机械设计基础课程教学大纲(8)

第一篇：机械设计基础课程教学大纲(8)

2009年硕士研究生入学考试大纲

考试科目名称：机械设计基础 考试科目代码：[944]

一、考试要求：

机械设计基础课程是一门技术基础课。它为学习专业课程提供必要的理论基础，学生毕业后无论从事机械设计还是作为设备管理、运行工作，课程都提供了常用机构、通用零部件及其传动的原理，设备的正确使用、维护及设备的故障分析等方面所必要的基本知识。通过本课程的学习和课程设计实践，可以培养学生初步具备设计普通机械传动装置和简单机械的能力，为日后创造性的活动打下坚实的基础。

考试具体要求：

1）答案写要在答题纸上；

2）要求考生自带直尺、圆规、三角板、计算器等。

二、考试内容： 1）绪论

a:机器的组成，研究对象、内容及概念，机器与机构的区别、联系。2）机构运动简图及自由度的计算

a:机构的组成、运动副的类型、平面机构运动简图的绘制。平面机构自由度的计算。速度瞬心及其在机构速度分析上的应用。

b:重点掌握平面机构自由度的计算；

c:重点掌握速度瞬心及其在机构速度分析上的应用。3）平面连杆机构

a:平面四杆机构的基本类型及其应用。铰链四杆机构的演化、曲柄存在条件、四杆机构的基本特性。平面四杆机构的设计；

b:重点掌握铰链四杆机构的演化、曲柄存在条件、四杆机构的基本特性。4）凸轮机构

a:凸轮机构的应用和类型。凸轮机构的概念。凸轮轮廓设计。b:重点掌握凸轮机构压力角。5）齿轮机构

a:齿轮机构的特点和类型，齿廓啮合基本定律。渐开线形成及性质。齿轮各部分名称及渐开线齿轮的几何尺寸计算。渐开线标准齿轮的啮合。齿轮加工。根切、最少齿数及变位齿轮。斜齿圆柱齿轮齿廓形成及参数关系，当量齿轮、当量齿数，几何尺寸计算。直齿圆锥齿轮齿面形成、背锥、当量齿数，几何尺寸计算。

b:重点掌握齿轮各部分名称及渐开线齿轮的几何尺寸计算。5）轮系

a:定轴轮系传动比的计算。周转轮系传动比的计算。混合轮系传动比的计算。轮系的应用。

b:重点掌握混合轮系传动比的计算。6）机械设计概述

a:机械零件的主要失效形式。机械零件设计的一般步骤，机械零件的工作能力和计算准则。机械零件的强度。机械零件的耐磨性。机械零件的常用材料。机械零件的工艺性、标准化

b:重点掌握机械零件的强度。7）联接

联接的类型和应用，平键联接的选用、校核和计算。花键联接。销联接。螺纹的参数。螺旋副的受力分析、效率和自锁。常用螺纹。螺纹连接的基本类型及紧固件。螺纹连接的预紧和防松，螺栓联接的强度计算。材料及许用应力。提高螺栓联接强度的措施。

b:重点掌握螺栓组联接的强度计算。

c: 重点掌握自锁、当量摩擦角、当量摩擦系数概念及螺旋副自锁条件。8）齿轮传动

a:齿轮的失效形式及计算准则。齿轮材料及热处理。直齿圆柱齿轮的受力分析。直齿圆柱齿轮齿面接触强度及齿根弯曲强的计算。斜齿圆柱齿轮受力分析及强度计算。直齿圆锥齿轮受力分析及强度计算。齿轮的结构设计、齿轮传动的润滑。

b:重点掌握直齿圆柱齿轮齿面接触强度及齿根弯曲强的计算。c:重点掌握:斜齿圆柱齿轮受力分析、圆锥齿轮受力分析。9）蜗杆传动

a:蜗杆传动的类型和应用。蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算。蜗杆传动的受力分析和强度计算。蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算。

b:重点掌握蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算。c:重点掌握蜗杆传动的受力分析和强度计算。10）带传动和链传动

