《机械基础》课程教学大纲

《机械基础》课程教学大纲课程编号适用专业：机械类专业学时：128（讲课114：，实验：14）学分：7执笔者：曾德江编写日期：2004年4月一、课程的性质和任务机械基础是机械类各专业的一门重要的专业基础课，为进一步学习专业课程和新的科学技术做准备。

本课程的任务是：使学生掌握常用机械工程材料的性能、用途及选择，初步掌握机械零件毛坯的基础知识；初步掌握分析解决工程实际中简单力学问题的方法；初步掌握对杆件进行强度个刚度计算的方法，并具有一定似的实验能力；掌握常用机构和通用机械零件的基本知识，初步具有分析、选用和设计机械零件及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、课程内容和要求模块一机械工程材料（17学时）第一单元绪论（1学时）介绍与本课程相关的基本概念，本课程研究的主要内容及新技术的应用。

掌握与本课程相关的基本概念。

第二单元金属材料与热处理基础（10学时）介绍金属材料的性能、金属学基础、钢的热处理的基本知识。

理解金属材料的性能、金属学相关的基本概念、基本知识，了解铁碳合金状态图的应用，掌握金属材料常用的热处理方法和适用范围。

第三单元钢铁材料（4学时）介绍工业用钢、工程铸铁的分类、特点及牌号表示。

了解工业用钢、工程铸铁的分类、特点，掌握工业用钢、工程铸铁的牌号表示。

第四单元非铁金属与粉末冶金金属材料（2学时）介绍非铁金属与粉末冶金金属材料的分类及牌号表示。

了解非铁金属与粉末冶金金属材料的分类、特点及应用。

模块二静力学（16学时）第五单元静力学基础（5学时）介绍静力学的基本概念，静力学公理，约束、约束反力与受力图。

掌握静力学的基本概念、基本公理及物体的受力分析与受力图的绘制。

第六单元平面力系（19学时）介绍平面汇交力系、平面力偶系、平面任意力系的合成与平衡，建立平面力系的平衡条件和平衡方程式，求解平面力系。

掌握平面力系的合成与平衡，解决物系的平衡问题。

第七单元平面图形的几何性质（2学时）介绍平面图形的形心、惯性矩的求解。

掌握平面图形的形心坐标、平面图形的惯性矩的求解。

模块三杆件的基本变形与组合变形（31学时）第八单元拉伸与压缩（10学时）本章主要介绍材料力学的任务和研究对象。

拉伸和压缩的概念，求内力的截面法，横截面上的正应力；轴向横向变形、应变、虎克定律；材料拉伸和压缩时的力学性能，轴向拉伸和压缩时的强度计算。

理解拉伸和压缩的概念、材料拉伸和压缩时的力学性能；掌握求解内力的截面法、轴向拉伸和压缩时的强度与刚度计算。

第九单元剪切与挤压（2学时）介绍剪切和挤压的概念、剪切力和剪切应力，剪切的实用计算，剪切面积的确定；挤压力和挤压应力，挤压的实用计算，挤压面积的确定；剪切和挤压的强度计算。

理解剪切和挤压的概念；掌握剪切与挤压面积的确定、剪切和挤压的强度计算。

第十单元扭转（5学时）介绍园轴扭转的概念；外力偶矩的计算，园轴扭转时横截面上的内力—扭矩及扭矩图绘制；园轴扭转时横截面上的应力，园轴扭转时的变形，扭转角，单位长度扭转角，抗扭刚度；园轴扭转的强度条件，园轴扭转的刚度条件，园轴扭转的强度条件和刚度条件的应用。

理解园轴扭转的概念及横截面应力分布规律；掌握外力偶矩的计算及扭矩图绘制；园轴扭转时横截面上的应力分布规律，园轴扭转的强度和刚度计算。

第十一单元弯曲（12学时）介绍了平面弯曲的概念、直梁弯曲时的内力计算、剪力图和弯矩图的画法、弯曲时梁横截面上的应力及其计算、梁弯曲的强度条件。

理解平面弯曲的概念及截面应力分布规律；掌握剪力图和弯矩图的画法、平面弯曲的强度计算。

第十二单元组合变形（2学时）介绍组合变形的概念与实例；拉伸（压缩）与弯曲的组合变形、扭转与弯曲的组合变形的应力分布及强度计算。

理解组合变形的概念；掌握拉伸（压缩）与弯曲的组合变形、扭转与弯曲的组合变形的强度计算。

模块四常用机构和机械传动（45学时）第十三单元平面连杆机构概述（6学时）介绍平面机构的运动副、运动副的分类、机构运动简图的绘制、平面机构的自由度计算及几种特殊情况的处理。

