机械设计大纲.doc

机械设计课程考试大纲（机械设计制造及其自动化专业适用）1. 课程考核总体要求 (1)要求学生掌握机械设计的基本理论以及常用机构及其传动设计、通用零部件设计、机械系统设计的基本知识、基本理论与基本方法。(2)要求学生具有运用上述基本知识、基本理论与基本方法解决实际设计问题的能力。2. 考核形式及课程成绩获取途径课程考核作为现行教学质量评价的重要手段，对学生的学和教师的教都具有重要的导向作用。本课程考核重在培养学生的能力，激发作为学习主体的学生的学习自主性，鼓励学生的个性发展以及培养其创新意识和创造能力，避免使学生处于被动学习状况和陷入考前突击的误区。本课程的考核形式是多样化的，可以是闭卷、开卷、半开卷、面试、综合型设计大作业等形式或多种形式相结合。采用何种考核形式任课教师会事先向学生作出说明。多种考核形式并用时教师会注意成绩评定的公正性和相对性。本课程双语教学的效果在考核内容中将有所反映。对于采用综合型设计大作业的考核方式，将有面试。课程最后成绩将综合学生平时作业情况和课堂应答情况。当期末书面考试与综合型设计大作业并用时，教师将在期末考期前一周通知学生大作业成绩，若对大作业成绩不满意者，也可再参加期末书面考试，最后成绩取高者。3. 考核内容及范围(1) 了解机械设计的基本要求、类型和一般过程以及现代机械设计的思想与方法；了解机械系统方案设计和机械零部件设计的主要内容及要求；掌握机械、机器、机构、构件、零件、运动副、运动链等概念；能绘制和理解平面机构运动简图；能识别机构中的复合铰链、局部自由度和虚约束，熟练掌握平面机构自由度的计算方法及机构具有确定运动的条件；掌握平面机构的高副低代方法和级、级杆组的结构特点，掌握平面机构的组成原理和结构分析方法。(2) 对平面机构运动分析的复数矢量法有所了解；掌握速度瞬心概念及平面机构速度分析的瞬心法；一般了解平面机构的动态静力分析方法；掌握运动副中的摩擦分析、考虑摩擦时机构静力分析；掌握机械效率及计算方法；深入理解机械自锁概念，能通过力分析或效率分析进行机械自锁性判别和自锁条件的建立。(3) 了解载荷和应力的类型；了解机械零件的静强度、疲劳强度和表面接触强度等概念；理解有关疲劳强度理论（疲劳曲线，疲劳极限应力图，影响机械零件疲劳强度的主要因素）。(4) 了解平面四杆机构的类型及运动特点；熟练掌握平面四杆机构的主要工作特性（包括整转副存在条件、急回特性与极位夹角及其取值范围、压力角与传动角、死点位置），掌握型、型、型曲柄摇杆机构的运动特征、结构特征、尺寸关系及最小传动角出现位置；掌握刚体导引、函数生成平面四杆机构运动设计的几何法（仅要求：a)实现连杆位置的运动设计；b)两连架杆对应位置；c)已知行程速度变化系数的型曲柄摇杆机构设计，附加条件为已知曲柄、连杆或机架三者长度之一，或两构件杆长之比）。(5) 了解凸轮机构的组成、特点、类型和应用；掌握从动件四种基本运动规律（等速运动规律、等加速等减速运动规律、简谐运动规律和摆线运动规律）的特点及冲击现象，能绘制其位移线图；掌握凸轮机构偏距圆，凸轮基圆、推程运动角、远休止角、回程运动角、近休止角、理论轮廓与实际轮廓，从动件行程及机构压力角等概念，并能在图中标出；掌握直动从动件盘形凸轮机构正配置、负配置对压力角的影响，基圆半径与压力角的定性影响关系；掌握凸轮机构基本参数的确定原则与方法，引起从动件运动失真的原因以及避免运动失真的措施；熟练掌握尖底（或滚子）接触直动（或摆动）从动件盘形凸轮机构凸轮轮廓设计的几何法；了解凸轮副的主要失效形式和接触疲劳强度计算。(6) 了解齿轮传动机构的特点、应用及类型；理解齿廓啮合基本定律，掌握渐开线齿廓的形成及其性质；熟练掌握渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数及几何尺寸计算（要求记住分度圆，基圆，齿顶圆，齿根圆，齿顶高，齿根高，全齿高,顶隙，分度圆齿距、齿厚、齿槽宽，基圆齿距，传动比及中心距等计算公式），理解啮合线、啮合角、节圆、标准齿轮、标准安装与标准中心距等概念；掌握范成法切齿原理、标准齿轮与变位齿轮的切制特点以及变位齿轮的尺寸变化；深入理解渐开线直齿圆柱齿轮传动的啮合特性（定传动比传动、中心距可分性）及正确啮合条件、无侧隙啮合条件、连续传动条件（重合度）和运动设计应满足的条件；了解齿轮传动的类型与特点。 