机械设计基础教学大纲.doc

【高职教学大纲模板】

XXX学院

《机械设计基础》教学大纲

专 业：数控技术
系 部：机电工程系
制定人：刘志国
审定时间：

郑州信息工程职业学院教务处制

XXX学院机电工程系
《 机械设计基础 》课程教学大纲（数控技术专业）
（供参考）
一、课程的性质与任务
（一）本课程的性质
《机械设计基础》是机械类、机电类、近机类专业必修的一门专业基础课，它在教学计划中起着承先启后的桥梁作用，为学生学习后续的专业课打下必要的基础。它不仅具有较强的理论性，同时具有较强的实用性。它在培养机械类、机电类、近机类工程技术人才的全局中，具有增强学生的机械理论基础，提高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。
（二）本课程的任务
本课程的作用在于培养学生掌握机械设计的基本知识、基本理论和基本方法；培养学生具备机械设计中的一般通用零部件设计方法的能力，为后继专业课程学习和今后从事设计工作打下坚实的基础。
（三）本课程培养人才的定位
主要针对机械加工制造单位的机械设计人员岗位。
二、课程的基本要求
（一） 掌握关于机构的运动分析、受力分析和机器动力学方面的基本理论和基本知识。
（二） 具有初步的分析和设计能力。
（三） 具有设计一般通用零部件和一般机器装置的能力；逐渐形成规范的设计思想和逻辑思维能力。
（四） 掌握通用机械零件的设计原理、方法和机械设计的一般规律。
（五） 具有运用标准、规范、手册和查阅有关技术资料的能力。
（六） 掌握典型机械零件的实验方法及技能。
（七） 了解一些机械领域的新成果和发展动向。
三、课程内容
（一）课程主要内容
本课程共十五单元。
0、绪论
【教学目的与要求】
机械设计基础课程的研究对象、研究内容。机械设计基础课程在四个现代化中的作用，了解本课程的内容、性质和任务。
【教学内容】
（1） 引言
（2） 机器的组成及其特征
（3） 机械设计的基本要求及一般程序
（4） 机械设计基础课程的内容、性质和任务
【重点难点】
（1）机器的组成及其特征。
（2）机械设计的基本要求及一般程序。
1、平面机构的运动简图及自由度
【教学目的与要求】
理解平面机构、运动副、自由度等基本概念，掌握机构运动简图绘制的基本方法和自由度的计算，掌握机构具有确定运动的条件。
【教学内容】
（1）平面机构的组成
（2）平面机构运动简图
（3）平面机构的自由度
【重点难点】
（1）自由度的概念和运动副对自由度的限制
（2）简单机构自由度的计算。
2、平面连杆机构
【教学目的与要求】
能分析连杆机构的工作特性，会分析压力角、传动角的物理意义。
【教学内容】
（1） 概述
（2） 铰链四杆机构的基本型式及其演化
（3） 平面四杆机构的基本特性
（4） 平面四杆机构的设计
（5） 平面多杆机构简介
【重点难点】
（1）铰链四杆机构有曲柄存在的条件。
（2）机构压力角、传动角的概念及物理意义。
（3）急回特性、死点位置的特性和应用。
3、凸轮机构
【教学目的与要求】
凸轮机构的应用和分类，从动件常用运动规律按给定运动规律设计凸轮轮廓––图解法。尖底、滚子和平底从动件凸轮轮廓设计，摆动从动件凸轮轮廓设计。
【教学内容】
（1） 凸轮机构的应用和分类
（2） 常用的从动件运动规律
（3） 用图解法设计盘形凸轮轮廓曲线
（4） 解析法设计凸轮轮廓
（5） 设计凸轮机构应注意的问题
【重点难点】
（1）凸轮机构的特点、应用。
（2）凸轮机构常用的运动规律和选择。
4、间歇运动机构
【教学目的与要求】
了解棘轮机构和槽轮机构的工作原理、运动特点和应用。
【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机构简介
【重点难点】
（1）棘轮机构和槽轮机构的工作原理。
（2）棘轮机构和槽轮机构的工作原理、运动特点。
5、带传动和链传动
【教学目的与要求】
了解带传动的工作原理、类型，掌握其特点和应用。了解带传动的工作情况分析和应力分析，了解带传动的弹性滑动和打滑概念。明确带传动的设计方法和步骤。掌握V带的结构、型号和选用。了解V带轮的结构、材料。掌握带传动的张紧方法。
【教学内容】
（1） 带传动的类型和应用
（2） v带和v带轮
（3） 带传动的受力分析和应力分析
（4） 带传动的弹性滑动和传动比

