《機械設計基礎》教學大綱

1、 機械設計基礎 課程教學大綱一、課程的基本信息適應對象：電氣工程及其自動化課程代碼：54E01325學時分配：32學時賦予學分：2學分先修課程：高等數(shù)學、工程制圖、工程力學后續(xù)課程：畢業(yè)設計二、課程性質(zhì)與任務機械設計基礎是機械類、機電類、近機類專業(yè)必修的一門專業(yè)基礎課，它在教學計劃中起著承先啟后的橋梁作用，為學生學習后續(xù)的專業(yè)課打下必要的基礎。它不僅具有較強的理論性，同時具有較強的實用性。它在培養(yǎng)機械類、機電類、近機類工程技術人才的全局中，具有增強學生的機械理論基礎，提高學生對機械技術工作的適應性，培養(yǎng)其開發(fā)創(chuàng)新能力的作用。本課程的作用在于培養(yǎng)學生掌握機械設計的基本知識、基本理論和基本方法；培

2、養(yǎng)學生具備機械設計中的一般通用零部件設計方法的能力，為后繼專業(yè)課程學習和今后從事設計工作打下堅實的基礎。三、教學目的與要求開設本課程目的，是使學生掌握關于機構的運動分析、受力分析和機器動力學方面的基本理論和基本知識，具有初步的分析和設計能力，逐漸形成規(guī)范的設計思想和邏輯思維能力，能夠掌握通用機械零件的設計原理、方法和機械設計的一般規(guī)律，且具有運用標準、規(guī)范、手冊和查閱有關技術資料的能，掌握典型機械零件的實驗方法及技能，對于一些機械領域的新成果和發(fā)展定向有一定的了解。四、教學內(nèi)容與安排1、課時分配按照課程內(nèi)容，分成15個教學單元，各單元的課時安排如下表。單元學時分配小計講授習題討論實踐緒論221

3、、平面機構的自由度和速度分析222、平面連桿機構223、凸輪機構224、齒輪機構225、輪系226、間歇運動機構227、機械運轉(zhuǎn)速度波動的調(diào)節(jié)228、回轉(zhuǎn)件的平衡229、機械零件設計概念2210、連接2211、齒輪傳動2212、蝸桿傳動2213、帶傳動和鏈傳動2214、軸2215、滑動軸承22合 計32322、教學內(nèi)容安排緒論【教學內(nèi)容】本課程研究的對象和內(nèi)容；本課程在教學中的地位；機械設計的基本要求和一般過程。【教學重點與難點】機械設計的基本要求和一般過程?！净疽蟆?了解本課程研究的對象和內(nèi)容 了解本課程在教學中的地位 掌握機械設計的基本要求和一般過程 【培養(yǎng)的能力】通過本單元的學習，掌

4、握機械設計的基本要求，對機械設計的概念有清晰的認識。第1單元 平面機構的自由度和速度分析【教學內(nèi)容】運動副及其分類；平面機構運動簡圖；平面機構的自由度；速度瞬心及其在機構速度分析上的應用?！窘虒W重點與難點】平面機構運動簡圖；平面機構的自由度?！净疽蟆?熟練掌握機構運動簡圖的繪制方法 熟練掌握平面機構自由度的計算方法，并判斷其具有確定運動的條件 正確理解速度瞬心的概念 掌握瞬心法對簡單機構進行速度分析【培養(yǎng)的能力】通過本單元的學習，明確構件、運動副、約束、自由度及運動鏈等重要概念，對平面機構的自由度和速度分析有清晰的認識。第2單元 平面連桿機構【教學內(nèi)容】平面四桿機構的基本類型及其應用；平面

5、四桿機構的基本特性及設計。【教學重點與難點】平面四桿機構的設計。【基本要求】 了解連桿機構的傳動特點及其主要優(yōu)缺點 了解平面四桿機構的基本型式及演化方法 掌握有關四桿機構的基本知識 掌握圖解法設計平面四桿機構的方法【培養(yǎng)的能力】通過本單元的學習，掌握有關四桿機構的基本知識，對平面連桿機構有清晰的認識。第3單元 凸輪機構 【教學內(nèi)容】凸輪機構的應用和類型；從動件的常用運動規(guī)律；凸輪機構的壓力角；圖解法設計凸輪輪廓；解析法設計凸輪輪廓?！窘虒W重點與難點】從動件常用運動規(guī)律的特點和應用，盤形凸輪輪廓曲線的設計；凸輪輪廓曲線設計中所應用的“反轉(zhuǎn)法”原理和壓力角的概念?！净疽蟆?了解凸輪機構的類型及

