南京工程学院机械设计基础课程与实验大纲

《机械设计基础》课程教学大纲课程编号：0803301003课程名称：机械设计基础英文名称：Fundamentals of Mechanical Design课程类型：专业基础必修课总学时：64讲课学时：58实验学时：6学时：64学分：4适用对象：四年制工业工程专业四年制热能与动力工程专业四年制材料成型与控制工程专业四年制材料科学与工程专业四年制金属材料工程专业四年制建筑环境与设备工程专业等先修课程：机械制图，理论力学，材料力学，公差与技术测量一、课程性质、目的和任务本课程是非机械类各专业，具有承前启后作用的设计性技术基础课程。

主要介绍常用机构的结构、运动学设计以及机构和机器动力学的重要内容。

通过本课程的教学，训练和培养学生设计通用零件、机械传动装置及简单机械的能力，为学生学习后继课程及新的科学技术打下必要的基础，同时也为学生今后从事机械技术工作打下一定的基础。

二、教学基本要求1.掌握机构结构分析的基本知识，熟练地掌握机构运动简图绘制与机构自由度的计算。

2.掌握常用机构的性能特点，设计与计算方法，了解确定机构的运动方案的基本原理与基本方法。

3.了解机械设计的一般规律，初步树立正确的设计思想。

4.掌握设计机械零件的基本方法和基本技能：确定设计步骤；进行失效分析计算准则，进行材料及热处理方法选择、参数选择、设计计算、结构设计等。

5.具有设计机械传动装置和简单机械的能力。

6.掌握各种零件的类型、特点和应用，掌握主要零件的工作原理。

7.能正确运用机械零件计算中一些常用技术处理方法；计算载荷、条件性计算、当量法、试算法等。

8.能够提出改善零件工作条件和受力状况、提高零件强度和刚度以防止零件发生失效的技术措施，能考虑工艺问题。

9.能够运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料，会编制技术文件。

10.掌握基本的实验技能。

三、教学内容及要求绪论本课程研究对象和内容。

本课程在教学计划中的地位、作用和任务。

1.平面机构的运动简图及自由度平面运动副及其分类。

平面机构的运动简图。

平面机构自由度计算。

2．平面连杆机构及其设计铰链四杆机构的基本形式和特性铰链四杆机构曲柄存在条件。

铰链四杆机构的演化平面四杆机构的设计3．凸轮机构凸轮机构的类型和应用从动件常用运动规律。

按给定运动规律设计盘形凸轮轮廓设计凸轮机构应注意的问题4．机械的调速与回转件的平衡研究机器运转及其速度波动调节的目的。

机器运转的平均速度和不均匀系数。

飞轮设计的近似方法平衡的目的和分类。

刚性回转件的静平衡和动平衡。

刚性回转件的平衡试验方法及平衡精度。

5.带传动带传动的工作原理、类型和应用带传动受力分析、欧拉公式带传动的应力分析带传动的弹性滑动、打滑的基本概念和传动比计算。

带的标准和许用功率带传动的设计计算。

带轮的结构和材料。

带传动的张紧装置。

6.齿轮传动齿轮传动的类型、特点及应用。

齿廓啮合基本定律。

渐开线的形成、性质及参数方程。

渐开线齿廓满足齿廓啮合基本定律。

齿轮各部分名称、符号及标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算。

渐开线直齿圆柱齿轮机构的啮合过程及正确啮合条件。

渐开线齿廓切削加工原理：仿形法、范成法。

渐开线齿廓的根切现象和不发生根切的最小齿数。

齿轮传动的失效形式及计算准则。

齿轮的材料、齿轮传动的精度、齿轮传动的设计参数和许用应力。

齿轮传动的计算载荷。

标准直齿圆柱齿轮传动的受力分析和强度计算。

斜齿圆柱齿轮机构齿廓曲面的形成、传动特点、当量齿数概念及尺寸参数计算。

