《机械设计基础》教学大纲

1、机械设计基础教学大纲一、课程基本信息英文名称Foundamentals of Mechanical Designing课程代码课程性质大类基础课授课对象建筑环境设备与能源应用专业学 分3学分学 时54主讲教师修订日期2021.6指定教材机械设计基础杨可桢 第七版高等教育出版社二、课程目标（一）总体目标：本课程是一门大类基础课程，通过综合运用高等数学与理论力学等前期专业课程，来解决简单的零件与装置的设计问题。通过学习常用机构的原理、组成及其特点，掌握通用机械设计的常用方法，通过学习通用零件的原理、结构和特点，掌握通用机械零件的选用与设计方法，通过本门课学习学生可以系统了解机械设计的基本设计理论和

2、基本设计方法，获得运用标准、规范与手册解决设计问题的训练，通过本课程的教学能够使学生具备下列能力：1. 能够通过学习常用机构的原理、组成及其特点，结合数学、力学与工程设计规范，掌握宏观与微观机构设计的一般原理与方法，有利于培养表达建筑环境设备与能源应用领域的复杂问题的基本能力。（支撑毕业要求指标点 1-1）2.通过复杂机构运动学与动力学分析，使学生具备对机构设计中关键环节与基本要素的理解，有利于培养学生运用数学、自然科学及工程科学表达建筑环境设备与能源应用领域复杂问题的关键环节和基本力。（支撑毕业要求指标点 2-1）3. 通过机械零件设计与制造等相关知识的学习，使学生理解工艺流程中设计与制造的

3、统一性，有利于培养学生根据设计/开发目标，设计建筑环境设备、表征应用的工艺流程或技术路线的基本能力。（支撑毕业要求指标点 3-1）（二）课程目标：通过本课程的学习和课程设计实践，可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。课程目标1：1能将数学、自然科学、工程基础和专业知识，用于概念化表达建筑环境设备与能源应用领域的复杂问题。课程目标2：1能应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，辨识和表述建筑环境设备与能源应用领域复杂问题的关键环节和基本要素。课程目标3：1.能根据设计/开发目标，设计建筑环境设备与能源应用合成、表征及应用的工艺流程或技术路线。

4、（三）课程目标与毕业要求、课程内容的对应关系（小四号黑体）表1：课程目标与课程内容、毕业要求的对应关系表（五号宋体）课程目标课程子目标对应课程内容对应毕业要求课程目标11.能将数学、自然科学、工程基础和专业知识，用于概念化表达专业应用领域的复杂问题。第一章到第四章1工程知识课程目标21能应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，辨识和表述专业应用领域复杂问题的关键环节和基本要素。第五章到第八章2.问题分析课程目标31.能根据设计/开发目标，设计专业应用合成、表征及应用的工艺流程或技术路线。第九章到第十八章3.设计/开发解决方案三、教学内容绪论第一章机构运动简图及自由度的计算（支撑课程目标1）1.

5、教学目标：掌握运动简图的绘制，自由度的就是2.教学重难点：平面机构自由度的计算、平面机构运动简图的绘制。3.教学内容：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。4.教学方法 ：理论教学结合实践性教学5.教学评价：独立完成课后作业及实践性教学作业第二章平面连杆机构（支撑课程目标1）1.教学目标：通过学习连杆机构的基本知识，掌握铰链四杆机构的特性，平面四杆机构的设计2.教学重难点：铰链四杆机构曲柄存在条件。3教学内容：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。4.教学方法 ：理论教学结合实践性教学5

6、.教学评价：独立完成课后作业及实践性教学作业第三章凸轮机构（支撑课程目标1）1.教学目标：通过学习凸轮机构的基本知识，掌握凸轮机构的设计2.教学重难点：凸轮机构的类型、凸轮机构的设计。3教学内容：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。4.教学方法 ：理论教学结合实践性教学5.教学评价：独立完成课后作业及实践性教学作业第四章齿轮机构（支撑课程目标1）1.教学目标：通过齿轮机构的特点、齿廓啮合基本定律的学习，掌握渐开线齿轮的几何尺寸计算2.教学重难点：齿轮各部分名称及渐开线齿轮的几何尺寸计算，当量齿轮、当量齿数，背锥、当量齿数。3教学内容：齿轮机构的特点和类型*齿廓啮合基本定律

