福建交通职业技术学院教案纸 第1页 课程： 二学年第_学期第一周一月一日 教学内容 备注 《机械设计基础》教案 首先介绍本课程的组成、性质和参考书 重点掌握3~5章和812章。 主要参考书： 《机械设计基础》（高职） 邓昭铭主编 高等教有出版社 《机械原理》 徐锦康主编 机械工业出版社 《机械设计》 濮良贵主编 高等教育出版社 绪 论 学习目的：熟悉机械、机构、构件、零件等基本概念，了解本课程的性质、任务以及学习特 纹 知识要点：熟悉机器、机构、零件等特征：了解本课程的性质任务和对象：掌握学习本课程 的方法。 0.1机器的组成及特征 在人们的生产和生活中广泛使用着各种机器。 1.机器：是人为的实物组合，它能完成一定的运动，用来实现能量转换， 或者做各种有用 的机械功。 例如：单缸内燃机，它的作用是将热能转变成机械能：颚式破碎机， 用于压碎物料还有 用于加工产品的机械手。 2.机构：也是人为的实物组合，但它仅能传递或转换运动。 例如：齿轮机构一传递运动： :人们常说的机械是机 凸轮机构转换运动（由回转运动转换为直线运动） 睾和机构的总称。 3.构件：由一个或几个零件组成的没有相对运动的刚性系统。 例如：曲轴—单一零件。 连杆一多个零件的刚性组合体。 注：构件是机械中运动的单元 4.零件：是组成机器的最基本的单元。零件通常分为两类： (1)通用零件：例如：齿轮、链轮、带轮、蜗杆、轴、螺栓、键、花键、销、弹簧、机架、 箱体等。 (2)专用零件：例如：叶片、曲轴、枪栓等。 >注：零件是机械中制造的单元体，而且是不可能再拆分的 另外，所谓的部件：是指若干个零件的装配体
福建交通职业技术学院教案纸 第 1 页 课程： 学年 第_ _学期 第 周 月 日 教 学 内 容 备 注 《机械设计基础》教案 首先介绍本课程的组成、性质和参考书 重点掌握 3~5 章和 8~12 章。 主要参考书： 《机械设计基础》（高职） 邓昭铭主编 高等教育出版社 《机械原理》 徐锦康主编 机械工业出版社 《机械设计》 濮良贵主编 高等教育出版社 绪 论 学习目的：熟悉机械、机构、构件、零件等基本概念，了解本课程的性质、任务以及学习特 点。 知识要点：熟悉机器、机构、零件等特征；了解本课程的性质任务和对象；掌握学习本课程 的方法。 0.1 机器的组成及特征 在人们的生产和生活中广泛使用着各种机器。 1. 机器：是人为的实物组合，它能完成一定的运动，用来实现能量转换，或者做各种有用 的机械功。 例如：单缸内燃机，它的作用是将热能转变成机械能；颚式破碎机，它用于压碎物料；还有 用于加工产品的 机械手。 2. 机构：也是人为的实物组合，但它仅能传递或转换运动。 例如：齿轮机构-传递运动； 凸轮机构-转换运动（由回转运动转换为直线运动）。 3. 构件：由一个或几个零件组成的没有相对运动的刚性系统。 例如：曲轴——单一零件。 连杆——多个零件的刚性组合体。 4. 零件：是组成机器的最基本的单元。 零件通常分为两类： (1) 通用零件： 例如：齿轮、链轮、带轮、蜗杆、轴、螺栓、键、花键、销、弹簧、机架、 箱体等。 (2) 专用零件：例如：叶片、曲轴、枪栓等。 ➢ 注：零件是机械中制造的单元体，而且是不可能再拆分的。 另外，所谓的部件：是指若干个零件的装配体。 注：构件是机械中运动的单元 体。 注：人们常说的机械是机 器和机构的总称
