机械设计
机械设计
2万+ 人选课
更新日期:2025/05/05
开课时间2025/03/03 - 2025/06/30
课程周期17 周
开课状态开课中
每周学时-
课程简介


 

1. 课程目标


课程目标1

培养学生掌握机械连接件、传动件、轴系零部件及其他典型零部件的类型、结构、失效形式与设计准则、以及设计计算的专业知识。

课程目标2

培养学生具有熟练运用标准、规范、手册及其它有关技术资料的能力,具有较强的计算能力、结构设计能力和运用计算机进行辅助设计的能力。

课程目标3:

培养学生具备分析和提炼复杂机械传动方案、设计机械传动装置和较复杂工作机的综合能力。

课程目标4:

培养学生具备对机械传动装置和较复杂工作机的设计方案的可行性进行合理技术经济评价的能力。

课程目标5:

培养学生掌握基本的创新方法,具有完成机械工程领域新产品开发的综合设计能力。

课程目标6:

培养学生具有爱国情怀、强烈的社会责任感和工程职业道德,能够以辩证唯物主义和历史唯物主义的世界观认识和解决复杂机械工程问题,具备敬业尽责、精益求精、专注执着、不断创新的工匠精神和一定的人文融通美学素养。

 

 

2. 课程内容

  机械设计总论;机械零件疲劳强度;摩擦磨损润滑;螺纹连接;键、花键、无键连接;带传动;链传动;齿轮传动;蜗杆传动;滑动轴承;滚动轴承;联轴器、离合器;轴;弹簧;典型零部件计算机辅助设计。


  

3. 课程沿革及特色

  中国矿业大学“机械设计”课程,源起1950年在天津开设的“机械零件”课程,在我校已经有72年的发展历史,经过几代人勤勉执着的努力,形成了良好的教育教学研究传统,在课程资源建设、教学模式改革、人才培养等方面取得良好成绩。

  依托“机械设计及理论”国家重点学科和“机械工程”国家一流专业,“机械设计”课程于1995年获江苏省一类优秀课程,2010年获江苏省精品课程,2017年获江苏省在线开放立项建设课程,2020年获国家一流线上课程。“机械设计”团队为中国矿业大学优秀教学团队,课程负责人为“青蓝工程”江苏省优秀教学团队带头人。团队教师获江苏省教学成果奖4项,编写出版教材6部,其中江苏省重点教材2部。指导学生获“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛、全国大学生机械创新设计大赛等国家级奖励4项,江苏省大学生机械创新设计大赛、江苏省大学生工程训练综合能力竞赛等省级奖励13项。

  在线课程资源涵盖知识点视频、课件、随堂测试、讨论题、单元作业、单元测试和期末考试,同时提供螺纹连接件、键、花键、销、滚动轴承、联轴器等国家标准设计数据资源,以及相关拓展教学资源。



   



课程大纲
第1讲机械设计总论
1.1机械设计课程的性质与任务
1.2机械设计的基本要求及设计程序
1.3机械零件的主要失效形式和设计计算准则
第2讲机械零件的强度
2.1材料的疲劳特性
2.2零件极限应力线图
2.3稳定变应力时的疲劳强度
2.4单向不稳定变应力时的疲劳强度
单元作业1:机械零件的疲劳强度
单元测试1:机械零件的疲劳强度
第3讲摩擦磨损与润滑
3.1摩擦
3.2磨损
3.3润滑
3.4液体摩擦润滑
第4讲带传动的受力、应力分析
4.1平带与V带比较
4.2带传动受力分析、最大有效圆周力
4.3弹性滑动与打滑、带传动应力分析
单元作业2:带传动设计
第5讲V带传动失效、设计计算
5.1失效形式与设计准则、V带传动的设计计
第6讲链传动
6.1链传动的特点及应用
6.2传动链的结构特点
6.3滚子链链轮的结构和材料
6.4链传动工作情况分析
6.5链传动的失效形式与额定功率曲线
6.6链传动的设计计算与链传动的布置、张紧和润滑
单元作业3:链传动
第7讲齿轮传动的失效、材料、计算载荷
7.1齿轮传动的失效形式与设计准则
7.2齿轮材料及选择原则
7.3齿轮传动的计算载荷
单元作业4:齿轮传动
第8讲圆柱齿轮传动强度计算
8.1标准直齿圆柱齿轮传动强度计算
8.2斜齿圆柱齿轮传动强度计算
第9讲齿轮传动设计参数选择
9.1齿轮传动设计参数选择
第10讲直齿锥齿轮传动强度计算
10.1直齿锥齿轮传动强度计算
第11讲齿轮的结构设计与润滑
11.1齿轮的结构设计与润滑
第12讲蜗杆传动
12.1蜗杆传动的类型
12.2ZA蜗杆的参数及几何尺寸计算
12.3ZA蜗杆的承载能力计算
12.4蜗杆传动的效率和热平衡计算
单元作业5:蜗杆传动
单元测试2:带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动
第13讲轴的结构设计、强度计算
13.1轴的类型、应用、材料
13.2轴的结构设计
13.3轴的强度计算
单元作业6:轴结构设计
第14讲轴的刚度及振动稳定性、提高轴强度措施
14.1轴的刚度及振动稳定性
14.2提高轴的强度、刚度和减轻重量的措施
第15讲轴毂连接
15.1键连接的功能、分类、结构型式及应用
15.2键连接的设计
15.3花键连接及其设计
15.4无键连接和销连接
单元作业7:键、花键连接
第16讲滑动轴承结构、失效、材料
16.1滑动轴承概述、结构特性
16.2滑动轴承的失效形式、材料及轴瓦结构
16.3非液体摩擦滑动轴承的计算
单元作业8:滑动轴承
第17讲液体动力润滑径向滑动轴承的设计
17.1液体动力润滑径向滑动轴承的设计
第18讲滚动轴承类型及其选择
18.1轴承的结构、材料及分类
18.2滚动轴承类型代号
18.3滚动轴承类型的选择
单元作业9:滚动轴承
第19讲滚动轴承的寿命计算及静强度校核
19.1滚动轴承的载荷分析和失效形式
19.2滚动轴承疲劳寿命计算原理
19.3滚动轴承当量动载荷计算与静强度计算
第20讲滚动轴承组合设计
20.1滚动轴承的润滑与密封
20.2滚动轴承支撑的结构型式
20.3滚动轴承固定、支撑及游隙调整
20.4滚动轴承配合设计与拆装
第21讲联轴器和离合器
21.1联轴器的类型与工作特点
21.2离合器的类型与工作特点
单元测试3:滑动轴承、滚动轴承、轴、联轴器与离合器
第22讲螺纹连接
22.1螺纹的类型和基本参数
22.2螺纹连接的类型
22.3螺纹连接的预紧和防松
单元作业10:螺纹连接
单元测试4:螺纹连接、轴毂连接
第23讲螺栓组设计
23.1螺栓组连接的设计
23.2螺栓连接的强度计算
23.3螺纹连接件的材料及许用应力
第24讲提高螺栓连接强度的措施
24.1提高螺栓连接强度的措施
第25讲弹簧
25.2圆柱螺旋压缩(拉伸)弹簧的设计计算
25.1弹簧的功用、类型、工作原理以及结构特点和材料