第一篇：機械設計教學大綱要點

《機械設計》教學大綱 修訂單位：機械工程學院機電系 執 筆 人：王玉良

一、課程基本信息

1． 課程中文名稱：機械設計 2． 課程英文名稱：Maching Design 3． 適用專業：機械設計制造及自動化專業

4． 總學時：80學時（其中理論74學時，實驗6學時），另外課程設計3周 5． 總學分：5學分

二、本課在教學計劃中的地位、作用、任務

機械設計是一門培養學生具有機械設計能力的技術基礎課。在機械類各專業教學計劃中，它是主干課程。它起到由基礎理論課向專業課過渡的承上啟下的作用。本課程的主要任務是培養學生：

1．掌握通用機械零部件的設計原理、方法和機械設計的一般步驟，具有設計一般機械的

能力；

2．樹立正確的設計思想，了解國家當前的有關技術經濟政策； 3．具有運用標準、規范、手冊、圖冊、等有關技術資料的能力；

4．掌握典型機械零件的實驗方法，獲得實驗技能的基本訓練； 5．對機械設計的新發展有所了解。

三、理論教學內容與教學基本要求 第一篇 機械設計總論 1．緒論（2學時）

機械及其在國民經濟中的作用。本課程的性質、任務、內容和學習方法。設計的內含與

程序。

重點介紹本課的內容，性質和任務，使學生明了本課程是在先修課程的基礎上進一步理

論聯系實際，研究通用零件的設計和計算問題。扼要介紹本課程的特點和相應的學習方法，在學習過程中，也應隨時對學習方法作具體指導。擴展內容：機械設計國內外的發展概況。2．機械零件設計概述（1學時）

