福船院机械设计基础课程教学大纲

PAGEPAGE8《机械设计基础》课程教学大纲一、本课程性质、目的和任务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作用，为学生学习后续专业课程打下必要的基础。它不仅具有较强的理论性，同时具有较强的实践性和应用性。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。对学生进行设计能力、创新能力、工程意识培养是本课程的教学目标。本课程通过理论教学和实践环节使学生掌握关于机构的结构分析、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，具有初步的分析和设计能力，特别是创新设计能力和培养创新意识。通过本课程学习，学生应能掌握通用机械零件的设计原理、方法，掌握典型机械零件的实验方法及技能；具有运用标准、规范、手册和查阅有关技术资料的能力，具有设计一般通用零部件和简单机械装置的能力，为后续专业课程学习和今后从事设计工作打下坚实的基础。二、课程教学内容及要求单元一机械设计简介1绪论1、教学内容机器的组成及特征；本课程的内容、性质和任务；学习方法；参观实验室。机械设计的基本要求；机械设计的内容与步骤；机械零件的失效形式及设计计算准则；机械零件设计的标准化、系列化及通用化。2、重点、难点重点：机械设计的基本要求。难点：机械零件的失效形式及设计计算准则。3、基本要求（1）了解本课程学习对象、内容，增强感性认识。（2）理解机械设计的基本要求，机械设计的内容与步骤。（3）了解机械零件的失效形式及设计计算准则、机械零件设计的标准化、系列化及通用化。2摩擦、磨损及润滑概述1、教学内容摩擦与磨损；润滑；密封方法及装置。2、重点、难点重点：密封方法及装置。难点：摩擦与磨损机理。3、基本要求了解摩擦与磨损机理。掌握润滑、密封方法，了解装置。3平面机构的结构分析1、教学内容机构的组成；平面机构的运动简图；平面机构的自由度。2、重点、难点重点：运动副、自由度等基本概念，机构运动简图绘制的基本方法和自由度计算。难点：运动副、自由度等基本概念。3、基本要求理解平面机构、运动副、自由度等基本概念。掌握机构运动简图绘制的基本方法和自由度计算。理解机构具有确定运动的条件。4平面连杆机构1、教学内容平面机构的运动分析；四杆机构的基本型式及演化；平面四杆机构的基本特性；平面四杆机构的设计；2、重点、难点重点：平面四杆机构的基本特性；平面四杆机构的设计难点：平面机构的运动分析3、基本要求了解四杆机构的类型、演化，理解曲柄存在条件。理解四杆机构的急回特性。掌握图解法设计四杆机构。第二单元常用机械机构5凸轮机构教学内容常用的从动件运动规律；盘形凸轮轮廓的设计与加工方法；凸轮机构基本尺寸的确定。2、重点、难点重点：图解法设计盘形凸轮轮廓。难点：图解法设计盘形凸轮轮廓。3、基本要求了解常用的从动件运动规律，凸轮机构的组成、类型及应用。掌握盘形凸轮轮廓的图解法设计。理解凸轮机构基本尺寸（基圆半径、渡子半径等）的确定原则。6间歇运动机构1、教学内容棘轮机构；槽轮机构；不完全齿轮机构和凸轮式间歇运动机构2、重点、难点重点：棘轮机构；槽轮机构3、基本要求（1）了解间歇运动机构原理。7螺纹连接与螺旋传动1、教学内容螺纹连接的基本知识；螺纹连接的预紧与防松；单个螺栓连接的强度计算；螺栓组连接的结构设计和受力分析；螺纹连接件的材料和许用应力；提高螺栓连接强度的措施；滑动螺旋传动、滚动螺旋传动简介。2、重点、难点重点：螺纹连接的基本知识；螺纹连接的预紧与防松；单个螺栓连接的强度计算；难点：螺栓组连接的结构设计和受力分析3、基本要求理解螺纹的主要参数和类型。理解螺纹联接的主要类型及应用。理解螺旋副的受力分析、效率计算和自锁概念。掌握螺纹连接强度计算方法。了解螺旋传动及其基本类型。第三单元常用机械传动8带传动1、教学内容V带和带轮的结构；带传动的工作能力分析；V带传动的设计；带传动的张紧、安装与维护；同步带传动。2、重点、难点重点：带传动工作原理。难点：V带传动的设计3、基本要求理解V带传动工作原理及类型。了解V带标准规格，理解V带传动初拉力、工作拉力等基本概念，理解弹性滑动和打滑现象。掌握V带传动设计方法。9链传动1、教学内容滚子链和链轮；链传动的运动特性；滚子链传动的设计计算；链传动的布置、张紧及润滑。2、重点、难点重点：链传动的类型、特点、滚子链的主要参数，链轮参数与结构。难点：链传动的运动特性3、基本要求了解链传动的类型、特点。了解滚子链的主要参数，链轮参数与结构。理解链传动的运动特性，主要参数选择和设计计算。