福建交通职业技术学院教案纸 第2页 课程： 一学年第学期第一周月日 教学内容 备注 0.2本课程的内容、性质和任务 1.内容： 阐述常用机构的工作原理、运动特性及设计方法。 阐述常用零部件的工作原理、结构特点及设计方法， 介绍机械系统的设计思路和设计方法。 2.性质：本课程是一门技术基础课。旨在培养工程技术人员从事机械设计所需的基本知识、 理论和技能，使之具备分析、设计、运行和维护机械设备和机械零件的能力，为今后解决生产实 际问题及学习有关新的科学技术打下基础。 本课程综合运用数学、力学、制图、金属材料及热处理、互换性与技术测量、算法语言等课 程的知识，去解决常用机构和通用零部件的设计问题。涉及的知识面广，践性强，侧重于工程 买不。 3任务：使学生了解常用机构及通用零、部件的工作原理、类型、特占及应用等基本知识， 使学生掌握常用机构的基本理论及设计方法，掌握通用零、部件的失效形式、设计准则与设 计方法。 使学生具备机械设计实验技能和设计简单机械及传动装置的基本技能。 0.3本课程的学习方法 本课程是从理论性、系统性很强的基础课和专业基础课向实践性较强的专业课过渡的一个重 要转折点，应注意以下几个特点： 1.本课程综合运用多门先修课程的基本理论，因此，先修课程的掌握程度直接影响到本课 程的学习。 2.本课程的各部分内容一般都是按照工作原理、结构、强度计算、使用维护的顺序介绍的。 3.设计计算中常采用很多经验公式、参数以及简化计算（条件性计算）。 4.计算步骤和计算结果不像基础课那样具有唯一性。 5.要逐步培养把理论计算与结构设计、工艺等结合起来解决设计问题的能力
福建交通职业技术学院教案纸 第 2 页 课程： 学年 第_ _学期 第 周 月 日 教 学 内 容 备 注 0.2 本课程的内容、性质和任务 1. 内容： 阐述常用机构的工作原理、运动特性及设计方法。 阐述常用零部件的工作原理、结构特点及设计方法。 介绍机械系统的设计思路和设计方法。 2. 性质： 本课程是一门技术基础课。旨在培养工程技术人员从事机械设计所需的基本知识、 理论和技能，使之具备分析、设计、运行和维护机械设备和机械零件的能力，为今后解决生产实 际问题及学习有关新的科学技术打下基础。 本课程综合运用数学、力学、制图、金属材料及热处理、互换性与技术测量、算法语言等课 程的知识，去解决常用机构和通用零部件的设计问题。涉及的知识面广，实践性强，侧重于工程 实际。 3. 任务： 使学生了解常用机构及通用零、部件的工作原理、类型、特点及应用等基本知识。 使学生掌握常用机构的基本理论及设计方法，掌握通用零、部件的失效形式、设计准则与设 计方法。 使学生具备机械设计实验技能和设计简单机械及传动装置的基本技能。 0.3 本课程的学习方法 本课程是从理论性、系统性很强的基础课和专业基础课向实践性较强的专业课过渡的一个重 要转折点，应注意以下几个特点： 1. 本课程综合运用多门先修课程的基本理论，因此，先修课程的掌握程度直接影响到本课 程的学习。 2. 本课程的各部分内容一般都是按照工作原理、结构、强度计算、使用维护的顺序介绍的。 3. 设计计算中常采用很多经验公式、参数以及简化计算（条件性计算）。 4. 计算步骤和计算结果不像基础课那样具有唯一性。 5. 要逐步培养把理论计算与结构设计、工艺等结合起来解决设计问题的能力
福建交通职业技术学院教案纸 第3页 课程： 学年第学期第一周一月一日 教学内容 备注 第1章机械设计概述 学习目的：本章扼要阐述机械设计的基本要求、内容与步骤以及机械罗件的失效形式和设计 计算准则等。 知识要点：了解机械设计的基本要求：了解机械设计的一般步骤：熟悉机械零件的失效形式 和设计计算准则：了解机械零件设计的标准化、系列化及通用化。 1.1机械设计的基本要求 1.11设计机械零件的基本要求 工作可靠并具成本低廉： 注：零件的工作能力是指零件在一定的工作条件下抵抗可能出现失效的能力，对载荷而言称为 承载能力。 失效：指零件由于某些原因不能正常工作。设计机械零件要注意以下几点： (1)合理选择材料，降低材料费用： (2)保证良好的工艺性，减少制造费用： (3)尽量采用标准化、通用化设计，简化设计过程从而降低成本。 1.1.2机械设计的基本要求 机械设计包括以下两种设计：①应用新技术、新方法开发创造新机械： ②在原有机械的基 础上重新设计或进行局部改造。 机械设计的基本要求：①实现预定功能：②满足可靠性要求： ③满足经济性要求： ④操作方便、工作安全：⑤造型美观、减少污染。 