【正文】 第一篇：機械設(shè)計基礎(chǔ)教學(xué)大綱《機械設(shè)計基礎(chǔ)》教學(xué)大綱課程代碼：0410049 適用專業(yè)：機電一體化 學(xué)時數(shù)：90 學(xué)分?jǐn)?shù)：5 執(zhí)筆者： 謝斌 編寫日期：2013年6月 審批者： 審批日期：第一部分 大綱說明一、課程的性質(zhì)、任務(wù)，是研究機械共性問題的主干學(xué)科基礎(chǔ)。，通過學(xué)習(xí)本課程的機構(gòu)和通用機械零件的基本知識和基本設(shè)計方法，結(jié)合各種教學(xué)實踐環(huán)節(jié)進(jìn)行機械工程應(yīng)用型人才必要的基本訓(xùn)練，為順利地過渡到學(xué)習(xí)專業(yè)課程及進(jìn)行機械工程現(xiàn)場的技術(shù)應(yīng)用打下初步的基礎(chǔ)。二、本課程與相關(guān)課程的聯(lián)系本課程應(yīng)在學(xué)完《機械制圖》課程和《工程力學(xué)》、《金屬工藝學(xué)》課程開課一學(xué)期以后開講，可與《公差配合與技術(shù)測量》課程同時開設(shè)，并為《機械制造工藝學(xué)》、《金屬切削機床》、《模具設(shè)計》、《夾具設(shè)計》等專業(yè)課打下基礎(chǔ)。三、教學(xué)方法的建議1．教學(xué)方法：本課程是一門技術(shù)基礎(chǔ)課，在教學(xué)過程中應(yīng)注重建立感性認(rèn)識，面授課應(yīng)盡可能為學(xué)生演示各類典型機構(gòu)及其運動情況。：（1）習(xí)題課和課堂討論習(xí)題課的目的在于幫助學(xué)生消化和鞏固課程中重要的繁難基本概念和內(nèi)容，幫助學(xué)生提高解題能力和計算技巧，指導(dǎo)學(xué)生查閱技術(shù)資料。習(xí)題課的方式可以是講典型例題，也可以組織學(xué)生分析問題，討論解題方法和步驟。課堂討論比習(xí)題課更進(jìn)一步，目的在于指導(dǎo)學(xué)生對復(fù)雜的、有一定難度的綜合性問題進(jìn)行剖析、歸納、對不同設(shè)計方案進(jìn)行比較、判斷，啟發(fā)同學(xué)進(jìn)行新的探索。課堂討論的課題必須明確，學(xué)生在討論前要有準(zhǔn)備，教師要適當(dāng)加以引導(dǎo)、歸納。習(xí)題課和課堂討論的內(nèi)容、方式、時間均由輔導(dǎo)教師決定，不作統(tǒng)一要求，可以參考學(xué)時分配表中推薦的學(xué)時。以下習(xí)題課和課堂討論的內(nèi)容可供參考： l、輪系的識別和傳動比計算；帶傳動的設(shè)計計算；齒輪傳動的結(jié)構(gòu)選用和強度計算以及參數(shù)分析；滾動軸承選型與組合設(shè)計。（2）實驗實驗課是理論聯(lián)系實際的重要環(huán)節(jié)，可以使學(xué)生驗證、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)的實驗方法、能力、測量技能，養(yǎng)成踏實細(xì)致、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的作風(fēng)。實驗前，學(xué)生應(yīng)預(yù)習(xí)實驗指導(dǎo)書，明確實驗要求和內(nèi)容，實驗后要填寫實驗報告，并由實驗指導(dǎo)教師批閱，評定成績。實驗項目：l．平面機構(gòu)運動簡圖的測繪（2學(xué)時）要求：掌握一般平面機構(gòu)的測繪技能，驗證機構(gòu)運動是否確定，鞏固和擴展對機構(gòu)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識。內(nèi)容：選擇一至兩種實際機械模型，順序測量各運動副間的相對位置，繪制機構(gòu)運動簡圖，另選二至三種實際機構(gòu)或模型，徒手繪制機構(gòu)示意圖。計算上述實物或模型的機構(gòu)自由度，并驗證其運動是否確定。2．漸開線齒廓范成實驗（2學(xué)時）要求：觀察用范成法形成漸開線齒廓的過程，齒廓根切現(xiàn)象及變位修正后獲得的齒形，理解范成原理，分析和驗證根切原因和修正后齒輪的尺寸變化。