《机械设计》课程教学大纲 课程中文名称：机械设计 课程英文名称：Machine Design 课程编号：Z16108 课程类型：专业基础课 学时：总学时40（理论课学时36、实验课学时4) 学分：2 适用对象：机电技术教育 先修课程：高等数学、机械制图、理论力学、材料力学、机械原理、公差和互换性 测量、机械工程材料 课程简介： 机械设计是机电技术教有专业的一门重要的专业基础课，在专业培养体系中起着承前启后的作 用。它的任务是培养学生堂探机城设计的基木知识、基本理论和基本方法：通讨该课程的学习，可 以使学生掌握通用机械零件的设计原理、方法和机械设计的一般规律，具有运用标准、 规范、手册 和查阅有关技术资料的能力： 初步具有设计一般通用零部件的能力，为后继专业课程学习和今后从 事设计工作打下坚实的基础。 一、教学目标及任务 机械设计是机电技术教育专业的一门重要的专业基础课，它的目标是培养学生掌握机械设计的 基本知识、基本理论和基本方法 使学生掌通用机械零件的设 设计的 律，具有运用标准、规范、手册和查阅有关技术资料的能力：初步具有设计一般通用零部件的能力， 为学生后继专业课程学习和今后从事设计工作打下坚实的基础。 二、学时分配 章节 理论教学内容 理论学时 实验项目 实验学时 第一 机械设计总论 1 第一章 螺纹联接 6 第三章 健和销联接 1 第四章 带传动 4 带传动实验 第五章 链传动 2 第六章 齿轮传动 8 第七章 蜗杆传动 4 / 第八章 滚动轴承 6 第九章 4 减速器拆装实验 2 合 计 36 合计 4
《机械设计》课程教学大纲 课程中文名称：机械设计 课程英文名称：Machine Design 课程编号：ZJ16108 课程类型：专业基础课 学 时：总学时 40（理论课学时 36、实验课学时 4） 学 分：2 适用对象：机电技术教育 先修课程：高等数学、机械制图、理论力学、材料力学、机械原理、公差和互换性 测量、机械工程材料 课程简介： 机械设计是机电技术教育专业的一门重要的专业基础课，在专业培养体系中起着承前启后的作 用。它的任务是培养学生掌握机械设计的基本知识、基本理论和基本方法；通过该课程的学习，可 以使学生掌握通用机械零件的设计原理、方法和机械设计的一般规律，具有运用标准、规范、手册 和查阅有关技术资料的能力；初步具有设计一般通用零部件的能力，为后继专业课程学习和今后从 事设计工作打下坚实的基础。 一、教学目标及任务 机械设计是机电技术教育专业的一门重要的专业基础课，它的目标是培养学生掌握机械设计的 基本知识、基本理论和基本方法；使学生掌握通用机械零件的设计原理、方法和机械设计的一般规 律，具有运用标准、规范、手册和查阅有关技术资料的能力；初步具有设计一般通用零部件的能力， 为学生后继专业课程学习和今后从事设计工作打下坚实的基础。 二、学时分配 章 节 理论教学内容 理论学时 实验项目 实验学时 第一章 机械设计总论 1 第二章 螺纹联接 6 第三章 键和销联接 1 第四章 带传动 4 带传动实验 2 第五章 链传动 2 第六章 齿轮传动 8 第七章 蜗杆传动 4 / 第八章 滚动轴承 6 / 第九章 轴 4 减速器拆装实验 2 合 计 36 合计 4
三、教学内容及教学要求 第一章机械设计总论(1学时) 教学重点：机械零件的失效形式和计算准则。 教学难点：失效形式和计算准则。 教学要求：了解本课程的内容、性质和任务：了解设计机器和机械零件时应满足的基本要求和 一般程序：掌握机械零件的主要失效形式和设计准则。 第一节机 械设计课程 的性质及任务 第二节机械设计的主要失效形式、计算准则和设计步骤 1.机械设计的主要失效形式和计算准则 2.机械零件的设计方法与一般步骤 第二章螺纹联接(6学时) 教学重点：螺纹联接的基本类型和结构：螺纹的预紧和防松：螺栓组联接的受力分析：紧螺栓 承受预紧力和工作拉力的强度计算： 教学难点：螺栓组联接的受力分析：紧螺栓承受预紧力和工作拉力的强度计算： 教学要求：了解常用螺纹的特点和应用，掌握螺纹联接的类型和结构特点：理解螺纹联接的预 紧和防松：掌握螺栓组联接的结构设计和受力分析：掌握单个螺栓的强度计算：理解提高螺栓联接 强度的措施 第一节螺纹和螺纹联接的类型 1.