机械设计教学大纲要点

第一篇：机械设计教学大纲要点

《机械设计》教学大纲 修订单位：机械工程学院机电系 执 笔 人：王玉良

一、课程基本信息

1． 课程中文名称：机械设计 2． 课程英文名称：Maching Design 3． 适用专业：机械设计制造及自动化专业

4． 总学时：80学时（其中理论74学时，实验6学时），另外课程设计3周 5． 总学分：5学分

二、本课在教学计划中的地位、作用、任务

机械设计是一门培养学生具有机械设计能力的技术基础课。在机械类各专业教学计划中，它是主干课程。它起到由基础理论课向专业课过渡的承上启下的作用。本课程的主要任务是培养学生：

1．掌握通用机械零部件的设计原理、方法和机械设计的一般步骤，具有设计一般机械的

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、等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。

三、理论教学内容与教学基本要求 第一篇 机械设计总论 1．绪论（2学时）

机械及其在国民经济中的作用。本课程的性质、任务、内容和学习方法。设计的内含与

程序。

重点介绍本课的内容，性质和任务，使学生明了本课程是在先修课程的基础上进一步理

论联系实际，研究通用零件的设计和计算问题。扼要介绍本课程的特点和相应的学习方法，在学习过程中，也应随时对学习方法作具体指导。扩展内容：机械设计国内外的发展概况。2．机械零件设计概述（1学时）

机械零件设计的一般步骤；机械零件的主要失效形式；机械零件的工作能力和计算准则；

机械制造中常用材料和选用原则（自学）；机械零件的工艺性（自学）；机械设计中的标准化

（自学）。

本章介绍机械零件设计的一般步骤，重点是机械零件的失效形式分析，计算准则。

3．机械零件的强度（6学时）

载荷与应力的分类；静应力下机械零件的强度计算（自学）；疲劳与疲劳曲线；材料的疲

劳极限线图；影响疲劳强度的因素；单向变应力下机械零件的疲劳强度计算；双向变应力下

机械零件的疲劳强度计算；线性疲劳损伤积累理论—一迈内尔（Miner）定理；规律性非稳定

变应力下的安全系数；机械零件的接触疲劳强度。

要求掌握机械零件的强度概念和计算方法，其中以疲劳强度为重点。要求掌握变应力种

类，疲劳曲线，简化极限应力线图，稳定和非稳定变应力的强度计算，包括安全系数计算和

寿命估算。并了解表面强度的概念。非稳定变应力的强度计算是难点内容。第二篇 联接件设计 4．轴毂联接（2学时）键联接；花键联接

本章主要介绍机械设计中常用的键、花键联接。其中以平键联接的选用和强度计算为重

点。花键联接的强度计算着重介绍载荷分布不均概念。在介绍键的类型时，简单介绍无键联

接。

5．螺纹联接（8学时）

螺纹参数；螺纹联接的类型；螺纹联接的预紧和防松。

单个螺栓联接的强度计算：受拉螺栓联接；受剪的铰制孔用螺栓联接。螺栓组联接的受力分析：受轴向载荷的螺栓组联接；受横向载荷的螺栓组联接；受扭转

力矩的螺栓组联接；受翻转力短的螺栓组联接。提高螺栓联接强度的措施。

螺旋传动的种类和应用。螺旋传动的设计计算（自学）。

螺纹联接是本课程重点内容之一。要求掌握螺纹联接的结构设计和计算。重点是螺纹连

接的受力分析和强度计算，难点是受轴向载荷和倾覆力矩的螺栓组的设计计算。对提高螺纹

联接的结构工艺措施等作一般介绍。

螺旋传动宜作为设计作业的题目，在作业的同时由学生自学完成。第三篇 传动件设计 6．带传动（8学时）

带传动的主要类型、工作原理、特点和应用范围。

带传动的工作情况分析：带传动的受力分析；弹性滑动和打滑；带传动的应力分析。带

传动的计算准则和单根v 带能传递的功率。V带传动设计步骤和参数选择。

V带传动结构设计：普通v 带v 带带轮设计；v 带传动的张紧装置。其它带传动介绍。

本章的重点是普通v 带传动的设计和参数选择。难点是弹性滑动。7．链传动（5学时）

链传动的特点和应用、链的类型。滚子链的结构和规格。滚子链链轮。链传动的运动特性：链传动的运动不均匀性；链传动的动载荷。链传动的失效形式及功率曲线图。

滚子链传动的设计计算；滚子链传动主要参数及其选择。链传动的布置，张紧装置和润滑。

本章主要介绍应用广泛的套简滚子链。重点内容是链传动的运动特性；滚子链传动的设

计计算和主要参数选择。8．齿轮传动（12学时）齿轮传动的类型、特点和应用。

齿轮传动的失效形式和计算准则。齿轮传动的动载荷计算。

标准直齿圆往齿轮传动的强度计算；轮齿的受力分析；齿面接触疲劳强度计算；齿根弯

曲疲劳强度计算。设计参数选择及许用应力

标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算；轮齿的受力分析；齿面接触强度计算；齿根弯曲疲

劳强度计算。

标准直齿圆锥齿轮传动的强度计算：轮齿的受力分析；齿面接触强度计算；齿根弯曲疲

劳强度计算。

变位齿轮强度计算特点。

齿轮的结构设计。齿轮传动的润滑。

本章是重点章节之一。主要介绍最常用的渐开线齿轮传动的设计。重点内容是传动的失

效形式、受力分析、直齿圆柱齿轮传动的接触疲劳强度和弯曲疲劳强度计算。对失效形式的

特点、发生的部位，失效机理和防止失效的措施要理解，对强度计算公式，应着重理解其理

论依据。各参数和系数的含义，影响强度和许用应力的因素等，并能正确选择参数和使用公

式。

对斜齿圆柱齿轮传动和直齿圆锥齿轮传动，主要应掌握受力分析和计算特点。9．蜗杆传动（6学时）

蜗杆传动的特点和应用；蜗杯传动的类型。蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算。蜗杆传动的失效形式、计算准则及常用材料。圆柱蜗杆传动的受力分析和计算载荷。