7、。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。4.教学方法 ：理论教学结合实践性教学5.教学评价：独立完成课后作业及实践性教学作业第五章轮系（支撑课程目标2）1.教学目标：通过定轴轮系的学习，掌握定轴轮系传动比的计算2.教学重难点：混合轮系传动比的计算。3教学内容：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。4.教学方法 ：理论教学结合实践性教学5.教学评价：独立完成课后

8、作业及实践性教学作业第六章间歇运动机构（支撑课程目标2）1.教学目标：通过各机构的工作原理的学习，了解各机构的基本应用2.教学重难点：棘轮机构3教学内容：棘轮机构，槽轮机构，不完全齿轮机构4.教学方法 ：理论教学5.教学评价：独立完成课后作业第七章机械运转速度波动的调节（支撑课程目标2）1.教学目标：通过学习了解机械速度波动的调节方法2.教学重难点：机械速度波动的调节3教学内容：机械速度波动的调节4.教学方法 ：理论教学5.教学评价：独立完成课后作业第八章回转体的平衡（支撑课程目标2）1.教学目标：通过学习了解回转体的平衡的基本方法2.教学重难点：回转体的平衡。3教学内容：回转体的平衡。4.教

9、学方法 ：理论教学5.教学评价：独立完成课后作业第九章机械设计概述（支撑课程目标3）1.教学目标：通过学习让学生了解机械零件的主要失效形式，让学生掌握机械零件设计的一般步骤，学会使用手册来解决设计问题2.教学重难点：机械零件的主要失效形式，机械零件设计的一般步骤。3教学内容：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。4.教学方法 ：理论教学5.教学评价：独立完成课后作业第十章联接(支撑课程目标3)1.教学目标：通过学习让同学了解联接的类型和应用，掌握螺纹连接的基本类型及紧固件

10、，螺纹连接的预紧和防松，螺栓联接的强度计算。2.教学重难点：螺栓组联接的强度计算3教学内容：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。4.教学方法 ：理论教学5.教学评价：独立完成课后作业第十一章齿轮传动（支撑课程目标3）1.教学目标：通过运用设计手册，掌握直齿圆柱齿轮齿面接触强度及齿根弯曲强的计算2.教学重难点：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。3教学内容：齿轮的失效形

11、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4.教学方法 ：理论教学与实践性教学相结合5.教学评价：独立完成课后作业与实践性作业第十二章蜗杆传动（支撑课程目标3）1.教学目标：通过学习了解蜗杆传动的类型和应用，了解蜗杆传动的受力分析和强度计算2.教学重难点：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、蜗杆传动的受力分析和强度计算。3教学内容：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。

12、蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算。4.教学方法 ：理论教学5.教学评价：独立完成课后作业第十三章带传动和链传动（支撑课程目标3）1.教学目标：通过对普通平带与普通带传动的运动分析学习，掌握带传动的受力分析与普通带传动设计计算2.教学重难点：普通带传动计算。滚子链传动的设计计算。弹性滑动与打滑。链传动运动的不均匀性。3教学内容：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。4.教学方法 ：理论教学实践性教

13、学相结合5.教学评价：独立完成课后作业与实践性作业第十四章轴（支撑课程目标3）1.教学目标：通过学习轴的轴的功用和类型、轴的材料，掌握轴的结构设计，轴的强度计算2.教学重难点：轴的结构设计、轴的强度计算。3教学内容：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4.教学方法 ：理论教学5.教学评价：独立完成课后作业第十五章滑动轴承（支撑课程目标3）1.教学目标：通过学习了解滑动轴承的结构型式，了解轴承的润滑原理2.教学重难点：非液体润滑轴承的计算，雷诺方程的推导及求解3教学内容：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

