电大机械设计基础课程答案

第一篇：电大机械设计基础课程答案

选择题：

1．取分离体画受力图时，___ C、E、F ____力的指向可以假定，___ A、B、D、G____力的指向不能假定。A．光滑面约束力 B．柔体约束力 C．铰链约束力 D．活动铰链反力 E．固定端约束力 F．固定端约束力偶矩 G．正压力

2．列平衡方程求解平面任意力系时，坐标轴选在___ B ___的方向上，使投影方程简便；矩心应选在___ F、G __点上，使力矩方程简便。

A．与已知力垂直 B．与未知力垂直 C．与未知力平行 D．任意 E．已知力作用点 F．未知力作用点 G．两未知力交点 H．任意点

1．对于铰链四杆机构，当满足杆长之和的条件时，若取__ C _为机架，将得到双曲柄机构。A．最长杆 B．与最短杆相邻的构件 C．最短杆 D．与最短杆相对的构件 1．渐开线齿廓形状取决于____ C ____直径大小。

A．节圆 B．分度圆 C．基圆 D．齿顶圆 5．一对齿轮啮合时，两齿轮的____ C ____始终相切。A．分度圆 B．基圆 C．节圆 D．齿根圆 填空题：

1．凸轮主要由____凸轮______，____推杆______和____机架_______三个基本构件组成。

2．凸轮机构从动件的形式有____尖顶 _从动件，___ 滚子_____从动件和____平底_____从动件。3．按凸轮的形状可分为____盘形 ___凸轮、___圆柱____凸轮和_____ 曲面___凸轮。

1．常用的间歇运动机构有______棘轮机构 _____，____槽轮机构 _____和_____不完全齿机构______等几种。2．螺纹的旋向有___左旋 __和___右旋 __，牙形有___三角形____，__ 矩形___，_ 梯形__，和___ 锯齿形____。1．在作低碳钢的拉伸试验时，整个拉伸过程大致可分为四个阶段,依次为弹性阶段，屈服阶段，强化阶段，缩径断裂阶段。

2．通常塑性材料的极限应力取___屈服极限_______，脆性材料的极限应力取____ 强度极限______。2．对于标准直齿圆柱齿轮，决定齿廓形状的基本参数是__齿数 压力角 变位系数_。

3．标准外啮合斜齿轮传动的正确啮合条件是：两齿轮的___法面_____模数和_____法面压力角 ___都相等，齿轮的____螺旋角相等_____角相等、旋向____ 相反_____。

4．采用展成法加工正常齿齿轮时，不发生根切的最少齿数是___17____ 1．普通平键的截面尺寸b×h按___轴径_____选取，长度L按___轮毂的长度______确定。2．花键联接的主要类型有__矩形___花键___ 渐开线__花键和___ 三角形_花键。

1．按轴的受力分类，轴可以分为___心轴____轴、_____转轴_____和_____传动轴______。

问答题：

1．机构具有确定运动的条件是什么? 答：机构自由度大于等于1，当机构的原动件数等于自由度数时，机构具有确定的运动。

2．什么是运动副？什么是高副？什么是低副？

答：使两个构件直接接触并产生一定相对运动的联接，称为运动副。以点接触或线接触的运动副称为高副，以面接触的运动副称为低副。

3．螺纹的导程S与线数n及螺距P之间的关系是什么？

答：导程S：在同一螺纹线上相邻两螺纹牙之间距离。线数n：在同一圆柱面上制造螺纹线的数目。螺距p：相邻两螺纹牙平行侧面间的轴向距离。因此Snp

1、联轴器与离合器的主要功用和区别是什么? 答：联轴器和离合器主要都是用来联接两轴并传递扭矩，用联轴器联接的两根轴，只有机器停止运转后，经过拆

卸才能分离，而用离合器联接的两根轴在运转过程中能随时根据需要结合或分离。

1．什么是构件的强度？什么是构件的刚度？

答：强度是构件抵抗破坏的能力，满足强度要求是指在外力作用下构件不发生破坏。（讲评：注意定义）

刚度是构件抵抗变形的能力，满足刚度要求是指在外力作用下构件的弹性变形量不超过允许的限度。

1．为什么将蜗杆分度圆直径dl规定为蜗杆传动中的标准参数？

答：为便于加工蜗轮刀具的标准化，一般将蜗杆的分度圆直径规定为标准值。

2．为什么蜗杆的传动比i只能表达为i＝z2/z1，却不能以i＝d2/d1来表示？ 答：因为蜗轮蜗杆传动的传动比与蜗杆的直径无关。

1．带传动产生弹性滑动和打滑的原因是什么?对传动各有什么影响? 答：由于带是弹性体，带紧边与松边拉力不同，由于带的弹性变形量的变化而引起的带与带轮间的相对滑动。打滑是带传递的圆周力大于带能传递的最大有效圆周力，引起的带在带轮上全面滑动的。弹性滑动将引起：（1）降低传动效率；

