教学大纲常用机构与零件设计.docx
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教学大纲常用机构与零件设计
《常用机构与零件设计》教学大纲
一、课程基本信息
【课程编码】04110080
【课程类别】专业基础课
【适用专业】机械设计与制造；计算机辅助设计与制造；数控技术
【课程性质】必修课
【总学时】96
【学分】6
【使用教材】《机械设计基础》、4版.高等教育出版社、陈立德
二、课程教学总目标要求
包括知识、技能、其他等目标要求
常用机构与零件设计是一门培养学生具有一定机械设计能力的技术基础课。
本课程的主要任务是培养学生：
掌握机构的结构、运动特性和机械动力学的基本知识，初步具有分析和设计基本机构的能力，并对机械运动方案的确定有所了解；掌握通用机械零件的工作原理、特点、维护和设计计算的基本知识，并初步具有设计机械传动装置和简单机械的能力；具有运用标准、规范、手册、图册等有关技术资料的能力。
通过本课程的学习，应使学生达到下列基本要求：
（一）知识目标
1.了解常用机构的种类，工作原理，机械性能，及其应用场合；
2.掌握四杆机构的特性、设计方法；
3.掌握凸轮机构、齿轮机构、轮系的工作原理及运动设计；
4.掌握常用的联结及其设计；
5.掌握轴系零件的设计
6.了解其它零部件的设计：
如联轴器、制动器、离合器；
（二）能力（技能）目标
1.初步具有机械系统设计的能力；
2.具有机械零件设计的能力；
（三）素质（态度）目标
1.培养学生具有创新精神和实践能力；
2.培养严谨的科学态度和良好的职业道德；
三、课时分配
章节
课题名称
总学时数
其中
备注
理论
实验实训
1章
第一章：
绪论
2
2
2章
第二章：
机构构成原理与自由度分析
4
4
3章
第三章：
平面连杆机构
6
4
2
4章
第四章：
凸轮机构
2
2
5章
第五章：
齿轮机构
6
6
6章
第六章：
轮系
4
4
7章
第七章：
间歇运动机构
2
2
8章
第八章：
机械运转速度波动的调节
0
0
9章
第九章：
回转件的平衡
4
4
10章
第十章：
机械零件设计概述
4
4
11章
第十一章：
联接
4
4
12章
第十二章：
齿轮传动
6
6
13章
第十三章：
蜗杆传动
2
2
14章
第十四章：
带传动和链传动
6
6
15章
第十五章：
滑动轴承
0
0
16章
第十六章：
滚动轴承
6
6
17章
第十七章：
联轴器和离合器
0
0
18章
第十八章：
轴
4
4
19章
第十九章：
弹簧
0
0
机械设计课程设计（实训）
32
总教学时数合计
62
34
96
四、教学内容及要求
第1单元绪论（2学时）
【知识点】基本名词和术语，机械设计的基本要求、原则、方法、程序，课程内容与教学目标，课程特点和学习方法。
【重点】基本名词和术语，机械设计的基本要求。
【难点】机器、常用机构、通用零件、专用零件、标准件等的认识，机械设计的基本程序。
【基本要求】
1、识记：
机械、机器、机构、设计等。
2、领会：
机械设计应满足的基本要求，设计的方法和大致步骤。
3、简单应用：
了解机器的组成。
4、综合应用：
了解日常生活中常见的机械（例如：
自行车、缝纫机、公共汽车车门开启机构等）和工程实际常见机器设备（例如：
吊车、装载车、起重设备等）。
明确机械设计的程序、准则、方法及其主要内容。
第2单元（4学时）
【知识点】运动副及其分类，机构运动简图的作法，平面机构自由度计算，速度瞬心及其应用。
【重点】机构自由度的计算，机构具有确定运动的条件。
【难点】机构运动简图的绘制。
【基本要求】
1、识记：
运动副、速度瞬心等。
2、领会：
机构具有确定运动条件，计算机构自由度应注意的问题。
3、简单应用：
平面机构自由度计算。
4、综合应用：
机构运动简图的绘制，瞬心法的应用。
第3单元平面连杆机构（6学时）
【知识点】平面连杆机构的特点，铰链四杆机构的特性，铰链四杆机构存在曲柄的条件，四杆机构的演化，四杆机构的图解法设计。
