第一篇：機械設計基礎講課提綱_工業設計

《機械設計基礎》講課提綱

教學安排：

教學時數：56學時（實驗6學時），3.5學分

考核方式：綜合考慮卷面考試、平時（作業、出勤率、實驗）等方面進行考核。課程設計環節：單獨計分：2學分

教材：楊可楨，程光蘊，李仲生主編.《機械設計基礎》.北京：高等教育出版社，2006(第5版)

主要內容:（考慮到為非機類專業，且教學時數較少，從教材中選講如下章節）

第1章平面機構的自由度和速度分析 第2章平面連桿機構 第3章 凸輪機構 第4章 齒輪機構 第5章 輪系 第10章 連接

第11章 齒輪傳動

第13章 帶傳動和鏈傳動 第14章 軸

第16章 滾動軸承

主要參考文獻：

1．孫桓主編.《機械原理》.北京：高等教育出版社，2001年（第6版）.2．濮良貴、紀名剛主編.《機械設計》.北京：高等教育出版社，2001（第7版）.緒

論

§0－1 本課程研究的對象和內容

? 研究對象：機械

? 機械、機器、機構的定義（機器、機構的基本特征）? 機構的分類 ? 典型機器分析 ? 機器的分類

? 機器的基本組成 ? 機器與機構的區別 ? 零件和構件

? 主要研究內容：機械中常用機構和通用零件的工作原理、結構特點、基本的設計理論和計算方法。? 常用機構 ? 通用零件

§0－2 本課程在教學中的地位

? 課程性質：學科基礎課 ? 作用： 承前啟后 ? 培養目標：通過本課程的學習和課程設計實踐，培養同學們初步具備運用手冊設計簡單機械裝備的能力，為日后從事技術革新創造條件。

§0－3 機械設計的基本要求和一般過程

本章基本要求：

1）掌握基本概念：機械、機器、機構、構件、零件等 2）本課程的研究對象、主要研究內容、性質、培養目標

第1章平面機構的自由度和速度分析

?平面機構的定義及示例 ? 本章內容：

§1－1 運動副及其分類

§1－2平面機構的運動簡圖 §1－3平面機構的自由度

§1－4 速度瞬心及其在機構速度分析中的應用

§1－1 運動副及其分類

? 基本概念

構件、自由度、運動副（定義及示例、運動副元素、約束）? 運動副的分類

按引入的約束數分類；按相對運動范圍分類；按運動副元素分類 ? 機構

? 構件的類型：機架、原（主）動件、從動件（輸出構件）及示例 ? 機構的組成

§1－2 平面機構的運動簡圖

?平面機構的運動簡圖的定義、作用 ? 機構示意圖 ? 表達方法：

? 運動副表示（轉動副、移動副、平面高副等）? 構件的表示（原動件、機架、其他構件）? 機構運動簡圖應滿足的條件

? 繪制機構運動簡圖的步驟及示例

? 運動鏈的定義（開式鏈、閉式鏈等）

§1－3 平面機構的自由度

? ? ? ? 定義

機構具有確定運動的條件

平面機構的自由度計算及示例 計算平面機構自由度的注意事項 ? 復合鉸鏈（示例、定義、處理方法）

? 局部自由度（示例、定義及作用、識別、處理方法）

? 虛約束（示例、定義及作用、常見場合及其識別、處理方法）

*§1－4 速度瞬心及其在機構速度分析中的應用

? 速度瞬心及其求法

? 絕對瞬心和相對瞬心 ? 瞬心數目

? 機構瞬心位置的確定 ? 三心定律

? 速度瞬心在機構速度分析中的應用

示例

本章基本要求：

1)掌握機構運動簡圖的測繪方法。2)掌握平面機構自由度的計算。

基本概念：運動副、復合鉸鏈、局部自由度、虛約束 計算公式：平面機構的自由度數：F=3n－(2PL +Ph)3)掌握機構運動確定性條件

作業：

題1-8, 題1-9, 題1-10(p19)