6、特點和應用 掌握凸輪機構從動件常用運動規(guī)律的特性及其選擇 用圖解法設計凸輪輪廓曲線 用解析法設計凸輪輪廓曲線【培養(yǎng)的能力】通過本單元的學習，掌握運動線圖的繪制方法、盤形凸輪輪廓曲線的設計，對凸輪機構的應用和類型有清晰的認識。第4單元 齒輪機構【教學內(nèi)容】齒輪機構的特點和類型；齒廓實現(xiàn)定角速比傳動的條件；漸開線齒廓；齒輪各部分名稱及漸開線標準齒輪的基本尺寸；漸開線標準齒輪的嚙合；漸開線齒輪的切齒原理；根切、最少齒數(shù)及變位齒輪；平行軸斜齒輪機構；錐齒輪機構?！窘虒W重點與難點】齒輪傳動的特點和類型；齒廓實現(xiàn)定角速比傳動的條件；平行軸斜齒輪傳動?！净疽蟆?了解齒輪機構的類型及應用 了解漸開線的形成

7、過程、性質(zhì)及方程 掌握漸開線齒廓的嚙合特性 掌握標準直齒圓柱齒輪傳動的基本參數(shù)和幾何尺寸計算方法，及嚙合傳動 了解斜齒輪傳動、直齒圓錐齒輪傳動的形成原理，基本參數(shù)，正確嚙合條件和幾何尺寸計算【培養(yǎng)的能力】通過本單元的學習，掌握標準直齒圓柱齒輪傳動的基本特性，對齒輪機構有清晰的認識。第5單元 輪系 【教學內(nèi)容】輪系的類型；定軸輪系及其傳動比；周轉(zhuǎn)輪系及其傳動比；復合輪系及其傳動比；輪系的應用；幾種特殊的行星傳動簡介?！窘虒W重點與難點】輪系的類型及應用；定軸輪系的傳動比計算和齒輪間相對轉(zhuǎn)向的判斷方法?！净疽蟆?了解輪系的應用和分類 掌握定軸輪系、周轉(zhuǎn)輪系和復合輪系傳動比的計算【培養(yǎng)的能力】通過

8、本單元的學習，掌握輪系的類型及計算，對輪系的有關概念有清晰的認識。第6單元 間歇運動機構【教學內(nèi)容】棘輪機構；槽輪機構；不完全齒輪機構；凸輪間歇運動機構?！窘虒W重點與難點】槽輪機構的組成、特點和工作原理?！净疽蟆?了解棘輪機構、槽輪機構的組成、特點和工作原理【培養(yǎng)的能力】通過本單元的學習，了解間歇運動機構的基本結構，對槽輪機構的組成、特點和工作原理有清晰的認識。第7單元 機械運轉(zhuǎn)速度波動的調(diào)節(jié)【教學內(nèi)容】機械運轉(zhuǎn)速度波動調(diào)節(jié)的目的和方法；飛輪設計的近似方法；飛輪主要尺寸的確定?！窘虒W重點與難點】飛輪設計的近似方法；飛輪主要尺寸的確定?！净疽蟆?了解機械運轉(zhuǎn)速度波動調(diào)節(jié)的目的和方法 掌握

9、飛輪設計的近似方法 掌握飛輪主要尺寸的確定【培養(yǎng)的能力】通過本單元的學習，掌握飛輪的基本結構，對機械運轉(zhuǎn)速度波動的調(diào)節(jié)有清晰的認識。第8單元 回轉(zhuǎn)件的平衡【教學內(nèi)容】回轉(zhuǎn)件平衡的目的；回轉(zhuǎn)件的平衡計算；回轉(zhuǎn)件的平衡試驗?！窘虒W重點與難點】回轉(zhuǎn)件的平衡計算；回轉(zhuǎn)件的平衡試驗?！净疽蟆?了解機械平衡的目的及分類 掌握機械平衡的方法 掌握剛性轉(zhuǎn)子靜、動平衡的原理和方法 了解平衡試驗的原理及方法【培養(yǎng)的能力】通過本單元的學習，掌握回轉(zhuǎn)件平衡的基本原理和方法，對機械平衡有清晰的認識。第9單元 機械零件設計概念【教學內(nèi)容】機械零件設計概念；機械零件的強度；機械零件的接觸強度；機械零件的耐磨性；機械制造

