机械设计基础机电(第二版)45章电子教案要点

第一篇：机械设计基础机电(第二版)45章电子教案要点

第4章

凸轮机构

第一讲：

4.1 凸轮机构的类型及应用

课

题：

4.1.1 凸轮机构的应用和组成

4.1.2 凸轮机构的分类

教学目标：1.熟悉凸轮机构的应用和特点，2.掌握凸轮机构的类型，教学重点： 凸轮机构的应用和特点及类型

教学难点：凸轮机构的应用

教学方法：利用动画演示机构运动，工程应用案例展示其应用场合。教学内容：4.1.1 凸轮机构的应用和组成 1.应用：

图4-1 内燃机配气机构

图4-2 冲床送料机构

图4-3 绕线机的凸轮机构

图4-4 圆柱凸轮机构（进刀机构）组成：凸轮机构由凸轮、从动件和机架组成。

凸轮与从动件通过高副连接，故凸轮机构属于高副机构。

作用：凸轮机构的主要作用是将主动凸轮的连续转动或移动转化为从动件的往复移动或摆动。4.1.2 凸轮机构的分类 1.按凸轮形状分类

（1）盘形凸轮 具有变化向径的盘状构件称为盘形凸轮。它是凸轮的基本形式，图4-

1、图4-3。

（2）移动凸轮 做移动的平面凸轮。可看作是当转动中心在无穷远处时盘形凸轮的演化形式，图4-2。

（3）圆柱凸轮 圆柱体的表面上具有曲线凹槽或端面上具有曲线轮廓，称为圆柱凸轮。属于空间凸轮机构，图4-4。

2.按从动件的端部结构分类

（1）尖顶从动件

从动件端部以尖顶与凸轮轮廓接触，图4-5（a）

图4-5 从动件的端部结构形式

（2）滚子从动件

从动件端部装有可以自由转动的滚子。图4-5（b）

（3）平底从动件

从动件的端部是一平底，如图4-5（c）所示。

3.按从动件的运动方式分类

（1）移动从动件 图4-1。从动件做往复直线移动。（2）摆动从动件 图4-3。从动件做往复摆动。

4.按锁合方式分类

（1）力锁合 利用重力、弹簧力或其他力锁合。图4-1（2）形锁合 利用凸轮和从动件的特殊几何形状锁合，图4-4。

第二讲：

4.2 凸轮机构的从动件常用运动规律

课

题：

4.2.1 凸轮机构运动分析的基本概念

4.2.2 从动件的常用运动规律

教学目标： 1.了解推杆常用运动规律的选择原则

2.理解常用的从动件运动规律，能够绘制位移线

教学重点：推杆常用运动规律特点及选择原则 教学难点：绘制位移线

教学内容：4.2.1 凸轮机构运动分析的基本概念

概念 ：

1.运动分析： 结合凸轮轮廓，分析从动件的位移、速度、加速度的运动规律

称为凸轮机构的运动分析。图4-6 2.基圆： 以凸轮轮廓上最小向径r 0 为半径所作的圆称为凸轮的基圆。r 0 为基

圆半径。

3.推程、行程： 从动件由最低位置点A升至最高位置点B′的运动过程称为推

程，从动件移动的最大位移h称为行程。对应的凸轮转角θ0 称为推

程运动角。

4.远程休止过程：当凸轮继续转过角θs 时，从动件尖顶与凸轮轮廓BC段接

触，由于BC是一段圆弧，从动件处于最高位置点静止不动，这一过程 称为远程休止过程，对应的凸轮转角θs 称为远休止角。

5.回程： 当凸轮继续转过角θh 时，从动件尖顶与凸轮轮廓CD段接触，从动件按一定规律下降至最低位置点。从动件由最高位置点降至最低位置点的运动过程称为回程，对应的凸轮转角θh 称为回程运动角。

6.近程休止过程：

当凸轮继续转过角θj 时，从动件尖顶与凸轮轮廓DA段接触，由于DA是一段圆弧，从动件处于最低位置点静止不动，这一过程称为近程休止过程，对应的凸轮转角θj 称为近休止角。

图4-6 对心尖顶直动从动件盘形凸轮机构

结论：从动件的运动取决于凸轮轮廓曲线的形状，即凸轮轮廓决定了从动件的运动规律。

因此，设计凸轮轮廓曲线时，首先根据工作要求选定从动件的运动规律，然后再按从动件的位移曲线设计出相应的凸轮轮廓曲线。

4.2.2 从动件的常用运动规律

1.等速运动规律

从动件在运动过程中，运动速度为定值的运动规律，称为等速运动规律。（1）从动件用凸轮转角运动方程为

图4-7 等速运动规律的位移、速度、加速度线图

（2）回程从动件的运动方程为

（3）该瞬时的加速度为

（4）推程终止的位置，加速度为

刚性冲击：从动件在某瞬时由于速度的突变，加速度和惯性力在理论上均趋于无穷大时引起的冲击，称为刚性冲击。

结论：因此等速运动规律只适用于低速轻载的凸轮机构。

2.等加速等减速运动规律

从动件在运动过程的前半程做等加速运动，后半程做等减速运动，两部分加速度的绝对值相等，这种运动规律称为等加速等减速运动规律。（1）从动件位移s与时间t的关系为

（2）推程中，前半推程:

（3）后半推程:

图4-8 等加速等减速运动规律的位移、速度、加速度线图

柔性冲击：从动件在某瞬时加速度发生有限值的突变所引起的冲击称为柔性冲击。

结论：因此等加速等减速运动规律适用于中速场合。

3.简谐运动规律

质点在圆周上做等速运动时，它在这个圆的直径上的投影所构成的运动称

为简谐运动。

图4-9所示为简谐运动规律的位移、速度、加速度线图

（1）从动件的位移方程为

特性：简谐运动规律在运动起始和终止位置，加速度曲线不连续，存在柔性冲击，因此，简谐运动规律适用于中速场合。但若从动件仅做升—降—升连续运动（无休止），加速度曲线变为连续曲线，则无柔性冲击，可用于高速场合。

总结：在工程上，除上述几种常见运动规律外，为了避免冲击，还可应用正弦加速度等运动规律，或者将几种曲线组合起来加以应用。

第三讲：

4.3.盘形凸轮的设计方法

课

题：

4.3.1 图解法设计盘形凸轮轮廓曲线

4.3.2 解析法设计凸轮轮廓 教学目标：1掌握.盘形凸轮轮廓的设计方法

2.了解凸轮机构基本尺寸的确定

教学重点：凸轮廓线的设计方法 教学难点：反转法原理

教学方法：利用动画演示反转法原理。教学内容：4.3.1 图解法设计盘形凸轮轮廓曲线

根据工作条件要求，确定从动件的运动规律，选定凸轮的转动方向、基圆半径等，进而可以对凸轮轮廓曲线进行设计。

反转法：利用与凸轮转向相反的方向逐点按位移曲线绘制出凸轮轮廓曲线的方法称为反转法，如图4-10所示。

图4-10 反转法原理

反转法原理绘制盘形凸轮轮廓曲线的设计步骤： 1.对心尖顶直动从动件盘形凸轮

已知基圆半径r 0 =40mm，凸轮按逆时针方向转动，从动件的行程h=20mm，运动规律如下: 凸轮转角θ

0°～120°

120°～150° 150°～210° 210°～360°

从动件的运动规律 等速上升20mm 停止不动 等速下降至原来位置 停止不动

作图程序如下:

（1）选择比例尺μl、μθ，作从动件位移曲线。

（2）用同一长度比例尺绘制基圆。

（3）作出反转后从动件导路中心线的各个位置。

图4-11 对心尖顶直动从动件盘形凸轮轮廓曲线的画法

（4）在位移曲线中量取各个位移量，于是得反转后从动件尖顶的一系列位置。（5）将A 1 ′、A 2 ′、A 3 ′、……用平滑的曲线连接起来，即为所求的凸轮轮廓曲线。

2.对心直动滚子从动件盘形凸轮

（1）将滚子的中心看作是尖顶从动件的尖顶，按前述方法，绘制尖顶从动件凸轮轮廓曲线，该曲线称为凸轮的理论轮廓曲线。

（2）以理论轮廓曲线上各点为圆心，以滚子半径r T 为半径，作一系列的滚子圆，然后作这些滚子圆的内包络线，此包络线即为所求的滚子从动件凸轮轮廓曲线，称为凸轮的实际轮廓曲线。

图4-12 对心直动滚子从动件盘形凸轮轮廓曲线的画法

作图法设计凸轮轮廓曲线时注意的问题:

