《机械设计 (3)》课程教学大纲.docx

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1、机械设计课程教学大纲课程代码：ABJD0332课程中文名称：机械设计课程英文名称：DeSignofMachinery课程性质：必修课程学分数：3.5学分课程学时数：56学时授课对象：机械电子专业本课程的前导课程：画法几何及机械制图、工程材料及机械制造基础、金属材料及热处理、互换性及技术测量、金工实习、理论力学、材料力学、机械原理、算法语言和程序设计等一、课程简介机械设计课程主要介绍常用机械零部件的设计理论与计算方法。主要包括机械设计理论、联接零件、传动零件、轴系零件及其它零件等五个方面内容，所有内容独成体系，但都以强度，寿命为主线贯穿。同时包含了应用标准、规范与技术资料能力培养的内容。通过本课

2、程的学习：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；了解机械设计的最新发展，并初步具有机械设计编程和运用计算机进行工程设计的能力二、教学基本内容和要求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分章节详细编写本课程的主要教学内容、课程的重点、难点、课程教学要求。课程教学内容：理论

3、教学内容第一章机械设计概论（1学时）了解课程的研究对象、内容、课程的性、任务、特点学习方法。第二章机械零件的工作能力和计算准则（1学时）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。第三章机械零件的疲劳强度（4学时）掌握疲劳曲线和极限应力图；了解影响机械零件疲劳强度的主要因素；掌握稳定变应力下机械零件的疲劳强度计算；了解低周循环疲劳概述。第四章摩擦、磨损、润滑（2学时）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。掌握形成流体动压润滑的基本条件，了解弹性流体动压润滑，

4、了解常用润滑剂，添加剂的种类，掌握润滑油粘度及其单位换算，了解工业常用润滑脂的种类及性能。第五章螺纹联接（5学时，含2学时习题课）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。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。掌握提高螺栓联接强度的各种措施。掌握螺旋传动的分类及常用设计方法。第六章键、花键、销、成形联接（2学时）了解键联接的类型、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。掌握花键联接的

5、齿形、特点、工作原理。对销联接、成型联接作一般性了解。第十一章带传动（4学时）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。掌握V带传动的设计计算方法和步骤，完成V带轮零件图的绘制。第十二章齿轮传动（7学时，含2学时习题课）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。掌握选用齿轮料及热处理方式的基本要求。理解计算载荷的定义及载系数的荷物理意义、影响因素及减小载荷系数的措施。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。掌握直齿圆柱齿轮传动的齿面接

6、触疲劳强度和齿根方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。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）。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）。掌握直、斜齿圆柱齿轮零件图的绘制。掌握直齿圆锥齿轮传动的几何计算、受力分析、强度计算，绘制直齿圆锥齿轮零件图。第十三章蜗杆传动（4学时）了解蜗杆传动的特点及应用。掌握普通圆柱蜗杆传动的主要参数及其选用原则。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。掌握蜗

7、杆传动的受力分析（力的作用点、大小及方向）。掌握蜗杆传动的强度计算特点。了解对蜗杆传动进行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。第十四章链传动（2学时）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、规格和尺寸与链轮的结构特点。掌握链传动的运动特性：运动的不均匀性和动载荷。掌握套筒滚子链传动设计，绘制链轮工作图。第十五章减速器（2学时）了解减速器的主要型式及其特性掌握减速器传动比分配原则。了解减速器构造。了解减速器润滑方式。（除理论教学外，其余部分通过实验和课程设计完成）第十六章轴（4学时）了解轴的功用与分类，掌握各种轴的受力与应力分析。掌握轴的结

8、构设计基本要求和方法掌握轴的三种强度计算方法和刚度计算原理。绘制转轴的零件工作图。第十七章滑动轴承（2学时）了解径向滑动轴承的主要类型、特点及其应用。了解各类滑动轴承结构特点。了解对轴瓦材料的基本要求和常用轴瓦材料，了解轴瓦结构。掌握非液体润滑轴承的失效形式、设计计算准则。掌握流体动压润滑的基本方程一一维雷诺方程，掌握油楔承载机理。了解液体动压润滑径向滑动轴承的计算要点：工作过程，压力曲线及需要那些计算。了解多油楔轴承等其他动压轴承的工作原理、特点及应用。了解滑动轴承采用的润滑剂与润滑装置。第十八章滚动轴承（4学时，含2学时习题课）了解各类轴承的结构特点，能正确选用轴承的类型。熟练掌握滚动轴承

9、代号的组成，熟悉常用滚动轴承的类型、尺寸、公差等级、代号。熟练掌握滚动轴承的基本额定寿命计算方法（概念与公式）。了解滚动轴承的静负荷计算及极限转速计算。能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。第十九章联轴器和离合器（2学时）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。掌握联轴器联接的两轴间的位置补偿的原理及联轴器和离合器在功能上的异同。第二十章弹簧（2学时）了解弹簧的功用、分类、材料及许用应力的确定。掌握圆柱形压缩（拉伸）螺旋弹簧的主要几何参数、特性线、强度计算与刚度计算的目的和计算公式。课程的重点、难点：应有所侧重，不能完全等同于教学

