《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程教學(xué)大綱

1、編 碼：ME04031 Code: ME04031課程名稱：機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) Course Title: Fundamentals of Machine Design課程類別：學(xué)類核心 Course category: Core Course in General Category學(xué) 分：4 Credit(s): 4開課單位：機(jī)械與運(yùn)載工程學(xué)院 Offering College/School: College of Mechanical & Vehicle Engineering課程描述： 該課程是工業(yè)工程和工程力學(xué)兩個(gè)專業(yè)的學(xué)類核心課程，以機(jī)械工程圖學(xué)、工程材料、理論力學(xué)、材料力學(xué)、互換

2、性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)等為前導(dǎo)課程，為后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。該課程主要包括機(jī)構(gòu)學(xué)原理、機(jī)械零部件和系統(tǒng)設(shè)計(jì)等內(nèi)容，學(xué)生需要了解一般機(jī)械裝置的常見機(jī)構(gòu)分析、通用零部件設(shè)計(jì)等共性問(wèn)題，理解常用機(jī)構(gòu)及通用零部件的工作原理及特點(diǎn)，掌握其設(shè)計(jì)原理及計(jì)算方法，并能靈活運(yùn)用相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)、圖冊(cè)等進(jìn)行零部件和簡(jiǎn)單機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。通過(guò)學(xué)習(xí)本課程，學(xué)生學(xué)會(huì)分析機(jī)械裝置，獲得機(jī)械設(shè)計(jì)的基本知識(shí)，鍛煉和提升工程分析與設(shè)計(jì)、自主學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、工程表達(dá)與交流等多方面能力。Course description: This course is a core curriculum for students who major

3、 in Engineering Mechanics and Industrial Engineering. Led by Mechanical Engineering Graphics, Engineering Materials, Theoretical Mechanics, Mechanics of Materials, Fundamentals of Interchangeability and Measurement Technology, this course lays the foundation for the follow-up professional courses. T

4、he main contents include theories of mechanisms and design of elements and mechanical system. Students need to know the common knowledge about general machinery, such as analysis of common mechanisms and design of universal elements. Also, they should understand the operating principles of common me

5、chanisms and general parts. By mastering the design principles and calculating methods, they can utilize the relevant standards, criterions, manuals and atlas to design machine elements and simple mechanical systems. Through this course, students can acquire the basic knowledge of mechanical design.

6、 The course can foster and improve the students' abilities in engineering analysis and design, independent learning and innovation, engineering expression and communication.一、課程內(nèi)容（一） 課程教學(xué)目標(biāo) 設(shè)置該課程是為了讓工科學(xué)生了解機(jī)械裝置的相關(guān)結(jié)構(gòu)和工作原理，獲得和提升設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單機(jī)械裝置的能力。本課程對(duì)學(xué)生達(dá)到畢業(yè)要求有如下貢獻(xiàn)：1. 具有解決機(jī)械工程問(wèn)題所需的機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)及其應(yīng)用能力（畢業(yè)生能力要求1.3

7、）；2. 能夠運(yùn)用所學(xué)工程知識(shí)，設(shè)計(jì)滿足特定需求的機(jī)械系統(tǒng)、部件（畢業(yè)生能力要求3.2）；3. 了解與機(jī)械工程相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、知識(shí)產(chǎn)權(quán)、產(chǎn)業(yè)政策和法律法規(guī)（畢業(yè)生能力要求6.1）；4. 能夠針對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)問(wèn)題撰寫報(bào)告和設(shè)計(jì)文稿，進(jìn)行有效的口頭和書面溝通與交流（畢業(yè)生能力要求10.1）；5. 能夠自學(xué)與機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)的大量課外知識(shí)，養(yǎng)成自主不斷學(xué)習(xí)和適應(yīng)發(fā)展的終身學(xué)習(xí)能力（畢業(yè)生能力要求12.1）。（二） 基本教學(xué)內(nèi)容第一章、緒論教學(xué)目的與要求：了解本課程所涉及的基本內(nèi)容；掌握機(jī)械系統(tǒng)的基本組成。對(duì)應(yīng)畢業(yè)生能力要求1.3。教學(xué)重點(diǎn)：機(jī)械系統(tǒng)的基本組成；機(jī)械、機(jī)器、機(jī)構(gòu)、構(gòu)件、零件等基本概念。教學(xué)難點(diǎn)

