010011010-9機(jī)械設(shè)計(jì)A1大綱2010

1、機(jī)械設(shè)計(jì)A1課程教學(xué)大綱課程代碼： 010011010課程英文名稱： Machine Design （ A1） 課程總學(xué)時(shí)： 48 講課： 48 實(shí)驗(yàn)： 0 上機(jī)： 0 適用專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 車輛工程 交通運(yùn)輸 熱能與動(dòng)力工程 大綱編寫（修訂）時(shí)間： 2010.7一、大綱使用說明（一）課程地位及教學(xué)目標(biāo)機(jī)械設(shè)計(jì) A1 是機(jī)械類專業(yè)的一門主干技術(shù)基礎(chǔ)課程，在學(xué)生的知識(shí)、能力和素質(zhì)培養(yǎng)體系 中，占有十分重要的地位。 本課程的任務(wù)是使學(xué)生掌握機(jī)構(gòu)學(xué)和機(jī)器動(dòng)力學(xué)的基本理論、 基本知 識(shí)和基本技能， 學(xué)會(huì)常用機(jī)構(gòu)的分析和綜合方法， 并具有進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的初步能力。 在培養(yǎng)機(jī)械類高級(jí)

2、工程技術(shù)人才的全局中， 本課程為學(xué)生從事機(jī)械方面的設(shè)計(jì)、 制造、 研究和開 發(fā)奠定重要的基礎(chǔ)，具有增強(qiáng)學(xué)生適應(yīng)機(jī)械技術(shù)工作能力的重要作用。（二）知識(shí)、能力、技能方面的基本要求機(jī)械設(shè)計(jì) A1 是一門概念性強(qiáng)，應(yīng)用靈活的課程，要求明確機(jī)構(gòu)、機(jī)構(gòu)壓力角、機(jī)構(gòu)倒置、 自鎖、死點(diǎn)、基本機(jī)構(gòu)、基本參數(shù)、尺寸等基本知識(shí)點(diǎn)的概念。熟練掌握運(yùn)動(dòng)分析、結(jié)構(gòu)分析、 力分析的方法； 熟練掌握主要機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)步驟和方法； 熟練掌握速度波動(dòng)調(diào)節(jié)的方法和計(jì)算。 能 夠設(shè)計(jì)一個(gè)簡單機(jī)械裝置的傳遞方案，包括機(jī)構(gòu)綜合和尺寸設(shè)計(jì)。（三）實(shí)施說明機(jī)械設(shè)計(jì) A1 課程，除課堂理論教學(xué)外，還包含了實(shí)驗(yàn)教學(xué)及課程綜合設(shè)計(jì)兩大實(shí)踐性教學(xué) 內(nèi)容

3、，后兩者已獨(dú)立設(shè)課，單獨(dú)記分，將單獨(dú)編寫教學(xué)大綱。本大綱為機(jī)械設(shè)計(jì)A1 課程理論教學(xué)的大綱。 本課程在教學(xué)過程中， 采用理論與實(shí)踐結(jié)合的教學(xué)模式， 加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力和自學(xué)能 力的培養(yǎng)。根據(jù)教學(xué)進(jìn)程安排 1-2 次課程大作業(yè)，部分內(nèi)容可以安排學(xué)生自學(xué)。（四）對(duì)先修課的要求 本課程應(yīng)在高等數(shù)學(xué)、工程制圖、大學(xué)物理、理論力學(xué)等課程之后開出，理論力學(xué)應(yīng)特別講清楚速度瞬心、相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理、點(diǎn)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)、動(dòng)能定理等概念。（五）對(duì)習(xí)題、實(shí)踐環(huán)節(jié)的要求課后作業(yè)要少而精， 但對(duì)重要概念和基本方法要盡量覆蓋面寬。 課程實(shí)驗(yàn)部分和課程設(shè)計(jì)部 分均單獨(dú)設(shè)課，單獨(dú)考核，具體要求見相關(guān)大綱。（六）課程考核方式1、考核方式：

4、閉卷考試和平時(shí)考核相結(jié)合2、考核目標(biāo)：機(jī)構(gòu)的組成和結(jié)構(gòu)、常用機(jī)構(gòu)的分析與設(shè)計(jì)、機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)等問題3、成績構(gòu)成：平時(shí)成績（占 20%），期末考試（占 80%）（七）參考書目機(jī)械原理，孫桓 陳作模 葛文杰編，高等教育出版社， 2006 年機(jī)械原理 ，申永勝主編，清華大學(xué)出版社， 1999 年二、中文摘要機(jī)械設(shè)計(jì) A1 是機(jī)械類專業(yè)的一門主干技術(shù)基礎(chǔ)課程。本課程主要研究機(jī)構(gòu)的組成原理、各 種常用機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力性能分析與設(shè)計(jì)方法、 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)及機(jī)器動(dòng)力學(xué)和機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè) 計(jì)等基本問題。本課程的目的和任務(wù)是使學(xué)生達(dá)到可以解決中等復(fù)雜程度的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)問題，并具備拓展機(jī)械設(shè)計(jì)知識(shí)，解決相應(yīng)的