（1）基圆是指凸轮理论轮廓曲线上的基圆。

（2）凸轮理论轮廓曲线与实际轮廓曲线是等距曲线。3.对心平底直动从动件盘形凸轮

对心平底直动从动件盘形凸轮轮廓曲线的绘制与对心滚子直动从动件盘形凸轮轮廓曲线的绘制类似。

图4-13对心平底直动从动件盘形凸轮轮廓曲线的画法

（1）按尖顶从动件凸轮轮廓曲线的绘制方法求得理论轮廓线上的各点A1、A2、A3、……

（2）然后过这些点画出一系列平底线A1 B1、A2 B2、A3 B3、……，这些平底线形成的包络线就是凸轮的实际轮廓曲线。

4.3.2 解析法设计凸轮轮廓

以偏置移动滚子从动件盘形凸轮机构为例，介绍用解析法设计凸轮轮廓。

1.凸轮理论轮廓线方程式

图4-13为一偏置直动滚子从动件盘形凸轮的轮廓。点的直角坐标为

x=DN+CD=（s0 +s）sinθ+ecosθ

y=BN-MN=（s 0 +s）cosθ-esinθ

（4-3）

图4-13 偏置直动滚子从动件盘形凸轮轮廓线方程推导

若令式中的e=0，即可得对心直动滚子从动件盘形凸轮理论轮廓线方程。

2.凸轮实际轮廓线方程式

凸轮实际轮廓线方程式为

x′=x± rT cosα

y′=y ±rT sinα

（4-4）

由滚子内包络线形成的直动滚子从动件盘形凸轮的实际轮廓线方程式为

x′=x±r T dy.dθ/（dx.dθ）2 +（dy.dθ）

2y′=y ±r T dx.dθ/（dx.dθ）2 +（dy.dθ）2

（4-7）

第四讲：

4.4 凸轮机构设计中应注意的几个问题

课

题：

4.4.1 滚子半径的选择

4.4.2 压力角的校核

4.4.3 基圆半径的确定

教学目标：1.了解滚子半径的选择

2.掌握压力角的概念及基圆半径的确定 教学重点：凸轮基圆半径与压力角及自锁的关系

教学难点：压力角的概念 教学方法：多媒体课件

教学内容：

4.4.1 滚子半径的选择

设计滚子从动件时若从强度和耐用性考虑，滚子的半径应取大些。滚子半径取大时，对凸轮的实际轮廓曲线影响很大，有时甚至使从动件不能完成预期的运动规律。图4-15。

图4-15 滚子半径的选择

1.凸轮理论轮廓的内凹部分

由图4-15（a）可得

ρ a =ρ min +r T

结论：实际轮廓曲线曲率半径总大于理论轮廓曲线曲率半径。因此，不论选择多大的滚子，都能作出实际轮廓曲线。2.凸轮理论轮廓的外凸部分

由图4-15（b）～图4-15（d）可得

ρa =ρmin-rT

当ρ min >r T 时，则有ρa >0，实际轮廓曲线为一平滑的曲线。这种情况属于正常。

当ρmin =r T 时，则有ρa =0，凸轮实际轮廓曲线出现了尖点。这种尖点极易磨损，磨损后就会改变从动件预定的运动规律，从而影响凸轮机构的工作寿命。

当ρmin

位置，无法实现预期的运动规律。这种现象称为运动失真。

结论：滚子半径r T 不宜过大，否则产生运动失真;但滚子半径也不宜过小，否则凸轮与滚子接触应力过大且难以装在轴上。

因此，一般推荐r T ≤0.8ρmin。

若从结构上考虑，可使r T =（0.1～0.15）r 0。为了避免出现尖点，一般要求ρa >3～5mm。

2．理论轮廓曲线最小曲率半径为ρmin 的求法

在理论轮廓曲线上估计曲率半径最小位置取一小段曲线B 1 B 2，将它二等分得点B，然后分别以B 1、B、B 2 为圆心，适当长度为半径作等圆a 1、a、a 2。连接a 1、a两圆和a、a 2 两圆交点，将此两连线延长得交点O，OB长即为该处曲率半径ρmin。

图4-16 理论轮廓曲线最小曲率半径的求法

4.4.2 压力角的校核

1.压力角与作用力的关系

图4-17 凸轮机构压力角

压力角：凸轮加给从动件的作用力F沿凸轮轮廓的法线n-n方向传递。从动件上受到的力F的方向与该力作用点的线速度v的方向之间所夹锐角α称为凸轮机构在该位置的压力角。

F1 是使从动件运动的有效分力，F2 只是使从动件与导路间的正压力增大，从而使摩擦力增大，因而是有害分力。

当压力角α增大到某一值时，从动件将发生自锁（卡死）现象。

结论：从改善受力情况、提高效率、避免自锁的观点看，压力角α越小越好。但压力角越小，凸轮的尺寸越大。

因此，设计凸轮机构时，根据经验，压力角α不能过大，也不能过小，应有一定的许用值，用［α］表示，且应使α≤［α］

图4-18 检验压力角

压力角的许用值如下: 对于移动从动件，在推程时［α］≤30° 对于摆动从动件，在推程时［α］≤45°;

对于靠弹簧力复位的移动或摆动从动件，在回程时可取［α］≤80°。4.4.3 基圆半径的确定

基圆半径一般可根据经验公式选择，即

r 0 ≥0.9d s +（7～9）mm

依据选定的r 0 设计出凸轮轮廓后，应进行压力角的检验，若发现 αmax >［α］，则应适当增大凸轮基圆半径，重新设计。

第五讲：

4.5 凸轮机构的常用材料和结构

课

题：4.5.1 凸轮常用材料

4.5.2 凸轮的结构 教学目标：1熟悉凸轮常用材料 2.掌握凸轮的结构 教学重点：凸轮的结构 教学难点：凸轮的结构 教学方法：利用实物讲解 教学内容：

4.5.1 凸轮常用材料

1．失效形式：是磨损和疲劳点蚀，这就要求凸轮和滚子的工作表面硬度高、耐磨并且有足够的表面接触强度。

2． 常用材料：对于经常受冲击的凸轮机构还应要求凸轮芯部有较高的韧性。

低速、中小载荷的一般场合，凸轮采用45钢、40Cr表面淬火（硬度40～50HRC），亦可采用15钢、20Cr、20CrMnTi经渗碳淬火，硬度达56～62HRC 滚子材料可采用20Cr，经渗碳淬火，表面硬度达56～62HRC。也可用滚动轴承作为滚子。

4.5.2 凸轮的结构

1.凸轮轴：图4-19为凸轮和轴作成一体。这种凸轮结构紧凑，工作可靠。

图4-19 凸轮轴

2.整体式：图4-20为整体式凸轮，用于尺寸无特殊要求的场合。

轮毂尺寸推荐值为d 1 =（1.5～2.0）d0

L=（1.2～1.6）d 0

3.镶块式：图4-21为镶块式凸轮，由若干镶块拼接、固定在鼓轮上。鼓轮上制有许多螺纹孔，供固定镶块时灵活选用。这种凸轮可以按使用要求更换不同轮廓的镶块以适应工作情况的变化，适用于需经常变换从动件运动规律的场合。

图4-20 整体式凸轮

图4-21 镶块式凸轮

4.组合式：图4-22，组合式凸轮用螺栓将凸轮和轮毂联成一体，可以方便地调整凸轮与从动件起始的相对位置。

图4-22 组合式凸轮

除采用键联接将凸轮固定在轴上外，也可以采用紧定螺钉和锥面固定，图4-23（a），初调时用紧定螺钉定位，然后用圆锥销固定;图4-23（b）采用开槽锥形套固定，调用灵活，但传递转矩不能太大。

图4-23 凸轮在轴上的固定方式

第5章

其他常用机构

第一讲：

5.1 螺旋机构

课

题：

5.1.1 螺旋机构的应用和特点

5.1.2 螺旋机构的形式

5.1.3 滚珠螺旋机构

教学目标：1.掌握螺旋机构的工作原理和特点

2.熟悉螺旋机构的形式

3.了解滚珠螺旋机构的原理

教学重点：螺旋机构的工作原理、特点、功用及适用场合。教学难点: 螺旋机构的工作原理 教学内容:

