《机械原理课程设计》教学大纲（本科）.docx

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1、机械原理课程设计教学大纲课程英文名Design course of Mechanical Principle课程代码A0803K08学分1总学时2周课程类别集中实践环节先修课程机械原理、工程图学、理论力学等课程性质必修适用专业机械设计制造及其自动化、机械电子等开课学院机电工程学院执笔人审定人制定时间2018年05月注：课程性质是指必修/限选/任选。一、课程地位与目标（-）课程地位机械原理课程设计是机械原理课程的后续实践环节，是机械类各专业的一门实践环节 必修课程，是培养学生设计能力和创新能力的重要手段，在创新机械所需的知识结构中都占有核 心地位。本课程设计的任务是使学生能够将机构学和机器动力学

2、的基本理论、基本知识和基本技能应 用于各类机构的具体设计，学会各种常用基本机构的分析和综合方法，并具有按照机械的使用要 求进行机械传动系统方案设计的初步能力。在培养高级机械工程技术人才的全局中，本课程设计不仅为学生学习相关技术基础和专业 课程起到乘前启后的作用，而且能够培养严谨认真的工作作风，良好的职业素质、团队合作精神、 创新能力、沟通能力和分析问题解决问题的能力，为今后机械设计和研究工作起到增强适应能力 和开发创新能力的作用。（二）课程目标1 .培养学生根据设计需求，查询文献资料，获取与设计相关的技术信息，提出针对具体问 题的影响因素,完成运动方案设计,并制订工作计划的能力，培养严谨的工作

3、作风和良好的职业素 养。（问题分析2.4/H）2 .掌握设计的原理、方法和规律，能够综合利用机械原理理论知识和方法对方案中所需要 的各种机构、零部件等进行尺寸设计和流程分析，并能在机构设计中体现创新；培养肯于思考与 创新的工匠精神。（设计/开发解决方案3.3/H）3 .掌握机械方案设计的基本技能，能够利用现代工具对机械传动系统进行仿真与分析，绘 制各机构设计图纸，应用办公软件撰写设计报告，制作PPT等；培养自主学习能力。（使用现代 工具 5. 3/11）4 .能够与课题小组同学分工协作，有效沟通，共同完成总体设计任务，答辩中能够清晰表 达所设计的机械系统原理并对所提出的问题进行解释和交流，培养

4、良好的团队合作精神。（个人 和团队9.1/M）二、课程目标与相关毕业要求的对应关系注：学生可任选其中一个题目进行设计。3.进行冲压脱模机构、扫屑刷机构、模筒转盘间歇运动机 构的选型；4.机械运动方案评价和选择，按选定的电动机和执行机构 的运动参数拟定机械传动方案5.按给定的主要参数，拟定机械传动系统总体方案，画出 机构运动方案简图；进行飞轮设计；6.确定机构的基本参数，设计计算几何尺寸；7.编写设计计算说明书，2号或3号图纸2-3张，论文答辩。20果实米摘机 器人方案设计1 .技术要求：高度参考人的身高尺寸； 结构简单，运动灵活； 采用电机驱动。2.按工艺动作要求拟定运动循环图；3.按给定的主

5、要参数，拟定机械传动系统总体方案，画出机构 运动方案简图；4.选择电机型号；3.确定机构的基本参数，设计计算几何尺寸；5.编写设计计算说明书，2号或3号图纸2-3张，论文答辩。四、课程设计的主要进程与时间安排序号主要进程教学内容时间分配1设计任务下发查看指导书，设计任务与要求讲解，学生分组， 选题0.5天2课题调研及资料收集文献调研、检索与分析，确定研究问题，小 组同学分工，提出3-5个运动方案，并进行 分析和优化1天3机械系统方案设计选定最优方案，绘制机构运动简图1天4机械功能分解及运动循 环图机械功能分析，绘制运动循环图0.5天5机构分析与设计学生分工，对所选方案各环节机构进行尺寸 设计及

