机械设计基础 - 南京理工大学

1、机械设计基础大纲号：01024102 学分：4 学时：64 执笔人：宋梅利 审订人：范元勋 一、课程的地位与作用机械设计基础是机械类、工程力学类专业必修的一门技术基础课，它在教学计划中起着承先启后的桥梁作用，为学生学习后续的专业课打下必要的基础。它不仅具有较强的理论性，同时具有较强的实用性。它在培养机械类、机电类、近机类工程技术人才的全局中，具有增强学生的机械理论基础，提高学生对机械技术工作的适应性，培养其开发创新能力的作用。本课程的作用在于培养学生掌握机械设计的基本知识、基本理论和基本方法；培养学生具备机械设计中的一般通用零部件设计方法的能力，为后继专业课程学习和今后从事设计工作打下坚实的基

2、础。二、课程的教学目标与基本要求1. 教学目标本课程通过理论教学使学生掌握最常用机构的组成形式、机构的运动特性、选用原则、机器动力学方面的基本理论和基本知识，并具有初步的分析和设计能力。掌握通用机械零件的设计原理、方法和机械设计的一般规律，具有设计一般通用零部件和一般机器装置的能力；逐渐形成规范的设计思想和逻辑思维能力；具有运用标准、规范、手册和查阅有关技术资料的能力；掌握典型机械零件的实验方法及技能；了解一些机械领域的新成果和发展动向。培养学生掌握机械设计的基本理论、基本方法、基础知识和具备一定的机械设计基本技能。2. 基本要求(1) 本课程大纲内容要求在64学时内实施完成；(2) 本课程应

3、在第五、六学期开始实施。三、主要内容1 绪 论1.1 本课程研究的对象和内容1.2 本课程在教学计划中的地位1.3 机械设计的基本要求和过程2 平面连杆机构2.1 平面机构的运动简图和自由度2.1 1运动副、自由度2.1.2 约束、机构2.1.3 平面机构的运动简图2.1.4 平面机构的自由度2.2 平面四杆机构的基本类型2.2.1 铰链四杆机构2.2.2 偏心轮机构2.2.3 曲柄滑块机构2.2.4 导杆机构3 凸轮机构3.1 凸轮机构的应用和分类3.2 从动件常用运动规律3.3 按给定运动规律设计凸轮轮廓3.3.1 设计方法3.3.2 尖底、滚子从动件凸轮轮廓设计3.3.3摆动从动件凸轮轮

4、廓设计。4 间歇运动机构4.1 槽轮机构4.1.1槽轮机构4.1.2运动系数4.2 棘轮机构4.3 不完全齿轮机构4.4 凸轮间歇运动机构5 机械的调速和平衡5.1 机器速度波动的调节5.1.1调节机器速度波动的目的5.1.2周期性速度波动和非周期速度波动的调节方法5.1.3平均速度5.1.4不均匀系数5.1.5飞轮设计的基本原理5.2 机构的平衡5.2.1机械平衡的目的5.2.2回转构件的静平衡、动平6 机械零件设计和计算概论6.1 机械零件的工作能力准则6.1.1强度6.1.2耐磨性6.1.3刚度6.1.4振动稳定性6.1.5耐热性6.2 机械制造中常用材料及其选择6.3 许用应力和安全系

5、数6.3.1 静应力和变应力的分类6.3.2 许用应力的确定6.4 机械零件的工艺性和标准化7 联接7.1 螺纹联接7.1.1 螺纹的形成及主要参数7.1.2 螺旋副中力的关系7.1.3 螺旋副中效率公式7.1.4 机械制造中常用螺纹种类及标准7.1.5 螺纹联接件的主要类型7.1.6 螺纹联接防松装置7.1.7 螺栓联接的计算7.1.8 螺栓的材料和许用应力7.1.9 螺旋传动及设计方法7.2 键联接7.2.1 键联接的分类及其结构型式7.2.2 键的选择及强度校核7.2.3 花键联接8 带传动和链传动8.1 带传动的组成、特点8.2 带传动的工作原理、主要形式8.3 带传动受力分析8.4

6、带耐久性8.5 带的弹性滑动和传动比8.6 普通V带传动设计计算8.7 V带轮结构8.8 张紧力、张紧装置和带传动维护8.9 链传动的组成、特点8.10链传动工作原理8.11链的种类、结构和链轮8.12 链传动主要参数及选择8.13 链传动计算8.14 链传动使用维护。9 齿轮传动9.1 齿轮传动的应用及种类9.2齿廓啮合基本定律9.3 渐开线及渐开线齿轮9.3.1渐开线的形成及其特性9.3.2渐开线齿轮能符合齿廓啮合基本定律9.4 渐开线标准齿轮的各部分各称及其基本尺寸9.5 一对渐开线齿轮的啮合9.5.1渐开线齿轮的正确啮合条件9.5.2渐开线齿轮的可分性和重合度9.6 轮齿切削加工方法的

