第一篇：2012精密機械設計教學大綱

精密機械設計基礎教學大綱

一、課程名稱：精密機械設計基礎

二、課程代碼：12000535

三、課程英文名稱： Design of precision instrument Syllabus

四、課程負責人：劉京誠、陳小強

五、學時與學分：56學時，3.5學分

六、課程性質：必修課程

七、適用專業：工科本科測控儀器,光電信息工程等專業

八、選課對象：理、工、文各專業

九、預修課程：工程制圖

十、課程教材：裘祖榮主編.精密機械設計.北京：機械工業出版社，2008.十一、參考書目：

朱家誠.機械設計基礎.合肥:合肥工業大學出版社，2003.黃錫愷.機械原理.北京:人民教育出版社，1981.十二、開課單位：光電工程學院

十三、課程的性質、目的和任務：

精密機械設計是儀器儀表類專業的學科基礎課,主要研究精密機械中常用機構和常用的零、部件。從機構分析、功能、精度和性能等方面來研究這些機構和零、部件的工作原理、特點、應用范圍、選型、材料、精度以及一般設計計算的原則和方法。

本課程的主要任務：

1.使學生初步掌握常用的機械的結構分析、運動分析、動力分析及其設計方法。

2.教會學生掌握通用零、部件的工作原理、特點、選型及其計算方法，培養學生能運用所學基礎理論知識，解決精密機械零、部件的設計問題。

3.培養學生具有設計精密機械傳動和儀器機械結構的能力以及典型零、部件的精度分析的能力。

4.了解常用機構和零、部件的實驗研究方法；初步掌握某些零、部件的測試和結構分析能力。5.了解材料與熱處理、公差與配合方面的基本知識在工程設計中如何正確使用。

十四、課程基本要求： 1.緒論

了解精密機械設計課程的地位和作用以及本課程的性質、任務和內容。

知道設計精密機械時應滿足的基本要求，精密機械設計的一般步驟，零件的主要失效形式和計算準則以及載荷和應力的分類、靜壓力下零件的強度、交變壓力下零件的強度、許用應力和安全系數、疲勞強度、零件的剛度、零件特性的精度分析和誤差的估算的要點。

2.平面機構的結構分析 研究機構結構的目的。

機構的組成：構件、運動副、運動鏈、機構。機構運行簡圖。

平面機構的組成原理和結構分析。

3.平面連桿機構

平面連桿機構的應用及其設計的基本問題。鉸鏈四桿機構的基本型式及其演化。

平面四桿機構有曲柄的條件和幾個基本概念(壓力角和傳動角、行程速度變化系數、死點)。圖解法設計四桿機構。

解析法設計四桿機構：曲柄滑動機構、正弦、正切機構的傳動特性及其設計。

4.凸輪機構

凸輪機構的應用和分類。從動件常用運動規律。用作圖法設計平面凸輪輪廓。用解析法設計平面凸輪輪廓。凸輪機構基本尺寸的確定。

5.帶傳動

帶傳動的工作原理、特點和主要類型。

帶傳動的幾何關系、受力分析、應力分析和彈性打滑與滑動率。同步齒形傳動的特點和應用、構造和規格，同步齒形帶傳動的設計。其它帶傳動的簡介。

6.齒輪傳動

齒輪傳動的應用和分類。齒廓嚙合的基本定律。漸開線及其性質。

齒輪各部分的名稱、符號以及標準直齒輪幾何尺寸的計算。漸開線直齒圓柱齒輪傳動的嚙合過程和正確嚙合條件。漸開線直齒圓柱齒輪傳動的重疊系數。漸工線齒廓的切制原理、根切現象和最少齒數。變位齒輪傳動。

齒輪傳動的失效形式和計算準則。齒輪的材料和熱處理。

直齒圓柱齒輪傳動的計算：受力分析、計算載荷和強度計算簡介。

斜齒圓柱齒輪傳動、直齒圓錐齒輪傳動和蝸桿傳動的特點、正確嚙合條件、受力分析和計

算要點。

齒輪傳動鏈的設計：傳動型式的選擇、輪系傳動比計算和分配原則、齒數和模數的確定、齒輪傳動的精度、齒輪傳動的空回和齒輪傳動的結構設計。

7.螺旋傳動

螺旋傳動的工作原理和主要類型。

滑動螺旋傳動的計算：耐磨性計算；剛度計算；穩定性計算；驅動力矩；效率和自鎖?；瑒勇菪齻鲃拥脑O計：傳動型式的選擇；螺紋類型和主要參數的確定；影響傳動精度的因素及提高傳動精度的方法；影響空回的因素及消除空回的方法；螺旋副零件與移動件聯接方法。

滾珠螺旋傳動的特點。滾珠螺旋副的予緊。

滾珠螺旋的精度、代號和標記方法。靜壓螺旋傳動簡介。

8.軸、聯軸器、離合器

軸的應用和主要類型。軸的材料及其選擇。軸的結構設計。

軸的強度計算：按扭轉強度計算；按彎扭復合強度計算。軸的剛度計算：扭轉剛度計算；彎曲剛度計算。聯軸器、離合器的主要類型和應用。

固定式聯軸器；剛性可移式聯軸器；彈懷聯軸器的結構特點；離合器的結構特點。

9.支承

支承的組成和主要類型。

圓柱面滑動摩擦支承的結構、材料和潤滑。

圓柱面滑動摩擦支承的計算：壓強[p]和[pv]值的驗算；摩擦力矩的計算。其它型式滑動摩擦支承(頂尖、軸尖、球支承)簡介。標準滾動軸承的基本類型，結構特點，精度和代號。

滾動軸承滾動元件上的載荷分布；滾動軸承的失效形式和計算準則。滾動軸承額定動載荷計算；壽命和可靠性；額定動載荷；當量動載荷。滾動軸承額定靜載荷計算：額定靜載荷；當量靜載荷。滾動軸承摩擦力矩的計算。