圆柱蚂杆传动的承载能力计算：蜗轮齿面接触强度计算；蜗轮齿根弯曲疲劳强度计算；

蜗杆轴的刚度计算。

蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算。蜗杆和蜗轮的结构。

本章以圆柱阿基米德蜗杆传动的参数选择，受力分析，强度计算和热平衡计算为重点内

容。蜗杆和蜗轮的结构，润滑方法和效率等是蜗杆传动的基础知识，也应很好地掌握。

第四篇 轴系零部件设计 10．轴（6学时）

轴的用途与分类。轴的失效形式及设计准则。轴的材料及其选择。轴的结构设计。

轴的强度计算；按扭转强度条件计算；按弯、扭合成强度条件计算；按疲劳强度计算安

全系数。

轴的刚度计算。＊轴的共振和临界转速的概念。

本章以阶梯轴的结构设计为重点内容。强度和刚度计算材料力学已讲过，本课结合工程

实际加以应用。关于轴的振动概念和计算方法只作一般性的了解。11．滚动轴承（6学时）

滚动轴承的结构、特点。滚动轴承的分类、特点及选择。滚动轴承的代号。滚动轴承内部载荷分布及失效分析。

滚动轴承寿命计算：滚动轴承名词术语；寿命计算公式；当量动载荷；向心角接触轴承

轴向力的计算。滚动轴承的静载荷计算。

滚动轴承组合的设计：轴承的固定、配合、预紧、调整和装析、润滑和密封。本章重点内容是：滚动轴承的寿命计算和滚动轴承的组合设计。由于滚动轴承已标准化，主

要能合理选用其标准型号和正确设计滚动轴承的组合结构。轴承的组合设计为难点。

12．滑动轴承（8学时）

滑动轴承的用途和结构类型。滑动轴承材料与轴瓦结构。滑动轴承的润滑。

非液体摩擦轴承的计算。流体动力润滑的基本理论—一雷诺方程。单油楔向心动压轴承设计计算。设计参数的选择。

本章的重点内容是单油楔向心滑动轴承的设计计算和参数选择。了解滑动轴承的材料，结构和润滑等基本知识。雷诺方程的推导及求解为难点内容，仅要求思路清楚。

13．联轴器和离合器（2学时）联轴器和离合器的类型和应用。

刚性联轴器和弹性联轴器的主要类型、特点和选择计算。离合器的主要类型、结构、工作原理和特点简介（自学）。

本章重点是与专业有关的联轴器的工作原理、性能、结构特点和类型特点。其它联轴器

和离合器一般了解。第五篇 其它零（部）件设计 14．弹簧（2学时）

弹簧的功用、类型、特点和选用。弹簧的材料和许用应力。

圆柱形压缩（拉伸）螺旋弹簧的结构，基本参数，特性曲线，按强度和刚度的设计计算。

本章以圆柱形螺旋弹簧的设计计算为重点，主要内容包括工作原理、基本参数、特性曲

线、强度计算、刚度计算。其它类型的弹簧只要求一般了解。

四、实验教学内容与要求 实验内容：

1． 带传动滑动率和效率的测定（2学时）； 2．齿轮效率的测定（2学时）；

3．滑动轴承的油膜压力分布及特性曲线（2学时）。

通过实验环节，学生应对机械零件的实验基本方法和测试有所了解，获得实验操作的基

本训练，理解实验对完善计算方法，改变参数对零件工作的影响，评定设计等有重要意义。

实验要严格要求．实验前要求学生预习实验指导书，同一实验台上同时操作的人数不宜过多，以保证学生都能动手操作。

实验成绩应作为课程成绩的一部分。每个学生要做3个实验，共6学时。课程设计

设计能力培养要求包括下列内容：

1．能从机器功能要求出发，制订设计方案，合理选择传动机构和零件。2．能按机器的工作状况分析和计算作用在零件上的载荷，合理选择零件材料，正确计算 零件的工作能力和确定零件尺寸。3．能考虑制造工艺、使用维护、经济和安全等问题，对机器和零件进行结构设计。4．绘制机器或部件的装配图和零件图。5．编写技术文件。每个学生必须独立完成课程设计．设计题目为一般机械装

置（如结构简单的机械、机械 传动装置、减速器等）设计工作量相当于以两级圆柱齿轮减速器为主体的机械传动装置为最。低要求．每个学生至少完成装配图一张，零件工作图 2 张。设计说明书约 6000—8000 字。课程设计完成后应每个学生进行答辩，成绩应单独记分。

五、考核方式平时成绩和期末考试两部分组成。平时成绩由学生的出席情况和作业两部分组成。

六、成绩评定 学生必须参加听课及其实验，独立完成课外习题和设计作业。每次作业要记载成绩，考 试前综合评定出平时成绩，占课程总成绩的 20％。学生未完成作业的 2/3 则不准许参加期末 考试。

七、本课程对学生创新能力的措施 根据教学的需要，要适当安排习题课（讨论课），课外习题和设计作业。每个学生至少要 完成 1 个大型设计作业。每个作业的份量一般为装配图纸一张，设计说明书一份，约需 15～ 20 个课外学时。为了增加学生的感性认识，教师在教学中，最好利用一些能说明问题的教具，实物模型 和 CAI 软件进行电化教学。组织学生参观陈列室。将 CAD 引入课程设计，逐步由手工绘图过度到电子图版。开展设计大赛，提高学生的创造能力。

