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文本内容:
《机械设计基础》课程教学大纲
一、课程基本信息课程代码03120107课程名称《机械设计基础》课程英文名称Basis ofMechanical Designing课程所属单位机械工程系机械基础教研室课程面向专业动物科学、食品工程、工商管理等课程类型必修课先修课程高等数学、机械制图、大学物理、金工实习等学分
4.5总学时72(其中理论学时66学时实验学时6学时)
二、课程性质与目的《机械设计基础》是近机类专业研究机械共性问题和培养学生具有一定的机械设计能力的技术基础课该课程以工程力学的基本理论为基础,以一般机械中常用机构和通用零(部)件的设计为重点,讲述其工作原理、结构特点、基本的设计理论和计算方法其主要任务是培养学生掌握机械学和机械动力学的基本理论、基本知识、基本技能,初步具有设计通用机械零件的能力,初步具有设计机械传动装置和简单机械传动装置的能力,并具有一定的运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料的能力
三、课程教学内容与要求
(一)静力学基本概念及受力分析
1.教学内容与要求
(1)力及其性质
(2)约束和约束反力
(3)受力分析与受力图要求了解静力学基本概念、原理,掌握约束反力及受力图的绘制方法
2.教学重点
(1)几种典型约束的约束反力
(2)物体的受力分析及受力图的绘制
3.教学难点物体的受力分析及受力图的绘制
(二)平面汇交力系
1.教学内容与要求
(1)概述
(2)力的投影
(3)用解析法求平面汇交力系的合力
(4)平面汇交力系的平衡方程和解题步骤
七、教材与主要参考书教材
1.杨可桢、程光蕴主编.《机械设计基础》,.北京:高等教育出版社,
20002.《工程力学》自编教材,2004参考书
1.杨家军等主编,机械设计基础,华中科技大学出版社,2004年
2.程光蕴等,机械设计基础学习指导书,高等教育出版社,
20043.Ye Zhonghe、Lan ZhaohuiM.R.Smi th.Mechanisms andMachine Theory,Higher EducationPress,
20014.杨明忠主编.Machinery Design,武汉理工大学出版社,
20045.机械设计基础能力训练,武汉工业学院,
20036.机械设计基础课程设计指导书,武汉工业学院,
20067.机械设计基础实验指导书,武汉工业学院,2006要求掌握平面汇交力系平衡的几何条件和解析条件,能用解析法求解简单平面汇交力系的平衡问题
2.教学重点
(1)力的投影
(2)用解析法求平面汇交力系的合力
3.教学难点平面汇交力系的平衡方程
(三)力矩和平面力偶系
1.教学内容与要求
(1)力矩及其计算
(2)力偶及其性质
(3)平面力偶系的合成与平衡要求了解力矩、力偶的性质与计算,掌握平面力偶系合成与平衡计算
2.教学重点
(1)力矩、力偶的性质与计算
(2)平面力偶系的合成与平衡
3.教学难点平面力偶系的合成与平衡计算
(四)平面一般力系
1.教学内容与要求
(1)引言
(2)平面一般力系向一点简化
(3)平面一般力系的平衡条件与平衡方程要求了解力的平移定理、力系的主矢和主矩概念及力系的简化能用平面一般力系的平衡条件与平衡方程求解简单的工程问题
2.教学重点平面一般力系的平衡条件与平衡方程
3.教学难点
(1)力的平移定理
(2)平面一般力系向一点简化--主矢和主矩
(五)轴向拉伸和压缩
1.教学内容与要求
(1)轴向拉伸和压缩的概念与实例
(2)拉(压)杆横截面上的内力和应力
(3)许用应力、拉压杆的强度计算
(4)拉压杆的变形、虎克定律要求能绘制轴力图,能对拉压杆进行强度计算
2.教学重点
(1)拉(压)杆横截面上的内力和应力
(2)许用应力、拉压杆的强度计算
3.教学难点拉压杆轴力的分析、计算及拉压杆的强度计算
(六)扭转
1.教学内容与要求
(1)扭转的概念和实例
(2)外力偶和扭矩的计算、扭矩图
(3)圆轴扭转时的应力、强度条件
(4)圆轴扭转时的变形、刚度条件要求掌握外力偶矩、扭矩的计算和扭矩图的绘制,掌握圆轴扭转时的应力和强度计算
2.教学重点
(1)外力偶和扭矩的计算、扭矩图