螺纹的类型和应用 2.螺纹联接的基本类型 第二节螺纹联接的预紧和防松 1.螺纹联接的预紧 2.螺纹联接的防松 第三节螺栓组联接的设计 1.螺栓组联接的结构设计 2。螺栓组联接的受力分析 第四节单个螺栓的强度计算 1松螺栓联接强度计算 2.紧螺栓联接强度计算 第五节提高螺纹链接强度的措施 本章习题要点： 1.四种载荷（横向载荷、转矩、轴向载荷和倾覆力矩）作用下蝶栓组的受力分析。（教材 习题5-4、56) 2。单个螺栓的强度计算，特别是同时承受预紧力和工作拉力的情况。（教材习愿-7、5-9 3.螺纹联接件的结构特点（教材习题5-1） 第三章键和销联接(1学时) 教学重点：键的选择和键的强度计算 教学难点：健的强度计算： 教学要求：了解键联接的种类、构造特点和应用：掌握键的选择和健的强度计算方法：了解销 的类型和应用。 第一节键联接
三、教学内容及教学要求 第一章 机械设计总论（1 学时） 教学重点：机械零件的失效形式和计算准则。 教学难点：失效形式和计算准则。 教学要求：了解本课程的内容、性质和任务；了解设计机器和机械零件时应满足的基本要求和 一般程序；掌握机械零件的主要失效形式和设计准则。 第一节 机械设计课程的性质及任务 第二节 机械设计的主要失效形式、计算准则和设计步骤 1．机械设计的主要失效形式和计算准则 2．机械零件的设计方法与一般步骤 第二章 螺纹联接（6 学时） 教学重点：螺纹联接的基本类型和结构；螺纹的预紧和防松；螺栓组联接的受力分析；紧螺栓 承受预紧力和工作拉力的强度计算； 教学难点：螺栓组联接的受力分析；紧螺栓承受预紧力和工作拉力的强度计算； 教学要求：了解常用螺纹的特点和应用，掌握螺纹联接的类型和结构特点；理解螺纹联接的预 紧和防松；掌握螺栓组联接的结构设计和受力分析；掌握单个螺栓的强度计算；理解提高螺栓联接 强度的措施； 第一节 螺纹和螺纹联接的类型 1．螺纹的类型和应用 2．螺纹联接的基本类型 第二节 螺纹联接的预紧和防松 1．螺纹联接的预紧 2．螺纹联接的防松 第三节 螺栓组联接的设计 1．螺栓组联接的结构设计 2．螺栓组联接的受力分析 第四节 单个螺栓的强度计算 1．松螺栓联接强度计算 2．紧螺栓联接强度计算 第五节 提高螺纹链接强度的措施 本章习题要点： 1．四种载荷（横向载荷、转矩、轴向载荷和倾覆力矩）作用下螺栓组的受力分析。（教材 习题 5-4、5-6） 2．单个螺栓的强度计算，特别是同时承受预紧力和工作拉力的情况。（教材习题 5-7、5-9） 3.螺纹联接件的结构特点（教材习题 5-1） 第三章 键和销联接（1 学时） 教学重点：键的选择和键的强度计算。 教学难点：键的强度计算。 教学要求：了解键联接的种类、构造特点和应用；掌握键的选择和键的强度计算方法；了解销 的类型和应用。 第一节 键联接
1.健的类型和应用 2.键的选择和键的强度计算 第二节销联接 本章习题要点： 1.键的强度校核（教材习题6-3） 第四章带传动(4学时) 教学重点：带的弹性滑动和打滑：带传动的设计 数学难点：弹性打滑和打滑 的力分布 教学要求 「解带传动的类型 特点和应用：理解和掌握带传动的工作原理和理论基础，包 带传动的几何关系，带传动的力分析、应力分析，带的弹性滑动和打滑，带传动的最大有效圆周力， 带传动的失效分析和设计准则，单根三角带所能传递的功率：V带传动设计计算。 第一节概述 第二节带传动的工作情况的分析 1。 带传动的力分析 2,带的应力分村 3。带的弹性滑动和打滑 第三节V带传动的设计计算 1。设计准测 2.设计方法 第四节V带轮的设计和张紧 1.V带轮的机构设计 2.V带传动的张紧方法 本章习题要点： 1.带传动的受力分析。（教材习题8-1、8-2） 2.带传动的设计（教材习题8-3 实验和实践环节的主要内容： 1.带传动实验。 第五章链传动(2学时) 教学重点：链运动不均匀性和动载荷：失效形式和设计方法 教学难点：链运动不均匀性和动载荷。 教学要求：了解链传动的类型特点和应用：理解链传动的运动特性：理解链传动的主要参数及 其选择：理解传动比、链轮齿数、链节距、中心距、链条节数的概念和确定方法：掌握套筒滚子链 传动的设计计算。 第一节概述 第二节链传动的工作特性 1.运动特性 2.受力分析 第三节滚子链传动的设计计算 1.失效形式 2。设计步骤和方法 本章习题要点： 1.链传动的张紧方法。（教材习题9-1） 2.链传动的设计（教材习题9-2）
