课程概述

  本课程以工作过程为导向,以真实案例为载体,结合机械设计基础课程设计实践教学中机械装备设计的方法与步骤及职业院校的学情,介绍了常用机械零部件及机构的一般设计与选用方法。

  本课程是基于初学者及职业学院学生对一般机械装置设计过程中对知识点、技能点的需求及设计的一般规律与方法,围绕常见的典型机械零部件及机构,设置了4个学习项目、13个任务单元,介绍常用机构(平面机构、凸轮机构)、机械传动系统(带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动、轮系等)、常用机械连接(轴端连接、螺纹连接、键连接、销连接、弹性连接等)、传动系统典型零部件(轴、轴承等)的设计与选用等知识,使学生熟悉通用机械零件特点、结构、标准,熟悉常用通用机械零件设计与选用的基本方法,初步具有设计通用机械零件的能力,初步具有运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料的能力。

证书要求

  本课程采用百分制计分,学生综合成绩由随堂测验、单元测验及单元作业、随堂讨论、考试及结课考试组成的;平时成绩包括随堂测验、单元测及单元作业、随堂讨论等,占40%;考试成绩即学生课程阶段性/整体学习情况的正式测验,占30%;结课考试即期终考试成绩,占30%。60分及以上为合格,85分及以上为优秀。

预备知识

1、高等数学

2、机械图样的绘制与识读

3、工程力学

4、机械制造基础(材料部分)

5、机械产品的检测与实施

授课大纲

参考学时:64

序号

专题标题

学时

重点与难点

1

项目一、常用机构的工作情况分析与设计

任务1  雨伞支撑机构的运动简图绘制与运动确定性分析

4

绘制常用机构运动简图;

计算平面机构的自由度并分析其运动确定性

2

任务2  缝纫机脚踏机构的识别与设计

4

链四杆机构基本类型及其演化形式的主要特点,判别工业上应用铰链四杆机构机器中执行和控制机构的基本形式;

曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构的判别方法;

出现死点位置的条件及其对机构的影响和死点位置的应用;

根据四杆机构的工作要求和给定的运动条件,运用图解法确定机构运动简图尺寸参数并设计此四杆机构。

3

任务3  绕线机凸轮机构的设计

4

根据工程实际合理选用凸轮机构的类型;

正确选用凸轮机构从动件的常用运动规律;

正确运用图解法设计凸轮轮廓曲线;

凸轮机构设计的常用方法与步骤。

4

项目二、机械传动系统的工作情况分析与设计

任务1  输送机带传动的设计

6

普通V带的结构、截面尺寸及标记方法;

根据传递功率大小进行普通V带的带型和根数的选择;

正确进行普通V带轮的材料选择与结构设计;

普通V带传动的设计方法和步骤。

5

任务2  输送机减速器齿轮传动的设计

12

标准直齿圆柱齿轮基本参数及几何尺寸计算方法;

闭式齿轮传动设计时,齿轮强度设计公式的使用方法;

标准直齿圆柱齿轮基本参数选择时经验值的应用及齿轮结构类型的确定方法;

标准直齿圆柱齿轮的设计方法与计算步骤;

6

任务3  水泥胶砂搅拌机蜗杆传动的设计

4

普通圆柱蜗杆传动的主要参数及计算关系;

蜗杆传动的失效形式,根据计算准则能够对一般蜗杆传动的蜗杆、蜗轮进行选材,对蜗轮进行强度计算与校核;

根据工作条件及蜗杆传动参数计算关系式确定主要参数,并进行蜗杆、蜗轮结构及主要尺寸的设计。

7

任务4  车床变速器轮系的分析与计算

4

定轴轮系的传动比计算方法;

周转轮系的传动比计算方法;

组合轮系的传动比计算方法。

8

项目三、常用机械连接的设计与选用

任务1  输送机齿轮减速器输出端联轴器的选用

4

联轴器选用的基本步骤和方法;

根据确定的联轴器类型及计算参数,学会查阅机械设计手册或联轴器标准手册确定联轴器的型号,并能进行有关尺寸设计并正确标记联轴器。

9

任务2  输送机齿轮减速器输出端凸缘联轴器螺栓组的选用

4

在不同使用场合正确选用各常用标准连接件;

掌握螺纹连接的主要类型与用法,特别是螺栓连接的应用、结构与尺寸之间关系的确定,能够查阅机械设计手册计算所用螺栓的长度,确定螺栓所用规格;

螺栓、螺母的性能等级,根据性能等级计算相应许用应力;

螺栓连接的几种不同连接方式在不同载荷作用下的强度计算与校核方法。

10

任务3  输送机齿轮减速器键连接的选用

4

平键的选用和尺寸的确定方法,并进行强度校核。

11

任务4  绕线机凸轮机构回复弹簧的选用

4

圆柱螺旋拉伸(压缩)弹簧几何尺寸的计算方法;

圆柱螺旋拉伸(压缩)弹簧特性线的绘制方法;

根据弹簧工作工况,采用试算法设计弹簧,并进行强度、刚度及稳定性校核;

圆柱螺旋拉伸(压缩)弹簧设计的一般方法与步骤。

12

项目四、传动系统典型零部件的设计与选用

任务1  输送机齿轮减速器滚动轴承的选用

4

滚动轴承代号的意义,并正确标注;

根据滚动轴承的工况及滚动轴承选用原则,利用基本额定载荷计算公式及轴承寿命计算公式选择轴承类型及型号,或对轴承寿命进行计算,并判断是否适用;

滚动轴承的安装与拆卸方法及密封与润滑型式。

13

任务2  输送机齿轮减速器输出轴的设计

6

根据轴的工况,依照轴设计的一般步骤,确定轴的结构形式,对轴进行结构及主要尺寸设计,并对轴进行强度校核。

参考资料

1.蒋新萍,程畅·机械设计与应用案例化教程·北京:高等教育出版社,2015

2.蒋新萍,程畅·机械设计基础·北京:科学出版社,2012

3.程畅·典型零部件的设计与选用·北京:高等教育出版社,2011

4.李敏·机械设计与应用·北京:机械工业出版社,2010

5.王鑫铝,闫瑞涛,王瑞清·机械设计基础·武汉:华中科技大学出版社,2012

6.胡家秀·机械设计基础·北京:机械工业出版社,2008

7.栾学钢·机械设计基础·北京:高等教育出版社,2006

8.陈霖,甘露萍·机械设计基础·北京:人民邮电出版社,2008

9.成大先·机械设计手册·北京:化学工业出版社,2009

10.杨黎明,杨志勤·机械零部件选用与设计·北京:国防工业出版社,2007

11.于惠力,潘承怡,向敬忠,冯新敏·机械零部件设计禁忌·北京:机械工业出版社,2008

12.任秀华·机械设计基础课程设计指导书(第2版)·北京:机械工业出版社,2013

13.陈立德·机械设计基础课程设计指导书(第三版)·北京:高等教育出版社,2008;

14.李海萍·机械设计基础课程设计指导书·北京:机械工业出版社,2013

15.吴宗泽,罗圣国·机械设计基础课程设计手册(第3版)·北京:高等教育出版社,2006