為了適應(yīng)機械類專業(yè)教學體系及內(nèi)容改革的發(fā)展趨勢，本教學將“機械原理”、“機械設(shè)計”兩門課程合一，目標是重組、融合相關(guān)教學內(nèi)容，建立起內(nèi)容合理、各內(nèi)容之間銜接緊密的“大機械設(shè)計”課程教學

體系，使學生用較小的學時數(shù)完成技術(shù)基礎(chǔ)課程的學習，掌握較扎實、較寬廣的機械設(shè)計基礎(chǔ)知識。

——課程團隊課程概述

本課程是研究機械共性問題的一門工程科學課，主要內(nèi)容包括機械運動方案設(shè)計、機械工作能力設(shè)計等。

課程以一般機械中的常用機構(gòu)和通用零部件為對象，闡述了常用機構(gòu)和通用零部件的工作原理、結(jié)構(gòu)特點、運動與傳力特性、運動方案設(shè)計和工作能力設(shè)計的基礎(chǔ)理論知識與方法。

常用機構(gòu)主要有連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、齒輪機構(gòu)、間歇運動機構(gòu)等；通用零部件則有帶傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動、軸、軸承、螺紋連接、聯(lián)軸器與離合器等。

內(nèi)容.png

授課目標

性質(zhì)：工科專業(yè)基礎(chǔ)課

培養(yǎng)目的：

1、機構(gòu)學和機械動力學的基本理論、基本知識和基本技能，初步具有擬定機械運動方案、分析和設(shè)計機構(gòu)的能力。

2、通用機械零件的設(shè)計原理、方法和機械設(shè)計的一般規(guī)律，具有設(shè)計一般機械的能力，并有運用標準、規(guī)范、手冊、圖冊等有關(guān)技術(shù)資料的能力。

課程大綱

01

緒論（2學時）

1.掌握機器的特征及組成；2.了解本課程內(nèi)容、性質(zhì)、特點和任務(wù)；3.了解機器、機構(gòu)、機械、常用機構(gòu)、通用零件、標準件、專用零件和部件的概念；

課時

1.1機械組成

1.2本課程的內(nèi)容、性質(zhì)和任務(wù)

02

機械設(shè)計概述（2學時）

1.了解機器的功能分析及功能原理設(shè)計；2.了解機械設(shè)計的基本要求和程序；3.機械設(shè)計中的常用設(shè)計方法。

課時

2.1概述

2.2機器的功能分析及功能原理設(shè)計

2.3機械設(shè)計的基本要求和程序

2.4機械設(shè)計中的常用設(shè)計方法

03

機械運動設(shè)計與分析基礎(chǔ)（4學時）

1.掌握機構(gòu)的組成要素；2.掌握平面運動副的定義、分類、特征和表示方法；3.掌握平面機構(gòu)運動簡圖繪制方法；4.掌握平面機構(gòu)自由度計算方法；5.掌握利用速度瞬心分析平面機構(gòu)中構(gòu)件速度的方法。

課時

3.1概述

3.2機構(gòu)的組成

3.3平面機構(gòu)運動簡圖

3.4平面機構(gòu)的自由度計算

3.5平面機構(gòu)的速度瞬心

04

平面連桿機構(gòu)（4學時）

1.了解平面連桿機構(gòu)的組成及其主要優(yōu)缺點；2.了解平面連桿機構(gòu)的基本形式及其演化和應(yīng)用；3.掌握平面四桿機構(gòu)的基本特性；4.能夠根據(jù)給定運動條件應(yīng)用圖解法進行平面四桿機構(gòu)的綜合；5.了解其它平面四桿機構(gòu)的綜合方法。

