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1、机械设计基础B(Basics of Mechanical Design B)课程代码：03410052学分：3.5学时：56 （其中：课堂教学学时：50实验学时：6上机学时：0课程实践学时：0 ）先修课程：高等数学、大学物理、工程图学、工程力学、金工实习。适用专业：复合材料与工程、金属材料工程、建筑环境与能源应用工程、新能源科 学与工程、高分子材料与工程、金属材料工程、无机非金属材料工程。教材：机械设计基础杨可桢主编，高等教育出版社，第六版，2013.8。一、课程性质与课程目标（一）课程性质机械设计基础B是一门培养学生具有机械方面基本知识的基础课，是为工科院校非机 械类专业所开设的专业基础课程
2、。本课程主要研究机构学、机械动力学的基础理论和基本知识，通 用零部件设计的基础理论、基本知识和基础技能，使学生掌握初步具有拟定机械系统运动方案、分 析和设计机构的能力，具备将所学的基础理论灵活运用到机械产品的方案设计、性能分析、创新设 计等过程的能力，为后续专业课程学习、实验环节和将来从事专业生产技术工作奠定必要的基础。（二）课程目标课程目标1:树立正确的设计思想和创新意识，了解国家当前的有关技术经济政策；掌握常 用机构和通用零部件的设计原理和设计方法，掌握机械设计的一般规律，具有设计机械传动装置和 简单机械的能力；掌握典型机械零件的结构设计和承载能力计算；培养运用标准、规范、手册、图 册和查
3、阅有关技术资料的能力。课程目标2：使学生的思维和分析方法尽可能联系实际工程问题得到一定的训练，培养学生 综合分析和处理实践工程问题的能力，培养学生机械创新设计能力和思维。具有一定的生产设备设 计和优化能力。二、课程内容与教学要求2 .难点（1）圆柱蜗杆传动的受力分析、强度计算特点及热平衡计算。第十三章带传动和链传动（一）课程内容（1）带传动的类型和应用；（2）带传动的受力分析；（3）带的应力分析；（4）带传动的弹性滑动、传动比和打滑现象；（5） V带传动的计算；V带轮的结构；（6） 链传动的特点和应用。（二）教学要求了解带传动的类型、特点和应用场合；（2）熟悉V带的结构及其标准、V带传动的张紧
4、方法和装置；（3）掌握带传动的工作原理、受力情况、弹性滑动及其打滑等基本概念、V带传动的实效 形式及设计准则；了解柔性体摩擦的欧拉公式，带的应力及其变化规律；（5）掌握V带传动的设计方法和步骤；了解链传动的工作原理、特点及应用。（三）重点与难点.重点（1）带传动的工作原理、受力分析、应力分析；（2）带传动的弹性滑动、传动比和打滑现象；（3） V带传动的设计与计算。1 .难点（1）带传动的弹性滑动、传动比和打滑现象；（2） V带传动的设计与计算。第十四章轴（一）课程内容（1）轴的功用和类型；（2）轴的材料；（3）轴的结构设计；（4）轴的强度计算。（二）教学要求（1）掌握按照受载特点的轴的分类；（
5、2）掌握轴上零件的布置、定位和固定方法、轴的加工和装配方法等;（3）掌握按扭转强度和按弯扭合成强度的轴的强度计算。（三）重点与难点1.重点（1）按照受载特点的轴的分类；（2）轴上零件的布置、定位和固定方法、轴的加工和装配方法等；（3）按扭转强度和按弯扭合成强度的轴的强度计算。2 ,难点（1）轴上零件的布置、定位和固定方法、轴的加工和装配方法等；（2）按扭转强度和按弯扭合成强度的轴的强度计算。第十五章滑动轴承（-）课程内容（1）摩擦状态的分类；（2）滑动轴承的结构形式；（3）轴瓦及轴承衬材料；（4）润滑剂和润滑装置；（5）非液体摩擦滑动轴承的计算。（二）教学要求了解摩擦状态的分类；（1） 了解滑