8、：機(jī)器的基本特征。教學(xué)內(nèi)容：機(jī)械組成；機(jī)構(gòu)及機(jī)構(gòu)組成；課程涉及的主要內(nèi)容。學(xué)時(shí)分配：12第二章、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)目的與要求：了解機(jī)械設(shè)計(jì)的一般過(guò)程、機(jī)械零件常用材料及熱處理方法、摩擦與潤(rùn)滑、結(jié)構(gòu)工藝性及標(biāo)準(zhǔn)化等基礎(chǔ)知識(shí)；掌握零件的主要失效形式、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。對(duì)應(yīng)畢業(yè)生能力要求1.3、6.1、12.1。教學(xué)重點(diǎn)：零件的應(yīng)力循環(huán)特性；零件的主要失效形式、工作能力；零件的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。教學(xué)難點(diǎn)：零件的應(yīng)力循環(huán)特性、失效形式。教學(xué)內(nèi)容：機(jī)械設(shè)計(jì)一般過(guò)程；零件的主要失效形式和工作能力；零件設(shè)計(jì)準(zhǔn)則；零件的材料及熱處理；摩擦與潤(rùn)滑。學(xué)時(shí)分配：12第三章、平面機(jī)構(gòu)基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)目的與要求：掌握平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)副和構(gòu)

9、件的概念、分類及符號(hào)表達(dá)方法；掌握機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖畫法和平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算方法。對(duì)應(yīng)畢業(yè)生能力要求1.3。教學(xué)重點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)副和構(gòu)件的概念、分類及符號(hào)表達(dá)；平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖；平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算。教學(xué)難點(diǎn)：機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的畫法；機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算中復(fù)合鉸鏈、虛約束、局部自由度的識(shí)別。教學(xué)內(nèi)容：機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動(dòng)副和構(gòu)件；平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制、自由度計(jì)算；速度瞬心法對(duì)平面機(jī)構(gòu)進(jìn)行速度分析。學(xué)時(shí)分配：35第四章、平面連桿機(jī)構(gòu)教學(xué)目的與要求：了解平面四桿機(jī)構(gòu)的基本特點(diǎn)及類型；掌握鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)三種基本類型的判斷條件；掌握四桿機(jī)構(gòu)工作特性參數(shù)；掌握?qǐng)D解法設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單平面四桿機(jī)構(gòu)。對(duì)應(yīng)畢業(yè)生能力要求1.3、3.2。教學(xué)重點(diǎn)：四桿

10、機(jī)構(gòu)的類型及其判斷；四桿機(jī)構(gòu)工作特性。教學(xué)難點(diǎn)：曲柄存在的條件；鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)基本類型的判斷；四桿機(jī)構(gòu)工作特性參數(shù)的概念。教學(xué)內(nèi)容：平面連桿機(jī)構(gòu)；平面四桿機(jī)構(gòu)基本類型及其演化機(jī)構(gòu)；平面四桿機(jī)構(gòu)工作特性；平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。學(xué)時(shí)分配：45第五章、凸輪機(jī)構(gòu)教學(xué)目的與要求：了解凸輪機(jī)構(gòu)類型及運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)；掌握凸輪機(jī)構(gòu)名詞術(shù)語(yǔ)；掌握從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律及特點(diǎn)；掌握反轉(zhuǎn)法設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線；了解凸輪基本尺寸的確定方法。對(duì)應(yīng)畢業(yè)生能力要求1.3、3.2。教學(xué)重點(diǎn)：凸輪機(jī)構(gòu)相關(guān)術(shù)語(yǔ)；從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律；反轉(zhuǎn)法設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線。教學(xué)難點(diǎn)：從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律的特點(diǎn)；反轉(zhuǎn)法設(shè)計(jì)凸輪輪廓曲線。教學(xué)內(nèi)容：凸輪機(jī)構(gòu)基本類型、基本術(shù)語(yǔ)；從

11、動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律；凸輪輪廓曲線設(shè)計(jì)；凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸確定。學(xué)時(shí)分配：45第六章、齒輪傳動(dòng)教學(xué)目的與要求：，了解齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)及分類；掌握直齒圓柱齒輪嚙合原理；掌握齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與分析方法；掌握齒輪加工方法；了解斜齒輪、錐齒輪、蝸桿傳動(dòng)特點(diǎn)和潤(rùn)滑方式。對(duì)應(yīng)畢業(yè)生能力要求1.3、3.2、6.1。教學(xué)重點(diǎn)：漸開線齒廓的特點(diǎn)；漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算；漸開線齒輪傳動(dòng)的正確嚙合條件；齒輪傳動(dòng)的受力分析；直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和強(qiáng)度計(jì)算。教學(xué)難點(diǎn)：漸開線齒廓的基本性質(zhì)；漸開線齒輪嚙合傳動(dòng)的受力分析和強(qiáng)度計(jì)算；漸開線齒廓的根切現(xiàn)象、最小齒數(shù)和變位的概念；斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)、直齒圓錐齒輪傳動(dòng)、

