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1、机械设计机械设计教学大纲教学大纲机械设计教学大纲课程名称 ：机械设计 / mechanical design学时/学分：64/4先修课程 ：工程制图,材料力学,理论力学，机械原理，工程材料，金属工艺学、互换性与技术测量，适用专业 ：机械类开课学院（部） 、系(教研室)：机电学院机械设计部,物流学院一、课程的性质与任务机械设计是一门培养学生具有机械设计能力的必修的学科基础课。在以机械学为主干学科的各专业教学计划中，它是主要课程。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，在培养实践能力方面应着重设计构思和设计技能的基本训练。本课程的主要任务是培养学生：1掌握通用机械零件的设计原理，方
2、法和机械设计的一般规律，具有设计机械传动装置和简单机械的能力；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，图册和查阅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、课程的教学内容、基本要求及学时分配（一）教学内容1. 机械设计概述机械设计的性质与任务，机械设计的一般程序，机械零件设计概述，机械设计中的一般原则，标准化等。 2. 机械零、部件设计中的强度问题载荷和应力，静应力下机械零件的强度，变应力下零件的强度，摩擦、磨损和润滑. 3. 联接件设计螺纹联接: 螺纹概述，螺纹种类，螺纹参数，自锁和
3、效率的概念;螺纹联接的主要类型，预紧和防松; 单个螺栓联接的强度计算; 螺栓组联接的设计; 提高螺栓联接措施;键联接键联接的类型和结构、特点和应用失效形式和计算准则花键联接的类型、定心方式、工作特点、强度计算销联接的作用种类、应用。 4. 带传动设计带传动的类型、工作原理、特点和应用，失效形式和计算准则带传动的设计计算带轮的结构、材料及设计。 5. 链传动设计链传动的类型、工作原理、特点和应用链传动的多边形效应、速度的不均匀性和动载荷滚子链国家标准结构、规格、主参数及其选择滚子链的设计计算。 6. 齿轮传动齿轮传动类型、特点和应用齿轮传动轮齿的失效形式和计算准则齿轮材料、热处理及材料选择直齿圆
4、柱齿轮传动受力分析及计算载荷直齿圆柱齿轮的强度计算，齿面接触疲劳强度、齿根弯曲疲劳强度设计参数的选择及许用应力斜齿圆柱齿轮传动的特点、受力分析、强度计算直齿圆锥齿轮传动的特点、受力分析、强度计算齿轮结构设计齿轮传动新技术新工艺新材料简介。 7. 蜗杆传动蜗杆传动的类型、特点及应用普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸普通圆柱蜗杆传动的受力分析蜗杆传动失效分析，蜗杆传动的强度计算蜗杆与蜗轮的材料选择与结构设计蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算。 8. 轴轴的类型，轴的材料及结构设计按扭转强度条件计算按弯扭合成强度条件计算按疲劳强度条件进行计算轴的刚度计算。 9. 滑动轴承滑动轴承的结构形式轴瓦的结构
5、和材料滑动轴承的润滑非液体摩擦滑动轴承设计液体摩擦动压径向滑动轴承设计其它轴承简介。 10. 滚动轴承概述滚动轴承的类型、代号和选择滚动轴承的载荷、应力、失效形式及计算准则滚功轴承的寿命计算滚动轴承的组合设计。11. 联轴器与离合器联轴器的功用与分类常见联轴器离合器的功用与分类常用离合器。 （二）基本要求1. 要求掌握的基本知识机械设计一般知识，机械零件的主要类型，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： 机械设计的基本原则。机械零件的工作原理受力分析、应力状态、失效形式等。机械零件工作能力计算准则，体积强度与表面强度，静强度与疲劳强度，刚度与柔度，摩擦，磨损与润滑
6、，寿命与可靠性，以及热平衡，冲击能，稳定性等。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。 改善载荷和应力的分布不均匀性，提高零件疲劳强度，降低或增强摩擦，改善局部品质，提高零部件工艺性的途径和方法，以及预应力、变形协调原则等在设计中的应用。(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）学时分配本课程的教学时数为 58 学时，实验学时数为 6 学时，学时分配如下表：教学环节课程内容 学时讲课实验小 计机械设计概述22机械零、部件设计中的强度问题66联接件设计88带传动设计426链传动设计44齿轮传动1212蜗杆传动55轴527滑
7、动轴承44滚动轴承628联轴器与离合器22合计58664（四）课程内容的重点、难点1. 机械零、部件设计中的强度问题重点：载荷和应力，机械零件的瘦劳极限，机械零部件中的磨损与润滑，机械零件的工作能力和计算准则。难点： 计算应力，疲劳极限，极限应力图，影响机械零件疲劳强度的主要因素。2. 联接件设计重点：螺纹、螺纹联接及其零件的结构和类型，螺纹联接的受力分析和强度计算，螺纹联接的预紧和防松，提高螺栓联接强度的措施。难点：受预紧力和轴向工作载荷的紧螺栓联接，受剪的铰制孔用螺栓联接，螺栓组联接的设计。3. 带传动设计重点：带传动的受力分析、应力分析和弹性滑动带传动的设计计算和主要参数对传动性能的影响