5、機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)際問題的能力。三、課程學(xué)時(shí)分配表序號(hào)教學(xué)名稱學(xué)時(shí)講課實(shí)驗(yàn)上機(jī)1機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析881.1機(jī)構(gòu)的組成221.2機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖221.3機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算221.4機(jī)構(gòu)的組成原理及機(jī)構(gòu)分析222平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析222.1瞬心法求機(jī)構(gòu)的速度223平面連桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)663.1連桿機(jī)構(gòu)特點(diǎn)，四桿機(jī)構(gòu)類型及應(yīng)用223.2四桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí)223.3平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)224凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)664.1凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用分類114.2推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律224.3凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)224.4凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定115齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)12125.1齒輪機(jī)構(gòu)類型及漸開線齒廓曲線225.2漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的基本參數(shù)幾何

6、尺寸225.3直齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng)225.4漸開線齒輪的切制及變位齒輪225.5斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)225.6直齒圓錐齒輪傳動(dòng)及蝸輪蝸桿傳動(dòng)226齒輪系及其設(shè)計(jì)446.1齒輪系及定軸輪系傳動(dòng)比226.2周轉(zhuǎn)輪系、復(fù)合輪系傳動(dòng)比227其它常用機(jī)構(gòu)228機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)668.1機(jī)械的平衡228.2機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及運(yùn)動(dòng)方程式228.3機(jī)械的周期性速度波動(dòng)調(diào)節(jié)229機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)22合計(jì)4848四、教學(xué)內(nèi)容及基本要求第 1 部分 機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析總學(xué)時(shí) （單位：學(xué)時(shí) ）:8 講課:8 實(shí)驗(yàn) :0 上機(jī) :0第 1.1 部分 機(jī)構(gòu)的組成（講課 2 學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容 :1 ）明確本課程的研究對(duì)象、內(nèi)容、學(xué)習(xí)

7、方法等；2 ）掌握機(jī)器、機(jī)構(gòu)、構(gòu)件、運(yùn)動(dòng)副等基本概念。第 1.2 部分 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖（講課 2 學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容 :1 ）掌握構(gòu)件、運(yùn)動(dòng)副的表達(dá)形式；2 ）熟練掌握機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖的繪制方法。第 1.3 部分 機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算（講課 2 學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容 :1 ）掌握機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件；2）熟練掌握平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算公式；3 ）掌握機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算時(shí)的注意事項(xiàng)。第 1.4 部分 機(jī)構(gòu)的組成原理及機(jī)構(gòu)分析（講課 2 學(xué)時(shí)） 具體內(nèi)容 :1 ）掌握平面機(jī)構(gòu)的組成原理；2）掌握平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分類，掌握基本桿組的構(gòu)成及應(yīng)用意義；3）能熟練進(jìn)行平面機(jī)構(gòu)的高副低代；4 ）熟練掌握機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析，并能準(zhǔn)確判定機(jī)

8、構(gòu)的級(jí)別。重 點(diǎn)： 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖的繪制、機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算、機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 難 點(diǎn)：機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖的繪制、及計(jì)算自由度時(shí)虛約束的考慮習(xí) 題： 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖的繪制、機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算；機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 第 2 部分 平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析總學(xué)時(shí) （單位：學(xué)時(shí) ）:2 講課:2 實(shí)驗(yàn) :0 上機(jī) :0第 2.1 部分 瞬心法求機(jī)構(gòu)的速度（講課 2 學(xué)時(shí)） 具體內(nèi)容 :1 ）正確理解速度瞬心的基本概念；2）掌握速度瞬心位置的確定方法；3 ）熟練掌握用速度瞬心法對(duì)平面機(jī)構(gòu)進(jìn)行速度分析。重 點(diǎn)： 速度瞬心的概念；速度瞬心法對(duì)平面機(jī)構(gòu)進(jìn)行速度分析難 點(diǎn)： 速度瞬心位置的確定方法，利用速度瞬心法對(duì)平面機(jī)構(gòu)進(jìn)行速度分析

