机械设计基础

  1．课程的特点 本课程包含了机械原理和机械设计两门课程的主要内容，是一门用以培养学生机械设计能力的技术基础课，旨在培养学生综合运用先修课程中所学知识和技能，解决机械工程实际问题的能力，结合各种实践教学环节，进行机械工程技术人员所需的基本训练，为学生进一步学习有关专业课程和日后从事机械设计工作打下基础，因此在近机械类专业的教学计划中占有重要地位和作用，该课程是工科学校近机类专业理论性和实用性较强的技术基础课，它在教学计划中起着承上启下的桥梁作用，它不但为专业课的学习打下基础，而且能够综合应用已学知识，直接解决不同专业生产设备的运转质量、技术革新、产品开发等工程技术问题，是培养学生综合设计能力、综合分析能力、实际动手能力、创新能力的理论基础和重要的实践环节。 课程注重对学生综合设计能力的培养，强调培养学生表达设计对象的能力；突出培养学生综合运用传统和现代设计手段发现、分析和解决问题的能力；从而提高学生创造性构思和总体把握设计方案的水平。在教学思路上，以设计为主线，从认知规律和满足工程设计各主要环节训练的需要出发，对教学内容和实践环节进行整合与提高，达到基本机械设计知识的完备，在培养学生机构设计、通用零部件工作能力设计与结构设计能力的基础上，突出学生创新意识的培养和工程实际设计能力的锻炼。 2．教学理念、教学内容、教学方法、考试方法 教学理念：本课程既有别于职业教育中的普通机械设备操作技工的职业培训，又有别于研究生教育阶段的过多理论探究与解决实际工程问题提升，其旨在培养学生在通晓常用机构、通用机械零部件基本工作原理及设计方法的前提下，用活、用巧产品生产中的各种机械装备，将技能和知识有机地结合，并提升学生在机械装备的安装、调试、维修、故障诊断等方面的职业技能，培养“工学结合”的复合型本科人才，为企业的实际生产注入新的活力。本课程旨在将学术性教育和应用性教育有机地结合，理论上深入浅出，力争实现知识和能力培养的一体化。 教学内容：机械设计基础课程是一门用以培养学生机械设计能力的技术基础课，本课程主要研究： （1）机械系统的运动学和动力学分析，包括常用机构的结构分析、运动分析和受力分析，机器动力学问题。 （2）一般工作条件和常用参数范围内的通用机械零部件的工作原理、结构特点、基本设计理论和设计计算方法。 （3）机械系统方案的设计与选择。 本课程的主要任务是培养学生： （1）掌握机构分析与设计的基本理论和基本方法；具有对机械系统运动方案创新设计的初步能力； （2）掌握设计或选用通用机械零部件的基本理论、基本知识和基本技能，具有设计机械传动装置和一般机械的能力； （3）具有运用标准、规范，查阅技术资料的能力、计算能力、绘图能力； （4）掌握机械设计基础的实验原理和方法，具有进行实验研究的初步能力。 （5）了解机械设计的新理论、新方法。 教学方法：机械设计基础课程由于长期受传统思想束缚，以及机械原理和机械设计两门课程的影响偏重理论分析、传统的传动机构的运动分析和传统机械零部件的设计计算，与当今先进的科学技术接触较少，如新的传动装置、传动原理以及新的设计理论等，部分内容与相关课程间重复是多年来一直困扰着课程发展和改革。 为解决好新旧知识“膨胀”与有限教学时间不协调的矛盾，应对教学内容进行了整体调整优化，强调基本知识、基本原理、注重实际应用，对经典的教学内容进行精简和融合改造，留出部分时间容纳面向新世纪的高新技术内容，如新的设计理论和方法、新概念，介绍各种新型传动机构和装置，力求在计划学时内，拓宽知识面，增大信息含量，提高教学效果。 面对未来社会对人才培养的要求，在传授知识的同时，要加强学生创新能力和综合素质的培养，针对机械设计基础课程的特点，在教学过程中尽可能多采用模型、实物、幻灯、录象、多媒体课件等直观、先进的立体化教学手段，增强学生的感性认识，帮助学生更好地理解教学内容。 实践环节是启发学生学习兴趣、加强学生对知识的理解、提高动手能力的重要手段。（1）加强实验室，改善和丰富实验内容。（2）课程设计是机械设计基础课程实践环节中的重要一环，也是检验课堂教学和学生对教学内容掌握情况的关键一步。在选题上除了传统的题目以外，根据学生的兴趣或指导教师的科研题目增加了一定数量的创新设计题目。在设计手段上，根据学生的自愿允许部分同学利用计算机绘图来完成，以提高学生计算机在工程设计上的使用能力。 考试方法：改变以往“一张试卷定成绩”的传统考核方式，引进课程论文，大作业等注重自主获取知识能力的培养的多环节、累加式成绩评定方法。通过累加式考试的实施，强调对学生实际能力与评价，引导学生自觉争强学习能力和探索精神。 3.目前机械设计基础的教学正逐渐适应教学改革的需要，主要表现在以下几点： 机械原理以机构运动简图为研究模型的，建立机构运动简图应该是研究机械运动和设计机械的基础，因此应把机构的结构分析、机构运动简图的定义、和常用运动副的符号作为重点讲授内容。 机械设计部分内容，应减少计算公式的推导过程的介绍，增加零件结构的设计介绍和一些有关设计参数的选取原则的介绍，并加强机械传动系统和传动方案设计内容介绍，还要向学生介绍一些机械领域的新发展，以开阔学生的眼界。 在实践教学环节上，在原有的原理和零件实验项目以外可适当增加一些需要学生自己动手完成的实验，如一些机械的拆装，为增加学生对机械零件失效的认识，可收集一些典型的失效零件供学生观看和触摸。对课程设计的内容和手段进行适当的改革，如设计内容可选择减速器以外的工程性较强题目。 在教学方法上要精讲基本概念、基本理论、基本方法，力求使繁、杂、难的知识内容简化并容易理解和记忆。如机构的特性分析及机构的演化方法可精讲，平面连杆机构和凸轮机构的设计可只精讲一种基本结构形式的设计方法，其他结构形式的设计可要求学生自学。在授课过程中还应适当采用模型、实物、录象和多媒体教学软件等直观、先进的教学手段，增强学生的感性认识和每节课的信息含量。分析讨论是培养学生科学思维方法和创新能力的一种重要的的教学方法，为此，在教学中，可选择一些综合的工程实际题目，让学生自己查阅资料并进行讨论，这样即促进学生课外自学又培养了同学独立从事科学研究和解决实际问题的能力。 4. 授课对象要求 本课程主要面对近机类专业（如材料成形、焊接、电子封装、船舶等）要求学生具备较好的识图、绘图和工程力学基础知识。 5.教材与指导书 主要参考教材选用高教出版社出版杨可桢、程光蕴主编的机械设计基础一书得到广泛的好评和认可，该书曾获得国家优秀教材一等奖。