72机械设计基础教案

西南石油大学教案课程名称机械设计基础任课教师冯文荣院(系、部)应用技术学院教研室2010年9月1日2课程表课程名称机械设计基础专业年级焊接技术及自动化2009学时48行课时间1--121—2节3—4节5—6节7—8节9—10节星期一星期二（4302）星期三星期四（4302）星期五星期六星期日3《机械设计基础》教学大纲适用对象：焊接技术及自动化2009学分和学时：3学分，48学时一、课程定位和总体目标本课程是一门介绍常用机构和通用机械零部件设计的基本知识、基本理论及设计方法的技术基础课，是高等职业技术学院机械类专业的必修课程。通过本课程的学习应达到以下总体目标：1．掌握常用机构的工作原理和运动特点，初步具有分析机构和选择传动方案的能力。2．掌握通用机械零部件的功能和结构特点，初步具有分析简单机械和设计机械传动装置的能力。3、具有运用标准、规范、手册、图册等有关技术资料的能力。通过本课程的教学，要求学生达到下列基本目标：知识目标：了解机械的组成及组成原理，机构常用类型的结构、特点及应用，掌握标准零件的选择原则，了解机械设计的基础原则、方法和步骤。技能目标：（1）会看——即能看懂机构的结构图和机构的运动原理图，分析机构的工作原理、受力情况和运动状态。（2）会算——即对机构的受力、运动进行定性或定量分析、4计算；能对较简单的机构进行设计。（3）会选——即掌握标准零件的选择原则，会使机构手册选用标准零件；（4）会用——即会熟练的应用机构零件设计手册。能力目标：通过上述知识的掌握，技能的培养，具备一定的机械设计能力。二、教学指导思想1．教学以机械设计所必需的基本内容为基础，既有重点又有一定知识面，理论分析适当。2．设置必要的实践环节，配合讲课安排有习题，实验及课程设计，精讲多练，学以致用。3．以机械系统设计工作过程为导向，考虑教学体系。按机械运动方案的分析与设计、机械零部件的工作能力分析与设计、机械零部件的结构分析与设计三部分内容组织教学，每阶段围绕一个中心，加强系统性和实用性。4．充分发挥各种媒体在教学中的优势，兼顾各种媒体的协调配合。三、课程性质和任务《机械设计基础》是机械类专业的技术基础课。本课程主要介绍常用机构、标准零件的工作原理、结构、特点和设计方法，以及现代工业中新结构和新技术。通过学习和课程设计专周,使学生了解机构的类型、特点，掌握标准零件的选择原则，知道机械设计的基本原则5和方法。本课程知识面较广、实践性较强，是机械类多门学科的知识点的汇集，可培养学生理论联系实际，分析和解决问题的能力，并为后续专业课学习起着铺垫作用。四、教学基本内容第一章绪论目标：了解机械的组成原理及特征，掌握机械、机构、部件和零件的概念。了解本学科的研究内容和学习的目的。内容：机构的组成及特征；本课程的内容、性质和任务。重点：机械的组成原理及特征以及机械、机构、部件和零件的概念。能力训练：准确判断机械、机构、部件和零件；零件的分类、各类零件的特征。第二章平面机构的结构分析目标：掌握机构的组成原理、运动分析方法；会绘、会读机构的运动简图。内容：机构的组成；平面机构的运动简图；平面机构的自由度。重点：机构的组成原理、运动分析方法；机构的运动简图。能力训练：机构的自由度计算，绘制运动简图；能草绘机构、机器的结构示意图。第三章平面连杆机构目标：了解平面连杆机构的运动分析和受力分析方法，了解平面连杆机构的类型及应用，掌握平面连杆机构的特性，了解6简单连杆机构的作图法设计原理。内容：平面连杆机构运动分析；平面连杆机构的受力分析；四杆机构的基本形式及其演化，平面连杆机构的特性；平面四杆机构的设计。重点：平面连杆机构的类型及演化，平面连杆机构的特性能力训练：分析平面连杆机构的基本特性；应用作图法设计简单的连杆机构；分析汽车上用到的平面连杆机构。第四章凸轮机构目标：了解凸轮机构的特点、常见的类型及应用，了解凸轮机构从动杆的运动种类及各自的特点，了解盘状凸轮机构中某些几何参数运动影响。内容：常用从动件运动规律；盘状凸轮轮廓的设计方法与加工方法；凸轮机构基本尺寸的确定。