机械基础
机械基础
2万+ 人选课
更新日期:2025/04/27
开课时间2025/02/10 - 2025/08/10
课程周期26 周
开课状态开课中
每周学时-
课程简介

现代生活中,机械无处不在。它极大地减轻甚至替代了人的体力乃至脑力劳动,极大地提高了劳动生产率。

《机械基础》主要介绍与机械有关的基本概念、基础理论和基本方法。它理论完善、内涵丰富、应用广泛,是机械类、近机类专业的一门专业背景课,是连接数学、力学等基础课与后续专业课的桥梁性课程。非机械专业的学习者也可以通过本课程学习一些认识、理解、分析和运用机械所必备的基础知识。

通过本课程的学习,学习者可提高对机械的认识、抽象、分析能力;能够更加科学、合理地运用和维护机械;能够了解一些与机械相关的标准和规范。同时,学习者的科学思维、工程素养和机械创新能力也将获得提高。


本课程选用同济大学出版社出版的《机械设计基础》(第五版)(奚鹰等编写)作为配套教材。

本课程主要包括机械原理、机械传动和机械零部件三部分内容。

机械原理部分将具体的机械抽象成运动单元的组合——机构,对机构的组成、演化、工作特性展开研究,进而分析其突出特点,介绍其典型应用。本课程研究的机构主要包括平面四杆机构、凸轮机构、简谐运动机构、齿轮机构等常用机构。

机械传动部分则介绍齿轮传动、链传动、带传动、螺旋传动等常见的机械传动方式,主要分析其基本组成、工作原理、工作特性、典型应用,并使学习者了解其使用维护要点。

机械零件部分主要介绍常见的通用零部件,分为连接类、传动类、轴类三个大类。其中,连接类主要介绍螺纹连接、销连接、键连接;传动类主要介绍各种机械传动零件,如齿轮、带及带轮、链及链轮等;轴类主要介绍轴、轴承、联轴器、离合器等轴上零部件。


为提升学习者的学习体验,团队对课程教学做了如下设计:

一是对知识点进行了合理划分,每次课教学时长控制在12分钟以内,通常为5~8分钟。

二是讲授过程以问题为驱动,引导学习者参与思考,力求在使其在知道“是什么”的基础上,能够回答好“为什么”,以及在机械使用和维护中“怎么做”等问题。

三是通过思维导图、知识结构图、关系题、演化过程图等显式的、图形化的展示方式,帮助学习者感受知识的内在逻辑和知识点之间的相互联系。

四是运用大量的简图、二维动图、三维动画及实物图片帮助学习者直观感受、透彻理解有关概念、原理和方法;

五是在讲授中例举大量的机械装备案例,如发动机、汽车底盘、工程机械作业装置等,帮助学习者将理论学习落脚到工程实际。

课程大纲

第1章 本课程的研究对象

1.1机器、机构和机械

1.2构件、零件和部件

第1章测试

第2章 运动副及平面机构运动简图

2.1平面运动副

2.2平面机构机构运动简图

2.3空间运动副简介

第2章测试

第3章 平面机构自由度

3.1平面机自由度及其计算的基本公式

3.2平面机构自由度计算特例之一——复合铰链

3.3平面机构自由度计算特例之二——局部自由度

3.4平面机构自由度计算特例之三——虚约束

第3章测试

第4章 平面连杆机构

4.1铰链四杆机构

4.2平面四杆机构的演化

4.3铰链四杆机构曲柄存在的条件

4.4平面四杆机构的极限位置和急回特性

4.5压力角和传动角

4.6死点位置

第4章测试

第5章 凸轮机构

5.1凸轮机构及其特点

5.2凸轮机构的典型应用

5.3凸轮机构的分类及命名

5.4凸轮机构从动件运动规律

5.5凸轮机构的压力角与传动角

第5章测试

第6章 间歇运动机构

6.1间歇运动机构总论

6.2棘轮机构

6.3槽轮机构

6.4其他间歇运动机构

第6章测试

第7章 螺纹连接和螺旋传动

7.5螺纹连接的预紧和防松

7.6螺旋传动

7.7螺旋传动的效率

7.1螺旋副及螺纹参数

7.2螺旋副的受力分析

7.3螺旋副的自锁性能

7.4螺纹连接的基本类型

第7章测试

第8章 带传动

8.1带传动基础知识

8.2 V带及带轮

8.3带传动的受力特性

8.4带传动的承载极限和打滑

8.5带的弹性滑动及危害

8.6带工作时的应力分布

8.7带传动的张紧、安装与维护

8.8同步带简介

第8章测试

第9章 链传动

9.1链传动的特点、结构与参数

9.2链传动的布置、张紧与润滑

第9章测试

第10章 齿轮传动

10.1 齿轮传动特点及类型

10.2 渐开线齿廓

10.3 直齿圆柱齿轮基本参数和尺寸计算

10.4 渐开线齿轮的啮合传动

10.5 渐开线齿轮的加工方法及根切现象

10.6 齿轮传动失效形式及避免措施

第10章测试

第11章 蜗轮蜗杆传动

11.1蜗杆传动的类型和特点

11.2 蜗杆传动的主要参数和几何尺寸

11.3 蜗杆传动的失效形式、材料和结构

11.4 蜗杆传动的效率和润滑

第10章测试

第12章 齿轮轮系

12.1 齿轮轮系的类型及其应用特点

12.2 定轴轮系传动比

12.3 周轮系传动比

第12章测试

第13章\t轴

13.1轴的用途和分类

13.2轴的结构和材料

13.3轴上零件的轴向定位

第13章测试

第14章 键连接与销连接

14.1平键连接

14.2半圆键、楔键及切向键连接

14.3花键连接

14.4销连接

第14章测试

第15章 联轴器与离合器

15.1联轴器

15.2离合器

第15章测试

第16章 轴承

16.1滚动轴承的类型和选择

16.2滚动轴承的代号

16.3滚动轴承的安装

16.4滑动轴承

第16章测试