标准斜齿圆柱齿轮传动的受力分析和强度计算。

圆锥齿轮机构简介。

齿轮的结构设计。

齿轮传动效率和润滑。

7．蜗杆传动蜗杆传动的类型、特点及应用。

蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算8．轮系轮系及其分类。

定轴轮系的传动比计算和应用。

周转轮系的传动比计算。

复合轮系的传动比计算。

周转轮系和复合轮系的应用。

9．螺纹连接连接的类型和应用螺纹参数螺旋副的受力分析、效率和自锁机械制造中常用的螺纹螺纹连接的基本类型和螺纹连接件螺栓连接的防松和预紧。

螺纹连接的强度计算螺栓的材料和许用应力提高螺栓连接强度的措施螺旋传动10．轴与轴毂连接轴的分类、特点和应用。

轴的材料及选择。

轴的结构设计。

轴的强度计算轴的临界转速概念键连接和销连接11．滚动轴承滚动轴承的主要类型和特点，滚动轴承的代号滚动轴承类型的选择滚动轴承的失效形式及选择计算滚动轴承的润滑和密封滚动轴承的组合结构设计12．联轴器联轴器、离合器的类型和应用固定式联轴器可移式联轴器四、所含实践环节（一）实验1．机构运动简图的测绘和分析2小时2．带传动实验2小时3．渐开线齿廓范成实验－齿轮范成仪切齿2小时（二）课程设计一级减速器或二级减速器设计。

1~2周在一周或两周内完成设计说明书一份（3000~5000字），装配图一张，轴及齿轮零件图一至二张。

五、课外习题及课程讨论为达到本课程的教学基本要求，课外习题（包括自测题）不应少于30题。

六、教学方法与手段本课程采用板书与多媒体课件结合的方式进行课堂教学。

七、各教学环节学时分配章节（或内容）讲课习题课讨论课实验其它合计绪论1平面机构的运动简424～6图及自由度平面连杆机构43～5凸轮机构42～3机械的调速与平衡22～3带传动522～3齿轮传动1425～8蜗杆传动22～3章节（或内容）讲课习题课讨论课实验其它合计轮系43～5螺纹连接53～4轴与轴毂连接62～4滚动轴承52～4联轴器21～2合计58664八、课程成绩评定办法本课程为考查课程，采用闭卷笔试。

学生的课程总评成绩由平时成绩（占30%）和期末考试成绩（占70%）两部分构成，平时成绩中实验成绩占10%，出勤、作业、课堂测验、学习主动性等占20%。

九、推荐教材和教学参考书教材：《机械设计基础》，毛炳秋主编，高等教育出版社，2010年。

参考书：《机械设计基础》（第五版），杨可桢主编，高等教育出版社，2006年。

十、说明1.本大纲根据《高等学校工科非机械类机械设计课程教学基本要求》，并结合本校四年制本科非机械类各专业实际情况制定而成。

2.本大纲规定的总学时数为最少学时数。

3.本课程先修课为理论力学和材料力学。

4.对齿轮切削原理，建议看电视录像，以便了解齿轮加工的动态过程。

5.在学校条件许可的情况下，本课程应尽力开发实用教学软件，开展CAI扩采用其他现代化教学手段，以改进教学方法，提高教学质量。

6.本课程教学要突出应用性，着重培养学生灵活应用基本原理、基本知识分析和解决实际问题的能力。

应通过各个教学环节的密切配合并注意发挥多种教学媒体的作用，使对学生设计基本技能的培养贯穿在全课程之中。

大纲制订人：毛炳秋大纲审定人：王贤民制订日期：2010年5月《机械设计基础》课程实验教学大纲一、实验教学目标与基本要求《机械设计基础》课程是近机类各专业的一门设计性主干技术基础课程。

《机械设计基础》课程实验是机械设计基础课程重要的实践教学环节。

通过实验，培养学生对机构简图测绘，齿轮加工，机械的平衡原理等，有较深的感性认识，以及具有与本课程有关的实验研究的初步能力；培养学生理论联系实际的能力和实事求是、科学严谨的工作作风。

