課程基本情況、性質(zhì)、研究對象和任務總學時： 64 學時，課堂教學 60 學時，實驗 4 學時。先修課：畫法幾何與機械制圖（機械制圖基礎）、理論力學、材料力學機械設計基礎是機類、近機類專業(yè)必修的一門重要的專業(yè)技術(shù)基礎課，作為一門主干課 程，它在整個教學流程中起著承上啟下、舉足輕重的作用。本課程主要研究機械組成的一些 基本原理和規(guī)律，組成機械的一些常用機構(gòu)、機械傳動裝置、通用零、部件等的工作原理， 結(jié)構(gòu)特點及基本的設計理論和方法。它的主要任務是：1） 通過本課程的學習，使學生能夠認識機械、了解機械，并掌握分析機械、設計機械的基 本方法。2） 通過本課程的學習，使學生掌握機構(gòu)分析與設計的基本理論和基本方法，培養(yǎng)學生的創(chuàng) 新精神和機械系統(tǒng)運動方案創(chuàng)新設計的能力。3 ）通過學習使學生初步具有分析和設計零、部件的能力。為學習后續(xù)的專業(yè)課程和新的技 術(shù)學科建立基礎；4 ）使學生在學習過程中，逐步樹立起嚴謹求實的工作作風。教材處理及多媒體課件說明教材處理：本教材選用機械工業(yè)出版社出版的新世紀高校機械工程規(guī)劃教材，朱東華等主編的機械設 計基礎。本教材重視對新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)、新設計方法等新知識點的引入；整本教材系統(tǒng)、 完整、新穎和適用 ; 采用新標準；適合機類及近機類專業(yè)使用。但由于本教材內(nèi)容偏多， 而學時有限，所以教學上任務重、難度較大。對此，應該在滿足教學基本要求的基礎上，做 到抓住重點、難點；放手簡單、次要的內(nèi)容（在老師指導下讓學生自學）；使學生抓住其共 性規(guī)律和基本方法；求同存異，真正做到舉一反三；淡化理論演繹、簡化公式推導等將問題 由“繁”變“簡”；將課本由“厚”變“薄”。 強調(diào)“能比較、能選擇、能設計”的基本 能力的培養(yǎng)，并在啟迪學生現(xiàn)代機構(gòu)設計的思維和理念，提高講解能力和設計能力方面有所 突破。多媒體課件：機械原理多媒體教學課件是由本院機械電子工程系機械工程教研室在 張明勤 老師帶領(lǐng)下 集體創(chuàng)作的，它綜合了圖、文、聲、像、二維圖形、三維動畫等多種媒體手段，經(jīng)科學、合 理的重組、整合、加工，構(gòu)筑了一種虛擬實際場景的教學氛圍。對學生開闊視野、擴展思路、 增強工程實踐意識以及提高分析問題、解決問題的能力和創(chuàng)造能力都具有非常重要的作用。 但是，應該提醒的是，學生在利用多媒體課件進行學習時，不能將注意力只集中在豐富多彩 的課件畫面上，而忽視對課程內(nèi)容的關(guān)注和理解；課堂學習中，由于信息量較大，課堂進度較快，應注意對重要內(nèi)容作記錄，并在課下及時復習和總結(jié)。 學習參考用書 可選用高等學校機械設計系列教材： 機械設計基礎（錢壽銓主編）； 機械設計基礎（張瑩主編）， 機械原理（孫桓主編）， 機械設計（濮良貴主編）， 機械設計基學習指導書（程光蘊主編） 關(guān)于考試的說明機械設計基礎課程的考核成績由以下幾部分構(gòu)成： 實驗 （ 未完成規(guī)定實驗者不得參加期末考試 ） 15 % 期末考試 85%各章基本內(nèi)容、重點難點、自我測驗及作業(yè)緒論基本 內(nèi)容課程的研究對象和內(nèi)容，機器、機構(gòu)與機械的概念，課程地位及學習目的、學習方法。