1．键的类型和应用 2．键的选择和键的强度计算 第二节 销联接 本章习题要点： 1.键的强度校核（教材习题 6-3） 第四章 带传动（4 学时） 教学重点：带的弹性滑动和打滑；带传动的设计。 教学难点：弹性打滑和打滑；带的应力分布。 教学要求：了解带传动的类型、特点和应用；理解和掌握带传动的工作原理和理论基础，包括 带传动的几何关系，带传动的力分析、应力分析，带的弹性滑动和打滑，带传动的最大有效圆周力， 带传动的失效分析和设计准则，单根三角带所能传递的功率；V 带传动设计计算。 第一节 概述 第二节 带传动的工作情况的分析 1．带传动的力分析 2．带的应力分析 3．带的弹性滑动和打滑 第三节 V 带传动的设计计算 1．设计准则 2．设计方法 第四节 V 带轮的设计和张紧 1．V 带轮的机构设计 2．V 带传动的张紧方法 本章习题要点： 1．带传动的受力分析。（教材习题 8-1、8-2） 2．带传动的设计（教材习题 8-3） 实验和实践环节的主要内容： 1.带传动实验。 第五章 链传动（2 学时） 教学重点：链运动不均匀性和动载荷；失效形式和设计方法。 教学难点：链运动不均匀性和动载荷。 教学要求：了解链传动的类型特点和应用；理解链传动的运动特性；理解链传动的主要参数及 其选择：理解传动比、链轮 齿数、链节距、中心距、链条节数的概念和确定方法；掌握套筒滚子链 传动的设计计算。 第一节 概述 第二节 链传动的工作特性 1．运动特性 2．受力分析 第三节 滚子链传动的设计计算 1．失效形式 2．设计步骤和方法 本章习题要点： 1．链传动的张紧方法。（教材习题 9-1） 2．链传动的设计（教材习题 9-2）
第六章齿轮传动(8学时) 教学重点：轮齿主要失效形式：载荷系数：齿轮受力分析（直齿、斜齿、锥齿）：齿面接触 劳强度和齿根弯曲疲劳强度计算： 教学难点：齿轮受力分析（直齿、斜齿、锥齿）：齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度计算。 教学要求：了解齿轮传动的特点、分类和应用：掌握齿轮传动的失效形式和设计准则：了解常 用的齿轮材料及其热处理：掌握直齿圆柱齿轮传动的强度计算方法，掌握受力分析的方法和确定计 算载荷和载荷系数：掌据齿面接触疲劳强度计算及许用接触应力的确定方法：掌握齿根弯曲疲劳强 度计算和齿形系数和许用弯曲应力的确定方法：理解斜齿圆柱齿轮传动的受力分析及计算：了解 齿圆锥齿轮传动的受力分析及计算。 第一节齿轮传动的失效形式和设计准则 1。失效形式 2.设计准则 第二节齿轮传动的载荷系数 1.齿轮材料的选择 2.齿轮传动的载荷系数 第三节标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算 1.轮齿的受力分析 2.齿根弯曲疲劳强度计算 3.齿面接触强度计算 4.设计参数选择 第四节其他齿轮传动的设计计算 1.斜齿轮 2.锥齿轮 第五节齿轮的结构设计和润滑 1.齿轮的结构设计 2。齿轮传动的润滑 本章习题要点： 1.直齿轮、斜齿轮和锥齿轮的受力分析，特别是圆周力、径向力和轴向力方向的判断方法 以及螺旋方向的合理选取（教材习题10-1 2.直齿轮、斜齿轮和锥齿轮的设计。（教材习题10-6、10-7、10-9） 第七章蜗杆传动(4学时) 数学重点：娱杆传动特点、类型：主要参数和尺寸计算：误杆传动的受力分析：锅杆传动强度 计算：热平衡计算。 教学难点：蜗杆传动的受力分析：蜗杆传动强度计算：热平衡计算 教学要求：了解蜗杆传动的特点和类型：掌握普通蜗杆传动的主要参数和尺寸的计算：掌握蜗 杆传动的受力分析及强度计算：理解蜗杆传动的润滑、效率和热平衡计算： 第一节妈杆传动的类型 第二节普通圆柱蜗杆传动的主要参数和尺寸计算 主要参数及选择 2.几何尺寸计算 第三节普通圆柱蜗杆传动的承载能力计算 1.蜗杆传动的失效形式和设计准则 2.蜗杆传动的受力分析
