机械设计综合实践 四川大学制造科学与工程学院本科课程 《机械设计综合实践》教学大纲 课程编号： 302214010 课程类型 选修课 Course Code: 302214010 Course Type Elective 课程名称： 机械设计综合实践 授课对象： 本科二年级学生 Course Name: Comprehensive Practice of Mechanica Sophomore Design 学时/学分： 16/1 授课语言： 中文 Credit 16/1 Language oChinese Mandarin Hours/Credits Instruction 先修课程： 机械制图(【)、2，机械原理，机械开课院系： 机械工程系 设计 Prerequisite: Mechanical Graphics(,Mechani Course offered by:Department rinciples,Mechanical Design Mechanical Eng. 适用专业： 机械设计制造及其自动化专业 授课教师： Intended for: Mechanical Design.Manufacturing andInstructor: Automation 大纲执笔人： 何俊 大纲审核人： 传业负责人 Edited by: HeJun Inspected by: Course Leader 一、课程简介 机械设计综合实践是以实验教学为主的课程，主要围绕机械设计课堂教学展开，目的帮 助同学们理解机械设计的相关知识，并通过实验将理论转化成实践，通过工程实践来强化认 知，提高认识，同时通过观察分析实际模型，拓展视野，通过实际来解释书本知识，起到相 铺相成的作用。 本实验课程主要开展典型平面机构运动学分析、轴系组装、减速器拆装、动平衡、范成 法绘制渐开线齿廓、典型传动部件效率测试实验，既有验证性实验，又有设计性综合性实验。 同学们通过实验验证课本知识，加深印象，同时通过拆装了解加速器内部构造，自己组装轴 系解决轴系装配要点。通过实验加深理解，锻炼动手能力。 二、学习目标
机械设计综合实践 四川大学制造科学与工程学院本科课程 《机械设计综合实践》教学大纲 课程编号： Course Code: 302214010 302214010 课程类型： Course Type: 选修课 Elective 课程名称： Course Name: 机械设计综合实践 Comprehensive Practice of Mechanical Design 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: 机械制图（Ⅰ）-1、2，机械原理，机械 设计 Mechanical Graphics (Ⅰ)-1、2, Mechanical Principles, Mechanical Design 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: 何俊 He Jun 大纲审核人： Inspected by: 专业负责人 Course Leader 一、课程简介 机械设计综合实践是以实验教学为主的课程，主要围绕机械设计课堂教学展开，目的帮 助同学们理解机械设计的相关知识，并通过实验将理论转化成实践，通过工程实践来强化认 知，提高认识，同时通过观察分析实际模型，拓展视野，通过实际来解释书本知识，起到相 辅相成的作用。 本实验课程主要开展典型平面机构运动学分析、轴系组装、减速器拆装、动平衡、范成 法绘制渐开线齿廓、典型传动部件效率测试实验，既有验证性实验，又有设计性综合性实验。 同学们通过实验验证课本知识，加深印象，同时通过拆装了解加速器内部构造，自己组装轴 系解决轴系装配要点。通过实验加深理解，锻炼动手能力。 二、学习目标
1、能够将理论教学中各零部件与具体实物建立联系，认识各零部件的性能参数和尺寸 参数，能通过尺寸参数正确识别零部件，并对标准零件进行选型。 2、能够根据实验项目的要求自行设计组装典型部件一轴系，能分析轴系各零件的功用 和轴系的正确性，并运用专业图纸表达轴系结构。通过减速器实物拆装，掌握减速器各部分 的功能，并且能够正确装配减速器，掌握其设计要点。通过上述实验针对轴系和减速器等相 对复杂的部件进行设计拆装，使学生具备设计满足特定要求单元的能力，并体现创新意识。 3、能够通过实验测试数据，通过对比分析典型平面机构的运动特点、渐开线齿轮齿廓 尺寸参数变化、典型传动装置传动效率，掌挥动平衡的计算方法和测试方法，能通过实验数 据来得到实验结论，呈现零部件、机构工作效果，能正确解释实验数据，得到有效研究结论。 