《机械设计基础》课程模块大纲
一、课程性质和任务 1、课程性质
《机械设计基础》是高等职业技术学院《机械设计制造及自动化》、《机电一体化》等机类、近机类各专业必修的一门主干专业基础课。主要讲授:一般机械中常用机构的基本原理和通用零、部件设计的基本方法等内容。
2、课程任务
本课程是机械类各专业的一门重要的专业基础课,它的任务是使学生掌握常用机构和通用零件的基本理论和基本知识,初步具有这方面的分析、应用、设计能力,并通过必要的基本技能训练,培养学生正确的设计思想和严谨的工作作风,为培养高素质技能型人才奠定基础。
二、先修课程模块
数学、力学、机械制图
三、教学目标 1、知识目标
1)、学习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)、学习通用机械零件的工作原理、结构及其特点,掌握通用机械零件的选用和设计的基本方法;
2、能力目标
1)、具有对机构分析设计和零件计算问题的运算、制图和使用技术资料的能力; 2)、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;
3)、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。
四、课时分配
章节名称 第一章 第三章 第四章 第五章 第七章 第八章 第九章 第十章 教学内容 绪论 机械设计基础概论 平面机构的运动简图和自由度 平面连杆机构设计 凸轮机构 螺纹连接与螺旋传动 带传动 链传动 齿轮传动 授课学时 2 8 10 8 8 6 6 6 6 备注 第十一章 第十二章 第十四章 第十五章 蜗杆传动 齿轮系 轴和轴毂连接 轴承 复习 合计 8 6 6 2 2 84 五、教学方式
1、 教学组织形式实现多样化,除了常规课堂授课外,尽量采用不同的教学手段,例如多媒体技术、模型演示、实物演示等。
2、 课堂教学中应理论联系实际,多介绍实际应用的例子,激发学生的学习热情,通过课堂提问、课外作业、实践操作等环节巩固所学知识。
3、 在大纲中规定的未能在计划课时内完成的有关章节,可以指定学生自学。
六、考核方式:
本课程为一学年结束课,综合评定总成绩: 1、考试方式:理论参加院统一考试;
2、考核办法:理论测试采用闭卷考试,占60%,平时成绩20%,期中成绩20%;
七、教学内容及要求
绪论
1、教学的目的与要求
阐述机构和机器的概念和组成,介绍本课程的性质和研究对象以及学习本课程的方法。要求学生理解机构和机器的概念,了解机器的组成。了解本课程的性质、研究对象和学习本课程的基本要求和学习方法。
2、教学内容
机器及其组成;本课程的性质和研究对象;学习本课程的基本要求和方法。 第一章 机械设计基础概论 1、教学的目的与要求
(1)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。
(2)使学生对机械原理和设计(Mechanisms & machine theory and design)学科(discipline)的发展趋势有所了解,并了解本学科的重要性在课程结构中的重要性。
(3)了解机械设计的基本要求和一般步骤。
(4)了解机械的组成和机械零件的工作能力计算准则。
(5)掌握载荷荷应力的分类以及在交变应力作用下许用应力和安全系数的计算方法。
2、教学重点和难点
(1)了解机械的组成和机械零件的工作能力计算准则。
(2)掌握载荷荷应力的分类以及在交变应力作用下许用应力和安全系数的计算方法。
第三章 平面机构的运动简图和自由度 1、教学目的与要求
本章是研究和设计机构的基础,要求学生理解平面运动副和机构自由度的概念,掌握手面机构运动简图的绘制方法和平面机构自由度的计算方法,理解机构具有确定运动的条件。 2、教学重点与难点
(1)机构的运动简图的绘制 (2)平面机构的自由度的计算。
(3)机构自由度计算中有关虚约束的识别及处理 3、教学内容
第一节 平面运动副
运动副的概念;自由度和约束条件;运动副的分类。 第二节 平面机构的运动简图、
绘制机构运动简图的目的;平面机构运动简图的绘制。 第三节 平面机构的自由度
平面机构自由度的计算;机构具有确定运动的条件。 第四章 平面连杆机构设计 1、教学目的与要求
(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; 2、教学重点和难点