（5） 普通v带传动的设计
（6） 带传动的张紧和维护
（7） 链传动的特点和应用
（8） 滚子链和链轮
（9） 链传动的运动特性
（10） 滚子链传动的设计计算
（11） 链传动的布置、张紧和润滑
【重点难点】
（1）带传动的特点和应用。
（2）带传动的张紧方法。
（3）V带的结构、型号和选用。
（4）链传动的运动特性。
6、齿轮传动
【教学目的与要求】
熟悉齿轮机构的特点、类型和应用。了解渐开线的形成，掌握渐开线的性质，和渐开线齿廓啮合的基本定律。掌握渐开线齿轮各部分的名称、主要参数，掌握标准直齿圆柱齿轮的基本尺寸计算。了解齿轮齿条传动。了解渐开线齿轮的切制原理、方法、根切现象、变位齿轮和最少齿数。掌握斜齿轮传动的特点是和应用，了解斜齿轮的基本尺寸计算，掌握其标准参数和正确啮合条件。掌握直齿锥齿轮传动的特点是和应用，了解直齿锥齿轮的基本尺寸计算，掌握其标准参数和正确啮合条件。明确齿轮传动的失效形式，了解齿轮的结构。明确齿轮传动的设计方法。
【教学内容】
（1） 齿轮传动的类型和对它的基本要求
（2） 齿廓啮合基本定律
（3） 渐开线齿廓
（4） 渐开线标准直齿圆柱齿轮的主要参数和几何尺寸
（5） 渐开线齿轮的啮合传动
（6） 渐开线齿轮的加工方法及根切现象
（7） 变位齿轮传动
（8） 轮齿的失效和齿轮的材料
（9） 标准直齿圆柱齿轮传动的设计
（10） 平行轴斜齿圆柱齿轮传动
（11） 直齿圆锥齿轮传动
（12） 齿轮的结构设计及齿轮传动的润滑
（13） 齿轮传动的发展趋势简介
【重点难点】
（1）渐开线齿廓啮合的基本定律。
（2）渐开线齿轮各部分的名称、主要参数。
（3）准直齿圆柱齿轮的基本尺寸计算。
（4）齿轮常用的材料。
7、蜗杆传动
【教学目的与要求】
掌握蜗杆传动的特点，了解蜗杆传动的参数和几何尺寸计算，明确蜗杆传动的失效形式和设计准则。掌握蜗杆常用的材料。了解蜗杆传动的设计计算。
【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
（3） 蜗杆传动的失效形式、材料和结构
（4） 蜗杆传动的强度计算
（5） 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算
（6） 其他蜗杆传动简介
【重点难点】
（1）蜗杆传动的特点。
（2）蜗杆传动的强度计算。
8、齿轮系
【教学目的与要求】
通过教学使学生明确轮系的定义、类型，掌握轮系的应用。掌握定轴轮系的传动比计算，了解周转轮系和混合轮系的传动比计算。
【教学内容】
（1） 齿轮系的分类
（2） 定轴齿轮系传动比的计算

