《常用机械结构、力学分析与设计》课程整体设计-修改后

南京化工职业技术学院
《常用机械结构分析、力学分析与设计》
课程整体设计
系（部）
教研室
教师
目录
一、管理信息 (1)
二、基本信息 (1)
三、课程设计 (1)
（一）课程目标设计 (1)
1、总体目标 (1)
2、能力目标 (2)
3、知识目标 (2)
4、素质目标 (3)
（二）课程内容设计 .......................................... 错误!未定义书签。

（三）能力训练项目设计 (3)
1、训练项目内容 (3)
2、课内训练项目说明 (3)
3、课内训练项目设计 (6)
（四）进度表设计 (11)
（五）第一节课梗概 (18)
1、告知课程目标 (19)
2、学习情境的设置 (19)
3、明确考核方式 (19)
4、训练项目介绍 (19)
5、任务布置 (21)
（六）考核方案设计 (21)
（七）参考教材 (24)
（八）参考资料 (24)
（九）需要说明的其它问题 (24)
（十）常用术语中英文对照 (25)
附件1：课程名称修改说明 (26)
附件2：机械设计的基本流程 (27)
一、管理信息
课程名称：常用机械结构分析、力学分析与设计
原为《机械基础》（说明见附件1）
原课程名称：机械基础
制定人：朱红雨
制定时间：2009年3月1日
二、基本信息
学分：4学分
学时：56学时
授课对象：模具设计与制造专业一年级学生（注：第二学期开）
课程性质：模具设计与制造专业的专业基础核心课
先修课：机械制图与公差配合、AutoCAD、高等数学、大学英语等基础课程。

后续课：模具制造工艺学，模具钳工实训，Pro-E等专业课程
三、课程设计
（一）课程目标设计
1、总体目标
通过本课程的学习，使学生能够掌握基本的工程计算与简单机械零部件的设计；使学生初步具备分析、解决实际工程问题的能力；能够编制简单的产品设计报告；明确机械设计的基本流程（见附件2），同时增强团队协作意识和环保意识、经济意识，培养创新能力和吃苦耐劳的精神，为后续专业课的学习打下良好的基础，为将来从事的模具设计员岗位打下基础。

2、能力目标
1）、能够抽象常见工程构件为力学模型；
2）、能够运用理论力学的知识解决常见机构（平面连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、带传动）中简单力学问题；
3）、能够运用材料力学知识解决简单实际工程中三类问题（强度、刚度和稳定性）；
4）、能够操作拉压试验机，并能够对试验数据进行分析；
5）、能够识读和绘制平面机构的运动简图；
6）、能够对简单的一般四杆机构进行设计；
7）、能够利用计算机设计凸轮机构；
8）、能够利用机械设计手册进行齿轮传动机构的设计；
9）、能够利用机械设计手册进行普通V 带设计（或链传动设计）；
10）、能够调试回转件的平衡；
11）、能够选择各种联接；
12）、能够选用联轴器，并能够安装和调整；
13）、能够选择轴承类型和型号，并掌握拆装方法；
14）、能够进行轴的结构设计及强度分析；
*15）、能利用三维实体设计软件对机械零件、部件进行虚拟装配及设计；
*16）、能在机械运动创新方案拼接实验台上进行常用机构的拼接组合；
*17）、能够初步分析、设计、运用和维护机械传动装置。

注：加*的能力目标是学生在后续课程学习后可以进行的能力目标，本门课程是专业基础课程，是为后续这类课程的学习打下坚实基础的课程。

3、知识目标
1）、掌握静力学的基本理论和受力分析方法；
2）、理解解决工程上零件分析和设计问题的基本方法和基本技能；
3）、掌握材料力学中的基本变形（拉-压、剪切、扭转、弯曲）和两种组合变形（拉压弯组合变形、弯扭组合变形）的强度、刚度、稳定性分析；
4）、掌握通用机械零件和机械传动的基本知识、基本理论和基本技能；
5）、初步理解现代设计（绿色设计、价值工程、优化设计）的原理。

6）、初步掌握创新设计的概念、方法和过程。

4、素质目标
1）、通过实践训练，培养学生吃苦耐劳的精神；
2）、通过先进的设计理念的灌输和使用，使学生具有环保意识，价值意识和经济意识；
3）、由于是团队作业，故可培养学生的团队意识、组织协调能力和与人协作能力；
4）、通过严格考核，培养学生工作认真负责、重视细节和勤学苦练的精神；
5）、培养学生的表达能力、交流能力，以及互相尊重、诚实守信的品德；
6）、通过课程内容的延伸，培养学生独立思考、自主创新的精神和再学习的能力；
7）、通过课程内容的渗透，培养学生的创新思维能力和创造能力。

