机械设计
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课程评价
spContent=机械设计课程是省级精品课程,是机械设计制造及其自动化专业的核心课。是培养学生掌握机械设计的一般规律、掌握通用机械零部件的设计原理和方法,具备设计一般机械的能力;在培养综合素质高、构思与表达能力、设计与创新能力、分析与综合能力强的机械工程人才方面,起着重要的作用。
—— 课程团队
课程概述

  机械设计是机械设计制造及其自动化专业的专业基础课,是以通用零、部件为主的设计性课程。主要内容包括:机械设计概论、机械零件的强度、带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动、轴和轴毂联接、滚动轴承、滑动轴承、联轴器、离合器、制动器、螺纹联接和螺旋传动、弹簧等。通过学习本课程使学生掌握通用机械零件的工作原理、结构特点和应用知识;掌握通用零、部件的设计原理、方法和机械设计的一般规律;进行机械设计基本技能的训练;初步具有设计机械传动装置和简单机械的能力。

授课目标

通过学习本课程使学生掌握通用零、部件的设计原理、方法和机械设计的一般规律;进行机械设计基本技能的训练;初步具有设计机械传动装置和简单机械的能力。

课程大纲

1 本课程的性质及适用的专业

机械设计是机械设计制造及其自动化专业基础课,是必修课,是以通用零、部件为主的设计性课程。

2 本课程的教学目标

通过本课程的学习,学生应掌握通用机械零件的工作原理、结构特点和应用知识;掌握通用零、部件的设计原理、方法和机械设计的一般规律,使学生具有设计传动装置和简单机械的能力;树立正确的设计思想,具有了解与运用国家当前的有关技术资料的能力;具有运用标准、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。

3 对先修课程的要求

本课程的先修课程为工程制图、工程材料、理论力学、材料力学、机械原理、互换性与技术测量等。

4 本课程教学内容基本要求

4.1 绪论 

教学内容:本课程的研究对象;本课程的性质、内容和任务;本课程的特点和学习方法。

    基本要求:了解本课程的研究对象、性质、内容以及特点和学习方法。

4.2 机械设计概论

教学内容:机器应满足的基本要求;机器设计的主要内容及一般程序;机械零件设计的基本要求及一般步骤;机械零件的主要失效形式及技术准则;机械零件的材料选择;机械零件的工艺性及标准化;机械设计方法及其新发展。

   基本要求:掌握机器应满足的基本要求;掌握机械零件的主要失效形式、技术准则及一般程序;了解机械设计的基本要求及一般步骤;了解机械零件的材料选择、工艺性及标准化;一般了解机械设计方法及其新发展。   
4.3 机械零件的强度 (自学内容)

  教学内容:载荷和应力的分类;静应力下机械零件的整体强度;变应力下机械零件的整体强度;机械零件的表面接触疲劳强度;断裂力学在机械设计中的应用。

  基本要求:重点掌握载荷和应力的分类;掌握静应力下机械零件的整体强度;变应力下机械零件的整体强度;了解机械零件的表面接触疲劳强度

4.4 摩擦、磨损及润滑

  教学内容:摩擦;磨损;润滑剂;润滑状态

  基本要求:了解摩擦、磨损及润滑剂的基础知识

4.5 带传动

  教学内容:概述;V带和V带带轮;带传动的工作情况分析;带传动的设计计算;带传动的张紧与维护

  基本要求:重点掌握带传动的工作情况分析及V带传动的设计计算;了解V带和V带带轮的结构及带传动的张紧与维护

4.6 链传动

  教学内容:概述;滚子链和链轮;链传动工作情况分析;滚子链传动的设计计算;滚子链的布置、张紧和润滑

      基本要求:掌握链传动工作情况分析及滚子链传动的设计计算;了解滚子链和链轮的结构及链传动的布置、张紧和润滑

4.7 齿轮传动

  教学内容:概述;齿轮传动的失效形式和设计准则;齿轮常用材料和许用应力;齿轮传动的计算载荷和载荷系数;标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算;标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算;标准直齿圆锥齿轮传动的强度计算;齿轮的结构;齿轮传动的润滑;其他齿轮传动简介

  基本要求:重点掌握齿轮传动的失效形式和设计准则;掌握齿轮常用材料和许用应力;掌握标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算、标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算;了解直齿圆锥齿轮传动的强度计算;了解齿轮的结构

4.8 蜗杆传动

  教学内容:概述;普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算;普通圆柱蜗杆传动的失效形式、设计准则和材料选择;普通圆柱蜗杆传动的强度计算;普通圆柱蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算;蜗杆和蜗轮的结构;圆弧圆柱蜗杆传动设计计算。

  基本要求:掌握蜗杆传动的特点、普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算、失效形式、设计准则和材料选择;掌握普通圆柱蜗杆传动的强度计算;了解普通圆柱蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算

