【正文】 號】BJ26609 【學(xué)分數(shù)】4 【學(xué)時數(shù)】64【課程類別】專業(yè)基礎(chǔ)課 【編寫日期】 【先修課程】工程制圖【適用專業(yè)】金屬材料工程一、教學(xué)目的、任務(wù)《機械設(shè)計基礎(chǔ)》是在具備機械制圖、工程力學(xué)知識的基礎(chǔ)上展開的。要求掌握的基本理論和方法: 機械設(shè)計基本原則、機械零件的失效形式、工作能力計算準則、受力分析、應(yīng)力分析和提高零件強度的措施。其它教學(xué)環(huán)節(jié)（如實驗、習(xí)題課、討論課、其它實踐活動）：第二章 機械設(shè)計總論(1學(xué)時)主要內(nèi)容：本課程的內(nèi)容、性質(zhì)和任務(wù)。機械零件材料的選用原則第三章 機械零件的強度（4學(xué)時）主要內(nèi)容：循環(huán)應(yīng)力下機械零件的強度、影響疲勞強度的因素、安全系數(shù)計算。教學(xué)要求：了解低周循環(huán)疲勞概述、影響機械零件疲勞強度的主要因素、機械零件的抗斷裂強度；掌握疲勞曲線和極限應(yīng)力圖、穩(wěn)定變應(yīng)力下機械零件的疲勞強度計算；理解變應(yīng)力下機械零件的疲勞強度計算、機械零件的接觸強度。流體動力潤滑基本原理。擰緊力矩，預(yù)緊力及其控制，螺紋聯(lián)接的防松原理及防松措施。螺紋聯(lián)接的許用應(yīng)力。銷聯(lián)接的種類和應(yīng)用。銷聯(lián)接的種類和應(yīng)用。帶的彈性滑動概念與傳動比。教學(xué)要求：了解帶傳動的類型與結(jié)構(gòu)、V帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計、其他帶傳動的特點；掌握帶傳動的工作原理、受力分析、應(yīng)力分析與應(yīng)力分布圖，彈性滑動和打滑的基本理論，失效形式和設(shè)計準則；熟悉V帶傳動的設(shè)計計算方法和步驟、設(shè)計時應(yīng)注意的問題。滾子鏈傳動的主要參數(shù)及選擇。教學(xué)要求：了解鏈傳動的類型、工作原理、特點及其應(yīng)用；了解套筒滾子鏈的結(jié)構(gòu)、規(guī)格和尺寸，鏈輪的結(jié)構(gòu)特點、鏈傳動的動載荷；掌握鏈傳動的主要參數(shù)、滾子鏈的標記、運動特性分析及失效形式； 熟悉鏈傳動的受力分析、套筒滾子鏈傳動的設(shè)計步驟和方法，鏈傳動的布置、張緊和潤滑。直齒圓柱齒輪傳動的計算：受力分析和計算載荷：齒根彎曲疲勞強度計算：齒面接觸疲勞強度計算。其它教學(xué)環(huán)節(jié)（如實驗、習(xí)題課、討論課、其它實踐活動）：1學(xué)時習(xí)題第十一章 蝸桿傳動（3學(xué)時）主要內(nèi)容：蝸桿傳動的類型、特點及應(yīng)用。蝸桿傳動的計算：齒面接觸疲勞強度計算，齒根彎曲疲勞強度計算；主要幾何尺寸。新型蝸桿傳動（環(huán)面蝸桿傳動，圓弧齒圓柱蝸桿傳動）簡介?；瑒虞S承的結(jié)構(gòu)，軸瓦結(jié)構(gòu)。液體動力潤滑單油楔徑向軸承承載能力和溫升的計算，幾何參數(shù)、工況參數(shù)對運轉(zhuǎn)參數(shù)的影響。滾動軸承元件上的載荷分布。滾動軸承組合的結(jié)構(gòu)設(shè)計：軸承與軸頸、座孔的配合，軸承的游隙、預(yù)緊、調(diào)整。其它教學(xué)環(huán)節(jié)（如實驗、習(xí)題課、討論課、其它實踐活動）第十六章 彈簧（4學(xué)時）主要內(nèi)容：彈簧的功用、分類、材料和許用應(yīng)力離合器的分類、特性、標準及選擇教學(xué)要求：了解彈簧的功用、分類、材料和許用應(yīng)力，離合器的分類、特性、標準及選擇。采用多媒體等現(xiàn)代化教學(xué)手段輔助教學(xué)，豐富教學(xué)內(nèi)容，力爭圖文并茂。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)。課堂討論比習(xí)題課更進一步，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行剖析、歸納、對不同設(shè)計方案進行比較、判斷，啟發(fā)同學(xué)進行新的探索。（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)成踏實細致、嚴謹認真的作風(fēng)。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。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。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。（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、排油孔及其螺塞、起吊裝置等。（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)包括文字敘述、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。