spContent=机械设计基础是一门实践性和综合性很强的技术基础课程,主要研究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,同时简单介绍与本课程有关的国家标准和规范。
机械设计基础是一门实践性和综合性很强的技术基础课程,主要研究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,同时简单介绍与本课程有关的国家标准和规范。
—— 课程团队
课程概述
机械设计基础课程是一门用以培养学生机械设计能力的技术基础课,本课程主要研究内容:
1、阐述常用机构的工作原理、运动特性及设计方法。
2、阐述常用零部件的工作原理、结构特点及设计方法。
3、介绍机械系统的设计思路和设计方法。
通过本课程的教学,应使学生达到下列基本要求:
1、熟悉常用机构的工作原理、组成及其特点,掌握通用机构的分析和设计的基本方法;
2、熟悉通用机械零件的工作原理、结构及特点,掌握通用机械零件的选用和设计的基本方法;
3、具有对进行机构分析、设计、使用技术资料进行零件计算、制图的能力;
4、具有综合运用所学知识和实践的技能,设计简单机械和简单传动装置的能力;
5、具有通过实验和观察去识别常用机构组成、工作特性和通用机械零件结构特点的能力。
本课程注重对学生综合设计能力的培养,强调培养学生表达设计对象的能力;突出培养学生综合运用传统和现代设计手段发现、分析和解决问题的能力;从而提高学生创造性构思和总体把握设计方案的水平。在教学思路上,以设计为主线,从认知规律和满足工程设计各主要环节训练的需要出发,对教学内容和实践环节进行整合与提高,达到基本机械设计知识的完备,在培养学生机构设计、通用零部件工作能力设计与结构设计能力的基础上,突出学生创新意识的培养和工程实际设计能力的锻炼。
授课目标
机械设计基础课程是一门用以培养学生机械设计能力的技术基础课,使学生通过本课的学习,获得机械设计的基本理论、基本知识和基本分析方法,了解机械技术的应用和发展概况,初步具备分析和设计机械产品的基本技能,为学习后续课程以及从事与本专业有关的工程技术工作打下一定的基础。
成绩 要求
学完机械设计基础课程的各个视频,并参加开放课程的各环节(单元作业、单元测试、课程讨论和期末考试),总成绩达到60分以上,同时还要参加课堂的听课和实验,并完成课上布置的作业,方可取得该课程的学分。
课程大纲
绪论
课时目标:了解本课程的性质、目的、任务;了解本课程的主要学习内容、学习要求、学习方法和教学手段。
1.1 认识机械
1.2 机械设计的基本要求和一般程序
1.3 机械零件计算准则及一般设计步骤
绪论单元作业
绪论单元测试
平面机构运动简图及其自由度
课时目标:了解平面运动副及平面机构简图绘制;掌握平面运动链的自由度及其具有确定运动的条件。
2.1 运动副及其分类
2.2 平面机构运动简图
2.3 平面机构的自由度
2.4 平面机构具有确定运动条件及例题
平面机构运动简图及其自由度单元测试·
平面机构运动简图及其自由度单元作业
平面连杆机构
课时目标:掌握铰链四杆机构的基本型式、特性、演化及曲柄存在的条件。
3.1 平面四杆机构的类型
3.2 平面连杆机构的演化
3.3 平面连杆机构的运动特性
3.4 平面连杆机构的动力特性
3.5 平面四杆机构的图解法设计
平面连杆机构单元测试
平面连杆机构单元作业
凸轮机构
课时目标:了解凸轮机构的应用和分类,从动件常用运动规律;掌握按已知运动规律绘制凸轮轮廓;了解压力角、滚子半径及基圆半径对压力角的影响。
4.1 凸轮机构的类型
4.2 凸轮机构的工作循环
