《机械设计（3D版）第2版》教案大纲

机械设计教学大纲【课程类别】专业基础课【先修课程】机械制图、材料力学、机械原理等【适用专业】机械类本科专业一、教学目标机械设计课程是机械类专业的必修课程。课程以通用机械零、部件为研究对象，通过本课程的学习，使学生掌握通用机械零、部件的工作原理、特点、应用范围和设计计算方法，培养学生具有一定的机械设计能力和决策能力，能初步设计机械传动装置和简单机械，为进一步学习后续专业课程奠定基础。二、教学内容、要求和学时分配（一）第一章绪论学时：1教学内容：机械对发展国民经济的作用；本课程的性质、任务和主要内容。教学要求：理解机器的作用和组成机器的基本要素。重点、难点：（二）第二章机械设计总论学时：3教学内容：1．机器总体设计概述

2．机械零件设计概述

3．机械零件的设计方法（含现代设计方法简介）

4．机械零件设计的一般步骤

5．机械零件材料的选用原则

6．机械零件设计的标准化教学要求：介绍机械设计的基本要求和一般程序；掌握机械零件设计的基本要求：强度、刚度、耐磨性、振动稳定性、工艺性、热平衡和可靠性要求等；了解机械零件设计的一般步骤；了解机械零、部件的标准化。简单介绍金属材料：铸铁、钢、有色金属合金、粉末合金；非金属材料：橡胶、工程塑料、木材等；及选用材料的基本原则。重点、难点：机械设计的基本要求和一般程序，机械零件设计的基本要求和步骤（三）第三章机械零件的强度学时：4教学内容：1．应力寿命曲线和极限应力线图

2．稳定变应力时安全系数的计算方法

3．双向变应力时安全系数的计算方法4．疲劳损伤累积概说（Miner法则）

5．单向规律性非稳定变应力时机械零件的疲劳强度计算方法教学要求：复习零件在静应力下的强度计算。掌握零件在变应力下的强度计算：应力变化的类型、变应力参数、疲劳曲线、材料的极限应力线图、影响零件疲劳强度的因素、零件的极限应力线图，零件在单向稳定变应力下安全系数的计算方法（循环特性R=常数，平均应力σm=常数，最小应力σmin=常数），零件在双向稳定变应力下安全系数的计算方法。了解单向规律性非稳定变应力时机械零件的疲劳强度计算。重点、难点：材料及零件的极限应力线图，零件在单向稳定变应力下安全系数的计算方法（四）第四章摩擦磨损及润滑学时：2教学内容：1．摩擦、磨损的分类与机理

2．润滑剂和润滑方法

3．流体动压油膜和静压油膜的形成原理

4．弹性流体动压润滑教学要求：了解摩擦、磨损、润滑的分类及特点；润滑剂和润滑方法；润滑油及润滑脂的主要质量指标；添加剂的作用及种类。重点、难点：摩擦、磨损、润滑的分类及特点。（五）第五章螺纹连接学时：8教学内容：1．螺纹连接的类型及应用

2．螺纹连接件的类型及标准

3．螺纹连接设计及强度计算的理论与方法

4．螺栓组连接的受力分析5．提高螺纹连接强度的措施教学要求：了解螺纹的分类、主要参数、螺纹副中力的分析、效率与自锁；掌握螺纹连接的基本类型：螺纹连接件，螺纹连接的预紧与防松装置；掌握螺纹连接的计算：失效形式、计算准则；详细讲解紧螺栓连接强度计算方法和计算实例。掌握被连接件受横向载荷的螺栓组连接、受轴向载荷的螺栓组连接，受扭转力矩的螺栓组连接以及受倾覆力矩的螺栓组连接的受力分析；螺纹连接件的材料及许用应力；提高螺纹连接强度的措施。重点：在不同外载荷作用下，螺栓组中各螺栓的受力分析。单个螺栓的强度计算难点：一般载荷作用下的螺栓组的受力分析计算习题课、讨论课等教学形式：螺栓组受力分析及强度计算（六）第六章键、花键、无键联接和销联接学时：2教学内容：1．键联接的主要类型及应用特点

2．键的类型及尺寸的选择方法

3．平键联接强度校核计算

4．花键联接的类型、特点和应用

5．花键联接强度校核计算

6．无键联接的类型、特点和应用

7．销联接的类型、特点和应用教学要求：掌握键、花键和销联接的分类、结构；平键联接的设计与计算；了解无键联接；销联接重点、难点：键、花键的类型和特点、尺寸选择和强度校核方法。（七）第七章带传动学时：4教学内容：1．带传动的类型、特点及应用场合

2．普通V带的结构及其标准

3．带传动工作情况分析

4．带传动的弹性滑动及打滑

5．V带传动的失效形式及设计准则

6．V带传动的设计方法和步骤

7．传动的张紧方法和装置

8．V带带轮的结构形式及设计教学要求：了解带传动的形式、特点和应用；掌握带传动的受力分析及应力分析；掌握带传动的最大有效拉力的影响因素，了解带的弹性滑动和打滑区别；掌握带传动的失效分析和设计准则，单根V带所能传递的功率；V带传动的设计；了解带传动的张紧装置。重点：带传动的受力分析及应力分析，带的弹性滑动和打滑，V带传动的设计难点：带的弹性滑动与打滑的关系习题课、讨论课等教学形式：带传动受力分析（八）第八章链传动学时：41．链传动的类型、特点及应用场合2．链传动的运动特性3．链传动的设计计算4．链传动的布置、张紧和润滑教学要求：链传动的类型、特点和应用；链传动的零件和材料；链传动的运动特性；链传动的受力分析；滚子链传动的设计计算；链传动的合理布置和张紧方法；链传动的润滑。重点：链传动的运动特性；滚子链传动的设计计算（九）第九章齿轮传动学时：8教学内容：1．齿轮传动的失效形式及设计准则

