机械系统的设计教案
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机械设计课程设计教材一、教学目标本课程旨在通过学习机械设计的基本理论、方法和技巧,使学生掌握机械系统设计的基本流程,提高解决实际工程问题的能力。
在知识目标方面,要求学生熟悉机械设计的基本概念、原理和方法,了解机械设计中的材料选择、零件设计、传动系统设计等内容。
在技能目标方面,要求学生能够运用所学知识进行简单的机械设计,包括绘制设计图、计算零件尺寸、选择合适的材料和传动方式等。
在情感态度价值观目标方面,培养学生对机械设计的兴趣和热情,提高学生的创新意识和工程实践能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括机械设计的基本理论、方法和实践。
首先,介绍机械设计的基本概念、原理和方法,包括设计流程、设计原则和设计步骤等。
然后,讲解机械系统中的各个组成部分,如零件、传动系统和控制系统等,以及它们的设计方法和计算方法。
最后,结合实际案例,进行机械设计的实践操作,使学生能够将所学知识应用于实际工程问题中。
三、教学方法为了提高教学效果,本课程将采用多种教学方法。
首先,采用讲授法,系统地传授机械设计的基本理论和方法。
其次,通过案例分析法,分析实际工程案例,使学生更好地理解和掌握机械设计的方法。
同时,利用实验法,进行机械设计实践操作,培养学生的动手能力和创新能力。
最后,课堂讨论,鼓励学生提问和发表见解,激发学生的学习兴趣和主动性。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,我们将选择和准备适当的教学资源。
教材方面,选用《机械设计基础》作为主教材,辅助以《机械设计手册》等参考书。
多媒体资料方面,制作课件、教案和案例分析等,以图文并茂的形式展示教学内容。
实验设备方面,准备机械设计实验室,提供学生进行实践操作的机会。
同时,利用网络资源,如学术期刊、在线课程等,丰富学生的学习体验。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试等多个方面,以全面反映学生的学习成果。
平时表现主要评估学生的课堂参与度、提问和讨论积极性等,通过观察和记录来进行评估。
机械设计复习教案一、教学目标本教案旨在帮助学生全面了解机械设计的相关概念,掌握机械设计的基本原理,了解机械设计的常见应用和工程实践,从而提高学生的机械设计水平和实际应用能力。
具体目标如下:1.掌握机械设计的基本知识和原理,包括机械运动学、动力学、工艺学等方面的基本概念和关键技术。
2.熟悉机械设计中常见的工程实践和应用场景,包括机械结构设计、传动系统设计、运动控制设计等方面的主要技术和方法。
3.了解机械设计的最新发展和前沿技术,包括新材料、新工艺、智能制造等方面的最新成果和应用案例。
二、教学内容本教案主要分为四个部分,分别介绍机械设计的基本原理、工程实践、新技术、实践案例等方面的内容。
1.机械设计的基本原理机械设计的基本原理包括机械运动学、动力学、工艺学等方面的基本概念和关键技术。
①机械运动学机械运动学是机械设计的基本理论,包括平面运动和空间运动。
平面运动学包括位移、速度、加速度、圆周运动、圆周加速度等内容;空间运动学包括轴线、直线、平面、圆心等内容。
②机械动力学机械动力学是机械设计中关于物体运动的力学原理,包括力、动量、功、能量等内容。
通过机械动力学的分析,可以确定机械的工作性能和运动状态,对机械设计起着重要的指导作用。
③机械工艺学机械工艺学是机械制造技术的基础,主要包括铸造、锻造、加工等内容。
机械工艺学与机械设计密切相关,机械设计的质量和效率直接受到机械工艺水平的影响。
2.机械设计的工程实践机械设计的工程实践主要包括机械结构设计、传动系统设计、运动控制设计等方面的主要技术和方法。
①机械结构设计机械结构设计是机械设计的核心内容之一,它涉及到机械构件的形状、尺寸、材质等方面的设计。
通过机械结构设计,可以确定机械的重量、可靠性、运动性能等重要参数,为整个机械设计的成功打下了基础。
②传动系统设计传动系统设计是机械设计的重要组成部分,它涉及到机械传动件的布置、尺寸、材质等方面的设计。