7、原理9.6.1齿轮轮齿加工方法：仿形法和范成法9.7 根切现象、最少齿数和变位齿轮的概念9.8 齿轮的材料9.9 轮齿的失效形式及计算准则12.2 轴的结构和材料12.2.1轴上零件常用定位方法12.2.2轴的结构设计12.3 轴的计算12.3.1按扭矩进行轴的强度计算12.3.2按当量弯矩进行轴的强度计算13 轴承13.1 概述13.1.1轴承的分类13.1.2滑动轴承中摩擦的分类13.2 滑动轴承的结构13.2.1滑动轴承的基本组成13.2.2向心滑动轴承、推力滑动轴承的结构9.9.1 齿轮轮齿的失效形式及产生机理9.9.2 齿轮轮齿的计算准则9.10 直齿圆柱齿轮轮齿表面的接触疲劳强 度

8、计算9.10.1 直齿圆柱齿轮受力分析9.10.2 直齿圆柱齿轮轮齿表面的接触疲劳强度计算9.11 直齿圆柱齿轮轮齿的弯曲疲劳强度计 算9.11.1直齿圆柱齿轮轮齿弯曲疲劳强度计算原理及公式中参数含义9.12 斜齿圆柱齿轮传动9.12.1斜齿圆柱齿轮的形成原理9.12.2斜齿圆柱齿轮正确啮合条件；斜齿圆柱齿轮的齿距、模数及重合度9.13 斜齿圆柱齿轮传动的强度计算9.13.1作用力的分析（大小、方向）9.13.2轮齿表面接触疲劳强度计算原理9.13.3轮齿的弯曲疲劳强度计算原理9.14圆锥齿轮传动9.14.1直齿锥齿轮的各部分名称和几何计算9.14.2直齿锥齿轮的背锥和当量齿数9.15直齿锥齿

9、轮传动的强度计算9.15.1作用力的分析（大小、方向）9.15.2轮齿表面的接触疲劳强度计算原理9.15.3轮齿弯曲疲劳强度计算原理9.16 齿轮的构造10 蜗杆传动10.1 概述10.1.1蜗杆传动的特点、应用10.1.2蜗杆传动的分类10.2 蜗杆传动的几何参数及尺寸计算10.2.1蜗杆传动几何尺寸计算公式10.2.2直径系数q的含义10.3 蜗杆传动的运动学及效率10.3.1蜗杆传动的相对滑动速度10.3.2蜗杆传动的效率计算10.4 蜗杆、蜗轮的材料及结构10.4.1蜗杆材料及结构10.4.2蜗轮的材料及结构10.5 蜗杆传动的强度计算10.5.1蜗杆传动作用力分析（大小、方向）10.

10、5.2蜗轮轮齿失效形式10.5.3蜗轮轮齿表面接触疲劳强度计算10.5.4蜗轮轮齿弯曲强度计算10.6 蜗杆传动的热平衡计算10.6.1热平衡的意义10.6.2改善热平衡方法11 轮系11.1 定轴轮系11.1.1定轴轮系、周转轮系的概念11.1.2定轴轮系传动比的计算11.1.3定轴轮系的应用11.2周转轮系的传动比11.2.1周转轮系分类11.2.2周转轮系传动比的计算12 轴12.1 概述12.1.1心轴、转轴、传动轴的定义13.3 滑动轴承的材料13.4 润滑剂和润滑装置13.5 非全液体摩擦滑动轴承的计算13.5.1向心滑动轴承的计算P.PV的意义13.5.2推力滑动轴承的计算13.

11、6 滚动轴承的结构13.6.1滚动轴承的组成、分类13.6.2轴承代号中字母及数字的含义13.7 滚动轴承代号13.8 滚动轴承的主要类型及选择13.9 滚动轴承的失效形式及选择计算13.10 滚动轴承的组合设计13.11 滚动轴承与滑动轴承的比较四、时间分配课程分段标识序号教 学 内 容教学环节（学时）讲课习题实验上机课外小计1绪论222平面连杆机构42283凸轮机构4264间歇运动机构115机构的调速和平衡226机械零件设计和计算概论227联接4268带传动和链传动6289齿轮传动821010蜗杆传动4411轮系、减速器和无级变速传动4412轴4413轴承 42614联轴器、离合器、制动器

12、11总 计508664五、课程说明课程英文名称Fundamentals of Machine Design主要先修课程高等数学、制图、理论力学、冷加工实习、材料力学、金属工艺学适用专业类别工程力学主要教材 机械设计基础（第六版） 卢玉明主编 高等教育出版社 机械原理 郑文纬 吴克坚主编 高教出版社 实验指导书 机械学教研室编 南理工出版 机械设计 濮良贵、纪名刚编著 高等教育出版社考核方式考试课程简介本课程是近机械类专业和非机械类专业中研究机械共性问题的一门主干技术基础课。它是近机械类专业必修的主要课程之一。它在教学计划中起着承前启后的作用。为学生学习其它相关课程以及专业课打下必要的基础。它对培养具有综合业务素质的高级工程技术人才，有着不可替代的作用。本课程包括常用机构（平面连杆机构、齿轮机构、凸轮机构等）的组成形式、运动特性、选用原则，机器动力学方面的基本理论和基本知识，同时研究通用机械零件的特点、结构及工作原理、选用原则、使用及维护、设计和计算方法，以及介绍有关的国家标准和规范。六、实验项目与主要内容序号实 验 项 目 名 称学时主 要 内 容 及 要 求实验类型1机构运动简图分析与设计2熟悉机构运动简图的绘制方法，正确确定运动副的类型和位置并