a:带传动的类型和应用。带传动的运动分析。带传动的受力分析。带的应力分析。弹性滑动与打滑。普通∨带传动计算。带轮结构。

链传动的特点和应用。链传动运动的不均匀性。链传动的受力分析。链传动的主要参数及其选择。滚子链传动的设计计算。链传动的布置和润滑。

b:重点掌握弹性滑动与打滑。链传动运动的不均匀性。c:重点掌握普通∨带传动计算。滚子链传动的设计计算。11）轴

a: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。

b:重点掌握轴的结构设计。12）滑动轴承

a:摩擦状态。滑动轴承的结构型式。轴瓦及轴承材料。润滑剂及润滑装置。非液体润滑轴承的计算。动压润滑形成原理。液体动压向心轴承设计简介。

b:重点掌握轴瓦及轴承材料，非液体润滑轴承的计算，动压润滑形成原理。13）滚动轴承

滚动轴承类型和特点。滚动轴承的代号。滚动轴承的失效形式。滚动轴承的选择计算。滚动轴承的组合设计。

b: 重点掌握滚动轴承的选择计算。14）联轴器

a:联轴器的类型、特点和应用。联轴器的选择方法。15）弹簧

a:内圆柱螺旋弹簧的主要参数。特性曲线。圆柱螺旋弹簧的应力与变形。

三、参考书目

[1]杨可桢等.机械设计基础.第五版.北京：高等教育出版社.2006.[2] 杨可桢等.机械设计基础.第四版.北京：高等教育出版社.2005.3 [3] 陈良玉,王玉良.机械设计基础.第一版.沈阳：东北大学出版社.2000.

第二篇：《机械设计基础A》课程教学大纲

《机械设计基础A（1）》课程教学大纲

Foundation of Machine Design A（1）

课程代码：10100231 课程性质：专业基础理论课、必修 适用专业：机自、材料加工、模具 开课学期：3 或4 总学时数：48 总学分数：3

编写年月：2004年6月 修订年月：2007年6月 执 笔：甘慧庆、林怡青

一、课程的性质和目的

《机械设计基础A（1）》课程是机械类各专业的一门重要技术基础课，理论性和实践性都很强，通过本课程各个教学环节的学习，使学生获得机械工程常用机构和通用零件的基本知识，并得到有关机械设计方面的基本技能训练，为学生学习后续课程的机械部分奠定必要的基础。

本课程的任务是：

1．培养学生掌握机构的结构分析、运动分析和动力分析的基本理论、基本知识和基本技能；

2．培养学生掌握机构设计的一般规律，并初步具有机械系统运动方案设计和简单机构设计的能力。

二、课程教学内容及学时分配

第一章 绪论（1学时）

了解机械原理课程研究的对象和内容，了解机械原理课程的地位和学习方法，了解机械原理的现状和展望。

本章知识点：机械、机器、机构、机械原理学科发展。第二章平面机构的结构分析（6学时）

了解机构组成要素，熟练掌握机构运动简图的绘制、机构自由度的计算、机构运动确定条件的判定；了解平面机构的组成原理、结构分类及结构分析。

本章知识点：运动副、运动链、约束、自由度、机构运动简图、复合铰链、局部自由度、虚约束等。

第三章平面机构的运动分析（4学时）

了解机构运动分析的目的和方法，掌握瞬心法对简单机构进行速度分析，了解矢量方程图解法和解析法在平面机构运动分析中的应用。

本章知识点：相对运动、速度瞬心、三心定理、矢量方程、矢量多边形、数学模型建立等。第四章平面机构的力分析（2学时）

了解运动副中摩擦力的确定及其考虑摩擦时机构的受力分析，了解平面连杆机构力分析特 1 点，本章知识点：摩擦角、摩擦圆、动态静力分析。第五章 机械的效率和自锁（2学时）

了解机械的效率和自锁现象，掌握简单机械装置自锁条件的确定和简单机械系统效率的计算。

本章知识点：效率、自锁。第六章 机械的平衡（2学时）

了解机械平衡的基本概念，了解刚性转子的静平衡及动平衡原理和方法，了解刚性转子的许用不平衡量和动、静平衡实验方法。

本章知识点：刚性转子、静平衡、动平衡 第七章 机械的运转及其速度波动的调节（4学时）

了解等效运动方程的建立方法，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，掌握飞轮转动惯量的简易计算方法。

本章知识点：等效运动方程式及四个等效量、速度波动及调节方法、飞轮简易计算 第八章平面连杆机构及其设计（6学时）

熟悉平面四杆机构的基本型式及其演化方法，掌握平面连杆机构的基本知识，掌握按已知几何条件和运动条件的要求设计平面连杆机构（包括刚体导引、函数综合、急回机构设计）。了解按照预定轨迹求解铰链四杆机构的图表方法，了解连杆机构设计的实验方法。

本章知识点：平面四杆机构的基本型式及其演化、曲柄存在条件、急回运动特性、传力性能、死点、运动连续性、平面四杆机构的设计。

第九章 凸轮机构及其设计（5学时）

了解凸轮机构的应用和分类，掌握推杆几种常用运动规律的特点及其适用场合。掌握盘形凸轮轮廓曲线的设计，了解从动件运动失真的原因和处理方法，了解凸轮机构基本尺寸的确定方法。

