探测制导与控制技术教学大纲-机械设计基础

《机械设计基础》课程教学大纲课程代码：110231203课程英文名称：MachineDesignFundamentals课程总学时：48讲课：48实验：0上机：0适用专业：探测制导与控制技术等大纲编写（修订）时间：2017.11一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标机械设计基础是探测制导等近机类专业开设的一门研究机械共性问题,培养学生认知机械结构，具有一定的机械设计能力和工艺设计能力的技术基础课，课程主要论述机械、机构设计基本理论。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承上启下的作用，因此，本课程在教学内容方面应着重基本知识、基本理论和基本方法。课程的主要教学目标是使学生掌握机构学、机械动力学的基本理论，通用机械零件的设计原理、方法，具有运用标准、规范、手册、图册等有关技术的能力。（二）知识、能力及技能方面的基本要求1、要求掌握的基本知识：机构结构组成的基本知识，典型机构的基本知识，机械设计一般知识，机械的主要类型、

性能、结构特点、应用、材料、标准等。

2、要求掌握的基本理论和方法：典型机构设计的一般原则，机械设计的基本原则；机械零件的工作原理、简化的物理模型与数学模型、受力分析、

应力分析、失效分析等；机械零件工作能力计算准则；计算载荷，条件性计算，等强度计算，当量法或等效转化法，试算法等。

3、要求掌握的基本技能:

设计计算、结构设计和制图技能，实验技能，编制技术文件技能等。（三）实施说明1、教学方法：课堂讲授中要重点对基本概念、基本方法和解题思路的讲解；采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识，培养学生的自学能力；增加讨论课，调动学生学习的主观能动性；注意培养学生提高利用标准、规范及手册等技术资料的能力。讲课要联系实际并注重培养学生的创新能力。2、教学手段：本课程属于技术基础课，在教学中应逐渐采用电子教案、CAI课件及多媒体教学系统等先进教学手段，以确保在有限的学时内，全面地、高质量地完成机械原理课程的教学任务。3、代化教学手段：开展实际工程案例教学，充分利用多媒体等现代化教学手段。（四）对先修课的要求本课程的教学必须在完成先修课程之后进行。本课程主要的先修课程有工程制图、大学物理、工程力学等。本课程将为引信构造与作用、引信设计等专业课、课程设计以及毕业设计的学习打下良好基础。（五）对习题课的要求1、对重点、难点章节应安排习题课，例题的选择以培养学生消化和巩固所学知识，用以解决实际问题为目的。2、课后作业要少而精，内容要多样化，作业题内容必须包括基本概念、基本理论及设计计算方面的内容，作业要能起到巩固理论，掌握计算方法和技巧，提高分析问题、解决问题能力，熟悉标准、规范等的作用，对作业中的重点、难点，课上应做必要的提示，并适当安排课内讲评作业。学生必须独立、按时完成课外习题和作业，作业的完成情况应作为评定课程成绩的一部分。（六）课程考核方式1、考核方式：闭卷考试、平时考核和考试相结合2、考核目标：采用课堂的教学模式，加强学生自学能力的培养，通过阶段性考核使学生掌握各个环节与阶段的知识，通过最终结业考试使学生系统地掌握或理解课程系统化知识体系。3、成绩构成：平时成绩（占20%），期末考试（占80%）（七）主要参考书目:1、《机械设计基础》（第六版），杨可桢编，高等教育出版社，20132、《机械设计基础》，陈良玉等编，东北大学出版社，2001

