机械设计教学大纲

《机械设计》课程教学大纲课程编码：0110007课程名称：机械设计英文名称：Machinedesign学时：64学分：4课程类型：必修课程性质：专业课合用专业：机械设计制造及其自动化先修课程：画法几何与机械制图、工程材料、理论力学、材料力学、机械加工工艺学、机械原理开课学期：5开课院系：机电工程学院一、课程的地位、目的和任务本课程地位：《机械设计》课程是高等院校培养学生含有机械设计能力的一门重要技术基础课。它是机械及机械电子工程诸学科本科专业的主干课程之一。特别是在以机电设备为主以及设备和制造工艺并重的各专业教学计划中，它是重要课程，肩负着奠定学生基本的机械设计能力的重要使命。本课程目的：《机械设计》课程在教学内容方面着重机械设计的基本知识、基本理论和基本办法的传授。在培养学生的设计能力方面着重设计构思和设计技能的基本训练。本课程任务：1.掌握通用机械零、部件设计的原理、办法和机械设计的普通规律，含有设计典型机械传动装置和简朴机械的能力；

2.树立对的的设计思想和创新意识，理解本课程基本理论的创立、运用和发展；

3.理解国家现在的有关技术、经济政策，含有对的运用原则、规范、手册、图册和查阅有关技术资料的能力；

4.理解机械零、部件常见的实验办法，获得一定的实验技能和基本训练。二、本课程与其它课程的联系本课程应在学完《画法几何与机械制图》、《理论力学》、《材料力学》课程等课程后来进行，可与《交换性与技术测量》课程同时开设。本课程学习结束后，为学生顺利进入后续专业课学习打下基础，本课程在机械类专业教学计划中起到承前启后的作用，是一门设计性的主干技术课程。在整个人才培养中有不可或缺的总要作用。三、教学内容及规定第一篇总论第一章绪论教学规定：（1）叙述机构和机器的概念和构成；（2）介绍本课程的性质和研究对象以及学习本课程的办法；（3）规定学生理解机构和机器的概念，理解机器的构成。重点：本课程的性质、研究对象、学习目的、课程特点和学习办法难点：理解机构和机器的概念与区别，理解机器的构成。教学内容：第一节机械工业在当代化建设中的应用（一）机械工业在当代化建设中的作用第二节本课程的内容、性质与任务（一）本课程的内容（二）本课程的性质（三）本课程的任务第二章机械设计总论教学规定：（1）理解机器设计的总规定和零件设计的某些原则性问题；（2）掌握设计机器的普通程序、零件的失效形式、设计准则等小节间的逻辑关系。重点：机械零件的失效形式、设计准则、设计办法、设计的普通环节及其原则化。难点：机械零件的失效形式。教学内容：第一节机器的构成（一）机器的定义（二）机器构成系统第二节设计机器的普通程序（一）计划阶段（二）方案设计阶段（三）技术设计阶段（四）技术文献编制阶段第三节对机器的重要规定（一）使用性规定（二）通用性规定（三）环保性规定第四节机械零件的重要失效形式（一）整体断裂（二）过大的残存变形（三）腐蚀、磨损和接触疲劳第五节设计机械零件时应满足的基本规定（一）使用性规定（二）刚度和强度规定第六节机械零件的设计准则（一）强度准则（二）刚度准则（三）寿命准则第七节机械零件的设计办法（一）满足强度准则（二）满足刚度准则第三章机械零件的强度教学规定：（1）理解疲劳曲线、极限应力曲线、应力等效转化、疲劳损伤累计假说的意义和用途；（2）掌握理念的极限应力简化线图绘制和双向变应力时的强度校核。重点：疲劳曲线、极限应力线图的意义以及机械零件的极限应力线图的绘制；单向稳定变应力时的强度计算办法。难点：机械零件的极限应力线图的绘制；单向稳定变应力时的强度计算办法。