主撰人：李俊 审核人：宋秋红李军涛 教学院长：郑兴伟 日期：2018年11月16日
主撰人：李俊 审核人：宋秋红 李军涛 教学院长：郑兴伟 日 期：2018 年 11 月 16 日
《机械设计基础》教学大纲（理论课） 课程名称（中文/英文）：机械设计基础(Fundamentals of Mechanical Design)课程编号： 4602008 分：4学分 时：总学时64 学时分配：讲授学时：60实验学时：4讨论学时：0上机学时：0其他学时：0 果程负责人：许竞期 ,课程简介 1.课程概况 《机械设计基础》是一门培养学生机械设计能力的专业基础课。本课程的课程目标是使 学生了解和掌握平面机构的基本知识、机械运动的基本理论、通用机械零件的设计原理和机 械设计的一般规律。通过理论教学和实践训练，使学生能熟练应用标准、规范、手册、网络 信息等技术资料，具备独立完成平面机构和通用机械零件的设计能力，具备确定机械运动方 案和解决简单机械工程实际问题的能力 This course is one of the professional basic courses for cultivating the ability of students to perform mechanical design.The purpose of this course is to enable students to understand and master basic knowledge of plane mechanism,the basic theory of mechanical motion,the design principle of general mechanical parts,and general rules of mechanical design.Through theory teaching and practical training,it enables students to use standards,norms,manuals,network information,and other technical materials.Meanwhile,it also enables students to have the ability to design plane mechanism and general mechanical parts independently and to determine mechanical motion scheme and solving practical problems of simple mechanical engineering. 2.课程目标 目标2.1掌握常用机构的结构、特性等基本知识，并初步具有选用、分析基本机构的能 力，同时具备平面机构运动简图的绘制以及掌握平面机构自由度的计算方法及注意事项： 目标2.2掌握通用机械零件的工作原理、特点、应用和简单设计计算方法，并初步具有 洗用和分析简单机械传动装置的能力： 日标2.3具各运用标准、规范、手册、图册等有关技术资料的能力： 目标2.4具有机械使用安全意识： 目标2.5具有奉献精神和爱国主义情怀 二、教学内容 理论教学安排 新学内容 学 备注 对课程目标的支排度 量节 时 数学目标 主要知识点2.12.22.32.42.5 绪诊 意0-1本课程研究的对 掌握本课程的研究对 本课程的研究 象 内容 了本 对家与容： 本课程在教学中 程在教学 地 或设计的 03机械设计的基 程 的 过程 第1平面机构的目 了解机构组成，理解 由度和速度分析 标动别的作用及举 及其分类，平 §1-1运动副及其分类 6 型；掌握平面机构运 面机构运动箱 §1-2平面机构运动简 动简图的绘制：掌捏图的绘制：平面 27
27 《机械设计基础》教学大纲（理论课） 课程名称（中文/英文）：机械设计基础（Fundamentals of Mechanical Design） 课程编号： 4602008 学 分：4 学分 学 时：总学时 64 学时分配：讲授学时：60 实验学时：4 讨论学时：0 上机学时：0 其他学时：0 课程负责人：许竞翔 一、课程简介 1. 课程概况 《机械设计基础》是一门培养学生机械设计能力的专业基础课。本课程的课程目标是使 学生了解和掌握平面机构的基本知识、机械运动的基本理论、通用机械零件的设计原理和机 械设计的一般规律。