3、《机械原理》，孙桓等编，高等教育出版社，2001

4、《机械设计》，濮良贵等编，高等教育出版社，1999

5、《机械设计》，吴宗泽等编，高等教育出版社，2001二、中文摘要机械设计及制造基础是近机类专业的一门技术基础课程。本课程的目的和任务是使学生熟悉常用机构、常用机械传动及通用零部件的工作原理、特点、应用、结构和标准，掌握常用机构、常用机械传动和通用零部件的选用和基本设计方法，培养学生获取和综合运用机械设计的能力。使学生既能掌握基本技术又能把握发展方向。三、课程学时分配表序号章节名称学时讲课实验上机0绪论22001平面机构的自由度和速度分析44002平面连杆机构443凸轮机构22004齿轮机构66005轮系44006机械零件设计概论22007连接44008齿轮传动44009带传动和链传动440010轴330011滑动轴承110012滚动轴承330013联轴器、离合器和制动器110014弹簧220015复习2200总计484800四、教学内容及基本要求第0部分绪论总学时(单位：学时):2讲课:2实验:0上机:0第0.1部分机构的组成和运动简图（讲课2学时）具体内容:1）课程研究的对象和内容；2）课程在教学中的地位；3）机械设计的基本要求和一般过程；4）现代机械设计的常用方法。重点：本课程常用的基本概念。第1部分平面机构的自由度和速度分析总学时(单位：学时):4讲课:4实验:0上机:0第1.1部分运动副分类和平面机构运动简图（讲课2学时）具体内容:1）运动副和运动元素的基本概念；2）运动副的分类和低副与高副特征；3）机构运动简图的绘制方法。第1.2部分机构的自由度计算和速度瞬心分析（讲课2学时）具体内容:1）平面机构自由度的计算公式；2）速度瞬心求法和瞬心在速度分析中的应用。重点：机构运动简图的绘制、机构自由度的计算、速度瞬心求法。难点：机构运动简图的绘制、及计算自由度时虚约束的考虑、速度瞬心位置的确定。习题：机构运动简图的绘制、机构的自由度计算、速度瞬心位置的确定。第2部分平面连杆机构总学时(单位：学时):4讲课:4实验:0上机:0第2.1部分连杆机构特点，四杆机构类型及应用（讲课2学时）具体内容:1）了解平面连杆机构的组成及其主要优缺点；2）掌握平面四杆机构的基本型式；3）掌握平面四杆机构的演化方法和演化型式；4）了解平面连杆机构的应用情况。第2.2部分四杆机构的基本知识（讲课2学时）具体内容:1）掌握铰链四杆机构有曲柄条件；2）掌握四杆机构的机构运动和行程速比系数；3）掌握四杆机构的传动角和死点。重点：四杆机构的类型；四杆机构的基本特性。难点：四杆机构的传动角和死点。习题：有关平面四杆机构的传动角、压力角、急回运动、曲柄存在条件等的分析计算。第3部分凸轮机构总学时(单位：学时):2讲课:2实验:0上机:0具体内容:1）了解凸轮机构的应用、组成；2）了解凸轮机构的类型、特点及功能；3）掌握推杆的运动规律基本形式及其特点；4）了解推杆运动规律的选择和组合原则。重点：推杆常用运动规律的特点及其选择原则。难点：推杆的运动规律基本形式及其特点。习题：凸轮机构的分析。第4部分齿轮机构总学时(单位：学时):6讲课:6实验:0上机:0第4.1部分齿轮机构的特点和实现定传动的条件（讲课2学时）具体内容:齿轮机构的类型、特点及应用场合及齿廓啮合基本定律；齿廓实现定角速度比传动的条件；3）掌握渐开线齿廓及其啮合特点。第4.2部分渐开线标准齿轮的基本尺寸和正确啮合条件（讲课2学时）具体内容:1）渐开线齿轮的基本参数；2）渐开线齿轮的几何尺寸计算；3）渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件。第4.3部分渐开线齿轮的切齿原理和根切、最小齿数、变位齿轮传动概念（讲课2学时）具体内容:1）渐开线齿轮的范成原理；2）渐开线齿轮的根切、最小齿数、变位齿轮传动概念。重点：渐开线直齿圆柱齿轮外啮合传动的基本理论和设计计算。