《机械设计基础I》教学大纲

1、机械设计基础I教学大纲总 学 时： 80实验时数： 8学 分： 4.5适用专业：近机械类本科各专业开课教研室：机械工程学院机电工程系课程编号： 01060127课程类别： 学科大类基础课课程性质： 必修课一、课程的性质和目的机械设计基础 I 是 学科大类基础课 。目的是培养学生具有一定机械设计能力，是学习机械工程的重要入门课，因此在教学内容方面应着重基本知识、基本理论、基本方法，在培养实践能力方面应着重设计构思和设计技能的基本训练。本课程的主要学习目的是： 培养学生 掌握机构的结构原理，运动特性和机械动力学的基础知识，初步具有分析和设计机构的能力，并对机械运动方案的确定有所了解； 掌握通用机械

2、零件的工作原理、特点、选用和设计计算的基本知识，并初步具有设计机械传动装置和简单机械的能力； 具有运用标准规范手册等有关技术资料的能力；能通过实验来验证理论，并巩固和加深对理论的理解。 培养学生树立正确的设计思想，了解国家当前有关技术经济政策。 培养学生掌握典型机械零件的实验方法，获得基本的实验技能。 使学生对机械设计的新发展有所了解。二、课程教学内容第 0 章 绪论0.1 本课程研究的对象和内容0.2 本课程在教学中的地位0.3 机械设计的基本要求和一般过程第 1 章 平面机构的自由度和速度分析1.1 运动副及其分类1.2 平面机构运动简图1.3 平面机构的自由度1.4 速度瞬心及其在机构速

3、度分析上的应用重点：平面机构自由度的分析第 2 章 平面连杆机构2.1 铰链四杆机构的基本型式和特性2.2 铰链四杆机构曲柄存在的条件2.3 铰链四杆机构的演化2.4 平面四杆机构的设计重点：铰链四杆机构的特性、铰链四杆机构曲柄存在的条件、平面四杆机构的设计第 3 章 凸轮机构3.1 凸轮机构的应用和类型3.2 从动件的常用运动规律3.3 凸轮机构的压力角3.4 图解法设计凸轮轮廓3.5 解析法设计凸轮轮廓重点：从动件的常用运动规律、图解法设计凸轮轮廓、 设计凸轮机构应注意的问题第 4 章 齿轮机构4.1 齿轮机构的特点和类型4.2 齿廓实现定角速比传动的条件4.3 渐开线齿廓4.4 齿轮各部

4、分名称及渐开线标准齿轮的基本尺寸4.5 渐开线标准齿轮的啮合4.6 渐开线齿轮的切齿原理4.7 根切、最小齿数及变位齿轮4.8 平行轴斜齿轮机构4.9 圆锥齿轮机构重点：齿廓啮合基本定律、渐开线齿廓、渐开线标准齿轮的几何尺寸、渐开线标准齿轮的啮合第 5 章 轮系5.1 轮系的类型5.2 定轴轮系及其传动比5.3 周转轮系及其传动比5.4 混合轮系及其传动比5.5 轮系的应用5.6 几种特殊的行星传动简介重点：混合轮系传动比的计算第 6 章 间歇运动机构6.1 棘轮机构6.2 槽轮机构6.3 不完全齿轮机构6.4 凸轮间歇运动机构第 7 章 机械速度波动的调节7.1 机械运转速度波动调节的目的和

5、方法7.2 飞轮设计的近似方法7.3 飞轮主要尺寸的确定重点：周期性速度波动的调节方法及飞轮设计第 8 章 回转件的平衡8.1 回转件的平衡的目的8.2 回转件的平衡计算8.3 回转件的平衡试验重点：静平衡与动平衡第 9 章 机械零件设计概论9.1 机械零件设计概述9.2 机械零件的强度9.3 机械零件的接触强度9.4 机械零件的耐磨性9.5 机械制造常用材料及其选择9.6 公差与配合、表面粗糙度和优先系数9.7 机械零件的工艺性及标准化第 10 章 联接10.1 螺纹参数10.2 螺旋副的受力分析、效率和自锁10.3 机械制造常用螺纹10.4 螺纹联接的基本类型及螺纹紧固件10.5 螺纹联接

6、的预紧和防松10.6 螺纹联接的强度计算10.7 螺纹的材料和许用应力10.8 提高螺纹联接强度的措施10.9 螺旋传动10.10 滚动螺旋简介10.11 键联接和花键联接10.12 销联接重点：螺纹联接的预紧和防松、螺纹联接的强度计算、提高螺纹联接强度的措施、 键、花键及销联接的类型、特点及应用 。11 章 齿轮传动11.1 齿轮的失效形式11.2 齿轮材料及热处理11.3 齿轮传动的精度11.4 直齿圆柱齿轮传动的作用力及计算载荷11.5 直齿圆柱齿轮传动的齿面接触强度计算11.6 直齿圆柱齿轮传动的轮齿弯曲强度计算11.7 斜齿圆柱齿轮传动11.8 直齿圆锥齿轮传动11.9 齿轮的构造1

