《机械设计》课程教学大纲

执笔：朱斌海                    系（部）审核：吴犇                    院（部）审核：李长威

1 课程基本信息

2 课程定位、教学目标与基本要求

2.1 课程定位

《机械设计》是机械类专业教学计划中的一门主干课和必修课，也是培养机械工程类专学生初步掌握设计及其能力的一门技术基础课。本课程的先修课是机械制图、工程材料及热处理、金属工艺学、理论力学、材料力学、机械原理等，它是后续课数控技术、机电控制系统等专业课的基础。本课程在教学内容方面应着重基本知识、基本理论和基本方法，在培养实践能力方面应着重设计构思和设计技能的基本训练，使学生对工程实际具有分析、解决问题的能力，在设计中具有创新思维。通过本课程的学习，使学生牢固掌握基本概念、基本理论和基本技能，为后续专业课的学习打下良好的基础。

2.2 课程教学目标

《机械设计》是一门培养学生具有机械设计能力的技术基础课。在机械类各专业教学计划中，它是主要课程。本课程在教学内容方面应着重掌握基本知识、基本理论和基本方法，在培养实践能力方面应加强设计构思和设计技能的基本训练，使学生对工程实际具有分析、解决问题的能力，在设计中具有创新思维。、学生通过本课程的学习，获得机械零件的设计和计算的基础理论、基本知识和基本技能。了解机械设计发展的概况，为学习后续课程及从事与本专业有关的机械设计工作打下一定的基础。

2.3 课程基本要求

使学生掌握通用机械零部件的设计原理、方法和机械设计的一般规律，具有对一般机械系统进行总体方案设计和结构设计的能力；树立正确的设计思想，了解国家当前的有关技术经济政策；具有运用标准、规范、手册、图册等有关技术资料的能力；掌握典型机械零件的实验方法，获得实验技能的基本训练；对机械设计的新发展有所了解。