6、动轴承的结构、轴瓦结构形式及润滑；了解滑动轴承常用材料的性能及选用；（2） 掌握非液体润滑滑动轴承的失效形式及条件性计算准则。（三）重点与难点.重点（1）非液体润滑滑动轴承的条件性计算。1 .难点无第十六章滚动轴承（一）课程内容（1）滚动轴承的基本类型的特点；（2）滚动轴承的代号；（3）滚动轴承的选择计算；（4）滚动轴承的润滑和密封；（5）滚动轴承的组合设计。（二）教学要求（1） 了解滚动轴承常用类型的结构特点及其应用场合;（2）掌握滚动轴承的代号和类型选择的基本原则；（3）掌握滚动轴承的尺寸选择和寿命计算；（4）掌握滚动轴承装置的组合结构设计。（三）重点与难点1.重点（1）滚动轴承的代号和类
7、型选择；（2）派生轴向力的产生、计算及滚动轴承的寿命计算;（3）轴承组合结构设计。2 .难点（1）派生轴向力的产生、计算及滚动轴承的寿命计算;（2）轴承组合结构设计。第十七章联轴器、离合器和制动器（-）课程内容（1）联轴器、离合器的类型和应用；（2）固定式刚性联轴器；（3）可移式刚性联轴器；（4）弹性联轴器；（5）牙嵌离合器；（6）圆盘摩擦离合器；（7）磁粉离合器；（8）定向离合器；（9）制动器。（二）教学要求了解联轴器、离合器和制动器的基本类型及选用。（三）重点与难点.重点（1）联轴器的特性和选择；（2）离合器的特性和选择。1 .难点无第十八章弹簧（一）课程内容（1）弹簧的功用和类型；（2）
8、圆柱螺旋拉伸、压缩弹簧的应力与变形；（3）弹簧的制造、材料和许用应力；（4）圆柱螺旋拉伸、压缩弹簧的设计。（二）教学要求（1） 了解弹簧的类型、结构与使用场合；（2）掌握圆柱形拉伸、压缩螺旋弹簧的选材、结构与基本的设计计算方法。（三）重点与难点.重点（1）圆柱螺旋弹簧的设计计算、材料选择与工艺要求。1 .难点无三、本课程开设的实验项目实验L齿轮范成编号实验项目名称学时类型要求支撑的课程目标1齿轮范成2验证性必做课程目标22带传动2验证性必做课程目标23减速器装拆2综合性必做课程目标2验证和深入理解齿轮范成法加工原理、根切现象的产生原因及如何避免。实验2：带传动实物观察带传动组成特点，验证和深入
9、理解弹性滑动和打滑现象。实验2：带传动观看典型减速器实物，深入理解减速器部件设计要求、动手进行安装与拆卸、明确零件固 定方式、润滑与密封方法等。四、学时分配及教学方法章（按序填写）教学形式及学时分配主要教学方法支撑的课程目标课堂 教学实验上 机课程 实践小 计绪论11讲授法目标1第一章44讲授法+演示法目标1第一早44讲授法+演示法目标1第三章44讲授法+演示法目标1第四章628讲授法+演示法目标1+目标2第五章44研究型教学方法目标1+目标2第六章自学目标1第七章22讨论法目标1第八章11研究型教学方法目标1+目标2第九章自学目标1第十章55讲授法目标1第十一章66讲授法+讨论法目标1第十二
10、章22讲授法目标1第十三章325讲授法目标1+目标2第十四章44研究型教学方法目标1+目标2第十五章自学目标1第十六章426讲授法+讨论法目标1+目标2第十七章自学目标1第十八章自学目标1合计50656五、课程考核考核形式考核要求考核权重备注课堂表现根据学生课堂学习情况，结合 平时的随机点名，进行综合考 核。10%实验表现根据学生实验操作情况，实验 报告书写情况，进行综合考核。10%平时作业课后完成15-30个习题，主要考 核学生对每章知识点的复习、 理解和掌握程度，计算全部作 业的平均成绩。10%期末考试米用闭卷考试，试卷题型包括 填空题、简答题、计算题和综 合应用题等。以卷面成绩的70%