本章知识点：运动规律、基圆、压力角、效率与自锁、反转法原理、凸轮轮廓的设计。第十章 齿轮机构及其设计（7学时）

了解齿轮机构的应用和分类，了解齿廓啮合基本定律及其共轭齿廓，理解渐开线齿廓的啮合特性，深入理解渐开线特性、渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件和连续传动条件等，掌握渐开线标准齿轮的基本参数和几何尺寸计算。了解渐开线齿廓的加工、根切现象及齿轮变位修正。了解斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成、啮合特点以及几何尺寸计算，了解蜗杆传动和圆锥齿轮传动的类型、特点和应用，掌握普通圆柱蜗杆传动和圆锥齿轮传动的主要参数及几何尺寸计算。

本章知识点：齿廓啮合基本定律、渐开线特性、渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算、渐开线齿轮的啮合传动、渐开线齿廓的加工、根切、变位齿轮。斜齿圆柱齿轮传动、蜗杆传动和圆锥齿轮传动等。

第十一章 齿轮系（5学时）

了解齿轮系及其分类的概念，掌握定轴轮系的传动比计算，掌握周转轮系的传动比计算，掌握复合轮系的传动比计算。了解轮系的功用。

本章知识点：定轴轮系、周转轮系、复合轮系传动比计算。第十二章 其它常用机构（2学时）

了解棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构等间歇运动机构的工作原理，了解万向联轴节、复式螺旋传动、差动螺旋传动、超越离合器等常用机构的工作原理。

本章知识点：棘轮机构，槽轮机构，不完全齿轮机构，凸轮间歇运动机构。第十四章 机械系统的方案设计（2学时）

了解机械系统设计的一般过程。了解执行构件的运动设计、运动循环图拟定、机构的选型与组合、机械系统运动方案的拟定及其评价。

本章知识点: 运动循环图、机构的选型，组合方式，机械系统运动方案。（教学内容完）

三、课程教学的基本要求

本课程是机械类及相关专业的专业技术基础课，涉及的内容较多、较广，并且是一门工程实践很强的课程。在教学方法上，采用课堂讲授，课后自学，课堂讨论等教学形式。

（一）课堂讲授

由于本课程比较抽象，在讲述的过程中，教师应尽量展示各种机构模型，结合课件的动画等进行授课，以增加感性认识，帮助学生加深理解；采用结合实例讲解，或者引入工程实例进行教学，以激发学生的学习兴趣。教学中，应注意重点，由浅入深，着重学生实际动手能力的培养。

本课程可采用双语教学，但必须保证教学内容按质按量完成，不降低要求。在采用英文课本的同时可以加设中文参考书，以便于英语基础较差的学生顺利完成学习。

（二）课后自学

为了培养学生整理归纳，综合分析和处理问题的能力，选择一部分内容，课上教师只给出自学提纲，不作详细讲解，课后学生自学。

（三）课堂讨论和答疑

课堂讨论的目的是活跃学生思维，解决同学疑难问题，培养学生兴趣。教师应认真组织，安排重点发言，充分调动每一名同学的学习积极性，并做好相关的总结工作。

（四）习题课

习题课以典型例题分析为主，并适当安排开阔思路及综合性的练习及讨论。

（五）课外作业

合理布置作业习题，以巩固和加深学生对所学知识的理解。

（六）平时测验

为及时了解教学情况，教师可适当安排平时的课堂测验，每次测验不超过30分钟。

（七）考试

本课程主要采用闭卷考试方式，主要考核学生对基本概念、基本原理和方法的理解和掌握程度，应涵盖所有自学和讲授内容。试题一般不涉及繁琐的计算，但必须包括知识和原理的运用。试卷若涉及难记难背的公式与数据，应直接给出。

总评成绩：考勤、课外作业、平时测验30%；期末闭卷考试占70%。

四、本课程与其它课程的联系与分工

先修课程：高等数学、画法几何与机械制图、理论力学 后续课程：机械设计、专业课、毕业设计

五、建议教材及教学参考书

［1］叶仲和编，《Mechanism and Machine Theory》，高等教育出版社，2001年出版 ［2］孙桓，陈作模，葛文杰编，《机械原理》，高等教育出版社，2006年出版 ［3］申永胜主编，《机械原理》多媒体教材．北京：清华大学出版社．2005出版 ［4］邹慧君编，《机械原理》，高等教育出版社，2006年出版

第三篇：机械设计基础课程教学大纲

《机械设计基础》课程教学大纲

课程名称：《机械设计基础》

适用专业：2017级电气工程及其自动化（专升本 函授）2017级机电一体化技术（专科 函授）2016级车辆工程（专升本 函授 业余）辅导教材：《机械设计》(第二版),王为主编，华中科技大学出版社，2014.一、本课程的地位、任务和作用

