《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程教學(xué)基本要求

1、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教學(xué)（自學(xué)）基本要求 適用層次 所有層次 適應(yīng)專業(yè) 工科各專業(yè) 使用學(xué)期 2010 春 自學(xué)學(xué)時(shí) 120 面授學(xué)時(shí) 40 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí) 使用教材 教材名稱 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 編者 棊縫光劉峰 出版社 中國(guó)石油大學(xué) 參考教材 課程簡(jiǎn)介 本課程是近機(jī)類、遠(yuǎn)機(jī)類專業(yè)了解機(jī)械的一門(mén)重要技術(shù)基礎(chǔ)課。目標(biāo)是使學(xué)生 在綜合應(yīng)用先修課程知識(shí)的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析、常用機(jī)構(gòu)性能與設(shè)計(jì) 分析、機(jī)器動(dòng)力學(xué)、通用零（部）件設(shè)計(jì)方而基本知識(shí)的學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)訓(xùn)練，做到認(rèn) 識(shí)機(jī)械、了解機(jī)械。為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)專業(yè)課和今后從事與機(jī)械方而有關(guān)的工作打 下基礎(chǔ)，為日后從事技術(shù)革新、發(fā)明創(chuàng)造條件，為在工作中與機(jī)械工程師合

2、作打下 基礎(chǔ)。 學(xué)習(xí)建議 通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)可以使學(xué)生熟悉常用機(jī)構(gòu)，掌握通用機(jī)械零件的工作原理、 結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、設(shè)訃訃算及維修等，初步具有一定設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)裝宜的能力。具有運(yùn) 用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)、圖冊(cè)及查閱有關(guān)技術(shù)資料的能力。 各章節(jié)主要學(xué)習(xí)內(nèi)容及要求（上交作業(yè)電子文檔附后） 緒論 主要內(nèi)容 1課程研究的對(duì)象： 2. 研究的內(nèi)容 3. 課程的重要性 4. 機(jī)械設(shè)計(jì)的一般過(guò)程 5. 學(xué)習(xí)方法 重點(diǎn)：機(jī)械、機(jī)構(gòu)、機(jī)器的概念 平時(shí)作業(yè)：0. 1 上交作業(yè) 備注 第一章機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 主要內(nèi)容 1. 運(yùn)動(dòng)副 2. 平而機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制 3. 運(yùn)動(dòng)鏈成為機(jī)構(gòu)的條件 4. 計(jì)算自由度時(shí)的注意事項(xiàng) 重點(diǎn)： 1運(yùn)

3、動(dòng)副及分類： 2.運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制及自由度計(jì)算。 上交作業(yè) 1.3. 1.4、1.5 備注 第二章平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力分析 主要內(nèi)容 1.機(jī)構(gòu)速度分析的瞬心法 2. 用矢量方程圖解法做機(jī)構(gòu)的速度和加速度分析 3. 機(jī)構(gòu)動(dòng)力分析的圖解法 4. 簡(jiǎn)單機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力分析的解析法 上交作業(yè) 備注 本章不作為考試內(nèi)容。 第三章平面連桿機(jī)構(gòu) 主要內(nèi)容 1平而連桿機(jī)構(gòu)的類型、應(yīng)用和演化 2. 平而四桿機(jī)構(gòu)的基本特性 3. 平而四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介 重點(diǎn)掌握：平而連桿機(jī)構(gòu)的基本類型和基本特性 上交作業(yè) 3. 1、3. 3 備注 第四章凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 主要內(nèi)容 1. 概述 2. 凸輪從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律 3. 凸輪輪廓曲

4、線設(shè)計(jì) 4. 凸輪機(jī)構(gòu)基本參數(shù)的確定 重點(diǎn)： 從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律 平時(shí)作業(yè)：4.3、4.4、4.10、4.14、4. 17 上交作業(yè) 4. 10、4. 14. 4. 17 備注 第五章齒輪機(jī)構(gòu) 主要內(nèi)容 1. 概述 2. 齒屎嚙合基本定律與共軌齒廉 3. 漸開(kāi)線的形成和性質(zhì) 4. 漸開(kāi)線圓柱齒輪各部分的需稱和標(biāo)準(zhǔn)齒輪尺寸計(jì)算 5. 漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng) 6. 漸開(kāi)線齒解的切制 7. 平行軸斜齒輪機(jī)構(gòu) 8. 圓錐齒輪機(jī)構(gòu) 重點(diǎn)： 1. 齒解嚙合的基本定律； 2. 漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)齒輪的各部分名稱及其基本尺寸： 3. 一對(duì)漸開(kāi)線齒輪正確嚙合的條件； 平時(shí)作業(yè)：5.2、5.5、5.6、5.14、