理解平面机构相关的基本概念；掌握机构运动简图的绘制、平面机构自由度的计算。

第十四单元平面连杆机构（7学时）介绍平面四杆机构的基本类型、特点及应用（铰链四杆机构、滑块四杆机构）；平面四杆机构的运动特性（极限位置、极位夹角、行程速比系数、压力角、传动角、死点位置）、平面四杆机构的设计。

掌握平面四杆机构的基本类型及演化、铰链四杆机构类型的判断、平面四杆机构运动特性的分析、平面四杆机构的设计。

第十五单元凸轮机构（5学时）介绍凸轮机构的类型、工作原理及应用实例；凸轮机构从动件常用运动规律、凸轮轮廓的设计；掌握凸轮机构从动件常用运动规律及位移线图的绘制、直动从动件盘形凸轮轮廓的设计。

第十六单元间歇运动机构（1学时）介绍棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构、凸轮式间歇运动机构的工作原理及应用实例。

了解各种间歇机构在机械与仪表中应用。

第十七单元螺旋机构（1学时）介绍螺旋机构的类型和应用；螺纹的形成、分类和参数；螺旋机构及运动分析。

了解螺旋机构的类型和应用；掌握螺纹的形成、分类和参数；螺旋机构及运动分析。

第十八单元带传动（5学时）介绍带传动的类型和工作原理，带传动过程中的受力及失效分析，带传动的设计计算；带传动张紧与维护。

了解带传动的类型和工作原理，带传动的张紧与维护，掌握带传动的受力分析，带传动的设计计算及相关图册的查阅。

第十九单元齿轮机构（14学时）介绍齿轮机构的组成、特点、分类，直齿圆柱齿轮的主要参数、主要尺寸的计算；直齿圆柱齿轮传动强度计算、设计方法及润滑；齿轮齿形加工方法；简要介绍了与斜齿、锥齿轮传动的相关问题。

了解齿轮机构的组成、特点、分类，斜齿、锥齿轮传动；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。

第二十单元轮系（6学时）介绍轮系的类型、定轴轮系、行星轮系、混合轮系的传动比计算。

了解轮系的分类、特点及应用，掌握定轴轮系、行星轮系传动比计算。

模块五联接与轴系零部件（19学时）第二十一单元联接（3学时）介绍键联接、销联接、螺纹联接的类型和特点；普通平键的选择计算；螺纹联接的预紧与防松。

了解键联接、销联接、螺纹联接的类型和特点；掌握普通平键的选择计算，螺纹联接的预紧与防松。

第二十二单元轴（6学时）介绍轴的分类与应用、轴的材料选择；轴的结构设计、轴的强度计算。

了解轴的分类与应用、轴的材料选择；掌握轴的结构设计、轴的强度计算。

第二十三单元轴承（8学时）介绍滑动轴承及其工作原理、滑动轴承的结构、轴瓦的材料和轴瓦结构；滚动轴承的类型、代号和类型选择，滚动轴承的计算，滚动轴承的组合结构和润滑、密封与维护。

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，滚动轴承的轴向固定方法及选择计算。

第二十四单元联轴器与离合器（2学时）介绍联轴器与离合器的类型及适用场合，联轴器的选择计算及相关图表的查阅。

了解联轴器与离合器的类型及适用场合，掌握联轴器的选择计算。

附：实训内容项目一、金属材料的拉伸与压缩实验（2学时）项目二、金属材料的热处理（2学时）项目三、金属材料的硬度测定（2学时）项目四、机构测绘与运动简图绘制（2学时）项目五、机构运动特性分析（2学时）项目六、范成法加工齿轮（2学时）项目七、齿轮参数的测定（2学时）三、学时分配表（见附表）四、推荐教材及教学参考书1、何元庚，《机械原理与机械零件》，高等教育2、胡家秀，《机械设计基础》，机械工业3、濮良贵、纪名刚，《机械设计》，高等教育4、程嘉佩，《材料力学》，高等教育5、胡仰磬，《理论力学》，高等教育6、李培根，《机械工程基础》，机械工业7、王军，《机械基础》，华南理工大学8、曾宗福，《机械基础》，化学工业五、几点说明1、课堂讲授：教学过程中可以采取课堂讲授、多媒体教学、课程实验环节相结合的方法，将几种教学方法穿插进行，以增强学生学习的感性认识，提高学习的积极性，并以此提高教学效果，达到教学要求。