传动系统的设计合理与否直接影响机械设计的效率、耗能和系统的稳定性。
机械原理课程教案—机构的结构设计一、教学目标1. 了解机构的基本概念及其在机械系统中的应用。
2. 掌握机构的结构设计方法,分析并解决实际问题。
3. 培养学生的创新意识和动手能力,提高其在机械设计方面的综合素质。
二、教学内容1. 机构的基本概念及分类定义、功能、特点刚体、弹性体、固定体等基本元素转动副、滑动副、高副、低副等基本运动副2. 机构的结构设计方法机构自由度的计算与分析机构运动分析与仿真机构设计原则与方法机构优化设计3. 常见机构及其应用齿轮机构、链传动机构、皮带传动机构等凸轮机构、曲柄摇杆机构、连杆机构等行星齿轮机构、蜗轮蜗杆机构等4. 机构创新设计创新设计方法与步骤机构变异、组合与拓展实例分析与讨论5. 机构设计实例与实践设计要求与设计步骤草图绘制与结构分析运动仿真与性能评估制作与调试三、教学方法1. 采用讲授、案例分析、讨论相结合的方式进行教学。
2. 使用多媒体课件、模型、实物等辅助教学,增强学生的直观感受。
3. 注重实践操作,引导学生动手实践,提高其解决问题的能力。
四、教学评估1. 课堂问答:检查学生对基本概念、设计方法的理解和掌握程度。
2. 课程设计:评估学生在实际问题中的机构设计能力。
3. 期末考试:全面测试学生对本课程知识的掌握和应用能力。
五、教学资源1. 教材:机械原理、机械设计等相关教材。
2. 课件:多媒体课件、机构动画、实例图片等。
3. 模型:各种机构模型、机械系统模型。
4. 软件:CAD、SolidWorks、ADAMS等机构设计与仿真软件。
六、教学活动安排1. 章节一:机构的基本概念及分类(2课时)介绍机构的基本定义、功能和特点讲解刚体、弹性体、固定体等基本元素解释转动副、滑动副、高副、低副等基本运动副2. 章节二:机构的结构设计方法(3课时)讲解机构自由度的计算与分析方法演示机构运动分析与仿真过程阐述机构设计原则与方法3. 章节三:常见机构及其应用(2课时)介绍齿轮机构、链传动机构、皮带传动机构等讲解凸轮机构、曲柄摇杆机构、连杆机构等探讨行星齿轮机构、蜗轮蜗杆机构等应用场景4. 章节四:机构创新设计(2课时)介绍创新设计方法与步骤分析机构变异、组合与拓展的可能性讨论实例并评估创新设计的效果5. 章节五:机构设计实例与实践(4课时)讲解设计要求与步骤指导学生进行草图绘制与结构分析利用软件进行运动仿真与性能评估学生动手制作与调试机构模型七、教学注意事项1. 确保学生充分理解机构的基本概念,为其后续学习打下坚实基础。
《机械设计基础》教案一、教学目标1. 知识与技能:(1)了解机械设计的基本原理和方法;(2)掌握机械零件的主要参数和选型依据;(3)熟悉机械系统的运动分析和动力分析;(4)能够运用机械设计软件进行简单的机械设计。
2. 过程与方法:(1)通过案例分析,培养学生的创新意识和解决问题的能力;(2)利用模拟实验和实际操作,提高学生的动手能力和实践能力;(3)采用小组讨论和课堂讲解,培养学生的团队协作和沟通能力。
3. 情感态度与价值观:(1)培养学生对机械设计的兴趣和热情;(2)增强学生对机械工程领域的认同感和责任感;(3)培养学生追求卓越、精益求精的职业精神。
二、教学内容第1课时:机械设计概述1. 机械设计的意义和任务2. 机械设计的过程和方法3. 机械设计师的要求和素质第2课时:机械零件的设计方法1. 机械零件的设计原则2. 机械零件的选材和加工3. 机械零件的强度计算和校核第3课时:机械系统的运动分析1. 机械系统的自由度和平衡条件2. 机械系统的运动学分析3. 机械系统的动力学分析第4课时:机械系统的动力分析1. 机械系统的动力源和动力传递2. 机械系统的负载分析和计算3. 机械系统的动力性能优化第5课时:机械设计实例分析1. 机械设计案例介绍2. 机械设计案例分析3. 机械设计案例总结和启示三、教学资源1. 教材:《机械设计基础》2. 辅助材料:PPT课件、教学图样、设计软件教程3. 实验设备:机械设计实验台、测量工具、模拟实验器材四、教学过程1. 导入:通过展示实际机械产品,引发学生对机械设计的兴趣,激发学习动机。
2. 讲解:结合PPT课件和教材,讲解本节课的重点内容,引导学生主动思考和提问。
3. 案例分析:分析机械设计实例,让学生了解机械设计的过程和方法,培养学生的创新意识和解决问题的能力。
