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《机械基础》课程教学大纲福州职业技术学院2009年7月1《机械基础》课程教学大纲一、课程名称：机械基础二、教学对象：机电设备维修与管理、数控技术、汽车运用技术等专业三、学时：总共120课时，其中理论和实践各60课时四、课程模块类别及课程属性：课程模块类别：专业基础模块课程属性：必修课五、本课程在教学计划中的地位和作用《机械基础》是机械类和近机类专业必修的一门专业骨干和技术基础课程。它在教学计划中起着承前启后的桥梁作用，为学习专业课程提供必要的理论基础和基本的专业技能。本课程不仅具有较强的理论性，同时具有较强的实践性。它在培养机械类和近机类工程技术人才的过程中，具有增强学生的机械理论基础、提高学生对机械技术工作的适应性和培养其开发创新能力的作用。通过本课程的学习，能够使学生掌握常用机构、通用零部件及其传动的原理，初步具备设计普通机械传动装置和简单机械分析的能力。并为学生在设备的正确使用、设备的故障分析、设备的维护保养等方面提供必要的知识。为后续专业课程学习和今后职业技能的进一步提高奠定基础。六、本课程的目的和要求：《机械基础》是机械类和近机类各专业中研究机械共性问题的一门主干课程。本课程在教学内容方面着重两个方面：理论教学着重体现“基于工作过程需要”的知识点分析和传授；实践教学方面着重于职业能力分析和岗位职业技能培训。本课程教学的总体目标是使机电设备维修与管理、数控技术和汽车运用技术等专业学生通过两个学期（总共120课时，其中理论教学60课时，实践教学60课时）的学习，掌握基本的工程计算与简单机械零部件的设计能力，并且初步具有分析、解决机械工程实际问题的能力，为后续专业课的学习打下良好的基础。（一）本课程的教学目的1、掌握机械中常用机构的结构、特性，初步具有分析、选用常用机构的能力；2、初步掌握机械中通用零件的工作原理、特点、应用及简单设计计算方法；3、初步具有运用标准、规范、手册等技术资料的能力；4、获得机械工程实践技能的初步训练；（二）本课程的教学要求1、须掌握的基本知识要求（1）掌握机械设计一般知识、常用机构的工作原理、特点、应用及设计方法；2（2）掌握机械零件的主要类型、工作原理、结构特点、设计规范和标准；（3）掌握机械设计基本原则、机械零件的失效形式、工作能力计算准则、受力分析、应力分析和提高零件强度的措施；（4）掌握常用机构及通用机械零件的选用和设计的基本方法；2、须达到的专业技能要求（1）初步具有分析机构和选择传动方案的能力；（2）初步具有分析、选用和设计机械零部件及简单机械传动装置的能力；（3）具有运用标准、规范、手册、图册等有关技术资料的能力；（4）初步具有设计计算、零件结构设计和测绘技能、实验技能、编制技术文件技能和应用CAD绘图技能等；七、教学总体安排根据专业教学计划，本课程总课时为120课时（含实验和实训），安排在第二、三学期开课，其中第二学期60课时：理论教学47学时，实践教学13课时。13课时的实践教学主要用于普通平面运动机构的的认识实验等；第三学期60课时：理论教学13课时，实践教学47课时，47课时的实践教学则侧重于普通机械设备的拆装、测绘与课程设计等技能实训。八、教学内容绪论【目的要求】一、了解：机器的组成及其特征二、熟悉：机械设计的基本程序和一般要求三、掌握：机械的组成部分及功用，机器、机械、机构的差别【教学内容】教学内容说明：绪论部分主要说明机构和机器的概念和组成，重点介绍本课程的性质和研究对象以及学习本课程的方法。要求学生理解机构和机器的概念，掌握机器的功用和组成。了解本课程的性质、研究对象和学习本课程的基本要求和学习方法。教学方法建议：在本章节的教学过程中，着重介绍机械的基本常识，同时可以采用视频材料、图片资料和机器实物（或模型）等资料和设备给学生现场介绍机械工程的常识。