1.2机械设计的内容与步骤 机械设计方法大致可分为以下两类： 现代设计方法（包括：优化设计、可靠性设计、有限元设计、模块设计、计算机辅助设计 等。 常规设计方法（包括：理论设计、经验设计、模型实验设计等。） 1.机械设计的过程通常可分为以下几个阶段： ()产品规划： 产品规划的主要工作是提出设计任务和明确设计要求。 (2)方案设计：由设计人员构思出多种可行方案进行分析比较，从中优逢出一种方案。 (3)技术设计： 设计结果以工程图及计算书，或者以计算机数字化资料的形式表达出来
福建交通职业技术学院教案纸 第 3 页 课程： 学年 第_ _学期 第 周 月 日 教 学 内 容 备 注 第 1 章 机械设计概述 学习目的：本章扼要阐述机械设计的基本要求、内容与步骤以及机械零件的失效形式和设计 计算准则等。 知识要点：了解机械设计的基本要求；了解机械设计的一般步骤；熟悉机械零件的失效形式 和设计计算准则；了解机械零件设计的标准化、系列化及通用化。 1.1 机械设计的基本要求 1.1.1 设计机械零件的基本要求 工作可靠并且成本低廉。 注： 零件的工作能力是指零件在一定的工作条件下抵抗可能出现失效的能力，对载荷而言称为 承载能力。 失效:指零件由于某些原因不能正常工作。设计机械零件要注意以下几点： (1) 合理选择材料，降低材料费用； (2) 保证良好的工艺性，减少制造费用； (3) 尽量采用标准化、通用化设计，简化设计过程从而降低成本。 1.1.2 机械设计的基本要求 机械设计包括以下两种设计:：①应用新技术、新方法开发创造新机械； ②在原有机械的基 础上重新设计或进行局部改造。 机械设计的基本要求： ① 实现预定功能； ② 满足可靠性要求； ③ 满足经济性要求； ④ 操作方便、工作安全； ⑤ 造型美观、减少污染。 1.2 机械设计的内容与步骤 机械设计方法大致可分为以下两类： 现代设计方法（包括：优化设计、可靠性设计、有限元设计、模块设计、计算机辅助设计 等。）； 常规设计方法（包括：理论设计、经验设计、模型实验设计等。） 1. 机械设计的过程通常可分为以下几个阶段： (1) 产品规划： 产品规划的主要工作是提出设计任务和明确设计要求。 (2) 方案设计： 由设计人员构思出多种可行方案进行分析比较，从中优选出一种方案。 (3) 技术设计： 设计结果以工程图及计算书，或者以计算机数字化资料的形式表达出来
福建交通职业技术学院教案纸 第4页 课程： 学年第学期第周二月一日 教学内容 备注 (4)制造及试验：经过加工、安装及调试制造出样机，对样机进行试运行在生产现场试用。 2.设计机械零件的一般步骤 ()根据机器的具体运转情况和简化的计算方案确定零件的载荷。 (2)根据零件工作情况的分析，判定零件的失效形式，从而确定其计算准则。 (③)进行主要参数选择，选定材料，根据计算准则求出零件的主要尺寸，考虑热处理及结构 工艺性要求等。 (④)进行结构设计。 (⑤)绘制零件工作图，制订技术要求，编写计算说明书及有关技术文件 。在设计过程中，这些步骤又是相互交错、反复进行的 1.3机械设计的失效形式及设计计算准则 13.1失效形式 机械零件丧失预定功能或预定功能指标降低到许用值以下的现象，称为机械零件的失效。 机械零件最常见的失效形式大致有以下几种： 1.断裂 有：过我断裂、疲劳断裂。 2.过量变形 有：塑性变形（强度失效）、弹性变形（刚度失效）。 3.表面失效有：疲劳点蚀、磨损、压溃和腐蚀等形式。 4.破坏正常工作条件引起的失效 如：带传动因过载发生打滑 1.32设计计算准则 进行机械零件设计时，必须根据零件的失效形式分析失效的原因，提出防止或减轻失效的措 施，根据不同的失效形式提出不同的设计计算准则。 机械零件的设计计算准则，主要包括以下几种： 1.强度准则 [o]或ts[r] 、T 一零件在危险截面处的最大应力： []或[]一零件材料的许用应力 2.刚度准则y≤s[y] 一零件受载后的弹性变形量： [y]一机器工作性能允许的弹性变形量。 3.耐磨性准则 ps [p] 一零件的压强： [p]一零件的许用压强。 4.散热性准则t≤[t]
