自學考試大綱-精密機械設計基礎

湖北省高等教育自學考試大綱課程名稱：精密機械設計基礎課程代碼：6026第一部分課程性質(zhì)與目標課程性質(zhì)與特點精密機械設計基礎是機電一體化、測控技術(shù)與儀器、檢測技術(shù)應用等專業(yè)的一門技術(shù)基礎課。該課程主要介紹機械的組成、機械中的常用機構(gòu)和通用零部件的工作原理、結(jié)構(gòu)特點、基本設計理論和計算方法或選用原則。該課程的主要特點是涉及的知識面較廣且偏重于應用。課程目標與基本要求本課程的目標是培養(yǎng)學生具有一定的機械設計能力，即通過理論學習和基本技能的訓練，掌握一些分析和解決問題的方法，并能夠應用所學知識解決具體的機構(gòu)和一般簡單機械及其零部件的設計問題。通過本課程的學習，應達到的基本要求有：掌握機構(gòu)的結(jié)構(gòu)原理、運動特性和機械運動學的基本知識，初步具有分析和設計基本機構(gòu)的能力，并了解確定機械運動方案的基本過程和方法。掌握通用機械零件的工作原理、特點、選用和設計計算的基本知識，并初步具有設計一般簡單機械和常用機械傳動裝置的能力。具有應用相關標準、規(guī)范、手冊、圖冊等技術(shù)資料的能力。為機械的創(chuàng)新和技術(shù)革新提供必要的基礎知識。與本專業(yè)其他課程的關系本課程是介于基礎課和專業(yè)課之間的一門設計性的技術(shù)基礎課。它起著承上啟下的橋梁作用。先修課程有機械制圖、工程力學等，同時又為精密機械制造基礎、精密儀器設計及畢業(yè)設計打下良好的基礎。第二部分考核內(nèi)容與考核目標第0章機械設計概論一、學習目的與要求這一章主要介紹一些基本要求、基本原則和少量的基本概念。學生通過本章的學習要了解課程的內(nèi)容和要求，了解機械設計的基本要求和程序，了解機械零件的計算準則和材料的選用原則，并在后續(xù)章節(jié)的學習過程中加以應用。二、考核知識點和考核目標識記載荷和應力的概念第一章機械系統(tǒng)的運動簡圖設計一、學習目的與要求1、弄清運動副、約束和自由度等基本概念。2、學會正確繪制平面機構(gòu)運動簡圖的方法。3、掌握機構(gòu)自由度計算的方法，并能判斷機構(gòu)運動的確定性。二、考核知識點和考核目標（一）機構(gòu)具有確定運動的條件、平面機構(gòu)自由度的計算（重點）識記：運動副、約束、自由度理解：機構(gòu)具有確定運動的條件應用：機構(gòu)自由度的計算，尤其要注意具有復合鉸鏈、局部自由度和虛約束的機構(gòu)的自由度的計算。（二）平面機構(gòu)的運動簡圖設計（次重點）識記：常用機構(gòu)運動簡圖的圖示符號、原動件、從動件應用：平面機構(gòu)的運動簡圖設計第二章平面連桿機構(gòu)設計一、學習目的與要求1、掌握鉸鏈四桿機構(gòu)的基本型式及其轉(zhuǎn)換以及鉸鏈四桿機構(gòu)的演變。2、掌握急回運動、壓力角、傳動角及死點等概念。3、學會用圖解法設計四桿機構(gòu)。二、考核知識點和考核目標（一）鉸鏈四桿機構(gòu)的基本型式及其特性、圖解法設計四桿機構(gòu)(重點)識記：曲柄連桿機構(gòu)、雙曲柄機構(gòu)、雙搖桿機構(gòu)、急回運動、傳動角、死點理解：曲柄存在的條件及以不同的構(gòu)件為機架時機構(gòu)類型的判斷，行程速比系數(shù)公式，傳動角對機構(gòu)運動性能的影響及最小傳動角出現(xiàn)的位置。應用：圖解法設計四桿機構(gòu)。