《机械设计基础》课程教学大纲.doc

《机械设计基础》教学大纲

课程编号：

课程名称：机械设计基础A

英文名称：The Fundamental of Machine Design

学分：7 学时：112 （其中实验学时20）

适用对象：四年制机械电子专业

一、目的与任务

1、课程性质：必修

2、课程类别：专业基础课

3、目的与任务：

本课程是机械电子工程专业的一门综合性和实践性都很强的专业基础课，是研究机械共性问题的专业主干课程。本课程结合应用力学、机械理论和生产知识，解决常用机构及通用零部件的分析和设计问题，为学生进行机电产品的设计开发、技术创新、维修维护以及后续专业课学习奠定基础。本课程在教学内容方面注重基本知识、基本理论和基本方法；在培养学生能力方面着重设计构思和设计技能的基本训练。使学生经过必要的基本技能的训练，具备分析和解决生产实际中问题的综合能力。本课程突出应用能力和综合素质的培养，侧重理论和技能两者并重、相互结合。所以本课程在专业培养计划中占据重要的地位与作用，是一门专业核心课程。

学习本课程的目的是使学生掌握机械常用机构的结构、特性，初步具备分析、选用常用机械机构的能力；掌握机械中通用零件的工作原理、特点、应用及设计计算的工程方法；初步具有运用标准、规范、手册等技术资料的能力；获得实验技能的初步训练。

本课程的主要任务是使学生掌握常用机械传动和通用机械零部件的工作原理、基本结构及选用的基本方法，初步具有分析和设计常用机械零件和简单传动装置的能力；并进而具备向新技术渗透和联接的接口能力。

二、教学内容及学时分配（理论学时92+实验学时20）

第1讲绪论（3学时+0）

熟悉机器与机构，零件与构件的基本概念，了解本课程内容、性质和任务，介绍本课程的学习方法。了解机械设计的内容、步骤及基本要求，熟悉零件的机械物理特性。

掌握常用工程材料的基本理论和基本知识。了解材料分析的基本方法；具有根据机械零件的一般条件和性能要求，正确、合理选用工程材料的初步能力。

第3讲极限与配合、表面粗糙度和优先系数（13学时+2）

掌握公差配合与技术测量的基础知识，应会用有关的公差配合标准，具有选用公差配合的初步能力，能正确选用量具量仪，会进行一般的技术测量工作，会设计常用量规，并为今后的学习与工作打下良好的基础。

