《机械设计》课程教学大纲

郑大考研网

《机械设计》课程教学大纲

            课程编号：012002
            课程名称：机械设计
            课程英文名称：Machine Design
            总学时：110～114学时
            学分：4+3
            
            一 课程性质与任务
              
            《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。本课程在教学内容方面应着重基本知识、基本理论和基本方法，在培养实践能力方面，应着重设计构思和设计技能的基本训练。在以机械学为主干学科的机械类专业教学计划中，它是主要课程之一。
              本课程的主要任务是：
            1．    培养学生掌握通用机械零件的设计原理，方法和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。
            2．    培养学生树立正确的设计思想，了解国家有关技术经济政策。
            3．    培养学生具有应用标准，规范，手册和查阅有关技术资料的能力。
            4．    使学生掌握典型机械零件的实验方法，并获得实验技能的基本训练。
            5．    使学生对机械设计的新发展及其方向有所了解。
            
            二 课程的基本要求
              
            通过对本课程的学习，要求学生具有关于机械设计的清晰的基本概念；记忆准确的基本定义；系统地掌握普通零件和简单机械地基本设计理论和设计方法；
            能较熟练地利用所学地上述知识分析问题和解决问题。
            
            三 课程与其它课程地联系与分工
            （一）   先修课程：
            高等数学，工程教学，普通物理学，普通化学，外语，算法语言，画法几何，机械制图，理论力学，材料力学，电子学与工业电子学，金属工艺学，金属材料及热处理，互换性与技术测量，机械工程测试技术，机械原理。
            （二）   后续课程：
            金属切削机床，机械制造工艺学，机械优化设计，可靠性工程基础，机床夹具设计，金属切削机床液压传动，金属切削原理及刀具，机械动力学，计算机辅助设计，设计方法学。
            