機械零件設計的一般步驟；機械零件的主要失效形式；機械零件的工作能力和計算準則；

機械制造中常用材料和選用原則（自學）；機械零件的工藝性（自學）；機械設計中的標準化

（自學）。

本章介紹機械零件設計的一般步驟，重點是機械零件的失效形式分析，計算準則。

3．機械零件的強度（6學時）

載荷與應力的分類；靜應力下機械零件的強度計算（自學）；疲勞與疲勞曲線；材料的疲

勞極限線圖；影響疲勞強度的因素；單向變應力下機械零件的疲勞強度計算；雙向變應力下

機械零件的疲勞強度計算；線性疲勞損傷積累理論—一邁內爾（Miner）定理；規律性非穩定

變應力下的安全系數；機械零件的接觸疲勞強度。

要求掌握機械零件的強度概念和計算方法，其中以疲勞強度為重點。要求掌握變應力種

類，疲勞曲線，簡化極限應力線圖，穩定和非穩定變應力的強度計算，包括安全系數計算和

壽命估算。并了解表面強度的概念。非穩定變應力的強度計算是難點內容。第二篇 聯接件設計 4．軸轂聯接（2學時）鍵聯接；花鍵聯接

本章主要介紹機械設計中常用的鍵、花鍵聯接。其中以平鍵聯接的選用和強度計算為重

點。花鍵聯接的強度計算著重介紹載荷分布不均概念。在介紹鍵的類型時，簡單介紹無鍵聯

接。

5．螺紋聯接（8學時）

螺紋參數；螺紋聯接的類型；螺紋聯接的預緊和防松。

單個螺栓聯接的強度計算：受拉螺栓聯接；受剪的鉸制孔用螺栓聯接。螺栓組聯接的受力分析：受軸向載荷的螺栓組聯接；受橫向載荷的螺栓組聯接；受扭轉

力矩的螺栓組聯接；受翻轉力短的螺栓組聯接。提高螺栓聯接強度的措施。

螺旋傳動的種類和應用。螺旋傳動的設計計算（自學）。

螺紋聯接是本課程重點內容之一。要求掌握螺紋聯接的結構設計和計算。重點是螺紋連

接的受力分析和強度計算，難點是受軸向載荷和傾覆力矩的螺栓組的設計計算。對提高螺紋

聯接的結構工藝措施等作一般介紹。

螺旋傳動宜作為設計作業的題目，在作業的同時由學生自學完成。第三篇 傳動件設計 6．帶傳動（8學時）

帶傳動的主要類型、工作原理、特點和應用范圍。

帶傳動的工作情況分析：帶傳動的受力分析；彈性滑動和打滑；帶傳動的應力分析。帶

傳動的計算準則和單根v 帶能傳遞的功率。V帶傳動設計步驟和參數選擇。

V帶傳動結構設計：普通v 帶v 帶帶輪設計；v 帶傳動的張緊裝置。其它帶傳動介紹。

本章的重點是普通v 帶傳動的設計和參數選擇。難點是彈性滑動。7．鏈傳動（5學時）

鏈傳動的特點和應用、鏈的類型。滾子鏈的結構和規格。滾子鏈鏈輪。鏈傳動的運動特性：鏈傳動的運動不均勻性；鏈傳動的動載荷。鏈傳動的失效形式及功率曲線圖。

滾子鏈傳動的設計計算；滾子鏈傳動主要參數及其選擇。鏈傳動的布置，張緊裝置和潤滑。

本章主要介紹應用廣泛的套簡滾子鏈。重點內容是鏈傳動的運動特性；滾子鏈傳動的設

計計算和主要參數選擇。8．齒輪傳動（12學時）齒輪傳動的類型、特點和應用。

齒輪傳動的失效形式和計算準則。齒輪傳動的動載荷計算。

標準直齒圓往齒輪傳動的強度計算；輪齒的受力分析；齒面接觸疲勞強度計算；齒根彎

曲疲勞強度計算。設計參數選擇及許用應力

標準斜齒圓柱齒輪傳動的強度計算；輪齒的受力分析；齒面接觸強度計算；齒根彎曲疲

勞強度計算。

標準直齒圓錐齒輪傳動的強度計算：輪齒的受力分析；齒面接觸強度計算；齒根彎曲疲

勞強度計算。

變位齒輪強度計算特點。

齒輪的結構設計。齒輪傳動的潤滑。

本章是重點章節之一。主要介紹最常用的漸開線齒輪傳動的設計。重點內容是傳動的失

效形式、受力分析、直齒圓柱齒輪傳動的接觸疲勞強度和彎曲疲勞強度計算。對失效形式的

特點、發生的部位，失效機理和防止失效的措施要理解，對強度計算公式，應著重理解其理

論依據。各參數和系數的含義，影響強度和許用應力的因素等，并能正確選擇參數和使用公

式。

對斜齒圓柱齒輪傳動和直齒圓錐齒輪傳動，主要應掌握受力分析和計算特點。9．蝸桿傳動（6學時）

蝸桿傳動的特點和應用；蝸杯傳動的類型。蝸桿傳動的主要參數和幾何尺寸計算。蝸桿傳動的失效形式、計算準則及常用材料。圓柱蝸桿傳動的受力分析和計算載荷。

圓柱螞桿傳動的承載能力計算：蝸輪齒面接觸強度計算；蝸輪齒根彎曲疲勞強度計算；

蝸桿軸的剛度計算。

蝸桿傳動的效率、潤滑及熱平衡計算。蝸桿和蝸輪的結構。

本章以圓柱阿基米德蝸桿傳動的參數選擇，受力分析，強度計算和熱平衡計算為重點內

容。蝸桿和蝸輪的結構，潤滑方法和效率等是蝸桿傳動的基礎知識，也應很好地掌握。

第四篇 軸系零部件設計 10．軸（6學時）

軸的用途與分類。軸的失效形式及設計準則。軸的材料及其選擇。軸的結構設計。

軸的強度計算；按扭轉強度條件計算；按彎、扭合成強度條件計算；按疲勞強度計算安

全系數。

軸的剛度計算。＊軸的共振和臨界轉速的概念。

本章以階梯軸的結構設計為重點內容。強度和剛度計算材料力學已講過，本課結合工程

實際加以應用。關于軸的振動概念和計算方法只作一般性的了解。11．滾動軸承（6學時）

滾動軸承的結構、特點。滾動軸承的分類、特點及選擇。滾動軸承的代號。滾動軸承內部載荷分布及失效分析。

滾動軸承壽命計算：滾動軸承名詞術語；壽命計算公式；當量動載荷；向心角接觸軸承

軸向力的計算。滾動軸承的靜載荷計算。

滾動軸承組合的設計：軸承的固定、配合、預緊、調整和裝析、潤滑和密封。本章重點內容是：滾動軸承的壽命計算和滾動軸承的組合設計。由于滾動軸承已標準化，主

要能合理選用其標準型號和正確設計滾動軸承的組合結構。軸承的組合設計為難點。

12．滑動軸承（8學時）

滑動軸承的用途和結構類型。滑動軸承材料與軸瓦結構?；瑒虞S承的潤滑。

非液體摩擦軸承的計算。流體動力潤滑的基本理論—一雷諾方程。單油楔向心動壓軸承設計計算。設計參數的選擇。

本章的重點內容是單油楔向心滑動軸承的設計計算和參數選擇。了解滑動軸承的材料，結構和潤滑等基本知識。雷諾方程的推導及求解為難點內容，僅要求思路清楚。

13．聯軸器和離合器（2學時）聯軸器和離合器的類型和應用。

剛性聯軸器和彈性聯軸器的主要類型、特點和選擇計算。離合器的主要類型、結構、工作原理和特點簡介（自學）。

本章重點是與專業有關的聯軸器的工作原理、性能、結構特點和類型特點。其它聯軸器

和離合器一般了解。第五篇 其它零（部）件設計 14．彈簧（2學時）

彈簧的功用、類型、特點和選用。彈簧的材料和許用應力。

圓柱形壓縮（拉伸）螺旋彈簧的結構，基本參數，特性曲線，按強度和剛度的設計計算。

本章以圓柱形螺旋彈簧的設計計算為重點，主要內容包括工作原理、基本參數、特性曲

線、強度計算、剛度計算。其它類型的彈簧只要求一般了解。

四、實驗教學內容與要求 實驗內容：

1． 帶傳動滑動率和效率的測定（2學時）； 2．齒輪效率的測定（2學時）；

3．滑動軸承的油膜壓力分布及特性曲線（2學時）。

通過實驗環節，學生應對機械零件的實驗基本方法和測試有所了解，獲得實驗操作的基

本訓練，理解實驗對完善計算方法，改變參數對零件工作的影響，評定設計等有重要意義。

實驗要嚴格要求．實驗前要求學生預習實驗指導書，同一實驗臺上同時操作的人數不宜過多，以保證學生都能動手操作。

實驗成績應作為課程成績的一部分。每個學生要做3個實驗，共6學時。課程設計

設計能力培養要求包括下列內容：

1．能從機器功能要求出發，制訂設計方案，合理選擇傳動機構和零件。2．能按機器的工作狀況分析和計算作用在零件上的載荷，合理選擇零件材料，正確計算 零件的工作能力和確定零件尺寸。3．能考慮制造工藝、使用維護、經濟和安全等問題，對機器和零件進行結構設計。4．繪制機器或部件的裝配圖和零件圖。5．編寫技術文件。每個學生必須獨立完成課程設計．設計題目為一般機械裝

置（如結構簡單的機械、機械 傳動裝置、減速器等）設計工作量相當于以兩級圓柱齒輪減速器為主體的機械傳動裝置為最。低要求．每個學生至少完成裝配圖一張，零件工作圖 2 張。設計說明書約 6000—8000 字。課程設計完成后應每個學生進行答辯，成績應單獨記分。

五、考核方式平時成績和期末考試兩部分組成。平時成績由學生的出席情況和作業兩部分組成。

六、成績評定 學生必須參加聽課及其實驗，獨立完成課外習題和設計作業。每次作業要記載成績，考 試前綜合評定出平時成績，占課程總成績的 20％。學生未完成作業的 2/3 則不準許參加期末 考試。

七、本課程對學生創新能力的措施 根據教學的需要，要適當安排習題課（討論課），課外習題和設計作業。每個學生至少要 完成 1 個大型設計作業。每個作業的份量一般為裝配圖紙一張，設計說明書一份，約需 15～ 20 個課外學時。為了增加學生的感性認識，教師在教學中，最好利用一些能說明問題的教具，實物模型 和 CAI 軟件進行電化教學。組織學生參觀陳列室。將 CAD 引入課程設計，逐步由手工繪圖過度到電子圖版。開展設計大賽，提高學生的創造能力。

