機械設計機制 課程教學大綱

【機械設計】【MachineDesign】一、基本信息課程代碼：【1080004】課程學分：【3】面向?qū)I(yè)：【機械設計制造及其自動化（專升本）】課程性質(zhì)：【專業(yè)基礎課】開課院系：機電學院機械工程系使用教材：教材【濮良貴、陳國定、吳立言主編機械設計（第十版）高等教育出版社2019】參考書目【李景春,郭凱主編,機械設計基礎,北京理工大學出版社,2017】【劉孝民,黃衛(wèi)萍，機械設計基礎，華南理工大學出版社，2007】【吳宗澤、劉瑩主編機械設計教程機械工業(yè)出版社2003年2月】【李景春,郭凱主編，機械設計基礎

，北京理工大學出版社

2017】課程網(wǎng)站網(wǎng)址：先修課程：【高等數(shù)學（上）2100013（6），高等數(shù)學（下）2100015（4），機械制圖2080038（5），互換性與測量技術(shù)2080044（2），理論力學2080181（3），材料力學2080169（3），機械原理2080065（3），工程材料及成形技術(shù)2080163（3），機械制造工藝學2080067（3）】二、課程簡介本課程的主要任務是使學生獲得機器總體結(jié)構(gòu)、機械零件設計，以及機械零件的材料的選用等專業(yè)知識。是從事機械專業(yè)技術(shù)人才必須具備的專業(yè)知識與基本能力。其課程的知識結(jié)構(gòu)和目標使學生初步掌握機械產(chǎn)品一般設計過程、機械零件的工作能力和計算準則，標準件的選用、設計手冊和設計圖冊的使用等基本知識與技能，為今后進一步應用機械設計進行機械產(chǎn)品開發(fā)打下基礎。本課程所講授的機械設計的要求和一般設計過程、分析機械零件的工作能力，掌握計算準則、機械零件的疲勞強度、摩擦、磨損、潤滑、機械零件的材料及選用、螺紋連接、鍵、花鍵、銷連接等連接件的設計和選用，帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動，軸、滑動軸承、滾動軸承、聯(lián)軸器和離合器、彈簧、減速器等基本知識。三、選課建議本課程適合機械設計制造及其自動化專業(yè)三年級的本科生授課，要求學生具有高等數(shù)學、畫法幾何與機械制圖、工程材料、機械制造基礎、互換性與測量技術(shù)、理論力學、材料力學、機械原理等基礎知識。四、課程與專業(yè)畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)性專業(yè)畢業(yè)要求關(guān)聯(lián)LO11：表達溝通：能傾聽他人意見、尊重他人觀點、分析他人需求；能應用書面(工程圖、技術(shù)說明書等)或口頭形式，闡釋自己的觀點，并與工作團隊人員及客戶進行有效溝通。LO21：自主學習：能根據(jù)需要確定自己的學習目標并設計學習計劃，通過搜集信息、分析討論、實踐反思和持續(xù)改進等方法來實現(xiàn)學習目標。LO31：專業(yè)能力：掌握機械設計中的基本概念。具有帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動，軸設計理論，掌握帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動，軸設計方法。LO32：專業(yè)能力：知道機械設計的任務，掌握帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動，軸的設計計算、材料的選擇和許用應力的確定；掌握皮帶輪、鏈輪、齒輪、蝸輪和蝸桿的設計參數(shù)、以及標準參數(shù)的選擇。具有減速器等設計能力LO41：盡責抗壓：遵紀守法：遵守校紀校規(guī)，了解與專業(yè)相關(guān)的法律法規(guī)，具備法律意識。誠實守信：為人誠實，信守承諾。