5.1 螺旋机构

带有螺纹的零件很多，常用来作为连接件、紧固件、传动件及测量工具上 的零件。

螺纹按其功用可分为两种:一种是利用螺纹连接件如螺钉、螺栓和螺母等将需要相对固定在一起的零件连接起来，称为螺纹连接

另一种是由螺杆、螺母和机架组成的螺旋机构，其工作原理是将旋转运动转化为直线运动，同时传递运动与动力。

5.1.1 螺纹的形成与类型

1.螺纹的形成将一直角三角形绕在直径为d2的圆柱表面上，使三角形底边ab与圆柱体的底边重合，则三角形的斜边在圆柱体表面形成一条螺旋线。

螺旋升角:三角形的斜边与底边的夹角ψ，称为螺旋升角。

螺纹:若取一平面图形，使其平面始终通过圆柱体的轴线并沿着螺旋线运动，则该平面图形在空间形成一个螺旋形体，称为螺纹。

图5-1 螺纹的形成

2.螺纹的类型

（1）按螺旋线的绕行方向，可将螺纹分为左旋螺纹和右旋螺纹，规定将外螺纹轴线直立时螺旋线向右上升为右旋螺纹，向左上升为左旋螺纹。

（2）按螺旋线的数目，可将螺纹分为单线螺纹和等距排列的多线螺纹。为了制造方便，螺纹线数一般不超过4线。

（3）按平面图形的形状（即牙型），可将螺纹分为三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹等

图5-2 螺纹的牙型

5.1.2 螺纹的主要几何参数

图5-3 螺纹的主要几何参数

（1）大径d

与外螺纹牙顶相重合的假想圆柱体直径，在有关螺纹的标准中规定为公称直径。

（2）小径d1

与外螺纹牙底相重合的假想圆柱体直径，强度计算中作为危险剖面的计算直径。

（3）中径d2

在轴向剖面内牙厚与牙间宽相等处的假想圆柱体直径.d2≈0.5（d+ d1）

（4）螺距P

相邻两牙在中径圆柱面的母线上对应两点间的轴向距离。

（5）线数n

螺纹螺旋线的数目，一般为便于制造取n≤4。

（6）导程S

同一螺旋线上相邻两牙在中径圆柱面的母线上对应两点间的轴向距离。螺距、导程、线数之间的关系为

S=nP

（7）螺旋升角ψ

在中径圆柱面上螺旋线的切线与垂直于螺旋线轴线的平面之间的夹角。

ψ= arctanS/πd2= arctannP/πd

2（8）牙型角α及牙型斜角β

在轴向剖面内螺纹牙型两侧边的夹角称为牙型角α;牙型斜角β是指螺纹牙型的侧边与螺纹轴线的垂直平面的夹角。若牙型角对称，则β=α/2。

5.1.3 常用螺纹的特点和应用

1.普通螺纹

普通螺纹即三角形米制螺纹，牙型角α = 60°，大径d为公称直径，单位为 mm。2.管螺纹

管螺纹的牙型角α= 55°，牙顶呈圆弧形，内外螺纹旋合后无径向间隙，紧密性好。管螺纹为英制螺纹，公称直径近似为管子的内径。

图5-4 管螺纹

3.矩形螺纹

牙型为正方形，牙型角α=0°，牙厚为螺距的一半。其传动效率较其他螺纹高，但牙根强度较低，精加工较困难，且螺纹磨损后轴向间隙难以补偿。

4.梯形螺纹

梯形螺纹牙型为等腰梯形，牙型角α= 30°。其传动效率比矩形螺纹低，但工艺性较好，牙根强度高，对中性好。当采用剖分螺母时，还可以调整因磨损而产生的间隙，因此广泛应用于螺旋传动中。

5.锯齿形螺纹

锯齿形螺纹工作面的牙型斜角为3°，非工作面的牙型斜角为30°。这种螺纹兼有矩形螺纹传动效率高和梯形螺纹牙根强度高的优点，但只能承受单向载荷，适用于单向承载的螺旋传动，如螺旋压力机、千斤顶等。

5.1.4螺旋机构的应用和特点

螺旋机构可以用来把回转运动变为直线移动，在各种机械设备和仪器中得到广泛的应用。实例：

图5-5 机床手摇进给机构

1.单速式螺旋机构：图5-1，当螺杆旋转时，螺母做轴向移动，螺母移动速度的大小和方向完全取决于螺杆旋转速度的大小和方向。这种螺旋机构常用于机床进给机构、平口台钳等装置中。

实例：图5-2所示台虎钳所用的螺旋机构是另一种单速式螺旋机构。

图5-6 台虎钳

2.差速式螺旋机构：图5-3为差速式螺旋机构（亦称差动螺旋）简图。

3.增速式螺旋机构：图5-4为增速式螺旋机构简图。

图5-7 差速式螺旋机构

图5-48增速式螺旋机构

5.1.5滚动螺旋机构

普通的螺旋机构，可采用以滚动摩擦代替滑动摩擦的滚珠螺旋机构。图5-5

图5-9 滚珠螺旋机构

第二讲：

5.2 棘轮机构

课

题：5.2棘轮机构

教学目标：全面掌握棘轮运动机构的工作原理、特点、功用及适用场合 教学重点：棘轮运动机构的工作原理、特点、功用及适用场合。教学难点: 棘轮运动机构的工作原理、特点。教学内容：5.2棘轮机构

组成：棘轮机构由棘轮、棘爪和机架组成，图5-6。

图5-10棘轮机构

运动形式：棘轮1与传动轴固连，驱动棘爪2铰接于摇杆3上，摇杆3空套在棘轮轴上，可以绕其转动。当摇杆往复摆动时，棘轮做单向的间歇运动。

分类：（1）棘轮机构按其工作原理可分为齿式棘轮机构和摩擦式棘轮机构两大类。

（2）按啮合的情况，又分为外齿啮合式棘轮机构和内齿啮合式棘轮机构。

图5-11 双动式棘轮机构 按照其运动形式又分为以下几类: 1.单动式棘轮机构：这种机构的特点是摇杆正向摆动时棘爪驱动棘轮沿同一方向转过某一角度;摇杆反向摆动时，棘轮静止。

2.双动式棘轮机构：图5-7，这种机构的特点是摇杆1往复摆动皆能使棘轮2沿同一方向间歇转动。驱动棘爪3可制成平头的或钩头的。

3.可变向棘轮机构：这种机构的棘轮采用矩形齿，图5-8（a）。其特点是当棘爪3处于实线位置，摇杆1往复摆动时，棘轮2沿逆时针方向做单向间歇运动;当棘爪3翻转到虚线位置，摇杆1往复摆动时，棘轮2将沿顺时针方向做单向间歇运动。

图5-8（b）为可变向棘轮机构。当棘爪2处于图示位置往复摆动时，棘轮1沿逆时针方向做单向间歇运动;若将棘爪2提起，并绕其本身轴线转过180°后再插入棘轮齿中往复摆动时，棘轮便沿顺时针方向做单向间歇运动。

（a）

（b）

图5-12 可变向棘轮机构

图5-13摩擦式棘轮机构

4.摩擦式棘轮机构：图5-9，由摩擦轮3和摇杆1及其铰接的驱动偏心楔块

2、止动楔块4和机架5组成。

棘轮机构的结构简单，制造方便，运动可靠。齿式棘轮机构传动平稳、转角准确，但运动只能有级调节，且噪声、冲击和磨损都较大。

摩擦式棘轮机构传动平稳、无噪声，可实现运动的无级调节，但其运动准确性较差。

因此，棘轮机构常用于速度较低和载荷不大的场合，实现机械的间歇送料、分度、制动和超越离合器等运动。如自动线上的浇注输送装置（图5-10），牛头刨床的横向进给机构（图5-11）。

图5-14 自动线上的浇注输送装置

图5-15 牛头刨床的横向进给机构

第三讲：5.3 槽轮机构

5.4 不完全齿轮机构

课

题：

5.3 槽轮机构

5.4 不完全齿轮机构

教学目标：1.掌握槽轮机构的工作原理、特点、功用及适用场合。

2.掌握不完全齿轮机构的工作原理、特点、功用及适用场合。教学重点：槽轮机构的工作原理、特点、功用及适用场合。教学难点：槽轮机构的工作原理、特点。教学内容：5.3 槽轮机构

1.组成： 槽轮机构由带圆销的主动拨盘

1、具有径向槽的从动槽轮2和机架组成。

（a）圆销进入径向槽

（b）圆销退出径向槽

图5-16 单圆销外啮合槽轮机构

2.分类：槽轮机构有外槽轮机构（图5-12）和内槽轮机构之分。

在外槽轮机构中，拨盘与槽轮异向回转 而在内槽轮机构中，拨盘与槽轮为同向回转。

3.特点：在槽轮机构中，槽轮在进入和退出啮合时比棘轮机构平稳，但仍然存在有限的加速度突变，即存在柔性冲击。槽轮机构的结构简单，制造方便，转位迅速，工作可靠，外形尺寸小，机械效率高。

4.应用：

图5-17双圆销外啮合槽轮机构

图5-18 电影放映机中的槽轮机构

图5-19 自动车床上的槽轮机构

5.4 不完全齿轮机构

1.组成 ：不完全齿轮机构是由具有一个或几个齿的不完全齿轮

1、具有正常轮齿和带锁止弧的齿轮2及机架组成。

图5-20 外啮合不完全齿轮机构

2.分类： 不完全齿轮机构有外啮合和内啮合两种类型。

3.特点：优点是结构简单，制造方便，从动轮的运动时间和静止时间的比例不受机构的限制。

缺点是从动轮在转动开始和终止时，角速度有突变，冲击较大，故一般只用于低速轻载场合。

4.应用：不完全齿轮机构常用于多工位自动机和半自动机工作台的间歇转位及某些间歇进给机构中，如蜂窝煤压制机工作台转盘的间歇转位机构等。

第二篇：机械设计基础课程标准要点

1课程定位机械设计基础课程标准

本课程是机械机械类专业的一门专业基础课。

通过本课程的学习，使学生掌握基本的工程计算与简单机械零部件的设计，并初步具有分析、解决实际工程问题的能力，为后续专业课的学习打下了良好的基础，使学生具有机械设计的初步能力和为专业学习起到承前启后的作用。通过本课程各知识模块的学习和能力项目的训练，使学生在课程单项实验实训基础上对学生进行综合性、系统性的强化学习和训练，特别强调专业基础理论和技能的学习，既提高了学生的机械设计和创新能力，又培养学生工作适应能力、团队协作精神；培养良好的工程技术人员职业道德、实事求是的科学态度。本课程是在学生学完《机械制图》、《工程力学》、《工程材料》等课程和完成认识实习、课程单项实训后开设的一门基础课程。学生在学习本课程前，须掌握机械制图和机械CAD的基础知识，了解金属材料特性及热处理常识。具有机械制图和工程图纸识别的基本能力；该课程将为后续专业课程的学习打下良好的专业技术基础。《机械设计基础》课程通过设计工作整体过程的岗位综合训练，将学生按课程顺序和教学环节进度分散掌握的知识、能力、素质贯穿起来，并将职业能力和岗位技能有机联系，让学生到企业顶岗实习之前就有一个对真实机械设计工作环境的全面了解和对技能的综合训练。通过这一综合实训，让学生对前期学习成果进行一次综合、总结和提升，为进入企业顶岗实习和零距离上岗奠定基础。2工作任务和课程目标

