1812机械结构设计自考考纲.doc

机械结构设计课程自学指导书（适用模具设计现代制造技术专业大专班） 编制：罗敏峰福建工程学院机电系2007年6月机械结构设计课程教学大纲（适用模具设计现代制造技术专业大专班）教材说明：机械设计基础 杨可桢主编 高等教育出版社出版 第四版。一、课程的性质和要求1、课程的性质和任务 本课程是一门研究机械共性问题的一门重要专业技术基础课。本课程的任务是:培养学生掌握关于机构的结构、机构运动学和机器动力学等的基本理论和基本知识，培养学生掌握通用机械零件和机械传动的基本知识、基本理论和基本技能，初步具有分析、设计、运用和维护机械零件和机械传动装置的能力。为今后解决生产实际问题及为学习新的科学技术打下基础。2、课程学习目标和基本要求：通过本课程教学，学生应达到下列学习目标： （1）、掌握关于机构的结构、机构运动学和机器动力学等的基本理论和基本知识。 （2）、熟悉通用机械零件和机械传动的工作原理、特点、结构及应用; （3）、具有与本课程有关的解题、运算、绘图、执行国家标准和使用技术资料的技能。 （4）、初步掌握典型零件有关的公差标准基本内容,主要规定及检测方法。 （5）、掌握通用机械传动和机械零件的选用和设计的基本方法，初步具有设计简单机械传动装置的能力。（6）、初步具有分析和处理机械一般问题的能力。3、课程类型：专业基础课二、课程内容和要求绪论主要内容：机构的一些概念；课程内容、性质及任务；设计机器应满足的基本要求和一般程序。重点： 机构、机器、机械及构件、零件等概念。第一章 平面机构自由度计算及速度分析主要内容：运动副及其分类；平面机构运动简图；平面机构具有确定运动条件；平面机构自由度计算公式及注意事项；速度瞬心及其在机构速度分析上的应用。重点：平面机构运动简图绘制；平面机构自由度计算；速度瞬心在机构速度分析上的应用。难点：平面机构运动简图绘制；复合铰链及虚约束；三心定理。第二章 平面连杆机构主要内容：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。重点：铰链四杆机构有整转副条件、急回运动、传动角及死点等基本知识；平面四杆机构的演化及几何作图法设计。难点：演化过程；行程速比系数K与极位夹角、传动角，压力角，及最小传动角min。第三章 凸轮机构主要内容：凸轮机构类型及应用，从动件常用运动规律及选择；盘形凸轮轮廓曲线设计，凸轮机构压力角和基圆半径；滚子半径的确定。重点：三种常用运动规律的运动线图和动力特点；反转法绘制凸轮廓线；压力角、基圆半径，滚子半径的确定。难点：反转法绘制凸轮廓线，正确图示各尺寸参数。第四章 齿轮机构主要内容：齿轮机构类型及应用；齿廓实现定角速比传动条件（节点和节园概念）；渐开线形成及特性；渐开线齿廓满足定角速比要求；齿轮各部分名称、符号及尺寸计算；渐开线齿轮的正确啮合条件、标准中心距和连续传动条件；齿轮切齿原理及方法；根切、最少齿数及变位齿轮简介；斜齿圆柱齿轮齿廓曲线的形成，斜齿轮的几何参数和尺寸计算；斜齿轮正确啮合条件及重合度；斜齿轮当量齿数和最少齿数；直齿圆锥齿廓形成及当量齿数；锥齿轮参数及几何尺寸。重点：直齿圆柱齿轮机构的啮合原理和几何尺寸计算。难点：直齿圆柱齿轮轮齿啮合全过程；斜、锥齿轮齿廓的形成及当量齿数。第五章 轮系主要内容：轮系的类型和应用；定轴轮系及传动比计算；周转轮系及传动比计算；复合轮系及传动比计算。