（2）从动轮的圆周速度低于主动轮，造成传动比误差；（3）带的磨损；

（4）发热使带温度升高。

打滑造成带的磨损加剧，无法传递动力，致使传动失效。

3．为什么多数螺纹联接工作前均要预紧？如何控制预紧力？螺纹联接的主要防松方法有哪些？ 答：预紧的目的是为了增加联接的刚性、紧密性和防松能力。

用测力矩扳手和定力矩扳手

机械防松 摩擦防松 其他防松

2．试分析增速带传动工作时，其最大应力在哪里? 答：带紧边刚绕出小带轮处

画图题和计算题：

3．画出图示各结构中AB构件的受力图。

答案如下

4．如图所示吊杆中A、B、C均为铰链连接，已知主动力F＝40kN,AB＝BC＝2m,＝30.求两吊杆的受力的大小。

答：受力分析如下图

列力平衡方程：

AFx0

又因为 AB=BC

FAcosFCcos

FFy0FAFBF40KN2sin

FC

F

2FAsin3．计算下列机构的自由度，并指出复合铰链、局部自由度和虚约束。

答：机构的自由度计算

（1）n＝7，PL＝10，PH＝0

（2）n＝5，PL＝7，PH＝0 F3n2PLPH

F3n2PLPH

37210

3527



11

C 处为复合铰链

（3）n＝7，PL＝10，PH＝0

（4）n＝7，PL＝9，PH＝1 F3n2PLPH

F3n2PLPH

37210

37291

1

2

E、E’有一处为虚约束

F 为局部自由度

C 处为复合铰链

2．根据尺寸和机架判断铰链四杆机构的类型。

答：a）双曲柄机构

b）曲柄摇杆机构

c）双摇杆机构

d）双摇杆机构

3．在图示铰链四杆机构中，已知，lBC=150mm，lCD=120mm，lAD=100mm，AD为机架；若想得到双曲柄机构，求lAB的最小值。

解：要得到双曲柄机构，因此AD杆必须为最短杆； 若AB为最长杆，则AB≥BC＝150mm 若BC为最长杆，由杆长条件得：

因此lAB的最小值为130mm

4．画出各机构的压力角传动角。箭头标注的构件为原动件。

lADlBClABlCD

lABlADlBClCD130mm

答：

4．已知图示凸轮机构的偏心圆盘的半径R＝25mm，凸轮轴心到圆盘中心的距离L=15mm，滚子半径rT=5mm。试求：

（1）凸轮的基圆半径RO＝？（2）画出图示机构的压力角（3）推杆的最大行程H＝？

（4）图示位置从动件的位移S=？ 解：（1）R0RLrT2515515mm

（2）

（3）

（4）

HLRrTR0251551530mm

S(RrT)2L225.98mm

2．画出图示各杆的轴力图，并计算最大轴力Nmax。

答按如下：

最大轴力Nmax40KN

最大轴力Nmax3P

3．画出图示圆轴的扭矩图，已知MA=5kN·m，MB=2kN·m。

答：

4．画出图示各梁的剪力图和弯矩图，并计算最大Qmax和Mmax。

（a）

（b）

（c）

（1）解：求支反力

MA0

4RBM2F0

MB0

4RAM2F0

RA6.25kN

RB3.75kN

由 Y0得知 支反力计算无误。

由几何关系我们得知求出几个重要点的剪力和弯矩值我们就可以画处图像。下面我们开始求在下列几处的剪力值：

在A点左截面，Q0

在A点右截面，QRA6.25kN

在C点左截面，QRA6.25 kN

在C点右截面，QRB3.75 kN

在B点左截面，QRB3.75 kN

在B点右截面，Q0

画出剪力图，如下图： 同理我们根据几何关系求处几处弯矩值：

在A点，M0

MC左RA212.5KN

MC右RA2M7.5KN

在D点，M0

画出弯矩图，如下图：

最大Qmax6.25KN

Mmax12.5KNM

（2）解：此题解法和上个题步骤基本相同，我们也可以用另外一种方法解题，下面我们用另外一种解法进行求解：

求支反力

MMA0

4RB2q200

4RA2q20

BRA10 kN

RB10 kN 由 Y0得知 支反力计算无误。

由于各段受力情况不同可以分段求解 AC段

QRA10KN

MRAx10x

CD段：

QRAq(x1)2010x

MRAxq(x1)/210x5(x1)

