北工大机械设计教学大纲

《机械设计》课程教学大纲MachineDesignCourseteachingoutline课程编码：0000179总学时：64学分：4适用专业：机械类专业一、课程教学目标课程性质《机械设计》是机械类各专业中研究机械共性问题的一门主干技术基础课。本课程在教学内容方面应着重基本知识、基本理论和基本方法，在培养能力方面应着重设计构思和设计技能的基本训练。2.课程目的（1）掌握机械中常用机构的结构、特性，初步具有分析、选用常用机构的能力。（2）初步掌握机械中通用零件的工作原理、特点、应用及简单设计计算方法。（3）初步具有运用标准、规范、手册等技术资料的能力。（4）获得实验技能的初步训练。二、课程的教学基本要求和学时分配（一）教学基本要求1．要求掌握的基本知识:机械设计一般知识、机械零件的主要类型、性能、结构特点、应用、材料和标准等。2．要求掌握的基本理论和方法:机械设计基本原则、机械零件的失效形式、工作能力计算准则、受力分析、应力分析和提高零件强度的措施。3．要求掌握的基本技能:设计计算、结构设计和制图技能、实验技能、编制技术文件技能和CAD应用技能等。（二）教学内容及重点第一章．绪论（1学时）第二章.机械及机械零件设计概要（1学时）基本内容：（1）本课程的内容、性质和任务。（2）机械设计的一般程序：方案设计、技术设计的主要内容：机器设计的基本准则等。（3）机械零件的主要失效形式。（4）机械零件的计算准则：强度、刚度、振动稳定性、耐磨性、寿命与可靠性等。（5）机械零件材料的选用原则

第三章.机械零件的强度（4学时）基本内容：（1）循环应力下机械零件的强度、影响疲劳强度的因素、安全系数计算。（2）损伤积累假说。（3）提高机械零件疲劳强度的措施。（4）低周循环时机械零件的疲劳强度计算。重点、难点：（1）机械零件在循环应力下的疲劳强度。（2）影响疲劳强度的因素。（3）疲劳强度的计算方法。（4）提高零件疲劳强度的措施。第五章.螺纹联接和螺旋传动（6学时）基本内容：（1）联接螺纹和传动螺纹的概念、主要类型及特点。（2）联接件的标准及其性能等级。（3）拧紧力矩，预紧力及其控制，螺纹联接的防松原理及防松措施。（4）螺纹联接的失效形式及计算准则。（5）螺栓联接的计算：受横向载荷，受轴向静载荷，受轴向变载荷。（6）螺栓组联接受力分析。（7）螺纹联接的许用应力。（8）联接件的刚度和预紧力第四章.摩擦、磨损及润滑概述（2学时）基本内容：（1）摩擦机理与摩擦定律。（2）磨损：磨损类型，磨损过程，磨合。（3）润滑：润滑的分类，润滑剂与添加剂，润滑剂的粘度。（4）流体动力润滑基本原理。重点、难点：（1）润滑的意义、状态分类及特性。（2）磨合的概念及其方法。（3）流体动力润滑原理。

