合工大機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)大綱

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)大綱（合肥工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理與零件教研室）2000年10月一、課程的性質(zhì)和任務(wù)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)是一門培養(yǎng)學(xué)生具有一定機(jī)械設(shè)計(jì)能力的技術(shù)基礎(chǔ)課，為學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)課程及解決生產(chǎn)實(shí)際問題奠定基礎(chǔ)。本課程教學(xué)內(nèi)容方面應(yīng)著重基本知識(shí)、基本理論和基本方法，在培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力方面應(yīng)著重設(shè)計(jì)技能的基本訓(xùn)練，同時(shí)注意培養(yǎng)學(xué)生正確的設(shè)計(jì)思想和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)。本課程的主要任務(wù)是：１、掌握常用機(jī)構(gòu)的基本原理、運(yùn)動(dòng)特性和機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的基本知識(shí)，初步具有分析和設(shè)計(jì)基本機(jī)構(gòu)的能力，并對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的確定有一定的了解；２、掌握通用機(jī)械零件的工作原理、特點(diǎn)、選用和設(shè)計(jì)計(jì)算的基本知識(shí)，初步具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單機(jī)械及普通機(jī)械傳動(dòng)裝置的能力；３、具有運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)、圖冊(cè)等有關(guān)資料的能力；４、能通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證理論，并鞏固和加深對(duì)理論的理解。二、教學(xué)內(nèi)容和基本要求１、教學(xué)基本內(nèi)容機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的主要內(nèi)容。機(jī)械設(shè)計(jì)的一般步驟和原則。平面機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)分析。平面連桿機(jī)構(gòu)。凸輪機(jī)構(gòu)。齒輪機(jī)構(gòu)。輪系。其它常用機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案的選擇。機(jī)械調(diào)速，剛性回轉(zhuǎn)件的平衡。機(jī)械零件的工作能力和計(jì)算準(zhǔn)則。機(jī)械零件常用材料及選用原則。機(jī)械零價(jià)工藝性和標(biāo)準(zhǔn)化。聯(lián)接件設(shè)計(jì)：螺紋聯(lián)接、鍵、花鍵聯(lián)接等。傳動(dòng)件設(shè)計(jì)：帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)、螺旋傳動(dòng)等。軸系零、部件設(shè)計(jì)：軸、滑動(dòng)軸承、滾動(dòng)軸承、聯(lián)軸器、離合器、制動(dòng)器。其它零部件設(shè)計(jì)：彈簧、減速器等。傳動(dòng)系統(tǒng)方案分析和設(shè)計(jì)。２、教學(xué)基本要求⑴要求掌握的基本知識(shí)：機(jī)械設(shè)計(jì)的一般知識(shí)。機(jī)械和機(jī)械零件的主要類型、性能、特點(diǎn)、應(yīng)用、機(jī)械零件的常用材料、標(biāo)準(zhǔn)和結(jié)構(gòu)工藝性。摩擦、磨損、潤滑和密封的一般知識(shí)。⑵要求掌握的基本理論和方法機(jī)構(gòu)的組成、工作原理和運(yùn)動(dòng)特性。機(jī)械動(dòng)力學(xué)的基本原理和運(yùn)動(dòng)特性。機(jī)械動(dòng)力學(xué)的基本原理、防震、減振的途徑。機(jī)械零件的工作原理、受力分析、應(yīng)力狀態(tài)、失效形式等。機(jī)械零件的設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則：強(qiáng)度、剛度、耐磨、壽命、熱平衡等。簡(jiǎn)化計(jì)算、當(dāng)量法、試算法等。改善載荷和應(yīng)力分布不均勻的方法，提高零件疲勞強(qiáng)度的措施，改善摩擦學(xué)性能的途徑。⑶要求掌握的基本技能繪制機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖，零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算及工作圖的繪制，查閱技術(shù)資料，編寫技術(shù)文件等。三、習(xí)題課、課外習(xí)題、設(shè)計(jì)作業(yè)根據(jù)教學(xué)需要，適當(dāng)安排習(xí)題課、課外習(xí)題和設(shè)計(jì)作業(yè)。每個(gè)學(xué)生應(yīng)完成１～２個(gè)設(shè)計(jì)作業(yè)，每個(gè)作業(yè)約10～20學(xué)時(shí)（課外）。每個(gè)作業(yè)的份量一般為裝配圖一張，設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份。學(xué)生必須獨(dú)立、按時(shí)完成課外習(xí)題和設(shè)計(jì)作業(yè)。