《机械设计》课程介绍

一、课程简介

机械设计是一门培养学生具有机械设计能力的技术基础课。在机械类各专业教学计划中，它是主要课程。本课程在教学内容方面应着重基本知识、基本理论、基本方法和创新思维，在培养实践能力方面应着重创新设计构思和综合设计技能的基本训练。

本课程的主要任务是培养学生：

（1）掌握通用机械零件的设计原理、方法和机械设计的一般规律，突出创新意识和创新能力的培养，具有机械系统综合设计能力；

（2）树立正确的设计思想，了解国家当前的有关技术经济政策；

（3）具有应用计算机辅助设计的能力；

（4）具有运用标准、规范、手册、图册等有关技术资料的能力；

（5）掌握典型机械零件的实验方法，获得实验技能的基本训练；

（6）了解机械设计的新动向。

二、本课程在校内发展的主要历史沿革

1999年，“机械设计基础”在原解放军后勤部军需财经高等专科学校机械电子工程系数控技术、计算机辅助设计与制造、机电一体化等专业开课，总学时96学时。并且有课程设计2周。随着教学实践经验的积累和教学方法与手段不断地改进，目前为64学时，其中含4学时实验；课程设计2周。

2003年九江学院开始招收机械设计制造及其自动化本科专业、并于2004开始开设“机械设计”课程，课程学时64学时，其中含4学时实验；课程设计2周。

2005年四校合并成立九江学院后，“机械设计”课程师资力量、教材建设得到加强；实习基地共享。 该课程已经成为我校机械设计与制造及自动化专业的主干专业基础课，开课的专业较多，除了机械设计与制造及自动化专业开课外，焊接专业、测控技术与仪器和车辆工程几个专业也设为专业课，以扩大专业技术范围，每年开课学生达200人。目前为止已经有多届机械类专业的本科生学习了该课程，他们工作在管理、设计、制造、服务和教学等各个领域。他们通过各个环节的学习和训练获得了较为扎实的有关机械设计方面的理论知识和生产、管理技能，提高了从事机械装备设计与制造工作的能力。该课程的教学从开设以来一直得到学生的高度重视与好评。

在课程建设和教学改革方面，首先对机械设计教学大纲和实验大纲进行了重新修订， 2005年初步建立了《机械设计》课程试卷库，2006年5月自行开发了《机械设计》教学课件。选用国家推荐最新优秀教材，采用最新的内容体系和设计标准，体现了教学内容改革的新要求和新成果。从2005年开始，任课教师已在绝大多数学生班级中实现了多媒体教学，实现了教学手段现代化。在教学方法上，任课教师施行“精讲多练”及“启发式”、“讨论式”教学。注重素质教育和学生能力培养，坚持作业全批全改，坚持课外辅导答疑，坚持模型室和实验室对学生开放，不定期召开师生座谈会，沟通信息，解决教学中存在的问题。特别是安排在课程之外的为期二周的课程设计，不仅巩固了机械设计基础知识，提高了机械结构设计技能，增强了工程意识，而且还锻炼了学生的动手能力、综合分析问题和解决实际问题的能力，为以后专业课的学习打下了坚实基础。

几年来,本课程始终坚持用试卷库随机抽取试卷，实行教考分离、流水线阅卷，做到了评定学生成绩的公平与公正，从而形成了良好的教风和学风。

本课程为技术基础课，教师教学任务繁重，但是在课程组教师之间始终保持着良好的学术风气，坚持教学科研并举，通过科研促进教学，形成了比较合理的科研梯队。近年，课程组成员全部承担或参与教科研项目，获国家专利1项，在核心期刊发表具有较高水平的科研论文多篇，编写教材8部。正是由于全体任课教师的共同努力，近年来，随着学校不断扩招，教学任务日益繁重，机械设计课程却一直保持着较高的质量和水平，取得了良好的教学效果，受到听课学生和后续课教师的一致好评。自2003年以来，有多人在院课堂教学质量测评中获奖，有3人被评为校优秀教师，有一人获国家电子出版物奖，有一人获九江市工会师德先进个人，有3人在各项教学比赛中获得各种奖项。课程成员将继续以饱满的工作热情投入到教学中，推动《机械设计》课程建设跨上新的台阶。

