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液压与气动技术专业课程教学大纲《机械设计基础》课程教学大纲执笔者：宋敏编写日期：2003年5月15日课程编号课程性质课程类别适应专业学时数学分3021000730210008系级公共专业必修课技术基础课液压与气动技术总学时：120理论：108实践：124+1（1）课程的性质、目的和任务本课程是一门技术基础课。其目的是培养学生的工程计算能力和简单机械零部件的设计能力，同时也为后续课学习打下基础。主要任务是：（1）能熟练地运用力系平衡条件求解简单力系的平衡问题。（2）掌握零部件的受力分析和强度计算方法。（3）熟悉常用机构、常用机械传动及通用零部件的工作原理、特点、应用、结构和标准，掌握常用机构、常用机械传动和通用零部件的选用和基本设计方法，具备正确分析、使用和维护机械的能力，初步具有设计简单机械传动装置的能力。（4）具有与本课程有关的解题、运算、绘图能力和应用标准、手册、图册等有关技术资料的能力。（2）课程教学的教学内容（含实验实践内容及其类型等）、基本要求、学时分配等序号教学内容基本要求学时备注1静力学的基本概念和公理约束和约束反力理解静力学基本概念和公理掌握常见约束反力的画法22受力图掌握物体及简单物体系受力图的画法23汇交力系合成与平衡理解力在直角坐标轴上的投影和合力投影定理24力矩和力偶理解力矩的概念和合力矩定理、力偶的概念、性质、力偶系的合成与平衡25力的平移定理平面任意力系的简化理解力的平移定理及平面任意力系的简化及简化结果26平面任意力系的平衡方程掌握平面任意力系的平衡方程及应用2序号教学内容基本要求学时备注7物体系统的平衡掌握简单物体系统平衡问题的解法28空间任意力系平衡问题的平面解法了解空间任意力系平衡问题的平面解法29摩擦与自锁掌握滑动摩擦力计算、理解摩擦角及自锁的概念210金属材料的机械性能理解金属材料的机械性能（强度、塑性、硬度等）211常用金属材料掌握常用金属材料的分类及牌号212钢的热处理理解常用钢的热处理的技术目的213构件承载能力变形固体基本假设杆件变形基本形式理解构件的承载能力掌握变形固体的基本假设了解四类基本变形形式214轴向拉伸与压缩的概念轴向拉伸与压缩时的内力建立轴向拉伸与压缩的概念掌握截面法、轴力与轴力图215轴向拉伸与压缩时的应力拉压杆的变形与虎克定律掌握横截面和斜截面上的应力计算掌握虎克定律216材料在拉压时的力学性能理解低碳钢和铸铁的力学性能217拉伸实验1）测定低碳钢的机械性质：屈服极限σs、强度极限σb、延伸率δ及断面收缩率Ψ2）测定铸铁的机械性质：强度极限σb2验证型18压缩实验1）测定铸铁的抗压强度极限σb，低碳钢压缩时的屈服极限σs2）观察铸铁和低碳钢压缩时的破坏现象3）比较塑性材料和脆性材料机械性质的区别1验证型19拉压杆的强度计算理解许用应力、掌握强度条件及其应用220剪切和挤压概念与实用计算建立剪切和挤压概念掌握实用计算方法及应用221圆轴扭转的概念扭矩和扭矩图建立圆轴扭转的概念掌握扭矩和扭矩图222圆轴扭转时横截面上的应力和变形掌握圆轴扭转时横截面上的应力和变形223扭转实验1）测定低碳钢的剪切弹性模量，验证扭转时的虎克定律2）观察比较低碳钢和铸铁在扭转时的破坏现象1验证型24圆轴扭转时的强度计算和刚度计算掌握强度条件和刚度条件及其应用225平面弯曲的概念梁的内力计算建立平面弯曲的概念、掌握弯矩的计算226弯矩图掌握弯矩图绘制227习题课熟练掌握弯矩图绘制228弯曲正应力计算掌握梁弯曲时横截面正应力分布与计算229弯曲实验1）学习用电测法测量应力的方法2）研究纯弯曲梁的应力分布3）验证直梁弯曲正应力计算公式2验证型序号教学内容基本要求学时备注30梁的强度计算掌握梁的强度条件及其应用231梁的变形提高梁强度和刚度的措施了解挠度和转角理解提高梁强度和刚度的措施2小计6032机器组成、特征及机械设计概述理解机器的特征、了解机械设计的基本要求及内容233平面机构运动简图理解平面机构、运动副、自由度等基本概念掌握平面机构运动简图绘制的基本方法234平面机构自由度计算掌握机构自由度的计算机构具有确定运动的条件235实验（机构运动简图绘制）学会根据各种机械实物或模型绘制机构运动简图2操作36平面四杆机构的类型了解四杆机构的类型，理解曲柄存在的条件237铰链四杆机构的基本特性理解四杆机构的急回特性及传力分析方法238四杆机构的设计掌握图解法设计四杆机构239凸轮机构组成、类型、应用，从动件的常用运动规律熟悉凸轮机构的组成、类型及应用，理解从动件常用运动规律，掌握位移曲线的绘制240图解法设计凸轮轮廓曲线掌握图解法设计凸轮轮廓曲线的方法，理解基圆半径、滚子半径确定的基本原则241间歇运动机构理解间歇运