《机械设计》教学大纲.docx
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《机械设计》教学大纲
《机械设计》教学大纲
课程名称：
《机械设计》
英文名称：
MechanicalDesign
课程性质：
专业必修课程
课程编号：
061324
所属系部：
机电工程学院
周学时：
4学时
总学时：
68学时
学 分：
4学分
教学对象（本课程适合的专业和年级）：
过程装备与控制工程专业（本科）三年级
预备知识：
《机械制图》、《机械原理》、《工程力学》、《大学物理》等
课程在教学计划中的地位作用：
本课程是为大学工科专科学生而开设的技术基础课。
教学方式：
多媒体课件教学+课堂教学
教学的目的与要求：
通过本课程的学习使学生掌握机械设计的基础知识、基本理论和基本方法；受到设计技能的基本训练，为学生进一步学习专业课和今后从事机械设计工作打下基础。
常用机械零件的设计和计算是本课程的基本教学内容。
通过本课程的学习，最终的目的在于学生能综合运用各种机械零件和各种机构及其它先修课程的知识，具有设计机械传动装置和简单机械的能力。
本课程的主要任务在于：
使学生树立正确的设计思想，掌握通用零部件的设计原理和设计方法，掌握机械设计的一般规律，具有设计机械传动装置和简单机械的能力；培养运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料的能力；掌握典型机械零件的实验方法，获得实验技能的基本训练。
课程教材：
机械设计（第八版），濮良贵主编，高等教育出版社．2006
参考书目：
1.机械设计（第三版），董刚李建功主编机械工业出版社．1999
2.机械设计（第四版），邱宣怀主编，高等教育出版社．1997
编写日期：
2012年11月制定
课程内容及学时分配：
第1章机械设计概述（1学时）
1）了解课程的研究对象、内容、课程的性、任务、特点学习方法。
第2章机械设计总论（2学时）
1）了解机械设计应满足的基本要求和一般步骤，机械零件的载荷和应力，机械零件的主要失效形式和设计准则，机械零件的结构工艺性、常用材料及选用原则，机械设计中的标准化。
＊机械零件的主要失效形式和设计准则为本章重点。
第3章机械零件的强度（2学时）
1）掌握疲劳曲线和极限应力图；
2）了解影响机械零件疲劳强度的主要因素；
3）掌握恒幅循环应力下机械零件的疲劳强度计算；
4）理解变幅循环应力下机械零件的疲劳强度计算。
＊第1）、3）条为本章重点。
第4章摩擦、磨损及润滑概述（3学时）
1）了解摩擦的种类及其基本性质，了解干摩擦、边界摩擦润滑、磨损的概念。
2）了解常用润滑剂，添加剂的种类，了解工业常用润滑脂的种类及性能。
3）掌握润滑油粘度及其物理意义。
4）掌握流体动压润滑的基本方程——一维雷诺方程，掌握形成流体动压润滑的基本条件。
＊第3）、4）条为本章重点。
第5章螺纹联接和螺旋传动（6学时）
1）掌握螺纹的基本知识：
螺纹的基本参数、常用螺纹的种类，特点及其应用。
2）掌握螺栓联接的基本知识：
螺纹联接的基本类型、结构特点及其应用。
掌握螺纹联接标准件，掌握螺纹联接的拧紧和防松。
掌握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。
3）掌握提高螺栓联接强度的各种措施。
＊第2）、3）条为本章重点。
第6章键、花键、无键连接和销连接（2学时）
1）了解键联接的类型、特点。
2）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。
3）掌握花键联接的齿形、特点、工作原理。
＊第2）条为本章重点。
第8章带传动（7学时）
1）了解带传动的类型、特点。
2）掌握带传动的基本理论：
带传动的工作原理，受力分析，应力分析，弹性滑动和打滑的基本理论，失效形式和设计准则。
3）掌握V带传动的设计计算方法和步骤。
4）了解带传动的张紧方法。
＊第2）、3）条为本章重点。