內(nèi)容：用漸開線范成儀模擬范成加工過程，先后“切制”（繪制）出標(biāo)準(zhǔn)齒輪齒廓和變位齒輪齒廓，在圖紙上要繪制2～3個完整的齒形，按要求分析和比較這兩種齒廓。3．軸系結(jié)構(gòu)的觀察（2學(xué)時）要求：通過軸系結(jié)構(gòu)的觀察分析，理解軸、軸承、軸上零件的結(jié)構(gòu)特點，掌握軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計要求。內(nèi)容：通過對減速箱中典型輪系結(jié)構(gòu)的觀察，繪制軸系結(jié)構(gòu)草圖，測定和標(biāo)注各部分尺寸，分析軸頭、軸頸等各部分結(jié)構(gòu)特點，并提出自己的見解和評價。（3）課程設(shè)計課程設(shè)計的目的在于進(jìn)一步鞏固和加深所學(xué)基本知識，使學(xué)生能綜合運用已學(xué)的有關(guān)課程的基本知識。通過簡單的機械傳動設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生獨立設(shè)計能力，掌握基本的設(shè)計方法，學(xué)會查閱技術(shù)資料，樹立正確的設(shè)計思想和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)。1．課程設(shè)計的題目課程設(shè)計的題目應(yīng)能滿足教學(xué)要求，符合生產(chǎn)實際，建議采用能包括課程大部分內(nèi)容的部件，如減速器或簡單機械傳動裝置，一般選單級圓柱齒輪減速器為宜，有條件的也可選雙級圓柱齒輪減速器或單級蝸桿蝸輪減速器。2．課程設(shè)計的內(nèi)容課程設(shè)計的內(nèi)容應(yīng)包括傳動裝置的全部設(shè)計計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計，具體要求如下：（a）設(shè)計準(zhǔn)備閱讀設(shè)計任務(wù)書，明確設(shè)計要求、工作條件、內(nèi)容和步驟；通過對減速器的裝拆了解設(shè)計對象；閱讀有關(guān)資料，明確課程設(shè)計的方法和步驟，初步擬定設(shè)計計劃。（b）傳動裝置的總體設(shè)計根據(jù)任務(wù)書中所給參數(shù)和工作要求，分析和選定傳動裝置的總體方案；計算功率并選擇電動機；確定總傳動比和分配各級傳動比；計算各軸的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和功率；畫傳動裝置方案簡圖。（c）各級傳動零件的設(shè)計計算通過設(shè)計計算，確定各傳動零件的主要參數(shù)和尺寸，一般包括帶傳動、聯(lián)軸器、齒輪傳動（或蝸桿蝸輪傳動）等。一般應(yīng)先計算箱外傳動件（如帶、聯(lián)軸器），后計算箱內(nèi)傳動件。（d）減速器裝配工作圖的結(jié)構(gòu)設(shè)計及繪制分析和選定減速器的結(jié)構(gòu)方案，給軸系結(jié)構(gòu)及箱內(nèi)、外與其有關(guān)部分；選擇減速器中受力較復(fù)雜的一軸及其軸上零件，校核軸、鍵和聯(lián)軸器的強度及滾動軸承壽命（軸的校核按彎擔(dān)合成強度計算）；進(jìn)行軸系、箱體及其附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計，箱體附件一般應(yīng)包括窺視窗、油標(biāo)、排油孔及其螺塞、起吊裝置等。底圖完成后，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，編寫零件明細(xì)表及標(biāo)題欄。（e）零件工作圖的設(shè)計和繪制零件工作圖一般選軸和齒輪，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）加深和完成減速器裝配圖（g）整理、編寫設(shè)計說明書說明書應(yīng)包括文字?jǐn)⑹?、設(shè)計計算和必要的簡圖，在說明書每～頁的右側(cè)應(yīng)單獨寫明有關(guān)計算結(jié)果和簡短結(jié)論（如：“ m＝3”、“滿足強度要求”等等）（h）設(shè)計總結(jié)和答辯課程設(shè)計集中在兩周內(nèi)完成。