2.1工作任务及职业能力

工作任务与职业能力分析表工作领 域工作任务职业能力学习项目 能对不太复杂的机械设备进行改 机械设

计机械设计机械装置

开发造和设计；能根据产品功能及性能要求正确设计和选用传动系统与联接控制部件并对其试制与安装过程进行技 术指导

机械设备 设备维

护维修、产品售后服务具有机械的故障分析和排除能常用机构设计联接件设计传动件设计轴系零部件设计常用机构设计力；具有机械产品及主要部件的安装、联接件设计调试、运行管理与维护能力传动件设计 轴系零部件设计 2.2课程目标

学生通过本课程的学习，能够达到如下具体目标：（1）知识目标

基于工作岗位的能力要求，根据我校的办学定位和高职学生“理论教学以应用理论为主、突出操作能力和职业素养培养”的实际，本课程知识目标应使学生明确机械设计基础在机械专业职业能力培养中的地位和作用，加深知识的理解和综合运用。

1)了解本课程的应用领域；

2)掌握常用机构的工作原理、特性及应用，掌握通用机械零部件设计 创新基础知识；

3)掌握常用联接机构的工作特性，掌握机械安装、维护工艺技术规程； 4)掌握各种传动的工作原理和机构工作特点； 5)了解现代创新理念和设计创新思想；（2）技能目标

1)具有在设计过程中，运用所学理论知识分析解决机械工程力学与材 料力学相关问题的能力；

2)具有机械传动系统的机构分析、设计创新和排除故障能力； 3)具有生产机械的安装、调试、运行管理与维护能力； 4)能对常用机构、通用部件进行改进和优化设计；

5)能根据矿山工程实际，正确设计、选用和拆装常用矿山机械及其零 部件，并能够对其进行改进和优化设计；

6)具有一定的工装与工艺设计、工程应用的能力； 7)初步具有机械产品的设计开发与应用创新的能力。8)具有自主学习能力和自我发展能力；

9)具有一定的质疑能力，信息收集和处理能力，分析、解决问题能力 和交流、合作能力；

10)能自觉评价学习效果，找到适合自己的学习方法和策略； 11)具有开拓创新的思维能力。（3）态度目标

通过工程案例分析、项目驱动教学、现场体验等实践教学培养学生 1)遵守有关法律、法规、国家标准及有关规定； 2)爱岗敬业，具有高度的责任心；

3)严格执行工作程序、工作规范、工艺文件和安全操作规程； 4)工作认真负责，培养团结协作和环境适应能力； 5)培养应变能力和创新能力；

6)着装整洁，符合规定，保持工作环境清洁有序，文明生产；

7)关心国内外科技发展现状与趋势，有振兴中华的使命感与责任感，有将技术服务于人类的意识。3教学组织

根据工作任务与职业能力分析，为使学生会干机械装置的设计工作，本课程设计了四个学习项目，在项目的教学实施中，进一步分解成十一个学习型工作任务。教学组织表学习项 目编号

1常用机构设计1.常用机器和机构功能认 识

2.自由度与19学习项目名称学习型工作任务学时 机构运动简图 3.连杆机构设计 4.凸轮机构设计 5.其它常用机构 3联接件设计传动件设计1.螺纹连接1.带传动与链传动的设计 2.齿轮传动设计

4轴系零部件设计1.轴承选择及轴承组合设 计

2.轴的设计及轴毂连接 3.联轴器、离合器选择 考核

合计27017626 4教学内容与能力要求 常用机构设计4.1项目一

（1）项目概述：常用机构设计、19学时，分为5个学习型工作任务：常用机器和机构功能认识；自由度计算与机构运动简图绘制；连杆机构设计；凸轮机构设计；其它常用机构。（2）项目的任务