滾動軸承組合結構設計：軸承的固定、配合和予緊；軸承的潤滑和密封。填入式滾動軸承的結構特點與應用，設計與計算要點。

精密軸系(圓柱形、圓錐形、滾珠填入式)的典型結構和影響其旋轉精度的主要因素。彈性摩擦支承，流體摩擦支承的工作原理和結構特點簡介。

10.導軌

導軌的類型及設計時應滿足的基本要求。

滑動摩擦導軌的基本型式、結構特點以及導軌間隙調整的方法。推力方向和作用點以及溫度的變化對導軌工作的影響。提高導軌耐磨性的方法。

導軌的材料和熱處理，提高導軌耐磨性的方法。滾動摩擦導軌的類型和結構特點。滾動導軌的予緊。滾動摩擦導軌結構尺寸的確定。

彈性摩擦導軌、靜壓導軌的工作原理和結構特點簡介。

11.彈性元件

彈性元件的應用和分類。

彈性元件的基本特性。影響基本特性的主要因素：幾何尺寸、彈性模量、彈性滯后和后效。彈性元件的剛度和柔度的概念。彈性元件的材料和熱處理。

螺旋彈簧的類型和應用，材料和許用應力。圓柱形拉、壓螺旋彈簧的結構、基本參數和特性線。圓柱形拉、壓螺旋彈簧的設計與計算。圓柱形扭轉螺旋彈簧的結構和計算要點。游絲的應用和材料，游絲的結構和設計方法。片簧的主要類型、用途和結構。

熱雙金屬彈簧工作原理、材料、用途和基本特性。壓力彈簧管、波紋管、膜片等彈性元件簡介。

12.聯接

聯接的應用與分類。

設計聯接時應滿足的基本要求。

機械零件聯接的形式：可拆聯接和永久聯接。

可拆聯接的主要類型(螺釘聯接和螺紋聯接、銷釘聯接、鍵聯接)及其應用。永久聯接的主要類型(鉚接、焊接、膠接、壓合、鑄合)及其應用。機械零件與光學零件聯接的特點和應滿足的基本要求。圓形光學零件的固緊方法和結構特點。非圓形光學零件的固緊方法和結構特點。

13.儀器常用裝置

微動裝置。限動器。減震器。

指針標尺示數裝置。14.實驗

百分表拆裝技能實踐。

減速器拆裝。

教學機器人機電系統分析。1mm高精度測長機觀察研究。

十五、課程描述： 1.緒論

了解精密機械設計課程的地位和作用以及本課程的性質、任務和內容。知道設計精密機械時應滿足的基本要求，精密機械設計的一般步驟，零件的主要失效形式和計算準則以及載荷和應力的分類、靜壓力下零件的強度、交變壓力下零件的強度、零件特性的精度分析和誤差的估算等要點。2.平面機構的結構分析

機構、運動副、平面機構運動簡圖、平面機構自由度及其計算、機構組成原理與結構分析。3.平面連桿機構

什么是平面四桿機構及其分類、平面四桿機構曲柄存在的條件和幾個基本概念(壓力角和傳動角、行程速度變化系數、死點)、圖解法設計四桿機構、解析法設計四桿機構：曲柄滑動機構、正弦、正切機構的傳動特性及其設計。4.凸輪機構

凸輪機構及其應用和分類、從動件常用運動規律、用作圖法設計平面凸輪輪廓、用解析法設計平面凸輪輪廓、凸輪機構基本尺寸的確定。5.帶傳動

什么是帶傳動及其工作原理，帶傳動的計算基礎，同步齒形傳動的特點和應用、構造和規格，同步齒形帶傳動的設計其它帶傳動的簡介。6.齒輪傳動

什么是齒輪傳動及其應用和分類、齒廓嚙合的基本定律、漸開線及其性質、漸開線直齒圓柱齒輪傳動的嚙合過程和正確嚙合條件、漸開線直齒圓柱齒輪連續傳動條件、根切現象和最少齒數、變位齒輪傳動、齒輪傳動的失效形式和計算準則、受力分析；斜齒圓柱齒輪傳動、直齒圓錐齒輪傳動和蝸桿傳動的特點、受力分析和計算要點；齒輪傳動鏈的設計；齒輪傳動的空回和齒輪傳動的結構設計。7.螺旋傳動

什么是螺旋傳動及其工作原理和分類，滑動螺旋傳動以及耐磨性、剛度、穩定性、驅動力矩、效率和自鎖的計算、滑動螺旋傳動設計，影響傳動精度的因素及提高傳動精度的方法，影響空回的因素及消除空回的方法,螺旋傳動精度校正；什么是滾珠螺旋傳動及其特點、滾珠螺旋的精度、代號和標記方法。8.軸、聯軸器、離合器

什么是軸及其應用和分類、軸的結構設計、軸的強度計算、軸的剛度計算；什么是聯軸器、什么是離合器，原理、分類、特點。9.支承

什么是支承，支承的主要類型，圓柱面滑動摩擦支承，其它型式滑動摩擦支承；滾動軸承的基本類型，結構特點，精度和代號，滾動軸承滾動元件上的載荷分布，滾動軸承的失效形式和計算，滾動軸承組合結構設計；精密軸系的典型結構和影響其旋轉精度的主要因素；彈性摩擦支承，流體摩擦支承。10.導軌

什么是導軌及其分類型，導軌精度，滑動摩擦導軌，牽引力作用點與溫度變化對導軌工作 的影響；滾動摩擦導軌、彈性摩擦導軌、靜壓導軌。11.彈性元件

什么是彈性元件及其的應用和分類，彈性元件的基本特性，彈性元件的剛度和柔度、彈性滯后、彈性后效，螺旋彈簧的設計；游絲、片簧、熱雙金屬彈簧、壓力彈簧管、波紋管、膜片等彈性元件。12.聯接

什么是聯接、可拆聯接和永久聯接，螺釘聯接和螺紋聯接、銷釘聯接、鍵聯接；機械零件與光學零件聯接，圓形光學零件的固緊方法，非圓形光學零件的固緊方法。13.常用儀器裝置

