2.机械专业《机械设计》教学大纲

课程名称:机械设计(Machine Design)

 

课程编号:

学时数:64   

学分: 3.5 学分

授课学时:48  实验学时:16

课程设计:3

适用专业:机械设计制造及其自动化


一、课程的性质和目的

 

制定依据:

根据教育部机械基础课程指导委员会,对机械设计课程教学基本要求,结合肇庆学院院2016版本专业培养方案等制订本课程实验教学大纲。

 

课程性质:

机械设计是我校机械设计制造及其自动化专业的专业基础课,是必修课,以通用零件设计为主的设计性课程。


课程目的:

培养学生如下的能力和技能:
    1、掌握通用机械零件的工作原理、结构特点和应用知识;掌握通用零件的设计原理、方法和机械设计的一般规律,使学生具有设计传动装置和简单机械的能力。

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、图册和查阅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。

二、课程教学内容及要求 课程教学内容及要求


第一章 绪论
     了解“机械设计”课程在国民经济中的作用,了解本课程的内容、性质和任务。
第二章 机械设计总论
     了解机械设计的任务和要求,理解设计机器和机械零件时应满足的基本要求和一般程序; 掌握机械零件的主要失效形式、设计准则。

重点掌握设计机器的一般程序、机械零件失效形式、计算准则、设计步骤。要求使学生从总体上建立起机器设计、机械零件设计的总括性的概念,计算准则都是在分 要求 析失效形式的基础上建立起来的原则。
第三章 机械零件的强度
    了解疲劳损伤累积假设的意义及其应用; 掌握单向稳定变应力和双向变应力的强度计算方法。

第四章 摩擦、磨损及润滑概述
    了解摩擦学、干摩擦、边界摩擦、混合摩擦、液体摩擦的概念;了解机械零件磨损过程、磨损类型; 了解润滑剂及其主要指标; 了解弹性流体动力润滑、流体静力润滑的概念; 掌握流体动力润滑的基本概念及形成条件。

重点掌握摩擦和磨损的分类与机理,形成动压承载油膜的原理。
第五章 螺纹联接和螺旋传动
    了解常用螺纹的特点和应用。 掌握螺栓组联接的结构设计和受力分析; 掌握紧螺栓联接的计算 (螺栓仅受预紧力时的计算, 螺栓承受预紧力和工作载荷时的计算, 螺栓承受工作剪力的计算) 掌握提高螺栓联接强度的措施; 掌握螺旋传动的设计计算。

重点掌握在不同外载荷作用下,螺栓组中各螺栓的受力分析。单个螺栓的强度计算。 难点:承受倾覆力矩的螺栓组联接的设计。
第六章 键、花键联接
    了解键联接的种类、构造特点和应用; 了解花键联接的种类、对中方式、特点和应用; 掌握平键联接的失效形式、设计步骤和尺寸选择方法; 了解键联接的公差、花键联接的公差。 重点:键、花键的类型和特点、尺寸选择和强度校核方法。
第七章 铆接、焊接、 第七章 铆接、焊接、胶接和过盈配合联接
     了解焊接、过盈配合联接的工作原理及装配方法; 掌握焊接、过盈配合联接的设计计算。 自学:铆接、粘接的类型、特点及设计。
第八章 带传动
    了解带传动的类型、特点和应用; 理解和掌握带传动的工作原理和理论基础(带传动的几何关系,带传动的力分析、应力分 析,带的弹性滑动和打滑,带传动的最大有效圆周力,带传动的失效分析和设计准则,单 根三角带所能传递的功率)  V 带传动设计计算。

重点掌握带传动的特点及失效。 难点:带传动的弹性滑动。
第九章 链传动链传动的类型特点和应用;

链传动的运动特性; 链传动的主要参数及其选择:传动比、链轮齿数、链节距、中心距、链条节数等; 套筒滚子链传动的设计计算。

重点掌握链传动的特点及失效形式。
第十章 齿轮传动
    了解齿轮传动的特点、分类和应用; 了解齿轮传动的失效形式和设计准则; 了解常用的齿轮材料及其热处理; 掌握直齿圆柱齿轮传动的强度计算:①受力分析。②计算载荷和载荷系数。③齿面接触疲 劳强度计算及许用接触应力。④齿根弯曲疲劳强度计算、齿形系数和许用弯曲应力; 掌握斜齿圆柱齿轮传动的受力分析及计算; 了解直齿圆锥齿轮传动的受力分析及计算。

重点掌握标准直齿圆柱齿轮传动的设计原理及强度计算方法。 要求:掌握齿轮传动的失效形式和计算准则、基本设计原理、设计程序和方法,斜齿轮和直 齿圆锥齿轮传动的受力分析。掌握渐开线圆柱齿轮精度标柱、齿轮及传动公差的选取及标注。
第十一章 蜗杆传动
    了解普通蜗杆传动的主要参数; 掌握蜗杆传动的受力分析及强度计算; 掌握蜗杆传动的润滑、效率和热平衡计算。

