机械设计 第一章 绪论
机械设计期末考试 思考题
机械设计思考题第一章绪论1、一个机械系统一般包含机械结构系统、驱动动力系统、检测与控制系统。
2、一台机器的机械结构总是由一些机构组成的，每个机构又是由若干零件组成的。
有些零件是在各种机器中常用的，称之为通用零件。
有些零件只有在特定的机器中才用到，称之为专用零件。
3、机械设计课程中“设计”的含义是指机械装置的实体设计，涉及零件的应力，强度的分析计算，材料的选择、结构设计，考虑加工工艺性、标准化以及经济性、环境保护等。
第二章机械设计总论1、一部机器的质量基本上决定于设计质量，机器的设计阶段是决定机器好坏的关键。
12、设计机器的一般程序：计划阶段、方案设计阶段、技术设计阶段、技术文件编制阶段。
3、对机器都要提出的基本要求：使用功能要求、经济性要求、劳动保护要求、可靠性要求、其它专用要求。
4、机械零件常见的失效形式有：整体断裂、过大的残余变形、零件的表面破坏以及破坏正常工作条件引起的失效等。
5、机器的零件满足以下要求：（1）避免在预定寿命期内失效的要求，应保证零件有足够的强度、刚度、寿命。
（2）结构工艺性要求，设计的结构应便于加工和装配。
（3）经济性要求，零件应有合理的生产加工和使用维护的成本。
（4）质量小的要求，质量小则可节约材料，质量小则灵活、轻便。
（5）可靠性要求，应降低零件发生故障的可能性（概率）。
6、机械零件的设计准则（1）强度准则，确保零件不发生断裂破坏或过大的塑性变形，是最基本的设计准则。
（2）刚度准则，确保零件不发生过大的弹性变形。
（3）寿命准则，通常与零件的疲劳、磨损、腐蚀相关。
（4）振动稳定性准则，高速运转机械的设计应注重此项准则。
（5）可靠性准则，当计及随机因素影响时，仍应确保上述各项准则。
7、于机械设计有关的标准主要有：国际标准、国家标准、行业标准、企业标准等。
8、机械零件的设计准则主要有强度准则、刚度准则、寿命准则、振动稳定性准则和可靠性准则。
9、零件的表面经淬火，渗氮，喷丸，滚子碾压等处理后，其疲劳强度_______。
机械设计基础第1章 绪论
1.1.2 机械中的构件、零件和部件 1. 构件 机构是由构件组成的，构件在机构中具有独立的运动特性， 在机械中形成一个运动整体。如图1-2（a）所示的内燃机是由 活塞、连杆、曲轴和汽缸等构件构成的一个典型的曲柄滑块机 构，其中，原动件活塞作直线往复运动，通过连杆带动曲轴作 连续转动。
2. 机械零件 机械零件 机械都是由机械零件组成的。 机械都是由机械零件组成的 。 机械零件是指机械中每一个 单独加工的单元体，例如图1-1所示的曲轴 所示的曲轴。 单独加工的单元体，例如图 所示的曲轴。构件可以是单一的 机械零件，也可以是若干机械零件的刚性组合。例如图1-2(b)所 机械零件，也可以是若干机械零件的刚性组合。例如图 所 示的连杆，它是由连杆体、连杆盖、 示的连杆 ， 它是由连杆体 、 连杆盖 、 螺栓和螺母等零件组合而 成的。这些零件之间没有相对运动，是一个运动整体， 成的 。 这些零件之间没有相对运动 ， 是一个运动整体 ， 故属一 个构件。因此，构件是运动的单元，零件是制造单元。 个构件。因此，构件是运动的单元，零件是制造单元。 随着机械的功能和类型的日益增多， 随着机械的功能和类型的日益增多 ， 作为组成机械的最基 本单元的零件更是多种多样。 本单元的零件更是多种多样。 通常将机械零件分为通用机械零 件和专用机械零件两大类。 件和专用机械零件两大类。
1.3 机械零件的材料选择
1.3.1 使用要求 按强度条件设计的零件，当其尺寸和重量都受限制时，应 选用强度较高的材料； 按刚度条件设计的零件，应选用弹性模 量较大的材料；若零件表面接触应力较高(如齿轮)，应选用可 以进行表面强化处理的材料(如调质钢、渗碳钢)。此外，对容 易磨损的零件(如蜗轮)，应选用耐磨性好的材料；对滑动摩擦 下工作的零件(如滑动轴承)，应选用减摩性好的材料；对高温 下工作的零件，应选用耐热材料；对腐蚀性介质中工作的零件， 应选用耐腐蚀材料。