八、教材與參考書 教材：[1] 孫志禮主編《機械設計》東北大學出版社 2000 年 [2]《機械設計課程設計》東北大學出版

九、教學大綱的說明 本課程與其它有關課程的聯系和分工 學習本課程時必須安排在下列課程之后進行：畫法幾何及機械制圖、工程材料及機械制

造基礎，金屬材料及熱處理、互換性及技術測量、金工實習、理論力學、材料力學、機械原 理、算法語言和程序設計等。安排在第六學期開課。除一般的聯系與分工外，以下內容能在先修課中落實，以保證銜接與配合。本課程中大多零件都按疲勞強度計算，因此希望材料力學課對材料在交變應力下的強度 計算應加強訓練。螺紋的主要參數，螺紋標準及公差，齒輪公差、粗糙度等內容，應在機械制圖，互換性 及技術測量等課程中學習。齒輪傳動，蝸桿傳動等的主要參數和幾何尺寸，以及螺紋副摩擦，效率和力之間的關系 都屬于機械原理內容。

第二篇：《機械設計》課程設計教學大綱要點

《機械設計》課程設計教學大綱 課程編號：150040 課程類型： 必修課 設計學時： 2周 大綱主撰寫人：孟俊煥 編寫日期：2006年6月

一、課程設計意義、目的和任務 課程名稱：機械設計 適應專業：交通運輸（本科）專業 課程設計學分：2學分 大綱審核人：王衛東

1.《機械設計》 課程設計是機械設計課程中實踐性較強、綜合性突出的重要教學環節，是 機械學相關專業的 學生在校期間第一次 進行的較長時間、較系統、較全面的工程設計能力訓練，在實現學生總體培養目標中占有重要地位。對于樹立學生的創新精神，培育學生的設計意識，激發學生的學習興趣，加深同學對課堂所學內容的理解和掌握都具有舉足輕重的作用和十分重要的意義。

2.本教學環節的實施目的是：

1）通過課程設計實踐，樹立正確的設計思想，培養綜合運用機械設計課程和其他先修課程的理論與生產實際知識來分析和解決機械設計問題的能力。

2）學習機械設計的一般方法，掌握機械設計的一般規律。

3）進行機械設計基本技能的訓練：例如計算、繪圖、查閱資料和手冊、運用標準和規范。

4）有條件的話，可熟悉計算機和流行 CAD 軟件的使用操作，進行計算機輔助設計和繪圖的訓練。

3.任務（學生應提交的設計成果）

機器或部件正式裝配圖 1 張，A0 或 A1 圖紙。

零件工作圖 2 張，A3 或 A4 圖紙。通常為軸、齒輪（或蝸輪）零件工作圖。設計計算說明書一份，說明書應包括：確定傳動裝置總體方案，選定電動機，傳動裝置運動學、動力學計算，傳動零件的設計計算，軸、軸承、鍵聯接的校核計算，聯軸器選擇等內容。

二、課程設計教學的基本要求是：

1.能從機器功能要求出發，制訂或分析設計方案，合理地選擇電動機、傳動機構和零件。

2.能按機器的工作狀況分析和計算作用在零件上的載荷，合理選擇零件材料，正確計算零件工作能力和確定零件主要參數及尺寸。

3.能考慮制造工藝、安裝與調整、使用與維護、經濟性和安全性等問題，對機器和零件進行結構設計。

4.繪圖表達設計結果，圖樣符合國家制圖標準，尺寸及公差標注完整、正確，技術要求合理、全面。

5.在客觀條件允許的情況下，初步掌握使用計算機進行設計計算和使用計算機進行結構設計并繪制裝配圖、零件圖的方法。

三、課程設計的內容及安排 1.主要內容

課程設計題目常以一般用途的機械傳動裝置為主，也可選做其他設計題目，其工作量相

當于一級齒輪減速器或單級蝸桿減速器的設計。

每個學生應相對獨立完成：確定機器或傳動裝置的總體方案，選定電動機和傳動機構，并完成其運動學和動力學計算；進行傳動零件以及軸、軸承、鍵聯接、聯軸器的設計計算，選擇有關零、部件的類型和規格；結合設計計算，穿插進行主要零件的結構設計；繪圖進行機器或傳動裝置的總體結構設計并綜合考慮其潤滑與密封等問題；進行軸的精確校核計算；繪制正式裝配圖；整理、撰寫設計計算說明書；總結設計，準備答辯等內容。

若采用計算機繪圖，機器或部件裝配圖和零件工作圖可用計算機繪制。設計題目可僅給機器所需實現的功能，由學生自行設計傳動方案；亦可給定傳動方案，由學生分析后進行設計。

2.工作進度安排

(1 傳動方案設計（含選電動機、傳動裝置的運動學、動力學計算）（1 天）；

(2 傳動件設計（1.5天）；(3 裝配草圖設計（2.5天）；(4 裝配工作圖設計（3 天）；(5 零件工作圖設計（0.5 天）；(6 編寫設計計算說明書（0.5 天）；(7 總結（0.5 天）；(8 答辯（0.5天）。

設計過程總計2 周。在此之前已經其中安排一次減速器裝拆實驗和觀摩模型實物展覽室，增強學生的感性認識；安排 8 學時集中講課，講解各階段要點；其他時間采取集體輔導與個別指導相結合的指導方式。

其中講課、輔導穿插在各階段進行。

四、課程設計考核方法及成績評定

設計完成后應進行答辯，對設計進行總結。指導教師應引導同學對設計中的問題進行研討，直至得出正確答案。同時考察同學的理論設計能力。

課程設計成績應根據上交設計成果的質量、平時成績和答辯成績綜合評定。并按優秀、良好、中等、及格、不及格評出成績，成績單獨記。達及格以上者，獲得2個學分。

五、課程設計參考書

1、機械設計課程設計.黃珊秋主編.機械工業出版社.1999.2、機械設計基礎.陸萍主編.山東科學技術出版社 2003.3、機械設計常用標準.山東大學機械學院.機械原理零件教研室.1999.4、機械零件設機手冊.東北大學《機械零件設計手冊》編寫組.冶金工業出版社.1994

5、機械設計課程設計圖冊.龔桂義主編.高等教育出版社.1989.6、機械結構圖冊（減速器）第五設計院編印 1972.

