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1、武汉工程职业技术学院机械设计基础（含工程力学）课程教学大纲课程类型 专业课适用专业模具总 学 时90-120理论学时70-90实践学时24制订日期2011.5制订人唐红春审核人吴吉瑞一、课程性质、任务与基本要求机械设计基础是机械类、机电类、专业必修的一门技术基础课，它在教学计划中起着承先启后的桥梁作用，为学生学习后续的专业课打下必要的基础。它不仅具有较强的理论性，同时具有较强的实用性。它在培养机械类、机电类、近机类工程技术人才的全局中，具有增强学生的机械理论基础，提高学生对机械技术工作的适应性，培养其开发创新能力的作用。本课程的作用在于培养学生掌握机械设计的基本知识、基本理论和基本方法；培养学
2、生具备机械设计中的一般通用零部件设计方法的能力，为后继专业课程学习和今后从事设计工作打下坚实的基础。本课程培养学生的专业知识、基本技能、解决问题的能力；拓展学生综合素质能力。二、课程的特点、教法与学法建议 本课程通过理论教学使学生掌握关于机构的结构分析、机构的运动分析、受力分析和机器动力学方面的基本理论和基本知识，并具有初步的分析和设计能力。掌握通用机械零件的设计原理、方法和机械设计的一般规律，具有设计一般通用零部件和一般机器装置的能力；逐渐形成规范的设计思想和逻辑思维能力；具有运用标准、规范、手册和查阅有关技术资料的能力；掌握典型机械零件的实验方法及技能；了解一些机械领域的新成果和发展动向。
3、培养学生掌握机械设计的基本理论、基本方法、基础知识和具备一定的机械设计基本技能。通过课程设计，综合运用所学理论知识，培养学生设计并分析机械系统的实际工作能力。三、主要培养目标 1掌握通用机械零件的工作原理、结构特点和应用知识；掌握通用零件的设计原理、方法和机械设计的一般规律，使学生具有设计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。四、教学内容 第一章 机械设计概论（2学时）一、本课程的研究对象二、本课程的主要
4、内容三、本课程的性质和任务了解本课程研究的对象、内容及其在培养高级工程技术人才中的地位、作用和任务；了解机械原理学科的发展趋势及在四个现代化中的作用。复习思考题第二章 静力学分析（10学时） 第一节 力的概念 一、力的图示法 二、静力学公理 第二节 物体的受力分析、受力图 一、约束与约束反力 二、物体的受力图 第三节 力矩及力偶 一、力矩 二、力偶 三、平面力偶系的合成和平衡 四、力的平移定理 第四节、平面力系 一、平面汇交力系的合成 二、平面任意力系* 考核要求 * 了解：力的概念，力和约束的表示方法，力矩和力系等等。理解：力学的一些基本定理和定律，会画受力图。掌握：力的合成和力系的平衡计算
5、。第三章 承载能力分析（10学时）第一节 强度和刚度的概念 一、强度 二、刚度三、稳定性四、材料的基本变形形式 第二节 材料的强度条件 一、轴向拉伸与压缩强度二、材料在轴向拉（压）时力学性能三 、剪切与挤压强度四 、圆轴扭转强度 五 梁的弯曲强度六、组合变形强度* 考核要求 * 了解：材料力学的任务和变形的基本形式，压杆稳定和梁的刚度计算方法等。理解：拉压，剪切，挤压与扭转强度的计算方法和受力图。掌握：平面弯曲和弯曲扭转的组合变形是重点和难点。第四章 平面机构的组成（6学时） 第一节 平面机构概述第四节 间歇运动机构 一、构件和运动副 一、间歇机构二、平面机构的运动简图 二、槽轮机构三、自由度
6、 三、不完全齿轮机构机构的组成和结构了解机构的组成，运动副、运动链、约束和自由度等基本概念；能绘制常用机构的机构运动简图；能计算平面机构的自由度,了解机构的组成原理并能进行结构分析。重点：运动副和运动链的概念、机构运动简图的绘制、机构具有确定运动的条件及机构自由度的计算。难点：机构自由度计算中有关虚约束的识别及处理。 * 考核要求 * 了解：了解机构的组成，运动副、运动链、约束和自由度等基本概念；能绘制常用机构的机构运动简图；能计算平面机构的自由度,了解机构的组成原理并能进行结构分析。了解平面连杆机构的组成及特点，平面连杆机构的基本型式及其演化和应用，曲柄存在条件、传动角、死点、急回运动、行程
7、速比系数、运动连续性等基本概念。了解凸轮机构的分类及应用，推杆常用的运动规律及推杆运动规律的选择原则和其它的常用机构。理解：能计算平面机构的自由度,了解机构的组成原理并能进行结构分析。推杆常用运动规律的特点及其选择原则；盘形凸轮机构凸轮轮廓曲线的设计；凸轮基圆半径与压力角及自锁的关系。掌握：机构自由度计算中有关虚约束的识别及处理。曲柄存在条件的全面分析、平面多杆机构的传动角和平面四杆机构最小传动角的确定、平面铰链四杆机构运动连续性的判断。螺旋机构及组合机构的组成、运动特点和适用场合。第五章 平面连杆机构 （6学时）第二节 平面连杆机构 第五节 螺旋机构 一、铰链四杆机构的类型及其演化 一、螺纹