三、教学条件

《机械设计》是机械设计制造及自动化专业得主干专业基础课，是其他各门专业课程的支柱，是学生从事机械制造与设计行业的技术工作或进行科学研究的基础，教学条件建设一直受到高度重视。

1、师资队伍

目前，《机械设计》课程组共有9名任课教师，其中，教授1人，副教授2人，讲师6人；博士2人，硕士6人。承担着全院机械类本科、专科专业的30多个班级的教学任务。理论功底深厚，实践经验丰富，其中6名教师具有从事工程设计的工作经验。全部教师均通过了普通话测试，进行过现代教育技术手段的训练。在职称结构、学历结构和年龄结构上已基本形成梯队，有持续发展能力。

2、促进学生主动学习的扩充性资料

改变以讲课为主的灌输型授课方式，努力变“教学”为“导学”，课程教学采用电视录像片、电子教案、CAI课件、模拟软件、网络课件，课堂实物演示与实验、等多种方式融为一体，力求课堂教学效果的突破与创新。通过生动直观多种方法手段并用，使学生在学习知识的同时，也学习分析问题，联系问题，综合运用多门课程知识，培养学生发散思维、立体思维、创新和解决问题的能力。 经过多年积累，从工厂收集了大量的常用设备、零件和仪器实物。这些实物和教具直观性强，在课堂讲授、课程设计及专业实习等教学环节中丰富了教学内容，发挥了良好作用。

3、配套实验实训教学条件

实验条件建设力度很大，实验设备近年来有较大资金投入，室内设施齐全，有符合机制工艺实验大纲的设备和仪器用具，有完善的实验指导书，实验教学组织得力、效果良好。教学仪器设备总值达20余万元，实验开出率达100%。实验室做到了“规章制度健全，管理人员到位，教学服务及时”，为课程教学提供了有利保障。学生学习效果明显提高，教学改革后的毕业生很受社会欢迎。

4、实践性教学条件

机械工程实验室是九江市“数控技术与应用”重点实验室、 九江市制造业信息化示范单位和培训基地、江西省数控技术与应用重点实验室，2006年9月被江西省教育厅批准为“江西省实验教学示范中心”；2007年9月被江西省教育厅、江西省经济贸易委员会批准为“江西省机械制造与光机电一体化产学研合作示范培育基地”。建成了以CIMATRON、CAXA等大型CAD/CAM软件为主的培训基地；申办了基于CAXA软件的国家制造业信息化培训中心的“国家三维CAD教育培训基地”，劳动部全国现代制造技术远程培训“数控工艺员培训基地”和劳动部制图员资格认证考点；获得了以色列CIMATRON软件培训认证和美国CINCINATI机床公司数控机床操作的培训认证。机械工程实验室总面积 4758平方米 ，总投入1879万元，建成了数控技术与应用、机械基础、车辆工程、机械检测及仪器仪表等4个实验室；金工实习和数控实训等2个实习、实训基地。

为提高学生的实践能力，提高本科教学质量水平，学院有针对性地进行了校外实习基地的建设，先后与昌河汽车股份有限公司、铁道部大桥局第七工程有限公司、中国船舶重工总公司第6354所等单位联合建立校外实习基地，为提高学生的实践能力起到了积极的推动作用。

5、网络教学条件

较早建立了《机械设计》教学网站，能够对网络教学提供充分的支持，课程网站提供有该课程的教学大纲、教学计划、授课教案、实验实训、课堂录像、实践应用、习题答疑、实验实训指导以及参考文献目录等内容十分丰富，是学生学习的无形资源。 综合考虑课堂教学知识的综合性、比较强的实践性、课后辅导、学生复习及作业练习、实践教学环节、学生能力培养、课程设计、毕业设计，建设了 100平方米 的机房，配有CAPP、CAXA 制造工程师软件，SOLIDWORKS 及其它相关软件，150台计算机构成局域网进行课程教学，构建了完善的现代化教学手段。