第三篇：《機械設計基礎》實驗教學大綱要點

《機械設計基礎》實驗教學大綱

一、課程簡介

課程名稱(中英文 :機械設計基礎 Foundation of Mechine Design 課程編碼: 101002 學分和總學時: 5.5,100 實驗(上機學時: 課上 10學時,課外 10學時 開課單位: 機電工程學院

選課對象: 機械類、近機械類、非機械類

二、課程內容與實驗目的: 《機械設計基礎》是我國高等工科院校機械類、近機械類和非機械類各專業的一門 主干技術基礎課,它起到由基礎理論課向專業課過渡的承上啟下的作用。機械設計基礎 實驗是機械設計基礎課程的重要實踐環節,其教學目標是使學生開始認知機械設備與機 械,加深對基本理論的理解和驗證,培養分析問題和解決問題的能力,獲得實際設計的基 本工程訓練能力。

進入二十一世紀培養高水平綜合型人才是高等教育的重要使命, 《機械設計基礎》 課程還擔負著培養學生具有綜合設計能力和創新設計能力的任務。在實踐中培養綜合設 計能力和創新設計能力尤為重要,開設具有創造性的實驗對培養學生創新意識和創新素 質有很大幫助,在培養學生的全局教育中起著重要作用。

三、實驗教材與實驗考核

實驗教材:《機械設計基礎實驗指導書》及配套光盤

實驗考核的方法:學生成績從實驗報告和實驗過程中的表現兩個方面綜合評定。實驗報 告的審核根據實驗要求加以評定,主要看是否能提出問題、分析問題、解決問題及對實 驗相關知識、技術的的學習和掌握;實驗表現主要看學生對實驗的態度,紀律遵守情況 等。

評分標準:實驗報告占實驗總成績的 70%,實驗過程中的表現占實驗總成績的 30%。實驗各項目在實驗總成績的比例根據學時分配;實驗成績占課程總考核分數的 20%。

四、實驗項目內容 實驗項目明細表 項目 序號 實驗項目名稱 實驗 屬性 實驗內容 實驗 學時 是否 必選

實驗所需主要儀器設 備名稱 1 機構認知實驗 普 通

實 驗

初步了解《機械原理》 課程所研究的各種常 用機構的結構、類型、特點及應用實例。1√ 機構陳列柜 2 機構運動簡圖測繪 實驗 普 通 實 驗

初步掌握根據實際機 器或機構模型繪制機 構運動簡圖的技能。驗證和鞏固機構自由 度的計算方法。通過實驗機構的比較，鞏固對機構結構分析 的了解。1√ 機構模型 機構運動分析實驗 普 通 實 驗

利用計算機對平面機 構動態參數進行采集、處理, 作出實測的動態 參數曲線。

利用計算機對平面機 構結構參數進行優化, 仿真和測試分析。1 機構運動分析儀 4 齒輪范成原理實驗 普 通

實 驗

掌握用范成法加工漸 開線齒輪的基本原理, 觀察漸開線齒輪齒廓 曲線的形成過程。了解漸開線齒輪齒廓 的根切現象和用徑向 變位避免根切的方法。分析比較標準齒輪與 變位齒輪齒形的異同。齒輪范成儀 5 齒輪參數測量實驗 普 通 實 驗

掌握應用普通游標卡 尺和公法線千分尺測

1√

定漸開線直齒圓柱齒 輪基本參數的方法。進一步鞏固并熟悉齒 輪各部分名稱、尺寸與 基本參數之間的關系 及漸開線的性質。1 齒輪實物 6 普 通 實 驗

工作原理。

掌握用動平衡機進行 剛性轉子動平衡的原 理與方法。1 轉子動平衡儀 7 機械零件認知實驗 普 通

實 驗

初步了解《機械設計》 課程所研究的各種常 用零件的結構、類型、特點及應用。了解各種標準零件的 結構形式及相關的國 家標準。

了解各種傳動的特點 及應用。

增強對各種零部的結 構及機器的感性認識。機械零件陳列柜 8 螺紋連接拉伸實驗 普 通 實 驗

1√

了解螺栓聯接在擰緊 過程中各部分的受力 情況。

計算螺栓相對剛度, 并 繪制螺栓聯接的受力 變形圖。

驗證受軸向工作載荷 時, 預緊螺栓聯接的變 形規律, 及對螺栓總拉 力的影響。

通過螺栓的動載實驗, 改變螺栓聯接的相對 剛度, 觀察螺栓動應力 幅值的變化, 以驗證提 高螺栓聯接強度的各 項措施。1 螺紋拉伸儀 9 帶傳動實驗 普

通 實 驗

觀察帶傳動中主動輪 和從動輪上的彈性滑 動和打滑現象。了解預緊力及從動輪 負載的改變對帶傳動 的影響, 測繪出彈性滑 動曲線和效率曲線。了解試驗機的工作原 理與測試方法。1√ 帶傳動實驗臺 10 普 通 實 驗

裂現象、分析影響滑動 軸承油膜承載能力的

主要因素;測量軸承周向及軸向 的油膜壓力、繪制其油 膜壓力分布曲線;測定軸承的摩擦力、繪 制軸承特性曲線;掌握滑動軸承試驗機 的工作原理及其參數 測試方法。1 滑動軸承實驗臺 11 減速器結構分析及 拆裝實驗 普 通 實 驗

了解減速器的整體結 構及工作要求。了解減速器的箱體零

件、軸、齒輪等主要零 件的結構及加工工藝。了解減速器主要部件 及整機的裝配工藝。了解齒輪、軸承的潤 滑、冷卻及密封。通過自己動手拆裝, 了 解軸承及軸上零件的 調整、固定方法,及消 除和防止零件間發生 干涉的方法。了解拆裝工具與減速 器結構設計間的關系, 為課程設計做好前期 準備。1√ 減速器模型 軸系結構測繪實驗 普 通