第2章平面連桿機構

?平面連桿機構、特點及應用實例 ? 連桿機構的分類及命名

本章重點內容是介紹平面四桿機構。? 本章內容：

§2－1平面四桿機構的基本類型及其應用 §2－2平面四桿機構的基本特性 §2－3平面四桿機構的設計

§2－1 平面四桿機構的基本類型及其應用

?平面四桿機構的基本類型 ?平面四桿機構的演化方式

一、鉸鏈四桿機構

? ? ? ? ? 組成（機架、連架桿、連桿）

鉸鏈四桿機構的基本類型（曲柄搖桿機構、雙曲柄機構、雙搖桿機構）曲柄搖桿機構、特征及作用、示例 雙曲柄機構、特征及作用、示例 雙搖桿機構、特征及作用、示例

二、含一個移動副的四桿機構

? 曲柄滑塊機構（對心曲柄滑塊機構、偏心曲柄滑塊機構）及應用 ? 導桿機構及應用

? 搖塊和定塊機構及應用

三、含二個移動副的四桿機構

? 雙滑塊機構

? 兩個移動副不相鄰（正切機構）

? 兩個移動副相鄰，且其中一個移動副與機架相關聯（正弦機構）? 兩個移動副相鄰，且均不與機架相關聯（滑塊聯軸器）? 兩個移動副相鄰，且均與機架相關聯（橢圓儀）

四、具有偏心輪的四桿機構

偏心輪機構的演化、特點及應用場合 五、四桿機構的擴展

§2－2 平面四桿機構的基本特性

本節介紹的主要內容：

? 鉸鏈四桿機構有整轉副的條件 ? 急回特性

? 壓力角和傳動角 ? 死點位置

一、鉸鏈四桿機構有整轉副的條件

曲柄存在的條件

二、急回特性

以曲柄搖桿機構為例，介紹極位、擺角、急回運動、行程速度變化系數（或稱行程速比系數）等概念

三、壓力角和傳動角

定義、度量

最小傳動角γmin出現的位置

四、死點位置

定義、消除死點位置影響的措施、死點位置的應用

§2－3 平面四桿機構的設計

?平面四桿機構設計的主要任務 ? 常見的給定設計條件 ? 常用的設計方法

一、按給定的行程速比系數K設計四桿機構（作圖法）

? 曲柄搖桿機構 ? 導桿機構

二、按預定連桿位置設計四桿機構（作圖法）

? 給定連桿兩組位置 ? 給定連桿三組位置

三、給定兩連架桿對應位置設計四桿機構（解析法和實驗法）本章基本要求：

1.熟悉平面四桿機構的基本形式及其演化機構； 2.重點掌握平面四桿機構的特性：

1)急回運動和行程速度變化系數 2)壓力角和傳動角 3)死點位置

3.掌握鉸鏈四桿機構有整轉副的條件；

4.掌握按連桿二組位置、三組位置、連架桿三組對應位置、行程速比系數設計四桿機構的原理與方法。

作業：

習題2-

1、2-

3、2-4（p38）

第3章 凸輪機構

? 本章內容：

§3－1 凸輪機構的應用和類型 §3－2 從動件的常用運動規律 §3－3 凸輪機構的壓力角 §3－4 圖解法設計凸輪輪廓 §3－5 解析法設計凸輪輪廓

§3－1 凸輪機構的應用和類型

結構、作用、優點、缺點及應用 ? 分類

? 按凸輪形狀分

? 按從動件的型式分 ? 按從動件運動分 ? 按保持接觸方式分 §3－2 從動件的常用運動規律

? 凸輪機構設計的基本任務

? 從動件的常用運動規律（等速運動、簡諧運動、正弦加速度運動）? 名詞術語：

基圓、基圓半徑、推程、推程運動角、遠休止角、回程、回程運動角、近休止角、升程、運動規律

等速運動

推程、回程運動方程、運動線圖、應用場合 剛性沖擊

簡諧運動

推程、回程運動方程、運動線圖、應用場合 柔性沖擊

正弦加速度（擺線）運動

推程、回程運動方程、運動線圖、應用場合

改進型運動規律

§3－3 凸輪機構的壓力角

定義

一、壓力角與作用力的關系

自鎖、許用壓力角

二、壓力角與凸輪機構尺寸的關系

§3－4 圖解法設計凸輪輪廓

凸輪廓線設計方法的基本原理

直動從動件盤形凸輪輪廓的繪制

1、偏置尖頂直動從動件盤形凸輪

2、對心直動滾子從動件盤形凸輪

滾子半徑的確定

保證凸輪實際輪廓曲線既不變尖、更不出現交叉現象的條件

3、對心直動平底從動件盤形凸輪

避免出現運動失真的措施

二、擺動從動件盤形凸輪輪廓的繪制

擺動尖頂從動件凸輪機構 §3－5 解析法設計凸輪輪廓

本章基本要求：

1)了解凸輪機構的類型、特點及適用場合；

2)掌握凸輪機構設計中的一些基本概念，如基圓、壓力角、升程等； 3)掌握從動件常用運動規律的特點和適用場合； 4)掌握理論輪廓與實際輪廓的關系；

5)理解凸輪壓力角α與基圓半徑r0的關系；

6)掌握用圖解法設計盤形凸輪輪廓曲線的步驟與方法。

作業：

題3-

1、3-

2、3-4(p52)第4章 齒輪機構

? 本章內容：

§4－1 齒輪機構的特點和類型

§4－2 齒廓實現定角速度比傳動的條件 §4－3 漸開線齒廓

§4－4 齒輪各部分名稱及漸開線標準齒輪的基本尺寸 §4－5 漸開線標準齒輪的嚙合 §4－6 漸開線齒輪的切齒原理

§4－7 根切、最少齒數及變位齒輪 §4－8平行軸斜齒輪機構 §4－9 錐齒輪機構

§4－1 齒輪機構的特點和類型

? 結構特點、作用優點缺點 ? 齒輪機構的分類

§4－2 齒廓實現定角速度比傳動的條件 1.齒廓嚙合基本定律

? 齒廓實現定角速度比傳動的條件 ? 共軛齒廓

? 節圓及中心距

2.齒廓曲線的選擇

本章只研究漸開線齒輪

§4－3 漸開線齒廓

一、漸開線的形成和特性

二、漸開線齒廓的嚙合特性

§4－4 齒輪各部分名稱及漸開線標準齒輪的基本尺寸

一、外齒輪

1.名稱與符號 齒頂圓、齒根圓 齒厚、齒槽寬 齒距（周節）、法向齒距 模數、分度圓

齒頂、齒頂高；齒根、齒根高； 齒全高

2.基本參數

**齒數、模數、齒頂高系數 ha、頂隙系數 c、分度圓壓力角

3.齒輪各部分尺寸的計算公式

分度圓直徑、齒頂高、齒根高、全齒高 齒頂圓直徑、齒根圓直徑 基圓直徑、法向齒距和基節 標準齒輪

齒厚、齒槽寬、齒距（周節）

二、齒條的結構特點

三、內齒輪的結構特點

§4－5 漸開線標準齒輪的嚙合

嚙合線

一、正確嚙合條件

二、標準中心距及標準安裝

三、重合度

1.一對輪齒的嚙合過程

實際嚙合線段AE（齒廓的實際工作段）理論嚙合線段N1N2

2.連續傳動條件

重合度的定義、許用重合度

§4－6 漸開線齒輪的切齒原理

一、成形法加工原理及的特點

二、范成法 1.齒輪插刀 2.齒條插刀 3.齒輪滾刀

范成法加工的特點

4.用標準齒條型刀具加工標準齒輪 4.1標準齒條型刀具

4.2用標準齒條型刀具加工標準齒輪

§4－7 根切、最少齒數及變位齒輪

一、根切現象及后果

二、漸開線齒輪不發生根切的最少齒數

三、變位齒輪及其齒厚的確定*

§4－8 平行軸斜齒輪機構

一、斜齒輪的共軛齒廓曲面

直齒輪與斜齒輪傳動比較：齒廓曲面、接觸線、嚙合特點

二、斜齒輪的基本參數

1、斜齒輪的螺旋角β 2.模數 mn、mt

3.壓力角：αn、αt 一對斜齒圓柱齒輪的正確嚙合條件

三、漸開線標準斜齒輪傳動的幾何尺寸 分度圓直徑、齒頂高、齒根高、全齒高 中心距

齒頂圓直徑、齒根圓直徑

四、斜齒輪傳動的重合度

與端面齒廓相同的直齒輪比較來介紹斜齒輪傳動的重合度 *斜齒圓柱齒輪的當量齒輪及當量齒數 斜齒輪不發生根切的最少齒數

五、斜齒輪的主要優缺點

§4－9 錐齒輪機構

一、圓錐齒輪概述

作用、結構特點（與圓柱齒輪比較）

為了計算和測量的方便，取大端參數(如m)為標準值。圓錐齒輪類型

二、背錐及當量齒輪* 當量齒輪、當量齒數

三、直齒圓錐齒輪幾何尺寸計算 正確嚙合條件

避免根切的最少齒數 分度圓直徑?? 傳動比

本章基本要求：

1)了解齒輪機構的特點及主要類型； 2)理解齒廓實現定角速比傳動的條件； 3)深入理解漸開線的性質； 4)掌握漸開線齒廓的特點；

5)掌握漸開線標準直齒圓柱齒輪及其嚙合傳動； 6)掌握漸開線齒輪的切齒原理、方法及根切現象； 7)掌握斜齒圓柱齒輪及其嚙合傳動的特點； 8)掌握直齒圓錐齒輪及其嚙合傳動的特點。

重點：

漸開線標準直齒圓柱齒輪外嚙合的基本理論及幾何尺寸計算；斜齒圓柱齒輪嚙合傳動、直齒圓錐齒輪嚙合傳動的特性。

難點：

一對輪齒的嚙合過程；斜齒輪、錐齒輪的當量齒輪和當量齒數等。

作業：

4-1,4-5,4-11(p71)

第5章 輪系

? 本章內容：

§5－1 輪系的類型

§5－2 定軸輪系及其傳動比 §5－3 周轉輪系及其傳動比 §5－4 復合輪系及其傳動比 §5－5 輪系的應用

§5－6 幾種特殊的行星傳動簡介

§5－1 輪系的類型

? 輪系的定義及分類 ? 本章要解決的問題： 1.輪系傳動比 i 的計算;2.從動輪轉向的判斷。

§5－2 定軸輪系及其傳動比

一、傳動比大小的計算

二、首、末輪轉向的確定 1)用“＋” “－”表示 2)畫箭頭 示例

§5－3 周轉輪系及其傳動比

? 組成

基本構件（輸入輸出構件）：太陽輪(中心輪)、行星架(系桿或轉臂)其他構件：行星輪 ? 類型

按自由度數F分；按基本構件分

周轉輪系的傳動比可運用反轉法來求解。反轉原理、轉化輪系

周轉輪系的傳動比計算及注意事項、示例

§5－4 復合輪系及其傳動比

傳動比求解思路：分清輪系、分別列式、聯立求解。示例

§5－5 輪系的應用

1)獲得較大的傳動比，而且結構緊湊。2)實現分路傳動。3)換向傳動

4)實現變速傳動 5)運動合成 6)運動分解

7)在尺寸及重量較小時，實現大功率傳動

§5－6 幾種特殊的行星傳動簡介*

一、漸開線少齒差行星齒輪傳動

二、擺線針輪傳動

三、諧波齒輪傳動

四、活齒傳動

本章基本要求：

? ? ? ? 了解輪系的定義、類型和功用

掌握定軸輪系及其傳動比的計算； 掌握周轉輪系及其傳動比的計算；

掌握復合輪系及其傳動比的計算，能進行簡單的復合輪系傳動比的計算。

作業：

2、5-4、5-14（p87）

第10章 連接

? 機械連接的分類： ? 機械動連接

? 機械靜連接：可拆連接、不可拆連接 ? 連接的組成 ? 本章內容：

§10－1 螺紋參數

§10－2 螺旋副的受力分析、效率和自鎖 §10－3 機械制造常用螺紋

§10－4 螺紋連接的基本類型及螺紋緊固件 §10－5 螺紋連接的預緊和防松 §10－6 螺紋連接的強度計算 §10－7 螺栓的材料和許用應力 §10－8 提高螺栓連接強度的措施 §10－9 螺旋傳動

§10－10 滾動螺旋簡介

§10－11 鍵連接和花鍵連接 §10－12 銷連接

§10－1

螺紋參數

一、螺紋的形成 螺紋的分類：

按螺紋的牙型分、按螺紋的旋向分、按螺旋線的根數分、按回轉體的內外表面分、按螺旋的作用分、按母體形狀分

二、螺紋的主要幾何參數

大徑、小徑、中徑、螺距、導程、螺紋升角、牙型角、牙側角

§10－2

螺旋副的受力分析、效率和自鎖

一、矩形螺紋β= 0o

? 螺紋擰緊(滑塊沿斜面等速上滑)時 受力分析、驅動力、驅動力矩

? 螺紋擰松(滑塊沿斜面等速下滑)時 受力分析、力、力矩 自鎖現象

二、非矩形螺紋的力分析、自鎖條件

三、螺旋副的效率

§10－3

機械制造常用螺紋

? 三角形螺紋

普通螺紋（粗牙螺紋、細牙螺紋）、（牙型角、牙側角）管螺紋

? 梯形螺紋（牙型角、牙側角）? 鋸齒形螺紋（牙型角、牙側角）? 矩形螺紋（牙型角、牙側角）粗牙普通螺紋的基本尺寸 細牙普通螺紋的基本尺寸 梯形螺紋的基本尺寸 §10－4