9、習(xí) 題：速度瞬心位置的確定，利用瞬心對(duì)平面機(jī)構(gòu)進(jìn)行速度分析第 3 部分 平面連桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)總學(xué)時(shí) （單位：學(xué)時(shí) ）:6 講課:6 實(shí)驗(yàn) :0 上機(jī) :0第 3.1 部分 連桿機(jī)構(gòu)特點(diǎn)，四桿機(jī)構(gòu)類型及應(yīng)用（講課2 學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容 :1 ）了解平面連桿機(jī)構(gòu)的組成及其主要優(yōu)缺點(diǎn)；2）掌握平面四桿機(jī)構(gòu)的基本型式；3）掌握平面四桿機(jī)構(gòu)的演化方法和演化型式；4 ）了解平面連桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用情況。第 3.2 部分 四桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí)（講課 2 學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容 :1 ）掌握鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有曲柄條件；2）掌握四桿機(jī)構(gòu)的機(jī)會(huì)運(yùn)動(dòng)和行程速比系數(shù)；3）掌握四桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角和死點(diǎn)。第 3.3 部分 平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)（講課

10、 2 學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容 :1 ）了解四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本問題；2）掌握按連桿位置、連架桿對(duì)應(yīng)位置、急回特性等要求設(shè)計(jì)平面四桿機(jī)構(gòu)的基本方法；3）了解解析法設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)的基本思想。重 點(diǎn)： 四桿機(jī)構(gòu)的類型；四桿機(jī)構(gòu)的基本特性；四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法；難 點(diǎn)： 有關(guān)機(jī)構(gòu)倒置的問題、平面四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)習(xí) 題： 有關(guān)平面四桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角、壓力角、急回運(yùn)動(dòng)、曲柄存在條件等的分析計(jì)算；四桿機(jī)構(gòu)的 設(shè)計(jì)問題第 4 部分 凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)總學(xué)時(shí) （單位：學(xué)時(shí) ）:6 講課:6 實(shí)驗(yàn) :0 上機(jī) :0第 4.1 部分 凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用分類（講課 1 學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容 :1）了解凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用、組成；2）了解凸輪機(jī)構(gòu)的類

11、型、特點(diǎn)及功能。第 4.2 部分 推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律（講課 2 學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容 :1）掌握推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律基本形式及其特點(diǎn)；2）了解推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇和組合原則。第 4.3 部分 凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)（講課 2 學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容 :1）掌握凸輪廓線設(shè)計(jì)方法的基本原理；2）掌握?qǐng)D解法設(shè)計(jì)凸輪廓線；3）了解解析法設(shè)計(jì)凸輪廓線。第 4.4 部分 凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定（講課 1 學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容 :1）掌握凸輪機(jī)構(gòu)中的作用力情況和壓力角的選擇；2）掌握確定凸輪基圓半徑的原則；3） 掌握凸輪滾子半徑、平底推桿尺寸的選擇原則。重 點(diǎn)：凸輪基圓半徑與壓力角及自推桿常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律的特點(diǎn)及其選擇原則， 凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)，

12、 鎖的關(guān)系難 點(diǎn)：凸輪廓線設(shè)計(jì)中所應(yīng)用的“反轉(zhuǎn)法”原理，壓力角及自鎖習(xí) 題：凸輪機(jī)構(gòu)的分析，凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)第 5 部分 齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)總學(xué)時(shí) （單位：學(xué)時(shí) ）:12 講課 :12 實(shí)驗(yàn) :0 上機(jī):0第 5.1 部分 齒輪機(jī)構(gòu)類型及漸開線齒廓曲線（講課 2 學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容 :1）了解齒輪機(jī)構(gòu)的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)合；2 ）掌握平面齒輪機(jī)構(gòu)的齒廓嚙合基本定律；3）掌握漸開線齒廓及其嚙合特點(diǎn)。第 5.2 部分 漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的基本參數(shù)幾何尺寸（講課 2 學(xué)時(shí)） 具體內(nèi)容 :1）了解齒輪各部分的名稱、符號(hào)；2 ）熟練掌握漸開線齒輪的基本參數(shù)；3）熟練掌握漸開線齒輪的幾何尺寸計(jì)算。第 5.3 部分 直

13、齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng)（講課 2 學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容 :1）掌握漸開線直齒圓柱齒輪的正確嚙合條件；2 ）熟練掌握漸開線直齒圓柱齒輪的中心距和嚙合角的關(guān)系；3）深入理解一對(duì)齒輪的嚙合過程；4）熟練掌握漸開線直齒圓柱齒輪的連續(xù)傳動(dòng)條件。第 5.4 部分 漸開線齒輪的切制及變位齒輪（講課 2 學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容 :1）了解漸開線齒輪的范成原理；2 ）掌握漸開線齒輪的根切、最小齒數(shù)、變位齒輪傳動(dòng)概念；3）了解漸開線直齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)類型及特點(diǎn)；4）了解變位齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算過程。第 5.5 部分 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)（講課 2 學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容 :1）了解平行軸斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)；2 ）掌握平行軸斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)

