《机械设计基础》教学大纲.doc

实验学时:

《机械设计基础》课程教学大纲

课程代码

课程名称：机械设计基础 英文名称：Maching Design 课程类型：专业基础课 总学时：120 讲课学时：120

学 分：

适用对象：机电一体化4

先修课程：高等数学、工程力学、机械制图。

一、课程性质、目的和任务

机械设计基础是机械类、机电类、近机类专业必修的一门技术基础设，它在教学计划中起着承 先启后的作用，为学生学习后续专业课程打下必要的基础。它不仅具有较强的理论性，同时具有较 强的实践性和应用性。它在培养机械类、机电类、近机类工程技术人才的全局中，具有增强学生的 机械理论基础，提高学生对机械技术工作的适应性，培养其开发创新能力的作用。为学生学习后续 课程及解决生产实际问题奠定基础，对学生进行设计能力、创新能力、工程意识培养是木课程的教 学目标。木课程教学内容方.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。由于本课程的特 点，它不仅为学习后续课程，也为解决生产实际问题建立基础。

本课程的主要任务是培养学生：

1. 掌握通用机械零部件的设计原理、方法和机械设计的一般步骤，具有设计一般机械的能力；

2. 树立正确的设计思想，了解国家当前的有关技术经济政策；

3. 具有运用标准、规范、手册、图册、等有关技术资料的能力；

4. 掌握典型机械零件的实验方.法，获得实验技能的基本训练；

5. 对机械设计的新发展有所了解。

二、教学基本要求

（1）要求掌握的基本知识：

机械设计的一般知识。

机械和机械零件的主要类型、性能、特点、应用、机械零件的常用材料、标准和结构工艺性。

摩擦、磨损、润滑和密封的一般知识。

（2）要求掌握的基本理论和方法

机构的组成、工作原理和运动特性。

机械动力学的基木知识。

机械动力学的基木原理、防震、减振的途径。

通用机械零件的工作原理、受力分析、应力状态、失效形式等。

通用机械零件的设计计算准则：强度、刚度、耐磨性、寿命、热平衡等。

简化计算、当量法、试算法等。

改善载荷和应力分布不均匀的方法，提高零件疲劳强度的措施，改善摩擦学性能的途径。

（3）要求掌握的基木技能

绘制机构简图，零部件的设计计算及工作图的绘制；

查阅标准、规范、手册等技术资料；

编写技术文件等。

三、教学内容及要求

绪论（2学时）

机械及其在国民经济中的作用。本课程的性质、任务、内容和学习方?法。设计的内含与程序。

重点介绍本课的内容，性质和任务，使学生明了本课程是在先修课程的基础上进一步理论联系实际，研究通用零件的设计和计算问题。扼要介绍木课程的特点和相应的学习方法，在学习过程中，也应随时对学习方法作具体指导。

（一）机械设计概述（4学时）

木课程研究的对象、内容；机械零件设计的基木准则及一般步骤；机械零件常见的失效形式。

重点：机器及其组成;；机械零件常用材料。

难点：机械零件设计的基本准则。

要求：理解机构和机器的概念，了解机器的组成。了解木课程的性质、研究对象和学习本课程的基本要求和学习方法。

（二）摩擦、磨损及润滑概述（4学

时）

摩擦与磨损、润滑、密封方法及装置。

重点：摩擦的分类；磨损的过程。

难点：磨损的分类原理。

要求：掌握摩擦的分类和磨损过程，了解润滑的方法、密封方法及其装置。

（三）平面机构的结构分析（6学时）

运动副及其分类；平面机构的运动简图；平面机构的自由度。

重点：运动副的概念；平面机构自由度的计算；机构具有确定运动的条件。

难点：平面机构自由度计算的注意事项。

要求：理解平面运动副和机构自由度的概念，掌握书面机构运动简图的绘制方法和平面机构自由度的计算方法，理解机构具有确定运动的条件。

（四）平面连杆机构（6学时）

概述；四杆机构的基本形式及其演化；四杆机构存在曲柄的条件和儿个基本概念；平面四杆机构运动设计。

重点：平面四杆机构的基木形式及应用；饺链四杆机构存在曲柄的条件。

难点：平面四杆机构的极位、急回特性。

要求：掌握平面连杆机构的特点和应用，以及钗链四杆机构的类型和曲柄存在的条件。了解压力角、传动角、死点、急I可特性等概念。掌握平面四杆机构运动设计的方法。

（五）凸轮机构（4学时）

概述；从动件常用运动规律；图解法设计肃形凸轮轮廓；用解析法设计凸轮轮廓曲线；凸轮机构设计中的几个问题

重点：凸轮机构的组成、特点；凸轮机构的工作过程。

难点：从动件常用的运动规律及其绘制；图解法。

要求：了解凸轮机构的特点和应用；能够根据实际情况设计凸轮机构。

（六）间歇运动机构（4学时）

棘轮机构；槽轮机构；不完全齿轮机构和凸轮式间歇运动机构。

重点：各种机构的工作原理。

难点：棘轮转角大小的调节方法。

要求：了解间隙运动机构（棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构）的工作原理、类型和应用。（七）螺纹连接与螺旋传动（8学时）

