郑州大学：机械工程专业《机械设计基础综合实验》课程教学大纲（2020版）.pdf_大学文库

《机械设计基础综合实验》课程教学大纲课程编号：015038 课程名称（中/英文）：机械设计基础综合实验/Experiments for Machinery Design 课程类型：必修课（平台课、模块课、课程群）总学时：24 讲课学时：实验学时：24 学分：1(0.5+0.5) 适用对象：机械工程及自动化专业先修课程：机械原理、机械设计、误差理论及数据处理后续课程：机械制造工艺学开课单位：机械与动力工程学院一、课程性质和教学目标《机械设计基础综合实验》是配合《机械原理》、《机械设计》两门课程的实践教学环节，要使学生应用所掌握机构学和机构动力学的基本理论知识，对简单的机械装置进行运动和动力参数测绘、测试。旨在培养学生运用实验方法研究机械的某些能力：增强学生对机械技术工作本质属性的认知，培养其开发创新能力：为后续的机械类课程学习奠定基础。本课程隶属技术基础课程。教学目标有：知识目标：目标1：掌握机构运动简图绘制方法，掌握机械自由度的计算方法。目标2：掌握用范成法制造渐开线齿轮齿廊的基本原理。目标3：了解机械运动参数变化规律。目标4：掌握动平衡基本工作原理和方法。目标5：验证螺栓联接受载时弹性范围内受力及变形协调规律：了解螺栓组联接的载荷分布情况。目标6：了解带传动效率与滑动之间的关系，掌握滑动轴承性能参数的测定：目标7：掌握机械传动合理布置的基本要求，培养创新性实验的能力：目标8：了解不同弹簧的特性，学习机器核心部件构成及初步测试方法：目标9：初步了解摩擦磨损形成机理。能力目标：培养学生的实验设计和操作能力，能够完成数据处理，能够撰写实验报告，培养学生创新设计意识及综合设计的能力。本课程的教学目标与毕业要求的对应关系为：序毕业要求毕业要求指标点具体内容课程目标号指标点毕业要求 4.2能够针对复杂工程问题设计实验（测试）知识目标1-9，能力目方案，并搭建实验（测试）系统，安全地开展 4.2 实验毕业要求9.2能够组织、协调或指挥团队开展工作。能力日标

《机械设计基础综合实验》课程教学大纲课程编号:015038 课程名称（中/英文）：机械设计基础综合实验／Experiments for Machinery Design 课程类型:必修课（平台课、模块课、课程群）总学时：24 讲课学时：实验学时：24 学分： 1 （0.5+0.5）适用对象: 机械工程及自动化专业先修课程：机械原理、机械设计、误差理论及数据处理后续课程：机械制造工艺学开课单位：机械与动力工程学院一、课程性质和教学目标《机械设计基础综合实验》是配合《机械原理》、《机械设计》两门课程的实践教学环节，要使学生应用所掌握机构学和机构动力学的基本理论知识，对简单的机械装置进行运动和动力参数测绘、测试。旨在培养学生运用实验方法研究机械的某些能力；增强学生对机械技术工作本质属性的认知，培养其开发创新能力；为后续的机械类课程学习奠定基础。本课程隶属技术基础课程。教学目标有：知识目标：目标 1：掌握机构运动简图绘制方法，掌握机械自由度的计算方法。目标 2：掌握用范成法制造渐开线齿轮齿廓的基本原理。目标 3：了解机械运动参数变化规律。目标 4：掌握动平衡基本工作原理和方法。目标 5：验证螺栓联接受载时弹性范围内受力及变形协调规律；了解螺栓组联接的载荷分布情况。目标 6：了解带传动效率与滑动之间的关系，掌握滑动轴承性能参数的测定；目标 7：掌握机械传动合理布置的基本要求，培养创新性实验的能力；目标 8：了解不同弹簧的特性，学习机器核心部件构成及初步测试方法；目标 9：初步了解摩擦磨损形成机理。