机械设计基础教学大纲.doc

机械设计基础课程教学大纲一、课程的性质和任务机械设计基础是一门培养学生具有一定机械设计能力的主干技术基础课，为学生学习后续课程及解决生产实际问题奠定基础。本课程教学内容方面应着重基本知识、基本理论和基本方法，在培养学生实践能力方面应着重设计技能的基本训练，同时注意培养学生正确的设计思想以及创新设计能力和严谨的工作作风。二、课程教学目标对学生进行设计能力、创新能力、工程意识培养是本课程的教学目标。通过本课程的学习，应使学生达到下列基本要求：1、熟悉常用工程材料的分类、牌号、性能及应用，掌握普通热处理方法的工艺特点及应用；2、能求解平面力系和空间力系的平衡；能进行拉伸、压缩、剪切、扭转、弯曲时的简单强度计算和组合变形的强度计算；3、掌握常用机构的基本原理、运动特性基本知识，会识别工程中的各种常用机构，具有初步分析和设计基本机构的能力；4、掌握通用机械零件的工作原理、特点、选用和设计计算的基本知识，初步具有设计简单机械及普通机械传动装置的能力；5、具有运用标准、规范、手册、图册等有关资料的能力；6、能通过实验验证理论，并巩固和加深对理论的理解。三、教学内容和目的要求绪论1本课程的性质、任务和内容2本课程的学习目标及学习方法第一篇 机械工程材料 第一章 材料的力学性能 （一）课题目标 1、了解强度、塑性、硬度、大小衡量及常用指标2、了解冲击韧性、金属疲劳的概念3、了解材料力学性能实验、硬度实验、演示拉伸及冲击实验（二）教学重点与难点掌握材料的力学性能指标（三）课题内容 1、强度、塑性的定义及小衡量及常用指标 2、材料力学性能实验3、硬度及其硬度实验和测定计算4、冲击韧性、金属疲劳的概念及冲击实验第二章 钢的热处理基本知识（一）课题目标1、了解铁碳合状态图的慨念，各特性点、线和区域含义2、掌握铁碳合金成分、组织和性能的关系3、掌握热处理的概念、目的、分类及应用4、了解金属表面强化处理、表面防腐处理（二）教学重点与难点热处理的概念、目的、分类及应用（三）课题内容1、铁碳合金2、非合金钢3、钢的热处理4、金属表面处理技术5、碳钢的热处理实验第三章 常用工程材料（一）课题目标1、掌握碳钢分类、牌号表示2、掌握合金钢的分类和牌号表示3、掌握铸铁特点与分类4、了解常见有色金属和非金属材料5、会选择典型零件及构件的材料及热处理方式（二）教学重点与难点1、各种材料的特点、分类及应用2、选择典型零件及构件的材料及热处理方式（三）课题内容1、碳钢2、合金钢3、铸铁 4、有色金属及其合金5、非金属材料6、典型零件及构件选材分析第二篇 工程力学第四章 静力学基础（一）课题目标1、会作出物体的受力图2、会求解平面汇交力系的平衡并掌握其平衡方程。3、会求解平面平行力系的平衡并掌握其平衡方程。4、会求解平面一般力系的平衡并掌握其平衡方程（二）教学重点与难点平面一般力系的平衡条件和平衡方程。（三）课题内容 1、物体的受力分析2、力矩和力偶3、平面力系的平衡4、空间力系第五章 材料力学基础(一) 课题目标1、掌握杆件的基本变形的受力和变形特点2、会用截面法求横截面上的内力3、会作杆件的基本变形的内力图4、会求各种基本变形横截面上的正应力5、能进行各种基本变形及组合变形的强度计算（二）教学重点、难点能进行各种基本变形及组合变形的强度计算（三）课题内容1、材料力学的基本概论2、轴向拉伸与压缩3、剪切、挤压4、圆轴扭转5、平面弯曲6、组合变形的强度计算7、压杆稳定第三篇 常用机构第六章 