武理工《机械设计基础A》教学大纲

《机械设计基础A》教学大纲课程编号：课程名称：机械设计基础A/FoundationofMachineDesignA学时/学分：80/5（其中含实验8学时）先修课程：机械制图、工程力学、互换性与技术测量、工程材料及热处理、机械制造工艺学适用专业：准机类开课学院（部）、系(教研室)：物流工程学院机械设计与制造系

机电工程学院机械设计部一、课程的性质与任务性质：机械设计基础是一门介绍常用机构和通用机械零件的基本知识、基本设计方法，培养学生初步具有设计简单机械传动装置的学科基础课。任务：1.掌握常用机构的结构、特性等基本知识，初步具有选用、分析机构的能力。2.掌握通用机械零件的工作原理、特点、应用和简单设计计算方法，并初步具有选用、分析和设计简单机械传动装置的能力。3.运用标准、规范、手册、图册及查阅有关技术资料的能力。二、课程的教学内容、基本要求及学时分配

（一）教学内容1.绪论：课程的性质和任务、研究的对象和内容，本课程在教学中的地位。机械、机器、机构、构件及零件（部件）的基本概念，机械设计的基本要求和一般过程。2.机械系统的运动简图设计运动副及其分类，平面机构运动简图，平面机构自由度的计算。3.平面连杆机构设计链四杆机构的基本形式和特性，铰链四杆机构的曲柄存在条件，铰链四杆机构的演化，平面四杆机构的设计。4.凸轮机构凸轮机构的应用和分类，从动件的常用运动规律，凸轮轮廓的设计，设计凸轮机构应注意的问题。5.齿轮传动齿轮机构的特点和类型，齿廓啮合基本定律，渐开线齿廓，齿轮各部分名称及渐开线标准齿轮的基本几何尺寸计算，渐开线标准齿轮的啮合，渐开线齿轮的切齿原理及变位齿轮，齿轮材料及热处理，轮齿的失效形式，直齿圆柱齿轮传动的受力分析及计算载荷，直齿圆柱齿轮传动的强度计算，斜齿圆柱齿轮传动，直齿圆锥齿轮传动，齿轮的结构设计，齿轮传动的润滑和效率。6.蜗杆传动蜗杆传动的特点和类型，普通圆柱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、材料和结构，蜗杆传动的受力分析和强度计算，蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算。7.轮系设计轮系的类型，定轴轮系及其传动比，周转轮系及其传动比，混合轮系及其传动比，轮系的应用。8.挠性传动设计带传动的类型和应用，带传动的受力分析，带的应力分析，带传动的弹性滑动和传动比，普通V带传动设计，滚子链传动设计。9.联接螺纹参数，螺纹副的受力分析、效率和自锁，螺纹联接的基本类型，螺纹联接的预紧和防松，螺纹联接的强度计算，提高螺纹联接强度的措施，键联接和花键联接，销联接。10.轴轴的功用和类型，轴的材料，轴的结构设计，轴的强度计算11.滑动轴承摩擦状态，滑动轴承的结构形式，轴瓦及轴承衬材料，非液体摩擦滑动轴承的设计计算。12.滚动轴承滚动轴承的类型、特点和代号，滚动轴承的失效形式及选择计算，滚动轴承的润滑和密封，滚动轴承的组合设计13.联轴器（二）基本要求1.了解本课程的研究对象、内容、性质和任务。对机械设计的一般原则、程序及现代设计方法应有所了解。2.能绘制平面机构的运动简图。能计算平面机构的自由度。3.了解常用四杆机构的基本类型、特性和应用。对曲柄存在条件、传动角、死点、行程速比系数等有明确的概念。4.了解凸轮机构的类型和应用。对从动件的运动规律、凸轮机构的压力角和自锁条件有明确概念。能用图解法绘制盘形凸轮廓线。6.了解齿轮传动的类型及应用。了解齿廓啮合基本定律和渐开线直齿圆柱齿轮的啮合特性，掌握直齿圆柱齿轮的基本参数与几何尺寸的关系。了解渐开线齿轮切齿的基本原理、根切现象和最少齿数。对变位与变位齿轮的概念有所了解。了解齿轮传动的失效形式，掌握齿轮传动的设计准则。能对直齿圆柱齿轮进行受力分析和强度计算。了解斜齿圆柱齿轮的啮合特点，理解斜齿轮当量齿数的概念，明确斜齿轮的基本参数，能计算斜齿轮的几何尺寸，能对斜齿轮进行受力分析和强度计算。了解直齿圆锥齿轮的啮合特点。了解齿轮的常用材料、精度和结构。7.了解蜗杆传动的特点及应用。掌握阿基米德蜗杆传动的基本参数与几何尺寸的关系。了解蜗杆传动的失效形式，能对蜗杆传动进行受力分析、强度计算。了解蜗杆、蜗轮的结构及传动的效率、润滑。8.了解轮系的分类及应用。掌握定轴轮系、周转轮系、混合轮系传动比的计算。9.了解带传动的类型、特点和应用。了解带传动的工作原理。能对带传动进行受力分析、应力分析。对带传动的弹性滑动和打滑有明确的概念。了解带传动的失效形式、计算准则。了解带传动的设计计算。了解带传动的张紧。了解链传动的类型、特点和应用。了解链传动的运动特性、失效形式。能选用滚子链传动。10.了解螺纹联接的主要类型、特点和应用。了解螺旋副的受力分析、效率和自锁。了解螺纹联接的防松方法。掌握螺纹联接的失效形式和计算准则并能根据已知条件按标准（参看有关手册）合理选用螺栓联接。了解键联接类型、特点并能合理选用。了解销的应用。11.了解轴的分类、特点和应用。了解轴的材料及选择。掌握轴的结构设计及常用的强度计算方法（按扭转强度计算和按弯扭组合强度计算）。12.了解滑动轴承的特点、应用、类型、摩擦状态及轴承材料。了解润滑剂及润滑装置，掌握非液体摩擦滑动轴承的设计准则与方法。13.了解滚动轴承的构造、主要类型和特性。熟悉滚动轴承代号。了解滚动轴承的失效形式和计算准则。明确滚动轴承额定寿命、额定动载荷、额定静载荷、当量动载荷等概念。能对滚动轴承进行选择计算和组合设计。14.了解常用联轴器的功用、类型、特点和选用方法。（三）学时分配本课程的教学时数为72学时，课内学时分配如下表：

