機械設計基礎教學大綱

1、機械設計基礎課程教學大綱課程代碼:課程名稱：機械設計基礎 英文名稱： Maching Design課程類型: 專業(yè)基礎課總 學 時：120 講課學時： 120 實驗學時：學分：適用對象: 機電一體化4先修課程：高等數(shù)學、工程力學、機械制圖。一、 課程性質、目的和任務 機械設計基礎是機械類、機電類、近機類專業(yè)必修的一門技術基礎課，它在教學計劃中起著承先啟后的作用，為學生學習后續(xù)專業(yè)課程打下必要的基礎。它不僅具有較強的理論性，同時具有較強的實踐性和應用性。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。為學生

2、學習后續(xù)課程及解決生產實際問題奠定基礎，對學生進行設計能力、創(chuàng)新能力、工程意識培養(yǎng)是本課程的教學目標。本課程教學內容方面應著重基本知識、基本理論和基本方法，在培養(yǎng)學生實踐能力方面應著重設計技能的基本訓練，同時注意培養(yǎng)學生正確的設計思想和嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L。由于本課程的特點，它不僅為學習后續(xù)課程，也為解決生產實際問題建立基礎。本課程的主要任務是培養(yǎng)學生： 1掌握通用機械零部件的設計原理、方法和機械設計的一般步驟，具有設計一般機械的能力； 2樹立正確的設計思想，了解國家當前的有關技術經濟政策； 3具有運用標準、規(guī)范、手冊、圖冊、等有關技術資料的能力； 4掌握典型機械零件的實驗方法，獲得實驗技能的基本訓

3、練； 5對機械設計的新發(fā)展有所了解。二、教學基本要求 （1）要求掌握的基本知識：機械設計的一般知識。機械和機械零件的主要類型、性能、特點、應用、機械零件的常用材料、標準和結構工藝性。摩擦、磨損、潤滑和密封的一般知識。（2）要求掌握的基本理論和方法機構的組成、工作原理和運動特性。機械動力學的基本知識。機械動力學的基本原理、防震、減振的途徑。通用機械零件的工作原理、受力分析、應力狀態(tài)、失效形式等。通用機械零件的設計計算準則：強度、剛度、耐磨性、壽命、熱平衡等。簡化計算、當量法、試算法等。改善載荷和應力分布不均勻的方法，提高零件疲勞強度的措施，改善摩擦學性能的途徑。（3）要求掌握的基本技能繪制機構簡

4、圖，零部件的設計計算及工作圖的繪制；查閱標準、規(guī)范、手冊等技術資料；編寫技術文件等。三、教學內容及要求 緒論(2學時)機械及其在國民經濟中的作用。本課程的性質、任務、內容和學習方法。設計的內含與程序。重點介紹本課的內容，性質和任務，使學生明了本課程是在先修課程的基礎上進一步理論聯(lián)系實際，研究通用零件的設計和計算問題。扼要介紹本課程的特點和相應的學習方法，在學習過程中，也應隨時對學習方法作具體指導。(一)機械設計概述(4學時)本課程研究的對象、內容；機械零件設計的基本準則及一般步驟；機械零件常見的失效形式。重點：機器及其組成；機械零件常用材料。難點：機械零件設計的基本準則。要求：理解機構和機器的

5、概念，了解機器的組成。了解本課程的性質、研究對象和學習本課程的基本要求和學習方法。（二）摩擦、磨損及潤滑概述(4學時)摩擦與磨損、潤滑、密封方法及裝置。重點：摩擦的分類；磨損的過程。難點：磨損的分類原理。要求：掌握摩擦的分類和磨損過程，了解潤滑的方法、密封方法及其裝置。（三）平面機構的結構分析(6學時)運動副及其分類；平面機構的運動簡圖；平面機構的自由度。重點：運動副的概念；平面機構自由度的計算；機構具有確定運動的條件。難點：平面機構自由度計算的注意事項。要求：理解平面運動副和機構自由度的概念，掌握書面機構運動簡圖的繪制方法和平面機構自由度的計算方法，理解機構具有確定運動的條件。（四）平面連桿

6、機構(6學時)概述；四桿機構的基本形式及其演化；四桿機構存在曲柄的條件和幾個基本概念；平面四桿機構運動設計。重點：平面四桿機構的基本形式及應用；鉸鏈四桿機構存在曲柄的條件。難點：平面四桿機構的極位、急回特性。要求：掌握平面連桿機構的特點和應用，以及鉸鏈四桿機構的類型和曲柄存在的條件。了解壓力角、傳動角、死點、急回特性等概念。掌握平面四桿機構運動設計的方法。（五）凸輪機構(4學時)概述；從動件常用運動規(guī)律；圖解法設計盤形凸輪輪廓；用解析法設計凸輪輪廓曲線；凸輪機構設計中的幾個問題重點：凸輪機構的組成、特點；凸輪機構的工作過程。難點：從動件常用的運動規(guī)律及其繪制；圖解法。要求：了解凸輪機構的特點和

