机械设计A大纲

机械设计课程编码:202542 课程英文名：Mechanical Design学分：3.5~4 总学时：56~64 讲课：56~64开课对象:全校机械类各专业一、课程的性质、目的与任务机械设计是以一般通用零部件的设计为核心的设计性课程，而且是论述它们的基本设计理论与方法，用以培养学生具有设计一般机械的能力的技术基础课程。

本课程的目的与任务在于培养学生：1、掌握通用机械零部件的工作原理、特点、选用及设计理论与设计计算方法。

2、初步树立正确的设计思想，了解设计的一般规律，具有设计机械传动部件及简单机械的能力，以及培养学生独立解决问题和分析问题的能力。

3、具有运用标准、规范、手册、图表和查阅有关资料的能力。

4、学会典型零件的实验方法，获得实验技能的基本训练。

二、课程的主要内容与基本要求第一章、绪论（一）内容1、机器在经济建设中的作用2、机器的基本组成要素3、本课程的内容、性质、任务（二）基本要求了解机器在经济建设中的作用及机器的组成；明确零件的概括分类及零件与机器的关系。

明确本课程的内容、性质和任务；注意本课程与先修课程及后续课程的关系和相应的学习方法。

第二章、机械及机械零件设计概要（一）内容1、机器的组成2、设计机器的一般程序3、对机器的主要要求4、机械零件的主要失效形式5、设计机械零件时应满足的基本要求6、机械零件的计算准则、设计方法7、机械零件设计的一般步骤8、机械零件材料的选用原则9、机械零件设计中的标准化（二）基本要求1、明确机器的组成，了解机器的要求及其设计程序。

2、深刻理解机械零件的失效形式及应满足的基本要求。

3、深刻理解机械零件的设计准则及设计方法。

4、了解机械零件的一般设计方法，重视结构设计及标准化工作。

5、一般了解机械零件的材料及选用原则。

第三章、机械零件的强度（一）内容1、材料疲劳的两种类别2、高周疲劳和机械零件的疲劳强度计算3、机械零件的接触强度（二）基本要求掌握常用的强度理论，并能正确运用；正确选用强度计算中的极限应力；熟练掌握极限应力线图的绘制与分析；熟练掌握稳定变应力时的疲劳强度计算及等效转化概念；了解单向不稳定变应力的疲劳强度计算。

第五章、螺纹联接和螺旋传动（一）内容1、螺纹2、螺纹联接的类型及标准联接件。

3、螺纹联接的预紧4、螺纹联接的防松5、螺栓联接的强度计算6、螺栓组联接的设计7、螺纹联接件的材料及许用应力8、提高螺纹联接强度的措施9、螺旋传动（二）基本要求1、了解螺纹及螺纹联接的类型、结构、主要参数及应用等基础知识，结合机械设计手册进行学习。

2、理解预紧的目的及预紧力矩的计算，明确防松的必要性及其基本方法。

3、熟练掌握单个螺栓联接的变形协调关系、受力分析及强度计算。

4、熟练掌握螺栓组联接的结构设计、受力分析及强度计算。

5、对螺纹联接的材料及许用应力作一般了解，能正确选用；注意螺栓及螺母材料的级别及含义。

6、正确理解提高螺栓联接强度的各项措施及原理。

7、能参照教材设计螺旋传动。

第六章、键、花键、无键联接和销联接（一）内容1、键联接2、花键联接3、无键联接4、销联接（二）基本要求1、了解键及花键的类型、特点、工作原理、结构形式及适用场合。

2、学会键及花键的受力分析、定心方式及类型选择。

3、掌握键及花键联接的主要失效形式和强度计算。

第八章、带传动（一）内容1、概述2、带传动工作情况的分析3、V带传动的设计计算4、V带轮设计5、V带传动的张紧装置6、其它带传动简介（二）基本要求1、了解带传动的类型、工作原理、特点及应用。

2、正确分析带传动的受力情况及应力。

3、正确理解带的弹性滑动及打滑现象。

4、掌握带传动的失效形式及设计准则。

5、掌握V带传动的参数选择和设计方法。

6、了解带传动的张紧目的及方法。

第九章、链传动（一）内容1、链传动的特点及应用2、链传动的结构特点3、滚子链链轮的结构和材料4、链传动的运动特性5、链传动的受力分析6、滚子链传动的设计计算7、链传动的布置、张紧和润滑（二）基本要求1、了解链传动的工作原理、特点、结构、标准及应用。

1、了解滚子链链轮的结构和材料。

3、理解链传动的运动特性、受力分析及产生动载荷的原因。

4、掌握链传动的失效形式和设计准则。

5、掌握链传动参数的合理选择及不同链速时的选型计算。

6、了解链传动的布置、张紧和润滑。

第十章、齿轮传动（一）内容1、概述2、齿轮传动的失效形式及设计准则3、齿轮的材料及其选择原则4、齿轮传动的计算载荷5、标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算6、齿轮传动的设计参数、许用应力与精度选择7、标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算8、标准圆锥齿轮传动的强度计算9、齿轮的结构设计10、齿轮传动的润滑（二）基本要求1、了解齿轮传动的特点、应用、材料及其选择原则、结构设计和润滑。