1、按照給定三個(或兩個)連桿位置設計四桿機構(gòu)。2、按照給定的行程速比系數(shù)設計四桿機構(gòu)。（二）鉸鏈四桿機構(gòu)的演變（一般）一般了解曲柄滑塊機構(gòu)及其演變、了解偏心輪機構(gòu)第三章凸輪機構(gòu)設計一、學習目的和要求1、了解凸輪機構(gòu)從動件常用運動規(guī)律及從動件運動與凸輪轉(zhuǎn)角之間的對應關系曲線。2、弄清凸輪機構(gòu)設計中機構(gòu)壓力角與自鎖的關系、壓力角與基圓半徑的關系以及滾子半徑與凸輪輪廓曲線形狀的關系。3、掌握反轉(zhuǎn)法設計凸輪輪廓的原理、步驟和方法。二、考核知識點和考核目標（一）盤狀凸輪輪廓的設計（重點）識記：理論輪廓、實際輪廓理解：反轉(zhuǎn)法應用：對心直動從動件盤狀凸輪輪廓的設計（二）凸輪機構(gòu)設計中應注意的問題（次重點）識記：凸輪機構(gòu)壓力角、自鎖、基圓半徑理解：壓力角與自鎖的關系、壓力角與基圓半徑的關系以及滾子半徑與凸輪輪廓曲線形狀的關系。（三）凸輪機構(gòu)的類型和特點、從動件的常用運動規(guī)律（一般）識記：凸輪的類型、剛性沖擊、柔性沖擊第五章齒輪傳動設計一、學習目的與要求1、了解齒輪傳動的特點、應用范圍、齒廓嚙合基本定律、漸開線的形成和性質(zhì)。2、掌握直齒圓柱齒輪、斜齒圓柱齒輪的幾何尺寸計算。3、掌握不同工況下齒輪傳動的失效形式和設計準則。4、掌握直齒圓柱齒輪、斜齒圓柱齒輪的受力分析和直齒圓柱齒輪強度計算（包括材料及其熱處理方式的選擇及參數(shù)的選擇與計算）。二、考核知識點和考核目標（一）漸開線標準直齒圓柱齒輪的嚙合傳動、齒輪傳動的正確嚙合條件、圓柱齒輪（包括直齒和斜齒）的受力分析、直齒圓柱齒輪的強度計算（重點）識記：齒輪的材料及其熱處理的選擇理解：齒輪傳動的正確嚙合條件和連續(xù)傳動的條件、齒輪傳動的主要失效形式（包括各種失效產(chǎn)生的原因及防止失效應采取的措施）和計算準則（弄清閉式軟齒面、閉式硬齒面、開式齒輪傳動的主要失效形式及其設計時應選用的設計公式和校核公式）。應用：直齒圓柱齒輪和斜齒圓柱齒輪的受力分析（要掌握不同視圖平面上各個分力的表達）、直齒圓柱齒輪強度計算（一般了解各強度公式的導出過程，重點了解輪齒彎曲強度公式和齒面接觸強度公式中各參數(shù)的意義及它們是如何影響齒輪的強度的，并且能在實際設計中正確選擇相關參數(shù)）。（二）標準直齒圓柱齒輪的幾何尺寸計算、齒廓嚙合的基本定律、漸開線齒輪的切齒原理和齒輪的變位原理（次重點）識記：直齒圓柱齒輪各部分的名稱、代號及其尺寸計算（注意區(qū)分分度圓與節(jié)圓、壓力角與嚙合角）、漸開線及其性質(zhì)、重合度、齒輪傳動的無側(cè)隙嚙合條件、輪齒的根切及最少齒數(shù)。理解：齒輪的模數(shù)、壓力角、齒廓嚙合的基本定律、齒輪的變位及其作用（三）齒輪傳動的類型和特點、斜齒圓柱齒輪傳動的設計特點識記：齒輪傳動的類型、斜齒輪齒廓曲面的形成過程、當量齒輪和當量齒數(shù)理解：斜齒圓柱齒輪的螺旋角及其對傳動的影響、端面參數(shù)與法面參數(shù)的關系、斜齒圓柱齒輪正確嚙合的條件。第六章蝸桿傳動設計一、學習目的與要求1、掌握普通圓柱蝸桿傳動的嚙合特點、運動關系和幾何參數(shù)的關系。2、掌握蝸桿傳動的受力分析、強度計算和熱平衡計算。二、考核知識點和考核目標（一）普通圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)及其選擇、蝸桿傳動的正確嚙合條件（二）蝸桿傳動的強度計算及熱平衡計算輪系設計一、學習目的與要求熟練掌握定軸輪系、周轉(zhuǎn)輪系及簡單復合輪系的傳動比計算。