spContent=想知道机器中的机械传动运动是如何传递的?想知道汽车转向又是如何实现的?想知道机械零件的结构又是如何设计和计算的?……想知道这些问题的答案,请参加我们的课程吧!让我们一起学习常用机构的工作原理、常用零部件的结构、特点及设计方法……我们将逐渐掌握设计简单机械和机械传动装置的能力!
想知道机器中的机械传动运动是如何传递的?想知道汽车转向又是如何实现的?想知道机械零件的结构又是如何设计和计算的?……想知道这些问题的答案,请参加我们的课程吧!让我们一起学习常用机构的工作原理、常用零部件的结构、特点及设计方法……我们将逐渐掌握设计简单机械和机械传动装置的能力!
—— 课程团队
课程概述
《机械设计基础》课程是机械类专业的一门核心课程。课程的主要研究对象为机构,主要包括机构的组成和结构、常用机构的分析与设计、常用零部件的结构、特点及设计方法等问题。
通过本课程的学习同学们将掌握机械设计的一般规律和常用机构及通用机械零部件的设计原理和方法,能进行一般机构和简单机械装置的设计;可以具备运用有关标准、规范、手册和技术资料的能力,同时对机械设计的发展趋势和方向有一定了解。
《机械设计基础》课程是从理论性、系统性很强的基础课和专业基础课向实践性较强的专业课过渡的一个重要转折点,在教学中具有承上启下的作用,课程知识掌握的程度直接影响到后续课程的学习,是同学们获得职业基础能力的核心课程。课程知识的掌握将为今后在产品设计、产品加工、检验和设备维护等岗位群所需要的职业资格打下良好的基础。
授课目标
通过本课程的教学,学习者可以具备常用的平面机构、通用机械零部件、机械传动装置及简单机械设计的基本知识、基本理论和基本能力。能够熟悉机械设计的一般方法和一般规律,具备常用平面机构设计能力,掌握通用零部件的设计方法,具有设计机械传动装置和简单机械的初步能力;具有应用标准规范、手册、图册和查阅技术资料的能力;获得实验技能的基本训练。
课程大纲
机械设计概述
课时目标:了解机械的组成和机械零件的概念,使学生了解本课程研究的对象、内容以及其在培养高级机械工程技术人才全局中的地位、作用和任务,从而明确学习本课程的目的。
平面机构的组成和分析
课时目标:1)了解机构的组成,搞清运动副、运动链、约束和自由度的概念;2)能绘制常用平面机构的运动简图;3)能计算平面机构的自由度;4)平面机构具有确定运动的条件。
2.1 运动副的概念以及分类
2.2 平面机构运动简图的绘制
2.3 平面机构自由度
平面连杆机构
课时目标:1)铰链四杆机构的基本类型;2)铰链四杆机构的演化;3)对曲柄存在的条件、传动角、死点、急回运动、行程速比系数等有明确的概念;4)平面四杆机构的设计。
3.1 平面连杆机构的基本形式和应用
3.2 平面连杆机构的演化
3.3 平面连杆机构的基本性质
3.4 平面连杆机构的设计
凸轮机构
课时目标:1)了解凸轮机构的分类及应用; 2)了解推杆常用运动规律的选择原则;3)掌握在确定凸轮机构的基本尺寸时应考虑的主要问题;4)能根据选定的凸轮类型和推杆运动规律设计凸轮的轮廓曲线。
4.1 凸轮机构的应用和类型
4.2 从动件的集中常用的运动规律
4.3 图解法设计凸轮轮廓
齿轮机构
课时目标:1)了解齿轮机构的类型和应用;2)了解平面齿轮机构的齿廓啮合基本定理;3)深入了解渐开线齿轮的啮合特性及正确啮合的条件、连续传动条件等;4)熟悉渐开线齿轮各部分的名称、基本参数及几何尺寸计算;5)了解渐开线齿廓的展成切齿原理及根切现象、最少齿数;6)了解斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成、啮合特点,并能计算其几何尺寸。
5.1 齿轮机构的特点和类型
