《機(jī)械基礎(chǔ)》教學(xué)大綱

一、課程說(shuō)明

曾用課程名稱：《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》

適用專業(yè)：機(jī)械設(shè)備安裝與維修、機(jī)械制造大類各專業(yè)

前期課程：《機(jī)械制圖》、《AutoCAD》

二、課程性質(zhì)和任務(wù)

課程性質(zhì)：本課程是機(jī)械制造大類各專業(yè)專業(yè)的一門(mén)重要技術(shù)基礎(chǔ)課。

課程任務(wù)：通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生在一般機(jī)械設(shè)計(jì)方面獲得必要的基本理論知識(shí)，并能得到一定的基本技能訓(xùn)練，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)專業(yè)機(jī)械設(shè)備和機(jī)械加工工藝知識(shí)提供必要的理論基礎(chǔ)，為從事技術(shù)革新、設(shè)備改造、使用和維護(hù)等方面的工作提供一定的基本知識(shí)。

三、課程的教學(xué)目標(biāo)

(一)知識(shí)目標(biāo)

1、掌握簡(jiǎn)單工程實(shí)際問(wèn)題的受力分析模型，能從簡(jiǎn)單的物體系統(tǒng)中選取分離體，正確地畫(huà)出受力圖；能較熟練地運(yùn)用平面一般力系的平衡方程對(duì)單個(gè)物體及簡(jiǎn)單物系進(jìn)行受力分析及計(jì)算；

2、掌握桿件在各種基本變形時(shí)的內(nèi)力及內(nèi)力圖，掌握桿件變形時(shí)的應(yīng)力和變形的計(jì)算，并能正確確定桿件危險(xiǎn)截面；

3、掌握機(jī)械中常用機(jī)構(gòu)和通用零部件的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)計(jì)算方法，掌握正確選用、維護(hù)方法。

(二)能力目標(biāo)

1、具有對(duì)簡(jiǎn)單的工程實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行受力分析的初步能力；

2、具有初步設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)裝置和簡(jiǎn)單機(jī)械的能力；

3、具有應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)、圖冊(cè)和查閱有關(guān)技術(shù)資料的能力；

4、掌握典型機(jī)械零件的實(shí)驗(yàn)方法，具有一定的實(shí)驗(yàn)技能。

(三)思想教育目標(biāo)

通過(guò)本課程的講授及后續(xù)的課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度和一絲不茍的工作作風(fēng)。

四、教學(xué)內(nèi)容和要求

（一）理論教學(xué)

1、緒論

本課程的內(nèi)容、性質(zhì)、任務(wù)及學(xué)習(xí)方法。

2、構(gòu)件與機(jī)構(gòu)的靜力分析

基本內(nèi)容：力、力矩、力偶；靜力學(xué)公理；平衡力系；約束；約束類型及約束反力；分離體和受力圖；平面匯交力系；平面平行力系；平面力偶系；平面任意力系；空間力系。

教學(xué)要求：

掌握力、力矩、力偶、力在坐標(biāo)軸上的投影的基本概念，能熟練計(jì)算力矩、力偶矩及力在坐標(biāo)軸上的投影；

掌握常見(jiàn)約束的性質(zhì)，能從簡(jiǎn)單的物體系統(tǒng)中選取分離體，正確地畫(huà)出其受力圖；掌握平面一般力系及特殊力系的平衡條件，能熟練運(yùn)用平衡方程求解單個(gè)物體及簡(jiǎn)單物系的平衡問(wèn)題；

了解考慮摩擦的平衡問(wèn)題的求解方法。

3、桿件的變形及強(qiáng)度計(jì)算

基本內(nèi)容：變形固體基本假設(shè)；桿件變形基本形式；軸向拉伸與壓縮的內(nèi)力；應(yīng)力；截面法求軸力；材料的力學(xué)性能：低碳鋼的拉伸實(shí)驗(yàn)，材料的強(qiáng)度指標(biāo)與塑性指標(biāo)，冷作硬化，其它材料拉（壓）試驗(yàn)結(jié)果；強(qiáng)度條件及強(qiáng)度計(jì)算；桿件的變形計(jì)算；虎克定理。

