6机械设计A1大纲2010

1、机械设计A1课程教学大纲课程代码： 010011010课程英文名称： Machine Design （ A1） 课程总学时： 48 讲课： 48 实验： 0 上机： 0 适用专业：机械设计制造及其自动化 车辆工程 交通运输 热能与动力工程 大纲编写（修订）时间： 2010.7一、大纲使用说明（一）课程地位及教学目标机械设计 A1 是机械类专业的一门主干技术基础课程，在学生的知识、能力和素质培养体系 中，占有十分重要的地位。 本课程的任务是使学生掌握机构学和机器动力学的基本理论、 基本知 识和基本技能， 学会常用机构的分析和综合方法， 并具有进行机械系统运动方案设计的初步能力。 在培养机械类高级

2、工程技术人才的全局中， 本课程为学生从事机械方面的设计、 制造、 研究和开 发奠定重要的基础，具有增强学生适应机械技术工作能力的重要作用。（二）知识、能力、技能方面的基本要求机械设计 A1 是一门概念性强，应用灵活的课程，要求明确机构、机构压力角、机构倒置、 自锁、死点、基本机构、基本参数、尺寸等基本知识点的概念。熟练掌握运动分析、结构分析、 力分析的方法； 熟练掌握主要机构的设计步骤和方法； 熟练掌握速度波动调节的方法和计算。 能 够设计一个简单机械装置的传递方案，包括机构综合和尺寸设计。（三）实施说明机械设计 A1 课程，除课堂理论教学外，还包含了实验教学及课程综合设计两大实践性教学 内容

3、，后两者已独立设课，单独记分，将单独编写教学大纲。本大纲为机械设计A1 课程理论教学的大纲。 本课程在教学过程中， 采用理论与实践结合的教学模式， 加强学生实践能力和自学能 力的培养。根据教学进程安排 1-2 次课程大作业，部分内容可以安排学生自学。（四）对先修课的要求 本课程应在高等数学、工程制图、大学物理、理论力学等课程之后开出，理论力学应特别讲清楚速度瞬心、相对运动原理、点的复合运动、动能定理等概念。（五）对习题、实践环节的要求课后作业要少而精， 但对重要概念和基本方法要尽量覆盖面宽。 课程实验部分和课程设计部 分均单独设课，单独考核，具体要求见相关大纲。（六）课程考核方式1、考核方式：

4、闭卷考试和平时考核相结合2、考核目标：机构的组成和结构、常用机构的分析与设计、机械系统的动力学基础等问题3、成绩构成：平时成绩（占 20%），期末考试（占 80%）（七）参考书目机械原理，孙桓 陈作模 葛文杰编，高等教育出版社， 2006 年机械原理 ，申永胜主编，清华大学出版社， 1999 年二、中文摘要机械设计 A1 是机械类专业的一门主干技术基础课程。本课程主要研究机构的组成原理、各 种常用机构的运动及动力性能分析与设计方法、 机构运动学及机器动力学和机械传动系统方案设 计等基本问题。本课程的目的和任务是使学生达到可以解决中等复杂程度的机构运动设计问题，并具备拓展机械设计知识，解决相应的

5、机械设计实际问题的能力。三、课程学时分配表序号教学名称学时讲课实验上机1机构的结构分析881.1机构的组成221.2机构运动简图221.3机构自由度的计算221.4机构的组成原理及机构分析222平面机构的运动分析222.1瞬心法求机构的速度223平面连杆机构及其设计663.1连杆机构特点，四杆机构类型及应用223.2四杆机构的基本知识223.3平面四杆机构的设计224凸轮机构及其设计664.1凸轮机构的应用分类114.2推杆的运动规律224.3凸轮轮廓曲线的设计224.4凸轮机构基本尺寸的确定115齿轮机构及其设计12125.1齿轮机构类型及渐开线齿廓曲线225.2渐开线标准齿轮的基本参数几何

6、尺寸225.3直齿圆柱齿轮的啮合传动225.4渐开线齿轮的切制及变位齿轮225.5斜齿圆柱齿轮传动225.6直齿圆锥齿轮传动及蜗轮蜗杆传动226齿轮系及其设计446.1齿轮系及定轴轮系传动比226.2周转轮系、复合轮系传动比227其它常用机构228机械系统动力学668.1机械的平衡228.2机械的运转及运动方程式228.3机械的周期性速度波动调节229机械传动系统的方案设计22合计4848四、教学内容及基本要求第 1 部分 机构的结构分析总学时 （单位：学时 ）:8 讲课:8 实验 :0 上机 :0第 1.1 部分 机构的组成（讲课 2 学时）具体内容 :1 ）明确本课程的研究对象、内容、学习