12、蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)。教學(xué)內(nèi)容：齒輪傳動(dòng)類型特點(diǎn)；漸開線齒輪及幾何尺寸計(jì)算、齒輪傳動(dòng)嚙合條件；齒輪材料與加工；齒輪傳動(dòng)失效形式設(shè)計(jì)準(zhǔn)則；直齒圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算；斜齒輪傳動(dòng)、錐齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)；齒輪結(jié)構(gòu)與潤(rùn)滑。學(xué)時(shí)分配：812第七章、輪系教學(xué)目的與要求：了解輪系的類型和應(yīng)用；掌握定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比計(jì)算。對(duì)應(yīng)畢業(yè)生能力要求1.3。教學(xué)重點(diǎn)：輪系的傳動(dòng)比計(jì)算。教學(xué)難點(diǎn)：周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比計(jì)算。教學(xué)內(nèi)容：輪系類型；定軸輪系傳動(dòng)比計(jì)算；周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比計(jì)算。學(xué)時(shí)分配：34第八章、間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)教學(xué)目的與要求：了解間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的組成、工作原理。對(duì)應(yīng)畢業(yè)生能力要求1.3、12.1。教學(xué)重點(diǎn)：間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)

13、組成、工作原理。教學(xué)難點(diǎn)：教學(xué)內(nèi)容：棘輪機(jī)構(gòu)；槽輪機(jī)構(gòu)；不完全齒輪機(jī)構(gòu)。學(xué)時(shí)分配：1第九章、帶傳動(dòng)與鏈傳動(dòng)教學(xué)目的與要求：了解帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)的類型和工作特點(diǎn)，掌握其工作原理、結(jié)構(gòu)參數(shù)、受力和應(yīng)力分析、設(shè)計(jì)計(jì)算。對(duì)應(yīng)畢業(yè)生能力要求1.3、3.2、6.1、12.1。教學(xué)重點(diǎn)：帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)的工作特性、受力分析；帶傳動(dòng)應(yīng)力分析；帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算。教學(xué)難點(diǎn)：帶傳動(dòng)的最大有效拉力分析；帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)；鏈傳動(dòng)的多邊形效應(yīng)。教學(xué)內(nèi)容：帶傳動(dòng)類型和特點(diǎn)；帶傳動(dòng)的受力分析和運(yùn)動(dòng)特性；V帶設(shè)計(jì)計(jì)算；鏈傳動(dòng)特點(diǎn)及應(yīng)用；鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性和受力分析。學(xué)時(shí)分配： 78第十章、連接教學(xué)目的與要求：了解機(jī)械連接的基本形式；

14、掌握螺紋連接和鍵連接的結(jié)構(gòu)和參數(shù)；掌握螺紋連接和鍵連接的受力分析和設(shè)計(jì)計(jì)算。對(duì)應(yīng)畢業(yè)生能力要求1.3、3.2、6.1、12.1。教學(xué)重點(diǎn)：螺紋的牙型與參數(shù)；螺紋連接的類型選擇；螺紋連接的防松措施；鍵連接的選擇；螺紋連接和鍵連接的強(qiáng)度計(jì)算。教學(xué)難點(diǎn)：螺旋副的自鎖；連接用螺紋與傳動(dòng)用螺紋的區(qū)別；螺栓組受力分析；受軸向工作力的緊螺栓連接受力與變形關(guān)系分析。教學(xué)內(nèi)容：螺紋參數(shù)；螺旋副工作原理；螺紋連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算；鍵連接和其他連接。學(xué)時(shí)分配：56第十一章、滾動(dòng)軸承教學(xué)目的與要求：了解滾動(dòng)軸承基本類型；掌握滾動(dòng)軸承的選擇、計(jì)算和組合設(shè)計(jì)。對(duì)應(yīng)畢業(yè)生能力要求1.3、3.2、6.1。教學(xué)重點(diǎn)：滾動(dòng)軸承常