11、计入课程总成绩。其中基础知 识型题目约占30%；复杂机械 问题综合分析与验证的能力题 目占70%。70%六、参考书目及学习资料（书名，主编，出版社，出版时间及版次）（1）机械设计基础导教导学导考，郭瑞峰编，西北工业大学出版社，2005o（2）机械原理，孙恒、陈作模、葛文杰编，高等教育出版社，2006年（第7版）。（3）机械设计，濮良贵、纪名刚编，高等教育出版社，2006年（第8版）。七、大纲说明（内容可包括课程基本要求、习题要求及其它一些必要的说明）.本课程采用多媒体教学。1 .按照每一章节的学习要求，课后布置一定量的作业，也可另行布置大作业、思考题供学 生理解教学内容。2 .本课程的课程设计
12、见机械设计基础课程设计教学大纲。2017年10月18日绪论（一）课程内容（1）本课程研究的对象和内容；（2）机构、机器、机械等基本概念；（3）机械设计的基本要求和一般过程。（二）教学要求了解本课程的性质、研究对象与内容；（1） 掌握机构、机器、机械等基本概念；了解机械设计的基本要求和一般过程。（三）重点与难点.重点（1）机构、机器、机械的区别；（2）机械设计的基本要求和一般过程1 ,难点无第一章 平面机构的自由度和速度分析（一）课程内容（1）运动副及其分类；（2）平面机构运动简图；（3）平面机构的自由度计算；（4）速度瞬心及其在机构速度分析上的应用。（二）教学要求（1）掌握运动副的概念、作用及
13、分类，能够识别常用机械系统中的运动副联接；（2）能根据实物绘制常用平面机构的运动简图；（3）掌握平面机构的自由度计算方法，能够判别机构运动确定性与自由度的关系，正确的 识别机构；了解速度瞬心的概念及分类，能够分析简单机构的所有瞬心位置及其类型。（三）重点与难点.重点(1)读懂机构运动简图的组成及运动传递路线；(2)含有复合较链、局部自由度或虚约束的平面机构的自由度计算；(3)速度瞬心在机构速度分析上的应用。1 .难点(1)含有复合较链、局部自由度或虚约束的平面机构的自由度计算；(2)非接触两构件之间速度瞬心位置的确定。第二章平面连杆机构(-)课程内容(1)平面四连杆机构的基本类型及其应用；(2
14、)平面四杆机构的基本特性；(3)平面四杆机构的设计。(-)教学要求了解平面四连杆机构的基本形式、演化和应用；(2)能利用曲柄存在条件进行四杆机构类型的判别；(3)掌握机构的急回特性和机构压力角、传动角、死点、极位夹角和行程速比系数等概念, 能够对常用连杆机构进行急回特性和传力性能分析；(4)掌握按给定行程速比系数和按给定连杆位置设计四杆机构的原理和方法。(三)重点与难点.重点(1)曲柄存在条件的应用；(2)平面四杆机构的工作特性分析；(3)平面四杆机构的设计。2 .难点(1)按给定行程速比系数和按给定连杆位置设计四杆机构的原理和方法。第三章凸轮机构(-)课程内容(1)凸轮机构的组成和类型；(2
15、)从动件的运动规律；(3)凸轮机构的压力角；(4)图解法设计凸轮轮廓。(二)教学要求了解凸轮机构的应用及分类，认识常见机械系统中的凸轮机构；（2）理解从动件常用运动规律及其特点；（3）掌握图解法设计盘形凸轮轮廓的思想；（4）掌握盘形凸轮机构基本尺寸的确定方法，能够分析基圆半径、偏置方向、滚子半径等 对凸轮机构性能的影响；（5）掌握反转法的应用，能够应用反转法分析凸轮机构不同位置的从动件位移及传力的情 况。（三）重点与难点1.重点（1）图解法设计凸轮轮廓；2 .难点（1）反转法设计凸轮轮廓曲线的思路及反转法应用第四章齿轮机构（-）课程内容（1）齿轮机构的特点和类型；（2）齿廓实现定传动比传动的条