【重点】铰链四杆机构的类型，曲柄存在条件，四杆机构的基本特性。
【难点】四杆机构的演化、机构创新思维培养。
【基本要求】
1、识记：
平面连杆机构、铰链四杆机构、曲柄、设计。
2、领会：
平面连杆机构的特点，铰链四杆机构的特性，铰链四杆机构存在曲柄的条件，四杆机构的图解法设计，四杆机构的演化。
3、简单应用：
四杆机构的图解法设计，机构演化分析。
4、综合应用：
机构选型分析。
第4单元凸轮机构（2学时）
【知识点】凸轮机构类型和应用，从动件常用运动规律，凸轮轮廓的图解设计，凸轮轮廓的解析设计，凸轮设计中应注意的问题。
【重点】从动件常用运动规律，凸轮轮廓的图解设计。
【难点】从动件常用运动规律的正确选择，凸轮轮廓图解设计原理。
【基本要求】
1、识记：
凸轮机构、从动件常用运动规律。
2、领会：
凸轮轮廓图解设计原理，凸轮设计中应注意的问题。
3、简单应用：
凸轮轮廓的图解设计。
4、综合应用：
机器中凸轮机构应用。
第5单元齿轮机构（6学时）
【知识点】齿轮机构的特点和类型，齿廓定比啮合条件，渐开线齿廓，齿轮各部分尺寸计算，渐开线标准齿轮的啮合，渐开线齿轮的切齿原理，根切现象与变位齿轮，斜齿圆柱齿轮机构，直齿圆锥齿轮机构。
【重点】齿轮机构的类型及应用，渐开线的特性，渐开线齿廓的啮合特性，渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算、齿轮正确啮合条件、连续传动的条件。
【难点】渐开线齿廓的啮合特性、切齿原理、变位齿轮。
【基本要求】
1、识记：
齿轮、齿廓、啮合、渐开线、斜齿圆、圆锥齿轮、切齿原理、变位齿轮等
2、领会：
齿轮机构的特点和类型，齿廓定比啮合条件，渐开线的特性及渐开线齿廓的啮合特性，渐开线标准齿轮的啮合，斜齿圆柱齿轮、圆锥齿轮的特点。
渐开线齿轮的切齿原理及变位齿轮的概念。
3、简单应用：
渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算。
4、综合应用：
机器中齿轮机构应用
第6单元轮系（4学时）
【知识点】轮系的组成、类型及应用，定轴轮系的传动比计算，周转轮系的传动比计算，复合轮系传动比计算，轮系的应用，特殊行星传动。
【重点】轮系的组成、类型及应用，齿轮转动方向的判定，定轴轮系和周转轮系传动比的计算。
【难点】周转轮系的转换轮系，复合轮系的分解。
【基本要求】
1、识记：
定轴轮系、周转轮系、复合轮系、传动比等。
2、领会：
混合轮系传动比的计算，特殊行星传动。
3、简单应用：
轮系传动比的计算和齿轮转动方向的判定。
4、综合应用：
轮系设计。
第7单元间歇运动机构（2学时）
【知识点】棘轮机构，槽轮机构，不完全齿轮机构，凸轮间歇机构。
【重点】常见间歇运动机构的组成、类型、应用及工作原理。
【难点】动静比及其实现原理。
【基本要求】
1、识记：
间歇机构、棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构等。
2、领会：
间歇机构的组成、类型、应用及原理、动静比实现原理。
3、简单应用：
间歇机构的工作原理
4、综合应用：
多工位自动化生产的原理。
第8单元机械运转速度波动的调节（0学时）
【知识点】速度波动的调节原理，飞轮设计的近似方法。
【重点】机械运转速度波动产生的原因、危害，调节原理。
【难点】调节原理。
【基本要求】
1、识记：
速度波动、调节原理、飞轮、周期性速度波动等。
2、领会：
周期性速度波动的调节原理。
3、简单应用：
速度波动的调节。
4、综合应用：
实际运转机器速度波动的调节措施。
第9单元（4学时）
【知识点】回转件平衡的目的，回转件平衡分析，回转件平衡实验。
【重点】机械回转件不平衡产生的原因及危害，静平衡和动平衡的概念、区别。
静平衡和动平衡的计算方法。
【难点】校正平面的概念。
【基本要求】
1、识记：
回转件、平衡、、静平衡、动平衡等。
2、领会：
回转件平衡的目的，静平衡和动平衡的概念、区别。