習(xí)題和作業(yè)完成情況應(yīng)作為評(píng)定課程成績(jī)的一部分。四、課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的目的在于進(jìn)一步鞏固和加深所學(xué)基本知識(shí)，使學(xué)生能綜合運(yùn)用已學(xué)的有關(guān)課程的基本知識(shí)。通過簡(jiǎn)單的機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)能力，掌握基本的設(shè)計(jì)方法，學(xué)會(huì)查閱技術(shù)資料，樹立正確的設(shè)計(jì)思想和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)。１、課程設(shè)計(jì)的題目課程設(shè)計(jì)的題目應(yīng)能滿足教學(xué)要求，符合生產(chǎn)實(shí)際，建議采用能包括課程大部分內(nèi)容的部件，如減速器或簡(jiǎn)單機(jī)械傳動(dòng)裝置。２、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容應(yīng)包括傳動(dòng)裝置的全部設(shè)計(jì)計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，具體要求如下：（a）設(shè)計(jì)準(zhǔn)備閱讀設(shè)計(jì)任務(wù)書，明確設(shè)計(jì)要求、工作條件、內(nèi)容和步驟；通過對(duì)減速器的拆裝和觀看減速器制造錄像片了解設(shè)計(jì)對(duì)象；閱讀有關(guān)資料，明確課程設(shè)計(jì)的方法和步驟，初步擬定設(shè)計(jì)計(jì)劃。（b）傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)根據(jù)任務(wù)書中所給參數(shù)和工作要求，分析和選定傳動(dòng)裝置的總體方案；計(jì)算功率并選擇電動(dòng)機(jī)；確定總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比；計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和功率；繪制傳動(dòng)裝置方案簡(jiǎn)圖。（c）各級(jí)傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算通過設(shè)計(jì)計(jì)算，確定各傳動(dòng)零件的主要參數(shù)和尺寸，一般包括帶傳動(dòng)、聯(lián)軸器、齒輪傳動(dòng)（或蝸桿蝸輪傳動(dòng)）等。一般應(yīng)先計(jì)算箱外傳動(dòng)件，后計(jì)算箱內(nèi)傳動(dòng)件。（d）減速器裝配工作圖的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及繪制分析和選定減速器的結(jié)構(gòu)方案，繪制裝配草圖；校核軸、鍵和聯(lián)軸器的強(qiáng)度及滾動(dòng)軸承壽命；進(jìn)行軸系、箱體及其附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。箱體附件一般應(yīng)包括窺視孔、油標(biāo)、排油孔及其螺塞、起吊裝置等。草圖完成后，應(yīng)進(jìn)行檢查并修改。標(biāo)注必要的尺寸和公差配合，寫出減速器特性、技術(shù)要求和零件序號(hào)，編寫零件明細(xì)表及標(biāo)題欄。（e）零件工作圖的設(shè)計(jì)和繪制繪制零件工作圖，尺寸和公差標(biāo)注及技術(shù)要求應(yīng)完整，繪制齒輪零件工作圖應(yīng)有齒輪公差表。（f）完成減速器裝配圖（g）整理、編寫設(shè)計(jì)說明書說明書應(yīng)包括文字?jǐn)⑹觥⒃O(shè)計(jì)計(jì)算和必要的簡(jiǎn)圖，在說明書每頁的右側(cè)應(yīng)單獨(dú)寫明有關(guān)計(jì)算結(jié)果和簡(jiǎn)短結(jié)論，如：“m＝3”、“滿足強(qiáng)度要求”等。（h）設(shè)計(jì)總結(jié)和答辯課程設(shè)計(jì)集中在兩～三周內(nèi)完成。設(shè)計(jì)完成后應(yīng)進(jìn)行總結(jié)答辯，成績(jī)應(yīng)單獨(dú)評(píng)定。３、學(xué)生設(shè)計(jì)工作量每個(gè)學(xué)生應(yīng)完成減速器裝配圖一張（l號(hào)或0號(hào)圖紙），零件工作圖2張（按1：1比例繪制），設(shè)計(jì)說明書一份。五、實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)課是理論聯(lián)系實(shí)際的重要環(huán)節(jié)，可以使學(xué)生驗(yàn)證、鞏固和加深所學(xué)的基本理論，能訓(xùn)練學(xué)生某些有關(guān)的實(shí)驗(yàn)方法、能力、測(cè)量技能，培養(yǎng)踏實(shí)細(xì)致、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的工作作風(fēng)。實(shí)驗(yàn)前，要求學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，明確實(shí)驗(yàn)要求和內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)后要填寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并由實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師批閱，評(píng)定成績(jī)。本課程要求開設(shè)實(shí)驗(yàn)3～4個(gè)，共6～8學(xué)時(shí)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容可在下表第1～4和5～8中各選擇1～3項(xiàng)。