16、件；（3）渐开线齿廓；（4）齿轮各部分名称及渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本尺寸；（5）渐开线标准齿轮的啮合；（6）渐开线齿轮的切齿原理；（7）根切、最少齿数及变位齿轮；（8）平行轴斜齿轮机构；（9）锥齿轮机构。（二）教学要求了解齿轮机构的类型和应用；（2）理解齿廓啮合基本定律的含义；（3）理解渐开线直齿圆柱齿轮的传动特性，能够分析渐开线直齿圆柱齿轮的定传动比特性 以及一对齿轮传动比的多种表达方式，能够根据一对齿轮的安装中心距确定传动比、节圆位置及啮 合线位置和啮合角大小；（4）掌握标准直齿轮圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算；（5） 了解渐开线直齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件、无齿侧间隙啮合条件和连
17、续传动条件;了解渐开线齿轮的范成法加工原理、根切、最少齿数；（7）理解平行轴斜齿圆柱齿轮齿廓形成及啮合特点，掌握其几何尺寸计算；了解标准斜齿圆柱齿轮几何尺寸的计算方法，注意与直齿轮的联系与区别；（8） 了解直齿锥齿轮齿廓形成原理、背锥、当量齿数等概念及其几何尺寸计算。（三）重点与难点.重点（1）齿廓啮合基本定律的理解；（2）渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数与几何尺寸计算；（3）渐开线直齿圆柱齿轮的啮合特性；（4）渐开线齿轮的加工原理、根切原因、避免根切的措施。1 .难点（1）根切、最少齿数及变位齿轮；（2）平行轴斜齿轮机构；第五章轮系（一）课程内容（1）轮系的类型；（2）定轴轮系及其传动比；（
18、3）周转轮系及其传动比；（4）复合轮系及其传动比；（5）轮系的应用。（二）教学要求了解轮系的分类和应用，能够区分行星轮系和周转轮系的特点;（2）掌握定轴、周转和混合轮系传动比的计算方法。（三）重点与难点.重点（1）定轴轮系及其传动比；（2）周转轮系及其传动比；（3）复合轮系及其传动比。1 .难点（1）复合轮系及其传动比。第六章间歇运动机构（-）课程内容（1）棘轮机构；（2）槽轮机构；（3）不完全齿轮机构；（4）凸轮间歇运动机构。（二）教学要求了解常用间歇运动机构的类型。（三）重点与难点.重点（1）常用间歇运动机构的工作原理、运动特点。1 .难点无第七章机械运转速度波动的调节（一）课程内容（I）
19、机械运转速度波动调节的目的和方法；（2）飞轮设计的近似方法；（3）飞轮主要尺寸的确定。（二）教学要求（1）掌握飞轮转动惯量的简易计算法，能够根据机械系统的工作要求，确定系统的最大盈 亏功以及飞轮轴转速的变化过程，进而设计出满足运动不均匀系数要求的飞轮转动惯量；了解非周期性速度波动的特点及其调节方法。（三）重点与难点.重点（1）根据机械系统的工作要求确定系统的最大盈亏功；（2）飞轮转动惯量设计。1 .难点（1）根据机械系统的工作要求确定系统的最大盈亏功。第八章回转件的平衡（一）课程内容（1）回转件平衡的目的；（2）回转件的平衡计算；（3）回转件的平衡试验。（二）教学要求（1）掌握回转件静、动平衡