愛崗敬業(yè)：在學習和社會實踐中遵守職業(yè)規(guī)范，盡職盡責，鉆研業(yè)務，精益求精，具備職業(yè)道德操守。心理健康：能承受學習和生活中的壓力。LO51：協(xié)同創(chuàng)新：能與設計制造團隊相關(guān)成員保持良好溝通與合作關(guān)系，做集體中的積極成員；善于從多個維度思考問題，利用自己的知識與實踐來提出新設想,協(xié)同合作，共同完成任務。具有求真務實的質(zhì)疑精神，具備一定的邏輯分析能力和獨立評判能力。了解行業(yè)前沿知識技術(shù)，有跟蹤學習新技術(shù)的意愿。LO61：信息應用：熟練使用計算機進行專業(yè)文獻檢索，并對信息加以分析、鑒別、判斷與整合；掌握專業(yè)應用軟件和常用辦公軟件。并能在工作中運用新技術(shù)、新方法解決實際問題。LO71：服務關(guān)愛：愿意服務他人、服務企業(yè)、服務社會；為人熱忱，富于愛心，懂得感恩；了解祖國的優(yōu)秀傳統(tǒng)文化和革命歷史，構(gòu)建愛黨愛國的理想信念；具有愛護環(huán)境的意識和與自然和諧相處的環(huán)保理念。LO81：國際視野：具有一定的專業(yè)外語資料的閱讀能力，有國際競爭與合作的意識。備注：LO=learningoutcomes（學習成果）五、課程目標/課程預期學習成果序號課程預期學習成果課程目標教與學方式評價方式1LO2111推導書中計算公式，如帶傳動的帶長計算公式。2糾正書中的錯誤公式，如表7-1(h)強度條件式。1學生從網(wǎng)上查找相關(guān)資料。2開展討論學生能推導和理解正確的公式2LO321.能根據(jù)具體設計，能設計計算帶傳動的設計計算。課堂講授實例訓練1.根據(jù)設計要求進行相關(guān)理論計算、從標準中選擇參數(shù)2.進行帶輪的結(jié)構(gòu)設計。2.能根據(jù)具體設計，能設計計算齒輪傳動的設計計算。課堂講授實例訓練1.根據(jù)設計要求進行相關(guān)理論計算、從標準中選擇參數(shù)2.進行齒輪的結(jié)構(gòu)設計。3.預習實驗指導書完成課內(nèi)外實驗課堂講授課內(nèi)實驗實驗預習及報告撰寫3LO511完成課內(nèi)實驗的教學任務課堂講授課內(nèi)實驗觀察學生在分組合作項目中的參與度、貢獻度；實驗報告六、課程內(nèi)容單元知識點能力要求教學難點1、機械設計總論（8課時理論）1、知道機械工業(yè)在現(xiàn)代化建設中的作用。2、理解機械設計的內(nèi)容、性質(zhì)與任務。3、知道機器的組成、設計機器的一般程序和主要要求。4、理解機械零件的主要失效形式、設計機械零件應滿足的基本要求和設計準則，了解機械零件的理論設計、經(jīng)驗設計和模型實驗設計等設計方法。5、知道材料的疲勞特性、N-σ曲線；了解極限應力線圖的應用。理解材料的疲勞極限與零件的疲勞極限的區(qū)別。6、知道干摩擦、邊界摩擦、混合摩擦等基本摩擦形式及其特點。7、理解機械零件的磨損過程、粘附磨損、磨粒磨損、疲勞磨損、沖蝕磨損、腐蝕磨損和微動磨損等基本概念。1、能分析機械零件設計的一般步驟；能對機械零件材料進行選用。2、能夠運用影響零件疲勞強度的因素來采取提高機械零件疲勞強度的措施。3、能運用常用的添加劑和潤滑劑種類及其潤滑方法對機械設計進行潤滑。材料的疲勞特性、N-σ曲線、極限應力線圖的應用2、連接（6課時理論）1、知道螺紋的種類、螺紋的主要參數(shù)，螺紋連接的類型和標準連接件，螺紋連接的預緊和防松。2、理解螺栓組連接的結(jié)構(gòu)設計、受力分析和提高螺紋連接強度的主要措施。3、知道鍵連接的分類、無鍵連接和銷連接的特點及應用。結(jié)構(gòu)形式、特點。4、理解鍵、花鍵、無鍵連接和銷連接的失效形式、結(jié)構(gòu)尺寸。5、知道鉚接的主要特點、鉚縫的種類、特性及應用、電弧焊接的基本形式、過盈連接的特點及應用。6、理解鉚縫的受力及破壞形式，設計計算要點；焊縫的受力及破壞形式。1、能夠運用各種螺栓連接的強度計算、螺紋連接的材料及許用應力來設計與選擇螺紋。