重點重點：課程的研究對象及 機器和機構(gòu)的含義和特征。自我1、機械設計基礎課程研究的對象與內(nèi)容是什么？測驗2、什么是機械、機器、機構(gòu)、構(gòu)件、零件？作業(yè)簡述對機械設計基礎課程的認識，并介紹本人的興趣、愛好和特長。平面機構(gòu)的運動簡圖及其自由度基本 內(nèi)容運動副的概念，機構(gòu)運動簡圖的繪制，機構(gòu)的自由度計算。重點難點重點：機構(gòu)中各種常見運動副，機械運動簡圖的繪制，機構(gòu)自由度的計算和機構(gòu)具有確定運動的條 件。難點：計算機構(gòu)自由度時虛約束的正確判別。關(guān)于機構(gòu)的組成要素：什么是構(gòu)件？構(gòu)件與零件有什么區(qū)別？什么是運動副？運動副有哪些常用類型？什么是運動鏈？什么是機構(gòu)？常用機構(gòu)中構(gòu)件和運動副的簡圖符號怎樣表達？自如何繪制機構(gòu)運動簡圖？（有實驗課練習）什么是自由度？什么是約束？自由度、約束、運動副之間存在什么關(guān)系？平面機構(gòu)自由度如何我計算？測機構(gòu)自由度的意義和機構(gòu)具有確定運動的條件是什么？驗什么是復合鉸鏈？在計算機構(gòu)自由度時，如何處理復合鉸鏈？什么是局部自由度？在計算機構(gòu)自由度時，如何處理局部自由度？什么是虛約束？機構(gòu)中的虛約束起什么作用？機構(gòu)中常見的虛約束有哪幾種？在計算機構(gòu)自 由度時，如何處理虛約束？什么是基本桿組？ II級桿組有幾種型式？機構(gòu)的組成原理是什么？如何對機構(gòu)進行結(jié)構(gòu)分析？作業(yè)習題：3-1、32、3-3、連桿機構(gòu)及其設計基本 內(nèi)容四桿機構(gòu)的類型及其演化，平面四桿機構(gòu)的基本特性，平面四桿機構(gòu)設計。重點：平面四桿機構(gòu)的基本類型。四桿機構(gòu)極位夾角、行程速比系數(shù)、壓力角、傳動角、死點重點等基本概念四桿機構(gòu)基本設計方法。難點難點：平面四桿機構(gòu)基本特性分析和設計方法。自平面四桿機構(gòu)的基本型式是什么？它有哪些演化形式？其演化目的是什么？我曲柄搖桿機構(gòu)、雙曲柄機構(gòu)和雙搖桿機構(gòu)的特點各是什么？他們有哪些用途？測什么叫周轉(zhuǎn)副？什么叫擺動副？什么叫曲柄？曲柄一定是最短桿嗎？驗鉸鏈四桿機構(gòu)有曲柄的條件是什么？什么是連桿機構(gòu)的壓力角？什么是傳動角？常見四桿機構(gòu)最大壓力角（或最小傳動角）發(fā)生在 什么位置？；什么是極位夾角？什么是急回運動？什么是行程速比系數(shù)？機構(gòu)具有急回特性的意義是什 么？什么是機構(gòu)的死點位置？如何利用和避免死點？平面四桿機構(gòu)設計的基本命題有哪些？設計方法有哪些？各具有什么特點？1.習題：3 4、3-8、3 9、3 12作業(yè)2.收集連桿機構(gòu)的應用實例（不少于10例，標出其出處，列出參考文獻），并說明其功能和工 作原理。凸輪機構(gòu)及其設計基本 內(nèi)容凸輪機構(gòu)的應用及分類，從動件常用運動規(guī)律，凸輪輪廓設計，凸輪機構(gòu)基本尺寸的確定。重點重點：從動件常用運動規(guī)律及其特性，凸輪輪廓曲線的設計方法和凸輪機構(gòu)基本尺寸的確定。難點難點：凸輪設計的反轉(zhuǎn)原理。凸輪機構(gòu)是如何分類的？什么是凸輪的基圓、偏距、從動件行程、從動件推程、從動件回程、從動件遠（近）休程？