机械设计基础参考大纲

1、机械设计基础教学大纲课 程 名 称 : 机械设计基础 总 学 时 : 90 学时；讲课及习题课 : 80 学时； 实验 : 10 学时 适用专业 : 机电一体化技术专业、机械设计与制造专业、金属材料与热处理专业及其它相关专业 先修课程：工程图学、材料力学、几何量公差配合与检测技术、机械工程材料、金属工艺学等。 一、课程教学目的机械设计基础课程是依据“高工专机械类专业机械设计基础课程教学内容与课程体系改革的研究与实践”的研究成果而设计的一门机械类专业的技术基础课。根据高职高专教育对人才所需知识、能力和素质结构的要求，以工程应用能力为培养目标，旨在培养学生综合运用先修课程中所学知识和技能，解决机械工程实际问题的能力，结合各种实践教学环节，进行机械工程技术人员所需的基本训练，为学生进一步学习有关专业课程和日后从事机械设计工作打下基础。因此，在近机械类专业和非机械类专业的教学计划中占有重要地位和作用，是高等工科院校的一门主干课程。本课程的教学目的： 1 、培养学生掌握机构分析与设计的基本理论和基本方法；具有对机械系统运动方案创新设计的初步能力； 2 、掌握设计或选用通用机械零部件的基本理论、基

2、本知识和基本技能，具有设计机械传动装置和一般机械的能力； 3 、具有运用标准、规范，查阅技术资料的能力、计算能力、绘图能力； 4 、掌握机械设计基础的实验原理和方法，具有进行实验研究的初步能力。 5 、了解机械设计的新理论、新方法。 二、教学内容及基本要求 教学内容 : 本课程研究的对象是机器和机构，课程的主要内容有以下几个方面。(1) 设计的基本理论 主要介绍机械设计的要求和设计的一般过程；机构结构学、运动学和动力学的基础知识；机械零部件的工作能力和设计准则；机械零件的强度理论；摩檫、磨损和润滑理论；机械结构设计准则、方法以及零件材料选用等。另外，扼要地介绍现代机械设计思想和方法。(2) 常用机构及其传动设计 常用机构包括连杆机构、凸轮机构、齿轮传动、蜗杆传动、带传动、链传动、间歇运动机构及其他常用机构等。这些机构是传动系统和执行系统的基本组成单元，用于实现运动和动力的传递及运动形式的改变。常用机构设计主要包括以下三个方面：运动设计，包括机构的类型、工作原理、运动特点、运动参数及几何尺寸计算等内容；工作能力设计，受力分析、失效分析、设计准则及承载能力设计计算；零件结构设计、材料选择及

3、润滑等。(3) 通用零部件设计 通用零部件主要指用于连接和支承的常用零部件，介绍它们的类型、特点、工作原理、工作能力设计、结构设计、组合设计以及标准零部件的选用等。(4) 机械系统设计 概述机械系统总体设计，重点介绍执行系统方案设计和传动系统设计、典型的传动装置以及机械系统的动力学问题。简略介绍动力机选择等其他系统的基础知识。（一）本课程的主要章节 绪论（讲课 2 学时） 课程的研究对象与内容，课程的性质与任务，课程的特点与学习方法。 第一章 机械设计概论（讲课 4 学时）掌握机械设计的基本要求、类型及一般过程；掌握机械零部件设计计算准则、失效形式、标准化及材料选用；了解现代机器的特征及其设计思想和方法。第二章 摩擦、磨损及润滑概述（讲课 2 学时）了解摩擦、磨损的机理与物理特征；了解润滑剂的分类及性能指标。第三章 平面机构的结构分析（讲课 6 学时）了解机构组成要素，掌握由平面机构运动简图的绘制，机构自由度的计算和运动确定条件的判定；了解速度瞬心及其在机构速度分析上的应用。第四章 平面连杆机构（讲课 8 学时） 了解平面四杆机构的类型、运动特点及其应用；了解平面连杆机构的基本知识及其

4、演化；掌握平面四杆机构的基本形式和特性、曲柄存在的条件；掌握按已知几何条件和运动条件的要求设计平面连杆机构。 第五章 凸轮机构（讲课 4 学时） 了解凸轮机构的应用和分类；了解从动件的运动规律及基本特性；会用图解法设计盘形凸轮轮廓曲线；了解凸轮机构基本尺寸的确定方法。 第六章 间歇运动机构（讲课 4 学时）了解棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构、凸轮式间歇运动机构等间歇运动机构的工作原理、基本类型、运动特点、适用场合和设计要点。第七章 螺纹联接与螺旋传动（讲课 8学时）了解螺纹和螺纹联接的主要参数、类型、特点及应用；提高螺栓联接强度的措施。理解螺纹联接的预紧和防松；掌握单个螺栓联接的强度计算；会进行螺栓组联接的结构设计和受力分析。了解键联接的类型、应用和工作原理，了解平键联接的失效形式，掌握平键联接的选用和校核计算。了解滑动螺旋传动，滚动螺旋传动。第八章 带传动与链传动（讲课 4 学时） 了解带传动的类型、特点及应用场合；熟悉普通V带的结构及其标准、V带传动的张紧方法和张紧装置；掌握带传动的工作原理、受力情况、弹性滑动及打滑等基本理论；掌握V带传动的失效形式及设计准则，V带传动参数正确