微動裝置、限動器、減震器、指針標尺示數裝置。14.實驗

a.百分表拆裝技能學習

b.通過減速器拆裝，觀察研究減速器、軸結構設計特點以及力傳遞、預緊、調整等設計；測量齒輪參數。

c.從運動分析出發觀察研究 “教學機器人”模型，初步感性認識機電系統的構成、設計規律和步驟；分析機器人所采用的機構、傳動、結構、傳感器以及電力驅動。

d.觀察研究1 mm高精度測長機,初步認識在滿足“阿貝原則”基礎上測長機結構設計的要點。

十六、學時分配：

1.緒論及精密機械設計的基礎知識 2學時 2.平面機構的結構分析 3.平面連桿機構 5學時 4.凸輪機構 4學時 5.帶傳動 4學時

6.齒輪傳動 12學時 7.螺旋傳動 5學時 8.軸、聯軸器、離合器 9.支承 6學時 10.導軌 12.聯接

3學時

3學時 3學時 11.彈性元件

4學時 4學時

13.常用儀器裝置 14.實驗

8學時

十七、能承擔此課的教師：劉京誠、陳小強、汪同慶。

教學大綱制訂者：劉京誠、陳小強 教學大綱審定者：高潮

1學時

精密機械設計基礎考試大綱

一、課程名稱：精密機械設計基礎

二、課程代碼：12000535

三、課程性質：必修課程

四、考核內容：

1）緒論及精密機械設計的基礎知識 2）機械原理

a:平面機構的結構分析：機構、運動副、平面機構運動簡圖、平面機構自由度及其計算、機構組成原理與結構分析 b:平面連桿機構

鉸鏈四桿機構的基本型式及其演化，平面四桿機構有曲柄的條件和幾個基本概念(壓力角和傳動角、行程速度變化系數、死點)，圖解法設計四桿機構 c: 凸輪機構

凸輪機構及其分類、從動件常用運動規律、凸輪機構基本尺寸的確定、用作圖法設計平面直動（擺動）凸輪機構凸輪輪廓。d: 帶傳動

帶傳動的工作原理、特點和主要類型，歐拉公式、受力分析和應力分析；同步齒形傳動的特點和應用、構造和規格。e: 齒輪傳動

分類、嚙合的基本定律、漸開線性質、標準直齒輪幾何尺寸的計算、嚙合過程和正確嚙合條件、重疊系數、連續傳動條件、根切現象、最少齒數、變位齒輪傳動、齒輪傳動的失效形式和計算準則、直齒圓柱齒輪傳動的受力分析、計算載荷和強度計算，斜齒圓柱齒輪傳動、直齒圓錐齒輪傳動和蝸桿傳動的特點、正確嚙合條件、受力分析和計算，輪系、復合輪系傳動計算，齒輪傳動鏈設計原則、空回。f：.螺旋傳動

螺旋傳動的工作原理、傳動型式（差動螺旋），滑動螺旋傳動的耐磨性、剛度、穩定性、驅動力矩、效率和自鎖的計算，影響傳動精度的因素及螺旋傳動位移誤差校正方法；滾珠螺旋傳動原理及其結構特點。3）機械零件

a: 軸、聯軸器、離合器

軸及其分類、軸的結構設計、軸的強度計算、軸的剛度計算，聯軸器、離合器的作用特點與區別。

b: 支承

支承定義及其分類、圓柱面滑動摩擦支承；滾動軸承的基本類型、結構特點、精度和代號，滾動軸承的失效形式和計算準則，滾動軸承額定動載荷計算；壽命和可靠性；額定動載荷；當量動載荷，滾動軸承額定靜載荷計算：額定靜載荷；當量靜載荷，滾動軸承組合結構設計，精密軸系的典型結構和影響其旋轉精度的主要因素 c: 導軌

導軌及其分類，導軌精度，滑動摩擦導軌，牽引力作用點與溫度變化對導軌工作的影響。d: 彈性元件

彈性元件及其分類，彈性元件的基本特性，彈性元件的剛度和柔度、彈性滯后、彈性后效；游絲、片簧、熱雙金屬彈簧、壓力彈簧管、波紋管、膜片的特點。e: 聯接

什么是聯接、什么是可拆聯接和永久聯接,螺釘聯接、螺紋聯接、銷釘聯接、鍵聯接；機械零件與光學零件聯接，圓形光學零件的固緊方法，非圓形光學零件的固緊方法。e: 聯接常用儀器裝置

微動裝置、限動器、減震器、指針標尺示數裝置的結構特點。

五、試卷結構 a）滿分：100分 b）題型結構

a:填空及判斷題（25%）b:計算題（25%）c :分析題（15%）d:實驗題（10%）e:問答題（10%）f:改錯題（15%）

六、成績評定

總成績=考試成績×70%+平時成績×30%

七、參考書目

朱家誠.機械設計基礎.合肥:合肥工業大學出版社，2003.黃錫愷.機械原理.北京:人民教育出版社，1981.考試大綱制訂者：劉京誠、陳小強

考試大綱審定者：高潮

第二篇：2012精密機械設計教學大綱

精密機械設計基礎教學大綱

一、課程名稱：精密機械設計基礎

二、課程代碼：12000535

三、課程英文名稱： Design of precision instrument Syllabus

四、課程負責人：劉京誠、陳小強

五、學時與學分：56學時，3.5學分

六、課程性質：必修課程

七、適用專業：工科本科測控儀器,光電信息工程等專業

八、選課對象：理、工、文各專業

九、預修課程：工程制圖

十、課程教材：裘祖榮主編.精密機械設計.北京：機械工業出版社，2008.十一、參考書目：

朱家誠.機械設計基礎.合肥:合肥工業大學出版社，2003.黃錫愷.機械原理.北京:人民教育出版社，1981.十二、開課單位：光電工程學院

十三、課程的性質、目的和任務：

精密機械設計是儀器儀表類專業的學科基礎課,主要研究精密機械中常用機構和常用的零、部件。從機構分析、功能、精度和性能等方面來研究這些機構和零、部件的工作原理、特點、應用范圍、選型、材料、精度以及一般設計計算的原則和方法。

本課程的主要任務：

1.使學生初步掌握常用的機械的結構分析、運動分析、動力分析及其設計方法。

2.教會學生掌握通用零、部件的工作原理、特點、選型及其計算方法，培養學生能運用所學基礎理論知識，解決精密機械零、部件的設計問題。

3.培養學生具有設計精密機械傳動和儀器機械結構的能力以及典型零、部件的精度分析的能力。

4.了解常用機構和零、部件的實驗研究方法；初步掌握某些零、部件的測試和結構分析能力。5.了解材料與熱處理、公差與配合方面的基本知識在工程設計中如何正確使用。

十四、課程基本要求： 1.緒論

了解精密機械設計課程的地位和作用以及本課程的性質、任務和內容。

知道設計精密機械時應滿足的基本要求，精密機械設計的一般步驟，零件的主要失效形式和計算準則以及載荷和應力的分類、靜壓力下零件的強度、交變壓力下零件的強度、許用應力和安全系數、疲勞強度、零件的剛度、零件特性的精度分析和誤差的估算的要點。