設(shè)計完成后進(jìn)行總結(jié)、驗收，必要時應(yīng)單獨考核并評定成績。3．學(xué)生設(shè)計工作量每個學(xué)生應(yīng)完成減速器裝配圖一張（l號或0號圖紙），零件工作圖2 張（按1：1比例繪制），設(shè)計說明書一份。四．特殊說明l．教學(xué)媒體設(shè)置及要求本課程教學(xué)媒體有文字主教材、學(xué)習(xí)指導(dǎo)書、錄像帶、課程設(shè)計指導(dǎo)書。主教材為主要教學(xué)媒體，應(yīng)系統(tǒng)地介紹本大綱要求的教學(xué)內(nèi)容；學(xué)習(xí)指導(dǎo)書為輔助教材，主要幫助學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握課程的重點、難點內(nèi)容，學(xué)習(xí)解題方法和技巧；錄像帶主要征對課程的重點、難點內(nèi)容，以形象教學(xué)為主，并可結(jié)合生產(chǎn)實際進(jìn)行講解，以提高學(xué)生的感性認(rèn)識；課程設(shè)計指導(dǎo)書主要征對課程設(shè)計為學(xué)生提供設(shè)計指導(dǎo)、設(shè)計規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計參考圖等。2．課程的教學(xué)要求層次本課程教學(xué)內(nèi)容按了解、理解、掌握三個層次要求。3．教學(xué)中應(yīng)注意的問題本課程是一門技術(shù)基礎(chǔ)課，是從基礎(chǔ)課到專業(yè)課的橋梁，同時，本課程的知識也可直接用于生產(chǎn)實際，在教學(xué)中應(yīng)注意培養(yǎng)學(xué)生對本專業(yè)的感性認(rèn)識，盡可能將理論教學(xué)與生產(chǎn)實際結(jié)合起來，將本課程的內(nèi)容與其它專業(yè)課或技術(shù)基礎(chǔ)課的內(nèi)容結(jié)合起來。第二部分 大綱本文緒論Ⅰ。教學(xué)目的與要求緒論部分闡述機構(gòu)和機器的概念和組成，介紹本課程的性質(zhì)和研究對象以及學(xué)習(xí)本課程的方法。要求學(xué)生理解機構(gòu)和機器的概念，了解機器的組成。了解本課程的性質(zhì)、研究對象和學(xué)習(xí)本課程的基本要求和學(xué)習(xí)方法。Ⅱ。教學(xué)內(nèi)容機器及其組成；本課程的性質(zhì)和研究對象；學(xué)習(xí)本課程的基本要求和方法。第一章平面機構(gòu)的運動簡圖和自由度Ⅰ、教學(xué)目的與要求本章是研究和設(shè)計機構(gòu)的基礎(chǔ)，要求學(xué)生理解平面運動副和機構(gòu)自由度的概念，掌握手面機構(gòu)運動簡圖的繪制方法和平面機構(gòu)自由度的計算方法，理解機構(gòu)具有確定運動的條件。Ⅱ、教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)平面運動副運動副的概念；自由度和約束條件；運動副的分類。第二節(jié)平面機構(gòu)的運動簡圖、繪制機構(gòu)運動簡圖的目的；平面機構(gòu)運動簡圖的繪制。第三節(jié)平面機構(gòu)的自由度平面機構(gòu)自由度的計算；機構(gòu)具有確定運動的條件。Ⅲ、教學(xué)建議在本章教學(xué)過程中，教師應(yīng)盡可能提供一些典型機構(gòu)的實物或模型，如縫紉機機頭等，以增強學(xué)生的感性認(rèn)識，便于掌握好機構(gòu)運動簡圖的繪制方法。本章教學(xué)完成后應(yīng)及時完成實驗一。第二章平面連桿機構(gòu)Ⅰ、教學(xué)目的與要求掌握平面連桿機構(gòu)的特點和應(yīng)用，以及鉸鏈四桿機構(gòu)的類型和曲柄存在的條件。了解壓力角、傳動角、死點、急回特性等概念。掌握平面四桿機構(gòu)運動設(shè)計的方法。Ⅱ、教學(xué)內(nèi)容第一節(jié) 概述平面連桿機構(gòu)的特點；平面連桿機構(gòu)的應(yīng)用和分類；第二節(jié) 鉸鏈四桿機構(gòu)鉸鏈四桿機構(gòu)的組成；鉸鏈四桿機構(gòu)的類型；鉸鏈四桿機構(gòu)中曲柄存在的條件。