4.9 轴和轴毂联接

  教学内容:概述;轴的材料及其选择;初步估算轴的直径;轴的结构设计;轴的强度计算;轴的刚度计算和轴的振动稳定性概念;轴毂联接

  基本要求:掌握轴的材料及其选择;掌握初步估算轴的直径及轴的结构设计;掌握轴的强度计算;掌握轴毂联接的设计;了解轴的刚度计算和轴的振动稳定性概念

4.10 滚动轴承

  教学内容:概述;滚动轴承的主要类型、特点和代号;滚动轴承的类型选择;滚动轴承的工作情况分析;滚动轴承的寿命计算;滚动轴承的静强度计算;滚动轴承的组合设计;新型轴承简介

  基本要求:重点掌握滚动轴承的主要类型、特点和代号;掌握滚动轴承的类型选择;掌握滚动轴承的寿命计算及静强度计算;掌握滚动轴承的组合设计;了解滚动轴承的工作情况分析

4.11 滑动轴承

  教学内容:概述;滑动轴承的典型结构;轴承材料和轴瓦结构;滑动轴承的润滑;不完全油膜滑动轴承的设计计算;液体动压径向滑动轴承的设计计算;其他形式滑动轴承简介

  基本要求:掌握滑动轴承的典型结构;了解轴承材料、轴瓦结构及滑动轴承的润滑

4.12 联轴器、离合器、制动器

  教学内容:联轴器;离合器;制动器

  基本要求:掌握联轴器的工作原理及类型;掌握离合器的工作原理及类型;了解制动器原理及结构

4.13螺纹联接和螺旋传动

  教学内容:螺纹联接的主要类型、特点和应用;螺纹联接的预紧和防松;螺栓组联接的设计;螺纹联接的强度计算;提高螺纹联接强度的措施;螺旋传动

  基本要求:掌握螺纹联接的主要类型、特点和应用;掌握螺栓组联接的设计;掌握螺纹联接的强度计算;了解螺纹联接的预紧和防松;了解提高螺纹联接强度的措施;了解螺旋传动

4.14 弹簧

  教学内容:概述;圆柱型螺旋弹簧的结构、材料及制造;圆柱型压缩(拉伸)螺旋弹簧的设计计算;其他类型弹簧简介

     基本要求:掌握弹簧的功用和类型及弹簧设计的基本概念;了解圆柱型螺旋弹簧的结构、材料及制造。

5 本课程学时分配建议

序号

内容

讲课

习题课

实验

小计

1

绪论

1

 

 

1

2

机械设计概论

3

 

 

3

3

带传动

4

 

2

6

4

链传动

2

 

 

2

5

齿轮传动

8

 

 

8

6

蜗杆传动

       4

 

 

4

7

轴和轴毂联接

10

 

4

14

8

滚动轴承

6

 

 

6

9

滑动轴承

2

 

 

4

10

联轴器、离合器、制动器

2

 

 

2

11

螺纹联接和螺旋传动

4

 

 

4

12

弹簧

2

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

减速机拆装

 

 

2

2

   

48

 

8

56

6 其他说明

6.1 教学方法和手段

课程教学要突出应用性,要着重培养学生灵活运用基本原理和基本知识分析、解决工程实际问题的能力,而对某些公式的推导及复杂的论证可精简。教学方法上尽量采用启发式教学,在课堂上多提问,安排一些自学内容,鼓励学生自学,培养学生的自学能力;以“少而精”为原则,精选教学内容,精讲多练;增加讨论课,调动学生学习的主观能动性;通过各章的课外习题,培养学生分析问题、解决问题的能力及查阅资料的能力;通过实验和课程设计,培养学生的动手能力和创新能力。设计基本技能的培养要贯穿在全课程中,通过教学各环节有机地配合,有目的地培养。要重视实践性环节,要求学生独立完成实验,实验成绩必须合格。运用计算机进行辅助设计,以提高学生运用计算机的能力。

6.2 考核方式

    考试。

6.3 选用教材:

曹晓明.机械设计.北京:电子工业出版社,2011

吴宗泽.机械设计课程设计指导书(第四版). 北京:高等教育出版社,2012


预备知识

 先修工程制图、工程材料、理论力学、材料力学、机械原理、互换性与技术测量等课程。

证书要求

计分方法:

1、本课程的综合成绩由单元测验、作业和期末考试三部分组成。而课间提问和随堂练习不计入成绩;

2、题型及分值:单元测验、作业和期末考试均有单选题、填空题和问答题五种题型,测验可多次提交,有效得分为最高分值。

3、学生应学完本课程的所有章节,完成单元测验、作业和期末考试。课程结束、期末考试后综合评定成绩,其中,单元测验成绩(20%)及有些章节出现的作业互评题成绩(20%);论坛课后讨论占10%,论坛课后讨论成绩由论坛活跃度(发帖、回帖)决定;期末考试占50%,最终考试成绩由答题分数决定。

4、综合成绩60分及以上为合格,85分及以上为优秀。



参考资料

1、徐锦康. 机械设计.北京:高等教学出版社,2004

2、张鄂.机械设计学习指导典型题解(新版)(21世纪大学课程辅导).西安:西安交通大学出版社,2008

3、王德伦. 机械设计.北京:机械工业出版社,2015

4、吴宗泽.机械合计.北京:高等教育出版社,2007