《机械设计基础》教学大纲

《机械设计基础》教学大纲

课程名称：《机械设计基础》

适用班级：2016级机械设计制造及其自动化 、车辆工程（专升本 函授）2014级机械设计制造及自动化（高起本 函授）、2016级机电一体化函授、机械制造与自动化（专科 函授）汽车运用技术、机电一体化、机械制造与自动化（专科 业余）

辅导教材：《机械设计基础》姚杰等编著 哈尔滨工业大学出版社

一、本课程的地位、任务和作用

本课程是一门介绍常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本设计理论和计算方法的技术基础课。其任务是培养学生：

1.掌握常用机构的结构、特性等基本知识，并初步具有选用和分析基本结构的能力；

2.掌握通用零部件的工作原理、特点、应用和简单的设计计算方法，并初步具有选用和分析简单机械和传动装置的能力；

3.具有运用标准、规范、手册、图册等有关技术资料的能力。

二、本课程的相关课程

本课程的先修课程：《工程制图基础》、《金工实习》、《工程力学》等。

三、本课程的基本内容及要求

绪论

明确本课程的研究对象、内容、性质、任务及其在教学计划中的地位；联系实际弄清机器、机构、构件和零件；常用机构和通用零件的基本概念及它们之间的联系；了解机械设计的基本要求、设计程序、及本课程的特点和学习方法。

平面机构的运动简图和自由度

了解机构运动的可能性和确定性，熟悉构件及其自由度、运动副及其约束以及运动副的分类和代表符号；明确平面机构具有确定运动的条件和计算机构自由度的意义；基本掌握简单机构运动简图绘制方法，熟练掌握平面机构自由度的计算方法。

平面连杆机构

熟悉铰链四杆机构的三种基本形式和特点，明确曲柄存在的条件，了解机构形式与尺寸之间的关系；了解铰链四杆机构的主要演化形式及其特点；掌握用图解法设计平面四杆机构的方法。

凸轮机构

了解凸轮机构的类型，掌握从动件的常用运动规律、压力角的概念，熟悉作图法设计凸轮机构。

齿轮机构

掌握齿轮机构的特点、类型、齿轮各部分的名称，渐开线标准齿轮的切齿原理、根切现象及变位齿轮的概念；明确齿廓啮合基本定律、渐开线及其性质、齿轮传动正确啮合条件、可分性、重合度；掌握渐开线圆柱齿轮的啮合原理及几何尺寸的计算；了解平行轴斜齿轮机构齿廓曲面的形成、正确啮合条件、当量齿数的概念、螺旋角的选取范围；了解直齿圆锥齿轮机构的传动特点、正确啮合条件。

轮系

明确轮系的分类和应用；掌握轮系传动比的计算方法。

间歇运动机构

理解棘轮机构、槽轮机构的用途及其运动分析；了解不完全齿轮机构和凸轮式间歇运动机构的原理和用途。

机械零件设计概论

了解机械零件应满足的要求，理解机械零件的工作能力和设计准则；接触应力的概念可在齿轮传动中讲授；有关机械制造常用材料、结构工艺性等可部分地由学生自学。

连接

了解机械零件连接的一般形式和应用；熟悉键连接的用途、平键尺寸的选择及强度校核，螺纹牙型标准、主要几何参数、防松装置；能进行螺栓连接的受力分析、强度计算，按国标正确选择螺纹标准。

齿轮传动

了解齿轮传动的常用精度等级，明确轮齿的失效形式及设计准则、齿轮材料及热处理工艺；掌握直齿圆柱齿轮传动的受力分析及强度计算。

蜗杆传动

了解蜗杆传动的工作原理、结构特点及应用；掌握蜗杆传动主要参数的选用原则、几何尺寸计算和受力分析；明确特性系数的意义、滑动速度对蜗杆传动的影响，失效形式和选材原则。

带传动和链传动

了解带传动的工作原理，V带的型号、规格及失效形式，掌握带的打滑及弹性滑动的概念；明确带传动的工作情况及应力状态，带传动的特点和应用范围；熟悉V带型号的选择原则，V带轮的结构，掌握带传动的设计计算；了解链传动的特点、类型和应用。

