上海海事大學《機械設計基礎》教學大綱

2023-01-04 08:21:04 字數 3245 閱讀 1918

《機械設計基礎》(54學時)教學大綱

一、 課程名稱

1、 中文名稱:機械設計基礎

2、 英文名稱:elements of machine design

3、 課程號:21100430

二、 學時

總學時 54 學時其中:授課 45-48 學時實驗 6-9 學時

三、 考核方式(考試)

四、 適用專業

工業設計、輪機工程等專業

五、 課程簡介

本課程涉及機械原理和機械設計兩部分內容。原理部分:主要介紹常用機構的結構、運動分析與綜合等方面的基本知識,包括平面連桿機構、凸輪機構、齒輪機構、輪系等;設計部分:

主要介紹通用零部件設計計算的基本方法和步驟,包括螺栓、鍵、帶與帶輪、齒輪、蝸桿蝸輪、軸、軸承、聯軸器與離合器等。

六、 本門課程在教學計畫中的地位、作用和任務

本課程是一門培養學生掌握簡單機械分析與設計的基本能力的技術基礎課。本課程的教學內容著重基本知識、基本理論、基本方法和設計技能的訓練。它的主要任務是培養學生掌握常見機構的組成、運動特性和機械動力學的基本知識,初步具備分析基本機構的組成與工作原理的能力;掌握通用機械零件的工作原理、設計計算及使用維護的基本知識;初步學會正確使用標準、規範、手冊、圖表等有關技術資料。

七、 課程內容和教學要求

(一) 緒論

內容包括:本課程研究物件和內容、本課程的地位和作用、機械設計一般過程。

教學要求:必須掌握機器、機構、機械及構件、零件的基本概念;了解本課程的研究物件及主要研究內容。其餘作一般了解。

(二) 平面機構的自由度

內容包括:運動副及其分類、平面機構運動簡圖、平面機構的自由度。

教學要求:必須掌握平面運動副型別、平面機構運動簡圖的作圖方法、平面機構自由度計算方法及機構具有確定運動的判斷條件。

(三) 平面連桿機構

內容包括:鉸鏈四桿機構的基本形式和特性,根據曲柄存在條件判斷機構型別,鉸鏈四桿機構的演化。

教學要求:上述內容必須掌握。

(四) 凸輪機構

內容包括:凸輪機構的型別、特點和應用,從動件的常用運動規律,凸輪機構壓力角。

教學要求:掌握凸輪機構的組成,幾種常用的從動件運動規律及其特性,基圓半徑對壓力角的影響。

(五) 齒輪機構

內容包括:齒輪機構的型別和特點,齒廓嚙合基本定律;漸開線齒廓的形成及其特性,齒輪各部分名稱及標準齒輪的基本尺寸,漸開線標準直齒圓柱齒輪的嚙合,漸開線齒輪的根切現象,最小齒數及變位齒輪概念。平行軸斜齒輪機構。

教學要求:必須掌握齒輪機構的特點和型別,漸開線的性質,漸開線齒廓的形成與特點,齒輪基本引數及基本尺寸的計算(直齒、斜齒);漸開線齒廓的正確嚙合條件,嚙合過程,連續傳動條件,重合度的意義,漸開線齒輪根切現象,原因及避免根切的方法。了解變位齒輪概念。

