机械设计基础大纲.docx
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机械设计基础大纲
《机械设计基础》课程教学大纲
适用专业:
建筑环境与能源应用工程本科
学时:
32学时
学分:
2学分
课程代码:
B01001207
一、本课程的性质和任务
本课程是建筑环境与能源应用工程专业开设的专业基础课,是一门与机械学院交叉课程,是连接基础课和专业课的桥梁课程,具有承上启下的作用。
通过本课程的学习,为学生在今后的工作中解决机械设计问题打下一定基础,同时也为学生学习后继课程和新的科学技术提供必需的预备知识。
二、本课程的基本內容
(一)绪论
【教学目的和要求】
主要引入机械设计基础知识以及机械设计基础部分在整个专业课程中的重要地位。
掌握机器、机构、机械、零件等概念;熟悉《机械设计基础》课程的内容、性质和任务;掌握本课程的学习方法和主要要学习的内容。
【教学内容】
1.机器的组成及特征
2.本课程的内容、性质和任务
3.学习方法
【教学重点与难点问题】
重点:
熟悉本课程的学习内容,制定适合该课程的学习方法
(二)机械设计概述
【教学目的和要求】
主要讲解机械设计的内容和设计步骤。
熟练掌握机械设计的内容、步骤与基本要求;掌握机械零件常用材料的选择;了解机械零件的失效形式和计算准则。
【教学内容】
1.机械设计的基本要求
2.机械设计的内容与步骤
3.机械零件的失效形式及设计计算准则
4.机械零件设计的标进化、系列化及通用化
【教学重点和难点问题】
重点:
机械设计的基本要求、内容和步骤
难点:
机械零件的失效形式和设计计算准则
(3)润滑与密封概述
【教学目的和要求】
主要讨论机械中常见的摩擦、磨损、润滑和密封的实现和工作原理。
了解摩擦与磨损的概念;掌握润滑方式、润滑装置和密封装置的组成和运行。
【教学内容】
1.摩擦与磨损
2.润滑
3.密封装置
【教学重点和难点问题】
重点:
润滑方式、装置和密封装置
难点:
摩擦、磨损和润滑之间的关系和密封装置的原理
(4)平面机构的结构分析
【教学目的和要求】
主要讲解了机构的概念;平面机构的运动原理。
掌握运动副、自由度的基本概念;知道机构具有确定运动的条件;掌握平面机构运动简图的绘制。
【教学内容】
1.机构的组成
2.平面机构的运动简图
3.平面机构的自由度
【教学重点和难点问题】
重点:
运动副、自由度的概念;平面机构运动简图的概念
难点:
平面机构运动简图的绘制步骤和绘制方法
(5)平面连杆机构
【教学目的和要求】
主要介绍平面机构的运动和力分析;平面四杆机构的设计方法。
掌握平面连杆机构的类型、特性;知道运动分析、力分析的分析步骤和原理;掌握平面连杆的运动设计原则和步骤;了解连杆机构的效率和自锁问题
【教学内容】
1.概述
2.平面机构的运动分析
3.平面机构的力分析
4.四杆机构的基本形式及其演化
5.平面四杆机构的基本特性
6.平面四杆机构的设计
【教学重点和难点问题】
重点:
平面连杆的运动设计原则和步骤;运动分析、力分析的方法
难点:
平面连杆机构的运作效率和自锁原理
(六)凸轮机构
【教学目的和要求】
主要讲解凸轮机构的设计方法和加工方法,掌握从动件常用运动规律的特点;掌握刚性冲击、柔性冲击的概念;熟练掌握S-ф曲线的绘制方法和步骤;了解凸轮轮廓设计原理内容;知道反转法,自锁、压力角与基圆半径的概念。
【教学内容】
1.概述
2.常用的从动件运动规律
3.盘形凸轮轮廓的设计方法与加工方法
4.凸轮机构基本尺寸的确定
【教学重点和难点问题】
重点:
从运动常用运动规律特点;刚性冲击、柔性冲击,S-ф曲线的绘制方法和步骤
难点:
反转法、自锁的方法和原理;S-ф曲线的绘制
(七)间歇运动机构
【教学目的和要求】
主要介绍了棘轮、槽轮、不完全齿轮机构和凸轮式间歇运动机构不同类型机构的构造和工作原理。
掌握主要间歇运动机构棘轮机构、槽轮机构的组成和运动特点;了解不完全齿轮机构和凸轮式间歇运动机构的组成和原理。
【教学内容】
1.棘轮机构
2.槽轮机构
3.不完全齿轮机构和凸轮式间歇运动机构
【教学重点与难点问题】
重点:
几种常见间歇运动机构的组成和运动特点及原理
难点:
具体到不同机构种类的区别以及适用条件,如何选择应用何种机构
(八)螺纹联接
【教学目的和要求】
主要讲解了螺纹联接的相关知识和强度计算以及受力分析。
了解螺纹联接类型及防松原理;掌握紧螺栓联接的强度计算;知道螺栓组联接的设计;会对螺栓组联接进行受力分析
【教学内容】