2、作业：多采用笔头作业、适当采用习题课集体批。

3、考核方式：采用平时小测验（占10%）、课堂提问及课后作业（占15%）、课程实践（占25%）、期末考试（占50%）等多种方式相结合。

4、能力培养要求：培养学生学会静力分析、物系平衡计算和简单工程构件的设计能力；培养学生利用所学知识，解决工程实际问题的能力；培养学生掌握一般机械传动装置、机械零件的设计方法及设计步骤；对学生进行基本技能的训练，例如：计算、绘图、熟悉和运用设计资料（手册、标准、图册和规范等）的能力。

5、先修课程：机械制图、公差配合与技术测量、金工实习。

《机械基础》知识模块学时分配表单元序号内容学时备注模块一机械工程材料（17学时）第一单元绪论（1）介绍于本课程相关的基本知识 1第二单元金属材料与热处理基础（10）金属材料的性能、1金属学基础 3钢的热处理 4项目二、金属材料的热处理（2学时）项目三、金属材料的硬度测定（2学时）2 第三单元钢铁材料（4）概述、工业用钢 2工程铸铁 2 第四单元非铁金属与粉末冶金金属材料（2）非铁金属与粉末冶金金属材料的分类、特点及应用 2模块二静力学（16学时）第五单元静力学基础（5）静力学的基本概念，静力学公理。

2约束、约束反力与受力图。

2第六单元平面力系（9）平面汇交力系合成与平衡 2力之矩及平面力偶系的平衡力向一点平移、平面一般力系简化2平面任意力系的平衡方程 2物体系统的平衡 2第七单元平面图形的几何性质（2）物体重心、平面图形的形心、惯性矩 2模块三杆件的基本变形与组合变形（31学时）第八单元轴向拉伸与压缩（10）轴向拉（压）杆的内力与截面法 2轴向拉（压）杆的应力 2轴向拉（压）杆的强度计算 2轴向拉（压）杆的变形计算材料在拉（压）时的力学性质、许用应力与安全系数2项目一：金属材料的轴向拉伸与压缩实验 2 第九单元剪切与挤压（2）剪切与挤压的强度计算 2 第十单元扭转（5）圆轴扭转的概念、扭矩和扭矩图 2圆轴扭转时的应力、强度计算 2圆轴扭转时的刚度计算 1第十一单元弯曲（12）平面弯曲的概念和实例、梁的内力 2剪力方程和弯矩方程、Q（x）、M（x）图 2q(x)、Q（x）、M（x）之间的微分关系、Q、M图的快速作图法 4弯曲正应力、弯曲正应力强度条件、应用 3弯曲剪应力 1 第十二单元组合变形（2）组合变形的概念、弯曲与拉（压）的组合变形的强度计算、弯曲与扭转的组合变形的强度计算2模块四常用机构和机械传动（45学时）第十三单元平面连杆机构概述（6）运动副及其分类、平面机构运动简图 2平面机构的自由度 2项目四：机构测绘与运动简图绘制项目五：平面机构运动分析2第十四单元平面连杆机构（7）平面连杆机构概述、四杆机构的演化 1四杆机构类型的判断、四杆机构的基本特性 3用图解法设计四杆机构 3 第十五单元凸轮机构（5）凸轮机构的类型及应用~从动件常用的运动规律 2图解法设计盘形凸轮轮廓 2凸轮机构设计中的几个问题 1 第十六单元间歇运动机构(1 )间歇运动机构的工作原理及应用实例 1 第十七单元螺旋机构(1) 螺旋机构的类型和应用 1 第十八单元带传动（5）带传动概述、普通V带和普通V带轮 2普通V带传动设计 2V带传动的张紧装置及安装维护 1第十九单元齿轮传动（14）概述、渐开线标准直齿园柱齿轮的基本参数和几何尺寸 2渐开线标准直齿园柱齿轮的基本参数和几何尺寸、渐开线标准直齿园柱齿轮的啮合传动2渐开线齿轮加工原理 1 斜齿园柱齿轮、圆锥齿轮机构 1 齿轮的失效形式和齿轮材料、直齿园柱齿轮传动强度计算 4 斜齿园柱齿轮传动、直齿锥轮传动、蜗杆传动 2 项目六：范成法加工齿轮项目七：齿轮参数的测定2第二十单元轮系（6）轮系概述、定轴轮系传动比计算 2 行星轮系传动比计算 2 混合轮系传动比计算 2模块五联接与轴系零部件（19学时）第二十一单元联接（3）键联接、销联接、螺纹联接的类型和特点 2普通平键的选择计算，螺纹联接的预紧与防松。