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发展战略宽带发展面临路径选择

河南理工大学高等职业学院

《机械设计基础》

教学大纲

（适用专业：

三年制机电一体化技术）

机电工程系

二〇〇七年四月

《机械设计基础》课程教学大纲

课程名称

机械设计基础

课程性质

技术基础课

适用专业

三年制机电一体化

制定时间

总学时：

60

讲课学时：

52

实验学时：

8

上机学时:

一、课程性质和教学目的

机械设计基础课程是一门培养学生具有机械设计能力的技术基础课，同时也是高职高专有关专业的一门主干课程，本课程不仅着重讲述通用机械零部件的基本知识、基本理论、基本设计方法，还要着重进行设计机构思路和设计技能的实践能力的培养。

以工程应用能力为培养目标。

旨在培养学生综合运用先修课程中所学知识和技能，解决机械工程实际问题的能力，结合各种实践教学环节，进行机械工程技术人员所需的基本训练，为学生进一步学习有关专业课程和日后从事机械设计工作打下基础。

1、培养学生掌握常用机构的工作原理和运动特点，初步具有分析机构和选择传动方案的能力。

2、掌握通用机械零部件的功能和机构特点，初步具有分析简单机械和设计机械传动装置的能力。

3、具有运用标准、规范，查阅技术资料的能力、计算能力、绘图能力；

4、掌握机械设计基础的实验原理和方法，具有进行实验研究的初步能力。

5、了解机械设计的新理论、新方法、新趋势。

二、课程的基本要求

（1）设计的基本理论 主要介绍机械设计的要求和设计的一般过程；机械零部件的工作能力和设计准则；机械零件的强度理论；摩檫、磨损和润滑理论；机械结构设计准则、方法以及零件材料选用等。

（2）常用机构及其传动设计 常用机构包括连杆机构、凸轮机构、齿轮传动、蜗杆传动、带传动、链传动、间歇运动机构及其他常用机构等。

常用机构设计主要包括以下三个方面：

①运动设计，包括机构的类型、工作原理、运动特点、运动参数及几何尺寸计算等内容；②工作能力设计，受力分析、失效分析、设计准则及承载能力设计计算；③零件结构设计、材料选择及润滑等。