八、教材与参考书 教材：[1] 孙志礼主编《机械设计》东北大学出版社 2000 年 [2]《机械设计课程设计》东北大学出版

九、教学大纲的说明 本课程与其它有关课程的联系和分工 学习本课程时必须安排在下列课程之后进行：画法几何及机械制图、工程材料及机械制

造基础，金属材料及热处理、互换性及技术测量、金工实习、理论力学、材料力学、机械原 理、算法语言和程序设计等。安排在第六学期开课。除一般的联系与分工外，以下内容能在先修课中落实，以保证衔接与配合。本课程中大多零件都按疲劳强度计算，因此希望材料力学课对材料在交变应力下的强度 计算应加强训练。螺纹的主要参数，螺纹标准及公差，齿轮公差、粗糙度等内容，应在机械制图，互换性 及技术测量等课程中学习。齿轮传动，蜗杆传动等的主要参数和几何尺寸，以及螺纹副摩擦，效率和力之间的关系 都属于机械原理内容。

第二篇：《机械设计》课程设计教学大纲要点

《机械设计》课程设计教学大纲 课程编号：150040 课程类型： 必修课 设计学时： 2周 大纲主撰写人：孟俊焕 编写日期：2006年6月

一、课程设计意义、目的和任务 课程名称：机械设计 适应专业：交通运输（本科）专业 课程设计学分：2学分 大纲审核人：王卫东

1.《机械设计》 课程设计是机械设计课程中实践性较强、综合性突出的重要教学环节，是 机械学相关专业的 学生在校期间第一次 进行的较长时间、较系统、较全面的工程设计能力训练，在实现学生总体培养目标中占有重要地位。对于树立学生的创新精神，培育学生的设计意识，激发学生的学习兴趣，加深同学对课堂所学内容的理解和掌握都具有举足轻重的作用和十分重要的意义。

2.本教学环节的实施目的是：

1）通过课程设计实践，树立正确的设计思想，培养综合运用机械设计课程和其他先修课程的理论与生产实际知识来分析和解决机械设计问题的能力。

2）学习机械设计的一般方法，掌握机械设计的一般规律。

3）进行机械设计基本技能的训练：例如计算、绘图、查阅资料和手册、运用标准和规范。

4）有条件的话，可熟悉计算机和流行 CAD 软件的使用操作，进行计算机辅助设计和绘图的训练。

3.任务（学生应提交的设计成果）

机器或部件正式装配图 1 张，A0 或 A1 图纸。

零件工作图 2 张，A3 或 A4 图纸。通常为轴、齿轮（或蜗轮）零件工作图。设计计算说明书一份，说明书应包括：确定传动装置总体方案，选定电动机，传动装置运动学、动力学计算，传动零件的设计计算，轴、轴承、键联接的校核计算，联轴器选择等内容。

二、课程设计教学的基本要求是：

1.能从机器功能要求出发，制订或分析设计方案，合理地选择电动机、传动机构和零件。

2.能按机器的工作状况分析和计算作用在零件上的载荷，合理选择零件材料，正确计算零件工作能力和确定零件主要参数及尺寸。

3.能考虑制造工艺、安装与调整、使用与维护、经济性和安全性等问题，对机器和零件进行结构设计。

4.绘图表达设计结果，图样符合国家制图标准，尺寸及公差标注完整、正确，技术要求合理、全面。

5.在客观条件允许的情况下，初步掌握使用计算机进行设计计算和使用计算机进行结构设计并绘制装配图、零件图的方法。

三、课程设计的内容及安排 1.主要内容

课程设计题目常以一般用途的机械传动装置为主，也可选做其他设计题目，其工作量相

当于一级齿轮减速器或单级蜗杆减速器的设计。

每个学生应相对独立完成：确定机器或传动装置的总体方案，选定电动机和传动机构，并完成其运动学和动力学计算；进行传动零件以及轴、轴承、键联接、联轴器的设计计算，选择有关零、部件的类型和规格；结合设计计算，穿插进行主要零件的结构设计；绘图进行机器或传动装置的总体结构设计并综合考虑其润滑与密封等问题；进行轴的精确校核计算；绘制正式装配图；整理、撰写设计计算说明书；总结设计，准备答辩等内容。

若采用计算机绘图，机器或部件装配图和零件工作图可用计算机绘制。设计题目可仅给机器所需实现的功能，由学生自行设计传动方案；亦可给定传动方案，由学生分析后进行设计。

2.工作进度安排

(1 传动方案设计（含选电动机、传动装置的运动学、动力学计算）（1 天）；

(2 传动件设计（1.5天）；(3 装配草图设计（2.5天）；(4 装配工作图设计（3 天）；(5 零件工作图设计（0.5 天）；(6 编写设计计算说明书（0.5 天）；(7 总结（0.5 天）；(8 答辩（0.5天）。

设计过程总计2 周。在此之前已经其中安排一次减速器装拆实验和观摩模型实物展览室，增强学生的感性认识；安排 8 学时集中讲课，讲解各阶段要点；其他时间采取集体辅导与个别指导相结合的指导方式。

其中讲课、辅导穿插在各阶段进行。

四、课程设计考核方法及成绩评定

设计完成后应进行答辩，对设计进行总结。指导教师应引导同学对设计中的问题进行研讨，直至得出正确答案。同时考察同学的理论设计能力。

课程设计成绩应根据上交设计成果的质量、平时成绩和答辩成绩综合评定。并按优秀、良好、中等、及格、不及格评出成绩，成绩单独记。达及格以上者，获得2个学分。

五、课程设计参考书

1、机械设计课程设计.黄珊秋主编.机械工业出版社.1999.2、机械设计基础.陆萍主编.山东科学技术出版社 2003.3、机械设计常用标准.山东大学机械学院.机械原理零件教研室.1999.4、机械零件设机手册.东北大学《机械零件设计手册》编写组.冶金工业出版社.1994

5、机械设计课程设计图册.龚桂义主编.高等教育出版社.1989.6、机械结构图册（减速器）第五设计院编印 1972.