能力目标：培养学生的实验设计和操作能力，能够完成数据处理，能够撰写实验报告，培养学生创新设计意识及综合设计的能力。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课程目标 1 毕业要求 4.2 4.2 能够针对复杂工程问题设计实验（测试）方案，并搭建实验（测试）系统，安全地开展实验；知识目标 1-9,能力目标 2 毕业要求 9.2 能够组织、协调或指挥团队开展工作。能力目标

9 二、教学基本要求机械设计基础综合实验在于培养学生独立进行科学实验的能力。培养学生动手能力和实际操作能力，学生在教师的指导下除学习实验原理，应熟悉实验装置、仪器的结构、工作原理、加载及各性能参数的测试方法和有关仪器仪表的使用方法。培养学生整理原始记录和数据处理方法及撰写实验报告的能力。达到独立操作、独立完成。三、教学内容及要求大纲基本内容包括9个必做的实验内容和4个选作实验内容，在规定的24个学时内完成。实验一机构运动简图的测绘实验（验证性实验，2学时）通过对各种机械实物和机构模型的测绘，要求学生掌握机构运动简图绘制方法：熟悉分析和验证机构自由度的基本技能，掌握机械自由度的计算方法：加深对机构结构分析的了解。实验二齿轮的范成实验（验证性实验，2学时）通过绘制渐开线齿轮的图样，掌握用范成法制造渐开线齿轮齿廓的基本原理：了解渐开线齿轮产生根切现象的原因和方法：分析比较标准齿轮和变位齿轮异同点，实验三运动参数测试实验（验证性实验，2学时）本项试验在于使学生了解机械运动参数电测量的基本原理和方法，通过对运动参数（直线运动的线位移，线速度，线加速度：转动的角位移，角速度，角加速度)变化规律的分析，加深理解课堂教学内容实验四回转构件的动平衡实验（验证性实验，2学时）本项实验在于刚性转子和回转构件动平衡的理论知识的验证，加深课堂教学内容：巩固和验证回转构件动平衡的基本概念：学习掌握动平衡机的基本工作原理和操作方法。实验五机构搭接创新实验（综合性实验，6学时）本项实验在于加深学生对机构组成原理的认识，为机构创新设计奠定良好的基础：利用若干不同的杆组，拼接各种不同的平面机构，训练学生的工程实践动手能力：培养学生创新设计意识及综合设计的能力。实验六螺栓联接变形协调实验*（验证性实验，2学时）本项实验在于验证螺栓联接受轴向工作载荷时，螺栓与被联接件在弹性范围内受力及变形协调规律：测量联接件（螺栓）的刚度及被联接件的刚度和系统刚度与两项刚度之间的关系。学会应变仪与应变片的原理及使用方法，贴应变片要点及注意事项：根据测试结果，作螺栓联接受力变形图。实验七螺栓组联接实验*（验证性实验，2学时）本项实验的目的在于了解并测试受翻转力矩作用的螺栓组联接的载荷分布情况，并测试联接的相对刚度。根据测试结果，作载荷一一变形关系图。学会应变仪与应变片的原理及使用方法，贴应变片的要点及注意事项。实验八皮带传动的滑动率和效率的测定实验（验证性实验，2学时）

