课程概述

《机械设计基础》课程是一门理论与实际紧密结合的课程，是一门以一般机械中常用机构和通用零(部)件的设计为核心的设计性课程，从工程案例入手，讲述其工作原理﹑结构特点﹑基本的设计理论和计算方法，培养学生具有设计通用零件和简单机械传动装置的能力，并获得实验技能的基本训练。与此同时，通过该课程的学习，将培养学生分析问题和解决问题的能力、动手能力以及创新思维、创新设计的能力。因此，《机械设计基础》不仅是高等学校工科各专业的一门十分重要的必修的专业基础课程，是一门承上启下的课程，同时，又是一门重要的素质教育课程，在培养高级工程技术人才的过程中具有十分重要的作用。通过本门课程的学习，可为工科类各专业的专业课学习奠定必要的理论基础。

课程任务：

（1）掌握常用机构的结构、特性等基本知识，并初步具有选用、分析基本机构的能力。

（2）掌握通用机械零件的工作原理、特点和设计计算的基本知识，并初步具有设计机械传动装置和简单机械的能力。

 （3）具有运用标准、规范、手册、图册等有关技术资料的能力。

课程特色：强化实践性和创新性。

（1)在结构上，对应每个理论知识点，都设计相应的案例分析。在内容上，常用机构、连接、各种传动等理论内容，都从实用出发，着重于阐明组成、特性对比和适用场合。尽量采用日常用品和简单机器作为实例展开阐述，这类产品贴近工作实际，其直观性有利于提高学生学习机械结构的兴趣。

   （2)在创新性上，专门设置 “创新设计”知识，简要介绍常用创新设计方法，培养学生的学习兴趣，激发学生的创新意识，提高本课程的教学效果。


 


证书要求

视频观看20%+单元测验30%+试卷测试50%。

预备知识

高等数学  普通物理  机械制图  工程力学  金工实习

 

授课大纲

第1周 第一章 绪论、第二章 机械设计基础知识

1.2研究内容（学什么？）

1.1研究目的（为什么学？）

2.4机械零件的设计准则

2.1机械设计的基本要求

2.3机械零件的主要失效形式

2.2机械设计的一般过程

1.3研究方法（怎么学？）

第一章 单元测验

第二章 单元测验

第2周 第三章 平面机构的自由度

3.4平面机构自由度的计算

3.2构件的分类及其表示方法

3.5计算自由度应注意的问题

3.3平面机构运动简图

3.1运动副的分类及其表示方法

第三章 单元测验

第3周 第四章 平面连杆机构

4.2平面四杆机构的演化

4.3.1铰链四杆机构具有整转副的条件

4.1平面连杆机构的特点、类型

4.3.2 急回运动

4.3.3 压力角与传动角

4.3.4 死点位置

第四章 单元测验

第4周 第五章 凸轮机构

5.3图解法设计凸轮机构

5.1凸轮机构的应用和分类

5.2从动件常用运动规律

第五章 单元测验

第7周 第七章 齿轮传动（三）

7.12.2斜齿圆柱齿轮的基本参数

7.12.4斜齿圆柱齿轮受力分析

7.12.1斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成

7.12.3斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件

第七章 齿轮传动（三）单元测验

第8周 第八章 轮系

8.2 定轴轮系传动比计算

8.4 复合轮系传动比的计算

8.3 周转轮系传动比的计算

8.1 轮系的类型与应用

第八章 轮系 单元测验

第9周 第九章 带传动与链传动

9.2.2带传动的应力分析

9.1带传动的类型和特点

9.5滚子链和链轮

9.3带传动的弹性滑动和打滑

9.2.1带传动的受力分析

9.4链传动的类型、特点

第九章 单元测验

第10周 第十一章 连接

11.4 螺纹连接的预紧与防松

11.1 螺纹的类型和应用

11.2 螺纹的主要参数

11.3 螺纹连接的基本类型及螺纹紧固件

第十一章 单元测验

第11周 第十二章 轴承

12.3滚动轴承尺寸的选择

12.6 滑动轴承的材料与润滑

12.5 滑动轴承的特点类型应用

12.2滚动轴承的代号

12.1滚动轴承的主要类型

12.4滚动轴承的组合设计

第十二章 单元测验

参考资料

 

[1]《机械设计基础》 李岚、刘静、王利华主编，华中科技大学出版社。

[2]《机械设计基础》 戴哲敏、刘静主编，江西高校出版社。

[3]《机械原理》（第八版） 郑文纬、吴克坚主编，高等教育出版社。

[4]《机械设计》（第九版） 濮良贵主编，高等教育出版社。


 

常见问题

Q : 1、 如何区分机器、机构和机械的概念。

A :  机器是机械装置与装备整机的通用名称。根据工作类型的不同，一般可将机器分为动力机器、工作机器和信息机器三类。

    机构是多个具有确定相对运动的构件的组合体，它在机器中起到改变运动规律或形式、改变速度大小和方向的作用。

    通常用“机械”一词作为“机器”和“机构”的总称。


Q :  2、平面机构中的虚约束常出现在哪些场合?

A :  

（1）两个构件之间组成多个移动副，且导路相互平行或重合时，如不考虑构件的受力，仅从运动方面考虑，其中只有一个移动副起约束作用，其余都是虚约束。

（2）两个构件之间组成多个转动副，且轴线重合时，其中只有一个转动副起约束作用，其余都为虚约束。

（3）两个构件之间组成多个高副，且各高副接触点处公法线重合时，只考虑一处高副引入的约束，其余都为虚约束。

（4）机构中对运动不起限制作用的对称部分，其对称部分可视为虚约束。


Q :  3、什么是平面连杆机构的死点？试举出避免死点和利用死点进行工作的例子。

A :  机构中传动角为零的位置称为死点位置。死点位置会使机构的从动件出现卡死或运动的不确定现象。

避免死点进行工作的例子：缝纫机脚踏驱动机构中，在正常运转时，借助安装在机头主轴上的飞轮（即上带轮）的惯性作用，可以使缝纫机踏板机构的曲柄冲过死点位置。

    利用死点进行工作的例子：连杆式快速夹具，就是利用死点位置来夹紧工件的。


Q : 4、凸轮机构常用的四种从动件运动规律中，哪种运动规律有刚性冲击？哪些运动规律有柔性冲击？哪种运动规律没有冲击？如何来选择从动件的运动规律？

A :  匀速运动规律有刚性冲击；等加速-等减速和余弦加速度运动规律有柔性冲击；正弦加速度运动规律没有冲击。

    在选择从动件的运动规律时，应根据机器工作时的运动要求来确定。