教學(xué)要求：了解桿件變形的基本形式，了解材料在拉伸和壓縮時(shí)的力學(xué)性能；掌握用截面法求軸力并畫(huà)出軸力圖；掌握桿件拉伸和壓縮時(shí)的應(yīng)力并能進(jìn)行簡(jiǎn)單的強(qiáng)度計(jì)算。

4、平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析

基本內(nèi)容：平面運(yùn)動(dòng)副及其分類；平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制方法；平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算。

教學(xué)要求：理解構(gòu)件自由度、約束和運(yùn)動(dòng)副的概念，掌握各種平面運(yùn)動(dòng)副和高副的一般表示方法；能讀懂平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，掌握計(jì)算平面機(jī)構(gòu)的自由度的公式，會(huì)判斷其運(yùn)動(dòng)是否確定；能正確識(shí)別平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖中的復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束。

5、平面連桿機(jī)構(gòu)

基本內(nèi)容：鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及應(yīng)用；鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的曲柄存在條件；鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)特性；鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化實(shí)例；平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。

教學(xué)要求：了解鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本類型及應(yīng)用；掌握四桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)特性和曲柄存在條件；了解平面四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的圖解法。

6、凸輪機(jī)構(gòu)

基本內(nèi)容：凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用和分類；從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律；按已知運(yùn)動(dòng)規(guī)律繪制平面凸輪輪廓；凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題。

教學(xué)要求：了解凸輪機(jī)構(gòu)的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用；掌握等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律、等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律的特點(diǎn)及位移線圖的繪制方法；掌握直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪輪廓的圖解法設(shè)計(jì)方法；了解選擇滾子半徑的原則、壓力角與自鎖的關(guān)系及基圓半徑對(duì)壓力角的影響等。

7、其它常用機(jī)構(gòu)

基本內(nèi)容：棘輪機(jī)構(gòu)；槽輪機(jī)構(gòu)；螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；不完全齒輪機(jī)構(gòu)。

教學(xué)要求：了解棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)、螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、不完全齒輪機(jī)構(gòu)的工作原理、傳動(dòng)特點(diǎn)及應(yīng)用。

8、帶傳動(dòng)與鏈傳動(dòng)

基本內(nèi)容：帶傳動(dòng)的類型、工作原理、特點(diǎn)和應(yīng)用；帶傳動(dòng)的工作情況分析；V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)；帶傳動(dòng)的張緊、使用和維護(hù)；鏈傳動(dòng)的類型、工作原理、特點(diǎn)和應(yīng)用；鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)分析和受力分析；滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)；鏈傳動(dòng)的布置、張緊和維護(hù)。

教學(xué)要求：了解帶傳動(dòng)的類型、特點(diǎn)、作用，帶傳動(dòng)的張緊、選用和維護(hù)方法；掌握帶傳動(dòng)的工作原理、受力和應(yīng)力分析、彈性滑動(dòng)和打滑的原因及二者間的區(qū)別；掌握帶傳動(dòng)的主要失效形式、計(jì)算準(zhǔn)則和V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)方法和步驟；了解鏈傳動(dòng)的工作原理、特點(diǎn)和應(yīng)用，常見(jiàn)鏈條和鏈輪的結(jié)構(gòu)形式，鏈傳動(dòng)的布置、張緊和維護(hù)方法；掌握鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)分析和受力分析，理解滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法。

9、平面齒輪傳動(dòng)

基本內(nèi)容：平面齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)和類型；漸開(kāi)線的形成及其性質(zhì)；齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸；齒廓嚙合基本定律；漸開(kāi)線齒輪的嚙合特性；漸開(kāi)線齒輪的加工方法和根切現(xiàn)象；齒輪傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則；齒輪的材料及熱處理；直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的受力分析和強(qiáng)度計(jì)算；

斜齒圓柱齒輪的齒廓形成特點(diǎn)；斜齒圓柱齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算；斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的受力分析和強(qiáng)度計(jì)算。