第六章 齿轮传动（8 学时） 教学重点：轮齿主要失效形式；载荷系数；齿轮受力分析（直齿、斜齿、锥齿）；齿面接触疲 劳强度和齿根弯曲疲劳强度计算； 教学难点：齿轮受力分析（直齿、斜齿、锥齿）；齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度计算。 教学要求：了解齿轮传动的特点、分类和应用；掌握齿轮传动的失效形式和设计准则；了解常 用的齿轮材料及其热处理；掌握直齿圆柱齿轮传动的强度计算方法，掌握受力分析的方法和确定计 算载荷和载荷系数；掌握齿面接触疲劳强度计算及许用接触应力的确定方法；掌握齿根弯曲疲劳强 度计算和齿形系数和许用弯曲应力的确定方法；理解斜齿圆柱齿轮传动的受力分析及计算；了解直 齿圆锥齿轮传动的受力分析及计算。 第一节 齿轮传动的失效形式和设计准则 1．失效形式 2．设计准则 第二节 齿轮传动的载荷系数 1．齿轮材料的选择 2．齿轮传动的载荷系数 第三节 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算 1．轮齿的受力分析 2．齿根弯曲疲劳强度计算 3．齿面接触强度计算 4．设计参数选择 第四节 其他齿轮传动的设计计算 1．斜齿轮 2．锥齿轮 第五节 齿轮的结构设计和润滑 1．齿轮的结构设计 2．齿轮传动的润滑 本章习题要点： 1．直齿轮、斜齿轮和锥齿轮的受力分析，特别是圆周力、径向力和轴向力方向的判断方法 以及螺旋方向的合理选取（教材习题 10-1） 2．直齿轮、斜齿轮和锥齿轮的设计。（教材习题 10-6、10-7、10-9） 第七章 蜗杆传动（4 学时） 教学重点：蜗杆传动特点、类型；主要参数和尺寸计算；蜗杆传动的受力分析；蜗杆传动强度 计算；热平衡计算。 教学难点：蜗杆传动的受力分析；蜗杆传动强度计算；热平衡计算。 教学要求：了解蜗杆传动的特点和类型；掌握普通蜗杆传动的主要参数和尺寸的计算；掌握蜗 杆传动的受力分析及强度计算；理解蜗杆传动的润滑、效率和热平衡计算； 第一节 蜗杆传动的类型 第二节 普通圆柱蜗杆传动的主要参数和尺寸计算 1．主要参数及选择 2．几何尺寸计算 第三节 普通圆柱蜗杆传动的承载能力计算 1．蜗杆传动的失效形式和设计准则 2．蜗杆传动的受力分析
3.蜗杆传动的强度计算 第四节普通圆柱蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算 蜗杆传动的失效形式和设计准则 3.蜗杆传动的强度计算 本章习题要点： 1,蜗杆传动的受力分析，特别是螺旋线方向的合理选取（教材习题11-1） 2.蜗杆传动的设计。 (教材习题11-2) 第八章滚动轴承(6学时) 教学重点：轴承的类型代号：轴承当量动载荷的计算：派生轴向力的计算：轴承的寿命计算： 轴承的润滑和密封。 教学难点：轴承当量动载荷的计算：派生轴向力的计算：轴承的寿命计算 里解滚动轴承的类 、代号，主要轴承类型 点和选择 岸握滚动轴承的额定寿 命、额定动负荷、当量动负荷及其寿命计算：滚动轴承的组合设计：理解轴承的润滑和密封。 第一节概述 第二节滚动轴承的主要类型和代号 1。主要类型和代号 2.米型的洗择 第三节滚动轴承的工作情况和尺寸选择 1.工作情况 2.失效形式和设计准则 3,轴承寿命计算 第四节轴承装置的设计 1.结构配置和设计 2.轴承的润滑和密封 本章习题要点： 1.轴承代号和类型（教材习题13-1） 2.轴承当量动载荷的计算。（教材习题13-3） 3.轴承寿命的计算。 (教材习题13-4) 第九章轴(4学时) 教学重点：轴的定位方法：轴的结构设计方法：轴的强度计算：轴系的结构特点。 教学难点：轴的强度计算方法：轴系的结构。 教学要求：了解轴的分类和轴的材料：掌握轴的结构设计方法：掌握轴强度计算方法：掌握轴 系结构的特点。 第一节概述 1.轴的作用和分类 2.轴的选材 第二节轴的结构设计 1.装配方案的拟定 2.定位方法 第三节轴的计算 1.轴的强度计算
