课程编号：E07B3060
课程中文名称：机械设计基础B(2)
课程英文名称：Foundation of Mechanical Design B（2）
开课学期：秋季
学分/学时：3/48+6°
先修课程：机械设计基础B（1），机械工程技术训练，材料工艺与加工实习，材料力学，理论力学
建议后续课程：
适用专业/开课对象：近机械类工科/3年级本科生
团队负责人：王之栎 责任教授：王之栎 执笔人：王之栎 马纲核准院长：
一、课程的性质、目的和任务
课程性质：面向工科近机类专业的专业基础课程。
课程目的：培养近机类专业学生机械设计能力，讲授机械设计技术理论和方法，着重讨论通用设备中常用机构和零部件的设计问题。
课程任务：通过课程学习，了解和掌握常用机构和一般参数下工作机械零件的工作原理、特点、选用及其设计和计算方法，培养设计简单传动装置和简单机械装置的能力，同时树立正确的设计观念，初步了解相关学科发展现状和有关工业技术政策，学会运用手册，标准、规范等资料。
二、课程内容、基本要求及学时分配
总论 （课内学时：2）
1. 课程介绍：课程研究的对象和主要内容，课程的性质和任务；
2. 机器、机构和机械，构件和零件，及在国民经济和建设中的作用；
3. 机械设计的主要内容、基本要求和一般步骤；
4. 常用基本概念，机械零件的失效和常见的失效形式；
5. 机械零件的强度、设计准则，制造材料的选用原则；
6. 机械零件的工艺性和标准化要求。
第一章 平面机构的自由度和速度分析（课内学时：2）
1. 运动副及其分类；
2. 平面机构的组成及其运动简图；
3. 平面机构的自由度；
4. 速度瞬心及其在机构速度分析上的应用。
第二章 平面连杆机构（课内学时：4）
1. 平面四杆机构的基本型式和特性；
2. 平面四杆机构有整转副存在的条件；
3. 平面四杆机构的演化；
4. 平面四杆机构的设计。
第三章 凸轮机构（课内学时：3）
1. 凸轮机构的应用和分类；
2. 从动件的常用运动规律；
3. 凸轮机构的压力角；
4. 凸轮轮廓设计。
第四章 齿轮机构（课内学时：4）
1. 齿轮机构的特点和分类；
2. 齿廓设计要求，定角速比传动的基本条件；
3. 渐开线齿廓的形成；
4. 渐开线直齿圆柱齿轮各部分名称及渐开线标准齿轮的基本尺寸；
5. 渐开线标准齿轮的啮合特征；
6. 渐开线齿轮的切齿原理，根切、最少齿数及变位齿轮；
7. 斜齿轮机构，圆锥齿轮机构。
第五章 轮系（课内学时：3）
1. 轮系的类型、传动特点和应用；
2. 定轴轮系及其传动比；
3. 周转轮系及其传动比；
4. 复合轮系及其传动比；
5. 轮系的应用。
第六章 间歇运动机构和机械运转速度波动的调节（课内学时：1）
1. 间歇运动机构简介；
2. 机械运转速度波动的调节方法简介。
第七章 机械零件设计概要（课内学时：1）
1. 机械零件设计要求；
2. 机械零件的强度和强度准则；
3. 机械零件设计常用材料；
4. 机械零件的加工要求及工艺性要求。
第八章 联接（课内学时：6）
1. 螺纹参数，螺纹副受力分析、效率和自锁；
2. 常用螺纹，螺纹联接的基本类型、螺纹紧固件及标准；
3. 螺纹联接使用的连接件和结构特点；
4. 螺纹联接的拧紧力矩，螺纹联接的防松原理和常用防松方法；
5. 螺栓联接的强度计算和设计准则；
6. 螺纹联接件的材料和许用应力；
7. 提高螺栓联接强度的措施；
8. 螺旋传动简介；
9. 键联接的类型、结构、特点、应用、材料和许用应力；
10. 普通平键联接的失效形式、强度计算和设计；
11. 花键联接和销联接的基本类型和应用。
第九章 齿轮传动：（课内学时：5）
1. 齿轮传动中轮齿失效形式、常用齿轮材料及热处理，齿轮精度；
2. 直齿圆柱齿轮传动的受力分析、载荷计算和参数选择；