實 驗

減速器結構分析及拆 裝實驗基礎上, 在測量 一種軸系的各部結構 尺寸, 并繪出軸系結構 裝配圖。1 減速器模型 機構運動學和動力 學仿真實驗 綜 合 性

運用 MATLAB 語言對平面機構的運動分析 和綜合進行數值求解。并 對 設 計 結 果 用 MATLAB 進行可視化 輸出, 以提高對機構的

分析和綜合的理性認 識.1個 教學 學 時, 另有 5個 課外 分散 學時 √

Matlab 軟件 機械傳動效率分析 實驗 綜 合 性

通過實驗, 使學生們能

了解封閉功率流式試 驗臺的基本原理, 機械 傳動效率及承載能力 的測試方法。1個 教學 學 時, 另有 5個 課外 分散 學時 √

機械傳動效率實驗 臺 合計 20 注:本課程實驗總計 20 學時,其中課上 10 學時,課外 10 學時;安排 10 次實驗,基礎實 驗 1至 12必須選足 8個(8學時 ,綜合 性 實驗 2個。其中普通實驗(按學時計算占 40 %,綜合 性實驗占 60 %。

第四篇：《機械設計基礎》課程教學大綱要點

《機械設計基礎》課程教學大綱

課程代碼：

課程名稱：機械設計基礎/ The basics of machinery design 教材：劉江南、郭克希主編《機械設計基礎》湖南大學出版社 學時/學分：88 /4.5 先修課程：高等數學、機械制圖、工程材料、工程力學等 適用專業：機械類專業

一、本課程的性質、目的機械設計基礎是一門介紹常用機械和通用零件的基礎知識及基本設計方法的技術基礎課。教學內容著重基本知識、基本理論和基本方法，以及有關的設計技能的基本訓練。

教學目的： 1． 培養學生掌握機構的結構、運動特性和機械動力學的基本知識，使之初步具有分析、選用和設計基本機構的能力，并對機械運動方案的確定有所了解。2． 培養學生掌握通用零件的工作原理、特點、維護和設計計算的基本知識，使之初步具有設計機械傳動裝置和簡單機械的能力。

3． 培養學生初步應用標準、規范、手冊、圖冊等有關技術資料的能力。

二、本課程的教學內容和基本要求

第1章

緒 論

(一)教學基本要求：

1．明確本課程的研究對象和內容，以及學習本課程的目的。

2．了解機械設計基礎在培養機械類高級工程技術人才全局中的地位、任務和作用。

(二)重點與難點

本章的學習重點是課程的研究對象和內容，機器、機構和機械的概念，機器和機構的用途以及區別；了解機械設計基礎課程的性質和特點。(三)教學內容 本課程的研究對象 2 本課程的研究內容 本課程的地位及學習本課程的目的(四)學時分配：2課時