表１：機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)序號(hào)實(shí)驗(yàn)名稱學(xué)時(shí)數(shù)1機(jī)構(gòu)認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)12機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖測(cè)繪實(shí)驗(yàn)23齒輪范成原理實(shí)驗(yàn)24直齒圓柱齒輪參數(shù)的測(cè)定與分析實(shí)驗(yàn)25機(jī)械零件認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)16齒輪傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)27帶傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)28減速器結(jié)構(gòu)分析及拆裝實(shí)驗(yàn)1六、幾點(diǎn)說明⑴本大綱是根據(jù)1995年原國家教育委員會(huì)批準(zhǔn)印發(fā)的《高等工業(yè)學(xué)校機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)基本要求》編寫的，適用于對(duì)機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)有一定要求，但課程時(shí)數(shù)有限的一類專業(yè)，如熱加工工藝類專業(yè)、動(dòng)力運(yùn)行類專業(yè)等；⑵根據(jù)專業(yè)的不同要求，本大綱給出的課內(nèi)時(shí)數(shù)參考范圍為100～130（教學(xué)時(shí)數(shù)60～80，課程設(shè)計(jì)課內(nèi)時(shí)數(shù)30～50，實(shí)驗(yàn)課時(shí)數(shù)4～8），要求課內(nèi)課外時(shí)數(shù)之比為1/（1～1.5）；⑶要處理好本課程與有關(guān)先修課程，如畫法幾何和機(jī)械制圖、工程力學(xué)、金屬工藝學(xué)、公差配合與技術(shù)測(cè)量、工程材料、機(jī)械制造基礎(chǔ)、金工實(shí)習(xí)等課程的銜接和配合；⑷本大綱基本要求所列內(nèi)容應(yīng)通過講課、習(xí)題課、課外習(xí)題、設(shè)計(jì)作業(yè)、課程設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)等教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行教學(xué)。也可以根據(jù)具體情況靈活安排各環(huán)節(jié)和學(xué)時(shí)比例，力求符合學(xué)生的認(rèn)識(shí)規(guī)律；⑸應(yīng)根據(jù)具體條件，注意結(jié)合教學(xué)過程培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用計(jì)算機(jī)的能力，以提高教學(xué)質(zhì)量和水平；⑹習(xí)題內(nèi)容要多樣化，習(xí)題內(nèi)容應(yīng)含有結(jié)構(gòu)和工藝性方面的內(nèi)容，習(xí)題作業(yè)要能起到鞏固理論、掌握計(jì)算方法和技巧，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)和工藝性方面的訓(xùn)練，提高分析問題、解決問題的能力，起到熟悉標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的作用；⑦設(shè)計(jì)作業(yè)和課程設(shè)計(jì)同樣都是培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)能力的重要環(huán)節(jié)。設(shè)計(jì)作業(yè)的題目要靈活多樣，教師要加強(qiáng)指導(dǎo)和考核，注意培養(yǎng)和發(fā)揮學(xué)生的獨(dú)立工作能力和創(chuàng)新精神。為保證設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)，課程設(shè)計(jì)宜分散進(jìn)行，每個(gè)教師同時(shí)指導(dǎo)的人數(shù)不應(yīng)多于15人；⑧實(shí)驗(yàn)要嚴(yán)格要求。同一實(shí)驗(yàn)臺(tái)上同時(shí)操作的人數(shù)不宜過多，以保證學(xué)生都能動(dòng)手操作。實(shí)驗(yàn)后，每個(gè)學(xué)生要寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告；⑨本課程教學(xué)環(huán)節(jié)較多，實(shí)踐性較強(qiáng)，教學(xué)中應(yīng)教育學(xué)生樹立正確的設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)良好的工作作風(fēng)和工作方法；⑩在教學(xué)中，授課教師應(yīng)充分利用計(jì)算機(jī)輔助多媒體教學(xué)和教學(xué)掛圖、模型等手段，以提高教學(xué)質(zhì)量、教學(xué)效率和教學(xué)水平，培養(yǎng)學(xué)生的興趣，加強(qiáng)學(xué)生的理解。附表：課內(nèi)教學(xué)時(shí)數(shù)安排參考（總學(xué)時(shí)60）教學(xué)主要內(nèi)容參考學(xué)時(shí)緒論1.引言2.本課程研究的對(duì)象和內(nèi)容3.本課程的目的和特點(diǎn)4.機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求和一般過程1第一章平面機(jī)構(gòu)及其自由度1.運(yùn)動(dòng)副及其分類2.平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖3.