1）常用机器和机构功能认识 2）自由度与机构运动简图 3）连杆机构设计 4）凸轮机构设计 5）其它常用机构（3）教学目标

1）知识目标

了解本课程学习对象、内容，增强感性认识；机械零件的常用材料与结构工艺性。

理解机械零件的失效形式及设计计算准则。掌握机器的组成及特征。

理解平面机构、运动副、自由度等基本概念。

掌握机构运动简图绘制的基本方法和自由度的计算。掌握机构具有确定运动的条件

了解四杆机构的类型、演化及变换，理解曲柄存在的条件。

理解四杆机构的极位夹角、行程速比系数、传动角、压力角、及死点的概念。掌握图解法设计四杆机构。

了解凸轮机构的组成、类型及应用。

理解从动件常用运动规律，掌握位移曲线的绘制。掌握图解法设计凸轮轮廓曲线的方法。理解基圆半径、滚子半径确定的基本原则。了解其它常用机构 2）技能目标

具有判别机械类型的能力。

具有阅读、绘制一般机构运动简图的能力

能正确判断四杆机构的类型；能用作图法按给定的运动规律设计四杆机构。能够用反转法设计盘形凸轮轮廓 3）态度目标

遵守有关法律、法规、国家标准及有关规定； 爱岗敬业，具有高度的责任心；

严格执行工作程序、工作规范、工艺文件和安全操作规程； 工作认真负责，培养团结协作和环境适应能力； 培养应变能力和创新能力；

着装整洁，符合规定，保持工作环境清洁有序，文明生产；

（4）项目的教学实施

以内燃机为对象引入教学内容（5）项目教学内容

通过参观和多媒体课件展示，进行机械类别特征学习，运动简图绘制，设计内燃机的凸轮机构，曲柄滑块机构。（6）工作方法

参观，讲授，讨论，动手设计。

（7）工作成果 设计计算文件（8）考核评价

对设计成果进行评价并计入项目成绩 4.2项目二联接件设计（1）项目概述

联接件设计、6学时，分为1个学习型工作任务：螺纹及螺纹联结知识，联结结构、强度计算。（2）项目的任务 螺纹连接设计

（3）教学目标： 1）知识目标

了解螺纹的主要参数，螺纹的预紧、防松。理解螺纹联接的主要类型及应用。掌握螺纹联接强度计算方法。2）技能目标

能进行螺纹连接的结构设计和强度计算 3）态度目标

遵守有关法律、法规、国家标准及有关规定；

爱岗敬业，具有高度的责任心；

严格执行工作程序、工作规范、工艺文件和安全操作规程； 工作认真负责，培养团结协作和环境适应能力； 培养应变能力和创新能力；

着装整洁，符合规定，保持工作环境清洁有序，文明生产；（4）项目的教学实施：

以减速器引入螺纹连接结构设计和强度计算（5）项目教学内容

螺纹连接的基本知识和设计（6）工作方法

课件演示减速器，引入螺纹连接。（7）工作成果 设计连接结构

（8）考核评价

对设计成果进行评价并计入项目成绩 4.3项目三传动件设计

（1）项目概述：传动件设计、学时26，分为2个学习型工作任务：带传动与链传动设计；直齿轮、斜齿轮、圆锥齿轮、蜗杆蜗轮机构设计。（2）项目的任务

1）带传动与链传动的设计 2）齿轮传动设计（3）教学目标： 1）知识目标

了解v带标准规格，链传动的类型、特点、滚子链的主要参数。理解v带传动工作原理及类型。

掌握v带传动设计方法。

了解齿轮传动的特点和类型，理解齿廓啮合基本定律，渐开线及其性质。了解齿轮的加工方法和根切现象。

了解齿轮的失效形式和齿轮常用材料及计算准则。

了解斜齿圆柱的啮合特点及强度计算。理解斜齿圆柱齿轮的受力分析。了解直齿圆锥齿轮传动的几何尺寸、受力分析和强度计算。

理解齿轮正确啮合条件、标准安装、标准中心距和连续传动条件。掌握渐开线直齿、斜齿圆柱齿轮几何尺寸的计算。

掌握直齿圆柱齿轮的受力分析、齿根弯曲强度计算、齿面接触强度计算、齿轮参数选择和设计方法。

了解蜗杆传动特点、类型，动强度计算及热平衡计算的基本原理和方法。理解其主要参数和几何尺寸计算，理解蜗杆传的受力分析 2）技能目标

具有设计标准直齿圆柱齿轮的能力 3）态度目标

遵守有关法律、法规、国家标准及有关规定； 爱岗敬业，具有高度的责任心；

严格执行工作程序、工作规范、工艺文件和安全操作规程； 工作认真负责，培养团结协作和环境适应能力；

培养应变能力和创新能力；

着装整洁，符合规定，保持工作环境清洁有序，文明生产；（4）项目的教学实施：

以减速器设计引入带传动和链传动设计、齿轮传动设计（5）项目教学内容

带传动、齿轮传动的知识和设计方法（6）工作方法

以减速器设计引入带传动、链传动、齿轮传动的知识和设计方法（7）工作成果

设计出带传动、齿轮传动（8）考核评价

对设计成果进行评价并计入项目成绩 4.4项目四轴系零部件设计（1）项目概述

轴系零部件设计、学时17，分为3个学习型工作任务：轴承选择及轴承组合设计；轴的设计及轴毂连接；联轴器、离合器选择。（2）项目的任务

1）轴承选择及轴承组合设计 2）轴的设计及轴毂连接 3）联轴器、离合器选择（3）教学目标： 1）知识目标

了解轴的功用及分类、轴的材料。理解轴的结构设计。掌握轴的强度计算方法。了解滑动轴承的结构、材料及分类。

理解滚动轴承的组成、主要类型、代号及类型选择。了解解向心滑动轴承的设计计算。

理解滚动轴承的组合设计。掌握滚动轴承的寿命计算

了解用联轴器与离合器的工作原理、类型及选用。掌握平键联接的设计方法。2）技能目标

能设计轴及轴系组合 3）态度目标

遵守有关法律、法规、国家标准及有关规定； 爱岗敬业，具有高度的责任心；

严格执行工作程序、工作规范、工艺文件和安全操作规程；工作认真负责，培养团结协作和环境适应能力；培养应变能力和创新能力； 着装整洁，符合规定，保持工作环境清洁有序，文明生产；（4）项目的教学实施：

以减速器设计引入轴及轴系组合设计（5）项目教学内容

轴、轴承、平键选择和轴及轴系组合设计（6）工作方法

课件演示减速器获取信息，讲授基本知识，设计方法。（7）工作成果 设计轴系。（8）考核评价

对设计成果进行评价并计入项目成绩 5教学方法与手段

在项目一中安排一次参观进行现场教学，以后进行多媒体教学、分组讨论教学。6考核与评价考核类型 课程考核期末考试 实验成绩

作业成绩100100100权重0.70.10.2课程整体成绩100 7说明与建议

7.1课程的设计思路

（1）以专业教学计划培养目标为依据，以岗位任务为基本出发点，以学生发展为本位，设计课程内容。

（2）让学生在了解常用机构及零部件的基本知识及设计方法和设计理论的基础上，能进行简单机械及传动装置的设计，培养学生初步解决工程实际问题的能力。

（3）在课程实施过程中，充分利用课程特征，加大学生工程体验和情感体验的教学设计，激发学生的主体意识和学习兴趣。7.2重点、难点

项目教学重点、难点

重点：机器、机构、构件和零件等概念 机构运动简图绘制 图解法设计四杆机构 1常用机构设计

图解法设计盘形凸轮轮廓。难点：对虚约束的识别与处理平面四杆机构的基本特性 重点：螺纹连接的基本知识； 螺纹连接的预紧与防松； 2联结

单个螺栓连接的强度计算； 难点：螺栓组连接的结构设计 重点：V带传动的设计。

渐开线直齿几何尺寸的计算。直齿圆柱齿轮的受力分析、3传动件设计齿根弯曲强度计算、齿面接触强度计算、齿轮参数选择和设计方法。

难点：渐开线及其性质。齿轮传动的受力分析。轮系传动比计算

重点：轴的结构设计，轴的强度计算。轴系零部件设计

4滚动轴承的组合设计。

难点：轴的强度计算，轴承的设计计算。

7.3建议教材

《机械设计基础》

《机械设计基础》王少岩主编陈立德主编大连理工大学出版社高等教育出版社 大连理工大学出版社

高等教育出版社《机械设计基础课程设计指导书》王少岩主编《机械设计基础课程设计指导书》陈立德主编 《机械设计基础》

《机械设计基础》朱敬超主编邵芳主编武汉理工大学出版社吉林大学出版社

第三篇：机械设计基础复习要点

机械设计基础复习要点（第一部分）

第1章 绪论

第2章 机械设计概述

掌握：机器的特征：人为的实体组合、各实体间具有确定的相对运动、实现机械能与其他形式能之间的转换或作机械功

了解：机器、机构、机械、常用机构、通用零件、专用零件和部件的概念

机械设计的基本要求和程序

第3章 机构运动设计与分析基础知识

3．1 掌握：机构的组成要素：构件与运动副

3．2 掌握：构件的定义、构件与零件的区别

平面运动副的定义、分类（转动副、移动副、平面滚滑副），各运动副的运动特征、几何特征、表示符号及位置

3．3 掌握：机构运动简图的画法

了解：机动示意图

3．4 掌握：平面机构自由度的计算公式、应用公式时的注意事项、机构具有确定运动的条件

3．5 掌握： 速度瞬心定义：绝对瞬心、相对瞬心速度瞬心求法：数目、观察法、三心定理

第6章平面连杆机构

6．1 掌握：平面连杆机构的组成6．2 掌握：铰链四杆机构的分类，铰链四杆机构的变异方法

6．3 掌握：铰链四杆机构的特性：曲柄存在条件、曲柄摇杆机构的极限位置、曲柄摇杆机构的极位夹角、曲柄摇杆机构的急回特性及行程速比系数；压力角、传动角、许用传动角；曲柄摇杆机构最小传动角位置；死点位置；死点位置的应用和渡过

6．4 掌握：平面连杆机构的运动设计：实现给定连杆二个或三个位置的设计；实现给定行程速比系数的四杆机构设计

第7章 凸轮机构

7．1 掌握：凸轮机构的组成7．2 掌握：凸轮机构的类型（凸轮、从动件、锁合装置）

7．3 掌握：基圆（理论廓线上最小向径所作的圆）、理论廓线、实际廓线、行程、推程、回程、远休止、近休止、刚性冲击、柔性冲击；三种运动规律（等速、等加速等减速、余弦加速度）特点和位移曲线的画法

7．4 掌握：反转法绘制凸轮廓线的方法（对心或偏置尖端移动从动件、对心或偏置滚子移动从动件）

7．5 掌握：滚子半径的选择、运动失真的解决方法；压力角、许用压力角；基圆半径的确定

第8章 齿轮传动

8．2 掌握：齿廓啮合基本定律；定传动比条件、节点、节圆、共轭齿廓

8．3 掌握：渐开线的形成、特点及方程；一对渐开线齿廓啮合特性：

定传动比、可分性、一对渐开线齿廓啮合时啮合角、啮合线保持不变

8．4 掌握：渐开线齿轮各部分名称：基本参数：齿数、模数、压力角、齿顶高系数、顶隙系数；渐开线标准圆柱直齿轮尺寸计算公式；标准中心距

一对渐开线齿轮啮合条件：正确啮合条件、连续传动条件；重合度的定义及几何含义、一对渐开线齿轮啮合过程：起始啮合点、终止啮合点、实际啮合线、理论啮合线

8．5 了解：范成法加工齿轮的特点、根切现象及产生的原因、不根切的最少齿数；变位齿轮的概念

8．6 掌握：齿轮传动的失效形式及防止失效的措施；齿轮传动的设计准则；齿轮材料的选择原则；

8．7 掌握：齿轮传动的计算载荷中四个系数的含义及其主要影响因素、改善措施：

8．8 直齿圆柱齿轮的强度计算：受力分析（圆周力、径向力）；强度计算力学模型（弯曲：悬臂梁；接触：赫兹）；强度计算的主要系数的意义及影响因素（强度计算公式不需要记，考试时若需要会给出）；直齿圆柱齿轮的设计计算路线（软齿面、硬齿面）；设计参数（齿数、齿宽系数、齿数比等）的选择

第10章 轮系

掌握： 轮系的定义及分类；定轴轮系传动比计算，包括转向判定：

周转轮系传动比计算；混合轮系传动比计算

第四篇：机械设计基础电子教案使用说明—d（范文）

机械设计基础电子教案使用说明

本课件使用最新的CAD/CAM软件、应用最新的计算机仿真技术和虚拟现实技术精心制作了大量的三维实体造型素材和数百个二维、三维动画，涵盖了机械设计基础的全部内容。本系统通过对教学内容的分析及设计，根据认知规律及建构主义理论，对难点、重点的知识点，提供文字、图形、动画、视频等多种表现形式，通过形象的动态仿真，介绍各种机构的组成、类型和运动特点，展示不易理解的机构运动关系，培养学生的形象思维能力。通过加强人机交互功能，实现逐步、反复的观察、使抽象的工作原理变得直观易懂，生动有趣。其中动态可调参数动画可通过任意调整构件尺寸适时观察构件尺寸变化引起的机构类型的改变和构件间相对运动关系的改变。采用先进的虚拟现实建模语言VRML制作的虚拟现实动画可用鼠标拖动机构或零件，随心所欲的从任意角度观察构件的结构和构件间的运动关系。

