机械设计基础课程教学大纲

1、机械设计基础教学大纲修订单位：机械工程学院机电工程系执 笔 人：邓子龙一、课程基本信息1课程中文名称：机械设计基础2课程英文名称：Foundation of Mechanical Design3适用专业：过程装备与控制工程 4总学时：96学时（其中理论教学90学时，实验6学时）5总学分：6学分二、本课程在教学计划中的地位、作用和任务机械设计基础课程是一门技术基础课。它为学习专业课程提供必要的理论基础，学生毕业后无论从事机械设计还是作为设备管理、运行工作，课程都提供了常用机构、通用零部件及其传动的原理，设备的正确使用、维护及设备的故障分析等方面所必要的基本知识。通过本课程的学习和课程设计实践，可

2、以培养学生初步具备设计普通机械传动装置和简单机械的能力，为日后创造性的活动打下坚实的基础。三、理论教学内容与教学基本要求课程内容绪论（1学时）第一章 机构运动简图及自由度的计算（4学时）内容：机构的组成、运动副的类型、平面机构运动简图的绘制。平面机构自由度的计算。重点：平面机构自由度的计算。难点：平面机构运动简图的绘制。第二章 平面连杆机构（7学时）内容：连杆机构的应用。铰链四杆机构的基本型式和特性。铰链四杆机构曲柄存在条件。铰链四杆机构的演化。平面四杆机构的设计。重点：铰链四杆机构曲柄存在条件。第三章 凸轮机构（5学时）内容：凸轮机构的应用和类型。凸轮机构的魔概念。凸轮轮廓设计简介。第四章

3、齿轮机构（10学时）内容：齿轮机构的特点和类型*齿廓啮合基本定律。渐开线形成及性质。齿轮各部分名称及渐开线齿轮的几何尺寸计算。渐开线标准齿轮的啮合。齿轮加工。根切、最少齿数及变位齿轮。斜齿圆柱齿轮齿廓形成及参数关系。当量齿轮、当量齿数，几何尺寸计算。直齿圆锥齿轮齿面形成、背锥、当量齿数，几何尺寸计算。重点：齿轮各部分名称及渐开线齿轮的几何尺寸计算。难点：当量齿轮、当量齿数，背锥、当量齿数。第五章 轮系（4学时）定轴轮系传动比的计算。周转轮系传动比的计算。混合轮系传动比的计算。轮系的应用。重点：混合轮系传动比的计算。难点：混合轮系传动比的计算。第六章 间歇运动机构（2学时）棘轮机构，槽轮机构，不

4、完全齿轮机构。第七章 平衡与调速（2学时）内容：回转体的平衡，机械速度波动的调节。第八章 机械设计概述（7学时）内容：机械零件的主要失效形式。机械零件设计的一般步骤，机械零件的工作能力和计算准则。机械零件的强度。摩擦、磨损和润滑基础。机械零件的常用材料。机械零件的工艺性、标准化第九章 联接(9学时)内容：联接的类型和应用，平键联接的选用、校核和计算。花键联接。销联接。螺纹的参数。螺旋副的受力分析、效率和自锁。常用螺纹。螺纹连接的基本类型及紧固件。螺纹连接的预紧和防松，螺栓联接的强度计算。材料及许用应力。提高螺栓联接强度的措施。重点：螺栓组联接的强度计算。难点: 螺栓组联接的强度计算。第十章 带

5、传动和链传动（5学时）内容：带传动的类型和应用。带传动的运动分析。带传动的受力分析。带的应力分析。弹性滑动与打滑。普通带传动计算。带轮结构。链传动的特点和应用。链传动运动的不均匀性。链传动的受力分析。链传动的主要参数及其选择。滚子链传动的设计计算。链传动的布置和润滑。重点：普通带传动计算。滚子链传动的设计计算。难点: 弹性滑动与打滑。链传动运动的不均匀性。第十一章 齿轮传动（10学时）内容：齿轮的失效形式及计算准则。齿轮材料及热处理。直齿圆柱齿轮的受力分析。直齿圆柱齿轮齿面接触强度及齿根弯曲强的计算。斜齿圆柱齿轮受力分析及强度计算。直齿圆锥齿轮受力分析及强度计算。齿轮的结构设计、齿轮传动的润滑

6、重点：直齿圆柱齿轮齿面接触强度及齿根弯曲强的计算。难点:斜齿圆柱齿轮受力分析及强度计算。第十二章 蜗杆传动（5学时）内容：蜗杆传动的类型和应用。蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算。蜗杆传动的受力分析和强度计算。蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算。重点: 蜗杆传动的受力分析和强度计算。蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算。难点: 蜗杆传动的受力分析和强度计算。第十三章 轴（4学时）内容：轴的功用和类型、轴的材料。轴的结构设计，轴的强度计算。轴的刚度计算。重点：轴的结构设计。难点: 轴的结构设计。第十四章 滚动轴承（6学时）内容：滚动轴承类型和特点。滚动轴承的代号。滚动轴承的失效形式。滚动轴承的选择计算。

