西安石油大学 《机械设计基础1》教学大纲 总学时：80 实验时数：8 学分：4.5 适用专业：近机械类本科各专业 开课教研室：机械工程学院机电工程系 课程编号：01060127 课程类别：学科大类基础课 课程性质：必修课 一、课程的性质和目的 《机械设计基础1》是学科大类基础课。目的是培养学生具有一定机械设计能力，是学习机械工程的重要入门课，因此在教学 内容方面应着重基本知识、基本理论、基本方法，在培养实践能力方面应着重设计构思和设计技能的基本训练。 本课程的主要学习目的是： ·培养学生掌握机构的结构原理，运动特性和机械动力学的基础知识，初步具有分析和设计机构的能力，并对机械运动方案的 确定有所了解； ·掌握通用机械零件的工作原理、特点、选用和设计计算的基本知识，并初步具有设计机械传动装置和简单机械的能力； ·具有运用标准规范手册等有关技术资料的能力；能通过实验来验证理论，并巩固和加深对理论的理解。 。培养学生树立正确的设计思想，了解国家当前有关技术经济政策。 。培养学生掌握典型机械零件的实验方法，获得基本的实验技能 。使学生对机械设计的新发展有所了解。 二、课程教学内容 第0章绪论 0.1本课程研究的对橡和内容 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 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平面机构运动简图 1.3平面机构的自由度 1.4速度瞬心及其在机构速度分析上的应用 重点：平面机构自由度的分析 第2章平面连杆机构 2.1较链四杆机构的基本型式和特性 2.2铰链四杆机构曲柄存在的条件 2.3铰链四杆机构的演化 2.4平面四杆机构的设计 重点：较链四杆机构的特性、较链四杆机构曲柄存在的条件、平面四杆机构的设计
西安石油大学 《 机械设计基础 I 》教学大纲 总 学 时： 80 实验时数： 8 学 分： 4.5 适用专业：近机械类本科各专业 开课教研室：机械工程学院机电工程系 课程编号： 01060127 课程类别： 学科大类基础课 课程性质： 必修课 一、课程的性质和目的 《机械设计基础 I 》是 学科大类基础课 。目的是培养学生具有一定机械设计能力，是学习机械工程的重要入门课，因此在教学 内容方面应着重基本知识、基本理论、基本方法，在培养实践能力方面应着重设计构思和设计技能的基本训练。 本课程的主要学习目的是： • 培养学生 掌握机构的结构原理，运动特性和机械动力学的基础知识，初步具有分析和设计机构的能力，并对机械运动方案的 确定有所了解； • 掌握通用机械零件的工作原理、特点、选用和设计计算的基本知识，并初步具有设计机械传动装置和简单机械的能力； • 具有运用标准规范手册等有关技术资料的能力；能通过实验来验证理论，并巩固和加深对理论的理解。 • 培养学生树立正确的设计思想，了解国家当前有关技术经济政策。 • 培养学生掌握典型机械零件的实验方法，获得基本的实验技能。 • 使学生对机械设计的新发展有所了解。 二、课程教学内容 第 0 章 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 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 平面机构运动简图 1.3 平面机构的自由度 1.4 速度瞬心及其在机构速度分析上的应用 重点：平面机构自由度的分析 第 2 章 平面连杆机构 2.1 铰链四杆机构的基本型式和特性 2.2 铰链四杆机构曲柄存在的条件 2.3 铰链四杆机构的演化 2.4 平面四杆机构的设计 重点：铰链四杆机构的特性、铰链四杆机构曲柄存在的条件、平面四杆机构的设计
第3章凸轮机构 3.1凸轮机构的应用和类型 3.2从动件的常用运动规律 3.3凸轮机构的压力角 3.4图解法设计凸轮轮廓 3.5解析法设计凸轮轮廓 重点：从动件的常用运动规律、图解法设计凸轮轮廓、设计凸轮机构应注意的问题 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、最小齿数及变位齿轮 4.8平行轴斜齿轮机构 4.9圆锥齿轮机构 重点：齿廓啮合基本定律、渐开线齿廓、新开线标准齿轮的几何尺寸、渐开线标准齿轮的啮合 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混合轮系及其传动此 5.5轮系的应用 5.6几种特殊的行星传动简介 重点：混合轮系传动比的计算 第6章间歇运动机构 6.1棘轮机构 6.2槽轮机构 6.3不完全齿轮机构 6.4凸轮间歇运动机构 第7章机械速度波动的调节 7.1机械运转速度波动调节的目的和方法 7.2飞轮设计的近似方法 7.3飞轮主要尺寸的确定 重点：周期性速度波动的调节方法及飞轮设计 第8章回转件的平衡