1．机械设计基础电子教案是一个供教师课堂教学使用的计算机软件系统，本电子教案以高等教育出版社出版的基本流行教材我蓝本编制，包含了这些教材所有章节（共十七章）的全部内容。本电子教案的内容和体系既与教材基本保持一致，又结合了教案编者的教学改革思路与课堂教学的体验。

2．本电子教案以PowerPoint XP为平台，教案以PowerPoint文件的形式体现，将基本教材的主体内容以课堂教学语言的形式体现出来，并与大量教学素材进行了链接，使用本电子教案的教师可方便地按个人的教学风格修改教案，在此基础上经过适当修改组成新的教案。

3．本电子教案的素材以swf（Flash文件）、wrl（虚拟现实文件）、jpg（图片文件）、avi（动画文件）及mpeg（视频文件）等形式体现。本电子教案提供的教学素材的数量多于教材中的素材，以便使用者有更多的挑选余地。

为保证FLASH动画、三维动画及虚拟现实动画能正常运行，运行本系统前，应先安装支持视频压缩（DivX412codec.exe或DivX502Bundle.exe）、虚拟现实（cortvrml.exe）、FLASH6(Install Flash Player 6 AX.exe、Install Flash Player 6.exe)的4个驱动程序。

4．本程序在PowerPoint XP平台下制作，由于使用了VBA（Visual Basic for Application）程序，所以运行时可能会出现宏病毒的警告，这时，只要选择启用宏就可以正常地进行后面的演示（如果取消宏，将有许多功能无法演示）。但此类警告还会在后面不断的出现。请按如下的操作顺序除去此警告对话框：

进入PowerPoint，选择 工具→宏→安全性，参见下图： 后弹出如下所示的对话框：

在安全级别中选择无，然后点击确定，这样就不会再出现病毒提示对话框了。

5．本系统可在光盘上直接运行，也可拷贝到硬盘上运行，为保证运行速度，尽量拷贝到硬盘上运行。双击文件名“机械设计基础.ppt”可进入主页面，在主页面上点击可进入总目录，也可每一章单独运行。

6．本电子教案的基本页面如下：

每个页面中的内容通常在以鼠标左键单击页面或按任意键时顺序出现。每个页面中在文字下面有下划线的地方有链接。或当鼠标指针停留或经过的地方鼠标指针变为小手形状时，说明该处有超级链接，链接教学素材。在图片上鼠标指针停留或经过的地方鼠标指针变为小手形状时，点击可链接大图片，再点击鼠标左键可返回原状。

7．页面右下角按钮的作用：为下一页；

为上一页；

为返回章目录或返回到原调用的页面。为进入；为退出。

8．浏览每个页面时，一般单击页面可顺序演示内容，但因为我们在PowerPoint种嵌入了Flash文件，若点击到Flash内容时，可能没有反应，这时可将鼠标向页面边缘移动后再点击即可。

9．由于在PowerPoint中嵌入了Flash文件，可利用Flash的功能将演示内容放大，以便于仔细讲解细部结构。操作：在Flash内容上单击鼠标右键，在工具提示框中选择Zoom In(放大)，选择Zoom All（回复原状）。参见下图：

10．要注意Flash动画中的热区和按钮，有些FLASH动画需要点击播放按钮后才开始运动。通过交互操作，可加深对问题的理解。

11．齿轮传动类型采用的是虚拟现实动画，按住鼠标左键出现移动、转动、翻转符号时，用鼠标拖动可从任意角度观察齿轮传动及齿轮的结构。在鼠标指针变成小手的地方点击鼠标左键，齿轮即开始转动。如齿轮不能任意翻转，请点击STUDY按钮。

---------------限于编者水平和时间仓促，误漏不当之处，恳请批评指正。作者邮箱：zjz6688@163.com

联系人：山东科技大学工程学院

张建中*** 邮编：271021

第五篇：机械设计基础教案

机械设计基础教案

专业 环境工程

年级 2004 级

课程性质 选 修

主讲教师 薛 勇

第一章．

1．章节名称：§1．绪论 1.1机器的组成及其特征；1.2机械设计的基本要求及程序

2．教学序次：第一讲

3．教学内容：机器的组成及其特征；机械设计的基本要求及程序。4．教学目标：熟悉机器的基本概念及其主要组成；熟悉机械设计的基本概念和要求。

5．本次课重点：机器的基本概念及其主要组成；机械设计的基本要求。6．本次课难点：机械与机构概念的建立

7．教学方法和手段：多媒体（PPT图像——图01—图03）；板书（章节，概念、术语的含义等）；口授（举例：自行车、钟表等构件及组成；其零件形状特征等。。）

8．教学基本要求：熟悉零件、构件、机构基本概念及其主要组成；了解机器的主要组成、熟悉机械设计基本要求。

9．课后要求：

作业——思考题（A.什么是机器？B.机器的基本组成有哪些？C.机械设计的基本要求是什么？）

10． 参考资料

第二章．

1．章节名称：§2．平面机构的运动简图及自由度 2.1平面机构的组成；2.2平面机构的运动简图；2.3平面机构的自由度）

2．教学序次：第二、三讲

3．教学内容：平面机构的组成；平面机构的运动简图；平面机构的自由度。4．教学目标：熟悉运动副的基本概念；掌握机构运动简图的画法；熟悉平面机构自由度的计算方法。

5．本次课重点：机构运动简图的画法；平面机构自由度的计算方法及注意的问题。

6．本次课难点：零件及构件的简化；复合铰链及虚约束的判定；三心定理 的推导及应用等。

7．教学方法和手段：多媒体（PPT图像——图1.1—图1.24）；板书（章节，概念、术语的含义等）；口授（着重介绍重点和难点内容）；例题（讲解教材例题1.1—和1.7,例题1.8学生自学）

8．教学基本要求：熟悉运动副的基本概念，学会高副与低副的区别方法；掌握机构运动简图的画法；熟悉平面机构自由度的计算方法；了解三心定理的基本概念及在机构分析中的应用方法。

9．课后要求：

作业——思考题（A.何谓构件？何谓机构？两者的区别是什么？B.何谓运动副？高副和低副是如何确定的？C.什么是平面机构？平面机构和空间和空间机构是如何区别的？D.平面机构自由度计算时应注意那些问题？E.复合铰链、局部自由度和虚约束的定义是什么？举例说明其判别方法）。

作业——计算题（教材P16~P19，3、4、6、7、10、12、14、16）10． 参考资料

第三章．

1.章节点名称：§3．平面连杆机构 3.1铰链四杆机构的基本型式和特性；3.2铰链四杆机构有整转副的条件；3.3铰链四杆机构的演化；3.4平面四杆机构的设计

2.教学序次：第五、六、七讲。

3.教学内容：铰链四杆机构的基本型式和特性；铰链四杆机构有整转副的条件；铰链四杆机构的演化；平面四杆机构的设计。

4.教学目标：熟悉铰链四杆机构的基本概念和组成；熟悉常用机构的运动特点；理解铰链四杆机构有整转副的条件；了解铰链四杆机构的演化类型及其运动特点；了解平面四杆机构的设计方法和步骤。

5.本次课重点：铰链四杆机构的概念及基本组成；曲柄摇杆机构的运动特性；双曲柄和双摇杆机构的运动特点；铰链四杆机构有整转副的条件；平面四杆机构的设计方法。

6.本次课难点：平面四杆机构的设计方法。

7.教学方法和手段：多媒体（PPT图像——图2.1—图2.27）；板书（章节，概念、术语的含义等）；口授（着重介绍曲柄摇杆机构的运动特性；平面四杆机构的设计方法等）。

8.教学基本要求: 熟悉铰链四杆机构的基本概念和组成；熟悉双曲柄和双摇杆机构的运动特点；理解铰链四杆机构有整转副的条件；学会按给定的形成速度变化系数和按给定连杆位置设计平面四杆机构。

9.课后要求: 作业——思考题（A.什么是铰链四杆机构？其主要类型和运动特性有哪些？B.双曲柄机构、双摇杆机构及曲柄摇杆机构是如何区别的？其运动方式各有什么不同？C.铰链四杆机构的演化类型有哪些？其运动方式各有什么特点？D.平面四杆机构共有几种设计方法？其各自的特点是什么？

作业——计算题

（教材P35~P37，2-

1、2-

2、2-

4、2-

6、2-

8、2-10）10．参考资料

第四章．

1．章节点名称：§4.齿轮传动 4.1齿轮机构的特点和类型；4.2齿轮实现定角速比传动的条件；4.3渐开线齿廓；4.4齿轮各部分名称及渐开线标准齿轮的基本尺寸；4.5渐开线标准齿轮的啮合；4.6轮齿的失效和齿轮的材料；4.7标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算；4.8平行轴斜齿轮机构；4.9圆锥齿轮机构

