机械设计基础教学大纲

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1、机械设计基础教学大纲 一 课程基本情况 课程英文名称: BASIC ON MECHANISM DESIGN授课对象:建筑环境与设备工程专业 安全工程专业 开课学期:第四学期 学 时 数:48学 分 数:3课程性质:专业基础课 考核方式:考查 先修课程:机械制图高等数学工程力学 后继课程:暖通空调建筑施工 开课教研室:施工与机械教研室 执 笔 人:刘朝英 二 机械设计基础教学目标 1 .任务和地位:机械设计基础课程是建筑环境与设备工程专业的一门必修技术基础课，本课程的任务是使学生掌握机械基础理论、机械材料、机械加工工艺和简单机械运动系统的设计和应用。 2 .知识要求 通过本课程的学习，使学生初步

2、掌握机械工程材料、冷热加工工艺、热处理和常用机构分析和设计的基本方法,了解通用零部件的工作原理、结构和选用方面的基本知识，以便为学习后继相关专业课打下基础.学习本课程之前，要求学生具备理论力学 、材料力学和机械制图等先修课程的基础知识. 3 .能力要求 通过本课程的各个环节教学，培养学生具有分析简单机械的运动和结构，以及设计简单机械系统运动方案的能力,同时对有关机械问题的处理具有较好的基本技能和适应性.三 教学内容的基本要求和学时分配 1.教学内容及要求 （1）机械基础概论 1)机械设计与制造的基本知识 2)机械设计的基本原则 （2）机械工程材料 1)金属的机械性能 2)金属和合金的晶体结构

3、3)铁碳合金相图 4)钢的分类牌号和用途 5)钢的热处理 6)铸铁、有色金属及合金 （3）公差与配合 1)互换性的基本概念 2)圆柱体的公差与配合 3)形状与位置公差 4)表面粗糙度 （4）平面机构的结构分析 1)平面机构的组成 2)平面机构运动简图 3)平面机构具有确定运动的条件 （5）平面连杆机构 1)平面四杆机构的基本类型和性质 2)铰链四杆机构的演化 （6）螺纹连接 1)螺纹参数及常用螺纹 2)螺纹连接的基本类型和元件 3)螺旋副的受力分析效率和自锁 4)螺纹连接的拧紧和防松 5)螺纹连接的强度计算 （7）键、花键、无键连接和销连接 1)键连接 2)花键和销连接 （8）带传动 1)带传

4、动的类型、应用和特点 2)带传动的工作情况分析 3)V带传动的设计计算 4)V带带轮的结构 （9）齿轮传动 1)齿轮传动类型的原理 2)齿轮的几何尺寸计算 3)齿轮传动条件 4)失效形式及设计准则 5)受力分析和计算载荷 6)齿轮传动的强度计算 7)热处理和许用应力 8)精度等级和结构设计 9)润滑和效率 （10）轮系和减速器 1)轮系的分类 2)轮系的传动比计算 3)减速器的类型、特点及应用 （11）轴、轴毂连接和联轴器 1)轴的类型和结构 2)轴的强度计算 3)联轴器类型、特点和应用 （12）滑动轴承 1)滑动轴承的种类、特点和应用 2)轴承的结构和材料 3)润滑剂和润滑装置 4)非液体摩

5、擦滑动轴承的计算 （13）滚动轴承 1)结构类型及代号 2)类型选择 3)滚动轴承的计算 4)滚动轴承的组合设计 2时间分配和进度 ： （1）机械基础概论-2学时;（2）机械工程材料-5学时;（3）公差与配合-5学时;（4）平面机构的结构分析-3学时;（5）平面连杆机构-2学时;（6）机构运动简图测绘实验-2学时;（7）螺纹连接-5学时; （8）带传动-4学时;（9）齿轮传动-5学时;（10）齿轮参数测定实验-2学时;（11）轴、轴毂连接和联轴器-4学时;（12）轮系、减速器-3学时;（13）综合设计实验-2学时;（14）轴承-4学时;3 教学内容的重点和难点:（1）重点:钢的热处理 钢的分类

