《机械设计》课程教学大纲

1、大学本科专业培养方案课程教学大纲编 码：ME04025 Code: ME04025课程名称：机械设计 Course Title: Mechanical Design课程类别：学类核心 Course category: Core Course in General Category学 分：4 Credit(s): 4开课单位：机械与运载工程学院 Offering College/School: College of Mechanical & Vehicle Engineering课程描述：本课程是为机械设计制造及自动化专业、车辆工程专业本科学生开设的重要专业核心课，主要内容包括机械设计预

2、备知识，机械连接、机械传动、轴系零部件及其它通用零部件和系统的设计。本课程的目的是让学生通过对机械系统及其零部件工作原理、结构设计和机械性能计算分析等基本理论、基本知识和基本技能的学习，掌握通用机械系统及零部件的设计原理、方法和机械设计的一般规律；具备运用标准、规范、手册、图册等有关技术资料的能力和应用计算机辅助设计的能力；掌握相关实践的方法，获得实践技能的基本训练，初步具备机械系统综合设计的能力，为专业课程学习和机械产品设计打下基础。Course description: This is a major core courses for the students in the Special

3、ty of the Mechanical Design & manufacturing and Automation, Vehicle engineering. Its mainly contents include pre-knowledge for mechanical design, design for mechanical connection, mechanical transmission, shaft parts and other common components and their systems. The objectives of the course are

4、 to enable students master the design principle and method of mechanical systems and their components, and the general law of mechanical design by means of the study of basic theories, basic knowledge and basic skills about working principle, structure design and the calculation and analysis of mech

5、anical properties.And we must possess the ability of applying standard, specification, manual, atlas and other relevant technical data and of applying computer aided design,master the methods of relevant practice, gain practical skills of basic training and the basic capability of integrated de

6、sign of mechanical system for the purposes of laying the foundation for professional course study and mechanical product design.课程内容（一）课程教学目标设置本课程是为了让机械工程类专业的学生了解机械装置的相关结构、工作原理和机械性能，获得和提升设计机械结构系统的能力。本课程对学生达到毕业要求有如下贡献： 1）通过对机械结构系统及其零部件工作原理、结构设计、机械性能计算与分析等基本理论、基本知识和基本技能的学习，基本掌握通用机械结构系统及其零部件的设计原理、方法和机械

7、设计的一般规律，具有解决机械工程问题所需的机械设计基础知识及其应用能力（毕业生能力要求1.3）。2）结合相关的工程训练、工程实践、设计竞赛等活动，培养机械系统综合设计能力，能够运用所学工程知识，设计满足特定需求的机械零部件结构系统（毕业生能力要求3.2）。3）树立正确的设计思想，了解与机械工程相关的技术标准、知识产权、产业政策和法律法规（毕业生能力要求6.1）。4）能够针对机械设计问题撰写报告和设计文稿，进行有效的口头和书面沟通与交流（毕业生能力要求10.1）。5）能够自学与机械设计相关的大量课外知识，养成自主不断学习和适应发展的终身学习能力（毕业生能力要求12.1）。（二）基本教学内容第一章

8、、绪论教学目的：了解机械的定义与作用，机械的历史、现状与发展趋势；了解机械工业的地位和作用，机械设计的工作内容和意义。教学重点：机械设计的内容。教学难点：机械设计的内涵。相应毕业要求：1.3、6.1、12.1教学内容：1、机械工业在现代化建设中的作用； 2、机械及其发展概述； 3、本课程的内容、性质与任务。学时分配：课堂教学12学时第二章、机械设计总论教学目的： 了解机器的组成、设计机器的一般程序；了解机械零件的失效形式、设计准则、设计方法；了解标准化及其意义。教学重点：机械设计的基本要求和设计准则。教学难点：机械产品的设计规律与注意事项。相应毕业要求：1.3、6.1、12.1教学内容：1、机