DB段：

QRA2q10KN

MRAx2q(x2)10x40 根据上面所求函数我们画剪力和弯矩图如下

最大Qmax10KN

Mmax15KNM

同学可按第一题做法自己做一遍本题（3）解：求支反力

MA0

RBllq3lqa20 24ql1l0 24

MB0

RAlqa21qa23qaRAql

RBql

8l8l由 Y0得知 支反力计算无误。

根据几何关系我们知道剪力图AC为一水平直线，CB为一条斜线，我们求出关键的点就可以画出线图。在A点稍左，Q0

1qa2在A点稍右，QRAql

8l

ql3qa2ql在B点稍左，QRA 28l在B点稍右，Q0 根据上面数值可做剪力图。

根据几何关系，AC段没有载荷作用，弯矩图为一条斜直线；在C点有集中力偶，弯矩图有突变，CB段有均布载荷作用，弯矩图是一条抛物线。为了做弯矩图，只需求出梁在下面各截面处的弯矩值：

在点A，M0

l12qa2ql在C点左截面

MRA

2162l12qa22ql在C点右截面

MRAqa

2162在点B，M0

此外由剪力图知道，在CB段内有一截面的剪力为零，这个截面的弯矩是梁CB段内弯矩的极值。即该点的剪力QD＝0，令点D的坐标为x，,即：

QDRAq(xl/2)0

得

5a2

xl

8l

此点的弯矩值为：

q(xl/2)2

MDRAxqa

22932qa42qlqa2

12882l

根据上面数值可做剪力图弯矩图如下：

最大Qmax3qa2932qa42qlqa2KN.M KN

Mmax ql8l12882l3．如图7-35所示变截面杆AC，在A、B两处分别受到50kN和140kN的力的作用，材料E＝200GPa。试求：（1）画出轴力图；（2）求各段正应力；（3）求总变形量。

解：（1）

F50103（2）AB段1100MPa 2A1510

F9010390MPa BC段22A21010FN1l1501031000（3）AB段：l10.5mm（缩短）

EA1200103500FN2l2901031000BC段l20.45mm（伸长）3EA2200101000

ll1l20.50.450.05mm（缩短）

4．一矩形截面梁，承受载荷F=10KN，材料的许用应力[]=160MPa，试确定横截面尺寸。

解：求支反力。

MMB0

RA2F10 0

RB2F10 A

RA5KN

RB5KN

Mmax5KNm

maxM5KNm 2Wbh66510665106

23b(2b)4b6510636510636mm

b344160截面宽b＝36mm

高h＝2b＝72mm 5．如图所示的圆形横截面的梁，承受载荷F＝10kN，M＝20kN·m，梁长a＝2m，材料的许用应力[σ]＝160MPa，试求：

（1）梁A、B端的约束力；（2）画出剪力图和弯矩图；（3）若d ＝70mm，校核梁的强度。

解：（1）求约束力

MB0

RA4F2M0

MA0

RB4F2M0

RA10KN

RB0

（2）画剪力图，弯矩图：

（3）Mmax20106 W703594MPa＞ 32所以此梁不安全。

6．已知一标准渐开线直齿圆柱齿轮，其齿顶圆直径da1＝77.5mm，齿数z1＝29。现要求设计一个大齿轮与其相啮合，传动的安装中心距a＝145mm，试计算这个大齿轮的主要尺寸。（分度圆直径d2、齿顶圆直径da2、齿根圆直径df2、基圆直径db2）

解：da1(z12ha*)m讲评：牢记和熟练掌握齿轮参数计算公式

m2.5mm

am(z1z2)/2

z287mm

d2mz22.587217.5mm

da2(z22ha*)m222.5mm

df2(z22ha*2c*)m211.25mm

dbd2cos204.38mm

7．两级平行轴斜齿圆柱齿轮传动如图所示，高速级mn＝3mm，1＝15°Z2＝51；低速级mn＝5mm，Z3＝17试问：（1）低速级斜齿轮旋向如何选择才能使中间轴上两齿轮轴向力的方向相反?（2）低速级齿轮取多大螺旋角2才能使中间轴的轴向力相互抵消?