教学内容：第一节材料的疲劳特性（一）变应力分类（二）疲劳曲线第二节机械零件的疲劳强度计算（一）弯曲疲劳强度计算（二）接触疲劳强度计算第三节机械零件的抗断裂强度（一）断裂力学（二）抗断裂强度第四节机械零件的接触强度（一）机械零件的接触强度第四章摩擦、磨损及润滑概述教学规定：（1）理解摩擦与磨损的分类、意义和状态；（2）流体动力润滑的原理重点：摩擦的概念与分类，润滑的意义、状态分类及特性，流体动力润滑原理。难点：流体动力润滑原理。教学内容：第一节摩擦（一）摩擦机理（二）摩擦种类第二节磨损（一）磨损机理（二）磨损三阶段第三节润滑剂、添加剂和润滑办法（一）润滑剂（二）添加剂（三）润滑办法第二篇联接第五章螺纹联接和螺旋传动教学规定：（1）理解螺纹及螺纹连接件的类型、特点、用场、放松办法、效率与自锁；（2）不同外载荷下螺栓联接的受力分析和强度计算；（3）掌握螺栓联接的构造设计原则，强度计算办法。重点：螺纹联接的基本类型及螺纹连接件；螺栓联接的强度计算，受轴向工作载荷的螺栓强度计算。难点：受轴向工作载荷的螺栓强度计算，受倾覆力矩的螺栓组强度计算。教学内容：第一节螺纹（一）螺纹的形成（二）螺纹的要素第二节螺纹连接的类型和原则连接件（一）螺纹连接类型（二）原则连接件第三节螺纹连接的预紧（一）预紧力（二）预紧作用（三）预紧办法第四节螺纹连接的防松（一）螺纹防松含义（二）螺纹连接的防松办法第五节螺纹连接的强度计算（一）只受预紧力作用下的强度计算（二）受外力作用下的强度计算第六节螺纹连接件的材料及许用应力（一）螺纹连接件的材料（二）许用应力第七节提高螺纹连接强度的方法（一）提高螺纹连接强度的方法第六章键、花键、无键连接和销连接教学规定：（1）理解键、花键、无键联接和销联接的类型、特点及应用；（2）掌握键、花键的失效形式和强度计算办法和花键定心方式。重点：平键联接的失效形式、强度计算，花键联接的定心方式及意义。难点：花键联接的定心方式。教学内容：第一节键连接（一）键的种类（二）键的作用第二节花键连接（一）花键含义（二）花键的作用第三节无键连接（一）无键连接的种类（二）无键连接的特点第四节销连接（一）销连接种类（二）销连接作用第七章铆接、焊接、胶接和过盈连接教学规定：（1）理解铆接、焊接、胶接和过盈连接的意义和用途。重点：铆接、焊接、胶接和过盈连接的办法。难点：铆接、焊接、胶接和过盈连接的方用途。教学内容：第一节铆接（一）铆接的含义（二）铆接的作用第二节焊接（一）焊接的含义（二）焊接的种类第三节胶接（一）胶接的含义（二）胶接的种类第四节过盈连接（一）过盈连接含义第三篇机械传动第八章带传动教学规定：（1）理解带传动的类型、特点、应用、欧拉公式、带的应用及其变化规律、带的构造原则及张紧办法；（2）掌握带传动的工作原理、受力分析、弹性滑动与打滑、失效形式与设计准则。重点：带传动的工作原理、受力分析、欧拉公式，V带传动的设计计算。难点：欧拉公式，受力分析。教学内容：第一节概述（一）带的种类（二）带的传动原理第二节带传开工作状况的分析（一）带传动过程（二）带传动受力分析第三节普通V带传动的设计计算（一）普通V带传动（二）普通V带传动设计计算第四节V带轮的设计（一）V带轮构造（二）V带轮参数第五节V带传动的张紧、安装与防护（一）V带传动的张紧（二）安装（三）防护第九章链传动教学规定：（1）理解链传动的工作原理、特点、应用、布置、张紧、润滑齿形链的构造特点；（2）滚子链的原则规格和链轮构造；（3）掌握滚子链传动的设计办法。重点：套筒滚子链的构造、参数；链传动设计的参数选择。