机械设计基础课程教学大纲.pdf

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1、第 1 页 共 8 页 机械设计基础课程教学大纲 课程代码：030103 学时数：80 理论环节学时数：80 学分：6 开课单位：基础教研室 一课程的性质、地位和作用 本课程是机械类专业的一门必修的专业基础课，是连接基础课和专业课的桥梁课程，具有承上启下的作用。通过本课程的学习，为学生在今后的工作中解决机械设计问题打下一定基础,同时也为学生学习后继课程和新的科学技术提供必需的预备知识。二本课程的教学目的和要求 本课程研究机械分析与设计方面的有关基础问题,学生学完课程后应达到下列基本要求:1、对一般机械中的平面机构能绘出其运动简图,计算其自由度,判断其运动确定性；2、具有按已知的几何条件和运动条

2、件对几种主要的平面机构进行运动设计的某些基本知识和能力；3、具有按某些已知的动力条件分析和设计机械的初步知识,基本技能训练方面:(1)具有与本课程有关的解题、运算、作图、使用技术资料和使用计算机等方面的基本技能；(2)了解一些有关的最基本的机械实验方法；(3)对其它常用机械,有关的工程常识及新技术成果和发展方向,有一般性的了解；4、学生能较熟练地掌握通用零件设计所需的基本知识；5、学生在机械零件设计方面得到必要的基础理论训练；包括：重要零件的工作情况分析、失效形式研究、工作能力准则判定、以及主要计算公式的推导等；6、对学生进行一定的基本技能训练。包括：机械零件的设计步骤的确定、参数选择、结构设

3、计、图算结合、编制技术文件、实验等技能的训练。三本课程的相关课程（1）本课程安排在高等数学、工程力学、机械制图、金属工艺学课程之后；（2）高等数学应为本课程提供下列个别基础：曲率半径、曲率中心的求法、渐开线、摆线、第 2 页 共 8 页 抛物线等的议程和性质；（3）工程力学应为本课程提供下列个别基础：摩擦力计算、摩擦角与自锁现象、滚动摩擦、刚体平面运动的速度和加速度、绝对瞬心、动能定理、惯性力的主矢和主矩、达朗伯原理、自由度等。（4）机械制图是机械设计的工程语言，是表达机械设计的必要手段。（5）金属工艺学为本课程建立金属材料基本知识及机械零件的材料选用。四课程教学内容及学时分配 第 1 章 绪

4、 论 2 学时 本课程研究对象、内容及地位作用。(1)机械原理研究对象、内容及在国民经济发展中的作用。(2)机械、机器、机构及构件的概念。教学重点与难点：机器、机构、机械、零件等概念的掌握；机构的受力分析。第 2 章 机械设计概论 2 学时（1）机械设计的基本要求。（2）零件的主要失效形式、工作能力及计算准则。（3）零件的强度分析，名义载荷与计算载荷、整体强度与表面接触强度，各种交变应力下零件强度的分析计算。（4）常用材料选用、零件的工艺性和标准化。教学的重点与难点 机械零件常用材料的选择，失效形式和计算准则 第 3 章 平面机构的自由度及机构运动简图 4 学时 平面运动体及其分类，平面机械运

5、动简图,运动链、机构及其自由度计算。教学的重点与难点 运动副、自由度基本概念，机构具有确定运动的条件。第 4 章 常用平面连杆机构的设计 4 学时（1）四杆机构存在曲柄的条件。（2）四杆机构基本型式及其演化。第 3 页 共 8 页（3）铰链四杆机构的基本特性。（4）简单四杆机构的设计。教学的重点与难点 平面连杆机构的工作特性，平面连杆机构的运动设计。第 5 章 凸轮机构设计 4 学时（1）凸轮机构的应用及分类。（2）从动件的常用运动规律。（3）凸轮机构的压力角与基圆半径的确定。（4）凸轮轮廓设计的图解法。教学的重点与难点:从动件常用运动规律的特点，刚性冲击、柔性冲击，S-曲线绘制；凸轮轮廓设计

6、原理反转法，自锁、压力角与基圆半径的概念。第 6 章 间歇运动机构简介 2 学时（1）棘轮机构。（2）槽轮机构。教学的重点与难点 了解其一般工作原理。第 7 章 联接 6 学时（1）螺纹及螺纹联接的类型、特点及主要参数。（2）螺纹联接的预紧、放松。（3）单个螺栓联接的计算方法。（4）典型螺栓组受力分析。（5）提高螺纹联接强度的措施。（6）螺旋传动类型和应用、滑动螺旋传动的设计计算。（7）轴毂联接。教学的重点与难点（1）螺纹联接类型及防松原理，紧螺栓联接的强度计算（2）螺栓组联接的设计与受力分析 第 4 页 共 8 页 第 8 章 带传动 4 学时（1）带传动的类型、工作原理、特点和应用。（2）

7、普通 V 型带的结构和标准。（3）带传动工况分析。（4）普通 V 型带传动的设计计算。（5）带传动的结构设计。（6）其它带传动简介。教学的重点与难点（1）受力分析及弹性滑动，带的应力分布图（2）V 带传动的设计方法和注意事项 第 9 章 链传动 4 学时（1）链传动类型、特点、工作原理和应用。（2）滚子链和链轮。（3）链传动的运动特性。（4）链传动的失效形式和功率曲线。（5）链传动的设计计算。（6）链传动的布置、张紧和润滑。教学的重点与难点（1）链运动不均匀性和动载荷（2）失效形式和设计方法 第 10 章 齿轮传动 18 学时（1）齿轮传动的应用及分类。（2）齿廓啮合基本定律。（3）渐开线及其