第三篇：《机械设计基础》实验教学大纲要点

《机械设计基础》实验教学大纲

一、课程简介

课程名称(中英文 :机械设计基础 Foundation of Mechine Design 课程编码: 101002 学分和总学时: 5.5,100 实验(上机学时: 课上 10学时,课外 10学时 开课单位: 机电工程学院

选课对象: 机械类、近机械类、非机械类

二、课程内容与实验目的: 《机械设计基础》是我国高等工科院校机械类、近机械类和非机械类各专业的一门 主干技术基础课,它起到由基础理论课向专业课过渡的承上启下的作用。机械设计基础 实验是机械设计基础课程的重要实践环节,其教学目标是使学生开始认知机械设备与机 械,加深对基本理论的理解和验证,培养分析问题和解决问题的能力,获得实际设计的基 本工程训练能力。

进入二十一世纪培养高水平综合型人才是高等教育的重要使命, 《机械设计基础》 课程还担负着培养学生具有综合设计能力和创新设计能力的任务。在实践中培养综合设 计能力和创新设计能力尤为重要,开设具有创造性的实验对培养学生创新意识和创新素 质有很大帮助,在培养学生的全局教育中起着重要作用。

三、实验教材与实验考核

实验教材:《机械设计基础实验指导书》及配套光盘

实验考核的方法:学生成绩从实验报告和实验过程中的表现两个方面综合评定。实验报 告的审核根据实验要求加以评定,主要看是否能提出问题、分析问题、解决问题及对实 验相关知识、技术的的学习和掌握;实验表现主要看学生对实验的态度,纪律遵守情况 等。

评分标准:实验报告占实验总成绩的 70%,实验过程中的表现占实验总成绩的 30%。实验各项目在实验总成绩的比例根据学时分配;实验成绩占课程总考核分数的 20%。

四、实验项目内容 实验项目明细表 项目 序号 实验项目名称 实验 属性 实验内容 实验 学时 是否 必选

实验所需主要仪器设 备名称 1 机构认知实验 普 通

实 验

初步了解《机械原理》 课程所研究的各种常 用机构的结构、类型、特点及应用实例。1√ 机构陈列柜 2 机构运动简图测绘 实验 普 通 实 验

初步掌握根据实际机 器或机构模型绘制机 构运动简图的技能。验证和巩固机构自由 度的计算方法。通过实验机构的比较，巩固对机构结构分析 的了解。1√ 机构模型 机构运动分析实验 普 通 实 验

利用计算机对平面机 构动态参数进行采集、处理, 作出实测的动态 参数曲线。

利用计算机对平面机 构结构参数进行优化, 仿真和测试分析。1 机构运动分析仪 4 齿轮范成原理实验 普 通

实 验

掌握用范成法加工渐 开线齿轮的基本原理, 观察渐开线齿轮齿廓 曲线的形成过程。了解渐开线齿轮齿廓 的根切现象和用径向 变位避免根切的方法。分析比较标准齿轮与 变位齿轮齿形的异同。齿轮范成仪 5 齿轮参数测量实验 普 通 实 验

掌握应用普通游标卡 尺和公法线千分尺测

1√

定渐开线直齿圆柱齿 轮基本参数的方法。进一步巩固并熟悉齿 轮各部分名称、尺寸与 基本参数之间的关系 及渐开线的性质。1 齿轮实物 6 普 通 实 验

工作原理。

掌握用动平衡机进行 刚性转子动平衡的原 理与方法。1 转子动平衡仪 7 机械零件认知实验 普 通

实 验

初步了解《机械设计》 课程所研究的各种常 用零件的结构、类型、特点及应用。了解各种标准零件的 结构形式及相关的国 家标准。

了解各种传动的特点 及应用。

增强对各种零部的结 构及机器的感性认识。机械零件陈列柜 8 螺纹连接拉伸实验 普 通 实 验

1√

了解螺栓联接在拧紧 过程中各部分的受力 情况。

计算螺栓相对刚度, 并 绘制螺栓联接的受力 变形图。

验证受轴向工作载荷 时, 预紧螺栓联接的变 形规律, 及对螺栓总拉 力的影响。

通过螺栓的动载实验, 改变螺栓联接的相对 刚度, 观察螺栓动应力 幅值的变化, 以验证提 高螺栓联接强度的各 项措施。1 螺纹拉伸仪 9 带传动实验 普

通 实 验

观察带传动中主动轮 和从动轮上的弹性滑 动和打滑现象。了解预紧力及从动轮 负载的改变对带传动 的影响, 测绘出弹性滑 动曲线和效率曲线。了解试验机的工作原 理与测试方法。1√ 带传动实验台 10 普 通 实 验

裂现象、分析影响滑动 轴承油膜承载能力的

主要因素;测量轴承周向及轴向 的油膜压力、绘制其油 膜压力分布曲线;测定轴承的摩擦力、绘 制轴承特性曲线;掌握滑动轴承试验机 的工作原理及其参数 测试方法。1 滑动轴承实验台 11 减速器结构分析及 拆装实验 普 通 实 验

了解减速器的整体结 构及工作要求。了解减速器的箱体零

件、轴、齿轮等主要零 件的结构及加工工艺。了解减速器主要部件 及整机的装配工艺。了解齿轮、轴承的润 滑、冷却及密封。通过自己动手拆装, 了 解轴承及轴上零件的 调整、固定方法,及消 除和防止零件间发生 干涉的方法。了解拆装工具与减速 器结构设计间的关系, 为课程设计做好前期 准备。1√ 减速器模型 轴系结构测绘实验 普 通