二、考核知識點和考核目標（一）定軸輪系及其傳動比的計算、周轉(zhuǎn)輪系及其傳動比的計算、復合輪系傳動比的計算（重點）識記：定軸輪系、周轉(zhuǎn)輪系（差動輪系、行星輪系）的定義及其傳動比的計算公式。理解：復合輪系的分解應用：定軸輪系、周轉(zhuǎn)輪系及簡單復合輪系的傳動比計算（二）輪系的功能(一般)識記：一般了解輪系的功能第八章?lián)闲詡鲃釉O計一、學習目的與要求1、掌握帶傳動的受力分析、應力分析和運動分析。2、學會分析帶傳動的主要參數(shù)對傳動性能的影響及其合理選擇。3、掌握普通V帶傳動的設計方法。4、掌握滾子鏈傳動的設計計算和主要參數(shù)的合理選擇。二、考核知識點和考核目標（一）帶傳動的受力分析、應力分析和運動分析，普通V帶傳動的設計方法（重點）識記：松邊和緊邊，包角，帶傳動的有效拉力及其與所傳遞的功率、帶的速度之間的關系，帶傳動的各種應力，彈性滑動、打滑，帶傳動的主要失效形式及設計準則。理解：歐拉公式，彈性滑動與打滑的聯(lián)系和本質(zhì)的區(qū)別，主要參數(shù)(如小帶輪直徑d1、小帶輪包角α1、帶速v、傳動比i、中心距a、工作拉力F等)對帶傳動的承載能力和結(jié)構(gòu)尺寸的影響及其合理的選擇。應用：普通V帶傳動的設計步驟和方法。（二）滾子鏈傳動的設計計算和主要參數(shù)的合理選擇（一般）識記：鏈的節(jié)距、鏈節(jié)數(shù)、瞬時傳動比、多邊形效應理解：鏈的節(jié)距、鏈輪齒數(shù)、鏈的速度、傳動比、中心矩、鏈的排數(shù)等參數(shù)對鏈傳動的傳動性能的影響及其這些參數(shù)的合理選擇。第九章螺紋聯(lián)接設計一、學習目的與要求1、了解螺紋、螺紋連接及其零件的結(jié)構(gòu)和類型。2、掌握螺紋連接的受力分析和強度計算。3、了解螺紋連接的常用預緊和防松方法。二、考核知識點和考核目標（一）螺旋副的受力，螺栓連接的強度計算（重點）識記：螺旋副的效率、自鎖，普通螺栓連接，鉸制孔螺栓連接理解：1、提高螺旋副效率的措施，螺旋副自鎖的條件。2、受軸向載荷的松螺栓連接的強度計算公式和只受預緊力作用的緊螺栓連接的強度計算公式。3、受橫向載荷的螺栓連接的強度計算公式。應用：不同類型（普通螺栓、鉸制孔螺栓）的螺栓連接受不同載荷作用時螺栓直徑的計算、選擇或螺栓強度的校核。（二）螺紋的類型及其特點，螺紋連接的基本類型，螺紋連接的預緊和防松（一般）識記：螺距、導程、升角、牙型角，螺紋連接的預緊，螺紋連接的防松理解：不同牙型的螺紋（三角形螺紋、梯形螺紋、矩形螺紋等）的特點及其適用場合。螺紋連接的四種基本類型（螺栓聯(lián)接、雙頭螺柱聯(lián)接、螺釘聯(lián)接和緊定螺釘聯(lián)接）。螺紋連接的預緊和防松的作用及其常用方法。應用：螺栓連接、雙頭螺柱連接、螺釘連接和緊定螺釘連接的正確選用，并能正確地畫出它們的結(jié)構(gòu)圖。第十章鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接設計一、學習目的與要求掌握鍵聯(lián)接和花鍵聯(lián)接的類型、結(jié)構(gòu)、特點及應用二、考核知識點和考核目標一般了解鍵聯(lián)接、花鍵聯(lián)接的特點和強度計算方法。