8、性质，渐开线齿廓满足啮合基本定律。（4）直齿圆柱齿轮各部分名称及几何尺寸计算。（5）渐开线直齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件。（6）渐开线直齿圆柱齿轮传动的中心距和可分离性。（7）齿轮齿条传动。第 5 页 共 8 页（8）圆柱齿轮传动的重合度。（9）齿廓切削方法、渐开线标准齿轮无根切现象的最少齿数。（10）齿轮传动失效形式及防止失效的相应措施。（11）齿轮常用材料及热处理。（12）直齿圆柱齿轮传动的计算：载荷分析、齿根弯曲强度与齿面接触强度计算，各种参数及系数的选择和设计步骤。（13）斜齿圆柱齿轮传动。（14）斜齿圆柱齿轮传动的计算：当量直齿圆柱齿轮的啮合几何要素计算及相应强度计算。（15）直齿圆

9、锥齿轮传动。（16）直齿圆锥齿轮传动的计算：当量直齿圆柱齿轮的啮合几何要素计算及相应强度计算。（17）齿轮传动的结构设计与传动的润滑。教学的重点与难点（1）轮齿主要失效形式，载荷系数，材料与热处理（2）齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度计算（3）斜齿轮和锯齿轮受力分析和强度计算的特点，当量齿轮（4）变位齿轮强度计算的特点 第 11 章 蜗杆传动 5 学时（1）蜗杆传动类型、应用。（2）蜗杆传动的主要参数、几何尺寸和正确啮合条件。（3）蜗杆传动失效形式及常用材料。（4）阿氏蜗杆传动受力分析、参数选择及强度计算。（5）润滑、效率和热平衡计算。（6）蜗杆传动结构。教学的重点与难点（1）蜗杆传动特点、

10、参数计算、特性系数 q（2）齿面接触疲劳强度、齿根弯曲强度和热平衡计算 第 12 章 轮系 5 学时（1）轮系的用途和分类。（2）定轴轮系的传动比计算。第 6 页 共 8 页（3）周转轮系的传动比计算。（4）混合轮系的传动比计算。教学的重点与难点（1）定轴轮系转向判别，转化轮系法求解周转轮系传动比方法（2）轮系的组成分析 第 13 章 轴 6 学时（1）轴的功用、分类和设计要求、轴的材料。（2）轴的结构设计。（3）轴的强度计算：按扭转强度、当量弯矩、安全系数校核计算等。（4）提高轴的疲劳强度措施。（5）轴的刚度计算和轴的振动简介。教学的重点与难点 轴的弯扭合成法强度计算方法 第 14 章 滑动

11、轴承 4 学时（1）滑动轴承类型、特点、应用及结构。（2）轴瓦材料及结构。（3）非液体摩擦滑动轴承的设计计算。（4）滑动轴承的润滑。（5）液体动压润滑轴承的工作原理。教学的重点与难点（1）非流体摩擦滑动轴承的设计计算（2）流体动压滑动轴承的承载能力及影响因素 第 15 章 滚动轴承 6 学时（1）滚动轴承主要类型、特点和应用、精度及代号。（2）滚动轴承滚动体上载荷及其分布概念。（3）失效形式及计算准则。（4）滚动轴承寿命计算。（5）滚动轴承静强度计算。第 7 页 共 8 页（6）组合设计：配合、游隙、预紧、调整和装诉。（7）润滑和密封。教学的重点与难点（1）滚动轴承的类型、特点、代号，滚动轴承

12、的疲劳点蚀（2）寿命计算、当量动、静载荷，滚动轴承的组合结构设计 第 16 章 联轴器和离合器 2 学时（1）联轴器功用、分类、结构特点及选择计算。（2）离合器类型、结构、工作原理和特点。教学的重点与难点 联轴器、离合器、制动器的选用 第 17 章 机械传动总论 2 学时（1）机器的运动方案设计。（2）机构的造型和运动的协调配合。（3）传动机构组合的方案设计。教学的重点与难点 机器运动方案的总体设计,工程设计的基本方法。五实践环节的要求 本课程的配套实践环节机械设计基础课程设计已单列，这里不再说明。六作业（习题）要求 除绪论课外，各章均应布置适当的课外习题，为了指导学生解题，加深对基本理论和基

13、本概念的理解，提高分析和解决实际问题的能力。练习应坚持每周批改。对习题中反映的共性问题可在课堂上集中分析讲解。七考核 本课程应进行期末考试，考试方式可采用闭卷或单页开卷等形式，总成绩计分方法为：平时成绩占 3040%，期末考试成绩占6070%，平时成绩包括：课内小测验、作业等。八教材及主要参考书 1、教材 范顺成，机械设计基础，机械工业出版社，2005.7第一版 第 8 页 共 8 页 2、主要参考书 孙桓，机械原理：西北工业大学出版社 黄锡恺，机械原理：高教出版社 张世民，机械原理：中央电大出版社 黎庶慰，机械原理：高教出版社 申永胜，机械原理：清华大学出版社 张绍甫，机械零件（第 2 版）机械工业出版社 濮良贵，机械设计（第 7 版）高教出版社 周开勤，机械零件手册（第3 版）高教出版社 九其他 教师可根据自己的教学经验对教学过程及内容作适当调整，但不能与本大纲有大的出入。考试卷统一命题；试卷评分标准统一并经教研室批准。