课程编号：E073040
课程中文名称：机械设计
课程英文名称：Mechanical Design
开课学期：秋季
学分/学时：3/48+6°+10√
先修课程：机械制图，机械工程技术训练，材料工艺与加工实习，机械原理，材料力学，理论力学
建议后续课程：
适用专业/开课对象：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：马纲 王之栎 核准院长：
一、课程的性质、目的和任务
课程性质：面向工科机械类专业的技术基础课程。
课程目的：培养工科学生机械工程设计能力。讲授机械设计技术理论和方法，着重讨论机械零部件设计的相关基本知识和设计原则，通过设计构思和设计技能的基本训练，提高学生将设计理论用于工程实际的能力。
课程任务：通过课程学习，了解常用典型机械零部件的工作原理、特点、选用、设计计算方法和基本实验技能，掌握通用机械零件的设计原理、方法和机械设计的一般规律，培养设计通用典型机械零部件和简单工程机械装置的能力，同时了解机械设计相关学科发展现状和有关的工业技术政策，树立正确的设计观念。
二、课程内容、基本要求及学时分配
第一章 绪论 （课内学时：2）
1．机械设计课程性质、内容、任务和机械设计方法简介；
2. 机械设计的基本原则，机械设计的特点与方法；
3．机械产品的设计与实验；
4. 机械设计中的强度与安全性；
5. 机械设计中的摩擦学设计基本知识。
第二章 轴 （课内学时：4）
1．轴的功用、分类及选材；
2．轴的设计要求和结构设计；
3．轴的强度计算：扭转强度、弯扭合成强度、疲劳强度；
4．轴的刚度和振动特性。
第三章 齿轮传动 （课内学时：8）
1．齿轮传动的特点及分类；
2．渐开线齿轮传动的主要参数与标准；
3．渐开线齿轮传动的几何计算；
4．直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、直齿锥齿轮传动的载荷分析和计算；
5．齿轮载荷与应力的关系，传动失效分析；
6．齿轮零件常用材料和热处理；
7．齿轮传动的强度设计，齿面接触疲劳强度、齿根弯曲疲劳强度计算；
8．齿轮传动润滑、效率；
9. 齿轮制造工艺要求与结构设计。
第四章 蜗杆传动 （课内学时：4）
1．蜗杆传动的特点、分类与应用；
2．圆柱蜗杆传动的主要参数和几何计算与标准；
3．蜗杆传动的精度等级、效率和自锁；
4．蜗杆传动的载荷和失效分析；
5．蜗杆传动的设计，强度、刚度和热平衡计算；
6．蜗杆传动的润滑；
7. 传动件的结构设计。
第五章 带传动 （课内学时：6）
1．带传动的特点、分类与应用；
2．V带的应用，基本结构和标准；
3．带传动的承载、受力和应力分布；
4．带的弹性滑动及对传动的影响；
5．V带传动的失效形式和设计准则；
6．V带的基本额定功率，V带传动设计计算；
7．带传动的张紧装置和带轮结构设计及标准；
8. 同步带传动和高速带等传动简介。
第六章 滑动轴承 （课内学时：4）
1．滑动轴承的基本结构、特点与选材；
2．混合摩擦状态滑动轴承的设计准则；
3．流体润滑状态径向滑动轴承的形成过程；
4. 形成流体动压润滑的必要条件。
第七章 螺纹连接 （课内学时：8）
1．螺纹副的主要参数与受力特征；
2．螺纹紧固件和材料，螺纹连接的基本类型、结构和标准；
3．螺纹连接的拧紧和防松；
4．螺纹连接载荷分析与主要失效形式；
5．单个螺栓连接的强度计算和设计准则；
6．提高螺栓连接强度的措施和常用方法；
7．螺栓组承载分析，螺栓组连接的设计计算；
8．螺旋传动简介。
第八章 轴类连接件 （课内学时：2）
1．轴类连接件特点、分类；
2．键和花键联接的类型、结构、特点、应用和标准；
3．普通平键联接的失效形式和强度计算；
4．联轴器的类型、特点及应用。
第九章 滚动轴承 （课内学时：8）
1．滚动轴承的分类、构造、应用特点；
2．滚动轴承的主要类型、精度等级、代号及标准；
3．滚动轴承的受力特征、失效形式和计算准则；
4．滚动轴承的受力和寿命计算；
5．滚动轴承的静强度计算；
6．滚动轴承支承的固定方式、润滑及密封和相关结构设计要求；
7. 滚动轴承支承的轴系组合结构设计。
第十章 常用机械装置设计方法（课内学时：2）
1. 机械设计中常见问题和习题分析；
2. 其它常用机械零件的设计和应用简介；
3. 常用机械装置设计及应用简介。
三、课内外教学环节及基本要求
1． 课内教学环节基本要求
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．课外教学环节基本要求
参观陈列展览，复习学习内容，完成作业。习题含思考题和设计分析类题目，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．实验教学环节基本要求
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，可根据专业特点选择，可选实验包括：螺栓组实验、带传动实验、轴系装拆实验、滑动轴承实验和传动综合实验。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．考试环节基本要求
每章按作业完成情况进行平时考核，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》，王之栎、马纲、陈心颐等编著，北京航空航天大学出版社，2011年8月，第1版
2. 参考资料
【1】《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
【2】《机械设计》，濮良贵、纪名刚主编，高等教育出版社，2001年5月，第7版