2.平面機構的結構分析 研究機構結構的目的。

機構的組成：構件、運動副、運動鏈、機構。機構運行簡圖。

平面機構的組成原理和結構分析。

3.平面連桿機構

平面連桿機構的應用及其設計的基本問題。

鉸鏈四桿機構的基本型式及其演化。

平面四桿機構有曲柄的條件和幾個基本概念(壓力角和傳動角、行程速度變化系數、死點)。圖解法設計四桿機構。

解析法設計四桿機構：曲柄滑動機構、正弦、正切機構的傳動特性及其設計。

4.凸輪機構

凸輪機構的應用和分類。從動件常用運動規律。用作圖法設計平面凸輪輪廓。用解析法設計平面凸輪輪廓。凸輪機構基本尺寸的確定。

5.帶傳動

帶傳動的工作原理、特點和主要類型。

帶傳動的幾何關系、受力分析、應力分析和彈性打滑與滑動率。同步齒形傳動的特點和應用、構造和規格，同步齒形帶傳動的設計。其它帶傳動的簡介。

6.齒輪傳動

齒輪傳動的應用和分類。齒廓嚙合的基本定律。漸開線及其性質。

齒輪各部分的名稱、符號以及標準直齒輪幾何尺寸的計算。漸開線直齒圓柱齒輪傳動的嚙合過程和正確嚙合條件。漸開線直齒圓柱齒輪傳動的重疊系數。

漸工線齒廓的切制原理、根切現象和最少齒數。變位齒輪傳動。

齒輪傳動的失效形式和計算準則。齒輪的材料和熱處理。

直齒圓柱齒輪傳動的計算：受力分析、計算載荷和強度計算簡介。

斜齒圓柱齒輪傳動、直齒圓錐齒輪傳動和蝸桿傳動的特點、正確嚙合條件、受力分析和計

算要點。

齒輪傳動鏈的設計：傳動型式的選擇、輪系傳動比計算和分配原則、齒數和模數的確定、齒輪傳動的精度、齒輪傳動的空回和齒輪傳動的結構設計。

7.螺旋傳動

螺旋傳動的工作原理和主要類型。

滑動螺旋傳動的計算：耐磨性計算；剛度計算；穩定性計算；驅動力矩；效率和自鎖?；瑒勇菪齻鲃拥脑O計：傳動型式的選擇；螺紋類型和主要參數的確定；影響傳動精度的因素及提高傳動精度的方法；影響空回的因素及消除空回的方法；螺旋副零件與移動件聯接方法。

滾珠螺旋傳動的特點。

滾珠螺旋副的予緊。

滾珠螺旋的精度、代號和標記方法。靜壓螺旋傳動簡介。

8.軸、聯軸器、離合器

軸的應用和主要類型。軸的材料及其選擇。軸的結構設計。

軸的強度計算：按扭轉強度計算；按彎扭復合強度計算。軸的剛度計算：扭轉剛度計算；彎曲剛度計算。聯軸器、離合器的主要類型和應用。

固定式聯軸器；剛性可移式聯軸器；彈懷聯軸器的結構特點；離合器的結構特點。

9.支承

支承的組成和主要類型。

圓柱面滑動摩擦支承的結構、材料和潤滑。

圓柱面滑動摩擦支承的計算：壓強[p]和[pv]值的驗算；摩擦力矩的計算。其它型式滑動摩擦支承(頂尖、軸尖、球支承)簡介。標準滾動軸承的基本類型，結構特點，精度和代號。

滾動軸承滾動元件上的載荷分布；滾動軸承的失效形式和計算準則。滾動軸承額定動載荷計算；壽命和可靠性；額定動載荷；當量動載荷。滾動軸承額定靜載荷計算：額定靜載荷；當量靜載荷。滾動軸承摩擦力矩的計算。

滾動軸承組合結構設計：軸承的固定、配合和予緊；軸承的潤滑和密封。填入式滾動軸承的結構特點與應用，設計與計算要點。

精密軸系(圓柱形、圓錐形、滾珠填入式)的典型結構和影響其旋轉精度的主要因素。彈性摩擦支承，流體摩擦支承的工作原理和結構特點簡介。

10.導軌

導軌的類型及設計時應滿足的基本要求。

滑動摩擦導軌的基本型式、結構特點以及導軌間隙調整的方法。推力方向和作用點以及溫度的變化對導軌工作的影響。提高導軌耐磨性的方法。

導軌的材料和熱處理，提高導軌耐磨性的方法。滾動摩擦導軌的類型和結構特點。滾動導軌的予緊。滾動摩擦導軌結構尺寸的確定。

彈性摩擦導軌、靜壓導軌的工作原理和結構特點簡介。

11.彈性元件

彈性元件的應用和分類。

彈性元件的基本特性。影響基本特性的主要因素：幾何尺寸、彈性模量、彈性滯后和后效。彈性元件的剛度和柔度的概念。彈性元件的材料和熱處理。

螺旋彈簧的類型和應用，材料和許用應力。

圓柱形拉、壓螺旋彈簧的結構、基本參數和特性線。圓柱形拉、壓螺旋彈簧的設計與計算。圓柱形扭轉螺旋彈簧的結構和計算要點。游絲的應用和材料，游絲的結構和設計方法。片簧的主要類型、用途和結構。

熱雙金屬彈簧工作原理、材料、用途和基本特性。壓力彈簧管、波紋管、膜片等彈性元件簡介。

12.聯接

聯接的應用與分類。

設計聯接時應滿足的基本要求。

機械零件聯接的形式：可拆聯接和永久聯接。

可拆聯接的主要類型(螺釘聯接和螺紋聯接、銷釘聯接、鍵聯接)及其應用。永久聯接的主要類型(鉚接、焊接、膠接、壓合、鑄合)及其應用。機械零件與光學零件聯接的特點和應滿足的基本要求。圓形光學零件的固緊方法和結構特點。非圓形光學零件的固緊方法和結構特點。

13.儀器常用裝置

微動裝置。限動器。減震器。

指針標尺示數裝置。14.實驗

百分表拆裝技能實踐。

減速器拆裝。

教學機器人機電系統分析。1mm高精度測長機觀察研究。

十五、課程描述： 1.緒論

了解精密機械設計課程的地位和作用以及本課程的性質、任務和內容。知道設計精密機械時應滿足的基本要求，精密機械設計的一般步驟，零件的主要失效形式和計算準則以及載荷和應力的分類、靜壓力下零件的強度、交變壓力下零件的強度、零件特性的精度分析和誤差的估算等要點。

2.平面機構的結構分析

機構、運動副、平面機構運動簡圖、平面機構自由度及其計算、機構組成原理與結構分析。3.平面連桿機構

什么是平面四桿機構及其分類、平面四桿機構曲柄存在的條件和幾個基本概念(壓力角和傳動角、行程速度變化系數、死點)、圖解法設計四桿機構、解析法設計四桿機構：曲柄滑動機構、正弦、正切機構的傳動特性及其設計。4.凸輪機構