5、5.15、5. 16 上交作業(yè) 5 5、 5. 6、 5 14 備注 第六章輪系 主要內(nèi)容 1 輪系分類 2.定軸輪系的傳動(dòng)比 3 基本的周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比計(jì)算 4. 復(fù)合輪系的傳動(dòng)比計(jì)算 5. 輪系的應(yīng)用 重點(diǎn)： 定軸輪系的傳動(dòng)比計(jì)算 上交作業(yè) 6. 1、6.4、6.9 備注 第七章其他常用機(jī)構(gòu) 主要內(nèi)容 1間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 2. 萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié) 3. 組合機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介 平時(shí)作業(yè)：7. 1 上交作業(yè) 備注 第八章機(jī)器動(dòng)力學(xué)初步 主要內(nèi)容 1. 機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)速度波動(dòng)的調(diào)節(jié) 2. 剛性回轉(zhuǎn)件的平衡 平時(shí)作業(yè)：8. 1. 8.2、8.3、8.4. 8.5. 8.6 上交作業(yè) 備注 第九章機(jī)器零件設(shè)計(jì)概論 主要內(nèi)容 1

6、. 機(jī)械零件的失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 2. 機(jī)械制造常用材料及其選擇 3. 機(jī)械零件的結(jié)構(gòu)工藝性及標(biāo)準(zhǔn)化 重點(diǎn)： 零件工作能力準(zhǔn)則 平時(shí)作業(yè)：9.3、9.4、9.6 上交作業(yè) 備注 第十章聯(lián)接 主要內(nèi)容 1、螺紋聯(lián)接 1）螺紋及其主要參數(shù)； 2）螺旋副中力的關(guān)系、效率及自鎖； 3）常見(jiàn)螺紋種類及標(biāo)準(zhǔn)； 4）螺紋聯(lián)接件的主要類型； 5）螺紋聯(lián)接的防松： 6）螺紋聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算； 7）螺栓的材料和許用應(yīng)力： 8）螺旋傳動(dòng)： 2、鍵聯(lián)接 1）平鍵聯(lián)接 2）其他鍵聯(lián)接。 重點(diǎn)： 1螺紋的主要參數(shù)； 2. 螺旋副中的受力分析及自鎖； 3. 緊螺栓聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算： 4. 普通平鍵 平時(shí)作業(yè)：10.2、10.3

7、、10.4、10.11、10.12、10. 13 上交作業(yè) 10. 11、10. 12、10. 13 備注 第十一章齒輪傳動(dòng) 主要內(nèi)容 1. 齒輪傳動(dòng)的失效形式及計(jì)算準(zhǔn)則 2. 齒輪材料及精度選擇 3. 齒輪傳動(dòng)的載荷計(jì)算 4. 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算 5. 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算 6. 直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算 7. 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 8. 齒輪的潤(rùn)滑 9. 齒輪傳動(dòng)的效率 重點(diǎn)： 1齒輪的失效形式及計(jì)算準(zhǔn)則： 2. 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)及受力分析； 3. 圓錐直齒齒輪傳動(dòng)及受力分析。 平時(shí)作業(yè)：11.1、11.2、11.3、11.7、11.9 上交作業(yè) 11.7. 11.9 備注 第十

8、二章蝸桿傳動(dòng) 主要內(nèi)容 1. 概述 2圓柱蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算 3. 圓柱蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算 4. 圓柱蝸桿傳動(dòng)的效率、潤(rùn)滑和熱平衡計(jì)算 重點(diǎn)： 1蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)； 2. 蝸桿傳動(dòng)的受力分析； 3. 蝸桿傳動(dòng)的溫度計(jì)算。 上交作業(yè) 12.2. 12.3. 12.5 備注 第十三章帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) 主要內(nèi)容 1.帶傳動(dòng) 1) .概述 2) .帶傳動(dòng)的基本理論 3) .帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 4) .V帶輪的結(jié)構(gòu) 5).同步帶傳動(dòng)簡(jiǎn)介 2.鏈傳動(dòng) 1) .鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)、類型 2) .傳動(dòng)鏈及鏈輪 3) .鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)分析和受力分析 4) .滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 5) .鏈傳動(dòng)的布置和潤(rùn)滑 重點(diǎn)