重点掌握蜗杆传动受力分析和主要参数选择,蜗杆传动的热平衡原理和计算方法。
第十 滑动轴承
    理解轴承的用途和分类; 了解滑动轴承的特点和应用; 了解轴瓦材料和轴瓦结构; 掌握非液体摩擦滑动轴承失效形式、设计准则及设计计算; 了解流体动力润滑的基本理论:①形成液体动压润滑的必要条件。②动压轴承的基本方程 式。③动压润滑状态的建立过程; 了解液体摩擦动压向心滑动轴承的设计计算。

重点掌握轴瓦的材料及其选用,不完全液体润滑滑动轴承的设计准则及设计方法,液体动力润 滑径向滑动轴承的设计。 难点:液体动力润滑径向滑动轴承的设计。
第十三章 滚动轴承
    理解滚动轴承的类型、代号,主要轴承类型、特点和选择;掌握滚动轴承的额定寿命、额定动负荷、当量动负荷及其寿命计算; 滚动轴承的组合设计。了解滚动轴承的精度等级、内径与外径的公差带及其特点。掌握 滚动轴承与轴和壳体孔的配合及其选择。

重点掌握轴承尺寸的选择。 难点:向心推力轴承(30000,70000)的受力分析。
第十四章 联轴器与离合器
    了解联轴器与离合器的主要类型和用途; 掌握联轴器和离合器的结构特点、工作原理和选用步骤。
第十五章
    理解轴的分类; 了解轴的材料; 掌握轴的结构设计; 掌握轴强度计算:①按扭距初步估算轴的直径。②按弯、扭合成强度计算轴的直径。③按 疲劳强度进行轴的精确校核。

重点:阶梯轴的结构设计和强度校核。 要求了解转轴、心轴和传动轴的承载特点。掌握轴的结构设计,熟悉轴上零件的轴向和周 要求 向定位方法,明确轴的结构设计应注意的问题及提高轴承载能力的措施。

三、课程教学的基本要求
    教学环节包括:课堂讲授、习题课、课外作业、实验、课程设计。

通过本课程各个教学环节的教学,重点培养学生的自学能力、动手能力、分析问题解决问题的能 力,培养学生设计计算、结构设计能力、制图能力和查阅资料的能力。

(一) 课堂讲授
1、 教学方法:

教学方法上尽量采用启发式教学,在课堂上多提问题,安排一些自学内容,鼓励学生自 学,培养学生的自学能力“少而精”为原则,精选教学内容,精讲多练;增加讨论课,调动学生学习的主观能动性; 通过各章的课外习题,培养学生分析问题、解决问题的能力及查阅设计资料的能力;

2、教学手段

采用CAI 课件电子教案讲授为主,辅以视频、照片,以提高课堂信息量,增加教学的直观性。通过实验和课程设计,培养学生的动手能力和创新能力。绘制课程设计中的装配图和零件工作图。

4、 外语的要求

在讲授过程中,给出各章节主要专业名词的英语单词,通过本门课程的学习,学生可接 触到 100 个左右专业名词的英语单词。

(二) 教学辅助资料

鼓励学生反复阅读教材,参考辅导材料,包括实验指导书,习题集和 CAI 教学软件,“机械设计”学习思考题

 “机械设计”试题库

(三) 实践环节

(1) 实验课

 

在下列实验项目中选做 3 项应逐渐压缩验证性实验,增设让学生自己准备实验仪器和设备的设计性和综合性实验。

 

序号

实验

实验项目

学时

要求

1

机械设计结构展示与分析

2

任选

2

渐开线直齿圆柱齿轮的参数测定

2

必选

3

轴系结构设计

2

必选

4

轴系结构组合设计实验

2

任选

5

减速器拆装与结构分析实验

2

 任选

 

2)课程设计

 

课程设计应达到的目的:

① 巩固讲授过的基本理论知识。② 熟悉零件和部件的计算方法,培养解题能力和技巧。 ③ 初步学会对零、部件进行结构设计的技能。 ④ 运用并熟悉标准、规范、手册、图册等资料。 ⑤ 培养学生自学能力和分析问题解决问题的能力。 ⑥ 加强对学生进行工程设计能力的培养,培养学生的设计思维和创新能力。

根据《机械设计》课程教学大纲 ,从《机械设计》教辅材料中任选 1个题目。选择典型的机电结合的题目,设计工作包括从方案设计一直到整个系统的全过程设计。

工作量:一张 0 号部件装配图;2 张 3-4 号零件工作图;设计说明书一份。

考试环节
    

要重视考试方式的改革。采用闭卷的方式,闭卷考试可采用填空、 简答、判断标注、计算题、结构改错等题型。期末成绩考试成绩包括平时成绩(70%)、实验课成绩(10%)、作业成绩(15%)、平时出缺勤成绩(5%)

课程设计采用答辩形式评定成绩、另行记入档案

授课学时分配

详见本课程教案。

 

四、本课程要求的先修课程和教学环节

 

本课程的先修课为工程制图、工程材料、机械制造基础、理论力学、材料力学、机械原 理、公差与技术测量等。

五、教材与教学参考书

 

教材:

濮良贵主编, 《机械设计》 (第版) ,高等教育出版社,2009 

 

参考书:

1 龚桂义主编, 《机械设计课程设计指导书》 (第版) ,高等教育出版社,2010 

2 周开勤主编, 《机械零件手册》 ,高等教育出版社,第五版,2010 

3 邱宣怀主编, 《机械设计》 (第五版) ,高等教育出版社, 2002

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