6、、牌号和用途 公差配合和选用 平面机构的的结构分析和平面连杆机构 螺纹连接的类型和强度计算 齿轮的几何尺寸计算 齿轮的强度计算 （2）难点:铁碳合金状态图 钢的热处理机理 公差配合的选用计算 螺旋副的受力分析和自锁 螺栓组连接的受力分析 渐开线齿轮传动原理 4.本课程与其他课程的联系与分工 本课程为建筑环境与设备工程专业和安全工程的重要技术基础课，学习本课程应具有机械制图 、工程力学等基本知识.本课程为进一步学习液体机械、热工仪表、锅炉及空调等专业课程提供了必要的基础知识.5.建议使用教材和参考书目 机械基础-刘泽深等主编-中国建工出版社 2000机械设计基础-杨可桢主编-高等教育出版社 20

7、03机械设计-濮良贵主编-高等教育出版社 2004 四大纲说明 1.本课程教学环节，包括理论教学课程设计和金工实习，要求学生理论联系实际，系统的掌握机械原理及机械零件的设计和加工工艺，应具有独立设计和初步加工技能. 2.配合相应内容应有习题练习，并结合难点进行讲评。 3.结合机构的应用、齿轮传动的学习，设置相应实验课，要求学生能独立动手操作实验，提高工程实践能力.4.配合理论教学，安排有金工实习和课程设计，金工实习要求学生初步熟悉机械工程材料的冷热加工工艺，并具有一定动手能力.课程设计要求学生能独立系统的完成机械装置的理论计算、设计和绘图，初步掌握机械设计的系统方法.5.充分利用图片、模型、实

8、物、电化教学并应创造条件采用多媒体教学。 机械设计基础课程设计教学大纲一、课程设计的基本情况： 课程设计名称：机械设计基础课程设计 课程设计编号： 0203428先修课程名称： 机械设计基础(化工设备机械基础)课程设计开课学期： 第4（5）学期 课程设计计划周数： 1周 课程设计学分数： 1.0学分 课程设计适用专业： 建筑环境与设备工程 高分子材料与工程 课程设计开课教研室：施工与机械教研室 课程设计执笔人： 刘朝英 二、课程设计的性质和目的 机械设计基础课程设计是机械设计基础化工设备机械基础课程的综合性与实践性教学环节。是学生综合运用所学过的机械基础知识和理论初步进行工程设计实践。对于培养

9、学生分析问题、解决问题及实际动手能力上起着重要作用。 通过课程设计，使学生了解机械技术系统的设计要求、设计内容、设计步骤和设计方法；培养学生树立正确的设计思想、独立分析与解决工程设计问题的能力，训练学生计算、绘图、使用并熟悉有关常用标准和规范等基本技能，从而对学生进行工程师素质的初步培养与训练。 三、课程设计教学的基本内容和要求 机械设计基础课程设计基本内容是单级圆柱齿轮减速器主轴系的设计，具体内容包括： 1.传动方案的分析与拟定 根据任务书要求,分析比较设计方案的可行性,合理性 2.选择电动机 计算工作机所需电功机功率，确定并选择电动机类型及相关参数 3.确定传动装置总传动比及各级传动比 根

10、据电动机及工作机转速计算总传动比，并合理分配各级传动比 4.计萛运动和动力参数 计萛各轴：功率、转速、转矩 5.主要零部件的设计计算? 根据各主要零部件在系统中的位置与功用，考虑工况条件，正确判断其主要失效形式，合理确定和计算其工作载荷，按正确的设计准则进行设计计算或校核计算，根据设计需要确定零件结构 6.润滑方法及密封的选择 根据传动及零部件的需要，合理确定并选择相应零部件的润滑方法及密封方式 7.装配图和零件图的绘制 根据主要零部件的计算结果设计并绘制主轴系装配图及主要零件工作图，各工作图应附合相应国家标准 四、课程设计的进度安排 1.设计计算： 12学时 2.装配图：12学时 3.零件图