            四 课程总学时中各环节的学时分配
              参考总学时：110～114学时，其中：
              课堂讲授（含习题课）        64～68学时
              实验课  （3个基本实验）         6学时
              课程设计（设计实践）            40学时（3周）
            五 课程内容及重点，难点，深度，广度
            第一篇    总论
            第一章     绪论
            1－1    机器在经济建设中的作用 （基本了解，以下标为“Ⅰ”）
            1－2    机器的基本组成要素  （重点掌握，以下标为“Ⅲ”）
            1－3    本课程的内容，性质与任务  （一般掌握，以下标为“Ⅱ”）
            第二章     机械设计总论
            2－1    机器的组成 （Ⅲ）
            2－2    设计机器的一般程序 （Ⅱ）
            2－3    对机器的主要要求 （Ⅱ）
            2－4    机械零件主要失效形式 （Ⅲ）
            2－5    设计机械零件应满足的基本要求 （Ⅱ）
            2－6    机械零件计算准则 （Ⅲ）
            2－7    机械零件设计方法 （Ⅲ）
            2－8    机械零件设计的一般步骤 （Ⅱ）
            2－9    机械零件的材料及其选用原则（Ⅱ）
            2－10   机械零件设计中的标准化 （Ⅰ）
            2－11   机械零件现代设计方法简介 （Ⅰ）
            第三章     机械零件的强度
            3－1    强度计算中的基本定义 （Ⅲ）
            3－2    安全系数与许用应力 （Ⅲ）
            3－3    静应力时机械零件的强度计算 （Ⅱ）
            3－4    变应力时机械零件的强度计算 （Ⅲ）
            3－5    机械零件的接触强度 （Ⅰ）
            第四章     摩擦，磨损及润滑概述
            4－1    摩擦 （Ⅰ）
            4－2    磨损 （Ⅰ）
            4－3    润滑 （Ⅲ）
            第二篇    联接  
            第五章  螺纹联接和螺旋传动
            5－1    螺纹 （Ⅱ）
            5－2    螺纹联接类型和标准联接件 （Ⅱ）
            5－3    螺纹联接予紧 （Ⅱ）
            5－4    螺纹联接防松 （Ⅱ）
            5－5    单个螺栓联接的强度计算 （Ⅲ, Ⅳ）（难点，以下标为“Ⅳ”）
            5－6    螺栓组联接的设计 （Ⅲ,Ⅳ）
            5－7    螺纹联接件的材料及许用应力 （Ⅱ）
            5－8    提高螺栓联接强度的措施 （Ⅱ）
            5－9    螺旋传动 （Ⅰ）
            第六章  键，花键，无键联接和销联接
            6－1    键联接 （Ⅱ）
            6－2    花键联接 （Ⅰ）
            6－3    无键联接 （Ⅰ）
            6－4    销联接 （Ⅱ）
            第七章   铆接，焊接，胶接和过盈配合联接
            7－1    铆接 （选讲，以下标为“Ⅴ”）
            7－2    焊接 （Ⅴ）
            7－3    胶接 （Ⅴ）
            7－4    过盈配合联接 （Ⅴ）
            第三篇    机械传动
            第八章  带传动
            8－1    带传动类型 （Ⅰ）
            8－2    带传动工作情况分析 （Ⅲ, Ⅳ）
            8－3    V型带传动设计计算 （Ⅱ）
            8－4    V型带传动设计 （Ⅱ）
            8－5    V型带传动张紧装置 （Ⅱ）
            8－6    其它带传动简介（Ⅰ）
            第九章  链传动
            9－1    链传动的特点及应用 （Ⅰ）
            9－2    传动链的结构 （Ⅱ）
            9－3    滚子链链轮的结构和材料 （Ⅰ）
            9－4    链传动运动特性 （Ⅲ）
            9－5    链传动受力分析 （Ⅱ）
            9－6    滚子链传动设计计算 （Ⅰ）
            9－7    链传动的布置，张紧和润滑 （Ⅱ）
            第十章  齿轮传动
            10－1   概述 （Ⅰ）
            10－2   齿轮传动失效形式及设计准则 （Ⅲ）
            10－3   齿轮材料及其选择原则 （Ⅱ）
            10－4   齿轮传动的计算载荷 （Ⅱ）
            10－5   标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算 （Ⅲ, Ⅳ）
            10－6   齿轮传动的设计参数与许用应力 （Ⅲ）
            10－7   齿轮传动的精度及强度计算说明 （Ⅱ）
            10－8   标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算 （Ⅲ）
            10－9   标准圆锥齿轮传动的强度计算 （Ⅱ, Ⅳ）
            10－10  变位齿轮传动强度计算概述 （Ⅱ）
            10－11  齿轮结构设计 （Ⅱ）
            10－12  齿轮传动润滑 （Ⅰ）
            10－13  圆弧齿圆柱齿轮传动简介 （Ⅴ）
            第十一章  蜗杆传动
            11－1   蜗杆传动的类型，特点及应用 （Ⅰ）
            11－2   普通圆柱蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算 （Ⅱ）
            11－3   普通圆柱蜗杆传动承载能力计算 （Ⅲ）
            11－4   圆弧齿圆柱蜗杆传动设计计算 （Ⅴ）
            11－5   蜗杆传动的效率，润滑及热平衡计算 （Ⅱ）
            11－6   普通圆柱蜗杆和涡轮的结构设计 （Ⅰ）
            第四篇    轴系零，部件
            第十二章  滑动轴承
            12－1   概述 （Ⅰ）
            12－2   滑动轴承典型结构 （Ⅱ）
            12－3   轴瓦材料和结构 （Ⅱ）
            12－4   非液体摩擦滑动轴承设计计算 （Ⅱ）
            12－5   向心动压滑动轴承的工作情况及主要几何参数 （Ⅲ, Ⅳ）
            12－6   液体动压向心滑动轴承设计（Ⅱ）
            12－7   滑动轴承润滑剂选择  (Ⅱ)
            12－8   静压轴承简介 （Ⅴ）
            12－9   气体润滑轴承简介 （Ⅴ）
            第十三章  滚动轴承
            13－1   概述 （Ⅰ）
            13－2   滚动轴承主要类型及其代号 （Ⅲ）
            13－3   滚动轴承类型选择 （Ⅲ）
            13－4   滚动轴承的工作情况分析 （Ⅱ, Ⅳ）
            13－5   滚动轴承尺寸的选择 （Ⅲ, Ⅳ）
            13－6   轴承装置的设计 （Ⅲ）
            13－7   其它滚动轴承简介 （Ⅴ）
            第十四章  联轴器和离合器
            14－1   概述 （Ⅰ）
            14－2   联轴器 （Ⅱ）
            14－3   离合器 （Ⅴ）
            14－4   特殊功用及特殊构造的联轴器及离合器 （Ⅰ）
            第十五章  轴
            15－1   轴的分类及用途 （Ⅱ）
            15－2   轴的材料 （Ⅱ）
            15－3   轴的结构设计 （Ⅲ）
            15－4   轴的强度，刚度及振动稳定性计算 （Ⅱ）
            15－5   钢丝软轴简介 （Ⅴ）
            第五篇    其它零，部件
            第十六章  弹簧
            16－1   弹簧 （Ⅰ）
            16－2   圆柱螺旋弹簧的结构，制造，材料及许用应力 （Ⅱ）
            16－3   圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧设计计算 （Ⅲ）
            16－4   圆柱螺旋扭转弹簧设计计算 （Ⅱ）
            16－5   其它类型弹簧简介 （Ⅴ）
            第十七章  机座及箱体 （Ⅴ）
            17－1   机座及箱体的剖面形状及肋板布置
            17－2   机座及箱体设计概要
            第十八章  减速器 （Ⅴ）
            18－1   常用减速器的主要类型，特点和应用
            18－2   减速器的主要参数和传动比分配原则
            18－3   减速器的结构和润滑
            第十九章  机械无级变速器 （Ⅴ）
            19－1   机械无级变速器主要类型，特点和应用
            19－2   机械无级变速器传动原理——牵引传动
            19－3   机械无级变速器加压装置，调速机构
            19－4   机械无级变速器的润滑
            