識記：平鍵聯(lián)接、楔鍵聯(lián)接、花鍵聯(lián)接理解：不同鍵聯(lián)接的結(jié)構(gòu)特點和適用場合及其它們的強度計算。第十二章軸的設計一、學習目的與要求1、了解轉(zhuǎn)軸、傳動軸和心軸的區(qū)別。2、掌握不同類型的軸強度計算的方法。3、重點掌握軸的結(jié)構(gòu)設計的方法。二、考核知識點和考核目標（一）軸的結(jié)構(gòu)設計（重點）識記：軸的結(jié)構(gòu)設計的目的，軸上零件軸向固定的方法，軸上零件周向固定的方法。理解：軸上零件不同固定方法的特點，軸的結(jié)構(gòu)工藝性應用：設計合理的軸的結(jié)構(gòu)，包括確定軸的合理的外形和全部尺寸結(jié)構(gòu)。（二）軸的類型及不同類型軸的強度計算（次重點）識記：轉(zhuǎn)軸、傳動軸、心軸應用：按扭轉(zhuǎn)強度初步估算軸徑；應用工程力學中的第三強度理論對軸的強度進行驗算。第十三章滑動軸承設計一、學習目的與要求1、了解滑動軸承的基本類型。2、掌握非液體摩擦滑動軸承的設計計算方法。二、考核知識點和考核目標一般掌握滑動軸承的類型及非液體摩擦滑動軸承的設計計算方法。識記：液體摩擦滑動軸承、非液體摩擦滑動軸承、徑向滑動軸承、止推滑動軸承理解：非液體摩擦滑動軸承的主要失效形式應用：非液體摩擦滑動軸承的設計（弄清楚校核壓強、校核壓強速度值及校核速度的目的）第十四章滾動軸承設計一、學習目的與要求了解滾動軸承的基本結(jié)構(gòu)、類型和特點。了解滾動軸承的主要失效形式和設計準則。掌握滾動軸承壽命計算的方法。掌握滾動軸承組合結(jié)構(gòu)設計的方法。二、考核知識點和考核目標（一）滾動軸承壽命計算、滾動軸承組合結(jié)構(gòu)設計（重點）識記：軸承壽命、基本額定壽命、基本額定動載荷、當量載荷理解：滾動軸承的主要失效形式和設計準則、壽命計算公式中各參數(shù)的含義應用：滾動軸承的壽命計算。這一部分的難點是：角接觸球軸承及圓錐滾子軸承軸向載荷的計算，要重點掌握。滾動軸承組合結(jié)構(gòu)設計。這一部分要充分考慮軸承的軸向固定、調(diào)整、配合、裝拆、潤滑和密封等問題，對軸承部件進行組合設計。同時要求學生有較好的讀圖能力和分析能力。（這一部分最好能結(jié)合軸的結(jié)構(gòu)設計一并考慮）（二）軸承的類型選擇（次重點）識記：滾動軸承的基本結(jié)構(gòu)、滾動軸承的主要類型及其特點、滾動軸承的基本代號應用：根據(jù)不同類型軸承的特點，結(jié)合實際中載荷的大小和性質(zhì)、速度的高低、空間位置的限制、調(diào)心性能及其它要求，合理的選擇滾動軸承的類型。第三部分有關說明與實施要求一、考核的能力層次表述本大綱在考核目標中，按照“識記”、“理解”、“應用”三個能力層次規(guī)定其應達到的能力層次要求。各能力層次為遞進等級關系，后者必須建立在前者的基礎上，其含義是：識記：能知道有關的名詞、概念、知識的含義，并能正確認識和表述，是低層次的要求。理解：在識記的基礎上，能全面把握基本概念、基本原理、基本方法，能掌握有關概念、原理、方法的區(qū)別和聯(lián)系，是較高層次的要求。應用：在理解的基礎上。能應用基本概念、基本原理、基本方法聯(lián)系學過的多個知識點分析和解決有關的理論問題和實際問題，是最高層次的要求。二、教材指定教材：黃華梁、彭文生主編《機械設計基礎》（第三版），高等教育出版社三、自學方法指導1、在開始閱讀指定教材某一章之前，先翻閱大綱中有關這一章的考核知識點及對知識點的能力層次要求和考核目標，以便在閱讀教材時做到心中有數(shù)，有的放矢。