8、。难点：应力分析和弹性滑动带传动的设计计算。4. 链传动设计重点: 滚子链传动的运动特点、失效形式，滚子链传动的设计计算和主要参数的合理选择。难点：链传动的多边形效应、速度的不均匀性和动载荷滚子链传动的失效形式和额定功率曲线。5. 齿轮传动重点：齿轮传动轮齿的失效形式和计算准则直齿圆柱齿轮传动受力分析及计算载荷直齿圆柱齿轮的强度计算，齿面接触疲劳强度、齿根弯曲疲劳强度设计参数的选择及许用应力斜齿圆柱齿轮传动的特点、受力分析、强度计算直齿圆锥齿轮传动的特点、受力分析、强度计算.难点：齿面接触疲劳强度、齿根弯曲疲劳强度, 设计参数的选择及许用应力, 斜齿圆柱齿轮传动的特点、受力分析.6. 蜗杆传动
9、重点：普通圆柱蜗杆传动的受力分析,蜗杆传动失效分析，蜗杆传动的强度计算,蜗杆与蜗轮的材料选择,蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算。难点：普通圆柱蜗杆传动的受力分析,蜗轮齿面接触疲劳强度计算。7. 轴重点：轴的结构设计按扭转强度条件计算按弯扭合成强度条件计算按疲劳强度条件进行计算。难点：轴的结构设计按弯扭合成强度条件计算按疲劳强度条件进行计算。8. 滑动轴承重点：滑动轴承的结构形式轴瓦的结构和材料非液体摩擦滑动轴承设计。 难点：非液体摩擦滑动轴承设计。 9. 滚动轴承重点: 滚动轴承的类型、代号和选择滚动轴承的寿命计算滚动轴承的组合设计。难点：滚动轴承的寿命计算滚10. 联轴器与离合器重点：联轴器
10、的功用与分类常见联轴器.难点：常见联轴器. 三、课程改革与特色本门课程部分使用了多媒体教学，开设了实验课，同时开设了虚拟实验及综合性实验.四、推荐教材及参考书推荐教材： 机械设计 ，主编：彭文生、李志明，出版社：高等教育出版社，出版或修订时间:2008 年 11 月机械设计习题集 ，主编：侯玉英、孙立鹏，出版社：高等教育出版社，出版或修订时间:2008 年 8 月参考书：机械设计 ， 主编：彭文生、黄华粱，出版社：华中科技大学出版社，出版或修订时间:2003 年 7 月机械设计第四版 ，主编：濮良贵，出版社：高等教育出版社，出版或修订时间:2003 年 9 月Design of Machine
11、ry ，主编： Robert L.Norton，出版社：McGraw Hill，出版或修订时间：1999 年机械设计实验教学大纲课程名称：（中文/英文）机械设计 Mechanical Design实验总学时数：6适用专业：机械类承担实验室：机电工程学院实验室,物流学院实验室一、实验教学的目的和要求通过实验，将理论教学与实践相结合，加深学生对课堂教学的理解,提高学生的动手能力，综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力及创新设计能力。 。要求每个学生都要动手参与实验，仔细观察，认真思考，完成规定的实验任务。二、实验项目设置序号实验项目名称学时数每组人数实验类型开出要求01带传动实验24验证必做02
12、轴系部件拆装实验(轴与轴承组合结构实验)24操作性 必做03机械传动创意组合设计性综合实验24综合性必做单项实验的内容和要求01. 带传动实验: 1 在皮带试验机上提取及测定各种数据，绘制带传动的滑动曲线和效率曲线。使用不同弹性系数的带做实验,通过分折软件，观察弹性滑动模拟现象及弹性系数不同对弹性滑动的影响。2 更换不同直径的平皮带、三角带、窄带和同步带。和三角带轮，做不同带传动的实验。3 测试带的初拉力，分析初拉力对传动能力的影响.要求每 4 人一组，完成实验，并写出实验报告。 02. 轴系部件拆装实验: 根据教具，仔细观察、分析轴上零、部件结构特点，按合理的拆装顺序逐一拆卸和安装,并绘出草
13、图. 要求每 4 人一组，完成实验,课后绘制轴系部件的装配图。03. 机械传动创意组合综合性实验1 根椐实验要求进行机械传动方案设计及组合；2 对所组合的机械传动，检测机械系统传动参数，对系统的性能、安装状况、运行工况进行分折，并由此对系统设计和安装进行调整；3 测试并绘制在不同的工况下每个机械传动装置的速此、转矩、效率实时变化曲线；4 测量零件加工误差及装配误差;5 运用配套软件对测试结果进行处理与分折。要求每 4 人一组，完成实验，并写出实验报告04. 减速器拆装实验 仔细观察减速器的外形，了解各部分的结构，观察各辅助零件的用途、结构和位置的要求。 确定减速器的有关技术参数。 了解轴承部件的安装、拆卸、固定、调整对结构的要求。 观察分析减速器的润滑系统。 测量各种螺钉直径。要求每 4 人一组，完成实验，并写出实验报告三、课程改革特色结合课堂教学内容，了解机械零件的实际结构、作用原理、各零件间的装配关系及正常传动要求等，达到理论教学与实践相结合，提高学生对机械设计内容的认知能力和学习兴趣。同时开设综合性设计性实验以提高学生综合运用所学知识，加强动手能力和创新能力。四、教材及实验指导书教材：机械设计实验指导书 ，机电学院实验中心自编教材
