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机械基础实验(机械设计)课程教学大纲
时间:2021-07-29 点击数:次


一、课程基本信息

课程编号:ME31019

课程名称:机械基础实验(机械设计)

英文名称:Mechanical Basic Experiment (Machine Design)

课程学时:12讲课学时: 实验学时:12上机学时: 习题学时:

课程学分:0.5

开课单位:机电工程学院机械基础实验中心

授课对象:机电学院机械制造及其自动化、机械电子、飞行器制造工程、工业工程、英才、能源学院等相关专业

开课学期:3

先修课程:工程图学;材料力学;机械原理;金属材料及热处理;互换性与测量技术基础;机械设计

二、课程目标

机械设计课程是高等工科院校中机械类专业主干课程,它是一门理论和实践紧密结合的课程,实验课是不可缺少的一个重要教学环节。机械设计实验课通过部分验证性实验,使学生进一步加深理解课堂教学的内容;通过一些综合性、设计性实验,培养学生理论联系实际的能力及机械结构设计的创新意识和创新能力;通过多种类型实验,满足学生的求知欲,促进学生的个性发展;强调学生参与实验的全过程,培养学生的动手操作能力。课程在培养学生机械系统综合设计能力、提高解决复杂机械工程问题的能力等方面占有重要的地位,课程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。通过本课程的教学、培养学生利用机械设计基础理论和机械设计方法来解决复杂机械工程问题的能力,增强创新意识

本课程作为培养学生机械设计能力的实践类课程,其主要任务是培养学生:

课程目标1树立正确的设计思想,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,掌握机械设计的一般规律,具有设计机械传动装置和一般机械的能力,并能够应用基本原理,识别、表达、并通过文献研究分析工程问题,以获得有效结论;

课程目标2具有计算能力、绘图能力、运用计算机进行辅助设计的能力和运用标准、规范及查阅技术资料的能力。能够设计针对复杂工程问题的解决方案,设计满足特定需求的机械系统或机械零部件,并能够在设计环节中体现创新意识,考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素;

课程目标3掌握机械设计的实验原理和方法,具有进行实验研究的初步能力,能够基于科学原理并采用科学方法对复杂工程问题进行研究,包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。

三、课程目标与毕业要求对应关系

毕业要求

毕业要求指标点

课程目标

1.工程知识

能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决复杂机械工程问题。

课程目标1

课程目标3

2.问题分析

能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理,识别、表达、并通过文献研究分析复杂机械工程问题,以获得有效结论。

课程目标1

3.设计/开发解决方案

能够设计针对复杂工程问题的解决方案,设计满足特定需求的机械系统、单元(部件)或工艺流程,并能够在设计环节中体现创新意识,考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。

课程目标1

课程目标3

4.研究

能够基于科学原理并采用科学方法对复杂工程问题进行研究,包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。

课程目标3

5.使用现代工具

能够针对复杂机械工程问题,开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具,包括对复杂机械工程问题的预测与模拟,并能够理解其局限性。

课程目标2

6.工程与社会

能够基于工程相关背景知识进行合理分析,评价专业工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响,并理解应承担的责任。

课程目标3

7.环境和可持续发展

能够理解和评价针对复杂工程问题的工程实践对环境、社会可持续发展的影响。

/

8.职业规范

具有人文社会科学素养、社会责任感,能够在工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范,履行责任。

/

9.个人和团队

能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色。

/

10.沟通

能够就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,包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令。并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。

/

11.项目管理

理解并掌握工程管理原理与经济决策方法,并能在多学科环境中应用。

/

12.终身学习

具有自主学习和终身学习的意识,有不断学习和适应发展的能力。

/

四、课程目标与课程内容对应关系

序号

教学内容

教学要求

学时

教学

方式

对应课程

目标

1


实验一 机械组成及典型机械零部件认识与分析实验

1)了解机器的组成,使学生对课程的任务及与专业的关系有一定理解;

2)参观教学陈列展览,对本课程主要教学内容有初步了解。

2

实验


课程目标1


2




实验二 带传动实验

1)认识带传动中的弹性滑动现象和打滑现象;

2)掌握带传动效率和滑动率测试;