《机械设计基础》课件——第一章 绪论
1.1.1 引言
人类在长期的生产和生活实践中创造和发展了机械，其目的是为
了减轻或替代人的劳动，提高生产率。
东汉张衡将杆机构巧妙地使用在人类第一台地震仪上，根据地动 仪内部机构的推测图（参见图1-2），它的原理是某一方向发生地震 时，使都柱（龙机）向该方向倾斜，带动杆件机构，迫使这个方位的 龙口大张，吐出小铜丸，掉进蟾蜍的嘴里，这样就能自动预报地震发 生的方向。
先以图1-3所示的单缸内燃机为例进行分析。
内燃机是由机架（缸体）1、曲轴2、连杆3、活塞4、进气阀5 、排气阀6、推杆7、凸轮8、齿轮9和10等组成。活塞、连杆、曲轴 和缸体组成主体部分，燃气推动活塞作往复移动，经连杆转变为曲轴 的连续转动；凸轮、进排气阀推杆和缸体组成进排气的控制部分，凸 轮转动，推动气阀按时启闭，分别控制进气和排气；曲轴上的齿轮和 凸轮轴上的齿轮与缸体组成传动部分，曲轴转动，通过齿轮将运动传 给凸轮轴。上述三部分共同将热能转换为曲轴的机械能。
设计零件时应满足的基本要求是从设计机器的要求中提出来的，
一般概括为以下两点：
（1）使用要求
（2）经济性要求
1.4.2 机械零件设计的一般方法
第一章 绪论
第一章 绪论
【引 子】
机械设计是根据机械的使用要求对其工作原理、结构、运动方式 ，零件的材料、几何形状等进行构思、分析和计算并将其转化为具体 的描述以作为制造依据的工作过程。机械设计是机械工程的重要组成 部分，是机械生产的第一步，是决定机械性能的最主要的因素。
1.1 本课程的研究对象
它是机械中的装配单元，如减速器、离合器等。
3．构件 从机械实现预期运动和功能角度看，机构中形成相对运动的各个
运动单元称为构件。构件可以是由单一的零件，也可以是由若干零件 组成的运动单元。如图1-5所示的内燃机连杆是由连杆体1、轴套2、 连杆头3、螺栓4、定位销5、轴瓦6等组成，其一端与活塞相连，另 一端与曲轴相配合。
哈工大机械设计_宋宝玉_第1章第2章绪论(推荐文档)
三、学习机械设计课的目的：初步掌握机械 设计的能力 1）机械系统的总体方案设计 2）零部件工作能力设计：强度、刚度等设 计计算 3）结构设计能力
课程性质：设计性课程 技术基础课
1-2 设计机械时应满足的基本要求和步骤 一 、基本要求
1 满足需要原则 2 经济合理原则 3 可靠性原则 4 优化原则
绘制零件工作图。工作图必须符合国家制图 标准，尺寸齐全并标注必要的尺寸公差、形 位公差、表面粗糙度及技术条件等
1-4 后续课程应用到的几个基本概念
失效：机械零件在设计预定的期间内，并在规 定条件下，不能完成正常的功能
强度:是零件在载荷作用下抵抗断裂、塑性变形 及表面失效（磨损、腐蚀除外）的能力
刚度:是指零件在载荷作用下抵抗弹性变形的能力
1-5机械设计课的特点和学习方法 课程的特点:
1实践性 2综合性
学习方法： 1 在学习本课程的同时要及时复习和巩固 有关先修课程的知识。 2 弄清设计原理和设计公式的应用条件及 公式中各量之间的相互关系
3 正确对待理论设计和经验设计的关系 4 正确处理计算与绘图的关系 5 正确对待设计计算结果 6 重视培养结构设计能力 7 注意培养综合运用所学知识的能力 8 重视培养整机设计能力 9 注意创新能力的培养及创新技法的学习
二 机械零件设计的一般程序 根据总体设计的要求，选择零件的类型
根据机器的工作情况，确定作用在零件 上的载荷，进行受力分析
根据零件的工作条件及受力情况，选择材 料及热处理方式，并确定其许用应力
根据失效分析,确定零件的设计计算准则， 并进行理论设计计算
