荆职院冲压工艺及模具设计与制造教学大纲

荆州职业技术学院课程教学大纲

学院（系）：机电工程系课程名称：机械设计基础课程学分：6学分修（制）订日期：2006年(撰稿林承全审核刘美玲)

荆州职业技术学院《机械设计基础》课程教学大纲1.范围本大纲适用于荆州职业技术学院三年制模具，机电，汽车等专业。学时范围：90－128学时。

2.制定依据2.1教育部教高[2000]2号：《教育部关于加强调职高专教育人才培养工作的意见》。2.2荆州职业技术学院模具，机电专业人才培养计划。2.3荆州职业技术学院《制定课程教学大纲的意见》。2.4指导性教材名称:《机械设计基础》科学出版社2005年8月版。

3.内容3.1课程性质、任务与基本要求机械设计基础是机械类、机电类、近机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础。本课程培养学生的专业知识、基本技能、解决问题的能力；拓展学生综合素质能力。3.2课程的特点、教法与学法建议本课程通过理论教学使学生掌握关于机构的结构分析、机构的运动分析、受力分析和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。通过课程设计，综合运用所学理论知识，培养学生设计并分析机械系统的实际工作能力。培养学生的主要目标：

1．掌握通用机械零件的工作原理、结构特点和应用知识；掌握通用零件的设计原理、方法和机械设计的一般规律，使学生具有设计传动装置和简单机械的能力。

2．树立正确的设计思想，了解国家当前的有关技术经济政策。

3．具有运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料的能力。

4．掌握典型机械零件的实验方法，获得实验技能的基本训练。

5．对机械设计的新发展有所了解。3.3课题（含实践）名称（内容）与学时安排项目章号课题名称建议学时

项目章号课题名称建议学时理论实践理论实践一绪论及静力学基础16

九轴承6

二材料力学18

十轴6

三常用机构284十一联轴器离合器和弹簧4

四机械设计概述2

十二机械波动和优化设计6

五带传动和链传动8

六齿轮传动184

选教6

七联接6

机动4

八摩擦磨损与润滑2

合计1283.4课程内容与考核要求3.4.1知识点及其考核要求绪论（2学时）0.1本课程的研究对象二、本课程的主要内容三、本课程的性质和任务复习思考题第一章静力学基础（14学时）第一节力的概念一、力的图示法二、静力学公理第二节物体的受力分析、受力图一、约束与约束反力二、物体的受力图第三节力矩及力偶一、力矩二、力偶三、平面力偶系的合成和平衡四、力的平移定理第四节、平面力系一、平面汇交力系的合成二、平面任意力系*考核要求*了解：力的概念，力和约束的表示方法，力矩和力系等等。理解：力学的一些基本定理和定律，会画受力图。掌握：力的合成和力系的平衡计算。

第二章材料的强度与刚度18学时）第一节强度和刚度的概念一、强度二、刚度三、稳定性四、材料的基本变形形式第二节材料的强度条件一、轴向拉伸与压缩强度二、材料在轴向拉（压）时力学性能三、剪切与挤压强度四、圆轴扭转强度五梁的弯曲强度六、组合变形强度*考核要求*了解：材料力学的任务和变形的基本形式，压杆稳定和梁的刚度计算方法等。理解：拉压，剪切，挤压与扭转强度的计算方法和受力图。掌握：平面弯曲和弯曲扭转的组合变形是重点和难点。第三章常用机构（28学时）第一节平面机构概述第四节间歇运动机构一、构件和运动副一、间歇机构二、平面机构的运动简图二、槽轮机构三、自由度三、不完全齿轮机构第二节平面连杆机构第五节螺旋机构一、铰链四杆机构的类型及其演化一、螺纹的基本知识二、四杆机构的演化二、螺旋机构的类型和特点三、四杆机构的基本特性三、滚珠丝杆第三节凸轮机构一、凸轮机构的应用及分类二、从动件的常用运动规律三、凸轮的结构*考核要求*了解：了解机构的组成，运动副、运动链、约束和自由度等基本概念；能绘制常用机构的机构运动简图；能计算平面机构的自由度,了解机构的组成原理并能进行结构分析。了解平面连杆机构的组成及特点，平面连杆机构的基本型式及其演化和应用，曲柄存在条件、传动角、死点、急回运动、行程速比系数、运动连续性等基本概念。了解凸轮机构的分类及应用，推杆常用的运动规律及推杆运动规律的选择原则和其它的常用机构。理解：能计算平面机构的自由度,了解机构的组成原理并能进行结构分析。推杆常用运动规律的特点及其选择原则；盘形凸轮机构凸轮轮廓曲线的设计；凸轮基圆半径与压力角及自锁的关系。掌握：机构自由度计算中有关虚约束的识别及处理。曲柄存在条件的全面分析、平面多杆机构的传动角和平面四杆机构最小传动角的确定、平面铰链四杆机构运动连续性的判断。螺旋机构及组合机构的组成、运动特点和适用场合。第四章