7、1.10 齿轮传动的润滑和效率11.11 圆弧齿轮传动简介重点：齿轮的失效形式、直齿圆柱齿轮传动的齿面接触强度计算、直齿圆柱齿轮传动的轮齿弯曲强度计算第 12 章 蜗杆传动12.1 蜗杆传动的特点和类型12.2 圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸12.3 蜗杆传动的失效形式、材料和结构12.4 圆柱蜗杆传动的受力分析12.5 圆柱蜗杆传动的强度分析12.6 圆柱蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算重点：圆柱蜗杆传动的受力分析第 13 章 带传动与链传动13.1 带传动的类型和应用13.2 带传动的受力分析13.3 带的应力分析13.4 带传动的弹性滑动和传动比13.5 普通 V 带传动的计算13.6

8、 V 带轮的结构13.7 同步带传动简介13.8 链传动的特点和应用13.9 链条和链轮13.10 链传动的运动分析和受力分析13.11 链传动的主要参数及其选择13.12 滚子链传动的计算13.13 链传动的润滑和布置重点：带传动的受力分析、带的应力分析、普通 V 带传动的计算、链传动的特点、主要参数及其选择第 14 章 轴14.1 轴的功用和类型14.2 轴的材料14.3 轴的结构设计14.4 轴的强度计算14.5 轴的刚度计算14.6 轴的临界转速的概念重点：轴的结构设计、轴的强度计算第 15 章 滚动轴承15.1 摩擦状态15.2 滑动轴承的结构型式15.3 轴瓦及轴承衬材料15.4

9、润滑剂和润滑装置15.5 非液体摩擦滑动轴承的设计计算15.6 动压润滑的基本原理15.7 液体动压多油楔轴承简介15.8 静压轴承与空气轴承简介重点：滑动轴承的结构型式、动压润滑的基本原理、非液体摩擦滑动轴承的设计计算第 16 章 滚动轴承16.1 滚动轴承的基本类型和特点16.2 滚动轴承的代号16.3 滚动轴承的选择计算16.4 滚动轴承的润滑和密封16.5 滚动轴承的组合设计重点：滚动轴承的代号、滚动轴承的选择计算、滚动轴承的组合设计第 17 章 联轴器、离合器和制动器17.1 联轴器、离合器的类型和应用17.2 固定式刚性联轴器17.3 可移式刚性联轴器17.4 弹性联轴器17.5

10、牙嵌离合器17.6 圆盘摩擦离合器17.7 瓷粉离合器17.8 定向离合器17.9 制动器第 18 章 弹簧18.1 弹簧的功用和类型18.2 圆柱螺旋拉伸、压缩弹簧的应力与变形18.3 弹簧的制造、材料和许用应力18.4 圆柱螺旋拉伸、压缩弹簧的设计18.5 其他弹簧简介三、课程教学的基本要求学生按本大纲学完机械设计基础 I 课程后，应对此规定的全部内容有系统的了解，掌握其中的基本知识、基本理论、基本方法和基本技能。1. 要求掌握的基本理论和基本方法：(1) 机构的组成、工作原理和运动特性(2) 机器动力学的有关基本理论。(3) 机械零件的工作原理、受力分析、应力状态、失效形式等。(4) 机

11、械零件工作能力计算：强度、刚度、耐磨性、寿命、热平衡等。(5) 条件性计算、当量法、试算法等。(6) 改善载荷和应力分布不均的方法，提高零件疲劳强度的措施，改善摩擦学性能的途径。2. 机械设计的一般知识(1) 机构和机械零件的主要类型、性能、特点、应用。机械零件的常用材料、标准、结构工艺性。(2) 润滑剂、润滑装置和密封的一般知识。 要求掌握的基本技能：绘制机构简图，零部件的设计计算，查阅技术资料，编写技术文件等。四、课程学时分配讲 课 内 容学 时第 0 章 绪论2第 1 章 平面机构的自由度和速度分析4第 2 章 平面连杆机构4第 3 章 凸轮机构4第 4 章 齿轮机构8第 5 章 轮系4

12、第 6 章 间歇运动机构2第 7 章 机械速度波动的调节2第 8 章 回转件的平衡2第 9 章 机械零件设计概论2第 10 章 联接4第 11 章 齿轮传动8第 12 章 蜗杆传动2第 13 章 带传动与链传动6第 14 章 轴4第 15 章 滑动轴承4第 16 章 滚动轴承6第 17 章 联轴器、离合器和制动器2第 18 章 弹簧2实验 1 ：机构测绘实验2实验 2 ：齿轮范成法 演示齿轮加工2实验 3 ： V 带传动实验2实验 4 ：减速器拆装实验2合 计80五、建议教材与教学参考书教材：杨可桢 ，程光蕴 主编 . 机械设计基础（第四版） . 高等教育出版社 1999教学参考书 ：孙 桓， 付则绍主编 . 机械原理（第六版） . 高等教育出版社， 2000濮良贵主编 . 机械设计（第七版） . 高等教育出版社， 2000王鸿飞