（3） 行星齿轮系传动比的计算
（4） 齿轮系的功用
（5） 几种特殊的行星传动简介
【重点难点】
（1）定轴轮系的传动比计算。
（2）齿轮系的功用。
9、螺纹联接和螺旋传动
【教学目的与要求】
通过教学，要求学生掌握螺纹的类型、特点、应用和几何参数。了解螺纹的形成。掌握螺纹联接的主要形式和应用，了解螺纹联接件特点、应用及材料。了解螺旋副的受力分析、自锁条件和传动效率。掌握螺纹联接的防松方法。了解螺旋传动的类型、特点和应用。
【教学内容】
（1） 机械制造中的常用螺纹
（2） 螺旋副的受力分析、效率和自锁
（3） 螺纹联接的基本类型及其预紧和防松
（4） 螺栓联接的强度计算
（5） 螺纹联接件的材料和许用应力
（6） 提高螺纹联接强度的措施
（7） 螺旋传动
【重点难点】
（1）螺纹的类型、特点、应用和几何参数。
（2）螺纹联接的主要形式和应用。
10、轴及轴毂联接
【教学目的与要求】
通过教学，要求学生了解轴的类型和应用，掌握轴的常用材料及热处理方法和选择。了解轴的结构，掌握轴的结构工艺性。了解轴的设计计算的方法。
【教学内容】
（1） 概述
（2） 轴的结构设计
（3） 轴的设计计算
（4） 轴毂联接
【重点难点】
（1）轴的常用材料及热处理方法和选择。
（2）轴的结构工艺性。
11、轴承
【教学目的与要求】
通过教学，要求学生了解滑动轴承的结构的分类，掌握轴瓦的结构和常用材料。掌握滚动轴承的基本类型、结构、特点、和代号。明确滚动轴承的选择方法。了解滚动轴承的组合结构分析，掌握滚动轴承的润滑和密封方法。
【教学内容】
（1） 滑动轴承概述
（2） 滑动轴承的结构和材料
（3） 滑动轴承的润滑
（4） 不完全液体润滑轴承的设计计算
（5） 液体润滑轴承简介
（6） 滚动轴承的构造、类型及特点
（7） 滚动轴承的代号及类型选择
（8） 滚动轴承的寿命计算
（9） 滚动轴承的组合设计
（10） 滚动轴承的维护和使用
（11） 滚动轴承与滑动轴承的比较
【重点难点】
（1）滑动轴承轴瓦的结构和常用材料。
（2）动轴承的基本类型、结构、特点、和代号。
9、螺纹联接和螺旋传动
【教学目的与要求】
通过教学，要求学生掌握螺纹的类型、特点、应用和几何参数。了解螺纹的形成。掌握螺纹联接的主要形式和应用，了解螺纹联接件特点、应用及材料。了解螺旋副的受力分析、自锁条件和传动效率。掌握螺纹联接的防松方法。了解螺旋传动的类型、特点和应用。
【教学内容】
（8） 机械制造中的常用螺纹
（9） 螺旋副的受力分析、效率和自锁
（10） 螺纹联接的基本类型及其预紧和防松
（11） 螺栓联接的强度计算
（12） 螺纹联接件的材料和许用应力
（13） 提高螺纹联接强度的措施
（14） 螺旋传动
【重点难点】
（1）螺纹的类型、特点、应用和几何参数。
（2）螺纹联接的主要形式和应用。
12、联轴器、离合器和制动器
【教学目的与要求】
通过教学，要求学生掌握联轴器和离合器的功用，了解联轴器和离合器的结构、特点和应用。了解联轴器的选择计算。了解弹簧的功用、类型、材料。了解弹簧的使用和维护。
【教学内容】
（1） 联轴器
（2） 离合器
（3） 制动器
（4） 联轴器、离合器制动器的选择和维护
【重点难点】
（1）联轴器和离合器的功用。
（2）制动器的选择和维护。
13、弹簧
【教学目的与要求】
通过教学，要求学生了解弹簧的种类和功用；理解圆柱螺旋压缩弹簧的结构和特性曲线、圆柱螺旋压缩弹簧的设计计算。
【教学内容】
（1） 弹簧的功用和类型
（2） 弹簧的制造、材料及许用应力
（3） 圆柱螺旋压缩(拉伸)弹簧的设计计算
【重点难点】
（1）弹簧的功用和类型。
（2）正确使用和维护弹簧。
14、机械的平衡及调速
【教学目的与要求】
通过教学，要求学生掌握静平衡与动平衡，速度波动的调速方法。
【教学内容】
（1） 机械平衡的目的、分类及方法
（2） 转子的平衡
（3） 平面机构的静平衡
（4） 机械速度波动的调节
【重点难点】
（1）平衡问题在机械工程中的重要性。
（2）刚性转子静、动平衡的原理和计算方法。
（二）课内实验、实训、实习内容
高职数控技术专业《机械设计基础》课内实训教学大纲和实训教学指导书
序号
实验名称
学时数
内容简述
地点
1
平面机构运动简图
2
机构运动与机构中的构件的数目、构件组成运动副的形式以及各运动副的相对位置有关，而与构件的复杂外形和运动副的具体结构无关。
机械实习室
2
渐开线直齿圆柱齿轮的参数测定
2
进一步巩固并熟悉齿轮各部分名称和各部分尺寸与基本参数之间的关系及渐开线齿轮的几何性质。
机械实习室
3
渐开线齿廓的范成实验
2
范成法（也称展成法或包络法）是利用一对渐开线齿轮或齿条与齿轮相互啮合时，其共轭齿廓互为包络线的原理来切制齿轮的一种方法。
机械实习室
4
减速器的拆装
3
通过减速器的拆装实验可以进一步了解和掌握各零部件结构布置、加工工艺、密封方式、安装方法等内容。
机械实习室
5
V带传动安装与调试
1
掌握V带的安装方法。观察带传动中的弹性滑动和打滑现象以及它们与带传递的载荷之间的关系
机械实习室
6
联轴器、离合器与制动器调试
2
通过实验进一步巩固联轴器、离合器与制动器种类和动作过程。
汽修实验室