要求学生亲自动手做实验并独立完成实验报告，真正获得实验技能的基本训练。

二、本实验课程的基本理论与实验技术知识1、机构简图测绘实验了解机构简图测绘的方法和步骤，以及计算机构自由度的方法，加深对机构的认识和理解。

2、渐开线齿廓范成实验－齿轮范成仪切齿了解齿轮的加工过程，切齿原理。

刀具与轮坯之间的位置与相互运动关系，齿轮变位原理，根切现象与根切的原因，加深对齿轮加工的认识和理解。

3、带传动实验了解带传动时，张紧力，摩擦系数，带轮的包角对带传动的影响，弹性滑动与打滑产生的原因与它们的根本区别。

三、实验方法、特点与基本要求1、机构运动简图的测绘和分析了解机构简图测绘的方法，绘制4~6个从简单到复杂机构模型的机构运动简图，并计算机构的自由度，完成实验报告1份。

通过实验，掌握机构简图测绘的方法和步骤，加深对机构的认识和理解。

2、渐开线齿廓范成实验－齿轮范成仪切齿了解齿轮的加工过程，切齿原理。

观察标准齿轮，变位齿轮的轮齿齿廓有什么变化，掌握齿轮加工时，刀具与轮坯之间的位置与相互运动关系，用纸制轮坯在齿轮范成仪上加工出标准齿轮和变位齿轮各一个，完成实验报告1份。

通过实验，掌握齿轮加工原理和步骤，加深对齿轮加工的认识和理解。

3、带传动实验了解带传动实验台的基本结构和工作原理，进行V带传动实验操作，测定和记录转速，扭矩、加载数值及转速差，进行带传动滑差率分析和传动效率分析，绘制带传动的滑动曲线和效率曲线。

完成实验报告一份。

通过实验，了解带传动实验操作方法与操作步骤，掌握扭矩、转速、转速差的测试方法，加深对带传动中弹性四、实验主要仪器设备1、机构运动简图的测绘和分析：采用各种简单到复杂的机构模型4~6种2、渐开线齿廓范成实验－齿轮范成仪切齿：齿轮范成仪3、带传动实验：皮带传动实验台五、实验项目的设置与内容提要序号实验项目内容提要实验学时实验类型每组人数实验要求1机构运动简图的测绘和分析绘制4~6个由简单到复杂的机构模型的机构简图，并计算该机构的自由度，运动副特性等2验证4~6必做2渐开线齿廓范成实验－齿轮范成仪切齿用齿轮范成仪，在已加工好的纸坯上加工标准齿轮，正变位齿轮与负变位齿轮2验证1必做3带传动实验通过实验，测定弹性滑动现象以及弹性滑动与张紧力的关系，定量的计算弹性滑动引起的滑差率大小，观察打滑现象与原因2验证4~6选做六、实验报告要求每次实验提交实验报告。

实验报告由实验原理、实验内容及数据的记录及处理组成，并附有实验原始记录。

七、考核方式与成绩评定标准1、对每个学生所做的每个实验，根据其实验准备、实验操作、实验效果、实验报告及实验记录综合评定成绩。

2、实验成绩：考勤10%、预习与操作40%、报告40%、原始记录10%八、教材及主要参考资料教材：《机械设计基础》，毛炳秋主编，高等教育出版社，2010年。

参考书：《机械设计基础》（第五版），杨可桢主编，高等教育出版社，2006年。

九、其他说明《机械设计基础课程实验》的主要先修课程是《机械设计基础》，学生通过有关内容的学习后，方可进行教学大纲设置的实验内容。

大纲制订人：毛炳秋大纲审定人：王贤民制订日期：2010年5月机械设计基础课程设计教学大纲课程编号：0803901036课程名称：机械设计基础课程设计英文名称：Curriculum Design of Machine Design设计周数：2学分：2开设学期：第4学期适用专业：四年制工业工程专业四年制热能与动力工程专业四年制材料成型与控制工程专业四年制材料科学与工程专业四年制金属材料工程专业四年制建筑环境与设备工程专业等先修课程：理论力学，材料力学，机械设计基础一、目的和意义机械设计基础课程设计是在学完了《机械设计基础》课程以后的一个实践性教学环节，其目的是对学生所学的理论课进行一次综合的全面的工程训练，是全面掌握本课程的重要步骤。