机械设计基础Basis of Mechanical designing课程编号：A0720041学分：4.5学时：72学时先修课程：高等数学线性代数理论力学画法几何与机械制图大学信息技术工程制图金属工艺学工程材料及材料成型基础理论力学材料力学互换性及技术测量等适用专业：机械工程及自动化教材：机械设计基础陈立德主编高等教育出版社开课系所：机械工程学院一、课程的性质与任务课程性质：机械设计基础是机械工程及自动化专业中研究机械共性问题和培养学生设计能力的一门主干技术基础课。
它的任务是使学生掌握机构学和机械的基本理论、基本知识及基本技能，并初步具有确定机械运动方案、分析和设计机构的能力，同时使学生获得机械设计的基本知识、基本理论和基本方法，并进行设计构想和设计技能的基本训练。
它在培养机械工程及自动化高级工程技术人才的全局中，具有增强学生对机械技术工作的适应性，培养其开发创新能力的作用。
课程任务：1)．机构及机器组成的一般知识，各种机构的类型、性能、特点及应用等。
掌握常用机构的设计；通用零件的设计原理、方法和机械设计的一般规律，使学生具有设计传动装置和简单机械的能力；2)．树立正确的设计思想，具有应用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料的能力；3)．掌握典型机械零件的实验方法，获得实验技能的基本训练；4)．对设计机械的新发展有所了解。
二、课程的基本内容及要求（一）绪论1．课程教学内容（1）机器的组成及特征（2）本课程的内容、性质与任务（3）学习方法2．课程重点、难点机器、机构、零件的概念3．课程教学要求掌握机器、机构、零件的概念。
理解机器的组成及特征，了解本课程的研究对象。
明确本课程的性质、任务、内容和学习方法。
（二）机械设计概述1．课程教学内容（1）机械设计的基本要求（2）机械设计的内容与步骤（3）机械零件的失效形式及设计计算准则（4）机械零件设计的标准化、系列化及通用化2．课程重点、难点机械零件的主要失效形式和设计准则。
3．课程教学要求了解机械设计的基本要求；机械设计的内容和步骤；机械零件的失效形式及设计计算准则；机械零件设计的标准化、系列化及通用化。
（三）平面机构的结构分析1．课程教学内容（1）机构的组成（2）平面机构的运动简图（3）平面机构的自由度2．课程重点、难点机构运动简图的绘制；平面机构的自由度的计算3．课程教学要求掌握绘制机构运动简图，能计算平面机构的自由度。
（四）平面连杆机构1．课程教学内容（1）概述（2）平面机构的运动分析（3）平面机构的力分析（4）四杆机构的基本型式及演化（5）平面四杆机构的基本特性（6）平面四杆机构的设计2．课程重点、难点四杆机构的分类；四杆机构的基本特性；四杆机构的设计；3．课程教学要求了解铰链四杆机构的基本型式、演化和应用，掌握曲柄存在条件、传动角、死点和极点位置、行程速比系数等的概念，能按连杆三个位置和连架杆三个对应位置、行程速比系数设计四杆机构，了解实现给定连杆曲线的实验或图谱综合法。
（五）凸轮机构1．课程教学内容（1）概述（2）常用的从动件运动规律（3）盘形凸轮轮廓的设计与加工方法（4）凸轮机构基本尺寸的确定2．课程重点、难点从动件运动规律；图解法的原理；凸轮的基本尺寸的确定；3．课程教学要求了解凸轮机构的类型和应用，对从动件的基本运动规律、凸轮压力角、自锁有明确的概念。
了解用图解法或解析法合理确定盘形凸轮机构的基本尺寸和凸轮廓线。
（六）间歇运动机构1．课程教学内容（1）棘轮机构（2）槽轮机构（3）不完全齿轮机构和凸轮式间歇运动机构2．课程重点、难点常用间歇运动机构的工作原理，运动特点；3．课程教学要求了解几种其它常用间歇运动机构的工作原理，运动特点及应用。
