hi,小慕
机械设计基础
第11次开课
开课时间: 2025年02月15日 ~ 2025年06月30日
学时安排: 3-5小时每周
进行至第7周,共20周 已有 1252 人参加
立即参加
课程详情
课程评价(563)
spContent=本课程是工科专业重要的专业基础课,主要介绍机械中常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本设计理论和计算方法。教学设计遵循系统化、模块化、碎片化,适应学时48-70。全课程时长总计15小时48分56秒,由108个“微课”组成,机构讲解全程动画演示。
本课程是工科专业重要的专业基础课,主要介绍机械中常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本设计理论和计算方法。教学设计遵循系统化、模块化、碎片化,适应学时48-70。全课程时长总计15小时48分56秒,由108个“微课”组成,机构讲解全程动画演示。
—— 课程团队
课程概述

      本课程是国家级一流本科课程(线上线下混合),江苏省一流本科课程、江苏省在线课程,江苏省高等继续教育”一平台两系统“在线课程、江苏省精品资源共享课程。

     《机械设计基础》课程是工科专业重要的专业技术基础课,具有承前启后的重要作用。 通过本课程的教学,学生设计通用零件、机械传动装置及简单机械的能力得到训练和培养,为学生学习后继课程及新的科学技术打下必要的基础,同时也为学生今后从事机械技术工作打下一定的基础。

课程适合学时在48-70之间的机械类及近机类专业同学选修或相关专业社会学习人员学习。

课程总计时长15小时48分56秒,根据知识点分成108个微课,机构讲解、受力分析及零件装配全程动画演示,提供配套教材电子版。

课程零件内容的编排以典型机器减速器相关零件设计顺序为主线,零件设计源自同一减速器数据,强化学员机械设计知识的整体性。

课程将现代设计方法与相关知识点融合,提供了一定量的拓展案例资源。

从实际应用出发,有关单元提供了国家标准设计手册数据,方便学生使用。

课程注重"学以致用”,与企业共建课程资源,增强学生解决复杂工程问题的综合能力。

教学中通过介绍大国重器、智能制造、中国古代机构典型案例,将课程思政与教学内容隐性结合。

课程所属团队是江苏省高校青蓝工程优秀教学团队,主编8部教材,课程团队所属专业入选国家一流本科专业建设点,通过国际工程教育认证。

与慕课相配套的教材-《机械设计基础》(第2版),主编:朱玉,北京大学出版社,书号:978-7-302-35129-1。



授课目标

    贯彻国家“立德树人”的教育方针,遵循以学生为主体,“四位一体”全面发展的教学理念,以培养高水平应用型人才为目标,基于OBE理念的专业毕业要求,本课程的教学目标:

    知识目标:使学生掌握常用机构的工作原理和运动、动力特性,掌握通用零、部件选用和设计的基本知识,能够具有分析一般机器的组成、工作原理和设计机械传动装置、简单机械的基本能力。

    能力目标:培养学生解决复杂工程问题的综合能力和高级思维。结合相关专业知识,解决机械工程中的实际问题。

    素质目标:《机械设计基础》是支撑““中国制造”迈向“中国智造””的专业基础课,因此,通过本课程的学习培养学生立足专业、追求卓越的工匠精神,成为具有家国情怀、使命担当的接班人 。

