《機械設計基礎》課程教學基本要求

1、機械設計基礎課程教學（自學）基本要求 適用層次 所有層次 適應專業(yè) 工科各專業(yè) 使用學期 2010 春 自學學時 120 面授學時 40 實驗學時 使用教材 教材名稱 機械設計基礎 編者 棊縫光劉峰 出版社 中國石油大學 參考教材 課程簡介 本課程是近機類、遠機類專業(yè)了解機械的一門重要技術基礎課。目標是使學生 在綜合應用先修課程知識的基礎上，通過對機構的結構分析、常用機構性能與設計 分析、機器動力學、通用零（部）件設計方而基本知識的學習和設計訓練，做到認 識機械、了解機械。為學生進一步學習專業(yè)課和今后從事與機械方而有關的工作打 下基礎，為日后從事技術革新、發(fā)明創(chuàng)造條件，為在工作中與機械工程師合

2、作打下 基礎。 學習建議 通過本課程的學習可以使學生熟悉常用機構，掌握通用機械零件的工作原理、 結構、特點、設訃訃算及維修等，初步具有一定設計機械傳動裝宜的能力。具有運 用標準、規(guī)范、手冊、圖冊及查閱有關技術資料的能力。 各章節(jié)主要學習內容及要求（上交作業(yè)電子文檔附后） 緒論 主要內容 1課程研究的對象： 2. 研究的內容 3. 課程的重要性 4. 機械設計的一般過程 5. 學習方法 重點：機械、機構、機器的概念 平時作業(yè)：0. 1 上交作業(yè) 備注 第一章機構的結構分析 主要內容 1. 運動副 2. 平而機構的運動簡圖繪制 3. 運動鏈成為機構的條件 4. 計算自由度時的注意事項 重點： 1運

3、動副及分類： 2.運動簡圖繪制及自由度計算。 上交作業(yè) 1.3. 1.4、1.5 備注 第二章平面機構的運動、動力分析 主要內容 1.機構速度分析的瞬心法 2. 用矢量方程圖解法做機構的速度和加速度分析 3. 機構動力分析的圖解法 4. 簡單機構運動、動力分析的解析法 上交作業(yè) 備注 本章不作為考試內容。 第三章平面連桿機構 主要內容 1平而連桿機構的類型、應用和演化 2. 平而四桿機構的基本特性 3. 平而四桿機構設計簡介 重點掌握：平而連桿機構的基本類型和基本特性 上交作業(yè) 3. 1、3. 3 備注 第四章凸輪機構設計 主要內容 1. 概述 2. 凸輪從動件的常用運動規(guī)律 3. 凸輪輪廓曲

4、線設計 4. 凸輪機構基本參數(shù)的確定 重點： 從動件的常用運動規(guī)律 平時作業(yè)：4.3、4.4、4.10、4.14、4. 17 上交作業(yè) 4. 10、4. 14. 4. 17 備注 第五章齒輪機構 主要內容 1. 概述 2. 齒屎嚙合基本定律與共軌齒廉 3. 漸開線的形成和性質 4. 漸開線圓柱齒輪各部分的需稱和標準齒輪尺寸計算 5. 漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動 6. 漸開線齒解的切制 7. 平行軸斜齒輪機構 8. 圓錐齒輪機構 重點： 1. 齒解嚙合的基本定律； 2. 漸開線標準齒輪的各部分名稱及其基本尺寸： 3. 一對漸開線齒輪正確嚙合的條件； 平時作業(yè)：5.2、5.5、5.6、5.14、

5、5.15、5. 16 上交作業(yè) 5 5、 5. 6、 5 14 備注 第六章輪系 主要內容 1 輪系分類 2.定軸輪系的傳動比 3 基本的周轉輪系傳動比計算 4. 復合輪系的傳動比計算 5. 輪系的應用 重點： 定軸輪系的傳動比計算 上交作業(yè) 6. 1、6.4、6.9 備注 第七章其他常用機構 主要內容 1間歇運動機構 2. 萬向聯(lián)軸節(jié) 3. 組合機構簡介 平時作業(yè)：7. 1 上交作業(yè) 備注 第八章機器動力學初步 主要內容 1. 機器運轉速度波動的調節(jié) 2. 剛性回轉件的平衡 平時作業(yè)：8. 1. 8.2、8.3、8.4. 8.5. 8.6 上交作業(yè) 備注 第九章機器零件設計概論 主要內容 1

6、. 機械零件的失效形式及設計準則 2. 機械制造常用材料及其選擇 3. 機械零件的結構工藝性及標準化 重點： 零件工作能力準則 平時作業(yè)：9.3、9.4、9.6 上交作業(yè) 備注 第十章聯(lián)接 主要內容 1、螺紋聯(lián)接 1）螺紋及其主要參數(shù)； 2）螺旋副中力的關系、效率及自鎖； 3）常見螺紋種類及標準； 4）螺紋聯(lián)接件的主要類型； 5）螺紋聯(lián)接的防松： 6）螺紋聯(lián)接的強度計算； 7）螺栓的材料和許用應力： 8）螺旋傳動： 2、鍵聯(lián)接 1）平鍵聯(lián)接 2）其他鍵聯(lián)接。 重點： 1螺紋的主要參數(shù)； 2. 螺旋副中的受力分析及自鎖； 3. 緊螺栓聯(lián)接的強度計算： 4. 普通平鍵 平時作業(yè)：10.2、10.3