15、用類型、代號(hào)及特點(diǎn)；滾動(dòng)軸承設(shè)計(jì)計(jì)算；滾動(dòng)軸承的組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。教學(xué)難點(diǎn)：基本額定壽命和基本額定動(dòng)載荷概念；角接觸球軸承和圓錐滾子軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷計(jì)算；滾動(dòng)軸承組合設(shè)計(jì)。教學(xué)內(nèi)容：滾動(dòng)軸承類型與代號(hào)；滾動(dòng)軸承的選擇與計(jì)算；滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)。學(xué)時(shí)分配：67第十二章、滑動(dòng)軸承教學(xué)目的與要求：了解滑動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)特點(diǎn)類型；掌握非液體潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)計(jì)算。對(duì)應(yīng)畢業(yè)生能力要求1.3、12.1。教學(xué)重點(diǎn)：滑動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、類型與材料；非液體潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)計(jì)算。教學(xué)難點(diǎn)：滑動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)與材料；動(dòng)壓軸承工作原理。教學(xué)內(nèi)容：滑動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)特點(diǎn)類型；滑動(dòng)軸承材料；潤(rùn)滑非液體潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承設(shè)計(jì)計(jì)算；動(dòng)壓軸承工作原理。學(xué)

16、時(shí)分配： 12第十三章、軸教學(xué)目的與要求：了解軸的功用、類型和材料；掌握軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法；掌握軸的強(qiáng)度計(jì)算方法。對(duì)應(yīng)畢業(yè)生能力要求1.3、3.2。教學(xué)重點(diǎn)：軸的承載與類型分析；軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法和步驟；軸的強(qiáng)度計(jì)算。教學(xué)難點(diǎn)：軸肩的設(shè)計(jì)原則；轉(zhuǎn)軸的彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算。教學(xué)內(nèi)容：軸的類型及材料；軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；軸的受力與強(qiáng)度計(jì)算。學(xué)時(shí)分配： 34第十四章、聯(lián)軸器 離合器 制動(dòng)器 教學(xué)目的與要求：了解聯(lián)軸器 、離合器和制動(dòng)器類型及選擇方法。對(duì)應(yīng)畢業(yè)生能力要求1.3、12.1。教學(xué)重點(diǎn)：各種常用聯(lián)軸器和離合器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、適用場(chǎng)合及選擇原則。教學(xué)難點(diǎn)：教學(xué)內(nèi)容：各類聯(lián)軸器 、離合器和制動(dòng)器。學(xué)時(shí)分配：12二

17、、考核方式 總評(píng)成績(jī)=課堂成績(jī)+實(shí)驗(yàn)成績(jī)+課后習(xí)題成績(jī)+大作業(yè)訓(xùn)練成績(jī)（含創(chuàng)新實(shí)踐）+考試成績(jī)。具體比例如下：課堂成績(jī)：10%，主要考察課堂出勤、課堂測(cè)驗(yàn)或現(xiàn)場(chǎng)小作業(yè)、課堂互動(dòng)與學(xué)習(xí)筆記等；對(duì)應(yīng)能力要求1-3、3-2、10-1。實(shí)驗(yàn)成績(jī)：5%，主要考察課程實(shí)驗(yàn)過(guò)程與完成情況；對(duì)應(yīng)能力要求1.3、3.2、10.1、12.1。課后習(xí)題成績(jī)：10%，主要考察對(duì)課堂知識(shí)點(diǎn)的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度；大作業(yè)訓(xùn)練成績(jī)：15%，主要考察小組團(tuán)隊(duì)協(xié)作完成綜合性分析與設(shè)計(jì)課題的情況，包括撰寫報(bào)告、集體匯報(bào)答辯、小班討論等；對(duì)應(yīng)能力要求1.3、3.2、6.1、10.1、12.1。期中考試成績(jī)：10%，主要考察期中考試

18、情況。對(duì)應(yīng)能力要求1.3、3.2、12.1。期末考試成績(jī)：50%，主要考察期末閉卷考試情況。對(duì)應(yīng)能力要求1.3、3.2、12.1。三、持續(xù)改進(jìn)每個(gè)學(xué)期進(jìn)行課程問(wèn)卷調(diào)查、師生信息反饋和教學(xué)過(guò)程考核。根據(jù)這些信息，針對(duì)教學(xué)過(guò)程中具體的不足和教學(xué)改革的需要，對(duì)本課程教學(xué)進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)。四、教材及參考書教 材： 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，劉江南、郭克希主編，大學(xué)出版社。參考書：1. 愛課程網(wǎng)站國(guó)家精品資源共享課現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程資源；2. 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，楊可楨等主編，高等教育出版社；3. 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，王昆主編，高等教育出版社；4. 各類機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)、圖冊(cè)；5. 常用機(jī)械設(shè)計(jì)軟件工具書。五、教學(xué)手段 以課堂教學(xué)（含小班討論）為主，結(jié)合自學(xué)、小組大作業(yè)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)。 課堂教學(xué)由老師以多媒體、板書、模型演示等方式進(jìn)行講解，將基本概念、基本理論、基本分析