6、性能分析，绘制图纸2天6设计说明书撰写、答辩编写课程设计报告，设计图纸验收、现场答1天注：进程安排的最少时间为0.5天。五、课程考核与成绩评定考核类别考查考核形式总体方案、设计图纸、设计报告、现场答辩、分工合作等成绩评定总体方案合理性：20%,考核文献分析和所制定方案的合理性分机构设计计算：30%,主要设计计算的规范性，正确性图纸、设计报告：30% ,主要考核课程设计图纸的规范性、设计报告的撰写 质量、规范程度。答辩表述和成员贡献度：20%o主要考核小组答辩时各组内成员对课程设计 课题技术问题回答情况和组内分工情况。每个组员各任务完成情况和贡献比 例。成绩登记方式百分制或五级制六、推荐教材与主

7、要参考书（-）推荐教材：L邹惠君.机械原理课程设计手册.北京:高等教育出版社，1999. 6 （第二版）2.机械原理与机械设计实验指导书.：浙江大学出版社,2005. 9 （第一版）（-）主要参考书：1 .孙恒，陈作模.机械原理,北京：高等教育出版社，2013.4（第八版）.邹惠君等,机械原理.北京：高等教育出版社，2016. 1 （第二版）2 .魏兵等.机械原理.武汉：华中科技大学出版社，2017. 1 （第二版）.附件一、课程目标与达成情况评价课程 目标关联的毕 业要求点教学环节具体内容达成情况评价12.4方案设计能从机器功能要求出发,制订或分析设 计方茶，合理地选择电动机、传动机构 和零

8、件，安排工作计划。方案分析、总体 设计（满分20 分）23.3分机构设计 计算能按设计的运动和受力情况，进行各分 机构的设计计算,正确计算其工作能力 和确定机构主要参数及尺寸。分机构设计计算 （满分30分）35.3机构运动分 析与图纸能够对所设计机构进行仿真、分析，绘 图表达设计结果方案设计相关设 计图纸（满分15 分）设计报告撰写设计报告逻辑性和完整性设计报告（满分 15分）49.1答辩情况答辩时能够清晰表述个人及团体工作 任务的具体情况答辩分任务表达 清晰度（满分10 分）分工合作、成员贡献度考核组内成员参与度，分工协作、沟通 交流情况组内成员互评 （满分10分）二、课程目标达成自评方式课

9、程目标达成评价包括课程分目标达成评价和课程总目标达成评价，具体计算 方法如下：课程分目标达成值二总成绩中支撑该课程目标相关考核环节平均得分之和总成绩中支撑该课程目标相关考核环节目标总分课程总目标达成值二该课程学生总评成绩平均值该课程总评成绩总分(100分)达成评价值计算的具体说明及示例如下表所示。其中:A。表示总评成绩中总体方案设计的目标分值，A表示总评成绩中方总体方案设计 的实际平均得分。B。表示总评成绩中机构设计计算的目标分值，B表示总评成绩中机构设计计算的 实际平均得分。C。表示设计图纸的目标分值，C表示图纸的实际平均得分。D。表示设计报告的目标分值，D表示设计报告的实际平均得分。E。表

10、示答辩表述的目标分值，E表示答辩表述的实际平均得分。F。表示组内成员贡献度互评的目标分值，F表示成员互评的实际平均得分。课程目标支撑环节目标分值学生平均得分达成度计算示例课程目标1总体方案设计Ao (20)A课程目标1达成值=A/Ao课程目标2机构设计计算Bo (30)B课程目标2达成度二B/ Bo课程目标3设计图纸Co (15)C课程目标3达成值 =(C+D)/(Co+D)装配图、零件图Do (15)D课程目标4答辩表述Eo (10)E课程目标4达成值二 (E+F) / (Eo+Fo)成员互评Fo (10)F课程总体目 林总评成绩100A+B+C+D+E+F课程总目标达成度 =(A+B+C+

