《 机械设计 》 课程设计教学大纲.doc

《 机械设计 》 课程教学大纲 课程编号   : 010310 学    分   : 3.5 参考学时   : 62 实验学时   : 8 上机学时   : 0 适用专业   : 机械类 大纲执笔人 : 刘鸣 课程负责人 : 一、课程的性质和任务    《机械设计》课程是高等院校培养学生具有机械设计能力的技术基础课。它是机械及机械电子工程诸学科本科专业的主干课程之一。尤其是在以机电设备为主以及设备和制造工艺并重的各专业教学计划中，它是主要课程，肩负着奠定学生基本的机械设计能力的重要使命。     《机械设计》课程在教学内容方面着重机械设计的基本知识、基本理论和基本方法的传授。在培养学生的设计能力方面着重设计构思和设计技能的基本训练。     《机械设计》课程的主要任务是培养学生：     1. 掌握通用机械零、部件设计的原理、方法和机械设计的一般规律，具有设计典型机械传动装置和简单机械的能力；     2. 树立正确的设计思想和创新意识，了解本课程基本理论的创立、运用和发展；     3. 了解国家当前的有关技术、经济政策，具有正确运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料的能力；     4. 了解机械零、部件常见的实验方法，获得一定的实验技能和基本训练。 二、教学内容和基本要求 1. 课程教学内容     0 ．绪论     通过认识机器及其组成要素，了解本课程的内容、性质和任务。     了解机器设计的基本原则和程序等。对机械设计领域的发展趋势有所了解。     了解机械零件设计的主要要求和方法。     了解学习《机械设计》课程的方法和要点。     1 ．螺纹联接     了解螺纹参数、联接螺纹和传动螺纹的特点、螺纹联接的类型及应用。     了解螺旋副的受力、效率和自锁。     了解螺纹联接预紧的目的和拧紧力矩的确定方法，掌握螺纹联接的防松原理及措施。     掌握螺栓组联接的结构设计和受力分析，能根据被联接件上的外载荷，计算单个螺栓的工作载荷。     了解螺栓联接的失效形式和计算准则     掌握单个螺栓联接的受力分析和强度计算。     提高螺纹联接强度的措施。     2 ．键与花键联接     了解键联接的分类、构造、特点及应用。掌握平键联接的失效形式、尺寸及材料选择和强度计算。     了解花键联接的类型、特点、应用及强度计算方法。     3 ．带传动     了解带传动的工作原理及主要类型、特点、应用。     了解普通 V 带的结构与型号，带轮的结构与材料。     了解带传动的力分析和应力分析、欧拉公式及应用、弹性滑动和打滑现象。     掌握带传动的失效形式和设计准则，掌握普通 V 带传动的设计方法，参数选择及对传动性能的影响。     了解带传动的张紧力和张紧装置，带传动作用在轴上的载荷。     4 ．齿轮传动     掌握齿轮传动的失效形式和设计准则，能够合理选择齿轮材料和热处理方法。     掌握圆柱齿轮传动的受力分析。     了解齿轮传动的计算载荷和载荷系数及其影响因素，     掌握直齿圆柱齿轮传动的齿面接触强度计算和齿根弯曲强度计算的力学模型，强 度计算公式的特征和应用，计算公式中主要系数的意义。     掌握齿轮传动主要参数的选择，许用应力的确定方法，设计计算过程。     了解斜齿圆柱齿轮传动的强度计算要点。     了解直齿圆锥齿轮传动的受力分析和强度计算要点。     了解齿轮传动的润滑，齿轮的结构。     5 ．蜗杆传动     了解蜗杆传动的类型、特点和应用。     掌握普通圆柱蜗杆传动的运动关系和主要的几何参数。     掌握蜗杆传动的受力分析、失效形式、设计准则，材料的选择和许用应力，齿面接触强度计算和齿根弯曲强度计算，条件性计算的概念，设计参数的选择及其对传动性能的影响。     了解蜗杆传动的效率计算、热平衡计算和其润滑方式。     6 ．轴     了解轴的功用和分类，轴的材料及选择。     掌握轴的结构设计方法，合理设计轴的结构。     掌握按扭转强度、弯扭合成强度、安全系数法对轴进行强度计算的方法。     了解轴的刚度计算、振动稳定性计算、临界转速、挠性轴、刚性轴等概念。     7 ．滑动轴承     了解轴承的用途及分类，滑动轴承的类型、特点和应用。     了解径向滑动轴承的主要类型及结构、轴瓦结构及轴瓦材料。     了解润滑材料和润滑方式及系统构成。     掌握非液体润滑轴承的失效形式、设计准则，非液体摩擦滑动轴承的条件性设计计算。     