9 二、教学基本要求机械设计基础综合实验在于培养学生独立进行科学实验的能力。培养学生动手能力和实际操作能力，学生在教师的指导下除学习实验原理，应熟悉实验装置、仪器的结构、工作原理、加载及各性能参数的测试方法和有关仪器仪表的使用方法。培养学生整理原始记录和数据处理方法及撰写实验报告的能力。达到独立操作、独立完成。三、教学内容及要求大纲基本内容包括 9 个必做的实验内容和 4 个选作实验内容，在规定的 24 个学时内完成。实验一机构运动简图的测绘实验（验证性实验，2 学时）通过对各种机械实物和机构模型的测绘，要求学生掌握机构运动简图绘制方法；熟悉分析和验证机构自由度的基本技能，掌握机械自由度的计算方法;加深对机构结构分析的了解。实验二齿轮的范成实验（验证性实验，2 学时）通过绘制渐开线齿轮的图样，掌握用范成法制造渐开线齿轮齿廓的基本原理;了解渐开线齿轮产生根切现象的原因和方法;分析比较标准齿轮和变位齿轮异同点。实验三运动参数测试实验（验证性实验，2 学时）本项试验在于使学生了解机械运动参数电测量的基本原理和方法，通过对运动参数（直线运动的线位移，线速度，线加速度；转动的角位移，角速度，角加速度）变化规律的分析，加深理解课堂教学内容。实验四回转构件的动平衡实验（验证性实验，2 学时）本项实验在于刚性转子和回转构件动平衡的理论知识的验证，加深课堂教学内容；巩固和验证回转构件动平衡的基本概念;学习掌握动平衡机的基本工作原理和操作方法。实验五机构搭接创新实验（综合性实验，6 学时）本项实验在于加深学生对机构组成原理的认识，为机构创新设计奠定良好的基础；利用若干不同的杆组，拼接各种不同的平面机构，训练学生的工程实践动手能力；培养学生创新设计意识及综合设计的能力。实验六螺栓联接变形协调实验*（验证性实验，2 学时）本项实验在于验证螺栓联接受轴向工作载荷时，螺栓与被联接件在弹性范围内受力及变形协调规律；测量联接件（螺栓）的刚度及被联接件的刚度和系统刚度与两项刚度之间的关系。学会应变仪与应变片的原理及使用方法，贴应变片要点及注意事项；根据测试结果，作螺栓联接受力变形图。实验七螺栓组联接实验*（验证性实验，2 学时）本项实验的目的在于了解并测试受翻转力矩作用的螺栓组联接的载荷分布情况，并测试联接的相对刚度。根据测试结果，作载荷――变形关系图。学会应变仪与应变片的原理及使用方法，贴应变片的要点及注意事项。实验八皮带传动的滑动率和效率的测定实验（验证性实验，2 学时）

本项实验目的在于了解带传动中的弹性滑动与打滑现象和带传动的效率与滑动之间的关系：并了解传动效率试验的方法和特点。根据测试结果绘制弹性滑动一一效率之间关系曲线。实验九滑动轴承实验（验证性实验，2学时）本项目实验在于观察滑动轴承从非完全液体摩擦到液体摩擦的现象，了解摩擦系数与比压和滑动速度之间的关系：了解油膜压力分布情况及轴承油膜承载能力之间的关系。学生测定载荷，速度，油膜压力，摩擦力矩等参数。及其相互关系，观察摩擦状态的转变，并且分析测试方法的优缺点，根据测试结果绘制轴承圆周方向和轴向压力分布曲线：绘制摩擦系数与特征数的关系曲线。实验十机械传动性能综合测试实验（综合性实验，4学时）本项实验在于通过测试常见机械传动装置在传递运动与动力过程中的参数曲线，加深对常见机械传动性能的认识和理解：通过测试由常见机械传动组成的不同传动系统的参数曲线掌握机械传动合理布置的基本要求：通过实验认识机械传动性能综合测试实验台的工作原理掌握计算机辅助实验的方法，培养进行设计性实验与创新性实验的能力。实验十一弹簧性能测定实验（验证性实验，2学时）本项实验在于通过测试不同材料、不同形式、不同规格的弹簧制件，了解弹簧的弹性曲线，认识不同弹簧的特性，理解力与变形量之间的关系。学生在教师的指导下测定载荷与位移、转角等参数，整理原始记录，训练数据处理方法及撰写实验报告。实验十二机械传动装置创意组合综合实验*（综合性实验，4学时）本项实验在于培养学生动手能力和实际操作能力，学生在教师的指导下除学习轴、轴承齿轮、联轴器、键等零件装配原理及结构外，悉实轴系的基本组成，熟悉实验台的的结构、工作原理、加载方法：了解有关仪器仪表的使用方法。