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1、机械设计基础课程教学大纲机械设计基础课程教学大纲机械设计基础课程教学大纲系 （部）：机械工程系教 研 室：机制教研室课程名称：机械设计基础适用专业：机械类高职修订日期：2005.7一、 课程的性质和任务本课程是机械类各专业的一门重要的技术基础课，它的任务是使学生掌握常用机构和通用零件的基本理论和基本知识，初步具有这方面的分析、设计能力，并获得必要的基本技能训练，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。通过本课程的教学，应使学生达到下列基本要求：1）能熟练地运用力系平衡条件求解简单力系的平衡问题；掌握零部件的受力分析和
2、强度计算方法；2）掌握常用机构和通用零件的基本知识、设计理论和设计方法；3）掌握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；4）掌握某些机械参数的测试并具有运用标准、规范、手册、图册和查阅有关设计资料的能力；5）初步具备机械系统总体方案创新设计的能力。二、 课程的基本内容和要求理论教学（一）绪论本课程研究的对象、内容；机械零件设计的基本准则及一般步骤；机械零件常用金属材料和钢热处理常识。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；了解本课程的性质、研究对象和学习本课程的基本要求和学习方法。（二）工程力学部分1、
3、静力学分析基础静力学的基本概念、基本公理；物体的受力分析及受力图的绘制。重点：静力学的基本概念；静力学公理；约束、约束反力与受力图的绘制。难点：物体的受力分析及受力图的绘制。要求：理解掌握静力学的基本概念，静力学公理，约束、约束反力与受力图；掌握静力学的基本概念、基本公理、物体的受力分析及受力图的绘制。2、力系平面汇交力系；平面力偶系；平面任意力系的合成与平衡；建立平面力系的平衡条件和平衡方程式；求解平面力系；力的投影和力对轴之矩；空间力系的平衡。重点：平面力系的合成与平衡。难点：解决平面任意力系的平衡问题；空间力系平衡问题的平面解法。要求：掌握平面汇交力系、平面力偶系的合成与平衡；掌握平面力
4、系的求解问题；了解平面任意力系的合成与平衡；了解力的投影和力对轴之矩，空间力系的平衡；理解掌握空间力系平衡问题的平面解法。3、拉伸与压缩拉伸和压缩的概念，材料拉伸和压缩时的力学性能；求内力的截面法；横截面上的正应力；轴向横向变形、应变、虎克定律；材料拉伸和压缩时的力学性能，轴向拉伸和压缩时的强度计算。重点：求解内力的截面法、轴向拉伸和压缩时的强度与刚度计算。难点：虎克定律；材料拉伸和压缩时的力学性能。要求：理解拉伸和压缩的概念、材料拉伸和压缩时的力学性能；掌握求解内力的截面法、轴向拉伸和压缩时的强度与刚度计算。4、剪切与挤压剪切和挤压的概念、剪切力和剪切应力，剪切的实用计算，剪切面积的确定；挤
5、压力和挤压应力，挤压的实用计算，挤压面积的确定；剪切和挤压的强度计算。重点：掌握剪切与挤压面积的确定、剪切和挤压的强度计算。难点：剪切与挤压面积的确定、剪切和挤压的强度计算。要求：理解剪切和挤压的概念；掌握剪切与挤压面积的确定、剪切和挤压的强度计算。5、圆轴扭转圆轴扭转的概念；外力偶矩的计算，圆轴扭转时横截面上的内力-扭矩及扭矩图绘制；圆轴扭转时横截面上的应力，圆轴扭转时的变形，扭转角，单位长度扭转角，抗扭刚度；圆轴扭转的强度条件，圆轴扭转的刚度条件，圆轴扭转的强度条件和刚度条件的应用。重点：圆轴扭转的概念及横截面应力分布规律；掌握外力偶矩的计算及扭矩图绘制；掌握圆轴扭转时横截面上的应力分布规