20、的原理和方法；（2） 了解回转件不平衡量的测定和平衡试验方法。(三)重点与难点.重点(I)回转件静、动平衡的设计。1 .难点(1)回转件静、动平衡的设计。第九章机械零件设计概论(一)课程内容(1)机械零件设计概述；(2)机械零件的强度；(3)机械零件的接触强度；(4)机械零件的耐磨性；(5)机械制造常用材料及其选择；(6)机械零件的工艺性及标准化。(二)教学要求了解机械零件失效及其强度设计准则；(1) 了解应力的种类及影响机械零件疲劳强度的主要因素;了解机械零件的接触强度；(2) 了解机械零件的耐磨性；了解机械制造常用材料及其选择；(3) 了解机械零件的工艺性及标准化。(三)重点与难点.重点(
21、1)应力的种类及影响机械零件疲劳强度的主要因素；(2)机械零件的接触强度和耐磨性。1 .难点无第十章连接(一)课程内容(1)螺纹参数；(2)螺旋副的受力分析、效率和自锁；(3)机械制造常用螺纹；(4)螺纹联接的基本类型及螺纹紧固件；（5）螺纹联接的预紧和防松；（6）螺栓联接的强度计算；（7）螺栓的材料和许用应力；（8）提高螺纹联接强度的措施；（9）螺旋传动；（10）键联接。（二）教学要求（1） 了解螺纹的基本参数，熟练掌握常用螺纹联接的种类、特性及其应用；（2）掌握螺纹联接的基本类型及其应用场合；（3） 了解螺纹联接预紧的目的和控制方法，螺纹联接防松的目的、原理及其防松装置;（4）熟练掌握单个
22、螺纹联接的强度计算；了解螺旋传动的种类和滑动螺旋传动的主要失效形式及其设计准则；（6）掌握键联接的种类及其工作面，掌握普通平键联接设计计算。（三）重点与难点.重点（1）普通螺栓和校制孔螺栓在结构、传力、失效形式、计算理论与方法等方面的区别;（2）单个螺栓联接的强度计算；（3）普通平键联接的设计计算。1 .难点（1）单个螺栓联接的强度计算。第十一章齿轮传动（一）课程内容（1）齿轮传动的失效形式及计算准则；（2）齿轮的材料；（3）齿轮传动的精度；（4）直齿圆柱齿轮传动的作用力及计算载荷；（5）直齿圆柱齿轮传动的齿面接触疲劳强度计算；（6）直齿圆柱齿轮传动的齿根弯曲疲劳强度计算；（7）圆柱齿轮材料和
23、参数的选择与计算方法；（8）斜齿圆柱齿轮传动；（9）直齿锥齿轮传动；（10）齿轮的构造；（11）齿轮传动的润滑和效率。（二）教学要求（1）掌握齿轮传动的失效形式及设计准则；（2）掌握齿轮传动的计算载荷及其影响因素；（3）掌握直齿圆柱齿轮传动、斜齿圆柱齿轮传动及锥齿轮传动的受力分析;（4）掌握齿轮传动的强度计算；（5）掌握齿轮传动主要参数的选择。（三）重点与难点1.重点（1）齿轮传动的失效形式及计算准则；（2）齿轮传动的计算载荷；（3）直齿圆柱齿轮传动的受力分析、强度计算及参数选择；（4）斜齿圆柱齿轮传动的受力分析、强度计算及参数选择；（5）锥齿轮传动的受力分析、强度计算及参数选择。2 .难点（
24、1）斜齿圆柱齿轮传动的受力分析、强度计算及参数选择。第十二章蜗杆传动（一）课程内容（1）蜗杆传动的特点和类型；（2）圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸；（3）蜗杆的失效形式、材料和结构；（4）圆柱蜗杆传动的受力分析；（5）圆柱蜗杆传动的强度计算；（6）圆柱蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算。（二）教学要求（1） 了解蜗杆传动的类型和特点；（2） 了解普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸；（3）掌握蜗杆传动的失效形式和计算准则、受力分析和承载能力计算；（4） 了解蜗杆传动的效率、滑动速度和热平衡计算。（三）重点与难点1.重点（1）普通圆柱蜗杆传动的主要参数及儿何尺寸；（2）蜗杆传动的失效形式、设计准则；（3）圆柱蜗杆传动的受力分析、强度计算特点及热平衡计算。