《机械设计》课程教学大纲

1、PAGE PAGE - 8 -本科生课程大纲课程名称机械设计（Mechanical Design）课程代码081202101225课程属性学科基础课时/学分64/3.5课程性质必修实践学时16责任教师课外学时16课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修、选修一、 课程介绍 1.课程描述：机械设计是机械设计制造及其自动化专业的核心课程，是一门论述通用机械零部件在满足包括海洋特殊环境在内的环境条件下工作需求的设计原理、设计方法和设计规律的必修课程。课程主要内容包括联接件、传动件、轴系零部件、基座和箱体等零部件的设计准则、设计方法及设计步骤、校核与分析等内容。结合实

2、验、设计性大作业等实践教学环节，培养学生解决工程实践问题中的机械设计能力，为学生进一步学习相关专业课程和日后从事机械设计工作打下良好的基础。2.设计思路：依据2016版机械设计制造及其自动化专业人才培养方案，对应毕业生应具备的知识和能力相关要求，本课程在课堂讲授教学内容方面应着重基本知识、基本理论和基本方法，在培养学生实践能力方面应着重设计技能的基本训练，同时注意培养学生正确的设计思想和严谨的工作作风，提高学生对机械技术工作的适应性，培养其开发创新能力，并能够使用合适的管理体系，协调组织任务，合理调配资源，提升工作质量和效率。课程对应的毕业生能力支撑矩阵要求见下表。序号课程内容机械设计制造及其

3、自动化专业毕业生能力要求1.41.62.12.22.32.53.13.23.33.51机械设计总论2联接件、传动件、轴系零部件、基座和箱体等零部件设计3课程实验教学4设计性大作业具体要求学生掌握以下专业知识和技能：（1）掌握机械设计原理与方法，并可应用于机械零部件设计过程中的计算、分析、研究，并在设计环节中体现创新意识。（2）能够针对满足实用性、可靠性、稳定性等要求，研究分析机械零部件的强度、刚度、稳定性、可靠性、振动、腐蚀等问题，并可获得有效结论。（3）能够设计满足陆上及水下作业等特定工作环境，及轻量化、智能化、美观化等特定要求的机械部件，同时考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。

4、（4）掌握常见机械产品所用制造技术与材料的种类、牌号、性能、加工方法及其适用场合，在设计过程中能综合考虑使用环境、材料与零部件选择、加工方法及成本、装配、控制、通讯、搬运等工程设计要素。（5）能够在团队中发挥骨干作用；具有一定的组织管理能力、较强的自我控制能力和人际交往能力，能以机械为主体整合与其相关的多个领域；具有较强的适应能力，自信、灵活地处理新的人际环境和职场环境。（6）掌握文献检索、资料查询及运用现代信息技术跟踪并获取信息的方法，并能够就复杂机械工程问题与业界同行及社会公众使用工程技术语言和通俗易懂的方式进行有效沟通和交流，包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令。（7）了

5、解机械行业国际和国内相关的开发、设计、管理和质量标准及其管理和保证体系，并能够使用合适的管理体系，协调组织任务，合理调配资源，提升工作质量和效率。3. 课程与其他课程的关系：先修课程：画法几何与机械制图、理论力学、材料力学、机械原理、工程材料。在上述课程知识基础上，以解决机械设计问题为目标，培养学生的工程设计能力，并为后期专业课程的学习及毕业设计奠定基础。二、课程目标本课程的目标是培养学生的工程观点和工程设计能力，达到华盛顿公约要求的国际工程师认证标准，培养符合国家经济建设需要的工程技术人才。（1）使学生掌握设计和选用通用机械零部件的基本理论、方法和机械设计的一般规律，具有设计机械传动装置和简

6、单机械的能力；（2）树立正确的设计思想，培养理论联系实际、调查研究、刻意创新的作风，以及解决机械设计问题的能力，了解国家当前的有关技术经济政策；（3）培养学生具有运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料的能力、计算能力、绘图能力和计算机辅助设计能力；（4）使学生掌握典型零件的实验方法，轴系结构与传动件的设计及组合并获得实验技能的基本训练，培养学生具有实验研究的初步能力和工程实践能力；（5）使学生对机械设计的新发展有所了解，并根据学科发展动态，对课程内容作必要调整；（6）培养学生在机械设计方面具有市场经济意识和创新能力。三、学习要求机械设计是机械制造及其自动化专业核心专业基础课程，涉及到力学

7、、数学、化学、工程与技术等诸多学科综合，是培养学生成为合格工程师所必备的理论基础和专业技能的教育课程。该课程具有实践性强的特点，因此在校期间不仅要培养扎实的理论基础和实践能力，而且要有意识地参与现实工程实践，例如寻找机会参观工厂、参观展览会、完成实验并撰写报告等。要完成以上学习任务，学生必须： （1）按时上课、认真听讲，积极参与课堂讨论及典型案例分析。本课程将包含课下作业、讨论、课下设计性大作业等活动。 （2）保质保量的按时完成课程作业，选择典型题目作课堂讨论，提升学习效果。 （3）根据实际情况，以3-5人小组为单位，通过参观工厂、参观展览会、市场调研等，自行确定机械产品设计开发方案、装备技术

