《机械原理课程设计》实践环节教学大纲
环节类别：课程设计学分：1
周数：1 面向专业：机械设计制造及其自动化
课程代码： F10004 先开课程：机械制图、机械原理
课程性质：必修课
一、说明
1、课程的性质、地位和任务
随着科学技术和工业生产的飞速发展，机械产品种类日益增多，自动化程度愈来愈高。
这就要求设计者除综合应用各类典型机构的作用外，还要根据使用要求和功能分析，设计出结构简单、制造方便、性能优良、工作可靠、适用性强的机械系统。
机械原理课程设计是机械原理教学中的一个重要环节，是机械类各专业学生在机械原理课程学习后进行的全面、系统、深入的实践性教学，培养学生机械系统运动方案设计、创新设计及进行机构分析和工程设计的能力。
机械原理课程设计针对某种简单机器进行机械运动简图设计，包括机器功能分析、工艺动作过程确定、执行机构选择、机械运动方案评定、机构尺度综合等。
通过机械原理课程设计，使学生巩固所学机械原理的知识和理论，培养开发创新机械的能力，实现用图解法进行机构的分析计算的基本要求，完成机械运动方案和机构设计。
2、课程教学和教改基本要求
通过机械系统运动方案设计，使学生融会贯通机械原理的理论和机构结构、运动分析、动力分析的方法；熟悉各类常用机构的类型、特点及设计要点，能够运用所学知识去观察、分析、解决简单的工程实际问题。
要求学生完成机械系统整体分析和设计，提高运算、绘图及及查阅有关资料的能力，编写说明书，培养学生归纳、总结的表达能力。
此外，还应加强理论与工程实际的结合，具备工程的观点，养成综合分析、全面考虑问题的习惯，和科学的、一丝不苟的作风。
机械原理课程设计是工科院校学生在大学期间利用已学过的知识进行的第一次比较全面、具有实际内容和意义的课程设计。
机械原理课程设计是为了进一步巩固和加深学生所学机械原理知识和技能，并将其系统化；培养学生利用所学知识分析解决实际问题的能力；初步培养学生进行创新设计的能力；使学生初步掌握机械运动方案设计，并在机构分析与综合
方面受到一次比较全面的训练。
二、实践内容与时间分配
1、实践内容
按照给定的机械总功能要求，分解成子功能进行机构的选型和组合;设计该机械系统的几种运动方案，对各运动方案进行对比和选择；对选定方案中的机构——连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、其他常用机构及组合机构进行分析和设计；制定机构运动循环图；画出机构运动简图。
每个学生应完成的设计工作量：
（1）机械运动简图、运动循环图、机构性能分析图一张（A1或A2图纸）
（2）零件工作图一至两张（A3或A4图纸）
（3）设计说明书一份
2、基本要求
（1）机械总功能的分解根据所要设计的机械总功能要求，选定机械的工作原理并进行功能分解。
（2）绘制机械运动循环图按机械的工作原理、执行构件的运动协调配合要求，绘制机械运动循环图，作为选择执行形式和拟定机械运动方案的依据。
（3）各执行机构的类型综合确定各执行构件的运动参数和生产阻力，选择合适的原动机。
（4）各机构的尺度综合根据各执行构件、原动件的运动参数，以及各执行构件运动的协调配合的要求和动力性能要求，确定各机构中各构件的几何尺寸（指运动尺寸）和几何形状（如凸轮廓线）等。
（5）绘制机构运动简图、零件图图纸要设计无误，图面质量好，布图合理清楚，整洁，符合国家标准。
（6）编写课程设计说明书要求内容完整，计算准确无误，论述透彻、清晰、严密，书写工整，格式符合要求。
3、时间分配
阶段教学内容时间安排
1 布置任务、查阅资料、熟悉题目1天
2
机械功能分解，方案构思、分析、比较，初选方案，绘制草图1天
3
平面机构选择、尺度综合、运动分析、平面动态静力分析 1.5天
4
绘制方案图、整理设计说明书1天
5 答辩0.5天
分阶段的具体内容：
第一阶段布置任务、查阅资料、熟悉题目
采用多媒体授课，以典型机械的运动方案为例讲解课程设计的过程，下达任务书。
同学根据任务书查阅资料、熟悉题目的具体内容。
第二阶段机械功能分解，方案构思、分析、比较，初选方案，绘制草图
机械系统方案设计是机械产品设计的重要阶段，是对机械设计进行的总体规划和设计。
机械系统方案设计的好坏，对机械能否完成预期的工作任务、工作质量的优劣以及产品在国际市场上的竞争力起着决定性的作用。
同一运动功能可以有不同的设计方案，同一方案可以由不同的机构组成。