螺紋連接的基本類型及螺紋緊固件

一、螺紋連接的基本類型

螺栓連接、螺釘連接、雙頭螺柱連接、緊定螺釘連接

二、螺紋緊固件

螺栓、雙頭螺柱、螺釘、緊定螺釘、螺母、墊圈等

§10－5

螺紋連接的預緊和防松

一、螺紋連接的預緊 松連接、緊連接

1、預緊的目的

2、擰緊力矩T 擰緊力矩的控制措施：測力矩扳手、定力矩扳手、控制螺栓擰緊前后的伸長變形量

二、螺紋連接的防松

螺紋連接防松的根本問題：防止螺紋副的相對轉動。

螺紋連接的防松方法：利用附加摩擦力矩防松；利用專門的防松元件防松；其他防松方法

§10－6

螺紋連接的強度計算

螺栓連接的主要失效形式及危險截面

一、松螺栓連接 強度條件

二、緊螺栓連接

1、受橫向工作載荷F的螺栓強度

普通螺栓連接的工作原理、強度條件

鉸制孔用螺栓連接的工作原理、強度條件

2、受軸向工作載荷FE的螺栓強度 受力分析、強度條件

§10－7

螺栓的材料和許用應力

1、材料

螺母、螺栓強度級別

2、許用應力

§10－8

提高螺栓連接強度的措施

螺栓連接的強度主要取決于螺栓強度。一．降低螺栓總拉伸載荷Fa的變化范圍 二．改善螺紋牙間的載荷分布 三．減小應力集中

四．避免或減小附加應力 五．采用合理的制造工藝

§10－9

螺旋傳動* 用途、類型（傳力螺旋、傳導螺旋、調整螺旋）對螺旋傳動的要求 失效形式

一、耐磨性計算

二、螺桿強度校核

三、螺桿的穩定性校核

四、螺紋牙強度的校核

§10－10 滾動螺旋簡介* §10－11 鍵連接和花鍵連接

一、鍵連接的類型 用途、特點

主要類型：平鍵連接、半圓鍵連接、楔鍵連接和切向鍵連接。1.平鍵連接

工作原理、工作面、雙鍵布置、特點

常用的平鍵：普通平鍵、導向平鍵、滑鍵

普通平鍵結構：圓頭(A型)、方頭(B型)、單圓頭(C型)普通平鍵和鍵槽尺寸 2.半圓鍵連接

結構特點、工作原理、工作面、雙鍵布置、特點、應用 3.楔鍵連接

結構特點、工作原理、工作面、雙鍵布置、特點、應用 4.切向鍵連接

結構特點、工作原理、工作面、雙鍵布置、特點、應用

二、平鍵連接的強度校核 ? 鍵的尺寸確定： 截面尺寸b、h；長度L ? 主要失效形式及計算準則 靜連接、動連接

?平鍵連接的擠壓強度條件（靜連接）工作長度

? 限制平鍵連接（動連接，如：導向平鍵、滑鍵）的壓強 鍵連接的許用擠壓應力和許用壓強 雙鍵的強度校核：按1.5個鍵計算。示例

三、花鍵連接

結構特點、優點、類型及應用 強度校核簡介 §10－12 銷連接

作用、類型

本章基本要求

(1)掌握螺紋連接的分類、螺紋各部分的名稱和結構參數；(2)掌握螺旋副的受力分析、效率計算及自鎖條件；(3)掌握螺紋連接的四種基本類型、結構特點、應用場合；了解常用螺紋緊固件結構形式；(4)掌握螺栓連接的預緊和防松、常用防松方法及防松零件；(5)掌握單個螺栓的受力分析和強度校核計算；(6)了解提高螺栓連接強度的措施；(7)掌握平鍵的選用和強度計算方法；

(8)了解花鍵連接、銷連接的結構和特點。

作業：

(p161)10-2, 10-14 第11章 齒輪傳動

? 作用、要求 ? 分類

按裝置型式分、按齒面硬度分、按精度等級分

? 本章內容：著重介紹標準齒輪傳動的強度計算 §11-1 輪齒的失效形式 §11-2 齒輪材料及熱處理 §11-3 齒輪傳動的精度

§11-4 直齒圓柱齒輪傳動的作用力及計算載荷 §11-5 直齒圓柱齒輪傳動的齒面接觸強度計算 §11-6 直齒圓柱齒輪傳動的輪齒彎曲強度計算 §11-7 設計圓柱齒輪時材料和參數的選取 §11-8 斜齒圓柱齒輪傳動 §11-9 直齒錐齒輪傳動 §11-10 齒輪的構造

§11-11 齒輪傳動的潤滑和效率 §11-12 圓弧齒輪傳動簡介

§11-1 輪齒的失效形式

? 失效形式： ? 輪齒折斷

折斷部位、折斷形式、折斷原因 齒根彎曲應力σF 的性質 提高齒根彎曲強度的措施 ? 齒面點蝕

點蝕最先出現在靠近節線的齒根面上。齒面接觸應力σH 的性質 齒面點蝕的形成原因

提高齒面接觸強度的措施

軟齒面（HBS≤350）的閉式齒輪傳動的主要失效形式是齒面點蝕 ? 齒面膠合--材料的轉移

形態、提高齒面抗膠合能力的措施 ? 齒面磨損--材料的喪失

開式齒輪傳動的主要失效形式是齒面磨損。措施

? 齒面塑性變形--材料的塑性流動

產生原因、形態（主凹從凸）措施

? 計算準則（設計準則）

§11-2 齒輪材料及熱處理

? 常用齒輪材料

優質碳素鋼、合金結構鋼、鑄鋼、鑄鐵 ? 熱處理方法

表面淬火、滲碳淬火、調質、正火、滲氮 軟齒面、硬齒面

常用的齒輪材料及其力學性能見表11-1

§11-3 齒輪傳動的精度

運動精度：反映傳遞運動的準確性平穩性精度：傳動的平穩性 接觸精度：載荷分布的均勻性

國標GB10095-88給齒輪副規定了12個精度等級。其中1級最高，12級最低，常用的為6--9級精度。

§11-4 直齒圓柱齒輪傳動的作用力及計算載荷

一、輪齒上的作用力

圓周力、徑向力、法向力的大小和方向確定 小齒輪上的轉矩

二、計算載荷

名義載荷、載荷系數

§11-5 直齒圓柱齒輪傳動的齒面接觸強度計算

理論依據是兩平行圓柱體的接觸應力理論：赫茲公式

實驗表明：齒根部分靠近節點處最容易發生點蝕，故取節點處的應力作為計算依據。? 齒面接觸應力的推導 ? 齒面接觸強度計算

校核式、設計式：齒寬系數、許用接觸應力等 齒面接觸強度取決于小輪分度圓直徑的大小。

§11-6 直齒圓柱齒輪傳動的輪齒彎曲強度計算

假定載荷僅由一對輪齒承擔，按懸臂梁計算。齒頂嚙合時，彎矩達最大值。? 危險截面

? 齒頂受力分析 ? 齒根彎曲應力

齒形系數、應力集中系數 ? 齒根彎曲疲勞強度驗算公式

許用彎曲應力（輪齒單側、雙側工作）? 齒根彎曲疲勞強度設計公式

齒根彎曲疲勞強度取決于模數的大小 對于動力齒輪傳動，模數m≥1.5 mm

對于開式齒輪傳動，應將模數m計算值放大10-15%, 再圓整為標準值

§11-7 設計圓柱齒輪時材料和參數的選取

一、材料

齒面硬，齒芯韌

二、主要參數

1、齒數比u

2、齒數z

3、齒寬系數和齒寬

漸開線標準直齒圓柱齒輪傳動設計示例

§11-8 斜齒圓柱齒輪傳動

一、輪齒上的作用力

圓周力、軸向力、徑向力、法向力的大小和方向確定

二、強度計算

1、齒面接觸疲勞強度計算

校核式、設計式；模數、螺旋角確定方法

2、輪齒彎曲疲勞強度計算 校核式、設計式

§11-9 直齒錐齒輪傳動

一、輪齒上的作用力

假設力集中作用在輪齒中點節圓（標準齒輪節圓錐與分度圓錐重合）處。

圓周力、徑向力、軸向力、法向力的大小和方向確定

二、強度計算

近似認為，一對直齒圓錐齒輪傳動和位于齒寬中點的一對當量圓柱齒輪傳動的強度相等。

1、齒面接觸疲勞強度計算

校核式、設計式；模數、錐距確定方法

2、輪齒彎曲疲勞強度計算 校核式、設計式

§11-10 齒輪的構造

齒輪軸、實心齒輪、腹板式齒輪、輪輻式齒輪

§11-11 齒輪傳動的潤滑和效率

一、齒輪傳動的潤滑 開式齒輪、閉式齒輪傳動

1、潤滑油牌號的選擇

2、潤滑油粘度的選擇

開式齒輪、閉式齒輪傳動

二、齒輪傳動的效率 齒輪傳動的損耗

齒輪傳動的平均效率

§11-12 圓弧齒輪傳動簡介* 本章基本要求

(1)掌握齒輪傳動的主要失效形式、失效原因、失效部位、避免或減輕失效的措施；掌握針對不同失效形式的設計準則；(2)了解齒輪材料及熱處理方法；(3)了解齒輪傳動的精度；