根据计算结果，同时考虑零件的加工和装 配工艺等要求，对零件进行结构设计
6 安全性原则 7 人机工程原则 8 工艺性原则
机械设计期末知识点总结
第一章绪论1.通用零件、专用零件有哪些？P4通用零件：传动零件——带、链、齿轮、蜗轮蜗杆等；连接零件——平键、花键、销、螺母、螺栓、螺钉等；轴系零件——滚动轴承、联轴器、离合器等。
专用零件：汽轮机的叶片、内燃机的活塞、纺织机械中的纺锭、织梭等。
第二章机械设计总论1.机器的组成。
P5机器的组成：原动机部分、传动机部分、执行部分、测控系统、辅助系统。
2.机械零件的主要失效形式有哪些？P13①整体断裂；②过大的残余变形；③零件的表面破坏；④破坏正常工作条件引起的失效。
3.机械零件的设计准则有哪些？P16①强度准则；②刚度准则；③寿命准则；④振动稳定性准则；⑤可靠性准则。
第三章机械零件的强度1.交变应力参数有哪些？应力比r的定义是什么？r = -1、r =0、r=1分别叫什么？P27最大应力σmax、最小应力σmin、平均应力σm=σmax+σmin2、应力幅度σa=σmax−σmin2、应力比（循环特性系数）r=σminσmax。
最小应力与最大应力之比称为应力比（循环特性系数）。
r = -1：对称循环应力、r =0：脉动循环应力、r =1：静应力。
第五章螺纹连接和螺旋传动1.连接螺纹有哪些？各有哪些特点？P71①普通螺纹。
牙型为等边三角形，牙型角α=60°，内、外螺纹旋合后留有径向间隙。
同一公称直径螺纹按螺距大小可分为粗牙螺纹和细牙螺纹。
②55°非密封管螺纹。
牙型为等腰三角形，牙型角α=55°。
管螺纹为英制细牙螺纹。
可在密封面间添加密封物来保证密封性。
③55°密封管螺纹。
牙型为等腰三角形，牙型角α=55°。
螺纹旋合后，利用本身的变形就可以保证连接的紧密型。
④米制锥螺纹。
牙型角α=60°，螺纹牙顶为平顶。
2.传动螺纹有哪些？各有哪些特点？P72①矩形螺纹。
牙型为正方形，牙型角α=0°。
传动效率比其他螺纹高。
②梯形螺纹。
牙型为等腰梯形，牙型角α=30°。
机械设计-习题集答案
第一章绪论1-1机器的基本组成要素是什么？答：机械零件1-2什么是零件？什么是构件？什么是部件？试各举三个实例。
答：零件是组成机器的不可拆的基本单元，即制造的基本单元。
如齿轮、轴、螺钉等。
构件是组成机器的运动的单元，可以是单一整体也可以是由几个零件组成的刚性结构，这些零件之间无相对运动。
如内燃机的连杆、凸缘式联轴器、机械手的某一关节等。
部件是由一组协同工作的零件所组成的独立制造或独立装配的组合体，如减速器、离合器、联轴器。
1-3什么是通用零件？什么是专用零件？答：通用零件在各种机器中经常都能用到的零件，如：齿轮、螺钉、轴等。
在特定类型的机器中才能用到的零件，如：涡轮机的叶片、内燃机曲轴、减速器的箱体等。
1-4机械设计课程研究的内容是什么？答：机械系统设计的基础知识和一般尺寸和参数的通用零件设计方法。
第二章机械设计总论2-1答：一台完整的机器通常由原动机、执行部分和传动部分三个基本部分组成。
原动机是驱动整部机器以完成预定功能的动力源；执行部分用来完成机器的预定功能；传动部分是将原动机的运动形式、运动及动力参数转变为执行部分所需的运动形式、运动及动力参数。
2-2答：设计机器应满足使用功能要求、经济性要求、劳动保护要求、可靠性要求及其它专用要求。
设计机械零件应满足避免在预定寿命期内失效的要求、结构工艺性要求、经济性要求、质量小的要求和可靠性要求。
2-3答：机械零件常见的失效形式：整体断裂、过大的残余变形、零件的表面破坏以及破坏正常工作条件引起的失效等。
常用的计算准则主要有强度准则、刚度准则、寿命准则、振动稳定性准则和可靠性准则。
2-4答：强度要求为确保零件不发生断裂破坏或过大的塑性变形。