3．蜗杆传动的强度计算 第四节 普通圆柱蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算 1．蜗杆传动的失效形式和设计准则 2．蜗杆传动的受力分析 3．蜗杆传动的强度计算 本章习题要点： 1．蜗杆传动的受力分析，特别是螺旋线方向的合理选取（教材习题 11-1） 2．蜗杆传动的设计。（教材习题 11-2） 第八章 滚动轴承（6 学时） 教学重点：轴承的类型代号；轴承当量动载荷的计算；派生轴向力的计算；轴承的寿命计算； 轴承的润滑和密封。 教学难点：轴承当量动载荷的计算；派生轴向力的计算；轴承的寿命计算。 教学要求：理解滚动轴承的类型、代号，主要轴承类型、特点和选择；掌握滚动轴承的额定寿 命、额定动负荷、当量动负荷及其寿命计算；滚动轴承的组合设计；理解轴承的润滑和密封。 第一节 概述 第二节滚动轴承的主要类型和代号 1．主要类型和代号 2．类型的选择 第三节 滚动轴承的工作情况和尺寸选择 1．工作情况 2．失效形式和设计准则 3．轴承寿命计算 第四节 轴承装置的设计 1．结构配置和设计 2．轴承的润滑和密封 本章习题要点： 1．轴承代号和类型（教材习题 13-1） 2．轴承当量动载荷的计算。（教材习题 13-3） 3．轴承寿命的计算。（教材习题 13-4） 第九章 轴（4 学时） 教学重点：轴的定位方法；轴的结构设计方法；轴的强度计算；轴系的结构特点。 教学难点：轴的强度计算方法；轴系的结构。 教学要求：了解轴的分类和轴的材料；掌握轴的结构设计方法；掌握轴强度计算方法；掌握轴 系结构的特点。 第一节 概述 1．轴的作用和分类 2．轴的选材 第二节 轴的结构设计 1．装配方案的拟定 2．定位方法 第三节 轴的计算 1．轴的强度计算
2.轴的刚度计算 本章习题要点： 1.轴上零件的定位方法：轴的结构分析和政错。（教材习题15-4 2.轴的结构设计和强度计算。（教材习题15-5、15-6） 四、考核方式及要求 考核方式：上课考勤和作业(20%)、实验报告(20%)、期末闭卷考试(60%) 要求：侧重考核学生利用所学知识综 析和解决实际 加大平时作业的灵活性和 应用性，加大对实验和实践环节成绩评定的力度和要求，鼓励学生自己设计和完成实验。 五、教材及教学主要参考书 [1]濮良贵，纪名刚.机械设计.高等教有出版社，2001 邱怀宜主编。 机械设计 高等 教育出版社，2000 B川张策机械原理与机械设计.北京：高等教育出版社，2004.10 [4]M.F.SPOTTS,T.E.SHOUP.Design of Machine Elements(8th edition)china machine press,2007 六、说明 此部分可做一些补充说明，若无需说明则可省略该项， 大纲制定人： 姚智华 大纲审定人： 制定时间： 2011.7
2．轴的刚度计算 本章习题要点： 1．轴上零件的定位方法；轴的结构分析和改错。（教材习题 15-4） 2．轴的结构设计和强度计算。（教材习题 15-5、15-6） 四、考核方式及要求 考核方式：上课考勤和作业（20%）、实验报告（20%）、期末闭卷考试（60%） 要求：侧重考核学生利用所学知识综合分析和解决实际问题的能力，加大平时作业的灵活性和 应用性，加大对实验和实践环节成绩评定的力度和要求，鼓励学生自己设计和完成实验。 五、教材及教学主要参考书 [1]濮良贵，纪名刚．机械设计．高等教育出版社，2001 [2]邱怀宣主编．机械设计．高等教育出版社，2000 [3]]张策.机械原理与机械设计.北京：高等教育出版社，2004.10 [4] M.F.SPOTTS, T.E.SHOUP. Design of Machine Elements(8th edition).china machine press,2007 六、说明 此部分可做一些补充说明，若无需说明则可省略该项。 大纲制定人： 姚智华 大纲审定人： 制定时间： 2011.7
