《机械工程基础 (4)》课程教学大纲

《机械工程基础》课程教学大纲
课程代码：ABJD0340
课程中文名称：机械工程基础
课程英文名称：Fundamenta1ofmechanica1engineering
课程性质：必修
课程学分数：3.5
课程学时数：56（48+实验8）
授课对象：材料物理专业
本课程的前导课程：高等数学、大学物理、工程制图、金工实习等
一、课程简介
机械工程基础是一门培养学生具有一般机械设计基本知识的学科基础课。

课程主要介绍工程力学基础知识、一般机械中的常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本的设计理论和计算方法，同时扼要介绍与本课程有关的国家标准和规范，使学生初步具有分析简单机械传动装置的能力。

为学习专业课和新的科学技术打好基础，为解决生产实际问题和技术改造工作打好基础。

二、教学基本内容和要求
第一章：绪论
机器的组成、机器和机构、构件和零件
重点与难点：机械、机器、机构、构件和零件的基本概念
教学要求：了解课程的性质、机器的组成及特征；理解机器与机构的差别；掌握零件与构件的概念。

第二章：物体的受力分析与平衡
力和力系的基本概念；静力学公理；物体的受力分析和受力图；平面汇交力系；力矩与力偶；平面任意力系
重点与难点：物体受力分析、平面力系的平衡条件与平衡方程
教学要求：理解静力学的基本概念、基本公理；掌握物体的受力分析方法，掌握平面汇交力系、平面力偶系、平面任意力系平衡问题的求解。

第三章：轴向拉伸和压缩
轴向拉伸和压缩的基本概念；内力与应力；材料拉伸和压缩时的力学性能；拉压杆的变形及强度计算
重点与难点：内力、应力及许用应力的概念；拉压杆的轴力分析及强度计算
教学要求：了解材料拉伸和压缩的力学性能；理解内力、应力及许用应力的基本概念，胡克定律；掌握拉压杆的轴力分析及强度计算
第四章：剪切与圆轴扭转
剪切与挤压的基本概念；圆轴扭转时的应力与强度条件；圆轴扭转时的变形与刚度条件重点与难点：外力偶和扭矩的计算；扭矩图的绘制；圆轴扭转时的应力、强度条件和刚度条件教学要求：了解构件在剪切和扭转时的受力特点；掌握扭矩图的绘制，圆轴扭转时强度和刚度计算
第五章：梁的弯曲
弯曲的概念；梁的弯曲内力；弯曲正应力和强度计算；提高梁弯曲强度的措施；梁的刚度条件；组合变形时的强度计算
重点与难点：梁的内力分析及最大弯矩的确定
教学要求：了解梁在组合变形时的强度计算方法；理解弯曲的概念，提高梁弯曲强度的措施；掌握梁剪力、弯矩的计算，剪力图、弯矩图的绘制，弯曲正应力强度的计算
第六章：平面机构的自由度
运动副及其分类；平面机构运动简图；平面机构的自由度
重点与难点：机构运动简图的绘制；平面机构自由度的计算；机构具有确定运动的条件教学要求：了解运动副的概念及其分类；理解自由度的概念，机构具有确定运动的条件;掌握机构运动简图的绘制，复合较链、局部自由度和虚约束的判定，平面机构自由度的计算第七章：平面连杆机构
平面四杆机构的基本类型和应用；平面四杆机构的演化；平面四杆机构的基本特性；平面四杆机构的设计
重点与难点：平面四杆机构的基本类型和特性；钱链四杆机构类型的判断；平面四杆机构的设计方法
教学要求：了解平面四杆机构的演化形式；理解平面四杆机构的基本特性；掌握平面四杆机构的基本类型，较链四杆机构类型的判断，平面四杆机构运动特性的分析
第八章：凸轮机构
凸轮机构的应用和分类；从动件常用运动规律；凸轮轮廓曲线的设计方法
重点与难点：凸轮机构的组成、分类；从动件的常用运动规律及特点
教学要求：了解凸轮轮廓曲线的设计方法；掌握凸轮机构的工作原理、凸轮机构从动件常用运动规律和运动特性
第九章：间歇运动机构
棘轮机构；槽轮机构
教学要求：了解棘轮机构和槽轮机构的工作原理、运动特点和应用
第十章：齿轮机构
齿轮机构的应用和分类；齿廓啮合基本定律；渐开线直齿圆柱齿轮；渐开线齿轮的啮合传动；渐开线齿轮的加工与齿廓的根切；斜齿圆柱齿轮机构；直齿圆锥齿轮机构
重点与难点：渐开线标准直齿圆柱齿轮传动的基本理论和几何尺寸计算；根切的产生
教学要求：了解渐开线的性质、渐开线齿廓的啮合特点，渐开线齿轮的切齿方法，斜齿圆柱齿轮、直齿圆锥齿轮机构的特点和主要几何参数；掌握渐开线直齿圆柱齿轮主要几何参数的计算
第十一章：轮系
轮系的分类；轮系功用；轮系传动比的计算
重点与难点：定轴轮系与周转轮系传动比的计算
教学要求：了解轮系的分类、特点和作用，复合轮系的概念及其传动比的计算方法；掌握定轴轮系和周转轮系传动比的计算
第十二章：机械零件设计概论
零件设计的基本要求、计算准则、一般步骤；零件常用材料及其选择；机械零件的工艺性和标准化
重点与难点：机械零件的主要失效形式与计算准则；机械零件设计的一般步骤
教学要求：了解机械零件设计的基本要求，常用材料及其特点；掌握零件的主要失效形式，机械零件设计的基本准则、方法与步骤
第十三章：连接
螺纹连接；螺旋传动；键连接；花键连接；销连接
重点与难点：螺纹的主要参数，螺纹连接的基本类型；螺栓连接的强度计算；普通平键的选择和强度校核
教学要求：了解键连接、销连接、螺纹连接和螺旋传动的类型和特点；理解螺纹连接预紧和防松的概念；掌握螺栓连接的强度计算，普通平键的选择和强度校核
第十四章：齿轮传动
齿轮传动的失效形式及设计准则；直齿圆柱齿轮的受力分析；直齿圆柱齿轮的齿面接触疲劳强度和齿根曲曲疲劳强度计算；直齿圆柱齿轮主要参数的选择；斜齿圆柱齿轮的强度计算；直齿圆锥齿轮的强度计算；齿轮的结构设计、润滑
重点与难点：齿轮传动的实效形式和设计准则；齿轮传动的受力分析；直齿圆柱齿轮传动的设计
教学要求：了解斜齿圆柱齿轮、直齿圆锥齿轮的强度计算方法；掌握直齿圆柱齿轮主要尺寸的计算、直齿圆柱齿轮传动的受力分析及强度计算。