第2章 機械及機械零件設計基礎知識

(一)基本要求：

建立機械設計的總體概念，了解機械零件的失效形式及計算準則，了解機械零件的設計方法，了解機械零件設計的一般步驟，理解機械設計中的標準化原則。(二)重點與難點

機械零件的主要失效形式與計算準則；機械零件的設計方法和設計步驟； 機械零件材料的選用原則和標準化。(三)教學內容

1.機械零件設計概論 2．機械零件的強度

3.機械零件的接觸強度

4.機械零件的耐磨性

5.機械零件的工藝性及標準化(四)學時分配：3課時

第3章

平面機構基礎知識

(一)基本要求

1、掌握運動副、約束和自由度等概念。

2、能較熟練的繪制平面機構運動簡圖。

3、能熟練掌握平面機構自由度計算，掌握機構具有確定運動的條件。

(二)重點與難點

本章的學習重點是運動副及其分類、繪制平面機構運動簡圖、平面機構自由度計算。

(三)教學內容

1、機構的組成

2、機構運動簡圖

3、平面機構自由度

（四）學時分配：5課時

（五）習題與作業： 3-

5、3-7

第4章

平面連桿機構

（一）基本要求

1、了解平面連桿機構傳動的特點及其主要優缺點。

2、掌握平面四桿機構的基本類型及其演化型式和平面四桿機構的一些應用實例。

3、掌握四桿機構的一些基本知識（如有曲柄的條件、行程速比系數、急回特性等）

4、了解四桿機構設計的基本問題，學會根據給定的運動和幾何條件設計平面四桿機構的基本原理和方法(二)重點與難點

本章的學習重點是平面四桿機構的基本類型及其演化，四桿機構的一些基本知識，平面連桿機構的運動分析，四桿機構的一些基本設計方法。(三)教學內容

1、平面連桿機構的類型

2、平面四桿機構的工作特性

3、平面四桿機構的特點及功能

4、平面四桿機構的設計。

（四）學時分配：6課時

（五）習題與作業：4-

1、4-

4、4-

6、4-7

第5章

凸輪機構

(一)基本要求

1、了解凸輪機構的應用及分類。

2、熟悉從動件常用運動規律及其特性。

3、了解凸輪機構壓力角的意義

4、了解凸輪機構常用凸輪輪廓曲線的設計方法。(二)重點與難點

凸輪機構的應用及分類，從動件常用運動規律及其特性，凸輪機構壓力角的意義。

(三)教學內容

1、凸輪機構的應用和分類

2、從動件的運動規律

3、凸輪機構的壓力角

4、凸輪輪廓設計

（四）學時分配：5課時

（五）習題與作業：5-

1、5-

5、5-6

第6章 齒輪傳動

（一）基本要求

1、了解齒廓嚙合的基本定理。

2、了解漸開線及其性質，掌握漸開線齒輪嚙合特性。

3、熟悉漸開線齒輪傳動的各部分的名稱、基本參數，會計算漸開線齒輪傳動的基本尺寸。

4、熟悉漸開線齒輪傳動的正確嚙合條件、連續傳動條件等有關問題。

5、了解漸開線齒輪齒廓切削加工原理。

6、了解各類齒輪（斜齒圓柱齒輪、直齒圓錐齒輪）傳動的特點，并能了解其幾何設計。

7、了解齒輪傳動的失效形式、計算準則、齒輪材料及其選擇。

8、掌握直齒圓柱齒輪、斜齒圓柱齒輪、圓錐齒輪傳動的受力分析。

9、掌握直齒圓柱齒輪、斜齒圓柱齒輪傳動的齒根彎曲強度計算及齒面接觸強度計算

10、了解齒輪結構與齒輪傳動的潤滑。

11、了解蝸桿傳動的類型、特點和應用。

12、了解普通圓柱蝸桿傳動的主要參數及幾何尺寸計算方法。

13、了解蝸桿傳動的失效形式和計算準則，了解蝸桿蝸輪材料的選擇。

14、掌握蝸桿傳動的受力分析方法。

15、了解蝸桿傳動的潤滑、效率及熱平衡計算。

（二）重點與難點

學習本章的重點是漸開線圓柱齒輪機構的傳動設計。對于其他齒輪機構重點掌握其與直齒圓柱齒輪機構的特性及異同點。應重點注意 ：

1．漸開線的性質和漸開線方程是研究漸開線齒輪機構的基礎，只有牢固掌握這些內容，才能正確理解一對漸開線齒廓的嚙合特性和輪齒嚙合過程。2．齒輪材料的選取原則。

3．齒輪傳動的受力分析和計算載荷。4．齒輪傳動的失效形式和計算準則。

5．直齒圓柱齒輪、斜齒圓柱齒輪傳動的強度計算。6．易混淆的概念的分辨：

（1）法向齒距與基圓齒距

（2）分度圓與節圓

（3）壓力角與嚙合角（4）標準齒輪與變位齒輪（5）齒面接觸線與嚙合線

（6）理論嚙合線與實際嚙合線

7．普通圓柱蝸桿傳動的主要參數及幾何尺寸計算 8．蝸桿傳動的受力分析。

9．蝸桿傳動的材料、失效形式和計算準則。

（三）教學內容

1、齒輪機構類型和應用

2、齒廓嚙合基本定律

3、漸開線及漸開線齒廓

4、漸開線標準直齒圓柱齒輪

5、漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動

6、漸開線齒輪的加工及根切現象

7、漸開線變位齒輪

8、斜齒圓柱齒輪機構

9、圓錐齒輪機構

10．齒輪傳動的類型、特點和應用。11．齒輪材料、熱處理及其選擇。12．齒輪的失效形式和計算準則。

13．直齒圓柱齒輪傳動的計算：受力分析和計算載荷：齒根彎曲疲勞強度計算：齒面接觸疲勞強度計算。

14．斜齒圓柱齒輪傳動的計算：受力分析和計算載荷。15．直齒錐齒輪傳動：受力分析。16．蝸桿傳動的類型。

17．普通圓柱蝸桿傳動的主要參數及幾何尺寸計算。18．蝸桿傳動的受力分析。

19．蝸桿傳動的效率、潤滑和熱平衡計算。20．圓柱蝸桿與蝸輪的結構設計。

（四）學時分配：15課時

（五）習題與作業：6-

3、6-

5、6-

11、6-

13、6-

14、6-

15、6-16

第7章

輪系及減速器

（一）基本要求

1、了解輪系的類型及功用。

2、熟練掌握各類輪系傳動比計算與應用。

（二）重點與難點

本章的重點是輪系的傳動比的計算。

（三）教學內容

1、輪系的類型

2、定軸輪系傳動比的計算

3、周轉輪系傳動比的計算

4、復合輪系傳動比的計算

5、輪系的功用

（四）學時分配：4課時

（五）習題與作業：7-

2、7-

4、7-

5、7-9

第8章 間歇運動機構

(一)基 本 要求

1、掌握棘輪機構、槽輪機構的工作原理、特點、功能和適用場合。

2、了解凸輪式間歇運動機構、不完全齒輪機構的工作原理、特點、功能。

(二)教學重點

本章的重點是搞清各種間歇運動機構的工作原理、運動特點和功能，并了解其適用的場合。(三)教學內容

1、棘輪機構

2、槽輪機構

3、凸輪式間歇運動機構

4、不完全齒輪機構

(四)學時分配：3課時

（五）習題與作業： 8-

2第9章 帶傳動和鏈傳動

（一）基本要求

了解帶傳動的主要類型、工作原理、特點和應用，了解V帶的類型與結構，了解帶傳動的力分析，了解帶的彈性滑動、打滑現象。了解帶傳動的失效形式和計算準則，了解V帶傳動的設計計算方法，了解V帶輪的材料、結構及尺寸確定，了解帶傳動的布置、張緊方式和張緊裝置。了解鏈傳動的類型、特點和應用，了解鏈傳動的運動特性（速度的不均勻性及動載荷）；了解滾子鏈的結構、特點與材料，了解鏈傳動的布置、張緊與潤滑。(二)重點與難點 1．帶傳動、鏈傳動的主要類型、工作原理、特點 2．帶傳動的工作原理、受力分析、應力分析。2．Ｖ帶傳動的設計與計算。3．鏈傳動的運動特性。4．滾子鏈傳動的失效形式。(三)教學內容

1．帶傳動的主要類型、工作原理、特點和應用范圍。2．帶傳動的受力分析、應力分析。3．帶的彈性滑動概念與傳動比。4．帶傳動的失效形式和計算準則。

5．Ｖ帶傳動的設計計算，帶輪材料、結構和尺寸。6．帶傳動作用在軸上的載荷及張緊裝置。

（四）學時分配：6課時

（五）習題與作業：9-

2、9-

4第10章

螺紋聯接和螺旋傳動

(一)基本要求

掌握螺紋和螺紋聯接的基本知識；了解螺旋副受力分析；了解螺栓聯接的強度計算理論和方法，以及螺紋聯接的預緊與防松措施；了解提高螺紋聯接強度的各種措施；了解螺旋傳動的主要類型，掌握鍵聯接的類型、結構、特點。(二)重點與難點

1．螺紋聯接的主要類型及特點。2．螺栓聯接受力分析及強度計算。3．螺紋聯接的預緊與防松措施。

4．提高螺紋聯接強度的結構和工藝措施。5．鍵聯接的類型、結構、特點。(三)教學內容

1．聯接螺紋和傳動螺紋的概念、主要類型及特點。2．聯接件的標準及其性能等級。

3．擰緊力矩，預緊力及其控制，螺紋聯接的防松原理及防松措施。4．螺紋聯接的失效形式及計算準則。5．螺紋聯接的強度計算。6．提高螺栓聯接強度的措施 7．螺旋傳動的基本類型和應用。8．鍵聯接和花鍵聯接 9．銷聯接