什么是凸輪的推程運動角、回程運動角、遠（近）休止角？凸輪從動件有幾種基本運動規(guī)律？什么是凸輪從動件的組合運動規(guī)律？自何謂凸輪機構(gòu)中的剛性沖擊？何謂柔性沖擊？哪些運動規(guī)律中有剛性沖擊？哪些運動規(guī)律中有 柔性沖擊？哪些運動規(guī)律中沒有沖擊？我解析法設計直動從動件盤形凸輪、擺動從動件盤形凸輪、平底直動從動件盤形凸輪的方法有何相測同和不同？驗如何確定凸輪機構(gòu)在某一位置時的壓力角？壓力角大小對凸輪機構(gòu)有何影響？如何按許用壓力角確定凸輪的基圓半徑和偏距？如何確定凸輪從動件滾子半徑？何謂運動失真？它對凸輪機構(gòu)的工作有何影響？從動桿偏置方向不同對凸輪機構(gòu)壓力角有何影響？1.習題：4-1、4-2作業(yè)2.收集凸輪機構(gòu)的應用實例（不少于10例，標出其出處，列出參考文獻），并說明其功能和工作原理。帶傳動帶傳動的基本類型、工作原理、特點及應用；V帶的構(gòu)造及標準；帶傳動的受力情況、帶的應力、基本彈性滑動和打滑；內(nèi)容V帶傳動的設計準則和設計方法。重點重點：帶結(jié)構(gòu)及標準，設計準則及設計方法。難點難點：設計參數(shù)、尺寸的正確選擇；彈性滑動的分析。1、帶傳動的類型有那幾種？各應用在什么場合？2、我國生產(chǎn)的普通V帶有那幾種型號？窄V帶有那幾種型號？與普通V帶相比，窄V帶的截 面形 狀及尺寸有何不同？其傳動有何特點？3、V帶輪的基準直徑及V帶的基準長度是如何定義的？4、在平帶 與V帶傳動中，影響最大有效圓周力F ec的因素有哪些？自5、為什么普通V帶截面楔角為40° ，而其帶輪的槽形角常制成32°、34°、36°或我38°?什么情況下用較小的槽形角？測6、何謂帶傳動的彈性滑動及打滑？其產(chǎn)生的原因及對傳動的影響是什么？計算彈性滑動時，如何 計算傳動比？驗7、解釋設計V帶傳動時，下列參數(shù)按以下條件選擇時的原因： 5m /sWVW 25m /s ； d di Nd min ； a 三 120° ； Z < 8。8、V帶傳動若加張緊輪張緊時，張緊輪應放在何處？帶輪多用那些材料制造？帶輪的結(jié)構(gòu)形式有哪幾種？根據(jù)什么來確定帶輪的結(jié)構(gòu)形式？10、帶傳動的主要失效形式及設計準則是什么？1.習題：5-2作業(yè)2.收集各種帶傳動的應用實例（不少于10例，標出其出處，列出參考文獻），并說明其功能和 工作原理。齒輪傳動基本 內(nèi)容齒輪機構(gòu)類型及應用，齒廓曲線、漸開線齒廓嚙合特性，標準齒輪基本參數(shù)及幾何尺寸，漸開線齒 輪嚙合傳動，齒廓加工原理及方法，變位齒輪傳動，斜齒圓柱齒輪傳動，圓錐齒輪傳動，蝸桿傳動、 齒輪傳動的失效形式、設計準則、材料選擇、基本設計原理及強度計算方法；齒輪的結(jié)構(gòu)設計。重點：漸開線齒廓嚙合特性，標準直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)及尺寸計算，標準漸開線齒輪嚙合重點條件、安裝條件、連續(xù)傳動條件標準直齒輪圓柱齒輪傳動的設計原理及強度計算方法。難點難點：齒輪嚙合傳動分析。變位齒輪。斜齒輪、錐齒輪的當量齒輪。如何針對不同條件恰當?shù)卮_定設計準則和選用相應的設計數(shù)據(jù)齒輪機構(gòu)有哪些類型？齒廓廓嚙合基本定律具什么含義？漸開線的具有哪些重要性質(zhì)？漸開線齒廓嚙合具有什么特點？何謂漸開線齒輪的模數(shù)？模數(shù)大小有什么物理意義？何謂漸開線齒輪的分度圓？齒厚等于齒槽寬處的圓就是分度圓嗎？