课程中文名称 |
机械原理 |
课程英文名称 |
Theory of Machines and Mechanisms |
课程类别 |
学科基础课程 |
课程性质 |
必修课 |
开课学期 |
第四学期 |
课程总学时 |
48 |
学分 |
3 |
课内实验学时 |
6 |
课内理论学时 |
42 |
适用专业 |
机械设计制造及其自动化 |
开课单位 |
机械工程学院 |
先修课程 |
画法几何与机械制图、理论力学、金工实习 |
一、课程实验性质和目的
机械原理是机械类专业中研究机械共性问题的一门核心学科基础课，机械原理实验是其重要的实践环节，是课程教学必要的补充和拓展。实验主要内容包括机构运动简图测绘，回转件动平衡实验，渐开线齿轮范成实验。通过实验，学生对一些常用机构的结构、组成、工作原理有一个清晰的认识；使学生掌握机构学和机械动力学的基础理论、基本知识和基本技能；掌握范成法切制渐开线齿轮的基本方法；了解有关实验装置的组成、工作原理和实验操作。通过实验使学生将巩固、加深和拓展机械原理方面的理论与方法，在培养学生理论联系实际、实践动手能力的同时，着重培养学生分析问题、解决问题的能力，以充分发挥学生的主观能动性。
二、课程实验对毕业要求的支撑及课程实验教学目标
该课程实验支撑了毕业要求1.4、2.1、3.1，具体指标点和对应的课程实验教学目标见表1。
表1 课程实验对毕业要求的支撑及课程实验教学目标
序号 |
培养方案中的毕业要求指标序号 |
毕业要求 |
课程实验教学目标 |
1 |
1.4 |
1.4掌握所需的机械工程专业知识，并能与数学、自然科学、工程科学知识及数学模型方法相结合，用于推演、分析机械工程领域的产品开发、设计、制造、测试与控制等复杂问题，并进行解决方案的比较与综合 |
实验1：机构运动简图测绘实验。掌握机构运动简图测绘原理，步骤与方法，掌握对机构运动副（低副与高副）、构件、各类运动副的绘制，掌握机构自由度计算的方法和机构具有运动确定条件的分析。 |
2 |
2.1 |
2.1能运用数学、自然科学及工程科学的基本原理，识别、判断复杂机械工程问题的主要过程和关键环节。 |
实验2：回转件动平衡实验。掌握实验的原理、方法，实验步骤以及对实验数据进行分析。通过实验数据，对转子动平衡进行识别、分析，认识工程上解决问题的方法。 |
3 |
3.1 |
3.1熟悉并掌握工程设计和机械产品设计/开发的基本方法和技术，了解影响设计目标和技术方案的各种因素，提出相应解决方案。 |
实验3：渐开线齿轮范成实验。运用齿轮范成原理，绘制标准齿轮、正、负变位齿轮，以及三种类型齿轮重要参数的分析对比。 |
三、课程实验教学内容、要求、学时分配与教学方法
课程实验教学内容、要求、学时分配、课程目标与教学方法见表2.
表2 课程实验教学内容与要求
教学内容 |
要 求 |
学时 |
课程目标 |
教学方法 |
机构运动简图测绘实验：观察和分析各种机构模型中机构组成及运动传递方式，区分各个运动单元，确定组成机构的构件数目、区分原动件与从动件，确定运动副的种类及数目；测量和绘制机构运动简图；掌握机构自由度的计算方法。 |
要求学生能够分析机构模型中机构组成及运动传递方式，掌握测量和绘制机构运动简图，掌握机构自由度的计算方法，判断机构运动是否具有确定的运动。 |
2 |
掌握机构运动简图测绘原理，步骤与方法，掌握对机构运动副（低副与高副）、构件、各类运动副的绘制，掌握机构自由度计算的方法和机构具有运动确定条件的分析。 |
实验 |
回转件动平衡实验：了解转子不平衡的危害，加深对回转构件平衡原理的理解；初步掌握回转件动平衡实验基本方法；了解传感器在动平衡实验中的应用。 |
要求学生掌握回转件动平衡实验基本方法，并能够对实验进行分析，得出有效结论。 |
2 |
掌握实验的原理、方法，实验步骤以及对实验数据进行分析。通过实验数据，对转子动平衡进行识别、分析，认识工程上解决问题的方法。 |
实验 |
渐开线齿轮范成实验：了解齿轮产生根切现象的原因及避免根切的方法；掌握范成法切制渐开线齿轮的基本方法。 |
要求学生掌握齿轮根切现象，利用齿轮范成仪绘制出标准齿形，根切齿形和正变位齿形。 |
2 |
运用齿轮范成原理，绘制标准齿轮、正、负变位齿轮，以及三种类型齿轮重要参数的分析对比。 |
实验 |
四、考核及成绩评定方式
1.考核方式
通过实验能力、实验报告两种方式考核学生的学习效果，见表3。
实验能力权重：50%。主要考核学生是否按时在实验室完成课程实验，评价标准见表4。
实验报告权重：50%。主要考核学生对所做实验的掌握程度，评价标准见表5。
2.成绩评定
表3 学生成绩评定基础数据表
序号 |
毕业要求 |
课程教学目标 |
考核评价方式的成绩占（%） |
指标点占总成绩的比例（%） |
实验能力 |
实验报告 |
1 |
1.4掌握所需的机械工程专业知识，并能与数学、自然科学、工程科学知识及数学模型方法相结合，用于推演、分析机械工程领域的产品开发、设计、制造、测试与控制等复杂问题，并进行解决方案的比较与综合 |
机构运动简图测绘实验：掌握机构运动简图测绘原理，步骤与方法，掌握对机构运动副（低副与高副）、构件、各类运动副的绘制，掌握机构自由度计算的方法和机构具有运动确定条件的分析。 |
50 |
50 |
30 |
2 |
2.1能运用数学、自然科学及工程科学的基本原理，识别、判断复杂机械工程问题的主要过程和关键环节。 |