6、律，圆轴扭转的强度。难点：圆轴扭转时横截面上的应力分布规律，圆轴扭转的强度。要求：理解圆轴扭转的概念及横截面应力分布规律；掌握外力偶矩的计算及扭矩图绘制；掌握圆轴扭转时横截面上的应力分布规律，圆轴扭转的强度,了解圆轴扭转的刚度计算。6、平面弯曲平面弯曲的概念、直梁弯曲时的内力计算、剪力图和弯矩图的画法、弯曲时梁横截面上的应力及其计算、梁弯曲的强度条件。重点：平面弯曲的概念及截面应力分布规律；剪力图和弯矩图的画法、平面弯曲的强度计算。难点：剪力图和弯矩图的画法。要求：理解平面弯曲的概念及截面应力分布规律；掌握剪力图和弯矩图的画法、平面弯曲的强度计算。（三）平面机构的运动简图及自由度运动副及其分类
7、；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几个基本概念；平面四杆机构运动设计。重点：平面四杆机构的基本形式及应用；铰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，以及铰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、急回特性等概念。掌
8、握平面四杆机构运动设计的方法。（五）凸轮机构概述；从动件常用运动规律；图解法设计盘形凸轮轮廓；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）其它常用机构螺旋机构；棘轮机构；槽轮机构；不完全齿轮机构。重点：各种机构的工作原理。难点：螺旋机构自锁；棘轮转角大小的调节方法。要求：了解螺旋机构和间隙运动机构（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）圆柱齿轮机构齿轮传动的特点、应用与分类；渐开线的形成原理和基本性质；
9、渐开线齿轮的参数及几何尺寸；渐开线齿轮的啮合传动；渐开线齿轮的切齿原理；根切现象与最少齿数；渐开线变位齿轮概述；齿轮传动的失效形式和设计准则；齿轮常用材料及热处理；齿轮传动精度简介；渐开线直齿圆柱齿轮传动的设计计算；渐开线斜齿圆柱齿轮传动；交错斜轴齿轮传动。重点：齿轮各部分的名称；主要参数；标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸；啮合过程和正确啮合条件。难点：齿轮传动的失效形式和设计准则；渐开线直齿圆柱齿轮传动的设计计算。要求：了解齿轮机构的特点和类型；理解齿廓啮合基本定律以及渐开线的性质和渐开线齿廓啮合特点；掌握渐开线齿轮的几何尺寸计算，圆柱齿轮传动规律，齿轮加工原理和根切现象。了解变位齿轮和变位系数的
10、概念、变位齿轮的几何尺寸计算；理解齿轮传动的失效形式和设计准则，了解齿轮常用材料及热处理，掌握齿轮传动的强度计算和结构设计。（八）锥齿轮传动直齿锥齿轮传动；齿轮的结构设计。重点：圆锥齿轮机构的特点和应用；受力分析、强度计算。难点：当量齿轮与当量齿数。要求：掌握圆锥齿轮机构的几何尺寸计算，理解当量齿轮的概念，掌握当量齿数的计算；掌握齿轮传动的强度计算和结构设计。（九）蜗杆传动蜗杆传动的特点、应用和类型；蜗杆传动的主要参数和几何尺寸；蜗杆传动的失效形式、材料和精度；蜗杆传动的强度计算；蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算；蜗杆和蜗轮的结构。重点：蜗杆蜗轮机构的组成和类型；蜗杆传动的失效形式和设计准则。
11、难点：受力分析；蜗轮齿面接触疲劳强度计算；蜗轮轮齿的弯曲疲劳强度计算。要求：了解蜗杆蜗轮机构的特点，掌握其主要参数的几何尺寸计算；理解蜗杆传动的失效形式和设计准则，掌握蜗杆传动的强度计算，了解热平衡计算的目的和计算方法，了解蜗杆蜗轮的常用材料和结构。（十）轮系和减速器轮系及其分类；定轴轮系传动比的计算；行星轮系传动比的计算；混合轮系传动比的计算；轮系的功用；K-H-V 型行星轮系简介。重点：定轴轮系传动比的计算；行星轮系传动比的计算；混合轮系传动比的计算。难点：行星轮系的传动比计算。要求：了解轮系的分类和应用，掌握定轴轮系、行星轮系和混合轮系的传动比计算。（十一）带传动带传动的组成、类型、特点
