机械技术基础课程教学大纲

《机械技术基础》课程教学大纲一、课程的性质、任务和基本要求高职《机械技术基础》课程，是将原属于理论力学、材料力学、机械原理、机械零件课程的内容，加以融合、贯通和相互渗透，进行有机整合，形成新的教学体系。力学部分重点突出静力学部分的物体受力分析和强度计算，机械原理部分重点讲述常用机构的基本结构，工作原理和用途，机械零件部分重点讲述通用零部件的结构、用途、选用原则和设计方法。是和工程联系极为广泛、实践性较强的综合基础学科。它的发展离不开实验和工程实践，反过来，其理论的发展又会对工程实践起指导作用。其实践性在高职教学中表现为既重视知识层次的要求，又重视技能层次要求，它不仅要求学生掌握相应的基础知识，又要具备解决工程实际问题的能力。本课程为机电类专业后继课程提供必需的基础理论；教学中要注重学生的智力开发、观察分析能力的培养、操作技能的锻炼和工作能力的提高。课程的性质：机械设计基础是机电类专业的一门重要技术基础课。本课程主要任务和基本要求：使学生掌握物体受力分析和强度计算，常用机构和通用机械零件的工作原理、结构特点和应用知识，并初步具有运用设计资料和查阅机械零件手册的能力，为学习专业课和从事机电技术应用工作打下必要的基础。二、课时分配本课程教学时数为136学时，具体课时分配见课时分配表：序号课题教学时数小计讲课实验与实训习题课课题01绪论、静力学的基础651课题02平面力系981课题03空间力系66课题04平面机构的运动力学基础1010课题05绪论、轴向拉伸与压缩1064课题06剪切与挤压的实用计算11课题07圆轴扭转44课题08平面弯曲变形10622课题09应力状态和强度理论33课题10组合变形的强度计算532课题11疲劳失效分析11课题12绪论、机械设计概述11课题13摩擦、磨损及润滑概述22课题14平面机构的结构分析541课题15平面连杆机构642课题16凸轮机构431课题17间歇运动机构33课题18带传动22课题19链传动22课题20齿轮传动14104课题21蜗杆传动44课题22轮系44课题23轴承651课题24轴及轴系541课题25联接44课题26联轴器和离合器和制动器33课题27弹性联接11课题28现代设计方法简介11机动4132107813三、课程教学内容课题01：绪论、静力学的基础绪论：工程力学的任务、研究对象及内容。工程力学课程在专业课中的地位。工程力学的分析、研究方法。静力学的基本概念：力、刚体、平衡的概念，力的性质，力在坐标轴上的投影，力矩的概念、性质，合力矩定理。力偶的概念，力偶的基本性质，力偶系的合成，力的平移定理。约束、约束力。约束的基本类型。二力构件。物体的受力分析及受力图。重点：力的性质，力在坐标轴上的投影。合力矩定理。力矩、力偶矩的计算。力矩、力偶的性质。约束的基本类型、受力图。课题02：平面力系力系的概念及其分类。平面任意系的简化及简化结果的讨论。平面任意力系平衡方程及其应用。特殊力系的平衡方程及应用。静定与超静定问题，物系的平衡。滑动摩擦定律。摩擦系数和摩擦角，自锁现象。考虑摩擦时物体的平衡。滚动摩阻的概念。重点：平面任意力系向一点简化，力系的简化结果讨论。平面力系平衡方程的应用。物体及物体系统平衡的解法。考虑摩擦时物体的平衡。课题03：空间力系力沿空间直角坐标分解及力在空间直角坐标轴上的投影，力对轴的矩。空间力系的合力矩定理(不推证)。空间任意力系的平衡条件和平衡方程(不推导)。空间任意力系平衡方程的应用。轮轴类零件在平衡状态下的受力分析。重心、形心的坐标公式。确定物体重心的几种方法。组合图形形心坐标的求法。重点：力在空间直角坐标轴上的投影和力对轴的矩；空间任意力系平衡方程的应用。重心坐标公式及重心的求法。课题04：平面机构的运动力学基础运动的相对性；参考体与参考坐标系。确定点的运动的方法；瞬时、时间间隔，路程、位移的概念。用直角坐标法和自然法确定点的运动方程和轨迹方程，点的速度和加速度。点的速度、加速度在直角坐标轴和自然坐标轴上的投影。