《机械设计》PPT课件 江苏科技大学 朱永梅

 
课件内容： 
绪论 
学习目标：1）了解中国机械的发展简史，增强学生的民族自信心和自豪感，培养文化自信和责任担当；2）能说出一些常用的船舶海工机械的结构、功用以及工作原理，了解船舶与海工装备行业对设计人员的素质要求，树立脚踏实地、坚守初衷的职业素养；3）认识和了解机器及其基本功能，能分析机器（总体）与零件（局部）的关系；4）了解机器设计的一般方法和程序及其技术经济评价；5）了解本课程的研究对象、主要内容以及在产品设计和人才培养中的地位和作用，了解学习本课程的要求和方法。 
1.1 从中国机械发展看中国的智慧自信和历史担当 
1.2 听业内人士说：与时俱进的船舶与海工装备及人员素质 
1.3 本课程的内容、性质与任务 
思政专题：大国重器 
本章知识点小结 
机械系统的设计约束 
学习目标：1）了解静应力下强度计算公式，分析由于机械零件设计缺陷导致的重大安全事故，引导学生建立责任意识以及工作生活中严格遵守规则的意识，树立良好的职业素养；2）熟悉变应力的类型和特征，分析疲劳断裂过程、特征及与静力断裂的不同；3）掌握疲劳曲线及材料和零件的简化极限应力图的来源、作法、意义、用途；4）理解影响零件疲劳强度的因素及其确定方法，并能查阅有关图表；5）掌握各种稳定变应力(包括简单应力和复合应力)下，机械零件疲劳强度(工作安全系数的确定)的计算方法；6）了解船舶与海工机械的规范和标准，培养学生自觉遵守机械标准和船舶行业规范标准；7）了解设计的含义，树立正确的设计观。 
2.1 载荷及应力的类型 
2.2 机械零件强度 
2.3 疲劳断裂及其特征 
2.4 疲劳曲线和极限应力图 
2.5 影响零件疲劳强度的因素 
2.6 机械零件疲劳强度的计算 
2.7 规范与标准（机械标准、船舶与海工装备标准） 
思政专题：树立正确的设计观 
本章知识点小结 
螺纹连接设计 
学习目标：1）了解螺纹的主要参数、螺旋副的受力分析、效率和自锁条件，以及螺纹连接的主要类型和标准联接件，螺纹连接的拧紧与防松方法，以便在设计时正确的选用；2）掌握螺栓组连接的受力分析，能够从螺纹连接的失效形式、计算准则和强度计算中较为合理地设计出可靠的螺栓组连接；3）了解提高螺纹连接强度的措施；4）列举工程中螺纹连接预紧力设置不合理的而导致失效的实例，培养学生“精益专注、仔细认真”的工匠精神。 
3.1 螺纹连接的主要类型和标准连接件 
3.2 螺纹连接的拧紧和防松 
3.3 螺栓组连接的受力分析 
3.4 螺栓连接的强度计算 
3.5 提高螺纹连接强度的措施 
3.6 工程案例分析 
《走近工程，走向卓越》 
✫ 工程中的螺纹连接 
✫ 螺纹连接结构设计技巧与禁忌 
实验1 螺栓组的静、动态特性 
✫ 螺栓组的静、动态特性实验目的、原理和要求 
✫ 螺栓组的静、动态特性实景操作 
思政专题：产品设计缺陷引发安全事故的启示 
本章知识点小结 
其他连接设计 
学习目标：1）了解键连接的主要类型及应用特点，掌握键的类型及尺寸的选择方法，并能对平键联接进行强度校核计算；2）了解花键连接的类型、特点及应用，掌握花键连接的强度计算；3）对销连接、无键连接的类型、特点及应用有一定的了解。 
4.1 键连接 
4.2 花键连接 
4.3 销连接和无键连接 
《走近工程，走向卓越》 
✫ 键与花键连接及工程应用 
✫ 键连接结构设计技巧与禁忌 
✫ 花键及其他连接结构设计技巧与禁忌 
思政专题：由多键连接谈团结协作 
本章知识点小结 
挠性传动设计 
学习目标：1）了解带传动的类型、特点和应用场合；2）熟悉普通V带的结构及其标准、V带传动的张紧方式和装置；3）掌握带传动的工作原理、受力情况、弹性滑动及打滑等基本理论、V带传动的失效形式及设计准则；4）掌握柔体摩擦的欧拉公式、带的应力及其变化规律；5）掌握V带传动的设计方法和步骤；6）了解链传动特点及运动不均匀性；7）在带传动的设计案例说明机械设计具有多解性，不能“人云亦云”，更不能“唯洋是从”。 
5.1 带传动的基本知识 
5.2 普通V带传动的设计 
5.3 V带轮的结构设计 
5.4 工程案例分析 
5.5 链传动特点及运动不均匀性 
《走近工程，走向卓越》 
✫ 带的类型和工程应用 
✫ 实践中常用V带和带轮结构 
✫ 工程中带传动的张紧装置 
✫ 带传动、链传动结构设计技巧与禁忌 
实验2 带传动特性 
✫ 带传动特性实验目的、原理和要求 
✫ 带传动特性实验实景操作 
思政专题：穿越挠性传动的前世今生-爱国情怀和时代精神的培养 
本章知识点小结 
齿轮传动设计 