（七）螺纹连接1．课程教学内容（1）螺纹连接的基本知识（2）螺纹连接的预紧与防松（3）单个螺栓连接的强度计算（4）螺栓组连接的结构设计和受力分析（5）螺纹连接件的材料和许用应力（6）提高螺栓连接强度的措施2．课程重点、难点螺栓组联接的受力分析和单个螺栓的强度计算。
3．课程教学要求掌握螺纹的主要参数、类型、特点、应用、螺纹联接件及其材料。
掌握螺纹联接的预紧和防松。
掌握螺栓组联接的受力分析，单个螺栓的强度计算。
了解提高螺栓联接强度的措施。
了解螺旋传动。
（八）带传动1．课程教学内容（1）概述（2）V带和带轮的结构（3）带传动的工作能力分析（4）V带传动的设计（5）带传动的张紧、安装与维护（6）同步带传动2．课程重点、难点带传动的主要类型、工作原理；带传动的受力分析和应力分析；弹性滑动和打滑；3．课程教学要求掌握带传动的主要类型、工作原理、特点和应用范围；V带的标准及带轮。
掌握带传动的受力分析，应力分析，弹性滑动和打滑的概念。
理解V带传动的设计计算。
了解带传动的张紧和防护装置；其它胶带传动简介。
（九）链传动1．课程教学内容（1）概述（2）滚子链和链轮（3）链传动的运动特性（4）滚子链传动的设计计算（5）链传动的布置、张紧及润滑2．课程重点、难点滚子链的工作分析，运动不均匀性；3．课程教学要求掌握链传动的类型、工作原理、特点及其应用；了解套筒滚子链的结构、规格和尺寸与链轮的结构特点；掌握链传动的运动特性：运动的不均匀性和动载荷；了解滚子链传动设计。
了解链传动的布置、张紧和润滑。
（十）链传动1．课程教学内容（1）齿轮传动的特点和基本类型（2）渐开线齿轮的齿廓及传动比（3）渐开线标准直齿圆柱齿轮的主要参数及几何尺寸计算（4）渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动（5）渐开线齿轮的加工方法（6）渐开线齿廓的根切现象与标准外啮合直齿轮的最少齿数（7）变位齿轮传动（8）齿轮常见的失效形式与设计准则（9）齿轮的常用材料及许用应力（10）渐开线标准直齿圆柱齿轮的强度计算（11）平行轴斜齿圆柱齿轮传动（12）直齿锥齿轮传动（13）齿轮的结构设计及齿轮传动的润滑和效率（14）标准齿轮传动的设计计算2．课程重点、难点平面齿轮机构的齿廓啮合基本定律；渐开线直齿圆柱齿轮的啮合特性；标准直齿圆柱齿轮的基本参数与几何尺寸关系；齿轮传动的失效形式与设计计算准则；直齿、斜齿圆柱齿轮、直齿圆锥齿轮传动的受力分析；直齿、斜齿轮传动的强度计算及参数选择。
3．课程教学要求了解齿轮传动的类型和应用，掌握平面齿轮机构的齿廓啮合基本定律，了解共轭齿廓求法，深入了解渐开线直齿圆柱齿轮的啮合特性(定传动比、正确啮合条件、连续传动条件等)，掌握标准直齿圆柱齿轮的基本参数与几何尺寸关系，掌握渐开线齿轮展成原理、根切现象、最少齿数，了解变位和变位齿轮传动的概念。
了解斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成、啮合特点并能计算斜齿圆柱齿轮的几何尺寸。
掌握齿轮传动的失效形式及计算准则。
了解齿轮常用材料及其热处理；齿轮常用的精度等级。
掌握直齿圆柱齿轮传动的强度计算：受力分析和计算载荷；齿面接触强度计算；齿根弯曲强度计算；许用应力、参数选择和设计步骤。
掌握斜齿圆柱齿轮受力分析及强度计算。
了解直齿锥齿轮传动的受力分析及强度计算。
了解齿轮结构，齿轮传动的润滑及效率。