切向加速度和法向加速度的概念。刚体的平动及其特性。刚体绕定轴转动的转动方程、角速度、角加速度。角速度与转速的关系。定轴转动刚体内各点的速度和加速度，其角量与线量的关系。定轴传动系统传动比的计算。刚体绕定轴转动的转动微分方程及其应用。转动惯量的概念。刚性回转件的平衡，功、功率和机械效率。功、功率和机械效率。重点：用直角坐标法和自然法确定点的运动方程和轨迹方程，点的速度和加速度。刚体绕定轴转动的转动方程、角速度、角加速度。角速度与转速的关系。定轴转动刚体内各点的速度和加速度，其角量与线量的关系。刚体绕定轴转动的转动微分方程及其应用。功、功率和机械效率。功、功率和机械效率。课题05：绪论、轴向拉伸与压缩材料力学的任务。有关强度、刚度和稳定性的概念。材料力学的研究对象及的其基本假设。载荷及其分类；内力的概念，求内力的基本方法—截面法。应力，正应力、剪应力。梁的类型；杆件变形的基本形式。轴向拉伸与压缩的概念和实例。轴力与轴力图。直杆横截面上的正应力。直杆斜截面上的应力，剪应力互等定理。塑料材料和脆性材料在拉压时的力学性能。应力—应变图及其变形特点。有关比例极限、弹性极限、屈服极限、强度极限、延伸率与断面收缩率的概念。许用应力与安全系数。轴向拉伸或压缩的强度计算。轴向拉伸和压缩时的变形。虎克定律、弹性模量、抗拉(压)刚度。横向变形、泊松比。简单拉、压静不定问题的分析。温度应力和装配应力简介。工程受压构件的失稳现象。实验1：塑料材料和脆性材料在拉伸时的力学性能；实验2：测定材料的弹性模量和泊松比；重点：用截面法求轴力并绘制轴力图。拉压杆的强度和变形计算。塑料材料和脆性材料在拉压时的力学性能。虎克定律。许用应力与安全系数。课题06：剪切与挤压剪切与挤压的实例；剪切与挤压的实用计算；剪切弹性模量。剪切虎克定律。重点：剪切与挤压的实用计算。课题07：园轴的扭转功率、转速与外力偶矩的关系。扭矩的计算及扭矩图；园轴扭转时的应力。极惯性矩。抗扭截面系数。园轴扭转时的变形。扭转角、单位扭转角。抗扭刚度。圆轴受扭时的强度与刚度计算。提高园轴抗扭能力的措施。重点：扭矩及扭矩图；园轴的扭转时的应力。圆轴受扭时的强度与刚度计算。课题08：平面弯曲平面弯曲的实例和概念。梁的计算简图。剪力、弯矩及其方程。剪力图和弯矩图。弯矩、剪力与分布载荷集度之间的微分关系及其应用。纯弯曲时横截面上的正应力公式。弯矩与挠曲线曲率间的关系。抗弯刚度。抗弯截面系数。横力弯曲时的正应力。正应力强度条件。弯曲剪应力的实例和概念。矩形截面梁的弯曲剪应力及其分布。剪应力强度条件。提高弯曲强度的措施。工程实际中的弯曲变形问题。挠度和转角。梁的挠曲线及其近似微分方程。用积分法求梁的挠度和转角（简介）。梁的变形表。用叠加法求梁的挠度和转角（简介）。梁的刚度校核。提高梁的刚度的措施。实验3：梁的纯弯曲正应力实验；重点：剪力与弯矩的计算，剪力图与弯矩图的绘制。正应力强度条件。用叠加法求梁的挠度和转角。梁的强度与刚度校核。提高梁的强度与刚度的措施。课题09：应力状态和强度理论一点处应力状态的概念。单元体斜截面上的应力。应力圆。二向应力状态下主应力与极值剪应力的计算。三向应力状态下一点处的最大应力。广义虎克定律。强度理论。重点：单元体斜截面上的应力。应力圆。二向应力状态下主应力与极值剪应力的计算。三向应力状态下一点处的最大应力。强度理论。课题10：组合变形的强度计算组合变形的概念。叠加原理。杆件拉伸(压缩)与弯曲组合时的强度计算。弯曲与扭转组合时的强度计算。实验4：弯扭组合实验；重点：叠加原理；弯曲与扭转组合时的强度计算。课题11：疲劳失效分析疲劳失效的概念与特征；影响疲劳寿命的因素；有限寿命设计与无限寿命设计的概念；交变应力的概念。交变应力的循环特性及其类型。材料受交变应力时破坏现象分析。持久极限及其测定。提高构件疲劳强度的措施。重点：影响疲劳寿命的因素；交变应力的循环特性及其类型。材料受交变应力时破坏现象分析。提高构件疲劳强度的措施。