9、器的组成； 2、机械设计的一般程序； 3、对机械的主要要求； 4、机械零件的主要失效形式； 5、设计机械零件时应满足的基本要求及设计准则； 6、机械零件的设计方法及一般步骤； 7、机械零件的材料及其选用； 8、机械零件设计中的标准化。学时分配：课堂教学12学时第三章、机械零件的强度教学目的： 掌握材料的疲劳特性；掌握机械零件的疲劳强度计算；了解机械零件的接触强度和抗断裂强度；了解零件可靠性设计概念。教学重点：材料的疲劳特性、单向稳定变应力时机械零件的疲劳强度计算。教学难点：材料和零件的等寿命疲劳特性。相应毕业要求：1.3、3.2教学内容：1、材料的疲劳强度； 2、机械零件的疲劳强度； 3、机械

10、零件的抗断裂强度； 4、机械零件的接触强度； 5、机械零件可靠性设计简介。学时分配：课堂教学4学时第四章、摩擦、磨损及润滑教学目的：了解摩擦、磨损和润滑机理和三者之间的关系；了解润滑剂的类型和常用润滑方法；了解流体润滑原理。教学重点：润滑剂的正确选用。教学难点：摩擦与磨损的机理。相应毕业要求：1.3教学内容：1、摩擦； 2、磨损； 3、润滑剂、添加剂和润滑方法； 4、流体润滑原理简介。学时分配：课堂教学2学时第五章、螺纹连接及螺旋传动教学目的：了解连接的分类、螺纹的种类、标准连接件；掌握螺纹的基本参数、螺纹连接的类型；掌握螺纹连接的预紧与防松；掌握螺纹连接的强度计算；掌握螺栓组连接的结构设计和

11、受力分析；了解螺纹连接的材料及许用应力。教学重点：螺纹的预紧和防松方法，螺纹连接受力分析与强度计算。教学难点：螺纹组的受力分析及计算，螺栓组连接设计。相应毕业要求：1.3、3.2、6.1、12.1教学内容：1、螺纹简介； 2、螺纹连接的类型和标准连接件； 3、螺纹连接的预紧和防松； 4、螺纹组连接的设计； 5、螺纹连接的强度计算； 6、螺纹连接的材料及许用应力； 7、提高螺纹连接强度的措施； 8、螺旋传动。学时分配：课堂教学56学时第六章、键、花键、无键连接和销连接教学目的： 了解键连接的类型、结构特点、工作原理及应用；掌握平键的选择及设计计算；了解花键、销等其它连接。教学重点：平键连接设计、

12、计算与应用。教学难点：键连接的失效机理与设计计算。相应毕业要求：1.3、3.2、6.1、12.1教学内容：1、键连接； 2、花键连接； 3、无键连接； 4、销连接。学时分配：课堂教学2学时第七章、其它连接概述教学目的：了解铆接、焊接、胶接和过盈连接。教学重点：各类连接方式的选择。教学难点：焊接方法及应用。相应毕业要求：1.3、3.2、6.1、12.1教学内容：1、铆接； 2、焊接； 3、胶接； 4、过盈连接。学时分配：课堂教学1学时第八章、带传动教学目的：了解带传动的特点及应用；掌握带传动受力情况、应力分布、弹性滑动和打滑概念、V带传动的设计计算和V带轮设计；了解V带传动的张紧方法与装置。教学

13、重点：V带传动的工作情况分析，普通V带的设计计算过程和方法。教学难点：弹性滑动与打滑的概念；V带的应力分析。相应毕业要求：1.3、3.2、6.1、12.1教学内容：1、带传动的特点及应用； 2、带传动工作情况分析； 3、普通V带的设计计算； 4、V带轮的设计； 5、V带传动的张紧、安装与防护。学时分配：课堂教学45学时第九章、链传动教学目的：了解链传动的特点及应用、传动链的结构特点、滚子链轮的结构和材料；掌握链传动的运动特性和设计参数选择；了解链传动的布置、张紧与润滑。教学重点：滚子链传动的设计、运动特性分析，设计参数的选择。教学难点：多边形效应，失效形式与设计准则。相应毕业要求：1.3、3.