强度条件为[]σσ≤。
提高机械零件的强度，可以采取：a、采用强度高的材料，使零件具有足够的截面尺寸；b、合理地设计零件的截面形状，增大截面的惯性矩；c、采用热处理和化学处理方法，提高材料的力学性能；d、提高运动零件的制造精度，降低工作时的动载荷；e、合理配置零件的位置，降低作用于零件上的载荷等。
《机械设计(3D版)》张继忠 第1章 绪论
§1-1本课程在现代化建设中的作用 §1-2 机器的基本组成要素 §1-3 本课程的内容、性质与任务
§1-1 本课程在现代化建设中的作用
第一节
机械工业的生产水平是一个国家现代化建设水平的主要标志之一。
机械设计是机械工业中最为关键的环节，是机械生产的第一步，是决定 机械性能的最主要的因素和机械制造工业发展的关键因素。
3、素质目标 培养学生有正确的设计思想、创新思维和创新能力；培养学生的团
队合作精神；培养学生具有良好的质量、安全和环保意识等。
本课程的几个特点
§1-1 本课程的内容、性质与任务
第三节 2
涉及面广 关系多─因与诸多先修课关系密切。 要求多─强度、刚度、寿命、工艺、重量、安全、经济性。 门类多─各类零件，各有特点，设计方法各异。 公式多─计算多，有解析式、半解析式、经验的、半经验的及定义式。 图表多─结构图、分析图、原理图、示意图、曲线图、标准、经验数表。
本课程的主要任务是培养学生：
1、知识目标 掌握机械设计基本原则和一般方法；机械零件的工作原理、受力分
析、应力分析、失效分析；机械零件工作能力的计算等。
2、能力目标 具有运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料的能力；掌握
通用零件的设计原理、方法和机械设计的一般规律，进而具有综合运用所 学的知识，研究改进或开发新的零部件及设计简单机械装置的能力等。
设计计算与结构设计 ──设计决非只是计算，同学更应重视结构设计的学习。
性能要求与经济性 ──永远是一对矛盾，应学会合理地解决这一对矛盾。
经验设计与现代设计 ──二者均重要，前者是后者的基础。
具体的设计方法与一般的设计能力 ──前者是学习的形式，后者是学习的目的。
机械设计整理绪论与第一章
绪论构件：独立影响机构功能并能独立运动的单元体 （实物、刚体、运动的整体） 零件：加工的制造单元体 通用零件、专用零件零件和构件的关系：构件，是基本运动元件；零件，是基本制造元件。
构件由零件组成。
构件可以由一个零件组成 也可以由几个零件组成构件和机构的关系：两个或两个以上的构件通过活动联接以实现规定运动的构件组合。
机构和机器的区别：1 机构只是一个构件系统，而机器除了构件系统之外，还包括电气、液压等其它装置。
2 机构只用于传递运动和力机器除用于传递运动和力，还具有变换或传递能量、物料、信息的功能。
机械设计基础—第1章平面机构的自由度和速度分析与动力源组合机器的组成(从运动观点看)由构件组成(从制造观点看)由零件组成机械机器机构构件零件通用零件专用零件{{原动构件从动构件机架}零件构件机构机器静联接动联接(运动副)机构的特征：机构是一种人为的实物构件的组合。
机构各部分之间具有确定的相对运动。
机器的特征：机器具备机构的特征外，还必须具备第三个特征：实现能量转换或完成有效的机械功机械原理多媒体教学——绪论◆机器的组成动力系统传动系统控制系统执行系统辅助系统，例如：润滑、显示、照明等第一章自由度：把构件相对于参考系具有的独立运动参数的数目称为自由度。
结论：一个作平面运动的自由构件有三个自由度。
运动副: 两构件直接接触而形成的可动联接两种分类：机械设计基础—第1章平面机构的自由度和速度分析按接触形式分类：接触形式:点、线、面 低副：面接触高副：点、线接触平面低副空间低副xyo高副高副空间低副平面低副平面低副按相对运动分类：转动副：相对转动 ——回转副(铰链) 移动副：相对移动 螺旋副：螺旋运动 球面副：球面运动运动副特性:运动副一经形成, 组成它的两个构件间的可能的相对运动就确定。