8、发展等主题，讨论完成技术报告并作交流讨论。本课程重视、奖励参与科研活动中提炼的机械设计技术问题及其形成的完整报告。 （4）完成规定的实验并撰写实验报告。（5）完成设计性大作业，包括设计图纸和撰写设计说明书。四、教学内容（一）课堂教学内容内容顺序主题计划课时主要内容概述1.机械设计总论绪论1机器的基本组成要素；课程的特点、内容、性质与任务。机械零件的设计基础2设计机器的一般程序及主要要求；机械零件的主要失效形式和基本设计要求、设计准则；材料及其选用原则；零件设计中的标准化及现代设计方法。机械零件的强度3载荷与应力的分类；材料的疲劳特性；机械零件的疲劳强度计算；机械零件的接触强度；机械零件的抗断裂

9、强度；机械零件的刚度及动态特性；机械零件的可靠性设计。2. 摩擦学基础摩擦、磨损及润滑概述2摩擦、磨损和润滑的基础知识，润滑剂及添加剂。3. 联接设计螺纹联接和螺旋传动6螺纹；螺纹联接的类型及标准件；预紧和防松；单个螺栓联接的强度计算，螺栓组设计要点。螺纹联接的强度计算；螺纹联接件的材料及许用应力；提高螺纹联接强度的措施；螺旋传动。轴毂联接2键联接；花键联接；无键联接；销联接及其它联接简介。4. 传动设计带传动3传动类型、特点的综述；带传动的分类及特点；带传动工作情况分析；带传动设计计算；带轮设计；带传动的张紧、安装与防护。链传动3链传动的特点及应用；传动链的结构特点；滚子链链轮的结构和材料；

10、链传动的工作情况分析；滚子链传动的设计计算；链传动的布置、张紧、润滑和防护。齿轮传动6齿轮传动概述；失效形式及设计准则；材料及其选用原则；齿轮传动的计算载荷；圆柱直齿轮传动强度计算；圆柱斜齿轮强度计算；标准锥齿轮传动的强度计算；齿轮传动的设计参数、许用应力和精度选择；齿轮的结构设计；齿轮传动的润滑。蜗杆传动2蜗杆传动的类型；普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算；普通圆柱蜗杆传动承载能力的计算；圆弧圆柱蜗杆传动的设计计算；普通圆柱蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算；圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计。5. 轴系设计滑动轴承4概述，滑动轴承的结构和轴瓦材料，非液体摩擦轴承设计计算，流体动压轴承简介，液体动

11、压滑动轴承的计算要点，多油楔动压轴承简介。滚动轴承6滚动轴承的构造、类型、代号及其类型选择，滚动轴承的承载能力计算，轴系部件结构、润滑与密封。联轴器、离合器及制动器2联轴器、离合器及制动器的类型、应用及选择。轴3轴的概述，轴的结构设计，轴的强度及刚度计算。8. 弹簧设计弹簧2概述，材料及许用应力，圆柱螺旋弹簧设计。9. 机座和箱体设计简介机座和箱体1机座和箱体的截面形状及肋板布置；机座和箱体设计概要。（二）实践教学内容1课程实验序号实验项目名称学时实验要求实验类型每组人数1机械设计陈列展示2必修综合342螺栓连接特性实验2必修设计343带传动特性实验2必修设计344齿轮传动效率测定实验2必修综

12、合345液体动压轴承特性实验2必修验证346典型机械结构展示及拆装与测绘4选修综合347轴系结构创新设计实验4必修设计348机构与机械传动方案创新设计2选修设计342、课下设计性大作业每个大作业的工作量一般为 A3 或 A2 图纸一张，设计说明书一份。螺纹联接结构设计；螺旋传动设计；带传动设计；齿轮传动设计；轴系部件组合设计。 五、参考教材与主要参考书1、参考教材机械设计. 濮良贵等主编. 北京: 高等教育出版社, 2006年第八版.2、主要参考书机器和机构综合与分析（英文版）. RL诺顿（美）. 北京: 机械工业出版社, 2004年第2版.机械工程设计Mechanica Engineering Design（英文版）. 约瑟夫 E希格利 （Joseph EShigley）, 查尔斯 R 米施克（Charles RMischke）（美）. 北京: 机械工业出版社, 2002年第6版.机械设计. 吴宗泽, 刘莹等. 北京: 机械工业出版社, 2003.机械设计与理论. 李国柱等. 北京: 科学出版社, 2003.机械设计. 宋宝玉等. 北京: 高等教育出版社, 2010.机械设计. 李良军等. 北京: 高等教育出版社, 2010.六、成绩评定（一）考核方式 E.其他 ：A.闭卷考试 B.开卷考试 C.论文 D.考查 E.其他（二）成绩综合评分体系： 成