解：（1）低速级斜齿轮旋向为左旋，才能使中间轴上两齿轮轴向力相反。

（2）Ft2tg1Ft3tg2

Ft2

2TIId22TIId3

Ft3

tg1cos1tg2cos22TII2T tg1IItg

2→

mn2Z2mn3Z3d2d3

sin2sin1mn3Z3mn2Z2

28.27°

8．单级闭式直齿圆柱齿轮传动，已知小齿轮材料为45钢，调质处理，大齿轮材料为ZG45，正火处理，已知传递功率Pl＝4kW，n1＝720r/min，m＝4mm，zl＝25，z2＝73，b1=84mm，b2=78mm，双向运转，齿轮在轴上对称布置，中等冲击，电动机驱动。试校核此齿轮传动的强度。

解：

小齿选用45号钢，轮调质处理，查表硬度220HBS 大齿轮ZG45 硬度180HBC

查表得

Flim1190MPa

Flim2140MPa Hlim1555MPa

Hlim2470MPa

查表得：SH1.SF1.H1Hlin1SH555470 504.5MPa

H2Hli2n427.3MPa1.1SH1.1

F1Flin1SF190140 135.7MPa

F2Fli2n100MPa1.4SF1.4

计算转矩：

T19.5510645.3104Nmm 720由于原动机为电动机，中等冲击，对称布置，故得K=1.2 由于是闭式齿轮，我们先较核齿面接触疲劳强度，我们按标准中心距进行较核：

am(z1z2)/2196mm uz2732.92 z125 ∴H KT1(u1)3355221.7MPa427.3（安全）2ub2a下面，我们再较核齿根弯曲疲劳强度。查表得：

YFS14.22

YFS23.88

F1z1F2z2YFS1YFS2

F12KT1YFS117.2MPa＜100 ＜135.7(安全)

b2m2z13．图示的各蜗杆传动均以蜗杆为主动件。试标出图中未注明的蜗轮或蜗杆的转向及旋向，并画出蜗杆和蜗轮受力的作用点和三个分力的方向。

（a）

（b）

答：（a）

（b）

1．图示所示轮系，已知Z1=18、Z2=20、Z2'=

25、Z3=

25、Z3'=

2、Z4=40，求该轮系的传动比，并判断蜗轮4的转向。

解：i＝z2z3z42025402

2转向：逆时针 18252z1z2'z3'2．在图示轮系中，已知z1、z2、z2'、z3、z4、z4'、z5、z5'、z6。求传动比i16。

z2z3z4z5z6解：i16

z1z2'z3z4'z5'

3．如图所示的轮系，已知z115,z225,z215,z330,z315,z430,z42（右旋）z560,z520,m4mm,若n1500r/min，求齿条6线速度v的大小和方向。

解：

z2z3z4z5n1200

in5z1z2'z3'z4'

n5n12.5r/min i

v6 d5n5'601000mz5n5'6010000.0105m/s10.5mm/s

4．图示行星轮系，已知Z1 = Z2’ = 41，Z2 = Z3 = 39，试计算传动比 iH1。解：

i13Hzzn1nH1521 23n3nHz1z2'1681由于轮3为固定轮（即n30），i1Hzzn13939160H 1i13123 ＝141411681nHz1z2'

iH11/i1H10.51

3．V带传动n1=1450r/min，fv=0.51，包角＝150°，预紧力F0=360N。试问： 1）该传动所能传递的最大有效拉力是多少? 2）若d1=100mm，其传递的最大转矩为多少? 3）若传动的效率为0.95，弹性滑动忽略不计，从动轮输出功率为多少? 解：（1）Fmaxef12F0180.7N

ef1

（2）TFd1180.71009035N.mm 22

（3）vd1n16010007.6m/s

PFv180.77.60.951.304kW

2．请判断图示四个轴中，哪一个轴的结构有错误，出现的是什么错误，应如何改正。

答：C

1．写出下列轴承代号表示的内容，说明该轴承适用的场合。7208，32314，6310／P5，7210B，N2222 a）b）

c）

d）

2．如图所示,轴的两端用两个角接触球轴承7207C正装。常温下工作。工作中有中等冲击。转速n＝1800r/min,两轴承的径向载荷分别是FrI＝3400N，FrII＝1050N，轴的轴向载荷Fa＝870N，方向指向轴承2，试确定哪个轴承危险,并计算出危险轴承的寿命。

解：S10.68R10.6834002312N

S20.68R20.681050714N

S1Fa2312870＞714N

∴左边轴承被放松，右边轴承被压紧。

A1S12312N A2S1Fa3182N A12312A31280.68e 22.98＞e 通过查表 R13400R21050

∴x11 y10 x20.44 y21.19

∴PKN 1x1R1Y1A13400 P2x2R2Y2A24184.3KN

P2大，我们用它计算 查表得 C30500KN fp1.5 L10h 106ftC()=1060（h）60nfpP

第二篇：《机械设计基础A》课程教学大纲

《机械设计基础A（1）》课程教学大纲

Foundation of Machine Design A（1）

课程代码：10100231 课程性质：专业基础理论课、必修 适用专业：机自、材料加工、模具 开课学期：3 或4 总学时数：48 总学分数：3

编写年月：2004年6月 修订年月：2007年6月 执 笔：甘慧庆、林怡青

一、课程的性质和目的

《机械设计基础A（1）》课程是机械类各专业的一门重要技术基础课，理论性和实践性都很强，通过本课程各个教学环节的学习，使学生获得机械工程常用机构和通用零件的基本知识，并得到有关机械设计方面的基本技能训练，为学生学习后续课程的机械部分奠定必要的基础。

