《机械设计基础》教学大纲--05工业设计

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1、机械设计基础教学大纲课程编号： 适用专业：工业设计（本科）专业学时数：78(72+6) 学分数： 执笔者：龚建春 编写日期：2005年10月一、课程的性质、教育目标及任务机械设计基础是高等学校工业设计专业一门技术基础课，是培养学生了解和掌握机械基础知识、具备机械设计初步能力的重要课程。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，在培养能力方面应着重设计构思和设计技能的基本训练。通过本课程的各个理论环节和实践环节的教学，学生应能达到以下目标：1、使学生明确机械设计在经济建设中的重要作用和在机器设计中的重要地位；了解本课程的性质、特点、内容及与先修课程和后继课程之间的关系；2、熟悉常用

2、机构的结构组成特点、运动特性和动力特性，初步掌握简单机构的设计方法；3、熟悉通用机械零件的类型、结构、特点、工作原理、应用场合、常用材料、有关标准和工艺要求；4、掌握机械零件的失效形式和基本设计理论、设计要求、设计方法和设计步骤，综合应用所学知识初步具备机械设计的能力。本课程的主要任务是：1、培养学生具有常用机构的结构组成、运动特性和机器动力学方面的基本知识；2、培养学生具有通用零件的工作原理、特点和维护方面的基本知识；3、使学生初步学会运用设计手册对一般参数的通用零件和简单传动装置进行设计；4、培养学生初步具有分析机械零件失效的原因和提出改进措施的能力。二、课程的教学内容和学时分配（一）教学

3、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、材料和标准等。 2、要求掌握的基本理论和方法: 机械设计基本原则、机械零件的失效形式、工作能力计算准则、受力分析、应力分析和提高零件强度的措施。 （二）教学内容及重点绪论 （2学时）教学内容：1、课程的性质和任务、研究的对象和内容；2、本课程在教学中的地位；3、机械、机器、机构、构件及零件（部件）的基本概念；4、机械设计的基本要求和一般过程。教学要求：1、了解本课程的性质、特点、机器设计的基本要求和一般过程。第一章：平面机构的构成分析 （4学时）教学内容：1、 运动副及其分类；2、平面机构运动简图；

4、3、平面机构自由度的计算；教学要求：掌握运动副的分类及平面机构自由度的计算；了解机构运动简图的绘制方法； 第二章. 机构的运动分析与磨擦、效率 （4学时）基本内容：1、 速度瞬心及其在机构速度分析上的应用；2、摩擦机理与摩擦定律；3、磨损：磨损类型，磨损过程，磨合；4、润滑：润滑的分类，润滑剂与添加剂，润滑剂的粘度；5、运动副的效率。教学要求：1、 掌握机构速度分析的方法；2、 理解磨擦机理，了解磨损的类型及其过程；3、 了解润滑的分类；4、 掌握运动副的效率。第三章：平面连杆机构 （4学时讲授，2学时实验）教学内容：1、铰链四杆机构的基本形式和特性；2、铰链四杆机构的曲柄存在条件；3、铰链四

5、杆机构的演化；4、铰链四杆机构的的设计。教学要求：1、 了解四杆机构的类型和演化；2、 掌握有关四杆机构的基本知识；3、 理解四杆机构的作图法设计；4、 了解四杆机构解析法设计原理。附实验1、机构运动简图测绘：内容：对实际的机械设备，由教师指定具体机构，学生自己动手绘制运动简图，并计算自由度。目的：掌握正确绘制机构运动简图的方法、技能。要求：会把实际机械的联接抽象成简单的运动符号。能对机构运动简图做自由度计算，并判别机构是否有确定的运动。第四章： 凸轮机构 （4学时） 教学内容：1、凸轮机构的应用和类型；2、从动件的常用运动规律；3、图解法设计凸轮轮廓；4、解析法设计凸轮轮廓；5、 设计凸轮机

6、构应注意的问题。教学要求：1、 了解凸轮机构的类型和特点；2、 掌握凸轮轮廓线的作图法设计；3、 了解解析法设计原理；4、 理解从动件常用运动规律及其选择原则。第五章： 齿轮机构 （8学时讲授，2学时实验）教学内容：1、齿轮机构的特点和类型；2、齿廓啮合基本定律；3、渐开线齿廓；4、齿轮各部分名称及渐开线标准齿轮的基本尺寸；5、渐开线标准齿轮的啮合；6、渐开线齿轮的切齿原理；7、根切现象、最少齿数及变位齿轮；8、平行轴斜齿齿轮机构；9、圆锥齿轮机构。教学要求：1、 掌握直齿圆柱齿轮传动的啮合特性及尺寸计算；2、 理解齿廓啮合基本定律及斜齿轮机构的特点；3、 了解根切原理及变位齿轮等概念；4、

7、了解圆锥齿轮的特点。附实验2、渐开线圆柱齿轮范成实验：内容：学生用渐开线齿廓范成仪，模拟范成法切制渐开线齿轮的加工过程，并对有关齿轮参数进行计算。目的：了解范成法切制渐开线齿轮的原理。了解齿轮根切现象。要求：能用变位方法来避免根切现象。第六章 ：轮系 （2学时）教学内容：1、轮系的类型；2、定轴轮系及其传动比；3、周转轮系及其传动比；4、混合轮系及其传动比；5、轮系的应用。教学要求：1、 了解轮系的功用；2、 掌握各种轮系传动比的计算方法。第七章： 其它常用机构 （2学时） 教学内容：1、棘轮机构；2、槽轮机构；3、不完全齿轮机构；4、凸轮间歇运动机构；5、组合机构。教学要求：了解其它常用机构