3)了解影响带传动传动能力的因素;


2

实验

课程目标2

课程目标3

3








实验三 轴系部件设计与分析实验

1)熟悉并掌握轴及轴上零件的结构、功用、工艺要求和装配关系;

2)熟悉轴的结构设计和轴承部件组合设计的基本要求,掌握轴及轴上零件的定位与固定方法,轴承的调整、润滑和密封方法;

3)通过轴系部件的组装与测绘,学会对现有机械部件进行结构分析,培养结构设计能力。


4

实验

课程目标1

课程目标2

课程目标3

4






实验四 机械系统运动方案及结构

分析实验

1)了解几种典型机械的传动方案、各种零部件在机械中的应用及各种机械的基本结构;

2)通过对机械的传动方案及结构的分析,掌握机械运动方案和结构设计的基本要求,培养机械系统运动方案设计能力、结构设计能力和创新意识。

4

实验


课程目标1

课程目标2

课程目标3


5

实验五 滑动轴承实验

1验证液体形成动压的机理;

2观察滑动轴承动压油膜形成的现象,判断滑动轴承动压油膜的形成;

3掌握滑动轴承摩擦因数的测量方法,了解转速、载荷对滑动轴承润滑状态的影响,绘制滑动轴承轴承特性曲线;

2

实验

课程目标1

课程目标2

课程目标3


6

实验六 摩擦学基础实验

1.通过实验了解不同材料配副、不同摩擦(润滑)状态时的摩擦因数与磨损量的变化;

2.了解不同材料配副对摩擦磨损的影响;

3.学会摩擦学实验的基本方法,学会有关仪器设备的使用方法。

2

实验

课程目标1

课程目标2

课程目标3


五、课程教学方法

课程教学环节包括课前预习、实验内容讲授、学生实验操作等环节。

在实验教学中,基于小班(或中班)上课形式,采用启发式教学模式。教学过程以教师讲解和指导为基础,学生动手实践为主体,以分组的形式完成实验内容,培养学生选择与使用恰当的技术设计实验、分析数据和基于工程科学的基本原理通过信息综合获得合理有效结论的能力,培养学生结合工程问题进行有效交流、独立撰写报告的能力。

六、课程考核方法

本课程按照百分制,采用累加式计分方法,对课程目标的达成度进行考核。实验的成绩根据实验预习情况,动手能力,操作技能,实验数据与现象分析,实验报告等综合评定实验成绩。具体如下:

考核环节

所占

分值

考核与评价细则

对应课程目标

实验一

机械组成及典型机械零部件认识与分析实验

10

考核内容:本实验为认识实验。课内由教师结合机器实物讲解机器的组成及通用零件;学生针对实验中心陈列的某一台机器进行分析,最后参观陈列室零部件展柜。课后学生按实验指导书要求回答:①机器组成部分;②机器通用零部件分类(每类请写出三种以上零件的名称);③绘制一个通用零部件;④谈对机械设计课程的初步认识。

评价标准:实验报告卷面满分为100分,以卷面成绩按照比例10%折算为实际得分。按照回答问题准确性、图面质量进行打分,对问题回答和绘图情况出现的不同问题酌情扣分。


课程目标1


实验二

带传动实验

20

考核内容:课内教师介绍带传动实验台的结构和工作原理、带传动的弹性滑动和打滑、实验内容;学生操作实验台观察带传动弹性滑动现象和打滑现象、测试和记录带传动滑动率和效率。课后学生按实验指导书要求:①对测试出的数据进行处理,绘制带传动滑动曲线效率曲线;②回答弹性滑动和打滑产生原因以及对传动影响;③平带和V带承载能力对比与分析。

评价标准:实验报告卷面满分为100分,以卷面成绩按照比例20%折算为实际得分。按照实验报告要求的完整性、实验结果的准确性、思考题回答进行打分,对报告出现的不同问题酌情扣分。