(1)曲柄存在条件、传动角、死点、行程速比系数; (2)平面四杆机构的图解法设计;
(3)有关曲柄存在条件的杆长关系式的全面分析、平面四杆机构最小传动角的确定等问题。 3、教学内容 第一节 概述
平面连杆机构的特点;平面连杆机构的应用和分类; 第二节 四杆机构的基本型式及演化
铰链四村机构的组成;铰链四杆机构的类型;铰链四杆机构中曲柄存在的条件。曲柄滑块机构;导杆机构:摇块机构和定块机构。 第四节 平面四杆机构的基本特性
急回特性;压力角和传动角;死点。 第五节 平面四杆机构的设计
1.接连杆的预定位置设计四杆机构;
2.授给定的行程速比系数设计四杆机构。 第五章 凸轮机构 1、教学目标
(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。 2、教学重点和难点
推杆常用运动规律特点及选择原则;盘形凸轮机构凸轮轮廓曲线的设计;凸
轮基圆半径与压力角及自锁的关系;
“反转法原理”与压力角的概念。 3、教学内容 第一节 概述
凸轮机构的组成、特点及应用;凸轮机构的分类。 第二节 常用的从动件运动规律
确定凸轮轮廓的基本依据;凸轮与从动件的运动关系;从动件常用的运动规律。
第三节 盘形凸轮轮廓的设计与加工方法
尖顶对心移动从动件盘形凸轮;滚于移动从动件盘形凸轮;偏置从动件盘形凸轮;摆动从动件盘形凸轮
第四节 凸轮机构基本尺寸的确定;
滚于半径与运动失真;压力角及其许用值;基圆半径的选择;偏距的大小及其方位:从动件导路尺寸对传动的影响。
第七章 螺纹连接与螺旋传动 1、教学目标
(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; 2.教学重点和难点
螺纹、螺纹联接及其零件的结构和类型;2、螺纹联接的受力分析和强度计算;3、螺纹联接的预紧和防松以及提高螺纹联接强度的措施。
螺纹联接的受力和变形关系图 3、教学内容
7.1 螺纹连接的基本知识
螺纹的形成和类型;螺纹的主要参数;常用螺纹。 7.2 螺纹连接的预紧与放松
螺纹连接的预紧与放松的基本方法、螺栓联接结构设计注意事项。 7.3 单个螺栓连接的强度计算 普通螺栓的强度计算。
松联接;紧联接;只受预紧力的紧螺栓联接;受预紧力和工作拉力的紧螺栓联接。
7.4 螺栓组连接的结构设计和受力分析
螺纹联接组的机构设计、受力分析和强度计算 7.5 螺纹连接件的材料和许用应力 螺纹连接件的材料、许用应力等。 7.6提高螺栓连接强度的措施;
提高螺栓连接强度的方法及优点。 第八章 带传动 1、教学目标
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.普通V带的设计 2、教学重点和难点
1.普通V带传动的设计计算和主要参数对传动性能的影响。
2.普通V带的设计 3、教学内容 第一节 概述
带传动的特点和类型。 第二节V带和带轮的结构
V带的构造和标准;带轮的结构和材料。 第三节 带传动的工作能力分析
带传动的受力分析;带传动工作时的应力分析; 第四节 V带传动的设计
V带传动的设计准则;单根V带所能传递的功率;V带传动的设计方法和步骤。
第五节 带传动的张紧、安装和维护
带传动的张紧装置;带传动的安装与维护。 第九章 链传动 1、教学目标
1.滚子链传动的运动特点、失效形式。
2.滚子链传动的设计计算和主要参数的合理选择。 3.链传动的布置、张紧及润滑 2、教学重点和难点
滚子链传动的设计计算和主要参数的合理选择、链传动时的多边形效应。 3、教学内容 9.1 概述
链传动的工作原理和特点;链的类型和应用。 9.2 滚子链和链轮
滚子链的规格;滚子链链轮。 9.3 链传动的运动特性
链传动的运动特性;多边形效应。 9.4 滚子链传动的设计计算 链传动的主要参数选择。
9.5 链传动的布置、张紧及润滑; 链传动的布置、张紧及润滑 第十章 齿轮机构设计 1、教学目标
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; 7.了解标准直齿圆锥齿轮的传动特点及其基本尺寸计算。
8.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。 9.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。
10.掌握圆锥齿轮传动设计的特点。 2、教学重点和难点