（十一）蜗杆传动1．课程教学内容（1）蜗杆传动的类型和特点（2）蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算（3）蜗杆传动的失效形式和计算准则（4）蜗杆传动的材料和结构（5）蜗杆传动的强度计算（6）蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算（7）普通圆柱蜗杆传动的精度等级选择及安装和维护（8）常用各类齿轮传动的选择2．课程重点、难点蜗杆传动的受力分析（力的作用点、大小及方向）、参数选则；设计计算。
3．课程教学要求了解蜗杆传动类型、特点和应用。
掌握普通圆柱蜗杆的主要参数。
了解蜗杆传动的失效形式，材料选择。
掌握蜗杆传动的受力分析和强度计算。
了解蜗杆传动的润滑、效率和热平衡计算。
蜗杆、蜗轮结构。
其它蜗杆传动简介。
（十二）齿轮系1．课程教学内容（1）定轴齿轮系传动比的计算（2）行星齿轮系传动比的计算（3）齿轮系的应用2．课程重点、难点轮系的分类和应用；定轴、周转、混合轮系传动比计算3．课程教学要求了解轮系的分类和应用，掌握定轴、周转、混合轮系传动比计算，了解行星轮系的选型及设计的基本知识、应用。
（十三）机械传动设计1．课程教学内容（1）概述（2）常用机械传动机构的选择（3）机械传动的特性和参数（4）机械传动的方案设计（5）机械传动的设计顺序2.课程教学要求了解各种传动装置的工作特性、参数、选择；了解设计顺序。
（十四）轴和轴毂连接1．课程教学内容（1）概述（2）轴的结构设计（3）轴的强度计算（4）轴的材料及选择（5）轴的设计（6）轴毂连接2．课程重点、难点轴的分类和设计要求；轴的常用材料；轴的结构设计和强度计算；键连接3．课程教学要求掌握轴的分类和设计要求；轴的常用材料；轴的结构设计。
掌握轴的强度计算：按扭转强度计算；按弯曲应力计算；了解安全系数校核计算。
了解轴的刚度计算及振动稳定性的概念。
掌握键连接，了解花键和销连接等。
（十五）轴承1．课程教学内容（1）轴承的功用和类型（2）滚动轴承的组成、类型及特点（3）滚动轴承的代号（4）滚动轴承类型的选择（5）滚动轴承的工作情况分析及计算（6）滚动轴承的选择（7）滚动轴承的组合设计（8）滑动轴承概述（9）滚动轴承与滑动轴承的性能比较2．课程重点、难点滚动轴承的类型、尺寸的选择；掌握滚动轴承的基本额定寿命计算；组合结构设计；角接触球轴承和圆锥滚子轴承派生轴向力和轴向载荷的计算。
轴瓦结构及轴承材料；液体动压润滑滑动轴承的承载机理。
3．课程教学要求掌握滚动轴承的分类、主要类型、特点和选用。
掌握滚动轴承的标准、代号及精度等级。
了解滚动轴承的失效形式。
掌握滚动轴承的疲劳寿命计算和静载荷计算。
能进行滚动轴承的组合设计。
了解滚动轴承的润滑和密封。
了解滑动轴承的摩擦状态，向心滑动轴承的典型结构。
掌握轴瓦结构及轴承材料。
了解润滑剂及润滑装置。
理解混合摩擦润滑滑动轴承的计算。
掌握液体动压润滑滑动轴承的承载机理，了解液体动压润滑向心滑动轴承的设计计算。
了解静压轴承等工作原理。
（十六）其他常用零部件（自学）1．课程教学内容（1）联轴器（2）离合器（3）弹簧2．课程教学要求了解联轴器和离合器的功用、主要分类、特点及选用。
（十七）机械的平衡与调速（自学）1．课程教学内容（1）概述（2）回转件的静平衡（3）回转件的动平衡（4）机器速度波动的调节2．课程教学要求了解刚性转子静平衡、动平衡的原理和方法。
三、课程学时分配机械设计基础根据教学计划规定的学时数，理论课72时，具体学时分配如下表，供参考。
课程内容和学时分配表四、大纲说明原则上教师应该遵照教学大纲的要求，以及大纲所确定的基本内容完成教学任务，但对教学内容的顺序安排，教学时数的分配等方面，可根据实际情况灵活处理。
自学内容可结合在相关章节讲解或在课程设计中讲解。