产品设计工程原理课程教学大纲.doc

产品设计工程原理课程教学大纲

（ProductDesignEngineeringPrinciples）

一、课程概况

课程代码：0102061

学 分：3

学 时：48

先修课程：工程图学，金工实习适用专业：产品设计

教 材：《工业设计机械基础》，阮宝湘主编，机械工业出版社，2016年8月出

版

课程归口：航空与机械工程学院

课程的性质与任务：本课程是产品设计专业的一门专业选修课。通过本课程的学习，

掌握产品设计必需的力学和机械知识，熟悉工程力学在产品设计中的作用和机械结构在产品设计中的地位，为产品设计实现结构创新和功能创新奠定基础。

二、课程目标

目标1：通过本课程的学习，使学生了解工程力学在产品设计中的作用和机械结构在产品设计中的地位。

目标2：掌握工程力学中静力分析、强度、刚度、压杆稳定和动载荷等问题相关基本概念及基本计算方法。

目标3：掌握常用机构的结构特点和工作原理及基本分析方法，熟悉常用联接、传动和轴系零件的种类及构造特点，掌握常用传动和通用零件设计的一般原则与方法。

目标4：了解产品设计相关机械结构的常用材料和成型加工知识。

本课程支撑专业培养方案中毕业要求1.2、3.1、3.2、3.3，对应关系如下表所示。

毕业要求指标点

课程目标

目标1

目标2

目标3

目标4

毕业要求1.2

√

毕业要求3.1

√

毕业要求3.2

√

毕业要求3.3

√

三、课程内容及要求

（一）工程力学的基本概念

教学内容

工程力学与工业设计

工程力学的研究对象与基本内容

刚体与变形固体力与力系

静力学公理

约束与约束反力

分离体与受力图

基本要求

了解工程力学在产品设计中的作用

掌握力、刚体、平衡和约束等概念

掌握四种常见平面约束的约束反力的确定及画法

掌握物体受力图的绘画

重点难点

静力学公理及其推论的适用范围

物体受力图的绘画

（二）构件与产品的静力分析

教学内容

平面力系的简化与合成

平面力系平衡问题的求解

空间力系简介

基本要求

能正确地将力沿坐标轴分解和求力在坐标轴上的投影

深入理解力偶和力偶矩的概念，明确平面力偶的性质和平面力偶的等效条件

熟悉平面任意力系简化的结果

理解平面力系的平衡条件

重点难点

主矢与主矩的概念

平面任意力系平衡的解析条件

（三）构件与产品的强度分析

教学内容

材料力学的研究目的杆件的基本变形形式

内力、应力与应变

材料在拉伸和压缩时的力学性能

拉压杆的强度

剪切和挤压强度

圆轴抗扭强度

梁的抗弯强度

组合变形强度问题简介

基本要求

熟悉材料力学的基本概念，掌握杆件变形的基本形式

掌握应力的概念，熟练掌握轴向拉压杆横截面上的应力计算

掌握塑性材料和脆性材料在拉伸与压缩时的各种力学性能

掌握轴向拉压杆的强度条件

了解剪切和挤压的概念及其应用

掌握圆轴扭转的概念。

掌握平面弯曲的概念

了解组合变形的相关概念。

重点难点

内力的概念

极限应力、许用应力和安全系数的概念

轴向拉压杆的强度计算

（四）构件的刚度、压杆稳定和动载荷问题

教学内容

构件的变形与刚度

压杆的稳定性

动载荷与动应力

应力集中现象和裂纹问题

交变应力与疲劳强度简介

基本要求

掌握度量杆件轴向拉压变形的参量

掌握度量圆轴扭转变形的参量

掌握度量弯曲变形的参量

了解压杆稳定的概念

了解动载荷、应力集中现象和交变应力的概念

重点难点

（1）轴向拉压杆的纵向线应变和横向线应变的计算

（五）机械设计概述

教学内容

机械结构在设计中的地位

机械设计的基本要求和一般程序

机械结构的常用材料及其选用原则

零件的结构工艺性和造型因素

基本要求

了解机械结构在产品设计中的地位

熟悉机械设计的基本要求和一般程序

了解机械结构的常用材料及其选用原则

了解零件的结构工艺性和造型因素

重点难点

零件、构件、部件、机构和机器等的概念

理解零部件的标准化、系列化和通用化

（六）机械零件基础

教学内容

联接

轴与联轴器

轴承

弹簧

基本要求

掌握联接的种类和适用条件及功能特点。

掌握联轴器、离合器的功用和分类

掌握轴的功用和分类

了解滑动轴承的组成结构、滚动轴承的基本类型和特点

重点难点

螺纹标准件的代号

滚动轴承名称、类型及代号

（七）常用机构

教学内容

运动副、机构与机构运动简图

平面连杆机构

凸轮机构和螺旋机构

间歇运动机构

机构的扩展与组合

基本要求

掌握运动副及其分类，了解机械运动简图作用

掌握四杆机构的基本类型和特点

掌握凸轮机构的组成与分类，了解简单凸轮轮廓设计

了解螺旋机构的应用

了解常见间歇运动机构的组成及工作过程

了解机构的扩展与组合

重点难点

运动副的定义及分类

螺纹类型和螺纹参数

（八）机械传动基础

教学内容

带传动

链传动

齿轮传动

轮系与减速器

液压传动简介

基本要求

了解带传动的组成、特点及类