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1、机械设计课程教学大纲机械设计课程教学大纲一课程基本信息开课单位：开课单位：机械工程学院课程编号：课程编号：02010055a英文名称：英文名称：Machinery design学时：学时：总计 64 学时，其中理论授课 56 学时，实验（含上机）8 学时学分学分：4 学分。面向对象：面向对象：机械设计制造及其自动化、机电工程等本科专业；先修课程：先修课程：机械制图，机械制造基础，工程材料，公差及技术测量，理论力学，材料力学，机械原理教材教材：机械设计，邱宣怀、郭可谦等编著，高等教育出版社，1997 年 7 月 第 4 版主要教学参考书目或资料：主要教学参考书目或资料：1.机械设计学习与考试指导
2、 王明强主编，哈尔滨工程大学出版社，2007 年 8 月第 1 版2.机械设计（第六版），濮良贵主编，高教出版社，1996 年。二教学目的和任务机械设计是一门培养学生具有机械设计能力的技术基础课。在以机械学为主干学科的各专业教学计划中，它是主要课程。本课程在教学内容方面着重基本知识，基本理论和基本方法，在培养实践能力方面着重设计技能的基本训练。本课程主要任务是培养学生。掌握机械设计的一般规律和机械零件的设计原理及方法，具有设计机械及传动装置的能力。树立正确的设计思想。具有运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料的能力。掌握机械零件的典型实验方法和现代实验技能的基本训练。了解机械设计的新发展
3、。三教学目标与要求课程内容的教学基本要求：要求掌握的基本知识：机械设计一般方法，机械零件的主要类型、性能、结构特点、应用、材料及标准等。要求掌握的基本理论：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。机械零件工作能力、计算准则、计算载荷、条件性计算、强度计算、当量法或等效转化法、试算法。改善和提高机械零件的性能措施在设计中的应用。要求掌握的基本技能：设计计算，校核计算，结构设计和制图技能，编制技术文件。四教学内容、学时分配及其基本要求（一）教学内容及基本要求第一篇总论第一章机械设计概论(一)、基本要求1、认识和了解机器及其基本功能；了解机构的基本功能和结构特征；对机构、可
4、动联接、构件、零件等有明确的概念和具体的认识。2、了解本课程的研究对象、主要内容以及在机械设计和人才培养中的地位和作用；了解学习本课程的要求和方法。3、通过“绪论”的学习，使学生能为后继内容的学习打下一定的感性认识和理性认识基础；明确本课程的内容与作用，激发学生学习的兴趣和积极性。(二)、教学内容1、机械的组成和基本术语2、本课程的研究对象、主要内容、性质和任务3、本课程的特点和学习方法第二章机械零件的工作能力和计算准则（一）、基本要求1、了解机械零件强度计算的基本概念和强度条件表达的一般形式，了解表达式中各符号的含义和确定方法。2、掌握静应力下强度计算中常用强度理论的概念和计算公式及其应用。
5、3、机械零件的表面强度计算和提高零件强度的措施。(二)、教学内容1、机械零部件所受载荷及应力的类型，变应力的类型和特点及其描述2、机械零件强度的基本概念和分类，强度判别式。3、静应力机械零件的强度计算，计算应力的计算，极限应力和许用安全系数。4、机械零件表面强度(表面接触强度、表面挤压强度、表面磨损强度)及其提高措施。第三章机械零件的疲劳强度（一）、基本要求1、熟悉变应力的类型和特征，分析疲劳断裂过程、特征及与静力断裂的不同。2、疲劳曲线及材料和零件的简化极限应力图的来源、作法、意义、用途。3、了解影响零件疲劳强度的因素及其确定方法，并能查阅有关图表。4、掌握各种稳定变应力(包括简单应力和复合