福建交通职业技术学院教案纸 第 4 页 课程： 学年 第_ _学期 第 周 月 日 教 学 内 容 备 注 (4) 制造及试验：经过加工、安装及调试制造出样机，对样机进行试运行或在生产现场试用。 2. 设计机械零件的一般步骤 (1) 根据机器的具体运转情况和简化的计算方案确定零件的载荷。 (2) 根据零件工作情况的分析，判定零件的失效形式，从而确定其计算准则。 (3) 进行主要参数选择，选定材料，根据计算准则求出零件的主要尺寸，考虑热处理及结构 工艺性要求等。 (4) 进行结构设计。 (5) 绘制零件工作图，制订技术要求，编写计算说明书及有关技术文件。 在设计过程中，这些步骤又是相互交错、反复进行的。 1.3 机械设计的失效形式及设计计算准则 1.3.1 失效形式 机械零件丧失预定功能或预定功能指标降低到许用值以下的现象，称为机械零件的失效。 机械零件最常见的失效形式大致有以下几种： 1．断裂 有：过载断裂、疲劳断裂。 2．过量变形 有：塑性变形（强度失效）、弹性变形（刚度失效）。 3．表面失效 有：疲劳点蚀、磨损、压溃和腐蚀等形式。 4．破坏正常工作条件引起的失效 如：带传动因过载发生打滑。 1.3.2 设计计算准则 进行机械零件设计时，必须根据零件的失效形式分析失效的原因，提出防止或减轻失效的措 施，根据不同的失效形式提出不同的设计计算准则。 机械零件的设计计算准则，主要包括以下几种： 1．强度准则 σ≤［σ］或 τ≤［τ］ σ、τ——零件在危险截面处的最大应力； ［σ］或［τ］——零件材料的许用应力。 2．刚度准则 y≤［y］ y——零件受载后的弹性变形量； ［y］——机器工作性能允许的弹性变形量。 3．耐磨性准则 p≤［p］ p——零件的压强； ［p］——零件的许用压强。 4．散热性准则 t≤［t］
福建交通职业技术学院教案纸靠5页 课程： 学年第_学期第一周一月一日 教学内容 备注 t一零件的工作温度： [t] 零件的许用工作温度。 5/可靠性准则R=NsNT 系统的可靠度： N—在预期寿命内能连续正常工作的零件数： N一某个零件的总件数。 1.4机械零件设计的标准化、系列化及通用化 标准化、系列化、通用化是在机械设计中要遵循的三化”。 注：我国现行标准分为国家标准(GB)、行业标准和专业标准等，国际上则推行国际标准化 组织(ISO)的标准，我国也正在逐步向S0标准靠近。 机械设计中要遵循的“三化的好处： ()由专门化工厂大量生产标准件，能保证质量、节约材料、降作成本： (2)选用标准件可以简化设计工作，缩短产品的生产周期： (3)选用参数标准化的零件，在机械制造过程中可以减少刀具和量具的规格： (4)具有互换性，从而简化机器的安装和维修
福建交通职业技术学院教案纸 第 5 页 课程： 学年 第_ _学期 第 周 月 日 教 学 内 容 备 注 t——零件的工作温度； ［t］——零件的许用工作温度。 5/可靠性准则 R=NS/NT R——系统的可靠度； NS——在预期寿命内能连续正常工作的零件数； NT——某个零件的总件数。 1.4 机械零件设计的标准化、系列化及通用化 标准化、系列化、通用化是在机械设计中要遵循的“三化”。 注：我国现行标准分为国家标准（GB）、行业标准和专业标准等，国际上则推行国际标准化 组织（ISO）的标准，我国也正在逐步向 ISO 标准靠近。 机械设计中要遵循的“三化”的好处： （1）由专门化工厂大量生产标准件，能保证质量、节约材料、降低成本； （2）选用标准件可以简化设计工作，缩短产品的生产周期； （3）选用参数标准化的零件，在机械制造过程中可以减少刀具和量具的规格； （4）具有互换性，从而简化机器的安装和维修