运动方案设计的创造性基于突破和创新，主要包括原动机、传动系统、执行系统和控制系统等内容的设计。
第三阶段平面机构选择、尺度综合、运动分析、平面动态静力分析
分解执行机构的工艺动作，确定了运动规律，就要根据各基本动作或功能选择或创造合适的机构型式。
执行机构的型式设计或机构的型综合，需要综合考虑机构的功能、结构、尺寸、动力特性等多方面的因素，分析比较。
执行机构型式设计的优劣，将直接影响到机械的工作质量、使用效果和结构的繁简。
机械中许多绕固定轴线旋转的回转件由于其结构形状不对称、制造安装不准确或材质不均匀等原因，产生离心惯性力和附加应力，在运动副中引起附加的动压力和摩擦力及周期振动，导致机械的工作精度、可靠性、效率和使用寿命下降。
对机构进行受力分析、调节机构的动平衡或整机速度波动，可以消除惯性力的不良影响，把速度波动控制在许可范围内。
第四阶段绘制方案图、整理设计说明书
图纸包括机械系统运动方案简图和机械运动循环图，主要机构的运动分析。
课程设计说明书的基本内容包括:设计题目及参数和要求；机械系统运动方案拟定；机械系统运动循环图；机构运动简图；方案比较与评价；动力机机选择；用数据和线图表达的计算结果；收获与建议及参考资料目录。
有些课程设计说明书还应包括程序清单及运动仿真。
第五阶段答辩
答辩是考核课程设计是否达到基本要求和相应水平的关键环节，是老师对学生论文的一次会诊和指导。
考核内容包括学生对设计手册，资料的运用。
老师提问的内容包括选题、选形、制图、理力、材力、计算及设计要求等。
重点考察学生设计图纸及说明书的质量，设计过程中的态度。
同时检查设计创新性、工作量、有无违反学术规范现象等，提出改进意见。
三、实践条件与地点建议
1、实践基本条件要求
1）组织管理的要求：
由于教师指导的学生人数多、设计环节多、设计周期长，因此必须具有严肃的态度，严密的组织，严明的纪律，严格的要求。
应进行必要的分组，必要的考勤及分阶段必要的考核。
组织方式：集中辅导，小组方案讨论，独立完成方案设计。
2）对教师的要求：
教师应组织学生以小组为单位，讨论设计方案的构思，应用分析手段评价机构性能；调整机构的尺寸参数以改进机构性能；分析机器的结构、传动方式、工作原理；选出最优方案。
3）对学生的要求：
学生应全面系统地掌握和深化机械原理课程基本理论和方法,培养机械运动方案设计和分析的能力,受到拟定机械运动方案设计和机构创新设计的能力训练，对机械运动学,动力学分析和设计方面有一较完整的认识.
4）对教学基地、实验室和实验员的要求：
教学场所应有绘图、集中讨论、多媒体演示及计算机编程环境及设施。
2、实践地点建议
校内。
四、考核方式和成绩评定要求
本课程设计，平时成绩占30%(以做课程设计时的表现为主要依据)，课程设计说明书及图纸占70%。
以设计说明书、图样和在答辩中回答问题的情况为依据，参考设计过程中的表现，由指导教师按五级计分制（优、良、中、及格、不及格）进行评定。
其中：
优秀：设计方案新颖，创新点突出，设计图纸及设计说明书规范，内容丰富，在设计过程中勤奋好学，有创新思想。
良好：设计方案比较新颖，创新点比较突出，设计图纸及设计说明书比较规范，内容比较丰富，在设计过程中勤奋好学，有创新思想。
中等：设计方案一般，创新点一般，设计图纸及设计说明书欠规范，内容不够丰富，在设计过程中比较勤奋，创新思想不明显。
及格：设计方案不完善，存在一些小错误，设计图纸及设计说明书欠规范，内容一般，在设计过程中不够勤奋。
不及格：设计方案有严重错误，设计图纸及设计说明书不规范，内容严重不足，在设计过程中不够认真。
附：
主要参考资料
[1]邹慧君．机械原理课程设计手册．北京：高等教育出版社，2003
[2]姜琪．机械运动方案及机构设计--机械原理课程设计题例及指导．北京：高等教育出版社，1991
[3]申屠等淮海工学院精品课程/jxyl/html/kcsj.html
参考题目
1、医用棉签卷棉机
2、设计洗瓶机的推瓶机构
3、轧辊机的轧辊机构设计
4、书本打包机设计
5、制钉机构的设计
6、四工位专用机床
7、平压印刷机机构设计
8、冲压式蜂窝煤成型机设计
9、专用精压机设计
10、冲压机构及送料机构设计
11、平台印刷机主传动机构设计
12、健身球分选机构设计
13、半自动平压模切机机构设计
14、凸轮连杆齿轮机构
15、自定机构设计。