机械设计教学大纲要点

1、机械设计教学大纲修订单位：机械工程学院机电系执笔人：王玉良一、课程基本信息1 .课程中文名称：机械设计2 .课程英文名称：Maching Design3 .适用专业：机械设计制造及自动化专业4 .总学时：80学时（其中理论74学时，实验6学时），另外课程设计3周5 .总学分：5学分二、本课在教学计划中的地位、作用、任务机械设计是一门培养学生具有机械设计能力的技术基础课。在机械类各专业教 学计划中，它是主干课程。它起到由基础理论课向专业课过渡的承上启下的作用。本课程的主要任务是培养学生：1.掌握通用机械零部件的设计原理、方法和机械设计的一般步骤，具有设计 一般机械的能力；2,树立正确的设计思想，

2、了解国家当前的有关技术经济政策；3 .具有运用标准、规范、手册、图册、等有关技术资料的能力;4 .掌握典型机械零件的实验方法，获得实验技能的基本训练；5 .对机械设计的新发展有所了解。三、理论教学内容与教学基本要求第一篇机械设计总论1 .绪论（2学时）机械及其在国民经济中的作用。本课程的性质、任务、内容和学习方法。设计 的内含与程序。重点介绍本课的内容，性质和任务，使学生明了本课程是在先修课程的基础上 进一步理论联系实际，研究通用零件的设计和计算问题。扼要介绍本课程的特点和相应 的学习方法，在学习过程中，也应随时对学习方法作具体指导。扩展内容：机械设计国内外的发展概况。2 .机械零件设计概述（

3、1学时）机械零件设计的一般步骤；机械零件的主要失效形式；机械零件的工作能力和 计算准则；机械制造中常用材料和选用原则（自学）；机械零件的工艺性（自学）；机械 设计中的标准化（自学）本章介绍机械零件设计的一般步骤，重点是机械零件的失效形式分析，计算准 则。3 .机械零件的强度（6学时）载荷与应力的分类；静应力下机械零件的强度计算（自学）；疲劳与疲劳曲 线；材料的疲劳极限线图；影响疲劳强度的因素；单向变应力下机械零件的疲劳强度计算； 双向变应力下机械零件的疲劳强度计算；线性疲劳损伤积累理论 一一迈内尔（Miner ）定 理；规律性非稳定变应力下的安全系数；机械零件的接触疲劳强度。要求掌握机械零件的

4、强度概念和计算方法，其中以疲劳强度为重点。要求掌握 变应力种类，疲劳曲线，简化极限应力线图，稳定和非稳定变应力的强度计算，包括安 全系数计算和寿命估算。并了解表面强度的概念。非稳定变应力的强度计算是难点内容。第二篇联接件设计4 .轴毂联接（2学时）键联接；花键联接本章主要介绍机械设计中常用的键、花键联接。其中以平键联接的选用和强度 计算为重点。花键联接的强度计算着重介绍载荷分布不均概念。在介绍键的类型时，简 单介绍无键联接。5 .螺纹联接（8学时）螺纹参数；螺纹联接的类型；螺纹联接的预紧和防松。单个螺栓联接的强度计算：受拉螺栓联接；受剪的较制孔用螺栓联接。螺栓组联接的受力分析：受轴向载荷的螺栓

5、组联接；受横向载荷的螺栓组联 接；受扭转力矩的螺栓组联接；受翻转力短的螺栓组联接。提高螺栓联接强度的措施。螺旋传动的种类和应用。螺旋传动的设计计算（自学）。螺纹联接是本课程重点内容之一。要求掌握螺纹联接的结构设计和计算。重点 是螺纹连接的受力分析和强度计算，难点是受轴向载荷和倾覆力矩的螺栓组的设计计 算。对提高螺纹联接的结构工艺措施等作一般介绍。螺旋传动宜作为设计作业的题目，在作业的同时由学生自学完成。第三篇传动件设计6 .带传动（8学时）带传动的主要类型、工作原理、特点和应用范围。带传动的工作情况分析：带传动的受力分析；弹性滑动和打滑；带传动的应力 分析。带传动的计算准则和单根v带能传递的功