(2)圆轴扭转时的应力、强度条件
3.教学难点圆轴扭转时的变形、刚度条件
(七)弯曲
1.教学内容与要求
(1)弯曲的概念和实例
(2)梁的内力、弯矩图
(3)弯曲时的正应力和强度计算
(4)弯扭组合的强度计算要求掌握梁的弯矩图的绘制,能进行梁的弯曲强度计算
2.教学重点
(1)梁的内力、弯矩图
(2)弯曲时的正应力和强度计算
3.教学难点梁的内力、弯矩图(A)平面机构的自由度
1.教学内容与要求
(1)运动副及其分类
(2)平面机构运动简图
(3)平面机构的自由度要求了解运动副、自由度、约束等概念,能计算平面机构的自由度
2.教学重点
(1)运动副及其分类
(2)平面机构的自由度
3.教学难点自由度的计算中复合饺链、局部自由度、虚约束的判断
(九)平面连杆机构
1.教学内容与要求
(1)较链四杆机构的基本形式和特性
(2)较链四杆机构的曲柄存在条件
(3)较链四杆机构的演化
2.教学重点
(1)较链四杆机构的基本形式和特性
(2)较链四杆机构的曲柄存在条件
3.教学难点急回特性、死点位置、压力角的概念,曲柄存在条件的判定(+)齿轮机构
1.教学内容与要求
(1)齿轮机构的特点和类型
(2)齿廓啮合基本定律及渐开线齿廓
(3)渐开线标准齿轮各部分的名称和基本尺寸
(4)渐开线标准齿轮的啮合
(5)根切现象、最少齿数及变位齿轮
(6)平行轴斜齿轮机构
(7)圆锥齿轮机构要求掌握齿廓啮合基本定律,渐开线直齿圆柱齿轮基本尺寸的计算
2.教学重点
(1)齿廓啮合基本定律及渐开线齿廓
(2)渐开线标准齿轮各部分的名称和基本尺寸
(3)渐开线标准齿轮的啮合
3.教学难点
(1)根切现象、最少齿数及变位齿轮
(2)当量齿轮和当量齿数的概念
(十一)轮系
1.教学内容与要求
(1)轮系的类型
(2)定轴轮系及其传动比
(3)周转轮系及其传动比
(4)轮系的应用要求掌握定轴轮系、周转轮系传动比的计算
2.教学重点
(1)定轴轮系及其传动比
(2)周转轮系及其传动比
3.教学难点周转轮系传动比的计算
(十二)机械零件设计概论
1.教学内容与要求
(1)机械零件设计概述
(2)机械零件的强度
(3)机械零件接触强度
(4)机械零件的耐磨性
(5)机械制造中常用材料及其选择
(6)机械零件的工艺性及标准化要求掌握机械零件设计的一般步骤,掌握机械零件常用材料及其选材原则
2.教学重点
(1)机械零件的强度
(2)机械制造中常用材料及其选择
(3)机械零件的工艺性及标准化
3.教学难点
(1)机械零件常用材料及其选择
(2)机械零件的工艺性
(十三)联接
4.教学内容与要求
(1)螺纹参数
(2)螺旋副的受力分析、效率和自锁
(3)机械制造中常用螺纹
(4)螺纹联接的基本类型及螺纹紧固件
(5)螺纹联接的预紧和防松
(6)螺栓联接的强度计算
(7)螺栓材料和许用应力
(8)提高螺纹联接强度的计算
(9)键联接
(10)销联接要求掌握螺纹联接、犍联接的基本知识及强度计算
5.教学重点
(1)螺纹参数
(2)机械制造中常用螺纹
(3)螺纹联接的基本类型及螺纹紧固件
(4)螺纹联接的预紧和防松
(5)螺栓联接的强度计算
(6)键联接
6.教学难点螺栓联接的强度计算
(十四)齿轮传动
7.教学内容与要求
(1)轮齿的失效形式及设计计算准则
(2)齿轮材料及热处理
(3)齿轮传动的精度
(4)直齿圆柱齿轮传动的齿面接触强度计算
(5)直齿圆柱齿轮传动的轮齿弯曲强度计算
(6)斜齿圆柱齿轮传动
(7)直齿圆锥齿轮传动
(8)齿轮的构造
(9)齿轮传动的润滑和效率要求掌握轮齿的几种主要失效形式及设计计算准则,掌握直齿、斜齿、锥齿轮的受力分析,能对直齿圆柱齿轮进行设计
8.教学重点
(1)轮齿的失效形式及设计计算准则
(2)齿轮材料及热处理
(3)直齿圆柱齿轮传动的齿面接触强度计算
(4)直齿圆柱齿轮传动的轮齿弯曲强度计算
9.教学难点
(1)直齿圆柱齿轮设计过程中主要参数选择
(2)斜齿轮、锥齿轮受力分析
(十五)带传动
1.教学内容与要求
(1)带传动的类型和应用
(2)带传动的受力分析
(3)带传动的应力分析
(4)带传动的弹性滑动和传动比
(5)普通V带传动的计算
(6)V带轮的结构
(7)同步带传动简介要求掌握普通V带设计过程中主要参数选择,能对带传动进行应力分析
2.教学重点
(1)带传动的受力分析
(2)带传动的应力分析