14、的基本參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算；3）掌握平行軸斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)的嚙合傳動(dòng)；4）了解斜齒輪當(dāng)量齒輪和當(dāng)量齒數(shù)的概念。第 5.6 部分 直齒圓錐齒輪傳動(dòng)及蝸輪蝸桿傳動(dòng)（講課2 學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容 :1）了解直齒圓錐齒輪機(jī)構(gòu)和蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)；2）了解直齒圓錐齒輪機(jī)構(gòu)的背錐及當(dāng)量齒輪的概念；3）掌握直齒圓錐齒輪機(jī)構(gòu)的基本參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算；4）了解蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)的基本參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算。重 點(diǎn)：漸開線直齒圓柱齒輪外嚙合傳動(dòng)的基本理論和設(shè)計(jì)計(jì)算。斜齒輪和錐蝸桿蝸輪難 點(diǎn)： 一對(duì)輪齒的嚙合過程； 變位齒輪的概念； 根切產(chǎn)生的原因及不發(fā)生根切的條件， 齒輪的當(dāng)量齒輪和當(dāng)量齒數(shù)。習(xí) 題： 漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng)

15、及變位齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算， 有關(guān)斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)、 機(jī)構(gòu)、圓錐齒輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算第 6 部分 齒輪系及其設(shè)計(jì) 總學(xué)時(shí) （單位：學(xué)時(shí) ）:4 講課:4 實(shí)驗(yàn) :0 上機(jī) :0第 6.1 部分 齒輪系及定軸輪系傳動(dòng)比（講課 2 學(xué)時(shí)） 具體內(nèi)容 : 1）掌握齒輪系的分類及應(yīng)用情況；2）掌握定軸輪系傳動(dòng)比的計(jì)算方法。第 6.2 部分 周轉(zhuǎn)輪系、復(fù)合輪系傳動(dòng)比（講課 2 學(xué)時(shí)） 具體內(nèi)容 :1）掌握周轉(zhuǎn)輪系和混合輪系傳動(dòng)比的計(jì)算方法；2）了解輪系的功能、應(yīng)用和設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的主要問題。重 點(diǎn)： 輪系的傳動(dòng)比計(jì)算難 點(diǎn)： 復(fù)合輪系傳動(dòng)比計(jì)算、輪系設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的主要問題習(xí) 題： 各種輪系傳動(dòng)比的計(jì)算第 7 部分

16、 其它常用機(jī)構(gòu) 總學(xué)時(shí) （單位：學(xué)時(shí) ）:2 講課:2 實(shí)驗(yàn) :0 上機(jī) :0 具體內(nèi)容 : 1）了解棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)、不完全齒輪機(jī)構(gòu)等間歇機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)原理 ；2）了解機(jī)構(gòu)的組合方式與組合機(jī)構(gòu)，組合機(jī)構(gòu)的類型及功能及設(shè)計(jì)方法。重 點(diǎn)： 間歇機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)原理，組合機(jī)構(gòu)的類型難 點(diǎn)： 間歇機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)原理，組合機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)習(xí) 題： 組合機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)第 8 部分 機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué) 總學(xué)時(shí) （單位：學(xué)時(shí) ）:6 講課:6 實(shí)驗(yàn) :0 上機(jī) :0第 8.1 部分 機(jī)械的平衡（講課 2 學(xué)時(shí)） 具體內(nèi)容 : 1）了解機(jī)械平衡的目的和內(nèi)容2）掌握剛性轉(zhuǎn)子靜平衡、動(dòng)平衡的原理和計(jì)算方法；3）了解剛性轉(zhuǎn)子的平衡實(shí)驗(yàn)及轉(zhuǎn)子的許用不平衡量。4）了解平面機(jī)構(gòu)平衡的基本概念。重 點(diǎn)： 剛性轉(zhuǎn)子靜、動(dòng)平衡的原理和方法、難 點(diǎn)：剛性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡概念的建立習(xí) 題：剛性轉(zhuǎn)子的動(dòng)、靜平衡設(shè)計(jì)計(jì)算第 8.2 部分 機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及運(yùn)動(dòng)方程式（講課 2 學(xué)時(shí)） 具體內(nèi)容 :1）了解作用在機(jī)械上的力及機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)過程； 2）理解單自由度機(jī)械系統(tǒng)等效動(dòng)力學(xué)模型的概念及建立方法；3）了解機(jī)械運(yùn)動(dòng)方程式的建立及求解。第 8.3 部分 機(jī)械的周期性速度波動(dòng)調(diào)節(jié)（講課 2 學(xué)時(shí)） 具體內(nèi)容 :1）了解產(chǎn)生周期性速度波動(dòng)的原因；2）掌握機(jī)械周期性速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)原理；3）熟練掌握飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的近似計(jì)算方法。重 點(diǎn)： 等效的概念，周期性速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)原