4、掌握专业技术语言，能通过图纸进行信息交流和表达自己的设计思想。 三、学习目标与毕业要求的对应关系 毕业要求 单业要求指标点 学习目标 (2)能够应用数学、自然科学利 机械工程科学的基本原理，通过信息 2.1能够应用数学、自然科学 检索、文献研究，对机械工程领域设 和机械工程科学的基本原理，识 学习目标】 计、制造、运行等方面的复杂工程问 别机械工程领域设计、制造、运 题进行识别、表达、分析、评价，并行中的关键问题与参数： 获得有效结论。 (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 3.3针对机械工程领域设计、 系统，或针对机械工程领域设计、制 制造、运行中的复杂工程问题 造、运行等方面的复杂工程问题，拟能够设计满足特定需求的系统 定相应的设计、制造、运行方案，并单元（部件）或机械制造工艺流 学习目标2 能够综合考虑社会、健康、安全、法程，并能够在设计环节中体现创 律、文化以及环境因素，体现创新意 新意识。 识。 (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 43能够获取、分析与解释实 造、运行等方面的复杂工程问题进行 验数据，并通过信息综合，得到 研究，通过设计、实施实验，获取、 学习目标3 合理有效的研究结论。 分析和解释数据，并通过信息综合， 获得合理有效的结论
1、能够将理论教学中各零部件与具体实物建立联系，认识各零部件的性能参数和尺寸 参数，能通过尺寸参数正确识别零部件，并对标准零件进行选型。 2、能够根据实验项目的要求自行设计组装典型部件---轴系，能分析轴系各零件的功用 和轴系的正确性，并运用专业图纸表达轴系结构。通过减速器实物拆装，掌握减速器各部分 的功能，并且能够正确装配减速器，掌握其设计要点。通过上述实验针对轴系和减速器等相 对复杂的部件进行设计拆装，使学生具备设计满足特定要求单元的能力，并体现创新意识。 3、能够通过实验测试数据，通过对比分析典型平面机构的运动特点、渐开线齿轮齿廓 尺寸参数变化、典型传动装置传动效率，掌握动平衡的计算方法和测试方法，能通过实验数 据来得到实验结论，呈现零部件、机构工作效果，能正确解释实验数据，得到有效研究结论。 4、掌握专业技术语言，能通过图纸进行信息交流和表达自己的设计思想。 三、学习目标与毕业要求的对应关系 毕业要求 毕业要求指标点 学习目标 （2）能够应用数学、自然科学和 机械工程科学的基本原理，通过信息 检索、文献研究，对机械工程领域设 计、制造、运行等方面的复杂工程问 题进行识别、表达、分析、评价，并 获得有效结论。 2.1 能够应用数学、自然科学 和机械工程科学的基本原理，识 别机械工程领域设计、制造、运 行中的关键问题与参数； 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。 4.3 能够获取、分析与解释实 验数据，并通过信息综合，得到 合理有效的研究结论。 学习目标 3
(10)针对机械工程领域设计、 10.1能够通过语言、文稿等 制造、运行等复杂工程问题，能够与 方式顺畅地表达自己的意愿，具 业界同行及社会公众进行有效沟通和 备人际交往能力和基本的外语交 交流，能够撰写机械设计制造领域的 流能力，能够针对机械工程领域 学习目标4 报告、设计文档，进行陈述发言，能 设计、制造、运行等方面的复杂 够回应指令并清晰表达，具备一定的 工程问题与业界同行及社会公众 国际视野，能够在跨文化背景下进行 进行有效沟通和交流： 沟通和交流。 四、教学基本内容 项目一实验内容、实验分组及实验要求讲投 讲述各实验项目的基本原理、实验过程、注意事项、数据采集的要求、实验报告撰写规 范和实验分组情况 要求学生： 了解各实验的原理，仪器设备使用要求，同时加强机械专业标准规范的学习，明确轴系 设计要求和减速器拆装测绘要求。 毕业要求对应关系： 本项目学习内容对应学习目标4，支撑毕业要求指标点10.1。 项目二具体实验项目开展 实验一基本平面机构设计及运动学、动力学实验 通过对典型机构一平面（导杆）滑块机构和平面凸轮机构的运动参数的测试，推导验证 机构的运动特点，明确机构应用场合，掌握机构运动学参数对机构设计的意义。 要求学生： 掌握机构运动学参数对机构设计的意义和明确机构运用场合和常用机构的运动特点。 毕业要求对应关系： 本实验学习内容对应学习目标1、3，支撑毕业要求指标点2.14.3。 实验二范成法绘制渐开线齿廓实验 运用范成法原理描绘渐开线齿轮齿廓（标准齿形、变位齿形），通过图纸和相关公式计 算，找出标准齿形和变位齿形的区别与联系。 要求学生： 通过该实验，加深对齿轮轮席各部分参数的理解，同时通过实验理清标准齿轮和变位齿 轮的内在关系，了解齿轮的设计和齿轮制造的方法。 毕业要求对应关系： 本实验学习内容对应学习目标1、3、4，支撑毕业要求指标点2.1,4.3,10.1