实 验

减速器结构分析及拆 装实验基础上, 在测量 一种轴系的各部结构 尺寸, 并绘出轴系结构 装配图。1 减速器模型 机构运动学和动力 学仿真实验 综 合 性

运用 MATLAB 语言对平面机构的运动分析 和综合进行数值求解。并 对 设 计 结 果 用 MATLAB 进行可视化 输出, 以提高对机构的

分析和综合的理性认 识.1个 教学 学 时, 另有 5个 课外 分散 学时 √

Matlab 软件 机械传动效率分析 实验 综 合 性

通过实验, 使学生们能

了解封闭功率流式试 验台的基本原理, 机械 传动效率及承载能力 的测试方法。1个 教学 学 时, 另有 5个 课外 分散 学时 √

机械传动效率实验 台 合计 20 注:本课程实验总计 20 学时,其中课上 10 学时,课外 10 学时;安排 10 次实验,基础实 验 1至 12必须选足 8个(8学时 ,综合 性 实验 2个。其中普通实验(按学时计算占 40 %,综合 性实验占 60 %。

第四篇：《机械设计基础》课程教学大纲要点

《机械设计基础》课程教学大纲

课程代码：

课程名称：机械设计基础/ The basics of machinery design 教材：刘江南、郭克希主编《机械设计基础》湖南大学出版社 学时/学分：88 /4.5 先修课程：高等数学、机械制图、工程材料、工程力学等 适用专业：机械类专业

一、本课程的性质、目的机械设计基础是一门介绍常用机械和通用零件的基础知识及基本设计方法的技术基础课。教学内容着重基本知识、基本理论和基本方法，以及有关的设计技能的基本训练。

教学目的： 1． 培养学生掌握机构的结构、运动特性和机械动力学的基本知识，使之初步具有分析、选用和设计基本机构的能力，并对机械运动方案的确定有所了解。2． 培养学生掌握通用零件的工作原理、特点、维护和设计计算的基本知识，使之初步具有设计机械传动装置和简单机械的能力。

3． 培养学生初步应用标准、规范、手册、图册等有关技术资料的能力。

二、本课程的教学内容和基本要求

第1章

绪 论

(一)教学基本要求：

1．明确本课程的研究对象和内容，以及学习本课程的目的。

2．了解机械设计基础在培养机械类高级工程技术人才全局中的地位、任务和作用。

(二)重点与难点

本章的学习重点是课程的研究对象和内容，机器、机构和机械的概念，机器和机构的用途以及区别；了解机械设计基础课程的性质和特点。(三)教学内容 本课程的研究对象 2 本课程的研究内容 本课程的地位及学习本课程的目的(四)学时分配：2课时

第2章 机械及机械零件设计基础知识

(一)基本要求：

建立机械设计的总体概念，了解机械零件的失效形式及计算准则，了解机械零件的设计方法，了解机械零件设计的一般步骤，理解机械设计中的标准化原则。(二)重点与难点

机械零件的主要失效形式与计算准则；机械零件的设计方法和设计步骤； 机械零件材料的选用原则和标准化。(三)教学内容

1.机械零件设计概论 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.机械零件的工艺性及标准化(四)学时分配：3课时