6、率。V带传动设计步骤和参数选择。V带传动结构设计：普通v带v带带轮设计；v带传动的张紧装置。其它带传动介绍。本章的重点是普通v带传动的设计和参数选择。难点是弹性滑动。7 .链传动（5学时）链传动的特点和应用、链的类型。滚子链的结构和规格。滚子链链轮。链传动的运动特性：链传动的运动不均匀性；链传动的动载荷。链传动的失效形式及功率曲线图。滚子链传动的设计计算；滚子链传动主要参数及其选择。链传动的布置，张紧装置和润滑。本章主要介绍应用广泛的套简滚子链。重点内容是链传动的运动特性；滚子链 传动的设计计算和主要参数选择。8 .齿轮传动（12学时）齿轮传动的类型、特点和应用。齿轮传动的失效形式和计算准则齿

7、轮传动的动载荷计算。标准直齿圆往齿轮传动的强度计算；轮齿的受力分析；齿面接触疲劳强度计 算；齿根弯曲疲劳强度计算。设计参数选择及许用应力标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算；轮齿的受力分析；齿面接触强度计算；齿 根弯曲疲劳强度计算。标准直齿圆锥齿轮传动的强度计算：轮齿的受力分析；齿面接触强度计算；齿 根弯曲疲劳强度计算。变位齿轮强度计算特点。齿轮的结构设计。齿轮传动的润滑。本章是重点章节之一。主要介绍最常用的渐开线齿轮传动的设计。重点内容是 传动的失效形式、受力分析、直齿圆柱齿轮传动的接触疲劳强度和弯曲疲劳强度计算。 对失效形式的特点、发生的部位，失效机理和防止失效的措施要理解，对强度计算公式，应

8、着重理解其理论依据。各参数和系数的含义，影响强度和许用应力的因素等，并能正确选择 参数和使用公对斜齿圆柱齿轮传动和直齿圆锥齿轮传动，主要应掌握受力分析和计算特点。9 .蜗杆传动（6学时）蜗杆传动的特点和应用；蜗杯传动的类型。蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算。蜗杆传动的失效形式、计算准则及常用材料。圆柱蜗杆传动的受力分析和计算载荷。圆柱蚂杆传动的承载能力计算：蜗轮齿面接触强度计算；蜗轮齿根弯曲疲劳强 度计算；蜗杆轴的刚度计算。蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算。蜗杆和蜗轮的结构。本章以圆柱阿基米德蜗杆传动的参数选择，受力分析，强度计算和热平衡计算 为重点内容。蜗杆和蜗轮的结构，润滑方法和效率等是蜗

9、杆传动的基础知识，也应很好 地掌握。第四篇轴系零部件设计10 .轴（6学时）轴的用途与分类。轴的失效形式及设计准则。轴的材料及其选择。轴的结构设 计。轴的强度计算；按扭转强度条件计算；按弯、扭合成强度条件计算；按疲劳强 度计算安全系数。轴的刚度计算。*轴的共振和临界转速的概念。本章以阶梯轴的结构设计为重点内容。强度和刚度计算材料力学已讲过，本课 结合工程实际加以应用。关于轴的振动概念和计算方法只作一般性的了解。11 .滚动轴承（6学时）滚动轴承的结构、特点。 滚动轴承的分类、特点及选择。滚动轴承的代号。滚动轴承内部载荷分布及失效分析。滚动轴承寿命计算：滚动轴承名词术语；寿命计算公式；当量动载荷

10、；向心角 接触轴承轴向力的计算。滚动轴承的静载荷计算。滚动轴承组合的设计：轴承的固定、配合、预紧、调整和装析、润滑和密封。本章重点内容是：滚动轴承的寿命计算和滚动轴承的组合设计。由于滚动轴承 已标准化，主要能合理选用其标准型号和正确设计滚动轴承的组合结构。轴承的组合设计为 难点。12 .滑动轴承（8学时）滑动轴承的用途和结构类型。滑动轴承材料与轴瓦结构。滑动轴承的润滑。非液体摩擦轴承的计算。流体动力润滑的基本理论雷诺方程。单油楔向心动压轴承设计计算。设计参数的选择。本章的重点内容是单油楔向心滑动轴承的设计计算和参数选择。了解滑动轴承 的材料，结构和润滑等基本知识。雷诺方程的推导及求解为难点内容