(六) 輪系

內容包括:輪系的型別,定軸輪系及其傳動比,周轉輪系及其傳動比,輪系的應用。

教學要求:掌握定軸輪系、周轉輪系的組成及其傳動比計算方法。對輪系的應用作一般了解。

(七) 機械零件設計概論

內容包括:機械零件設計概述,機械零件的強度,機械零件的工藝性及標準化。

教學要求:掌握機械零件的工作能力及失效的概念,機械零件的應力狀態與強度條件。了解機械零件的工藝性及標準化。

(八) 聯接

內容包括:螺紋引數,機械製造常用螺紋,螺紋聯接件的基本型別及螺紋緊韌體,螺紋聯接的預緊和防鬆,螺栓聯接的強度計算,鍵聯接和花鍵聯接。

教學要求:掌握螺紋引數,螺紋聯接型別,螺紋聯接的預緊和防鬆,單個螺栓聯接的強度計算,鍵聯接主要型別與工作方式。其他內容為一般了解。

(九) 齒輪傳動

內容包括:輪齒失效形式,直齒圓柱齒輪、斜齒圓柱齒輪的受力分析、強度計算,齒輪構造。

教學要求:掌握輪齒的幾種失效形式、齒輪受力分析、強度計算模型與設計計算準則,齒輪構造形式。其他內容一般了解。

(一十) 蝸桿傳動

內容包括:蝸輪傳動的特點和型別,蝸桿傳動的主要引數和幾何尺寸,蝸桿傳動的失效形式、材料和結構。

教學要求:掌握蝸輪傳動的特點,普通圓柱蝸桿傳動的主要引數和幾何尺寸計算,蝸桿傳動的失效形式,蝸桿蝸輪材料配對的選擇依據,蝸桿蝸輪的結構。其他內容為一般了解。

(一十一) 帶傳動

內容包括:帶的型別、特點及應用、帶傳動的受力分析、帶的應力分析、帶傳動的彈性滑動和傳動比,普通v帶傳動的計算,v帶輪的結構。

教學要求:掌握帶傳動特點及適用場合,帶傳動受力分析與帶的應力分析、帶傳動的彈性滑動產生原因及其影響,普通v帶傳動的失效形式與設計依據、引數選擇。其他內容為一般了解。

(一十二) 軸

內容包括:軸的功用及型別,軸的結構設計,軸的強度計算。

教學要求:掌握軸的功用及型別,軸的結構設計方法。其他內容為一般了解。

(一十三) 滑動軸承

內容包括:滑動軸承的結構,失效形式,軸瓦及軸承襯材料,液體動壓潤滑軸承簡介。

教學要求:掌握剖分式滑動軸承結構設計注意事項,軸瓦及軸承襯材料,動壓油膜形成條件。其他為一般了解。

(一十四) 滾動軸承

內容包括:滾動軸承的基本型別及其特點,滾動軸承的基本代號,滾動軸承的失效形式和選擇計算,滾動軸承的潤滑及密封,滾動軸承組合設計的注意事項。

教學要求:掌握滾動軸承的基本型別及其特點,滾動軸承的基本代號,滾動軸承的失效形式和選擇計算。其他內容為一般了解。

(一十五) 聯軸器和離合器

內容包括:聯軸器、離合器的型別和應用,固定式剛性聯軸器,可移式剛性聯軸器,彈性聯軸器,牙嵌離合器及圓盤摩擦離合器。

教學要求:掌握以上幾種聯軸器、離合器基本結構、工作原理、特點和適用場合,聯軸器、離合器的選擇方法。

課時分配:

八、 實驗內容

實驗的目的主要是驗證所學的理論,並鞏固和加深對理論的理解。

本課程要求開設實驗3—4個,共6—9個學時。實驗內容可在下列專案中選取:

1.典型機構及通用機械零件的直觀認識與創新聯想;

2.機構運動簡圖測繪;

3.齒輪范成原理;

4.液體動壓潤滑軸承實驗;

5.減速器結構認識實驗

九、 教材及主要參考資料

(一) 教材

《機械設計基礎》(第五版),楊可楨主編,高等教育出版社,2007。

(二) 主要參考資料

1.《機械原理》(第六版),孫桓主編,高等教育出版社,2001

2.《機械設計》(第七版),濮良貴主編,高等教育出版社,2001

3.《機械原理實驗指導書》,上海海運學院機原機零教研室編;

4.《機械零件實驗指導書》,上海海運學院機原機零教研室編。

一十、 先修課程

工程製圖、工程力學、工程材料及機械製造基礎等。

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