通过理论教学和实践训练，使学生能熟练应用标准、规范、手册、网络 信息等技术资料，具备独立完成平面机构和通用机械零件的设计能力，具备确定机械运动方 案和解决简单机械工程实际问题的能力。 This course is one of the professional basic courses for cultivating the ability of students to perform mechanical design. The purpose of this course is to enable students to understand and master basic knowledge of plane mechanism, the basic theory of mechanical motion, the design principle of general mechanical parts, and general rules of mechanical design. Through theory teaching and practical training, it enables students to use standards, norms, manuals, network information, and other technical materials. Meanwhile, it also enables students to have the ability to design plane mechanism and general mechanical parts independently and to determine mechanical motion scheme and solving practical problems of simple mechanical engineering. 2. 课程目标 目标 2.1 掌握常用机构的结构、特性等基本知识，并初步具有选用、分析基本机构的能 力，同时具备平面机构运动简图的绘制以及掌握平面机构自由度的计算方法及注意事项； 目标 2.2 掌握通用机械零件的工作原理、特点、应用和简单设计计算方法，并初步具有 选用和分析简单机械传动装置的能力； 目标 2.3 具备运用标准、规范、手册、图册等有关技术资料的能力； 目标 2.4 具有机械使用安全意识； 目标 2.5 具有奉献精神和爱国主义情怀。 二、教学内容 理论教学安排 教学内容 学 时 备注 对课程目标的支撑度 章节 教学目标 主要知识点 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 绪论 §0-1 本课程研究的对 象和内容 §0-2 本课程在教学中 的地位 §0-3 机械设计的基本 要求和一般过程 2 掌握本课程的研究对 象与内容；了解本课 程在教学中的地位和 机 械 设 计 的 一 般 过 程。 本课程的研究 对象与内容；本 课程在教学中 的地位；机械设 计的一般过程 √ 第 1 章 平面机构的自 由度和速度分析 §1-1 运动副及其分类 §1-2 平面机构运动简 6 了解机构组成，理解 运 动 副 的 作 用 及 类 型；掌握平面机构运 动简图的绘制；掌握 机构组成，运动 副及其分类；平 面机构运动简 图的绘制；平面 √
平面机构自由度的计机构自由度的 §1-3平面机构的自由 算方法及注意事项。 计算 度 第2章平面连杆机构 杆机构日 较链四杆机 链四杆机构的特 §2-2平面四杆机构的 6 性及曲柄存在条件， 理解较结四杆机构的 机构的曲柄存 基本特性 §2-3平面四杆机构的 演化过程. 在条件：较链四 作业：2-1、2-3、2-4 杆机构的演化。 设计 2-7、2-8、2-9 第4章齿轮机构 了轮机的特 齿轮机构的特 齿轮机构的特 4-2齿实现角过 角速比 件，指海开线伤 传动的条件新 比传动的条件 开桃步，传战 84-3新开线齿宽 的形成和特性： 各部分名称及 齿轮各部分名称及淘 544齿轮各部分名称 渐开线标准齿 及渐开线标准齿轮的基 开线标准齿轮的基本 轮的本尺寸： 尺寸：理群新开线 本尺可 12 开线标准 √ 渐开线标准齿轧 准齿轮的合过程 2的的 46渐开线齿轮的均 用 步百图 是小h粉乃 4-7根切、最少齿数 轮 掌平行轴斜 变位齿轮，平行 齿轮机构：了解圆 及变位齿轮 轴斜货货轮村 54-8平行轴斜齿轮机 齿轮机构。 构：因鞋齿轮机 作业：4-1至4-4 构。 第5章轮系 动出 及其传 的 轴系的传动 55-3周转轮系及其科 4 行星轮系传动比的 比：行星轮系的 动比 传动比，轮的 554复合轮系及其传 作业：5-1、5-2 应用。 动比 S5-5轮系的应用 第9章机械零件设可 9-机械零件设计榈 了解机城设计的基本 的士 59-2机械零件的强 握机械零件的强度 S9-3机械零件的接触 理机城件的接 强度 强度：了解机械制品 件的接触强度 §9-4机械零件的耐是 中常用材料及其司 机械制造中 择：草强公与配合 用材及其 表面粗 6极限与配合、表 面粗情度和代先数系 第11章齿轮传动 8 了解轮齿的失效形轮齿的失效形