11、D+E+F)/100注：1.支撑强度分别填写H、M或L （其中H表示支撑程度高、M为中等、L为低）。课程目标毕业要求（支撑程度H、M、L）毕业要求2 问题分析毕业要求3 设计开发解决方案毕业要求5 使用现代工具毕业要求9 个人团队课程目标1H课程目标2M课程目标3H课程目标4H三、设计选题及任务要求序号参考选题任务与要求1用于管道内爬行 的仿生尺蟆1.技术要求：管道内径80-100 mm；管道为金属管道；管道总体呈现直线形状。2,按给定的主要参数，拟定机械传动系统总体方案；3.绘制机构运动方案简图；4.分配不完全齿轮齿条、齿轮、锥齿轮、棘轮等传动比，确定 他们的基本参数，设计计算几何尺寸；绘制

12、运动循环图等。5.编写设计计算说明书，2号或3号图纸2-3张，论文答辩。2香烟盒包装机机 构设计1.技术要求：包含成品烟送料、包装纸送料动作；每小时完成包装3600条；包好的烟条送入烟箱包装工序。2.根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图；3.构思能实现上述动作要求的成品烟送料机构，包装纸送料机 构，包装机构；4.结合设计要求，比较各方案的优缺点，选定合理的机械运动 方案；5.根据选定的电动机和执行机构的运动参数拟定机械传动方 案，画出机械运动方案简图6.对传动机构和执行机构进行尺度设计；7.编写设计计算说明书，2号或3号图纸2-3张，论文答辩。3机器马方案设计1.技术要求：马高200 nm

13、1；结构简单，运动灵活，与真马外形类似；一只 电机驱动。2,按给定的主要参数，拟定机械传动系统总体方案；画出机构 运动方案简图；3.确定机构的基本参数，设计计算儿何尺寸；4.编写设计计算说明书，2号或3号图纸2-3张，论文答辩。4电动宠物狗机构 设计1.技术要求：小电机驱动，四节五号电池；体积不超过20cmX20cmX20cm； 叫声可用小喇叭发声，需定时触动开关；结构简单，运动灵活， 与真狗外形类似。2 .按给定的主要参数，拟定机械传动系统总体方案，画出机构 运动方案简图；.确定机构的基本参数，设计计算几何尺寸；3 .编写设计计算说明书，2号或3号图纸2-3张，论文答辩。4 .技术要求：糕点

14、厚度1020mm;糕点切片长度（亦即切片的高）范围 580 mm;刀切片时最大作用距离（亦即切片的宽度方向）300 mm 切刀工作节拍40次/min;生产阻力很小;要求选用的机构简单、轻 便、运动灵活可靠。电动机可选用0.55kw （或0.75kw）、1390/min。5 .根据工艺运动作顺序和协调要求拟定运动循环图；糕点切片机医用棉签卷棉机 设计6 .进行间歇运动机构和切口机构的选型，实现上述动作要求7 .机械运动方案的评定和选择；8 .根据选定的原动机和执行机构的运动参数拟定机械传动方 案；9 画出机械运动方案简图，对机械传动系统和执行机构进行尺 寸设计。10 编写设计计算说明书，2号或3

15、号图纸2-3张，论文答辩。L技术要求：棉花：条状脱脂棉，宽2530 mm,自然厚45mm。签杆：医院通用签杆，直径约3mm,杆长约70mm,卷棉部分长约 2025nlin。生产率：每分钟卷60支，每支卷取棉块长约2025mm。卷棉签机体积要小，重量轻，工作可靠，外形美观，成本低，卷 出的棉签松紧适度。11 根据工艺动作要求拟定运动循环图12 进行送棉、揪棉、送签、卷棉机构的选型，实现上述四种动作 的配合；机械运动方案的评定和选择；根据选定的原动机和执行机构的 运动参数拟定机械传动方案，分配传动比，并画出传动方案图;13 确定机构的基本参数，设计计算几何尺寸；画出机械运动方案简图，对执行机构进行