3、简单应用：
一回转件平衡。
4、综合应用：
实际运转机器平衡问题的措施。
第10单元*机械零件设计概述（4学时）
【知识点】零件设计的基本要求，零件的体积强度，零件的接触强度，零件的耐磨性，常用材料及其选择，互换性基础，零件工艺性与标准化。
【重点】零件设计的基本要求，失效形式，常用金属材料的分类及常用热处理方法的目的。
【难点】零件工作能力要求，计算准则，公差配合的合理选择。
【基本要求】
1、识记：
零件、失效形式、金属材料、热处理等。
2、领会：
零件设计的基本要求，失效形式，常用金属材料的分类及常用热处理方法的目的。
零件工艺性、标准化、若干设计原则，材料选择原则，互换性基础知识。
3、简单应用：
零件材料、热处理方法的正确选择。
4、综合应用：
各种失效的分析、判断。
第11单元联接（4学时）
【知识点】螺纹主要参数和类型，螺纹联接的预紧与防松，螺纹联接的受力分析及强度计算，提高螺栓强度的措施，螺旋设计的内容与步骤，键、花键联接的作用、类型及应用，平键联接的设计与校核。
【重点】螺纹的主要参数、类型和应用，提高螺栓强度的措施，螺纹联接的受力分析及强度计算，螺纹联接的预紧与防松，平键联接的设计方法。
【难点】受轴向载荷的紧螺栓受力分析，键联接的原理。
【基本要求】
1、识记：
螺纹、参数、联接、防松、螺栓、强度等。
2、领会：
螺纹的主要参数、类型和应用，螺纹联接的防松方法，提高螺栓强度的措施。
螺旋传动设计的方法和步骤，键、花键联接的作用、类型及应用，键联接的设计与校核。
3、简单应用：
螺纹联接的设计与计算，键联接的设计与计算。
4、综合应用：
机器设计。
第12单元齿轮传动（6学时）
【知识点】齿轮传动的失效形式，齿轮材料及热处理，齿轮传动的精度，圆柱直齿轮受力分析，圆柱直齿轮强度计算，斜齿圆柱齿轮传动，直齿圆锥齿轮传动，齿轮结构，齿轮传动的润滑与效率。
【重点】轮齿失效形式及产生原因，齿轮传动受力分析，齿轮强度设计的基本原理和方法。
【难点】齿轮传动参数合理确定。
【基本要求】
1、识记：
轮齿、失效、齿轮、强度等。
2、领会：
齿轮传动的精度，齿轮传动受力分析，齿轮强度计算。
3、简单应用：
影响齿轮强度的因素分析，齿轮设计。
4、综合应用：
机器设计。
第13单元蜗杆传动（2学时）
【知识点】蜗杆传动的特点，主要参数和尺寸计算，蜗杆蜗轮的结构，蜗杆传动受力分析，蜗杆传动的强度计算，效率和热平衡计算。
【重点】蜗杆传动的特点、类型，蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算，失效形式，受力分析，强度计算，热平衡计算。
【难点】失效形式及产生原因分析。
【基本要求】
1、识记：
蜗杆、蜗轮、传动、参数、失效形式等。
2、领会：
受力分析方法，材料选用原则，设计计算原理与方法，失效形式及产生原因。
3、简单应用：
能正确进行蜗杆传动的受力分析、强度计算、结构设计和热平衡计算。
4、综合应用：
机器设计。
第14单元带传动和链传动（6学时）
【知识点】带传动类型和应用，带传动受力分析，带的应力分析，弹性滑动和传动比，普通V带传动的计算，V带、带轮的结构，链传动的特点和应用，链条和链轮，链传动运动和受力分析，链传动主要参数及选择，滚子链传动的计算，链传动的润滑和布置。
【重点】带传动和链传动工作原理、类型及应用，V带和链传动的标准与规格，V带传动初拉力、工作拉力、弹性滑动、打滑等基本概念，V带传动和链传动的设计计算。
【难点】合理选择带传动和链传动的参数。
【基本要求】
1、识记：
带传动、链传动、特点、应用、工作原理、弹性滑动等。
2、领会：
V带和链传动的标准，影响带、链工作能力的主要因素。
3、简单应用：
正确进行V带传动和链传动的设计计算。
4、综合应用：
机器设计。
第15单元滑动轴承（0学时）
【知识点】摩擦状态，滑动轴承的结构，轴瓦及轴承衬材料，润滑剂和润滑装置，混合磨擦轴承计算，动压润滑基本原理，静压轴承简介。