平面機(jī)構(gòu)的自由度及其計(jì)算4.速度瞬心及其在機(jī)構(gòu)速度分析中應(yīng)用4第二章平面連桿機(jī)構(gòu)1.概述2.鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本類型和特性3.鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的力學(xué)特性4.鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化5.平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)6.平面多桿機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介4第三章凸輪機(jī)構(gòu)1.凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類2.從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律3.圖解法設(shè)計(jì)凸輪輪廓4.解析法設(shè)計(jì)凸輪輪廓簡(jiǎn)介5.設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)應(yīng)注意的問題4第四章齒輪機(jī)構(gòu)1.引言2.齒輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及類型3.齒廓嚙合基本定律4.漸開線性質(zhì)及漸開線齒廓5.漸開線直齒圓柱齒輪各部分的名稱和尺寸計(jì)算6.漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的嚙合傳動(dòng)7.漸開線齒廓的加工原理及變位齒輪的概念8.平行軸斜齒齒輪機(jī)構(gòu)9.圓錐齒輪機(jī)構(gòu)4第五章輪系1.引言2.輪系的類型3.定軸輪系及其傳動(dòng)比4.周轉(zhuǎn)輪系及其傳動(dòng)比5.混合輪系及其傳動(dòng)比6.輪系的典型應(yīng)用7.幾種特殊的行星傳動(dòng)簡(jiǎn)介3第六章其它常用機(jī)構(gòu)1.棘輪機(jī)構(gòu)2.槽輪機(jī)構(gòu)3.不完全齒輪機(jī)構(gòu)4.凸輪間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)5.組合機(jī)構(gòu)2第七章機(jī)械的動(dòng)力性能1.回轉(zhuǎn)件的平衡2.機(jī)械速度波動(dòng)與調(diào)節(jié)3.機(jī)器的機(jī)械效率3第八章機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論1.機(jī)械零件設(shè)計(jì)概述2.機(jī)械零件設(shè)計(jì)要點(diǎn)3.機(jī)械零件的強(qiáng)度4.機(jī)械零件的接觸強(qiáng)度5.摩擦、磨損及潤滑概述3第九章聯(lián)接1.螺紋的形成、分類和參數(shù)2.螺紋副的受力、效率和自鎖分析3.機(jī)械設(shè)備常用螺紋4.螺紋聯(lián)接的基本類型和常用螺紋聯(lián)接件5.螺紋聯(lián)接的預(yù)緊和防松6.螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算7.螺栓的材料和許用應(yīng)力8.螺栓聯(lián)接設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問題9.螺旋傳動(dòng)10.鍵聯(lián)接和花鍵聯(lián)接11.其他聯(lián)接4第十章齒輪傳動(dòng)1.概述2.齒輪傳動(dòng)的失效形式3.齒輪材料及熱處理4.齒輪傳動(dòng)的精度5.直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算6.斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算7.直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算8.齒輪結(jié)構(gòu)4第十一章蝸桿傳動(dòng)1.概述2.圓柱蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸3.蝸桿傳動(dòng)的失效形式、材料和結(jié)構(gòu)4.蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算5.蝸桿傳動(dòng)的效率、潤滑和熱平衡計(jì)算3第十二章帶傳動(dòng)1.概述2.帶傳動(dòng)的工作情況分析及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則3.普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算4.V帶輪設(shè)計(jì)5.帶傳動(dòng)的張緊裝置6.其它帶傳動(dòng)簡(jiǎn)介4第十三章鏈傳動(dòng)1.概述2.滾子鏈的鏈條和鏈輪3.鏈傳動(dòng)的工作情況分析4.滾子鏈傳動(dòng)的承載能力和設(shè)計(jì)計(jì)算5.鏈傳動(dòng)的潤滑、布置和張緊6.齒形鏈傳動(dòng)簡(jiǎn)介2第十四章軸1.概述2.軸的材料3.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.軸的強(qiáng)度計(jì)算5.軸的剛度計(jì)算2第十五章滑動(dòng)軸承1.概述2.徑向滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)3.軸承材料和軸瓦結(jié)構(gòu)4.非液體潤滑滑動(dòng)軸承的計(jì)算5.流體動(dòng)壓潤滑的形成原理6.液體靜壓軸承與氣體軸承簡(jiǎn)介3第十六章滾動(dòng)軸承1.概述2.滾動(dòng)軸承的主要類型性能和特點(diǎn)3.滾動(dòng)軸承的代號(hào)4.滾動(dòng)軸承的失效形式和尺寸選擇