（四）學時分配：6課時

（五）習題與作業：10-

8、10-

9、10-10

第11章

滾動軸承

(一)基本要求 了解滾動軸承的基本類型、結構特點及代號，了解軸承套圈及滾動體上載荷分布及應力的變化，了解滾動軸承的失效形式和計算準則；了解基本額定壽命、基本額定動載荷及當量動載荷，了解角接觸球軸承（7類）和圓錐滾子軸承（3類）軸向載荷的計算方法，了解滾動軸承基本額定壽命的計算方法，掌握滾動軸承的基本額定靜載荷的計算；了解滾動軸承的組合設計，了解軸承的配置、固定、配合、預緊和裝拆，潤滑與密封。(二)重點與難點

1．滾動軸承的基本類型、結構特點及代號。2．軸承組合結構設計。

(三)教學內容

1．滾動軸承的基本類型、結構、特點、精度和代號。

2．滾動軸承元件上的載荷分布。3．滾動軸承的失效形式和計算準則

4．滾動軸承的基本額定動載荷及當量動載荷的計算。

5．滾動軸承的基本額定靜載荷及當量靜載荷的計算。

6．滾動軸承組合的結構設計：軸承與軸頸、座孔的配合，軸承的游隙、預緊、調整及裝拆：軸承的潤滑和密封。

(四)學時分配：6課時

（五）習題與作業：

1、11-

2、11-

3、11-7

第12章

滑動軸承

(一)基本要求

了解滑動軸承的用途與分類，了解徑向滑動軸承的典型結構；了解滑動軸承的失效形式，了解軸承材料及軸瓦結構，了解滑動軸承潤滑劑的選擇知識。

(二)重點與難點

1．滑動軸承的用途與分類。2．徑向滑動軸承的典型結構。(三)教學內容

1．滑動軸承的應用和分類。

2．滑動軸承的結構，軸瓦結構。3．滑動軸承的材料及其選擇。7．滾動軸承與滑動軸承的比較。

(四)學時分配：4課時

（五）習題與作業：

1、12-

2、12-

3第13章

軸

(一)基本要求

了解軸的用途和分類，了解軸的結構設計原則，了解提高軸的疲勞強度的措施，了解軸的材料及其選擇方法。(二)重點與難點

1．軸的結構設計原則。

2．提高軸的疲勞強度的措施。(三)教學內容

1．軸的類型及應用，軸的材料及其選擇。

2．軸的計算準則：強度、剛度、。3．軸的結構設計。

4．提高軸疲勞強度的措施。

（四）學時分配：4課時

（五）習題與作業：

3、13-8

第14章

聯軸器和離合器

(一)基本要求

了解聯軸器和離合器的主要類型、結構、特點和應用場合，掌握聯軸器和離合器的選擇及計算方法。(二)重點與難點

1．聯軸器的特性和選擇。2．離合器的特性和選擇。

(三)教學內容

1．聯軸器的分類、特性、標準及選擇。

2．離合器的分類、特性、標準及選擇。(四)學時分配：2課時

（五）習題與作業：

1、14-

5第15章

彈簧

(一)基本要求

了解圓柱拉、壓螺旋彈簧的結構、特性曲線和計算，了解其他類型彈簧的特點和應用。

(二)重點與難點

圓柱拉、壓螺旋彈簧的結構、特性曲線和計算。(三)教學內容

1．彈簧的功用、分類、材料和許用應力。

2．圓柱拉、壓螺旋彈簧的結構、特性曲線和計算。

（四）學時分配：4課時

（五）習題與作業：

15-1、15-

3第16章

機械平衡及周期性速度波動調節

（一）基本要求

1、了解平衡和速度波動在機械工程中的重要性。

2、了解剛性轉子靜平衡、動平衡的計算方法。

3、了解剛性轉子靜平衡、動平衡實驗的基本原理。

4、了解周期性速度波動及非周期性速度波動的區別及其調節方法，了解飛輪轉動慣量的簡易計算方法。

（二）重點與難點

剛性轉子靜平衡和動平衡的原理和計算方法，周期性速度波動調節方法。

（三）教學內容

1、平衡的目的及分類

2、剛性轉子的平衡

3、機械運轉速度波動調節的目的和方法

4、飛輪的近似設計方法

(四)學時分配：4課時

(五)習題與作業：16-

4、16-7

三、實驗內容

實驗目的：驗證所學理論，并鞏固和加強理解，同時訓練學生的動手能力。試驗內容：本課程要求開設實驗3——4個（6—10學時），試驗內容建議從下列題目中選?。?/p>

1．機械運動簡圖繪制實驗 2．漸開線齒輪范成實驗 3．齒輪幾何參數測定的實驗 4．軸系結構測繪實驗 5．減速器拆裝實驗 6．帶傳動實驗

7．機械原理與機械零件現場教學實驗

四、課程設計

目的：培養學生的設計能力。使學生能根據設計任務擬定總體方案，按機器工作狀況分析、計算作用在零件上的力，選擇合理的材料、計算確定零件的主要尺寸，考慮制造、使用、維修等問題，進行結構設計，繪制裝配圖和零件圖，注明有關技術要求。

設計題目：簡單機械傳動裝置（以一級圓柱齒輪減速器為主體的機械傳動裝置）。

工作量：部件裝配圖一張（0號或1號圖紙）；零件工作圖一～二張；設計計算說明書一份（約4000字左右）。

課程設計后應進行答辯，按五級分評定成績。

五、主要教學參考書

1、機械設計基礎

王華坤、張慶編

兵器工業出版社

2、機械原理

鄭文緯

吳克堅主編

高教出版社

3、孫桓、陳作模主編，機械原理，北京:高等教育出版社

4、機械設計基礎課程設計指導書

機械設計教研室編

南京理工大學出版

5、機械設計基礎實驗指導書

機械設計教研室編

南京理工大學出版

6、機械設計 濮良貴、紀名剛編著 高等教育出版社

7、吳宗澤，羅圣國主編，機械設計課程設計手冊，北京:高等教育出版社

第五篇：哈工大機械設計本科教學大綱要點

《機械設計》課程教學大綱 課程編號：T1080020 課程名稱：機械設計

課程英文名稱 : MACHINE DESIGN 總學時：60 講課學時：48 實驗學時：12 上機學時：20 學 分：3.5 課程類型：必修課

開課單位：機電工程學院 機械設計系

授課對象：機電工程學院 機械設計制造及其自動化專業 能源科學與工程學院 熱能與動力工程專業 其它有關專業

先修課程：工程圖學 材料力學 機械精度設計與檢測技術 機械工程材料 金屬工藝學 機械原理

開課時間：第五學期 教材與主要參考書： 陳鐵鳴主編 《 機械設計》 哈爾濱工業大學出版社 2006 2 王連明、宋寶玉主編 《機械設計課程設計》哈爾濱工業大學出版社 2008