（3）通用零部件设计 通用零部件主要指用于连接和支承的常用零部件，介绍它们的类型、特点、工作原理、工作能力设计、结构设计、组合设计以及标准零部件的选用等。

（4）机械系统设计 概述机械系统总体设计，重点介绍执行系统方案设计和传动系统设计、典型的传动装置，简略介绍动力机选择等其他系统的基础知识。

三、课程内容与要求：

第一章机械设计概论（1学时）

1、学习目的和要求

了解机械设计的基本要求、类型及一般过程；了解机械零部件设计计算准则、失效形式、标准化及材料选用；了解现代机器的特征及其设计思想和方法。

2、课程内容

（1）机器的组成

（2）机器应满足的要求和设计制造程序

（3）机械零件设计的基本知识

（4）机械零件的机构工艺性

3、考核知识点和考核要求

（1）有关机械的名称，机械零件设计的基本知识

（2）领会零件的结构工艺性

4、教学方法：

课堂讲授

第二章摩擦、磨损及润滑概述（1学时）

1、学习目的和要求

了解摩擦、磨损的机理与物理特征；了解润滑剂的分类及性能指标。

2、课程内容

（1）摩擦与磨损

（2）润滑

（3）常用传动装置的润滑

（4）常用机械装置的密封

重点难点：

润滑剂的选择和润滑要求

3、考核知识点和考核要求

（1）识记：

摩擦、磨损、润滑、密封等基本概念

（2）领会：

摩擦和磨损的区别

（3）综合应用：

常用传动装置的润滑方式的选择

4、教学方法：

课堂讲授、挂图

第三章平面机构的结构分析（2学时）

1、学习目的和要求

了解机构组成要素，熟悉平面机构运动简图的绘制，掌握机构具有确定运动的条件的判定依据和机构自由度的计算方法。

2、课程内容

（1）平面机构的组成

（2）平面机构运动简图。

重点难点：

绘制机构的运动简图；在机构的组成与结构分析中，对虚约束的识别和处

3、考核知识点和考核要求

（1）识记：

运动副和构件的概念、表示方法和分类

（2）领会：

机构具有确定运动的条件

（3）综合应用：

平面机构自由度的计算

4、教学方法：

课堂讲授、模型、多媒体演示

第四章平面连杆机构（4学时）

1、学习目的和要求：

了解平面四杆机构的类型、运动特点及其应用；了解平面连杆机构的基本知识及其演化；熟悉曲柄存在的条件；掌握平面四杆机构的基本形式和特性。

2、课程内容

（1）铰链四杆机构的基本类型及应用

（2）铰链四杆机构的演化

（3）平面四杆机构的传动特性

重点和难点：

能正确的判断四杆机构的类型；掌握行程速比系数、压力角、传动角及死点等概念。

3、考核知识点和考核要求

（1）识记：

行程速比系数、压力角、传动角及死点概念。

铰链四杆机构的演化形式。

（2）领会：

曲柄存在的条件

（3）综合应用：

铰链四杆类型的判断

4、教学方法：

课堂讲授、模型、多媒体演示

第五章凸轮机构（1学时）

1、学习目的和要求

了解凸轮机构的应用、特点和分类；了解从动件的运动规律及基本特性；了解凸轮机构基本尺寸的确定方法；了解图解法设计盘形凸轮轮廓曲线的方法。

2、课程内容

（1）凸轮机构的基本类型、工作特点和应用

（2）从动件常用的运动规律

（3）盘形凸轮轮廓曲线的设计

（4）凸轮机构基本尺寸的确定

（5）凸轮机构的使用与维修

重点和难点：

用反转法绘制鉴定从动件盘形凸轮的轮廓曲线

3、考核知识点和考核要求

（1）识记：

凸轮类型、特点、基圆半径对压力角的影响，磙子半径对凸轮实际轮廓的影响。

（2）领会：

从动件的运动规律

4、教学方法：

课堂讲授、模型、挂图

第六章间歇运动机构（1学时）

1、学习目的和要求

掌握棘轮机构、槽轮机构、等间歇运动机构的工作原理、基本类型、运动特点、适用场合。

了解棘轮机构和槽轮机构主要参数的选择

2、课程内容

（1）棘轮机构

（2）槽轮机构

（3）不完全齿轮机构

重点和难点：

棘轮机构和槽轮机构的工作原理

3、考核知识点和考核要求

（1）识记：

棘轮机构和槽轮机构的基本类型和特点

（2）领会：

棘轮机构和槽轮机构的工作原理

4、教学方法：

课堂讲授、多媒体演示

第七章挠性件传动（6学时）

1、学习目的和要求

了解带传动和链传动的类型、特点及应用场合、带轮的结构和滚子链的构造和标准、及其张紧方法和张紧装置；熟悉带传动的弹性滑动及打滑等基本理论，熟悉链传动的运动特性；掌握普通V带传动和链传动的工作原理、失效形式、设计准则、参数选择和设计方法；