理解斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成、基本参数及当量齿轮的概念；理解平行轴斜齿轮传动运动设计的条件；初步了解交错轴斜齿轮传动的特点。 了解齿轮精度的选择依据，齿轮传动五种失效形式的特点、生成机理及预防或减轻损伤的措施；了解硬齿面、软齿面、开式传动、闭式传动等概念；熟练掌握齿轮传动的受力分析，特别是斜齿轮和锥齿轮轴向力的确定；理解载荷系数的意义及影响因素；掌握直齿圆柱齿轮传动的齿面接触疲劳强度计算和齿根弯曲疲劳强度计算的基本理论，公式中各参数和系数的意义及确定方法，掌握齿轮传动设计准则和步骤；了解直齿锥齿轮背锥和当量齿轮的意义。(7) 了解蜗杆传动的类型和特点；理解普通圆柱蜗杆传动的基本参数及几何尺寸关系；熟练掌握蜗杆、蜗轮转向与轮齿旋向之间的关系；掌握蜗杆传动失效形式和计算准则；掌握蜗杆传动的受力分析、滑动速度和效率；掌握蜗杆传动的热平衡计算；了解蜗杆传动的强度计算特点。(8) 了解带传动的类型、特点及应用场合；熟悉普通V带的结构及其标准、V带传动的张紧方法和张紧装置；掌握带传动的工作原理、受力情况、弹性滑动及打滑等基本理论；掌握V带传动的失效形式及设计准则，V带传动参数正确选择方法，并熟练V带传动的设计方法和步骤。(9) 了解链传动的工作原理、特点及应用；了解滚子链的标准、规格及链轮结构特点；理解链传动的运动特性；掌握滚子链传动的失效形式及设计准则；掌握滚子链传动主要参数的合理选择及设计计算步骤；了解链传动的布置及张紧方法。(10) 一般了解棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构、凸轮式间歇运动机构等间歇运动机构的工作原理、基本类型、运动特点、适用场合和设计要点。(11) 了解螺纹连接的主要类型、拧紧与防松的原理及方法；掌握螺纹连接失效形式，松螺栓连接、受横向载荷紧螺栓连接、受轴向载荷紧螺栓连接的受力分析、强度计算的理论与方法和提高连接强度的措施。(12) 了解摩擦的种类及其性质；了解滑动轴承的类型和结构特点；熟练掌握非液体摩擦滑动轴承的条件性计算；掌握液体动压润滑的基本方程和油楔承载的机理；了解液体摩擦动压向心滑动轴承的工作原理和设计计算方法，理解半径间隙、相对间隙、偏心距、偏心率、最小油膜厚度等概念，掌握宽径比、相对间隙等参数的选择原则及对承载能力的影响。(13) 了解滚动轴承类型、结构、特点、精度、代号和选用原则；掌握滚动轴承的失效形式及基本额定寿命、基本额定动载荷、基本额定静载荷、极限转速、当量动载荷等概念；掌握角接触轴承轴向力的计算方法；掌握滚动轴承寿命计算的基本理论和计算方法；能进行滚动轴承组合结构设计。(14) 了解联轴器、离合器、制动器的工作原理、主要类型、结构特点及其选择应用的原则。(15) 掌握轴的类型、失效形式及设计要求；了解轴的常用材料、结构设计应考虑的问题和提高轴强度的措施；掌握轴的受力分析和三种强度设计计算方法的适用情况，能分析比较不同结构型式轴系中轴的受载情况、类型及强度差异。(16) 了解弹簧的类型、结构特点及适用场合；掌握弹簧参数对弹簧性能的影响及其合理选择；熟练掌握圆柱螺旋弹簧设计的基本理论与方法。(17) 了解机械系统设计的整个过程及各环节的设计要点；掌握基于功能原理的总体方案设计的基本方法；了解机械系统总体布置及主要参数确定的基本思路；了解机械系统方案评价的基本思路和常用评价方法。(18) 了解执行系统方案设计的过程和设计内容；初步能运用选型和构型的方法进行执行机构的设计；了解执行系统协调设计的原则，掌握机械运动循环图的设计方法；了解执行机构方案评价的基本思路。(19) 一般了解传动系统的功能、类型和组成；了解传动系统设计的一般程序、基本原则及评价方法。 掌握轮系的类型、传动比计算及轮系设计的基本问题；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；了解行星轮系各轮齿数和行星轮数的确定方法；了解各类轮系的组成、运动特点和应用。 了解减速器、变速器的主要类型与特点。(20) 深入理解质量平衡与功率平衡等基本概念；熟练掌握静平衡、动平衡概念及刚性回转件静平衡和动平衡的条件、力学特征与平衡设计计算方法；熟练掌握机械系统等效动力学模型的等效