本课程的任务是：

1．培养学生掌握机构的结构分析、运动分析和动力分析的基本理论、基本知识和基本技能；

2．培养学生掌握机构设计的一般规律，并初步具有机械系统运动方案设计和简单机构设计的能力。

二、课程教学内容及学时分配

第一章 绪论（1学时）

了解机械原理课程研究的对象和内容，了解机械原理课程的地位和学习方法，了解机械原理的现状和展望。

本章知识点：机械、机器、机构、机械原理学科发展。第二章平面机构的结构分析（6学时）

了解机构组成要素，熟练掌握机构运动简图的绘制、机构自由度的计算、机构运动确定条件的判定；了解平面机构的组成原理、结构分类及结构分析。

本章知识点：运动副、运动链、约束、自由度、机构运动简图、复合铰链、局部自由度、虚约束等。

第三章平面机构的运动分析（4学时）

了解机构运动分析的目的和方法，掌握瞬心法对简单机构进行速度分析，了解矢量方程图解法和解析法在平面机构运动分析中的应用。

本章知识点：相对运动、速度瞬心、三心定理、矢量方程、矢量多边形、数学模型建立等。第四章平面机构的力分析（2学时）

了解运动副中摩擦力的确定及其考虑摩擦时机构的受力分析，了解平面连杆机构力分析特 1 点，本章知识点：摩擦角、摩擦圆、动态静力分析。第五章 机械的效率和自锁（2学时）

了解机械的效率和自锁现象，掌握简单机械装置自锁条件的确定和简单机械系统效率的计算。

本章知识点：效率、自锁。第六章 机械的平衡（2学时）

了解机械平衡的基本概念，了解刚性转子的静平衡及动平衡原理和方法，了解刚性转子的许用不平衡量和动、静平衡实验方法。

本章知识点：刚性转子、静平衡、动平衡 第七章 机械的运转及其速度波动的调节（4学时）

了解等效运动方程的建立方法，了解周期性速度波动及非周期性速度波动的区别及其调节方法，掌握飞轮转动惯量的简易计算方法。

本章知识点：等效运动方程式及四个等效量、速度波动及调节方法、飞轮简易计算 第八章平面连杆机构及其设计（6学时）

熟悉平面四杆机构的基本型式及其演化方法，掌握平面连杆机构的基本知识，掌握按已知几何条件和运动条件的要求设计平面连杆机构（包括刚体导引、函数综合、急回机构设计）。了解按照预定轨迹求解铰链四杆机构的图表方法，了解连杆机构设计的实验方法。

本章知识点：平面四杆机构的基本型式及其演化、曲柄存在条件、急回运动特性、传力性能、死点、运动连续性、平面四杆机构的设计。

第九章 凸轮机构及其设计（5学时）

了解凸轮机构的应用和分类，掌握推杆几种常用运动规律的特点及其适用场合。掌握盘形凸轮轮廓曲线的设计，了解从动件运动失真的原因和处理方法，了解凸轮机构基本尺寸的确定方法。

本章知识点：运动规律、基圆、压力角、效率与自锁、反转法原理、凸轮轮廓的设计。第十章 齿轮机构及其设计（7学时）

了解齿轮机构的应用和分类，了解齿廓啮合基本定律及其共轭齿廓，理解渐开线齿廓的啮合特性，深入理解渐开线特性、渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件和连续传动条件等，掌握渐开线标准齿轮的基本参数和几何尺寸计算。了解渐开线齿廓的加工、根切现象及齿轮变位修正。了解斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成、啮合特点以及几何尺寸计算，了解蜗杆传动和圆锥齿轮传动的类型、特点和应用，掌握普通圆柱蜗杆传动和圆锥齿轮传动的主要参数及几何尺寸计算。

本章知识点：齿廓啮合基本定律、渐开线特性、渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算、渐开线齿轮的啮合传动、渐开线齿廓的加工、根切、变位齿轮。斜齿圆柱齿轮传动、蜗杆传动和圆锥齿轮传动等。

第十一章 齿轮系（5学时）

了解齿轮系及其分类的概念，掌握定轴轮系的传动比计算，掌握周转轮系的传动比计算，掌握复合轮系的传动比计算。了解轮系的功用。

本章知识点：定轴轮系、周转轮系、复合轮系传动比计算。第十二章 其它常用机构（2学时）

了解棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构等间歇运动机构的工作原理，了解万向联轴节、复式螺旋传动、差动螺旋传动、超越离合器等常用机构的工作原理。