教學(xué)要求：理解齒廓嚙合基本定律和漸開(kāi)線特性及漸開(kāi)線齒輪的嚙合特性；掌握漸開(kāi)線齒輪各部分的名稱、主要參數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的幾何尺寸計(jì)算；掌握齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)及受力分析，齒輪傳動(dòng)失效形式和設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則，掌握齒輪強(qiáng)度計(jì)算公式的應(yīng)用；了解變位齒輪的概念。

10、空間齒輪傳動(dòng)

基本內(nèi)容：直齒錐齒輪的嚙合特點(diǎn)；直齒錐齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算；直齒錐齒輪的受力分析和強(qiáng)度計(jì)算；蝸桿傳動(dòng)的類型和特點(diǎn)；普通圓柱蝸桿傳動(dòng)的幾何參數(shù)及尺寸計(jì)算；普通圓柱蝸桿傳動(dòng)的材料選擇、受力分析和強(qiáng)度計(jì)算；蝸桿傳動(dòng)的熱平衡計(jì)算。

教學(xué)要求：了解直齒錐齒輪和蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)、應(yīng)用及參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算；理解熱平衡計(jì)算的原理及散熱方法；對(duì)蝸桿、蝸輪的材料選擇和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作一般了解。

11、輪系

基本內(nèi)容：輪系的分類與應(yīng)用；定軸輪系傳動(dòng)比計(jì)算；行星輪系傳動(dòng)比計(jì)算；輪系的應(yīng)用；減速器的結(jié)構(gòu)和選用。

教學(xué)要求：了解輪系的分類方法，能識(shí)別輪系的類型；掌握定軸輪系、簡(jiǎn)單行星輪系傳動(dòng)比的計(jì)算和轉(zhuǎn)向的判定方法；了解減速器的類型、結(jié)構(gòu)及其選用方法。

12、軸

基本內(nèi)容：軸的類型及常用材料；軸的扭轉(zhuǎn)變形及強(qiáng)度計(jì)算；軸的彎曲變形及強(qiáng)度計(jì)算；軸的彎扭組合強(qiáng)度計(jì)算，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；軸的強(qiáng)度校核計(jì)算。

教學(xué)要求：了解軸的類型、常用材料及熱處理方法；掌握?qǐng)A軸扭轉(zhuǎn)變形、彎曲變形及組合變形的強(qiáng)度計(jì)算方法；掌握?qǐng)A軸的設(shè)計(jì)計(jì)算方法、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法及校核計(jì)算方法；了解軸的扭轉(zhuǎn)剛度、彎曲剛度的計(jì)算。

13、聯(lián)接

基本內(nèi)容：螺紋聯(lián)接；鍵、花鍵聯(lián)接；銷聯(lián)接；聯(lián)軸器、離合器。

教學(xué)要求：

掌握螺紋的類型及主要參數(shù)；了解螺紋聯(lián)接的類型、特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)、應(yīng)用場(chǎng)合及預(yù)緊和防松措施；掌握剪切和擠壓強(qiáng)度的實(shí)用計(jì)算方法；掌握螺栓聯(lián)接的受力分析、失效形式、強(qiáng)度計(jì)算；掌握鍵聯(lián)接、花鍵聯(lián)接、銷聯(lián)接的基本知識(shí)；了解聯(lián)軸器、離合器的功用、結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，能正確選用。

14、軸承

基本內(nèi)容：滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)類型及特點(diǎn)；軸瓦的材料與結(jié)構(gòu)；滑動(dòng)軸承的潤(rùn)滑；非液體摩擦滑動(dòng)軸承的計(jì)算；滾動(dòng)軸承的類型及特點(diǎn)，滾動(dòng)軸承的代號(hào)；滾動(dòng)軸承的類型選擇；滾動(dòng)軸承的失效形式；滾動(dòng)軸承的疲勞壽命計(jì)算和靜強(qiáng)度計(jì)算。

教學(xué)要求：了解滑動(dòng)軸承的典型結(jié)構(gòu)；掌握非液體滑動(dòng)軸承的計(jì)算方法；掌握按工作條件選擇滾動(dòng)軸承的型號(hào)和進(jìn)行壽命計(jì)算；掌握滾動(dòng)軸承組合設(shè)計(jì)方法，正確設(shè)計(jì)滾動(dòng)軸承軸系部件的結(jié)構(gòu)；了解軸承的潤(rùn)滑方式和潤(rùn)滑裝置。