10、常用材料及其選擇；極限與配合、表面粗糙度和優(yōu)先數(shù)系；機械零件的工藝性及標準化?！窘虒W重點與難點】機械零件的接觸強度；極限與配合、表面粗糙度和優(yōu)先數(shù)系?！净疽蟆?了解機械零件設計概念 掌握機械零件的強度、接觸強度及耐磨性 掌握極限與配合、表面粗糙度和優(yōu)先數(shù)系【培養(yǎng)的能力】通過本單元的學習，掌握機械零件的強度、接觸強度及耐磨性，對機械零件設計的概念有清晰的認識。第10單元 連接【教學內(nèi)容】螺紋參數(shù)；螺旋副的受力分析、效率和自鎖；機械制造常用螺紋；螺紋連接的基本類型及螺紋緊固件；螺紋連接的預緊和防松；螺栓連接的強度計算；螺栓的材料和許用應力；提高螺栓連接強度的措施；螺旋傳動；滾動螺旋簡介；鍵連接

11、和花鍵連接；銷連接?！窘虒W重點與難點】螺紋連接的基本類型及螺紋緊固件；螺紋連接的預緊和防松；螺栓連接的強度計算；螺栓的材料和許用應力；鍵連接和花鍵連接?！净疽蟆?了解螺紋的類型和主要參數(shù) 理解螺紋聯(lián)接的類型，特點、預緊和防松 掌握螺栓聯(lián)接的強度計算和螺栓組的受力分析及設計 了解鍵聯(lián)接的類型、特點、應用及工作原理 掌握平鍵聯(lián)接剖面尺寸的確定方法和強度計算方法 了解花鍵聯(lián)接的類型、特點及選擇 了解銷聯(lián)接的類型、特點【培養(yǎng)的能力】通過本單元的學習，掌握螺栓聯(lián)接的強度計算和螺栓組的受力分析及設計，掌握平鍵聯(lián)接剖面尺寸的確定方法和強度計算方法，對連接的類型和概念有清晰的認識。第11單元 齒輪傳動【教

12、學內(nèi)容】輪齒的失效形式；齒輪材料及熱處理齒輪傳動的精度；直齒圓柱齒輪傳動的作用力及計算載荷；直齒圓柱齒輪傳動的齒面接觸強度計算；直齒圓柱齒輪傳動的輪齒彎曲強度計算；設計圓柱齒輪時材料和參數(shù)的選取；斜齒圓柱齒輪傳動；直齒錐齒輪傳動；齒輪的構造；齒輪傳動的潤滑和效率；圓弧齒輪傳動簡介。【教學重點與難點】漸開線標準圓柱齒輪外嚙合傳動的基本理論和設計計算；斜齒圓柱齒輪傳動的受力分析、主要參數(shù)和基本尺寸計算；一對輪齒的嚙合過程，選擇斜齒圓柱齒輪傳動的主要參數(shù)?！净疽蟆?了解齒輪傳動的特點和類型,齒廓嚙合基本定律,漸開線的形成及其性質(zhì) 深入了解漸開線齒輪的嚙合特點、漸開線齒輪傳動的正確嚙合條件和連續(xù)傳

13、動的條件 熟悉漸開線標準直齒圓柱齒輪的各部分名稱、主要參數(shù)和幾何尺寸計算 了解漸開線齒輪的加工方法、根切現(xiàn)象、漸開線標準直齒圓柱齒輪不產(chǎn)生根切的最少齒數(shù)及變位齒輪簡介 理解齒輪輪齒的失效形式及計算準則、標準直齒圓柱齒輪的強度計算 理解斜齒圓柱齒輪傳動的特點、受力分析、主要參數(shù)、基本尺寸計算和強度計算 了解直齒圓錐齒輪傳動的特點與應用、受力分析、主要參數(shù)和基本尺寸計算 了解齒輪的結構、材料和齒輪傳動的潤滑。【培養(yǎng)的能力】通過本單元的學習，掌握直齒圓柱齒輪傳動的作用力、計算負荷以及強度計算法，對齒輪傳動有清晰的認識。第12單元 蝸桿傳動【教學內(nèi)容】蝸桿傳動的特點和類型；圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)和幾何