机械设计概述（2学时）一机械设计的基本要求二设计的内容和步骤三设计计算的准则四零件的结构工艺性五机械设计的标准化*考核要求*了解：机械设计的基本要求和设计的内容和步骤。理解：零件的结构工艺性和零件的结构工艺性。掌握：机械零件的失效形式和设计计算的准则。

第五章带和链传动（8学时）第一节带传动的概述第三节V带传动的张紧、安装与维护一、带传动的类型及特点第四节同步带传动二、带传动的理论基础第五节链传动第二节V带与V带轮一、普通V带的结构和标准二、V带轮的材料和结构*考核要求*了解：了解带传动的类型、特点和应用；链传动的类型特点和应用；链传动的运动特性；链传动的主要参数及其选择：传动比、链轮齿数、链节距、中心距、链条节数等；套筒滚子链传动的设计计算。理解：理解和掌握带传动的工作原理和理论基础（带传动的几何关系，带传动的力分析、应力分析，带的弹性滑动和打滑，带传动的最大有效圆周力，带传动的失效分析和设计准则，单根三角带所能传递的功率）掌握：V带传动设计计算。

第六章齿轮机构及传动一、齿轮机构和齿轮传动的分类及其特点二、渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸三、渐开线标准直齿圆柱齿轮正确啮合条件四、斜齿圆轴齿轮的啮合特点和基本参数简介五、蜗杆机构及直齿圆锥齿轮传动。六、轮系及应用。七、直齿圆柱齿轮设计计算和齿轮的结构设计。*考核要求*了解：了解齿轮机构的类型和应用；平面齿轮机构的齿廓啮合基本定律及有关共轭齿廓的基本知识；深入了解渐开线直齿圆柱齿轮的啮合特性及渐开线齿轮传动的正确啮合条件和连续传动条件；熟悉渐开线齿轮各部分的名称、基本参数及各部分几何尺寸的计算；了解渐开线齿廓的展成切齿原理及根切现象；渐开线标准齿轮的最少齿数及渐开线齿轮的变位修正和变位齿轮传动的概念；了解斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成、啮合特点。了解轮系的分类和功用，了解行星轮系传动效率的计算、行星轮系的选型及行星轮系设计中的均载问题，了解标准直齿圆锥齿轮的传动特点及其基本尺寸的计算；对蜗轮蜗杆的传动特点有所了解。理解：渐开线直齿圆柱齿轮外啮合传动的基本理论和设计计算。，并能计算标准斜齿圆柱齿轮的几何尺寸；共轭齿廓的确定；一对轮齿的啮合过程；变位齿轮传动；斜齿轮和锥齿轮的当量齿轮和当量齿数。周转轮系及复合轮系传动比的计算，轮系的功用及行星轮系设计中齿轮齿数的确定问题。

能计算各种轮系的传动比。掌握：齿轮传动的特点、分类和应用；齿轮传动的失效形式和设计准则；常用的齿轮材料及其热处理；直齿圆柱齿轮传动的强度计算：①传动中的受力分析。②计算载荷和载荷系数。③齿面接触疲劳强度计算及许用接触应力。④齿根弯曲疲劳强度计算、齿形系数和许用弯曲应力；斜齿圆柱齿轮传动的受力分析及计算；直齿圆锥齿轮传动的受力分析及计算。

重点：标准直齿圆柱齿轮传动的设计原理及强度计算方法。要求掌握齿轮传动的失效形式和计算准则、基本设计原理、设计程序和方法，斜齿轮和直齿圆锥齿轮传动的受力分析。掌握渐开线圆柱齿轮精度标柱、齿轮及传动公差的选取及标注。

第七章联接（6学时）第一节螺纹联接第三节紧固联接一、螺纹联接的基本类型及应用一、销钉联接二、螺纹联接的预紧与防松二、过盈联接第二节键联接一、键联接的类型二、键联接的强度计算三、花键联接*考核要求*了解：了解键联接的种类、构造特点和应用；花键联接的种类、对中方式、特点和应用。掌握了解键联接的公差、花键联接的公差。焊接、铆接、粘接的类型、特点及设计。过盈配合联接的工作原理及装配方法。理解：平键联接的失效形式、设计步骤和尺寸选择方法。过盈配合联接的设计计算。掌握：重点掌握键、花键的类型和特点、尺寸选择和强度校核方法。

第八章摩擦磨损与润滑一摩擦与磨损二润滑三密封装置*考核要求*了解：了解摩擦学、干摩擦、边界摩擦、混合摩擦、液体摩擦的概念；机械零件磨损过程、磨损类型；润滑剂及其主要指标；弹性流体动力润滑、流体静力润滑的概念。理解：摩擦和磨损的分类与机理，形成动压承载油膜的原理。掌握：掌握流体动力润滑的基本概念及形成条件

第九章轴承（6学时）第一节轴承的概述第三节滚动轴承一、轴承的功用一、滚动轴承的结构、类型和性能二、轴承的类型和特点二、滚动轴承的代号第二节滑动轴承三、滚动轴承的失效形式和设计准则一、滑动轴承的工作原理四、滚动轴承的组合设计二、滑动轴承的结构和材料*考核要求*了解：了解滚动轴承的精度等级、内径与外径的公差带及其特点。掌握滚动轴承与轴和壳体孔。