12、及其应用；带传动的受力分析和应力分析；带传动的弹性滑动及其传动比；普通 V 带传动的失效形式与计算准则；普通 V 带的结构和标准；普通 V 带轮的常用材料与结构；普通 V 带传动的参数选择和设计计算方法；V 带传动的张紧、安装和维护。重点：带传动的受力分析；带传动工作时的应力分析；带传动的失效形式；带传动的设计准则。难点：带的设计计算。要求：了解带传动的特点、类型和应用以及 V 带的标准；理解带传动的受力分析、应力分析；掌握 V 带传动的设计计算和结构设计。（十二）链传动链传动的组成、类型、特点及应用；链传动的运动不均匀性；滚子链传动的结构和标准；滚子链传动的失效形式与设计准则。重点：链传动的
13、组成和特点，滚子链的结构和标准；滚子链链轮的结构。难点：失效形式；链传动的主要参数选择和设计准则。要求：了解链传动的特点、类型和应用，滚子链的规格和主要参数。（十三）联接螺纹联接；键和花键联结；销联接；其他常用联接。重点：螺栓联接的选择与校核；螺纹联接结构的设计；平键联接的尺寸选择和强度校核。难点：螺栓联接的选择与校核；螺纹联接结构的设计；平键联接的尺寸选择和强度校核。要求：了解联接和联接件；掌握螺纹联接的主要类型和应用；了解螺纹联接件的种类和标准；掌握螺栓联接的设计和强度计算；健联接、花键联接、销联接的类型及其应用；掌握平键联接和花键联接的尺寸选择；了解其他联接方法。（十四）轴概述；轴的结构
14、设计；轴的强度计算。重点：轴的功用和分类；轴的强度计算。难点：轴的强度计算。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。（十五）轴承概述；非液体摩擦滑动轴承的主要类型、结构和材料；非液体摩擦滑动轴承的设计计算；液体摩擦滑动轴承简介；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；滚动轴承的失效形式、寿命计算和静强度计算；带座轴承简介。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；滚动轴承的失效形式、寿命计算和静强度计算。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
15、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。 ； （十六）机械装置的润滑与密封常用润滑剂及选择；常用润滑方式及装置；常用传动装置的润滑；机械装置的密封。重点：润滑剂的分类；油润滑方式及装置；机械装置密封的作用、分类。难点：滑动轴承的润滑；滚动轴承的润滑；齿轮传动的润滑；蜗杆传动的润滑。要求：了解润滑与密封的作用，了解常用的润滑剂、润滑方式与装置，掌握常用传动装置的润滑，了解机械装置的密封（十七）联轴器、离合器和制动器联轴器；离合器；制动器。重点：联轴器的选择难点：联
16、轴器、离合器、制动器的构造要求：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；了解常用的制动器实践教学实验一：机械机构的认识。实验二：齿轮范成实验。三、 课程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 20%实 验 10%期末考试 70%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。3、实验课成绩由三部分组成，预习成绩占 20%，实际操作成绩占 50%，实验报告占 30%，最终加权后与平时成绩、期末考试成绩合起来作为该课程的总成绩。四、 总学时与学时分配明细表1、总学时：80 学时，各专业根据实际情况作出适当调整。2、学时分配表：序号课题小计理论课（学时）习题课（学时）实验或实践课（学时）1概述222工程力学部分8623平面机构的运动简图及自由度7412（机械机构运动简图绘制）4平面连杆机