本课程是一门介绍常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本设计理论和计算方法的技术基础课。其任务是培养学生：

1.掌握常用机构的结构、特性等基本知识，并初步具有选用和分析基本结构的能力；

2.掌握通用零部件的工作原理、特点、应用和简单的设计计算方法，并初步具有选用和分析简单机械和传动装置的能力；

3.具有运用标准、规范、手册、图册等有关技术资料的能力。

二、本课程的相关课程

1、先修课程：《画法几何及机械制图Ⅰ》、《工程训练Ⅰ》、《理论力学Ⅱ》、《材料力学Ⅱ》、《机械原理》

2、后续课程：《CAD/CAM》、《机械制造装备设计》、课程设计、毕业设计

三、本课程的基本内容及要求

（一）平面机构的运动简图和自由度

了解机构运动的可能性和确定性，熟悉构件及其自由度、运动副及其约束以及运动副的分类和代表符号；明确平面机构具有确定运动的条件和计算机构自由度的意义；基本掌握简单机构运动简图绘制方法，熟练掌握平面机构自由度的计算方法。

（二）平面连杆机构

熟悉铰链四杆机构的三种基本形式和特点，明确曲柄存在的条件，了解机构形式与尺寸之间的关系；了解铰链四杆机构的主要演化形式及其特点；掌握用图解法设计平面四杆机构的方法。

（三）凸轮机构

了解凸轮机构的类型，掌握从动件的常用运动规律、压力角的概念，熟悉作图法设计凸轮机构。

（四）齿轮机构 掌握齿轮机构的特点、类型、齿轮各部分的名称，渐开线标准齿轮的切齿原理、根切现象及变位齿轮的概念；明确齿廓啮合基本定律、渐开线及其性质、齿轮传动正确啮合条件、可分性、重合度；掌握渐开线圆柱齿轮的啮合原理及几何尺寸的计算；了解平行轴斜齿轮机构齿廓曲面的形成、正确啮合条件、当量齿数的概念、螺旋角的选取范围；了解直齿圆锥齿轮机构的传动特点、正确啮合条件。

（五）轮系

明确轮系的分类和应用；掌握轮系传动比的计算方法。

（六）间歇运动机构

理解棘轮机构、槽轮机构的用途及其运动分析；了解不完全齿轮机构和凸轮式间歇运动机构的原理和用途。

（七）机械零件设计概论

了解机械零件应满足的要求，理解机械零件的工作能力和设计准则。

（八）连接

了解机械零件连接的一般形式和应用；熟悉键连接的用途、平键尺寸的选择及强度校核，螺纹牙型标准、主要几何参数、防松装置；能进行螺栓连接的受力分析、强度计算，按国标正确选择螺纹标准。

（九）齿轮传动

了解齿轮传动的常用精度等级，明确轮齿的失效形式及设计准则、齿轮材料及热处理工艺；掌握直齿圆柱齿轮传动的受力分析及强度计算。

（十）蜗杆传动

了解蜗杆传动的工作原理、结构特点及应用；掌握蜗杆传动主要参数的选用原则、几何尺寸计算和受力分析；明确特性系数的意义、滑动速度对蜗杆传动的影响，失效形式和选材原则。

（十一）带传动和链传动

了解带传动的工作原理，V带的型号、规格及失效形式，掌握带的打滑及弹性滑动的概念；明确带传动的工作情况及应力状态，带传动的特点和应用范围；熟悉V带型号的选择原则，V带轮的结构，掌握带传动的设计计算；了解链传动的特点、类型和应用。

（十二）轴

掌握轴的类型及其应用；掌握轴的结构设计和强度计算的一般方法和步骤，并能解决一级圆柱齿轮减速器中轴的设计问题。

（十三）滑动轴承

了解摩擦状态、滑动轴承的结构型式和动压润滑的基本原理，了解轴瓦和轴承衬材料和轴承的计算。

（十四）滚动轴承

熟悉轴承的类型及用途，掌握滚动轴承的基本构造、性能、代号及类型选用原则；了解滚动轴承的当量负荷的计算、寿命计算及尺寸选择方法，滚动轴承的组合设计。

四、习题数量及要求

以教材课后思考题为主，针对课程内容适时进行讨论。

五、教学方式与考核方式

教学方式：面授辅导、平时作业、小论文写作 考核方式：考勤、作业和开卷考试

六、建议参考书

[1]吴昌林.机械设计（第三版）[M].武汉：华中科技大学出版社，2011.[2]蒲良贵.机械设计（第八版）[M].北京：高等教育出版社，2006.[3]张霄鹏.机械设计同步辅导及习题全解[M].北京：中国矿业大学出版社，2008.[4]王为.机械设计(第二版).武汉：华中科技大学出版社，2014.《机械设计基础》复习重点