8、的组成、特点及设计要求。第八章： 回转件的平衡 （2学时）教学内容：1、回转件平衡的目的；2、回转件的平衡计算；3、回转件的平衡试验。教学要求：1、 掌握回转体平衡的计算方法；2、 理解回转体平衡实验原理。第九章： 机械零件设计概论 （4学时） 教学内容：1、机械零件设计概述；2、机械零件的强度；3、机械零件的接触强度；4、机械零件的耐磨性；5、机械制造常用材料及其选择；6、机械零件的工艺性和标准化。教学要求：1、理解机械零件设计的基本要求、机械零件的工作能力和计算准则、机械其标准的意义。2、理解零件设计有关强度、刚度计算公式；3、了解机械零件的结构工艺性及其标准的意义。第十章： 联接 （4学

9、时）教学内容：1、螺纹参数；2、螺纹副的受力分析、效率和自锁；3、机械制造常用螺纹；4、螺纹联接的基本类型和螺纹紧固件；5、螺纹联接的预紧和防松；6、螺栓联接的强度计算；7、螺栓的材料和许用应力；8、提高螺栓联接强度的措施；9、键联接和花键联接；10、销联接。教学要求：1、 掌握螺纹联接的受力分析和强度计算方法；2、 了解螺纹联接的类型和特点；3、 掌握键联接的类型及选择计算；4、 了解花键联接、销联接的特点。第十一章： 带传动及链传动 （6学时）教学内容：1、带传动的类型和应用；2、带传动的受力分析；3、带的应力分析；4、带传动的弹性滑动和传动比；5、普通V带传动的计算；6、V带轮的结构；7

10、、传动用滚子链、链轮；8、链传动的运动特性；9、滚子链传动的设计；10、链传动的布置、张紧和润滑。教学要求：1、 了解带传动的特点及使用场合；2、 理解带传动弹性滑动特性，带传动的受力分析和运动分析；3、 掌握带传动的设计方法及各项参数的选择原则；4、 了解滚子链的规格及标识；5、 理解链传动的运动不均匀性。6、 了解链传动的布置、张紧和润滑方式。第十二章： 齿轮传动 （6学时）教学内容：1、轮齿的失效形式；2、齿轮材料及热处理；3、齿轮传动的精度；4、直齿圆柱齿轮传动的作用力及计算载荷；5、直齿圆柱齿轮传动的齿面接触强度计算和齿根弯曲疲劳强度计算；6、斜齿圆柱齿轮传动；7、直齿圆锥齿轮传动；

11、8、齿轮的构造；9、齿轮传动的润滑和效率。教学要求：1、 掌握直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮及圆锥齿轮的受力分析方法；2、 掌握直齿圆柱齿轮强度计算过程及各基本参数选择的基本要求。附实验3：齿轮参数的测定内容、目的：通过对模数制正常齿渐开线直齿圆柱齿轮的测绘（如公法线长度、齿顶圆直径、齿根圆直径等），计算并确定齿轮的基本参数（模数、压力角、基节等），同时了解测量量具的使用方法。第十三章： 蜗杆传动 （4学时）教学内容：1、蜗杆传动的特点和类型；2、蜗杆传动的主要参数和几何尺寸；3、蜗杆传动的失效形式、材料和结构；4、蜗杆传动的受力分析；5、蜗杆传动的强度计算；6、蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算。

12、教学要求：1、 理解蜗杆传动的特点和失效形式、热平衡的条件和计算方法；2、 掌握蜗杆传动的受力分析方法。第十四章：轴 （4学时） 教学内容：1、轴的功用和类型；2、轴的材料；3、轴的结构设计；4、轴的强度计算。教学要求：1、 掌握轴的结构设计原则；2、 理解轴的强度计算方法。第十五章：滑动轴承 （4学时）教学内容：1、滑动轴承的结构形式；2、轴瓦及轴承衬材料；3、非液体摩擦滑动轴承的计算；4、动压润滑的形成原理。教学要求：1、 理解滑动轴承的特点和适用场合；2、 掌握非液体摩擦滑动轴承的计算方法；3、 了解动压油膜形成的机理。第十六章：滚动轴承 （6学时）教学内容：1、滚动轴承的基本类型和特点

13、；2、滚动轴承的代号；3、滚动轴承的失效形式剂选择计算；4、滚动轴承的润滑和密封；5、滚动轴承的组合设计。教学要求：1、 掌握滚动轴承的类型、代号及尺寸选择计算；2、 理解轴承寿命计算方法；3、 理解轴承装置的设计方法。第十七章：联轴器、离合器和制动器 （2学时）教学内容：1、联轴器、离合器的类型和特点；2、固定式刚性联轴器；3、可移式刚性联轴器；4、弹性联轴器；5、牙嵌离合器；6、圆盘摩擦离合器；7、磁粉离合器定向离合器；8、制动器教学要求：了解联轴器和离合器的类型、特点、应用场合及选择计算。三、课程教学的基本要求1、本课程以课堂讲授、课程设计、实验相结合的方式进行教学。实验是本课程的重要实践性环节，通过实验，学生应掌握典型的机械原理和机械零件实验的基本方法，要求学生亲自动手，并认真完成实验报告。2、课外作业与电化教学作业习题内容要多样化，要有典型性、代表性，要能达到巩固理论，掌握基本计算方法，提高分析和解决问题的能力、熟悉标准、规范的作用。学生必须独立按时完成作业，除教材外，教师应给学生指定相关参考书，以拓宽学生知识面。根据教育发展的趋势和教学教改的要求，要积极开展电化教学，充分利用演示、幻灯、投影、CAI等现代化教学手段，提高教学效果和课堂效率。3、课程设计课程设计是对本课程及先修课程知识的综合运用，是培养学生设计能力的重要环节。每个学生必须独立完成