5.2 渐开线、渐开线齿廓以及啮合特性
5.3 渐开线标准齿轮的基本参数与几何尺寸计算
5.4 渐开线标准齿轮的啮合
5.5 渐开线直齿圆柱齿轮的加工方法
5.6 根切现象、变位齿轮以及最少齿数
5.7 斜齿圆柱齿轮的基本参数以及几何尺寸的计算
轮系
课时目标:1)了解轮系的分类2)掌握定轴轮系传动比计算的方法;3)掌握周转轮系传动比计算的方法;4)了解轮系在实际工作中应用情况。
6.1 轮系的类型
6.2 定轴轮系及其传动比的计算
6.3 周转轮系及其传动比的计算
6.4 轮系的应用
齿轮传动
课时目标:1)了解掌握齿轮传动的失效形式和设计准则,常用的材料及热处理方法。2)掌握圆柱齿轮传动的设计和强度校核方法。对斜齿圆柱齿轮传动的设计方法有所了解和掌握。
7.1 齿轮传动的失效形式、材料及热处理、设计准则
7.2 齿轮传动的精度
7.3 直齿圆柱齿轮的强度计算
7.4 斜齿圆柱齿轮的强度计算
7.5 齿轮的结构设计、润滑和效率
间歇运动机构
课时目标:了解常用典型间歇运动机构的工作原理、运动特点及其应用等情况。
蜗杆传动
课时目标:1)了解蜗杆传动的类型和应用;2)深入了解蜗杆传动的正确啮合的条件;3)熟悉蜗杆传动各部分的名称、基本参数及几何尺寸计算;4)了解渐蜗杆传动的失效形式、材料和结构;5)了解蜗杆传动的强度计算。
9.1 蜗杆传动的特点和类型
9.2 蜗杆传动的主要参数和几何尺寸
9.3 蜗杆传动的失效形式、材料和结构
9.4 蜗杆传动的强度计算
9.5 蜗杆传动的效率和热平衡计算
带传动
课时目标:1)带传动的受力分析、应力分析和弹性滑动。2)普通V带传动的设计计算和主要参数对传动性能的影响。3)了解V带带轮的结构设计。4)了解V带传动的张紧装置。
10.1 带传动的特点和类型
10.2 带传动的工作情况分析
10.3 V带传动的设计
10.4 V带传动的张紧、安装和维护
螺纹连接与螺旋传动
课时目标:1)了解螺纹的类型及主要参数;2)掌握螺纹联接、预紧和防松措施、螺栓组联接的设计;3)掌握提高螺栓联接强度的措施;4)了解螺纹联接件的材料和许用应力;5)了解键联接的类型、特点,掌握键联接的选择及强度计算。
11.1 螺纹连接的基本类型和标准连接件
11.2 螺纹连接的预紧和防松
11.3 螺纹连接的强度计算
轴
课时目标:1)掌握轴的分类和应用;2)了解 轴的材料及热处理方式;3)熟悉轴的结构和结构设计方法;4)了解 轴的强度计算方法。
12.1 轴的应用及类型
12.2 轴的材料及热处理
12.3 轴的结构设计
12.4 轴的强度计算
轴承
课时目标:1)熟悉滚动轴承的结构类型、代号以及选择方法;2)掌握滚动轴承的寿命计算方法;3)了解滚动轴承的组合设计、润滑及密封方式。
13.1 滚动轴承的结构类型、代号以及选择
13.2 滚动轴承的寿命计算
13.3 滚动轴承的组合设计、润滑及密封
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预备知识
本课程的前导课程有《机械制图与计算机绘图》、《铣刨磨认识实习》,同时开设的课程有《机械零部件测绘》、《车工实习》、《热加工实习》、《工程力学》、《工程材料与热加工》等,学生通过本课程的学习,为后续学习《机械精度设计与检测》、《机械设计基础课程设计》、《机制工艺与夹具设计》、《机械加工方法与通用设备》、《机床夹具认识与虚拟装配》等课程提供了必要的基础知识和专业技能。
参考资料
(1)《机械设计基础(第二版)》,李业农,高等教育出版社,2015
(2)《机械设计基础》,张建中,高等教育出版社,2011
(3)《机械零件设计手册》,闻邦椿,机械工业出版社,2010