课程概述

本课程是近机械类工科专业重要的专业基础课,具有承前启后的重要作用,主要介绍机械中常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本设计理论和计算方法。通过本课程的教学,训练和培养学生设计通用零件、机械传动装置及简单机械的能力,为学生学习后继课程及新的科学技术打下必要的基础,同时也为学生今后从事机械技术工作打下一定的基础。


证书要求

本课程采用百分制计分,平时单元测验20%,为客观题;平时单元作业20%,为主观题,需要完成作业提交和完成规定的互评数量;随堂布置的课程讨论的表现10%;课程结束考试50%。总成绩60分-80分(不含80分)为合格,总成绩80分(含80分)以上为优秀。


预备知识

先修课程:高等数学,机械制图(或工程制图),工程力学

授课大纲


1 绪论(理论2学时,实际时长预计45min

教学内容:

1.1 本课程的研究对象和内容 

1.2 本课程的性质和任务

1.3 机械设计的基本要求、一般步骤

1.4 机械设计方法及其新发展

重点:机械、机构、构件、零件的概念;本课程的任务;机械设计的一般步骤

难点:机器与机构的区别

2 机械设计基础知识(理论2学时,实际时长预计90min

教学内容:

2.0 引言

2.1机械零件应力及其设计准则

2.2常用材料及其选择

2.3极限与配合、表面粗糙度和优先数系

2.4机械零件的工艺性和标准化

2.5 本章小结

重点:应力的分类及接触应力计算;机械零件的失效形式及设计准则;机械零件的常用材料和选用原则;

难点:静应力、变应力、接触应力分析;机械零件设计中材料的合理选择。

3 平面机构的结构分析(理论3学时,实际时长预计70min

教学内容:

3.0引言

3.1平面机构的运动简图

3.2平面机构的自由度

3.3小结

重点:绘制平面机构运动简图;计算平面机构的自由度。

难点:计算平面机构自由度时复合铰链、局部自由度和虚约束的判断。

4 平面连杆机构(理论4学时,实际时长预计100min

教学内容:

4.0引言

4.1概述

4.2平面四杆机构的基本形式及其演化

4.3平面四杆机构的基本特性

4.4平面四杆机构的设计

4.5小结

重点: 平面四杆机构的基本类型;平面四杆机构的基本特性;平面四杆机构的设计。

难点:平面四杆机构的演化;图解法设计平面四杆机构

5 凸轮机构(理论4学时,实际时长预计100min

教学内容:

5.0引言

5.1凸轮机构的应用和分类

5.2从动件的常用运动规律

5.3图解法设计凸轮轮廓

5.4凸轮设计中的几个问题

5.5本章小结

重点:从动件的运动规律;凸轮轮廓曲线设计。

难点:反转法设计凸轮轮廓曲线。

6 间歇运动机构(理论1学时,实际时长预计30min

教学内容:

6.0引言

6.1槽轮机构

6.2棘轮机构

6.3不完全齿轮机构和凸轮式间歇运动机构

6.4本章小结

重点:棘轮机构的工作原理、运动设计;槽轮机构的工作原理、运动特性。

难点:槽轮机构参数的确定。

7 齿轮传动(理论10学时,实际时长预计300min

教学内容:

7.0引言

7.1概述

7.2齿廓啮合基本定律

7.3渐开线与渐开线齿廓

7.4渐开线标准直齿圆柱齿轮的参数及几何尺寸计算

7.5渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动

7.6渐开线圆柱齿轮的加工

7.7齿轮的失效形式及齿轮材料

7.8渐开线直齿圆柱齿轮传动的强度计算

7.9平行轴渐开线斜齿圆柱齿轮传动

7.10直齿圆锥齿轮传动(简介)

7.11齿轮结构润滑

7.12本章小结

重点:标准直齿圆柱齿轮传动、斜齿圆柱齿轮传动和直齿锥齿轮传动的基本参数、正确条件以及几何尺寸计算;此三种传动的受力分析;标准直齿圆柱齿轮传动、斜齿圆柱齿轮传动的设计原理和强度计算方法。

难点:针对不同工况选择材料和设计参数;判断失效形式和确定设计准则;斜齿轮轴向力方向判定。

8 蜗杆传动(理论2学时,实际时长预计50min

教学内容:

8.0引言

8.1蜗杆传动的特点和类型

8.2蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算

8.3蜗杆传动的运动学及效率

8.4蜗杆传动的失效形式、材料及结构

8.5蜗杆传动的强度计算

8.6本章小结

重点:普通圆柱蜗杆的主要参数及几何尺寸计算;蜗杆传动的受力分析。

难点:蜗杆传动的受力分析。

9 轮系(理论4学时,实际时长预计105min

教学内容:

9.0引言

9.1轮系的类型

9.2定轴轮系的传动比计算

9.3周转轮系的传动比计算

9.4复合轮系的传动比计算

9.5轮系的应用

9.6本章小结

重点: 定轴轮系传动比的计算;周转轮系传动比的计算

难点:用反转法转化轮系;轮系转向的判断;复合轮系的分解。

10 带传动和链传动(理论5学时,实际时长预计105min

教学内容:

10.0引言

10.1带传动概述

10.2带传动的工作能力分析

10.3普通V带传动的设计计算

10.5链传动(简介)

10.6本章小结

重点:普通V带、滚子链传动的结构特点、应用场合和选型;普通V带、滚子链传动的运动特性;普通V带、滚子链传动设计的计算内容和计算过程。

难点:V带传动、链传动受力分析及计算;普通V带传动、链传动设计的参数选择;带的弹性滑动;链传动的多边形效应。

11  轴与轴毂连接(理论6学时,实际时长预计140min

教学内容:

11.0引言

11.1概述

11.2轴的结构设计

11.3轴的工作能力计算

11.4轴毂连接

11.5轴结构设计的综合实例

11.6本章小结

重点:轴的结构设计;轴的强度计算;平健的选择及其强度计算。

难点:轴的结构设计。

12 轴承(理论6学时,实际时长预计160min

教学内容:

12.0引言

12.1滑动轴承的主要类型

12.2滑动轴承的结构和材料

12.3滚动轴承的结构、类型及性能特点

12.4滚动轴承的代号及类型选择

12.5滚动轴承的寿命计算

12.6滚动轴承的组合设计

12.7本章小结

重点:滑动轴承的结构和材料;非液体摩擦滑动轴承的设计计算;滚动轴承的类型、特点和代号;滚动轴承的选择计算;滚动轴承组合设计。

难点:角接触轴承的轴向载荷计算;轴承装置的组合设计。

13  螺纹连接(理论6学时,实际时长预计190min

教学内容:

13.0引言

13.1螺纹连接的基本知识

13.2螺纹的分类、特点及应用

13.3螺纹连接的类型和螺纹紧固件

13.4螺纹连接的预紧与防松

13.5螺纹连接强度计算

13.6螺纹连接结构设计

13.7本章小结

重点:螺纹的主要参数和受力分析;螺纹连接的类型和预紧防松;螺栓连接的设计和强度计算。

难点:同时承受预紧力和工作拉力的紧螺栓连接的强度计算。

14  联轴器、离合器和制动器(理论2学时,实际时长预计45min

教学内容:

14.0引言

14.1联轴器

14.2液力联轴器简介

14.3离合器和制动器

14.4本章小结

重点:理解各类联轴器的性能特点与使用场合;联轴器的选择计算。

难点:

 

实践环节实验

1)机构运动简图的测绘和分析;(理论2学时,实际时长预计30min)

2)带传动实验;(理论2学时,实际时长预计30min)

3)渐开线齿廓范成实验-齿轮范成仪切齿仪。(理论2学时,实际时长预计30min)





参考资料

1 朱玉 机械设计基础[M].北京:北京大学出版社2013

2 黄华梁,彭文生.机械设计基础[M]4版.北京:高等教育出版社,2015

3 杨可桢等.机械设计基础[M]5版.北京:高等教育出版社,2015



常见问题

Q :  机械设计基础作为一门技术基础课程,课堂上需要64学时,而在线课程不到一半时间,是否会学的一知半解?A :  不会的,在线课程我们提供了丰富的教学资源,在线课程虽然相比课堂时长缩短,但是教师团队答疑辅导周全,可供自学资源更多,完全不用担心。