本章知识点：棘轮机构，槽轮机构，不完全齿轮机构，凸轮间歇运动机构。第十四章 机械系统的方案设计（2学时）

了解机械系统设计的一般过程。了解执行构件的运动设计、运动循环图拟定、机构的选型与组合、机械系统运动方案的拟定及其评价。

本章知识点: 运动循环图、机构的选型，组合方式，机械系统运动方案。（教学内容完）

三、课程教学的基本要求

本课程是机械类及相关专业的专业技术基础课，涉及的内容较多、较广，并且是一门工程实践很强的课程。在教学方法上，采用课堂讲授，课后自学，课堂讨论等教学形式。

（一）课堂讲授

由于本课程比较抽象，在讲述的过程中，教师应尽量展示各种机构模型，结合课件的动画等进行授课，以增加感性认识，帮助学生加深理解；采用结合实例讲解，或者引入工程实例进行教学，以激发学生的学习兴趣。教学中，应注意重点，由浅入深，着重学生实际动手能力的培养。

本课程可采用双语教学，但必须保证教学内容按质按量完成，不降低要求。在采用英文课本的同时可以加设中文参考书，以便于英语基础较差的学生顺利完成学习。

（二）课后自学

为了培养学生整理归纳，综合分析和处理问题的能力，选择一部分内容，课上教师只给出自学提纲，不作详细讲解，课后学生自学。

（三）课堂讨论和答疑

课堂讨论的目的是活跃学生思维，解决同学疑难问题，培养学生兴趣。教师应认真组织，安排重点发言，充分调动每一名同学的学习积极性，并做好相关的总结工作。

（四）习题课

习题课以典型例题分析为主，并适当安排开阔思路及综合性的练习及讨论。

（五）课外作业

合理布置作业习题，以巩固和加深学生对所学知识的理解。

（六）平时测验

为及时了解教学情况，教师可适当安排平时的课堂测验，每次测验不超过30分钟。

（七）考试

本课程主要采用闭卷考试方式，主要考核学生对基本概念、基本原理和方法的理解和掌握程度，应涵盖所有自学和讲授内容。试题一般不涉及繁琐的计算，但必须包括知识和原理的运用。试卷若涉及难记难背的公式与数据，应直接给出。

总评成绩：考勤、课外作业、平时测验30%；期末闭卷考试占70%。

四、本课程与其它课程的联系与分工

先修课程：高等数学、画法几何与机械制图、理论力学 后续课程：机械设计、专业课、毕业设计

五、建议教材及教学参考书

［1］叶仲和编，《Mechanism and Machine Theory》，高等教育出版社，2001年出版 ［2］孙桓，陈作模，葛文杰编，《机械原理》，高等教育出版社，2006年出版 ［3］申永胜主编，《机械原理》多媒体教材．北京：清华大学出版社．2005出版 ［4］邹慧君编，《机械原理》，高等教育出版社，2006年出版

第三篇：机械设计基础课程教学大纲

《机械设计基础》课程教学大纲

课程名称：《机械设计基础》

适用专业：2017级电气工程及其自动化（专升本 函授）2017级机电一体化技术（专科 函授）2016级车辆工程（专升本 函授 业余）辅导教材：《机械设计》(第二版),王为主编，华中科技大学出版社，2014.一、本课程的地位、任务和作用

本课程是一门介绍常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本设计理论和计算方法的技术基础课。其任务是培养学生：

1.掌握常用机构的结构、特性等基本知识，并初步具有选用和分析基本结构的能力；

2.掌握通用零部件的工作原理、特点、应用和简单的设计计算方法，并初步具有选用和分析简单机械和传动装置的能力；

3.具有运用标准、规范、手册、图册等有关技术资料的能力。

二、本课程的相关课程

1、先修课程：《画法几何及机械制图Ⅰ》、《工程训练Ⅰ》、《理论力学Ⅱ》、《材料力学Ⅱ》、《机械原理》

2、后续课程：《CAD/CAM》、《机械制造装备设计》、课程设计、毕业设计

三、本课程的基本内容及要求

（一）平面机构的运动简图和自由度

了解机构运动的可能性和确定性，熟悉构件及其自由度、运动副及其约束以及运动副的分类和代表符号；明确平面机构具有确定运动的条件和计算机构自由度的意义；基本掌握简单机构运动简图绘制方法，熟练掌握平面机构自由度的计算方法。

（二）平面连杆机构

熟悉铰链四杆机构的三种基本形式和特点，明确曲柄存在的条件，了解机构形式与尺寸之间的关系；了解铰链四杆机构的主要演化形式及其特点；掌握用图解法设计平面四杆机构的方法。