第 3 章 凸轮机构 3.1 凸轮机构的应用和类型 3.2 从动件的常用运动规律 3.3 凸轮机构的压力角 3.4 图解法设计凸轮轮廓 3.5 解析法设计凸轮轮廓 重点：从动件的常用运动规律、图解法设计凸轮轮廓、 设计凸轮机构应注意的问题 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、最小齿数及变位齿轮 4.8 平行轴斜齿轮机构 4.9 圆锥齿轮机构 重点：齿廓啮合基本定律、渐开线齿廓、渐开线标准齿轮的几何尺寸、渐开线标准齿轮的啮合 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 混合轮系及其传动比 5.5 轮系的应用 5.6 几种特殊的行星传动简介 重点：混合轮系传动比的计算 第 6 章 间歇运动机构 6.1 棘轮机构 6.2 槽轮机构 6.3 不完全齿轮机构 6.4 凸轮间歇运动机构 第 7 章 机械速度波动的调节 7.1 机械运转速度波动调节的目的和方法 7.2 飞轮设计的近似方法 7.3 飞轮主要尺寸的确定 重点：周期性速度波动的调节方法及飞轮设计 第 8 章 回转件的平衡
8.1回转件的平衡的目的 8.2回转件的平衡计算 8.3回转件的平衡试验 重点：静平衡与动平衡 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公差与配合、表面粗糙度和优先系数 9.7机械零件的工艺性及标准化 第10章联接 10.1螺纹参数 10.2螺旋副的受力分析、效率和自锁 10.3机械制造常用螺纹 10.4螺纹联接的基本类型及螺纹紧固件 10.5螺纹联接的预紧和防松 10.6螺纹联接的强度计算 10.7螺纹的材料和许用应力 10.8提高螺纹联接强度的措施 10.9螺旋传动 10.10滚动螺旋简介 10.11键联接和花键联接 10.12销联接 重点：螺纹联接的预紧和防松、螺纹联接的强度计算、提高螺纹联接强度的措施、键、花键及销联接的类型、特点及应用。 11章齿轮传动 11.1齿轮的失效形式 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斜齿圆柱齿轮传动 11.8直齿圆锥齿轮传动 11.9齿轮的构造 11.10齿轮传动的润滑和效率
8.1 回转件的平衡的目的 8.2 回转件的平衡计算 8.3 回转件的平衡试验 重点：静平衡与动平衡 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 公差与配合、表面粗糙度和优先系数 9.7 机械零件的工艺性及标准化 第 10 章 联接 10.1 螺纹参数 10.2 螺旋副的受力分析、效率和自锁 10.3 机械制造常用螺纹 10.4 螺纹联接的基本类型及螺纹紧固件 10.5 螺纹联接的预紧和防松 10.6 螺纹联接的强度计算 10.7 螺纹的材料和许用应力 10.8 提高螺纹联接强度的措施 10.9 螺旋传动 10.10 滚动螺旋简介 10.11 键联接和花键联接 10.12 销联接 重点：螺纹联接的预紧和防松、螺纹联接的强度计算、提高螺纹联接强度的措施、 键、花键及销联接的类型、特点及应用 。 11 章 齿轮传动 11.1 齿轮的失效形式 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 斜齿圆柱齿轮传动 11.8 直齿圆锥齿轮传动 11.9 齿轮的构造 11.10 齿轮传动的润滑和效率
11.11圆弧齿轮传动简介 重点：齿轮的失效形式、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轮齿弯曲强度计算 第12章蜗杆传动 12.1蜗杆传动的特点和类型 12.2圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸 12.3蜗杆传动的失效形式、材料和结构 12.4圆柱蜗杆传动的受力分析 12.5圆柱蜗杆传动的强度分析 12.6圆柱蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算 重点：圆柱蜗杆传动的受力分析 第13章带传动与链传动 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带传动的弹性滑动和传动比 13.5普通V带传动的计算 13.6V带轮的结构 13.7同步带传动简介 13.8链传动的特点和应用 13.9链条和链轮 13.10链传动的运动分析和受力分析 13.11链传动的主要参数及其迭择 13.12滚子链传动的计算 13.13链传动的润滑和布置 重点：带传动的受力分析、带的应力分析、普通V带传动的计算、链传动的特点、主要参数及其选择 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 14.5轴的刚度计算 14.6轴的临界转速的概念 重点：轴的结构设计、轴的强度计算 第15章滚动轴承 15.1摩擦状态 15.2滑动轴承的结构型式 15.3轴瓦及轴承衬材料