重点：凸轮机构的特点、常见的类型及应用。能力训练：分析凸轮机构的传动特点，从动杆的运动特性分析；汽车上凸轮机构的应用。第五章间歇运动机构目标：了解常见间歇机构的类型、结构、特点及应用。内容：棘轮机构；槽轮机构；不完全齿轮和凸轮式间歇机械重点：常见间歇机构的类型、结构、特点及应用。。能力训练：数控机床上间歇运动机构的应用。7第六章螺纹联接与螺旋传动目标：掌握螺纹的类型及应用，螺纹联接的组成、类型及特点；了解螺纹联接的强度计算，螺纹联接的结构设计和提高强度的方法；了解滑动螺旋传动、滚动螺旋传动的结构及特点。内容：螺纹联接的基本知识；螺纹联接的强度计算；单个螺纹联接的强度计算；螺纹组联接的结构设计；螺纹联接的材料；提高螺纹联接强度的措施；滑动螺旋传动简介；滚动螺旋传动简介。重点：螺纹联接的类型及特点，螺纹联接的结构设计和提高强度的方法能力训练：单个螺纹联接的设计计算；汽车悬挂钢板连接螺栓组受力分析与强度计算。第七章带传动和链传动目标：了解带传动的组成、类型、标准、特点及应用；掌握普通V带的设计方法和步骤，以及安装、使用和维护；掌握同步齿型带的应用特点。了解链传动的结构、标准及传动特点；掌握链传动的正确安装、使用和润滑。内容：V带和带轮的结构；带传动的工作能力分析；V带传动的设计。滚子链传动的结构及标准；链传动的运动特征；链传动的布置、张紧及润滑。8重点：带传动的组成、类型、特点，以及带传动的应用、安装、使用维护。链传动的结构、标准及传动特点；链传动的正确安装、使用和润滑。能力训练：带传动的相关知识，V带传动的设计计算；同步齿型带在数控机车主传动系统中的应用；链传动在物流输送设备中的应用分析。第八章齿轮传动目标：了解齿轮传动的类型、特点及应用；掌握渐开线齿轮传动的特点、主要参数、尺寸；了解标准直齿圆柱齿轮设计的基本方法；了解变位齿轮、斜齿轮、锥齿轮的结构、特点及应用。内容：齿轮传动的特点和基本类型；渐开线齿轮的齿廓及传动比；标准齿轮的主要参数及几何尺寸计算；直齿圆柱齿轮的啮合传动；渐开线齿轮的加工方法；根切及齿轮的最小齿数；齿轮常见的失效形式与设计标准；齿轮常用材料及许用应力；标准直齿轮的强度设计；标准齿轮的结构设计及齿轮传动的润滑和效率；标准齿轮传动的设计计算；变位齿轮；斜齿轮传动；锥齿轮传动。重点：渐开线齿轮传动的特点、主要参数、尺寸，齿轮设计的基本方法。能力训练：齿轮传动相关知识；渐开线直齿轮的设计计算；9齿轮传动系统在汽车、数控机床上的应用；齿轮主要参数的测量。第九章蜗杆传动目标：了解蜗杆传动的结构、特点、主要参数和尺寸，蜗杆传动的失效、材料、效率、润滑、安装和维护。内容：蜗杆传动的类型和特点；蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算；蜗杆传动的失效形式和计算准则；蜗杆传动的材料和结构、蜗杆传动的效率、润滑及热平衡，蜗杆传动的安装和维护。重点：蜗杆传动的结构、特点、主要参数和尺寸；蜗杆传动的材料效率、润滑、安装和维护。能力训练：蜗杆传动在机床传动系统上的相关应用。第十章轮系目标：了解轮系的类型、组成及特点，掌握各种类型轮系的运动分析和参数计算。内容：定轴轮系传动比的计算；行星轮系传动比的计算；轮系的应用；基他新型齿轮传动装置简介；减速器。重点：轮系的类型、组成及特点，各种类型轮系的传动比计算，以及运动传递路线的分析。能力训练：轮系的运动分析和传动比计算；轮系在汽车、齿轮加工机床上的应用。第十一章轴和轴毂联接10目标：了解轴与轴上零件的联接，掌握轴的结构设计、强度设计，材料选择，了解轴的设计方法。内容：概述；轴的结构设计；轴的强度计算；轴的设计；轴毂联接。重点：轴的结构设计，轴的强度和刚度分析；键联接的类型特和应用。能力训练：轴的结构设计；轴的强度设计计算;轴系的拆装.第十二章轴承目标：了解轴承的类型、结构及特点，掌握滚动轴承的标准、选择原则及组合设计；了解滑动轴承的结构、特点。