（一）平面机构的运动简图和自由度

构件及其自由度、运动副及其约束以及运动副的分类和代表符号；简单机构运动简图绘制方法，平面机构自由度的计算方法。

（二）平面连杆机构

铰链四杆机构的三种基本形式和特点，曲柄存在的条件，机构形式与尺寸之间的关系；

（三）凸轮机构

凸轮机构类型，从动件的常用运动规律、压力角的概念，作图设计凸轮机构。

（四）齿轮机构

齿轮机构的特点、类型、齿轮各部分的名称，齿廓啮合基本定律、渐开线及其性质、齿轮传动正确啮合条件、重合度；渐开线圆柱齿轮的啮合原理及几何尺寸的计算。

（五）机械零件设计概论

机械零件应满足的要求，机械零件的工作能力和设计准则。

（六）连接

机械零件连接的一般形式和应用；螺栓连接的受力分析、强度计算。

（七）齿轮传动

了解齿轮传动的常用精度等级，明确轮齿的失效形式及设计准则、齿轮材料及热处理工艺；掌握直齿圆柱齿轮传动的受力分析及强度计算。

（八）蜗杆传动 蜗杆传动的工作原理、结构特点及应用。

（九）带传动和链传动

带传动的工作原理及失效形式；带传动的工作情况及应力状态，带传动的特点和应用范围。

（十）轴

轴的类型及应用；轴的结构设计和强度计算的一般方法和步骤。

（十一）滑动轴承

摩擦状态、滑动轴承的结构型式和动压润滑的基本原理，轴瓦和轴承衬材料和轴承的计算。

（十二）滚动轴承

轴承的类型及用途；滚动轴承的当量负荷的计算、寿命计算及尺寸选择方法。

第四篇：机械设计基础课程教学大纲(6)

机械设计基础课程教学大纲

课程编码： 学分：3

总学时：48学时 适用专业：非机械类

一、课程的性质、目的与任务

本课程是一门介绍常用机构和通用零件的基本知识和基本方法的技术基础课，其主要任务在于培养学生掌握机构和机械零部件方面的基本知识、基本理论和设计方法，使其在设计构思和设计技能方面得到基本训练。

二、先修课程

画法几何及机械制图、材料力学、理论力学、工程材料和金工实习等。

三、教学基本要求

了解：课程的研究对象、内容、性质和任务，机械零件设计应满足的要求与方法，螺纹联接的类型和应用，常用机构的类型、工作原理、特点和应用，设计准则，通用零件的材料、构造、主要类型和特性、失效形式和设计准则和选用方法。

掌握：机械的组成和特性和机械设计的一般原则，掌握平面机构自由度计算，简单机构运动简图的画法，常用机构的受力分析、强度计算及参数选择，掌握周期性速度波动和非周期性速度波动的原因及调节方法，通用零件的设计和计算。