28 图§ 1 -3 平面机构的自由 度 平面机构自由度的计 算方法及注意事项。 作业： 1 - 5 至 1 - 1 3 机构自由度的 计算。 第 2 章 平面连杆机构 § 2 -1 平面四杆机构的 基本类型及其应用 §2-2 平面四杆机构的 基本特性 §2-3 平面四杆机构的 设计 6 了解铰链四杆机构的 基本形式和应用；掌 握铰链四杆机构的特 性及曲柄存在条件； 理解铰链四杆机构的 演化过程。 作业： 2 - 1 、 2 - 3 、 2 - 4 、 2 - 7 、 2 - 8 、 2 - 9 铰链四杆机构 的基本形式和 特性；铰链四杆 机构的曲柄存 在条件；铰链四 杆机构的演化。 √ 第 4 章 齿轮机构 § 4 -1 齿轮机构的特点 和类型 §4-2 齿廓实现定角速 比传动的条件 §4-3 渐开线齿廓 §4-4 齿轮各部分名称 及渐开线标准齿轮的基 本尺寸 §4-5 渐开线标准齿轮 的啮合 §4-6 渐开线齿轮的切 齿原理 §4-7 根切、最少齿数 及变位齿轮 §4-8 平行轴斜齿轮机 构 1 2 了解齿轮机构的特点 和类型；掌握齿廓实 现定角速比传动的条 件；掌握渐开线齿廓 的形成和特性；掌握 齿轮各部分名称及渐 开线标准齿轮的基本 尺寸；理解渐开线标 准齿轮的啮合过程； 掌握渐开线齿轮的切 齿原理；根切现象、 最 少 齿 数 及 变 位 齿 轮；掌握平行轴斜齿 齿轮机构；了解圆锥 齿轮机构。 作业： 4 - 1 至 4 - 4 齿轮机构的特 点和类型；齿廓 实现定角速比 传动的条件；渐 开线齿廓；齿轮 各部分名称及 渐开线标准齿 轮的基本尺寸； 渐开线标准齿 轮的啮合；渐开 线齿轮的切齿 原理；根切现 象、最少齿数及 变位齿轮；平行 轴斜齿齿轮机 构；圆锥齿轮机 构。 √ √ 第 5 章 轮系 § 5 -1 轮系的类型 § 5 -2 定轴轮系及其传 动比§5-3 周转轮系及其传 动比§5-4 复合轮系及其传 动比§5-5 轮系的应用 4 了解轮系的功用及分 类。掌握定轴轮系、 行星轮系传动比的计 算。 作业： 5 - 1 、 5 - 2 轮系的分类；定 轴轮系的传动 比；行星轮系的 传动比；轮系的 应用。 √ √ 第 9 章 机械零件设计 概论§9-1 机械零件设计概 述§9-2 机械零件的强度 §9-3 机械零件的接触 强度§9-4 机械零件的耐磨 性§9-5 机械制造常用材 料及其选择 §9-6 极限与配合、表 面粗糙度和优先数系 4 了解机械设计的基本 要求；掌握机械零件 的主要失效形式；掌 握机械零件的强度； 理解机械零件的接触 强度；了解机械制造 中 常 用 材 料 及 其 选 择；掌握公差与配合、 表面粗糙度。 作业： 9 - 2 、 9 - 6 、 9 -11 、 9 -12 、 9 -15 机械设计的基 本要求；机械零 件的主要失效 形式；机械零件 的强度；机械零 件的接触强度； 机械制造中常 用材料及其选 择；公差与配 合、表面粗糙 度。 √ √ 第 11 章 齿轮传动 8 了 解 轮 齿 的 失 效 形 轮齿的失效形 √ √
11-1轮齿的失效形 式：了解齿轮材料及式：齿轮材科及 设计 了解齿轮 理：轮 圆柱齿轮传 及11-3齿轮传动的持 力到计 南出圆过步轮传动的 符，直齿因 及11-4直齿圆柱齿射 齿面接触强度计算： 柱齿轮传动的 传动的作用力及计算载 掌握直齿圆柱齿轮传 齿而接触强度 动的根弯曲强度 计算：直齿 §11-5直齿圆柱齿轮 算：掌握斜齿圆柱 齿轮传动的 的齿面接触强度1 强度 116直齿圆柱齿 陶滑和解齿轮传。 