節(jié)圓與分度圓、嚙合角與壓力角有什么區(qū)別？漸開線齒廓的常用加工方法（范成法、仿形法）各有何特點？漸開線齒輪根切現(xiàn)象產(chǎn)生的原因及避免措施是什么？齒輪為何要變位？正變位齒輪與標準齒輪相比，哪些幾何參數(shù)變化了？哪些沒有變化？自一對漸開線齒輪的正確嚙合條件；我齒輪傳動的中心距不等于標準中心距時，嚙合頂隙、側(cè)隙、嚙合角、節(jié)圓、傳動比有何變化？測何謂重合度？重合度的大小與哪些參數(shù)有關(guān)？重合度的物理意義是什么？驗漸開線變位齒輪傳動有幾種類型？各具有什么特點？適用于什么場合？斜齒圓柱齒輪傳動具有哪些優(yōu)缺點？若齒輪傳動的設計中心距不等于標準中心距，可以選擇哪些齒輪傳動來滿足設計要求？ 斜齒輪傳動的正確嚙合條件和連續(xù)傳動條件與直齒輪有何異同？什么是斜齒輪的當量齒數(shù)？為什么要提出此概念？何謂蝸桿傳動的中間平面？蝸桿分度圓直徑與齒輪分度圓直徑是否以有同樣的要求？ 蝸桿傳動的正確嚙合條件與齒輪傳動是否相同？蝸桿傳動具有哪些優(yōu)缺點？何謂直齒圓錐齒輪的背錐及當量齒數(shù)？直齒圓柱齒輪、斜齒圓柱齒輪、直齒圓錐齒輪及蝸輪蝸桿各以哪個面的參數(shù)為標準參數(shù)？23在不改變齒輪材料和尺寸的情況下，如何提高輪齒的抗折斷能力？24齒面點觸失效是什麼原因造成的？如何提高齒面抗點觸的能力？25在什么工況下工作的齒輪易出現(xiàn)膠合破壞？如何提高抗膠合能力？26閉式齒輪傳動與開式齒輪傳動的失效形式和設計準則有何不同？為什么？27通常所謂的軟齒面和硬齒面的硬度界線是如何劃分的？軟齒面和硬齒面在加工方法上有什么區(qū) 別？將材料為45鋼的齒輪毛坯加工成6級精度的硬齒面直齒圓柱齒輪，應采用的工藝及其順序是 什么？28材料為20Cr鋼的硬齒面齒輪，適宜的熱處理方法是什么？29在進行強度計算時，為什麼要引入載荷系數(shù)K ?載荷系數(shù)K有哪幾部分組成？各考慮什么因素影響？30 一對正確嚙合的漸開線標準齒輪作減速傳動時，如兩輪的材料、熱處理及齒面硬度均相同，則齒根的彎曲應力b F1和b F 2的關(guān)系如何？31 一對圓柱齒輪轉(zhuǎn)動，大、小齒輪的接觸應力是否相等？如大小齒輪材料及熱處理情況相同，則許用接觸應力是否相等？32在齒輪設計公式中為什么要引入齒寬系數(shù)？齒寬系數(shù)申d的大小主要與哪兩個方面因素有關(guān)？33在直齒、斜齒圓柱齒輪傳動中為什么常將小齒輪齒寬設計的比大齒輪寬一些？在人字齒輪和圓錐 齒輪傳動中是否也將小齒輪齒寬設計的寬一些？34直齒圓錐齒輪傳動的強度計算方法是以什么部位的當量齒輪為計算基礎的？35與直齒輪傳動強度計算相比斜齒輪傳動強度計算有何不同之處？36齒輪傳動有哪些潤滑方式？它們的使用范圍如何？作業(yè)習題：6-1、6-3、6-4輪系及其設計基本 內(nèi)容定軸輪系傳動比計算，周轉(zhuǎn)輪系傳動比計算，復合輪系傳動比計算，輪系的應用，行星輪系效率計 算簡介，行星輪系設計。重點難點重點：輪系傳動比計算。難點：復合輪系傳動比的計算中輪系的正確劃分。怎樣決定由圓柱齒輪所組成的輪系和由空間齒輪所組成的輪系的傳動比符號？何謂周轉(zhuǎn)輪系的轉(zhuǎn)化機構(gòu)？ i NK與i NK H含義是否相同？自復合輪系傳動比的解題步驟是什么？其中哪一步最為關(guān)鍵？我5、行星輪系傳動效率的具有什么特點？測6、選擇行星輪系的類型時，考慮哪些因素？驗7、設計行星輪系時，各輪齒數(shù)和行星輪數(shù)目必須滿足的四個條件是什么？