《機械設計基礎》課程教學大綱

1、編 碼：ME04031 Code: ME04031課程名稱：機械設計基礎 Course Title: Fundamentals of Machine Design課程類別：學類核心 Course category: Core Course in General Category學 分：4 Credit(s): 4開課單位：機械與運載工程學院 Offering College/School: College of Mechanical & Vehicle Engineering課程描述： 該課程是工業(yè)工程和工程力學兩個專業(yè)的學類核心課程，以機械工程圖學、工程材料、理論力學、材料力學、互換

2、性與測量技術(shù)基礎等為前導課程，為后續(xù)專業(yè)課程學習打下基礎。該課程主要包括機構(gòu)學原理、機械零部件和系統(tǒng)設計等內(nèi)容，學生需要了解一般機械裝置的常見機構(gòu)分析、通用零部件設計等共性問題，理解常用機構(gòu)及通用零部件的工作原理及特點，掌握其設計原理及計算方法，并能靈活運用相關(guān)標準、規(guī)范、手冊、圖冊等進行零部件和簡單機械系統(tǒng)的設計。通過學習本課程，學生學會分析機械裝置，獲得機械設計的基本知識，鍛煉和提升工程分析與設計、自主學習與創(chuàng)新、工程表達與交流等多方面能力。Course description: This course is a core curriculum for students who major

3、 in Engineering Mechanics and Industrial Engineering. Led by Mechanical Engineering Graphics, Engineering Materials, Theoretical Mechanics, Mechanics of Materials, Fundamentals of Interchangeability and Measurement Technology, this course lays the foundation for the follow-up professional courses. T

4、he main contents include theories of mechanisms and design of elements and mechanical system. Students need to know the common knowledge about general machinery, such as analysis of common mechanisms and design of universal elements. Also, they should understand the operating principles of common me

5、chanisms and general parts. By mastering the design principles and calculating methods, they can utilize the relevant standards, criterions, manuals and atlas to design machine elements and simple mechanical systems. Through this course, students can acquire the basic knowledge of mechanical design.

6、 The course can foster and improve the students' abilities in engineering analysis and design, independent learning and innovation, engineering expression and communication.一、課程內(nèi)容（一） 課程教學目標 設置該課程是為了讓工科學生了解機械裝置的相關(guān)結(jié)構(gòu)和工作原理，獲得和提升設計簡單機械裝置的能力。本課程對學生達到畢業(yè)要求有如下貢獻：1. 具有解決機械工程問題所需的機械設計基礎知識及其應用能力（畢業(yè)生能力要求1.3

7、）；2. 能夠運用所學工程知識，設計滿足特定需求的機械系統(tǒng)、部件（畢業(yè)生能力要求3.2）；3. 了解與機械工程相關(guān)的技術(shù)標準、知識產(chǎn)權(quán)、產(chǎn)業(yè)政策和法律法規(guī)（畢業(yè)生能力要求6.1）；4. 能夠針對機械設計問題撰寫報告和設計文稿，進行有效的口頭和書面溝通與交流（畢業(yè)生能力要求10.1）；5. 能夠自學與機械設計相關(guān)的大量課外知識，養(yǎng)成自主不斷學習和適應發(fā)展的終身學習能力（畢業(yè)生能力要求12.1）。（二） 基本教學內(nèi)容第一章、緒論教學目的與要求：了解本課程所涉及的基本內(nèi)容；掌握機械系統(tǒng)的基本組成。對應畢業(yè)生能力要求1.3。教學重點：機械系統(tǒng)的基本組成；機械、機器、機構(gòu)、構(gòu)件、零件等基本概念。教學難點

8、：機器的基本特征。教學內(nèi)容：機械組成；機構(gòu)及機構(gòu)組成；課程涉及的主要內(nèi)容。學時分配：12第二章、機械設計基礎知識教學目的與要求：了解機械設計的一般過程、機械零件常用材料及熱處理方法、摩擦與潤滑、結(jié)構(gòu)工藝性及標準化等基礎知識；掌握零件的主要失效形式、設計準則。對應畢業(yè)生能力要求1.3、6.1、12.1。教學重點：零件的應力循環(huán)特性；零件的主要失效形式、工作能力；零件的設計準則。教學難點：零件的應力循環(huán)特性、失效形式。教學內(nèi)容：機械設計一般過程；零件的主要失效形式和工作能力；零件設計準則；零件的材料及熱處理；摩擦與潤滑。學時分配：12第三章、平面機構(gòu)基礎知識教學目的與要求：掌握平面機構(gòu)的運動副和構(gòu)