7、應用；能夠根據(jù)實際情況設計凸輪機構。（六）間歇運動機構(4學時)棘輪機構；槽輪機構；不完全齒輪機構和凸輪式間歇運動機構。重點：各種機構的工作原理。難點：棘輪轉角大小的調節(jié)方法。要求：了解間隙運動機構（棘輪機構、槽輪機構、不完全齒輪機構）的工作原理、類型和應用。（七）螺紋連接與螺旋傳動(8學時)螺紋聯(lián)接的基本知識；螺紋聯(lián)接的預緊和防松；單個螺栓聯(lián)接的強度計算；螺栓聯(lián)接的結構設計和受力分析；螺紋連接件的材料和許用應力；提高螺栓聯(lián)接強度的措施。重點：螺紋連接的受力分析和強度計算。難點：受軸向載荷和傾覆力矩的螺栓組的設計計算。要求：螺紋聯(lián)接是本課程重點內容之一。要求掌握螺紋聯(lián)接的結構設計和計算。對提高

8、螺紋聯(lián)接的結構工藝措施等作一般介紹。(八)機械傳動設計(4學時)常用機械傳動機構的選擇；機械傳動的特性和參數(shù)、方案設計、設計順序。重點：機械傳動機構的選擇及其特征參數(shù)。難點：機械傳動機構的方案設計和設計順序。要求：了解了帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動之后，掌握常用機械傳動機構的選擇；機械傳動的特性和參數(shù)、方案設計、設計順序。（九）軸和軸轂連接(6學時)概述；軸的結構設計；軸的強度計算；軸的材料及其選擇；軸的設計；軸轂連接。重點：軸的功用和分類；軸的強度計算。難點：軸的強度計算和軸轂連接。要求：理解軸的分類，了解軸的材料，掌握軸的結構設計原則和要求，掌握軸的強度計算。（十）軸承(8學時) 概

9、述；軸承的功用和類型；滾動軸承的結構、類型和代號；滾動軸承類型的選擇；滾動軸承的工作情況分析及計算；滾動軸承的選擇和組合設計；滑動軸承概述；滾動軸承和滑動軸承的性能比較。重點：滾動軸承的結構、類型和代號；滾動軸承類型的選擇；滾動軸承的組合設計；滾動軸承的工作情況分析及計算。難點：滾動軸承的當量動載荷；向心推力軸承的軸向力。要求：了解滑動軸承的類型、結構和材料，非液體摩擦滑動軸承的計算；了解滾動軸承的類型和代號，掌握滾動軸承類型的選擇，理解滾動軸承的失效形式，掌握滾動軸承的壽命計算，了解滾動軸承的靜載荷能力計算，掌握滾動軸承的組合設計。； (十一) 其他常用零部件（4學時）聯(lián)軸器；離合器；彈簧。

10、重點：聯(lián)軸器的選擇難點：聯(lián)軸器、離合器、彈簧的構造要求：了解常用聯(lián)軸器的性能和類型，聯(lián)軸器的選擇、結構特點；了解常用離合器的類型和特點；了解彈簧的功用、類型、特點和選用。彈簧的材料和許用應力。四、實踐環(huán)節(jié) 機械設計實驗應使學生在2-4小時內親自動手完成23個實驗，并認真完成實驗報告。通過實驗環(huán)節(jié)，使學生掌握機械設計實驗的基本方法，使學生獲得實驗操作的基本訓練。實驗內容如下表：實驗名稱每套儀器設備核定學生數(shù)目時數(shù)實驗類型演示驗證綜合研究1平面機構運動簡圖測繪122滑動軸承實驗123減速器裝拆實驗32五、課外習題及課程討論 根據(jù)教學基本要求，每章均應有適當?shù)淖鳂I(yè)、習題或思考題，其內容要多樣化，使學

11、生掌握和鞏固基本概念、基本原理和基本方法掌握設計、計算的方法和技巧、提高分析問題和解決問題的能力。適當安排習題課，習題應作為評定學生成績的一部分。六、教學方法與手段 根據(jù)教學的需要，要適當安排習題課（討論課），課外習題和設計作業(yè)。每個學生至少要完成1個大型設計作業(yè)。每個作業(yè)的份量一般為裝配圖紙一張，設計說明書一份，約需1520個課外學時。為了增加學生的感性認識，教師在教學中，最好利用一些能說明問題的教具，實物模型和CAI軟件進行電化教學。 將CAD引入課程設計，逐步由手工繪圖過度到電子圖版。開展設計大賽，提高學生的創(chuàng)造能力。七、各教學環(huán)節(jié)學時分配 講課習題課討論課實驗其他合計緒論22第一章44

12、第二章44第三章516第四章66第五章44第六章44第七章718第八章44第九章66第十章718第十一章44合計5760八、考核方式 課程采用閉卷考試，成績評定按照卷面成績與平時成績進行折算記入最終成績。1、采用累加式的考核辦法由下面幾部分構成：平時成績（）+期末考試（） 2、期末考試注重理論知識與動手實踐能力的相結合，目的在于使同學們能好地掌握知識，避免死記硬背，通過課程的學習可以解決實際當中的一些問題。能靈活運用所學知識。九、推薦教材和教學參考書 教 材：機械設計基礎(第三版)，陳立德編著，高等教育出版社，2011年。參考書：機械設計基礎(第四版)，楊可貞主編，高等教育出版社，1998年。十、說明 本課程與其它有關課程的聯(lián)系和分工： 學習本課程時必須安排在下列課程之后進行：畫法幾何及機械制圖、工程材料及機械制造基礎，金屬材料及熱處理、互換性及