11、： 6学时 五、课程设计的考核 考核可从以下几方面评定：独立完成设计能力及工作态度，设计计算质量，绘图完成质量，答辩情况等构成 最后由设计指导教师根据学生的设计计算、绘图质量、综合表现及答辩，按五级分制综合评定课程设计成绩。 六、其他（黑体小四号） 1.机械设计基础课程设计应在结束机械设计基础课或化工设备机械基础课并完成金工实习后进行，设计时间为1周。 2.由于专业不同，先修课学时、内容不同，课程设计分组不同，课程设计内容可不同，有所区别和侧重，以附合专业要求、题目要求或与先修课内容相符。 3.参考资料：（1）机械设计基础刘泽深 主编 中国建筑工业出版社 （2）化工设备机械基础赵军 主编 化学

12、工业出版社 （3）机械设计基础课程设计刘泽深 主编 中国建筑工业出版社 （4）简明机械零件设计手册 朱龙根 主编 机械工业出版社? （5）机械设计课程设计图册 龚淋义 主编 高等教育出版社 机械设计基础实习大纲 一实习时间 第四学期期中1周（6天） 二实习地点 长春工业大学工程训练中心 三实习的目的 金工实习是机械设计基础课程教学的重要组成部分，通过实习使学生初步接触生产实际，对机械制造过程、机械零件的常用加工方法及其所用设备的工作原理及典型结构、工夹量具的使用及安全操作技术、机械制造工艺知识等有一个基本了解；了解和掌握现代制造技术的基本理论、加工手段和加工工艺过程。了解现代制造技术的操作技能

13、；增强学生的工程实践能力，提高学生的综合素质，培养学生的创新意识和创新能力，为机械设计基础课及后续课的学习奠定基础。 四实习内容及要求 （一）车工 1.目的和要求：（1）了解车削加工的工艺特点及加工范围。（2）初步了解车床的型号、结构，并能正确操作。 （3）能正确使用常用刀具、量具及夹具。 （4）能独立加工一般中等复杂程度零件。具有一定的操作技能。 2. 讲解示范内容： （1）概述：车削特点及加工范围；切削用量 （2）卧式车床：卧式车床型号；卧式车床结构及使用；卧式车床传动 （3）车刀：车刀种类、用途；车刀组成及车刀角度；车刀材料；车刀刃磨及安装 （4）车外圆、端面和台阶：工件在车床上的装夹方

14、法；车削外圆方法；车削端面方法；车削台阶方法。? （5）车槽和切断：车槽刀角度及安装；车槽方法；切断刀及切断方法 （6）车圆锥：车圆锥方法；圆锥面工件的测量 3.实习操作内容： （1）按讲解顺序分别进行车床操作、刀具安装、车刀刃磨、车外园、车端面、台阶、车槽、车圆锥及车螺纹等分项练习。 （2）综合练习：加工一个具有外圆、端面、凹槽、锥面和外螺纹等特征的零件。 （二）铣工 1.目的和要求： 铣削加工的工艺特点及加工范围 铣削设备、附件、工具的性能和使用方法 （1） 了解铣床的操作技能及简单零件表面的铣削方法 2.讲解示范内容 （1） 概述：铣削运动与铣削用量；铣削特点及加工范围（2） 铣床的种类

15、和型号；卧式万能铣床：构造及使用铣床传动；立铣；铣床附件 （3）铣刀：铣刀种类、用途及安装。 （4）加工内容：铣平面用圆锥铣刀铣平面；用端铣刀铣平面；铣斜面方法；铣台阶面；铣沟槽：铣键槽铣T型槽 3.实习操作内容： （1）操作铣床练习：停车练习；低速开车练习 （2）铣平面练习，铣四方件平面 （3）铣键槽练习 （三）刨工 1.目的要和要求： （1）了解刨削的工艺特点和加工范围 （2）能操纵牛头刨床，掌握其主要调整方法 （3）掌握各牛头刨床上正确安装刀具与工件方法，完成刨平面与垂直面的加工 2.讲解示范内容： （1）概述：刨削运动与刨削用量；刨削特点及加工范围 （2）牛头刨床：牛头刨型号；牛头刨床

