机械设计基础课程标准

机械设计基础课程标准一、课程定位本课程是机械类和近机类专业一门设计性技术基础课程，一般也是专业基础课和必修课，它的主要任务是阐述常用机构和通用机械零件的设计理论和设计方法。通过本课程的教学，训练和培养学生设计通用零件、传动机构或简单机械的能力，为学生在今后的工作中解决机械技术问题和学习后继课程学习，打下必要的基础，同时也为学生今后从事机械技术工作打下一定的基础。先修课程：《工程制图》、《机械工程材料》、《互换性与测量技术》和《工程力学》等。后续课程：《机械原理》和《机械制造技术基础》等。二、课程的目标1.总目标通过本课程的学习，使学生熟悉通用零部件、常用机构的组成和工作原理，掌握基本的选用、设计方法和使用、维护基本知识，具备基本的机械受力、运动分析能力、简单机械设计能力和一定的机械使用维护能力。2.具体目标1)知识(1)熟悉常用机构的基本类型、结构组成、传力与传动特性，掌握基本的分析设计方法；(2)熟悉常见的传动装置如带传动、齿轮传动、蜗杆传动、齿轮系传动等的特点和应用，掌握基本几何尺寸的计算方法、基本参数的选择、材料的选择和基本的设计方法；(3)熟悉通用零部件如滚动轴承、螺栓、弹簧、联轴器和离合器等的结构组成、应用场合和选用方法。2)能力(1)能够绘制常用机构运动简图，进行受力与运动分析；能够根据工作要求设计简单机构；(2)能够综合运用所学知识和技术资料，进行带传动、齿轮传动、链传动等通用传动机构及传动零件的结构设计和强度计算，并能够合理确定尺寸公差、形位公差和表面粗糙度等技术要求；(3)能够根据设计要求，合理选用轴承、联轴器、螺纹连接件、键、销等标准件；(4)具备与本课程有关的解题、运算、绘图能力和使用标准、手册、图册等有关技术资料的能力。3)素质(1)培养学生具备分析问题、解决问题及自主学习创新的能力和素质；(2)培养学生具备良好的工程计算、绘图识图和查阅使用手册的能力和素质；(3)培养学生具有理论联系实际和学以致用的能力和素质。三、理论教学内容1.机械设计概述1)机器、机构及其结构组成(零件、构件、机构、机械、机器)，机械设计的基本要求、内容与过程；2)机械零件的失效形式与设计准则，材料的选用及“三化”；3)摩擦与磨损，润滑与密封。2.平面机构的自由度与速度分析1)机构的组成，自由度与运动副；2)平面机构的运动简图：运动副及构件的表示方法，绘制机构运动简图的步骤；3)平面机构的自由度：平面机构自由度的计算，机构具有确定运动的条件，计算机自由度的注意事项(复合铰链、局部自由度、虚约束)；4)机构的速度分析：速度瞬心及其求法，速度瞬心的应用。3.平面连杆机构1)平面四杆机构的类型(铰链四杆机构、含一个移动副和含二个移动副的四杆机构、偏心轮机构)及应用；2)平面机构的运动特性(极位夹角、行程速比系数与急回特性)与传力特性(传动角、压力角与死点)；3)平面机构的设计。4.凸轮机构1)凸轮机构的组成、分类及应用；2)常用的从动件运动规律：平面凸轮机构的基本尺寸和运动参数，常用的从动件运动规律（等速运动规律、等加速等减速运动规律、余弦加速度运动规律、正弦加速度运动规律）；3)凸轮机构的压力角；4)凸轮轮廓曲线设计(图解法的原理，绘制过程)。5.齿轮传动1)齿轮机构的特点、类型及齿廓实现定角速比的条件；2)渐开线齿廓：渐开线的形成，渐开线的性质，渐开线齿廓的啮合特点；3)渐开线标准直齿圆柱齿轮的主要参数及几何尺寸计算：齿轮各部分的名称和符号，标准直齿圆柱齿轮的基本参数及几何尺寸计算；4)渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动：正确啮合的条件，连续传动的条件，重合度；5)渐开线齿轮的切齿原理(根切现象与变位齿轮)；6)齿轮常见的失效形式与设计准则，齿轮材料与传动精度；7)渐开线标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算：轮齿的受力分析，轮齿的计算载荷，齿面接触疲劳强度计算，齿根弯曲疲劳强度计算；8)斜齿圆柱齿轮传动：齿廓曲面的形成及啮合特点，斜齿轮的基本参数和几何尺寸计算，斜齿轮正确啮合的条件和重合度，斜齿圆柱齿轮的当量齿数，斜齿圆柱齿轮的强度计算；9)直齿圆锥齿轮传动：圆锥齿轮的齿廓曲线、背锥和当量齿数，几何尺寸计算，强度计算；10)齿轮的结构设计，齿轮传动的润滑和效率。