凸輪機構及其應用和分類、從動件常用運動規律、用作圖法設計平面凸輪輪廓、用解析法設計平面凸輪輪廓、凸輪機構基本尺寸的確定。5.帶傳動

什么是帶傳動及其工作原理，帶傳動的計算基礎，同步齒形傳動的特點和應用、構造和規格，同步齒形帶傳動的設計其它帶傳動的簡介。

6.齒輪傳動

什么是齒輪傳動及其應用和分類、齒廓嚙合的基本定律、漸開線及其性質、漸開線直齒圓柱齒輪傳動的嚙合過程和正確嚙合條件、漸開線直齒圓柱齒輪連續傳動條件、根切現象和最少齒數、變位齒輪傳動、齒輪傳動的失效形式和計算準則、受力分析；斜齒圓柱齒輪傳動、直齒圓錐齒輪傳動和蝸桿傳動的特點、受力分析和計算要點；齒輪傳動鏈的設計；齒輪傳動的空回和齒輪傳動的結構設計。7.螺旋傳動

什么是螺旋傳動及其工作原理和分類，滑動螺旋傳動以及耐磨性、剛度、穩定性、驅動力矩、效率和自鎖的計算、滑動螺旋傳動設計，影響傳動精度的因素及提高傳動精度的方法，影響空回的因素及消除空回的方法；什么是滾珠螺旋傳動及其特點、滾珠螺旋的精度、代號和標記方法。8.軸、聯軸器、離合器

什么是軸及其應用和分類、軸的結構設計、軸的強度計算、軸的剛度計算；什么是聯軸器、什么是離合器，原理、分類、特點。9.支承

什么是支承，支承的主要類型，圓柱面滑動摩擦支承，其它型式滑動摩擦支承；滾動軸承的基本類型，結構特點，精度和代號，滾動軸承滾動元件上的載荷分布，滾動軸承的失效形式和計算，滾動軸承組合結構設計；精密軸系的典型結構和影響其旋轉精度的主要因素；彈性摩擦支承，流體摩擦支承。10.導軌

什么是導軌及其分類型，導軌精度，滑動摩擦導軌，牽引力作用點與溫度變化對導軌工作 的影響；滾動摩擦導軌、彈性摩擦導軌、靜壓導軌。11.彈性元件

什么是彈性元件及其的應用和分類，彈性元件的基本特性，彈性元件的剛度和柔度、彈性滯后、彈性后效，螺旋彈簧的設計；游絲、片簧、熱雙金屬彈簧、壓力彈簧管、波紋管、膜片等彈性元件。12.聯接

什么是聯接、可拆聯接和永久聯接，螺釘聯接和螺紋聯接、銷釘聯接、鍵聯接；機械零件與光學零件聯接，圓形光學零件的固緊方法，非圓形光學零件的固緊方法。13.常用儀器裝置

微動裝置、限動器、減震器、指針標尺示數裝置。14.實驗

a.百分表拆裝技能學習

b.通過減速器拆裝，觀察研究減速器、軸結構設計特點以及力傳遞、預緊、調整等設計；測量齒輪參數。

c.從運動分析出發觀察研究 “教學機器人”模型，初步感性認識機電系統的構成、設計規律和步驟；分析機器人所采用的機構、傳動、結構、傳感器以及電力驅動。

d.觀察研究1 mm高精度測長機,初步認識在滿足“阿貝原則”基礎上測長機結構設計的要點。

十六、學時分配：

1.緒論及精密機械設計的基礎知識 2學時 2.平面機構的結構分析 3.平面連桿機構 5學時 4.凸輪機構 4學時 5.帶傳動 4學時

6.齒輪傳動 12學時 7.螺旋傳動 5學時 8.軸、聯軸器、離合器 9.支承 6學時

10.導軌 3學時 11.彈性元件 3學時 12.聯接

3學時

4學時 4學時

精密機械設計基礎考試大綱

一、課程名稱：精密機械設計基礎

二、課程代碼：12000535

三、課程性質：必修課程

四、考核內容：

1）緒論及精密機械設計的基礎知識 2）機械原理

a:平面機構的結構分析：機構、運動副、平面機構運動簡圖、平面機構自由度及其計算、機構組成原理與結構分析 b:平面連桿機構

鉸鏈四桿機構的基本型式及其演化，平面四桿機構有曲柄的條件和幾個基本概念(壓力角和傳動角、行程速度變化系數、死點)，圖解法設計四桿機構 c: 凸輪機構

凸輪機構及其分類、從動件常用運動規律、凸輪機構基本尺寸的確定、用作圖法設計平面直動（擺動）凸輪機構凸輪輪廓。d: 帶傳動

帶傳動的工作原理、特點和主要類型，歐拉公式、受力分析和應力分析；同步齒形傳動的特點和應用、構造和規格。e: 齒輪傳動

分類、嚙合的基本定律、漸開線性質、標準直齒輪幾何尺寸的計算、嚙合過程和正確嚙合條件、重疊系數、連續傳動條件、根切現象、最少齒數、變位齒輪傳動、齒輪傳動的失效形式和計算準則、直齒圓柱齒輪傳動的受力分析、計算載荷和強度計算，斜齒圓柱齒輪傳動、直齒圓錐齒輪傳動和蝸桿傳動的特點、正確嚙合條件、受力分析和計算，輪系、復合輪系傳動計算，齒輪傳動鏈設計原則、空回。f：.螺旋傳動

螺旋傳動的工作原理、傳動型式（差動螺旋），滑動螺旋傳動的耐磨性、剛度、穩定性、驅動力矩、效率和自鎖的計算，影響傳動精度的因素及螺旋傳動位移誤差校正方法；滾珠螺旋傳動原理及其結構特點。3）機械零件

a: 軸、聯軸器、離合器

軸及其分類、軸的結構設計、軸的強度計算、軸的剛度計算，聯軸器、離合器的作用特點與區別。

b: 支承

支承定義及其分類、圓柱面滑動摩擦支承；滾動軸承的基本類型、結構特點、精度和代號，滾動軸承的失效形式和計算準則，滾動軸承額定動載荷計算；壽命和可靠性；額定動載荷；當量動載荷，滾動軸承額定靜載荷計算：額定靜載荷；當量靜載荷，滾動軸承組合結構設計，精密軸系的典型結構和影響其旋轉精度的主要因素 c: 導軌

導軌及其分類，導軌精度，滑動摩擦導軌，牽引力作用點與溫度變化對導軌工作的影響。d: 彈性元件

彈性元件及其分類，彈性元件的基本特性，彈性元件的剛度和柔度、彈性滯后、彈性后效；游絲、片簧、熱雙金屬彈簧、壓力彈簧管、波紋管、膜片的特點。e: 聯接

什么是聯接、什么是可拆聯接和永久聯接,螺釘聯接、螺紋聯接、銷釘聯接、鍵聯接；機械零件與光學零件聯接，圓形光學零件的固緊方法，非圓形光學零件的固緊方法。e: 聯接常用儀器裝置