课程大纲
绪论
课时目标:学习目标:1.掌握本课程研究对象和主要内容;2.了解本课程基本要求、设计步骤和设计方法
本单元共2个知识点(总计20’31’’)。
1.1 课程的研究对象和内容(13'27'';★★★;朱玉)
1.2 机械设计的基本要求、设计步骤及方法(7'04'';★;朱玉)
第1单元习题及习题解答
第1单元测验
思政:大国重器 民族脊梁
机械设计基础知识
课时目标:学习目标:1.掌握机械零件应力及其设计准则;2.熟悉常用材料及其选择。注:本单元内容是学习机械设计基础的一些先修知识,是为了更好的学习本门课程有关知识进行前期的铺垫,各位学员可根据各自具体学习情况酌情选择。
本单元共2个知识点(总计32’55’’)。
2.1 机械零件应力及其设计准则(17'52'';★★;朱玉)
2.2 机械设计中常用材料及其选择(15'03'';★★;朱玉)
第2单元习题及习题解答
第2单元测验
思政:匠心筑梦新时代 百年奋进新征程
平面机构的结构分析
课时目标:学习目标:1.掌握平面机构运动简图的绘制;2.掌握平面机构的自由度的计算。
本单元共8个知识点(总计44’44’’)。
3.0 引言(2'45'';★;朱玉)
3.1.1 机构的组成要素(4'28'';★★★;朱玉)
3.1.2 机构运动简图的绘制(5'51'';★★★★;朱玉)
3.1.3 机构运动简图绘制实例(6'36'';★★★★★;朱玉)
3.2.1 平面机构的自由度(8'28'';★★★★★;朱玉)
3.2.2 计算注意事项(10'30'';★★★★★;朱玉)
3.2.3 计算自由度的意义(3'30'';★★★★;朱玉)
3.3 小结(2'36'';★★;朱玉)
第3单元习题及习题解答
第3单元测验
第3单元作业
平面连杆机构
课时目标:学习目标:1.掌握平面四杆机构的基本类型及其演化;2.掌握平面四杆机构的基本特性;3.熟悉平面四杆机构的设计。
本单元共8个知识点(总计58’56’’)。
4.0 引言(2'50'';★;朱玉)
4.1 概述(3'33'';★★★;朱玉)
4.2.1 平面四杆机构的基本形式(10'00'';★★★★;朱玉)
4.2.2 平面四杆机构的演化(8'13'';★★★★;朱玉)
4.3.1 铰链四杆机构曲柄存在条件(9'56'';★★★★★;朱玉)
4.3.2 平面四杆机构的基本特性(13'07'';★★★★★;朱玉)
4.4 平面四杆机构的设计(9'51'';★★★★★;朱玉)
4.5 小结(2'46'';★★;朱玉)
第4单元习题及习题解答
第4单元测验
第4单元作业
思政:大鹏一日同风起,扶摇直上九万里-记“C919”
拓展知识:多体动力学及运动分析软件Adams在机械设计中的应用
案例1:用ADAMS软件实现多连杆机构优化设计
案例2:用ADAMS软件实现月球车运动虚拟仿真
凸轮机构
课时目标:学习目标:1.熟悉凸轮机构的应用和分类;2.掌握从动件的常用运动规律;3.掌握图解法设计凸轮轮廓;4.了解凸轮机构基本参数的确定
本单元共8个知识点(总计51'29'')。
5.0 引言(3'27'';★;朱玉)
5.1 凸轮机构的应用和分类(8'18'';★★★;朱玉)
5.2.1 凸轮机构工作过程(5'38'';★★★★★;朱玉)
5.2.2 从动件常用运动规律(8'58'';★★★★;朱玉)
5.3.1 反转法原理(3'34'';★★★★★;朱玉)
5.3.2 盘形凸轮轮廓曲线的绘制(12'13'';★★★★★;朱玉)
5.4 凸轮机构基本参数的确定(7'24'';★★★;朱玉)
5.5 小结(3'17'';★★;朱玉)
第5单元习题及习题解答单元测验
第5单元作业
间歇运动机构
课时目标:学习目标:1.掌握棘轮机构工作原理、运动设计;2.了解槽轮机构、不完全齿轮机构和凸轮式间歇运动机构
本单元共2个知识点(总计14'57'')。
6.1 槽轮机构(6'12'';★★★;朱玉)
6.2 棘轮机构、不完全齿轮机构和凸轮间歇式运动机构(8'45'';★★;朱玉)
第6单元习题及习题解答
第6单元测验
齿轮传动
课时目标:学习目标:1.了解齿轮机构的分类;2.掌握齿廓啮合基本定律;3.掌握渐开线性质与渐开线齿廓原理;4.掌握渐开线标准直齿圆柱齿轮的参数及几何尺寸计算;5.掌握渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动;6.理解渐开线圆柱齿轮的加工;7.掌握齿轮的失效形式及齿轮材料;8.掌握渐开线直齿圆柱齿轮传动的强度计算;9.掌握平行轴渐开线斜齿圆柱齿轮传动;10.熟悉直齿圆锥齿轮传动;11.了解齿轮结构润滑
本单元共计23个知识点(总计204'11'')。