理解：机械专有名词的概念。

四、教学内容

（一）绪论

1学时

1.本课程研究的对象和内容 2.本课程在教学计划中的地位 3.机械设计的基本要求和过程

（二）平面连杆机构 4学时

1.平面机构的运动简图和自由度 2.平面四杆机构的基本类型

3.平面四杆机构的特点及其设计简介

（三）凸轮机构

4学时

1.凸轮机构的应用和分类 2.从动件的常用运动规律

3.按给定从动件运动规律绘制凸轮轮廓

（四）间歇运动机构

2学时

1.槽轮机构 2.棘轮机构

3.不完全齿轮机构 4.凸轮间歇运动机构

（五）机械的调速和平衡

2学时

1.机械速度波动的调节 2.机械的平衡

（六）机械零件设计和计算概论

2学时 1.机械零件的工作能力准则 2.机械制造中常用材料及其选择 3.许用应力和安全系数

4.机械零件的工艺性和标准化

（七）联接 6学时

1.螺纹联接 2.键联接 3.铆接 4.焊接

（八）带传动和链传动 6学时

1.带传动的特点 2.带传动的主要形式 3.带传动的受力分析 4.带的耐久性

5.带传动的弹性滑动及传动比 6.普通V带传动的设计计算

7.张紧力、张紧装置和带传动的维护 8.链传动的特点

9.链传动的主要参数及其选择 10.链传动的使用维护

（九）齿轮传动 71.齿轮传动的应用和分类 2.齿廓啮合的基本定律 3.渐开线及渐开线齿轮

4.渐开线标准齿轮的各部分名称及其基本尺寸 5.一对渐开线齿轮的啮合 6.轮齿切削加工方法的原理

7.根切、最少齿数及变位齿轮的概念 8.齿轮的材料

9.轮齿的实效形式及计算准则

10.直齿圆柱齿轮轮齿表面的接触疲劳强度计算11.直齿圆柱齿轮轮齿的弯曲疲劳强度计算 12.斜齿圆柱齿轮传动

13.斜齿圆柱齿轮传动的强度计算 14.锥齿轮传动

15.锥齿轮传动的强度计算 16.齿轮的构造

（十）蜗杆传动

1.概述

2.圆柱蜗杆传动的几何参数及尺寸计算 3.蜗杆传动的运动学及效率 4.蜗杆、蜗轮的材料及结构 5.蜗杆传动的强度计算 6.蜗杆传动的热平衡计算

（十一）轮系、减速器和无级变速传动 41.定轴轮系

学时

2学时

学时

2.行星轮系的传动比 3.少齿差行星齿轮传动 4.减速器

5.各种机械传动的比较

（十二）轴

2学时

1.概述

2.轴的结构和材料 3.轴的计算

（十三）轴承 6学时

1.概述

2.滑动轴承的结构 3.滑动轴承的材料 4.润滑剂和润滑装置

5.非全液体摩擦滑动轴承的计算 6.滚动轴承的机构 7.滚动轴承的代号

8.滚动轴承的主要类型及其选择 9.滚动轴承的失效形式及选择计算 10.滚动轴承组合设计

11.滚动轴承和滑动轴承的比较

（十四）联轴器、离合器和制动器

五、教学参考书

[1] 卢玉明.机械设计基础.第六版.北京：高等教育出版社，1998 [2] 杨可桢.机械设计基础.第四版.北京：高等教育出版社，1999 [3] 孙桓.机械原理.第六版.北京：高等教育出版社，2000 [4] 濮良贵.机械设计.第七版.北京：高等教育出版社，2000

自学

第五篇：机械设计基础课程教学大纲

《机械设计基础》课程教学大纲

课程名称：机械设计基础 课程代码：INDE3001 英文名称：Fundamentals of mechanical design 课程性质：专业必修课程

学分/学时：3学分/54学时 开课学期：第四学期 适用专业：工业工程

先修课程：机械制图、金工实习、工程材料

后续课程：机械设计课程设计、机电一体化、物流工程 开课单位：机电工程学院 大纲执笔人：杨宏兵

课程负责人：杨宏兵 大纲审核人：王传洋

一、课程性质和教学目标

课程性质：机械设计基础是工业工程专业的一门专业必修课程。本课程是一门综合应用工程制图和工程力学等基础理论知识的技术基础课程，研究常用机构和通用零件的工作原理、结构特点以及它们设计理论与方法，同时介绍相关国家标准和规范，以及某些标准零件的选用原则和方法。

教学目标：机械设计基础是工业工程专业的一门必修专业基础课程，本课程综合应用力学、机械理论和生产知识，解决常用机构及通用零部件的分析和设计问题。使学生掌握各种常用机构的基本特性和设计方法；掌握有关通用零件的工作原理、特点和应用的知识，学会根据具体条件选用零件的类型，并对其强度或工作能力进行简单的校核；了解有关通用零件的维护方法；会初步使用机械零件手册和与本课程有关的标准、规范，设计简单的机械系统，为学生进行机电产品的设计开发、维修维护及其正确操作奠定基础。

本课程的具体教学目标：

1.掌握平面机构的运动简图的绘制方法和自由度的计算方法。熟练掌握铰链四杆机构的曲柄判断方法。掌握凸轮机构、齿轮传动机构、轮系、挠性传动机构的特点、工作原理及其使用场合，掌握齿轮机构的相关参数计算。学会正确选择的键的联结类型。掌握滑动轴承和滚动轴承的工作原理及适用场合。了解联轴器、离合器和制动器的工作原理及特点。

2、掌握平面连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、挠性机构、轴毂等常用机构的设计计算方法和设计步骤。能够正确计算轴承使用寿命并学会正确选择轴承型号。掌握常见螺纹联结的设计方法及螺纹联结的强度校核。

3、基于各种机构的基本特性和设计方法，使用机械零件手册和与本课程有关的标准、规范，能够初步设计一些简单的机械系统。

二、课程教学内容及学时分配（重点内容：；难点内容：∆）

第一章 绪论（3课时）

1.1 机械、机器、机构及其组成 1.2 本课程的内容、性质和任务 1.3 机械设计的基本要求和设计过程 1.4 机械零件的工作能力及其计算准则 1.5 机械零件的载荷、应力和许用应力 1.6 机械零件材料的选用原则 1.7 机械设计的新发展  目标及要求：