回转件动平衡实验：掌握实验的原理、方法，实验步骤以及对实验数据进行分析。通过实验数据，对转子动平衡进行识别、分析，认识工程上解决问题的方法。 |
50 |
50 |
30 |
|
3.1熟悉并掌握工程设计和机械产品设计/开发的基本方法和技术，了解影响设计目标和技术方案的各种因素，提出相应解决方案。 |
渐开线齿轮范成实验：运用齿轮范成原理，绘制标准齿轮、正、负变位齿轮，以及三种类型齿轮重要参数的分析对比。 |
50 |
50 |
40 |
合计 |
50 |
50 |
100 |
表4 实验能力评价标准
评分标准 |
权重（%） |
90–100分 |
80–89分 |
70–79分 |
60–69分 |
0–59分 |
按时到实验室进行课程实验；动手能力强；能正确操作实验设备；在实验时能表现较强的创新意识。 |
按时到实验室进行课程实验；动手能力强；能正确操作实验设备。 |
按时到实验室进行课程实验；基本能正确操作实验设备。 |
基本按时到实验室进行课程实验；动手操作实验设备能力较差。 |
点名时被发现旷课或讨论中注意力不集中；进行与实验内容无关的活动；实验设备操作错误。 |
50 |
表5 实验报告评价标准
要求 |
评分标准 |
权重（%） |
90–100分 |
80–89分 |
70–79分 |
60–69分 |
0–59分 |
内容完整，绘图正确，计算正确，分析及回答问题正确，字迹工整。 |
实验报告结构合理，内容完整，图形绘图正确、清晰，回答问题正确，计算完全正确，文字工整。 |
实验报告结构合理，内容完整，图形绘图正确、清晰，回答问题基本正确，计算正确，文字工整。 |
实验报告结构基本合理，内容基本完整，图形绘图有个别错误、不太清晰，回答问题有个别错误。计算有个别错误，文字较工整。 |
实验报告结构基本合理，内容基本完整，图形绘图有个别错误、不清晰，回答问题有个别错误，计算有错误，文字不工整。 |
实验报告结构存在缺陷，图形绘制错误，字迹潦草，内容存在遗漏之处，存在较多概念性错误。存在抄袭现象。 |
50 |
五、课程实验教学目标达成度评价
依据表6对课程目标达成度进行评价，表7为课程目标达成度专业评价审核表。
表6 毕业要求达成度评价表
毕业要求 |
课程实验教学目标 |
预设的考核方式 |
实际学习成果 |
达成度值 |
1.4掌握所需的机械工程专业知识，并能与数学、自然科学、工程科学知识及数学模型方法相结合，用于推演、分析机械工程领域的产品开发、设计、制造、测试与控制等复杂问题，并进行解决方案的比较与综合 2.1能运用数学、自然科学及工程科学的基本原理，识别、判断复杂机械工程问题的主要过程和关键环节。 3.1熟悉并掌握工程设计和机械产品设计/开发的基本方法和技术，了解影响设计目标和技术方案的各种因素，提出相应解决方案。 |
实验1：机构运动简图测绘实验。掌握机构运动简图测绘原理，步骤与方法，掌握对机构运动副（低副与高副）、构件、各类运动副的绘制，掌握机构自由度计算的方法和机构具有运动确定条件的分析。 实验2：回转件动平衡实验。掌握实验的原理、方法，实验步骤以及对实验数据进行分析。通过实验数据，对转子动平衡进行识别、分析，认识工程上解决问题的方法。 实验3：渐开线齿轮范成实验。运用齿轮范成原理，绘制标准齿轮、正、负变位齿轮，以及三种类型齿轮重要参数的分析对比；考核对齿轮设计中各项参数的掌握程度。 |
实验能力、 实验报告 |
该项指标对应分数求平均值 |
该项平均值 100 |
表7 课程实验目标达成度专业评价审核表
一、课程实验基本信息 |
课程实验名称 |
|
授课学时/学分 |
|
开课学期 |
|
授课班级 |
|
任课老师 |
|
选课人数 |
|
二、课程目标达成度评价 |
专业评价组审核 |
评价审核内容 |
评价依据 |
评价结果 |
教学日历或实习教学计划 |
教学计划、教学大纲 |
与大纲相符（ ）/不相符（ ） |
教案、课件、或实习指导书 |
教案或电子课件 |
与大纲相符（ ）/不相符（ ） |
课程归档材料 |
课程组提供归档材料、教学大纲 |
资料完整（ ）/不完整（ ） |
教学过程记录 |
出勤、回答提出问题、作业 |
记录完整（ ）/不完整（ ） |
课程实验对毕业要求指标点达成度情况评价 |
工程知识：能够将数学、自然科学、机电工程基础知识和专业知识用于解决复杂机电工程问题。 |
（源自于表6中的计算结果） |
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（源自于表6中的计算结果） |
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（源自于表6中的计算结果） |
专业评价组队课程持续改进意见 |
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专业负责人签字 |
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年 月 日 |
注：此表为课程实验实施结束后提交给专业评价组按照教学大纲要求对课程达成度评价进行审核。
六、教材与参考资料
1. 《机械原理与机械设计实验指导书》，吴恒，讲义，2019；
2．《机械原理与机械设计实验教程》，闫玉涛，科学出版社，2016；
3．《机械原理》（第八版），孙桓等，高等教育出版社，2013.