7.0 引言(7'47'';★;朱玉)
7.1 概述(6'28'';★★★;朱玉)
7.2 齿廓啮合基本定律(7'19'';★★★★;朱玉)
7.3 渐开线与渐开线齿廓(8'31'';★★★★;朱玉)
7.4 渐开线标准直齿圆柱齿轮的参数及几何尺寸计算(8'21'';★★★★★;朱玉)
7.5 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动(10'35'';★★★★★;朱玉)
7.6.1 渐开线圆柱齿轮的加工(8'13'';★★★;朱玉)
7.6.2 根切现象和变位齿轮(7'37'';★★★;朱玉)
7.7.1 齿轮的失效形式(7'37'';★★★★;朱玉)
7.7.2 齿轮设计准则及齿轮材料(7'25'';★★★★;朱玉)
7.8.1 渐开线直齿圆柱齿轮传动的载荷计算(5'25'';★★★★★;朱玉)
7.8.2 直齿圆柱齿轮传动的接触强度计算(8'10'';★★★★;朱玉)
7.8.3 直齿圆柱齿轮传动的弯曲强度计算(8'13'';★★★★;朱玉)
7.8.4 许用应力及参数选择(9'12'';★★★★★;朱玉)
7.8.5 直齿圆柱齿轮传动设计实例(14'09'';★★★★★;主朱玉)
7.9.1 斜齿圆柱齿轮齿廓形成和几何尺寸(8'25'';★★★★★;朱玉)
7.9.2 斜齿圆柱齿轮啮合传动(7'25'';★★★★★;朱玉)
7.9.3 斜齿圆柱齿轮传动的强度计算(11'38'';★★★★;朱玉)
7.9.4 斜齿圆柱齿轮传动设计实例(14'04'';★★★★★;朱玉)
7.10.1 直齿圆锥齿轮机构(10'14'';★★★;朱玉)
7.10.2 直齿圆锥齿轮强度计算(5'42'';★★;朱玉)
7.11 齿轮的结构和润滑(5'31'';★★★;朱玉)
7.12 小结(4'32'';★★;朱玉)
第7单元习题及习题解答
第7单元测验(一)
第7单元测验(二)
思政:“徐强精度”带领中国齿轮走向世界
拓展知识:有限元分析软件ANSYS在齿轮设计中的应用
拓展案例:使用Ansys软件分析渐开线直齿圆柱齿轮强度
产教融合案例:汽车方向盘可视化中控屏系统
蜗杆传动
课时目标:学习目标:1.了解蜗杆传动的特点和类型;2.掌握.蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算;3.理解蜗杆传动的运动学及效率;4.掌握蜗杆传动受力分析
本单元共2个知识点(总计20'27'')。
8.1 蜗杆传动特点、类型及主要参数(11'39'';★★★;朱玉)
8.2 蜗杆传动的运动学与受力分析(8'48'';★★★;朱玉)
第8单元习题及习题解答
第8单元测验
第8单元作业
轮系
课时目标:学习目标:1.掌握轮系的类型;2.掌握定轴轮系的传动比计算;3.掌握周转轮系的传动比计算;4.掌握复合轮系的传动比计算;5.了解轮系的应用
本单元共7个知识点(总计40'50'')。
9.0 引言(4'28'';★;朱玉)
9.1 轮系的类型(3'04'';★★★★;朱玉)
9.2 定轴轮系传动比的计算(9'33'';★★★★★;朱玉)
9.3 周转轮系传动比的计算(9'55'';★★★★★;朱玉)
9.4 复合轮系传动比的计算(4'33'';★★★★★;朱玉)
9.5 轮系的应用(6'30'';★★★;朱玉)
9.6 小结(2'47'';★★;朱玉)
第9单元习题及习题解答
第9单元测验
第9单元作业
思政:上天有神舟,下海有蛟龙,入地有盾构------中国智造“马蹄形盾构机”
思政:文化自信------“指南车”、记里鼓车”
思政:绿水青山就是金山银山——风力发电
带传动和链传动
课时目标:学习目标:1.熟悉普通V带、滚子链传动的结构特点、应用场合和选型;2.掌握普通V带、滚子链传动的运动特性;3.掌握普通V带设计的计算内容和计算过程
本单元共13个知识点(总计105'37'')。
10.0 引言(6'38'';★;唐利芹)
10.1.1带传动类型与特点(6'58'';★★★;唐利芹)
10.1.2 V带与带轮结构(9'46'';★★★;唐利芹)
10.1.3 V带传动张紧(8'12'';★★★;唐利芹)
10.2.1 带传动的受力分析(8'34'';★★★★★;唐利芹)
10.2.2 带传动的应力分析(7'41'';★★★★★;唐利芹)
10.2.3弹性滑动与打滑(5'44'';★★★★★;唐利芹)
10.3.1 单根V带基本额定功率(6'50'';★★★;唐利芹)
10.3.2 普通V带传动设计计算(10'52'';★★★★;唐利芹)
10.3.3普通V带设计实例(11'53'';★★★★★;唐利芹)