2、掌握不同条件下，齿轮传动的失效形式及提高齿轮工作能力的有效措施。

3、掌握齿轮传动的基本设计原理，熟悉强度计算公式中各参数的含义及合理取值。

4、熟练掌握齿轮传动的受力分析，结合转向、旋向及主从动轮，准确确定各力的作用点、方向和大小。

5、熟悉齿轮传动的设计参数选择、许用应力确定和强度计算说明。

6、一般了解齿轮的精度及其选择。

第十一章、蜗杆传动（一）内容1、蜗杆传动的类型、特点及应用2、普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算3、普通圆柱蜗杆传动承载能力的计算4、圆弧圆柱蜗杆传动设计计算5、普通圆柱蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算6、普通圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计（二）基本要求1、了解阿基米德蜗杆及蜗轮的加工方法、齿廓形状、尺寸计算、结构设计及材料。

2、对蜗杆传动的精度和润滑作一般了解。

3、掌握蜗杆传动的主要参数、模数和压力角的标准值及其所在平面。

4、掌握蜗杆传动的失效形式、设计准则。

5、熟练掌握蜗杆传动的受力分析、载荷计算；能熟练地运用左（右）手定则，在不同转向、旋向及主从动轮的情况下，正确确定各分力的大小、方向及作用点。

6、掌握蜗杆传动的强度计算及热平衡核算。

第十二章、滑动轴承（一）内容1、概述2、径向滑动轴承的典型结构3、轴承材料和轴瓦结构4、不完全液体摩擦滑动轴承的设计计算5、向心动压滑动轴承的工作情况及主要几何参数6、液体动力润滑径向滑动轴承设计计算（二）基本要求1、了解轴承类型、应用及典型结构2、了解轴瓦的结构、材料及其选用原则，学会油孔、油槽的合理开设及形状。

3、掌握不完全液体摩擦滑动轴承的失效形式、设计准则及设计方法。

4、熟悉液体动力润滑径向滑动轴承的工作情况及主要几何参数。

5、理解液体动力润滑径向滑动轴承的承载能力分析及最小油膜厚度的确定；对其设计计算只要求初步了解。

6、一般了解滑动轴承的常用润滑剂及其选用原则。

第十三章、滚动轴承（一）内容1、概述2、滚动轴承的主要类型及其代号3、滚动轴承类型的选择4、滚动轴承的工作情况5、滚动轴承尺寸的选择5、轴承装置的设计（二）基本要求1、了解滚动轴承的基本结构。

熟悉各类常用滚动轴承的主要类型、性能、特点及代号。

2、熟练掌握滚动轴承寿命的计算方法。

3、掌握根据外载荷求一个轴承所受的轴向载荷A和径向轴荷R的方法。

4、掌握轴承装置的设计。

第十五章、轴（一）内容1、轴的分类、用途及材料2、轴的结构设计3、轴的计算（二）基本要求1、了解轴的分类及常用材料。

2、掌握轴的结构设计和轴的强度计算。

3、对轴的刚度校核计算作一般了解。

三、课程的重点和难点（一）重点本课程的重点章节为第三章（机械零件的强度）、第五章（螺纹联接和螺旋传动）、第十章（齿轮传动）和第十三章（滚动轴承）。

其重点为：1、常用强度理论的正确运用及强度计算中极限应力的正确选定；极限应力线图的意义、绘制以及对r=c、σm =c、σmin=c三种情况的分析；稳定变应力时的疲劳强度计算。

2、单个螺栓联接的受力分析及强度计算；螺栓组联接的受力分析；提高螺栓联接强度的措施。

3、齿轮传动的失效形式、设计准则和受力分析；标准直齿圆柱齿轮传动的基本设计原理及强度计算方法。

4、轴承类型和尺寸的选择；轴承装置的设计。

（二）难点：1、紧螺栓联接受力时的变形协调关系；受倾覆力矩作用的螺栓组联接的受力及设计计算。

2、齿轮基本设计原理（力学模型、理论依据、载荷分析、计算状态及基本公式等）的透彻理解。

针对不同条件恰当地确定设计准则和选用相应的设计数据。

3、液体动力润滑径向滑动轴承的承载能力分析。

4、角接触球轴承和圆锥滚子轴承的轴向载荷A的计算。

四、学时分配学时分配表五、考核办法本课程期末进行考试。

评分方式以百分制记，建议：平时成绩占40%(其中：大作业及大作业答辩占30%、到课率、学习态度、质疑、释疑等占10%)。

期末考试范围大纲已将各章节内容区分为了解（知道）、理解（熟悉）、掌握（学会）等三个层次，后面两个层次内容将作为综合性考试的重点。

学生必须在全面复习、熟悉基础知识的前提下，对重点内容作深入钻研，做到能综合、灵活应用。

考题有判断、选择、填空、分析、计算及结构设计等形式。

考试方法可采用闭卷或一页开卷，实验班考核办法可适当灵活。

六、教材与参考书1、教材机械设计，西北工业大学濮良贵、纪名刚主编，高等教育出版社，2006年。

1、主要参考书（1）机械设计，西北工业大学濮良贵主编，高等教育出版社，1989年。

（2）机械设计，邱宣怀主编，高等教育出版社，1997年。

（3）Mechanical Engineering Design，Shigley J．E．New Y ork：McGraw-Hill，1977。