第3章

平面机构基础知识

(一)基本要求

1、掌握运动副、约束和自由度等概念。

2、能较熟练的绘制平面机构运动简图。

3、能熟练掌握平面机构自由度计算，掌握机构具有确定运动的条件。

(二)重点与难点

本章的学习重点是运动副及其分类、绘制平面机构运动简图、平面机构自由度计算。

(三)教学内容

1、机构的组成

2、机构运动简图

3、平面机构自由度

（四）学时分配：5课时

（五）习题与作业： 3-

5、3-7

第4章

平面连杆机构

（一）基本要求

1、了解平面连杆机构传动的特点及其主要优缺点。

2、掌握平面四杆机构的基本类型及其演化型式和平面四杆机构的一些应用实例。

3、掌握四杆机构的一些基本知识（如有曲柄的条件、行程速比系数、急回特性等）

4、了解四杆机构设计的基本问题，学会根据给定的运动和几何条件设计平面四杆机构的基本原理和方法(二)重点与难点

本章的学习重点是平面四杆机构的基本类型及其演化，四杆机构的一些基本知识，平面连杆机构的运动分析，四杆机构的一些基本设计方法。(三)教学内容

1、平面连杆机构的类型

2、平面四杆机构的工作特性

3、平面四杆机构的特点及功能

4、平面四杆机构的设计。

（四）学时分配：6课时

（五）习题与作业：4-

1、4-

4、4-

6、4-7

第5章

凸轮机构

(一)基本要求

1、了解凸轮机构的应用及分类。

2、熟悉从动件常用运动规律及其特性。

3、了解凸轮机构压力角的意义

4、了解凸轮机构常用凸轮轮廓曲线的设计方法。(二)重点与难点

凸轮机构的应用及分类，从动件常用运动规律及其特性，凸轮机构压力角的意义。

(三)教学内容

1、凸轮机构的应用和分类

2、从动件的运动规律

3、凸轮机构的压力角

4、凸轮轮廓设计

（四）学时分配：5课时

（五）习题与作业：5-

1、5-

5、5-6

第6章 齿轮传动

（一）基本要求

1、了解齿廓啮合的基本定理。

2、了解渐开线及其性质，掌握渐开线齿轮啮合特性。

3、熟悉渐开线齿轮传动的各部分的名称、基本参数，会计算渐开线齿轮传动的基本尺寸。

4、熟悉渐开线齿轮传动的正确啮合条件、连续传动条件等有关问题。

5、了解渐开线齿轮齿廓切削加工原理。

6、了解各类齿轮（斜齿圆柱齿轮、直齿圆锥齿轮）传动的特点，并能了解其几何设计。

7、了解齿轮传动的失效形式、计算准则、齿轮材料及其选择。

8、掌握直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、圆锥齿轮传动的受力分析。

9、掌握直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮传动的齿根弯曲强度计算及齿面接触强度计算

10、了解齿轮结构与齿轮传动的润滑。

11、了解蜗杆传动的类型、特点和应用。

12、了解普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算方法。

13、了解蜗杆传动的失效形式和计算准则，了解蜗杆蜗轮材料的选择。

14、掌握蜗杆传动的受力分析方法。

15、了解蜗杆传动的润滑、效率及热平衡计算。

（二）重点与难点

学习本章的重点是渐开线圆柱齿轮机构的传动设计。对于其他齿轮机构重点掌握其与直齿圆柱齿轮机构的特性及异同点。应重点注意 ：

1．渐开线的性质和渐开线方程是研究渐开线齿轮机构的基础，只有牢固掌握这些内容，才能正确理解一对渐开线齿廓的啮合特性和轮齿啮合过程。2．齿轮材料的选取原则。

3．齿轮传动的受力分析和计算载荷。4．齿轮传动的失效形式和计算准则。

5．直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮传动的强度计算。6．易混淆的概念的分辨：

（1）法向齿距与基圆齿距

（2）分度圆与节圆

（3）压力角与啮合角（4）标准齿轮与变位齿轮（5）齿面接触线与啮合线

（6）理论啮合线与实际啮合线

7．普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算 8．蜗杆传动的受力分析。

9．蜗杆传动的材料、失效形式和计算准则。

（三）教学内容

1、齿轮机构类型和应用

2、齿廓啮合基本定律

3、渐开线及渐开线齿廓

4、渐开线标准直齿圆柱齿轮

5、渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动

6、渐开线齿轮的加工及根切现象

7、渐开线变位齿轮

8、斜齿圆柱齿轮机构

9、圆锥齿轮机构

10．齿轮传动的类型、特点和应用。11．齿轮材料、热处理及其选择。12．齿轮的失效形式和计算准则。

13．直齿圆柱齿轮传动的计算：受力分析和计算载荷：齿根弯曲疲劳强度计算：齿面接触疲劳强度计算。

14．斜齿圆柱齿轮传动的计算：受力分析和计算载荷。15．直齿锥齿轮传动：受力分析。16．蜗杆传动的类型。

17．普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算。18．蜗杆传动的受力分析。

19．蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算。20．圆柱蜗杆与蜗轮的结构设计。

（四）学时分配：15课时

（五）习题与作业：6-

3、6-

5、6-

11、6-

13、6-

14、6-

15、6-16

第7章

轮系及减速器

（一）基本要求

1、了解轮系的类型及功用。

2、熟练掌握各类轮系传动比计算与应用。

（二）重点与难点

本章的重点是轮系的传动比的计算。

（三）教学内容

1、轮系的类型

2、定轴轮系传动比的计算

3、周转轮系传动比的计算

4、复合轮系传动比的计算

5、轮系的功用

（四）学时分配：4课时

（五）习题与作业：7-

2、7-

4、7-

5、7-9

第8章 间歇运动机构

(一)基 本 要求

1、掌握棘轮机构、槽轮机构的工作原理、特点、功能和适用场合。

2、了解凸轮式间歇运动机构、不完全齿轮机构的工作原理、特点、功能。

(二)教学重点

本章的重点是搞清各种间歇运动机构的工作原理、运动特点和功能，并了解其适用的场合。(三)教学内容

1、棘轮机构

2、槽轮机构

3、凸轮式间歇运动机构

4、不完全齿轮机构

(四)学时分配：3课时

（五）习题与作业： 8-

2第9章 带传动和链传动

（一）基本要求

了解带传动的主要类型、工作原理、特点和应用，了解V带的类型与结构，了解带传动的力分析，了解带的弹性滑动、打滑现象。了解带传动的失效形式和计算准则，了解V带传动的设计计算方法，了解V带轮的材料、结构及尺寸确定，了解带传动的布置、张紧方式和张紧装置。了解链传动的类型、特点和应用，了解链传动的运动特性（速度的不均匀性及动载荷）；了解滚子链的结构、特点与材料，了解链传动的布置、张紧与润滑。(二)重点与难点 1．带传动、链传动的主要类型、工作原理、特点 2．带传动的工作原理、受力分析、应力分析。2．Ｖ带传动的设计与计算。3．链传动的运动特性。4．滚子链传动的失效形式。(三)教学内容

1．带传动的主要类型、工作原理、特点和应用范围。2．带传动的受力分析、应力分析。3．带的弹性滑动概念与传动比。4．带传动的失效形式和计算准则。

5．Ｖ带传动的设计计算，带轮材料、结构和尺寸。6．带传动作用在轴上的载荷及张紧装置。

（四）学时分配：6课时

（五）习题与作业：9-

2、9-

4第10章

螺纹联接和螺旋传动

(一)基本要求

掌握螺纹和螺纹联接的基本知识；了解螺旋副受力分析；了解螺栓联接的强度计算理论和方法，以及螺纹联接的预紧与防松措施；了解提高螺纹联接强度的各种措施；了解螺旋传动的主要类型，掌握键联接的类型、结构、特点。(二)重点与难点

1．螺纹联接的主要类型及特点。2．螺栓联接受力分析及强度计算。3．螺纹联接的预紧与防松措施。

4．提高螺纹联接强度的结构和工艺措施。5．键联接的类型、结构、特点。(三)教学内容

1．联接螺纹和传动螺纹的概念、主要类型及特点。2．联接件的标准及其性能等级。

3．拧紧力矩，预紧力及其控制，螺纹联接的防松原理及防松措施。4．螺纹联接的失效形式及计算准则。5．螺纹联接的强度计算。6．提高螺栓联接强度的措施 7．螺旋传动的基本类型和应用。8．键联接和花键联接 9．销联接