4.3 从动件常用运动规律
4.4 图解法设计凸轮轮廓
4.5 凸轮机构设计参数的确定
凸轮机构单元测试
凸轮机构单元作业
齿轮传动
课时目标:了解齿轮传动的特点和分类;了解齿廓啮合基本定律,渐开线及其性质、渐开线齿轮能保证定传动比;掌握齿轮几何尺寸计算;了解渐开线齿轮啮合过程;掌握渐开线齿轮正确啮合条件;了解渐开线齿轮啮合传动的重叠系数;了解渐开线齿轮切齿原理,根切现象及最少齿数齿轮;了解齿轮轮齿失效形式及计算准则,齿轮材料和热处理,齿轮的精度等;掌握直齿圆柱齿轮传动的受力分析、强度计算;了解斜齿圆柱齿轮机构的参数关系,当量齿数及几何尺寸计算,受力分析;了解直齿圆锥齿轮机构的齿廓曲面、背锥、当量齿数及尺寸计算,受力分析;了解蜗杆传动的类型、应用;了解齿轮、蜗杆、蜗轮的构造。
5.1 齿轮机构的类型和特点
5.2 渐开线齿廓及其啮合特性
5.3 渐开线直齿圆柱齿轮
5.4 渐开线直齿圆柱齿轮啮合传动
5.5 斜齿圆柱齿轮机构
5.6 圆锥齿轮机构
5.7 蜗轮蜗杆机构
5.8 渐开线齿廓加工
5.9 齿轮传动失效形式与设计准则
5.10 齿轮传动的受力分析
5.11 齿轮传动强度计算
5.12 齿轮传动主要参数和传动精度的选择
5.13 齿轮的结构设计
齿轮传动单元测试
齿轮传动单元作业
轮系及其设计
课时目标:了解轮系的类型和应用;掌握定轴轮系的传动比计算;了解周转轮系传动比计算方法。
6.1 定轴轮系传动比计算
6.2 周转轮系传动比计算
6.3 复合轮系传动比计算
轮系单元测试
轮系单元作业
带传动
课时目标:了解带传动的类型及特点;了解带传动的受力分析、应力分析、弹性滑动及传动比;掌握V带传动的设计计算;了解带传动的张紧装置。
7.1 带传动概述
7.2 带传动工作中的受力分析
7.3 带传动工作中的应力分析、带传动弹性滑动与打滑
7.4 V带传动能力设计准则 及设计计算的基本方法
带传动单元测试
带传动单元作业
连接
课时目标:了解连接的类型和应用;了解螺纹连接的类型和应用;掌握螺旋副的受力分析、效率和自锁,螺纹连接的防松装置;掌握螺纹连接失效形式及强度计算;了解螺旋传动的受力情况及计算要点;了解轴毂连接的类型及应用。
8.1连接概述螺纹基本知识
8.2螺纹连接类型、螺栓组的设计
8.3 螺纹连接的拧紧与防松
8.4 螺纹连接的设计计算
8.5 高螺纹连接强度的措施
8.6 轴毂连接的类型、应用
连接单元测试
连接单元作业
滚动轴承
课时目标:了解滚动轴承的特点、类型和选用;掌握滚动轴承的失效形式、计算准则和寿命计算;了解滚动轴承的组合结构设计。
9.1 滚动轴承特点及滚类型选择
9.2 滚动轴承寿命计算
9.3 滚动轴承轴系的固定方式、调整方法及滚动轴承润滑与密封
滚动轴承单元测试
滚动轴承单元作业
轴
课时目标:了解轴的类型和材料;掌握轴的结构设计及轴径的估算。
10.1 轴的分类及设计的主要问题
10.2 轴的结构设计
10.3 轴的强度计算
轴单元作业
轴单元测试
联轴器和离合器
课时目标:了解联轴器,离合器的主要类型、构造、标准和选用。
11.1 常用联轴器、离合器的主要类型和用途
联轴器单元测试
联轴器单元作业
机械设计课程设计指导
机械设计课程设计任务书
机械设计课程设计课件及设计示例
机械设计课程设计参考图
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预备知识
先修课程:高等数学、大学物理、工程制图、工程力学、工程材料等。
参考资料
朱龙英. 机械设计基础(第4版). 机械工业出版社,2024
王大康. 机械设计基础[M].北京:机械工业出版社,2015