第9章链传动（5学时）
1）了解链传动的类型、工作原理、特点及其应用。
2）了解套筒滚子链的结构、规格和尺寸与链轮的结构特点。
3）掌握链传动的运动特性：
运动的不均匀性和动载荷。
4）掌握套筒滚子链传动设计。
＊第3）、4）条为本章重点。
第10章齿轮传动（12学时）
1）掌握齿轮传动的失效形式及其机理、失效部位，以及相应的设计计算准则。
2）掌握选用齿轮料及热处理的基本要求。
3）理解计算载荷及载荷系数的物理意义、影响因素及减小载荷系数的措施。
4）熟练掌握齿轮传动的受力分析方法。
5）掌握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。
6）掌握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）。
7）掌握直、斜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）。
8）掌握直齿圆锥齿轮传动的几何计算、受力分析、强度计算。
＊第1）、4）、5）、7）条为本章重点。
第11章蜗杆传动（6学时）
1）了解蜗杆传动的特点及应用。
2）掌握普通圆柱蜗杆传动的主要参数及其选用原则。
3）掌握蜗杆传动的失效形式、设计准则和常用材料及其选用原则。
4）掌握蜗杆传动的受力分析（力的作用点、大小及方向）。
5）掌握蜗杆传动的强度计算特点。
6）了解蜗杆传动效率计算和热平衡计算的意义和方法，掌握提高传动效率和散热能力的措施。
＊第2）、4）、5）条为本章重点。
第12章滑动轴承（4学时）
1）了解径向滑动轴承的主要类型、结构、特点及其应用。
2）了解对轴瓦材料的基本要求和常用轴瓦材料。
3）了解滑动轴承采用的润滑剂与润滑装置。
4）掌握混合润滑轴承的失效形式、设计计算准则。
5）掌握液体动压润滑径向滑动轴承的计算要点。
＊第4）、5）条为本章重点。
第13章滚动轴承（4学时）
1）了解各类轴承的结构特点，能正确选用轴承的类型。
2）熟练掌握滚动轴承代号的组成，熟悉常用滚动轴承的类型、尺寸、公差等级代号。
3）熟练掌握滚动轴承的基本额定寿命计算方法（概念与公式）。
4）了解滚动轴承的静强度计算及极限转速计算。
5）能正确进行滚动轴承部件的组合结构设计。
＊第2）、3）、5）条为本章重点。
第14章联轴器和离合器（1学时）
1）掌握常用联轴器、离合器的主要类型、结构、工作原理、特点及选择与计算方法。
2）掌握联轴器联接的两轴间的位移补偿原理及联轴器和离合器在功能上的异同。
＊第1）条为本章重点。
第15章轴（6学时）
1）了解轴的功用与分类。
2）掌握轴的结构设计基本要求和方法
3）掌握轴的三种强度计算方法和刚度计算原理。
4）了解轴的临界转速概念。
＊第2）、3）条为本章重点。
第18章减速器和变速器（1学时）
1）了解常用减速器和变速器的功用与分类。
补充说明：
1．本课程的特点是理论与实践相结合，并与基础课联系较多，且各零件设计可各自独立，内容较多，因此，其教学方式应注重贯彻少而精原则，不强调面面具到，介绍有代表性的零件，知识点要浅些，宽广度应适宜。
课堂教学时注意讲清设计计算的基本思想与原理，计算公式可不作详细推导。
教学内容安排上，围绕课程设计内容作出主次选择。
2．考虑到教师和学生的具体情况不同，有些教学内容及其讲授次序和教学方法可由教师灵活掌握，部分课程内容可安排学生自学。
3．习题课
联接零件、传动零件教学完成后，各安排一次习题课，共二次，每次1学时。
习题课内容可选择教材或参考书上典型习题作解题分析。
习题课可单独设课，也可根据需要穿插到理论教学中讲解，由任课教师灵活掌握。
《机械设计》实验教学大纲
课程名称：
机械设计
英文名称：
Machine Design
课程类别：
专业基础实验
课程编号：
0610065
一、学时6学时
二、适用专业及年级过程装备与控制工程专业二、三年级
三、课程目标与基本要求
课程目标：
验证理论，巩固和加深理解所学知识。
初步了解机械设计实验的方法。