难点：一对轮齿的啮合过程；变位齿轮的概念；根切产生的原因及不发生根切的条件。习题：渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动的设计计算。第5部分齿轮系及其设计总学时(单位：学时):4讲课:4实验:0上机:0第5.1部分轮系的类型和定轴传动比计算（讲课2学时）具体内容:1）齿轮系的分类及应用情况；2）定轴轮系传动比的计算方法。第5.2部分周转轮系和复合轮系传动比计算（讲课2学时）具体内容:1）周转轮系和复合轮系传动比的计算方法；2）轮系的应用重点：轮系的传动比计算。难点：复合轮系传动比计算、轮系设计时应注意的主要问题。习题：各种轮系传动比的计算第6部分机械零件设计概论总学时(单位：学时):2讲课:2实验:0上机:0具体内容:1）了解机械、零件、失效、疲劳、摩擦、磨损、润滑等基本概念；2）掌握有关疲劳的概念及计算。重点：机械零件的失效形式及设计准则；稳定变应力下的疲劳强度计算。难点：摩擦、磨损、疲劳强度计算。习题：零件的强度计算。第7部分连接总学时(单位：学时):4讲课:4实验:0上机:0第7.1部分螺纹的基本知识和螺纹连接（讲课2学时）具体内容:螺纹的基本参数、受力分析、效率和自锁；2）螺纹连接的基本类型、螺纹紧固件和螺纹连接的防松。第7.2部分螺纹连接的强度计算和键销连接（讲课2学时）具体内容:1）松紧螺纹连接、螺栓材料许用应力计算；2）键连接的类型、强度计算和销连接。重点:螺栓连接、键连接的原理和结构特点。难点:螺栓的强度计算，花键连接。习题:螺纹连接的受力分析及强度计算，平键的尺寸选择及平键连接强度计算等。第8部分齿轮传动总学时(单位：学时):4讲课:4实验:0上机:0第8.1部分齿轮的失效、材料和传动精度（讲课2学时）具体内容:1）齿轮的失效形式；2）齿轮材料及热处理；3）齿轮传动精度。第8.2部分齿轮强度计算（讲课2学时）具体内容:1）直齿圆柱齿轮传动的作用力及计算载荷；2）直齿圆柱齿轮传动的齿面接触强度计算；3）直齿圆柱齿轮传动的轮齿弯曲强度计算。难点:齿轮传动的受力分析，齿轮设计各参数的选择。习题:齿轮传动的受力分析、强度计算、结构设计等。第9部分带传动总学时(单位：学时):4讲课:4实验:0上机:0第9.1部分带传动（讲课2学时）具体内容:1）带传动的类型及应用；2）带传动的受力分析与应力计算；3）弹性滑动和传动比。第9.2部分链传动（讲课2学时）具体内容:1）链条与链轮；2）链传动的主要参数及其选择。重点:带传动的工作情况分析，V带传动设计，链传动设计。难点:带传动的弹性滑动及打滑，链传动的运动分析。习题:V带运动分析及设计等。第10部分轴总学时(单位：学时):3讲课:3实验:0上机:0第10.1部分轴的结构设计（讲课1学时）具体内容:1）轴的功用、类型；2）轴的材料和结构设计。第10.2部分轴的强度计算（讲课2学时）具体内容:1）按扭转强度计算；2）按弯曲合成强度计算；3）轴的刚度计算重点:轴的结构设计，轴的强度计算。难点:轴的强度的精确计算。习题:轴的结构设计及强度验算。第11部分滑动轴承总学时(单位：学时):1讲课:1实验:0上机:0具体内容:1）滑动轴承的润滑与摩擦状态结构设计；2）滑动轴承的结构型式；3）轴瓦及轴承材料。重点:滑动轴承的特点及应用。难点:滑动轴承的摩擦状态与主要结构型式。习题:滑动轴承的特点及应用。第12部分滚动轴承总学时(单位：学时):3讲课:3实验:0上机:0第12.1部分滚动轴承的类型和代号（讲课1学时）具体内容:1）滚动轴承的基本类型和特点；2）滚动轴承的代号。第12.2部分滚动轴承的选择计算（讲课2学时）具体内容:1）滚动轴承的失效形式；2）滚动轴承的寿命；3）滚动轴承载荷计算。重点:滚动轴承的代号，滚动轴承的失效形式。难点:滚动轴承计算载荷计算。习题:滚动轴承计算载荷计算。第13部分联轴器、离合器和制动器总学时(单位：学时):1讲课:1实验:0上机:0具体内容:1