10.4.1 链传动-1(9'18'';★★★;唐利芹)
10.4.2 链传动-2(9'52'';★★★;唐利芹)
10.5 小结(3'19'';★★;唐利芹)
第10单元习题及习题解答
第10单元测验
轴与轴毂连接
课时目标:学习目标:1.掌握轴的结构设计;2.掌握轴的强度计算;3.掌握平健的选择及其强度计算
本单元共10个知识点(总计85'38'')。
11.0 引言(3'46'';★;朱玉)
11.1 轴的分类与材料(5'48'';★★★;朱玉)
11.2.1 轴的结构设计(一)(10'38'';★★★★★;朱玉)
11.2.2 轴的结构设计(二)(7'43'';★★★★★;朱玉)
11.2.3 轴结构设计改错分析(3'32'';★★★★★;朱玉)
11.3 轴的工作能力计算(10'30'';★★★★;朱玉)
11.4 轴毂连接(10'47'';★★★★;朱玉)
11.5.1 轴结构设计综合实例(一)(16'44'';★★★★★;朱玉)
11.5.2 轴结构设计综合实例(二)(13'05'';★★★★★;朱玉)
11.6 小结(3'05'';★★;朱玉)
第11单元习题及习题解答
第11单元测验
思政:中国梦 劳动美 中国轴还得中国人自己造
拓展知识:有限元分析软件Ansys 在轴设计中的应用
案例:使用Ansys软件设计汽车传动轴
轴承
课时目标:学习目标:1.了解滑动轴承的结构和材料;2.掌握滚动轴承的类型、特点和代号;3.掌握滚动轴承的选择计算;4.熟悉滚动轴承组合设计。
本单元共10个知识点.(总计80'17'')
12.0 引言(6'59'';★;咸东鹏)
12.1 滑动轴承的简介(11'29'';★★★;咸东鹏)
12.2 滚动轴承的结构、类型及性能特点(7'01'';★★★;咸东鹏)
12.3 滚动轴承的代号及类型选择(9'51'';★★★★★;咸东鹏)
12.4.1 滚动轴承的寿命计算(一)(8'46'';★★★★★;咸东鹏)
12.4.2 滚动轴承的寿命计算(二)(11'00'';★★★★★;咸东鹏)
12.4.3 滚动轴承实例分析(11'21'';★★★★★;咸东鹏)
12.5.1 滚动轴承的组合设计(一)(7'13'';★★★★;咸东鹏)
12.5.2 滚动轴承的组合设计(二)(4'45'';★★★★;咸东鹏)
12.6 小结(1'53'';★★;咸东鹏)
第12单元习题及习题解答
第12单元测验
国家标准-滚动轴承
思政:超大型盾构机有了“中国心”!——我国首套盾构机用超大直径主轴承研制成功
螺纹连接
课时目标:学习目标:1.掌握螺纹的主要参数和受力分析;2.掌握螺纹连接的类型和预紧防松;3.掌握螺栓连接的设计和强度计算。
本单元共11个知识点(总计66’05'')
13.0 引言(3'09'';★;冯勇)
13.1.1螺纹的形成和主要参数(3'45'';★★★;冯勇)
13.1.2 螺旋副受力分析、效率和自锁(6'20'';★★★★★;冯勇)
13.2 螺纹的分类、特点及应用(3'57'';★★★;冯勇)
13.3 螺纹连接的类型和螺纹紧固件(4'39'';★★★;冯勇)
13.4 螺纹连接的预紧与防松(6'37'';★★★★;冯勇)
13.5.1 螺栓连接强度计算(16'46'';★★★★★;孙梦馨)
13.5.2 螺纹连接件的材料和许用应力(2'58'';★★★;孙梦馨)
13.5.3 螺栓组设计计算实例(11'57'';★★★★★;冯勇)
13.6 螺纹连接结构设计(5'57'';★★★;孙梦馨)
13.7 小结(2'57'';★★;孙梦馨)
第13单元习题及习题解答
第13单元测验
国家标准-有关螺纹螺栓螺母等
思政:匠心筑梦-----小螺丝成就超级工程
拓展知识:有限元分析软件Ansys在螺栓连接中的应用
案例:Ansys软件分析紧螺栓连接强度
产教融合案例:1.自适应变导程螺旋传动机构
2.无源螺旋门机锁闭机构
联轴器、离合器和制动器
课时目标:学习目标:1.理解各类联轴器的性能特点与使用场合;2.掌握联轴器的选择计算;3.了解离合器和制动器。
本单元共2个知识点(总计22'19'')
14.1 联轴器(15'25'';★★★;朱玉)
14.2 离合器和制动器(6'54'';★★;朱玉)
第14单元习题及习题解答
第14单元测验
国家标准-联轴器
综合设计拓展训练(非考试内容)
课时目标:学习目标:使用现代设计方法进行机构和机械装置的综合设计
训练1:基于ADAMS连杆机构建模与仿真
训练2:基于Creo和ADAMS冲压式蜂窝煤成型机的设计
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预备知识