6、应力)下，机械零件疲劳强度(工作安全系数的确定)的计算方法。5、掌握在规律性非稳定变应力下，机械零件的疲劳强度计算方法。（二）、教学内容1、变应力下零件的强度计算、疲劳断裂及其特征。2、稳定变应力下材料的疲劳曲线及有限循环次数下材料疲劳极限的确定。3、稳定变应力下材料的极限应力图，影响零件疲劳强度的因素，零件的许用极限应力图。4、稳定变应力下机械零件疲劳强度的计算。5、规律性非稳定变应力机械零件的疲劳强度计算。第四章摩擦、摩损、润滑第五章机械常用材料及制造工艺性（一）、教学内容1、摩擦学的基本理论：定义、分类（四）、特征、摩擦的基本类型2、磨损：定义、过程（阶段）、分类、每种类型的现象及实质3
7、、润滑：目的、润滑剂、性能指标、流体润滑分类4、材料选用原则5、公差与配合(选用；确定)6、机械零件的工艺性、分析（分析、理出重点内容、学生自学）部分重要及直接与后续内容相关的，结合后续章节给予应用性地讲解。第二篇联接第六章螺纹联接（一）、基本要求1、了解螺纹的主要参数、螺旋副的受力分析、效率和自锁条件，以及螺纹联接的主要类型和标准联接件，螺纹联接的拧紧与防松方法，以便在设计时正确的选用。2、掌握螺栓组联接的受力分析，能够从螺纹联接的失效形式、计算准则和强度计算中较为合理地设计出可靠的螺栓组联接。3、了解提高螺纹联接强度的措施。（二）、教学内容1、螺纹及螺纹参数2、螺旋副的受力分析、效率和自锁
8、3、螺纹联接的主要类型和标准联接件4、螺纹联接的拧紧和防松5、螺栓组联接的受力分析6、螺纹联接的失效形式和计算准则7、螺栓联接的强度计算8、提高螺纹联接强度的措施第七、八、九章其它联接（一）教学内容1、键联接2、花键联接3、销联接4、形面联接（二）基本要求1、了解键联接的主要类型及应用特点，掌握键的类型及尺寸的选择方法，并能对平键联接进行强度校核计算。2、了解花键联接的类型、特点及应用，掌握花键联接的强度计算。3、对销联接、无键联接的类型、特点及应用有一定的了解。第三篇传动1、分析传动装置及参数、分类、比较；2、插播片“机械传动综述”第十一章带传动（一）、基本要求1、了解带传动的类型、特点和应
9、用场合；2、熟悉普通 V 带的结构及其标准、V 带传动的张紧方式和装置；3、掌握带传动的工作原理、受力情况、弹性滑动及打滑等基本理论、V 带传动的失效形式及设计准则；4、掌握柔体摩擦的欧拉公式、带的应力及其变化规律；5、V 带传动的设计方法和步骤。（二）、教学内容1、带传动基本知识2、带传动的受力分析及运动特点3、普通 V 带传动的设计第十章摩擦轮传动重点分析，摩擦轮传动中的滑动及摩擦无级变速传动。（理出重点内容、学生自学）第十四章链传动重点分析链传动特点及运动不均匀性。（理出重点内容、学生自学）第十二章齿轮传动（一）、基本要求1、简单讲授齿轮传动基本知识（特点、分类、主要参数、精度等）；2、
10、重点分析齿轮传动失效形成及设计计算准则；3、简单讲授齿轮传动材料要求及选择原则；4、重点讲授并分析齿轮传动的受力分析、计算载荷及载荷系数；5、重点讲授并分析掌握直齿圆柱齿轮的强度计算、设计过程及参数选择、几何尺寸确定；6、重点分析、斜齿轮、园锥齿轮与直齿轮，比较受力分析、强度计算、几何尺寸确定、参数选择上的不同；7、分析齿轮结构：齿轮传动的润滑、效率等。二、教学内容1、概述及齿轮传动的主要参数2、齿轮传动的失效形式及计算准则3、齿轮材料及其热处理4、圆柱齿轮传动的载荷计算5、直齿圆柱齿轮传动的强度计算6、斜齿圆柱齿轮传动的强度计算7、直齿锥齿轮传动8、齿轮传动的效率和润滑9、斜齿圆柱齿轮传动1
11、0、齿轮结构第十三章蜗杆传动（一）、基本要求1、了解蜗杆传动的类型，掌握蜗杆传动的几何参数的计算和选择方法，并着重了解蜗杆直径系数q 的含义及引入此系数的意义。2、蜗杆传动的力分析及强度计算。3、了解蜗杆传动的承载能力计算。4、了解蜗杆传动的热平衡的重要性并掌握其计算方法。5、了解圆柱蜗杆的刚度计算及蜗杆、蜗轮的结构设计。（二）、教学内容1、普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算2、蜗杆传动的滑动速度和效率3、蜗杆传动的失效形式和材料选择4、蜗杆的受力分析及计算载荷5、普通圆柱蜗杆传动的承载能力计算6、圆柱蜗杆的刚度计算7、蜗杆传动的润滑与热平衡计算8、蜗杆与蜗轮的结构设计第四篇轴系第十八章