而且这种可能的相对运动, 只与运动副类型有关, 而与运动副的具体结构无关。
工程上常用一些规定的符号代表运动副机械设计基础—第1章平面机构的自由度和速度分析平面副低副：转动副、移动副(面接触)高副：齿轮副、凸轮副(点、线接触)xyoxyott nnnt更多的机构运动简图中的运动副的表示见 课本第8页。
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键
专用零部件：只在特定的机械中用到的零部件。
内
燃
机
4. 研究内容
内燃机曲轴
活 塞Leabharlann 主要研究在普通条件下，一般参数的通用零部件的设计理论与 设计方法。
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三、本课程的性质和任务
性质：机械类和近机类专业的一门主干技术基础课 机械制造有关课程的先导课 综合运用多种有关的基础理论与生产实践知识，解决机械设计 中的问题。
机械设计的作用
– 生产的第一道工序 – 生产的关键工序
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二、本课程研究的对象和内容
1. 机器与机构
机器：既能实现确定的机械运动，又能作有用的机械功或完成能量、 物料和信息转换或传递的装置。其具有以下三个特征：
1.都是人为的各种实物的组合。 2.组成机器的各种实物间具有确定的相对运动。 3.可代替或减轻人的劳动，完成有用的机械功或转换机械能。 机构：是由构件通过运动副连接起来的、具有确定相对运动的构件系统。 二者区别：机构只用来传递或变换运动。
江西)人，因吉州原属庐陵郡，因此他又以“庐陵欧阳修”自居。谥号文忠，世称欧阳文忠公。北宋政治家、文学家、史学家，与韩愈、柳宗元、王安石、苏洵、苏轼、苏辙、曾巩合称“唐宋八大家”。后人又将其与韩愈、柳宗元和苏轼合称“千古文章四大家”。
关于“醉翁”与“六一居士”：初谪滁山，自号醉翁。既老而衰且病，将退休于颍水之上，则又更号六一居士。客有问曰：“六一何谓也？”居士曰：“吾家藏书一万卷，集录三代以来金石遗文一千卷，有琴一张，有棋一局，而常置酒一壶。”客曰：“是为五一尔，奈何？”居士曰：“以吾一翁，老于此五物之间，岂不为六一乎？”写作背景：宋仁宗庆历五年(1045年)，
酒也。节奏划分思考“山行/六七里”为什么不能划分为“山/行六七里”？
会员免费下载 明确：“山行”意指“沿着山路走”，“山行”是个状中短语，不能将其割裂。“望之/蔚然而深秀者”为什么不能划分为“望之蔚然/而深秀者”？明确：“蔚然而深秀”是两个并列的词，不宜割裂，“望之”是总起词语，故应从其后断句。【教学提示】引导学生在反复朗读的过程中划分朗读节奏，在划分节奏的过程中感知文意。对于部分结构复杂的句子，教师可做适
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11 醉翁亭记
1．反复朗读并背诵课文，培养文言语感。
2．结合注释疏通文义，了解文本内容，掌握文本写作思路。
3．把握文章的艺术特色，理解虚词在文中的作用。
4．体会作者的思想感情，理解作者的政治理想。一、导入新课范仲淹因参与改革被贬，于庆历六年写下《岳阳楼记》，寄托自己“先天下之忧而忧，后天下之乐而乐”的政治理想。实际上，这次改革，受到贬谪的除了范仲淹和滕子京之外，还有范仲淹改革的另一位支持者——北宋大文学家、史学家欧阳修。他于庆历五年被贬谪到滁州，也就是今天的安徽省滁州市。也
机械设计
1
机械设计
教材：
庞兴华,等.机械设计（第一版）.北京:电子工业出版社,2010.