5、选择方法，并熟练V带传动的设计方法和步骤。第九章 链传动（讲课 4 学时）了解链传动的类型、特点和应用；滚子链的结构与规格，链轮的材料与结构；链传动的布置与润滑。熟悉链传动的运动特性（速度的不均匀性及动载荷）；掌握滚子链传动的失效形式和设计计算。第十章 齿轮传动（讲课 8 学时）了解常用齿轮材料及其热处理方法；齿轮传动的精度及其选择；齿轮结构设计；齿轮传动的润滑及效率。熟悉齿轮的失效形式和计算准则；掌握直齿、斜齿圆柱齿轮和直齿锥齿轮传动的受力分析方法；会进行齿轮传动的强度计算，设计参数和许用应力的选择。了解斜齿圆柱齿轮和直齿锥齿轮强度计算的要点。第十一章 蜗杆传动（讲课 4 学时） 了解蜗杆传动的类型、特点；理解基本参数及几何尺寸关系；掌握蜗杆传动失效形式和计算准则；掌握蜗杆传动的受力分析、滑动速度和效率；了解蜗杆传动的热平衡计算；了解蜗杆传动的强度计算特点；了解蜗杆和蜗轮的结构特点。 第十二章 齿轮系（讲课 6学时） 了解轮系的分类及应用，掌握定轴轮系和周转轮系的传动比计算方法及转向判断；了解混合轮系的传动比计算。了解轮系的功用。第十三章 轴和轴毂联接（讲课 4学时） 了解轴的用途和

6、分类，常用轴的材料及其选择。掌握轴的的受力分析、结构设计和强度计算方法；提高轴疲劳强度的措施。第十四章 轴承（讲课 6 学时，习题课 2 学时） 了解滚动轴承的组成、类型及特点；熟悉常用类型的代号及选用。了解滚动轴承的失效形式和计算准则；理解基本额定寿命、基本额定动负荷及当量动载荷。掌握角接触球轴承和圆锥滚子轴承轴向载荷的计算方法；掌握滚动轴承寿命计算方法。了解滚动轴承的组合设计，轴承的配置、固定、配合、预紧和装拆，润滑与密封。了解滑动轴承材料及轴瓦结构；润滑剂的选择知识，润滑方法和润滑装置。第十五章 其他常用零件、部件（讲课 4 学时） 了解联轴器和离合器的主要类型、结构、特点和应用场合，掌握联轴器和离合器的选择。了解弹簧的类型及应用。第十六章 机械的平衡与调整（自学） 了解回转件平衡的目的及静平衡和动平衡的计算；掌握回转件平衡的原理和方法。第十七章机械设计CAD简介（自学） 了解机械设计CAD中常用的数据处理方法；机械设计CAD应用举例。（二）其他教学环节安排 1 、实验安排 10 学时 ， 根据各专业不同、各授课班级不同，从下面的实验内容中选做。 实验内容有： （ 1 ）带传动实

7、验 （ 2 学时）； （ 2 ）轴系结构组合与分析（ 2 学时）； （ 3 ）减速器拆装实验（ I ）（课内 2 学时，课外开放）； （ 4 ）机械传动方案设计实验 （ 2 学时） （ 5 ）齿轮参数的测定实验（ 2 学时 ）； （ 6 ）螺栓组联接综合测试带传动实验（ 2 学时 ）； （ 7 ）机械传动综合性能测试实验（ 4 学时 ）； （ 8 ）机械传动等典型装置的性能及运用实验（ 2 学时 ）。 2 、设计性大作业安排 5 个，每个大作业的工作量一般为 A3 或 A2 图纸一张，设计说明书一份。 大作业 内容根据不同专业从下列作业中选取： （ 1 ）平面四杆机构设计 （ 2 ）盘形凸轮机构设计 （ 3 ） 螺纹联接结构设计； （ 4 ） 螺旋传动设计； （ 5 ） 带传动设计； （ 6 ） 齿轮传动设计； （ 7 ） 轴系部件组合设计。 （三）考试权重 平时大作业成绩 10% ，随堂测试 10% ，实验成绩 10% ，期末成绩 70% 。 （四） 实验项目明细表序号实验项目名 称实 验 内 容学时分配实验属性实验类型每组人数实验要求指导教师已开 / 未开1带传动测定带传动的滑动率

8、和效率2专业基础验证型3必做王凤平等已开2轴系结构组合与分析综合分析确定 轴系结构方案并组合测绘2专业基础综合、创新型3选做王凤平等已开3减速器拆装全面了解传动装置的结构特点和装配工艺及附件设置2专业基础综合型3必做王凤平等已开4机械传动方案设计综合分析、比较 典型机械传动方案并进行设计2专业基础自主设计、综合型4选做赵亮培等已开5齿轮参数的测定通过对模数制正常齿渐开线直齿圆柱齿轮的测绘（如公法线长度、齿顶圆直径、齿根圆直径等），计算并确定齿轮的基本参数（模数、压力角、基节等），同时了解测量量具的使用方法。2专业基础综合型3必做赵亮培等已开待改进6螺栓组联接综合测试 *测定翻转 力矩、横向力作用下的螺栓受力及评价2专业基础综合、验证型5选做赵亮培等已开待改进7机械传动综合性能测试 *自主设计、拼装 机械传动方案，并做测试与比较2专业基础自主设计、综合型3选做许毅等已开待改进8机械传动等典型装置的性能及运用 *认识、了解典型机械传动等零、部件在现代工业生产和机电产品中的综合运用及其特征、性能2专业基础综合、 演示型10选 做许毅等已开待改进 注： * 该实验的部分内容已开设，随设备又添置，待改进。已申报校实 验项目（软件）建设。 * 该实验的部分内容已开设，随课程的深化，待改进实验内容及设 备。拟立项。 * 该实验的设备已或即将添置，已申报校实验项目（软件）建设。 开发完善该实验项目。

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