16、构造；牛头刨床的运动；牛头刨床的调整 （3）刨平面及沟槽：刨水平面；刨垂直面和斜面 3.实习操作内容： 1. 刨床操作及调整练习 2. 刨削一长方体 （四）磨工 1.目的和要求： （1）了解磨削加工工艺特点及范围 （2）了解磨床的种类及用途，掌握外圆磨床和平面磨床的操作方法（3）了解砂轮的特性、砂轮的选择和使用方法 （4）了解掌握在外圆磨床及平面磨床上正确安装工件方法，完成磨外圆和磨平面的加工 2.讲解示范内容 （1）概述：磨削运动和磨削用量；磨削特点及加范围 （2）磨床：外圆磨床：型号结构 （3）砂轮：砂轮特性 （4）外圆磨床：工件的装夹方法；磨削方法 3.实习操作内容： 1. 外圆磨床及平

17、面磨床的操纵练习 2. 磨削平面及外圆练习 （五）钳? 工 1.目的和要求： （1）了解钳工工作在零件加工、机械装配及维修中的作用、特点和应用；（2）能正确使用钳工常用工具； （3）初步掌握主要工作(划线、锯割、锉削、钻孔、扩孔、攻螺纹等)的基本操作方法，并能按图纸要求独立加工简单零件(锺头、六角螺母等)； （4）装配的概念及部件装拆方法。 2.讲解示范内容： （1）概述：钳工工作；常用工具、量具的使用； （2）划线：划线工具；划线基准；操作示范(轴承座)（3）锯割：手锯；锯割操怍与示范 （4）锉削：锉刀锉刀材料锉刀组成锉刀种类与选用；锉削方法；锉削操作与示范 （5）钻孔扩孔和铰孔：钻孔钻床的

18、种类与结构：钻头及夹具；钻孔；操作与示范 （6）攻螺纹与套螺纹：丝锥与铰杠：底孔直径与深度的确定：攻螺纹操作与示范 3.综合实习操作内容：制作手锤 （六）铸造 1.目的与要求： （1）了解铸造生产的工艺过程、特点及应用； （2）了解砂型铸造的主要造型方法(整体模、分模、活块等)的工艺过程、特点及应用，并进行独立操作： （3）初步了解各种特种铸造方法的工艺过程、特点及应用； （4）了解型砂、芯砂等造型材料的性能、组成及制备过程 （5）了解感应电炉的构造，铸铁的熔炼和浇注 （6）熟悉砂型铸造的铸件缺陷及产生原因。 2.讲解示范内容： （1）概述：铸造的特点、方法及应用；砂型铸造的工艺过程、砂型的组

19、成、模样及芯盒 （2）型砂和芯砂：型砂和芯砂应具备的性能；型(芯)砂的组成；型(芯)砂的制备 （3）整体模造型及造芯：整模造型砂箱及造型工具：造型方法；浇注系统；置口与冷铁；造芯芯的用途：制芯方法；整模造型操作与示范 （4）分模造型：分模造型的应用；分模造型方法与操作； 3.实习操作内容：独立完成一零件的整模造型 （七）锻压 1.目的和要求:1. 了解锻造与冲压生产的工艺过程、特点及应用： （2）了解锻造与冲压生产设备(空气锤、冲床)构造、工作原理和使用方法： （3）了解锻件、冲压件缺陷产生原因： （4）熟悉自由锻的基本工序并进行操作； （5）了解胎模锻造的工艺过程； （6）了解冲压基本工序及