(4)掌握漸開線直齒、斜齒、圓柱齒輪傳動和直齒圓錐齒輪傳動的受力分析、強度計算方法；能夠正確設計齒輪傳動；

(5)了解齒輪的主要結構形式、潤滑方式及傳動效率。

重點：

漸開線齒輪傳動失效形式、材料選擇、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。

作業：

3、11-9(p187)第13章 帶傳動和鏈傳動

? 本章內容：

§13-1 帶傳動的類型和應用 §13-2 帶傳動的受力分析 §13-3 帶的應力分析

§13-4 帶傳動的彈性滑動和傳動比 §13-5 V帶傳動的計算 §13-6 V帶輪的結構 §13-7 同步帶傳動簡介

§13-8 鏈傳動的特點和應用 §13-9 鏈條和鏈輪

§13-10 鏈傳動的運動分析和受力分析 §13-11 鏈傳動的主要參數及其選擇 §13-12 滾子鏈傳動的計算 §13-12 滾子鏈傳動的計算 §13-13 鏈傳動的潤滑和布置

§13-1 帶傳動的類型和應用

? ? ? ? ? ? ? ? 帶傳動的組成 工作原理

帶傳動的類型

帶傳動的幾何關系

中心距a、包角α、帶長 帶傳動的張緊方法

調整中心距、采用張緊輪、自動張緊 帶傳動的優點 帶傳動的缺點 應用

§13-2 帶傳動的受力分析

一、初拉力F0、緊邊拉力F1、松邊拉力F2和有效拉力F ? 靜止時的受力分析 ? 傳動時的受力分析

二、最大有效拉力和打滑 ? 打滑現象及帶來的危害 ? 最大有效拉力的推導

撓性體（柔韌體）摩擦的基本公式(歐拉公式)? 最大有效拉力的主要影響因素

帶與輪面間的打滑現象最先發生在帶與小帶輪輪面接觸弧上。? 避免打滑的條件平帶、V帶受力分析

? V帶傳動的最大有效拉力Fec §13-3 帶的應力分析

1.緊邊和松邊拉力產生的拉應力 2.離心力產生的拉應力 3.彎曲應力

4.應力分布及最大應力

最大應力σmax出現在緊邊與小輪的接觸處。5.作用在軸上的力

§13-4 帶傳動的彈性滑動和傳動比

? 彈性滑動產生的原因分析 滑動率

帶傳動的傳動比

§13-5 V帶傳動的計算

一、V帶的規格

? 組成、節線、節面

? 普通V帶和窄V帶的標準化 ? 基準直徑d ? 基準長度Ld

二、單根普通V帶的許用功率

? 主要失效形式及設計準則

? 單根帶所能傳遞的有效拉力、傳遞的功率 ? 實際條件下單根V帶所能傳遞的功率

三、V帶的型號和根數的確定 計算功率、選型圖

四、主要參數的選擇 1.帶輪直徑與帶速

2.中心距、帶長和包角 3.初拉力

4.作用在帶輪軸上的壓力FQ

帶傳動設計的步驟及示例

§13-6 V帶輪的結構

? V帶輪的輪槽尺寸

? 帶輪的結構 ：實心式、腹板式、輪輻式 §13-7 同步帶傳動簡介* §13-8 鏈傳動的特點和應用

組成及作用、優缺點、應用 §13-9 鏈條和鏈輪

一、鏈條

? 類型：滾子鏈、齒形鏈 ? 滾子鏈的組成 ? 鏈條材料

? 鏈條的主要參數：

節距p 結構類型：單排鏈和多排鏈。鏈節數Lp

二、鏈輪

? 標準參數

? 鏈輪主要尺寸計算公式 ? 端面齒形和軸面齒形

? 鏈輪的結構：實心式、孔板式、組合式 §13-10 鏈傳動的運動分析和受力分析

一、鏈傳動的運動分析

鏈條的平均線速度、平均傳動比、分度圓瞬時線速度、瞬時鏈速、相位角 鏈傳動在工作時，瞬時傳動比是周期性變化的！

瞬時傳動比恒定的特例：只有z1=z2,且傳動中心距為鏈節距的整數倍時，i≡1 ? 鏈傳動的多邊形效應（運動不均勻性）? 多邊形效應的主要影響因素

二、鏈傳動的受力分析

圓周力、離心拉力、懸垂拉力

緊邊拉力、松邊拉力、鏈作用在軸上的壓力

§13-11 鏈傳動的主要參數及其選擇

一、鏈輪齒數

小鏈輪齒數 z1、大鏈輪齒數 z2（z2 ≤ 120）限制大鏈輪齒數的上限的原因分析

跳齒和脫鏈現象最先發生在大鏈輪輪齒上。

二、鏈節距p

三、中心距a及鏈節數Lp

§13-12 滾子鏈傳動的計算

一、失效形式

二、功率曲線圖 設計準則

特定條件下A系列滾子鏈所能傳遞的功率P0 實際條件與特定條件不同時，應對P0進行修正。鏈號的確定

鏈條的靜力強度校核 §13-13 鏈傳動的潤滑和布置

一、鏈傳動的潤滑 潤滑方式 潤滑油牌號

二、鏈傳動的布置

三、張緊裝置

本章基本要求：

1)了解帶、鏈傳動的工作原理、特點及使用場合；

2)了解V帶和滾子鏈的標準、規格，以及帶輪、鏈輪的結構特點；

3)理解帶傳動的彈性滑動特性、受力分析，掌握V帶傳動的設計計算方法； 4)掌握鏈傳動的運動特點，掌握滾子鏈傳動的設計計算方法； 5)了解帶、鏈傳動的布置、張緊及鏈傳動的潤滑方式。