第三節(jié) 含有一個移動副的平面四桿機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)；導(dǎo)桿機構(gòu)：搖塊機構(gòu)和定塊機構(gòu)。第四節(jié)平面四桿機構(gòu)的工作特性急回特性；壓力角和傳動角；死點。第五節(jié)平面四桿機構(gòu)運動設(shè)計1．接連桿的預(yù)定位置設(shè)計四桿機構(gòu)； 2．授給定的行程速比系數(shù)設(shè)計四桿機構(gòu)。Ⅲ。教學(xué)建議本章的教學(xué)應(yīng)盡可能結(jié)合各種四桿機構(gòu)的實物或模型進(jìn)行，講解過程中可聯(lián)系學(xué)生在生產(chǎn)勞動中碰到的實際機構(gòu)，從感性到理性的分析，也可組織學(xué)生到牛頭刨床或插床等有關(guān)機床旁進(jìn)行現(xiàn)場教學(xué)。第三章 凸輪機構(gòu)Ⅰ。教學(xué)目的了解凸輪機構(gòu)的特點和應(yīng)用，掌握凸輪輪廓曲線的設(shè)計；應(yīng)注意的問題。Ⅱ。教學(xué)內(nèi)容第一節(jié) 概述凸輪機構(gòu)的組成、特點及應(yīng)用；凸輪機構(gòu)的分類。第二節(jié) 凸輪的輪廓與從動件的運動規(guī)律確定凸輪輪廓的基本依據(jù)；凸輪與從動件的運動關(guān)系；從動件常用的運動規(guī)律。第三節(jié) 盤形凸輪輪廓曲線的設(shè)計 1．尖頂對心移動從動件盤形凸輪； 2．滾子移動從動件盤形凸輪； 3．偏置從動件盤形凸輪； 4．?dāng)[動從動件盤形凸輪。第四節(jié) 凸輪機構(gòu)基本尺寸的確定滾子半徑與運動失真；壓力角及其許用值；基圓半徑的選擇；偏距的大小及其方位：從動件導(dǎo)路尺寸對傳動的影響。第五節(jié) 凸輪機構(gòu)設(shè)計的其它總問題常用材料；凸輪的精度要求和加工方法；凸輪在軸上的固定方法。Ⅲ。教學(xué)建議本章的重點是尖頂對心移動從動件盤形凸輪輪廓的設(shè)計，這也是其它盤形凸輪輪廓設(shè)計的基礎(chǔ)。擺動從動件盤形凸輪輪廓的設(shè)計只作簡介。第四章 直齒圓柱齒輪機構(gòu)Ⅰ。教學(xué)目的與要求了解齒輪機構(gòu)的特點和類型；理解齒廓嚙合基本定律以及漸開線的性質(zhì)和漸開線齒廓嚙合特點；掌握漸開線齒輪的幾何尺寸計算，圓柱齒輪傳動規(guī)律，齒輪加工原理和根切現(xiàn)象。了解變位齒輪和變位系數(shù)的概念、變位齒輪的幾何尺寸計算。Ⅱ。教學(xué)內(nèi)容第一節(jié) 概述齒輪機構(gòu)的特點；齒輪機構(gòu)的類型。第二節(jié) 齒廓嚙合基本定律第三節(jié) 漸開線齒廓漸開線的形成和性質(zhì)；漸開線的數(shù)學(xué)方程式；漸開線齒廓滿足齒廓嚙合基本定律；漸開線齒廓嚙合的特點。第四節(jié) 漸開線齒廓各部分的名稱和幾何尺寸齒輪各部分的名稱；主要參數(shù)；標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的幾何尺寸。第五節(jié) 漸開線標(biāo)準(zhǔn)在齒圓柱齒輪的嚙合傳動正確嚙合條件；中心距與嚙合角：連續(xù)傳動條件。第六節(jié) 漸開線齒輪的加工原理和根切現(xiàn)象齒輪的加工原理；根切現(xiàn)象與最少齒數(shù)；公法線長度與分度圓弦齒厚。第七節(jié) 漸開線變位圓柱齒輪傳動 1．概述*2．變位直齒圓柱齒輪傳動的嚙合角和中心距 *3．變位傳動的類型和特點 *4．選擇變位系數(shù)的基本要求Ⅲ。教學(xué)建議本章以漸開線直齒圓柱齒輪傳動和幾何尺寸計算為重點，變位齒輪傳動只作了解。帶*的部分為選學(xué)內(nèi)容，不作基本要求。第五章 其它常用齒輪機構(gòu)Ⅰ。教學(xué)目的與要求了解斜齒圓柱齒輪機構(gòu)的嚙合特點和傳動性質(zhì)，掌握其主要幾何尺寸計算，理解當(dāng)量齒輪的概念，掌握當(dāng)量齒數(shù)的計算。掌握圓錐齒輪機構(gòu)的幾何尺寸計算，理解當(dāng)量齒輪的概念，掌握當(dāng)量齒數(shù)的計算。了解蝸桿蝸輪機構(gòu)的特點，掌握其主要參數(shù)的幾何尺寸計算。