学生应掌握实验台工作原理和操作规程、仪器使用、测量技术、实验结果分析，书写实验报告等。
实验前，学生应阅读实验指导书，明确实验目的和要求。
从而培养学生理论联系实际的作风、严谨的科学实验态度和独立分析与解决实际问题的能力。
本课程的基本要求：
1．掌握一些最基本的机械实验方法和测量技能；
2．熟练掌握各实验中常用仪器、仪表的原理及使用；
3．正确观察实验现象与测量机械参数的能力；
4．能正确分析、处理实验数据，从而得出正确的实验结果；
5．通过实验技能的训练，从而培养学生理论联系实际的作风、严谨的科学态度和独立分析与解决实际问题的能力。
四、主要仪器设备
JS-10B机械零件陈列柜、ZCJ-A型减速器等
五、实验项目及教学安排
序号
实验项目名称
实验基本方法和内容
项目学时
项目类型
每组人数
教学要求
1
机械零件陈列柜演示
通过演示机械零件陈列柜，了解各种常用零件的原理、设计及应用。
2
演示
18～20
必修
2
拆装减速器
拆装减速器，从拆装中找出零部件结构设计的规律。
2
综合
18～20
必修
3
机械设计课程设计陈列柜
通过演示机械设计课程设计陈列柜，了解减速器的设计步骤和注意问题。
2
演示
18～20
必修
六、考核方式及成绩评定
实验成绩按本人在实验中的表现、动手操作能力和实验报告的完成情况，按优秀、良好、中等、及格和不及格5级评分标准，由实验指导教师评定给出每次实验成绩，所有实验成绩汇总核算，最终占课程总成绩的10%。
七、实验教科书、参考书
1、实验教科书《机械设计实践》王世刚等编哈尔滨工程大学出版社
2、实验参考书《机械设计》邱宣怀主编高等教育出版社
教学计划简表
周次
月日
教学内容
（章节）
课堂作业
（练习、讨论、测验）
第一周
从9.2到9.8
第1章绪论
第2章机械设计总论
第二周
从9.9到9.15
第3章机械零件的疲劳强度
第4章摩擦、磨损、润滑
第三周
从9.16到9.22
§5.1螺纹
§5.2螺纹连接的类型和标准件连接
§5.3螺纹连接的预紧
§5.4螺纹连接的防松
§5.5螺栓组连接的设计
§5.6螺纹连接的强度计算
第四周
从9.23到9.29
§5.7螺纹连接件的材料和许用应力
§5.8提高螺纹连接强度的措施
§5.9螺旋传动
第五周
从9.30到10.6
假期
第六周
从10.7到10.13
§6.1键连接
§6.2花键连接
机械传动引言
§8.1带传动概述
第七周
从10.14到10.20
§8.2带传动的工作情况分析
§8.3普通V带传动的设计计算
§8.4V带轮的设计
§8.5V带轮的张紧、安装与防护
测验一
第八周
从10.21到10.27
§9.1链传动的特点及应用
§9.2传动链的结构特点
§9.3滚子链链轮的结构和材料
§9.4链传动的工作情况分析
§9.5滚子链传动的设计计算
第九周
从10.28到11.3
§9.6链传动的布置、张紧、润滑与防护
§10.1齿轮传动概述
§10.2齿轮传动的失效形式及设计准则
测验二
第十周
从11.4到11.10
§10.3齿轮的材料及其选取原则
§10.4齿轮传动的计算载荷
§10.5标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算
教学计划简表
周次
月日
教学内容
（章节）
课堂作业
（练习、讨论、测验）
第十一周
从11.11到11.17
§10.6齿轮传动的设计参数、许用应力与精度选择
§10.7标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算
§10.8标准锥齿轮传动的强度计算
第十二周
从11.18到11.24
§10.10齿轮的结构设计
§10.11齿轮传动的润滑
测验三
第十三周
从11.25到12.1
§11.1蜗杆传动的类型
§11.2普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算
§11.3普通圆柱蜗杆传动承载能力计算