10、内容课程教学要求：按了解、理解、掌握三个层次写明各章节的主要内容和应达到的要求：（“了解”是指学生应能辨认的科学事实、概念、原则、术语，知道事物的分类、过程及变化倾向，包括必要的记忆。“理解”是指学生能用自己的语言把学过的知识加以叙述、解释、归纳，并把某一事实或概念分解为若干部分，指出他们之间的内在联系或与其它事物的相互关系。“掌握”是指学生能根据不同情况对某些概念、定律、原理、方法等在正确理解的基础上结合事例加以运用，包括分析和综合。）三、实验教学内容及基本要求为配合理论教学需要，加强实践性教学环节，开设以下实验：实验一、常用机械零件现场教学观察陈列柜机械零件模型，听取讲解和对照文字注释，对

11、机械零件有更深感性认识和了解。每组1015人，学时2课时。实验二、减速器拆装通过减速器的拆装，仔细观察减速器外观各部分结构，用搬手拆下箱体所有螺栓，用启盖螺钉打开箱盖，观察箱体内结构和各部件相对位置，测量相关尺寸，测绘结构草图，按拆卸的顺序进行装配，合上箱盖后、装好螺栓。要求学生利用所学理论知识，全面、系统的对所拆装的减速器进行全面的分析、了解。了解减速器各部分的结构,并分析其结构的工艺性；）熟悉减速器各部分的装配关系和比例关系；熟悉减速器各零件的作用和安装要求；熟悉减速器的拆装和调整过程。每组23人，学时2课时实验三、皮带传动测试1、观察带传动中的弹性滑动和打滑现象以及它们与带传递的载荷之间

12、的关系。2、测定弹性滑动率与所传递的载荷和带传动效率之间的关系，绘制带传动的弹性滑动曲线和效率曲线。3、了解带传动实验台的设计原理与扭矩、转速的测量方法。每组23人，学时2课时实验四、齿轮传动效率测试1、了解齿轮在同样转速下而载荷不同时齿轮传动效率的变化规律。2、了解齿轮在同样载荷下而转速不同时齿轮传动效率的变化规律。3、了解封闭功率流式齿轮实验台的工作原理与结构。4、学习对实验数据的整理和分析。每组2-3人，学时2课时四、教学方法与手段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

13、，知识点要浅些，宽广度应适宜，避免繁琐的理论推导和满堂灌方法。讲授时应注意善于联系已学过课程的有关概念、理论和方法，使学生加快对本课程内容要点的理解。教学中加强设计实验环节，除2周课程设计外，安排大作业练习。教学内容安排上，围绕课程设计内容作出主次选择。配合理论教学需要，加强实践性环节，开设适当试验项目，使学生通过实践加深对课堂讲授内容的理解，又增强了动手能力。五、教学学时分配章节与内容课时作业量备注第一章机械设计概论1第二章机械零件的工作能力和计算准则1第三章机械零件的疲劳强度4第四章摩擦、磨损、润滑2第五章螺纹联接5第六章键、花键、销、成形联接2第十一章带传动4第十二章齿轮传动7第十三章蜗

14、杆传动4第十四章链传动2第十五章减速器2第十六章轴4第十七章滑动轴承2第十八章滚动轴承4第十九章联轴器和离合器2第二十章弹簧2合计48六、考核方式与成绩评定标准1、考核方法闭卷考核2、成绩评定作业占5%、平时到课占10%s实验占10%,期末考试75%0（其中若实验成绩不及格，则本课程总评成绩不及格）七、教学参考资源1、参考书目：(1)邱宣怀主编，材机械设计(第四版)，高等教育出版社，1997(2)濮良贵主编，机械设计(第六版)，高等教育出版社.1997.3(3)于惠力主编机械设计(补充教材)，大连出版社.2001(4)机械设计与理论李国柱主编.科学出版社.2003年8月(5)机器和机构综合与分

15、析(英文版)(原书2版)(美)R1.诺顿著.机械工业出版社2004年5月(6)机械工程设计MeChaniCaEngineeringDeSign(英文版.原书第6版)(美)约瑟夫E.希格利(JosephE.Shig1ey),查尔斯R.米施克(Char1esR.Mischke)著.机械工业出版社.2002年5月第1版(7)龚港义主编，机械设计课程设计图册，高等教育出版社.1997(8)龚淮义主编，机械设计课程设计指导书，高等教育出版社.1997(9)机械设计课程设计，哈尔滨理工大学机械动力学院机械设计教研组(10)机械设计课程设计图册，哈尔滨理工大学机械动力学院机械设计教研组2、与课程相关主要网站八、说明机械设计课程是理论性和实践性都很强的一门技术基础课,各零件设计计算方法都应掌握，课堂教学时注意讲清设计计算的基本思想与原理，有些计算公式可