3. 齿根弯曲疲劳强度，齿面接触疲劳强度，齿轮传动设计准则和计算；
4. 斜齿圆柱齿轮传动的受力分析和强度计算；
5. 直齿圆锥齿轮传动的受力分析和强度计算；
6. 齿轮传动的结构设计，齿轮传动的润滑和效率。
第十章 蜗杆传动（课内学时：2）
1. 蝸杆传动的类型、特点和应用；
2. 普通圆柱蝸杆传动的几何参数和尺寸计算；
3. 蝸杆传动的承载、受力分析和失效形式；
4. 蜗杆传动的强度和设计准则；
5. 蝸杆、蝸轮的材料，结构设计；
6. 蝸杆传动的效率、润滑和热平衡。
第十一章 带传动和链传动（课内学时：3）
1. 带传动的工作原理、特点和应用，带传动的类型；
2. V带的标准、材料和结构、使用和维护；
3. 带传动的受力分析，应力分析；
4. 带传动的弹性滑动和传动比；
5. 带传动的失效形式和计算准则，V带传动的设计计算；
6. 链传动简介。
第十二章 轴（课内学时：4）
1. 轴的功用和分类；轴的材料；
2. 轴的结构设计；
3. 轴的强度计算：按扭转计算和按弯扭合成计算；
4. 轴的刚度校核；
5. 提高轴疲劳强度的措施。
第十三章 滑动轴承（课内学时：2）
1. 滑动轴承的摩擦状态；
2. 滑动轴承的类型和结构，轴瓦和轴承衬的结构和常用材料；
3. 滑动轴承的润滑状态，非全液体润滑轴承的失效形式和设计计算；
4. 动压润滑基本原理，动压形成过程和必要条件。
第十四章 滚动轴承（课内学时：5）
1. 滚动轴承的主要类型、结构、性能特点和代号；
2. 滚动轴承的承载特点和类型选择；
3. 滚动轴承的失效形式和受力分析；
4. 滚动轴承的当量动载荷和寿命计算；
5. 滚动轴承的静强度计算；
6. 滚动轴承的润滑和密封；
7. 滚动轴承支承轴系的组合结构设计。
第十五章 其它常用零件设计简介（课内学时：1）
1. 联轴器和离合器的类型和应用、刚性和弹性联轴器的结构、特点、工作原理和选用；
2. 弹簧的功用、类型和特点，圆柱形拉伸/压缩螺旋弹簧的结构、基本参数、及强度和刚度；
3. 减速机的主要类型和典型结构、传动比及其分配、减速机机体设计应满足的一般要求；
4. 铸造、焊接机体的基本设计原则和制造工艺性。
三、课内外教学环节及基本要求
1. 课内教学基本要求
教师面授，按照教学大纲内容完成教学过程和课程任务，使用多媒体教学，讲解生动。
2. 课外教学基本要求
参观陈列室，复习学习内容，完成作业。习题含思考题和分析设计类题目，内容可根据各章内容要求有所侧重，选择范围包括：基本概念、设计分析计算和结构设计训练题目，等。每章应选概念理解类题目不少于1-3个、设计分析计算类题目不少于1-2个，作业要求基本概念清晰，设计方法及步骤正确，设计结果合理。
3. 实验教学基本要求
实验课以原理验证实验和自主设计实验配合主要章节安排6学时实验，实验个数不少于3个，其中，对应第1-5章内容不少于1个，对应第10-16章内容不少于2个。可选实验包括：机构测绘实验、齿轮范成实验、带传动实验、滑动轴承实验、轴系设计实验、传动综合实验，等。实验课程要求讲授清晰。实验报告要求：实验原理清楚，实验方法步骤正确，实验现象解释合理，达到加深对机械设计理论知识理解的目的。
4. 考查考试基本要求
平时按要求独立完成作业和实验报告，期末闭卷考试。
四、考核方式及成绩评定
1. 考核方式
平时考核——作业和实验考核，期终考核——闭卷考试。
2. 成绩评定
“平时成绩：期终成绩”按照“1:9”比例计入总成绩。
五、教材和参考资料
1. 教材
《机械设计基础》（第四版），杨可桢、程光蕴主编，高等教育出版社
2. 参考资料
【1】《机械设计基础》，喻怀正主编，北京：高等教育出版社
【2】《机械设计基础》（上、下），吴瑞祥、王之栎等主编，北京航空航天大学出版社，2007年2月，第2版