2．齿轮的常用材料及选择

3．轮齿受力分析及选择

4．直齿圆柱齿轮传动的强度计算和设计方法

5．斜齿圆柱齿轮体传动的强度计算和设计方法

6．齿轮结构形式及其设计

教学要求：掌握齿轮传动的失效形式及计算准则；齿轮材料及热处理；掌握圆柱齿轮的计算载荷；掌握直齿圆柱齿轮受力分析和强度计算；掌握直齿圆柱齿轮传动的设计方法与步骤；掌握斜齿圆柱齿轮传动的受力分析和强度计算；掌握齿轮的结构设计。重点：直齿圆柱齿轮传动的设计方法和斜齿圆柱齿轮传动的设计方法习题课、讨论课等教学形式：齿轮传动强度计算（十）第十章蜗杆传动学时：4教学内容：1．蜗杆传动的类型及应用

2．普通圆柱蜗杆传动几何参数的计算及选择方法3．蜗杆传动的失效形式、受力分析及强度计算

4．蜗杆传动的热平衡原理和计算方法

5．蜗杆、蜗轮的结构形式、材料及设计教学要求：了解蜗杆传动的工作特点、分类；掌握圆柱蜗杆传动的主要参数、蜗杆传动的失效形式和计算准则；掌握圆柱蜗杆传动的承载能力计算：轮齿上的作用力分析、蜗轮齿面接触疲劳强度计算、齿根弯曲疲劳强度计算；了解蜗杆传动的材料和许用应力；掌握蜗杆传动的效率、自锁和热平衡计算。重点：蜗杆传动受力分析和主要参数选择，蜗杆传动的设计方法和热平衡计算方法（十一）第十一章滑动轴承学时：4教学内容：1．滑动轴承的特点、典型结构及应用场合

2．轴承材料及其选用

3．不完全液体润滑滑动轴承的设计及设计方法

4．流体动力润滑径向滑动轴承的设计原理及设计方法教学要求：了解轴承的分类、径向滑动轴承的结构及组成；了解滑动轴承的失效形式和常用材料；掌握不完全液体润滑滑动轴承的条件性计算方法；掌握液体动压润滑的基本原理；掌握液体动力润滑的基本方程；掌握液体动力润滑径向轴承的设计计算方法。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及参数选择难点：液体动力润滑径向滑动轴承的设计及参数选择（十二）第十二章滚动轴承学时：8教学内容：1．滚动轴承的类型及代号

2．滚动轴承的类型选择

3．滚动轴承的尺寸选择与寿命计算4．滚动轴承的工作情况分析

5．滚动轴承的组合设计

教学要求：了解滚动轴承的构造、材料及特点；掌握滚动轴承的代号、类型和选择；掌握滚动轴承的力分析、失效及计算准则；掌握滚动轴承的动载荷和寿命计算、静载荷计算；掌握滚动轴承的组合结构设计。重点：滚动轴承的当量动载荷、寿命计算及滚动轴承的组合设计难点：角接触向心轴承的当量动载荷计算习题课、讨论课等教学形式：滚动轴承寿命计算（十三）第十三章联轴器与离合器学时：2教学内容：1．联轴器的类型、结构、特点及应用场合

2．联轴器的类型及型号选择与计算方法

3．离合器的类型、结构、特点及应用场合教学要求：了解联轴器和离合器的类型与选择原则；掌握刚性联轴器的类型与结构特点；掌握无弹性元件挠性联轴器的类型和结构特点；掌握有弹性元件挠性联轴器的类型与结构特点。了解离合器的类型；嵌合式、摩擦式离合器的结构特点；了解安全离合器和超越离合器的结构特点。（十四）第十四章轴学时：6教学内容：1．轴的类型及常用材料

2．轴上零件的轴向和周向定位方法及其特点

3．轴的结构设计方法及提高轴的承载能力的措施

4．轴的强度计算教学要求：掌握轴的分类、材料及轴设计的主要问题；掌握轴的结构设计；轴的强度计算。重点、难点：轴的结构设计（十五）第十五章弹簧学时：4教学内容：1．弹簧的类型及常用材料

2．普通圆柱压缩和拉伸弹簧的设计计算

3．圆柱螺旋扭转弹簧的设计计算

教学要求：掌握弹簧的分类、材料及普通圆柱压缩和拉伸弹簧设计计算的主要问题；了解圆柱螺旋扭转弹簧的结构及设计计算。重点、难点：普通圆柱压缩和拉伸弹簧设计计算三、教材与学习资源1．教材：张继忠、赵彦峻、徐楠等编著，3D版机械设计，北京：机械工业出版社2．主要参考书：濮良贵、纪名刚、吴立言主编，机械设计，北京：高等教育出版社。邱宣怀主编，机械设计，北京：高等教育出版社。吴宗泽主编，机械设计，北京：高等教育出版社。四、教学策略与方法建议1．机械设计课程是机械类专业的一门十分重要的专业技术基础课程，是一门必修的主干课，对培养机械类人才有着重要的作用，教学中应给以极大的重视，务必达到本课程提出的各项基本要求。2．在