10齿轮传动1、教学内容齿轮传动的特点和基本类型；渐开线齿轮的齿廓及传动比；渐开线标准直齿圆柱齿轮的主要参数及几何尺寸计算；渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动；渐开线齿轮的加工方法；渐开线齿廓的根切现象与标准外啮合直齿轮的最少齿数；变位齿轮传动；齿轮常见的失效形式与设计准则；齿轮的常用材料及许用应力；渐开线标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算；平行轴斜齿圆柱齿轮传动；直齿锥齿轮传动；齿轮的结构设计及齿轮传动的润滑和效率；标准齿轮传动的设计计算。2、重点、难点重点：渐开线直齿、斜齿圆柱齿轮几何尺寸的计算。直齿圆柱齿轮的受力分析、齿根弯曲强度计算、齿面接触强度计算、齿轮参数选择和设计方法。难点：齿廓啮合基本定律、渐开线及其性质。齿轮正确啮合条件、标准安装、标准中心距和连续传动条件。斜齿圆柱齿轮的受力分析。3、基本要求了解齿轮传动的特点和类型，理解齿廓啮合基本定律，渐开线及其性质。掌握渐开线直齿、斜齿圆柱齿轮几何尺寸的计算。理解齿轮正确啮合条件、标准安装、标准中心距和连续传动条件。了解齿轮的加工方法和根切现象。了解齿轮的失效形式和齿轮常用材料及计算准则。掌握直齿圆柱齿轮的受力分析、齿根弯曲强度计算、齿面接触强度计算、齿轮参数选择和设计方法。了解斜齿圆柱的啮合特点及强度计算。理解斜齿圆柱齿轮的受力分析。了解直齿圆锥齿轮传动的几何尺寸、受力分析和强度计算。11蜗杆传动1、教学内容蜗杆传动的类型和特点；蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算；蜗杆传动的失效形式和计算准则；蜗杆传动的材料和结构；蜗杆传动的强度计算；蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算；普通圆柱蜗杆传动的精度等级选择及安装和维护；常用各类齿轮传动的选择。2、重点、难点重点：蜗杆传动的特点及分类，蜗杆传动的几何参数及尺寸计算。难点：蜗杆传动的受力分析。3、基本要求了解蜗杆传动的特点及分类。理解蜗杆传动的几何参数及尺寸计算。理解蜗杆传动的受力分析。了解蜗杆传动的强度及热平衡计算。12齿轮系1、教学内容定轴齿轮系传动比的计算；行星齿轮系传动比的计算；齿轮系的应用；其他新型齿轮传动装置简介；减速器。2、重点、难点重点：定轴轮系、周转轮系的传动比计算。难点：周转轮系的传动比计算。3、基本要求理解轮系的功用及分类。熟练掌握定轴轮系、周转轮系的传动比计算。理解减速器工作原理和结构。第四单元常用机械零件13轴和轴毂连接1、教学内容轴的结构设计；轴的强度计算；轴的材料及选择；轴的设计；轴毂连接。2、重点、难点重点：轴的结构设计，轴的强度计算。难点：轴的强度计算。3、基本要求了解轴的功用及分类、轴的材料。理解轴的结构设计。掌握轴的强度计算方法。14轴承1、教学内容轴承的功用和类型；滚动轴承的组成、类型及特点；滚动轴承的代号；滚动轴承类型的选择；滚动轴承的工作情况分析及计算；滚动轴承的选择；滚动轴承的组合设计；滑动轴承概述；滚动轴承与滑动轴承的性能比较。2、重点、难点重点：滚动轴承的组成、主要类型、代号及类型选择。滚动轴承的组合设计。难点：向心滑动轴承的设计计算3、基本要求理解滚动轴承的组成、主要类型、代号及类型选择。理解滚动轴承的组合设计。了解滑动轴承的结构、材料及分类，理解向心滑动轴承的设计计算。15其他常用零、部件1、教学内容联轴器；离合器；弹簧2、重点、难点重点：联轴器、离合器的类型、功用。弹簧的设计计算方法。难点：弹簧的设计计算方法。3、基本要求了解联轴器、离合器的类型、功用及其选择。了解弹簧作用、类型。理解圆柱型受拉（压）弹簧的设计计算方法。三、建议学时分配表章次教学内容学时分配理论教学实验上机讨论合计第1章绪论22第2章摩擦、磨损及润滑概述22第3章平面机构的结构分析426第4章平面连杆机构448第5章凸轮机构44第6章间歇运动机构22第7章螺纹连接与螺旋传动66第8章带传动426第9章链传动22第10章齿轮传动10212第11章蜗杆传动22第12章齿轮系426第13章轴和轴毂连接224第14章轴承426第15章其他常用零、部件22机动或总复习22总计561672四、实验内容与安排章节实验项目名称内容提要实验学时备注第3章实验1：机构运动简图测绘由实际机构或模型测绘出机构运动简图，计算机构的自由度。掌握测绘机构运动简图的技能。2综合型第4章实验2、3：平面连杆机构拼接实验根据机构的运动简图，自行拼接几种典型设备的运动机构4综合型第8章实验4：带传动实验测定带传动的滑动曲线和效率曲线；观察带传动弹性滑动与打滑现象，加深理解带传动的概念2验证型第10章实验5：齿轮范成实验与齿轮参数测定用齿轮范成仪绘制标准、变位齿轮轮齿的包络线，并测定齿轮的参数和几何尺寸。2综合型第12章实验6：减速器拆装拆装单级或双级齿轮减速器，计算传动比等参数，画出减速器传动示意图。为课程设计增强感性认识。2综合型第13章实验7：轴系拼接实验了解轴系的结构和轴上零件的固定方法，能根据适用场合的要求，拼接所要求的轴系2设计型第14章实验8：轴承认识实验了解各种滚动轴承和滑动轴承的特点及其应用的场合2认知型五、教材、教学参考书建议使