7、、10.4、10.11、10.12、10. 13 上交作業(yè) 10. 11、10. 12、10. 13 備注 第十一章齒輪傳動 主要內容 1. 齒輪傳動的失效形式及計算準則 2. 齒輪材料及精度選擇 3. 齒輪傳動的載荷計算 4. 直齒圓柱齒輪傳動的強度計算 5. 斜齒圓柱齒輪傳動的強度計算 6. 直齒圓錐齒輪傳動的強度計算 7. 齒輪的結構設計 8. 齒輪的潤滑 9. 齒輪傳動的效率 重點： 1齒輪的失效形式及計算準則： 2. 斜齒圓柱齒輪傳動及受力分析； 3. 圓錐直齒齒輪傳動及受力分析。 平時作業(yè)：11.1、11.2、11.3、11.7、11.9 上交作業(yè) 11.7. 11.9 備注 第十

8、二章蝸桿傳動 主要內容 1. 概述 2圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)和幾何尺寸計算 3. 圓柱蝸桿傳動的強度計算 4. 圓柱蝸桿傳動的效率、潤滑和熱平衡計算 重點： 1蝸桿傳動的主要參數(shù)； 2. 蝸桿傳動的受力分析； 3. 蝸桿傳動的溫度計算。 上交作業(yè) 12.2. 12.3. 12.5 備注 第十三章帶傳動和鏈傳動 主要內容 1.帶傳動 1) .概述 2) .帶傳動的基本理論 3) .帶傳動的設計 4) .V帶輪的結構 5).同步帶傳動簡介 2.鏈傳動 1) .鏈傳動的特點、類型 2) .傳動鏈及鏈輪 3) .鏈傳動的運動分析和受力分析 4) .滾子鏈傳動的設計計算 5) .鏈傳動的布置和潤滑 重點

9、： 1帶傳動的彈性滑動和打滑 2.鏈傳動的運動特性 平時作業(yè)：13.3、13.4、13.10、13.11、13. 14 上交作業(yè) 13. 14 備注 第十四章軸 主要內容 1. 軸的用途和分類 2. 軸的材料和毛坯型式 3. 軸的結構設計 4. 軸的強度計算 5. 軸的剛度計算 6. 軸的臨界轉速 7. 提髙軸的強度、剛度和減輕重量的措施 重點：軸的結構設計和強度計算 平時作業(yè)：14.1、14.2、14. 7 上交作業(yè) 14.7 備注 第十五章滾動軸承 主要內容 1. 概述 2. 滾動軸承的類型和選擇 3. 滾動軸承的代號 4. 滾動軸承的力分析、失效和計算準則 5. 滾動軸承的組合結構設計

10、6. 滾動軸承的潤滑和密封 重點：滾動軸承的主要類型及選擇 平時作業(yè)：15.1、15.3、15.6 上交作業(yè) 15.6 備注 第十六章滑動軸承 主要內容 1. 摩擦狀態(tài) 2. 滑動軸承的特點及結構型式 3 軸瓦及軸承襯材料 4.軸承潤滑材料 5 軸承潤滑方法 6 滑動軸承的條件性計算 7.液體動力潤滑的基本原理 平時作業(yè)：16. E 16.2. 16.3 上交作業(yè) 備注 第十七章聯(lián)軸器、離合器和制動器 主要內容 1概述 2. 剛性聯(lián)軸器 3. 牙嵌離合器 4. 摩擦離合器 5. 制動器 上交作業(yè) 備注 一般了解 第十八章彈簧 備注 何時用何時自學，本章考試不考。 第十九章機械系統(tǒng)設計綜論 備注

11、 老師在課件講授中將有關內容插入，一般了解：本章考試不考。 編者：劉峰 第一章作業(yè)題 1.3. 計算圖示機構的自由度。 14、計算圖示機構的自由度。 題14圖 1.5. 計算圖示機構的自由度。 題15圖 第三章作業(yè)題 3.1、試根據(jù)圖中的尺寸判斷下列鐵鏈四桿機構是曲柄搖桿結構、雙曲柄機構，還是雙搖桿結構* 題3.1圖 3.3、圖示為壓力機機構，試繪制其機構簡圖并分析其屬于何種機構? 第四章作業(yè)題 4.10.圖示為從動件在推程時的部分運動線圖，其遠、近休I匕角均不等于零，試根據(jù)s、v和a之間 的關系定性地補全該運動線圖，并指出何處存在剛性沖擊.何處存在柔性沖擊。 4.14. 設計一偏置直動滾子從