螺纹联接的基木知识；螺纹联接的预紧和防松；单个螺栓联接的强度计算；螺栓联接的结构设计和受力分析；螺纹连接件的材料和许用应力；提高螺栓联接强度的措施。

重点：螺纹连接的受力分析和强度计算。

难点：受轴向载荷和倾覆力矩的螺栓组的设计计算。

要求：螺纹联接是木课程重点内容之一。要求掌握螺纹联接的结构设计和计算。对提高螺纹联接的结构

工艺措施等作一■般介绍。

（八）机械传动设计（4学时）

常用机械传动机构的选择；机械传动的特性和参数、方案设计、设计顺序。

重点：机械传动机构的选择及其特征参数。

难点：机械传动机构的方案设计和设计顺序。

要求：了解了带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动之后，掌握常用机械传动机构的选择；机械传动的特性和参数、方案设计、设计顺序。

（九）轴和轴毂连接（6学时）

概述；轴的结构设计；轴的强度计算；轴的材料及其选择；轴的设计；轴毂连接。

重点：轴的功用和分类；轴的强度计算。

难点：轴的强度计算和轴毂连接。

要求：理解轴的分类，了解轴的材料，掌握轴的结构设计原则和要求，掌握轴的强度计算。

（I）轴承（8学时）

概述;轴承的功用和类型；滚动轴承的结构、类型和代号；滚动轴承类型的选择；滚动轴承的工作情况分析及计算；滚动轴承的选择和组合设计；滑动轴承概述；滚动轴承和滑动轴承的性能比较。

重点：滚动轴承的结构、类型和代号；滚动轴承类型的选择；滚动轴承的组合设计；滚动轴承的工作情况分析及计算。

难点：滚动轴承的当量动载荷;向心推力轴承的轴向力。

要求：了解滑动轴承的类型、结构和材料，非液体摩擦滑动轴承的计算；了解滚动轴承的类型和代号，掌握滚动轴承类型的选择，理解滚动轴承的失效形式，掌握滚动轴承的寿命计算，了解滚动轴承的静载荷能力计算，掌握滚动轴承的组合设计。；

（十一）其他常用零部件（4学时）

联轴器；离合器；弹簧。

重点：联轴器的选择

难点：联轴器、离合器、弹簧的构造

要求:了解常用联轴器的性能和类型，联轴器的选择、结构特点；了解常用离合器的类型和特点; 了解弹簧的功用、类型、特点和选用。弹簧的材料和许用应力。

四、实践环节

机械设计实验应使学生在2-4小时内亲自动手完成2-3个实验，并认真完成实验报告。通过实验环节，使学生掌握机械设计实验的基本方法，使学生获得实验操作的基本训练。实验内容如下表:

五、课外习题及课程讨论

根据教学基本要求，育章均应有适当的作业、习题或思考题，其内容要多样化，使学生掌握和巩固基木概念、基本原理和基本方法掌握设计、计算的方法和技巧、提高分析问题和解决问题的能力。适当安排习题课，习题应作为评定学生成绩的一部分。

六、教学方法与手段

根据教学的需要，要适当安排习题设（讨论课），设外习题和设计作业。每个学生至少要完成1个大型设计作业。每个作业的份量一般为装配图纸一张，设计说明书一份，约需15?20个课外学时。

为了增加学生的感性认识，教师在教学中，最好利用一些能说明问题的教具，实物模型和CAT软件进行电化教学。

将CAD引入课程设计，逐步由手工绘图过度到电了图版。

开展设计大赛，提高学生的创造能力。

七、各教学环节学时分配

八、考核方式

课程采用闭卷考试，成绩评定按照卷面成绩与平时成绩进行折算记入最终成绩。

1、采用累加式的考核办法由下面几部分构成：

平时成绩()+期末考试()

2、期末考试注重理论知识与动手实践能力的相结合，目的在于使同学们能好地掌握知识，避免死记硬背，通过课程的学习可以解决实际当中的一些问题。能灵活运用所学知识。

九、推荐教材和教学参考书

教材：《机械设计基础(第三版)》，陈立德编著，高等教育出版社，2011年。

参考书：《机械设计基础(第四版)》，杨可贞主编，高等教育出版社，1998年。

十、说明

本课程与其它有关课程的联系和分工：

学习木课程时必须安排在下列课程之后进行：画法几何及机械制图、工程材料及机械制造基础，金属材料及热处理、互换性及技术测量、金工实习、理论力学、材料力学、机械原理、算法语言和程序设计等。

除一般的联系与分工外，以下内容能在先修课中落实，以保证衔接与配合。

本课程中大多零件都按疲劳强度计算，因此希望材料力学课对材料在交变应力下的强度计算应加强训练。螺纹的主要参数，螺纹标准及公差，齿轮公差、粗糙度等内容，应在机械制图，互换性及技术测量等课程中学习。

大纲制订人：

大纲审定人：

制订日期:2013年10月24日