7、滚动轴承的组合设计。重点：滚动轴承的选择计算。难点：滚动轴承的组合设计。第十五章 滑动轴承（4学时）内容：摩擦状态。滑动轴承的结构型式。轴瓦及轴承材料。润滑剂及润滑装置。非液体润滑轴承的计算。动压润滑形成原理。液体动压向心轴承设计简介。重点：非液体润滑轴承的计算。难点：雷诺方程的推导及求解。第十六章 联轴器（3学时）内容：联轴器的类型、特点和应用。联轴器的选择方法。第十七章 弹簧（2学时）内圆柱螺旋弹簧的主要参数。特性曲线。圆柱螺旋弹簧的应力与变形。教学基本要求1要求掌握的基本知识机械设计的一般知识。机构和机械零件的主要类型、性能、特点、应用。机械零件的常用材料、标准。结构工艺性。2要求掌握的

8、基本理论和方法机构的组成、工作原理和运动特性。机械零件的工作原理、简化的物理模型与教学模型、受力分析、应力分析、失效形式等。机械零件的设计计算准则：强度、刚度、耐磨、寿命、热平衡等改善载荷和应力分布不均匀的方法，提高零件疲劳强度的措施。3要求掌握的基本技能绘制机构简图,零部件的设计计算及其工作图的绘制,查阅技术资料、应用标准规范、编写技术文件等。 四、实验教学内容与要求本课程应开设实验4个，共6-8学时。实验内容为：渐开线齿廓范成或齿轮参数测定；带传动实验；齿轮效率测定；滑动轴承油膜压力分布及摩擦特性曲线测定。实验应严格要求，实验前应安指导书做好预习，每次实验学生应签到，保证实验学时，同一实验

9、台上操作人数不多于5人，以保证学生都能动手操作。实验后，每个学生要写出实验报告，实验成绩作为平时成绩的一部分。五、考核方式以平时作业和期末考试相结合的方式进行。六、成绩评定平时占15-20%左右，期末占85-80%左右。七、本课程对学生创新能力培养的措施习题内容要多样化。习题作业能起到巩固理论,掌握计算方法和技巧,提高分析问题解决问题的能力,熟悉标准,规范等作用。每次习题课内容要有所侧重。设计作业和课程设计都是培养学生设计能力的重要环节，要重视和发挥设计作业在培养设计技能方面的作用，并与理论教学、课程设计紧密结合。设计题目要灵活多样，允许学生自定题目。教师要加强指导和考核，注意培养和发挥学生的

10、独立工作能力，创新能力，创新精神和对设计平价的能力。根据具体情况，结合教学过程，更新教学内容，不断改进教方法。提倡采用计算机辅助教学（CAI）。对优化设计，可靠性设计等新学科内容，本课程只作适当简述。实验是本课程的重要组成部分。实验装置应尽量使学生观察到零件工作时的物理现象。鼓励学生多动手，多思考，每个学生写出实验报告。本课程教学环节较多，实践性较强，教学中应教育学生树立正确的设计思想、培养创造性思维。加强学习方法指导，培养自学能力，要求树立严谨、勤奋、求实、创新的学风。八、教材与参考书教材：陈良玉 王玉良机械设计基础（第一版）东北大学出版社 2000年9月参考书：杨可桢机械设计基础高教出版社

11、九、其他必要的说明1、机械设计是许多学科知识的综合应用，机械设计基础的先修课主要是机械制图、金属工艺学、工程力学、公差与技术测量、工程材料等。这些课程直接影响本课程学习的程度，机械制图应加强学生对识图、绘图、尺寸标注能力的训练，工程力学中的变应力一章应做重点讲解。2、课程中的难点重点内容应做重点讲解，基本知识可让学生自学，自学要有思考问题，教师课上提问检查，自学内容也可列入考试范围之内。对于某些现代设计方法如优化设计、可靠性设计、摩擦学设计、设计方法学等新学科内容，教师在结合具体零件作适当简介。3、习题课内容要多样化，既有理论计算，又有结构设计和工艺性方面的内容。习题作业要能起到巩固理论、掌握计算方法和技巧，加强结构和工艺性方面的训练，提高分析问题、解决问题的能力，熟悉标准、规范的应用。作业应督促学生独立完成，每次作业都要评定成绩，计分累计纳入期末总成绩。4、大型作业和课程设计是培养学生设计能力的重要环节，设计题目要灵活多样，不断更新，每个学生一个设计数据。有条件可结合专业选择实际性较强的题目，教师要加强指导和考核，注意发挥学生的独立工作能力和创新精神，注意教育学生树立正确的设计思想，培养良好的科学态