6.蜗杆传动1)蜗杆传动的类型和特点；2)蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算；3)蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算；4)蜗杆传动的常用材料及结构设计；5)蜗杆传动的受力分析、失效形式和计算准则。7.轮系1)轮系的类型：定轴轮系、周转轮系与复合轮系；2)定轴轮系及其传动比的计算，齿轮转向的判定；3)周转轮系与复合轮系及其传动比的计算：周转轮系的分类及传动比的计算，复合齿轮系的分类及传动比的计算；4)齿轮系的应用：实现分路传动，获得大的传动比，实现换向传动，实现变速传动，用于对运动进行合成与分解等。8.常用间歇运动机构1)棘轮机构：棘轮机构的工作原理、类型、工作条件、主要几何尺寸与棘轮转角的调节；2)槽轮机构：槽轮机构的工作原理、类型及应用，槽轮槽数z和拨盘圆销数K的选择；3)不完全机构和凸轮式间歇运动机构。9.带传动和链传动1)带传动的类型、特点和应用，带传动的形式；2)普通V带和带轮的结构：普通V带的结构和尺寸标准，普通V带轮的结构；3)带传动的工作情况分析：带传动的受力分析，带传动的应力分析，带传动的弹性滑动和传动比：4)普通V带传动的设计计算：带传动的失效形式和设计准则，单根V带传递的功率，V带传动的设计内容与步骤；5)链传动的特点与应用；6)链传动及链轮的结构特点；7)链传动的工作情况分析与传动的设计计算；链传动的失效形式，功率曲线图，设计计算准则，链传动主要参数的选择，链传动的设计计算，链轮。8)链传动的润滑、布置和张紧。10.联接1)螺纹：螺纹的形成、类型和应用，主要参数；2)螺纹联接的类型与螺纹紧固件，螺纹联接的预紧与防松；3)螺纹紧固件的材料与许用应力，以及提高联接强度的措施；4)键联接和销联接。11.轴1)轴的类型与材料；2)轴的结构设计：零件在轴上的定位、固定，轴段长度与直径、受力状况；3)轴的强度计算：扭转强度计算，弯扭组合强度计算。12.轴承1)滚动轴承的基本类型、代号及选择；2)滚动轴承失效形式及选择计算；3)滚动轴承组合设计；4)滑动轴承的结构形式，润滑方式；5)滑动轴承的相关计算。13.联轴器与离合器1)联轴器：刚性联轴器、弹性联轴器；2)离合器：牙嵌式离合器，摩擦离合器，超越离合器；3)联轴器和离合器的选择。14.弹簧1)弹簧的功用、类型；2)弹簧的材料、许用应力和制造；3)圆柱螺旋弹簧的设计计算。四、试验与实践教学内容1.实验教学内容实验一机构与零件认识实验实验二机构运动简图的测绘实验三齿轮范成原理实验实验四直齿圆柱齿轮参数的测定与分析实验实验五减速器拆装和结构分析实验2.实践教学内容齿轮减速器的设计计算与绘图，每个学生的设计工作量：设计计算说明书1份，装配图1张，主要零件工作图1-3张，集中安排2周。五、学时分配序号内容教学学时作业题数讲课实验合计1第1章绪论2021-42第2章平面机构的自由度和速度分析4244-63第3章平面连杆机构及其设计3253-54第4章凸轮机构及其设计2021-35第5章齿轮传动84126-96第6章蜗杆传动2022-47第7章轮系4266-88第8章常用间歇机构1.501.52-49第9章带传动与链传动5055-810第10章连接5056-811第11章轴3032-412第12章轴承6066-813第13章联轴器与离合器