（二）能力训练项目设计
1、训练项目内容
本课程采用A、B两条线进行能力训练。

其中，A为课堂内训练项目，B为与A相并行的课外训练项目，由学生课后由自主进行。

具体训练项目如下表：
2、课内训练项目说明
本课程主要选择折叠椅（A1）和机械压力机（A2）的结构、力学分析和设计为本课程的贯穿综合训练项目。

之所以选择折叠椅和机械压力机作为这门课程
的载体，基于以下原因：
1）、折叠椅家具是运用平面连杆机构的原理，以铆钉接合作铰链结构，把产品中的各部分（即杆件）连接起来的家具。

由于折叠椅的普遍使用，学生对其有很浓厚的兴趣；
2）、在我国，家具很少用科学方法从理论上对结构的强度、刚度进行分析和计算，长期依赖于实践经验，致使国内家具科学发展缓慢。

随着科学技术的发展，新材料在家具制造中的不断涌现，家具材料的选择及其结构强度越来越为人们所重视。

利用本门课程为学生灌输合理选择材料，保证家具的功能，结构强度分析这些知识，会使学生学有所用。

3）、折叠椅的设计多种多样，可以有效地培养学生的创新意识和创造能力。

4）、对模具设计与制造专业而言，机械压力机是进行冲模必备的设备。

而且，它的结构具有很强的代表性，综合应用了带传动、齿轮传动等传动机构，应用了曲轴、轴承等典型的机械零件，现在的学习会为后续专业知识的学习打下坚实的基础。

5）、无论是课内项目还是课外项目最终都要提交设计任务说明书。

3、课外训练项目说明
本课程的课外训练项目主要选择简易梯子（或活动晾衣架）（B1）和减速器（B2）的结构分析、力学分析和设计综合训练项目。

之所以它们作为课外训练项目，主要基于以下原因：
1）、简易梯子（或活动晾衣架）也是运用平面连杆机构的原理，以铆钉接合作铰链结构，把产品中的各部分（即杆件）连接起来的，与折叠椅设计相似。

在进行了折叠椅的设计后，再进行简易梯子（或活动晾衣架）的设计一方面可以巩固知识，另一方面也加强了对学生创新思维的培养；
2）、减速器的设计已经成为机械设计中不可或缺的部分，由于它具有机器的典型性，常成为机械基础课程设计的必须项目，其设计资料广泛，有利于初学者学习和掌握相关的结构设计知识。

4、课内训练项目设计
6
7
（三）进度表设计
（四）教学过程和教学方法设计1、教学过程
2、教学方法
（五）第一节课梗概
1、告知课程目标
告知学生本课程的总体安排，明确本课程的总体目标、能力目标、知识目标和素质拓展目标。

（时间：15分钟）
2、学习情境的设置
首先将模具班同学分为4个小组，每个小组成立一个设计公司，选一个组长（获由他们自荐）作为公司的经理，由经理对本公司的员工进行分工和任务分配。

设计室设置在教室。

公司的员工为设计员。

由于组长的身份特殊，需要选择一个管理能力较强的学生担任。

教师的角色是双重身份，既为客户，同时担任产品设计开发培训中心的培训员。

从客户的角度而言，要求采购员（即教师）要从价值和功能的角度去选择设计合理、价格便宜、质量可靠、功能先进的产品。

这部分内容由于涉及到选择组长（部长）的原因，时间大约为20分钟。

3、明确考核方式
时间：10分钟
具体分配方案详见第（六）项。

4、训练项目介绍
1）课内训练项目A1介绍，时间为15分钟。

课内训练项目A1——折叠椅设计。

首先展示相关的图片，让学生们通过观察，讨论折叠椅的结构，分析设计折叠椅的主要思路，通过不同结构的折叠椅的展示，激发同学们的学习兴趣。

项目A1——折叠椅
2）课内训练项目A2介绍，时间为20分钟。

项目A2——机械压力机
课内训练项目A2——机械压力机设计。

机械压力机是通过曲柄滑块机构将电动机的旋转运动转换为滑块的直线往复运动，对坯料进行成形加工的锻压机械。

广泛用于冲压、挤压、模锻和粉末冶金等工艺。

因其应用广泛，具有机器的典型性，是模具设计与制造专业的学生将来从事工作中常常遇到的设备。

首先展示机械压力机的相关图片，让学生们通过观察，讨论分析机械压力
机的功能，分析机械压力机上的已知主要元素，讨论机械压力机的结构由哪些零部件组成？由学生讨论、教师总结、启发、调动同学们的学习兴趣。