参考教材：
1. 濮良贵,纪名刚.机械设计（第八版）.北京:高等教育出版 社,2006.
2. 李育锡.机械设计作业集.北京:高等教育出版社,2001. 3. 纪明刚.机械设计（第七版）.北京:高等教育出版社,2001.
参知政事范仲淹等人遭谗离职，欧阳修上书替他们分辩，被贬到滁州做了两年知州。到任以后，他内心抑郁，但还能发挥“宽简而不扰”的作风，取得了某些政绩。《醉翁亭记》就是在这个时期写就的。目标导学二：朗读文章，通文顺字1．初读文章，结合工具书梳理文章字词。2．朗读文章，划分文章节奏，标出节奏划分有疑难的语句。节奏划分示例
环滁/皆山也。其/西南诸峰，林壑/尤美，望之/蔚然而深秀者，琅琊也。山行/六七里，渐闻/水声潺潺，而泻出于/两峰之间者，酿泉也。峰回/路转，有亭/翼然临于泉上者，醉翁亭也。作亭者/谁？山之僧/曰/智仙也。名之者/谁？太守/自谓也。太守与客来饮/于此，饮少/辄醉，而/年又最高，故/自号曰/醉翁也。醉翁之意/不在酒，在乎/山水之间也。山水之乐，得之心/而寓之
机器同时传递或变换运动和能量。 从结构和运动学的角度分析，机器和机构之间并无区别，都是具有确定 相对运动的各种实物的组合，所以，齿通轮机常构带将式机输器送和机机传构动统简称图为机械。
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二、本课程研究的对象和内容
2. 零件、部件与构件
齿 轮
螺钉
零件：是组成机器的最小制造单元。
部件：由若干装配在一起的零件组成。
是在此期间，欧阳修在滁州留下了不逊于《岳阳楼记》的千古名篇——《醉翁亭记》。接下来就让我们一起来学习这篇课文吧！【教学提示】结合前文教学，有利于学生把握本文写作背景，进而加深学生对作品含义的理解。二、教学新课目标导学一：认识作者，了解作品背景作者简介：欧阳修(1007—1072)，字永叔，自号醉翁，晚年又号“六一居士”。吉州永丰(今属
轴
承
零件和部件统称为零部件。
构件：是组成机器的相对运动的单元。 构件可由单一零件构成； 也可由多个零件刚性连接构成。
多单个一零零件件的—刚—性内组燃合机—曲—轴连杆
零件与构件的区别：构件是运动的单元；
零件是制造的单元。
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二、本课程研究的对象和内容
带
链
传
传
动
动
3. 研究对象 ——通用零部件
通用零部件：各种机械中普遍使用的零部件。 轴
2
第一章 绪 论
机械设计在经济建设中的作用 本课程研究的对象和内容 本课程的性质和任务
学习本课程应注意的问题
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一、机械设计在经济建设中的作用
机械工业在国民经济中的地位和作用
– 为国民经济各部门（工业、农业和社会生活各个方面）提供各种 性能先进、价格低廉、使用方便安全可靠的技术装备任务
– 衡量一个国家技术水平和现代化程度的重要标志 – 对机械的研究不断深入，机械方面的知识日趋完善 – 逐渐形成系统的研究机械设计的学科
– “公式多”、“系数多”、“图表多”、“关系多”
注意问题：
⑴理论联系实际 ⑵抓住课程体系 ⑶综合运用先修课程的知识解决机械设计的实际问题 ⑷理解系数引入的意义 ⑸培养解决工程实际问题的能力
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思考与练习
1．试说明机器、机构、构件、零件的概念及其特征，并各 举一例。
2．试说明机械设计课程的性质和任务。 3．学习本课程应注意那些问题？
先修课程：机械制图、金属工艺学、机械工程材料、高等数学、公差配合等
学习任务： – 培养正确的设计思想 – 掌握通用零部件设计方法和一般规律，具有确定机械系统方案、 设计机械传动装置和简单机械的能力 – 掌握一定的设计技能 – 了解机械设计发展的最新动态
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四、学习本课程应注意的问题
本课程的特点：