重点：定轴、周转、复合轮系传动比计算难点：转化轮系法；正确区分轮系。第六章 间歇传动机构主要内容：棘轮机构；槽轮机构。重点：棘轮机构工作原理及棘爪工作条件；槽轮机构工作原理及槽数、销数确定。难点：运动特性系数第七章 机械运转速度波动的调节主要内容：速度波动的类型及原因；周期性速度波动的调节及参数；飞轮设计简介；非周期性速度波动简介。重点：飞轮调速作用及设计基本原理。难点：能量指标图求最大盈亏功。第八章 回转件的平衡主要内容：回转件平衡目的；静平衡原理及试验；动平衡原理及试验简介。重点：回转件静、动平衡的力学条件及平衡计算。难点：动平衡的双面平衡原理。第九章 机械零件设计概论主要内容：机械零件设计概论；机械零件强度及接触强度概念；常用材料及热处理。重点：强度条件，金属材料（钢铁）牌号及特性，钢的热处理。第十章 联接（含螺旋传动）主要内容：螺旋副受力分析、效率和自锁；机械制造中常用螺纹；螺纹联接基本类型；螺栓联接预紧和防松；螺栓联接强度计算；*螺旋传动简介；键联接类型、特点及应用；平键联接的强度校核。重点：螺旋副受力分析、效率和自锁；螺栓联接的强度计算；平键联接选择及强度校核。难点：螺旋副摩擦分析；紧螺栓联接强度计算。第十一章 齿轮传动主要内容：齿轮失效形式及设计准则；齿轮材料及热处理；直、斜齿圆柱和直齿圆锥齿轮受力分析及计算载荷；直、斜齿圆柱和直齿圆锥齿轮齿面接触强度和齿根弯曲强度计算。重点：轮齿失效形式及强度计算准则；直、斜齿圆柱和直齿圆锥齿轮的受力分析及强度计算。难点：轮齿受力分析；强度计算公式的正确应用及参数选择。第十二章 杆传动主要内容：蜗杆传动特点和类型；圆柱蜗杆传动主要参数和几何尺寸；蜗杆传动的失效形式、设计准则和材料结构。蜗杆传动的受力分析；蜗杆传动的强度计算和热平衡计算。重点：蜗杆传动啮合原理及尺寸参数；蜗杆传动受力分析；蜗轮齿面接触强度计算及热平衡计算。难点：蜗杆传动参数及几何尺寸计算；蜗杆传动受力分析。第十三章 带传动和链传动法主要内容：带传动类型和应用；带传动的力分析及打滑失效；带传动应力分析与疲劳；弹性滑动与传动比；普通V带传动设计计算；链传动特点、应用及运动特性；*滚子链传动设计计算。重点：带传动受力分析及影响打滑的因素；普通V带传动设计计算。难点：主要参数尺寸：带型、带长、带轮径、带速、根数等确定原则和方法第十四章 轴主要内容：轴的功用和类型，轴的材料；轴的结构设计；轴的强度计算及刚度计算。重点：轴的结构设计；转轴按弯扭合成的强度计算。难点：轴的结构设计中定位、加工、安装工艺等要求。第十五章 滑动轴承主要内容：摩擦状态；滑动轴承结构型式及特点；轴瓦材料及结构；滑动轴承润滑剂和润滑装置；非液体摩擦滑动轴承计算；动压润滑基本原理。重点：轴瓦材料、非液体摩擦滑动轴承失效形式及计算。难点：动压润滑基本原理第十六章 滚动轴承主要内容：滚动轴承类型、特点及应用；滚动轴承代号及类型选择；滚动轴承失效形式及寿命计算、静强度计算；轴承组合设计、润滑和密封。重点：滚动轴承类型代号及选择原则；滚动轴承寿命计算原理和方法；轴承的组合设计。难点：角接触向心轴承轴向载荷计算；轴承组合设计。第十七章 联轴器和离合器主要内容：类型和应用；固定式刚性联轴器，可移式刚性联轴器，弹性联轴器；牙嵌式离合器；圆盘摩擦离合器等。重点：联轴器类型特点及选择*难点：万向联轴器速度分析第十八章 弹簧*主要内容：弹簧功用和类型，圆柱螺旋拉、压弹簧应力与变形；弹簧制造，材料及许用应力；圆柱螺旋拉、压弹簧设计。