传动的轮齿弯曲强度计 作业.115.11-6 构造：齿轮传动 11-7、11-8、11-9、 的相语和嫩率 §11-7圆柱齿轮材料 11-10、11-11、11-12 和参数的选取与计算方 -10齿轮的构造 S11-11齿轮传动的润 沿和的密 第13章带传动和链传 §13-1带传动的类型 了解带传动的类型 应用 特点及应用：掌握福 带传动的类型 带传动的受力 3-3带的应力分析 6 S134带传动的弹 动的设计计算理解 V描他动的设 滑动、传动比和打滑现 带的张紧和排护」 计计算，描的张 作业：13-1、13-2 紧和推护， 513-5V带传动的计 13-5、13-6 13-6V带轮的结构 掌握轴的功用和 第14 14-1轴的功用和 轴的功用和类 掌握轴的的强度设 型：轴的材料」 轴的结构设计， 514-2轴的材赵 轴的的强度设 S14-3轴的结构设 作业：14-2、14-3 计 514-4轴的强度计算 14-5、14-7、14-9、. 14-10 了解滚动油本的基 滚动承的 16-2滚动轴承的代 6 承的的效形 §16-3滚动轴承的选 的润滑和率封，意无 滚动轴承的淘 择计算 滚动轴承的组合设滑和密封：滚动 29
29 §11-1 轮齿的失效形 式和设计计算准则 §11-2 齿轮材料及热 处理 §11-3 齿轮传动的精 度 §11-4 直齿圆柱齿轮 传动的作用力及计算载 荷 §11-5 直齿圆柱齿轮 传动的齿面接触强度计 算 §11-6 直齿圆柱齿轮 传动的轮齿弯曲强度计 算 §11-7 圆柱齿轮材料 和参数的选取与计算方 法 §11-8 斜齿圆柱齿轮 传动 §11-10 齿轮的构造 §11-11 齿轮传动的润 滑和效率 式；了解齿轮材料及 热处理；了解齿轮传 动的精度；掌握直齿 圆柱齿轮传动的作用 力和计算载荷；掌握 直齿圆柱齿轮传动的 齿面接触强度计算； 掌握直齿圆柱齿轮传 动的齿根弯曲强度计 算；掌握斜齿圆柱齿 轮传动；理解齿轮的 构造；了解齿轮传动 的润滑和效率。 作业：11-5、11-6、 11-7、11-8、11-9、 11-10、11-11、11-12 式；齿轮材料及 热处理；齿轮传 动的精度；直齿 圆柱齿轮传动 的作用力和计 算载荷；直齿圆 柱齿轮传动的 齿面接触强度 计算；直齿圆柱 齿轮传动的齿 根弯曲强度计 算；斜齿圆柱齿 轮传动；齿轮的 构造；齿轮传动 的润滑和效率。 第 13 章 带传动和链传 动 §13-1 带传动的类型 和应用 §13-2 带传动的受力 分析 §13-3 带的应力分析 §13-4 带传动的弹性 滑动、传动比和打滑现 象 §13-5 Ｖ带传动的计 算 §13-6 Ｖ带轮的结构 6 了解带传动的类型、 特点及应用；掌握带 传动的受力分析和应 力分析；了解 V 带和 V 带轮；掌握 V 带传 动的设计计算；理解 带的张紧和维护。 作业：13-1、13-2、 13-5、13-6 带传动的类型、 特点及应用；带 传动的受力分 析和应力分析； V 带和 V 带轮； V 带传动的设 计计算；带的张 紧和维护。 √ √ 第 14 章 轴 §14-1 轴的功用和类 型 §14-2 轴的材料 §14-3 轴的结构设计 §14-4 轴的强度计算 4 掌 握 轴 的 功 用 和 类 型；了解轴的材料； 掌握轴的结构设计； 掌 握 轴 的 的 强 度 设 计。 作业：14-2、14-3、 14-5、14-7、14-9、 14-10 轴的功用和类 型；轴的材料； 轴的结构设计； 轴的的强度设 计。 √ √ 第 16 章 滚动轴承 §16-1 滚动轴承的基 本类型和特点 §16-2 滚动轴承的代 号 §16-3 滚动轴承的选 择计算 6 了解滚动轴承的基本 类型；掌握滚动轴承 的代号；掌握滚动轴 承的失效形式及选择 计算；理解滚动轴承 的润滑和密封；掌握 滚 动 轴 承 的 组 合 设 滚动轴承的基 本类型；滚动轴 承的代号；滚动 轴承的失效形 式及选择计算； 滚动轴承的润 滑和密封；滚动 √ √
$16-4滚动轴承的润 计。 抽承的组合设 滑和密封 作业：16-1、16-2 计 5滚动轴承的细 16-3.16-5、16-8 实验散学安排 实验教学内容概况：掌握机构运动简图是学好本课程的一个重要环节，通过实验1，使学生 认识机构及运动副的实际构造形式，构件和零件的区别，学会橄开实际机械的构造而仅从运 动的观点来绘制机构运动简图，并验证和巩固机构自由度的计算。通过实验2，使学生掌握 范成法切制齿轮的基本原理，观察齿廓形成过程， 了解渐开线齿轮产生根切现象的原因和避 开根切的方法，分析比较标准齿轮和变位齿轮的异同点。 序 实验项目名称 内容提要 学 对课程目标的支排度 号 时212.22.32.42.5 每个同学测绘出四个 机构运动简图绘制 机构的运动简图并验 2 齿轮范成原理实验 有、无根切的完警的轮 齿。 三、教学方法 教师在课堂上应对管理学的基本概念、规律 、原理和方法进行必要的讲投，并详细讲授 每章的重点、难点内容：讲授中应注意理论联系实际，通过必要的案例展示、讨论，启迪学 生的思维，加深学生对有关概念、理论等内容的理解，并应采用多媒体辅助教学，加大课堂 授课的知识含量。