課時

6.1概述

6.2平面連桿機構(gòu)的基本形式及演化

6.3平面連桿機構(gòu)的基本特性

6.4平面連桿機構(gòu)的運動設(shè)計

05

凸輪機構(gòu)（4學時）

1.了解凸輪機構(gòu)的組成、分類及應(yīng)用；2.了解從動件常用運動規(guī)律的特性及選擇原則；3.掌握盤形凸輪輪廓曲線的繪制方法；4.掌握凸輪機構(gòu)基本尺寸的確定方法。

課時

7.1概述

7.2凸輪機構(gòu)的類型和應(yīng)用

7.3從動件的幾種常用運動規(guī)律

7.4盤形凸輪輪廓曲線的設(shè)計

7.5凸輪機構(gòu)的基本尺寸設(shè)計

06

齒輪傳動（8學時）

1.了解齒輪機構(gòu)的組成及分類；2.了解齒廓嚙合基本定律及定傳動比條件；3.了解漸開線的形成、特點及方程；4.掌握漸開線齒輪的嚙合特性，基本尺寸計算方法及嚙合圖；5.了解漸開線齒輪的加工方法、根切現(xiàn)象的產(chǎn)生及齒輪變位的概念；6.了解齒輪傳動的失效形式及防止失效的措施、設(shè)計準則及材料選擇；7.掌握直齒圓柱齒輪的強度計算方法；8.了解齒輪的結(jié)構(gòu)形式。

課時

8.1概述

8.2齒廓嚙合基本定律

8.3漸開線齒廓

8.4漸開線標準直齒圓柱齒輪及其嚙合傳動

8.5漸開線齒輪的加工方法及齒輪變位的概念

8.6齒輪傳動的失效形式、設(shè)計準則及材料選擇

8.7齒輪傳動的計算載荷

8.8直齒圓柱齒輪的強度計算

8.9齒輪的結(jié)構(gòu)

07

蝸桿傳動（4學時）

1.掌握蝸桿傳動的特點、普通圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)計算；2.了解蝸桿傳動的分類、蝸桿傳動的精度、自鎖現(xiàn)象及自鎖條件；3.掌握蝸桿傳動的受力分析、蝸桿傳動的效率計算；4.掌握蝸桿傳動設(shè)計及蝸桿傳動熱平衡計算。5.了解蝸桿、蝸輪的結(jié)構(gòu)形式。

課時

9.1概述

9.2普通圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)與幾何尺寸計算

9.3蝸桿傳動的工作情況分析

9.4蝸桿傳動設(shè)計

08

輪系（4學時）

1.了解輪系的類型與功用；2.掌握基本輪系的劃分及定軸輪系、周轉(zhuǎn)輪系和混合輪系傳動比的計算方法。

課時

10.1概述

10.2定軸輪系及其傳動比計算

10.3周轉(zhuǎn)輪系及其傳動比計算

10.4混合輪系及其傳動比計算

10.5輪系的功用

09

帶傳動（4學時）

1.掌握帶傳動的主要特點、帶傳動的工作情況分析；2.掌握帶傳動的主要參數(shù)及設(shè)計選擇原則、方法；3.掌握帶傳動的設(shè)計方法；4.了解帶傳動的使用和維護。

課時

11.1概述

11.2V帶和帶輪

11.3帶傳動的工作情況分析

11.4帶傳動的強度計算

11.5普通V帶傳動的設(shè)計

11.6V帶的使用和維護

10

其它傳動類型簡介（2學時）

1.了解棘輪機構(gòu)的組成、工作原理、類型及運動特性和應(yīng)用；2.了解槽輪機構(gòu)組成、類型、定位裝置及運動特性和應(yīng)用。

課時

12.1概述

12.2棘輪機構(gòu)

12.3槽輪機構(gòu)

11

機械系統(tǒng)動力學（4學時）

1.了解機械系統(tǒng)動力學分析原理；2.掌握機械系統(tǒng)等效動力學模型的建立方法；3.了解并掌握機器運動速度波動的原因及調(diào)節(jié)方法；4.掌握剛性轉(zhuǎn)子靜平衡、動平衡的原理和方法。

