机械设计基础教学大纲

2020-03-02 16:13:00 来源：范文大全收藏下载本文

机械设计基础（专业基础课） Fundament of Mechanical Designing 以下部分标题填写用黑体五号字体，具体填写内容字体为宋体五号）【课程编号】BJ26609 【学分数】4 【学时数】64

【课程类别】专业基础课【编写日期】2011.9.22 【先修课程】工程制图

【适用专业】金属材料工程

一、教学目的、任务

《机械设计基础》是在具备机械制图、工程力学知识的基础上展开的。它融合机械原理，机械零件，工程材料与热处理，零件的精度设计于一门课程，对机械及仪器仪表中常用机构和零部件的工作原理，适用范围，结构设计，理论计算方法，工程材料以及零件几何精度的基础知识等诸方面进行阐述，是该专业本科学习期间的一门综合性机械类课程。通过本课程学习，使学生掌握常用机构和通用机械零件的工作原理、结构特点和应用知识，并初步具有运用设计资料和查阅机械零件手册的能力，为学习专业课和从事机电技术应用工作打下必要的基础。

二、课程教学的基本要求

1、要求掌握的基本知识: 机械设计一般知识、机械零件的主要类型、性能、结构特点、应用、材料和标准等。

2、要求掌握的基本理论和方法: 机械设计基本原则、机械零件的失效形式、工作能力计算准则、受力分析、应力分析和提高零件强度的措施。

3、要求掌握的基本技能: 设计计算、结构设计和制图技能、实验技能、编制技术文件技能和CAD应用技能等。

三、教学内容和学时分配 1+1+ 4 + 2 +6 +2 +4 + 4 + 8 + 3 + 5 + 5 + 2 + 4+4 +5= 64学时

第一章总论（或绪论、概论等） 1 学时（课堂讲授学时+课程实验学时）主要内容：

总体介绍该门课程的主要内容和课程结构；介绍该门课程的基础和该课程所学知识的应用领域及发展前景。

教学要求：了解机器在经济建设中的作用；课程的研究对象、内容、性质、任务、特点及学习方法。其它教学环节（如实验、习题课、讨论课、其它实践活动）：

第二章机械设计总论(1学时) 主要内容：

1、本课程的内容、性质和任务。

2、机械设计的一般程序：方案设计、技术设计的主要内容：机器设计的基本准则等。

3、机械零件的主要失效形式。

4、机械零件的计算准则：强度、刚度、振动稳定性、耐磨性、寿命与可靠性等。

5、机械零件材料的选用原则

第三章机械零件的强度（4学时）主要内容：

1、循环应力下机械零件的强度、影响疲劳强度的因素、安全系数计算。

2、损伤积累假说。

3、提高机械零件疲劳强度的措施。

4、低周循环时机械零件的疲劳强度计算。

教学要求：了解低周循环疲劳概述、影响机械零件疲劳强度的主要因素、机械零件的抗断裂强度；掌握疲劳曲线和极限应力图、稳定变应力下机械零件的疲劳强度计算；理解变应力下机械零件的疲劳强度计算、机械零件的接触强度。

其它教学环节（如实验、习题课、讨论课、其它实践活动）：1学时习题第四章

摩擦、磨损及润滑概述（2学时）主要内容：

1、摩擦机理与摩擦定律。

2、磨损：磨损类型，磨损过程，磨合。

3、润滑：润滑的分类，润滑剂与添加剂，润滑剂的粘度。

4、流体动力润滑基本原理。

教学要求：了解摩擦的种类及其基本性质，干摩擦、边界摩擦润滑、弹性流体动压润滑理轮、常用润滑剂及添加剂的种类、工业常用润滑脂的种类及性能；掌握磨损的概念、分类及设计原则、润滑油粘度及其单位换算、形成流体动压润滑的基本条件。

其它教学环节（如实验、习题课、讨论课、其它实践活动）：

第五章螺纹联接和螺旋传动（6学时）主要内容：

1、联接螺纹和传动螺纹的概念、主要类型及特点。

2、联接件的标准及其性能等级。

3、拧紧力矩，预紧力及其控制，螺纹联接的防松原理及防松措施。

4、螺纹联接的失效形式及计算准则。

5、螺栓联接的计算：受横向载荷，受轴向静载荷，受轴向变载荷。

6、螺栓组联接受力分析。

7、螺纹联接的许用应力。

8、联接件的刚度和预紧力

教学要求：了解螺纹的特点及其应用、螺旋传动的分类及常用设计方法、螺纹联接标准件；掌握螺纹的基本参数、常用螺纹的种类、螺纹联接的基本类型、结构特点及其应用，螺纹联接的拧紧和防松、螺栓组联接的受力分析和单个螺栓的强度计算的理论和方法；熟悉螺纹联接件的材料及许用应力；理解提高螺栓联接强度的各种措施。