3 课程教学内容、知识点与学时分配

3.1 绪论

1.绪论（1学时）

重点：现代机械设计新技术和新方法

了解：本课程的性质、研究对象和学习本课程的基本要求和学习方法，机械设计学科发展的趋势；

掌握：机构和机器的概念，掌握机器的组成。

3.2 机械设计概论

1.机械设计的基本要求和一般程序；机械零件的主要失效形式和设计计算准则（2学时）

重点：机械零件的静强度、疲劳强度和表面接触强度，机械零部件设计计算准则、标准化；

了解：机械设计的基本要求、类型及一般过程；

掌握：机械零部件的静强度、疲劳强度和表面接触强度、设计计算准则、标准化及材料选用。

3.3 螺纹连接与螺旋传动

1.螺纹连接的基本类型和标准连接件（2学时）

重点：常用标准连接件

了解：螺纹连接的概念、螺纹连接的主要类型

掌握：常用标准连接件。

2.螺纹连接的预紧与防松（2学时）

重点：预紧与防松的原理及应用；

了解：预紧与防松的概念；

掌握：预紧与防松的原理、方法及应用。

3.螺栓连接的强度计算（2学时）

重点：螺纹连接强度计算的理论与方法

了解：螺纹连接的受力分析、失效形式、提高连接强度的措施；

掌握：螺纹连接强度计算的理论与方法。

4.螺栓组连接的设计；螺旋传动（简介）（2学时）

重点：受力分析和强度计算；

了解：螺旋传动，滚动螺旋；

掌握：确定合理的紧固件布置，受力分析和强度计算。

3.4 挠性件传动

1.带传动的概述、基本理论；普通V带传动传动的设计；链传动的概述（2学时）

重点：带传动的受力情况、弹性滑动及打滑，V带传动的失效形式及设计方法和步骤；

了解：带传动的类型、特点，V带传动参数正确选择方法，链传动的工作原理、特点及应用，普通V带的结构及其标准、V带传动的张紧方法和张紧装置；

掌握：带传动的工作原理、受力情况、弹性滑动及打滑，V带传动的失效形式及设计方法和步骤。

2.链传动的工作情况分析；链传动的设计（2学时）

重点：滚子链传动主要参数的合理选择及设计计算方法

了解：链传动的运动特性，链传动的布置、张紧方法及润滑方法；

掌握：滚子链传动的失效形式及设计准则，滚子链传动主要参数的合理选择及设计计算方法。

3.5 齿轮传动

1.齿轮传动的概述；齿轮传动的主要失效形式、设计准则和常用材料（2学时）

重点：齿轮传动的设计准则，对齿轮材料的要求，热处理方法；

了解：齿轮精度选择的方法，齿轮传动的类型、特点和应用，齿轮的失效的基本形式、失效部位、失效原因、防止或减轻失效的主要措施；

掌握：齿轮传动的设计准则，对齿轮材料的要求，选择热处理方法等基本知识。

2.齿轮传动的计算载荷；标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算（2学时）

重点：齿轮传动的受力分析，斜齿轮和锥齿轮轴向力的大小与方向的确定；

了解：载荷系数的意义及其影响因素；

齿轮传动的受力分析，斜齿轮和锥齿轮轴向力的大小与方向的确定；

掌握：直齿圆柱齿轮传动的齿面接触疲劳强度计算和齿根弯曲疲劳强度计算的基本理论，齿轮传动设计的步骤，正确进行直齿轮传动的强度设计计算，齿轮传动的受力分析。

3.标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算；标准直齿锥齿轮传动的强度计算（2学时）

重点：斜齿圆柱齿轮传动的齿面接触疲劳强度计算和齿根弯曲疲劳强度计算的基本理论；

了解：直齿锥齿轮传动的当量齿轮的意义，直齿锥齿轮传动强度计算特点；

掌握：斜齿圆柱齿轮传动的齿面接触疲劳强度计算和齿根弯曲疲劳强度计算的基本理论，公式中各参数和系数的意义及确定方法。

4.齿轮传动的设计（2学时）

重点：齿轮传动润滑油种类、粘度及润滑方式的选择；

了解：齿轮的四种结构形式及其特点，齿轮零件工作图的设计；

掌握：齿轮传动润滑油种类、粘度及润滑方式的选择。

3.6 蜗杆传动

1.蜗轮传动的概述（2学时）

重点：蜗杆传动的受力分析；

了解：蜗杆传动的类型、特点，基本参数及几何尺寸关系，普通圆柱蜗杆传动的主要参数的选择，蜗杆传动的强度计算特点；

掌握：蜗杆传动的受力分析、滑动速度和效率、失效形式和计算准则。

2.蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算；蜗杆和蜗轮的结构设计（2学时）

重点：蜗杆传动的热平衡计算

了解：蜗杆和蜗轮的结构特点，蜗杆和蜗轮的常用材料；

掌握：蜗杆传动的热平衡计算。

3.7 轴及轴毂连接

1.轴的概述；掌握轴的类型、失效形式及设计要求；轴的材料及其选择（2学时）

重点：轴的受力分析，轴的强度设计方法；

了解：轴的常用材料及选择；