微動裝置、限動器、減震器、指針標尺示數裝置的結構特點。

五、試卷結構 a）滿分：100分 b）題型結構

a:填空及判斷題（25%）b:計算題（25%）c :分析題（15%）d:實驗題（10%）e:問答題（10%）f:改錯題（15%）

六、成績評定

總成績=考試成績×70%+平時成績×30%

七、參考書目

朱家誠.機械設計基礎.合肥:合肥工業大學出版社，2003.黃錫愷.機械原理.北京:人民教育出版社，1981.考試大綱制訂者：劉京誠、陳小強 考試大綱審定者：高潮

第三篇：《精密機械設計基礎》教學大綱

《精密機械設計基礎》教學大綱

課程類別：專業基礎必修課課程代碼：BT1407 總學時：64（講授56學時，實驗8學時）學分：4 適用專業：微電子制造工程

先修課程：工程力學

一、本課程的地位、性質和任務

本課程是微電子制造工程專業的專業基礎必修課，其作用與任務是：使學生系統的掌握電子精密機械設計的基本理論、基本方法、具備進行電子精密機械設計的總體設計、精度分析與設計、機械結構設計的初步能力。

二、課程教學的基本要求

1、掌握電子設備機械裝置各種典型載荷的分析計算方法；

2、正確選擇電機和總傳動比，正確確定傳動鏈的級數和各級傳動比；

3、掌握基本的機構精度分析方法及典型機構的精度分析與計算；

4、掌握機電系統的常用機械，能正確地設計和選用常用機械結構；

5、了解微電子機械最新成就，微電子機械系統制作技術

6、掌握微位移機械的基本概念，熟悉各種常用的微位移機械；

7、了解常用的位置檢測與定位系統

三、課程主要內容及學時分配

1、典型載荷分析（4學時）

摩擦載荷、慣性載荷、環境載荷、動載荷

2、伺服電機、總傳動比與各級傳動比（6學時）

3、機械精度分析與計算（12學時）

四連桿機構的精度分析與計算，凸輪機構精度分析與計算，直齒圓柱齒輪傳動鏈誤差分析與計算，螺旋機構傳動精度分析與計算

4、電子機構常用的零部件（10學時）

精密絲杠螺母機構，支承、導軌、機座與機架

5、微電子機械系統（6學時）

微電子機械最新成就，微電子機械系統制作技術

6、微位移機構（6學時）

低速運動的平穩性，微位移機構的主要類型

7、位置檢測與自動對準（8學時）

光柵檢測定位系統，感應同步器檢測定位系統，激光干涉儀檢測定位系統等

8、總體設計（4學時）伺服電機與總傳動比的選擇，傳動鏈級數和各級傳動比的確定，轉動慣量的折算

9、實驗（8學時）

四、實驗教學內容與學時分配

1）精密螺旋機構精度實驗；（2學時）

深入理解精密螺旋機構傳動精度和定位精度的基本概念，了解傳動精度測試系統的構成和工作原理，掌握傳動誤差的測量方法；

2）微位移機構的特性實驗；（2學時）

了解微位移機構的工件原理、性能特點和應用范圍，掌握電致伸縮微位移機構特性的測試技術；

3）精密位置數顯裝置實驗。（4學時）

了解精密位置數顯裝置的構成和工作狀況，深入理解光柵數顯裝置的工作原理，能初步進行精密位置數顯裝置實驗的設計與調試，能正確處理實驗數據，具有誤差分析的初步能力，能寫出符合要求的實驗報告

五、教學方法的原則建議

教學重點：機械精度分析與計算，電子機械常用的零部件，微位移機構。

教學難點：機械精度分析與計算

教學方法提示與指導：結合實驗將本課程的基本原理講透，教師備課時應多參考幾本參考書。

六、考核方式與成績評定

考核方式：閉卷筆試，120分鐘

成績評定：實驗15%，平時15%，期終70%

七、教材及參考書目

推薦教材：王生洪等．電子機械設計．西安：西安電子科技大學出版社．1994

徐祥和等．電子精密機械設計（第三版）．南京．東南大學出版社．2000

參考書目：王啟民，梁濱．機械電子學．長沙．國防科技大學出版社

龐振基，黃其圣．精密機械設計．北京．機械工業出版社．2003

八、說明

本大綱依據：本大綱所確定的授課內容及學時分配是依據微電子制造工程專業特色和本院教學計劃所確定的課程學時而制訂的。

（執筆人：宋宜梅）

第四篇：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?；瑒虞S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。

第五篇：機械設計基礎教學大綱

目錄

《機械設計基礎》課程教學大綱...................................................1 《機械設計基礎》課程教學大綱...................................................6

《機械設計基礎》課程教學大綱

課程名稱（中文/英文）：機械設計基礎/ the basics of machinery design 課程類型：學科基礎課

課程性質：必修課 適用專業：高分子、無機、印刷、紡織、包裝 學時數： 48 其中：實驗/上機學時：6

學分數： 3 考核方式：考試 預修課程：高等數學、機械制圖、工程材料、理論力學、材料力學等 教學參考書：初嘉鵬等編.機械設計基礎.中國計量出版社.2009

宋育宏等編.機械設計基礎.北京理工大學出版社.2012 毛炳秋編.機械設計基礎.高等教育出版社.2010 開課單位：機械工程與自動化學院 機原機零教研室

課程簡介：

本課程是輕化工各專業的一門主干技術基礎課。作為高分子、輕化、無機、印刷、紡織、包裝等專業必修的專業基礎課程，本課程是介紹常用機構和通用機械零件的基本知識和基本設計方法，培養學生初步具備設計簡單機械傳動裝置能力的技術基礎課。內容涉及常用機構的結構、特性以及通用機械零件的工作原理、特點、應用和簡單設計計算方法等基本知識和基本設計方法。使學生具備選用、分析基本機構和簡單機械傳動裝置的能力以及運用標準、規范等有關技術資料的能力。