12、滚动轴承一、基本要求1、分析讲解滚动轴承的基本知识（结构、类型、特点、基本概念）；2、重点分析滚动轴承的代号，及类型选择原则和方法；3、分析滚动轴承和载荷、应力、失效形成及设计计算准则；4、重点分析滚动轴承的承载能力计算（疲劳寿命计算）和净强度计算；5、分析掌握滚动轴承的组合结构设计；二、教学内容1、滚动轴承的主要类型和代号2、滚动轴承的类型选择3、滚动轴承的尺寸选择计算4、滚动轴承的组合设计第十七章滑动轴承（一）、基本要求1了解滑动轴承的类型、特点及其应用。2掌握各类滑动轴承的结构特点。3了解对轴瓦材料的基本要求和常用轴瓦材料，了解轴瓦结构。4掌握非液体摩擦轴承的设计计算准则及其物理意义。5
13、掌握液体动压润滑的基本概念、基本方程和油楔承载机理。6了解液体摩擦动压径向润滑轴承的计算要点（工作过程、压力曲线及需要进行哪些计算）。7了解多油楔轴承等其他动压轴承的工作原理、特点及应用。8了解滑动轴承采用的润滑剂与润滑装置。（二）、教学内容1.非液体润滑轴承的设计计算。2.形成动压油膜的必要条件。3.流体动压向心滑动轴承的设计计算方法，参数选择第十九章联轴器离合器）分析内容，理出思路及思考题 5 个，要求学生自学。第二十章轴（一）、基本要求1、了解轴的分类及轴的材料2、掌握轴的初步估算强度计算3、掌握轴的强度计算4、掌握轴的结构设计5、了解轴的刚度计算（二）、教学内容1、轴的材料2、轴直径的
14、初步估算3、轴的结构设计4、轴的强度校核计算5、轴的刚度计算6、轴的振动计算第五篇其它零件1、分析讲解弹簧基本知识（功用、种类、材料及制造、头部结构）；简单分析弹簧工作原理；简单讲解弹簧设计计算过程及特点；2、分析机架零件的结构设计；确定机架零件设计参数（截面形状、间壁肋、壁厚、隔振）的合理选择；3、过渡件、管子（件）、密封件、联接接头、盖等的设计介绍。（二）（二）学时分配学时分配讲授实验讨论课习题课小 计第一篇总论第一章、机械设计概论1第二章、机械零件工作能力及计算准则2第三章、机械零件的疲劳强度5第四章、摩擦、摩损、润滑第五章、机械常用材料及制造工艺性参观陈列柜1第二篇联接第六章、螺纹联接
15、6实验2第七章、键、花键第八章、过盈联接第九章、焊、粘、铆录像2习题讨论课1第三篇传动第十一章、带传动5第十章 摩擦轮传动第十四章链传动1实验2第十二章、齿轮传动8第十三章、蜗杆传动4习题讨论课1第四篇轴系第十八章、滚动轴承6第十七章、滑动轴承4实验2第十九章、联轴器、离合器第十五章、减速器1第十六章、轴4习题讨论课1实验2第五篇其它零件第二十章、弹簧第二十一章、机架零件第二十二章、其它件2复习、机动1教学环节学时分配课程内容合计5383五教学方法及手段充分利用多媒体教学手段，通过典型机器案例的功能分析、结构分析具体、形象、生动地认识了解机器及其组成。应强调学习知识和培养能力是相辅相成的，但后
16、者比前者更重要。本课程的教学内容较多而教学时数相对较少，因此在讲授本课程时，着重讲重点、讲难点、讲思路、讲方法。学生在学习本课程时，应把重点放在掌握研究问题的基本思路和方法上，着重于能力的培养。这样，就可以利用自己的能力去获取新的知识。六考核方式及考核方法考核方式为闭卷考试，平时成绩（包括考勤、作业）占 20%，实验成绩占 10%，期末考试成绩占 70%。七课内实验（上机）教学安排（无此项时，可对此栏进行删除）序号实验项目学时性质类型1螺栓组的静、动态特性2必做验证2带传动特性实验2必做验证3滑动轴承综合性能分析2必做验证4减速器拆装实验2必做验证（性质：必做、选做；类型：演示、验证、综合、设计研究）（制定人制定人：王明强审定人审定人：朱永梅）