（三）凸轮机构

了解凸轮机构的类型，掌握从动件的常用运动规律、压力角的概念，熟悉作图法设计凸轮机构。

（四）齿轮机构 掌握齿轮机构的特点、类型、齿轮各部分的名称，渐开线标准齿轮的切齿原理、根切现象及变位齿轮的概念；明确齿廓啮合基本定律、渐开线及其性质、齿轮传动正确啮合条件、可分性、重合度；掌握渐开线圆柱齿轮的啮合原理及几何尺寸的计算；了解平行轴斜齿轮机构齿廓曲面的形成、正确啮合条件、当量齿数的概念、螺旋角的选取范围；了解直齿圆锥齿轮机构的传动特点、正确啮合条件。

（五）轮系

明确轮系的分类和应用；掌握轮系传动比的计算方法。

（六）间歇运动机构

理解棘轮机构、槽轮机构的用途及其运动分析；了解不完全齿轮机构和凸轮式间歇运动机构的原理和用途。

（七）机械零件设计概论

了解机械零件应满足的要求，理解机械零件的工作能力和设计准则。

（八）连接

了解机械零件连接的一般形式和应用；熟悉键连接的用途、平键尺寸的选择及强度校核，螺纹牙型标准、主要几何参数、防松装置；能进行螺栓连接的受力分析、强度计算，按国标正确选择螺纹标准。

（九）齿轮传动

了解齿轮传动的常用精度等级，明确轮齿的失效形式及设计准则、齿轮材料及热处理工艺；掌握直齿圆柱齿轮传动的受力分析及强度计算。

（十）蜗杆传动

了解蜗杆传动的工作原理、结构特点及应用；掌握蜗杆传动主要参数的选用原则、几何尺寸计算和受力分析；明确特性系数的意义、滑动速度对蜗杆传动的影响，失效形式和选材原则。

（十一）带传动和链传动

了解带传动的工作原理，V带的型号、规格及失效形式，掌握带的打滑及弹性滑动的概念；明确带传动的工作情况及应力状态，带传动的特点和应用范围；熟悉V带型号的选择原则，V带轮的结构，掌握带传动的设计计算；了解链传动的特点、类型和应用。

（十二）轴

掌握轴的类型及其应用；掌握轴的结构设计和强度计算的一般方法和步骤，并能解决一级圆柱齿轮减速器中轴的设计问题。

（十三）滑动轴承

了解摩擦状态、滑动轴承的结构型式和动压润滑的基本原理，了解轴瓦和轴承衬材料和轴承的计算。

（十四）滚动轴承

熟悉轴承的类型及用途，掌握滚动轴承的基本构造、性能、代号及类型选用原则；了解滚动轴承的当量负荷的计算、寿命计算及尺寸选择方法，滚动轴承的组合设计。

四、习题数量及要求

以教材课后思考题为主，针对课程内容适时进行讨论。

五、教学方式与考核方式

教学方式：面授辅导、平时作业、小论文写作 考核方式：考勤、作业和开卷考试

六、建议参考书

[1]吴昌林.机械设计（第三版）[M].武汉：华中科技大学出版社，2011.[2]蒲良贵.机械设计（第八版）[M].北京：高等教育出版社，2006.[3]张霄鹏.机械设计同步辅导及习题全解[M].北京：中国矿业大学出版社，2008.[4]王为.机械设计(第二版).武汉：华中科技大学出版社，2014.《机械设计基础》复习重点

