《機械設(shè)計基礎(chǔ)》是一門以工程設(shè)計為主線,將機械原理、機械零件、理論力學(xué)、材料力學(xué)等相關(guān)內(nèi)容有機結(jié)合而成的綜合性技術(shù)基礎(chǔ)課程。本課程面向全校安全、采礦、礦物、選礦、環(huán)境、地質(zhì)、制藥、化工、工業(yè)設(shè)計等非機類專業(yè),材料、冶金、壓加、粉冶、熱能等近機類專業(yè),交通設(shè)備和微電子等準(zhǔn)機類專業(yè),旨在拓展相關(guān)專業(yè)本科生的綜合性工程應(yīng)用知識和培養(yǎng)復(fù)合型工程創(chuàng)新人才。
本課程的教學(xué)研究任務(wù)是由機電工程學(xué)院機械學(xué)教學(xué)研究中心(以下簡稱教研中心)承擔(dān)的。除承擔(dān)非、近機類的機械設(shè)計基礎(chǔ)課程外、還承擔(dān)機類的機械原理、機械設(shè)計、機械設(shè)計學(xué)和創(chuàng)造學(xué)等課程的教學(xué)工作,另外承擔(dān)湖南省示范實驗室——機械基礎(chǔ)教學(xué)實驗中心的實驗教學(xué)工作。
課程名稱 機械設(shè)計基礎(chǔ)Ⅰ
學(xué)分: 6 總學(xué)時: 96 課堂學(xué)時:84 實驗學(xué)時: 12 課內(nèi)上機學(xué)時: 0
先修課程要求:理論力學(xué)、材料力學(xué)、工程圖學(xué)、機械制造基礎(chǔ)、金屬材料及熱處理、金工實習(xí)、互換性與技術(shù)測量等。
適應(yīng)專業(yè):準(zhǔn)機類各專業(yè)本科生。
參考教材:
[1]楊可禎 程光蘊主編. 機械設(shè)計基礎(chǔ). 高等教育出版社
[2]王 昆主編. 機械設(shè)計、機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計. 高等教育出版社
一、課程在培養(yǎng)方案中的地地位、目的和任務(wù)
機械設(shè)計基礎(chǔ)是一門培養(yǎng)學(xué)生具有機械方面基本知識的基礎(chǔ)課。是為工科院校準(zhǔn)機械類專業(yè)所開設(shè)的課程。本課程把重點放在機械的構(gòu)成、運動特性、運用和維護知識方面。
本課程的主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生:
1、掌握各種常用機構(gòu)的構(gòu)成、運動特性和機械動力學(xué)的基本知識。
2、了解常用機構(gòu)的簡單設(shè)計。
3、掌握通用機械零件的工作原理、特點和應(yīng)用的知識,學(xué)會根據(jù)具體條件選用零件的類型。
4、了解通用零件的維護方法
二、課程的基本要求
機械設(shè)計基礎(chǔ)是一門培養(yǎng)學(xué)生具有一定機械設(shè)計能力的技術(shù)基礎(chǔ)課。本課程在教學(xué)內(nèi)容方面應(yīng)著重于基本知識、基本理論和基本方法,在培養(yǎng)實踐能力方面應(yīng)著重于設(shè)計構(gòu)思和設(shè)計技能的基本訓(xùn)練。
本課程的主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生:
1、掌握機構(gòu)的結(jié)構(gòu)、運動特性和機械動力學(xué)的基本知識,初步具有分析和設(shè)計基本機構(gòu)的能力,并對機構(gòu)運動方案的確定有所了解;
2、掌握通用機械零件的工作原理、特點、選用和設(shè)計計算的基本知識,并初步具有設(shè)計機械傳動裝置和簡單機械的能力;
3、具有運用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊、圖冊等有關(guān)技術(shù)資料的能力;
4、掌握典型機械零件的實驗方法,獲得實驗技能的基本訓(xùn)練。
課程的基本內(nèi)容以及重點難點
1、緒論
了解本課程的內(nèi)容、性質(zhì)、地位和任務(wù)及學(xué)習(xí)方法。機器的組成,機械設(shè)計的方法、設(shè)計原則及一般程序。
2、平面機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析與速度分析
學(xué)會繪制機構(gòu)運動簡圖,計算平面機構(gòu)的自由度,并能用瞬心法對簡單高、低副機構(gòu)進行速度分析。
3、平面連桿機構(gòu)
了解平面四桿機構(gòu)的基本型式、演化和應(yīng)用,對平面四桿機構(gòu)曲柄存在的條件、傳動角、死點、極位夾角和行程速比系數(shù)等有明確的概念。了解用作圖法進行平面四桿機構(gòu)的幾何設(shè)計方法。
