郑州大学现代远程教育《机械设计基础》课程

《机械设计基础》课程教学标准一、课程基本信息课程名称：机械设计基础课程代码： 0211G322适用专业：机电一体化技术总学时数：112学时先修课程：高等数学、机械制图后续课程：机械加工工艺二、课程定位机械设计基础是机电一体化技术专业的职业支撑课。

该课程是将机械原理与机械零件的内容有机地结合在一起，它以高等数学、机械制图课为前导，以机械中常用机构和通用零件为基础，是从理论性、系统性很强的基础课向专业课过渡的一个重要转折点，在教学中具有承上启下的作用，课程知识掌握的程度直接影响到后续课程的学习。

通过本课程的学习，可以使学生掌握常用机构和通用零件的基本理论和基本知识，初步具有分析、设计能力并获得必要的基本技能训练，同时注意培养学生正确的设计思想和严谨的工作作风，对机械工程专业的职业岗位能力培养有重要作用，为培养学生处理一般工程问题的能力和学习有关后继课、专业课打下基础。

三、课程设计思路本课程标准在设计上本着懂理论，重应用的总体思路，坚持突出能力目标、以项目及任务为载体、教学以学生为主体以教师为主导的原则；采用项目教学法、任务驱动法、讨论法、讲授法、案例教学、理实一体化多种教学法。

注重基础应用性，从理论的传授过渡到方法的学习，运用现代教学手段进行教学，将理论教学与课内实训充分融合，培养学生初步解决工程实际问题的能力。

四、课程教学目标1、能力目标：（1）能根据工程实际问题建立基础力学模型。

（2）能运用手册、图册等有关技术资料机械零件的标准选用。

（3）能够使用、维护和改进机械设备。

2、知识目标：（1）掌握静力学基本知识，掌握平面任意力系平衡方程的建立及应用。

（2）掌握常用标准件和通用零部件的国家规范、选用原则和强度计算等知识。

(3) 熟悉常用机构的结构组成、工作原理、运动特性和应用特点等基本知识。

(4)了解常用机构及通用零部件的维护知识。

3、职业素质目标：(1) 通过课程的学习，使学生了解我国人民在机械历史上的巨大贡献，激发学生强烈的民族自尊心和自信心，形成对国家、民族的责任感，进而培养爱国主义情感。

郑州大学现代远程教育《机械设计基础》课程作业（一）.选择题（在每小题的四个备选答案中选出一个正确的答案，并将正确答案的号码填在题干的括号内，每小题1分，共20分）1．在平面机构中，每增加一个低副将引入（ C ）。

A ．0个约束B ．1个约束C ．2个约束D ．3个约束2.铰链四杆机构ABCD 中，AB 为曲柄，CD 为摇杆，BC 为连杆。

若杆长l AB =30mm,l BC =70mm ，l CD =80mm ，则机架最大杆长为（ C ）A.80mmB.100mmC.120mmD.150mm3．在凸轮机构中，当从动件以 运动规律运动时，存在刚性冲击。

（ A ）A ．等速B ．摆线C ．等加速等减速D ．简谐4.棘轮机构中采用了止回棘爪主要是为了( A )A.防止棘轮反转B.对棘轮进行双向定位C.保证棘轮每次转过相同的角度D.驱动棘轮转动5．在标准直齿轮传动中，硬齿面齿轮应按 设计。

（ B ）A ．齿面接触疲劳强度B ．齿根弯曲疲劳强度C ．齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度D ．热平衡6．在一对标准直齿轮传动中，大、小齿轮的材料及热处理方式相同时，小齿轮的齿面接触应力1H σ和大齿轮的齿面接触应力2H σ的关系为 。

（ C ）A ．1H σ>2H σB ．1H σ<2H σC ．1H σ=2H σD ．不确定7．提高蜗杆传动效率的措施是 。

（ D ）A ．增加蜗杆长度B ．增大模数C ．使用循环冷却系统D ．增大蜗杆螺旋升角8.在传动中，各齿轮轴线位置固定不动的轮系称为( B )A.周转轮系B.定轴轮系C.行星轮系D.混合轮系9、带传动采用张紧轮的目的是_______ 。