动机构工作原理242齿轮传动概述了解齿轮传动特点及类型243渐开线齿轮掌握渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算244渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动掌握齿轮正确啮合条件、标准安装及标准中心距、连续传动的条件245渐开线齿轮的切齿原理及变位齿轮的概念了解渐开线齿轮的切齿原理及变位齿轮的概念246渐开线直齿圆柱齿轮传动的设计理解齿轮失效形式及产生原因，了解齿轮常用材料及热处理方法，掌握齿轮传动强度设计的基本原理和方法247实验（渐开线直齿圆柱齿轮的参数测定）1）掌握用常用量具测定渐开线直齿圆柱齿轮基本参数的方法2）通过测量和计算，加深理解齿轮各参数之间的相互关系和渐开线的性质1操作48实验（渐开线齿廓范成实验）1）掌握范成法加工渐开线齿廓的原理2）了解齿轮的根切现象及采用变位修正来避免根切的方法3）了解变位后对轮齿尺寸产生的影响1验证49斜齿圆柱齿轮传动掌握斜齿轮传动特点、主要参数及尺寸计算250圆锥齿轮传动蜗杆传动理解直齿圆锥齿轮和蜗杆传动特点、类型及其主要参数和几何尺寸计算2序号教学内容基本要求学时备注51齿轮系概述定轴轮系传动比的计算理解轮系的概念及其分类掌握定轴轮系的有关计算152周转轮系传动比的计算掌握周转轮系的有关计算253混合轮系传动比的计算轮系的功用理解混合轮系传动比的计算及轮系的功用254v带传动工作原理、特点，v带标准规格，v带传动设计基本知识理解v带传动工作原理及类型，熟悉v带标准规格，理解v带传动初拉力、工作拉力等基本概念，理解弹性滑动、打滑等现象255v带传动设计掌握v带传动设计方法156键联接理解键与花键联接的作用、类型，掌握平键联接的设计方法257螺纹联接熟悉螺纹的主要参数和类型，掌握螺纹联接的主要类型及应用258轴的功用及分类轴的常用材料及热处理掌握轴的功用及分类了解轴的常用材料及热处理159轴的结构设计掌握轴的结构设计260轴的强度设计掌握轴的强度设计方法161滚动轴承的结构、类型和代号熟悉滚动轴承的基本类型及标准，理解滚动轴承类型选择基本原则162滚动轴承的寿命计算掌握滚动轴承的寿命计算方法263滚动轴承的组合设计理解滚动轴承组合设计内容164联轴器与离合器掌握常用联轴器和离合器工作原理、类型及选用265实验（减速器拆装）1）通过对减速器的拆装与观察，了解减速器的整体结构、功能及设计布局2）通过减速器的结构分析，了解其如何满足功能要求和强度、刚度要求、工艺（加工与装配）要求及润滑与密封等要求3）通过对减速器中某轴系部件的拆装与分析，了解轴上零件的定位方式、轴系与箱体的定位方式、轴承及其间隙调整方法、密封装置等；观察与分析轴的工艺结构4）通过对不同类型减速器的分析比较，加深对机械零、部件结构设计的感性认识，为机械零、部件设计打下基础2操作总计120序号教学内容基本要求学时备注课程设计目的：1.综合运用机械基础课程及其它先修课程的理论和生产实际知识进行机械设计训练，使理论和生产实际知识密切地结合起来，从而使这些知识得到进一步巩固、加深和扩展。2.学习和掌握通用机械零件、机械传动装置或简单机械的一般设计方法，培养学生工程设计能力和分析问题、解决问题能力。3.对学生在计算、制图、运用设计资料（包括手册、标准和规范等）等机械设设计方面的基本技能进行一次训练，以提高这些技能的水平。内容：单级圆柱齿轮减速器减速器装配图一张（1号图纸）30学分1（3）本课程与其它课程的联系前期课程及知识要求：《机械设计基础》在液压与气动技术专业整个教学计划中，处于承上启下的地位。要求学生应有比较扎实的机械制图等先修课程的良好基础。后续课程：为后续专业课程学习打下良好的基础。（4）课程质量标准与成绩考核方式理论教学：期末考试统一命题，统一评分标准，统一考试时间。闭卷考试，考试时间为120分钟。实践教学：各实验均按实验操作、实验效果、实验报告质量和实验纪律综合评定成绩。实验成绩以15%计入本课程学期总成绩。（5）课程各教学环节要求：教学（包括教师的教学和学生的学习）方法与教学手段（技术）指南等理论教学：讲课要贯彻“少而精”的原则，举例要注意典型性及工程应用性，教会学生思路、技巧和方法。要注意培养学生的自学能力。教学中要充分利用录像、幻灯等电化教学手段和多媒体教学技术。实践教学：实验课主要帮助学生验证所学知识。课程设计主要帮助学生了解一般机械设计的全过程，强调独立思考，鼓励创新，提倡计算机绘图。（6）教材及主要教学参考书（两本以上公开出版的教材或讲义）《机械设计基础》郭红星主编2005年西电出版社《机械设计基础》贺敬宏宋敏主编2005年西北大学出版社《机械设计基础》高等教育出版社出版陈立德主编2000.8