重要术语用英文单词标注。 案例讨论课的次数应不少5次，主要安排在决策、计划、组织、领导、控制等章进行 进行案例讨论之前，教师事先对案例讨论的具体过程进行充分的设计，考虑可能发生的各不 情况，并向学生下发有关案例：案例讨论中，教师应把握讨论的进度及方向，进行必要的提 示，引导学生运用所学管理学知识，分析、解决实际问题：案例讨论后，教师应及时进行总 结 本课程自学内容的量应不少于理论教学时数的20%，主要安排在各章节中有关背景资料 和易于理解的内容上，自学不占上课学时，但必须考试：学生进行自学前，教师应下发自学 提纲或有关思考题，并进行必要的检查。 平时作业量应不少于25学时，在主要章节讲授完之后，要布置一定量的案例分析讨论 或阅读管理学名著、撰写读书报告等，旨在加深学生对所学知识的理解、运用，拓宽学生的 知识面。 以多媒体技术为主的现代教学手段：利用C1技术，改进教学手段，以前认为比较枯燥 的加工原理以及机械结构装置等复杂内容，通过图像、动画显示，提高学生兴趣，增加信总 的数量和提高质量。 以板书教具为辅的传统教学手段：根据不同的教学内容和教师的个性化教学需要，将板 书、教具等传统的教学手段与现代化教学手段相结合，使课堂教学形式由单调呆板变得丰富 生动，激发学生学习的积极性和主动性。加深对所学内 的理解 而提高教学质量和水平 作业方面：教师逐个批改学生的课后作业，对批改结果通常在上课前发放，并对有问愿 的作业帮助同学指出并纠正。每次作业都批成绩，以作为学生的平时成绩。 四、考核与评价方式及标准 30
30 §16-4 滚动轴承的润 滑和密封 §16-5 滚动轴承的组 合设计 计。 作业：16-1、16-2、 16-3、16-5、16-8 轴承的组合设 计。 实验教学安排 实验教学内容概况：掌握机构运动简图是学好本课程的一个重要环节，通过实验 1，使学生 认识机构及运动副的实际构造形式，构件和零件的区别，学会撇开实际机械的构造而仅从运 动的观点来绘制机构运动简图，并验证和巩固机构自由度的计算。通过实验 2，使学生掌握 范成法切制齿轮的基本原理，观察齿廓形成过程，了解渐开线齿轮产生根切现象的原因和避 开根切的方法，分析比较标准齿轮和变位齿轮的异同点。 序 号 实验项目名称 内容提要 学 时 对课程目标的支撑度 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 1 机构运动简图绘制 每个同学测绘出四个 机构的运动简图并验 算其机构自由度。 2 √ √ 2 齿轮范成原理实验 每个同学画出 2-3 个 有、无根切的完整的轮 齿。 2 √ 三、教学方法 教师在课堂上应对管理学的基本概念、规律、原理和方法进行必要的讲授，并详细讲授 每章的重点、难点内容；讲授中应注意理论联系实际，通过必要的案例展示、讨论，启迪学 生的思维，加深学生对有关概念、理论等内容的理解，并应采用多媒体辅助教学，加大课堂 授课的知识含量。重要术语用英文单词标注。 案例讨论课的次数应不少 5 次，主要安排在决策、计划、组织、领导、控制等章进行； 进行案例讨论之前，教师事先对案例讨论的具体过程进行充分的设计，考虑可能发生的各种 情况，并向学生下发有关案例；案例讨论中，教师应把握讨论的进度及方向，进行必要的提 示，引导学生运用所学管理学知识，分析、解决实际问题；案例讨论后，教师应及时进行总 结。 本课程自学内容的量应不少于理论教学时数的 20%，主要安排在各章节中有关背景资料 和易于理解的内容上，自学不占上课学时，但必须考试；学生进行自学前，教师应下发自学 平时作业量应不少于 25 学时，在主要章节讲授完之后，要布置一定量的案例分析讨论 或阅读管理学名著、撰写读书报告等，旨在加深学生对所学知识的理解、运用，拓宽学生的 知识面。 以多媒体技术为主的现代教学手段：利用 CAI 技术，改进教学手段，以前认为比较枯燥 的加工原理以及机械结构装置等复杂内容，通过图像、动画显示，提高学生兴趣，增加信息 的数量和提高质量。 以板书教具为辅的传统教学手段：根据不同的教学内容和教师的个性化教学需要，将板 书、教具等传统的教学手段与现代化教学手段相结合，使课堂教学形式由单调呆板变得丰富 生动，激发学生学习的积极性和主动性，加深对所学内容的理解，从而提高教学质量和水平。 作业方面：教师逐个批改学生的课后作业，对批改结果通常在上课前发放，并对有问题 的作业帮助同学指出并纠正。每次作业都批成绩，以作为学生的平时成绩。 四、考核与评价方式及标准