2、能運用鍵、花鍵、無鍵連接和銷連接的強度計算，選擇鍵和花鍵和無鍵連接和銷連接相關(guān)參數(shù)的計算。3、能運用鉚縫、焊縫的強度進行鉚釘和焊縫尺寸的計算，根據(jù)過盈連接強度條件，進行最小過盈量的計算。1、螺栓設計計算及強度計算；2、銷的設計計算；3、鉚接設計計算。3、機械傳動（10課時理論）1、知道帶傳動的工作原理及普通V帶的結(jié)構(gòu)與型號，帶輪的結(jié)構(gòu)與材料。2、理解帶傳動的受力分析和應力分析、歐拉公式及應用、彈性滑動和打滑現(xiàn)象。以及帶傳動的失效形式和設計準則，理解普通V帶傳動設計方法。知道帶，帶傳動作用在軸上的載荷。3、知道鏈傳動的工作原理特點、應用，傳動鏈的結(jié)構(gòu)特點。4、理解鏈傳動的工作情況分析、滾子鏈傳動的設計計算，鏈傳動的布置、張緊方法、潤滑與防護。5、知道齒輪傳動的特點，失效形式和設計準則，齒輪傳動使用的主要材料和選用原則，變位齒輪強度計算的要點。6、理解直齒圓柱齒輪傳動的齒面接觸強度計算和齒根彎曲強度計算的力學模型，強度計算公式的特征和應用，計算公式中主要系數(shù)的意義。7、知道蝸桿傳動的類型、特點和應用，普通圓柱蝸桿傳動的運動關(guān)系和主要的幾何參數(shù)。8、理解普通圓柱蝸桿傳動主要的幾何參數(shù)，蝸桿傳動的受力分析、失效形式、設計準則，齒面接觸強度計算和齒根彎曲強度計算、承載能力。1、能夠分析帶傳動的設計計算，選擇帶的型號和相關(guān)參數(shù)，以及帶輪和張緊裝置的設計計算。2、能運用滾子鏈傳動的設計計算，選擇鏈的型號，以及設計鏈輪。3、運用標準直齒輪圓柱齒輪傳動的強度計算和確定許用應力，選擇標準齒輪模數(shù)，進行齒輪參數(shù)的計算，以及對齒輪進行結(jié)構(gòu)設計。4、能夠運用蝸輪蝸桿傳動強度計算和確定許用應力，選擇標準模數(shù)等參數(shù)，進行蝸輪蝸桿進行設計計算，以及對蝸輪蝸桿進行結(jié)構(gòu)設計。1、帶傳動設計計算；2、鏈傳動設計計算；3、齒輪傳動設計計算；4、蝸輪蝸桿傳動設計計算；4、軸系及其他零部件（8課時理論）1、知道軸承的用途及分類，滑動軸承的類型、特點和應用；徑向滑動軸承的主要類型及結(jié)構(gòu)、軸瓦結(jié)構(gòu)及軸瓦材料。知道潤滑材料和潤滑方式及系統(tǒng)構(gòu)成。2、理解非液體潤滑軸承的失效形式、設計準則，非液體摩擦滑動軸承的條件性設計計算。理解流體動壓潤滑的基本方程，形成流體動壓潤滑的必要條件和徑向滑動軸承形成動壓潤滑的過程。3、知道滾動軸承的基本構(gòu)造、滾動軸承的主要類型、代號、特點及其選擇要點。滾動軸承的失效形式和計算準則，滾動軸承的裝拆、剛度、潤滑和密封。4、理解滾動軸承基本額定壽命、基本額定動載荷的概念，軸承徑向載荷、軸向載荷、當量動載荷和基本額定壽命的計算。5、知道常見聯(lián)軸器和離合器的種類和特點，以及特殊用途的聯(lián)軸器和離合器的特點。6、理解聯(lián)軸器和離合器的工作原理、轉(zhuǎn)矩計算。7、知道軸的功用和分類、軸設計的主要內(nèi)容，軸的材料及選擇。8、理解軸的結(jié)構(gòu)設計方法，合理設計軸的結(jié)構(gòu)。9、知道彈簧的結(jié)構(gòu)形式、加工方法及材料選擇的基本原則。理解圓柱螺旋壓縮（拉伸）彈簧和圓柱螺旋扭矩彈簧的設計計算。掌握圓柱螺旋壓縮（拉伸）彈簧的選用。1、能夠運用滑動軸承的相關(guān)知識，計算流體動力潤滑徑向軸承相關(guān)技術(shù)參數(shù)，確定具體軸承的尺寸與公差。2、運用不同可靠度和非穩(wěn)定變載荷下軸承壽命的計算方法，選擇具體軸承的型號和軸承尺寸參數(shù)。3、運用聯(lián)軸器和離合器的計算轉(zhuǎn)矩和工作情況，選擇具體的聯(lián)軸器和離合器的型號和技術(shù)參數(shù)。4、運用按扭轉(zhuǎn)強度、彎扭合成強度、