4、凸輪機構(gòu)
了解凸輪機構(gòu)的類型和應(yīng)用。對從動件的基本運動規(guī)律、凸輪機構(gòu)的壓力角有明確的概念。掌握用反轉(zhuǎn)法設(shè)計盤形凸輪輪廓曲線,以及凸輪機構(gòu)設(shè)計中應(yīng)注意的問題。
5、齒輪機構(gòu)
了解齒輪機構(gòu)的類型和應(yīng)用。漸開線齒廓的形成及其嚙合特性(定傳動比、可分性、連續(xù)傳動條件等)。掌握標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動的基本參數(shù)和幾何尺寸的計算方法。了解漸開線齒輪的展成原理和根切、最小齒數(shù)的概念。了解斜齒圓柱齒輪及直齒圓錐齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸的計算及嚙合特點。
6、輪系
了解輪系的類型和應(yīng)用。掌握定軸、周轉(zhuǎn)和混合輪系傳動比的計算方法。
7、其它常用機構(gòu)
掌握棘輪機構(gòu)、槽輪機構(gòu)、不完全齒輪機構(gòu)和凸輪間歇機構(gòu)的工作原理、運動特點及其應(yīng)用。
8、機器的運轉(zhuǎn)及其速度波動的調(diào)節(jié)
了解機械出現(xiàn)速度波動的原因與調(diào)節(jié)的目的及方法。了解飛輪調(diào)速的原理和特點,掌握飛輪轉(zhuǎn)動慣量簡易計算方法及其設(shè)計。
9、回轉(zhuǎn)件的平衡
了解回轉(zhuǎn)件平衡的目的,掌握剛性轉(zhuǎn)子靜、動平衡的原理和方法。
10、機械零件設(shè)計概論
了解機械零件的強度、接觸強度、耐磨性等基本概念,常用材料和選擇原則,機械零件的工藝性和標(biāo)準(zhǔn)化,以及摩擦、磨損和潤滑的基本知識。
11、聯(lián)接
了解聯(lián)接的類型和應(yīng)用,螺紋參數(shù)、類型,螺紋聯(lián)接的基本類型及螺紋緊固件。螺紋聯(lián)接的預(yù)緊、防松及其強度計算。螺栓的材料及許用應(yīng)力。提高螺栓聯(lián)接強度的措施。螺旋傳動的類型、特點及應(yīng)用。平鍵聯(lián)接的失效形式、標(biāo)準(zhǔn)選用與校核計算。花鍵聯(lián)接的類型、定心方式及特點。銷聯(lián)接的種類及應(yīng)用,銷聯(lián)接的設(shè)計計算。
12、齒輪傳動
主要了解齒輪傳動的失效形式及計算準(zhǔn)則,齒輪的材料及熱處理方法的選擇,齒輪傳動的精度,標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪、斜齒圓柱齒輪和圓錐齒輪的受力分析和強度計算,齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計與潤滑。
13、蝸桿傳動
主要了解蝸桿傳動的類型及特點,普通圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)及幾何尺寸計算,普通圓柱蝸桿傳動承載能力的計算,普通圓柱蝸桿和蝸輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計,蝸桿傳動的效率、潤滑及熱平衡計算。
14、帶傳動和鏈傳動
主要了解帶傳動和鏈傳動的工作原理、特點、類型、參數(shù)、選擇、幾何關(guān)系、失效形式、設(shè)計依據(jù)、設(shè)計計算程序及帶輪和鏈輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計。帶傳動的張緊裝置、鏈傳動的張緊與潤滑裝置。
15、軸
了解軸的類型、失效形式及設(shè)計準(zhǔn)則,軸的材料選擇及強度計算,軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計。對軸的振動與剛度校核有初步的認(rèn)識。
16、滑動軸承
了解滑動軸承的類型、結(jié)構(gòu)、材料及摩擦狀態(tài),非液體摩擦滑動軸承的設(shè)計計算,流體動壓潤滑形成的基本原理及其應(yīng)用。初步了解靜壓軸承與空氣軸承。
17滾動軸承
了解滾動軸承的類型、結(jié)構(gòu)和代號,滾動軸承的選擇計算,滾動軸承的組合設(shè)計(包括潤滑與密封等問題)。
18、聯(lián)軸器、離合器和制動器
初步了解聯(lián)軸器、離合器和制動器的類型、特點、工作原理及其應(yīng)用。
19、授課對象的專業(yè)機械介紹
20、機械創(chuàng)新設(shè)計方法簡介