1）弄清机器与机构、构件与零件的概念，了解它们的区别和联系；

2）明确机械的基本设计要求，初步理解机械零件的主要失效形式以及强度、刚度、抗磨性、耐热性、振动稳定性等工作能力计算准则；

3）能正确判断零件中应力的循环特性，了解疲劳断裂和疲劳点蚀的产生机理和影响因素；

4）了解机械设计常用材料的选用原则。第二章平面机构的结构分析（4课时）

2.1 运动副及其分类 2.2平面机构运动简图 2.3平面机构自由度计算  目标及要求：

1）了解机构的组成，掌握各种平面运动副的一般表示方法，熟练看懂平面机构运动简图，初步掌握将实际机构绘制成机构运动简图的技能；

2）能识别平面机构运动简图中的复合铰链、局部自由度和最常见的虚约束，正确使用平面机构自由度的计算公式，弄清机构具有确定运动的条件。∆ 第三章平面连杆机构设计（4课时）

3.1 铰链四杆机构基本型式和特性 3.2 铰链四杆机构有曲柄的条件 3.3 铰链四杆机构的演化 3.4平面四杆机构的设计  目标及要求：

1）了解组成铰链四杆机构的各构件的名称，熟悉铰链四杆机构的基本形式、应用和演化，掌握行程速度变化系数、传动角、压力角、死点等的基本概念； 2）能根据四杆机构中存在曲柄的条件，熟练判断出平面四杆机构的基本类型；

3）了解平面四杆机构设计通常采用的作图法、解析法、实验法和图谱法，掌握按行程速度变化系数给定连杆位置和给定两连架杆对应位置设计四杆机构的作图法。∆

第四章

凸轮机构（4课时）

4.1 凸轮机构应用和分类 4.2 从动件常用运动规律 4.3 凸轮轮廓设计 4.4 凸轮机构设计中应注意的问题  目标及要求：

1）了解凸轮机构的组成、分类、特点及应用，掌握凸轮机构从动件常用运动规律的特点以及选择运动规律时应考虑的因素；

2）掌握凸轮机构设计的反转法原理，能根据给定的运动规律设计出各种从动件盘形凸轮的轮廓曲线；∆

3）掌握压力角与自锁的关系，基圆半径对压力角的影响以及滚子半径选择的原则。

第五章 齿轮传动（8课时）

5.1 齿轮传动特点及类型

5.2 齿廓啮合基本定律及渐开线齿廓

5.3 渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称及几何尺寸 5.4 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 5.5 渐开线齿轮的切齿原理和根切现象 5.6 轮齿失效形式及设计准则 5.7 齿轮材料、热处理和许用应力

5.8 直齿圆柱齿轮传动的受力分析和强度计算 5.9 斜齿圆柱齿轮传动 5.10 直齿锥齿轮传动 5.11 蜗杆传动  目标及要求：

1）熟练掌握齿轮传动的特点类型和应用场合； 2）熟练掌握渐开线形成性质； 3）熟练掌握渐开线齿轮正确啮合条件；∆

4）熟练掌握轮齿的受力分析应力分析失效形式与计算准则；∆ 5）掌握齿轮材料的基本要求及材料选用原则； 6）了解齿轮切齿原理根切及变位齿轮的概念；

7）了解齿轮传动强度计算公式中各参数及系数的物理意义对设计的影响及其选择方法；

8）能够熟练进行齿轮传动设计计算；

9）熟练掌握蜗杆传动的几何参数计算及主要参数的合理选择； 10）熟练掌握蜗杆传动分析及其蜗轮转向的判断。第六章

轮系（4课时）

6.1 轮系的分类 6.2 轮系的传动比 6.3 轮系的应用 6.4 减速器  目标及要求：

1）了解各类轮系的组成运动特点和应用； 2）掌握轮系的主要类型；

3）熟练掌握定轴轮系周转轮系和复合轮系传动比计算及主从动轮转向关系的确定，学会判断一个已知轮系属于何种轮系；∆

4）了解减速器的主要类型和特点；了解单级减速器传动比；了解减速器的结构和润滑。

第七章

绕性传动设计（6课时）

7.1 带传动设计 7.2 链传动设计  目标及要求：

1）熟练掌握挠性传动的特点类型和应用场合；

2）熟练掌握传动带的受力分析应力分析失效形式；掌握传动带弹性滑动的性质；

3）熟练掌握传动链的运动分析失效形式；了解挠性传动中各参数对设计的影响及其选择方法。

第八章

间歇运动机构（2课时）

8.1 棘轮机构 8.2 槽轮机构 8.3 其他间歇运动机构  目标及要求：

1）掌握棘轮机构和槽轮机构的组成工作原理特点和应用等基本概念； 2）了解棘轮机构和槽轮机构的主要参数和几何尺寸； 3）一般了解不完全齿轮机构和凸轮式间歇运动机构。第九章 螺纹联接设计（6课时）