第十五章：蜗杆传动
蜗杆传动的特点和类型；圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸：蜗杆传动的失效形式、材料和结构；圆柱蜗杆传动的强度计算；圆柱蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算重点与难点：蜗杆传动的受力分析，涡轮、蜗杆的转向判断，蜗杆传动的强度计算及主要参数选择；
教学要求：了解蜗杆传动的主要类型和特点；理解蜗杆传动的效率、润滑和热平衡；掌握圆柱蜗杆传动的受力分析和强度计算
第十六章：带传动和链传动
带传动的特点和应用；V带传动的工作情况分析；普通V带传动的设计计算；V带传动的张紧；链传动的特点和应用；滚子链链条和链轮：链传动的运动和受力分析；滚子链传动的设计计算
重点与难点：带传动的受力分析；带传动和链传动的失效形式和设计准则；弹性滑动与打滑的概念；链传动的运动特性；带传动与链传动设计中主要参数的合理选择
教学要求：了解带传动、链传动主要类型和特点；理解带传动和链传动的工作原理，受力分析，弹性滑动与打滑产生的机理；掌握普通V带传动和滚子链传动的设计计算
第十七章：轴承
轴承的分类；滑动轴承；滚动轴承；
重点：滑动轴承的典型结构、轴瓦材料及其润滑方式；滚动轴承的类型、代号、尺寸选择；滚动轴承的寿命计算；滚动轴承的组合设计；
难点：角接触球轴承和圆锥棍子轴承轴向力的计算传动的受力分析
教学要求：了解滑动轴承工作原理、结构及轴瓦的材料，滚动轴承的类型、润滑、密封及维护；掌握滚动轴承的代号表示，滚动轴承的寿命计算及组合设计
第十八章：轴
轴的功用、类型和材料；轴的结构设计；轴的强度和刚度计算
重点与难点：轴的结构设计；轴的弯扭组合强度计算
教学要求：了解轴的分类及轴材料的选择；掌握轴的结构设计方法、步骤，轴的强度和刚度计算方法
第十九章：联轴器和离合器
联轴器的类型和选择；离合器的类型
教学要求：了解联轴器、离合器的类型、特点和用途
三、实验教学内容及基本要求
1、机构和机械零件演示实验：观察陈列柜机械模型以及各典型机构和零件，了解平面机构和机械传动及通用零部件的组成、结构、运动和传动特点。

增强对机构和机械零件的感性认识。

2、低碳钢拉伸实验：观察试件在拉伸过程中的各种现象，分析材料的力学性质，测定材料的屈服极限、强度极限、延伸率、断面收缩率等参数。

3、机构运动简图测绘：针对实际机构或模型，进行机构运动简图的测绘，计算机构自由度判别其运动是否确定
4、轴系结构设计（设计性实验）：根据各种不同的工作条件，进行滚动轴承支撑轴系结构设计；通过模块化轴系搭接实践，进一步掌握滚动轴承支撑轴系结构中工艺性、标准化、轴系的润滑和密封等知识。

四、教学方法与手段
（1）教学方法
采用启发式教学,培养学生独立分析问题和解决问题的能力;辅以讨论答疑等教学环节。

（2）教学手段
本课程采用多媒体教学系统，以电子教案、CA1课件与板书相结合的方式进行教学。

五、教学学时分配
六、考核方式与成绩评定标准
1、考核方法：根据平时考勤、作业、实验和期末考试进行综合考核
2、成绩评定：平时考勤、作业占40%,实验成绩占10%,期末考试成绩占50验
七、教学参考资源
1、参考书目：
(I)王继焕编著，《机械设计基础》，华中科技大学出版社，2008年。

(2)杨可桢编著，《机械设计基础》，高等教育出版社，2013年。