难点：链传动的运动特性：运动的不均匀性和动载荷教学内容：第一节链传动的特点及应用（一）链传动的特点（二）链传动应用第二节传动链的构造特点（一）传动链的种类（二）传动链的构造特点第三节滚子链链轮的构造和材料（一）滚子链链轮的构造（二）滚子链链轮的材料第四节链传动的工作状况分析（一）链传动的工作状况分析（二）链传动的受力分析第五节滚子链传动的设计计算（一）滚子链传动的设计计算第六节链传动的布置、张紧、润滑与防护（一）链传动的布置（二）张紧、润滑与防护第十章齿轮传动教学规定：（1）理解齿轮传动的类型，重点是原则支持圆柱齿轮；（2）掌握不同条件下齿轮传动的失效形式、设计准则和强度计算办法；（3）不同类型尺寸的齿轮机构设计。重点：齿轮传动的失效形式及设计准则，，原则直齿圆柱齿轮传动的强度计算，齿轮传动的设计参数。难点：接触疲劳强度计算，原则斜齿圆柱齿轮传动的受力分析。教学内容：第一节概述（一）齿轮传动特点（二）齿轮的种类第二节齿轮传动的失效形式及设计准则（一）齿轮传动的失效形式（二）设计准则第三节齿轮的材料及其选择原则（一）齿轮的材料（二）选择原则第四节齿轮传动的计算载荷（一）齿轮传动状况分析（二）齿轮传动受力分析（三）齿轮传动载荷计算第五节原则直齿圆柱齿轮传动的强度计算（一）原则直齿圆柱齿轮传动特点（二）原则直齿圆柱齿轮传动强度计算第六节齿轮传动的设计参数、许用应力与精度选择（一）齿轮传动的设计参数（二）齿轮传动的许用应力（三）齿轮传动的精度选择第七节原则斜齿圆柱齿轮传动的强度计算（一）原则斜齿圆柱齿轮传动特点（二）原则斜齿圆柱齿轮传动强度计算第八节原则锥齿轮传动的强度计算（一）原则锥齿圆柱齿轮传动特点（二）原则锥齿圆柱齿轮传动强度计算第九节变位齿轮传动强度计算概述（一）变位齿轮传动强度计算概述第十节齿轮的构造设计（一）齿轮的构造种类（二）齿轮构造设计第十一章蜗杆传动教学规定：（1）理解蜗杆传动类型、变位、刚度计算、热平衡计算；（2）掌握蜗杆传动的受力分析、几何参数计算与选择及强度计算。重点：普通圆柱蜗杆传动的重要参数及其几何计算；蜗杆传动的失效形式、设计准则和强度计算；热平衡计算。难点：蜗杆传动的受力分析（力的作用点、大小及方向）；蜗杆传动的强度计算。教学内容：第一节蜗杆传动的类型（一）蜗杆传动的特点（二）蜗杆传动的类型第二节普通圆柱蜗杆传动的重要参数及几何尺寸计算（一）普通圆柱蜗杆传动的重要参数（二）普通圆柱蜗杆传动的几何尺寸计算第三节普通圆柱蜗杆传动承载能力计算（一）普通圆柱蜗杆传动受力分析（二）普通圆柱蜗杆传动承载能力分析第四节圆弧圆柱蜗杆传动设计计算（一）圆弧圆柱蜗杆传动特点（二）圆弧圆柱蜗杆传动设计计算第四节普通圆柱蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算（一）普通圆柱蜗杆传动的效率及润滑（二）热平衡计算第四篇轴系零、部件第十二章滑动轴承教学规定：（1）理解滑动轴承的特点、应用场合、典型构造、轴瓦材料及选用原则；（2）掌握不完全液体润滑滑动轴承和液体动力润滑径向滑动轴承的设计原理和设计办法。重点：轴瓦材料及其应用，液体摩擦动力径向滑动轴承的设计及重要参数的选择。难点：液体动力润滑的基本方程式，液体摩擦动力径向滑动轴承的设计及重要参数的选择。教学内容：第一节概述（一）滑动轴承的特点（二）滑动轴承的应用场合第二节滑动轴承的的构造（一）滑动轴承的典型构造（二）滑动轴承的重要作用第三节滑动轴承的失效形式及惯用材料（一）滑动轴承的失效形式（二）滑动轴承的惯用材料第四节轴瓦构造（一）对开式（二）整体式第十三章滚动轴承教学规定：（1）理解滚动轴承的类型、特点、代号及应用；（2）掌握对的选择轴承代号、向心推力轴承组合的受力分析、合理设计出轴承装置。重点：滚动轴承类型选择，滚动轴承部件的组合设计。