其它教学环节（如实验、习题课、讨论课、其它实践活动）：1学时习题

第六章键、花键、无键联接和销联接（2学时）主要内容：

1、键联接的类型、结构、特点和应用，平键联接的失效形式和强度计算：键的材料、键联接的许用应力。

2、花键联接的类型、对中方法、工作特点和应用，花键联接的强度计算。 3、销联接的种类和应用。

教学要求：熟悉键联接的类型、特点；掌握平键联接的工作原理、结构特点，平键的剖面的尺寸和长度的确定方法及平键联接强度校核的计算方法；了解花键联接的齿形、特点、工作原理；对销联接、无键联接作一般性了解。

其它教学环节（如实验、习题课、讨论课、其它实践活动）：

第七章铆接、焊接、胶接和过盈连接（自学）主要内容：

1、键联接的类型、结构、特点和应用，平键联接的失效形式和强度计算：键的材料、键联接的许用应力。

2、花键联接的类型、对中方法、工作特点和应用，花键联接的强度计算。 3、销联接的种类和应用。

其它教学环节（如实验、习题课、讨论课、其它实践活动）：

第八章带传动

（4学时）主要内容：

1、带传动的主要类型、工作原理、特点和应用范围。

2、带传动的受力分析：欧拉公式，带传动的应力分析。

3、带的弹性滑动概念与传动比。

4、带传动的失效形式和计算准则。

5、Ｖ带传动的设计计算，带轮材料、结构和尺寸。

6、带传动作用在轴上的载荷及张紧装置。

教学要求：了解带传动的类型与结构、V带轮的结构设计、其他带传动的特点；掌握带传动的工作原理、受力分析、应力分析与应力分布图，弹性滑动和打滑的基本理论，失效形式和设计准则；熟悉V带传动的设计计算方法和步骤、设计时应注意的问题。

其它教学环节（如实验、习题课、讨论课、其它实践活动）：1学时习题

第九章链传动

（4学时）主要内容：

1、链传动的类型、特点及应用。

2、链传动的工作原理和运动特点（速度的不均匀性和动载荷）。

3、滚子链的结构和规格，链轮的结构和材料。

4、滚子链传动的主要参数及选择。

5、滚子链传动的设计计算，链传动作用在轴上的载荷。

6、链传动的布置，张紧装置和润滑。

7、齿形链简介。

教学要求：了解链传动的类型、工作原理、特点及其应用；了解套筒滚子链的结构、规格和尺寸，链轮的结构特点、链传动的动载荷；掌握链传动的主要参数、滚子链的标记、运动特性分析及失效形式；熟悉链传动的受力分析、套筒滚子链传动的设计步骤和方法，链传动的布置、张紧和润滑。其它教学环节（如实验、习题课、讨论课、其它实践活动）：1学时习题

第十章齿轮转动（8学时）主要内容：

1、齿轮传动的类型、特点和应用。

2、齿轮材料、热处理及其选择。

3、齿轮的失效形式和计算准则。

4、直齿圆柱齿轮传动的计算：受力分析和计算载荷：齿根弯曲疲劳强度计算：齿面接触疲劳强度计算。

5、斜齿圆柱齿轮传动的计算：受力分析和计算载荷：齿根弯曲疲劳强度计算：齿而接触疲劳强度计算。

6、直齿锥齿轮传动：受力分析，强度计算。

教学要求：了解齿轮传动的主要特点、变位齿轮传动的设计、齿轮传动的润滑、圆弧齿圆柱齿轮传动、选用齿轮材料及热处理方式的基本要求；掌握齿轮传动的失效形式及其机理、失效部位以及针对不同失效形式的设计计算准则，直齿圆柱齿轮传动的齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度的计算的力学模型、理论依据、力的作用点及计算点（或截面）、应力的类型及变化特性，掌握强度计算公式中各参数的物理意义及对其应力（或强度）的影响、斜齿圆柱齿轮传动强度的理论和方法（比较与直齿圆柱齿轮传动的异同点）；熟练掌握齿轮传动的受力分析方法：假设条件、力的作用点、各分力大小的计算与各分力方向的判断；理解计算载荷的定义及载荷系数的物理意义、影响因素及减小载荷系数的

措施；熟悉齿轮传动的设计方法与步骤（包括材料、热处理方式和精度选择、参数选择和结构设计），直齿圆锥齿轮传动的几何计算，直齿、斜齿和锥齿轮零件图的绘制。其它教学环节（如实验、习题课、讨论课、其它实践活动）：1学时习题