(3)带传动的弹性滑动和传动比
(4)普通V带传动的计算
3.教学难点普通V带设计过程中主要参数选择
(十六)轴
1.教学内容与要求
(1)轴的功用和类型
(2)轴的材料
(3)轴的结构设计
(4)轴的强度设计要求了解轴的功用和类型以及轴的常用材料掌握轴的结构设计以及轴的强度计算
2.教学重点
(1)轴的结构设计
(2)轴的强度设计
3.教学难点轴的结构设计
(十七)滚动轴承
1.教学内容与要求
(1)滚动轴承的基本类型和特点
(2)滚动轴承的代号
(3)滚动轴承的选择计算
(4)滚动轴承的润滑和密封
(5)滚动轴承的组合设计要求掌握常用滚动轴承的特点、代号以及选择计算
2.教学重点
(1)滚动轴承的代号
(2)滚动轴承的选择计算
3.教学难点
(1)角接触球轴承和圆锥滚子轴承的轴向力和当量动载荷的计算
(2)滚动轴承的组合设计附实验内容与要求实验一常用机构现场教学(2学时)基本要求
1.了解四种基本机构的结构特点及主要类型
2.了解四种基本机构和空间连杆机构的运动传递情况
3.初步了解组合机构的几种典型的组合方式主要内容以学生观察四种基本机构陈列柜的展示为主,教师讲解为辅学生仔细观察陈列柜中的四种基本机构及其应用实例,进行讨论和作思考题,以便深入了解四种常用的基本机构(平面连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、其它常用机构)的工作原理、应用情况,初步了解几种典型的组合机构的组合方式以及常用间歇运动机构的类型主要仪器设备常用机构电动陈列柜实验二常用机械零件现场教学(2学时)基本要求
1.通过观察了解机械零、部件的类型和结构,掌握其特点和应用
2.了解机械零件的工作原理,为深入理解机械零、部件设计的理论知识打好基础
3.通过观察机械零、部件的失效形式,掌握机械零、部件的设计准则主要内容仔细观察、学习、了解常用机械零件的结构、特点和失效形式,进行讨论和作思考题主要仪器设备常用机械零件电动陈列柜、教具等实验三减速器拆装(2学时)基本要求
1.了解减速器的整体结构及工作要求
2.了解减速器的箱体零件、轴、齿轮等主要零件的结构及加工工艺
3.了解减速器主要部件及整机的装配工艺
4.了解齿轮、轴承的润滑、冷却及密封
5.通过自己动手拆装,了解轴承及轴上零件的调整、固定方法主要内容首先由实验指导老师对减速器进行结构分析和介绍,对减速器的主要零、部件的结构及加工工艺过程进行分析、讲解及介绍再由学生们分组进行拆装,指导老师解答学生们提出的各种问题.在拆装过程中学生们进一步观察了解减速器各零、部件的结构、相互间配合的性质、定位尺寸、装配关系及齿轮、轴承润滑、冷却的方式及润滑系统的结构和布置;输出、输入轴与箱体间的密封装置及釉承工作间隙调整方法及结构等主要仪器设备
1.单级直齿圆柱齿轮减速器
2.活动扳手,螺丝起、木锤、钢尺等工具
四、学时分配(见下页)
五、教学环节与教学要求
1.课堂讲授课堂讲授应用多种媒体结合、采用启发式的教学方法授课,着力于基本理论、基本知识的讲授以及对学生基本技能和创新能力的培养,要求突出重点,突破难点
2.实验通过实验加深对课堂所授内容的理解同时,启发学生创新设计的能力
3.课程设计设计题设计用于带式运输机传动装置中的单级直齿圆柱齿轮减速器教学要求完成单级直齿圆柱齿轮减速器装配图一张(A1图纸);设计说明书一份成绩评定课程设计单独评分,由图纸质量、说明书质量、答辩成绩三部分组成,按优、良、中、及格、不及格五个等级进行评定学时分配表学时序教学内容(按章填写)号课堂讲授实验课习题课讨论课其它1静力学基本概念及受力分析22平面汇交力系23力矩和平面力偶系24平面一般力系25轴向拉伸和压缩216扭转27弯曲418平面机构的自由度429平面连杆机构410齿轮机构611轮系412机械设计概论213联接614齿轮传动62215带传动416轴2217滚动轴承422小计5868比例80%
8.3%
11.7%合计72实验学时分配表实验类型序实验学每组实实验项目(或内容)名称设计其它说明号时验性综验人数证合性性1常用机构现场教学2152通用零件现场教学2J153齿轮减速器拆装和结构分析28小计6
六、课程考核办法:根据课程性质和学校的有关规定,本课程为考试课,其总评成绩按照考试成绩占70%、实验和平时成绩一起占30%。