16、运动分析，画出运 动线图；14 编写设计计算说明书，2号或3号图纸2-3张，论文答辩。7洗瓶机设计1.技术要求：瓶子尺寸：大端直径d = 80mm,长200mm。推进距离l = 600mni。推瓶机构应使推头M以接近均匀的速度 推瓶，平稳地接触和脱离瓶子，然后，推头快速返回原位， 准备第二个工作循环。按生产率的要求，推程平均速度为v = 45mm/s,返回时的平 均速度为工作行程的3倍。机构传动性能良好，结构紧凑，制造方便。2 .根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图；3.进行推瓶机构的选型，以实现洗瓶动作要求4.根据选定的原动机和执行机构的运动参数拟定机械传动方 案，分配传动比，并在图纸上

17、画出传动方案图；5.确定机构的基本参数，设计计算几何尺寸；6.对执行机构进行运动分析，画出运动线图；画出机械运动方 案简图；4.编写设计计算说明书，2号或3号图纸2-3张，论文答辩。8剥豆机设计1 .技术要求：1）蚕豆长度。2025 mmo2）蚕豆宽度。1520mm。3）蚕豆厚度。6-8 mmo4）生产率。每分钟剥80粒。5）剥豆机要求体积小、重量轻、压紧力可调、工作可靠、 外形美观。2.根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图；3.进行送料机构、压紧-切皮机构、挤压脱皮机构的选型，实 现上述动作要求，并将各机构按照一定的组合方式组合起 来；4.机械运动方案的评定和选择；根据选定的电动机和执行

18、机构 的运动参数拟定机械传动方案5.按给定的主要参数，拟定机械传动系统总体方案，回出机构 运动方案简图；6.确定机构的基本参数，设计计算几何尺寸；7.编写设计计算说明书，2号或3号图纸2-3张，论文答辩。9半自动平压模切 机设计1.技术要求：每小时压制纸板3000张。上模固定，下模向上移动的行程长度”=5.5相加，回程的平均速度为工作行程平均速度的L 3倍。工作行程的最后2 mm内受到生产阻力月=2x106,如图？所示，回程时不受力，下模和滑块的质量约120 kgo工作台面离地面的距禺约1200 mmo所设计机构的性能要良好，结构简单紧凑，节省动力，寿命长， 便于造。2.根据工艺动作顺序和协调

19、要求拟定运动循环图；3.进行走纸机构、冲压模切机构及夹紧纸板的控制机构的选型；4.机械运动方案的评定和选择；5.根据给定的生产阻力及工作余量选定合适的电动机；根据选 定的原动机和执行机构的运动参数拟定机械传动方案，分配传动 比，并在图纸上画出传动方案图；6.按给定的主要参数，拟定机械传动系统总体方案，画出机构 运动方案简图；7.确定机构的基本参数，设计计算几何尺寸；8.编写设计计算说明书，2号或3号图纸2-3张，论文答辩。10冷霜自动灌装机1 .技术要求：2 .冷霜自动灌装机的生产能力：60盒/min。3 .冷箱盒尺寸：直径D=3050mm,高度h=1015mm。4 .工作台面禺地面的距禺约1

20、1001200mni。5 .要求机构的结构简单紧凑，运动灵活可靠，易于制造。6 .7.按工艺动作要求拟定运动循环图。8. 3.进行转盘问歇运动机构、空盒上升机构、锡纸库下降机 构、压盖机构的选型。9.10 . 4.机械运动方案的评定和选择。11 .按选定的电动机和执行机构运动参数拟定机械传动方案。12. 5.按给定的主要参数，拟定机械传动系统总体方案，画出 机构运动方案简图；13. 6.确定机构的基本参数，设计计算几何尺寸；14. 7.编写设计计算说明书，2号或3号图纸2-3张,论文答辩。11自动打印机设计1.技术要求：纸盒尺寸，长100150 mm、宽70100 mm、高3050 mm。产品