1.螺纹联接的基本知识
2.螺纹联接的预紧与防松
3.单个螺栓联接的强度计算
4.螺栓组联接的结构设计和受力分析
5.螺纹联接件的材料和许用应力
6.提高螺栓联接强度的措施
7.滑动螺旋传动简介
8.滚动螺旋传动简介
【教学重点和难点问题】
重点:
螺纹联接的基本知识,预紧与防松工作原理,单个螺栓联接的强度计算
难点:
螺栓组联接的结构设计和受力分析
(9)轴毂连接
【教学目的和要求】
主要介绍各种轴毂连接的类型,有键连接、花键联接、销连接和过盈配合连接。
讲解各种连接类型的组成、构造、工作特点以及计算方法。
要求学生掌握轴毂连接的主要类型;了解各种类型轴毂连接的组成;会进行键连接花键联接的选择和计算。
【教学内容】
1.概述
2.键连接
3.花键联接
4.销连接
5.过盈配合连接
【教学重点和难点问题】
重点:
轴毂连接的主要类型;键连接花键联接的选择
难点:
键连接花键联接的计算
(10)带传动
【教学目的和要求】
主要讲解V带和带轮的传动形式基本概念,以及带传动工作受力分析、弹性滑动和应力分布图;V带传动的设计方法和注意事项。
要求学生掌握V带和带轮的基本工作原理;会进行带传动运作时的受力分析;掌握V带传动的设计方法和注意事项。
【教学内容】
1.概述
2.V带和带轮的结构
3.带传动的工作能力分析
4.V带传动的设计
5.同步带传动
6.带传动的张紧、安装与维护
【教学重点和难点问题】
重点:
V带和带轮的结构组成及工作能力分析
难点:
带传动不同形式的受力分析、受力分布图的绘制和设计原理
(十一)链传动
【教学目的和要求】
主要讲解滚子链的结构、标准及设计计算;链传动的运动特性。
要求学生掌握滚子链相关的设计原理和方法;熟悉链传动的运动特性;了解链传动的布置、张紧和润滑的工作原理。
【教学内容】
1.概述
2.滚子链的结构及标准
3.链传动的运动特性
4.滚子链传动的设计计算
5.链传动的布置、张紧及润滑
【教学重点和难点问题】
重点:
链传动的概念;滚子链的结构组成、标准依据以及设计计算方法
难点:
链传动张紧和润滑的实现
(12)圆柱齿轮传动
【教学目的和要求】
主要讲解渐开线圆柱齿轮的渐开线特性、啮合特点、啮合特性等,介绍变位齿轮的传动计算内容;渐开线圆柱齿轮材料的选择、失效形式、设计准则等,得出具体的设计计算准则;斜齿轮和锥齿轮受力分析和强度计算的特点。
要求学生了解齿轮转动的特点和类型;掌握渐开线齿轮的齿廓和传动比,以及圆齿轮的主要参数及几何尺寸计算;了解齿轮常见的失效形式与设计准则,齿轮的常用材料及许用应力;知道斜齿圆柱齿轮和直齿圆锥齿轮传动以及标准齿轮传动的设计计算。
【教学内容】
1.齿轮传动的特点和基本类型
2.渐开线齿轮的齿廓及传动比
3.渐开线标准直齿圆柱齿轮的主要参数及几何尺寸计算
4.渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动
5.渐开线齿轮的加工方法
6.渐开线齿廓的根切现象与标准外齿轮的最少齿数
7.变位齿轮传动
8.齿轮常见的失效形式与设计准则
9.齿轮的常用材料及许用应力
10.渐开线标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算
11.斜齿圆柱齿轮传动
12.直齿圆锥齿轮传动
13.齿轮的结构设计及齿轮传动的润滑和效率
14.标准齿轮传动的设计计算
【教学重点和难点问题】
重点:
齿轮传动的基本类型;渐开线齿轮的特点、设计和加工
难点:
渐开线齿廓的根切现象与标准外齿轮的最少齿数的确定;齿轮的失效形式
(十三)蜗杆传动
【教学目的和要求】
主要讲解蜗杆传动特点、参数计算、特性系数q确定;齿面接触疲劳强度、齿根弯曲强度和热平衡计算。
要求学生掌握蜗杆传动的特点和参数的确定;掌握特性系数q的计算;了解齿根弯曲强度和热平衡计算;知道普通圆柱蜗杆传动的精度等级选择及其安装和维护;熟悉常用各类齿轮传动的选择。
【教学内容】
1.蜗杆传动的类型和特点
2.蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算
3.蜗杆传动的失效形式和计算准则
4.蜗杆传动的材料和结构
5.蜗杆传动的强度计算
6.蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算
7.普通圆柱蜗杆传动的精度等级选择及其安装和维护
8.常用各类齿轮传动的选择
【教学重点和难点问题】
重点:
蜗杆传动的主要参数和几何尺寸的确定方法以及失效形式和计算准则;各类齿轮传动的选择
难点:
蜗杆传动的强度、效率、润滑及热平衡计算
(十四)齿轮系
【教学目的和要求】
主要讨论齿轮系转向判别,转化轮系法求解周转轮系传动比方法以及齿轮系的组成分析。
要求学生掌握不同齿轮系传动比的计算步骤;了解几种新型齿轮传动装置的构造;知道减速器的应用。
【教学内容】
1.定轴齿轮系传动比的计算
2.行星齿轮系传动比的计算
3.齿轮系的应用
4.其他新型齿轮传动装置简介
5.减速器
【教学重点和难点问题】
重点:
定轴齿轮系和行星齿轮系传动比的计算步骤;
难点:
如何应用齿轮系
(十五)机械传动设计
【教学目的和要求】
扼要介绍机械传动的类型、特性和参数、方案设计和设计程序。
要求学生了解机械传动的类型、特定和参数;掌握机械传动的方案设计和设计程序。
【教学内容】
1.概述
2.机械传动的类型
3.机械传动的特性和参数
4.机械传动的方案设计
5.机械传动的设计程序
【教学重点和难点问题】
重点:
机械传动类型、特定和设计参数;机械传动的方案设计程序
难点:
机械传动设计参数的确定和方案设计步骤
(16)机械的平衡与调速
【教学目的和要求】
主要讨论回转构件的平衡、机器的周期性速度波动及其调节问题。
要求学生掌握回转件的静平衡;了解回转件的动平衡和机器速度波动的调节方法。
【教学内容】
1.概述
2.回转件的静平衡
3.回转件的动平衡
4.机器速度波动的调节
【教学重点和难点】
重点:
机械的平衡、调速的概念和实现方法;回转件的静平衡
难点:
平衡和调速的实现;回转件的动平衡
(十七)轴
【教学目的和内容】
主要讨论轴的相关概念、选择和设计。
要求学生掌握轴的概念、强度计算和材料及类型的选择;会进行轴的设计。
【教学内容】
1.概述
2.轴的结构设计
3.轴的强度计算
4.轴的材料及选择
5.轴的设计
【教学重点和难点问题】
重点:
轴的结构设计方法,强度计算,选择方法
难点:
如何系统设计轴
(十八)轴承
【教学目的和要求】
讲解滚动轴承的类型、特点、代号、寿命计算、当量动、静载荷,滚动轴承的组合结构设计。
掌握轴承作用、滚动和滑动轴承的组成和类型特点;熟悉滚动轴承的代号;会进行滚动轴承的工作情况分析、计算、选择和组合设计;知道滚动和滑动轴承的区别和联系。
【教学内容】
1.轴承的功用和类型
2.滚动轴承的组成、类型及特点
3.滚动轴承的代号
4.滚动轴承类型的选择
5.滚动轴承的工作情况分析及计算
6.滚动轴承的选择
7.滚动轴承的组合设计
8.滑动轴承概述
9.滚动轴承与滑动轴承的性能比较
【教学重点和难点问题】
重点:
滚动轴承代号、类型和选择;滚动轴承的工况分析、计算和选择;滚动和滑动轴承的性能比较
难点:
滚动轴承的组合设计
(十九)其他常用零部件
【教学目的和要求】
主要讨论机械设计中常用的零部件如联轴器、离合器和弹簧的组成和工作原理。
要求学生了解三种零部件的构造组成;掌握零部件的工作原理;知道不同零部件的适用条件和范围。
【教学内容】
1.联轴器
2.离合器
3.弹簧
【教学重点和难点问题】
重点:
联轴器、离合器和弹簧的作用、构造以及工作原理
难点:
联轴器、离合器和弹簧的内部构造以及如何应用
三、学时分配建议
本课程共32学时,具体学时分配如下:
课 程 内 容
理论讲授
实验课
习题课
小计
(一)绪论
1
1
(二)机械设计概述
1
1
(三)润滑与密封概述
1
1
(四)平面机构的结构分析
2
2
(五)平面连杆机构
3
3
(六)凸轮机构
2
2
(七)间歇运动机构
2
2
(八)螺纹联接
2
2
(九)轴毂连接
1
1
(十)带传动
2
2
(十一)链传动
2
2
(十二)齿轮传动
2
2
(十三)蜗杆传动
2
2
(十四)齿轮系
2
2
(十五)机械传动设计
2
2
(十六)机械的调速与平衡
2
2
(十七)轴
1
1
(十八)轴承
1
1
(十九)其他常用零部件
1
1
合 计
32
32
五、其它说明
(一)参考教材:
1.主编:
陈立德,《机械设计基础》,高等教育出版社,2009年
2.主编:
郭润兰等,《机械设计基础》,清华大学出版社,2012年
3.主编:
黄大宇,王晓璐,《机械设计基础》,中国电力出版社,2009年
(二)考核方式:
本课程为考查课。
(三)建议本课程在第5学期开设。
起草人签字:
教研室主任审核签字:
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- 关 键 词:
- 机械设计 基础 大纲