四、教学基本内容

1、机械设计总论：机械设计的一般程序，机械系统总体方案设计、技术设计的主要内容，机器设计的基本原则，标准化等。

2、机械零件设计基础：机械零件的失效，机械零件的工作能力和计算准则，摩擦、磨损和润滑，寿命和可靠性概述，机械零件常用材料和选用原则，机械零件的工艺性等。

3、联接件设计：螺纹联接，键、花键联接，过盈配合联接等。

4、传动件设计：带传动，链传动、齿轮传动，蜗杆传动，螺旋传动等。

5、轴系件设计：轴，滑动轴承，滚动轴承，联轴器和离合器等。

6、其它零部件设计：弹簧，机架零件，减速器等。

7、创新设计：创新设计的意义，基本原则及基本方法，实例分析。

五、教学基本要求

1、要求掌握的基本知识

机械设计一般知识，机械零件的主要类型、性能、结构特点、应用、材料、标准等。

2、要求掌握的基本理论和方法

机械设计的基本原则。

机械零件的工作原理，受力分析，应力分析，失效分析等。

机械零件工作能力计算准则：体积强度与表面强度，静强度与疲劳强度，刚度与柔度，摩擦、磨损与润滑，寿命与可靠性，热平衡、冲击、稳定性以及经济性等。

计算载荷，条件性计算，等强度计算，当量法或等效转化法，试算法等。

改善载荷和应力的分布不均匀性，提高零件疲劳强度，降低或增强摩擦，改善局部品质，提高零部件工艺性的途径和方法，以及预应力、变形协调原则等在设计中的应用。

3、 要求掌握的基本技能

设计计算、结构设计和创新方法，制图技能，实验技能，编制技术文件及应用计算机技能等。

六、教学方法与手段

1、精心设计教学单元

在理论教学中，优化课堂教学目标、内容和过程。讲授重点内容和难点内容，其他内容提纲挈领、点到为止，学生自学。为提高学习效果，我们规定必须针对不同专业特点，适时修改完善教案。

2、倡导讨论式、引导式、启发式教学

教学过程设有习题课、课堂讨论课，举一反三，以大量典型生产实例说明问题，并从实例引申，启发学生思考。并附有大量的实物和模型，可以引导学生主动地去思考问题、讨论问题。启发学生创新思维，增强学生创新意识。

3、课程的讲授采用传统的课堂教学与多媒体教学相结合的方法

尽管多媒体教学输出信息量大，手段简单，在教学中发挥了重要作用，但课堂教学中那种师生之间交流、那种实时的交互、那种理解或迷惘的动态效果目前还是无法取代的。这种结合无疑会产生极好的教学效果，特别是在一些重点、难点问题的叙述和讨论中，尤其如此。机械设计教学涉及到许多图例、曲线、数据和机械结构，课堂讲授采用电子教案与黑板板书相结合，有利于启发学生的形象思维。

4、网络教学

多媒体教学带动了网络教学，网络教学十分方便学生的自主学习，学生的自主学习采用阅读参考书与网络教学相结合的方法比单纯的读书效果要好得多。 学校的多媒体教室已经普及；教师的教案已经变成备课本和电子教案两种形式并配有多媒体课件，最新教学内容可以随时补充和交流。教学方法和教育技术的变革极大地提高了教和学的效率，扩展了师生之间交流的信息量 。

5、改进考试方法

理论教学的考核环节依照考试大纲进行；实验成绩由实验教师根据学生表现和实验报告质量确定；实习成绩依照实习考核方法执行，根据学生实习表现、实习作业质量、实习报告质量综合评定成绩；课程设计成绩根据学生设计表现、设计作业质量综合评定成绩。

七、教学效果

1、主讲教师近三年的教学质量评价分数

2、主讲教师近三年所主持教改课题

（1）基于CAXA软件的《CAD/CAM概论》的实验教学改革研究   江西省教育厅    王英惠

（2）新建地方本科院校车辆工程专业实践教学基地建设的研究  江西省教育厅    虞耀 君

（3）基于自主创新和能力培养《机械设计》实验教学改革实践研究 江西省教育厅 胡云堂

（4）基于CAXA软件的机械类专业大学生主动实践能力的培养   江西省教育厅    王英惠（5）电子设计竞赛对实验教学体系改革与创新的促进研究    江西省教育厅     虞耀 君

（6） 九江学院汽车类专业实践教学探索与研究               九江学院       李军（小）

3、主讲教师近三年所获教学奖项

4、学生近两年考研情况