9、件的概念、分類及符號表達方法；掌握機構(gòu)的運動簡圖畫法和平面機構(gòu)自由度計算方法。對應畢業(yè)生能力要求1.3。教學重點：運動副和構(gòu)件的概念、分類及符號表達；平面機構(gòu)運動簡圖；平面機構(gòu)自由度計算。教學難點：機構(gòu)運動簡圖的畫法；機構(gòu)自由度計算中復合鉸鏈、虛約束、局部自由度的識別。教學內(nèi)容：機構(gòu)中的運動副和構(gòu)件；平面機構(gòu)運動簡圖繪制、自由度計算；速度瞬心法對平面機構(gòu)進行速度分析。學時分配：35第四章、平面連桿機構(gòu)教學目的與要求：了解平面四桿機構(gòu)的基本特點及類型；掌握鉸鏈四桿機構(gòu)三種基本類型的判斷條件；掌握四桿機構(gòu)工作特性參數(shù)；掌握圖解法設計簡單平面四桿機構(gòu)。對應畢業(yè)生能力要求1.3、3.2。教學重點：四桿

10、機構(gòu)的類型及其判斷；四桿機構(gòu)工作特性。教學難點：曲柄存在的條件；鉸鏈四桿機構(gòu)基本類型的判斷；四桿機構(gòu)工作特性參數(shù)的概念。教學內(nèi)容：平面連桿機構(gòu)；平面四桿機構(gòu)基本類型及其演化機構(gòu)；平面四桿機構(gòu)工作特性；平面四桿機構(gòu)的設計。學時分配：45第五章、凸輪機構(gòu)教學目的與要求：了解凸輪機構(gòu)類型及運動特點；掌握凸輪機構(gòu)名詞術(shù)語；掌握從動件運動規(guī)律及特點；掌握反轉(zhuǎn)法設計凸輪輪廓曲線；了解凸輪基本尺寸的確定方法。對應畢業(yè)生能力要求1.3、3.2。教學重點：凸輪機構(gòu)相關(guān)術(shù)語；從動件常用運動規(guī)律；反轉(zhuǎn)法設計凸輪輪廓曲線。教學難點：從動件運動規(guī)律的特點；反轉(zhuǎn)法設計凸輪輪廓曲線。教學內(nèi)容：凸輪機構(gòu)基本類型、基本術(shù)語；從

11、動件常用運動規(guī)律；凸輪輪廓曲線設計；凸輪機構(gòu)基本尺寸確定。學時分配：45第六章、齒輪傳動教學目的與要求：，了解齒輪傳動的特點及分類；掌握直齒圓柱齒輪嚙合原理；掌握齒輪傳動的設計與分析方法；掌握齒輪加工方法；了解斜齒輪、錐齒輪、蝸桿傳動特點和潤滑方式。對應畢業(yè)生能力要求1.3、3.2、6.1。教學重點：漸開線齒廓的特點；漸開線標準齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸計算；漸開線齒輪傳動的正確嚙合條件；齒輪傳動的受力分析；直齒圓柱齒輪傳動的設計準則和強度計算。教學難點：漸開線齒廓的基本性質(zhì)；漸開線齒輪嚙合傳動的受力分析和強度計算；漸開線齒廓的根切現(xiàn)象、最小齒數(shù)和變位的概念；斜齒圓柱齒輪傳動、直齒圓錐齒輪傳動、

12、蝸桿傳動的特點。教學內(nèi)容：齒輪傳動類型特點；漸開線齒輪及幾何尺寸計算、齒輪傳動嚙合條件；齒輪材料與加工；齒輪傳動失效形式設計準則；直齒圓柱齒輪傳動設計計算；斜齒輪傳動、錐齒輪傳動、蝸桿傳動；齒輪結(jié)構(gòu)與潤滑。學時分配：812第七章、輪系教學目的與要求：了解輪系的類型和應用；掌握定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系的傳動比計算。對應畢業(yè)生能力要求1.3。教學重點：輪系的傳動比計算。教學難點：周轉(zhuǎn)輪系傳動比計算。教學內(nèi)容：輪系類型；定軸輪系傳動比計算；周轉(zhuǎn)輪系傳動比計算。學時分配：34第八章、間歇運動機構(gòu)教學目的與要求：了解間歇運動機構(gòu)的組成、工作原理。對應畢業(yè)生能力要求1.3、12.1。教學重點：間歇運動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)

13、組成、工作原理。教學難點：教學內(nèi)容：棘輪機構(gòu)；槽輪機構(gòu)；不完全齒輪機構(gòu)。學時分配：1第九章、帶傳動與鏈傳動教學目的與要求：了解帶傳動、鏈傳動的類型和工作特點，掌握其工作原理、結(jié)構(gòu)參數(shù)、受力和應力分析、設計計算。對應畢業(yè)生能力要求1.3、3.2、6.1、12.1。教學重點：帶傳動和鏈傳動的工作特性、受力分析；帶傳動應力分析；帶傳動的設計計算。教學難點：帶傳動的最大有效拉力分析；帶傳動的彈性滑動；鏈傳動的多邊形效應。教學內(nèi)容：帶傳動類型和特點；帶傳動的受力分析和運動特性；V帶設計計算；鏈傳動特點及應用；鏈傳動的運動特性和受力分析。學時分配： 78第十章、連接教學目的與要求：了解機械連接的基本形式；

