书》，龚淮义主编，高等教育出版社，2010年。 《机械零件课程设计图册》，龚准义主编，高等教有出版社，1989年。 参考书目：《机械工程手册》，机械工程手册编委会编，机械工业出版社，1995 《机械设计手册》，徐灏主编，机械工业出版社，1991
模块三：减速器装配草图设计 10 模块四：减速器装配图、零件图绘制 20 模块五：编写说明书 8 模块六：答辩 2 合计 18 30 六、考核及成绩评定方式 考核内容：设计图纸和设计计算说明书，考核内容能够支撑毕业要求相关指标点 考核方式：针对设计图纸和说明书中出现的结构设计和设计过程提问和答辩。 装配图满分 50 分、零件图满分 10 分：原则性错误每处扣 5 分，非原则性错误，≥20 个，扣 12 分；≥15 个，扣 8 分，≥10 个，扣 6 分，<10 个，扣 2～5 分；图面质量 5 分。设计说明书 15 分， 原则性错误每个扣 1.5 分，非原则性错误每个扣 0.5 分。书写格式质量 2.5 分。 答辩满分 15 分，按正误比例扣分。 平时纪律、出勤率、工作能力、进度等 10 分。 说明： 成绩分为优、良、中、及格和不及格 5 级 总成绩=平时纪律、出勤率（10%）+图纸设计质量（60%）+计算说明书质量（15%）+答辩成 绩（15%） 总成绩<60 为不及格 总成绩=60～69 为及格 总成绩=70～79 为中 总成绩=80～89 为良 总成绩≥90 为优秀 七、教材和参考书目 教 材： 《机械设计课程设计指导书》，龚溎义主编，高等教育出版社，2010 年。 《机械零件课程设计图册》，龚溎义主编，高等教育出版社，1989 年。 参考书目：《机械工程手册》，机械工程手册编委会编，机械工业出版社，1995 《机械设计手册》，徐灏主编，机械工业出版社，1991