对联接强度的影响及提高螺纹联接强度的措施。（9）螺旋传动的基本类型和应用。（10）螺旋传动的受力分析和设计，（11）螺杆、螺母材料及许用应力，（12）滚动螺旋及静压螺旋简介。重点、难点：（1）螺纹联接的主要类型及特点。（2）螺栓联接受力分析及强度计算。（3）提高螺纹联接强度的结构和工艺措施。第六章.键、花键、无键联接和销联接（2学时）基本内容：（1）键联接的类型、结构、特点和应用，平键联接的失效形式和强度计算：键的材料、键联接的许用应力。（2）花键联接的类型、对中方法、工作特点和应用，花键联接的强度计算。（3）销联接的种类和应用。重点、难点：（1）平键联接的失效形式、强度计算。（2）花键联接的对中方法及对中的意义。第七章.带传动（4学时）基本内容：（1）带传动的主要类型、工作原理、特点和应用范围。（2）带传动的受力分析：欧拉公式，带传动的应力分析。（3）带的弹性滑动概念与传动比。（4）带传动的失效形式和计算准则。（5）Ｖ带传动的设计计算，带轮材料、结构和尺寸。（6）带传动作用在轴上的载荷及张紧装置。重点、难点：（1）带传动的工作原理、受力分析、应力分析。（2）Ｖ带传动的设计与计算。第八章.链传动（4学时）基本内容：（1）链传动的类型、特点及应用。（2）链传动的工作原理和运动特点（速度的不均匀性和动载荷）。（3）滚子链的结构和规格，链轮的结构和材料。（4）滚子链传动的主要参数及选择。（5）滚子链传动的设计计算，链传动作用在轴上的载荷。（6）链传动的布置，张紧装置和润滑。（7）齿形链简介。重点、难点：（1）链传动的运动特性。（2）滚子链传动的设计计算。第九章.齿轮转动（10学时）基本内容：（1）齿轮传动的类型、特点和应用。（2）齿轮材料、热处理及其选择。（3）齿轮的失效形式和计算准则。（4）直齿圆柱齿轮传动的计算：受力分析和计算载荷：齿根弯曲疲劳强度计算：齿面接触疲劳强度计算。（5）斜齿圆柱齿轮传动的计算：受力分析和计算载荷：齿根弯曲疲劳强度计算：齿而接触疲劳强度计算。（6）直齿锥齿轮传动：受力分析，强度计算。重点、难点：（1）齿轮材料的选取原则。（2）齿轮传动的受力分析和计算载荷。（3）齿轮传动的计算准则。（4）直齿圆柱齿轮传动的强度计算。（5）斜齿圆柱齿轮传动的参数选择。第十章.蜗杆传动（4学时）基本内容：（1）蜗杆传动的类型、特点及应用。（2）蜗杆传动的运动关系和主要参数，传动比，蜗杆传动变位的特点。（3）蜗杆传动的受力分析，（4）蜗杆传动的失效形式和计算准则。（5）蜗杆、蜗轮材料的选择：许用应力。（6）蜗杆传动的计算：齿面接触疲劳强度计算，齿根弯曲疲劳强度计算；主要几何尺寸。（7）蜗杆传动的润滑、效率和热平衡计算。（8）蜗杆轴的刚度对传动性能的影响。（9）蜗杆传动精度的选择，蜗杆蜗轮的结构。（10）新型蜗杆传动（环面蜗杆传动，圆弧齿圆柱蜗杆传动）简介。重点、难点：（1）蜗杆传动的受力分析。（2）失效形式、强度计算。（3）蜗杆传动的主要参数选择及热平衡计算。第十一章.滑动轴承（6学时）基本内容：（1）滑动轴承的应用和分类。（2）滑动轴承的结构，轴瓦结构。（3）滑动轴承的材料及其选择。（4）不完全液体润滑滑动轴承的失效形式和计算。（5）润滑的雷诺方程式。（6）液体动力润滑单油楔径向轴承承载能力和温升的计算，几何参数、工况参数对运转参数的影响。（7）滚动轴承与滑动轴承的比较。重点、难点：（1）不完全液体润滑滑动轴承的条件性计算。（2）液体动力润滑单油楔径向轴承承载能力和温升的计算，几何参数、工况参数对运转参数的影响。第十二章.滚动轴承（6学时）基本内容：（1）滚动轴承的基本类型、结构、特点、精度和代号。（2）滚动轴承元件上的载荷分布。（3）滚动轴承的失效形式和计算准则。（4）滚动轴承的基本额定动载荷及当量动载荷的计算。（5）滚动轴承的基本额定静载荷及当量静载荷的计算。（6）滚动轴承组合的结构设计：轴承与轴颈、座孔的配合，轴承的游隙、预紧、调整及装拆：轴承的润滑和密封。重点、难点：（1）滚动轴承的寿命计算。（2）轴承组合结构设计。第十三章.联轴器和离合器（2学时）基本内容：（1）联轴器的分类、特性、标准及选择。（2）离合器的分类、特性、标准及选择。重点、难点：（1）联轴器的特性和选择。（2）离合器的特性和选择。第十四章.轴（4学时）基本内容：（1）轴的类型及应用，轴的材料及其选择。（2）轴的计算准则、强度、刚度、振动稳定性。（3）轴的结构设计。（4）提高轴疲劳强度的措施。（5）轴的强度计算：扭转强度计算、弯扭合成强度计算，安全系数校核计算。重点、难点：（1）阶梯轴的结构设计（2）轴的弯扭合成强度计算第十五章.弹簧（4学时）基本内容：（1）弹簧的功用、分类、材料和许用应力。（2）圆柱拉、压螺旋弹簧的结构、特性曲线和计算。重点、难点：第十六章.圆柱螺旋弹簧的特性曲线、设计与计算。三、主要教学环节（一）实验实验课是本课程重要的实践性教学环节，通过实验环节，学生应掌握典型机械零件实验的基本方法，获得实验操作的基本训练。应开放实验，要求学生亲自动手进行实验，并认真完成实验报告。本课程开设9个实验，任选6个学时实验。实验内容可在下列项目中选定：自行车变速轴的拆装和分析实验2学时轴系结构分析和测定2学时齿轮装置组合设计2学时减速器的拆装与结构分析2学时螺检组联接中螺检的受力和相对刚性系数1学时机械设计现场教学1学时液体动压润滑径向轴承油膜压力和特性曲线1学时带传动的滑动与效率实验2学时齿轮传动效率实验1学时

（二）．课外习题与设计作业习题内容要多样化，要有典型性、代表性。习题作业要能起到巩固理论、掌握计算方法和技巧，提高分析问题、解决问题的能力、熟悉标准、规范等的作用。每个学生应至少完成2个设计作业。可安排计算机编程和结构设计，培养学生计算机应用能力及结构设计能力。学生必须独立、按时完成课外习题和设计作业，习题和作业完成情况应作为评定成绩的一部分。（三）．课程设计