9、： 1帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)和打滑 2.鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性 平時(shí)作業(yè)：13.3、13.4、13.10、13.11、13. 14 上交作業(yè) 13. 14 備注 第十四章軸 主要內(nèi)容 1. 軸的用途和分類 2. 軸的材料和毛坯型式 3. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4. 軸的強(qiáng)度計(jì)算 5. 軸的剛度計(jì)算 6. 軸的臨界轉(zhuǎn)速 7. 提髙軸的強(qiáng)度、剛度和減輕重量的措施 重點(diǎn)：軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度計(jì)算 平時(shí)作業(yè)：14.1、14.2、14. 7 上交作業(yè) 14.7 備注 第十五章滾動(dòng)軸承 主要內(nèi)容 1. 概述 2. 滾動(dòng)軸承的類型和選擇 3. 滾動(dòng)軸承的代號(hào) 4. 滾動(dòng)軸承的力分析、失效和計(jì)算準(zhǔn)則 5. 滾動(dòng)軸承的組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

10、6. 滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑和密封 重點(diǎn)：滾動(dòng)軸承的主要類型及選擇 平時(shí)作業(yè)：15.1、15.3、15.6 上交作業(yè) 15.6 備注 第十六章滑動(dòng)軸承 主要內(nèi)容 1. 摩擦狀態(tài) 2. 滑動(dòng)軸承的特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)型式 3 軸瓦及軸承襯材料 4.軸承潤(rùn)滑材料 5 軸承潤(rùn)滑方法 6 滑動(dòng)軸承的條件性計(jì)算 7.液體動(dòng)力潤(rùn)滑的基本原理 平時(shí)作業(yè)：16. E 16.2. 16.3 上交作業(yè) 備注 第十七章聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器 主要內(nèi)容 1概述 2. 剛性聯(lián)軸器 3. 牙嵌離合器 4. 摩擦離合器 5. 制動(dòng)器 上交作業(yè) 備注 一般了解 第十八章彈簧 備注 何時(shí)用何時(shí)自學(xué)，本章考試不考。 第十九章機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜論 備注

11、 老師在課件講授中將有關(guān)內(nèi)容插入，一般了解：本章考試不考。 編者：劉峰 第一章作業(yè)題 1.3. 計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度。 14、計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度。 題14圖 1.5. 計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度。 題15圖 第三章作業(yè)題 3.1、試根據(jù)圖中的尺寸判斷下列鐵鏈四桿機(jī)構(gòu)是曲柄搖桿結(jié)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)，還是雙搖桿結(jié)構(gòu)* 題3.1圖 3.3、圖示為壓力機(jī)機(jī)構(gòu)，試?yán)L制其機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖并分析其屬于何種機(jī)構(gòu)? 第四章作業(yè)題 4.10.圖示為從動(dòng)件在推程時(shí)的部分運(yùn)動(dòng)線圖，其遠(yuǎn)、近休I匕角均不等于零，試根據(jù)s、v和a之間 的關(guān)系定性地補(bǔ)全該運(yùn)動(dòng)線圖，并指出何處存在剛性沖擊.何處存在柔性沖擊。 4.14. 設(shè)計(jì)一偏置直動(dòng)滾子從

12、動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪轉(zhuǎn)向及從動(dòng)件初始位置如圖所示。已知偏距 e=10mm,基圓半徑ro=40mm,滾子半徑rr=10mm。從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律0=150, 婦30。, d r =120, 敕=60%從動(dòng)件推程以簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律上升，行程h=20mm,回程以等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律返回原 處。試?yán)L制從動(dòng)件位移線圖及凸輪輪廓曲線。 4.17.畫(huà)出圖示凸輪機(jī)構(gòu)中凸輪的基圓，并在圖上標(biāo)出凸輪由圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)45。時(shí)凸輪輪廓上的接 觸點(diǎn)位宜及凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角。 題4.17圖 第五章作業(yè)題 5.5. 已知一對(duì)漸開(kāi)線外嚙合直齒圓柱標(biāo)準(zhǔn)齒輪的模數(shù)m=5mm,壓力角a=20%中心距a=350mm, 角速比ii2=9/5o試求