8、在行星輪系中采用均載裝置的目的是什么？9、何謂行星輪系的正號機構(gòu)和負號機構(gòu)？它們各有什么特點？1.習題：8-2、8-3、8-4、8-5、8-6作業(yè)2.收集各種輪系的應用實例（不少于10例，標出其出處，列出參考文獻），并說明其功能和工 作原理。螺紋聯(lián)接和螺旋傳動基本 內(nèi)容螺紋聯(lián)接的類型，防松與預緊，強度計算；螺栓組的結(jié)構(gòu)設計與強度計算；螺旋傳動的設計計算。重點：螺紋聯(lián)接的類型及應用；螺栓組的結(jié)構(gòu)設計；螺栓聯(lián)接的強度計算；提高螺栓聯(lián)接疲勞強度重點的措施。難點難點：螺栓組的強度計算。常用螺紋有那幾種類型？它們各有什么特點？對聯(lián)接螺紋和傳動螺紋的要求有何不同？若螺紋升角屮增大，傳動的效率、聯(lián)接的自鎖特性將如何變化？若牙型角a增大，傳動的效率、 聯(lián)接的自鎖性又將如何變化？聯(lián)接螺紋都具有良好的自鎖性，為什么有時還需要防松裝置？各舉出兩個機械防松和摩擦防松自的例子。我在承受橫向載荷或旋轉(zhuǎn)力矩的普通緊螺栓組聯(lián)接中，螺栓桿受什么應力的作用？測螺栓聯(lián)接所受軸向變載在0F間變化，當預緊力F 0 定時，改變螺栓或被聯(lián)接件的剛度，對螺栓的疲勞強度和聯(lián)接的緊密性有何影響？驗6 .為什么螺母的螺紋圈數(shù)不易大于10 ?通常采用那些結(jié)構(gòu)形式可使各圈螺紋牙的載荷分布趨于 均勻？7 滑動螺旋機構(gòu)的主要失效形式是什么？其基本尺寸（即螺桿直徑即螺母高）通常是根據(jù)什麼條 件確定的？計算普通螺栓聯(lián)接時，為什么只考慮螺栓危險截面的拉伸強度，而不考慮螺栓頭、螺母和螺紋牙 的強度？普通螺栓聯(lián)接和鉸制孔用螺栓聯(lián)接的主要失效是什么？計算準則是什么？10 如何防止螺栓承受偏載？作業(yè)習題：10-1、10-2鍵聯(lián)接及其它聯(lián)接基本鍵聯(lián)接的類型、應用及設計計算；花鍵聯(lián)接的設計計算；銷聯(lián)接的類型及計算、焊接、鉚接、粘接內(nèi)容及過盈配合的特點、應用。重點重點：鍵、花鍵聯(lián)接的類型、尺寸選擇和強度校核。難點難點：正確選擇聯(lián)接類型并確定聯(lián)接件尺寸公差。自1 設計平鍵聯(lián)接時，鍵的截面尺寸通常是根據(jù)什么按標準選擇？其公稱長度是如何確定的？我2 普通平鍵聯(lián)接的主要失效形式是什么？導向平鍵的主要失效形式是什么？測3 3 與平鍵聯(lián)接相比，楔鍵聯(lián)接的主要缺點是什么？驗4 矩形花鍵聯(lián)接和漸開線花鍵聯(lián)接分別采用什么方式定心？自5 花鍵聯(lián)接的主要失效形式是什么？如何進行強度計算？6 銷有哪幾種類型？各用于何種場合？銷聯(lián)接有哪些失效形式？我7 鉚接、焊接、粘接有什么特點？分別應用于何種場合？測8 過盈配合聯(lián)接有何特點？裝配方式有那幾種？驗作業(yè)習題：軸基本 內(nèi)容軸的結(jié)構(gòu)設計，軸的強度計算方法。重點重點：階梯軸的結(jié)構(gòu)設計和強度計算。難點難點：軸系結(jié)構(gòu)的設計。自何為轉(zhuǎn)軸、心軸和傳動軸。自行車前后中軸及腳踏板軸分別為什么軸？我 試說明下面幾種軸材料的適用場合：Q235-A,45,1Cr18Ni9Ti,QT600-2,40CrNi。檢某軸用45鋼制造，若發(fā)現(xiàn)其剛度不足，可采用什么措施來提高其剛度？