机械设计基础教学大纲.doc
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《机械设计基础》教学大纲
修订单位：
机械工程学院机电工程系
执笔人：
邓子龙
一、课程基本信息
1．课程中文名称：
机械设计基础
2．课程英文名称：
FoundationofMechanicalDesign
3．适用专业：
过程装备与控制工程
4．总学时：
96学时（其中理论教学90学时，实验6学时）
5．总学分：
6学分
二、本课程在教学计划中的地位、作用和任务
机械设计基础课程是一门技术基础课。
它为学习专业课程提供必要的理论基础，学生毕业后无论从事机械设计还是作为设备管理、运行工作，课程都提供了常用机构、通用零部件及其传动的原理，设备的正确使用、维护及设备的故障分析等方面所必要的基本知识。
通过本课程的学习和课程设计实践，可以培养学生初步具备设计普通机械传动装置和简单机械的能力，为日后创造性的活动打下坚实的基础。
三、理论教学内容与教学基本要求
课程内容
绪论（1学时）
第一章机构运动简图及自由度的计算（4学时）
内容：
机构的组成、运动副的类型、平面机构运动简图的绘制。
平面机构自由度的计算。
重点：
平面机构自由度的计算。
难点：
平面机构运动简图的绘制。
第二章平面连杆机构（7学时）
内容：
连杆机构的应用。
铰链四杆机构的基本型式和特性。
铰链四杆机构曲柄存在条件。
铰链四杆机构的演化。
平面四杆机构的设计。
重点：
铰链四杆机构曲柄存在条件。
第三章凸轮机构（5学时）
内容：
凸轮机构的应用和类型。
凸轮机构的魔概念。
凸轮轮廓设计简介。
第四章齿轮机构（10学时）
内容：
齿轮机构的特点和类型*齿廓啮合基本定律。
渐开线形成及性质。
齿轮各部分名称及渐开线齿轮的几何尺寸计算。
渐开线标准齿轮的啮合。
齿轮加工。
根切、最少齿数及变位齿轮。
斜齿圆柱齿轮齿廓形成及参数关系。
当量齿轮、当量齿数，几何尺寸计算。
直齿圆锥齿轮齿面形成、背锥、当量齿数，几何尺寸计算。
重点：
齿轮各部分名称及渐开线齿轮的几何尺寸计算。
难点：
当量齿轮、当量齿数，背锥、当量齿数。
第五章轮系（4学时）
定轴轮系传动比的计算。
周转轮系传动比的计算。
混合轮系传动比的计算。
轮系的应用。
重点：
混合轮系传动比的计算。
难点：
混合轮系传动比的计算。
第六章间歇运动机构（2学时）
棘轮机构，槽轮机构，不完全齿轮机构。
第七章平衡与调速（2学时）
内容：
回转体的平衡，机械速度波动的调节。
第八章机械设计概述（7学时）
内容：
机械零件的主要失效形式。
机械零件设计的一般步骤，机械零件的工作能力和计算准则。
机械零件的强度。
摩擦、磨损和润滑基础。
机械零件的常用材料。
机械零件的工艺性、标准化
第九章联接（9学时）
内容：
联接的类型和应用，平键联接的选用、校核和计算。
花键联接。
销联接。
螺纹的参数。
螺旋副的受力分析、效率和自锁。
常用螺纹。
螺纹连接的基本类型及紧固件。
螺纹连接的预紧和防松，螺栓联接的强度计算。
材料及许用应力。
提高螺栓联接强度的措施。
重点：
螺栓组联接的强度计算。
难点:
螺栓组联接的强度计算。
第十章带传动和链传动（5学时）
内容：
带传动的类型和应用。
带传动的运动分析。
带传动的受力分析。
带的应力分析。
弹性滑动与打滑。
普通∨带传动计算。
带轮结构。
链传动的特点和应用。
链传动运动的不均匀性。
链传动的受力分析。
链传动的主要参数及其选择。
滚子链传动的设计计算。
链传动的布置和润滑。
重点：
普通∨带传动计算。
滚子链传动的设计计算。
难点:
弹性滑动与打滑。
链传动运动的不均匀性。
第十一章齿轮传动（10学时）
内容：
齿轮的失效形式及计算准则。
齿轮材料及热处理。
直齿圆柱齿轮的受力分析。
直齿圆柱齿轮齿面接触强度及齿根弯曲强的计算。
斜齿圆柱齿轮受力分析及强度计算。
直齿圆锥齿轮受力分析及强度计算。
齿轮的结构设计、齿轮传动的润滑
重点：
直齿圆柱齿轮齿面接触强度及齿根弯曲强的计算。
难点:
斜齿圆柱齿轮受力分析及强度计算。
第十二章蜗杆传动（5学时）
内容：
蜗杆传动的类型和应用。
蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算。
蜗杆传动的受力分析和强度计算。
蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算。
重点:
蜗杆传动的受力分析和强度计算。
蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算。
难点:
蜗杆传动的受力分析和强度计算。
第十三章轴（4学时）
内容：
轴的功用和类型、轴的材料。
轴的结构设计，轴的强度计算。
轴的刚度计算。
重点：
轴的结构设计。
难点:
轴的结构设计。
第十四章滚动轴承（6学时）