（ D ）A.减轻带的弹性滑动B.提高带的寿命C.改变带的运动方向D.调节带的拉力10、链传动设计中，当载荷大，中心距小，传动比大时，宜选用_____。

（ B ）A 大节距单排链B 小节距多排链C 小节距单排链D 大节距多排链11、平键联接选取键的公称尺寸b ×h的依据是_____。

《机械设计基础》课程教学大纲一、课程与任课教师基本信息课程名称：机械设计基础课程类别：必修课√选修课□其中理论学时/实验（实训、讨论等）学时：总学时/学分：64/458/6授课时间：一（1，2）、三（1，2）/1-16周授课地点：7B414任课教师姓名：田君职称：副教授课程所属院（系）：机械工程学院联系电话：Email答疑时间、地点与方式：1.每次上课的课前、课间和课后，采用一对一的问答方式；2.每次发放作业时，采用集中讲解方式。

二、课程简介《机械设计基础》机械设计基础是一门培养学生具有一般机械设计基本知识的技术基础课。

本课程主要介绍一般机械中的常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本的设计理论和计算方法，同时扼要介绍与本课程有关的国家标准和规范。

在教学过程中综合运用先修课程中有关的知识与技能，结合各实践环节进行工程技术人员所需的基本训练，为学生日后的工作打下良好的基础。

三、课程目标本课程教学的总体目标是：通过本课程的学习，使学生能认识机械、了解机械；掌握机构学和机械动力学的基本理论、基本知识和基本技能，学会常用机构的分析和综合方法，并具有进行机械系统运动方案（创新）设计的初步能力；获得机械产品设计与制造技术的基础知识；使学生达到运用所学知识去解决现代机械工程中的实际问题的能力。

结合专业培养目标，提出本课程要达到的目标。

这些目标包括：1．知识与技能目标：通过本课程的学习，使学生掌握一般机械中的常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本的设计理论和计算方法，具有使用和维护机械设备的能力；熟悉与本课程有关的国家标准和规范，并结合课程设计实践，使学生具有运用标准和规范、设计手册以及查阅有关资料进行设计简单机械传动装置的能力。

2．过程与方法目标：在学习常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本的设计理论和计算方法等内容的过程中，使学生的思维和分析方法得到一定的训练，培养学生综合分析和处理问题的能力。