第十四周
从12.2到12.8
§11.5普通圆柱蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算
§11.6圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计
测验四
第十五周
从12.9到12.15
第十二章滑动轴承
第十六周
从12.16到12.22
第十三章滚动轴承
第十四章联轴器和离合器
第十七周
从12.23到12.29
第十五章轴
第十八章减速器和变速器
第十八周
从12.30到1.5
复习
第十九周
从1.6到1.12
考试
第二十周
从1.13到1.19
考试
2012-2013年度机械设计课程考试大纲
一、课程教学基本要求
（一）课程的性质和任务
《机械设计》课程是高等工科院校机械类专业的一门重要技术基础课，本课程综合运用力学、金属学、机械制图等知识研究一般参数的通用零部件的工作原理、结构特点、基本设计理论与方法。
通过学习本课程，培养学生熟悉和掌握通用零、部件的基本知识、基本理论和基本技能。
初步具有设计和维护通用机械的能力。
（二）课程教学内容的基本要求及重点和难点
1．绪论
基本要求：
了解机器应满足的基本要求及设计方法和设计程序；掌握机械零件应满足的基本要求及设计的一般步骤、机械零件常用材料的选用原则；简单了解机械设计方法的新发展。
重点和难点：
机械设计的基本问题及重要意义
2．键联接和螺纹联接
基本要求：
了解键联接和螺纹联接的基本类型；熟悉螺纹联接的预紧和防松；掌握螺纹联接结构设计要求；掌握平键联接的选择和校核。
重点和难点：
螺纹联接类型、结构设计及平键联接的选用。
3．齿轮传动
基本要求：
熟悉齿轮的失效形式、材料及热处理；掌握直齿圆柱齿轮的强度计算方法；掌握斜齿圆柱齿轮、直齿圆锥齿轮轮齿受力分析方法。
重点和难点：
齿轮的受力分析及强度计算。
4．蜗杆传动
基本要求：
了解蜗杆传动的类型、特点和应用及主要几何关系；掌握蜗杆传动的失效形式、材料选择、轮齿受力分析、强度计算；熟悉蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算。
重点与难点：
重点是蜗杆传动的失效形式、材料选择、受力分析，难点是蜗杆传动的参数选择。
5．链传动
基本要求：
了解链传动的类型、特点和应用；掌握链传动的运动特性；熟悉链传动的合理布置和张紧方法及链传动的润滑和维护。
重点与难点：
链传动的运动特性。
6．带传动
基本要求：
了解带传动的类型、特点和应用；熟悉V带的构造和标准；掌握V带传动的受力分析、应力分析和滑动分析以及V带传动的参数选择和设计计算。
重点和难点：
V带传动的参数选择和设计计算；弹性滑动的分析。
7．轴
基本要求：
了解轴的类型和功用，掌握轴的结构设计和轴的强度计算。
重点和难点：
轴的结构设计。
8．滚动轴承
基本要求：
熟悉滚动轴承的类型，特点及代号；掌握滚动轴承的选择计算及组合结构设计。
重点和难点：
重点是滚动轴承的选择计算和组合结构设计；难点是角接触轴承轴向载荷的计算。
9．联轴器、离合器和制动器
基本要求：
了解联轴器、离合器的类型及选用。
二、考试内容（重点和难点请标出）
1、平键联接的选择和校核
2、螺纹连接的基本类型及结构设计（重点内容）
3、斜齿圆柱齿轮、直齿圆锥齿轮、蜗杆传动轮齿受力分析（重点内容）
4、齿轮的失效形式、材料及热处理
5、直齿圆柱齿轮强度计算（重点及难点内容）
6、带传动的受力分析、应力分析和滑动分析（重点内容）
7、V带传动的参数选择和设计计算
8、轴的类型和功用
9、轴的结构设计（重点内容）
10、滚动轴承的类型，特点及代号
11、滚动轴承的选择计算（重点及难点内容）
12、滚动轴承组合结构设计（重点内容）
三、参考教材
濮良贵纪名刚编著，《机械设计》，高等教育出版社2001年。
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