第一章 緒論（2學時）

教學目的和要求

了解機械設計的一般步驟，掌握有關的基本概念，了解零件的常用材料。教學重點和難點

機器、機構等有關概念。教學內容

一、本課程研究的對象和內容

二、機械設計的基本要求和一般步驟

三、機械零件的常用材料及鋼的熱處理概念

四、機械零件的強度

第二章平面機構的自由度（4學時）

教學目的和要求

掌握平面機構運動簡圖的繪制及機構自由度計算 教學重點和難點平面機構的運動簡圖；平面機構自由度計算及注意事項。教學內容

一、運動副及其分類

二、平面機構運動簡圖

三、平面機構的自由度及其具有確定運動的條件

第三章平面連桿機構（4學時）

教學目的和要求

掌握鉸鏈四桿機構的基本形式和特征，了解鉸鏈的類型判定及其演化，掌握四桿機構的設計。教學重點和難點

曲柄搖桿機構的工作特性：按給定的從動件行程速比系數K圖解法設計平面四桿機構的方法。教學內容

一、鉸鏈四桿機構的應用

二、鉸鏈四桿機構的基本型式和特征

三、鉸鏈四桿機構的演化

四、鉸鏈四桿機構的運動設計

第四章 凸輪機構（4學時）

教學目的和要求

掌握按給定運動規律繪制盤形凸輪輪廓曲線方法及設計中應注意的問題。教學重點和難點

盤形凸輪輪廓曲線的繪制。教學內容

一、凸輪機構的分類和應用

二、從動件的常用運動規律

三、凸輪輪廓的設計

四、設計凸輪機構應注意的問題

五、間歇運動機構和組合機構

第五章 齒輪機構（4學時）

教學目的和要求

以漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合特點、參數計算為主要內容，簡介最少齒數。教學重點和難點

各種齒輪傳動的嚙合特點、受力分析及標準直齒圓柱齒輪的強度計算。教學內容

一、齒輪傳動的特點和分類

二、齒廓嚙合基本定律和齒廓曲線

三、漸開線齒廓

四、漸開線標準直齒圓柱齒輪的基本參數和尺寸

五、漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動

六、漸開線齒輪的切削原理

七、根切、最少齒數和變位齒輪

八、斜齒圓柱齒輪機構

九、圓錐齒輪機構

十、蝸桿蝸輪機構

第六章 輪系（4學時）

教學目的和要求

了解輪系傳動比計算，減速器結構可進行現場教學。教學重點和難點

輪系傳動比的計算。教學內容

一、輪系的類型

二、定軸輪系及其傳動比

三、周轉輪系及其傳動比

四、混合輪系及其傳動比

五、輪系的應用

第七章 齒輪傳動（4學時）

教學目的和要求

了解輪齒的失效形式，掌握齒輪傳動的設計準則，能應用直齒圓柱齒輪傳動的強度公式進行強度計算，掌握各種齒輪的受力分析、齒輪的結構等。教學重點和難點

齒輪的強度設計、受力分析。教學內容

一、齒輪的失效形式及設計準則

二、齒輪材料和許用應力

三、齒輪傳動的精度

四、直齒圓柱齒輪的強度計算

五、直齒圓柱齒輪傳動的設計計算

六、斜齒圓柱齒輪傳動的強度計算

七、直齒圓錐齒輪傳動的強度計算

八、蝸桿傳動的強度計算

九、齒輪的結構與潤滑

第八章 帶傳動（2學時）教學目的和要求

掌握帶傳動中各力、應力的關系，帶的彈性滑動和打滑現象。了解帶傳動的失效形式及設計準則，掌握帶傳動的主要參數選擇并了解設計步驟。教學重點和難點

帶傳動的彈性滑動現象、打滑現象及影響帶傳動能力的因素、帶的應力分布、主要失效形式及設計準則。教學內容

一、帶傳動的類型和特點

二、V帶和V帶輪

三、帶傳動的工作情況分析

四、V帶傳動的設計計算

第九章 鏈傳動（2學時）

教學目的和要求

掌握鏈傳動的特點及多邊形效應、了解鏈傳動的主要參數選擇。教學重點和難點

鏈傳動的多邊形效應、影響鏈傳動工作平穩性的因素及參數選擇。教學內容

一、鏈傳動的類型和特點

二、鏈傳動和鏈輪

三、鏈傳動的運動特性和參數選擇

四、鏈傳動的設計計算

五、鏈傳動的布置及潤滑

第十章 聯接（4學時）

教學目的和要求

掌握螺旋副的受力分析、效率和自鎖；了解螺紋聯接的基本類型及結構特點；了解螺紋聯接的預緊和防松；掌握螺栓聯接的強度計算。教學重點和難點

螺旋副的效率和自鎖；緊螺栓的強度計算。教學內容

一、螺紋的主要參數及類型

二、螺旋副的受力分析、效率和自鎖

三、螺紋聯接的基本類型和聯接件

四、螺紋聯接的強度計算

五、螺紋聯接的預緊和防松

六、螺旋傳動

第十一章 軸（2學時）教學目的和要求

了解軸的類型、材料；掌握軸的結構設計。教學重點和難點

掌握軸的強度計算方法 教學內容

一、軸的類型和材料

二、軸的結構設計

三、軸的強度計算

四、軸轂聯接

第十二章 軸承（4學時）

教學目的和要求

了解向心滑動軸承的結構，掌握非液體摩擦滑動軸承的計算，掌握滾動軸承的主要類型、特點和選用及軸承組合結構，了解向心軸承的選擇計算。教學重點和難點

非液體摩擦滑動軸承的計算；滾動軸承的主要類型、特點、代號、選用及組合結構。教學內容

一、軸承的分類

二、滑動軸承的典型結構

三、非液體摩擦滑動軸承的計算

四、潤滑劑和潤滑裝置

五、滾動軸承的結構、類型、代號和應用

六、滾動軸承的失效形式及選擇

七、滾動軸承的組合設計

八、滾動軸承的潤滑和密封

第十三章 聯軸器和離合器（2學時）

教學目的和要求

了解剛性聯軸器和彈性聯軸器的主要類型及特點；了解常見離合器的類型及特點。教學重點和難點

常見聯軸器和離合器的類型與特點。教學內容

一、聯軸器

二、離合器

三、聯軸器和離合器的選用

執筆人：胡建忠 審核人：初嘉鵬

《機械設計基礎》課程教學大綱

課程名稱（中文/英文）：機械設計基礎/ the basics of machinery design 課程類別：自然科學基礎課

課程性質：必修課 適用專業：工業工程 學時數： 48 其中：實驗/上機學時：6

學分數： 3 考核方式：考試 預修課程：高等數學、機械制圖、工程材料、理論力學、材料力學等 教學參考書：初嘉鵬等編.《機械設計基礎》.中國計量出版社.2009

尚久浩編.輕工機械設計基礎.中國輕工業出版社.1996 喻懷正編.機械設計基礎.高等教育出版社.2000 開課單位：機械工程與自動化學院 機原機零教研室

課程簡介：

本課程是服工專業的一門主要自然科學基礎課。作為服工專業的必修課程，本課程主要介紹常用機構和通用機械零件的基本知識和基本設計方法，培養學生初步具備設計簡單機械傳動裝置能力。內容涉及常用機構的結構、特性以及通用機械零件的工作原理、特點、應用和簡單設計計算方法等基本知識和基本設計方法。