《机械设计基础》电子教案一、课程概述《机械设计基础》是一门涉及机械原理、机械零件设计等多方面知识的重要技术基础课程。

通过本课程的学习，学生将掌握机械设计的基本理论、方法和技能，为后续专业课程的学习以及从事机械设计相关工作奠定坚实的基础。

本课程主要包括机械传动、常用机构、轴系零部件等内容。

在教学过程中，注重理论联系实际，培养学生的工程实践能力和创新思维。

二、教学目标1、知识目标使学生掌握机械设计的基本概念、原理和方法，熟悉常见机械零件和机构的工作原理、结构特点和设计要求。

2、能力目标培养学生具备初步的机械设计能力，能够进行简单机械传动系统和机械零部件的设计计算，具备运用标准、规范和手册等技术资料的能力。

3、素质目标培养学生的工程意识、创新精神和团队合作精神，提高学生的综合素质和解决实际问题的能力。

三、教学重难点1、重点（1）机械传动系统的设计计算，如带传动、链传动、齿轮传动等。

（2）常用机构的工作原理和设计方法，如平面连杆机构、凸轮机构、间歇运动机构等。

（3）轴系零部件的设计，如轴、轴承、联轴器等。

2、难点（1）复杂机械传动系统的运动分析和动力计算。

（2）齿轮的参数计算和强度校核。

（3）轴的结构设计和强度计算。

四、教学方法1、讲授法通过课堂讲授，系统地传授机械设计的基本理论和知识。

2、案例教学法结合实际工程案例，进行分析和讨论，加深学生对知识的理解和应用能力。

3、实验教学法通过实验操作，让学生亲身体验机械零件和机构的工作原理和性能。

4、课程设计安排课程设计任务，培养学生的综合设计能力和创新思维。

五、教学内容1、机械传动（1）带传动介绍带传动的类型、工作原理、特点和应用。

讲解带传动的受力分析、应力分析和弹性滑动与打滑现象。

重点讲授带传动的设计计算方法，包括确定带的型号、长度、根数，以及计算压轴力等。

（2）链传动讲解链传动的工作原理、特点和应用。

分析链传动的运动特性和受力情况。

阐述链传动的主要参数选择和设计计算方法。

（四）课程设计题（30分）1、绘制一级直齿圆柱齿轮减速器装配图、齿轮轴零件图；2、书写设计计算说明书。

'带式运输机传动装置中的同轴式1 级圆柱齿轮减速器目录设计任务书 (1)传动方案的拟定及说明 (4)电动机的选择 (4)计算传动装置的运动和动力参数 (5)传动件的设计计算 (5)轴的设计计算 (8)滚动轴承的选择及计算 (14)键联接的选择及校核计算 (16)连轴器的选择 (16)减速器附件的选择 (17)润滑与密封 (18)设计小结 (18)参考资料目录 (18)机械设计课程设计任务书题目:设计一用于带式运输机传动装置中的同轴式二级圆柱齿轮减速器一:总体布置简图1—电动机;2—联轴器;3—齿轮减速器;4—带式运输机;5—鼓轮;6—联轴器二:工作情况,载荷平稳、单向旋转三:原始数据鼓轮的扭矩T: N &#8226;m, 850鼓轮的直径D: mm, 350运输带速度V m/s, 0.7带速允许偏差 , 5使用年限年, 5工作制度班/日, 2四:设计内容1. 电动机的选择与运动参数计算2. 斜齿轮传动设计计算3. 轴的设计4. 滚动轴承的选择5. 键和连轴器的选择与校核6. 装配图、零件图的绘制7. 设计计算说明书的编写五:设计任务1:减速器总装配图一张2:齿轮、轴零件图各一张3:设计说明书一份六:设计进度1、第一阶段:总体计算和传动件参数计算2、第二阶段:轴与轴系零件的设计3、第三阶段:轴、轴承、联轴器、键的校核及草图绘制4、第四阶段:装配图、零件图的绘制及计算说明书的编写传动方案的拟定及说明由题目所知传动机构类型为:同轴式二级圆柱齿轮减速器。

故只要对本传动机构进行分析论证。

本传动机构的特点是:减速器横向尺寸较小两大齿轮浸油深度可以大致相同。

结构较复杂,轴向尺寸大中间轴较长、刚度差中间轴承润滑较困难。

电动机的选择1:电动机类型和结构的选择因为本传动的工作状况是:载荷平稳、单向旋转。

《机械设计基础》课程体系和课程内容《机械设计基础》作为近机械类专业的重要技术基础课，其任务是使学生掌握常用机构和通用零件的基本理论、基本知识和基本方法。

通过本课程理论和实践的学习，使学生具有综合运用所学知识和实践技能，设计简单机构和简单传动装置的能力；具有通过实验和观察去识别常用机构组成、工作特性和通用机械零件结构特点的能力。

一、教学内容1.绪论内容：机械设计基础的研究对象和内容；本课程的性质和任务；本课程的学习方法；机械设计概述。

2.平面机构的自由度和速度分析内容：机构的组成；平面机构的运动简图；平面机构的自由度；速度瞬心和其应用。

3.平面连杆机构内容：平面连杆机构的特点及应用；平面四杆机构的组成、基本形式及其演化；平面四杆机构的特性；平面四杆机构的设计。

4.凸轮机构内容：凸轮机构的组成、类型、特点及应用；常用从动件的运动规律；盘形凸轮轮廓的设计；凸轮机构设计中的几个问题。

5.齿轮传动内容：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齿轮不发生根切的最少齿数；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；齿轮传动的精度；渐开线标准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；齿轮的结构设计及齿轮传动的润滑。

6.其他常用机构内容：螺旋机构；棘轮机构；槽轮机构；其他间歇运动机构；7.蜗杆传动内容：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。

8.轮系内容：定轴轮系传动比的计算；行星轮系传动比的计算；混合轮系传动比的计算；轮系的应用。

9.带传动和链传动内容：带传动的类型、特点及应用；V带和V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；链传动的类型、特点及应用；滚子链的结构及标淮；链传动的运动特性；滚子链传动的设计方法；链传动的布置、张紧及润滑。

《机械设计基础》课程教学内容及学时分配1．绪论（2课时）介绍本课程的任务、性质以及学习方法，了解有关机器、机构、构件和零部件的概念，介绍机械设计的基本要求、设计方法和一般步骤。

2．平面机构的自由度和速度分析（2学时/课堂教学+2学时/实验）掌握运动副及其分类，以平面机构运动简图的绘制为重点，掌握平面机构自由度的计算方法。

实验一、机构简图测绘与机械设计陈列室3．平面连杆机构（2课时/课堂教学+2学时/实验）了解平面连杆机构的应用，重点介绍铰链四杆机构的基本型式，急回运动、死点位置、压力角和传动角的特性，曲柄存在的条件和铰链四杆机构的演化；了解平面四杆机构的设计，了解速度瞬心在速度分析中的应用。

实验二、整机分析与测绘4．凸轮机构（2课时/课堂教学）了解凸轮机构的分类和应用，介绍从动件的常用运动规律，掌握按给定运动规律绘制凸轮轮廓线的方法，介绍设计凸轮机构时应注意的问题。