重点：圆柱螺旋拉、压弹簧设计。难点：圆柱螺旋拉、压弹簧设计。说明：1、“*”号内容，视具体教学情况可删去或简述。2、可安排习题课46学时。3、根据不同专业要求安排实验4项以上，课时6-10学时。（二）实践教学：（选做4-10学时）实验项目及时数序 号实 验 名 称时 数备 注1机构运动简图22齿轮范成原理23机构创新设计24参观机械零件陈列室25机械传动综合实验2演示6减速器装拆2可在课程设计中进行三、学时分配本课程理论教学学时数：80 序号教 学 内 容讲 课实验合计1机械设计概论112平面机构自由度计算及速度分析443平面连杆机构4264凸轮机构44 5齿轮机构617 6轮系47间歇传动机构2248机械运转速度波动的调节1.51.5 9回转件的平衡1.51.510机械零件设计概论1111联接6612齿轮传动77 13蜗杆传动33 14带传动和链传动527 15轴66 16滑动轴承33 17滚动轴承55 18联轴器和离合器22 19弹簧*22机动（阶段考、复习等）426总计72选做880四、课程参考资料1、机械设计基础，邓昭铭、杜光忠主编，高等教育出版社，1993；2、机械设计基础（第六版），卢玉明主编，高等教育出版社，1998；3、机械设计基础，冯中鉴、沈乐平合编，清华大学出版社，1989；4、机械原理（第五版），孙桓、陈作模主编，高等教育出版社，1996；5*、机械设计（第三版），邱宣怀主编，高等教育出版社，1989；机械结构设计课程考试大纲一、考试对象模具现代制造技术专业学生二、考试要求根据教育部教学安排要求，拟定本考试大纲。试题形式可以有：填空、判断、选择、简答、作图、计算等。本考试大纲对复习的要求，按不同的知识内容分为三个由低到高的层次：了解、理解、掌握。高一层次的要求包括低一层次的要求。绪论考试内容：机械的一些概念；课程内容、性质及任务；设计机器应满足的基本要求和一般程序。考试要求：1、掌握机构、机器、构件、零件等机械基本概念。2、解本课程研究对象、内容、目的。第一章 平面机构自由度计算及速度分析考试内容：运动副及其分类；平面机构运动简图；平面机构具有确定运动条件；平面机构自由度计算公式及注意事项；*速度瞬心及其在机构速度分析上的应用。考试要求：（1）、理解构件、运动副概念与分类；（2）、掌握机构运动简图绘制；（3）、掌握机构具有确定运动条件，机构自由度计算（正确处理机构中复合铰链、局部自由度、虚约束；（4）、*速度瞬心在机构速度分析上的应用。第二章 平面连杆机构考试内容：平面连杆机构、平面连杆机构应用与设计、平面四杆机构的类型与应用、曲柄存在条件、压力角、传动角、死点、急回性、平面四杆机构常用设计。考试要求：1、了解平面连杆机构应用与设计的两类基本问题；2、理解平面四杆机构的类型与应用；3、理解平面四杆机构基本知识，如曲柄存在条件、压力角、传动角、死点、急回特性；4、掌握平面四杆机构常用设计几何法：按急回系数K设计 连杆两位置、三位置设计第三章 凸轮机构考试内容：凸轮机构类型、特点和应用、从动件常用运动规律方程、曲线、特性、凸轮轮廓设计、凸轮机构基本参数选择、确定（ro. rr . L）、圆柱凸轮机构及设计考试要求：1、了解常用凸轮机构类型、特点和应用；2、理解从动件常用运动规律方程、曲线、特性；3、掌握凸轮轮廓设计反转法； 