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)實際進行講解，以提高學(xué)生的感性認識；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)范及標準、設(shè)計參考圖等。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。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。了解壓力角、傳動角、死點、急回特性等概念。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。第三章 凸輪機構(gòu)Ⅰ。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。Ⅲ。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。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)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。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。Ⅱ、教學(xué)內(nèi)容第一節(jié) 概述輪系的定義和分類。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。第二節(jié) 槽輪機構(gòu)工作原理、類型和應(yīng)用。Ⅱ。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。教學(xué)目的與要求了解螺紋的類型、主要參數(shù)和標準，掌握螺紋聯(lián)接的主要類型和應(yīng)用，了解螺紋聯(lián)接件的種類和標準，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。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。2．配合螺栓聯(lián)接的強度計算第六節(jié) 螺旋傳動螺旋傳動的類型和應(yīng)用；螺旋傳動的計算。教學(xué)目的與要求了解帶傳動的特點、類型和應(yīng)用以及三角帶的標準，理解帶傳動的受力分析、應(yīng)力分析和滑動分析，掌握三角帶傳動的設(shè)計計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計。第三節(jié) 三角帶傳動的設(shè)計計算帶傳動的設(shè)計準則；單根三角膠帶所能傳遞的功率；三角膠帶傳動的設(shè)計方法和步驟。教學(xué)建設(shè)三角帶傳動的設(shè)計計算是本章的重點，也是生產(chǎn)實際中經(jīng)常遇到的設(shè)計問題，要求學(xué)生要掌握好，同時，對于帶傳動的特點、受力分析、應(yīng)力分析、滑動分析以及彈性滑動和打滑的概念也要充分理解。教學(xué)內(nèi)容第一節(jié) 概述 鏈傳動的工作原理和特點；鏈的類型和應(yīng)用。教學(xué)建議本章為非重點章節(jié)，只要求學(xué)生了解鏈傳動的特點和應(yīng)用，對于鏈輪的結(jié)構(gòu)、鏈傳動的運動特性等內(nèi)容可不講或作簡單介紹。第二節(jié) 齒輪常用材料及熱處理 *第三節(jié) 圓柱齒輪傳動精度簡介精度等級；齒輪副側(cè)隙；精度等級與齒輪副側(cè)隙的標注。Ⅲ。教學(xué)目的與要求理解蝸桿傳動的失效形式和設(shè)計準則，掌握蝸桿傳動的強度計算，了解熱平衡計算的目的和計算方法，了解蝸桿蝸輪的常用材料和結(jié)構(gòu)。第三節(jié) 蝸桿傳動的效率和熱平衡計算蝸桿傳動的效率；蝸桿傳動的熱平衡計算。第十四章 軸Ⅰ。第二節(jié) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計要求；結(jié)構(gòu)設(shè)計的步驟和方法；軸上零件的定位和固定；軸的結(jié)構(gòu)工藝性；提高軸疲勞強度的措施。在講授軸的強度計算之前，可先讓學(xué)生復(fù)習(xí)材料力學(xué)的有關(guān)內(nèi)容。Ⅱ。第四節(jié) 非液體摩擦滑動軸承的計算計算準則；向心滑動軸承的校校計算。教學(xué)目的與要求了解滾動軸承的類型和代號，掌握滾動軸承類型的選擇，理解滾動軸承的失效形式，掌握滾動軸承的壽命計算，了解滾動軸承的靜載荷能力計算，掌握滾動軸承的組合設(shè)計。第五節(jié) 滾動軸承的靜載荷能力計算第六節(jié) 滾動軸承的組合設(shè)計軸承的軸向固定；軸的支承結(jié)構(gòu)型式；軸的軸向位置調(diào)整；滾動軸承的配合；保證支承部分的剛度和同軸度；滾動軸承的裝拆；滾動軸承的潤滑與密封。滾動軸承組合設(shè)計應(yīng)當(dāng)足夠重視。教學(xué)內(nèi)容第一節(jié) 概述聯(lián)軸器和離合器的功用。