11、，仅要求思路清 楚。13 .联轴器和离合器（2学时）联轴器和离合器的类型和应用。刚性联轴器和弹性联轴器的主要类型、特点和选择计算。离合器的主要类型、结构、工作原理和特点简介（自学）。本章重点是与专业有关的联轴器的工作原理、性能、结构特点和类型特点。其 它联轴器和离合器一般了解。第五篇其它零（部）件设计14 .弹簧（2学时）弹簧的功用、类型、特点和选用。弹簧的材料和许用应力。圆柱形压缩（拉伸）螺旋弹簧的结构，基本参数，特性曲线，按强度和刚度的 设计计算。本章以圆柱形螺旋弹簧的设计计算为重点，主要内容包括工作原理、基本参 数、特性曲线、强度计算、刚度计算。其它类型的弹簧只要求一般了解。四、实验教学

12、内容与要求实验内容：1 .带传动滑动率和效率的测定（2学时）；2 .齿轮效率的测定（2学时）；3 .滑动轴承的油膜压力分布及特性曲线（2学时）。通过实验环节，学生应对机械零件的实验基本方法和测试有所了解，获得实验 操作的基本训练，理解实验对完善计算方法，改变参数对零件工作的影响，评定设计等 有重要意义。实验要严格要求.实验前要求学生预习实验指导书，同一实验台上同时操作的 人数不宜过多，以保证学生都能动手操作。实验成绩应作为课程成绩的一部分。每个学生要做 3个实验，共6学时。课程设计设计能力培养要求包括下列内容：1 .能从机器功能要求出发，制订设计方案，合理选择传动机构和零件。2 .能按机器的工

13、作状况分析和计算作用在零件上的载荷，合理选择零件材料，正 确计算零件的工作能力和确定零件尺寸。 3.能考虑制造工艺、使用维护、经济和 安全等问题，对机器和零件进行结构设计。4.绘制机器或部件的装配图和零件图。5.编写技术文件。 每个学生必须独立完成课程设计.设计题目为一般机械装置（如结构简单的机械、机械 传动装置、减速器等）设计工作量相当于以两级圆 柱齿轮减速器为主体的机械传动装置为最。低要求.每个学生至少完成装配图一 张，零件工作图2张。设计说明书约600 8000字。课程设计完成后应每个学生 进行答辩，成绩应单独记分。 五、考核方式平时成绩和期末考试两部分组成。平 时成绩由学生的出席情况和

14、作业两部分组成。六、成绩评定学生必须参加听课及其实验，独立完成课外习题和设计作业。每次作业要记载成绩，考试前综合评定出平时成绩，占课程总成绩的20%。学生未完成作业的2/3则不准许参加期末 考 试。七、本课程对学生创新能力的措施 根据教学的需要，要适当安排习题课（讨 论课），课外习题和设计作业。每个学生至少要 完成1个大型设计作业。每个作 业的份量一般为装配图纸一张，设计说明书一份，约需1520个课外学时。为了增加学生的感性认识，教师在教学中，最好利用一些能说明问题的教具，实物模型 和CAI软件进行电化教学。组织学生参观陈列室。将CAD引入课程设计，逐步由手工绘图过度到电子图版。 开展设计大赛，提高学生的创造能力。八、教材与参考书教材：1孙志礼主编机械设计东北大学出版社 2000年2机械设计 课程设计东北大学出版九、教学大纲的说明本课程与其它有关课程的联系和分 工学习本课程时必须安排在下列课程之后进行：画法几何及机械制图、工程材料 及机械制造基础，金属材料及热处理、互换性及技术