合计
12

（三）教学建议
在教学中要求做到：
1、适应高职高专层次的教学要求，教学应突出职业性、实践性、技术应用性和可操作性；
2、教学中采用任务驱动方式，强调动手能力和沟通能力训练。建议在教学过程中将学生分组，以组为单位完成布置的任务，培养团队合作精神。
3、引导学生采用直接或间接调研方法了解现实的机械设计流程或与机械加工相关的部门工作内容，走出课堂，接近现实，理论与实践结合，培养专业素养和创新能力。
4、基本理论够用，注重操作技能的培养，重视案例教学。
5、对课程中的重点、难点可通过课堂讨论、案例分析或实务操作等形式解决，使学生便于理解和掌握。
6、每单元安排习题作业和思考题，重在加强对知识点的理解、基本理论和实务操作技能的掌握，形式包括名词解释、单项选择题、计算题、简答题、案例分析及实务操作题。
四、本课程与其他课程的关系
本课程必要的先修课程是《机械制图》课程，同时学习专业基础课程是《金属材料与热处理》、《公差配合与测量》以及《金工实习》等。
本课程在专业培养计划中安排在第1学期。
五、教学时数分配
理论课程总学时： 72
课 时 分 配 表
课程
名称
序号
教    学    内    容
教学环节（学时）
课
时
习
题
实
验
章学时

机
械
设
计
基
础

0
    绪  论
1

1
1
平面机构运动简图及自由度
4

2
6
2
平面连杆机构
4
0

4
3
凸轮机构
4
1

5
4
间歇运动机构
4

4
5
带传动和链传动
6
1
1　
8
6
齿轮传动
6
1
4
11
7
蜗杆传动
2

2
8
齿轮系
2
1　
3　
5
9
螺纹联接和螺旋传动
4

4
10
轴及轴毂联接
5
1

6
11
轴承
5
1

6
12
联轴器、离合器和制动器
2

2　
4
13
弹簧
2

2
14
机械平衡及调速
2

2

总  课  时
53
7
12
72

六、考核方式
本课程的成绩由平时考核成绩（实践技能、考勤、学习态度、课堂表现和平时作业，共占40%）+期末理论综合测试成绩（60%）组成。
实践技能成绩由6次实训成绩组成。期末理论综合测试时教师出二套试题在期末考试期间进行闭卷考试，以笔试的形式进行。
补考采用笔试的形式进行。
七、教材及参考书
（一）主教材
《机械设计基础》, 邓昭铭、张莹 主编，高等教育出版社，2000年7月第2版
（二）参考书
著作、教材
[1]何元康主编，等．机械原理与机械零件[H]．北京：高等教育出版社，l999．
[2]濮良责主编，等．机械设计[H]．北京：高等教育出版社，1993．
[3]陈海魁主编，机械基础[H]．北京：中国劳动社会保障出版社，2001．
期刊、报刊
1．《机械设计与制造》，辽宁省机械研究院主办
2．《中国机械工程》，中国机械工程学会主办
3．《机械工程师》，黑龙江省机械科学研究院主办
4．《机械设计与研究》，上海市科学技术协会主办
5.《机械工程学报》，中国机械工程学会主办
网站
1．中国机械网（http://www.china-
2．中国机械工程会（http://www.cmes.org/）
3．机械工业标准服务网（
4．设计在线：DesignONline (
5．中国机械信息网(

撰写： 审阅：
教研室主任： 教学系主任：
（2011年 月 制订）
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