机械设计基础 第4版 教学大纲

《机械设计基础》教学大纲课程名称机械设计基础适用专业:机械系（专科）学时数：72学分：4.5编写者：闵小琪编写日期：2017.2.一、课程的性质和目的机械设计基础是机械类专业的学位主干课，是一门阐述机械设计基本理论，研究通用零件设计方法的课程。它是学习机械工程学、从事机械工程设计的基础。在教学计划安排上，它起到由基础理论课向工程专业课过渡的作用。在机械类专业的人才培养过程中占有重要地位。二、课程基本要求通过本课程的学习，使学生了解机械设计及理论的最新发展。培养学生树立正确的设计观念，具有一定的创新意识；掌握设计机械所必须的基本知识、基本理论和基本技能，具有设计机械传动装置和一般工作机的能力；具有运用标准、规范、手册及其它有关技术资料的能力、计算能力、绘图能力和运用计算机进行辅助设计的能力；掌握典型零件性能综合测试实验方法，获得实验技能的基本训练。为学生进一步学习有关专业课程和日后从事机械设计工作打下基础。三、本门课程与其他课程关系本门课程是在《工程材料及成型技术》、《互换性及技术测量》、《金工实习》、《工程力学》课程之后开设的一门专业课，为后续的课程和毕业设计奠定基础。四、主要教学方法本课程主要采用多媒体教学课件进行课堂面授教学，结合适量的实验的教学方法。五、考核方式课程成绩由两部分组成：考试成绩占70%，平时成绩占30%。六、推荐教材及参考书《机械设计基础》任成高主编，北京：机械工业出版社，2006《机械设计基础》李威主编，北京：机械工业出版社，2007七、课程教学内容第1章机械设计基础概论（4学时）1.1机械的概念1.2机械设计的基本要求和一般程序1.3机械设计的内容与步骤1.4机械零件设计的一般步骤1.5机械零件的失效形式及设计计算准则1.6机械零件设计的标准化、系列化及通用化教学要求：了解机械零件和部件、通用零件和专用零件的概念，了解机械设计课程的内容、性质和任务。了解机械设计的现状和发展。重点内容：机械零件的失效形式及设计准则；机械零件的材料，结构工艺性及机械设计中的标准化。难点内容：机械零件的设计准则；机械零件的材料选择，结构工艺性。第2章平面连杆机构（8学时）2.1平面机构的运动简图及其自由度2.2平面连杆机构的类型及应用2.3四杆机构的基本特性2.4平面四杆机构的设计教学要求：了解平面连杆机构的组成及特点，平面连杆机构的基本型式及其演化和应用，曲柄存在条件、传动角、死点、急回运动、行程速比系数、运动连续性等基本概念。明确机构运动分析的目的和方法；能用解析法和图解法对平面二级机构进行运动分析；理解速度瞬心（绝对瞬心和相对瞬心）的概念，并能运用“三心定理”确定一般平面机构各瞬心的位置；能用瞬心法对简单高、低副进行速度分析。了解解析法设计四杆机构，掌握用作图法设计平面四杆机构的方法。