4、理解凸轮机构基本参数选择、确定（ro. rr . L）5、了解圆柱凸轮机构及设计；第四章 齿轮机构考试内容：齿轮机构类型、特点与应用、齿廓啮合基本定律、共轭齿廓、渐开线形成及其性质、渐开线标准直齿轮主要参数及几何计算、渐开线齿轮传动特点（中心距可分性、传动平稳性等；掌握节点、节圆、啮合线、啮合角概念）、正确啮合条件、连续传动条件及重合度计算、斜齿轮传动啮合特点、主要参数特点、几何尺子计算、圆锥齿轮传动及背锥概念、当量齿轮、当量齿数概念与公式。考试要求：1、了解齿轮机构类型、特点与应用；2、理解齿廓啮合基本定律和共轭齿廓；3、理解渐开线形成及其性质；4、掌握渐开线标准直齿轮主要参数及几何计算；5、理解渐开线齿轮传动特点中心距可分性、传动平稳性等；掌握节点、节圆、啮合线、啮合角概念；正确安装条件及正确安装中心距、标准中心距概念和关系、渐开线齿轮范成法切制原理、6、理解渐开线齿轮啮合传动理论与条件。正确啮合条件连续传动条件及重合度计算；正确安装条件及正确安装中心距、标准中心距概念和关系（cos=cos）7、理解渐开线齿轮范成法切制原理8、理解斜齿轮传动啮合特点、主要参数特点、几何尺子计算； 了解当量齿轮、当量齿数概念与公式。9、了解圆锥齿轮传动及背锥概念。第五章 轮系 考试内容：定轴轮系、周转轮系的分类、定轴轮系，周转轮系传动比计算、周转轮系、轮系的功用考试要求：1、掌握定轴轮系，周转轮系传动比计算；2、掌握复合轮系传动比计算；3、了解轮系的类型与功用第六章 间歇传动机构考试内容：棘轮机构类型、结构组成与应用特点、槽轮机构结构组成、类型与应用特点。考试要求：1、了解棘轮机构类型、结构组成与应用特点。2、了解槽轮机构结构组成、类型与应用特点。3、了解槽轮机构运动特性系数的计算； 4、了解槽数Z及圆销数K的选择确定。第七章 机械运转速度波动的调节考试内容：机械运动状况及速度波动类型与调节、周期性速度波动调节、飞轮、考试要求：1、了解机械运动状况及速度波动类型与调节；2、掌握周期性速度波动调节及飞轮设计；第八章 回转件的平衡考试内容：机械的平衡、机械平衡的类型、方法、刚性转子静平衡、动平衡原理考试要求：1、了解机械平衡的类型、方法；2、理解刚性转子静平衡、动平衡原理；第九章 机械零件设计概论考试内容：机械设计的基本要求、类型及一般过程；机械零件应满足的要求；机械零件的设计方法和步骤；机械零件的失效形式、工作能力与设计计算准则；载荷与应力的类型；疲劳曲线和极限应力图；影响机械零件疲劳强度的主要因素； 考试要求： 1、了解机械设计的基本要求、类型及一般过程；2、了解机械零件应满足的要求；了解机械零件的设计方法和步骤；掌握机械零件的失效形式、工作能力与设计计算准则；3、了解载荷与应力的类型；4、了解疲劳曲线和极限应力图；影响机械零件疲劳强度的主要因素；5、了解机械零件的表面接触强度。第十章 联接考试内容：螺纹联接的基本类型；螺纹联接的预紧和防松；提高螺纹联接强度的措施；螺旋传动的设计计算。键联接的类型、结构、特点和应用；平键联接的工作原理、结构特点，平键的剖面尺寸和长度的确定方法及平键联接强度校核的计算方法；花键联接的类型、特点、对中方法、工作原理。考试要求：1、掌握螺纹联接的基本类型；2、掌握螺纹联接的预紧和防松；3、掌握提高螺纹联接强度的措施；4、掌握螺旋传动的设计计算。