《机械设计》课程教案

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1、 机械设计课程教案 机械设计课程教案 院 （ 系 、 部 ） 机电工程学院 教 研 室 机械工程系 课 程 名 称 机械设计 适 用 专 业 机械类本科 主 讲 教 师 姓 名 张 翔 职 称 、 职 务 教 授 使 用 教 材 机械设计（濮良贵、纪名刚主编第八版） 1福福 建建 农农 林林 大大 学学 教教 案 案 编号： 01 课时安排：课时安排：3 学时学时教学课型： 理论课教学课型： 理论课 实验课实验课 习题课习题课 实践课 其它实践课 其它 授课题目：第 1 章 机械设计总论 1.1“机械设计”的概念 1.2 课程性质、任务、教与学 教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次） ：

2、 ? 了解：了解：机械、机器、机械零件、机械设计等概念，设计机器的一般过程。 ? 熟悉：熟悉：机械零件中的通用零部件与专用零部件 ? 掌握掌握：零件的工作能力与强度的概念。 ? 能力培养注意点：能力培养注意点：设计性课程与素质教育、能力培养的关系与影响。 ? 重点、难点的解决方法：重点、难点的解决方法：从零件的失效概念为线索，重温材料力学的强度、刚度 再引入耐磨性、温升等概念；从设计的内涵来诠释设计与决策、设计与创新的关 系。 教学内容（包括基本内容、重点*、难点#、疑点？） ： 第 1 章 机械设计总论 1. 1“机械设计”的概念 机械、机器、机械零件、机械设计的概念 1.2 课程性质、任务

3、、教与学 1.1.1 性质 1.2.2 任务与作用 （1）知识获取 (2) 能力培养 1.2.3 教与学若干问题 （1）内容 （2）教学环节 1.3 机械设计概述 1.3.1 机器系统的组成 1.3.2 设计机器的一般过程 *1.3.3 零件的工作能力 (1)设计的基本要求 (2)零件的工作能力 (3)零件的失效 (4)零件的承载能力 *1.3.4 主要计算准则 1.3.5 机械零件设计的一般步骤 1.4 课程内容的主要结构、作用 教学方式（请打） ： 讲授 讨论 示教 指导 讲授 讨论 示教 指导 其他其他 手段、媒介（请打） ：多媒体 模型 实物 挂图 音像 其他多媒体 模型 实物 挂图

4、音像 其他 页面设计： 思考题思考题：例举常用热处理方法，说明相应的热处理工艺，对改善零件或材料的效果 作业： 作业： 参考资料（含参考书、文献等） ： 吴宗泽主编，机械设计。北京：高等教育出版社， 2001 李柱国主编，机械设计与理论。北京：科学出版社， 2003 张祖立主编，机械设计。北京：中国农业出版社，2004 彭文生等主编，机械设计。北京：高等教育出版社， 2002图示夹钳弓架的材料为 45 钢，已知尺 寸为： a=65 mm，b=16mm，h=50mm，试 按弓架强度计算夹钳所能承受的最大夹紧 力 F （取安全系数 S=2） ， 并绘出应力分布图。教师姓名：张翔 职称：教授 200

5、7 年 8 月 日 23福福 建建 农农 林林 大大 学学 教教 案 案 编号：02 课时安排：课时安排：3 学时学时教学课型： 理论课教学课型： 理论课 实验课实验课 习题课习题课 实践课 其它实践课 其它 授课题目：第 3 章 机械零件的疲劳强度 3.1 交变应力与疲劳失效 3.2 疲劳强度的基本理论 教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次） ： ? 了解：了解：交变应力与疲劳失效，疲劳强度的基本理论。 ? 熟悉：熟悉：疲劳失效的过程、应力循环特征及术语、常见的交变应力规律 ? 掌握掌握： N 疲劳曲线，机械零件的持久极限计算。 ? 能力培养注意点：能力培养注意点：工程应用分析时的简化