7、方法等；2 ）掌握机器、机构、构件、运动副等基本概念。第 1.2 部分 机构运动简图（讲课 2 学时）具体内容 :1 ）掌握构件、运动副的表达形式；2 ）熟练掌握机构运动简图的绘制方法。第 1.3 部分 机构自由度的计算（讲课 2 学时）具体内容 :1 ）掌握机构具有确定运动的条件；2）熟练掌握平面机构自由度的计算公式；3 ）掌握机构自由度计算时的注意事项。第 1.4 部分 机构的组成原理及机构分析（讲课 2 学时） 具体内容 :1 ）掌握平面机构的组成原理；2）掌握平面机构的结构分类，掌握基本杆组的构成及应用意义；3）能熟练进行平面机构的高副低代；4 ）熟练掌握机构的结构分析，并能准确判定机

8、构的级别。重 点： 机构运动简图的绘制、机构自由度的计算、机构的结构分析 难 点：机构运动简图的绘制、及计算自由度时虚约束的考虑习 题： 机构运动简图的绘制、机构的自由度计算；机构的结构分析 第 2 部分 平面机构的运动分析总学时 （单位：学时 ）:2 讲课:2 实验 :0 上机 :0第 2.1 部分 瞬心法求机构的速度（讲课 2 学时） 具体内容 :1 ）正确理解速度瞬心的基本概念；2）掌握速度瞬心位置的确定方法；3 ）熟练掌握用速度瞬心法对平面机构进行速度分析。重 点： 速度瞬心的概念；速度瞬心法对平面机构进行速度分析难 点： 速度瞬心位置的确定方法，利用速度瞬心法对平面机构进行速度分析

9、习 题：速度瞬心位置的确定，利用瞬心对平面机构进行速度分析第 3 部分 平面连杆机构及其设计总学时 （单位：学时 ）:6 讲课:6 实验 :0 上机 :0第 3.1 部分 连杆机构特点，四杆机构类型及应用（讲课2 学时）具体内容 :1 ）了解平面连杆机构的组成及其主要优缺点；2）掌握平面四杆机构的基本型式；3）掌握平面四杆机构的演化方法和演化型式；4 ）了解平面连杆机构的应用情况。第 3.2 部分 四杆机构的基本知识（讲课 2 学时）具体内容 :1 ）掌握铰链四杆机构有曲柄条件；2）掌握四杆机构的机会运动和行程速比系数；3）掌握四杆机构的传动角和死点。第 3.3 部分 平面四杆机构的设计（讲课

10、 2 学时）具体内容 :1 ）了解四杆机构设计的基本问题；2）掌握按连杆位置、连架杆对应位置、急回特性等要求设计平面四杆机构的基本方法；3）了解解析法设计四杆机构的基本思想。重 点： 四杆机构的类型；四杆机构的基本特性；四杆机构的设计方法；难 点： 有关机构倒置的问题、平面四杆机构的运动设计习 题： 有关平面四杆机构的传动角、压力角、急回运动、曲柄存在条件等的分析计算；四杆机构的 设计问题第 4 部分 凸轮机构及其设计总学时 （单位：学时 ）:6 讲课:6 实验 :0 上机 :0第 4.1 部分 凸轮机构的应用分类（讲课 1 学时）具体内容 :1）了解凸轮机构的应用、组成；2）了解凸轮机构的类

11、型、特点及功能。第 4.2 部分 推杆的运动规律（讲课 2 学时）具体内容 :1）掌握推杆的运动规律基本形式及其特点；2）了解推杆运动规律的选择和组合原则。第 4.3 部分 凸轮轮廓曲线的设计（讲课 2 学时）具体内容 :1）掌握凸轮廓线设计方法的基本原理；2）掌握图解法设计凸轮廓线；3）了解解析法设计凸轮廓线。第 4.4 部分 凸轮机构基本尺寸的确定（讲课 1 学时）具体内容 :1）掌握凸轮机构中的作用力情况和压力角的选择；2）掌握确定凸轮基圆半径的原则；3） 掌握凸轮滚子半径、平底推杆尺寸的选择原则。重 点：凸轮基圆半径与压力角及自推杆常用运动规律的特点及其选择原则， 凸轮轮廓曲线的设计，

12、 锁的关系难 点：凸轮廓线设计中所应用的“反转法”原理，压力角及自锁习 题：凸轮机构的分析，凸轮机构的设计第 5 部分 齿轮机构及其设计总学时 （单位：学时 ）:12 讲课 :12 实验 :0 上机:0第 5.1 部分 齿轮机构类型及渐开线齿廓曲线（讲课 2 学时）具体内容 :1）了解齿轮机构的类型、特点及应用场合；2 ）掌握平面齿轮机构的齿廓啮合基本定律；3）掌握渐开线齿廓及其啮合特点。第 5.2 部分 渐开线标准齿轮的基本参数几何尺寸（讲课 2 学时） 具体内容 :1）了解齿轮各部分的名称、符号；2 ）熟练掌握渐开线齿轮的基本参数；3）熟练掌握渐开线齿轮的几何尺寸计算。第 5.3 部分 直

