《机械设计》课程教学大纲

《机械设计》课程教学大纲
Mechanic Design
学分：4 总学时：64 理论学时：58 实验/实践学时：6
一、课程性质与任务
《机械设计》是车辆工程的专业基础课。

本课程共64学时，其中讲课58学时，实验6学时，4学分，考试课。

本课程的主要任务要求学生结合本课程的学习，能够综合运用所学的基础理论和技术知识，联系生产实际和机器的具体工作条件去设计合用的零(部)件及简单的装置机械，以便为顺利的过度到专业课程的学习及进行专业产品与设备的设计打下基础。

二、课程的基本要求
学习本课程后，应达到下列基本要求：
1．掌握通用机械零部件的设计原理、方法和机械设计的一般步骤，具有设计一般机械的能力；
2．树立正确的设计思想，了解国家当前的有关技术经济政策；
3．具有运用标准、规范、手册、图册等有关技术资料的能力；
4．掌握典型机械零件的实验方法，获得实验技能的基本训练；
5．对机械设计的新发展有所了解。

三、先修课程
本课程的先修课程为：工程图学、金属材料及热处理、互换性与技术测量、金工实习、理论力学、材料力学、机械原理
四、主要参考教材
[1] 濮良贵、纪名刚．机械设计（第8版）．北京：高等教育出版社，2006.5
[2] 邱宣怀主编．机械设计（第4 版）．北京：高等教育出版社，1997
[3] 王成焘主编．现代机械设计．上海：上海科学技术文献出版社，1999
[4] 黄纯颖主编．机械创新设计．北京：高等教育出版社，2000
五、课程内容
（一）绪论
主要内容：机械及其在国民经济中的作用。