第4讲机械零件的工艺性及标准化（14学时+0）

1热成形工艺

1）铸造工艺

了解铸造的概念及其砂型铸造基本生产工艺过程；理解并掌握铸造造型材料的性能及其对铸件质量的影响；了解手工造型与机械造型方法及其应用范

围；了解型芯及浇注系统的组成及其作用。理解并掌握合金的流动性、收缩性

的概念、影响因素以及对铸件质量的影响；理解并掌握缩孔、缩松、内应力、

变形、裂纹的形成原因及防止办法。了解灰口铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁的生

产特点，掌握其牌号、组织与应用；

内容：砂型铸造基本工艺、合金的铸造性能及其对铸件质量的影响

2）锻造工艺

掌握冲击加工对金属的组织和性能的影响及其在工程上的应用；理解金属可锻性的概念及其影响可锻性的因素，了解钢在锻造时的加热温度范围；了解自由

锻的设备，掌握自由锻的基本工序与应用，自由锻的工艺规程的编制；了解模锻

设备工艺与应用；了解板料冲压设备，掌握板料冲压的基本工序与应用；

内容：金属的可锻性、自由锻、模锻、板料冲压

3）焊接成形

了解焊接的概念及焊接的种类；掌握手工电弧焊的焊接设备、焊接过程的冶金特点；掌握电焊条的组成、种类及应用；理解并掌握焊接接头的组织与性

能；了解焊接应力与变形。了解埋弧自动焊、二氧化碳气体保护焊、氧气气体

保护焊的焊接过程，掌握各焊接方法的焊接工艺特点与应用。了解点焊、缝

焊、对焊的焊接过程，掌握各焊接方法的焊接工艺特点与应用。

内容：手工电弧焊、埋弧日动焊、气体保护焊、电阻焊、钎焊

2切削成形工艺

1）金属切削过程的基本知识

以金属切削理论为基础，要求掌握金属切削的基本原理和基本知识，并有根据具体情况合理选择加工方法（机床、刀具、切削用量、切削液等）的初步

能力；1.金属切削加工在机械制造中的作用，金属切削加工时的运动、切削要

素，刀具材料，车刀几何参数，刀具结构，金属切削过程的物理现象，切削用

量的选用原则。

内容：金属切削过程的基本知识；刀具材料

重点：金属切削原理的基础知识。刀具材料、刀具几何角度的作用。金属切削过程的物理现象，切削用量合理选用原则。

难点：刀具几何角度

2）常用加工方法综述

掌握常用加工方法的工艺特点，加工内容和应用范围；

内容：车削加工、钻削和镒削加工、刨削、插削和拉削加工、锐削加工、磨削加工，光整加工。

重点：车削加工、钻削、锐削加工和磨削加工

3）典型表面加工分析

熟悉各种典型表面（外圆面、内孔、平面、成形面、螺纹、齿轮齿形）加工的方法与初步方案。了解表面加工不仅有形状和尺寸的要求，还有尺寸精度、形位精度和表面质量等的技术要求。

重点：典型表面加工的技术要求、选择零件加工方法的基本原则：

难点：零件加工方法的选择

第5讲平面机构的自由度和速度分析（2学时+2）

掌握平面运动副的一般表示法，能熟练看懂一般机构运动简图，基本掌握将实际机构绘制成机构运动简图的技能。掌握一般平面机构的自由度计算并能判断机构运动是否确定。

要求：掌握绘制一般平面机构运动简图的技能，并能分析平面机构的运动确定性。

学习刚体平面运动、点的运动合成等运动力学基本理论。基本掌握简单机构的运动分析，四杆机构的基本形式及其演化，掌握四杆机构的基本特性，了解基本特性在实际中的应用，能够设计简单的平面四杆机构。

学习平面连杆机构的静力学和强度、刚度、稳定性的分析设计计算的基本理论和方法。

重点：钗链四杆机构的特性、钗链四杆机构曲柄存在的条件、平面四杆机构的设计

第7讲凸轮机构（3学时）

掌握三种运动规律的位移线图的绘制和特点。重点掌握反转法设计尖顶对心移动从动件盘形凸轮的轮廓曲线。学习凸轮机构的静力学分析，了解基圆半径对压力角的影响, 滚子半径对实际轮廓曲线的影响。了解四轮机构的组成、特点和分类。

辅助教学项内燃机配气机构的凸轮设计

重点：从动件的常用运动规律、图解法设计凸轮轮廓、设计凸轮机构应注意的问题.

第8讲齿轮机构（4学时+2）

了解齿轮传动的基本类型及特点，熟悉渐开线的性质，掌握齿轮传动的传动比为何恒定及中心距的可分性，掌握直齿和斜齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算及正确啮合条件，了解直齿圆柱齿轮的加工原理，掌握直齿和斜齿不发生根切的最少齿数。

熟悉变位齿轮的概念，了解变位齿轮的应用，熟悉变位齿轮和直齿圆柱齿轮的异同点及不发生根切的最小变位系数。了解圆锥齿轮的应用。

重点：齿廓啮合基本定律、渐开线齿廓、渐开线标准齿轮的几何尺寸、渐开线标准齿轮的啮合。

第9讲轮系（3学时）

了解轮系的分类。掌握定轴轮系、行星轮系传动比的计算，了解轮系的应用及减速器的类型、特点。

第10讲间歇运动机构（2学时

+2）

了解棘轮机构、槽轮机构的工作特点及应用场合。

第11讲机械速度波动的调节（2学时

+2）