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机械设计基础
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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9周，共20周 已有 1298 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

朱玉

副教授

冯勇

冯勇

教授

唐利芹

唐利芹

副教授

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