13、齿圆柱齿轮的啮合传动（讲课 2 学时）具体内容 :1）掌握渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件；2 ）熟练掌握渐开线直齿圆柱齿轮的中心距和啮合角的关系；3）深入理解一对齿轮的啮合过程；4）熟练掌握渐开线直齿圆柱齿轮的连续传动条件。第 5.4 部分 渐开线齿轮的切制及变位齿轮（讲课 2 学时）具体内容 :1）了解渐开线齿轮的范成原理；2 ）掌握渐开线齿轮的根切、最小齿数、变位齿轮传动概念；3）了解渐开线直齿圆柱齿轮机构的传动类型及特点；4）了解变位齿轮的设计计算过程。第 5.5 部分 斜齿圆柱齿轮传动（讲课 2 学时）具体内容 :1）了解平行轴斜齿圆柱齿轮机构的特点；2 ）掌握平行轴斜齿圆柱齿轮机构

14、的基本参数和几何尺寸计算；3）掌握平行轴斜齿圆柱齿轮机构的啮合传动；4）了解斜齿轮当量齿轮和当量齿数的概念。第 5.6 部分 直齿圆锥齿轮传动及蜗轮蜗杆传动（讲课2 学时）具体内容 :1）了解直齿圆锥齿轮机构和蜗轮蜗杆机构的特点；2）了解直齿圆锥齿轮机构的背锥及当量齿轮的概念；3）掌握直齿圆锥齿轮机构的基本参数和几何尺寸计算；4）了解蜗轮蜗杆机构的基本参数和几何尺寸计算。重 点：渐开线直齿圆柱齿轮外啮合传动的基本理论和设计计算。斜齿轮和锥蜗杆蜗轮难 点： 一对轮齿的啮合过程； 变位齿轮的概念； 根切产生的原因及不发生根切的条件， 齿轮的当量齿轮和当量齿数。习 题： 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动

15、及变位齿轮的设计计算， 有关斜齿圆柱齿轮机构、 机构、圆锥齿轮机构的设计计算第 6 部分 齿轮系及其设计 总学时 （单位：学时 ）:4 讲课:4 实验 :0 上机 :0第 6.1 部分 齿轮系及定轴轮系传动比（讲课 2 学时） 具体内容 : 1）掌握齿轮系的分类及应用情况；2）掌握定轴轮系传动比的计算方法。第 6.2 部分 周转轮系、复合轮系传动比（讲课 2 学时） 具体内容 :1）掌握周转轮系和混合轮系传动比的计算方法；2）了解轮系的功能、应用和设计时应注意的主要问题。重 点： 轮系的传动比计算难 点： 复合轮系传动比计算、轮系设计时应注意的主要问题习 题： 各种轮系传动比的计算第 7 部分

16、 其它常用机构 总学时 （单位：学时 ）:2 讲课:2 实验 :0 上机 :0 具体内容 : 1）了解棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构等间歇机构的运动原理 ；2）了解机构的组合方式与组合机构，组合机构的类型及功能及设计方法。重 点： 间歇机构的运动原理，组合机构的类型难 点： 间歇机构的运动原理，组合机构的设计习 题： 组合机构的设计第 8 部分 机械系统动力学 总学时 （单位：学时 ）:6 讲课:6 实验 :0 上机 :0第 8.1 部分 机械的平衡（讲课 2 学时） 具体内容 : 1）了解机械平衡的目的和内容2）掌握刚性转子静平衡、动平衡的原理和计算方法；3）了解刚性转子的平衡实验及转子的许用不平衡量。4）了解平面机构平衡的基本概念。重 点： 刚性转子静、动平衡的原理和方法、难 点：刚性转子动平衡概念的建立习 题：刚性转子的动、静平衡设计计算第 8.2 部分 机械的运转及运动方程式（讲课 2 学时） 具体内容 :1）了解作用在机械上的力及机械的运转过程； 2）理解单自由度机械系统等效动力学模型的概念及建立方法；3）了解机械运动方程式的建立及求解。第 8.3 部分 机械的周期性速度波动调节（讲课 2 学时） 具体内容 :1）了解产生周期性速度波动的原因；2）掌握机械周期性速度波动的调节原理；3）熟练掌握飞轮转动惯量的近似计算方法。重 点： 等效的概念，周期性速度波动的调节原