4. 实践操作:安排学生进行模拟实验或实际操作,巩固所学知识,提高学生的动手能力和实践能力。
5. 小组讨论:组织学生进行小组讨论,分享学习心得和设计思路,培养学生的团队协作和沟通能力。
机械原理课程教案—机械系统运动方案设计一、教学目标1. 让学生理解机械系统运动方案设计的基本概念和原则。
2. 使学生掌握常用的机械系统运动方案设计方法。
3. 培养学生运用机械原理解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 机械系统运动方案设计的基本概念讲解机械系统运动方案设计的定义、目的和意义。
2. 机械系统运动方案设计的原则介绍机械系统运动方案设计应遵循的原则,如可靠性、安全性、经济性等。
3. 常用的机械系统运动方案设计方法讲解和演示常用的机械系统运动方案设计方法,如解析法、模拟法、优化法等。
4. 实例分析分析具体机械系统运动方案设计实例,让学生了解设计过程和方法。
三、教学方法1. 讲授法:讲解基本概念、原则和方法。
2. 演示法:展示实例,让学生了解设计过程。
3. 练习法:让学生通过练习,掌握设计方法并解决实际问题。
四、教学准备1. 教案、教材、课件等教学资料。
2. 投影仪、计算机等教学设备。
五、教学过程1. 导入新课通过提问或引入实例,激发学生的兴趣,引出本节课的主题。
2. 讲解基本概念讲解机械系统运动方案设计的定义、目的和意义。
3. 介绍设计原则介绍机械系统运动方案设计应遵循的原则,如可靠性、安全性、经济性等。
4. 讲解设计方法讲解和演示常用的机械系统运动方案设计方法,如解析法、模拟法、优化法等。
5. 实例分析分析具体机械系统运动方案设计实例,让学生了解设计过程和方法。
6. 课堂练习布置练习题,让学生运用所学的知识解决实际问题。
8. 布置作业布置课后作业,巩固所学知识。
9. 互动环节鼓励学生提问、讨论,解答学生心中的疑问。
10. 课后反思六、教学评估1. 课堂提问:通过提问了解学生对基本概念、设计原则和方法的掌握情况。
2. 练习题:检查学生对所学知识的应用能力。
3. 课后作业:评估学生对课堂内容的复习和巩固情况。
4. 小组讨论:观察学生在团队合作中的表现,了解他们的思考过程和解决问题的能力。
七、教学拓展1. 介绍最新的机械系统运动方案设计技术和软件工具,如计算机辅助设计(CAD)和仿真技术。
机械设计基础(陈立德版)(教案)第一章:机械设计概述教学目标:1. 了解机械设计的概念、目的和意义。
2. 掌握机械设计的基本原则和步骤。
3. 了解机械设计的分类和应用。
教学内容:1. 机械设计的概念和意义。
2. 机械设计的基本原则和步骤。
3. 机械设计的分类和应用。
教学方法:1. 讲授法:讲解机械设计的概念、目的和意义。
2. 案例分析法:分析机械设计的实例,理解机械设计的基本原则和步骤。
教学资源:1. 教材:机械设计基础(陈立德版)。
2. 案例材料:机械设计实例。
教学评估:1. 课堂讨论:学生参与课堂讨论,提出问题和观点。
2. 作业:布置相关作业,巩固机械设计的基本原则和步骤。
第二章:机械零件的材料和失效分析教学目标:1. 了解机械零件的材料选择原则。
2. 掌握机械零件的失效形式和原因。
3. 学会分析机械零件的失效并采取相应的预防措施。
教学内容:1. 机械零件的材料选择原则。
2. 机械零件的失效形式和原因。
3. 失效分析的方法和步骤。
教学方法:1. 讲授法:讲解机械零件的材料选择原则和失效形式。
2. 案例分析法:分析具体案例,理解失效原因和预防措施。
教学资源:1. 教材:机械设计基础(陈立德版)。
2. 案例材料:机械零件失效案例。
教学评估:1. 课堂讨论:学生参与课堂讨论,提出问题和观点。
2. 作业:布置相关作业,巩固机械零件的材料选择原则和失效分析方法。
第三章:机械零件的强度计算教学目标:1. 了解机械零件的应力分析方法。
2. 掌握机械零件的强度计算方法。
3. 学会根据强度计算结果选择合适的机械零件尺寸。
教学内容:1. 机械零件的应力分析方法。
2. 机械零件的强度计算方法。
3. 尺寸选择的原则和方法。
教学方法:1. 讲授法:讲解机械零件的应力分析和强度计算方法。
2. 练习法:学生进行强度计算练习,巩固计算方法。