第一节引言一、机械的分类及用途第二节机器的组成及其特征一、机器的功能3二、机器的组成部分：零件——机构——机械（机器）第三节机械设计的基本要求及一般程序一、机械设计的基本要求二、机械设计的一般程序第四节机械设计基础课程的内容、性质和任务一、课程内容二、课程性质三、课程的任务第一章平面机构的运动简图及自由度【目的要求】一、了解：机械运动的特征二、熟悉：平面机构的运动简图的绘制、机构的自由度三、掌握：机构自由度的实际运用，能用自由度判别机构运动状态四、重点：平面机构自由度的计算。五、难点：平面机构运动简图的绘制。【教学内容】教学内容说明：了解机构的组成。理解运动副、平面自由度等概念。掌握平面机构的运动简图。掌握平面机构的自由度和机构具有确定运动的条件。教学方法建议：在本章教学过程中，教师应尽可能提供一些典型机构的实物或模型，如缝纫机机头、自行车等，以增强学生的感性认识，便于掌握好机构运动简图的绘制方法。本章教学完成后应提供一些机构模型或机器装配图给学生，帮助、指导他们完成相应的实际机构简图绘制和自由度计算。第一节平面机构的组成一、构件及自由度二、约束与运动副三、运动副的分类四、运动副的符号五、五机构中构件的分类及组成第二节平面机构运动简图一、机构运动简图与机构简图二、平面机构运动简图的绘制三、常用机构运动简图符号第三节平面机构的自由度4一、平面机构的自由度二、计算机构自由度时应注意的事项三、构件系统具有确定运动的条件四、计算平面机构自由度的实用意义第二章平面连杆机构【目的要求】一、了解：由平面连杆机构组成的机械（机器）类型与特征、平面多杆机构的作用二、熟悉：平面连杆机构特点及其演化型式实际应用三、掌握：平面四连杆机构曲柄存在条件的判别四、重点：平面四杆机构的急回特性、压力角，按给定条件设计四连杆机构五、难点：铰链四杆机构曲柄存在条件【教学内容】教学内容说明：本章节主要是了解四杆机构的基本型式及演化。掌握平面四杆机构的基本特性。了解四杆机构的设计方法和设计过程。教学方法建议：本章的教学应尽可能结合各种四杆机构的实物或模型进行，讲解过程中可联系学生在生产劳动中碰到的实际机构，从具体形象的设备结构类型提升到抽象的机构绘制和分析示范教学，也可组织学生到牛头刨床或发动机活塞、曲轴和连杆等有关工程设备旁进行现场教学。第一节概述一、有关基本概念二、平面连杆机构的特点及应用第二节绞链四连杆机构的基本型式及演化一、绞链四连杆机构的基本型式二、绞链四连杆机构的演化第三节平面四杆机构的基本特性一、绞链四连杆机构存在曲柄的条件二、急回特性三、压力角和传动角四、死点位置第四节平面四杆机构的设计一、按给定的连杆位置设计四连杆二、按给定行程速度变化比系数K设计四连杆三、按给定的运动轨迹设计四连杆第三章凸轮机构5【目的要求】一、了解：凸轮机构的分类二、熟悉：凸轮机构在机械设备中实际应用三、掌握：凸轮机构各种从动件运动规律及特性、应用场合四、重点：凸轮机构的应用和类型、凸轮轮廓设计简介五、难点：凸轮轮廓曲线的设计方法【教学内容】教学内容说明：本章节主要是了解凸轮机构的类型、组成、特点及应用。掌握从动件的常用运动规律。掌握盘形凸轮轮廓的设计方法。熟悉凸轮机构基本尺寸的确定。教学方法建议：本章重点讲授凸轮各种运动规律的坐标图绘制，从而进一步讲授尖顶对心移动从动件盘形凸轮轮廓的设计，这也是其它盘形凸轮轮廓设计的基础。对于摆动从动件盘形凸轮和滚子从动件盘形凸轮轮廓的设计只作简介。第一节凸轮机构的应用与分类一、凸轮机构的应用与分类第二节常用的从动件运动规律一、等速运动规律二、等加速等减速运动规律三、简谐（余弦加速度）运动规律第三节用图解法设计盘形凸轮轮廓曲线一、对心移动尖顶从动件盘形凸轮轮廓的设计二、对心移动滚子从动件盘形凸轮轮廓的设计三、对心移动平底从动件盘形凸轮轮廓的设计四、偏置移动尖顶从动件盘形凸轮轮廓的设计五、摆动从动件盘形凸轮轮廓的设计第四节设计凸轮机构应注意的问题一、滚子半径的选择二、压力角的选择和校验三、基圆半径的确定第四章间歇运动机构【目的要求】一、了解：间歇机构的组成特点及其作用二、熟悉：常用的间歇机构如：棘轮机构、槽轮机构的组成及运动特点三、掌握：棘轮机构、槽轮机构运动规律及特性、应用场合6四、重点：了解棘轮机构、槽轮机构和不完全齿轮机构的结构和运动形式五、难点：槽轮机构在实际运用中的有关计算方法【教学内容】教学内容说明：了解棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构和凸轮式间歇机构。