（一）平面机构的运动简图和自由度

构件及其自由度、运动副及其约束以及运动副的分类和代表符号；简单机构运动简图绘制方法，平面机构自由度的计算方法。

（二）平面连杆机构

铰链四杆机构的三种基本形式和特点，曲柄存在的条件，机构形式与尺寸之间的关系；

（三）凸轮机构

凸轮机构类型，从动件的常用运动规律、压力角的概念，作图设计凸轮机构。

（四）齿轮机构

齿轮机构的特点、类型、齿轮各部分的名称，齿廓啮合基本定律、渐开线及其性质、齿轮传动正确啮合条件、重合度；渐开线圆柱齿轮的啮合原理及几何尺寸的计算。

（五）机械零件设计概论

机械零件应满足的要求，机械零件的工作能力和设计准则。

（六）连接

机械零件连接的一般形式和应用；螺栓连接的受力分析、强度计算。

（七）齿轮传动

了解齿轮传动的常用精度等级，明确轮齿的失效形式及设计准则、齿轮材料及热处理工艺；掌握直齿圆柱齿轮传动的受力分析及强度计算。

（八）蜗杆传动 蜗杆传动的工作原理、结构特点及应用。

（九）带传动和链传动

带传动的工作原理及失效形式；带传动的工作情况及应力状态，带传动的特点和应用范围。

（十）轴

轴的类型及应用；轴的结构设计和强度计算的一般方法和步骤。

（十一）滑动轴承

摩擦状态、滑动轴承的结构型式和动压润滑的基本原理，轴瓦和轴承衬材料和轴承的计算。

（十二）滚动轴承

轴承的类型及用途；滚动轴承的当量负荷的计算、寿命计算及尺寸选择方法。

第四篇：机械设计基础课程简介

课程简介

本课程是机械制造类各专业的一门重要的专业课，它的任务是使学生掌握常用机构和通用零件的基本理论和基本知识，初步具有这方面的分析、应用、设计能力，并通过必要的基本技能训练，培养学生正确的设计思想和严谨的工作作风，为培养高素质技能型人才奠定基础。因此在机械类及近机械类专业的教学计划中占有重要地位和作用，是高等工科院校中近机械类专业一门主干课程，在人才培养的教学计划中占有重要的地位。该课程60学时，承担学院机电工程系各专业的机械设计基础课程的教学任务。

机械设计基础课程是一门用以培养学生机械设计能力的技术基础课，本课程主要研究内容：

1、阐述常用机构的工作原理、运动特性及设计方法。

2、阐述常用零部件的工作原理、结构特点及设计方法。

3、介绍机械系统的设计思路和设计方法。通过本课程的教学，应使学生达到下列基本要求：

1、熟悉常用机构的工作原理、组成及其特点，掌握通用机构的分析和设计的基本方法；

2、熟悉通用机械零件的工作原理、结构及特点，掌握通用机械零件的选用和设计的基本方法；

3、具有对进行机构分析、设计、使用技术资料进行零件计算、制图的能力；

4、具有综合运用所学知识和实践的技能，设计简单机械和简单传动装置的能力；

5、具有通过实验和观察去识别常用机构组成、工作特性和通用机械零件结构特点的能力。

本课程注重对学生综合设计能力的培养，强调培养学生表达设计对象的能力；突出培养学生综合运用传统和现代设计手段发现、分析和解决问题的能力；从而提高学生创造性构思和总体把握设计方案的水平。在教学思路上，以设计为主线，从认知规律和满足工程设计各主要环节训练的需要出发，对教学内容和实践环节进行整合与提高，达到基本机械设计知识的完备，在培养学生机构设计、通用零部件工作能力设计与结构设计能力的基础上，突出学生创新意识的培养和工程实际设计能力的锻炼。

第五篇：2009-2010学第一学期电大机械设计基础试题及答案

试卷代号：2414 中央广播电视大学2009—2010学

C．基圆

D．齿顶圆

7．下列型号V带中，哪种具有最人横截面积(D)。

A.Z型

B.C型

C． A刑

D.E型

三、简答题(20分)1．两根圆截面轴，直径分别为40mm和80mm，横截面上的扭矩相同，试求两轴横截面上最大扭转切应力之比。(10分)

切应力为：8：l。

2．根据力的可传性，是否可以将作用于BC杆上的力F沿作用线移动到AB杆上?为什么?(10分)

不能。

力在一个刚体上有可传性，AB和BC是两个构件。

四、计算题(32分)1．计算图示机构的自由度。(8分)

1．解：活动构件数n＝6

低副数PL＝8

高剐数PH＝l

自由度数F＝3n-2PL-PH＝3×6-2×8-1＝1

2．一渐开线直齿圆柱标准齿轮，已知齿数Z＝25，齿距p＝12.566mm，压力角。＝20°，ha=l，*c*＝0.25。试求：该齿轮的分度圆直径，齿顶圆直径、齿根圆直径、基圆直径、齿厚、齿槽宽。(12分)解：模数m＝p／π＝12.566／π=4mm

分度圆d1＝mz＝100mm、*h

齿顶圆da＝(Z1十2a)m＝108mm

**h

齿根圆df＝(Z一2a一2c)m＝90mm

(2分)

基圆db＝d1cosα-100×cos20°＝93.97mm

分度圆齿厚、齿槽宽s＝e＝p/2＝6.28mm

3．图示圆截面阶梯杆，直径分别为d1＝20mm，d2＝35mm，F1＝40kN，F2＝20kN，材料的许用应力[σ]150MPa，试校核该杆的强度。(12分)解：(1)求轴力

Nl＝Fl＝40kN

N2＝F1十F2＝60kN

(2)计算应力

σ1=Fl/A1=127.39MPa

σ2=F2/A2=62.39MPa

(3)校核强度

[σ]＝150MPa

σl<[σ]

安全

σ2<[σ]

安全

＝