内容：
滚动轴承类型和特点。
滚动轴承的代号。
滚动轴承的失效形式。
∨滚动轴承的选择计算。
滚动轴承的组合设计。
重点：
滚动轴承的选择计算。
难点：
滚动轴承的组合设计。
第十五章滑动轴承（4学时）
内容：
摩擦状态。
滑动轴承的结构型式。
△轴瓦及轴承材料。
△润滑剂及润滑装置。
∨非液体润滑轴承的计算。
动压润滑形成原理。
液体动压向心轴承设计简介。
重点：
非液体润滑轴承的计算。
难点：
雷诺方程的推导及求解。
第十六章联轴器（3学时）
内容：
联轴器的类型、特点和应用。
联轴器的选择方法。
第十七章弹簧（2学时）
内圆柱螺旋弹簧的主要参数。
特性曲线。
圆柱螺旋弹簧的应力与变形。
教学基本要求
1．要求掌握的基本知识
机械设计的一般知识。
机构和机械零件的主要类型、性能、特点、应用。
机械零件的常用材料、标准。
结构工艺性。
2．要求掌握的基本理论和方法
机构的组成、工作原理和运动特性。
机械零件的工作原理、简化的物理模型与教学模型、受力分析、应力分析、失效形式等。
机械零件的设计计算准则：
强度、刚度、耐磨、寿命、热平衡等
改善载荷和应力分布不均匀的方法，提高零件疲劳强度的措施。
3．要求掌握的基本技能
绘制机构简图,零部件的设计计算及其工作图的绘制,查阅技术资料、应用标准规范、编写技术文件等。
四、实验教学内容与要求
本课程应开设实验4个，共6-8学时。
实验内容为：
渐开线齿廓范成或齿轮参数测定；带传动实验；齿轮效率测定；滑动轴承油膜压力分布及摩擦特性曲线测定。
实验应严格要求，实验前应安指导书做好预习，每次实验学生应签到，保证实验学时，同一实验台上操作人数不多于5人，以保证学生都能动手操作。
实验后，每个学生要写出实验报告，实验成绩作为平时成绩的一部分。
五、考核方式
以平时作业和期末考试相结合的方式进行。
六、成绩评定
平时占15-20%左右，期末占85-80%左右。
七、本课程对学生创新能力培养的措施
习题内容要多样化。
习题作业能起到巩固理论,掌握计算方法和技巧,提高分析问题解决问题的能力,熟悉标准,规范等作用。
每次习题课内容要有所侧重。
设计作业和课程设计都是培养学生设计能力的重要环节，要重视和发挥设计作业在培养设计技能方面的作用，并与理论教学、课程设计紧密结合。
设计题目要灵活多样，允许学生自定题目。
教师要加强指导和考核，注意培养和发挥学生的独立工作能力，创新能力，创新精神和对设计平价的能力。
根据具体情况，结合教学过程，更新教学内容，不断改进教方法。
提倡采用计算机辅助教学（CAI）。
对优化设计，可靠性设计等新学科内容，本课程只作适当简述。
实验是本课程的重要组成部分。
实验装置应尽量使学生观察到零件工作时的物理现象。
鼓励学生多动手，多思考，每个学生写出实验报告。
本课程教学环节较多，实践性较强，教学中应教育学生树立正确的设计思想、培养创造性思维。
加强学习方法指导，培养自学能力，要求树立严谨、勤奋、求实、创新的学风。
八、教材与参考书
教材：
陈良玉王玉良《机械设计基础》（第一版）东北大学出版社2000年9月
参考书：
杨可桢《机械设计基础》高教出版社
九、其他必要的说明
1、机械设计是许多学科知识的综合应用，机械设计基础的先修课主要是机械制图、金属工艺学、工程力学、公差与技术测量、工程材料等。
这些课程直接影响本课程学习的程度，机械制图应加强学生对识图、绘图、尺寸标注能力的训练，工程力学中的变应力一章应做重点讲解。
2、课程中的难点重点内容应做重点讲解，基本知识可让学生自学，自学要有思考问题，教师课上提问检查，自学内容也可列入考试范围之内。
对于某些现代设计方法如优化设计、可靠性设计、摩擦学设计、设计方法学等新学科内容，教师在结合具体零件作适当简介。
3、习题课内容要多样化，既有理论计算，又有结构设计和工艺性方面的内容。
习题作业要能起到巩固理论、掌握计算方法和技巧，加强结构和工艺性方面的训练，提高分析问题、解决问题的能力，熟悉标准、规范的应用。
作业应督促学生独立完成，每次作业都要评定成绩，计分累计纳入期末总成绩。
4、大型作业和课程设计是培养学生设计能力的重要环节，设计题目要灵活多样，不断更新，每个学生一个设计数据。
有条件可结合专业选择实际性较强的题目，教师要加强指导和考核，注意发挥学生的独立工作能力和创新精神，注意教育学生树立正确的设计思想，培养良好的科学态度和工作作风。
5、实验严格要求，实验前应按指导书做好预习，每次实验学生应签到，保证实验学时，同一实验台上操作人数不多于5人，以保证学生都能动手操作。
实验后，每个学生要写出实验报告，实验成绩作为平时成绩的一部分。
6、本课程设计性、实践性很强。
教师在教学过程中，应充分利用教具，实物模型和电化教学等手段增加感性认识。
根据具体条件可安排部分学生进行计算机辅助设计（CAD）。
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