作業：

13-6，13-11（p239）

第14章 軸

? 本章內容：

§14-1軸的功用和類型 §14-2軸的材料

§14-3軸的結構設計 §14-4軸的強度設計 §14-5軸的剛度設計

§14-6軸的臨界轉速的概念

§14-1軸的功用和類型

? 功用 ? 分類

按承受載荷的不同分:轉軸、傳動軸、心軸 按軸的形狀分：直軸、曲軸、撓性鋼絲軸

設計任務：選材、結構設計、強度和剛度設計、確定軸的結構形狀和尺寸，必要時還要考慮振動穩定性。

§14-2軸的材料

? 常用材料：碳素鋼、合金鋼 ? 應用范圍 ? 軸的毛坯 §14-3軸的結構設計

? 設計任務：使軸的各部分具有合理的形狀和尺寸。? 主要要求 示例說明：

一、制造安裝要求

二、軸上零件的定位

軸肩或套筒

三、軸上零件的固定

? 軸向固定由軸肩、套筒、螺母或軸端擋圈、軸承端蓋來實現。軸肩的尺寸要求

? 周向固定大多采用鍵、花鍵、或過盈配合等聯接形式來實現。

鍵槽應設計成同一加工直線

四、軸的各段直徑和長度的確定

五、改善軸的受力狀況，減小應力集中

1.改善受力狀況 2.減小應力集中 軸系結構設計改錯示例 軸系結構設計示例

§14-4軸的強度設計

一、按扭轉強度計算

對于只傳遞扭轉的圓截面軸，扭轉強度條件設計公式 最小軸徑的估算

二、按彎扭合成強度計算 強度條件

折合系數的引入及其取值 設計公式

示例1：已知支點跨距、受力情況，計算某減速器輸出軸危險截面的直徑。按彎扭合成強度計算軸徑的一般步驟

§14-5軸的剛度設計* §14-6軸的臨界轉速的概念* 本章基本要求：

? ? ? ? 了解軸的功用和類型；

了解軸的常用材料及其性能； 掌握軸的結構設計要求和方法；

掌握軸的兩種強度計算方法，即按扭轉強度計算和按彎扭合成強度計算。

作業：

14-1(p251), 14-9(p252)第16章 滾動軸承

? 滾動軸承的組成 ? 各零件的作用

? 滾動副的材料要求 ? 優缺點

? 設計人員的主要任務是: 熟悉標準，正確選用。

? 本章內容：

§16-1 滾動軸承的基本類型和特點 §16-2 滾動軸承的代號

§16-3 滾動軸承的選擇計算 §16-4 滾動軸承的潤滑和密封 §16-5 滾動軸承的組合設計

§16-1 滾動軸承的基本類型和特點

? 接觸角及軸向承載能力 ? 滾動軸承類型

按所能承受的載荷方向分：向心軸承、推力軸承 按滾動體形狀分：球軸承、滾子軸承 滾動軸承的主要類型及特點（類型記憶口訣）? 幾點說明：

1.承載能力 2.極限轉速 3.角偏差

§16-2 滾動軸承的代號

1.前置代號----軸承分部件代號。

2.基本代號表示軸承的基本類型、結構和尺寸。

類型代號、尺寸系列代號、內徑代號

3.后置代號----用字母（或加數字）表示。

軸承內部結構常用代號、公差等級代號、（徑向）游隙代號 示例

§16-3 滾動軸承的選擇計算

一、失效形式

? 滾動體的受力分析

? 主要失效形式：疲勞破壞、永久變形 ? 滾動軸承的計算準則

二、軸承壽命

? 定義、可靠度、基本額定壽命 ? 基本額定動載荷 ? 軸承壽命計算

三、當量動載荷的計算 ? 定義及計算式

四、角接觸向心軸承軸向載荷的計算 ? 內部軸向力的計算

大小、方向確定

角接觸球軸承和圓錐滾子軸承的安裝方式：面對面、背靠背 ? 角接觸向心軸承軸向載荷的計算

兩軸承正裝、兩軸承反裝 結論：

? 被放松端軸承的軸向載荷=內部軸向力；

? 被壓緊端軸承的軸向載荷=其余軸向力的代數和

（本身除外，以被放松軸承內部軸向力方向為正方向計算）

五、滾動軸承的靜強度校核

基本額定靜載荷C0 當量靜載荷P0 軸承壽命計算示例

§16-4 滾動軸承的潤滑和密封

潤滑目的、密封目的

一、滾動軸承的潤滑

二、滾動承的密封

§16-5 滾動軸承的組合設計

滾動軸承組合設計的任務：

軸承的軸向位置固定、軸承與其他零件的配合、間隙的調整、裝拆、潤滑密封

一、軸承的固定 ? 兩端固定

結構特點及應用場合 ? 一端固定一端游動 結構特點及應用場合

常有的游動端軸承：深溝球軸承、圓柱滾子軸承

二、軸承組合的調整 1.軸承間隙的調整 2.軸承的預緊

3.軸承組合位置的調整

三、軸承組合的配合

四、軸承的拆裝

本章基本要求：

(1)掌握滾動軸承的基本結構和特點；(2)掌握滾動軸承的類型及類型的選擇；

(3)掌握滾動軸承的基本代號、精度等級代號；(4)了解滾動軸承的失效形式及設計準則；

(5)掌握滾動軸承的壽命、基本額定壽命、基本額定動載荷、當量動載荷等概念；(6)掌握滾動軸承的壽命計算；(7)理解滾動軸承的組合設計。

重點：

滾動軸承的基本代號、類型選擇、壽命計算和組合設計。

難點：

角接觸軸承的軸向載荷的計算和當量動載荷的計算。

作業：

16-1，16-6(p289)

第二篇：《機械設計基礎》教學大綱--05工業設計

《機械設計基礎》教學大綱

課程編號： 適用專業：工業設計（本科）專業 學時數：78(72+6)學分數：

執筆者：龔建春 編寫日期：2005年10月

一、課程的性質、教育目標及任務

《機械設計基礎》是高等學校工業設計專業一門技術基礎課，是培養學生了解和掌握機械基礎知識、具備機械設計初步能力的重要課程。本課程在教學內容方面應著重基本知識、基本理論和基本方法，在培養能力方面應著重設計構思和設計技能的基本訓練。