21、重量，约5:10N。自动打印机的生产率，80次/min。要求机构的结构简单紧凑、运动灵活可靠、易于加工制造。2.按工艺动作要求拟定运动循环图。3.进行送料夹紧机构、打印机构和输出机构的机构选型，实现 上述动作要求，并将各机构按照一定的组合方式组合起来；4.机械运动方案的评定和选择，按选定的电动机和执行机构运 动参数拟定机械传动方案。5.按给定的主要参数，拟定机械传动系统总体方案，画出机构 运动方案简图；6.确定机构的基本参数，设计计算几何尺寸；7.编写设计计算说明书，2号或3号图纸2-3张，论文答辩。12电机转子嵌绝缘 纸机设计1 .技术要求：每分钟嵌纸80次。电机转子尺寸：直径D=35-50

22、mni,长度L=30-50mm。工作台面离地面距禺约11001200mm。要求机构的结构尽量简单紧凑，工作可靠，噪声较小。2.按工艺动作要求拟定运动循环图。3.间歇送纸机构、切纸机构、插纸机构、推纸机构、电机转子 分度机构选型4.机械运动方案的评定和选择，按选定的电动机和执行机构运 动参数拟定机械传动方案。5.按给定的主要参数，拟定机械传动系统总体方案，回出机构 运动方案简图；3.确定机构的基本参数，设计计算几何尺寸；4.编写设计计算说明书，2号或3号图纸2-3张，论文答辩。13自动制钉机L技术要求：铁钉直径。16。3.4mmo铁钉长度2580mm。生产率360枚/min。最大冷锻力3 000

23、N,最大剪断力2 500No冷傲滑块质量8 kg,其它构件质量和转动惯量不计。要求结构紧凑、传动性能优良、噪声尽量减小。2.按工艺动作要求拟定运动循环图。2.按给定的主要参数，拟定机械传动系统总体方案，也出机构 运动方案简图；3.进行送丝校直机构、冷锁钉帽机构、冷挤钉尖机构、剪断钢 丝机构的选型。4.机械运动方案的评价和选择，按选定的电动机和执行机构的 运动参数拟定机械传动方案。设计飞轮和确定电动机型号。6.确定机构的基本参数，设计计算几何尺寸；画出机械运动方 案简图7.编写设计计算说明书，2号或3号图纸2-3张，论文答辩。14自动链条编结机 构设计1.技术要求：每分钟生产3545个链节。钢丝

24、材料为低碳钢，直径为2. 32. 5 mm,每个链节所用的钢丝长度为35 mm,扭曲角度为45。链条可以承受1200-1800N的拉力。2.根据工艺动作要求拟定运动循环图；3.进行间歇送料绕螺旋形状钢丝的组合机构、切断压平机构、 链节扭曲机构的选型；4.机械运动方案的评定和选择；根据选定的原动机和执行机构 的运动参数拟定机械传动方案，分配传动比，并在图纸上画出传 动方案图；5.按给定的主要参数，拟定机械传动系统总体方案，回出机构 运动方案简图；6.确定机构的基本参数，设计计算几何尺寸；7.编写设计计算说明书，2号或3号图纸2-3张，论文答辩。15螺钉头冷锁机方 案设计1.技术要求：每分钟冷徽螺

25、钉头120只。螺钉杆的直径D=24mm,长度L=632mmo毛坯料最大长度48mm,最小长度12mmo冷锻行程56mmo2.按工艺动作要求拟定运动循环图。3.进行自动间歇送料机构、截料送料机构、预锻终锻机构、顶 料机构的选型。4.机械运动方案评价和选择，按选定的电动机和执行机构的运 动参数拟定机械传动方案。5.按给定的主要参数，拟定机械传动系统总体方案，回出机构 运动方案简图；6.确定机构的基本参数，设计计算几何尺寸；7.编写设计计算说明书，2号或3号图纸2-3张，论文答辩。16专用精压机设计1.技术要求：动力源是电动机，作转动；冲压执行构件为上模，作上下往 复直移运动，其大致运动规律如图1