掌握流体动压润滑的基本方程，形成流体动压润滑的必要条件和径向滑动轴承形成动压润滑的过程。     掌握流体动压径向滑动轴承设计计算的内容，承载能力的计算、流量计算、热平衡计算的目的和方法，轴承参数对轴承工作情况的影响。     8 ．滚动轴承     了解滚动轴承的基本构造。     掌握滚动轴承的主要类型、代号、特点及其选择要点。     了解滚动轴承的失效形式和计算准则。     掌握滚动轴承基本额定寿命、基本额定动载荷的概念，轴承径向载荷、轴向载荷、当量动载荷和基本额定寿命的计算。     了解不同可靠度和非稳定变载荷下轴承寿命的计算方法。     了解基本额定静载荷、当量静负荷的概念和按基本额定静载荷选择轴承尺寸的方法。     了解滚动轴承极限转速的概念。     了解滚动轴承的装拆、刚度、润滑和密封。     掌握滚动轴承的组合设计，能够合理地选择轴系支承方式，设计轴承组合结构。     9 ．联轴器和离合器     了解联轴器和离合器的功用，被联接的两轴的偏移形式。     掌握常见联轴器的类型和特点，能够合理地选择典型联轴器的类型和型号。     了解离合器的类型和工作原理。     对特殊用途的联轴器和离合器有所了解。 2. 课程学时分配： 序号 章次内容 讲 课 习题讨论 实 验 0 绪论 2     1 螺纹联接 6 2 2 2 键与花键联接 2     3 带传动 6   2 4 齿轮传动 8 2   5 蜗杆传动 6   （ 2 ）传动综合 6 轴 6 2 2 7 滑动轴承 6   （ 2 ） 8 滚动轴承 6 2   9 联轴器和离合器 2       合计 50 8 6 本教学大纲适用学时为： 62 学时； （ ）表示选择性实验，至少选其一 3. 教学基本要求 (1) 基本知识 机械传动的一般知识； 机械零、部件的主要类型、性能、结构特点、应用、材料等。 (2) 基本理论和方法 机械设计的基本原则；机械零件的工作原理、受力分析、应力状态、失效形式等。 计算载荷、条件性计算；当量法或等效转化法；试算法。 提高零件疲劳强度，改善载荷和应力分布的不均匀性； 降低或增强摩擦、改善局部品质、提高零、部件工艺性的途径和方法； (3) 要求掌握的基本技能 工作原理及适用性分析的技能；工作能力分析及设计计算的技能；结构分析和图样表达以及编制技术文件的技能。 三、实验 每个学生至少应做 4 个实验，共 8 学时。 实验内容可从以下项目中选取： 1. 联接零件应变和受力的测定； 2. 传动装置的工作能力和效率； 3. 滑动轴承的摩擦和润滑状态； 4. 轴系结构组合设计实验； 5. 传动装置综合性能实验。 通过实验环节要求学生掌握： 常见机械参数：力、转矩、效率、转速、时间、温度等的测定方法； 对实验数据进行分析、处理的方法； 常用测试仪器仪表的原理及使用方法；具备一定的实验技能。 每组实验人数应不超过 5~7 人。实验课成绩应作为课程成绩的一部分。 四、习题课、课外习题 1. 习题课 习题、讨论课应安排 4 次。 习题课在主要章节中安排，比如螺纹联接、齿轮传动、轴、滚动轴承等章节。 通过习题课使学生掌握零件设计的方法和步骤、作题的格式和要求。 习题课内容包括例题讲解和围绕重点内容的思考、讨论。 2. 课外习题 课外习题应包括计算题 ( 包括设计计算、校核计算、受力分析等 ) 和概念思考题。 计算题每章至少安排一个，重要章节应不少于二个。计算题应以设计计算为主。 概念思考题每章至少安排一个。内容结合每章的重点、难点，形式可多样化。 课外习题的成绩应作为课程成绩的一部分。 五、课程设计 课程设计中应注意设计能力的培养，包括： 1. 能从机器功能要求出发，制订设计方案，合理选择传动机构和零件； 2. 能按机器的工作状态分析和计算作用在零件上的载荷，合理选择零件材料，正确计算零件的工作能力或确定零件的主要尺寸； 3. 能考虑制造工艺、使用维护、经济和安全问题，对机器和零件进行结构设计； 4. 绘制机器或部件的装配图和零件图，在画法几何、机械制图、公差及技术测量、金属学及热处理等先修课程的基础上，合理提出并注明有关技术要求。 每个学生必须独立完成课程设计，设计题目为机械传动装置或简单机械。设计工作量相当于以两级圆柱齿轮减速箱为主体的机械传动装置为最低要求。每个学生应完成部件装配图一张，零件图 1~3 张，设计计算说明书一份 (6000~10000 字 ) 。 课程设计完成后应进行答辩。 课程设计成绩应根据上缴作业质量、平时成绩 ( 包括大型作业成绩 ) 和答辩成绩综合评定。