课题12：机械设计概述绪论：了解机器的组成及特性，理解机械、机器、机构、构件和零件的概念；明确本课程研究的对象、内容、性质和任务。机械设计概述：了解并掌握机械设计的基本要求，设计的内容和步骤，掌握机械零件的失效形式及设计计算准则，了解机械零件设计标准化、系列化及通用化的意义。重点：掌握机械、机器、机构、构件和零件等概念，掌握机械设计的基本要求，设计的内容和步骤，掌握机械零件的失效形式及设计计算准则。课题13：摩擦、磨损及润滑概述掌握摩擦、磨损的概念，掌握润滑及润滑的主要作用，了解密封装置的分类，掌握常用密封装置结构形式；重点：掌握摩擦、磨损的概念，掌握润滑及润滑的主要作用，掌握常用密封装置结构形式；课题14：平面机构的结构分析了解平面机构的组成，运动副、运动链、约束和自由度等概念；能绘制常用平面机构的运动简图；掌握平面机构自由度的计算及机构具有确定运动的条件。重点：运动副和运动链的概念、机构运动简图的绘制、机构具有确定运动的条件及机构自由度的计算。课题15：平面连杆机构了解平面连杆机构的组成及特点，平面连杆机构的基本型式及其演化和应用；理解曲柄存在条件、急回运动、行程速比系数、压力角、传动角、死点位置等基本特性；用作图法设计平面连杆机构的方法。重点：平面连杆机构的基本特性，作图法设计平面连杆机构。课题16：凸轮机构了解凸轮机构的应用和类型；理解从动件常用运动规律的形式、特点、应用，凸轮机构的压力角与基圆半径的关系，以及选择滚子半径和确定平底尺寸的原则；了解运动线图的绘制方法、盘形凸轮轮廓曲线的设计。重点：从动件常用运动规律的特点和应用。课题17：间歇运动机构了解棘轮机构和槽轮机构的工作原理、运动特点和应用。重点：棘轮机构和槽轮机构的工作原理、运动特点和应用。课题18：带传动了解带传动的工作原理、类型和特点；带传动的受力分析、应力分析和失效形式；了解V带传动的设计计算。重点：带传动的受力分析、应力分析和失效形式。课题19：链传动了解并掌握链传动的类型和特点、滚子链结构和链轮。重点：链传动的类型和特点、滚子链结构和链轮。课题20：齿轮传动了解齿轮传动的特点和类型,齿廓啮合基本定律,渐开线的形成及其性质;深入了解渐开线齿轮的啮合特点、渐开线齿轮传动的正确啮合条件和连续传动的条件；熟悉渐开线标准直齿圆柱齿轮的各部分名称、主要参数和几何尺寸计算；了解渐开线齿轮的加工方法、根切现象、渐开线标准直齿圆柱齿轮不产生根切的最少齿数及变位齿轮简介；理解齿轮轮齿的失效形式及计算准则、标准直齿圆柱齿轮的强度计算；理解斜齿圆柱齿轮传动的特点、受力分析、主要参数、基本尺寸计算和强度计算；了解直齿圆锥齿轮传动的特点与应用、受力分析、主要参数和基本尺寸计算；了解齿轮的结构、材料和齿轮传动的润滑。重点：渐开线标准圆柱齿轮外啮合传动的基本理论和设计计算，斜齿圆柱齿轮传动的受力分析、主要参数和基本尺寸计算。课题21：蜗杆传动了解蜗杆传动的组成和特点；理解蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算、蜗杆传动中蜗轮的旋转方向和齿面间滑动速度、受力分析、材料选择；了解蜗杆传动的设计计算、蜗杆传动的效率、润滑与热平衡计算。重点：蜗杆传动的主要参数、受力分析。课题22：轮系了解齿轮系和减速器分类；掌握定轴齿轮系、行星齿轮系及复合齿轮系传动比的计算。重点：行星齿轮系及混合齿轮系传动比的计算。课题23：轴承了解轴承的功用和分类，了解滚动轴承的结构、类型、特点、应用和代号；理解滚动轴承的失效形式和计算准则；掌握滚动轴承类型和尺寸的选择方法及滚动轴承的组合设计。了解滑动轴承的摩擦状态、类型和特点、轴瓦和轴承村的材料、润滑剂及润滑装置；理解混合摩擦滑动轴承的失效形式和计算准则。滚动轴承和滑动轴承的比较及选用原则；重点：滚动轴承类型和尺寸的选择方法及滚动轴承的组合设计。混合摩擦滑动轴承的失效形式和计算准则。课题24：轴及轴系了解轴的类型和材料；掌握轴的结构设计和强度计算。重点：轴的结构设计和强度计算课题25：联接了解键联接、花键联接、螺纹和螺纹联接的类型、特点、