14、2、6.1、12.1教学内容：1、链传动的特点及应用； 2、链传动的结构特点； 3、滚子链链轮的结构和材料； 4、链传动的工作情况分析； 5、滚子链传动的设计计算； 6、链传动的布置、张紧、润滑与防护。学时分配：课堂教学23学时第十章、齿轮传动教学目的：了解齿轮传动的特点及应用；掌握齿轮传动的失效形式、失效机理及设计准则；了解齿轮的材料及选择原则；了解掌握齿轮传动的计算载荷；掌握标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算、设计参数选择；掌握标准斜齿圆柱齿轮和标准直齿圆锥齿轮的受力分析；了解标准斜齿圆柱齿轮传动和标准直齿圆锥齿轮传动的强度计算；掌握齿轮的结构设计；了解润滑方式。教学重点：失效形式与设计准则，

15、受力分析与强度计算，设计参数的选择。教学难点：齿轮的失效机理，设计参数对强度的影响。相应毕业要求：1.3、3.2、6.1、12.1教学内容：1、齿轮传动的特点及应用； 2、齿轮传动的失效形式及设计准则； 3、齿轮的材料及其选择原则； 4、直齿圆柱齿轮传动的强度计算； 5、齿轮传动的精度、设计参数与许用应力； 6、斜齿圆柱齿轮传动的强度计算； 7、直齿锥齿轮传动的强度计算； 8、齿轮的结构设计； 9、齿轮传动的润滑； 10、圆弧齿圆柱齿轮传动简介。学时分配：课堂教学78学时第十一章、蜗杆传动教学目的：了解蜗杆传动的类型、特点及应用；掌握普通圆柱蜗杆传动的主要参数、受力分析及承载能力计算；了解普通

16、圆柱蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算；掌握圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计。教学重点：蜗杆传动受力分析，强度计算和参数选择。教学难点：普通圆柱蜗杆传动的失效分析与热平衡计算。相应毕业要求：1.3、3.2教学内容：1、蜗杆传动的特点、类型及应用； 2、普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算； 3、普通圆柱蜗杆传动承载能力计算； 4、圆弧圆柱蜗杆传动设计计算； 5、普通圆柱蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算； 6、圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计。学时分配：课堂教学34学时第十二章、滑动轴承教学目的：了解滑动轴承的特点及应用、径向滑动轴承的主要结构形式；掌握滑动轴承的失效形式及常用材料、轴瓦结构、润滑剂选择；掌握

17、不完全液体润滑轴承设计计算；掌握形成动压油膜的必要条件、液体动力润滑径向滑动轴承设计计算方法及相关参数的定性选择方法。教学重点：不完全液体润滑轴承设计准则，液体动力润滑径向滑动轴承的设计计算。教学难点：液压油膜的形成机理。相应毕业要求：1.3、3.2教学内容：1、滑动轴承的特点和应用； 2、滑动轴承的主要结构形式； 3、滑动轴承的失效形式与常用材料； 4、轴瓦结构； 5、滑动轴承润滑剂的选用； 6、不完全流体润滑滑动轴承设计计算； 7、流体动力润滑径向滑动轴承设计计算； 8、其它形式滑动轴承简介。学时分配：课堂教学34学时第十三章、滚动轴承教学目的：了解滚动轴承的组成与分类；掌握常用滚动轴承的

18、主要类型及代号；了解滚动轴承的类型选择原则；了解滚动轴承工作时的受载和应力状况；掌握派生轴向力、基本额定寿命、基本额定动载荷等概念；掌握当量动载荷和滚动轴承的尺寸选择计算方法；掌握滚动轴承相关装置设计。教学重点：滚动轴承的代号及类型选择，轴承装置的设计，基本额定寿命的计算。教学难点：当量动载荷的计算，轴承的配置。相应毕业要求：1.3、3.2、6.1、12.1教学内容：1、滚动轴承的特点及应用； 2、滚动轴承的主要类型及其代号； 3、滚动轴承类型的选择； 4、滚动轴承的工作情况分析； 5、滚动轴承尺寸及精度的选择； 6、轴承装置设计。学时分配：课堂教学56学时第十四章、联轴器与离合器教学目的：了