第十一章蜗杆传动（3学时）主要内容：

1、蜗杆传动的类型、特点及应用。

2、蜗杆传动的运动关系和主要参数，传动比，蜗杆传动变位的特点。

3、蜗杆传动的受力分析，

4、蜗杆传动的失效形式和计算准则。

5、蜗杆、蜗轮材料的选择：许用应力。

6、蜗杆传动的计算：齿面接触疲劳强度计算，齿根弯曲疲劳强度计算；主要几何尺寸。

7、蜗杆传动的润滑、效率和热平衡计算。

8、蜗杆轴的刚度对传动性能的影响。

9、蜗杆传动精度的选择，蜗杆蜗轮的结构。

10、新型蜗杆传动（环面蜗杆传动，圆弧齿圆柱蜗杆传动）简介。

教学要求：了解蜗杆传动的特点及应用、圆弧圆柱蜗杆传动的设计、蜗杆传动的润滑、提高传动效率和散热能力的措施、蜗杆和蜗轮的结构设计；掌握普通圆柱蜗杆传动的主要参数及其选用原则、主要失效形式和设计准则、受力分析（力的作用点、大小及方向）、蜗杆传动的强度计算特点；熟悉蜗杆传动的常用材料及其选用原则、进行效率计算和热平衡计算的意义和方法。自学圆弧圆柱蜗杆传动的设计计算。

其它教学环节（如实验、习题课、讨论课、其它实践活动）：1学时习题

第十二章滑动轴承（5学时）主要内容：

1、滑动轴承的应用和分类。

2、滑动轴承的结构，轴瓦结构。

3、滑动轴承的材料及其选择。

4、不完全液体润滑滑动轴承的失效形式和计算。

5、润滑的雷诺方程式。

6、液体动力润滑单油楔径向轴承承载能力和温升的计算，几何参数、工况参数对运转参数的影响。

7、滚动轴承与滑动轴承的比较。

教学要求：了解径向滑动轴承的主要类型、特点及其应用、各类滑动轴承结构特点、对轴瓦材料的基本要求和常用轴瓦材料、轴瓦结构、滑动轴承采用的润滑剂与润滑装置、多油楔轴承等其它动压轴承的工作原理、特点及应用；熟悉液体动压润滑径向滑动轴承的计算要点、工作过程，压力曲线及需要哪些计算；掌握非液体润滑轴承的失效形式、设计计算准则，流体动压润滑的基本方程——一维雷诺方程、油楔承载机理及条件、热平衡的计算。

其它教学环节（如实验、习题课、讨论课、其它实践活动）：1学时习题

第十三章滚动轴承（5学时）主要内容：

1、滚动轴承的基本类型、结构、特点、精度和代号。

2、滚动轴承元件上的载荷分布。

3、滚动轴承的失效形式和计算准则。

4、滚动轴承的基本额定动载荷及当量动载荷的计算。

5、滚动轴承的基本额定静载荷及当量静载荷的计算。

6、滚动轴承组合的结构设计：轴承与轴颈、座孔的配合，轴承的游隙、预紧、调整。教学要求：了解各类轴承的结构特点、选用轴承的类型、予紧、润滑、静负荷计算及极限转速计算、特殊滚动轴承的特点；理解滚动轴承的工作情况、密封的作用及方式；熟练掌握常用滚动轴承的代号及表示方法、滚动轴承的主要失效形式及基本额定寿命计算方法（概念与公式）、正确进行滚动轴承部件的组合结构设计；能够正确画出滚动轴承部件装配图。

其它教学环节（如实验、习题课、讨论课、其它实践活动）：1学时习题

第十四章联轴器和离合器（2学时）主要内容：

1、联轴器的分类、特性、标准及选择

2、离合器的分类、特性、标准及选择

教学要求：了解联轴器的特性和选择及离合器的特性和选择。其它教学环节（如实验、习题课、讨论课、其它实践活动）

第十五章轴（4学时）主要内容：

1、轴的类型及应用，轴的材料及其选择

2、轴的计算准则、强度、刚度、振动稳定性

3、轴的结构设计

4、提高轴疲劳强度的措施

5、轴的强度计算：扭转强度计算、弯扭合成强度计算，安全系数校核计算

教学要求：了解轴的功用、刚度计算；掌握轴的分类、各种轴的受力与应力分析、轴的结构设计基本要求和方法、轴的强度计算方法和原理；熟悉转轴零件工作图的绘制。其它教学环节（如实验、习题课、讨论课、其它实践活动）