机械设计系列课程

机械类

《机械设计》系列课程

教学大纲

机械类《机械设计》系列课程包括：

1、《机械设计A1》

2、《机械设计A1课程设计》

3、《机械设计A2》

4、《机械设计A2课程设计》

5、《机械设计实验》

《机械设计A1》教学大纲

一、课程基本信息

[课程名称]：机械设计A1

[学时]：50学时

[课程类型]：专业基础课程

[先修课程]：《高等数学》、《机械制图》、《工程力学》、《高级语言程序设计》等

[适用专业]：机械类本科各专业

[开课院系]：机械工程学院

[参考教材]：《机械原理》，孙桓、陈作模、葛文杰主编. 高等教育出版社

二、课程的性质、地位和任务

机械设计A1课程是机械类各专业中研究机械共性问题的一门主干技术基础课。它的任务是使学生掌握机构学和机械动力学的基本理论、基本知识和基本技能，并初步具有拟定机械结构、运动、动力分析和设计机构的能力。它在培养高级工程技术人才的全局中和素质方面，具有增强学生对机械技术工作的适应能力和开发能力的作用。为学生进一步学习有关专业课程和日后从事机械设计工作打下基础。

三、课程的基本内容以及学时分配

第一章绪论……………………………………………………………1学时

基本内容：本课程研究的对象及内容；学习本课程的目的；如何进行本课程的学习；机械原理学科发展现状简介。

第二章机构的结构分析………………………………………………5学时

基本内容：机械结构分析的内容及目的；机构的组成及机构运动简图；机构具有确定运动的条件；机构自由度的计算；计算平面机构自由度时应注意事项；虚约束对机构工作性能的影响及机构结构的合理设计；平面机构的组成原理、结构分类及结构分析；平面机构的高副低代。

第三章平面机构的运动分析…………………………………………4学时基本内容：机构运动分析的任务、目的和方法；用速度瞬心法作机构的速度分析；用解析法作机

构的运动分析。

第四章平面机构的力分析……………………………………………2学时

基本内容：机构力分析的任务、目的和方法；机构动态静力分析的基本原理；用解析法作机构的运动分析。

第五章平面连杆机构及其设计………………………………………6学时

基本内容：连杆机构及其传动特点；平面四杆机构的类型和应用；平面四杆机构的基本知识；平面四杆机构的设计；多杆机构。

第六章凸轮机构及其设计……………………………………………5学时

基本内容：凸轮机构的应用和分类；推杆的运动规律；凸轮轮廓曲线的设计；凸轮机构设计中的几个基本问题。

第七章齿轮机构及其设计……………………………………………11学时

基本内容：齿轮机构的应用及分类；齿廓啮合定律；渐开线齿廓的啮合特点；渐开线标准齿轮的基本参数和几何尺寸；渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动；渐开线齿轮的变位修正；斜齿圆柱齿轮传动；蜗杆传动；圆锥齿轮传动。

第八章齿轮系及其设计…………………………………………………4学时

基本内容：齿轮系及其分类；定轴轮系的传动比；周转轮系的传动比；复合轮系的传动比；轮系的功用。

第九章其他常用机构……………………………………………………2学时

基本内容：棘轮机构；槽轮机构；擒纵机构；凸轮式间歇运动机构；不完全齿轮机构；非圆齿轮机构；螺旋机构；万向铰链机构；组合机构；含有某些特殊元器件的机构。

第十章机械的平衡…………………………………………………………2学时基本内容：机械平衡的目的及内容；刚性转子的平衡计算；平面机构的平衡。

第十一章机械中的摩擦和机械效率………………………………………4学时

基本内容：摩擦现象及其应用；移动副中的摩擦分析；转动副的摩擦分析；摩擦在机械中的应用；机械的效率。

第十二章机构的运转及其速度波动的调节………………………………4学时

基本内容：机械的运动方程式；机械运动方程式的求解；稳定运转壮态下机械的周期性速度波动及其调节；机械的非周期性速度波动及其调节。

第十三章机械传动系统的方案设计（课程设计中讲述）………………0学时

基本内容：概述；机械工作原理的拟定；执行构件的运动设计和原动机的选择；机构的选型和变异；机构的组合；机械传动系统方案的拟定；机械传动系统设计举例。四、课程的基本要求

《机械设计A1》课程教学的总体基本要求是：了解，掌握机器和机构的功能原理及功能结构；掌握典型常用机构的运动学，动力学性能，应用特征及分析与设计的理论和方法（包括现代设计理论和方法）；具有初步拟定机械系统，特别是执行系统运动方案的能力。具体要求如下：

1、绪论

明确本课程研究的对象和内容，对学科的发展趋势有所了解。

2、机构的结构分析

了解运动副及其分类；理解常用平面机构运动简图的绘制方法；掌握平面机构自由度的计算及机构具有确定运动的条件；掌握基本杆组的构成及应用意义，能正确进行机构的结构分析。

3、平面机构的运动分析

明确机构运动分析的目的和方法；正确理解速度瞬心的概念，掌握用速度瞬心法对平面机构进行速度分析；能用解析法对Ⅱ级机构进行运动分析。

4、平面机构的力分析

了解机构中作用的各种力及机构力分析的方法；理解机构动态静力分析的基本原理；能用解析法对Ⅱ级机构进行力分析。

5、平面连杆机构及其设计

了解平面连杆机构的组成及其主要优缺点；了解平面四杆机构的基本型式、演化和应用；理解平面四杆机构的基本特性；掌握图解法、解析法、实验法或图谱法设计连杆机构的基本知识；能够灵活运用各种设计方法设计四杆机构。

6、凸轮机构及其设计

了解凸轮机构的类型和应用；理解从动件常用运动规律的形式、特点、应用；对凸轮机构的压力角和自锁有明确的概念；能确定盘形凸轮机构的基本尺寸；掌握用解析法设计盘形凸轮廓线的方法。

7、齿轮机构及其设计

了解齿轮机构的类型和应用；掌握平面齿轮机构的齿廓啮合基本定律；深入了解渐开线直齿圆柱齿轮传动的啮合特性（定传动比、可分性、连续传动条件等）；掌握标准齿轮传动的基本参数和几何尺寸的计算方法；了解渐开线齿轮的展成原理和根切、最小齿数、变位齿轮传动概念。

了解平行轴斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成、啮合特点；掌握标准斜齿圆柱齿轮传动几何尺寸的计算方法。

了解标准直齿圆锥齿轮的传动特点及其几何尺寸计算方法；对蜗杆传动的特点有所了解。

8、轮系及其设计

了解轮系的类型和应用；掌握定轴、周转和混合轮系传动比的计算方法。

9、其它常用机构

掌握棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构和螺旋机构的工作原理、运动特点及其应用。

10、机械中的摩擦和机械效率

正确理解当量摩擦系数、摩擦圆的概念；掌握运动副中摩擦力的计算方法；正确掌握机械效率计算方法。

11、机械的平衡

掌握刚性转子静、动平衡的原理和方法，了解平面四杆机构的平衡原理。