（四）学时分配：6课时

（五）习题与作业：10-

8、10-

9、10-10

第11章

滚动轴承

(一)基本要求 了解滚动轴承的基本类型、结构特点及代号，了解轴承套圈及滚动体上载荷分布及应力的变化，了解滚动轴承的失效形式和计算准则；了解基本额定寿命、基本额定动载荷及当量动载荷，了解角接触球轴承（7类）和圆锥滚子轴承（3类）轴向载荷的计算方法，了解滚动轴承基本额定寿命的计算方法，掌握滚动轴承的基本额定静载荷的计算；了解滚动轴承的组合设计，了解轴承的配置、固定、配合、预紧和装拆，润滑与密封。(二)重点与难点

1．滚动轴承的基本类型、结构特点及代号。2．轴承组合结构设计。

(三)教学内容

1．滚动轴承的基本类型、结构、特点、精度和代号。

2．滚动轴承元件上的载荷分布。3．滚动轴承的失效形式和计算准则

4．滚动轴承的基本额定动载荷及当量动载荷的计算。

5．滚动轴承的基本额定静载荷及当量静载荷的计算。

6．滚动轴承组合的结构设计：轴承与轴颈、座孔的配合，轴承的游隙、预紧、调整及装拆：轴承的润滑和密封。

(四)学时分配：6课时

（五）习题与作业：

1、11-

2、11-

3、11-7

第12章

滑动轴承

(一)基本要求

了解滑动轴承的用途与分类，了解径向滑动轴承的典型结构；了解滑动轴承的失效形式，了解轴承材料及轴瓦结构，了解滑动轴承润滑剂的选择知识。

(二)重点与难点

1．滑动轴承的用途与分类。2．径向滑动轴承的典型结构。(三)教学内容

1．滑动轴承的应用和分类。

2．滑动轴承的结构，轴瓦结构。3．滑动轴承的材料及其选择。7．滚动轴承与滑动轴承的比较。

(四)学时分配：4课时

（五）习题与作业：

1、12-

2、12-

3第13章

轴

(一)基本要求

了解轴的用途和分类，了解轴的结构设计原则，了解提高轴的疲劳强度的措施，了解轴的材料及其选择方法。(二)重点与难点

1．轴的结构设计原则。

2．提高轴的疲劳强度的措施。(三)教学内容

1．轴的类型及应用，轴的材料及其选择。

2．轴的计算准则：强度、刚度、。3．轴的结构设计。

4．提高轴疲劳强度的措施。

（四）学时分配：4课时

（五）习题与作业：

3、13-8

第14章

联轴器和离合器

(一)基本要求

了解联轴器和离合器的主要类型、结构、特点和应用场合，掌握联轴器和离合器的选择及计算方法。(二)重点与难点

1．联轴器的特性和选择。2．离合器的特性和选择。

(三)教学内容

1．联轴器的分类、特性、标准及选择。

2．离合器的分类、特性、标准及选择。(四)学时分配：2课时

（五）习题与作业：

1、14-

5第15章

弹簧

(一)基本要求

了解圆柱拉、压螺旋弹簧的结构、特性曲线和计算，了解其他类型弹簧的特点和应用。

(二)重点与难点

圆柱拉、压螺旋弹簧的结构、特性曲线和计算。(三)教学内容

1．弹簧的功用、分类、材料和许用应力。

2．圆柱拉、压螺旋弹簧的结构、特性曲线和计算。

（四）学时分配：4课时

（五）习题与作业：

15-1、15-

3第16章

机械平衡及周期性速度波动调节

（一）基本要求

1、了解平衡和速度波动在机械工程中的重要性。

2、了解刚性转子静平衡、动平衡的计算方法。

3、了解刚性转子静平衡、动平衡实验的基本原理。

4、了解周期性速度波动及非周期性速度波动的区别及其调节方法，了解飞轮转动惯量的简易计算方法。

（二）重点与难点

刚性转子静平衡和动平衡的原理和计算方法，周期性速度波动调节方法。

（三）教学内容

1、平衡的目的及分类

2、刚性转子的平衡

3、机械运转速度波动调节的目的和方法

4、飞轮的近似设计方法

(四)学时分配：4课时

(五)习题与作业：16-

4、16-7

三、实验内容

实验目的：验证所学理论，并巩固和加强理解，同时训练学生的动手能力。试验内容：本课程要求开设实验3——4个（6—10学时），试验内容建议从下列题目中选取：

1．机械运动简图绘制实验 2．渐开线齿轮范成实验 3．齿轮几何参数测定的实验 4．轴系结构测绘实验 5．减速器拆装实验 6．带传动实验

7．机械原理与机械零件现场教学实验

四、课程设计

目的：培养学生的设计能力。使学生能根据设计任务拟定总体方案，按机器工作状况分析、计算作用在零件上的力，选择合理的材料、计算确定零件的主要尺寸，考虑制造、使用、维修等问题，进行结构设计，绘制装配图和零件图，注明有关技术要求。

设计题目：简单机械传动装置（以一级圆柱齿轮减速器为主体的机械传动装置）。

工作量：部件装配图一张（0号或1号图纸）；零件工作图一～二张；设计计算说明书一份（约4000字左右）。

课程设计后应进行答辩，按五级分评定成绩。

五、主要教学参考书

1、机械设计基础

王华坤、张庆编

兵器工业出版社

2、机械原理

郑文纬

吴克坚主编

高教出版社

3、孙桓、陈作模主编，机械原理，北京:高等教育出版社

4、机械设计基础课程设计指导书

机械设计教研室编

南京理工大学出版

5、机械设计基础实验指导书

机械设计教研室编

南京理工大学出版

6、机械设计 濮良贵、纪名刚编著 高等教育出版社

7、吴宗泽，罗圣国主编，机械设计课程设计手册，北京:高等教育出版社

第五篇：哈工大机械设计本科教学大纲要点

《机械设计》课程教学大纲 课程编号：T1080020 课程名称：机械设计

课程英文名称 : MACHINE DESIGN 总学时：60 讲课学时：48 实验学时：12 上机学时：20 学 分：3.5 课程类型：必修课

开课单位：机电工程学院 机械设计系

授课对象：机电工程学院 机械设计制造及其自动化专业 能源科学与工程学院 热能与动力工程专业 其它有关专业

先修课程：工程图学 材料力学 机械精度设计与检测技术 机械工程材料 金属工艺学 机械原理

开课时间：第五学期 教材与主要参考书： 陈铁鸣主编 《 机械设计》 哈尔滨工业大学出版社 2006 2 王连明、宋宝玉主编 《机械设计课程设计》哈尔滨工业大学出版社 2008