第一章 緒論（2學時）

教學目的和要求

了解機械設計的一般步驟，掌握有關的基本概念，了解零件的常用材料。教學重點和難點

機器、機構等有關概念。教學內容

一、本課程研究的對象和內容

二、機械設計的基本要求和一般步驟

三、機械零件的常用材料及鋼的熱處理概念

四、機械零件的強度

第二章平面機構的自由度（5學時）

教學目的和要求

掌握平面機構運動簡圖的繪制及機構自由度計算 教學重點和難點

平面機構的運動簡圖；平面機構自由度計算及注意事項。教學內容

一、運動副及其分類

二、平面機構運動簡圖

三、平面機構的自由度及其具有確定運動的條件

第三章平面連桿機構（5學時）

教學目的和要求

掌握鉸鏈四桿機構的基本形式和特征，了解鉸鏈的類型判定及其演化，掌握四桿機構的設計。教學重點和難點

曲柄搖桿機構的工作特性：按給定的從動件行程速比系數K圖解法設計平面四桿機構的方法。教學內容

一、鉸鏈四桿機構的應用

二、鉸鏈四桿機構的基本型式和特征

三、鉸鏈四桿機構的演化

四、鉸鏈四桿機構的運動設計

第四章 凸輪機構（4學時）

教學目的和要求

掌握按給定運動規律繪制盤形凸輪輪廓曲線方法及設計中應注意的問題。教學重點和難點

盤形凸輪輪廓曲線的繪制。教學內容

一、凸輪機構的分類和應用

二、從動件的常用運動規律

三、凸輪輪廓的設計

四、設計凸輪機構應注意的問題

五、間歇運動機構和組合機構

第五章 齒輪機構（3學時）

教學目的和要求

以漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合特點，簡介最少齒數。教學重點和難點

直齒圓柱齒輪尺寸計算。教學內容

一、齒輪傳動的特點和分類

二、齒廓嚙合基本定律和齒廓曲線

三、漸開線齒廓

四、漸開線標準直齒圓柱齒輪的基本參數和尺寸

五、漸開線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動

六、漸開線齒輪的切削原理

七、根切、最少齒數和變位齒輪

八、斜齒圓柱齒輪機構

九、圓錐齒輪機構

十、蝸桿蝸輪機構

第六章 輪系（4學時）

教學目的和要求

了解輪系傳動比計算，減速器結構可進行現場教學。教學重點和難點

輪系傳動比的計算。教學內容

一、輪系的類型

二、定軸輪系及其傳動比

三、周轉輪系及其傳動比

四、復合輪系及其傳動比

五、輪系的應用

第七章 齒輪傳動（4學時）

教學目的和要求

了解輪齒的失效形式，掌握齒輪傳動的設計準則，了解直齒圓柱齒輪傳動的強度公式進行強度計算，掌握各種齒輪的受力分析、齒輪的結構等。教學重點和難點

受力分析。教學內容

一、齒輪的失效形式及設計準則

二、齒輪材料和許用應力

三、齒輪傳動的精度

四、直齒圓柱齒輪的強度計算

五、直齒圓柱齒輪傳動的設計計算

六、斜齒圓柱齒輪傳動的強度計算

七、直齒圓錐齒輪傳動的強度計算

八、蝸桿傳動的強度計算

九、齒輪的結構與潤滑

第八章 帶傳動（2學時）

教學目的和要求

了解帶傳動中各力、應力的關系，帶的彈性滑動和打滑現象。了解帶傳動的失效形式及設計準則，掌握帶傳動的主要參數選擇并了解設計步驟。教學重點和難點

帶傳動的彈性滑動現象、打滑現象及影響帶傳動能力的因素、帶的應力分布、主要失效形式及設計準則。教學內容

一、帶傳動的類型和特點

二、V帶和V帶輪

三、帶傳動的工作情況分析

四、V帶傳動的設計計算

第九章 鏈傳動（2學時）

教學目的和要求

了解鏈傳動的特點及多邊形效應、了解鏈傳動的主要參數選擇。教學重點和難點

鏈傳動的多邊形效應、影響鏈傳動工作平穩性的因素及參數選擇。教學內容

一、鏈傳動的類型和特點

二、鏈傳動和鏈輪

三、鏈傳動的運動特性和參數選擇

四、鏈傳動的設計計算

五、鏈傳動的布置及潤滑

第十章 聯接（4學時）

教學目的和要求

了解螺旋副的受力分析、效率和自鎖；了解螺紋聯接的基本類型及結構特點；了解螺紋聯接的預緊和防松；掌握螺栓聯接的強度計算。教學重點和難點

螺旋副的效率和自鎖；緊螺栓的強度計算。教學內容

一、螺紋的主要參數及類型

二、螺旋副的受力分析、效率和自鎖

三、螺紋聯接的基本類型和聯接件

四、螺紋聯接的強度計算

五、螺紋聯接的預緊和防松

第十一章 軸（2學時）

教學目的和要求

了解軸的類型、材料、結構設計。教學重點和難點 軸的結構設計 教學內容

一、軸的類型和材料

二、軸的結構設計

三、軸的強度計算

四、軸轂聯接

第十二章 軸承（4學時）

教學目的和要求

了解向心滑動軸承的結構，掌握滾動軸承的主要類型、特點，了解向心軸承的選擇計算。教學重點和難點

滾動軸承的主要類型、特點、代號、選用及組合結構。教學內容

一、軸承的分類

二、滑動軸承的典型結構

三、非液體摩擦滑動軸承的計算

四、潤滑劑和潤滑裝置

五、滾動軸承的結構、類型、代號和應用

六、滾動軸承的失效形式及選擇

七、滾動軸承的組合設計

八、滾動軸承的潤滑和密封

第十三章 聯軸器和離合器（1學時）

教學目的和要求

了解剛性聯軸器和彈性聯軸器的主要類型及特點；了解常見離合器的類型及特點。教學重點和難點

常見聯軸器和離合器的類型與特點。教學內容

一、聯軸器

二、離合器

三、聯軸器和離合器的選用

執筆人：胡建忠 審核人：初嘉鵬