《机械基础及设计》教学大纲

一、基本信息

课程名称		机械基础及设计				课程编号	ENSE3128
英文名称		Foundation of  Mechanical Design				课程类型	专业基础选修课
总学时	36	理论学时		36	实验学时	0	实践学时	0
学分	2	预修课程	高等数学、工程力学、工程制图			适用对象	环境工程
课程简介		《机械基础及设计》是一门用以培养学生机械设计能力的环境工程专业选修课程，旨在培养学生综合运用先修课程中所学知识和技能，解决环境工程中实际问题的能力，为学生进一步学习有关专业课程打下基础。本课程主要研究包括机械系统的运动学和动力学分析，常用机构如平面连杆机构、凸轮机构、齿轮、蜗轮蜗杆机构、带传动、轴承等结构分析、运动分析和受力分析；介绍一般工作条件和常用参数范围内的通用机械零部件的工作原理、结构特点、基本设计理论和设计计算方法；机械系统方案的设计与选择等内容。

二、教学目标及任务

本课程研究机械分析与设计方面的有关基础问题, 学生学完课程后应达到下列基本要求:对一般机械中的平面机构能绘出其运动简图，计算其自由度,判断其运动确定性；具有按已知的几何条件和运动条件对几种主要的平面机构进行运动设计的某些基本知识和能力；具有按某些已知的动力条件分析和设计机械的初步知识；能较熟练地掌握通用零件设计所需的基本知识；掌握重要零件的工作情况分析、失效形式研究、工作能力准则判定。

本课程支撑毕业要求1、2和3。

三、学时分配

教学课时分配

章节	章节内容	讲课	实验	实践	合计
第一章	机械设计概论	2			2
第二章	平面连杆机构	8			8
第三章	凸轮机构	4			4
第四章	齿轮机构	6			6
第五章	蜗轮蜗杆机构	2			2
第六章	带传动机构	2			2
第七章	轴系零、部件	8			8
第八章	联接	2			2
第九章	轮系	2			2
合计					36

 

四、教学内容及教学要求

第一章 机械设计概论

习题要点：机器、机构、零件的概念

本章重点、难点：机器、机构、机械、零件等概念；机构的受力分析。

本章教学要求：

了解：机械原理研究对象、内容

理解：机械、机器、机构及构件的概念。

掌握：机构的受力分析

第二章  平面连杆机构

第一节  连杆机构的运动分析

习题要点：确定压力角与传动角

第二节  平面机构的自由度分析与计算

习题要点：计算平面机构的自由度

本章重点、难点：运动副、自由度基本概念，机构具有确定运动的条件

本章教学要求：

了解：平面运动体及其分类，平面机械运动简图

理解：运动副、机构自由度的概念

掌握： 自由度计算

第三章  凸轮机构

第一节  凸轮机构的运动分析、选择

习题要点：从动件的常用运动规律

第二节  凸轮机构的运动设计

习题要点：凸轮轮廓设计的图解法

本章重点、难点：从动件常用运动规律的特点；凸轮轮廓设计原理—反转法；压力角与基圆半径的概念

本章教学要求：

了解：凸轮机构的应用及分类

    理解：从动件的常用运动规律

掌握：凸轮机构的压力角与基圆半径的确定；凸轮轮廓设计的图解法

第四章  齿轮机构

第一节  齿轮传动的运动分析、选择与设计

习题要点：渐开线齿廓满足啮合基本定律

第二节  齿轮传动的失效分析和计算

习题要点：直齿圆柱齿轮传动的计算

本章重点、难点：轮齿主要失效形式，齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度计算

本章教学要求：

了解：齿轮传动的应用及分类

    理解：齿廓啮合基本定律；渐开线及其性质，渐开线齿廓满足啮合基本定律

掌握：直齿圆柱齿轮各部分名称及几何尺寸计算；渐开线直齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件；直齿圆柱齿轮传动的计算

　  第五章  蜗轮蜗杆机构

第一节  蜗轮蜗杆传动的运动分析

习题要点：蜗轮蜗杆传动的计算

第二节  蜗轮蜗杆传动的失效分析

习题要点：蜗轮蜗杆传动的失效形式

本章重点、难点：蜗杆传动特点、参数计算、特性系数

本章教学要求：

了解：蜗杆传动结构；蜗杆传动类型、应用

理解：蜗杆传动的主要参数、几何尺寸和正确啮合条件

掌握：蜗杆传动失效形式及常用材料

第六章  带传动机构

第一节  带传动的运动分析、选择与设计

习题要点：带传动的运动分析与计算

第二节  带传动的失效分析

习题要点： 带传动的失效形式

本章重点、难点：受力分析及弹性滑动，带的应力分布图；V带传动的设计方法和注意事项

本章教学要求：

了解：带传动的类型、工作原理、特点和应用；普通V型带的结构和标准

理解：带传动工况分析

掌握：普通V型带传动的设计计算；带传动的结构设计

第七章  轴系零、部件

第一节  轴的结构与设计

习题要点：轴的设计与计算

第二节  联轴器的种类

习题要点：联轴器选用

第三节 轴承的结构与选择

习题要点： 轴承代号

第四节  键连接的形式

习题要点：键的尺寸计算

本章重点、难点：轴的设计计算；联轴器、离合器的选用

本章教学要求：

了解：轴的功用、分类和设计要求、轴的材料；键连接的形式

理解：滚动轴承代号

掌握：轴的设计计算

第八章 联接

第一节  连接的类型

习题要点：螺纹联接的类型与特点

第二节  螺纹连接的计算与选用

习题要点： 计算螺纹联接的主要参数

本章重点、难点：螺纹联接类型及防松原理

本章教学要求：

了解：螺纹及螺纹联接的类型、特点

理解：螺纹及螺纹联接的主要参数

掌握：提高螺纹联接强度的措施

第九章  轮系

第一节  轮系的类型与应用

习题要点：定轴轮系转向判别

第二节  定轴轮系及其传动比

习题要点： 计算轮系的传动比

本章重点、难点：定轴轮系转向判别；轮系的组成分析

本章教学要求：

了解：轮系的用途和分类

理解：定轴轮系的传动比

掌握：计算定轴轮系的传动比

五、考核方式及要求

本课程的考核方式为期末闭卷考试＋平时考核。其中期末考试成绩占60％，平时成绩占40％。

六、推荐教材及教学参考书

参考书：《机械设计基础（第六版）》，杨可桢，程光蕴，李仲生，钱瑞明，编著，高等教育出版社，2013年，标准书号：ISBN 9787040376241。

 

大纲修订人：王电站

大纲审定人： 李荣

修订日期： 2015年5月1日