难点：滚动轴承疲劳寿命的计算，角接触球轴承与圆锥滚子轴承轴向载荷的计算。教学内容：第一节概述（一）滚动轴承的作用（二）滚动轴承的特点第二节滚动轴承的重要类型及其代号（一）滚动轴承的重要类型（二）滚动轴承的代号第三节滚动轴承类型的选择（一）滚动轴承种类（二）滚动轴承之间的区别第四节滚动轴承的工作状况（一）滚动轴承的工作状况分析（二）滚动轴承的受力分析第五节滚动轴承尺寸的选择及轴承装置的设计（一）滚动轴承尺寸的选择（二）轴承装置的设计第十四章联轴器和离合器教学规定：（1）掌握联轴器和离合器的类型、构造、用场、工作原理、特点、选择与计算办法。重点：联轴器的特性和选择，离合器的特性和选择。难点：联轴器、离合器的工作原理。教学内容：第一节联轴器的种类和特性（一）联轴器的种类（二）联轴器的特性第二节联轴器的选择（一）联轴器的选择根据（二）联轴器的选择第三节离合器（一）离合器特点（二）离合器种类第十五章轴教学规定：（1）理解轴的分类与应力特点；（2）理解三种强度计算办法与应用；（3）理解轴的刚度与振动稳定性及典型轴系构造；（4）掌握轴的设计原则与办法。重点：轴的构造设计，强度计算，转轴设计程序问题，弯扭组合强度计算。难点：轴的弯扭组合强度计算。教学内容：第一节概述（一）轴的分类（二）轴的特点第二节轴的构造设计（一）轴的构造特点（二）轴的构造设计第三节轴的计算（一）轴的计算第五篇其它零、部件第十六章弹簧教学规定：（1）理解弹簧类型、特点与应用；（2）掌握圆柱螺旋（拉）压弹簧的设计计算。重点：弹簧的功用、分类、材料及许用应力的拟定；圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧的重要几何参数、特曲性线、强度计算与刚度计算。难点：圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧的重要几何参数、特曲性线、强度计算与刚度计算。教学内容：第一节概述（一）弹簧类型（二）弹簧的特点及应用第二节圆柱螺旋弹簧的构造、制造、材料及许用应力（一）圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧的构造（二）圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧的材料（三）圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧的许用应力第三节圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧的设计计算（一）圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧的设计计算第十七章机座和箱体介绍教学规定：（1）理解各类机座和箱体的类型、材料、制法、截面形状与肋板布置原则。重点：机座和箱体的普通类型；机座和箱体的材料及制法；截面形状及肋板布置。难点：机座和箱体设计概要。教学内容：第一节概述（一）机座和箱体的类型（二）材料第二节机座和箱体的截面形状及肋板布置（一）机座和箱体的截面形状（二）肋板布置第十八章减速器和变速器教学规定：（1）理解减速器和变速器的类型、特点与用场；（2）掌握减速器的设计办法。重点：减速器概述；齿轮减速器；蜗杆减速器；行星轮减速器；有级减速器；无级减速器。难点：各类减速器的工作原理和设计办法。教学内容：第一节减速器（一）减速器的特点（二）减速器的作用（三）减速器的种类第二节变速器（一）变速器的特点（二）变速器的作用（三）变速器的种类四、教学安排及方式总学时：64学时