教学资源:1. 教材:机械设计基础(陈立德版)。
2. 练习题:提供强度计算练习题,辅助学生练习。
机械原理课程教案—机械系统动力学一、教学目标1. 让学生了解机械系统动力学的基本概念和原理。
2. 使学生掌握刚体动力学、弹性体动力学和机器动力学的基本分析方法。
3. 培养学生运用机械系统动力学知识解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 刚体动力学:刚体的运动方程、刚体运动的传递矩阵、刚体动力学的应用。
2. 弹性体动力学:弹性体的基本方程、弹性体的振动分析、弹性体动力学的应用。
3. 机器动力学:机器的动力学模型、机器的动态响应、机器的减振和控制。
三、教学方法1. 采用讲授法,讲解基本概念、原理和分析方法。
2. 利用多媒体演示,生动展示机械系统的动力学现象。
3. 案例分析,让学生通过实际问题理解和掌握动力学知识。
4. 课堂讨论,促进学生思考和交流。
四、教学安排1. 第一课时:刚体动力学基本概念和运动方程。
2. 第二课时:刚体动力学的传递矩阵和应用。
3. 第三课时:弹性体动力学基本方程和振动分析。
4. 第四课时:弹性体动力学的应用。
5. 第五课时:机器动力学的基本概念和动力学模型。
五、教学评价1. 课堂问答,检查学生对基本概念和原理的理解。
2. 课后作业,巩固学生对动力学知识的掌握。
3. 课程设计,培养学生解决实际问题的能力。
4. 期末考试,全面评估学生对机械系统动力学的掌握程度。
六、教学内容6. 机器的动态响应:对外力作用的反应、机器部件之间的相互作用、动态响应的计算方法。
7. 机器的减振和控制:减振原理、减振方法、控制策略、动力控制系统的设计。
8. 动力学实验:动力学实验设备、实验原理、实验方法和实验数据分析。
9. 计算机辅助动力学分析:计算机辅助动力学分析软件、动力学模型的建立、计算方法和结果分析。
10. 动力学在工程中的应用:机械系统动力学在工程设计、生产和维护中的应用案例。
七、教学方法1. 采用讲授法,讲解机器动态响应的原理和计算方法。
2. 通过案例分析,让学生了解机器减振和控制的方法及其应用。
机械设计基础课程实验教案一、引言1.1实验课程的重要性1.1.1增强理论知识的应用能力1.1.2培养学生的动手能力和创新思维1.1.3加深对机械设计原理的理解1.1.4提高解决实际工程问题的能力1.2课程实验的目标1.2.1掌握基本的机械设计原理和方法1.2.2学会使用常用的机械设计软件和工具1.2.3培养团队合作和沟通能力1.3课程实验的内容安排1.3.1实验一:机械零件的绘制与装配1.3.2实验二:机械传动系统的设计与分析1.3.3实验三:机械结构的优化与改进1.3.4实验四:机械系统的创新设计二、知识点讲解2.1机械设计的基本原理2.1.1杠杆原理及其应用2.1.2传动原理及其分类2.1.3轴承和连接件的选用2.1.4机械效率与能量损失2.2机械设计的方法与步骤2.2.1设计需求的明确和分析2.2.2设计方案的提出和评估2.2.3设计计算和参数优化2.2.4设计验证和实验测试2.3常用机械设计软件介绍2.3.1CAD软件的基本操作和应用2.3.2CAE软件的仿真分析和应用2.3.3PDM软件的数据管理和协同设计2.3.4CAPP软件的工艺规划和制造指导三、教学内容3.1实验一:机械零件的绘制与装配3.1.1绘制机械零件的三视图3.1.2装配图的绘制和标注3.1.3零件图的尺寸标注和技术要求3.1.4零件图的装配和拆解3.2实验二:机械传动系统的设计与分析3.2.1选择合适的传动方式和机构3.2.2计算传动系统的参数和性能指标3.2.3设计传动系统的布局和结构3.2.4分析传动系统的运动学和动力学特性3.3实验三:机械结构的优化与改进3.3.1分析现有机械结构的优缺点3.3.2提出结构优化和改进的方案3.3.3进行结构优化和改进的设计计算3.3.4验证结构优化和改进的效果四、教学目标4.1知识与技能目标4.1.1掌握机械设计的基本原理和方法4.1.2学会使用常用的机械设计软件和工具4.1.3能够进行简单的机械传动系统设计和分析4.2过程与方法目标4.2.1培养学生的实验操作能力和数据分析能力4.2.2培养学生的创新思维和问题解决能力4.2.3培养学生的团队合