8、的基本知识二、四杆机构的演化 二、螺旋机构的类型和特点三、四杆机构的基本特性 三、滚珠丝杆* 考核要求 * 了解：机械设计的基本要求和设计的内容和步骤。理解：零件的结构工艺性和零件的结构工艺性。掌握：机械零件的失效形式和设计计算的准则。了解平面连杆机构的组成及特点，平面连杆机构的基本型式及其演化和应用，曲柄存在条件、传动角、死点、急回运动、行程速比系数、运动连续性等基本概念。明确机构运动分析的目的和方法；能用解析法和图解法对平面二级机构进行运动分析；理解速度瞬心（绝对瞬心和相对瞬心）的概念，并能运用“三心定理”确定一般平面机构各瞬心的位置；能用瞬心法对简单高、低副进行速度分析。了解解析法设计四
9、杆机构，掌握用作图法设计平面四杆机构的方法。重点：平面铰链四杆机构的演化，速度瞬心的概念和“三心定理”的应用。难点：曲柄存在条件的全面分析、平面多杆机构的传动角和平面四杆机构最小传动角的确定、平面铰链四杆机构运动连续性的判断。第六章 凸轮机构（6学时）第三节 凸轮机构 一、凸轮机构的应用及分类 二、从动件的常用运动规律三、凸轮的结构了解凸轮机构的分类及应用，推杆常用的运动规律及推杆运动规律的选择原则；掌握在确定凸轮机构的基本尺寸时应考虑的主要问题（包括压力角对尺寸的影响、压力角对凸轮受力情况、效率和自锁的影响及失真等问题）；凸轮轮廓曲线的设计（以解析法为主）。重点：推杆常用运动规律的特点及其选
10、择原则；盘形凸轮机构凸轮轮廓曲线的设计；凸轮基圆半径与压力角及自锁的关系。难点：凸轮廓线设计中所应用的“反转法”原理和压力角的概念。第七章 其他常用机构（4学时）了解槽轮机构、棘轮机构、凸轮式间歇运动机构、不完全齿轮机构的工作原理、运动特点、应用及计要点；重点：槽轮机构、棘轮机构的组成、运动特点和适用场合。 其它常用机构、组合机构及开式链机构螺旋机构、摩擦传动机构等其它常用机构的工作原理较深入了解几种常用的组合机构的组合方式、工作特点。了解开式链机构的特点、结构分析。重点： 螺旋机构及组合机构的组成、运动特点和适用场合。第八章 齿轮机构及传动 （6）一、齿轮机构和齿轮传动的分类及其特点 二、渐
11、开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸 三、渐开线标准直齿圆柱齿轮正确啮合条件四、斜齿圆轴齿轮的啮合特点和基本参数简介五、蜗杆机构及直齿圆锥齿轮传动。六、轮系及应用。七、直齿圆柱齿轮设计计算和齿轮的结构设计。* 考核要求 * 了解：了解齿轮机构的类型和应用；平面齿轮机构的齿廓啮合基本定律及有关共轭齿廓的基本知识；深入了解渐开线直齿圆柱齿轮的啮合特性及渐开线齿轮传动的正确啮合条件和连续传动条件；熟悉渐开线齿轮各部分的名称、基本参数及各部分几何尺寸的计算；了解渐开线齿廓的展成切齿原理及根切现象；渐开线标准齿轮的最少齿数及渐开线齿轮的变位修正和变位齿轮传动的概念；了解斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成、啮
12、合特点。了解轮系的分类和功用，了解行星轮系传动效率的计算、行星轮系的选型及行星轮系设计中的均载问题，了解标准直齿圆锥齿轮的传动特点及其基本尺寸的计算；对蜗轮蜗杆的传动特点有所了解。理解：渐开线直齿圆柱齿轮外啮合传动的基本理论和设计计算。，并能计算标准斜齿圆柱齿轮的几何尺寸；共轭齿廓的确定；一对轮齿的啮合过程；变位齿轮传动；斜齿轮和锥齿轮的当量齿轮和当量齿数。周转轮系及复合轮系传动比的计算，轮系的功用及行星轮系设计中齿轮齿数的确定问题。能计算各种轮系的传动比。掌握：齿轮传动的特点、分类和应用；齿轮传动的失效形式和设计准则；常用的齿轮材料及其热处理；直齿圆柱齿轮传动的强度计算：传动中的受力分析。计
13、算载荷和载荷系数。齿面接触疲劳强度计算及许用接触应力。齿根弯曲疲劳强度计算、齿形系数和许用弯曲应力；斜齿圆柱齿轮传动的受力分析及计算；直齿圆锥齿轮传动的受力分析及计算。 重点：标准直齿圆柱齿轮传动的设计原理及强度计算方法。要求掌握齿轮传动的失效形式和计算准则、基本设计原理、设计程序和方法，斜齿轮和直齿圆锥齿轮传动的受力分析。掌握渐开线圆柱齿轮精度标柱、齿轮及传动公差的选取及标注。第九章 连接（4学时） 第一节 螺纹连接 第三节 紧固连接一、螺纹连接的基本类型及应用 一、销钉连接二、螺纹连接的预紧与防松 二、过盈连接 第二节 键连接 一、连接接的类型 二、连接接的强度计算 三、花键连接 * 考核要求 * 了解：了解键连接的种类、构造特点和应用；花键连接的种类、对中方式、特点和应用。掌握了解键连接的公差、花键连接的公差。焊接、铆接、粘接的类型、特点及设计。过盈配合连接的工作原理及装配方法。 理解：平