液体动力润滑径向滑动轴承的设计。理解：理解轴承的用途和分类；滑动轴承的特点和应用；轴瓦材料和轴瓦结构；非液体摩擦滑动轴承失效形式、设计准则及设计计算；流体动力润滑的基本理论：①形成液体动压润滑的必要条件。②动压轴承的基本方程式。③动压润滑状态的建立过程；液体摩擦动压向心滑动轴承的设计计算。

重点：轴瓦的材料及其选用，不完全液体润滑滑动轴承的设计准则及设计方法，液体动力润滑径向滑动轴承的设计。掌握：理解滚动轴承的类型、代号，主要轴承类型、特点和选择；掌握滚动轴承的额定寿命、额定动负荷、当量动负荷及其寿命计算；滚动轴承的组合设计。

第十章轴（6学时）第一节轴的概述第二节轴的结构设计一、轴的类型一、轴上零件的定位和固定二、轴的材料二、各段轴径和长度的确定三、轴设计的主要问题和一般步骤三、改善轴的结构工艺性第三节轴的强度计算与轴的设计*考核要求*了解：了解轴的分类，了解轴的材料，转轴、心轴和传动轴的承载特点和轴的结构设计特点。理解：掌握轴的结构设计，熟悉轴上零件的轴向和周向定位方法，明确轴的结构设计应注意的问题及提高轴承载能力的措施。掌握：阶梯轴的结构设计和强度校核。轴强度计算：①按扭距初步估算轴的直径。②按弯、扭合成强度计算轴的直径。③按疲劳强度进行轴的精确校核。

第十一章联轴器离合器和弹簧第三节联轴器与离合器一、联轴器与离合器的功用二、常用联轴器三、常用离合器四、弹簧及功用*考核要求*了解：了解联轴器与离合器的主要类型和用途；了解各类弹簧的工作原理、特点及应用。理解：联轴器和离合器的结构特点、工作原理和选用步骤。掌握：掌握圆柱螺旋弹簧的设计方法。

第十二章机械波动和优化设计选修。

3.4.2建议要开设的实验

《机械设计基础》实验一览表实验名称实验类型适用专业机构运动简图测绘基础性工科各专业铰链四杆机构机械运动参数计算机测试专题性机械类、电类、计算机类专业齿轮范成实验基础工科各专业齿轮参数测量基础性工科各专业齿轮插齿加工专题性机械类回转件动平衡专题性机械类基本机构运动特性分析设计性机械类带传动基础性工科各专业滑动轴承承载特性专题性、研究性机械类齿轮传动效率专题性、研究性机械类轴系结构分析专题性机械类减速器装拆专题性机械类

3.4.3.实践考核内容及其要求实验一平面机构运动简图的测绘一、目的1.学会根据实际机械绘出其运动简图的技能；2.加深对机构自由度计算公式的理解。二、设备和工具1.机构模型、钢尺；2.三角板、铅笔、橡皮和稿纸（学生自备）。三、测绘运动简图的原理机械中实际的机构，其结构往往比较复杂，但机构的运动情况却与构件外形、断面尺寸和运动副大小无关，而决定于机构中联接各构件的运动副类型和各运动副的相对位置尺寸以及原动件的运动规律。因此，在进行机构的分析和综合时，所绘制的旨在表达机构各构件之间的相对运动关系和运动特性的图形，必须撇开构件和运动副的具体形状和结构，根据构件之间的相对运动性质，确定各运动副的类型，然后，按一定的比例，用运动副的的具体形状和结构，根据构件之间的相对运动性质，确定各运动副的类型，然后，按一定的比例，用运动副的规定符号和简单线条绘出图形，这样的图称为机构运动简图。实验二齿轮范成原理一、目的1.掌握用范成法切制渐开线齿廓的基本原理，了解齿廓曲线的渐开线部分及过渡曲线部分的形成过程；2.了解渐开线齿轮的根切现象、齿轮变尖现象及其产生的原因；3.了解变位齿轮的切制方法，并比较变位齿轮与标准齿轮的异同点。二、设备及工具1.齿轮范成仪。2.3号图纸一张，削尖的铅笔两支，三角板，橡皮，计算器（学生自备）。三、实验原理范成法加工渐开线齿廓，是利用一对齿轮（或齿轮与齿条）互相啮合时其共轭齿廓互为包络线的原理来切齿的。如将共轭齿廓中的一个齿廓磨成刀刃（即齿轮刀具），另一为齿轮毛坯，当刀具和齿轮毛坯的分度圆相切并作纯滚动时，齿轮刀具的刀刃就可在齿轮毛坯上切出齿廓。又因为两个任意半径的基圆的渐开线都互为包络线，故可以用任一具有渐开线齿廓的刀具范成加工任意基圆的渐开线齿廓。其中基圆半径为无穷大的齿条刀具的渐开线齿廓最简单，是一条直线，这就是加工渐开线齿轮用的齿条刀具的轮廓。实验三齿轮参数的测定一、目的1.熟悉齿轮各部分名称和几何关系。2.学会运用一般测量工具测定渐开线齿轮的各基本参数