作和沟通能力4.3情感态度与价值观目标4.3.1培养学生对机械设计的兴趣和热情4.3.2培养学生的工程意识和责任感4.3.3培养学生的创新精神和实践能力五、教学难点与重点5.1教学难点5.1.1机械设计的基本原理和方法的理解和应用5.1.2常用机械设计软件和工具的使用和操作5.1.3机械传动系统的设计和分析5.2教学重点5.2.1机械设计的基本原理和方法的应用5.2.2常用机械设计软件和工具的熟练使用5.2.3机械传动系统的设计和分析的能力培养六、教具与学具准备6.1教具准备6.1.1准备机械设计相关的实物模型和组件6.1.2准备机械设计相关的挂图和图表6.1.3准备机械设计相关的教学视频和动画6.1.4准备机械设计相关的实验器材和工具6.2学具准备6.2.1准备机械设计相关的教材和参考书籍6.2.2准备机械设计相关的笔记本和绘图工具6.2.3准备机械设计相关的计算器和电脑软件6.2.4准备机械设计相关的实验报告和资料6.3教学辅助材料6.3.1准备机械设计相关的教学PPT和讲义6.3.2准备机械设计相关的习题和案例6.3.3准备机械设计相关的实验指导和实验报告模板6.3.4准备机械设计相关的评价标准和评分细则七、教学过程7.1导入新课7.1.1引入机械设计的基本概念和原理7.1.2引导学生思考机械设计的重要性和应用7.1.3提出本节课的教学目标和内容7.1.4激发学生的学习兴趣和动机7.2课堂讲解与演示7.2.1讲解机械设计的基本原理和方法7.2.2演示机械设计软件和工具的使用7.2.3分析机械传动系统的设计和分析案例7.2.4引导学生参与课堂讨论和互动7.3实践操作与指导7.3.1分组进行机械零件的绘制与装配实验7.3.2指导学生进行机械传动系统的设计与分析7.3.3引导学生进行机械结构的优化与改进7.3.4监督学生的实验操作和进展八、板书设计8.1板书内容8.1.1机械设计的基本原理和方法8.1.2机械设计软件和工具的使用8.1.3机械传动系统的设计与分析8.1.4机械结构的优化与改进8.2板书结构8.2.2使用图表和图示辅助讲解8.2.3使用关键词和重点语句突出重点8.2.4使用不同颜色和字体区分不同内容8.3板书呈现方式8.3.1采用逻辑顺序和层次感呈现板书内容8.3.2使用简洁明了的语言和符号表达8.3.3与讲解和演示相结合,增强学生的理解和记忆8.3.4与学生互动,引导学生参与板书的设计和讲解九、作业设计9.1课后作业9.1.1完成机械零件的绘制与装配实验报告9.1.2完成机械传动系统的设计与分析实验报告9.1.3完成机械结构的优化与改进实验报告9.1.4复习机械设计的基本原理和方法9.2作业要求9.2.1要求学生按时完成作业,并提交实验报告9.2.3要求学生进行数据的分析和讨论9.3作业评价与反馈9.3.1对学生的作业进行评分和评价9.3.2提供具体的反馈和建议,帮助学生改进9.3.3鼓励学生的创新思维和实践能力9.3.4引导学生进行反思和自我评价十、课后反思及拓展延伸10.1课后反思10.1.1反思教学过程中的优点和不足10.1.2反思学生的参与度和学习效果10.1.3反思教学方法和策略的有效性10.1.4反思教学目标和内容的达成情况10.2拓展延伸10.2.1提供相关的机械设计案例和项目10.2.2引导学生进行更深入的机械设计研究和探索10.2.3鼓励学生参与机械设计相关的竞赛和活动10.2.4提供相关的机械设计相关的学习资源和资料重点和难点解析一、教学难点与重点二、教学内容三、教学过程四、板书设计五、作业设计每个重点环节的详细补充和说明如下:一、教学难点与重点1.1机械设计的基本原理和方法的理解和应用详细补充:在讲解机械设计的基本原理和方法时,可以通过实例和案例来帮助学生理解和应用。