14、掌握螺紋連接和鍵連接的結(jié)構(gòu)和參數(shù)；掌握螺紋連接和鍵連接的受力分析和設計計算。對應畢業(yè)生能力要求1.3、3.2、6.1、12.1。教學重點：螺紋的牙型與參數(shù)；螺紋連接的類型選擇；螺紋連接的防松措施；鍵連接的選擇；螺紋連接和鍵連接的強度計算。教學難點：螺旋副的自鎖；連接用螺紋與傳動用螺紋的區(qū)別；螺栓組受力分析；受軸向工作力的緊螺栓連接受力與變形關(guān)系分析。教學內(nèi)容：螺紋參數(shù)；螺旋副工作原理；螺紋連接的結(jié)構(gòu)設計與計算；鍵連接和其他連接。學時分配：56第十一章、滾動軸承教學目的與要求：了解滾動軸承基本類型；掌握滾動軸承的選擇、計算和組合設計。對應畢業(yè)生能力要求1.3、3.2、6.1。教學重點：滾動軸承常

15、用類型、代號及特點；滾動軸承設計計算；滾動軸承的組合結(jié)構(gòu)設計。教學難點：基本額定壽命和基本額定動載荷概念；角接觸球軸承和圓錐滾子軸承的當量動載荷計算；滾動軸承組合設計。教學內(nèi)容：滾動軸承類型與代號；滾動軸承的選擇與計算；滾動軸承的結(jié)構(gòu)組合設計。學時分配：67第十二章、滑動軸承教學目的與要求：了解滑動軸承結(jié)構(gòu)特點類型；掌握非液體潤滑滑動軸承設計計算。對應畢業(yè)生能力要求1.3、12.1。教學重點：滑動軸承結(jié)構(gòu)特點、類型與材料；非液體潤滑滑動軸承設計計算。教學難點：滑動軸承結(jié)構(gòu)與材料；動壓軸承工作原理。教學內(nèi)容：滑動軸承結(jié)構(gòu)特點類型；滑動軸承材料；潤滑非液體潤滑滑動軸承設計計算；動壓軸承工作原理。學

16、時分配： 12第十三章、軸教學目的與要求：了解軸的功用、類型和材料；掌握軸的結(jié)構(gòu)設計方法；掌握軸的強度計算方法。對應畢業(yè)生能力要求1.3、3.2。教學重點：軸的承載與類型分析；軸的結(jié)構(gòu)設計方法和步驟；軸的強度計算。教學難點：軸肩的設計原則；轉(zhuǎn)軸的彎扭合成強度計算。教學內(nèi)容：軸的類型及材料；軸的結(jié)構(gòu)設計；軸的受力與強度計算。學時分配： 34第十四章、聯(lián)軸器 離合器 制動器 教學目的與要求：了解聯(lián)軸器 、離合器和制動器類型及選擇方法。對應畢業(yè)生能力要求1.3、12.1。教學重點：各種常用聯(lián)軸器和離合器的結(jié)構(gòu)特點、適用場合及選擇原則。教學難點：教學內(nèi)容：各類聯(lián)軸器 、離合器和制動器。學時分配：12二

17、、考核方式 總評成績=課堂成績+實驗成績+課后習題成績+大作業(yè)訓練成績（含創(chuàng)新實踐）+考試成績。具體比例如下：課堂成績：10%，主要考察課堂出勤、課堂測驗或現(xiàn)場小作業(yè)、課堂互動與學習筆記等；對應能力要求1-3、3-2、10-1。實驗成績：5%，主要考察課程實驗過程與完成情況；對應能力要求1.3、3.2、10.1、12.1。課后習題成績：10%，主要考察對課堂知識點的復習、理解和掌握程度；大作業(yè)訓練成績：15%，主要考察小組團隊協(xié)作完成綜合性分析與設計課題的情況，包括撰寫報告、集體匯報答辯、小班討論等；對應能力要求1.3、3.2、6.1、10.1、12.1。期中考試成績：10%，主要考察期中考試

18、情況。對應能力要求1.3、3.2、12.1。期末考試成績：50%，主要考察期末閉卷考試情況。對應能力要求1.3、3.2、12.1。三、持續(xù)改進每個學期進行課程問卷調(diào)查、師生信息反饋和教學過程考核。根據(jù)這些信息，針對教學過程中具體的不足和教學改革的需要，對本課程教學進行持續(xù)改進。四、教材及參考書教 材： 機械設計基礎，劉江南、郭克希主編，大學出版社。參考書：1. 愛課程網(wǎng)站國家精品資源共享課現(xiàn)代機械設計基礎課程資源；2. 機械設計基礎，楊可楨等主編，高等教育出版社；3. 機械設計基礎課程設計指導書，王昆主編，高等教育出版社；4. 各類機械設計手冊、圖冊；5. 常用機械設計軟件工具書。五、教學手段 以課堂教學（含小班討論）為主，結(jié)合自學、小組大作業(yè)和實驗教學。 課堂教學由老師以多媒體、板書、模型演示等方式進行講解，將基本概念、基本理論、基本分析