5、了解键联接的类型、结构、特点和应用；6、掌握平键联接的工作原理、结构特点，平键的剖面尺寸和长度的确定方法及平键联接强度校核的计算方法；7、了解花键联接的类型、特点、对中方法、工作原理。 第十一章 齿轮传动考试内容：齿轮传动的失效形式和设计计算准则；齿轮材料选择及热处理；直齿圆柱、斜齿圆柱、直齿锥齿轮传动的受力分析；计算载荷与载荷系数；直齿圆柱、斜齿圆柱、锥齿轮传动齿面接触强度和齿根弯曲强度的计算，主要参数及其选择；直、斜齿圆柱齿轮以及锥齿轮的结构。考试要求：1、掌握齿轮传动的失效形式和设计计算准则；2、掌握齿轮材料选择及热处理；3、掌握直齿圆柱、斜齿圆柱、直齿锥齿轮传动的受力分析；4、理解计算载荷与载荷系数；5、掌握直齿圆柱、斜齿圆柱、锥齿轮传动齿面接触强度和齿根弯曲强度的计算，主要参数及其选择；6、了解直、斜齿圆柱齿轮以及锥齿轮的结构。第十二章 蜗杆传动考试内容：蜗杆传动的类型、特点和应用；蜗杆传动的基本参数及其选择；蜗杆传动的失效形式、设计计算准则和材料选择；蜗轮的结构；蜗杆传动的受力分析；蜗杆传动的齿面接触强度和齿根弯曲强度的计算；蜗杆传动的效率计算和热平衡计算；提高蜗杆传动效率和散热能力的措施；考试要求：1、了解蜗杆传动的类型、特点和应用；2、掌握蜗杆传动的基本参数及其选择；3、掌握蜗杆传动的失效形式、设计计算准则和材料选择；了解蜗轮的结构；4、掌握蜗杆传动的受力分析；掌握蜗杆传动的齿面接触强度和齿根弯曲强度的计算；5、了解蜗杆传动的效率计算和热平衡计算；掌握提高蜗杆传动效率和散热能力的措施；第十三章 带传动和链传动考试内容：带传动的工作原理；带传动中的受力和应力分析；带传动的弹性滑动和打滑；带传动的失效形式和设计准则；V带传动设计计算；带轮结构。链传动的类型、特点和应用；套筒滚子链的结构、规格和尺寸与链轮的结构特点；链传动的运动特性；滚子链的受力分析；滚子链的失效形式、设计计算准则和设计计算；链传动的布置和张紧方法。考试要求：1、掌握带传动的工作原理；2、理解带传动中的受力和应力分析；3、掌握带传动的弹性滑动和打滑；4、掌握带传动的失效形式和设计准则；5、掌握V带传动设计计算；6、了解带轮结构。7、了解链传动的类型、特点和应用；8、了解套筒滚子链的结构、规格和尺寸与链轮的结构特点；9、理解链传动的运动特性；理解滚子链的受力分析；10、掌握滚子链的失效形式、设计计算准则和设计计算；11、了解链传动的布置和张紧方法。第十四章 轴考试内容：轴的功用和类型；轴的材料及热处理；轴的失效形式和设计准则；轴的初步计算（初算轴的直径和跨距）；轴的结构设计；轴的强度校核（按弯扭合成强度校核、按安全系数校核）；提高轴疲劳强度的措施。考试要求：1、了解轴的功用和类型；2、了解轴的材料及热处理；3、掌握轴的失效形式和设计准则；4、掌握轴的初步计算（初算轴的直径和跨距）；掌握轴的结构设计；掌握轴的强度校核（按弯扭合成强度校核、按安全系数校核）；5、了解提高轴的疲劳强度的措施。第十五章 滑动轴承考试内容：滑动轴承的类型、结构、特点和应用；轴瓦的材料和结构；滑动轴承的润滑装置；非液体摩擦滑动轴承的失效形式、设计计算准则及验算方法；动压润滑油膜的形成原理和雷诺方程；动压向心滑动轴承的设计计算； 考试要求：1、了解滑动轴承的类型、结构、特点和应用；2、掌握轴瓦的材料和结构；3、了解滑动轴承的润滑装置；4、了解非液体摩擦滑动轴承的失效形式、设计计算准则及验算方法；5、了解动压润滑油膜的形成原