12、動件盤形凸輪機構，凸輪轉向及從動件初始位置如圖所示。已知偏距 e=10mm,基圓半徑ro=40mm,滾子半徑rr=10mm。從動件運動規(guī)律0=150, 婦30。, d r =120, 敕=60%從動件推程以簡諧運動規(guī)律上升，行程h=20mm,回程以等加速等減速運動規(guī)律返回原 處。試繪制從動件位移線圖及凸輪輪廓曲線。 4.17.畫出圖示凸輪機構中凸輪的基圓，并在圖上標出凸輪由圖示位置轉過45。時凸輪輪廓上的接 觸點位宜及凸輪機構的壓力角。 題4.17圖 第五章作業(yè)題 5.5. 已知一對漸開線外嚙合直齒圓柱標準齒輪的模數(shù)m=5mm,壓力角a=20%中心距a=350mm, 角速比ii2=9/5o試求

13、兩齒輪的齒數(shù)、分度圓直徑、齒頂圓直徑、齒根圓直徑、基圓直徑。 5.6、一對漸開線標準直齒圓柱齒輪傳動，測得英中心距為60mm,小齒輪的齒數(shù)為20,傳動比為2, 試設計該對齒輪的其他參數(shù)。 5.14、一對漸開線外嚙合圓柱齒輪,已知Zi=2l, Z2=22, m=2mm,中心距為44mm若不采用變位 齒輪而用標準斜齒圓柱齒輪湊中心距，求斜齒圓柱齒輪的螺旋角卩應為多少？ 第六章作業(yè)題 6.1、某手搖卷揚機傳動系統(tǒng)如圖所示，各齒輪的齒數(shù)均為已知，試求傳動比g的大小和提升重物 時手柄的轉向。 題6.1圖 6.4x 如圖所示輪系 a、b 中，Zi=20 z2=24, z2; =36, z3=40t 3 =

14、200rad/Si 3=lOOrad/s,求兩 輪系系桿的角速度5F? 題64圖 6.9x在圖示輪系中,已知ni=50r/min, Zi=20, z2=3O, z2 =50, z3=80求n”的大小和方向。 21 題6.9圖 第十章作業(yè)題 10.1K用兩個M10的螺釘固左一牽引鉤，若螺釘材料為Q235,安裝時控制預緊力，被聯(lián)接件接合 而摩擦系數(shù)f=0.15,求英允許的牽引力F。 題10.11圖 10.12、圖示凸緣聯(lián)軸器允許傳遞的最大轉矩T=1500Nm （靜載荷），材料為HT250,聯(lián)軸器用4 個M16狡制孔用螺栓聯(lián)成一體，螺栓材料為35鋼。試選取合適的螺栓長度，并校核其剪切和擠壓 強度。

15、10.13.題10.12中凸緣聯(lián)軸器若采用M16螺栓聯(lián)成一體，以摩擦力來傳遞轉矩，螺栓材料為45鋼, 聯(lián)軸器材料為25鋼，接合而摩擦系數(shù)f=0.15,安裝時不要求嚴格控制預緊力，試決立螺栓數(shù)。 第十一章作業(yè)題 11.7. 設兩級斜齒圓柱齒輪減速器的已知條件如圖所示，問： （1）3、4輪的螺旋線方向應如何選擇才能使中間軸上兩齒輪的軸向力可以抵消一部分： （2）3、4輪的螺旋角應取多大才能使中間軸上兩齒輪的軸向力可以完全抵消？ 11.9.試設訃提升機構上用的閉式直齒圓柱齒輪傳動，已知傳動比i=4.6轉速m=730r/min傳遞 功率PlOkW,雙向傳動，每天工作16h,對稱布置，原動機為電動機，載

16、荷為中等沖擊，zi=25, 大小齒輪材料均為45鋼，調質處理，齒輪精度等級為8級。 第十二章作業(yè)題 12.2.如圖所示,蝸桿主動,Ti=20N mm, m=4mm zi=2, di=50mm蝸輪齒數(shù)Z2=50,傳動的 嚙合效率q=0.75試確定： （1）蝸輪的轉向； （2）蝸桿與蝸輪上作用力的大小和方向。 題12.2圖 12.3. 如圖所示，1、2是一對蝸桿蝸輪傳動，3、4是一對斜齒輪傳動。已知1為原動件，4為輸岀 件，各輪轉向如圖所示。為了使中間軸上蝸輪2和斜齒輪3上的軸向力互相抵消一部分，試確左1、 2、3、4各輪的旋向.并在圖上標出2和3所受力的方向。 12.5.圖示為一手動提升機構，1、2為斜齒輪，3、4為一對蝸輪蝸桿。已知1、2輪齒數(shù)斫20, Z2=30,蝸桿頭數(shù)Z3=l,蝸輪齒數(shù)Z4=100,試求： （1）手輪按圖示方向轉動提升重物Q時，蝸桿、蝸輪是左旋還是右旋： （2）為使蝸桿軸上軸向力抵消一部分，試確定斜齒輪的旋向： （3）與蝸輪固聯(lián)的鼓輪直徑dw=0.2m,需要將重物提升lm時，手輪應該轉幾圈？ 2 題12.5圖 第十三章作業(yè)題 13.14. 有一帶式輸送裝置，其異步電動機與齒輪減速其之間用普通V帶傳動，電動機功率P=7kW,