5、任务布置
时间：10分钟
1）写出本专业的基本描述，写出未来从事岗位的基本描述。

2）寻找身边常见的折叠椅、折叠桌、简易梯子等日用产品，每位同学至少举出三例，并分析其结构特点。

3）对你所选择的物体或物体系统进行受力分析。

（可先自学教材中受力分析部分）
（六）考核方案设计
整个课程考核内容由平时表现成绩、训练项目成绩和期末应知考试三部分组成。

具体分配如下表：
说明：学生的总成绩由平时表现成绩、训练项目成绩和期末应知考试三部分组成，其中，平时表现成绩占总成绩的30%，训练项目成绩占40%，期末应知考试成绩占30%。

平时表现成绩分为经理打分、学生互评和教师打分三项，分别占30%，30%和40%；训练项目的设计说明书成绩也由学生自评30%，学生互评30%和教师
评40%组成。

其中，训练项目成绩课内项目A和课外项目B分别占50%。

此外，按照价值工程评判出的最优产品将给予加分。

如果成果申请了专利最终成绩加10分。

训练项目的书成绩由下表给出。

（七）参考教材
朱红雨.机械基础.北京：中国传媒大学出版社，2008.7
（八）参考资料
[1] 戴士弘等选编．高职教改课程教学设计案例集．北京：清华大学出版社2007
[2] 濮良贵，纪名刚．机械设计（第七版）．北京：高等教育出版社，2002．
[3] 濮良贵，纪名刚．机械设计学习指南（第四版）．北京：高等教育出版社，2002．
[4] 陈秀宁，施高义．机械设计课程设计．杭州：浙江大学出版社，1995．
[5] 吴宗泽，罗圣国．机械设计课程设计手册．北京：高等教育出版社，1992．
[6] 彭文生等．机械设计与机械原理考研指南．武汉：华中理工大学出版社，1998
[7] 邱宣怀．机械设计（第四版）．北京：高等教育出版社，2002．
[8] 栾学钢．机械设计基础（第二版）．北京：高教出版社.2006.
[9] 陈立德．机械设计基础．北京：高等教育出版社.2004.
[10] 陈立德．机械设计基础课程设计指导书．北京：高等教育出版社.2004.
[11] 李梅、南景富．机械基础．北京：哈尔滨工业大学出版社.2004.
[12] 吴宗泽．机械零件设计手册．北京：机械工业出版社.2004.
（九）需要说明的其它问题
1）、由于产品设计是否成功，需要在实践中进行验证，因此希望在本课程学习的同时配合一些计算机辅助设计的专业训练，将所设计的产品利用计算机绘制出来，如果可能，最好以制作出产品的模型作品上交，对于有模型作品的将在成绩上给予加分。

2）、本课程所涉及的知识范围较广，结构形式多种多样，为帮助学生学好
这门课程，应有计划地开发机零机原展柜实验室、力系实验室、机构测绘实验室及其相关实训室。

鼓励学生利用课余时间到实验室进行学习与锻炼，从而巩固所学知识，锻炼实践能力。

3）、本课程所列内容可根据学生完成任务的情况、学生的认知程度作适当的调整。

4）、本课程是模具设计与制造专业的专业基础核心课程，采用项目化教学无论对教师还是学生要求都较高，要求学生必须具有较强的自学能力和综合实践运用能力，同时，还应敢于吃苦，善于观察。

5）、目前该课程还存在以下一些问题：
课程设计与配套的实训不符；
课程设计与实验室以及相应设施不足；
课程设计与能力训练中所设计的项目在技能证书考试中的矛盾。

（十）常用术语中英文对照
附件1：课程名称修改说明
本课程原名为《机械基础》，它包括理论力学、材料力学、机械原理与机械零件、机械设计、工程材料5门课程的内容。

在第一次课程改革之后将以上5门课程的课时大量压缩，并合成为一门课程。

目前普遍的做法是，虽然是一门课程，但讲解时仍然是分开讲授，只是将每门课程的内容大大减少、课程的难度大大降低。

现在我们改《机械基础》为《常用机械结构分析、力学分析与设计》主要对模具设计与制造专业进行了深入的分析。

首先，通过市场调研和专家顾问委员会对模具设计员岗位所从事的工作任务进行调查，形成典型工作任务表，即行动领域。

然后对行动领域进行归纳，在归纳过程中，常用机械的结构分析、力学分析与设计是其中一项行动领域。

在模具专业所需要的专业技能一项中，企业对拉伸模具设计、弯曲模具设计、冲裁模具设计、级进模具设计、塑料成型工艺、选择注塑模具设计、压缩模具设计、挤出模具设计、气动模具设计方面的要求较高，而这些技能的培养主要建立在学生对常用机械的结构分析、力学分析和设计的基础上。

经过认真的分析和讨论，我初步定此课程为《常用机械结构分析、力学分析与设计》。

这样的课程名称是否合理，还需要请专家进行指导和定夺。