本课程的性质、任务、内容和学习方法。

设计的内含与程序。

机械设计国内外的发展概况。

（二）机械总论
主要内容：机器的组成。

设计机器的一般程序。

对机器的主要要求。

机械零件的主要失效形式。

设计机械零件时应满足的基本要求。

机械零件的设计准则:强度；刚度；寿命；振动稳定性；可靠性等。

机械零件的设计方法，机械零件设计的一般步骤。

机械零件的材料及其选用原则。

机械零件设计中的标准化。

（三）机械零件的强度
主要内容：载荷与应力的分类。

静应力下机械零件的强度计算（自学）。

疲劳与疲劳曲线。

材料的疲劳极限线图。

影响疲劳强度的因素。

单向变应力下机械零件的疲劳强度计算。

双向变应力下机械零件的疲劳强度计算。

线性疲劳损伤积累理论。

规律性非稳定变应力下的
安全系数。

机械零件的接触疲劳强度。

（四）摩擦、磨损及润滑概述
主要内容：摩擦状态及摩擦机理:干摩擦,边界摩擦，混合摩擦和流体摩擦。

磨损及其过程。

磨损机理。

润滑油的粘度及影响粘度的因素。

润滑脂的针入度（稠度）和滴点。

润滑剂添加剂简介。

流体润滑原理简介。

（五）螺纹联接和螺旋转动
主要内容：螺纹参数，螺纹联接的类型，螺纹联接的预紧和防松。

单个螺栓联接的强度计算：受拉螺栓联接，受剪的铰制孔用螺栓联接。

螺栓组联接的受力分析：受轴向载荷的螺栓组联接；受横向载荷的螺栓组联接；受扭转力矩的螺栓组联接；受翻转力矩的螺栓组联接。

提高螺栓联接强度的措施。

螺旋传动的种类和应用。

螺旋传动的设计计算（自学）。

（六）键、花键、平键联接和销联接
主要内容：键联接的类型，结构，特点和应用。

平键联接的失效形式和强度计算。

半圆键的受力分析及强度计算。

花键联接的类型，特点及应用。

矩形花键联接的定心方式。

花键联接强度计算。

销联接的种类及特点。

（七）过盈联接
主要内容：圆柱面过盈联接的工作原理及装配方法。

紧配合联接的设计计算：配合面间的径向力；理论过盈量和设计过盈量；强度计算；最大压入力，压出力及温差法中装配温度的计算。

（八）带传动
主要内容：带传动的主要类型、工作原理、特点和应用范围。

带传动的工作情况分析：带传动的受力分析；弹性滑动和打滑；带传动的应力分析。

带传动的计算准则和单根V带能传递的功率。

V带传动设计步骤和参数选择。

V带传动结构设计。

其它带传动介绍。

（九）链传动
主要内容：链传动的特点和应用、链的类型。

滚子链的结构和规格。

滚子链链轮。

链传动的运动特性。

链传动的失效形式及功率曲线图。

滚子链传动的设计计算。

链传动的布置，张紧装置和润滑。

（十）齿轮传动
主要内容：齿轮传动的类型、特点和应用。

齿轮传动的失效形式和计算准则。

齿轮传动的动载荷计算。

标准直齿圆柱齿轮传动轮齿的受力分析，齿面接触疲劳强度计算，齿根弯曲疲劳强度计算。

设计参数选择及许用应力。

齿轮传动的精度选择。

标准斜齿圆柱齿轮传动轮齿的受力分析，齿面接触强度计算，齿根弯曲疲劳强度计算。

标准直齿圆锥齿轮传动轮齿的受力分析，齿面接触强度计算，齿根弯曲疲劳强度计算。

齿轮的结构设计。

齿轮传动的润滑。

（十一）蜗杆传动
主要内容：蜗杆传动的特点和应用。

蜗杆传动的类型。

蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算。

蜗杆传动的失效形式、计算准则及常用材料。

圆柱蜗杆传动的受力分析和计算载荷。

圆柱蜗杆传动的承载能力计算：蜗轮齿面接触强度计算；蜗轮齿根弯曲疲劳强度计算；蜗杆轴的刚度计算。

蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算。

蜗杆和蜗轮的结构。

（十二）滑动轴承
主要内容：轴承的分类和用途。

滑动轴承的结构种类。

滑动轴承的失效形式：轴瓦的材料和结构；润滑剂的选用；不完全液体润滑滑动轴承的失效形式和设计计算；液体动力润滑径向滑动轴承的工作情况及主要几何参数。

液体摩擦动压向心滑动轴承的设计及热平衡计算。

（十三）滚动轴承
主要内容：滚动轴承的结构、特点。

滚动轴承的分类、特点及选择。

滚动轴承的代号。

滚动轴承内部载荷分布及失效分析。

滚动轴承寿命计算：滚动轴承名词术语；寿命计算公式；当量动载荷；向心角接触轴承轴向力的计算。

滚动轴承装置的设计。

（十四）联轴器和离合器
主要内容：联轴器和离合器的类型和应用。

刚性联轴器和弹性联轴器的主要类型、特点和选择计算。

离合器的主要类型、结构、工作原理和特点简介（自学）。

（十五）轴
主要内容：轴的用途与分类。

轴的失效形式及设计准则。

轴的材料及其选择。

轴的结构设计。

轴的强度计算：按扭转强度条件计算；按弯、扭合成强度条件计算；按疲劳强度计算安全系数。

轴的刚度计算。

（十六）弹簧
主要内容：弹簧的功用、类型、特点和选用。

弹簧的材料和许用应力。

圆柱形压缩（拉伸）螺旋弹簧的结构，基本参数，特性曲线，按强度和刚度的设计计算。

（十七）机座及箱体（自学）
主要内容：机座及箱体的一般类型、材料、结构；设计机座及箱体零件时应该考虑的问题。

（十八）减速器和变速器（课程设计时讲解）
主要内容：减速器的工作原理、特点和应用场合。

变速器的变速原理、特点和应用场合。

六、习题
根据教学的需要，要适当安排习题课（讨论课），课外习题和设计作业。

每个学生至少要完成1个大型设计作业。

每个作业的份量一般为装配图纸一张，设计说明书一份，约需15～20个课外学时。

学生独立完成。

七、实践教学环节
八、课程学时分配
九、执行大纲中的说明
1．本大纲是依据国家教育部“高等学校机械设计课程教学基本要求”汇编。

2．本课程中大多零件都按疲劳强度计算，因此希望材料力学课对材料在交变应力下的强度计算应加强训练。

3．螺纹的主要参数，螺纹标准及公差，齿轮公差、粗糙度等内容，应在机械制图，互换性及技术测量等课程中学习。

4．齿轮传动，蜗杆传动等的主要参数和几何尺寸，以及螺纹副摩擦，效率和力之间的关系都属于机械原理内容。

5．成绩考核评定办法：期末考试（闭卷）占70%，作业平时成绩占20％，实验成绩占10%。

6．为了增加学生的感性认识，教师在教学中，最好利用一些能说明问题的教具，实物模型和CAI软件进行电化教学。

组织学生参观陈列室。

将CAD引入课程设计，逐步由手工绘图过度到电子图版。

开展设计大赛，提高学生的创造能力。