《机械设计基础A》课程教学大纲

《机械设计基础A》教学大纲课程编码：631067课程名称：机械设计基础A课程英文名称：FundamentalsofMechanicalDesignA课程类别：专业基础课课程性质：必修总学时：64学时学分：4开课学期：第四学期选用教材：《机械设计基础》，杨可祯主编，高等教育出版社主要参考书：⑴《机械原理》第六版（孙桓），高等教育出版社⑵《机械设计》第四版（邱宣怀），高等教育出版社一、中英文课程简介：机械设计基础是一门培养学生具有一定机械设计能力的技术基础课。课程主要研究机械中的常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本设计理论和计算方法。FundamentalsofMechanicalDesignisatechnicalbasiccoursewhichwillcultivatestudentsabilityofmechanicaldesign.Thiscoursewillprovideanintroductiontotheoperationalprinciple,architecturalfeature,designtheoryandcomputationalmethodoffrequentlyusedmechanismanduniversalcomponent.二、课程目的、性质与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技术基础课。课程主要研究机械中的常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本设计理论和计算方法。通过教学，使学生了解常用机构（连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、轮系和间歇机构）及机器动力学的基础知识（如机器的调速和平衡）；了解常用的联接（螺纹联接、键联接），机械传动（齿轮传动、带传动、链传动、螺旋传动、蜗杆传动），轴系零、部件（轴、轴承、联轴器）和弹簧等，并简要了解国家标准和有关规范。三、教学基本要求本课程是以教学、自学和作业相结合的必修的专业基础课。集中教学学时数为64学时，作业28学时，要求学生自学学时与讲授学时的比例是1：1。课堂教学采用多媒体课件进行教学。2、通过自学使学生能多了解一些相关知识，通过完成作业加深对重点和难点的理解及熟练程度。㈠本课程的教学重点1、机构自由度计算，平面连杆机构设计，图解法设计凸轮轮廓，齿轮机构，轮系。2、机械零件设计概论，螺栓联接的强度计算，齿轮传动，带传动和链传动，轴，滚动轴承。㈡本课程的教学难点自由度的计算，平面连杆机构设计，渐开线标准齿轮的啮合，变位齿轮，斜齿轮机构，复合轮系传动比计算，机械运转速度波动的调节。螺栓联接强度计算，直齿圆柱齿轮传动齿面接触强度、轮齿弯曲强度计算，轴的结构设计，轴的强度计算，滚动轴承的选择计算，滚动轴承的组合设计。四、课程内容、基本要求与课时分配第一章平面机构的自由度和速度分析⑴本课程的性质和主要内容⑵本课程在教学中的地位⑶机械设计的一般过程平面机构的自由度和速度分析⑴熟练掌握运动副的概念及其分类。⑵熟练掌握平面机构运动简图的用途和画法。⑶熟练掌握平面机构自由度的计算方法。⑷了解速度瞬心的概念。第二章平面连杆机构⑴了解铰链四杆机构的基本形式（曲柄摇杆机构、双摇杆机构、双曲柄机构）和特性（压力角、传动角、死点、急回特性、行程速比系数、极位夹角）。⑵了解铰链四杆机构存在整转副的条件。⑶了解铰链四杆机构的演化及新机构的特性（曲柄滑块机构、导杆机构、摇块机构和定块机构、双滑块机构、偏心轮机构）。熟练的掌握平面四杆机构的设计方法（图解法设计）。