11.11 圆弧齿轮传动简介 重点：齿轮的失效形式、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轮齿弯曲强度计算 第 12 章 蜗杆传动 12.1 蜗杆传动的特点和类型 12.2 圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸 12.3 蜗杆传动的失效形式、材料和结构 12.4 圆柱蜗杆传动的受力分析 12.5 圆柱蜗杆传动的强度分析 12.6 圆柱蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算 重点：圆柱蜗杆传动的受力分析 第 13 章 带传动与链传动 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 带传动的弹性滑动和传动比 13.5 普通 V 带传动的计算 13.6 V 带轮的结构 13.7 同步带传动简介 13.8 链传动的特点和应用 13.9 链条和链轮 13.10 链传动的运动分析和受力分析 13.11 链传动的主要参数及其选择 13.12 滚子链传动的计算 13.13 链传动的润滑和布置 重点：带传动的受力分析、带的应力分析、普通 V 带传动的计算、链传动的特点、主要参数及其选择 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 14.5 轴的刚度计算 14.6 轴的临界转速的概念 重点：轴的结构设计、轴的强度计算 第 15 章 滚动轴承 15.1 摩擦状态 15.2 滑动轴承的结构型式 15.3 轴瓦及轴承衬材料
15.4润滑剂和润滑装置 15.5非液体摩擦滑动轴承的设计计算 15.6动压润滑的基本原理 15.7液体动压多油楔轴承简介 15.8静压轴承与空气轴承简介 重点：滑动轴承的结构型式、动压润滑的基本原理、非液体摩擦滑动轴承的设计计算 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 16.4滚动轴承的润滑和密封 16.5滚动轴承的组合设计 重点：滚动轴承的代号、滚动轴承的选择计算、滚动轴承的组合设计 第17章联轴器、离合器和制动器 17.1联轴器、离合器的类型和应用 17.2固定式刚性联轴器 17.3可移式刚性联轴器 17.4弹性联轴器 17.5牙嵌离合器 17.6圆盘摩擦离合器 17.7瓷粉离合器 17.8定向离合器 17.9制动器 第18章弹簧 18.1弹簧的功用和类型 18.2圆柱螺旋拉伸、压缩弹簧的应力与变形 18.3弹簧的制造、材料和许用应力 18.4圆柱螺旋拉伸、压缩弹簧的设计 18.5其他弹簧简介 三、课程教学的基本要求 学生按本大纲学完《机械设计基础I》课程后，应对此规定的全部内容有系统的了解，掌握其中的基本知识、基本理论、基本 方法和基本技能。 1.要求掌握的基本理论和基本方法： (1)机构的组成、工作原理和运动特性 (2)机器动力学的有关基本理论。 (3)机械零件的工作原理、受力分析、应力状态、失效形式等。 (4)机械零件工作能力计算：强度、刚度、耐磨性、寿命、热平衡等。 (5)条件性计算、当量法、试算法等
15.4 润滑剂和润滑装置 15.5 非液体摩擦滑动轴承的设计计算 15.6 动压润滑的基本原理 15.7 液体动压多油楔轴承简介 15.8 静压轴承与空气轴承简介 重点：滑动轴承的结构型式、动压润滑的基本原理、非液体摩擦滑动轴承的设计计算 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 16.4 滚动轴承的润滑和密封 16.5 滚动轴承的组合设计 重点：滚动轴承的代号、滚动轴承的选择计算、滚动轴承的组合设计 第 17 章 联轴器、离合器和制动器 17.1 联轴器、离合器的类型和应用 17.2 固定式刚性联轴器 17.3 可移式刚性联轴器 17.4 弹性联轴器 17.5 牙嵌离合器 17.6 圆盘摩擦离合器 17.7 瓷粉离合器 17.8 定向离合器 17.9 制动器 第 18 章 弹簧 18.1 弹簧的功用和类型 18.2 圆柱螺旋拉伸、压缩弹簧的应力与变形 18.3 弹簧的制造、材料和许用应力 18.4 圆柱螺旋拉伸、压缩弹簧的设计 18.5 其他弹簧简介 三、课程教学的基本要求 学生按本大纲学完《机械设计基础 I 》课程后，应对此规定的全部内容有系统的了解，掌握其中的基本知识、基本理论、基本 方法和基本技能。 