20、冲模结构： （7）了解其他金属压力加工方法的特点及应用。 2.讲解示范内容： 1. 概述：锻造的分类、特点及应用； 2. 坯料加热：加热目的和要求；锻造温度范围；加热方法与加热设备；加热缺陷及防止措施 （3）手工自由锻：手工锻工具；基本工序与操作 （4）机器自由锻与胎模锤：空气锤结构与操作；胎模锻的特点及应用；胎模种类 3.实习操作内容：机锻一长方体 （八）焊接 1.目的与要求： 1. 解各种焊接方法的工艺过程、特点及应用： （2）了解手工电弧焊所用设备工作原理及使用，电焊条的组成及作用：（3）了解手弧焊的焊接规范，常见接头型式、坡口类型； （4）初步掌握手弧焊操作方法； （5）了解气割、等离

21、子切割原理和切割过程。 2.讲解示范内容： （1）焊接、焊接接头等概念 （2）手工电弧焊：焊接过程及焊接电弧；手弧焊设备；焊条；手弧焊工艺焊接接头型式焊缝空间位置焊接规范；手弧焊操作 3.实习操作内容：手工电弧焊操作 用300303两块钢板，焊一条长3COmm对接平焊缝。 （九）现代制造技术 1.目的与要求： （1）了解熟悉数控车床、数控铣床、数控电火花线切割加工机床的基础知识、基本理论，了解其程序编制、数据传输、操作数控系统和进行实际操作加工的知识。 （2）了解数控电火花成形加工机床加工的基础知识、基本理论，了解程序编制、数据传输、数控系统和操作加工的基本知识。 2.教学内容及教学要求 （1

22、）数控车床实习：教学内容：数控车床的基本理论? 数控车床的产生、发展、加工范围及加工特点。数控车床的分类、工作原理和结构。数控车床的坐标系的确立。 数控车床加工程序的编制：手工编程。程序代码格式和代码构成。自动编程，利用自动编程软件进行绘制加工图形，形成加工轨迹和数控代码程序。数控程序的数据传输过程；数控车床的操作：数控系统的操作使用，机床操作面板的操作使用；工、夹、量具的使用，刀具的装夹和定位，工艺过程的控制；工件的加工。 （2）数控铣床实习：教学内容：数控铣床的基本理论；数控铣床的产生发展、加工范围及加工特点、数控铣床的分类、工作原理和结构、数控铣床坐标系的确立；数控铣床加工程序的编制：手

23、工编程，程序代码格式和代码构成；自动编程，利用自动编程软件进行绘制加工图形，形成加工轨迹和数控代码程序；数控程序的数据传输过程；数控铣床的操作：数控系统的操作使用，机床操作面板的操作使用；工、夹、量具的使用，刀具的装夹和定位，工艺过程的控制；工件的加工。 （3）数控电火花线切割加工机床实习：教学内容：了解数控电火花成形加工机床的基本理论；了解程序代码格式、构成和手工编程的过程；了解自动编程和数据传输的过程；了解数控电火花成形加工机床数控系统、机床操作面板的使用；了解工具电极的安装与调整方法和加工成形工件的加工过程；数控电火花成形加工机床的操作；数控系统的操作使用，机床操作面板的操作使用；工、夹

24、、量具的使用，电极丝的安装和运丝机构的调整，工艺过程的控制；工件的加工。 五实习指导教师的责任 金工实习是以工程训练中心为实习基地，学生在实习指导教师和工程训练中心指导教师具体指导下，互相协同做好实习组织管理工作。 实习指导教师负责实习计划的制订及实习学生的安排；实习指导教师应经常到实习基地对学生的实习工作进行督促、检查和指导；对实习中发生的问题及时进行处理，以保证实习正常进行。 实习结束后指导教师应认真批阅学生的实习报告和实习理论试卷根据其实习报告、考核成绩及综合表现评定实习成绩，并对实习报告、实习考核卷进行批改并给出实习成绩。 六实习成绩评定标准 1.实习成绩按五级记分制，单独记入学生成绩册。 2.实习成绩评定： 1. 各工艺实习操作成绩和出勤表现，占总成绩的70； 2. 实习报告成绩占10； 3. 实习理论考核成绩占20。 七.说明 本大纲内容可进行适当调整，如不同专业的需要、机械加工方法的进步与更新、时间和实习基地条件等。 施工与机械教研室2 0 0 7年1月2 0 日