先修课程:高等数学,机械制图(或工程制图),工程力学

参考资料



教材:

  朱玉. 《机械设计基础》第2版[M].北京:北京大学出版社,2024

参考书:

[1]朱玉.机械综合课程设计[M].2版. 北京:机械工业出版社,2021

[2] 黄华梁,彭文生.机械设计基础[M].北京:高等教育出版社,2015

[3] 杨可桢等.机械设计基础[M].北京:高等教育出版社,2020

常见问题

Q:课程大纲中每个知识点后面括号中的信息是什么意思?

A:第一个代表了该知识点的微视频时长;第二个表示该知识点在课程中的重要程度,★越多越重要,5颗★表示必须掌握,1颗★表示了解即可;第三个表示该知识点由该老师讲解。


Q : 机械设计基础作为一门技术基础课程,课堂上需要48-70学时,而在线课程时长只有课堂时长1/3,是否会学的一知半解?

A :  不会的,在线课程我们提供了丰富的教学资源,在线课程虽然相比课堂时长缩短,但是教师团队答疑辅导周全,可供自学资源更多,完全不用担心。

 

Q:学习中遇到困惑如何得到解决?

A:可以在讨论区中的“老师答疑区”或者“综合讨论区”提问。老师每天都在关注这一区域。


Q:课程学习中有哪些需要注意事项?

A :(1)每周按照3-5小时学习课程资料,积极参与讨论;

    (2)发表言论需遵纪守法;

    (3)课程各项资源(视频、PPT、电子版教材,自测题、考试题等)版权所有,如需引用,需征课程负责人同意并书面授权。


南京工程学院
16 位授课老师
朱玉

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副教授

冯勇

冯勇

教授

唐利芹

唐利芹

副教授

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