2．教学序次：第八、九、十讲

3．教学内容：齿轮机构的特点和类型；齿轮实现定角速比传动的条件；渐开线齿廓；齿轮各部分名称及渐开线标准齿轮的基本尺寸；渐开线标准齿轮的啮合；轮齿的失效和齿轮的材料；标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算；平行轴斜齿轮机构；圆锥齿轮机构。

4．教学目标：熟悉齿轮传动的运动特点和适用范围；理解齿廓实现定传动比的条件；掌握渐开线齿廓的形成原理和运动特性；熟悉渐开线标准齿轮的基本结构和参数；理解渐开线标准齿轮的正确啮合条件。

5．本次课重点：齿轮啮合基本定律；渐开线的形成和特性；渐开线齿轮的主要参数及几何尺寸；渐开线标准齿轮的啮合。

6．本次课难点：齿轮啮合基本定律；渐开线标准齿轮的啮合。

7．教学方法和手段：多媒体（PPT图像——图4.1—图4.25）；板书（章节，概念、术语的含义等）；口授（着重介绍齿轮啮合基本定律、渐开线齿廓的形成和特性、渐开线标准齿轮的啮合条件等）。

8． 教学基本要求：熟悉齿轮传动的运动特点和适用范围；理解齿廓实现定传动比的条件；掌握渐开线齿廓的形成原理和运动特性；熟悉渐开线标准齿轮的基本结构和参数；理解渐开线标准齿轮的正确啮合条件；了解斜齿轮和圆锥齿轮机构的性能特点。

9．课后要求：

作业——思考题（A.齿轮传动的特点是什么？B.齿轮机构主要有哪些类型？主要适用于那些场合？C.齿轮时如何实现定角速比传动的？其条件是什么？D.渐开线齿廓是如何形成的？其传动特性是什么？E.齿轮主要有哪些部分组成？其基本参数是如何表示的？F.渐开线标准齿轮的的正确啮合条件是什么？其标准中心距和重合度是如何计算的？G.渐开线齿轮的加工方法主要有哪些？分别是如何加工的？H.齿轮的失效方式主要有哪些？应如何防止？I.制造齿轮的常用材料有哪些？J.标准直齿圆柱齿轮传动的强度使如何计算的？）

作业——计算题（教材P72~P73，4-

3、4-

4、4-

6、4-

8、4-

11、4-12）10． 参考资料

第五章．

1．章节点名称：§5.轮系 5.1齿轮系的分类；5.2定轴轮系传动比的计算；5.3周转轮系及其传动比的计算；5.4复合轮系及其传动比

2．教学序次：第十一、十二讲

3．教学内容：齿轮系的分类；定轴轮系传动比的计算；周转轮系及其传动比的计算；复合轮系及其传动比

4．教学目标：了解常用轮系的类型及工作特点；掌握轮系的主要组成及传动比的计算方法；理解周转轮系的组成特点和传动比的计算方法；了解复合轮系的结构及传动比的计算特点。

5．本次课重点：定轴轮系及其传动比；周转轮系及其传动比；复合轮系及其传动比。

6．本次课难点：周转轮系及其传动比；复合轮系及其传动比。

7．教学方法和手段：多媒体（PPT图像——图5.1—图5.15）；板书（章节，概念、术语的含义等）；口授（着重介绍周转轮系及其传动比；复合轮系及其传动比。）；例题（讲解教材例题5-

1、5-

3、5-4，例题5-2等学生自学）

8．教学基本要求：了解常用轮系的类型及工作特点；掌握轮系的主要组成及传动比的计算方法；理解周转轮系的组成特点和传动比的计算方法。

9．课后要求：

作业——思考题（A.定轴轮系的主要组成有哪些？其传动比是如何计算的？B.周转轮系的结构特点是什么？主要有哪些类型？C.行星轮系与定轴轮系比较，其传动比的计算特点是什么？D.复合轮系的结构与计算特点是什么？）。

作业——计算题（教材P86~P89，5-

1、5-

3、5-

6、5-

7、5-

9、5-

10、5-

11、5-

12、5-

15、5-

16、5-19）。

第六章．

1.章节点名称: §6.机械零件设计概论 6.1机械零件设计概述；6.2机械零件的强度；6.3机械零件的接触强度；6.4机械零件的耐磨性；6.5机械零件常用材料及其选择；6.6公差配合、表面粗糙度和优先数系；6.7机械零件的工艺性及标准化。

2.教学序次：第十四、十五、十六讲

3.教学内容：机械零件的强度；机械零件的接触强度；机械零件的耐磨性；机械零件常用材料及其选择；公差配合、表面粗糙度和优先数系；机械零件的工艺性及标准化。

4.教学目标：了解机械零件设计的基本要求和步骤；熟悉机械零件强度的计算方法；了解机械零件接触强度的基本概念；熟悉机械制造常用材料的种类及其选择方法；了解公差配合、表面粗糙度及优先数系的基本概念；了解机械零件工艺性及标准化的基本原则。

5.本次课重点：机械零件的强度；机械零件的接触强度；机械制造常用材料的确定及选择方法；公差配合；机械零件的工艺性及标准化。

6.本次课难点：机械零件的接触强度；公差配合。

7.教学方法和手段：多媒体（PPT图像——图9.1—图9.12）；板书（章节，概念、术语的含义等）；口授（着重介绍机械零件的强度、性能、常用材料及公差配合等）；例题（讲解教材例题9-

1、9-2，例题9-3学生自学）8.教学基本要求：了解机械零件设计的基本要求；熟悉机械零件强度的计算方法；了解机械零件接触强度的基本概念；熟悉机械制造常用材料的种类及其选择方法；了解公差配合、表面粗糙度及优先数系的基本概念及机械零件工艺性及标准化的基本原则。

9.课后要求：

作业——思考题[A.简要说明机械零件失效的基本概念及类型；B.简述机械零件的设计步骤；C.说明名义载荷、计算载荷、计算应力及许用应力的基本概念；D.何谓接触强度？零件抗压强度与接触强度的区别是什么？E.何谓机械零件的耐磨性？简述零件磨损的主要形式。F.机械零件常用材料（包括金属与非金属）主要有哪些？简述其选择原则；G.简述公差配合的基本概念（包括公差、公差带、配合、基准制等）；H.说明机械零件工艺性及标准化的基本原则]。

作业——计算题[教材P128-P130，9-

2、9-

4、9-

5、9-

8、9-

11、9-

14、9-

15、9-16]。

第七章．

1.章节点名称：§7.联接 7.1螺纹参数；7.2螺旋副的受力分析、效率和自锁；7.3机械制造常用螺纹；7.4螺纹联接的基本类型及螺纹紧固件；7.5螺纹联接的预紧和防松；7.6螺栓联接的强度计算；7.7螺栓的材料和许用应力；7.8提高螺栓联接强度的措施；7.9螺旋传动；7.10键联接和花键联接；7.11 销联接

2.教学序次：第十七、十八、十九讲

3.教学内容：螺纹参数；螺旋副的受力分析、效率和自锁；机械制造常用螺纹；螺纹联接的基本类型及螺纹紧固件；螺纹联接的预紧和防松；螺栓联接的强度计算；螺栓的材料和许用应力；提高螺栓联接强度的措施；螺旋传动；键联接和花键联接；销联接。

4.教学目标：掌握螺旋副受力分析方法，理解其效率和自锁的基本原理；熟悉螺纹联接的基本类型及螺纹禁锢件的主要组成；了解螺纹联接的常用预紧和防松方法；掌握螺栓联接强度的常用计算方法；熟悉螺栓所用材料的确定及许用应力的计算方法；熟悉提高螺栓联接强度的常用措施；了解螺旋传动的基本原理、螺杆强度及稳定性的计算与校核的基本步骤；了解键联接与花键联接的基本类型 和强度校核的方法。

5.本次课重点：螺旋副的受力分析、效率和自锁的基本原理；螺纹联接的基本类型及螺纹紧固件的主要组成；螺纹联接的常用预紧和防松方法；螺栓联接（紧螺栓、松螺栓）强度的计算方法；螺栓所用材料的选择及许用应力的计算方法；提高螺栓联接强度的常用措施；螺杆强度及稳定性的计算与校核；键联接与花键联接的基本类型和强度校核。

6.本次课难点：螺旋副的受力分析、效率和自锁的基本原理；螺栓联接（紧螺栓、松螺栓）强度的计算方法。

7.教学方法和手段：多媒体（PPT图像——图10.1—图10.42）；板书（章节，概念、术语的含义等）；口授[着重介绍螺旋副的受力分析、效率和自锁的基本原理；螺栓联接（紧螺栓、松螺栓）强度的计算方法；螺栓所用材料的选择及许用应力的计算方法；螺杆强度及稳定性的计算与校核；键联接与花键联接的基本类型和强度校核]。例题（讲解教材例题10-