Ⅱ。教學(xué)內(nèi)容第一節(jié) 斜齒圓柱齒輪機構(gòu)齒廓形成與嚙合特點；主要參數(shù)和幾何尺寸；正確嚙合條件；當(dāng)量齒輪與當(dāng)量齒數(shù)；公法線長度和分度圓弦齒厚。第二節(jié) 直齒圓錐齒輪機構(gòu)圓錐齒輪機構(gòu)的類型和傳動比；幾何尺寸計算；當(dāng)量齒輪與當(dāng)量齒數(shù)。第三節(jié) 蝸桿蝸輪機構(gòu)蝸桿蝸輪機構(gòu)的組成和類型；蝸桿蝸輪機構(gòu)的特點；主要參數(shù)和幾何尺寸。第六章 輪系和減速器Ⅰ、教學(xué)目的與要求了解輪系的分類和應(yīng)用，掌握定軸輪系、行星輪系和復(fù)合輪系的傳動比計算，了解減速器的主要類型、結(jié)構(gòu)和應(yīng)用。Ⅱ、教學(xué)內(nèi)容第一節(jié) 概述輪系的定義和分類。第二節(jié) 定軸輪系的傳動比第三節(jié) 行星輪系的傳動比；行星輪系的組成；行星輪系的傳動比計算。第四節(jié) 復(fù)合輪系的傳動第五節(jié) 減速器簡介減速器的主要類型。減速器的結(jié)構(gòu)；減速器的選用。Ⅲ、教學(xué)建議本章以輪系的傳動比計算為重點，可針對傳動比計算上一次習(xí)題課。減速器簡介一節(jié)可結(jié)合減速器的裝拆實驗進(jìn)行教學(xué)。第七章 其它常用機構(gòu)Ⅰ、教學(xué)目的與要求了解間隙運動機構(gòu)（棘輪機構(gòu)、槽輪機構(gòu)）的工作原理、類型和應(yīng)用。Ⅱ、教學(xué)內(nèi)容 第一節(jié) 棘輪機構(gòu)工作原理、類型和應(yīng)用。第二節(jié) 槽輪機構(gòu)工作原理、類型和應(yīng)用。Ⅲ.教學(xué)建議通過應(yīng)用實例了解棘輪機構(gòu)和槽輪機構(gòu)的工作原理與特點，盡可能提供上述機構(gòu)的實物、模型或進(jìn)行現(xiàn)場教學(xué)。第八章 鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接Ⅰ。教學(xué)目的與要求了解聯(lián)接和聯(lián)接件，健聯(lián)接、花鍵聯(lián)接、銷聯(lián)接的類型及其應(yīng)用，掌握平鍵聯(lián)接和花鍵聯(lián)接的尺寸選擇和強度校核。Ⅱ。教學(xué)內(nèi)容第一節(jié) 概述 聯(lián)接和聯(lián)接件的概念、類型。第二節(jié) 鍵聯(lián)接的類型松鍵聯(lián)接；緊鍵聯(lián)接。第三節(jié)平鍵聯(lián)接的尺寸選擇和強度校核尺寸選擇；強度校核。第四節(jié) 花鍵聯(lián)接花鍵聯(lián)接的特點；花鍵聯(lián)接的類型：花鍵聯(lián)接的選擇和強度校核。第五節(jié) 銷聯(lián)接銷的類型、特點和應(yīng)用。Ⅲ。教學(xué)建議本章以普通平鍵聯(lián)接為重點，要求學(xué)生掌握乎鍵聯(lián)接的尺寸選擇和強度校核，并運用于課程設(shè)計中第九章 螺紋聯(lián)接和螺旋傳動Ⅰ。教學(xué)目的與要求了解螺紋的類型、主要參數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)，掌握螺紋聯(lián)接的主要類型和應(yīng)用，了解螺紋聯(lián)接件的種類和標(biāo)準(zhǔn)，掌握螺栓聯(lián)接的設(shè)計和強度計算，了解螺旋傳動的應(yīng)用和計算。Ⅱ。教學(xué)內(nèi)容第一節(jié) 螺紋的形成、類型和主要參數(shù) 螺紋的形成和類型；螺紋的主要參數(shù)；常用螺紋。*第二節(jié) 螺旋副的受力分析、自鎖和效率 1．矩形螺紋螺旋副的受力分析，螺旋傳動的效率，螺紋的自鎖。2．其它螺紋第三節(jié) 螺紋聯(lián)接的基本類型和螺紋聯(lián)接件螺紋聯(lián)接的基本類型；螺紋聯(lián)接件。第四節(jié) 螺紋聯(lián)接設(shè)計應(yīng)注意的幾個問題螺栓聯(lián)接的預(yù)緊；螺栓聯(lián)接的防松；螺栓聯(lián)接結(jié)構(gòu)設(shè)計注意事項。第五節(jié) 螺栓強度的計算 1．普通螺栓的強度計算。（1）