课程内容讲课习题课小

计绪论202机械系统的运动简图设计415平面连杆机构516凸轮机构404齿轮传动12214蜗杆传动314轮系415挠性传动808螺纹联接516键、销联接202轴415滑动轴承303滚动轴承527联轴器101合

计621072

（四）课程内容的重点、难点1.

绪论：重点：实现由基础课学习向专业课学习的过渡和转变，树立系统设计和整机的概念，适应教材内容和学习方法的变化。2.机械系统的运动简图设计重点：机构自由度的计算。难点：机构运动简图的绘制。3.平面连杆机构设计重点：铰链四杆机构的类型及特性。难点：铰链四杆机构的设计。4.

凸轮机构重点：从动件的运动规律，凸轮轮廓的设计，设计凸轮机构应注意的问题。难点：反转法设计凸轮轮廓。5.其他常用机构6.齿轮传动重点：渐开线标准直齿圆柱齿轮外啮合传动的基本理论及设计计算。齿轮传动的失效形式，斜齿圆柱齿轮的各分力大小计算和轴向力Fa的方向判断，各类齿轮传动的综合受力分析。齿轮传动设计中主要参数的选择及参数的协调与中心距圆整。难点：重合度，圆柱齿轮传动强度计算中理论公式，斜齿轮的当量齿数。7.蜗杆传动重点：蜗杆传动的特点、几何尺寸计算及正确啮合条件，蜗杆传动受力分析与运动分析，蜗杆传动的失效形式。难点：蜗杆传动受力分析。8.轮系设计重点：各种轮系传动比计算。难点：正确划分轮系。9.挠性传动设计重点：带传动的受力分析、应力分析、弹性滑动与打滑，带传动的失效形式、设计准则和V带传动的设计计算。普通V带传动设计时的参数选择。链传动的运动特性难点：弹性滑动，V带传动的设计计算。10.联接重点：螺纹联接的结构类型，受预紧力和轴向工作载荷作用时，单个螺栓联接的螺栓总拉力的确定，各种防松方法及各种提高强度的措施。难点：受预紧力和轴向工作载荷时，单个螺栓联接的螺栓总拉力的确定。11.轴重点：轴的类型，转轴的强度计算，轴的结构设计。难点：轴的结构设计（轴上零件的定位固定方法、与轴的配合、结构工艺性、确定各段轴的直径d和长度L等）。12.滑动轴承重点：摩擦的分类、特性，轴瓦材料及其应用，非液体摩擦滑动轴承的设计准则与方法。13.滚动轴承重点：滚动轴承类型的选择，轴承寿命计算，具有内部轴向力的角接触球轴承和圆锥滚子轴承轴向载荷的计算，滚动轴承部件的组合设计，特别是支承结构形式的选用，轴承内外圈的定位固定及角接触轴承的安装方式，润滑与密封形式。

难点：具有内部轴向力的角接触球轴承和圆锥滚子轴承轴向载荷的计算，滚动轴承部件的组合设计。14.联轴器重点：联轴器的选用。

三、课程改革与特色本门课程使用了现代多媒体教学手段为主，粉笔、黑板及模型演示等手段相合的教学方式。根据教师各自的个性与教学特点形成多种风格与特色的电子教案。素材包括应用实例，图表、曲线，以及相应的仿真动画、三维动画，影视资料等，自己拍摄及电教片中的视频图像，教材的附图。在教学手段方式的应用上，强调传统与现代教学手段的优势和互补。建立了专用的多媒体教室，为开展现代多媒体教学创造了条件。

四、推荐教材及参考书推荐教材：《机械设计基础》，

主

编：黄华梁

彭文生出版社：高等教育出版社出版或修订时间：2003年参考书：《机械设计基础》，

主

编：扬可桢

程光蕴出版社：高等教育出版社出版或修订时间