《机械设计基础》教案大纲一、前言1.1 课程背景1.2 课程目标1.3 教学方法1.4 教学对象二、课程简介2.1 课程内容概述2.2 课程重点与难点2.3 课程学习方法指导三、第一章:机械设计概述3.1 教学目标3.2 教学内容3.2.1 机械设计的定义与分类3.2.2 机械设计的要求与原则3.2.3 机械设计的一般步骤3.2.4 机械设计的主要内容3.3 教学活动安排3.4 教学评价四、第二章:机械零件的材料与失效分析4.1 教学目标4.2 教学内容4.2.1 机械零件常用材料的特点与应用4.2.2 机械零件的失效形式与原因4.2.3 机械零件的材料选择原则4.2.4 机械零件的失效分析方法4.3 教学活动安排4.4 教学评价五、第三章:机械零件的强度计算5.1 教学目标5.2 教学内容5.2.1 机械零件的应力与应变分析5.2.2 机械零件的强度计算方法5.2.3 机械零件的安全系数与许用应力5.2.4 典型机械零件的强度计算案例5.3 教学活动安排5.4 教学评价(后续章节待补充)六、第四章:机械零件的设计与选型6.1 教学目标6.2 教学内容6.2.1 机械零件设计的基本理论6.2.2 机械零件设计的方法与步骤6.2.3 机械零件的选型原则与方法6.2.4 典型机械零件的设计与选型案例6.3 教学活动安排6.4 教学评价七、第五章:机械系统的动力学分析7.1 教学目标7.2 教学内容7.2.1 机械系统动力学的基本概念7.2.2 牛顿运动定律在机械系统中的应用7.2.3 机械系统的运动分析与受力分析7.2.4 机械系统的动力学参数计算与分析7.3 教学活动安排7.4 教学评价八、第六章:机械系统的运动控制8.1 教学目标8.2 教学内容8.2.1 机械系统运动控制的基本概念8.2.2 机械系统的运动控制方法与策略8.2.3 常用运动控制元件及其应用8.2.4 机械系统运动控制系统的设计与实现8.3 教学活动安排8.4 教学评价九、第七章:机械系统的可靠性工程9.1 教学目标9.2 教学内容9.2.1 可靠性工程的基本概念与指标9.2.2 机械系统可靠性分析的方法与步骤9.2.3 机械系统可靠性设计的原则与方法9.2.4 机械系统可靠性工程的应用案例9.3 教学活动安排9.4 教学评价十、第八章:机械系统的设计实践与创新10.1 教学目标10.2 教学内容10.2.1 机械系统设计实践的基本流程10.2.2 机械系统设计创新的思路与方法10.2.3 机械系统设计实践与创新案例分析10.2.4 机械系统设计实践与创新的评价指标10.3 教学活动安排10.4 教学评价重点和难点解析一、教学方法在教学方法上,应重点关注如何激发学生的学习兴趣和积极性,采用案例教学、问题驱动、讨论式教学等多种教学手段,提高学生的参与度和思考能力。
第1课(3课时)课程基本介绍:⑴与《机械设计》课程的基本区别:研究对象的基本不同,研究方法的基本区别⑵课程的训练目的和方法:因为同学们均为四年级,大家所从事的毕业设计研究方向不同,所以教学目的为尽可能对每个同学所从事的具体工作有所帮助。
训练方法包括较多的讨论课,讨论以每人的大作业为基础,要求采用书面作业结合多媒体(以PowerPoint形式)表现手段,每人分别介绍自己的作业,教师加以点评。
⑶考核的基本办法:以教学过程检查和期末考试相结合的方式:大作业4个,每个占10分,共40分,课堂点名10次,每次2分,共20分,考试占40分。
正式教学开始1.绪论教学重点:帮助同学建立系统论的观点,从《机械设计》课程的零部件设计的思路建立机械系统的设计理念,激发对机械系统设计的兴趣。
教学难点:机械系统的体系1.1机械与机械系统1.1.1系统的概念举例说明:例1:本人的硕士研究课题:一个液压回转系统的研究重点说明:从机械零件的最佳设计角度能实现的效果与从系统的角度能完成的效果比较。
引申出系统设计思想与零件设计的很大区别。
例2:自动控制技术的发展历程:从自动控制技术的发生、发展,以及从导弹、宇航一直到民用的发展历程,介绍系统化的设计思想和思路。
例3:系统论在经济学和人文科学领域的一些应用:以房地产发展为例,尝试说明系统论在经济学上的一些应用。
1.1.2机械系统的基本组成子系统:动力系统、传动系统、执行系统、操纵及控制系统举例说明:例1:汽车例2:《机械设计》中所有人均完成的千斤顶1.2机械系统设计的任务1.2.1从系统的观点出发重点:与外部环境的相互影响,以汽车设计为例1.2.2合理确定系统功能重点:基本要求及辅助要求,以手机为例1.2.3提高可靠性重点:可靠性设计的一些基本介绍,以日本日产的压路机为例(本人参与过实测)1.2.4提高经济性重点:寿命周期的设计。
以挖掘机近年的技术发展为例,结合小松的寿命设计软件功能。
1.2.5保证安全性以电梯的防护装置的发展一个环节为例(力矩限制器的产生与应用) 1.3机械系统设计方法概述以建筑卷扬机为例。
