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机械设计基础实训

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目录

/CONTENTS

2

设计基础理论

3

实训工具应用

4

实践操作流程

5

考核评估体系

6

安全规范管理

1

实训导论

实训导论

PART

01

实训目标与意义

通过实践操作，使学生熟练掌握机械制图、公差配合、材料选择等核心设计技能，为后续复杂机械系统设计奠定基础。

掌握基础设计技能

通过案例分析及项目实践，引导学生从功能需求、工艺可行性、成本控制等多维度思考机械设计问题，提升综合工程素养。

将课堂所学力学、机械原理等理论知识转化为实际设计能力，解决真实工程场景中的结构优化与机构设计问题。

培养工程思维

分组完成实训任务，模拟真实工作场景中的分工与合作，锻炼沟通协调与项目管理能力。

强化团队协作能力

01

02

04

03

衔接理论与应用

课程结构框架

基础模块训练

设计减速器、传动机构等典型机械系统，涵盖方案设计、零件加工工艺分析、装配调试全流程。

综合项目实践

创新设计挑战

考核与反馈机制

包括手工绘图、CAD软件操作、标准件选型等基础技能训练，确保学生具备独立完成简单机械设计的能力。

引入开放性课题，鼓励学生结合现代技术（如3D打印、智能控制）进行创新设计，激发创造力。

采用阶段性考核（如图纸评审、实物答辩）与教师一对一指导相结合，确保学习效果可量化、可追溯。

学习成果预期

学生能够独立完成包含设计说明书、装配图、零件图在内的全套技术文档，符合行业规范要求。

技术文档撰写能力

熟悉国际通用机械设计标准（如ISO、GB），在设计过程中严格遵循标准化流程，提升作品兼容性与可制造性。

标准化意识养成

通过故障模拟实验，培养学生对机械系统常见问题（如振动、磨损）的快速定位与优化能力。

问题诊断与解决能力

01

03

02

通过实训中的安全规范教育、知识产权保护等内容，强化学生的职业道德与行业合规意识。

职业素养提升

04

设计基础理论

PART

02

齿轮传动原理

轴承选型与润滑

齿轮通过啮合传递动力和运动，需考虑模数、压力角、齿廓曲线等参数，以确保传动平稳性和承载能力。

根据载荷类型（径向、轴向或复合载荷）选择滚动轴承或滑动轴承，并匹配润滑方式（油脂润滑、油润滑或固体润滑）。

机械元件原理

螺纹连接设计

分析螺纹副的预紧力、防松措施及疲劳强度，确保连接件在振动或变载荷工况下的可靠性。

轴系结构设计

综合计算轴的强度、刚度和临界转速，优化轴肩、键槽等细节以减少应力集中。

通过拉伸试验获取屈服强度、抗拉强度和延伸率等数据，评估材料在静态和动态载荷下的表现。

研究工程塑料、陶瓷及复合材料的耐磨性、耐腐蚀性和热稳定性，适用于特殊工况（如高温、化学腐蚀环境）。

分析淬火、回火、渗碳等工艺对材料硬度、韧性和微观组织的影响，提升关键零件的使用寿命。

识别疲劳断裂、蠕变、应力腐蚀等失效机理，为预防性设计提供依据。

材料性能分析

金属材料力学特性

非金属材料应用

热处理工艺影响

材料失效模式

力学计算基础

研究液压系统管路压力损失、气动元件流量特性，确保流体传动效率与响应速度。

流体力学应用

针对齿轮、凸轮等高副接触问题，采用赫兹理论计算接触区应力分布，预防表面疲劳剥落。

接触应力计算

运用有限元分析（FEA）模拟振动、冲击等动态行为，优化结构以避开共振频率。

动力学仿真方法

建立受力模型，求解支反力与内力分布，验证结构在静态载荷下的稳定性。

静力学平衡分析

实训工具应用

PART

03

CAD软件操作

二维绘图与三维建模

掌握CAD软件的基本绘图命令，如直线、圆弧、多段线等，并熟练运用拉伸、旋转、扫描等三维建模功能，实现复杂零件的精确设计。

装配与干涉检查

熟悉装配功能，将多个零件组合成完整设备，并进行干涉检查，确保各部件运动或静态配合无冲突，避免实际生产中的问题。

参数化设计

学习利用参数化设计方法，通过变量和约束关系快速修改设计方案，提高设计效率和灵活性，适应不同工程需求。

游标卡尺与千分尺

通过高度规测量工件高度和平面度，利用角度尺检测斜面或锥度，保证加工零件的几何精度符合设计要求。

高度规与角度尺

表面粗糙度仪

了解表面粗糙度的评定标准，使用仪器检测工件表面纹理，分析加工工艺对表面质量的影响，优化加工参数。

学习使用游标卡尺测量长度、内外径和深度，掌握千分尺的高精度测量方法，确保零件尺寸误差控制在允许范围内。

测量仪器使用

常用机械设备

车床与铣床

熟悉车床的车削加工原理，掌握外圆、内孔和螺纹加工技术；学习铣床的平面、沟槽和轮廓铣削操作，完成复杂零件的多工序加工。

实践操作流程

PART

04

设计任务执行

基于需求分析结果，提出多种可行性方案，通过技术性、经济性、可制造性等维度评估，选择最优设计方案。

方案构思与筛选

三维建模与仿真

工程图输出

明确设计目标与功能要求，通过调研用户需求和