通過本課程的各個理論環節和實踐環節的教學，學生應能達到以下目標：

1、使學生明確機械設計在經濟建設中的重要作用和在機器設計中的重要地位；了解本課程的性質、特點、內容及與先修課程和后繼課程之間的關系；

2、熟悉常用機構的結構組成特點、運動特性和動力特性，初步掌握簡單機構的設計方法；

3、熟悉通用機械零件的類型、結構、特點、工作原理、應用場合、常用材料、有關標準和工藝要求；

4、掌握機械零件的失效形式和基本設計理論、設計要求、設計方法和設計步驟，綜合應用所學知識初步具備機械設計的能力。

本課程的主要任務是：

1、培養學生具有常用機構的結構組成、運動特性和機器動力學方面的基本知識；

2、培養學生具有通用零件的工作原理、特點和維護方面的基本知識；

3、使學生初步學會運用設計手冊對一般參數的通用零件和簡單傳動裝置進行設計；

4、培養學生初步具有分析機械零件失效的原因和提出改進措施的能力。

二、課程的教學內容和學時分配

（一）教學基本要求

1、要求掌握的基本知識: 機械設計一般知識、機械零件的主要類型、性能、結構特點、應用、材料和標準等。

2、要求掌握的基本理論和方法: 機械設計基本原則、機械零件的失效形式、工作能力計算準則、受力分析、應力分析和提高零件強度的措施。

（二）教學內容及重點

緒論（2學時）教學內容：

1、課程的性質和任務、研究的對象和內容；

2、本課程在教學中的地位；

3、機械、機器、機構、構件及零件（部件）的基本概念；

4、機械設計的基本要求和一般過程。教學要求：

1、了解本課程的性質、特點、機器設計的基本要求和一般過程。

第一章：平面機構的構成分析（4學時）教學內容：

1、運動副及其分類；

2、平面機構運動簡圖；

3、平面機構自由度的計算； 教學要求：

掌握運動副的分類及平面機構自由度的計算；了解機構運動簡圖的繪制方法；

第二章.機構的運動分析與磨擦、效率（4學時）

基本內容：

1、速度瞬心及其在機構速度分析上的應用；

2、摩擦機理與摩擦定律；

3、磨損：磨損類型，磨損過程，磨合；

4、潤滑：潤滑的分類，潤滑劑與添加劑，潤滑劑的粘度；

5、運動副的效率。

教學要求：

1、掌握機構速度分析的方法；

2、理解磨擦機理，了解磨損的類型及其過程；

3、了解潤滑的分類；

4、掌握運動副的效率。

第三章：平面連桿機構（4學時講授，2學時實驗）

教學內容：

1、鉸鏈四桿機構的基本形式和特性；

2、鉸鏈四桿機構的曲柄存在條件；

3、鉸鏈四桿機構的演化；

4、鉸鏈四桿機構的的設計。教學要求：

1、了解四桿機構的類型和演化；

2、掌握有關四桿機構的基本知識；

3、理解四桿機構的作圖法設計；

4、了解四桿機構解析法設計原理。附實驗

1、機構運動簡圖測繪：

內容：對實際的機械設備，由教師指定具體機構，學生自己動手繪制運動 簡圖，并計算自由度。

目的：掌握正確繪制機構運動簡圖的方法、技能。要求：①會把實際機械的聯接抽象成簡單的運動符號。

②能對機構運動簡圖做自由度計算，并判別機構是否有確定的運動。

第四章： 凸輪機構（4學時）教學內容：

1、凸輪機構的應用和類型；

2、從動件的常用運動規律；

3、圖解法設計凸輪輪廓；

4、解析法設計凸輪輪廓；

5、設計凸輪機構應注意的問題。教學要求：

1、了解凸輪機構的類型和特點；

2、掌握凸輪輪廓線的作圖法設計；

3、了解解析法設計原理；

4、理解從動件常用運動規律及其選擇原則。

第五章： 齒輪機構（8學時講授，2學時實驗）教學內容：

1、齒輪機構的特點和類型；

2、齒廓嚙合基本定律；

3、漸開線齒廓；

4、齒輪各部分名稱及漸開線標準齒輪的基本尺寸；

5、漸開線標準齒輪的嚙合；

6、漸開線齒輪的切齒原理；

7、根切現象、最少齒數及變位齒輪；

8、平行軸斜齒齒輪機構；

9、圓錐齒輪機構。教學要求：

1、掌握直齒圓柱齒輪傳動的嚙合特性及尺寸計算；

2、理解齒廓嚙合基本定律及斜齒輪機構的特點；

3、了解根切原理及變位齒輪等概念；

4、了解圓錐齒輪的特點。

附實驗

2、漸開線圓柱齒輪范成實驗：

內容：學生用漸開線齒廓范成儀，模擬范成法切制漸開線齒輪的加工過程，并對有關齒輪參數進行計算。

目的：①了解范成法切制漸開線齒輪的原理。②了解齒輪根切現象。

要求：能用變位方法來避免根切現象。

第六章 ：輪系（2學時）教學內容：

1、輪系的類型；

2、定軸輪系及其傳動比；

3、周轉輪系及其傳動比；

4、混合輪系及其傳動比；

5、輪系的應用。教學要求：

1、了解輪系的功用；

2、掌握各種輪系傳動比的計算方法。

第七章： 其它常用機構（2學時）教學內容：

1、棘輪機構；

2、槽輪機構；

3、不完全齒輪機構；

4、凸輪間歇運動機構；

5、組合機構。

教學要求：了解其它常用機構的組成、特點及設計要求。

第八章： 回轉件的平衡（2學時）教學內容：

1、回轉件平衡的目的；

2、回轉件的平衡計算；

3、回轉件的平衡試驗。教學要求：

1、掌握回轉體平衡的計算方法；

2、理解回轉體平衡實驗原理。

第九章： 機械零件設計概論（4學時）教學內容：

1、機械零件設計概述；

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、機械制造常用材料及其選擇；

6、機械零件的工藝性和標準化。教學要求：

1、理解機械零件設計的基本要求、機械零件的工作能力和計算準則、機械其標準的意義。

2、理解零件設計有關強度、剛度計算公式；

3、了解機械零件的結構工藝性及其標準的意義。

第十章： 聯接（4學時）教學內容：

1、螺紋參數；

2、螺紋副的受力分析、效率和自鎖；

3、機械制造常用螺紋；

4、螺紋聯接的基本類型和螺紋緊固件；

5、螺紋聯接的預緊和防松；

6、螺栓聯接的強度計算；

7、螺栓的材料和許用應力；

8、提高螺栓聯接強度的措施；

9、鍵聯接和花鍵聯接；

10、銷聯接。教學要求：

1、掌握螺紋聯接的受力分析和強度計算方法；

2、了解螺紋聯接的類型和特點；

3、掌握鍵聯接的類型及選擇計算；

4、了解花鍵聯接、銷聯接的特點。

第十一章： 帶傳動及鏈傳動（6學時）教學內容：

1、帶傳動的類型和應用；

2、帶傳動的受力分析；

3、帶的應力分析；

4、帶傳動的彈性滑動和傳動比；

5、普通V帶傳動的計算；

6、V帶輪的結構；

7、傳動用滾子鏈、鏈輪；

8、鏈傳動的運動特性；

9、滾子鏈傳動的設計；

10、鏈傳動的布置、張緊和潤滑。教學要求：

1、了解帶傳動的特點及使用場合；

2、理解帶傳動彈性滑動特性，帶傳動的受力分析和運動分析；

3、掌握帶傳動的設計方法及各項參數的選擇原則；

4、了解滾子鏈的規格及標識；

5、理解鏈傳動的運動不均勻性。

6、了解鏈傳動的布置、張緊和潤滑方式。

第十二章： 齒輪傳動（6學時）教學內容：

1、輪齒的失效形式；

2、齒輪材料及熱處理；

3、齒輪傳動的精度；

4、直齒圓柱齒輪傳動的作用力及計算載荷；

5、直齒圓柱齒輪傳動的齒面接觸強度計算和齒根彎曲疲勞強度計算；

6、斜齒圓柱齒輪傳動；

7、直齒圓錐齒輪傳動；

8、齒輪的構造；

9、齒輪傳動的潤滑和效率。教學要求：

1、掌握直齒圓柱齒輪、斜齒圓柱齒輪及圓錐齒輪的受力分析方法；

2、掌握直齒圓柱齒輪強度計算過程及各基本參數選擇的基本要求。附實驗3：齒輪參數的測定

內容、目的：通過對模數制正常齒漸開線直齒圓柱齒輪的測繪（如公法線長度、齒頂圓直徑、齒根圓直徑等），計算并確定齒輪的基本參數（模數、壓力角、基節等），同時了解測量量具的使用方法。

第十三章： 蝸桿傳動（4學時）教學內容：

1、蝸桿傳動的特點和類型；

2、蝸桿傳動的主要參數和幾何尺寸；

3、蝸桿傳動的失效形式、材料和結構；

4、蝸桿傳動的受力分析；

5、蝸桿傳動的強度計算；

6、蝸桿傳動的效率、潤滑和熱平衡計算。教學要求：

1、理解蝸桿傳動的特點和失效形式、熱平衡的條件和計算方法；

2、掌握蝸桿傳動的受力分析方法。

第十四章：軸（4學時）教學內容：

1、軸的功用和類型；

2、軸的材料；

3、軸的結構設計；

4、軸的強度計算。教學要求：

1、掌握軸的結構設計原則；

2、理解軸的強度計算方法。

第十五章：滑動軸承（4學時）教學內容：

1、滑動軸承的結構形式；

2、軸瓦及軸承襯材料；

3、非液體摩擦滑動軸承的計算；

4、動壓潤滑的形成原理。教學要求：

1、理解滑動軸承的特點和適用場合；

2、掌握非液體摩擦滑動軸承的計算方法；

3、了解動壓油膜形成的機理。

第十六章：滾動軸承（6學時）教學內容：

1、滾動軸承的基本類型和特點；

2、滾動軸承的代號；

3、滾動軸承的失效形式劑選擇計算；

4、滾動軸承的潤滑和密封；

5、滾動軸承的組合設計。教學要求：

1、掌握滾動軸承的類型、代號及尺寸選擇計算；

2、理解軸承壽命計算方法；

3、理解軸承裝置的設計方法。

第十七章：聯軸器、離合器和制動器（2學時）教學內容：

1、聯軸器、離合器的類型和特點；

2、固定式剛性聯軸器；

3、可移式剛性聯軸器；

4、彈性聯軸器；

5、牙嵌離合器；

6、圓盤摩擦離合器；

7、磁粉離合器定向離合器；

8、制動器

教學要求：了解聯軸器和離合器的類型、特點、應用場合及選擇計算。

三、課程教學的基本要求

1、本課程以課堂講授、課程設計、實驗相結合的方式進行教學。實驗是本課程的重要實踐性環節，通過實驗，學生應掌握典型的機械原理和機械零件實驗的基本方法，要求學生親自動手，并認真完成實驗報告。

2、課外作業與電化教學 作業習題內容要多樣化，要有典型性、代表性，要能達到鞏固理論，掌握基本計算方法，提高分析和解決問題的能力、熟悉標準、規范的作用。學生必須獨立按時完成作業，除教材外，教師應給學生指定相關參考書，以拓寬學生知識面。

根據教育發展的趨勢和教學教改的要求，要積極開展電化教學，充分利用演示、幻燈、投影、CAI等現代化教學手段，提高教學效果和課堂效率。

3、課程設計

課程設計是對本課程及先修課程知識的綜合運用，是培養學生設計能力的重要環節。每個學生必須獨立完成課程設計。設計題目一般為機械傳動裝置。課程設計用時3周，其基本要求及安排詳見《機械設計課程設計教學大綱》。

四、本課程與其它課程的聯系與分工

本課程的先修課程是：《機械制圖》；《工程力學》；《AutoCAD》；《公差及技術測量》等。

五、建議教材及教學參考書

1、楊可楨主編，機械設計基礎，高等教育出版社，2000

2、朱家誠，王純賢主編，機械設計基礎，合肥工業大學出版社，2003

3、程光蘊主編，機械設計基礎學習指導書（第三版），高等教育出版社，1996

4、楊可楨，程光蘊主編，機械設計基礎.(第4版)，高等教育出版社，1999

5、吳瑞祥，王之櫟，郭衛東，劉靜華主編，機械設計基礎（下冊），北京航空航天大學出版社，2005

6、申永勝主編，機械原理教程，清華大學出版社，1999

7、龔桂義主編，課程設計圖冊（第3版），高等教育出版社，1989

8、攀枝花大學機械工程系教改教材編寫組編，機械設計實驗指導書，1999

第三篇：講課提綱

抓好基層社會服務管理體系建設

長子縣 霍華琴 講課提綱

一、介紹基層社會服務管理體系建設

1、村級社會服務管理中心建設

村級社會服務管理中心由支村兩委推薦、群眾代表選舉產生網格長，在支村兩委領導下，具體負責本村矛盾排查調處、合同管理、宅基地管理、民事代辦、紅白事服務等各類社會服務管理工作。