            六 实验，上机与实践环节
            （一）    实验：
            按下述实验项目选择四个实验
            1．  螺栓组联接实验
            2．  螺栓联接变形协调实验
            3．  皮带传动的滑动率和效率的测定
            4．  滑动轴承的特性曲线，油膜压力分布曲线及承载能力曲线测定
            5．  滚动轴承寿命实验
            6．  弹簧特性曲线测定
            7．  齿轮传动疲劳寿命测定
            （二）    上机：按下述上机项目选择其一（课后自练）：
            1．  螺栓组紧联接疲劳强度CAD
            2．  V带传动疲劳强度CAD
            （三）    课程设计：题目：
            1．  双级圆柱齿轮减速器
            2．  圆锥——圆柱齿轮减速器
            3．  蜗杆蜗轮减速器
            4．  齿轮——蜗轮减速器
            5．  圆柱齿轮增速器
            6．  双轴惯性齿轮传动激振器
            7．  无级变速器
            8．  其它
            工作量：减速器（激振器，变速器）部件装配图一张，零件工作图2－3张，设计计算说明书一份（6千——8千字）。
            七 习题与作业
            （一）    习题课：
            按下述内容选2——3个习题课
            1．  螺纹联接
            2．  带传动
            3．  齿轮传动
            4．  轴
            5．  滚动轴承
            6．  滑动轴承
            （二）    课外习题：
            每章2——3题，内容以设计计算及机构设计为主。
            （三）    设计作业：
            按下述内容选择1——2个设计作业，设计计算说明书一份，画装配图（课后自练）。
            1．  螺旋起重器，夹紧器设计
            2．  滚动轴承结构组合设计
            3．  齿轮传动设计
            4．  带传动设计
            
            八 教学方法与手段的建议
            见《机械设计学习指南》第七版，西北工业大学濮良贵·纪名刚主编，高等教育出版社。
            
            九 使用大纲应注意事项
            （一）   本大纲的基本部分除带Ⅴ者外，是多数学生在正常负担情况下应真正掌握的内容。带Ⅴ号的内容属加深，加宽的内容，供不同专业选用。
            （二）本大纲所列内容应通过讲课，习题课，课外作业，实验，设计作业，计算机程序设计和课程设计等教学环节对学生进行教学，并非单一课堂讲课的形式来实现。各环节应密切配合，防止脱节。
            （三）   本大纲所列各章顺序并非讲课时章节的先后次序，教师可根据实际情况作适当调整。
            （四） 本课程在培养学生理论联系实际方面起着重要作用。为增强学生感性知识，以利各教学环节起到预期的作用，建议教师充分利用能说明问题的教具，实物模型和电化教学。
            （五）   计算机程序设计应在带传动，齿轮传动，滚动轴承等章的习题课进行，课后学生上机编程至少一次（课后自练）。