6、处理方法。 ? 重点、难点的解决方法重点、难点的解决方法：按学以致用的原则。工作能力和计算准则内容，除“机 器零件的可靠性”以外，大都在力学中讲过，故只需做简要系统串讲一下即可。 个别需要深入讲解的内容如表面接触强度可放在以后有关章节（如齿轮传动）中 讲述。“载荷和应力的分类”可作为本章重点但需要密切结合工程实际讲述。 教学内容（包括基本内容、重点*、难点#、疑点？） ： 第三章 机械零件的疲劳强度 3.1 交变应力与疲劳失效 *3.1.1 交变应力 （1）交变应力 （2）应力循环特征及术语 （3）常见的交变应力规律 3.1.2 疲劳失效 3.2 疲劳强度的基本理论 3.2.1 N 疲劳曲线

7、*3.2.2 疲劳极限应力图 （1）应力图分析 （2）应力图简化 *3.2.3 机械零件的持久极限计算 (1) 影响零件持久极限的因素 (2) 零件的弯曲疲劳持久极限 #3.2.4 机械零件的疲劳强度计算 （1）单向稳定变应力时 （2）双向稳定变应力时 教学方式（请打） ： 讲授 讨论 示教 指导 其他 手段、媒介（请打） ：多媒体 模型 实物 挂图 音像 其他 页面设计： 思考题：当零件的计算应力大于疲劳强度极限时，零件还能工作吗？ 作业：一对齿轮作单向传动，试问： （1）轮齿弯曲应力可看成哪类循环变应力？（2）两轮齿齿数为Z1=19,Z2=80,小齿轮主动，转速n1=200r/min，预定

8、使用期限为 500h，在使用期限终了时，大齿轮应力循环总次数N是多少？（3）设大齿轮材料疲劳极限为-1，循环基数N0=107，那么与总循环次数N对应的疲劳极限能比 -1 提高到多少？ 参考资料（含参考书、文献等） ： 吴宗泽主编，机械设计。北京：高等教育出版社， 2001 李柱国主编，机械设计与理论。北京：科学出版社， 2003 张祖立主编，机械设计。北京：中国农业出版社，2004 彭文生等主编，机械设计。北京：高等教育出版社， 2002 教师姓名：张翔 职称：教授 2007 年 8 月 日 45福福 建建 农农 林林 大大 学学 教教 案 案 编号：03 课时安排：课时安排：2 学时学时教学

9、课型： 理论课教学课型： 理论课 实验课实验课 习题课习题课 实践课 其它实践课 其它授课题目：第 5 章 螺纹联接和螺旋传动 50 联接概述 51 螺纹概述 52 螺纹联接的基本类型标准联接件 53 螺栓联接的预紧 54 螺栓联接的防松 教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次） ： ? 了解：了解：联接的分类方法，常用联接类型及原理，螺栓联接松脱的原因。 ? 熟悉：熟悉：螺纹的类型、主要参数与应用、影响螺纹的自锁与效率的因素 ? 掌握掌握：螺纹联接的基本类型及其标准联接件，螺栓联接的防松方式。 ? 能力培养注意点：能力培养注意点：应用功能原理分析法进行分类，引导学生进行理论思维。采用 形

10、态分析与综合方法，对螺纹类型进行分析，培养学生系统分析、综合的能力。 “等强度”设计，即是节约型设计，又简化强度计算 重点、难点的解决方法：重点、难点的解决方法：采用形态分析与综合方法，对螺纹类型进行分析。螺纹 联接的基本类型以螺栓联接优缺点为导引。 教学内容（包括基本内容、重点*、难点#、疑点？） ： 50 联接概论 1）联接的功用（功能） 2）广义联接 3）联接分类 #4）按功能原理分类 51 螺纹概述 *5.1.1 螺纹的类型与应用 *5.1.2 螺纹的主要参数 1）直径 2）线数 n、螺距 P、导程 S 3）螺纹升角 4）牙型角 *5.1.3 螺纹的自锁与效率 52 螺纹联接的基本类型