2、课程内容

（1）带传动的主要类型和应用

（2）摩擦带传动的工作情况分析

（3）普通V带传动的设计

（4）带轮结构设计

（5）V带传动的张紧、安装和维护

（6）链传动的组成、类型、特点和应用

（7）滚子链和链轮的结构及标准

（8）链传动的运动特性

（9）滚子链传动设计

（10）链传动布置、张紧和润滑

重点和难点：

V带传动和滚子链传动的主要参数选择和设计

3、考核知识点和考核要求

（1）识记：

V带传动及链传动的类型、特点、应用和V带及滚子链的标准

（2）领会：

V带和链传动的工作原理、参数选择

4、教学方法：

课堂讲授、实物示教

第八章齿轮传动（12学时）

1、学习目的和要求

了解常用齿轮材料及其热处理方法；齿轮传动的精度及其选择；齿轮结构设计；齿轮传动的润滑及效率。

熟悉渐开线的性质、齿轮的失效形式和计算准则；掌握直齿、斜齿圆柱齿轮和直齿锥齿轮传动的受力分析方法；会进行齿轮传动的强度计算，设计参数和许用应力的选择。

了解斜齿圆柱齿轮和直齿锥齿轮强度计算的要点。

2、课程内容

（1）齿轮传动的特点、类型和基本要求

（2）齿廓啮合基本定律

（3）渐开线及其特性

（4）渐开线标准齿轮各部分名称、基本参数和几何尺寸

（5）渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动

（6）渐开线齿轮的切齿原理、齿厚测量和精度等级

（7）渐开线变位齿轮传动

（8）齿轮的失效形式及计算准则

（9）齿轮材料及热处理

（10）渐开线直齿圆柱齿轮传动的设计计算

（11）直齿圆柱齿轮参数的选择和设计步骤

（12）斜齿圆柱齿轮传动

（13）直齿圆锥齿轮传动

（14）齿轮的结构设计

（15）圆弧齿轮传动简介

（16）齿轮传动的维护和修复

重点和难点：

渐开线标准直齿圆柱齿轮传动的啮合原理和几何尺寸计算；斜齿圆柱齿轮和直齿圆锥齿轮的当量齿数

3、考核知识点和考核要求

（1）识记：

齿轮传动的特点及分类，渐开线齿轮的正确啮合条件和标准齿轮根切的最少齿数。

渐开线齿廓的啮合特点

（2）领会：

渐开线的性质齿廓啮合基本定理

（3）综合应用：

渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本尺寸计算

4、教学方法：

课堂讲授、模型、多媒体演示

第九章蜗杆传动（2学时）

1、学习目的和要求

了解蜗杆传动的类型、特点、热平衡计算、强度计算；了解蜗杆和蜗轮的结构特点；掌握蜗杆传动失效形式、计算准则、受力分析、滑动速度和效率的有关知识；掌握阿基米德蜗杆传动的主要参数、正确啮合条件和几何尺寸计算。

2、课程内容、

（1）蜗杆传动的类型、特点和应用

（2）蜗杆传动的主要参数和几何尺寸

（3）蜗杆传动的强度计算

（4）蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算

（5）蜗杆传动的常用材料及结构

（6）普通圆柱蜗杆传动的精度等级及其安装维护

重点和难点：

阿基米德蜗杆传动的主要参数；传动设计和强度计算

3、考核知识点和考核要求

（1）识记：

蜗杆传动类型的特点

（2）领会：

蜗杆传动的基本参数

（3）综合应用：

蜗轮蜗杆受力分析计算及旋转方向判定

4、教学方法：

课堂讲授、模型、多媒体演示

第十章轮系（4学时）

1、学习目的和要求

了解轮系的基本功用；熟悉轮系的类型及其组成；掌握定轴轮系、行星轮系和复合轮系传动比的计算方法及方向判定。

2、课程内容

（1）轮系及其分类

（2）定轴轮系传动比的计算

（3）周转轮系传动比的计算

（4）复合轮系传动比的计算

（5）轮系的功用

重点及难点：

周转轮系和复合轮系传动比的计算

3、考核知识点和考核要求

（1）识记：

轮系分类应用

（2）领会：

传动比计算公式的含义

（3）综合应用：

轮系传动比的计算

4、教学方法：

课堂讲授、模型

第十一章螺纹联接与螺旋传动（4学时）

1、学习目的和要求

了解螺纹联接的基本知识，会查用相应的国家标准；掌握螺纹联接结构类型的选择和结构设计

2、课程内容

（1）螺纹的类型、主要参数、特点及应用

（2）螺纹联接的类型及标准联接件

（3）螺纹联接的预紧和防松

（4）螺纹联接的结构设计

（5）螺纹联接的强度计算

（6）螺旋传动

重点和难点：

螺纹联接的结构设计；紧联接螺栓的强度计算

3、考核知识点和考核要求

（1）识记：

螺纹的主要参数、类型、特点，螺纹联接的预紧和防松

（2）领会：

联接螺纹和传动螺纹的区别

（3）综合应用：

强度计算

4、教学方法：

课堂讲授、实物示教

第十二章键联接、无键联接和销联接（2学时）

1、学习目的和要求

了解键联接、花键联接、销联接的特点、类型和应用，会查国家相应的标准；掌握平键联接的失效形式、选择和强度校核方法。

2、课程内容

（1）键联接的基本类型和应用

（2）无键联接和销联接

重点和难点：

平键联接的选用

3、考核知识点和考核要求

（1）识记：

键联接的特点、类型和应用

（2）领会：

平键联接的类型选择

（3）综合应用：

平键的强度校核

4、教学方法：

课堂讲授、实物示教

第十三章滚动轴承（4学时）

1、学习目的和要求

了解滚动轴承的组成、类型及特点；了解滚动轴承的组合设计。

熟悉常用类型的代号及选用。

掌握角接触球轴承和圆锥滚子轴承轴向载荷的计算方法；掌握滚动轴承寿命计算方法。

2、课程内容