2、鄉級社會服務管理中心建設

鄉鎮社會服務管理中心下設綜治辦、便民服務大廳、矛盾糾紛調解室，指導和幫助解決村級社會服務管理中心難以解決的問題。

3、縣級是服務管理指導中心建設

整合信訪接待、矛盾調處、勞動仲裁等部門職能，建立縣級社會服務管理指導中心。

二、介紹專調、聯調和職能下沉

1、專職調解員隊伍建設

組建專職聯調隊伍，從事矛盾糾紛排查化解，使各類矛盾發現于早，化解于小。

2、聯調工作的開展

實現三縱三橫無縫隙聯調格局。

3、職能下沉

將與群眾利益密切相關的職能下沉到鄉鎮和農村。

三、抓好基層社會服務管理體系建設幾點建議

1、信息化支撐

2、財力保障

3、科學考核評價

第四篇：工業設計專業“機械設計基礎”課程教學創新與探索

工業設計專業“機械設計基礎”課程教學創新與探索

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本文僅供學術參考，嚴謹轉載，否則后果自負 本文引用《大眾文藝》

摘要：本文針對工業設計專業體系下“機械設計基礎”課程基礎教學中，所暴露的講授內容與社會需求脫節，學生對知識點理解相對困難等問題進行探討，對“十二五”規劃中“文化創新”的指導思想下如何通過教學模式的創新，如教材選用創新、教學體驗創新和課程考核模式創新等方式，使該課程的教學實踐符合新形勢的專業人才培養模式。

關鍵詞：工業設計；教材選用創新；教學體驗創新；考核模式創新

前言從1982年我國在高校中開辦工業設計專業教育至今，各高

校在學科建設的實踐和摸索中不斷完善和發展，由于多數高校在辦學過程中主要通過借鑒其他院校經驗和模式，所開設的專業課程框架大同小異，在工業設計專業下均開設有“機械設計基礎”

（部分學校設為“工業設計工程基礎”）課程，旨在解決產品設計過程中的結構問題，這是將設計概念轉換為實際產品的關鍵，然而在實際的教學環境中，由于課程的特殊性和傳統教學偏于工科的理論講授，往往使得該課程與專業框架下其他課程脫節，孤立的知識點和抽象的概念使學生對產品設計中的工程問題很難形成全面系統的認識，造成對自身能力的不自信甚至對專業的反感。在這樣的背景下，需要我們對工業設計專業“機械設計基礎”課程現有的教學模式和課程設置進行有針對性的創新調整，以符合工業設計專業人才培養和專業的長遠發展需求。

一、“機械設計基礎”的課程現狀分析

“機械設計基礎（或工業設計工程基礎）”課程是我國絕大多數高校工業設計專業的必修課程，主要針對產品設計過程中產品的結構形式、受力特點、能量傳動、機構原理及零部件間的聯接問題展開學習與討論，是產品設計中將概念轉換為實際可加工可使用的產品的關鍵，這方面的技能也是本專業畢業生進入工作崗位時生產企業所關注的，因此該類工程類課程的開設，為培養適應社會需要的畢業生是很有必要的。

然而之所以會造成知識點的教學與實際應用的脫節，主要原因在于專業起步較晚，在課程設置方面缺乏全面的思考：在實際的教學過程中，由于該課程早期的教材編著者主要以機械學領域的專家為主，內容上往往以工業設計專業學生很少接觸到的鉆床、內燃機、牛頭刨床等工程機械為案例，加上部分任課教師對該課程的經驗和理解不足，不能將這些機構原理與產品設計相結合，依然以傳統工科模式進行照搬和對機械類教材內容的簡單刪減，導致該課程的教學常以理論灌輸和公式推導為主，對于非機械類專業的學生在認知和理解上有很大的障礙，尤其是以文科高考入學的藝術類學生更是覺得抽象、空洞，無法轉換為學生的知識構架，更無法與實際生產相接軌。

在國家“十二五”規劃中，提出“產業結構創新”和“文化創新”的指導思想，對于新形勢下的工業設計教學模式，值得我們在工業設計創新人才培養方面對“機械設計基礎”課程的教學方法進行深層的反思與創新實踐。

二、教學形式的創新探討

作為工業設計教學，其核心本質是讓學生掌握產品設計的方法和在設計過程中應該考慮到的各方面知識，“機械設計基礎”課程的開設，主要目的在于解決產品設計中的結構問題，其本質核心是為產品設計服務。在教學過程中，應該打破對以工程機械為背景的現行教材進行知識點簡單刪減的傳統模式，從教材選用、教學體驗和課程考核方式等方面圍繞產品設計相關內容展開創新探索。更多文學期刊到天天期刊網

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1.教材選用創新各大高校在專業辦學中專業方向劃分越來越細，傳統教學經驗中所選用的《機械設計》《機械設計基礎（非機類）》等教材涵蓋比較籠統，以包裝機械、工程機械為主的案例不利于工業設計專業學生的理解。

各院校專業培養方向不一樣，“放之四海而皆準”的教材是不現實的，在尊重工業設計專業教學的早期工作者對該專業所做出貢獻的同時，對于課程教材的選用，應該考慮與專業實際相結合，選擇更有針對性的教材或參考書目，如更側重于產品覆蓋件的構造形式、聯接方式及產品（工作過程中的）運動機構特征等，教材中的案例應該更多地結合學生在日常生活中所看得見、摸的著的產品，如對于在機構原理中，凸輪機構的案例，可以列舉飲水機、按摩椅等實際案例等。

在目前合適教材有限的情況下，任課教師可以考慮提取該課程所需傳授的知識框架，備課過程中搜集相關案例，對學生進行講解分析，這種形式比較傳統教材，更為直觀，容易理解。

2.教學體驗創新如本文第一節所描述，傳統的“機械設計基礎”課程的教學

中，很多院校采取將課程劃撥到其他工科院系或者外聘任課教師的方式，教學模式以沿襲工科機械類課程中“理論教學”加“應用題解答”為主，往往導致該課程知識框架孤立，缺乏實踐的引導，學生的學習能動性和積極性相對較低，也無法通過課堂學到有實踐意義的知識。

工業設計專業學生的培養，主要是對外觀造型的設計與工程結構的學習，對于產品（機械）內部工作原理層面的知識點的背誦和計算題、應用題的解答均不是培養重點。因此在教學過程中，應該將多媒體教學體驗放在首位，通過產品圖片、動畫視頻以及拆卸一些實際產品直觀的體現，讓學生結合書本上所描述知識點進行消化理解。

以重慶師范大學美術學院工業設計專業在學習“機械聯接”相關知識的教學實踐為例，為加深學生對卡口、螺紋等聯接形式的認識，并學會在設計實踐運用，近兩年的教學中，采取理論教學梳理后，讓學生對一些廢棄電子產品進行拆卸、繪制爆炸圖，并在保留原電子產品電路板的前提下，對該產品的外觀進行重新設計：學生在拆卸和繪圖過程中，是對理論教學的實踐驗證，也是一個對知識點的鞏固理解過程；在后期的再設計中，考慮產品的聯接問題，是對所學知識的實踐運用。通過動手實踐，擺脫了傳統枯燥的教學模式，也培養了學生通過探索發現和解決問題的能力。同時對于學生今后就業實踐，有一定的指導作用。

3.考核方式創新課程的考核，其主要目的是對所學知識的一種檢驗，工業設

計專業開設“機械設計基礎”課程，其目的不是在于培養會對機械公式進行推導，會計算齒輪傳動比、凸輪輪廓拋物線的“機械設計師”。對于課程的考核形式，若任然停留在以傳統的試卷為主要形式，往往會造成學生為應付考試而機械地背誦書本上的文字及公式的推導，而考試之后卻很容易忘記，不僅無法刺激學生的創造性，同時在今后工作過程中如何合理運用相關知識，都起不到任何幫助。

工業設計專業“機械設計基礎”課程的考核，不應該停留在“考試課”或者“考查課”上的爭論，而應該結合專業實際，以及對今后產品設計相關課程學習的支撐，從“如何利用所學知識結構，合理解決實際問題”的角度，對學生的學習情況進行客觀合理的考核。考核方式的創新，可以考慮以命名一設計課題的形式展開，學生著重考慮如何解決課題中的產品結構及功能問題。如要求學生通過所學知識對酒瓶進行設計，要求在設計中考慮酒瓶的防漏問題；通過聯接知識設計可便攜的折疊式床墊；利用聯動原理，設計趣味兒童玩具等。這是對學生“學習能力”與“應用能力”的綜合考核，既回避了學生對考試的恐懼心理，也讓學生在實踐中，將所學知識進行重新歸納與整理，這些知識框架對他們今后的工作實踐，有很強的指導作用。

當前國家和地方政府大力倡導自主創新，對工業設計的人才培養提出了新的要求，工業設計專業“機械設計基礎”課程的教學，應該從學生特點、人才培養計劃及地方區域規劃特色出發，打破傳統理工科理論教學模式，有針對性地對教材選用、教學體驗模式及考核方式進行合理創新與嘗試，以培養符合區域經濟需求的人才。工業設計的教學任重而道遠，需要在創新實踐與總結