同时培养学生整理原始记录和数据处理方法及撰写实验报告的能力，测试在不同连接的条件下，不同工况下的转速、噪声等参数，优选传动方案。实验十三摩擦磨损实验*（综合性实验，4学时）本项实验在于掌握摩擦磨损测试技术：了解摩擦磨损试验机的工作原理和使用方法：了解在不同工作运转变量下摩擦系数的变化规律：了解减小摩擦的途径：培养学生对实验数据的分析和处理能力：初步了解影响摩擦磨损过程的参数，四、课程建设与改革实验课是机械工程课程中重要的实践环节。要使学生绘制实际机器的机构运动简图，对简单机械实验装置进行运动及动力参数测试，以培养学生运用实验方法研究机械的能力要求学生亲自动手完成实验及实验报告。实验内容可根据专业需要和实际情况在规定的学时内，在列出实验项目内调整三至四个实验以利于教改的探索。五、各教学环节学时分配

本项实验目的在于了解带传动中的弹性滑动与打滑现象和带传动的效率与滑动之间的关系；并了解传动效率试验的方法和特点。根据测试结果绘制弹性滑动――效率之间关系曲线。实验九滑动轴承实验（验证性实验，2 学时）本项目实验在于观察滑动轴承从非完全液体摩擦到液体摩擦的现象，了解摩擦系数与比压和滑动速度之间的关系；了解油膜压力分布情况及轴承油膜承载能力之间的关系。学生测定载荷，速度，油膜压力，摩擦力矩等参数。及其相互关系，观察摩擦状态的转变，并且分析测试方法的优缺点，根据测试结果绘制轴承圆周方向和轴向压力分布曲线；绘制摩擦系数与特征数的关系曲线。实验十机械传动性能综合测试实验（综合性实验，4 学时）本项实验在于通过测试常见机械传动装置在传递运动与动力过程中的参数曲线,加深对常见机械传动性能的认识和理解；通过测试由常见机械传动组成的不同传动系统的参数曲线，掌握机械传动合理布置的基本要求；通过实验认识机械传动性能综合测试实验台的工作原理，掌握计算机辅助实验的方法, 培养进行设计性实验与创新性实验的能力。实验十一弹簧性能测定实验（验证性实验，2 学时）本项实验在于通过测试不同材料、不同形式、不同规格的弹簧制件，了解弹簧的弹性曲线，认识不同弹簧的特性，理解力与变形量之间的关系。学生在教师的指导下测定载荷与位移、转角等参数，整理原始记录，训练数据处理方法及撰写实验报告。实验十二机械传动装置创意组合综合实验*（综合性实验，4 学时）本项实验在于培养学生动手能力和实际操作能力，学生在教师的指导下除学习轴、轴承、齿轮、联轴器、键等零件装配原理及结构外，悉实轴系的基本组成，熟悉实验台的的结构、工作原理、加载方法；了解有关仪器仪表的使用方法。同时培养学生整理原始记录和数据处理方法及撰写实验报告的能力。测试在不同连接的条件下，不同工况下的转速、噪声等参数，优选传动方案。实验十三摩擦磨损实验*（综合性实验，4 学时）本项实验在于掌握摩擦磨损测试技术；了解摩擦磨损试验机的工作原理和使用方法；了解在不同工作运转变量下摩擦系数的变化规律；了解减小摩擦的途径；培养学生对实验数据的分析和处理能力；初步了解影响摩擦磨损过程的参数。四、课程建设与改革实验课是机械工程课程中重要的实践环节。要使学生绘制实际机器的机构运动简图，对简单机械实验装置进行运动及动力参数测试，以培养学生运用实验方法研究机械的能力。要求学生亲自动手完成实验及实验报告。实验内容可根据专业需要和实际情况在规定的学时内，在列出实验项目内调整三至四个实验以利于教改的探索。五、各教学环节学时分配