包括按照给定行程速度变化系数设计曲柄摇杆机构、导杆机构；按定连杆位置设计四杆机构；按照给定两连架杆对应位置设计四杆机构；按照给定点的运动轨迹设计四杆机构。第三章凸轮机构⑴了解凸轮机构的应用和类型以及凸轮机构的特点。⑵了解从动件的常用运动规律，重点掌握从动件位移线图的绘制和刚性冲击和柔性冲击的概念。⑶了解图解法设计凸轮轮廓的方法，重点掌握直动从动件盘形凸轮轮廓的绘制方法⑷了解解析法设计凸轮轮廓的大致过程。第四章齿轮机构⑴了解齿轮机构的特点和应用。⑵深入了解齿廓实现定角速比传动的条件，了解渐开线齿廓的形成和特性。⑶熟练掌握齿轮各部分名称及渐开线标准齿轮的基本尺寸，深入了解渐开线标准齿轮的正确啮合条件、标准中心距、重合度。⑷深入了解渐开线齿轮的切齿原理（成形法、范成法），根切现象及产生原因，最少齿数及变位齿轮⑸平行轴斜齿轮机构的形成、各部分名称和几何尺寸计算、斜齿轮传动的重合度、当量齿数以及斜齿轮的特点⑹了解圆锥齿轮机构。第五章轮系⑴了解轮系的类型。⑵熟练掌握定轴轮系的传动比计算和周转轮系传动比的计算以及复合轮系传动比的计算。⑶了解轮系的应用和几种特殊的行星传动。第六章间歇运动机构了解棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构和凸轮间歇机构的原理和应用。第七章机械运转速度波动的调节了解机械运转速度波动的调节的目的和方法，飞轮设计的近似方法（机械运转的平均速度和不均匀系数、飞轮设计的基本原理、最大盈亏功及其确定），飞轮主要尺寸的确定。机械零件设计概论⑴了解机械零件设计的一般过程。⑵深入了解机械零件的强度，包括名义载荷、计算载荷、载荷系数、名义应力、计算应力，应力的种类、静应力下的许用应力、变应力下的许用应力以及安全系数。⑶深入了解机械零件的接触强度的概念和疲劳点蚀产生的原因。⑷了解机械零件的耐磨性的概念以及磨损的主要类型。⑸了解机械制造常用材料及其选择、公差与配合、表面粗糙度和优先系列。第十章联接⑴熟练掌握螺纹参数，了解螺纹副的受力分析、效率和自锁条件，熟练掌握机械制造常用螺纹，详细了解螺纹联接的基本类型及螺纹紧固件，螺纹联接的欲紧和防松方法。⑵熟练掌握螺纹联接的强度计算（松螺栓联接、紧螺栓联接），螺栓的材料和许用应力，⑶了解螺旋传动，滚动螺旋。⑷熟练掌握键联接和花键联接，销联接。第十一章齿轮传动⑴深入了解轮齿的失效形式，齿轮材料及热处理，齿轮传动的精度。熟练掌握直齿圆柱齿轮传动的作用力及计算载荷，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。⑵熟练掌握斜齿圆柱齿轮传动。⑶了解直齿圆锥齿轮传动，齿轮的构造。⑷齿轮传动的润滑和效率。第十三章带传动和链传动⑴了解带传动的类型和应用，熟练掌握带传动的受力分析和带传动的应力分析，带传动的弹性滑动和传动比。⑵熟练掌握普通V带传动的计算，了解V带轮的结构。⑶了解链传动的特点和应用，链条和链轮的结构。⑷熟练掌握链传动的运动分析和受力分析，链传动的主要参数及其选择。⑸熟练掌握滚子链传动的计算，了解链传动的润滑和布置第十四章轴⑴了解轴的功用和类型，轴的材料。⑵熟练掌握轴的结构设计、轴的强度计算、轴的刚度计算。⑶了解轴的临界转速的概念第十六章滚动轴承⑴了解滚动轴承的基本类型和特点，滚动轴承的代号。⑵熟练掌握滚动轴承的选择和计算，了解滚动轴承的润滑和密封。⑶深入了解滚动轴承的组合设计各章节学时分配表章（节）次教学内容总学时讲授学时实验第一章平面机构的自由度和速度分析33第二章平面连杆机构55第三章凸轮机构44第四章齿轮机构1212第五章轮系44第六章间歇运动机构22第七章机械运转速度波动的调节22第九章机械零件设计概论44第十章联接55第十一章