2、閱讀教材時，要逐段細讀，逐句推敲，集中精力，吃透每一個知識點，對基本概念必須徹底弄清，對基本方法必須牢固掌握。3、在自學過程中，既要思考問題，也要做好閱讀筆記，把教材中的基本概念、原理、方法等加以整理，這可從中加深對問題的認識、理解和記憶，以利于突出重點，并涵蓋整個內(nèi)容，可以不斷提高自學能力。4、完成書后作業(yè)和適當?shù)妮o導練習是了理解、消化和鞏固所學知識，培養(yǎng)分析問題、解決問題及提高能力的重要環(huán)節(jié)，在做練習之前，應認真閱讀教材，按考核目標所要求的不同層次，掌握教材內(nèi)容，在練習過程中對所學知識進行合理的回顧與發(fā)揮，注重理論聯(lián)系實際和具體問題具體分析，解題時應注意培養(yǎng)邏輯性，針對問題圍繞相關知識點進行層次（步驟）分明的論述或推導，明確各層次（步驟）間的邏輯關系。對社會助學的要求1、應熟知考試大綱對課程提出的總要求和各章的知識點。2、應掌握各知識點要求達到的能力層次，并深刻理解各知識點的考核目標。3、輔導時，應以考試大綱為依據(jù)，指定的教材為基礎，不要隨意增刪內(nèi)容，以免與大綱脫節(jié)。4、輔導時，應對學習方法進行指導，宜提倡“認真閱讀教材，刻苦鉆研教材，主動爭取幫助，依靠自己學通”的方法。5、輔導時，要注意突出重點，對考生提出的問題，不要有問即答，要積極啟發(fā)引導。6、注意對應考者能力的培養(yǎng)，特別是自學能力的培養(yǎng)，要引導學生逐步學會獨立學習，在自學過程中善于提出問題，分析問題，做出判斷，解決問題。7、要使考生了解試題的難易與能力層次的高低兩者不完全是一回事，在各個能力層次中會存在著不同難度的試題。8、助學學時：本課程共5學分，建議總學時72學時，其中助學課時分配如下：章次內(nèi)容學時第0章機械設計概論4第一章機械系統(tǒng)的運動簡圖設計6第二章平面連桿機構(gòu)設計6第三章凸輪機構(gòu)設計4第五章齒輪傳動設計14第六章蝸桿傳動設計4第七章輪系設計6第八章?lián)闲詡鲃釉O計6第九章螺紋連接設計6第十章鍵聯(lián)接2第十二章軸的設計4第十三章滑動軸承設計2第十四章滾動軸承及裝置設計8合計72注明：以上是理論學時的分配，不含試驗學時。關于命題考試的若干規(guī)定1、本大綱各章節(jié)所提到的內(nèi)容和考核目標都是考試內(nèi)容。試題覆蓋到章，適當突出重點。2、試卷中對不同能力層次的試題比例大致是：“識記”為15%、“理解”為35%、“應用”為50%3、試題難易程度合理：易、較易、較難、難比例為2：3：3：2。4、每份試卷中，各類考核點所占比例約為：重點占65％，次重點占25％，一般占10％。5、試題類型一般分為：單項選擇題、多項選擇題、填空題、簡答題、綜合題（含受力分析題、計算題、設計題、結(jié)構(gòu)分析題等）6、考試采用筆試，考試時間150分鐘，采用百分制評分，60分合格。題型示例、單項選擇題受軸向載荷的緊螺栓連接，為保證被連接件間不出現(xiàn)縫隙，應使。A、剩余預緊力F"小于零B、剩余預緊力F"大于零C、預緊力F′大于零D、剩余預緊力F"等于零（二）、多項選擇題例：非液體磨擦滑動軸承的主要失效形式有。A膠合B點蝕C軸瓦破裂D磨損E朔性變形（三）、填空題齒輪輪齒的加工方法按切齒原理可分為和范成法。（四）、簡答題提高圓柱齒輪的齒彎曲強度的措施有哪些？（五）、受力分析題圖示為帶式輸送機的二級齒輪減速裝置，已知輸送帶的運