教學(xué)建議本章為非重點章節(jié)，教學(xué)中著重分析、介紹套柱銷聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)、特點、標記和選擇方法以及萬向聯(lián)軸器的運動特點，其它內(nèi)容只作簡要介紹。第三節(jié) 常用離合器操縱式離合器；自動離合器。教學(xué)目的與要求了解常用聯(lián)軸器的類型和特點，聯(lián)軸器的選擇、標記方法；了解常用離合器的類型和特點。教學(xué)建議本章以滾動軸承的類型選擇和尺寸選擇為重點，而壽命計算是尺寸選擇的依據(jù)，因此在教學(xué)中要著重講授，最好能安排一次習(xí)題課，幫助學(xué)生掌握好滾動軸承的壽命計算。教學(xué)內(nèi)容第一節(jié) 概述滾動軸承的構(gòu)造；滾動軸承的類型；滾動軸承的代號。教學(xué)建議本章為非重點章節(jié)，只需作必要的簡介，介紹的重點是非液體摩擦向心滑動軸承的校校計算。第二節(jié) 滑動軸承的主要類型和結(jié)構(gòu)向心滑動軸承；推力滑動軸承。第十五章 滑動軸承Ⅰ。第四節(jié) 軸的剛度計算簡介第五節(jié) 軸的工作圖Ⅲ。Ⅱ。Ⅲ。教學(xué)內(nèi)容第一節(jié) 概述蝸桿傳動的失效形式和設(shè)計準則；蝸桿蝸輪的材料；蝸桿傳動的制造精度。關(guān)于齒輪的結(jié)構(gòu)只需講解其類型和應(yīng)用范圍，而各部分尺寸的確定則不必詳細講解。第五節(jié) 斜齒圓柱齒輪傳動的強度計算輪齒受力分析；強度計算；圓柱齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計。Ⅱ。第三節(jié) 鏈傳動的運動特性和主要參數(shù)＊鏈傳動的運動特性；鏈傳動的主要參數(shù)選擇。教學(xué)目的與要求了解鏈傳動的特點、類型和應(yīng)用，滾子鏈的規(guī)格和主要參數(shù)。第五節(jié) 帶傳動的張緊、安裝和維護帶傳動的張緊裝置；帶傳動的安裝與維護。教學(xué)內(nèi)容第一節(jié) 概述帶傳動的特點和類型；三角膠帶的構(gòu)造和標準。講授螺紋聯(lián)接件時應(yīng)向?qū)W生介紹有關(guān)標準和規(guī)范。第五節(jié) 螺栓強度的計算 1．普通螺栓的強度計算。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。Ⅲ。第二節(jié) 鍵聯(lián)接的類型松鍵聯(lián)接；緊鍵聯(lián)接。第八章 鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接Ⅰ。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。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。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。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。帶*的部分為選學(xué)內(nèi)容，不作基本要求。第五節(jié) 漸開線標準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。Ⅱ。擺動從動件盤形凸輪輪廓的設(shè)計只作簡介。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。Ⅱ。Ⅲ。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。本章教學(xué)完成后應(yīng)及時完成實驗一。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。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。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。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。標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，編寫零件明細表及標題欄。（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。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)計思想和嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)。內(nèi)容：用漸開線范成儀模擬范成加工過程，先后“切制”（繪制）出標準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。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)的認識。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。：（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。六、考核方式及成績評定方式 考試七、教材及