測按彎扭合成強度條件計算軸的應力時，公式中折合系數(shù)a是考慮什么因素？對軸表面進行強化處理可以提高軸的什么性能？軸上零件的周向和軸向定位各有那些方法？這些方法一般用在什么場合？軸的強度計算方法常用的有哪幾種？各在什么情況下使用？什么叫軸的危險截面？如何選擇軸的危險截面？若校核發(fā)現(xiàn)軸的疲勞強度不符和要求時，在不增大軸徑的情況下，可采用哪些措施來提高軸的疲 勞強度？作業(yè)習題：11-1、11-2、11-3滾動軸承基本 內(nèi)容滾動軸承的類型、特點及代號，滾動軸承的選擇及計算，軸承裝置的設計重點重點：軸承類型、尺寸的選擇，即軸承代號的確定。難點難點：角接觸軸承的受力分析。說明下列型號所代表的滾動軸承的類型、內(nèi)徑、公差等級、直徑系列和結(jié)構(gòu)特點：6306、51316、N316/P6、30306、6306/P5、30206，并指出具有下列特征的軸承：徑向承載能力最高和最低的軸承分別是和？軸向承載能力最高和最低的軸承分別是和？限轉(zhuǎn)速最低和最高的軸承分別是和？自公差等級最高的軸承是？我承受軸向徑向聯(lián)合載荷的能力最高的軸承是？檢2 .滾動軸承的內(nèi)徑和外徑的公差帶的分布有何特點？上下偏差有何特點？測3 .滾動軸承的類型選擇應考慮哪些因素？高速輕載的工作條件宜選用哪一類軸承？低速重載又適 用哪一類？4 .滾動軸承的壽命和基本額定壽命有何區(qū)別？按公式L= ( C/P )計算出的L是什么含義？5 .滾動軸承的基本額定動載荷C的含義是什么？當量動載荷P的含義是什么？6 .滾動軸承常見的失效形式有哪些？公式L= ( C/P )是根據(jù)哪種失效形式建立起來的？7 .為什么30000和70000軸承常成對使用？什么叫正裝及反裝？什么叫“面對面”及“背靠背” 安裝？試比較正裝及反裝的特點。8 .什么類型的滾動軸承在安裝時要調(diào)整軸承游隙？常用哪些方法調(diào)整軸承游隙？10 滾動軸承支承的軸系，其軸向固定的結(jié)構(gòu)形式有哪三種？各適用于什么場合？11.各類滾動軸承的潤滑方式，通常是根據(jù)軸承的什么來選擇？作業(yè)習題：12-1、12-4聯(lián)軸器和離合器基本內(nèi)容聯(lián)軸器和離合器的類型、結(jié)構(gòu)、工作原理、性能、應用場合、及計算方法重點重點：常用聯(lián)軸器和離合器的特點、應用及選擇。難點難點：根據(jù)實際工作情況，選擇出合適的聯(lián)軸器和離合器型號。1 試比較剛性聯(lián)軸器、無彈性元件撓性聯(lián)軸器和有彈性元件撓性聯(lián)軸器各有何優(yōu)缺點？各適用于 什么場合？2.在下列情況下選擇哪類聯(lián)軸器較好，試舉出一兩種聯(lián)軸器的名稱。自載荷平穩(wěn)，沖擊輕微，兩軸易于準確對中，同時希望聯(lián)軸器壽命較長。我載荷比較平穩(wěn)，沖擊不大，但兩軸軸線具有一定程度的相對偏移。檢載荷不平穩(wěn)且具有較大的沖擊、振動。測機器在運轉(zhuǎn)過程中載荷較平穩(wěn)，但可能產(chǎn)生很大的瞬時過載；導致機器損壞。十字軸萬向聯(lián)軸器適用于什么場合？為什么常成對使用？在成對使用時如何布置才能使主從動 軸的角速度隨時相等？4.在聯(lián)軸器和離合器的設計計算中，引入工作情況系數(shù)K A是為了考慮那些因素的影響？5 牙嵌離合器和摩擦離合器各有何優(yōu)缺點？各適用于什么場合？作業(yè)習題：14-1 14-3下載：機械設計基礎學生學習指南