15、機(jī)械設(shè)計(jì)綜述

基本內(nèi)容：機(jī)械的設(shè)計(jì)要求和一般設(shè)計(jì)步驟；傳動(dòng)方案的擬定；機(jī)械零部件設(shè)計(jì)方法的選擇；機(jī)械零件的結(jié)構(gòu)工藝性；機(jī)械零件設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化；摩擦、磨損、潤(rùn)滑和密封。

教學(xué)要求：

理解機(jī)械的設(shè)計(jì)要求和一般設(shè)計(jì)步驟；了解傳動(dòng)方案的擬定及機(jī)械零部件設(shè)計(jì)方法的選擇，熟悉一般的結(jié)構(gòu)工藝性要求；了解機(jī)械零件設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化及其意義；了解摩擦、磨損的概念及潤(rùn)滑、密封方法。

16、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

基本內(nèi)容：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的概念、原理，機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（軟件版）。

教學(xué)要求：了解計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的概念、原理，初步掌握設(shè)計(jì)手冊(cè)軟件版的使用方法。

（二）實(shí)踐教學(xué)

要求：通過(guò)實(shí)驗(yàn)及實(shí)訓(xùn)，培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)識(shí)機(jī)械與分析機(jī)械的能力，通過(guò)觀察、分析、拆卸、測(cè)繪、裝配、上機(jī)模擬等實(shí)踐活動(dòng)真正了解機(jī)械的工作原理與具體結(jié)構(gòu)。要求教師認(rèn)真準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材，學(xué)生獨(dú)立或協(xié)同操作完成實(shí)驗(yàn)及實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，并按要求完成實(shí)驗(yàn)（訓(xùn)）報(bào)告。

選做2-4個(gè)實(shí)驗(yàn)。

1、平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制

2、漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪的參數(shù)測(cè)定

3、傳動(dòng)裝置的拆裝與結(jié)構(gòu)分析

在本課程下半段進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)作業(yè)，以機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)為主，題目可選擇較成熟的單級(jí)圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)，也可選擇企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際中遇到的課題。

五、學(xué)時(shí)分配建議

1、理論教學(xué)學(xué)時(shí)分配

序號(hào)

理論教學(xué)提要

必講/選講

參考學(xué)時(shí)

緒論

必講

構(gòu)件與機(jī)構(gòu)的靜力分析

必講

桿件的變形及強(qiáng)度計(jì)算

必講

平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析

必講

平面連桿機(jī)構(gòu)

必講

凸輪機(jī)構(gòu)

必講

其它常用機(jī)構(gòu)

必講

帶傳動(dòng)與鏈傳動(dòng)

必講

平面齒輪傳動(dòng)

必講

空間齒輪傳動(dòng)

必講

輪系

必講

軸

必講

聯(lián)接

必講

軸承

必講

合計(jì)

1982、實(shí)踐教學(xué)學(xué)時(shí)分配

序號(hào)

實(shí)踐課題（項(xiàng)目）

必做/選做

參考學(xué)時(shí)

平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制

選做

漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪的參數(shù)測(cè)定

必做

傳動(dòng)裝置的拆裝與結(jié)構(gòu)分析

選做

合計(jì)

六、教學(xué)方法

1、各章內(nèi)容的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用部分，應(yīng)盡可能利用實(shí)物、模型、掛圖、幻燈、錄像、課件等形象化教學(xué)和電化教學(xué)手段進(jìn)行教學(xué)。

2、本課程分成兩個(gè)學(xué)期進(jìn)行教學(xué)。

七、考核及成績(jī)?cè)u(píng)定方式

1、每學(xué)期布置作業(yè)5-8次。

2、期末考試可以采取開(kāi)卷方式，也可以采取閉卷方式。

3、期評(píng)成績(jī)=期末考試成績(jī)+平時(shí)成績(jī)；其中期末考試成績(jī)占60%，平時(shí)成績(jī)（含實(shí)驗(yàn)）占40%。

八、推薦教材及參考書(shū)目

1、金瀟明.機(jī)械基礎(chǔ).湖南科技出版社