中，不斷完善發展。

參考文獻：[1]葉丹，孔敏.產品構造原理[M].北京：機械工業出版社.2009

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[3]何人可.工業設計史[M].北京：高等教育出版社.2004（第三版）

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[5]張憲榮.工業設計理念與方法[M].北京：北京理工大學出版社.2005

[6]李樂山.工業設計思想基礎[M].北京:中國建筑工業出版社，2000

[7]趙德成.產品造型設計——從形態的概念設計到實現[M].北京：海洋出版社.2010

[8]張春林，曲繼芳，張美麟.機械創新設計[M].北京:機械工業出版社，2004

第五篇：機械設計基礎練習題[模版]

機械設計基礎 練習題

一、單項選擇題

1、若機構由n個活動構件組成，則機構自由度為（）。A、>3n

B、=3n

C、<3n

2、為使機構順利通過死點，常采用在高速軸上裝什么輪增大慣性？（）A、齒輪 B、飛輪 C、凸輪

3、當曲柄為原動件時，下述哪種機構具有急回特性？（）

A、平行雙曲柄機構 B、對心曲柄滑塊機構 C、擺動導桿機構

4、凸輪機構中，從動件在推程按等速運動規律上升時，在何處發生剛性沖擊？()A、推程開始點 B、推程結束點 C、推程開始點和結束點

5、帶傳動的中心距過大將會引起什么不良后果？（）A、帶產生抖動 B、帶易磨損 C、帶易疲勞斷裂

6、漸開線在基圓上的壓力角?為多大？（）A、0° B、20° C、90°

7、蝸桿傳動傳動比的正確計算公式為（）。A、i12?z2z1 B、i12?d2d1 C、i12?d1d2

8、經校核，平鍵聯接強度不夠時，可采用下列措施中的幾種?①適當地增加輪轂及鍵的長度；②改變鍵的材料；③增大軸的直徑，重新選鍵；④配置雙鍵或選用花鍵。（）A、采用①、②、④之一 B、采用②、③、④之一 C、采用①、③、④之一

9、齒輪減速器的箱體與箱蓋用螺紋聯接，箱體被聯接處的厚度不太大，且需經常拆裝，一般宜選用什么聯接?（）

A、螺栓聯接 B、螺釘聯接 C、雙頭螺柱聯接

10、剛性聯軸器和彈性聯軸器的主要區別是什么?（）A、性聯軸器內有彈性元件，而剛性聯軸器內則沒有 B、性聯軸器能補償兩軸較大的偏移，而剛性聯軸器不能補償 C、性聯軸器過載時打滑，而剛性聯軸器不能 11.圖1機構中有（）虛約束。A、1個 B、2個 C、3個

12.圖2機構要有確定運動，需要有()原動件。A、1個 B、2個 C、3個

13.一定型號的三角帶傳動，若小帶輪直徑一定，增大其傳動比，則帶饒過大帶輪上的彎曲應力（）。

A、減小 B、增大 C、不變

14.在雙曲柄機構中，已知三桿長度為 a=80mm,b=150mm,c=120mm,則d 桿長度為（）。A、＜110mm B、110mm≤d≤190mm C、≥190mm 15.曲柄搖桿機構中，曲柄為主動件時，（）死點位置。A、曲柄與連桿共線時為 B、搖桿與連桿共線時為 C、不存在 16.凸輪機構中，基圓半徑是指凸輪轉動中心到（）半徑。A、理論輪廓線上的最大 B、實際輪廓線上的最大 C、實際輪廓線上的最小

17.凸輪機構中的壓力角是指（）間的夾角。A、凸輪上接觸點的法線與從動件的運動方向 B、凸輪上接觸點的法線與該點線速度 C、輪上接觸點的切線與從動件的運動方向 18.緊鍵聯接主要是使軸與輪轂之間（）。

A、沿軸向固定并傳遞軸向力 B、沿軸向可作相對滑動并具有作用 C、沿周向固定并傳遞扭矩

19.普通平鍵聯接傳遞動力是靠（）。A、兩側面的摩擦力 B、兩側面的擠壓力 C、上下面的擠壓力

20.設計鍵聯接的幾項主要內容是：a、按輪轂長度選擇鍵的長度；b、按要求選擇鍵類型；c、按內徑選擇鍵的剖面尺寸；d、進行必要強度校核。具體設計時一般順序為（）。A、b-a-c-d B、b-c-a-d C、a-c-b-d 21.平鍵聯接能傳遞的最大扭矩為T，現要傳遞的扭矩為1.5T，則應（）。A、把鍵長增大到1.5倍 B、把鍵寬增大到1.5倍 C、安裝一對平鍵

22.擰緊螺母時的功率主要與螺紋的（）有關。

A、升角和牙型角 B、線數 C、螺距和牙型角 23.螺紋聯接是一種（）。A、可拆聯接 B、不可拆聯接

C、具有防松裝置的為不可拆聯接，否則為可拆聯接

24.普通螺紋聯接中的松螺紋和緊螺紋聯接的主要區別是：松螺紋聯接的螺紋部分不承受（）的作用。

A、拉伸 B、扭轉 C、剪切

25.被聯接件受橫向外力時，如采用普通螺紋聯接，則螺栓可能失效的形式為（）。A、剪切與擠壓破壞 B、拉斷 C、拉扭斷裂

26.剛性凸緣聯軸器用四只鉸制孔螺栓聯接，螺栓中心的圓直徑D=200mm ,軸傳遞扭矩T=180N.m,則作用在每個螺栓上的力為（）。A、1800 B、240 C、450 27.三角帶傳動和平型帶傳動相比較，其主要優點是（）。A、在傳遞相同功率時，尺寸較小 B、傳動效率高 C、帶的價格便宜

28.標準三角帶型號的選定，取決于（）。A、傳遞的功率 B、帶的線速度 C、帶的圓周力

29.工作條件與型號一定的三角帶，其壽命隨小帶輪直徑的增大而（）。A、降低 B、增大 C、不變

30.帶傳動的中心距與小帶輪的直徑一致時，若增大傳動比，則小帶輪上的包角（）。A、減小 B、增大 C、不變

二、判斷題(對的打“√”，錯的打“×”)

1、所有構件一定都是由兩個以上零件組成的。（）

2、鉸鏈四桿機構中，傳動角γ越大，機構傳力性能越高。（）

3、凸輪機構中，從動件按等速運動規律運動時引起剛性沖擊。（）

4、V帶型號中，截面尺寸最小的是Z型。（）

5、定軸輪系的傳動比等于始末兩端齒輪齒數之反比。（）

6、在直齒圓柱齒輪傳動中，忽略齒面的摩擦力，則輪齒間受有圓周力、徑向力和軸向力三個力作用。（）

7、蝸桿傳動一般用于傳動大功率、大速比的場合。（）

8、設計鍵聯接時，鍵的截面尺寸通常根據傳遞轉矩的大小來選擇。（）

9、在螺紋聯接的結構設計中，通常要采用凸臺或魚眼坑作為螺栓頭和螺母的支承面，其目的是使螺栓免受彎曲和減小加工面。（）

10、在相同工作條件的同類型滾動軸承，通常尺寸越大，其壽命越長。（）

11、運動副是聯接，聯接也是運動副。（）

12、曲柄的極位夾角θ越大，機構的急回特性也越顯著。（）

13、在實際生產中，機構的“死點”位置對工作都是不利的，處處都要考慮克服。（）

14、分度圓上壓力角的變化，對齒廓的形狀有影響。（）

15、速比公式i12=n1/n2=Z2/Z1不論對齒輪傳動還是蝸桿傳動都成立。（）

16、機器是由機構組合而成的，機構的組合一定就是機器。（）

17、曲柄滑塊機構滑塊為主動時，有死點位置。（）

18、拉伸試驗一般在高溫、靜載荷條件下進行，實驗采用標準試件。（）

19、擺動導桿機構有急回特性。（）

20、m,d,?a*,c*都是標準的齒輪是標準齒輪。()

機械設計基礎 練習題參考答案

一、單項選擇題

1、C

2、B

3、C

4、C

5、A

6、A

7、A

8、C

9、A

10、A

11、A

12、A

13、A

14、B

15、C

16、C

17、A

18、C

19、B 20、B

21、C

22、A

23、A

24、B

25、B

26、C

27、B

28、A

29、B 30、A

二、判斷題(對的打“√”，錯的打“×”)

1、×

2、√

3、√

4、×

5、×

6、×

7、×

8、×

9、√

10、√

11、×

12、√

13、×

14、√

15、×

16、×

17、√

18、×

19、√ 20、×