1.3.1基本设计过程计划、外部设计、内部设计、制造销售1.3.2机械系统设计的特点1.3.3系统分解1.3.4系统评价主要参考书目:两大类⑴《设计学》或《设计方法学》的相关书籍。
⑵《机械系统设计》的相关教材。
第2课(3课时)2.机械系统设计的方案设计与总体设计教学重点:机械系统的方案设计,帮助同学建立功能分析、功能分解的基本思想,激发创新意识,提高创新能力。
教学难点:实际应用所学知识进行方案设计2.1机械系统的方案设计以某啤酒厂的瓶盖处理机为例。
2.1.1研究给定的设计任务2.1.2设计任务抽象化(即理论建模)黑箱原理基本介绍能量流、物流、信息流的基本建立边界条件及约束的建立2.1.3功能分解及设计目录的使用2.1.4方案选择及评价指标评分法加权评价指标综合评价矩阵其他评价方法简介。
2.2机械系统的总体设计以轿车设计为例2.2.1总体设计的内容2.2.2总体布置设计2.2.3总体参数的确定以液压挖掘机90年前后国际上主要总体性能参数的突然提高60%而国内直到90年代中期才响应为例,说明总体参数确定对机械性能指标的影响。
大作业1:自选某设计任务进行方案设计,要求使用所学习的方案设计的基本原理进行。
要求采用书面作业结合多媒体(以PowerPoint形式)表现手段。
机械创新设计学简介原理方案的创新设计:功能设计法、设计目录、评价系统常用创新技法群体集智法、系统分析法、联想类比法、转向创新法、组合创新法创新设计的理论基础创造性思维创造原理(综合创造原理、分离创造原理、移植创造原理、物场创造原理、还原创造原理、价值优化原理)讨论课1要求:采用方案竞标会的形式,每人5分钟介绍自己的方案设计。
其中,设计对象描述约1分钟,设计目标的提出及依据约1分钟,设计方案的功能分解、原理求解约2分钟,方案评价及最终确定方案约1分钟。
要求以多媒体(以PowerPoint形式)方式进行。
教师、同学提问和报告人解答约3分钟。
当场打出方案分。
进行15——18人教师初步总结:指出方案设计及表述过程中比较共性的问题和解决思路,要求在书面作业中补充完成。
第4课(3课时)讨论课2约20人左右第5课(3课时)讨论课3完成讨论课并进行总结,交所有的书面作业。
3.机械系统的载荷特性和动力机选择首先对同学们上学期期末“机械工程设计实践”中有关动力机选择的一般做法和存在问题进行讨论,以一两个同学的设计实例引出问题。
教学重点:各动力机的种类及应用的一般知识教学难点:针对实际用途进行动力机的选择、计算3.1工作机械的载荷和工作制3.1.1工作机械的载荷类型恒转矩:电梯、带式输送机恒功率:汽车的换档、液压挖掘机转矩是转速的函数:载重车用缓速器、离心式水泵恒转速:工程机械用柴油机、发电机的原动机载荷历程的概念周期载荷、非周期载荷、随机载荷3.1.2载荷处理方法常用的静态处理:载荷情况系数的选取(设计手册相关系数选取) 动态处理:载荷谱及相关处理方式(一般介绍)3.1.3载荷的确定方法类比法(例:常用产品系列的拓展)计算法(机械原理中的力分析、平衡力矩在实践中的应用,如剪切机)实测法(测试手段和测试方法,以本人工作经历中的压路机的测试为例)3.1.4工作机械的工作制负载持续率%100⨯+=ow wt t t FC , 其中,w t 为机械工作时间;0t 为机械停歇时间 3.2动力机的种类、机械特性及其选择 一般问题:载荷特性分析、动力机机械特性分析、容量计算、经济性分析、环境要求分析等。
(例汽车动力、一般工程机械、普通车床) 3.2.1电动机的种类、机械特性及其选择 3.2.1.1电动机的种类及其机械特性⑴类型分析表⑵机械特性(固有机械特性和人为机械特性) 固有机械特性介绍交流异步电动机(起动点、空载工作点、额定工况、最大扭矩)直流电动机(他励、串励)3.2.1.2选型计算以一个实例说明:建筑卷扬机,卷筒直径4m,起重量6吨,提升速度720m/min,起动加速时间10s,制动减速时间12s,总提升时间72s,停歇时间10s,卷扬机效率0.96。
3.2.2内燃机的种类、机械特性及其选择3.2.2.1分类汽油机、柴油机的基本原理介绍。
分类方法、常用名词介绍。