课程目标2

课程目标3


实验三

轴系部件设计与分析实验


30

考核内容:课内教师介绍实验内容和要求,学生①每组二人根据指导教师给出的轴系部件结构设计实验方案进行认真分析,充分理解设计要求;②根据轴系部件结构设计结构实验方案从实验箱中选择相应的零件实物,按装配工艺要求顺序装到轴上,完成轴系部件结构设计;③安装完成后检查轴承结构是否合理,并对不合理结构提出修改方案;④拆卸轴系部件,测绘各零件的实际尺寸,按11比例画出轴系部件的结构简图草图。课后学生按实验指导书要求完成①轴系部件设计实验方案;②轴系部件装配图(在3号图纸上用11比例绘制,要求装配关系表达正确,注明必要尺寸轴承与轴孔配合尺寸、齿轮或蜗轮与轴配合尺寸,有标题栏,零件序号可省略);③轴系部件的结构分析(简要说明:轴及轴上零件的定位固定方式及其特点、轴承游隙的调整方法、轴承的配合选择、轴承的润滑与密封方式及其特点、传动件上的载荷是如何传递到支座上的)。

评价标准:实验报告卷面满分为100分,以卷面成绩按照比例30%折算为实际得分。按说明的准确性和完整性、图面质量进行打分,对图面出现的不同问题酌情扣分。

课程目标1

课程目标2

课程目标3

实验四

机械系统运动方案及结构分析实验

40

本实验为开放式实验,课内4学时,课外开放一周。学生如果课内没有完成实验内容,可利用课余时间随时到实验中心完成实验内容。

考核内容:课内教师①介绍实验中心提供的五台实验设备的主要知识点、②分析五台实验设备的机械传动方案的特点、③分析各种机构和零部件在设备上的应用、④拆装分析设备上的典型结构,并指出哪些结构是根据强度设计的,哪些结构是根据工艺性要求设计的;课堂上学生分成五组,每组按实验内容的要求去了解设备,并掌握每台设备上的知识点,每组推出一名学生,讲解本组所做实验设备的情况(按实验内容的要求及主要知识点来讲解),使所有的同学都能对其它组的设备有所了解。课后学生按实验指导书要求①画出机械系统运动方案的机构运动简图,并做必要的说明;②画出改进方案的机构运动简图,并做必要的说明;③画出设备上的局部结构图(由教师指定,用3号图纸,11比例绘制)

评价标准:实验报告卷面满分为100分,以卷面成绩按照比例40%折算为实际得分。按照图面质量、说明的准确性和完整性进行打分,对图面出现的不同问题酌情扣分。


课程目标1

课程目标2

课程目标3



实验五

滑动轴承实验

20

考核内容:课内教师介绍滑动轴承实验台的结构和工作原理、观察动压油膜的形成。实验内容;学生操作实验台观察动压油膜的形成、测试和记录电流、电压及油膜压力。课后学生按实验指导书要求:①对测试出的数据进行处理,绘制曲线;②回答思考题。

评价标准:实验报告卷面满分为100分,以卷面成绩按照比例20%折算为实际得分。按照实验报告要求的完整性、实验结果的准确性、思考题回答进行打分,对报告出现的不同问题酌情扣分。

课程目标1

课程目标2

课程目标3


实验六

摩擦学基础实验

20

考核内容:课内教师介绍摩擦学实验台的结构和工作原理。

实验内容;学生操作实验台测试和记录不同配副、不同转速和不同润滑方式下的摩擦系数。课后学生按实验指导书要求:①对测试出的数据进行处理,绘制曲线;②回答思考题。

评价标准:实验报告卷面满分为100分,以卷面成绩按照比例20%折算为实际得分。按照实验报告要求的完整性、实验结果的准确性、思考题回答进行打分,对报告出现的不同问题酌情扣分。

课程目标1

课程目标2

课程目标3


(注:机电工程学院的学生选做实验一、实验二、实验三、实验四;能源学院的学生选做实验一、实验二、实验三、实验五、实验六)

七、主要教材与参考书

[1]张锋主编.机械基础实验.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2017.9

[2]邓宗全,于红英,王知行.机械原理[M].3.北京:高等教育出版社, 2015.3

[3]张锋,宋宝玉,王黎钦主编.机械设计.北京:高等教育出版社,2017.3

[4]王黎钦,陈铁鸣主编.机械设计(第6版).哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社. 2015.7




大纲撰写人:梁风大纲审核人:


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