初步了解螺旋传动机构。教学方法建议：通过应用实例了解棘轮机构和槽轮机构的工作原理与特点，尽可能提供上述机构的实物、模型或进行现场教学。一、棘轮机构二、槽轮机构三、不完全齿轮机构和凸轮式间歇机构简介第五章带传动和链传动【目的要求】一、了解：带传动和链传动的运动特性及受力分析和应力分析二、熟悉：带传动和链传动的类型及其应用，带传动和链传动的设计步骤、计算方法三、掌握：带传动和链传动的选型及安装与日常维护四、重点：普通∨带传动计算。滚子链传动的设计计算。五、难点:弹性滑动与打滑、链传动运动的不均匀性。【教学内容】教学内容说明：掌握V带和带轮的结构。熟悉带传动的工作能力分析、应力分析和滑动分析；掌握V带传动的设计计算和结构计算；了解带传动的预紧、安装与维护。了解链条和链轮的结构，链传动的特点和应用。链传动运动的不均匀性。链传动的受力分析。链传动的主要参数及其选择。滚子链传动的设计计算。链传动的布置和润滑。教学方法建议：V带传动的设计计算是本章的重点，也是生产实际中经常遇到的设计问题，要求学生要掌握好，同时，对于带传动的特点、受力分析、应力分析、滑动分析以及弹性滑动和打滑的概念也要充分理解。第一节带传动的类型和应用一、带传动的特点二、带传动的类型第二节V带和V带轮一、V带的结构和标准特点二、V带的材料和结构7第三节带传动的受力分析和应力分析一、带传动的受力分析和打滑二、带传动的应力分析第四节带传动的弹性滑动和传动比第五节普通V带传动的设计一、带传动的失效形式和设计准则二、单根V带的基本额定功率三、V带截型和根数的确定四、主要参数的确定五、带传动作用在轴上的压力六、带传动的设计任务与步骤第六节带传动的张紧和维护一、带传动的张紧二、带传动的安装和维护第七节链传动的特点和应用一、链传动的结构和类型二、链传动的特点和应用第八节滚子链和链轮一、滚子链二、链轮第九节链传动的运动特性第十节滚子链传动的设计计算一、链传动的主失效形式二、功率曲线图三、链传动的设计计算四、链传动的主要参数选择第十一节链传动的布置、张紧和润滑一、链传动的布置二、链传动的张紧三、链传动的润滑第六章齿轮传动【目的要求】一、了解：齿轮传动的发展趋势及齿轮设计的一般问题二、熟悉：齿轮传动的类型和对它的基本要求8三、掌握：渐开线齿廓的齿轮啮合基本定律、传动特点及其应用四、重点：直齿圆柱齿轮齿面接触强度及齿根弯曲强的计算。五、难点：标准直齿圆柱齿轮传动的设计【教学内容】教学内容说明：了解齿轮传动的类型和特点。熟悉渐开线的形成及性质，了解齿轮的失效形式及计算准则。掌握渐开线标准直齿圆柱齿轮的主要参数及几何尺寸计算、掌握渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动。了解渐开线齿轮轮齿的加工方法、渐开线齿廊的根切现象与最少齿数。了解齿轮的常用材料和许用应力。熟悉斜齿圆柱齿轮传动。掌握渐开线标准圆柱齿轮传动的设计计算。熟悉齿轮传动的结构设计。教学方法建议：本章以渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动和几何尺寸计算为重点，齿轮传动知识点多而难，要使用实物（如齿轮减速器等）、多媒体课件等多种教学方法，以加强学生的感性认识，提高其工程抽象思维能力。第一节齿轮传动的类型和对它的基本要求一、齿轮传动的类型二、对齿轮传动的基本要求第二节齿廓啮合基本定律第三节渐开线齿廓一、渐开线的形成及其特征二、渐开线齿廓满足定传动比要求三、渐开线齿廓啮合的特点第四节渐开线标准直齿圆柱齿轮的主要参数和几何尺寸一、直齿圆柱齿轮各部分的名称及主要参数二、标准直齿圆柱齿轮几何尺寸的计算三、标准直齿圆柱齿轮的公法线长度四、径节制齿轮第五节渐开线齿轮的啮合传动一、一对渐开线齿轮的正确啮合条件二、渐开线齿轮连续传动的条件第六节渐开线齿轮的加工方法及根切现象一、齿轮轮齿的加工方法二、渐开线齿廓