13、兩齒輪的齒數(shù)、分度圓直徑、齒頂圓直徑、齒根圓直徑、基圓直徑。 5.6、一對(duì)漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，測(cè)得英中心距為60mm,小齒輪的齒數(shù)為20,傳動(dòng)比為2, 試設(shè)計(jì)該對(duì)齒輪的其他參數(shù)。 5.14、一對(duì)漸開(kāi)線外嚙合圓柱齒輪,已知Zi=2l, Z2=22, m=2mm,中心距為44mm若不采用變位 齒輪而用標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪湊中心距，求斜齒圓柱齒輪的螺旋角卩應(yīng)為多少？ 第六章作業(yè)題 6.1、某手搖卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)如圖所示，各齒輪的齒數(shù)均為已知，試求傳動(dòng)比g的大小和提升重物 時(shí)手柄的轉(zhuǎn)向。 題6.1圖 6.4x 如圖所示輪系 a、b 中，Zi=20 z2=24, z2; =36, z3=40t 3 =

14、200rad/Si 3=lOOrad/s,求兩 輪系系桿的角速度5F? 題64圖 6.9x在圖示輪系中,已知ni=50r/min, Zi=20, z2=3O, z2 =50, z3=80求n”的大小和方向。 21 題6.9圖 第十章作業(yè)題 10.1K用兩個(gè)M10的螺釘固左一牽引鉤，若螺釘材料為Q235,安裝時(shí)控制預(yù)緊力，被聯(lián)接件接合 而摩擦系數(shù)f=0.15,求英允許的牽引力F。 題10.11圖 10.12、圖示凸緣聯(lián)軸器允許傳遞的最大轉(zhuǎn)矩T=1500Nm （靜載荷），材料為HT250,聯(lián)軸器用4 個(gè)M16狡制孔用螺栓聯(lián)成一體，螺栓材料為35鋼。試選取合適的螺栓長(zhǎng)度，并校核其剪切和擠壓 強(qiáng)度。

15、10.13.題10.12中凸緣聯(lián)軸器若采用M16螺栓聯(lián)成一體，以摩擦力來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩，螺栓材料為45鋼, 聯(lián)軸器材料為25鋼，接合而摩擦系數(shù)f=0.15,安裝時(shí)不要求嚴(yán)格控制預(yù)緊力，試決立螺栓數(shù)。 第十一章作業(yè)題 11.7. 設(shè)兩級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器的已知條件如圖所示，問(wèn)： （1）3、4輪的螺旋線方向應(yīng)如何選擇才能使中間軸上兩齒輪的軸向力可以抵消一部分： （2）3、4輪的螺旋角應(yīng)取多大才能使中間軸上兩齒輪的軸向力可以完全抵消？ 11.9.試設(shè)訃提升機(jī)構(gòu)上用的閉式直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，已知傳動(dòng)比i=4.6轉(zhuǎn)速m=730r/min傳遞 功率PlOkW,雙向傳動(dòng)，每天工作16h,對(duì)稱布置，原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，載

16、荷為中等沖擊，zi=25, 大小齒輪材料均為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，齒輪精度等級(jí)為8級(jí)。 第十二章作業(yè)題 12.2.如圖所示,蝸桿主動(dòng),Ti=20N mm, m=4mm zi=2, di=50mm蝸輪齒數(shù)Z2=50,傳動(dòng)的 嚙合效率q=0.75試確定： （1）蝸輪的轉(zhuǎn)向； （2）蝸桿與蝸輪上作用力的大小和方向。 題12.2圖 12.3. 如圖所示，1、2是一對(duì)蝸桿蝸輪傳動(dòng)，3、4是一對(duì)斜齒輪傳動(dòng)。已知1為原動(dòng)件，4為輸岀 件，各輪轉(zhuǎn)向如圖所示。為了使中間軸上蝸輪2和斜齒輪3上的軸向力互相抵消一部分，試確左1、 2、3、4各輪的旋向.并在圖上標(biāo)出2和3所受力的方向。 12.5.圖示為一手動(dòng)提升機(jī)構(gòu)，1、2為斜齒輪，3、4為一對(duì)蝸輪蝸桿。已知1、2輪齒數(shù)斫20, Z2=30,蝸桿頭數(shù)Z3=l,蝸輪齒數(shù)Z4=100,試求： （1）手輪按圖示方向轉(zhuǎn)動(dòng)提升重物Q時(shí)，蝸桿、蝸輪是左旋還是右旋： （2）為使蝸桿軸上軸向力抵消一部分，試確定斜齒輪的旋向： （3）與蝸輪固聯(lián)的鼓輪直徑dw=0.2m,需要將重物提升lm時(shí)，手輪應(yīng)該轉(zhuǎn)幾圈？ 2 題12.5圖 第十三章作業(yè)題 13.14. 有一帶式輸送裝置，其異步電動(dòng)機(jī)與齒輪減速其之間用普通V帶傳動(dòng)，電動(dòng)機(jī)功率P=7kW,