掌握：轴的受力分析，轴的强度设计方法。

2.轴的结构设计（1学时）

重点：轴的强度计算；

了解：结构设计应考虑的问题，提高轴强度的措施；

掌握：轴的结构设计，轴的强度计算。

3.轴毂连接；键连接的主要类型、应用特点及失效形式（2学时）

重点：键连接进行强度校核；

了解：花键联接的分类，键尺寸的选择方法；

掌握：对键连接进行强度校核计算。

3.8 联轴器和离合器

1.联轴器和离合器（1学时）

重点：联轴器选用原则；

了解：联轴器、离合器、制动器的工作原理；

掌握：联轴器、离合器、制动器主要类型及其结构特点，选择应用的原则。

3.9 滚动轴承

1.滚动轴承的概述；失效形式和计算准则（2学时）

重点：滚动轴承的失效形式、计算准则；

了解：滚动轴承类型、结构、特点、精度，滚动轴承代号和选用原则；

掌握：滚动轴承的失效形式、计算准则。

2.滚动轴承的寿命计算（2学时）

重点：滚动轴承寿命计算的计算方法；

了解：滚动轴承寿命概念，滚动轴承寿命计算的基本理论；

掌握：滚动轴承寿命计算的计算方法。

3.滚动轴承部件的结构设计（2学时）

重点：滚动轴承组合结构设计；

了解：滚动轴承的组成，滚动轴承结构选择原则；

掌握：滚动轴承组合结构设计。

3.10 滑动轴承

1.滑动轴承的概述；轴瓦的材料和结构（2学时）

重点：轴瓦材料和轴瓦结构的设计要点；

了解：滑动轴承的类型和结构特点，熟悉：轴瓦材料和轴瓦结构的选择原则；

掌握：轴瓦材料和轴瓦结构的设计要点。

2.滑动轴承的润滑（2学时）

了解：润滑的作用，润滑油和润滑脂的性能；

掌握：润滑油和润滑脂的选择原则。

3.11 弹簧

1.弹簧的功用与类型；圆柱螺旋弹簧的材料、结构和设计制造（1学时）

重点：圆柱螺旋弹簧设计的基本理论与方法；

了解：弹簧的类型、结构特点及适用场合，弹簧的加工方法及材料选择的基本原则；

掌握：弹簧参数对弹簧性能的影响及其合理选择，圆柱螺旋弹簧设计的基本理论与方法。

4 建议教学方法

教学方法主要采用讲授法、讨论法、案例法、演示法、辩论法、体验法、线上线下混合法等相结合；主要教学手段：教具教学、多媒体教学等。

1.课堂讲授

（1）教学方法：采用启发式教学，培养学生独立分析问题和解决问题的能力；辅以讨论课、现场教学及答疑等教学环节；

（2）教学手段：本课程采用多媒体教学系统，以电子教案、课件与板书相结合的方式进行教学。

2.教学辅助资料：机械设计学习指导

3.实验环节

实验课是机械设计课程中重要的实践性教学环节。

实验课目的是验证、巩固和加深理解所学理论，初步了解机械零件实验的方法。

实验课的内容根据教育部颁发的"机械设计课程教学基本要求"选做其中一项：

轴系零件的组合设计与装配；

4.习题课、课外习题

（1）习题课

习题课的目的在于指导学生巩固本课程中重要的和较难的基本内容，习题课将安排在螺纹联接、带传动、齿轮传动、链传动、轴、滚动轴承等重点章节中。

（2）课外习题

课外习题的目的在于帮助同学消化和巩固所学的理论和知识，保证重点章节的掌握和主要设计计算方法及结构设计的训练。

5 实践教学内容与要求

6 建议教材或参考材料

6.1建议教材：

1.张锋、关晓冬主编《机械设计》 哈尔滨工业大学出版社,2011。

6.2参考材料：

1.侯玉英主编 《机械设计学习指导与典型题解》高等教育出版社,2006。

2.濮良贵主编 《机械设计》第五版,1989。

6.3其他教学资源

1.中国大学MOOC(慕课)_国家精品课程在线学习平台

https://www.icourse163.org/course/NWPU-17001?from=searchPage

2.     超星学习通

https://mooc1-1.chaoxing.com/mycourse/teachercourse?moocId=208309090&clazzid=20338105&edit=true&v=0&cpi=50226202&pageHeader=0

7考核与成绩评定办法

7.1考核方式

考试，闭卷考试

7.2成绩评定

课程总评成绩=平时（×30%）+期末（×70%），百分制

——平时成绩包括：课堂出勤、课内测验、课后作业、课内实验

7.3 考题的设计

考试题分为几种类型，重点考察学生对基本概念、基本理论、基本技能的掌握和综合运用以及解决工程实际问题的能力。

1.概念题型  基本形式有选择题、填空题  约占30%

2.计算题型  考察学生对基本理论应用的掌握程度  约占40%

3.综合分析题型  考察学生分析问题的能力 约占15%

4.结构设计题  考察学生设计的能力 约占15%

8 其他说明

无。