課時

14.1概述

14.2機械系統(tǒng)動力學分析原理

14.3機械系統(tǒng)的速度波動及其調(diào)節(jié)

14.4剛性回轉(zhuǎn)構(gòu)件的平衡

12

軸（3學時）

1.了解軸的功用及類型，軸的材料選擇及熱處理方法；2.掌握軸的初步強度計算方法和軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計；3.了解平鍵、花鍵聯(lián)接的特點，鍵強度計算；4.了解提高軸強度、剛度的方法。

課時

16.1概述

16.2軸的工作能力計算模型

16.3軸的設(shè)計

13

軸承（6學時）

1.了解軸承的功用，滾動軸承和滑動軸承的主要特點及應(yīng)用場合；2.了解滑動軸承軸瓦和軸承襯材料；3.掌握非液體摩擦滑動軸承的主要失效形式和設(shè)計計算方法；4.了解滾動軸承的基本類型和各自的主要特點及選擇；5.掌握滾動軸承壽命計算、當量動負荷計算和軸向載荷計算；6.了解滾動軸承組合結(jié)構(gòu)設(shè)計；7.了解滾動軸承的調(diào)整、固定、裝拆、預(yù)緊、潤滑、密封的主要作用和方法。

課時

17.1概述

17.2滑動軸承的類型和典型結(jié)構(gòu)

17.3滑動軸承軸瓦結(jié)構(gòu)

17.4滑動軸承的工作能力計算

17.5滾動軸承的主要類型、特點及其代號

17.6滾動軸承的類型選擇

17.7滾動軸承的工作情況分析

17.8滾動軸承的額定載荷與壽命

17.9滾動軸承的靜載荷計算

17.10軸承裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計

14

聯(lián)軸器與離合器（1學時）

1.了解聯(lián)軸器與離合器的功能；2.了解聯(lián)軸器的類型、應(yīng)用及選擇；3.了解離合器的類型及應(yīng)用。

課時

18.1概述

18.2聯(lián)軸器

18.3離合器

15

螺紋連接（4學時）

1.了解螺紋連接的基本類型、特點及其應(yīng)用；2.掌握螺紋連接的預(yù)緊和防松原理、方法；3.掌握單個螺栓連接的強度計算方法和螺栓組連接的設(shè)計與受力分析；4.了解提高螺紋連接強度的措施。

課時

15.1概述

15.2螺紋連接的基本知識

15.3螺紋連接的預(yù)緊和放松

15.4螺紋連接的強度計算

15.5螺紋連接設(shè)計

預(yù)備知識

1、機械制圖

2、理論力學

3、材料力學

4、材料工藝基礎(chǔ)學

5、互換性與測量技術(shù)

備注：本門課程為機械類公開專業(yè)基礎(chǔ)課，沒有先修課程基礎(chǔ)的同學（如社會學習者、高中生、大一大二等）慎入，以免學習效果不佳而耽誤時間�。�！

證書要求

為積極響應(yīng)國家低碳環(huán)保政策，2021年秋季學期開始，中國大學MOOC平臺將取消紙質(zhì)版的認證證書，僅提供電子版的認證證書服務(wù)，證書申請方式和流程不變。

電子版認證證書支持查詢驗證，可通過掃描證書上的二維碼進行有效性查詢，或者訪問官方網(wǎng)站，通過證書編號進行查詢。學生可在“個人中心-證書-查看證書”頁面自行下載、打印電子版認證證書。

完成課程教學內(nèi)容學習和考核，成績達到課程考核標準的學生（每門課程的考核標準不同，詳見課程內(nèi)的評分標準），具備申請認證證書資格，可在證書申請開放期間（以申請頁面顯示的時間為準），完成在線付費申請。

認證證書申請注意事項：

1.根據(jù)國家相關(guān)法律法規(guī)要求，認證證書申請時要求進行實名認證，請保證所提交的實名認證信息真實完整有效。

2.完成實名認證并支付后，系統(tǒng)將自動生成并發(fā)送電子版認證證書。電子版認證證書生成后不支持退費。

參考資料

[1]陳曉南,楊培林,等.機械設(shè)計基礎(chǔ)（第三版）.北京：科學出版社，2010.（理論課使用教材）

[2]張策.機械原理與機械設(shè)計.北京：機械工業(yè)出版社，2004.