轴

掌握轴的类型及其应用；掌握轴的结构设计和强度计算的一般方法和步骤，并能解决一级圆柱齿轮减速器中轴的设计问题。

滑动轴承

了解摩擦状态、滑动轴承的结构型式和动压润滑的基本原理，了解轴瓦和轴承衬材料和轴承的计算。

滚动轴承

熟悉轴承的类型及用途，掌握滚动轴承的基本构造、性能、代号及类型选用原则；了解滚动轴承的当量负荷的计算、寿命计算及尺寸选择方法，滚动轴承的组合设计。

四、实验及要求

本课程安排3个实验，6个学时，具体安排如下：

1.机构运动简图的绘制与分析：2学时，必开

2.机构的认知：2学时，选开

3.齿轮基本参数测定：2学时，选开

4.减速器拆装与结构分析：2学时，选开

5.机械零件认知：2学时，选开

五、习题数量及要求

在平面机构自由度、连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、轮系、齿轮设计、带传动、轴的结构设计、滚动轴承的选择与校核等章节应布置一定量的练习来帮助学生巩固所学内容。

六、教学方式与考核方式

教学方式：面授辅导、平时作业

考核方式：考勤、作业和考试

七、学时分配

章次 绪论 一 二 三 四 五 六

学时 1 4 5 3 8 4 1

章次 七 八 九 十 十一 十二 十三 十四 实验

学时 2 4 4 2 3 3 2 4 6

八、几点说明

（一）由于各专业给予本课程的课时较少，所以在授课时应贯彻理解、适用的教学思想，尽量减少纯理论内容的推理过程，也即减小深度、增加宽度。

（二）教学过程中应注意理论联系实际，注重介绍理论知识的工程背景；注重以机械设计为主线把各知识点有机地结合起来。

（三）推荐教材

王继焕主编．机械设计基础（第二版）．武汉：华中科技大学出版社，2011

（四）主要参考书

1．杨可桢，程光蕴等编．机械设计基础（第五版）．北京：高等教育出版社，2006 2．孙桓等编．机械原理（第七版）．北京：高等教育出版社，2006

3．濮良贵等编．机械设计（第八版）．北京：高等教育出版社，2006

4．郭维林等编．机械原理同步辅导及习题全解（第七版）．北京：中国水利水电 出版社，2009

5．张霄鹏等编．机械设计同步辅导及习题全解(第八版)．北京：中国矿业大学出版社，2008

《机械设计基础》复习范围

重要知识点

第五章

1、按照运动副特性运动副分类

2.机构运动简图

3.机构具有确定运动的条件

4. 计算机构自由度

第六章

1. 铰链四杆机构基本形式及判定

2.平面四杆机构运动特性（曲柄存在条件、急回特性、压力角和传动角、死点）

3.机构当出现死点位置时，避免或克服的措施

4、平面四杆机构设计（曲柄摇杆机构和曲柄滑块机构设计）

第七章

1.凸轮机构分类

2.凸轮机构从动件常见运动规律及运动特性（冲击）

3. 平底凸轮机构的压力角

4.凸轮轮廓设计

第八章

1. 渐开线上各点压力角与向径关系

2. 当一对渐开线齿轮制成后，即使两轮的中心距稍有改变，其角速度比仍保持原值不变的原因

3.渐开线齿轮啮合条件（正确和连续啮合/直齿圆柱和斜齿圆柱）

4. 斜齿圆柱齿轮的标准模数和标准压力角

5.范成法加工齿轮及根切现象，基圆直径与齿根圆直径关系

6.齿轮参数和尺寸计算

第九章

1.轮系分类

2.周转轮系分类

3.行星轮系和差动轮系区别

4.轮系计算

第十章

1. 常用的间歇运动机构（至少掌握4种） 第十二章

1. 螺纹功用，连接螺纹常用旋向

2. 螺纹联接基本类型及运用场合

3.螺纹联接预紧的目的

4.螺纹防松办法

5.键的功用的分类

6. 普通平键工作面

第十三章

1齿轮的失效形式

第十四章

1. 蜗杆传动功用及常用主动件

2. 蜗杆的导程角为γ，模数为m，蜗杆分度圆直径为d，直径系数为q 之间的关系，蜗杆传动的标准参数和基本尺寸在中间平面内确定

3. 蜗杆传动的主要失效形式

4.. 蜗杆传动的自锁性含义

5. 蜗杆传动传动比，转速及转向确定

第十五章

1. V带中主要承受负载的部分

2. 打滑和弹性滑动区别

3. 带传动不能保证传动比准确不变的原因

4. 影响带的承载能力因素

第十六章

1.轴的承载情况轴的分类

2.轴的刚度措施

第十七章

1. 滑动轴承与滚动轴承最大的区别

第十八章

1. 滚动轴承一般所组成

2. 代滚动轴承代号（类型代号3.5.6.7.N 内径代号d≥20）

3. 滚动轴承寿命及基本额定寿命

1. 轴及轴上零件常见设计错误（能指出）

教学方式与考核方式

教学方式：面授辅导、平时作业

考核方式：考勤、作业和考试

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