機械設計基礎課程標準

機械設計基礎課程標準一、課程定位本課程是機械類和近機類專業一門設計性技術基礎課程，一般也是專業基礎課和必修課，它的主要任務是闡述常用機構和通用機械零件的設計理論和設計方法。通過本課程的教學，訓練和培養學生設計通用零件、傳動機構或簡單機械的能力，為學生在今后的工作中解決機械技術問題和學習后繼課程學習，打下必要的基礎，同時也為學生今后從事機械技術工作打下一定的基礎。先修課程：《工程制圖》、《機械工程材料》、《互換性與測量技術》和《工程力學》等。后續課程：《機械原理》和《機械制造技術基礎》等。二、課程的目標1.總目標通過本課程的學習，使學生熟悉通用零部件、常用機構的組成和工作原理，掌握基本的選用、設計方法和使用、維護基本知識，具備基本的機械受力、運動分析能力、簡單機械設計能力和一定的機械使用維護能力。2.具體目標1)知識(1)熟悉常用機構的基本類型、結構組成、傳力與傳動特性，掌握基本的分析設計方法；(2)熟悉常見的傳動裝置如帶傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動、齒輪系傳動等的特點和應用，掌握基本幾何尺寸的計算方法、基本參數的選擇、材料的選擇和基本的設計方法；(3)熟悉通用零部件如滾動軸承、螺栓、彈簧、聯軸器和離合器等的結構組成、應用場合和選用方法。2)能力(1)能夠繪制常用機構運動簡圖，進行受力與運動分析；能夠根據工作要求設計簡單機構；(2)能夠綜合運用所學知識和技術資料，進行帶傳動、齒輪傳動、鏈傳動等通用傳動機構及傳動零件的結構設計和強度計算，并能夠合理確定尺寸公差、形位公差和表面粗糙度等技術要求；(3)能夠根據設計要求，合理選用軸承、聯軸器、螺紋連接件、鍵、銷等標準件；(4)具備與本課程有關的解題、運算、繪圖能力和使用標準、手冊、圖冊等有關技術資料的能力。3)素質(1)培養學生具備分析問題、解決問題及自主學習創新的能力和素質；(2)培養學生具備良好的工程計算、繪圖識圖和查閱使用手冊的能力和素質；(3)培養學生具有理論聯系實際和學以致用的能力和素質。三、理論教學內容1.機械設計概述1)機器、機構及其結構組成(零件、構件、機構、機械、機器)，機械設計的基本要求、內容與過程；2)機械零件的失效形式與設計準則，材料的選用及“三化”；3)摩擦與磨損，潤滑與密封。2.平面機構的自由度與速度分析1)機構的組成，自由度與運動副；2)平面機構的運動簡圖：運動副及構件的表示方法，繪制機構運動簡圖的步驟；3)平面機構的自由度：平面機構自由度的計算，機構具有確定運動的條件，計算機自由度的注意事項(復合鉸鏈、局部自由度、虛約束)；4)機構的速度分析：速度瞬心及其求法，速度瞬心的應用。3.平面連桿機構1)平面四桿機構的類型(鉸鏈四桿機構、含一個移動副和含二個移動副的四桿機構、偏心輪機構)及應用；2)平面機構的運動特性(極位夾角、行程速比系數與急回特性)與傳力特性(傳動角、壓力角與死點)；3)平面機構的設計。4.凸輪機構1)凸輪機構的組成、分類及應用；2)常用的從動件運動規律：平面凸輪機構的基本尺寸和運動參數，常用的從動件運動規律（等速運動規律、等加速等減速運動規律、余弦加速度運動規律、正弦加速度運動規律）；3)凸輪機構的壓力角；4)凸輪輪廓曲線設計(圖解法的原理，繪制過程)。5.