11、、标准联接件 *5.2.1 主要类型 1）螺栓联接* 2）螺钉联接 3）双头螺柱 4）紧定螺钉 5.2.2 标准联接件 53 螺栓联接的预紧 54 螺栓联接的防松 教学方式（请打） ： 讲授 讨论 示教 指导 其他 手段、媒介（请打） ：多媒体 模型 实物 挂图 音像 其他 页面设计： 思考题：自行车两侧的脚踏轴的联接螺纹，应分别采用何旋向，为什么？ 参考资料（含参考书、文献等） ： 吴宗泽主编，机械设计。北京：高等教育出版社， 2001 李柱国主编，机械设计与理论。北京：科学出版社， 2003 张祖立主编，机械设计。北京：中国农业出版社，2004 彭文生等主编，机械设计。北京：高等教育出版社

12、， 2002 教师姓名：张翔 职称：教授 2007 年 8 月 日 67福福 建建 农农 林林 大大 学学 教教 案 案 编号：04 课时安排：课时安排： 4 学时学时教学课型： 理论课教学课型： 理论课 实验课实验课 习题课习题课 实践课 其它实践课 其它授课题目：第 5 章 螺纹联接和螺旋传动 55 螺纹联接的强度计算 56 螺栓组联接的设计 57 螺纹联结件的材料及许用应力 58 螺旋传动 教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次） ： ? 了解：了解：螺栓组联接结构设计的目的 ? 熟悉：熟悉：紧联接、松联接螺栓在不同外载下的承载方式 ? 掌握掌握：1）紧联接螺栓在两种外载下的强度计算

13、方法； 2）螺栓组联接在四种典型载荷作用下的受力分析方法，一般载荷作用下 的螺栓组联接受力分析。 ? 能力培养注意点：能力培养注意点： 通过计算准则建立的分析， 让学生了解基础理论如 “等强度梁” 的等强度概念，在工程中的实际应用；通过一般载荷作用下的螺栓组联接受力分析， 让学生熟悉经典力学的分析方法在具体工程设计中的应用方法。 ? 重点、难点的解决方法： 重点、难点的解决方法： 以螺栓联接的工作类型与承载分析为主线， 导出在不同外载荷作用下， 螺栓的实 际承载与外力的关系，着重明确受横向载荷作用的紧螺栓联接的载荷计算。 通过承载前后联结件与被联结件变形的对比分析， 根据力与变形的浅显关系，

14、导 出受轴向载荷作用的紧螺栓联接的承载计算。 通过一般载荷作用下的螺栓组联接受力分析的例子，让学生掌握分析方法与步 骤。在其中特别要让学生理解掌握螺孔反力与螺栓受力的关系。 教学内容（包括基本内容、重点*、难点#、疑点？） ： 55 螺纹联接的强度计算 *5.5.1 工作类型与承载分析 5.5.2 计算准则 *5.5.3 紧螺栓联接的强度计算 1）螺杆的应力状态 2）强度计算理论 3）强度计算式* #4）轴向总载荷的计算 #56 螺栓组联接的设计 5.6.1 螺栓组联接的结构设计 5.6.2 螺栓组联接的受力分析 *1）受横向载荷F *2）受旋转力矩 T *3）受轴向载荷F 4）受倾覆力矩 M *#5）一般载荷作用下的受力分析 57 螺纹联结件的材料及许用应力 5.7.1 材料 5.7.2 许用应力 58 螺旋传动 5.8.1 特点 5.8.2 类型 教学方式（请打） ： 讲授 讨论 示教 指导 其他 手段、媒介（请打） ：多媒体 模型 实物 挂图 音像 其他 页面设计： 思考题： 思考如右图所示的螺栓组联接受力分析 作业：习题 5-5 参考资料（含参考书、文献等） ： 吴宗泽主编，机械设计。北京：高等教育出版社， 2001