平面机构的运动简图和自由度（一）课题目标1、了解机构的组成，搞清运动副、运动链、约束和自由度的概念2、能绘制常用平面机构的运动简图3、能计算平面机构的自由度4、掌握平面机构具有确定运动的条件（二）教学重点、难点1、机构的运动简图的绘制2、平面机构的自由度的计算（三）课题内容 1、基本概念 2、平面机构的表示方法3、平面机构的运动简图的绘制4、平面机构的自由度第七章 平面连杆机构（一）课题目标1、铰链四杆机构的基本类型2、铰链四杆机构的演化3、对曲柄存在的条件、传动角、死点、急回运动、行程速比系数等有明确的概念4、平面四杆机构的设计（二）教学重点、难点1、曲柄存在条件、传动角、死点、行程速比系数 2、平面四杆机构的图解法设计（三）课题内容 1、概述2、铰链四杆机构的基本型式及其应用3、铰链四杆机构的演化型式4、铰链四杆机构曲柄存在的条件5、平面四杆机构的工作特性6、铰链四杆机构运动设计第八章 凸轮机构（一）课题目标1、了解凸轮机构的分类及应用2、了解从动件常用运动规律的选择原则3、掌握在确定凸轮机构的基本尺寸时应考虑的主要问题4、能根据选定的凸轮类型和推杆运动规律设计凸轮的轮廓曲线（二） 教学重点、难点1、推杆常用运动规律特点及选择原则2、盘形凸轮机构凸轮轮廓曲线的设计（三） 课题内容1、凸轮机构的应用、类型和特点2、凸轮机构从动件的常用运动规律3、盘形凸轮轮廓曲线的设计4、凸轮机构基本尺寸的确定5、凸轮机构常用材料及结构第九章 间歇机构（一）课题目标了解常用间歇机构的工作原理、运动特点及其应用等情况（二）教学重点、难点间歇机构的工作原理及其应用（三）课题内容 1、棘轮机构2、槽轮机构3、不完全齿轮机构和凸轮式间歇运动机构第四篇 机械传动第十章 带传动（一） 课题目标1、了解带传动的特点、类型和应用以及普通V带的标准2、带传动的受力分析、应力分析和弹性滑动3、普通V带传动的设计计算和主要参数对传动性能的影响4、掌握普通V带传动的结构设计（二） 教学重点、难点1、带传动的受力分析、应力分析和弹性滑动2、普通V带传动的设计计算（三）课题内容1、概述 2、普通V带的结构、标准及带轮结构3、普通V带传动的工作情况分析4、普通V带的设计计算5、带传动的张紧、安装和维护第十一章 链传动（一） 课题目标1、了解链传动的特点、类型和应用2、滚子链的规格和主要参数。（二） 教学重点、难点1、滚子链传动的运动特点、失效形式。2、滚子链传动的设计计算和主要参数的合理选择。（三） 课题内容1、链传动的特点和类型 2、滚子链和链轮3、链传动的运动特性和主要参数4、链传动的布置、张紧和润滑第十二章 齿轮传动（一） 课题目标1、了解齿轮机构的类型和应用2、了解平面齿轮机构的齿廓啮合基本定理3、深入了解渐开线齿轮的啮合特性及正确啮合的条件、连续传动条件等4、熟悉渐开线齿轮各部分的名称、基本参数及几何尺寸计算5、了解渐开线齿廓的展成切齿原理及根切现象、最少齿数6、了解斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成、啮合特点，并能计算其几何尺寸7、了解标准直齿圆锥齿轮的传动特点及其基本尺寸计算8、了解掌握齿轮传动的失效形式和设计准则，常用的材料及热处理方法9、掌握直齿圆柱齿轮传动的设计和强度校核方法。