9.1 螺纹联接 9.2 螺纹联接设计 9.3 螺旋传动  目标及要求：

1）掌握螺纹的一般知识，如螺纹的类型、圆柱螺纹的基本参数、螺纹连接的基本类型、螺栓连接、螺钉连接、双头螺柱连接和紧定螺钉连接的结构特点及其应用场合，螺纹连接件的类型和国家标准，能根据连接类型正确选用连接件； 2）了解松螺栓连接和紧螺栓连接的概念，螺纹连接预紧与防松的目的、方法，预紧力的大小及其控制，掌握各种螺纹连接防松方法的工作原理、特点和应用场合，能根据具体情况选用合适的防松措施； 3）掌握常见螺纹联接的强度设计方法；∆

4）了解影响螺栓连接强度的因素及提高螺栓连接强度的措施；了解螺旋传动的主要特点及应用场合。第十章

轴的设计（4课时）

10.1 轴的功用和类型 10.2 轴的材料选择 10.3 轴的结构设计 10.4 轴的强度及刚度计算 10.5 轴毂设计  目标及要求：

1）了解轴的功用和类型，轴的常用材料及用途键连接的类型和结构特点； 2）了解轴及轴毂连接设计的基本概念及一般设计过程；

3）掌握轴的结构设计以及轴的强度计算方法，具有初步分析和综合能力。∆ 第十一章

轴承（7课时）

11.1 摩擦状态 11.2 滑动轴承 11.3 滚动轴承

 目标及要求：

1）了解摩擦状态；掌握液体动压润滑的形成机理及其形成的必要条件； 2）了解液体静压润滑的形成机理；了解滑动轴承结构形式和润滑；掌握非液体润滑滑动轴承的材料和参数选择及其设计计算； 3）掌握滚动轴承的结构类型和代号；掌握选择滚动轴承类型的基本方法；掌握滚动轴承寿命计算的基本理论及方法；合理进行滚动轴承结构设计。 第十二章

联轴器、离合器和制动器（2学时）

12.1 联轴器

12.2 离合器

12.3 制动器  目标及要求：

掌握联轴器、离合器和制动器的工作原理及使用场合，学会正确选择常见型号的联轴器。

实验（和课堂教学同步进行）

实验内容

多媒体演示及机械工程陈列室参观；机构运动简图测绘；机械传动方案创新设计综合实验；带传动、齿轮传动实验。

三、教学方法

在教学方式上，根据具体教学内容，综合运用课堂讲授和多媒体演示、课堂讨论、课堂练习、发现学习法和自学指导法，通过引入问题和启发式教学，使学生更加明确教学内容的知识体系，引导学生主动学习，激发内在学习动机，提高课堂的积极性。如在讲授齿轮一章时，可通过多媒体展示齿轮在坦克、赛车、飞机、航母等高端装备的应用动画，提升学生的学习热情和积极性，也能让学生有更加感性和直观的认识和理解。

在教学方法的实际执行过程中，每个教学环节都应具有明确的目的性。教学方法需要根据教学过程中的实际效果、学生对知识点的掌握和应用情况不断改进。教学效果不好、学生对知识点理解程度不高时，应适当调整教学方法，在讲授后续教学内容时，引导学生前后联系，如讲授链传动内容时，可引导学生和前面章节中的齿轮传动、带传动等传动方式的特点及应用场合进行对比。结合前置难点内容进行讨论，强化知识掌握。在学生对知识掌握情况较好情况下，适当提高教学内容的难度，或增加发现学习法和自学指导法，设置具体应用问题，如在螺纹联接设计部分，可引导学生结合生活的螺纹联接观察分析各种类型螺纹联接的适用场合和特点。

四、考核及成绩评定方式

考核方式：闭卷笔试，平时及作业

成绩评定方式：期末考试70%，平时成绩10%，期中考试20%

五、教材及参考书目

教材：

李威，王小群．机械设计基础［M］．北京：机械工业出版社． 参考书目：

[1]

濮良贵，纪名刚.机械设计[M]．北京：高等教育出版社． [2]

杨可祯，程光蕴．机械设计基础[M]．北京：高等教育出版社．

[3]

邱宣怀.机械设计[M]．北京：高等教育出版社． [4]

朱龙英.机械设计基础[M]．北京：机械工业出版社．