四、教学基本内容 项目一 实验内容、实验分组及实验要求讲授 讲述各实验项目的基本原理、实验过程、注意事项、数据采集的要求、实验报告撰写规 范和实验分组情况。 要求学生： 了解各实验的原理，仪器设备使用要求，同时加强机械专业标准规范的学习，明确轴系 设计要求和减速器拆装测绘要求。 毕业要求对应关系： 本项目学习内容对应学习目标 4，支撑毕业要求指标点 10.1。 项目二 具体实验项目开展 实验一 基本平面机构设计及运动学、动力学实验 通过对典型机构—平面（导杆）滑块机构和平面凸轮机构的运动参数的测试，推导验证 机构的运动特点，明确机构应用场合，掌握机构运动学参数对机构设计的意义。 要求学生： 掌握机构运动学参数对机构设计的意义和明确机构运用场合和常用机构的运动特点。 毕业要求对应关系： 本实验学习内容对应学习目标 1、3，支撑毕业要求指标点 2.1 ,4.3。 实验二 范成法绘制渐开线齿廓实验 运用范成法原理描绘渐开线齿轮齿廓（标准齿形、变位齿形），通过图纸和相关公式计 算，找出标准齿形和变位齿形的区别与联系。 要求学生： 通过该实验，加深对齿轮轮廓各部分参数的理解，同时通过实验理清标准齿轮和变位齿 轮的内在关系，了解齿轮的设计和齿轮制造的方法。 毕业要求对应关系： 本实验学习内容对应学习目标 1、3、4，支撑毕业要求指标点 2.1 ,4.3,10.1。 （10）针对机械工程领域设计、 制造、运行等复杂工程问题，能够与 业界同行及社会公众进行有效沟通和 交流，能够撰写机械设计制造领域的 报告、设计文档，进行陈述发言，能 够回应指令并清晰表达，具备一定的 国际视野，能够在跨文化背景下进行 沟通和交流。 10.1 能够通过语言、文稿等 方式顺畅地表达自己的意愿，具 备人际交往能力和基本的外语交 流能力，能够针对机械工程领域 设计、制造、运行等方面的复杂 工程问题与业界同行及社会公众 进行有效沟通和交流； 学习目标 4
实验三动平衡实验 讲述平衡的相关知识和动平衡机的操作方法，学生分组进行动平衡实验，并记录相关实 验数据。 要求学生 掌握平衡的定义、分类以及作用，区分静平衡、动平衡的适用范围和平衡条件，掌握前 平衡、动平衡的计算方法，运用动平衡机实现刚性转子的动平衡。 毕业要求对应关系： 本实验学习内容对应学习目标1、3、4，支撑毕业要求指标点2.1,4.3,10.1。 实验四轴系组装和测绘实验 按照所给定的零件种类和规格，自己设计轴系，并且运用机械装配示意图的形式反映轴 系设计的成果。 要求学生 了解零件尺寸的含义和标准件的相关标准，掌握轴系组成，各零部件的功用，以及零件 的轴向定位和周向定位方法、轴承的安装形式和轴系零件之间的装配关系，运用标准画法描 述轴系结构。 毕业要求对应关系： 本实验学习内容对应学习目标1、2、4，支撑毕业要求指标点2.1,33,10.1。 实验五减速器拆装实验 分组对减速器进行拆卸和装配，观察减速器各部分的结构特点和各零部件的功用，掌掘 齿轮减速器的传动布置形式，测绘中间轴装配示意图，通过测量和查阅标准，确定轴上键的 尺寸，同时通过装配自行设计减速器轴系的结构。 要求学生： 认识减速器的内部结构，了解减速器应具备的结构特点和各零部件的功用，培养根据实 物描绘传动示意图和画轴系装配图的能力，掌握标准件一键的选用方法。 半业要求对应关系： 本实验学习内容对应学习目标1、2、4，支撑毕业要求指标点2.1,3.3,10.1 实验六典型传动部件效率综合实验 运用传动部件综合效率实验台测试典型传动部件的传动效率，本实验以带传动为测试对 象，通过测试掌握带传动的传动特点和传动效率变化情况，验证带传动的最高效率，演示打 滑现象，增强对带传动过载保护的认识。 要求学生： 掌握传动部件传动效率测试方法，并能获取相应的实验曲线。通过实验曲线，掌握典型 传动装置效率伴随负载的变化情况。 毕业要求对应关系：