3.2.2.2主要性能有效功率、标定功率、升功率、有效燃油消耗率、机械效率、平均有效压力3.2.2.3机械性能负荷特性、速度特性、万有特性调速器介绍3.2.2.4内燃机的选择固定式工况、螺旋桨工况、车用工况3.2.3液压马达及气动马达的种类、机械特性及其选择(一般介绍)可选大作业2:概述电动机的分类及选型第7课(3课时)4.机械系统的噪声及控制教学重点:噪声的控制教学难点:噪声的分类和特性首先介绍本人工作中遇到的某齿轮减速机厂的某型减速机所遭遇的噪声问题,通过该实例引证噪声问题的重要性。
4.1机械系统噪声的分类和特性4.1.1机械系统噪声形成的基本原因机械撞击力造成(锻压机等)、周期性交变力产生(齿轮啮合等)、不均匀随机力产生(轴承等)4.1.2机械系统噪声的分类4.1.2.1按起源分类:机械性噪声、流体动力性噪声、电磁性噪声4.1.2.2按噪声强度随时间而变化的情况分类:稳态噪声、非稳态噪声、脉冲噪声4.1.3衡量噪声的指标(介绍)客观评价量、主观评价量4.1.4机械系统噪声的传播和衰减4.2机械系统的噪声控制4.2.1噪声控制的一般原则和方法4.2.2噪声源控制4.2.3噪声传播途径控制4.2.4噪声接受处控制4.2.5常用吸声材料和隔声材料4.2.6降噪装置设计4.3机械噪声测量简介可选大作业2:概述球磨机的噪声发生及降噪措施5.操纵及控制系统设计概述教学重点:分类及应用的一般知识教学难点:自动控制技术在工业上的应用5.1操纵系统设计5.1.1操纵系统的功能及要求基本功能:信号转换基本要求:轻便省力、行程适当、定位可靠、反馈准确迅速、安全可靠等等。
以汽车的操纵系统为例,结合其操纵系统的发展历程说明。
5.1.2操纵系统的组成及分类基本组成:操纵件、执行件和传动件分类:人力、助力、液压、气压5.1.3操纵系统设计(简单介绍)5.1.4人机工程学在操纵系统设计中的应用(介绍)结合汽车的操纵系统加以说明5.2控制系统设计5.2.1控制系统的作用、分类、和组成控制系统的作用:控制系统的分类:按控制信号的变化规律(恒值、程控、伺服)按系统结构特点(单回路及多回路、开环及闭环、复合控制、单级及多级)控制系统组成,以闭环反馈控制系统为例5.2.2控制原理经典控制论与现代控制论(简述控制理论的发展历史,结合本人硕士论文工作说明其作用的特点)5.2.3实例介绍火炮炮台回转跟踪系统主动控制技术在工业领域的部分应用(国外)可选大作业2:讨论某伺服系统的功能、原理及设计特点(可任选应用场合)讨论课4要求:前述可选大作业2,每人4分钟介绍自己的论述内容。
要求以多媒体(以PowerPoint形式)方式进行。
教师、同学提问和报告人解答约2分钟。
当场打出成绩。
进行25人教师初步总结:指出需要在书面作业中补充完成的内容,指出存在的一些共性的问题。
第9课(3课时)讨论课5完成讨论课并进行总结,交所有的书面作业。
6.执行系统设计教学重点:工作循环图的绘制和应用教学难点:执行机构选型6.1执行系统的组成、功能及分类6.1.1执行系统的组成执行构件和机构(工作机或工作装置)6.1.2执行系统的功能夹持、搬运、输送、分度及转换工位、检测、完成工艺性动作等教材中的示例逐一说明(四种机械手、车门启闭、搬运、直线输送、直线导轨、两种回转作业台、分度装置、垫圈检测等等)6.2机构选型及常用执行机构的主要性能特点教材中的机构图样逐一介绍和说明(详述)。
6.3执行系统设计以本人曾参与的一个绷带成卷机的设计为例逐步说明6.3.1设计要求的提出6.3.2执行系统的设计步骤拟定运动方案、拟定机构组合方案、绘制工作循环图、运动分析、动力学分析及承载能力计算。
大作业3:自选某自动化机械进行执行系统设计,要求完成方案设计过程、制定机构组合方案、绘制工作循环图、完成基本运动分析。
讨论课6要求:设计对象描述约1分钟,设计方案的提出及选定机构介绍约2分钟,工作循环图介绍1分钟,共每人4分钟介绍自己的论述内容。
要求以多媒体(以PowerPoint形式)方式进行。
教师、同学提问和报告人解答约2分钟。
当场打出成绩。
进行25人教师初步总结:指出需要在书面作业中补充完成的内容,指出存在的一些共性的问题。
第12课(3课时)讨论课7完成讨论课并进行总结,交所有的书面作业。
7.传动系统设计教学重点:有级传动系统的一般知识教学难点:针对实际用途进行传动系统的设计、计算7.1传动系统的功能和要求7.1.1传动系统的基本功能运动的传递和转换形式、力的传递和转换方式、动力的分解和组合。