1、10-

2、10-4，例题10-3学生自学）

8.教学基本要求：掌握螺旋副受力分析方法，理解其效率和自锁的基本原理；熟悉螺纹联接的基本类型及螺纹禁固件的主要组成；掌握螺栓联接强度的常用计算方法；熟悉螺栓所用材料的确定及许用应力的计算方法；理解螺杆强度及稳定性的计算与校核的基本步骤；了解键联接与花键联接的基本类型和强度校核的方法。

9.课后要求：

作业——思考题[A.何谓联接？常用联接有哪些类型？B.螺纹参数有哪些？分别是如何表示的？C.矩形与非矩形螺纹的摩擦力矩是如何计算的？D.螺旋副效率是如何计算的？E.机械制造中的常用螺纹有哪些？其使用特点是什么？F.螺纹联接的基本类型及螺纹紧固件基本组成有哪些？G.松螺栓联接与紧螺栓联接的受力有哪些差异？H.螺栓的常用材料有哪些？其许用应力分别是如何确定的？I.提高螺栓联接强度的措施主要有哪些？J.螺旋传动主要有哪些类型？其耐磨性、强度、稳定性是如何计算的？K.键联接的主要类型有哪些？其强度校核是如何进行的？L.销联接的主要类型和使用特点是什么？]。

作业——计算题[教材P157-P158，10-

1、10-

3、10-

4、10-

6、10-

10、10-15]。第八章

1.章节点名称：§8.蜗杆传动 8.1蜗杆传动的特点和类型；8.2圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸；8.3蜗杆传动的实效形式、材料和结构；8.4圆柱蜗杆传动的受力分析；8.5圆柱蜗杆传动的强度计算；8.6圆柱蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算。

2.教学序次：第二十、二十一、二十二讲

3.教学内容：蜗杆传动的特点和类型；圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸；蜗杆传动的实效形式、材料和结构；圆柱蜗杆传动的受力分析；圆柱蜗杆传动的强度计算；圆柱蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算。

4.教学目标：熟悉蜗杆传动的特点；了解蜗杆传动的主要参数及几何尺寸的表示方法；理解蜗杆传动的受力分析和强度计算方法；掌握蜗杆传动的效率及热平衡计算方法。

6.本次课难点：蜗杆传动的受力分析和强度计算方法。

7.教学方法和手段：多媒体（PPT图像——教材图12.1—图12.11）；板书（章节，概念、术语的含义等）；口授（着重介绍圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸；圆柱蜗杆传动的受力分析；圆柱蜗杆传动的强度计算；圆柱蜗杆传动的效率等。）；例题（讲解教材例题12-

1、12-

2、12-3）

8.教学基本要求：熟悉蜗杆传动的特点；了解蜗杆传动的主要参数及几何尺寸的表示方法；理解蜗杆传动的受力分析和强度计算方法；掌握蜗杆传动的效率及热平衡计算方法。

9.课后要求：

作业——思考题[A.蜗杆传动有哪些类型？蜗杆传动的主要特点是什么？B.圆柱蜗杆传动的主要参数有哪些？其几何尺寸是如何计算的？C.蜗杆传动的主要失效形式是什么？D.蜗杆与蜗轮的常用材料有哪些？圆柱蜗杆传动的强度是如何计算的？E.蜗杆传动的效率如何计算？]。

作业——计算题[教材P192-P193，12-

2、12-

4、12-

6、12-8]。.第九章，1.章节点名称：§9带传动和链传动 9.1带传动的类型和应用；9.2带传动的受力分析；9.3带的应力分析；9.4带传动的弹性滑动和传动比；9.5普通V 带传动的计算；9.6 V带轮的结构。

2.教学序次：第二十三、二十四讲

3.教学内容：带传动的类型和应用；带传动的受力分析；带的应力分析；带传动的弹性滑动和传动比；普通V带传动的计算；V带轮的结构。

4.教学目标：熟悉带传动的受力分析方法；理解带的应力分析方法；掌握带传动的弹性滑动与传动比的计算；掌握普通V带的计算方法。

5.本次课重点：带传动的受力分析方法；带的应力分析方法；带传动的弹性滑动与传动比的计算；普通V带的计算方法。

6.本次课难点：带的应力分析方法；带传动的弹性滑动与传动比的计算。7.教学方法和手段：多媒体（PPT图像——教材图13.1—图13.18）；板书（章节，概念、术语的含义等）；口授（着重介绍带传动的受力分析；带的应力分析；带传动的弹性滑动和传动比；普通V带传动的计算等。）；例题（讲解教材例题13-1；例题13-2学生自学）

8.教学基本要求：熟悉带传动的受力分析方法；理解带的应力分析方法；掌握带传动的弹性滑动与传动比的计算；掌握普通V带的计算方法。

9.课后要求：

作业——思考题[A.带传动主要有哪些类型？主要应用于那些场合？B.带传动松边和紧边拉力有什么不同？C.带传动最大应力发生在何处？为什么？D.弹性滑动是如何发生的？其传动比如何计算？E.简述普通V带的类型和结构；F.说明单根普通V带许用功率的计算及普通V带型号和根数的确定方法；G.简述V带轮的结构特点]。

作业——计算题[教材P223-224，13-

1、13-

2、13-6]。

第十章

1.章节点名称：§10.轴 10.1轴的功用和类型；10.2轴的材料；10.3轴的结构设计；10.4轴的强度计算；10.5轴的刚度计算；10.6轴的临界转速的概念。

2.教学序次：第二十五、二十六讲

3.教学内容：轴的功用和类型；轴的材料；轴的结构设计；轴的强度计算；轴的刚度计算；轴的临界转速的概念。4.教学目标：了解轴的主要功用和基本类型；熟悉轴的常用材料；了解轴的结构设计方法；掌握轴的强度计算方法；熟悉轴的刚度计算方法；了解轴的临界转速的概念。

5.本次课重点：轴的功用和类型；轴的常用材料；轴的强度和刚度计算。6.本次课难点：轴的强度计算；轴的结构设计。

7.教学方法和手段：多媒体（PPT图像——教材图14.1—图14.19）；板书（章节，概念、术语的含义等）；口授（着重介绍轴的功用和类型；轴的材料；轴的强度和刚度计算等）；例题（讲解教材例题14-

1、14-2）

8.教学基本要求：了解轴的主要功用和基本类型；熟悉轴的常用材料；掌握轴的强度计算方法；熟悉轴的刚度计算方法。

9.课后要求：

作业——思考题[A.轴在机器中的作用是什么？可分为那几种类型？B.轴的常用材料有哪些？应如何选择？C.轴的制造安装要求有哪些？轴上零件的定位是如何实现的? D.如何改善轴的收力状况，减少应力集中？E.轴的扭转强度及弯扭合成强度如何计算？F.为什么要考虑轴的刚度？轴的刚度如何计算？G.为什么要限定轴的临界转速？轴速过大会造成何种后果？]。

作业——计算题[教材P235-236，14-

1、14-

3、14-

5、14-

7、8]。

第十一章

1.章节点名称：§11.轴承 11.1滚动轴承的基本类型和特点；11.2滚动轴承的代号；11.3滚动轴承的选择计算；11.4滚动轴承的润滑和密封；11.5滚动轴承的组合设计。

2.教学序次：第二十七、二十八讲

3.教学内容：滚动轴承的基本类型和特点；滚动轴承的代号；滚动轴承的选择计算；滚动轴承的润滑和密封；滚动轴承的组合设计。

4.教学目标：熟悉滚动轴承的基本组成和使用特点；了解滚动轴承的基本类型和结构及受力特点；熟悉常用轴承代号的意义；掌握滚动轴承的选择计算方法；了解滚动轴承的润滑和密封方法；掌握滚动轴等的常用组合设计方法。

5.本次课重点：滚动轴承的基本类型和特性；滚动轴承的代号及其意义；滚动轴承的选择和寿命计算方法；滚动轴承的设计方法。6.本次课难点：滚动轴承的选择和寿命计算方法；滚动轴承的组合设计方法。

7.教学方法和手段：多媒体（PPT图像——教材图16.1—图16.18）；板书（章节，概念、术语的含义等）；口授（着重介绍滚动轴承的基本类型；滚动轴承的代号及其意义；滚动轴承的寿命计算方法；滚动轴承的设计方法等）；例题（讲解教材例题16-

1、16-

2、16-3；学生自学例题16-4）

8.教学基本要求：熟悉滚动轴承的基本组成和使用特点；了解滚动轴承的类型、结构和受力特点；熟悉常用轴承代号的意义；掌握滚动轴承的选择计算方法；了解滚动轴承的润滑和密封方法。

9.课后要求：

作业——思考题[A.滚动轴承一般有那及部分组成？B.滚动轴承的使用特点是什么？C.滚动轴承主要有哪些类型？其主要特性有哪些? D.说明滚动轴承后四位代号的意义。E.滚动轴承主要有哪些失效形式？轴承寿命和当量载荷是如何计算的？F.滚动轴承的常用润滑和密封方式有哪些？G.滚动轴承组合设计时主要考虑哪些因素？为什么？]。

作业——计算题[教材P267-268，16-

2、16-

5、16-7]。