5．齿轮机构（4课时/课堂教学）了解齿轮机构的类型和特点；掌握齿廓啮合的基本定律，渐开线的形成和特性及渐开线齿廓的啮合特性；掌握齿轮各部分名称及渐开线标准齿轮的基本尺寸；掌握一对渐开线齿轮的正确啮合条件；了解渐开线齿廓的切制原理及根切现象和最少齿数的概念；理解斜齿圆柱齿轮机构传动的啮合特点；了解圆锥齿轮机构传动的啮合特点。

6．轮系（2课时）了解轮系的分类和应用，掌握定轴轮系传动比的计算，理解和掌握周转轮系和混合轮系传动比的计算，简介几种特殊的行星轮系传动。

7．机械零件设计概论（2课时）了解机械零件设计的基本要求，理解机械零件的体积强度和表面强度，了解机械零件常用材料及其选择，了解机械零件的结构工艺性及机械零部件的标准化、系列化和通用化。

8．连接（4课时）理解螺纹的主要参数和类型，掌握螺旋副的受力分析、效率和自锁，了解螺纹联接的基本类型和螺纹联接件，了解螺纹联接的预紧和防松，掌握螺纹联接的强度计算和螺栓组的受力分析；了解螺旋传动的特点、类型；了解键联接的特点和类型，掌握平键联接的选择原则和强度计算；了解花键联接、销联接、过盈联接等其他联接型式。

《机械设计基础》教案一、课程概述《机械设计基础》是机械工程及相关专业的一门重要专业基础课程，旨在培养学生掌握机械设计的基本原理、方法和技能，为后续专业课程的学习和实际工程应用奠定基础。

本课程内容丰富，涉及机械设计的基本理论、设计方法和设计实践，重点培养学生的创新能力和实践能力。

二、教学目标1.掌握机械设计的基本原理和方法，能运用所学知识解决实际问题。

2.培养学生的创新意识和团队合作精神，提高学生的设计能力。

3.了解机械设计领域的发展动态和前沿技术，拓宽学生的知识视野。

4.培养学生具备良好的工程素质和职业道德，为学生的职业生涯发展奠定基础。

三、教学内容1.机械设计概述：介绍机械设计的概念、任务、分类和发展趋势。

2.机械零件设计：包括传动零件、连接零件、轴系零件、弹簧等的设计原理和计算方法。

3.机械传动设计：介绍传动系统的类型、性能参数和设计方法，包括齿轮传动、带传动、链传动等。

4.轴承和联轴器设计：分析轴承的类型、性能和选用原则，介绍联轴器的结构和设计方法。

5.机械结构设计：阐述机械结构设计的基本原则、方法和步骤，包括结构要素、强度计算、稳定性分析等。

6.机械创新设计：探讨机械创新设计的方法和技巧，培养学生的创新思维和设计能力。

7.机械设计实例分析：分析典型机械设计实例，使学生了解机械设计的实际应用。

四、教学方法1.讲授法：系统讲解机械设计的基本原理和方法，使学生对课程内容有全面了解。

2.案例分析法：通过典型机械设计实例的分析，培养学生解决实际问题的能力。

3.讨论法：组织课堂讨论，激发学生的思维活力，培养学生的沟通能力和团队合作精神。

4.实践教学：安排课程设计、实验等实践环节，提高学生的动手能力和创新能力。

5.现代教育技术：利用多媒体、网络等现代教育技术手段，丰富教学形式，提高教学效果。

五、教学安排1.总学时：64学时2.理论教学：48学时3.实践教学：16学时（含课程设计、实验等）4.教学进度安排：第1周：机械设计概述第2-4周：机械零件设计（传动零件、连接零件、轴系零件、弹簧）第5-7周：机械传动设计（齿轮传动、带传动、链传动）第8-9周：轴承和联轴器设计第10-11周：机械结构设计第12周：机械创新设计第13周：机械设计实例分析第14周：课程设计第15周：实验第16周：复习与考试六、考核方式1.平时成绩：30%（包括课堂表现、作业、小测验等）2.实践环节：30%（课程设计、实验等）3.期末考试：40%七、教学资源1.教材：《机械设计基础》（主编：X，出版社：X）2.参考文献：《机械设计手册》、《机械设计课程设计指导书》等3.网络资源：中国大学MOOC、爱课程等在线课程资源4.实验室：机械设计实验室、机械创新实验室等八、教学效果评价1.课后作业：检查学生对课堂所学知识的掌握程度。