一、課程的教學目的

機械設計課程是一門用以培養學生機械設計能力的技術基礎課，本課程主要研究一般工作條件和常用參數范圍內的通用機械零部件的工作原理、結構特點、基本設計理論和設計計算方法，以及機械系統方案的設計與選擇，其主要任務是培養學生：

1、樹立正確的設計思想，理論聯系實際，具有創新精神；

2、掌握設計或選用通用機械零部件的基本理論、基本知識和基本技能，了解機械設計的一般規律，具有設計機械傳動裝置和一般機械的能力；

3、具有計算能力、繪圖能力、運用計算機進行輔助設計的能力和運用標準、規范及查閱技術資料的能力。

4、掌握機械設計的實驗原理和方法，具有進行實驗研究的初步能力。

5、了解機械設計的新理論、新方法及發展趨向（了解機械設計的新發展）。機械設計課程是高等工科院校中機械類專業一門主干課程，在教學過程中要綜合運用先修課程中所學到的有關知識與技能，結合各種實踐教學環節，進行機械工程技術人員所需的基本訓練，為學生進一步學習有關專業課程和日后從事機械設計工作打下基礎，因此在機械類專業的教學計劃中占有重要地位和作用。

二、教學內容及基本要求

本課程主要內容有機械設計的基本理論和基本知識、典型通用機械零部件的設計和機械傳動系統方案選擇。

（一）本課程的主要章節 第一章 緒論（講課 1 學時）

課程的研究對象與內容，課程的性質與任務，課程的特點與學習方法。第二章 機械及機械零件設計基礎（講課 2 學時）

設計機械應該滿足的基本要求和一般步驟，機械零件的載荷和應力，機械零件的結構工藝性，常用材料及選用原則，機械設計中的標準化。第三章 機械零件的設計方法簡介（講課 2 學時）

機械零件的常見失效形式和設計準則，設計機械零件時應滿足的基本要求及其設計方法，機械零件的強度、剛度、精度、動態特性、可靠性設計。第四章 摩擦、磨損和潤滑（講課 2 學時）

摩擦、磨損和潤滑的基礎知識，潤滑劑及添加劑。第五章 螺紋聯接和螺旋傳動（講課 6 學時）

螺紋，螺紋聯接的類型及標準件，預緊和防松，單個螺栓聯接的強度計算，螺栓組設計要點。螺旋傳動。

第六章 軸轂聯接（講課 1 學時）

鍵聯接、花鍵聯接及其他軸轂聯接簡介。第七章 撓性件傳動（講課 4 學時）

帶傳動概述，帶傳動的理論基礎，普通 V 帶傳動設計，同步帶傳動簡介。鏈傳動的特點，鏈傳動的運動特性分析。

第八章 齒輪傳動（講課 6 學時）

齒輪傳動概述、失效形式、材料、計算載荷，齒輪結構、潤滑，圓柱直齒輪傳動強度計算，圓柱斜齒輪強度計算，參數選擇及許用應力。第九章 蝸桿傳動（講課 2 學時）

蝸桿傳動概述、設計準則，普通圓柱蝸桿傳動設計。第十章 軸（講課 3 學時）

軸的概述，軸的結構設計，軸的強度及剛度計算。第十一章 滾動軸承（講課 6 學時 ,習題課 2 學時）

滾動軸承的構造、類型、代號及其類型選擇，滾動軸承的承載能力計算，軸系部件結構、潤滑與密封。

第十二章 滑動軸承（講課 4 學時）

概述，滑動軸承的結構和軸瓦材料，非液體摩擦軸承設計計算，流體動壓軸承簡介，液體動壓滑動軸承的計算要點，多油楔動壓軸承簡介。第十三章 聯軸器、離合器及制動器（講課 2 學時）聯軸器、離合器及制動器的類型、應用及選擇。第十四章 彈簧（講課 2 學時）

概述，材料及許用應力，圓柱螺旋彈簧設計。第十五章 機架零件（講課 1 學時）概述，剖面形狀、結構設計

第十六章 機械系統設計（講課 2 學時）

原動機特性，執行機構創新設計，系統方案及評價。

（二）其他教學環節安排

1、必修實驗安排 16 學時，根據各專業不同、各授課班級不同，從 必修 的實驗內容中選做 12 學時。

① 機械組成及典型機械零部件認識與分析實驗（2 學時）； ② 帶傳動實驗（2 學時）；

③ 軸系部件設計與分析實驗（4 學時）； ④ 摩擦學基礎實驗（2 學時）； ⑤ 滑動軸承實驗（2 學時）；

⑥ 機械系統運動方案及結構分析與設計實驗（4 學時）。

選修實驗安排 26 學時，學有余力的學生可以選修，學時不限。① 典型機械拆裝與結構分析實驗（4 學時）； ② 滑動軸承機械性能測試實驗（2 學時）；

③ 二維數控平臺運動及結構分析實驗（2 學時）； ④ 步進送料機的設計及組裝實驗（18 學時）。

2、設計性大作業安排 5 個，每個大作業的工作量一般為 A3 或 A2 圖紙一張，設計說明書一份。大作業 內容有：

① 螺紋聯接結構設計； ② 螺旋傳動設計； ③ 帶傳動設計； ④ 齒輪傳動設計； ⑤ 軸系部件組合設計。3、上機計算安排一個習題

上機計算的內容是：帶傳動設計編程計算 上機計算及畫圖，課外安排 20 機時。

（三）考試權重

平時大作業成績 20%，上機計算成績 5%，實驗成績 15%，期末成績 60%。

（四）實驗項目明細表