1. 要求掌握的基本理论和基本方法： (1) 机构的组成、工作原理和运动特性 (2) 机器动力学的有关基本理论。 (3) 机械零件的工作原理、受力分析、应力状态、失效形式等。 (4) 机械零件工作能力计算：强度、刚度、耐磨性、寿命、热平衡等。 (5) 条件性计算、当量法、试算法等
(6)改善载荷和应力分布不均的方法，提高零件疲劳强度的措施，改善摩擦学性能的途径。 2.机械设计的一般知识 (1)机构和机械零件的主要类型、性能、特点、应用。机械零件的常用材料、标准、结构工艺性。 (2)润滑剂、润滑装置和密封的一般知识。 。要求掌握的基本技能： 绘制机构简图，零部件的设计计算，查阅技术资料，编写技术文件等。 四、课程学时分配 讲课内容 学时 第0章绪论 2 第1章平面机构的自由度和速度分析 第2章平面连杆机构 4 第3章凸轮机构 4 第4章齿轮机构 8 第5章轮系 第6章间歇运动机构 2 第7章机械速度波动的调节 第8章回转件的平衡 第9章机械零件设计概论 2 第10章联接 4 第11章齿轮传动 8 第12章蜗杆传动 2 第13章带传动与链传动 6 第14章轴 第15章滑动轴承 4 第16章滚动轴承 6 第17章联轴器、离合器和制动器 2 第18章弹簧 2 实验1：机构测绘实验 2 实验2：齿轮范成法演示齿轮加工 2 实验3：V带传动实验 2 实验4：减速器拆装实验 合计 80 五、建议教材与教学参考书 教材： 杨可桢，程光蕴主编，《机械设计基础》（第四版），高等教育出版社1999 教学参考书： 孙桓，付则绍主编.机械原理（第六版）·高等教育出版社，2000 濮良贵主编.机械设计（第七版）.高等教育出版社，2000 王鸿飞，梁秀山主编.机械设计基础.山东：石油大学出版社，2000 王宁侠，魏引焕主编.机械设计基础.北京：机械工业出版社，2005 陆品，秦彦斌主编，机械原理导教导学导考.西北工业大学出版社，2004 秦彦斌，陆品主编.机械设计导教导学导考.西北工业大学出版社，2005 郭瑞峰，史丽晨主编.机械设计基础导教导学导考.西北工业大学出版社，2006
(6) 改善载荷和应力分布不均的方法，提高零件疲劳强度的措施，改善摩擦学性能的途径。 2. 机械设计的一般知识 (1) 机构和机械零件的主要类型、性能、特点、应用。机械零件的常用材料、标准、结构工艺性。 (2) 润滑剂、润滑装置和密封的一般知识。 • 要求掌握的基本技能： 绘制机构简图，零部件的设计计算，查阅技术资料，编写技术文件等。 四、课程学时分配 讲 课 内 容 学 时 第 0 章 绪论 2 第 1 章 平面机构的自由度和速度分析 4 第 2 章 平面连杆机构 4 第 3 章 凸轮机构 4 第 4 章 齿轮机构 8 第 5 章 轮系 4 第 6 章 间歇运动机构 2 第 7 章 机械速度波动的调节 2 第 8 章 回转件的平衡 2 第 9 章 机械零件设计概论 2 第 10 章 联接 4 第 11 章 齿轮传动 8 第 12 章 蜗杆传动 2 第 13 章 带传动与链传动 6 第 14 章 轴 4 第 15 章 滑动轴承 4 第 16 章 滚动轴承 6 第 17 章 联轴器、离合器和制动器 2 第 18 章 弹簧 2 实验 1 ：机构测绘实验 2 实验 2 ：齿轮范成法 演示齿轮加工 2 实验 3 ： V 带传动实验 2 实验 4 ：减速器拆装实验 2 合 计 80 五、建议教材与教学参考书 教材： 杨可桢 ，程光蕴 主编 . 《机械设计基础》（第四版） . 高等教育出版社 1999 教学参考书 ： 孙 桓， 付则绍主编 . 机械原理（第六版） . 高等教育出版社， 2000 濮良贵主编 . 机械设计（第七版） . 高等教育出版社， 2000 王鸿飞，梁秀山主编 . 机械设计基础 . 山东：石油大学出版社， 2000 王宁侠，魏引焕主编 . 机械设计基础 . 北京：机械工业出版社， 2005 陆品，秦彦斌主编 . 机械原理导教导学导考 . 西北工业大学出版社 ， 2004 秦彦斌，陆品主编 . 机械设计导教导学导考 . 西北工业大学出版社 ， 2005 郭瑞峰，史丽晨主编 . 机械设计基础导教导学导考 . 西北工业大学出版社， 2006