重点内容：平面铰链四杆机构的演化，速度瞬心的概念和“三心定理”的应用。

难点内容：曲柄存在条件的全面分析、平面多杆机构的传动角和平面四杆机构最小传动角的确定、平面铰链四杆机构运动连续性的判断。第3章凸轮及间歇运动机构（6学时）3.1凸轮机构3.2棘轮机构3.3槽轮机构3.4不完全齿轮机构和凸轮式间歇运动机构教学要求：了解凸轮机构、棘轮机构和槽轮机构的工作原理、运动特点和应用。理解从动件常用运动规律的形式、特点、应用，凸轮机构的压力角与基圆半径的关系，以及选择滚子半径和确定平底尺寸的原则；掌握运动线图的绘制方法、盘形凸轮轮廓曲线的设计。重点内容：从动件常用运动规律的特点和应用，盘形凸轮轮廓曲线的设计。难点内容：凸轮轮廓曲线设计中所应用的“反转法”原理和压力角的概念。第4章带传动与链传动（8学时）4.1带传动概述4.2普通V带和V带轮4.3带传动的工作能力分析4.4V带传动的设计4.5带传动的安装、维护和张紧4.6链传动概述4.7滚子链及其链轮4.8链传动的运动特性4.9滚子链传动的设计计算4.10链传动的布置、张紧和润滑教学要求：了解带传动、链传动的主要类型、工作原理、特点和应用，了解V带的类型与结构，理解带传动的力分析、欧拉公式，理解带的弹性滑动、打滑及传动比实现。了解带传动的失效形式和计算准则，掌握V带传动的设计计算方法，了解V带轮的材料、结构及尺寸确定，理解带传动的布置、张紧方式和张紧装置。重点内容：带传动的工作原理，受力分析，应力分析与应力分布图，弹性滑动和打滑的基本理论，失效形式和设计准则；V带传动的设计计算方法和步骤。套筒滚子链的结构、参数；链传动设计的参数选择。难点内容：受力分析，应力分析与应力分布图，弹性滑动和打滑的基本理论。链传动的运动特性：运动的不均匀性和动载荷。第5章齿轮传动（12学时）5.1齿轮传动的特点和基本类型5.2渐开线齿廓5.3渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算5.4渐开线标准齿轮的啮合传动5.5渐开线齿轮的切齿原理与根切现象5.6变位齿轮传动5.7平行轴斜齿圆柱齿轮传动5.8直齿锥齿轮传动5.9渐开线圆柱齿轮传动的设计5.10齿轮的结构设计及齿轮传动的润滑和效率教学要求：了解齿轮传动的类型、特点和应用，理解齿轮传动的失效形式和计算准则，了解齿轮材料及其选择、齿轮材料的热处理；掌握齿轮传动的计算载荷；掌握直齿圆柱齿轮传动的受力分析，掌握直齿圆柱齿轮传动的齿根弯曲强度计算及齿面接触强度计算；理解圆柱齿轮传动的设计参数、许用应力和精度等级选择，理解斜齿圆柱齿轮传动的受力分析，掌握直齿圆锥齿轮传动的受力分析方法；了解直齿圆锥齿轮强度计算要点，了解齿轮结构与齿轮传动的润滑。重点内容：齿轮传动的失效形式及其机理、失效部位，以及针对不同失效形式的设计计算准则；直齿圆柱齿轮传动的齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度的计算的力学模型、理论依据、力的作用点及计算点（或截面）、应力的类型及变化特性；斜齿圆柱齿轮传动和直齿圆锥齿轮传动的受力分析方法。难点内容：齿轮传动的失效形式；直齿圆柱齿轮传动的齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳，强度计算公式中各参数的物理意义及对其应力（或强度）的影响。第6章蜗杆传动（6学时）6.1蜗杆传动的特点和类型6.2蜗杆传动的主要参数和几何尺寸6.3蜗杆传动的失效形式、材料和结构6.4蜗杆传动的受力分析与强度计算6.5蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算教学要求：了解蜗杆传动的类型、特点和应用，掌握普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算方法；了解蜗杆传动的失效形式和计算准则，了解蜗杆蜗轮材料的选择及其许用应力；掌握蜗杆传动的受力分析方法，掌握普通圆柱蜗杆传动的强度计算；了解蜗杆传动的润滑、效率及热平衡计算，了解蜗杆轴刚度刚度计算，了解蜗杆传动的精度等级选择及蜗杆、蜗轮的结构组成。重点内容：普通圆柱蜗杆传动的主要参数及其选用原则；蜗杆传动的失效形式、设计准则和常用材料及其选用原则；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；蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算。难点内容：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。第7章齿轮系与减速器（6学时）7.1齿轮系概述7.2定轴轮系的传动比及其计算7.3行星轮系的传动比及其计算7.4组合轮系的传动比7.5减速器教学要求：轮系的分类;定轴轮系传动比计算与应用;周转轮系传动比计算与应用。第8章联接（6学时）8.1机械制造中常用的螺纹8.2普通螺纹联接8.3螺旋副的受力分析、自锁条件及效率8.4螺纹联接的预紧、防松及结构设计8.5螺栓联接的强度计算8.6滑动螺旋传动简介8.7键联接8.8花键和销联接教学要求：螺纹及螺纹联接的基本知识；螺栓联接的预紧和防松；螺栓组联接的设计，包括单个螺栓联接强度计算，螺栓组结构设计，受力分析及提高螺栓联接的措施等；滑动螺旋传动的类型及设计计算方法简介。重点内容：螺纹的基本知识：螺纹的基本参数、常用螺纹的种类；螺栓联接的基本知识：螺纹联接的基本类型、结构特点及其应用；螺栓组联接的受力分析和单个螺栓的强度计算的理论和方法.平键联接的工作原理、结构特点；平键的剖面的尺寸和长度的确定方法及平键联接强度校核的计算方法。难点内容：螺栓组联接的受力分析和单个螺栓的强度计算的理论和方法；受倾覆力矩作用的螺栓组连接受力分析。第9章轴和轴承（8学时）9.1轴的分类及材料选择9.2轴的结构设计9.3轴的强度计算9.4轴的设计举例9.5滚动轴承的基本知识9.6滚动轴承的选择与应用9.7滑动轴承概述9.8滑动轴承的结构和材料9.9滚动轴承与滑动轴承的性能比较教学要求：了解轴的用途和分类，掌握轴的结构设计方法及强度计算方法，掌握提高轴的疲劳强度的措施。了解轴的材料及其选择方法，理解轴的结构设计原则。了解滚动轴承的基本类型、结构特点及代号，了解轴承套圈及滚动体上载荷分布及应力的变化，了解滚动轴承的失效形式和计算准则；理解基本额定寿命、基本额定动载荷及当量动载荷，掌握角接触球轴承（7类）和圆锥滚子轴承（3类）轴向载荷的计算方法，掌握滚动轴承基本额定寿命的计算方法，掌握滚动轴承的基本额定静载荷的计算；重点内容：轴的用途及分类；轴设计的主要内容；轴的材料；轴上零件的定位；轴的结构工艺性。滚动轴承的组成及类型；滚动轴承代号；滚动轴承的失效形式及基本额定寿命；滚动轴承的基本额定动载荷；滚动轴承的寿命计算公式及当量动载荷；向心推力轴承的轴向载荷计算；轴承装置的设计。难点内容：轴的结构设计分析（结构改错）；轴的计算。向心推力轴承的轴向载荷计算；滚动轴承的寿命计算；轴承装置的设计。第10章其它常用零部件（4学时）10.1联轴器10.2离合器10.3制动器10.4弹簧教学要求：了解联轴器和离合器的主要类型、结构、特点和应用场合，掌握联轴器和离合器的选择及计算方法。重点内容：常用联轴器、离合器的主要类型、结构、工作原理、特点及选择与计算方法。难点内容：结合实际选择适当的联轴器、离合器。第1