19、解联轴器的种类和特性；掌握联轴器的选择原则；了解离合器基本结构及工作原理。教学重点：常用联轴器的结构特点和应用。教学难点：联轴器的合理选用。相应毕业要求：1.3教学内容：1、联轴器的种类和特性； 2、联轴器的选择； 3、离合器 4、其它类型联轴器和离合器介绍。学时分配：课堂教学12学时第十五章、轴教学目的：掌握按照承受载荷的不同轴的分类；了解轴的材料选用原则；掌握轴系结构设计；掌握轴的弯扭合成强度计算方法。教学重点：按承载情况对轴进行分类，阶梯轴结构设计与强度计算。教学难点：轴系结构设计。相应毕业要求： 2.2、3.2教学内容：1、轴的类型； 2、轴的结构设计； 3、轴的计算。学时分配：课堂教

20、学34学时第十六章、其它综合教学目的：了解弹簧的基本类型；机座和箱体的设计；减速器和变速器的类型与选用。教学重点：弹簧的参数计算，机座和箱体的设计过程。教学难点：箱体类零件的结构设计。相应毕业要求：1.3教学内容：1、弹簧类型、选用及计算； 2、机座和箱体设计； 3、减速器设计。学时分配：课堂教学12学时考核方式机械设计考核及成绩评定方式最终成绩由平时作业成绩（含小论文、平时测验）、期中考试成绩、期末考试成绩、实验课成绩、小班讨论课成绩等组合而成，并可获得创新实践（含课题训练）加分。各部分所占比例如下：l）平时作业成绩：10%。主要考核对每堂课知识点的复习、理解和掌握程度，方式包括布置作业、小

21、论文、平时测验等。小论文主要考核发现、分析和解决问题的能力，以及口头及文字表达能力。对应考核能力要求1.3、3.2、6.1、10.1、12.1。2）期中考试成绩：10%。主要考核前半阶段对知识点的掌握程度。对应考核能力要求1.3、3.2、12.1。3）期末考试成绩：50%。主要考核基本概念、基本分析、计算方法的掌握程度。采用闭卷考试形式，在考试周内进行。题型为选择题、填空题、判断题、问答题（含简答题）、计算题、结构改错题、综合分析题等。对应考核能力要求1.3、3.2、12.1。4）实验课成绩：10%。主要考核对教学环节中安排的各次实验课的态度、实验过程、实验数据处理、实验报告撰写的完成质量，由

22、实验指导教师给出该项成绩。对应考核能力要求1.3、3.2、10.1、12.1。5）小班讨论课成绩：10%。任课教师拟订题目或学生可自拟题目，根据提出的题目撰写PPT等汇报资料，并进行公开宣讲、讨论和答辩，最后根据教师评分、助教评分、自评分和交叉评分评定出综合成绩。对应考核能力要求1.3、3.2、6.1、10.1、12.1。6）课题训练及创新实践（含课题训练）：10%。课题训练指教师布置的、与本课程知识关系紧密的实践活动，如设计制作模型、实物拆装与改进设计、结构设计训练等；创新实践指学生参与学校和社团组织的、和专业相关的竞赛活动，如机械创新设计大赛、SIT训练计划、挑战杯赛等。学生需至少参与其中

23、一项，以参与项的结果计分。对应考核能力要求1.3、3.2、6.1、10.1、12.1。 持续改进方法1、扩大将身边机械引入教学中的比例，通过对身边机械展开剖析，使学生更易获得感性认识、更生动亲切。 2、探索案例教学、项目式教学的教学方法改革，利用项目将诸多离散的知识点有机串接起来，并借此引导学生学习工程实际中系统解决实际问题的思路、方法和过程。 3、适度引入科研过程中的实际案例进入课堂教学，采取设问、引导、质疑、讨论、经验和教训介绍、总结等方法，培养学生从事科研工作所必须的应变和甄别能力、复合型（甚至跨学科）知识结构、分析和解决问题的综合素养等。 4、外延课堂，利用课余时间给学生展示通过网络搜集、实拍、共享等得到的相关教学资源，尽量直观、通俗、生动、趣味性强，使学生在轻松愉悦的心态下学到知识。 5、提高教学效率，对带传动、链传动、齿轮传动设计等大型、且有较为明朗的解题过程的教学内容，制作详细、权威、规范的解题模板，要求学生按照模板的格式和过程完成布置的大型作业，以尽量避免在课堂教学占用较多的宝贵时间。 6、与时共进，及时采用先进的教学手段、方法和教学理念。 7、从质和量的方面合理分配各章节习题、重要章节的