【重点】滑动轴承的基本类型，滑动轴承的工作原理，滑动轴承的材料、结构，非液体摩擦滑动轴承的设计计算，液体摩擦动压滑动轴承原理。
【难点】滑动轴承参数对承载能力的影响。
【基本要求】
1、识记：
粘度、摩擦状态、滑动轴承、轴瓦、轴承衬、润滑剂、润滑装置、混合磨擦轴承、动压润滑、静压轴承等。
2、领会：
摩擦状态分类，滑动轴承的结构，动压润滑基本原理。
对轴瓦及轴承衬材料的要求，润滑剂和润滑装置。
3、简单应用：
局部品质原理，动压润滑基本原理。
4、综合应用：
机器设计。
第16单元滚动轴承（6学时）
【知识点】滚动轴承的基本类型，滚动轴承的代号，滚动轴承选择计算，滚动轴承的润滑和密封，滚动轴承的组合设计。
【重点】滚动轴承的基本类型及标准，滚动轴承类型选择原则，滚动轴承的寿命计算方法，滚动轴承组合设计。
【难点】角接触轴承的轴向力计算，正确选择轴承类型，组合设计。
【基本要求】
1、识记：
滚动轴承、类型、代号、润滑、密封，组合设计等。
2、领会：
滚动轴承类型选择原则，滚动轴承的基本代号，额定寿命、额定动载荷，滚动轴承的组合设计，滚动轴承的寿命计算。
3、简单应用：
正确进行寿命计算。
4、综合应用：
机器设计。
第17单元联轴器与离合器（0学时）
【知识点】联轴器与离合器的功用、异同点，固定式联轴器，刚性可移联轴器，弹性可移非金属弹性元件联轴器，弹性可移金属弹性元件联轴器，牙嵌离合器，摩擦离合器。
【重点】联轴器、离合器的基本类型、工作原理、结构、应用及其选择。
【难点】联轴器、离合器的类型的正确选择。
【基本要求】
1、识记：
联轴器、离合器、固定式、刚性、可移式、弹性等。
2、领会：
常用联轴器、离合器的工作原理、结构及其应用场合。
位移补偿、缓冲、减振概念，联轴器、离合器的分类。
3、简单应用：
联轴器、离合器的正确选择。
4、综合应用：
缓冲、减振原理及其应用。
第18单元轴（4学时）
【知识点】轴的功用和类型，轴的材料，轴的结构设计，轴的强度计算，轴的刚度计算，临界转速的概念。
【重点】轴的结构设计与轴的强度计算。
【难点】轴的结构设计。
【基本要求】
1、识记：
轴、功用、类型、结构设计、强度计算、刚度计算、临界转速等。
2、领会：
轴的功用、分类，轴的常用材料及热处理，轴结构设计应考虑的问题。
3、简单应用：
轴的结构设计和强度计算。
4、综合应用：
机器设计。
第19单元弹簧（0学时）
【知识点】弹簧的功用和类型，弹簧的应力与变形，弹簧制造、材料和许用应力，螺旋拉、压弹簧的设计，其他弹簧简介。
【重点】弹簧的基本类型、工作原理、结构及其应用场合。
【难点】参数对弹簧工作性能的影响。
【基本要求】
1、识记：
弹簧、螺旋拉簧、压弹簧等。
2、领会：
弹簧的功用和类型，弹簧的应力与变形，弹簧制造、材料和许用应力。
3、简单应用：
螺旋拉、压弹簧的设计。
4、综合应用：
机器中弹簧的应用。
五、主要实验实训条件
机械设计实验室、机构陈列室；
六、主要参考书
【1】杨可帧.机械设计基础.第5版.北京:
高等教育出版社,2001.
【2】陈立德.机械设计基础.第3版.北京:
高等教育出版社,2001.
【3】邱宣怀.机械设计.高等教育出版社，1997。
【2】吴宗泽.机械设计教程.机械工业出版社，2003。
【3】濮良贵,机械设计.高等教育出版社，2001。
【4】濮良贵.机械设计学习指南.高等教育出版社，1997。
【5】吴宗泽.机械设计课程设计手册.高等教育出版社，1995。
【6】MACHINERYDESIGN，YangMing-zhong，Wuhanuniversityoftechnologypress，2004。
七、已修课程与后续课程
已修课程：
机械制图，高等数学；互换性与技术测量
后续课程：
机械制造基础；
撰写人：
王忠2014年7月8日
教研室主任（审核）：
年月日
系（部）主任（审核）：
年月日
教务处长（审核）：
年月日
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