26、（b）所示，具有快速接近 工件、等速工作进给和快速返回的特性。精压成形制品生产率约每分钟70件。上模移动总行程为280 mm,其拉延行程置于总行程的中部， 约 100 mmo行程速比系数K2L3。坯料输送的最大距离200 mmo上模滑块总质量40 kg,最大生产阻力为5000 N,且假定在拉 延区内生产阻力均衡；设最大摆动件的质量为40kg/nim,绕质心转动惯量为2 kgom2/mm,质心简化到杆长的中点。其它构件的质量及转动惯 量均忽略不计；传动装置的等效转动惯量（以曲柄为等效构件，其转动惯量 设为30 kgom2,机器运转许用不均匀系数3为0.05）机构应具有较好的传力性能，特别是工作段

27、的压力角应尽 可能小，传动角/大于或等于许用传动角力40。2.按工艺动作要求拟定运动循环图。3.进行送料机构、冲压机构的选型4.机械运动方案评价和选择，按选定的电动机和执行机构 的运动参数拟定机械传动方案。5.按给定的主要参数，拟定机械传动系统总体方案，画出机 构运动方案简图；6.确定机构的基本参数，设计计算几何尺寸；7.编写设计计算说明书，2号或3号图纸2-3张，论文答辩。17四工位专用机床 设计1 .技术要求：刀具顶端离开工件表面65mm （图1）,快速移动送进60nmi接近 工件后，匀速送进60 mm（前5mn）为刀具接近工件时的切入量， 工件孔深45n）m,后10mm为刀具切出量），然

28、后快速返回。回程 和工作行程的平均速比（行程速度变化系数）K = 20刀具匀速进给速度为2mni/s；工件装、卸时间不超过10s生产率为每小时约75件。执行机构系统应装入机体内2.根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图；3.进行回转台的间歇转动机构、主轴箱的刀具往复移动机构的 选型；4.机械运动方案评价和选择，按选定的电动机和执行机构的运 动参数拟定机械传动方案。5.按给定的主要参数，拟定机械传动系统总体方案，国出机构 运动方案简图；6.确定机构的基本参数，设计计算几何尺寸；7.编写设计计算说明书，2号或3号图纸2-3张，论文答辩。18平压印刷机机构 设计1 .技术要求：1）实现印头、油辐、

29、油盘运动的机构由一个电动机带 动，通过传动系统使其具1600-1800次/h印刷能力。2）电动机功率N=0.75kW转速n电=910r/min,电动 机可放在机架的左侧或底部。3）印头摆角为700,印头返回行程和工作行程的平均速 度之比K=1.118o4）油相摆动自垂直位置运动到铅字版下端的摆角为 HOOo5）油盘直径为400mm,油辐起始位置就在油盘边缘。6）要求机构的传动性能良好，结构紧凑，易于制造。2.确定总功能，并进行功能分解，根据工艺动作顺序和协 调耍求拟定运动循环图；3.进行印头、油辐、油盘机构及其相互连接传动的选型；4.机械运动方案评价和选择，按选定的电动机和执行机构 的运动参数

30、拟定机械传动方案。5.按给定的主要参数，拟定机械传动系统总体方案，画出 机构运动方案简图；6.确定机构的基本参数，设计计算几何尺寸；7.编写设计计算说明书，2号或3号图纸2-3张，论文答辩。19蜂窝煤成型机1 .技术要求：1）蜂窝煤形状为圆柱体，成品尺寸：ClOOmmX60mm；2）蜂窝煤成型机的生产能力：30次/min。3）驱动电机：Y180L-8、功率 N=Ukw、转速 n=710r/min。4）冲压成型时的生产阻力达到100000N；5）为了改善蜂窝煤冲压成型的质量，希望在冲压后有一短暂的保压时间。6）由于冲头要产生较大压力，希望冲压机构具有增力功能， 以增大有效力作用，减小原动机的功率2.确定总功能，并进行功能分解，根据工艺动作顺序和协 调要求拟定运动循环图；