实验三 动平衡实验 讲述平衡的相关知识和动平衡机的操作方法，学生分组进行动平衡实验，并记录相关实 验数据。 要求学生： 掌握平衡的定义、分类以及作用，区分静平衡、动平衡的适用范围和平衡条件，掌握静 平衡、动平衡的计算方法，运用动平衡机实现刚性转子的动平衡。 毕业要求对应关系： 本实验学习内容对应学习目标 1、3、4，支撑毕业要求指标点 2.1 ,4.3,10.1。 实验四 轴系组装和测绘实验 按照所给定的零件种类和规格，自己设计轴系，并且运用机械装配示意图的形式反映轴 系设计的成果。 要求学生： 了解零件尺寸的含义和标准件的相关标准，掌握轴系组成，各零部件的功用，以及零件 的轴向定位和周向定位方法、轴承的安装形式和轴系零件之间的装配关系，运用标准画法描 述轴系结构。 毕业要求对应关系： 本实验学习内容对应学习目标 1、2、4，支撑毕业要求指标点 2.1,3.3,10.1。 实验五 减速器拆装实验 分组对减速器进行拆卸和装配，观察减速器各部分的结构特点和各零部件的功用，掌握 齿轮减速器的传动布置形式，测绘中间轴装配示意图，通过测量和查阅标准，确定轴上键的 尺寸，同时通过装配自行设计减速器轴系的结构。 要求学生： 认识减速器的内部结构，了解减速器应具备的结构特点和各零部件的功用，培养根据实 物描绘传动示意图和画轴系装配图的能力，掌握标准件—键的选用方法。 毕业要求对应关系： 本实验学习内容对应学习目标 1、2、4，支撑毕业要求指标点 2.1 ,3.3, 10.1。 实验六 典型传动部件效率综合实验 运用传动部件综合效率实验台测试典型传动部件的传动效率。本实验以带传动为测试对 象，通过测试掌握带传动的传动特点和传动效率变化情况，验证带传动的最高效率，演示打 滑现象，增强对带传动过载保护的认识。 要求学生： 掌握传动部件传动效率测试方法，并能获取相应的实验曲线。通过实验曲线，掌握典型 传动装置效率伴随负载的变化情况。 毕业要求对应关系：
本实验学习内容对应学习目标1、3，支撑毕业要求指标点2.1,4.3。 五、建议教学进度 教学内容 学时数 实验内容、实验分组及要求讲授 基本平面机构设计及运动学、动力学实验 2 范成法绘制渐开线齿廓实验 2 动平衡实验 2 轴系组装和测绘实验 4 减速器拆装实验 典型传动部件效率综合实验 六、教学策略与方法 1、闸述基本原理，现场指导设备操作方法。 2、通过举例和引导，让学生们自行判断设计成果的正确性。 3、对学生设计进行点评，增强识别错误的能力。 4、实验数据测量与分析，进一步加强对实验的理解和工程技术的运用， 七、考核方式 实验动手成绩、实验报告成绩综合评价。 八、成绩评定方法 本课程为实验类课程，主要考察实验学习效果。总成锁由实验成绩构成，实验报告体现 实验学习的效果，报告成绩占总成绩100%，对出勤不佳者、实验未完成者实行在总分基础 上扣减相应分数方法。课程共六个实验，轴系组装占40%，减速器拆装占20%，其余各10% 九、教学参考书与其他相关教学资源（如网上教学资源等） [门高山、王幼君主编《机械工业基础感知实践》自编教材 2]邓宗全、于红英、王知行主编.《机械原理》.高等教育出版社，2015 3)孙志礼、闫玉涛、田万禄主编.《机械设计》科学出版社，2015 4任秀华、邢琳、张秀芳主编。《机械设计基础课程设计》机械工业出版社，2013 [)陈磊主编.《机械工程实验》.人民邮电出版社，2009
本实验学习内容对应学习目标 1、3，支撑毕业要求指标点 2.1, 4.3。 五、建议教学进度 教学内容 学时数 实验内容、实验分组及要求讲授 1 基本平面机构设计及运动学、动力学实验 2 范成法绘制渐开线齿廓实验 2 动平衡实验 2 轴系组装和测绘实验 4 减速器拆装实验 3 典型传动部件效率综合实验 2 六、教学策略与方法 1、 阐述基本原理，现场指导设备操作方法。 2、 通过举例和引导，让学生们自行判断设计成果的正确性。 3、 对学生设计进行点评，增强识别错误的能力。 4、 实验数据测量与分析，进一步加强对实验的理解和工程技术的运用。 七、考核方式 实验动手成绩、实验报告成绩综合评价。 八、成绩评定方法 本课程为实验类课程，主要考察实验学习效果。总成绩由实验成绩构成，实验报告体现 实验学习的效果，报告成绩占总成绩 100%，对出勤不佳者、实验未完成者实行在总分基础 上扣减相应分数方法。课程共六个实验，轴系组装占 40%，减速器拆装占 20%，其余各 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] 高山、王幼君主编.《机械工业基础感知实践》.自编教材 [2] 邓宗全、于红英、王知行主编.《机械原理》.高等教育出版社，2015 [3] 孙志礼、闫玉涛、田万禄主编.《机械设计》.科学出版社，2015 [4] 任秀华、邢琳、张秀芳主编.《机械设计基础课程设计》.机械工业出版社，2013 [5] 陈磊主编.《机械工程实验》.人民邮电出版社，2009