一、课程的教学目的

机械设计课程是一门用以培养学生机械设计能力的技术基础课，本课程主要研究一般工作条件和常用参数范围内的通用机械零部件的工作原理、结构特点、基本设计理论和设计计算方法，以及机械系统方案的设计与选择，其主要任务是培养学生：

1、树立正确的设计思想，理论联系实际，具有创新精神；

2、掌握设计或选用通用机械零部件的基本理论、基本知识和基本技能，了解机械设计的一般规律，具有设计机械传动装置和一般机械的能力；

3、具有计算能力、绘图能力、运用计算机进行辅助设计的能力和运用标准、规范及查阅技术资料的能力。

4、掌握机械设计的实验原理和方法，具有进行实验研究的初步能力。

5、了解机械设计的新理论、新方法及发展趋向（了解机械设计的新发展）。机械设计课程是高等工科院校中机械类专业一门主干课程，在教学过程中要综合运用先修课程中所学到的有关知识与技能，结合各种实践教学环节，进行机械工程技术人员所需的基本训练，为学生进一步学习有关专业课程和日后从事机械设计工作打下基础，因此在机械类专业的教学计划中占有重要地位和作用。

二、教学内容及基本要求

本课程主要内容有机械设计的基本理论和基本知识、典型通用机械零部件的设计和机械传动系统方案选择。

（一）本课程的主要章节 第一章 绪论（讲课 1 学时）

课程的研究对象与内容，课程的性质与任务，课程的特点与学习方法。第二章 机械及机械零件设计基础（讲课 2 学时）

设计机械应该满足的基本要求和一般步骤，机械零件的载荷和应力，机械零件的结构工艺性，常用材料及选用原则，机械设计中的标准化。第三章 机械零件的设计方法简介（讲课 2 学时）

机械零件的常见失效形式和设计准则，设计机械零件时应满足的基本要求及其设计方法，机械零件的强度、刚度、精度、动态特性、可靠性设计。第四章 摩擦、磨损和润滑（讲课 2 学时）

摩擦、磨损和润滑的基础知识，润滑剂及添加剂。第五章 螺纹联接和螺旋传动（讲课 6 学时）

螺纹，螺纹联接的类型及标准件，预紧和防松，单个螺栓联接的强度计算，螺栓组设计要点。螺旋传动。

第六章 轴毂联接（讲课 1 学时）

键联接、花键联接及其他轴毂联接简介。第七章 挠性件传动（讲课 4 学时）

带传动概述，带传动的理论基础，普通 V 带传动设计，同步带传动简介。链传动的特点，链传动的运动特性分析。

第八章 齿轮传动（讲课 6 学时）

齿轮传动概述、失效形式、材料、计算载荷，齿轮结构、润滑，圆柱直齿轮传动强度计算，圆柱斜齿轮强度计算，参数选择及许用应力。第九章 蜗杆传动（讲课 2 学时）

蜗杆传动概述、设计准则，普通圆柱蜗杆传动设计。第十章 轴（讲课 3 学时）

轴的概述，轴的结构设计，轴的强度及刚度计算。第十一章 滚动轴承（讲课 6 学时 ,习题课 2 学时）

滚动轴承的构造、类型、代号及其类型选择，滚动轴承的承载能力计算，轴系部件结构、润滑与密封。

第十二章 滑动轴承（讲课 4 学时）

概述，滑动轴承的结构和轴瓦材料，非液体摩擦轴承设计计算，流体动压轴承简介，液体动压滑动轴承的计算要点，多油楔动压轴承简介。第十三章 联轴器、离合器及制动器（讲课 2 学时）联轴器、离合器及制动器的类型、应用及选择。第十四章 弹簧（讲课 2 学时）

概述，材料及许用应力，圆柱螺旋弹簧设计。第十五章 机架零件（讲课 1 学时）概述，剖面形状、结构设计

第十六章 机械系统设计（讲课 2 学时）

原动机特性，执行机构创新设计，系统方案及评价。

（二）其他教学环节安排

1、必修实验安排 16 学时，根据各专业不同、各授课班级不同，从 必修 的实验内容中选做 12 学时。

① 机械组成及典型机械零部件认识与分析实验（2 学时）； ② 带传动实验（2 学时）；

③ 轴系部件设计与分析实验（4 学时）； ④ 摩擦学基础实验（2 学时）； ⑤ 滑动轴承实验（2 学时）；

⑥ 机械系统运动方案及结构分析与设计实验（4 学时）。

选修实验安排 26 学时，学有余力的学生可以选修，学时不限。① 典型机械拆装与结构分析实验（4 学时）； ② 滑动轴承机械性能测试实验（2 学时）；

③ 二维数控平台运动及结构分析实验（2 学时）； ④ 步进送料机的设计及组装实验（18 学时）。

2、设计性大作业安排 5 个，每个大作业的工作量一般为 A3 或 A2 图纸一张，设计说明书一份。大作业 内容有：

① 螺纹联接结构设计； ② 螺旋传动设计； ③ 带传动设计； ④ 齿轮传动设计； ⑤ 轴系部件组合设计。3、上机计算安排一个习题

上机计算的内容是：带传动设计编程计算 上机计算及画图，课外安排 20 机时。

（三）考试权重

平时大作业成绩 20%，上机计算成绩 5%，实验成绩 15%，期末成绩 60%。

（四）实验项目明细表