对斜齿圆柱齿轮传动的设计方法有所了解和掌握（二） 教学重点、难点1、渐开线直齿圆柱齿轮外啮合传动的基本理论和设计计算2、渐开线直齿圆柱齿轮外啮合传动的啮合过程3、齿轮传动的失效形式和设计准则4、圆柱齿轮传动的设计和强度校核方法（三） 课题内容1、齿轮传动的特点和类型2、齿廓啮合基本定律3、渐开线齿廓啮合传动的特性4、渐开线标准齿轮的参数和几何尺寸5、渐开线齿轮的啮合传动6、渐开线齿轮的加工方法和根切现象7、齿轮常用材料、热处理方法及传动精度8、圆柱齿轮的结构9、齿轮传动的失效形式和设计准则10、标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算11、平行轴斜齿圆柱齿轮传动12、锥齿圆柱齿轮传动简介13、蜗杆传动第十三章 齿轮系（一） 课题目标1、能正确划分轮系2、能计算定轴轮系传动比3、能计算行星轮系的传动比（二） 教学重点、难点行星轮系传动比的计算（三） 教学内容1、齿轮系及其分类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4、轮系的功用第五篇 连接与支承第十四章 螺纹连接（一） 课题目标1、掌握常见螺纹连接的预紧与防松的方法2、会设计螺栓组连接的结构（二） 教学重点、难点螺纹联接的预紧和防松以及提高螺纹联接强度的措施。（三）课题内容1、螺纹的形成、类型和主要参数2、螺纹联接的基本类型和螺纹联接件 3、螺栓联接的预紧与防松4、螺栓联接的结构设计第十五章 键联接与花键联接（一） 课题目标1、了解键联接的类型、特点，掌握键联接的选择及强度计算；2、了解花键联接、无键联接、销联接等知识。（二） 教学重点、难点平键联接尺寸选择和强度核核（三） 课题内容1、键联接类型及应用2、平键联接的尺寸选择和强度校校3、花键联接第十六章 联轴器、离合器（一） 课题目标1、了解常用联轴器的类型和特点，联轴器的选择、标记方法2、了解常用离合器的类型和特点。（二） 教学重点、难点联轴器的选择（三） 课题内容1、联轴器的分类、常用联轴器的构造和特点2、联轴器的选择3、常用离合器第十七章 轴承（一） 课题目标1、了解滑动轴承的结构和类型；2、了解滚动轴承的分类，结构、类型、代号3、掌握滚动轴承选择的方法（二） 教学重点、难点1、滚动轴承类型的选择2、轴承组合设计。（三） 课题内容1、滑动轴承的特点和应用2、滑动轴承的主要类型和结构3、轴瓦和轴承衬4、滚动轴承的类型及代号5、滚动轴承的类型选择6、滚动轴承的组合设计第十八章 轴的结构设计（一） 课题目标1、掌握轴的常用材料及其选择2、掌握轴上零件的轴向和周向定位方式3、轴的结构设计及强度校核 4、了解提高轴疲劳强度的措施（二） 教学重点、难点1、轴上零件的轴向和周向定位方式2、轴的结构设计和强度校核（三） 课题内容1、轴的功用和分类2、轴上零件的定位和固定3、轴的结构设计及强度校核4、提高轴疲劳强度的措施四、教学时数分配与学分教学内容课时分配讲课实验机械工程材料31材料的力学性能强度和塑性12硬度12韧性和疲劳强度12钢的热处理基本知识铁碳合金2非合金钢（碳钢）2钢的热处理42金属表面处理技术2常用工程材料低碳合金和合金钢2铸铁3有色金属及其合金1非金属材料2典型零件及构件选材分析2工程力学40静力学基础约束、反约束与受力图4力偶和力矩2平面力系和空间力系6材料力学基础轴向拉伸和压缩62剪切与挤压2圆轴扭转6弯曲82组合变形强度计算4压杆稳定2常用机构16基本概念机器、运动副和自由度1平面机构的运动简图1平面机构的自由度1平面连杆机构铰接四杆机构的基本型式1铰接四杆机构演化形式2铰接四杆机构的运动特性1铰接四杆机构运动设计22凸轮机构凸轮机构的特点及类型1从动杆常用运动规律1盘性凸轮机构设计2间歇机构棘轮机构1槽轮机构1机械传动设计28带传动V带和V带轮1V带传动的工作能力分析1V带传动设计4链传动滚子链和链轮1链传动的运动特性和主要参数1齿轮传动渐开线直齿园柱齿轮及其传动3园柱齿轮的结构和精度1直齿园柱齿轮的强度计算6斜齿园柱齿轮传动1圆