[3]趙衛(wèi)軍.機械原理.西安：西安交通大學出版社，2003.

[4]濮良貴，紀名剛.機械設(shè)計.北京：高等教育出版社，2001.

[5]孫桓.機械原理教學指南.北京：高等教育出版社，1998.

[6]汝元功，唐照民.機械設(shè)計手冊.北京：高等教育出版社，1995.

[7]Norton,RobertL.Boston,Designofmachineryanintroductiontothesynthesisandanalysisofmechanismsandmachines,McGraw-Hill,c2001.

[8]莫特.機械設(shè)計（4版）（英文版）.電子工業(yè)出版社，2007.

常見問題

1、該課程是《機械原理》和《機械設(shè)計》的綜合嗎？

答：該課程為了適應(yīng)課程改革的需要，把大面積本科生機械專業(yè)基礎(chǔ)課中的《機械原理》和《機械設(shè)計》有機融合在一起，而并不是簡單地把兩門課程綜合。課程教學內(nèi)容的詳細情況請見上面列出的課程大綱。

2、只參加期末考試或者只參加平時作業(yè)能取得合格證書嗎？

答：該課程的記分方式：本課程采用百分制計分，平時單元測試與作業(yè)40%，題型基本來自教材《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課后作業(yè)及自主命題，需要完成作業(yè)提交和完成規(guī)定的互評數(shù)量，隨堂布置的課程討論的表現(xiàn)等；課程結(jié)束考試60%。60分及以上為合格，85分及以上為優(yōu)秀。

3、該課程有沒有實驗課？

答：該課程在西安交通大學機械工程學院是有專門的課程實驗，有8個課程實驗。以往的實驗內(nèi)容為：

實驗1：機械原理實驗室現(xiàn)場教學（2）實驗2：縫紉機機構(gòu)分析（2）

實驗3：齒輪范成（2）實驗4：機構(gòu)搭建（2）

實驗5：機械設(shè)計實驗室現(xiàn)場教學（2）實驗6：帶傳動分析（2）

實驗7：轉(zhuǎn)子動平衡（2）實驗8：軸系結(jié)構(gòu)分析（2）

《機械設(shè)計基礎(chǔ)》這門課程的動手實踐能力培養(yǎng)與訓(xùn)練非常重要，建議網(wǎng)絡(luò)學習的同學對實驗環(huán)節(jié)有意識地創(chuàng)造條件進行完善。對于西安地區(qū)的學生，可以與西安交大機械基礎(chǔ)實驗教學中心（西2-西102，電話：82667984）溝通，并聯(lián)系安排實驗課程的學習。

4、本門課程的學習門檻是什么？

答：學習門檻請見前面的先修課程要求。無先修課程基礎(chǔ)者，請慎入！

5、本門課程的作業(yè)題量多不多？

答：本門課程的作業(yè)題量及難度基本按照西安交通大學本門課程教學大綱來設(shè)定的，為了防止網(wǎng)絡(luò)抄襲，自主命題作業(yè)有一定的挑戰(zhàn)性。如果覺得可以輕松拿證書，請飄過！

6、本門課程的教綱是不是西安交通大學機械學院的考研要求大綱？

答：不是。本門課程的教綱完全是針對工科大類的機械類專業(yè)基礎(chǔ)課程來設(shè)定的，考研的同學因?qū)W術(shù)類和專業(yè)類研究生的不同，本門課程的考研大綱也會有所差異。但總體來說，本MOOC課程覆蓋了大部分的考研大綱規(guī)定內(nèi)容。