14、成原理。液体动压向心轴承设计简介。4.教学方法 ：理论教学5.教学评价：独立完成课后作业第十六章滚动轴承（支撑课程目标3）1.教学目标：通过学习了解滚动轴承类型和特点，了解滚动轴承的代号2.教学重难点：滚动轴承的选择计算，滚动轴承的组合设计。3教学内容：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。滚动轴承的组合设计。4.教学方法 ：理论教学5.教学评价：能够完成部分课后作业第十七章联轴器（支撑课程目标3）1.教学目标：通过对联轴器的类型、特点和应用的学习，了解联轴器的选择方法2.教学重难点：联轴器的选择方法。3教学内容：联轴器的类型、特点和应用。联轴器的选择方法

15、。4.教学方法 ：理论教学5.教学评价：能够完成部分课后作业第十八章弹簧（支撑课程目标3）1.教学目标：通过对内圆柱螺旋弹簧的主要参数的学习，了解圆柱螺旋弹簧的应力与变形情况2.教学重难点：内圆柱螺旋弹簧的主要参数。3教学内容：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。4.教学方法 ：理论教学5.教学评价：能够完成部分课后作业。复习四、学时分配表2：各章节的具体内容和学时分配表章节章节内容学时分配第一章绪论机构运动简图及自由度的计算6学时第二章平面连杆机构4学时第三章凸轮机构4学时第四章齿轮机构4学时第五章轮系4学时第九章机械设计概述4学时第十章联接4学时第十一章齿轮传动4

16、学时第十二章蜗杆传动2学时第十三章带传动和链传动6学时第十四章轴4学时第十五章滑动轴承2学时第十六章滚动轴承2学时第十七章联轴器2学时复习2学时五、教学进度表3：教学进度表周次日期章节名称内容提要授课时数作业及要求备注1绪论1、机构运动简图及自由度的计算本课程学习方法、运动简图绘制3无21、机构运动简图及自由度的计算自由度的计算3习题1、232、平面连杆机构运动特性分析3无42、平面连杆机构、3、凸轮机构运动特性分析、分类3习题1、253、凸轮机构4、齿轮机构凸轮设计3习题1、264、齿轮机构特性分析3习题1、275、轮系传动比计算3无85、轮系、9、机械设计概述机械设计步骤3习题1、299、

17、机械设计概述、10、联接联接分类3无1010、联接强度计算3习题1、21111、齿轮传动强度计算3无1211、齿轮传动12、蜗杆传动强度计算3习题1、21313、带传动和链传动带传动设计3无1413、带传动和链传动链传动分析3习题1、21514、轴强度设计3无1614、轴15、滑动轴承结构设计3习题1、21716、滚动轴承17、联轴器特点分析3无1817、联轴器、复习3无六、教材及参考书目1机械设计基础主编 杨可桢 第七版高等教育出版社七、教学方法1讲授法，主要理论内容用讲授法进行2实践教学法，根据学校条件可以进行实践实验教学，对讲授法进行补充八、考核方式及评定方法（一）课程考核与课程目标的对应关系表4：课程考核与课程目标的对应关系表课程目标考核要点考核方式课程目标1课程理论知识的理解与消化作业、实验课程目标2课程工程知识的运用作业、实验课程目标3课程设计知识的运用作业、实验（二）评定方法1评定方法平时成绩：40%，期末考试60%2课程目标的考核占比与达成度分析表5：课程目标的考核占比与达成度分析表考核占比课程目标平时期中期末总评达成度课程目标140%40%课程目标1达成度=0.4平时目标1成绩+0.4期末目标1成绩/目标1总分。课程目标2达成度=0.3平时目标2成绩+0.3期末目标2成绩/目标2总分。课程目标3达成度=0.3平时目标3成绩+