齒輪傳動1)齒輪機構的特點、類型及齒廓實現定角速比的條件；2)漸開線齒廓：漸開線的形成，漸開線的性質，漸開線齒廓的嚙合特點；3)漸開線標準直齒圓柱齒輪的主要參數及幾何尺寸計算：齒輪各部分的名稱和符號，標準直齒圓柱齒輪的基本參數及幾何尺寸計算；4)漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動：正確嚙合的條件，連續傳動的條件，重合度；5)漸開線齒輪的切齒原理(根切現象與變位齒輪)；6)齒輪常見的失效形式與設計準則，齒輪材料與傳動精度；7)漸開線標準直齒圓柱齒輪傳動的強度計算：輪齒的受力分析，輪齒的計算載荷，齒面接觸疲勞強度計算，齒根彎曲疲勞強度計算；8)斜齒圓柱齒輪傳動：齒廓曲面的形成及嚙合特點，斜齒輪的基本參數和幾何尺寸計算，斜齒輪正確嚙合的條件和重合度，斜齒圓柱齒輪的當量齒數，斜齒圓柱齒輪的強度計算；9)直齒圓錐齒輪傳動：圓錐齒輪的齒廓曲線、背錐和當量齒數，幾何尺寸計算，強度計算；10)齒輪的結構設計，齒輪傳動的潤滑和效率。6.蝸桿傳動1)蝸桿傳動的類型和特點；2)蝸桿傳動的主要參數和幾何尺寸計算；3)蝸桿傳動的效率、潤滑及熱平衡計算；4)蝸桿傳動的常用材料及結構設計；5)蝸桿傳動的受力分析、失效形式和計算準則。7.輪系1)輪系的類型：定軸輪系、周轉輪系與復合輪系；2)定軸輪系及其傳動比的計算，齒輪轉向的判定；3)周轉輪系與復合輪系及其傳動比的計算：周轉輪系的分類及傳動比的計算，復合齒輪系的分類及傳動比的計算；4)齒輪系的應用：實現分路傳動，獲得大的傳動比，實現換向傳動，實現變速傳動，用于對運動進行合成與分解等。8.常用間歇運動機構1)棘輪機構：棘輪機構的工作原理、類型、工作條件、主要幾何尺寸與棘輪轉角的調節；2)槽輪機構：槽輪機構的工作原理、類型及應用，槽輪槽數z和撥盤圓銷數K的選擇；3)不完全機構和凸輪式間歇運動機構。9.帶傳動和鏈傳動1)帶傳動的類型、特點和應用，帶傳動的形式；2)普通V帶和帶輪的結構：普通V帶的結構和尺寸標準，普通V帶輪的結構；3)帶傳動的工作情況分析：帶傳動的受力分析，帶傳動的應力分析，帶傳動的彈性滑動和傳動比：4)普通V帶傳動的設計計算：帶傳動的失效形式和設計準則，單根V帶傳遞的功率，V帶傳動的設計內容與步驟；5)鏈傳動的特點與應用；6)鏈傳動及鏈輪的結構特點；7)鏈傳動的工作情況分析與傳動的設計計算；鏈傳動的失效形式，功率曲線圖，設計計算準則，鏈傳動主要參數的選擇，鏈傳動的設計計算，鏈輪。8)鏈傳動的潤滑、布置和張緊。10.聯接1)螺紋：螺紋的形成、類型和應用，主要參數；2)螺紋聯接的類型與螺紋緊固件，螺紋聯接的預緊與防松；3)螺紋緊固件的材料與許用應力，以及提高聯接強度的措施；4)鍵聯接和銷聯接。11.軸1)軸的類型與材料；2)軸的結構設計：零件在軸上的定位、固定，軸段長度與直徑、受力狀況；3)軸的強度計算：扭轉強度計算，彎扭組合強度計算。12.軸承1)滾動軸承的基本類型、代號及選擇；2)滾動軸承失效形式及選擇計算；3)滾動軸承組合設計；4)滑動軸承的結構形式，潤滑方式；5)滑動軸承的相關計算。13.聯軸器與離合器1)聯軸器：剛性聯軸器、彈性聯軸器；2)離合器：牙嵌式離合器，摩擦離合器，超越離合器；3)聯軸器和離合器的選擇。14.彈簧1)彈簧的功用、類型；2)彈簧的材料、許用應力和制造；3)圓柱螺旋彈簧的設計計算。四、試驗與實踐教學內容1.實驗教學內容實驗一機構與零件認識實驗實驗二機構運動簡圖的測繪實驗三齒輪范成原理實驗實驗四直齒圓柱齒輪參數的測定與分析實驗實驗五減速器拆裝和結構分析實驗2.實踐教學內容齒輪減速器的設計計算與繪圖，每個學生的設計工作量：設計計算說明書1份，裝配圖1張，主要零件工作圖1-3張，集中安排2周。五、學時分配序號內容教學學時作業題數講課實驗合計1第1章緒論2021-42第2章平面機構的自由度和速度分析4244-63第3章平面連桿機構及其設計3253-54第4章凸輪機構及其設計2021-35第5章齒輪傳動84126-96第6章蝸桿傳動2022-47第7章輪系4266-88第8章常用間歇機構1.501.52-49第9章帶傳動與鏈傳動5055-810第10章連接5056-811第11章軸3032-412第12章軸承6066-813第13章聯軸器與離合器