内容：轴承的功用和类型；滚动轴承的组成、类型及特点；滚动轴承的代号；滚动轴承类型的选择；滚动轴承的计算；滚动轴承的选择；滚动轴承的组合设计；滑动轴承概述；滑动轴承与滚动轴承的性能比较。重点：滚动轴承的类型、结构及特点，滚动轴承的标准、选择原则及组合设计。能力训练：会查阅轴承手册、熟悉相关参数；滚动轴承的选用计算；汽车、机床主轴系统轴承的安装、调整。第十三章联轴器和离合器11目标：了解联轴器、离合器的结构、类型、特点及应用。内容：联轴器；离合器。重点：联轴器、离合器的结构、类型、特点及应用。能力训练：离合器的拆卸、调整。第十四章弹簧目标：了解弹簧的功用、类型及材料。内容：弹簧的功用、类型及材料。重点：弹簧的类型及材料。能力训练：弹簧材料的选择。第十五章机械装置的润滑与密封目标：了解润滑剂及润滑方式、常用传动装置的润滑与密封。内容：润滑剂及润滑方式、常用传动装置的润滑与密封。重点：掌握常用传动装置的润滑与密封。能力训练：能正确选用常用传动装置的润滑与密封。五、课时分配12内容讲课习题课讨论课实验其他1.绪论2.平面机构运动简图及自由度3.平面连杆机构4.凸轮机构5.联接与螺旋传动6.带传动和链传动7.齿轮传动8.蜗杆传动9.轮系10.轴11.轴承12.联轴器和离合器13.弹簧14.机械装置的润滑与密封机动小计14442472424111243111115总计48六、大纲说明(—)本课程的先修课程本课程应安排在高等数学、机械制图、机械制造基础等课程之后；应安排在机械基础实训之后。(二)关于教学内容的说明本课程教学内容分为：《机械运动方案的分析与设计》、13《机械零部件的工作能力分析与设计》、《机械零部件的结构分析与设计》三大模块。通过第一模块的学习，要求能分析一般传动装置的组成及运动关系，并设计简单机械的运动方案；要求掌握机构运动简图的画法和平面机构的自由度计算；掌握机构一般运动参数(传动比、转速、线速度)和动力参数(转矩、功率、效率)的计算方法；掌握连杆、凸轮、齿轮、螺旋、蜗轮蜗杆、V带传动等机构的参数及运动关系，了解其特点及应用范围，熟悉有关几何尺寸计算；其他机构可作一般了解。通过第二模块的学习，要求掌握针对零件工作能力、失效分析所应采取的各种对策；掌握常用机械零部件的设计方法；对于V带传动、渐开线圆柱齿轮传动、蜗杆传动、轴、滚动轴承、滑动轴承等，要熟悉其材料选择，掌握基本参数尺寸的设计计算。各零部件工作能力分析的重点：V带传动——摩擦传动，疲劳强度；蜗杆传动——磨损，胶合，热平衡计算；齿轮传动——齿面接触疲劳强度，齿根弯曲疲劳强度；轴——弯扭强度；滚动轴承——一定可靠度下的寿命计算；滑动轴承——磨损，非液体摩擦润滑。对联轴器、键、花键、销、螺纹联接等，应熟悉其类型选择及简单核验计算。通过第三模块的学习，要求会分析机械零部件的结构，热悉零部件结构设计的原则、机机械零件的结构工艺性等；并进行轴系结构、连接结构及其他机械结构、简单机械装置的结构设计。（三）习题课对重点章节，应该安排习题课，并布置、检查学生课外作业的完14成情况。（四）教学媒体本课程的主要教学媒体为文字教材、电子课件和教学模型。教师在授课过程中，应该利用好电子课件、常用机构教学模型等。理论课程结束后，结合教学内容安排课程设计专周，使同学们进行一次机械设计的系统训练，进一步巩固对知识的理解。七、考核方法本课程结业方式采用闭卷考试。八、参考文献教材：《机械设计基础》，张群生、韩莉主编，2007，重庆大学出版社参考书目：1.《机械设计基础（第四版）》，杨可贞主编，1998，北京：高等教育出版社2.《机械设计（第四版）》，邱宣怀主编，1997，北京：高等教育出版社3.《机械设计（第五版）》，濮良贵主编，1997，北京：高等教育出版社4.《机械原理（第四版）》，孙桓主编，1997，北京：高等教育出版社5.《机械设计课程设计指导书（第三版）》，龚桂义主编，1997，北京：高等教育出版社156.《机械设计课程设计图册（第三版）》，龚桂义主编，1997，北京：高等教育出版社授课日历课