14、尺寸；蝸桿傳動的失效形式、材料和結構；圓柱蝸桿傳動的受力分析；圓柱蝸桿傳動的強度計算；圓柱蝸桿傳動的效率、潤滑和熱平衡計算?！窘虒W重點與難點】蝸桿傳動的主要參數(shù)、受力分析；蝸桿傳動中蝸輪的旋轉(zhuǎn)方向?！净疽蟆?了解蝸桿傳動的組成和特點 理解蝸桿傳動的主要參數(shù)和幾何尺寸計算、蝸桿傳動中蝸輪的旋轉(zhuǎn)方向和齒面間滑動速度、受力分析、材料選擇 了解蝸桿傳動的設計計算、蝸桿傳動的效率、潤滑與熱平衡計算【培養(yǎng)的能力】通過本單元的學習，掌握蝸桿傳動失效形式及設計準則和常用材料以及受力分析和強度計算，對蝸桿傳動有清晰的認識。第13單元 帶傳動和鏈傳動【教學內(nèi)容】帶傳動的類型和應用；帶傳動的受力分析；帶的應力分

15、析；帶傳動的彈性滑動和傳動比；V帶傳動的計算；V帶輪的結構；同步帶傳動簡介；鏈傳動的特點和應用；鏈條和鏈輪；鏈傳動的運動分析和受力分析；鏈傳動的主要參數(shù)及其選擇；滾子鏈傳動的計算；鏈傳動的潤滑和布置?！窘虒W重點與難點】帶傳動的彈性滑動和傳動比；鏈傳動的運動分析和受力分析；滾子鏈傳動的計算。【基本要求】 掌握帶傳動的工作原理、優(yōu)缺點及應用范圍 了解帶傳動中各力的關系及應力分布規(guī)律 理解影響帶傳動承載能力及疲勞壽命的因素 掌握帶傳動參數(shù)的正確選擇和V帶傳動的設計計算方法 掌握鏈傳動的工作原理、特點及應用 了解滾子鏈的標準、規(guī)格及結構特點 掌握鏈傳動的運動特性及受力分析 掌握滾子鏈傳動的設計計算方法

16、【培養(yǎng)的能力】通過本單元的學習，掌握帶傳動參數(shù)的正確選擇和V帶傳動的設計計算方法，掌握掌握鏈傳動的運動特性及受力分析，對帶傳動和鏈傳動有清晰的認識。第14單元 軸【教學內(nèi)容】軸的功用和類型；軸的材料；軸的結構設計；軸的強度計算；軸的剛度計算；軸的臨界轉(zhuǎn)速的概念?！窘虒W重點與難點】軸的結構設計；軸的強度計算；軸的剛度計算。【基本要求】 了解軸的功用、類型、特點及應用 掌握軸的結構設計及強度計算【培養(yǎng)的能力】通過本單元的學習，掌握軸的結構設計及強度計算，對軸的功用、特點及應用有清晰的認識。第15單元 滑動軸承【教學內(nèi)容】摩擦狀態(tài)；滑動軸承的結構型式；軸瓦及軸承襯材料；潤滑劑和潤滑裝置；非液體摩擦滑動軸承的計算；動壓潤滑的基本原理；向心動壓軸承的幾何關系與承載量的計算；液體動壓多油楔軸承與靜壓軸承簡介?！窘虒W重點與難點】非液體摩擦滑動軸承的計算；動壓潤滑的基本原理；動壓潤滑的基本原理；向心動壓軸承的幾何關系與承載量的計算?！净疽蟆?了解滑動軸承的類型、特點及應用 掌握徑向滑動軸承的典型結構和軸瓦的結構 了解軸瓦的材料及軸承的潤滑 掌握不完全液體潤滑滑動軸承的設計計算 了解液體動壓滑動軸承的設計計算【培養(yǎng)的能力】通過本單元的學習，掌握滑動軸承的典型結構及設計計算，對滑動軸承有清晰的認識。五、教學設