学习目标： 1）掌握齿轮传动失效形式及设计计算准则；2）掌握齿轮传动材料要求及选择原则；3）掌握齿轮传动的受力分析、计算载荷及载荷系数；4）掌握直齿圆柱齿轮的强度计算、设计过程及参数选择、几何尺寸确定；5）掌握斜齿轮、圆锥齿轮与直齿圆柱齿轮受力分析、强度计算、几何尺寸确定、参数选择上的不同；6）了解齿轮结构、齿轮传动的润滑、效率等；7）引入我国古代机械在齿轮传动和动力应用等方面的伟大成就，增加学生的民族自豪感。 
6.1 齿轮传动的基本知识 
6.2 圆柱齿轮传动的载荷计算 
6.3 直齿圆柱齿轮传动的强度计算 
6.4 斜齿圆柱齿轮传动的强度计算 
6.5 直齿锥齿轮传动 
6.6 齿轮传动的效率和润滑 
6.7 工程案例分析 
《走近工程，走向卓越》 
✫ 工程机械中常用传动方式 
✫ 齿轮传动结构设计技巧与禁忌 
思政专题：齿轮的昨天今天和启迪-社会责任感的培养 
本章知识点小结 
蜗杆传动设计 
学习目标：1）了解蜗杆传动的类型，掌握蜗杆传动的几何参数的计算和选择方法，并着重了解蜗杆直径系数q的含义及引入此系数的意义；2）蜗杆传动的力分析及强度计算；3）了解蜗杆传动的承载能力计算；4）了解蜗杆传动的热平衡的重要性并掌握其计算方法；5）了解圆柱蜗杆的刚度计算及蜗杆、蜗轮的结构设计。 
7.1 蜗杆传动的基本知识 
7.2 普通圆柱蜗杆传动的承载能力计算 
7.3 蜗杆传动的效率、润滑与热平衡计算 
《走近工程，走向卓越》 
✫ 机械传动方案的选择 
✫ 蜗杆传动结构设计技巧与禁忌 
本章知识点小结 
滑动轴承设计 
学习目标：1）了解滑动轴承的类型、特点及其应用；2）掌握各类滑动轴承的结构特点；3）了解对轴瓦材料的基本要求和常用轴瓦材料，了解轴瓦结构；4）掌握非液体摩擦轴承的设计计算准则及其物理意义；5）掌握液体动压润滑的基本概念、基本方程和油楔承载机理；6）了解液体摩擦动压径向润滑轴承的计算要点（工作过程、压力曲线及需要进行哪些计算）；7）了解多油楔轴承等其他动压轴承的工作原理、特点及应用；8）了解滑动轴承采用的润滑剂与润滑装置。 
8.1 摩擦、磨损的基本理论 
8.2 滑动轴承的基本知识 
8.3 不完全液体润滑滑动轴承的设计计算 
8.4 液体动力润滑的基本方程式 
《走近工程，走向卓越》 
✫ 滑动轴承结构设计禁忌 
实验3 滑动轴承综合测试 
✫ 滑动轴承综合测试实验目的、原理和要求 
✫ 滑动轴承综合测试实验实景操作 
本章知识点小结 
滚动轴承设计 
学习目标：1）了解滚动轴承的基本知识，引入“中国标准2035”，坚定学生对国家科学发展、生态发展政策的认同，增强国际视野，发扬时代精神；2）掌握滚动轴承的代号，及类型选择原则和方法；3）掌握滚动轴承的载荷、应力、失效形式及设计计算准则；4）掌握滚动轴承的承载能力计算（疲劳寿命计算）和静强度计算；5）掌握滚动轴承的组合结构设计。 
9.1 滚动轴承的基本知识 
9.2 滚动轴承的工作情况 
9.3 滚动轴承的寿命计算 
9.4 滚动轴承的组合结构设计 
9.5 工程案例分析 
《走近工程，走向卓越》 
✫ 工程中常用滚动轴承的类型 
✫ 滚动轴承结构设计技巧与禁忌 
本章知识点小结 
轴设计 
学习目标：1）了解轴的分类及轴的材料；2）掌握轴的初步估算强度计算；3）掌握轴的强度计算；4）掌握轴的结构设计；5）了解轴的刚度计算；6）通过比较新型的联轴器和离合器的优缺点，培养学生的创新思维，弘扬时代精神。 
10.1 轴的基本知识 
10.2 轴的结构设计 
10.3 轴的强度计算 
10.4 提高轴的强度、刚度和减轻重量的措施 
10.5 工程案例分析 
10.6 联轴器和离合器 
《走近工程，走向卓越》 
✫ 轴结构设计禁忌 
思政专题：乘风破浪之旅：轴的发展 
本章知识点小结 
机械设计综合训练-方案设计和执行机构设计 
学习目标：1）了解如何拟定机械系统的方案，给出系统可能的解决方案，具备对机械传动装置的设计方案进行比较与综合的能力；2）掌握机械系统执行机构设计及分析。 
11.1 原理方案设计 
11.2 船舶锚机方案设计 
11.3 可调螺距螺旋桨桨叶重心测量及修正复合平台 
11.4 船舶螺旋桨水下清洗系统 
11.5 执行机构设计 
11.6 机械设计综合训练题目 
虚拟仿真 
✫ 螺旋桨水下清洗系统 
✫ 船用起锚机 
✫ 加热炉装料机 
机械设计综合训练-传动装置设计 
学习目标：1）了解减速器的主要型式及其优缺点；2）掌握传动比分配的方法；3）培养学生能综合运用所学理论知识完成机械传动装置的设计能力和综合能力。 
12.1 减速器总体设计 
12.2 减速器设计禁忌 
实验4 减速器装拆与结构分析 
✫ 减速器装拆与结构分析实验目的、原理和要求 
✫ 减速器装拆与结构分析实验实景操作 
虚拟仿真 
✫ 二级展开式圆柱齿轮减速器（油润滑） 
✫ 二级展开式圆柱齿轮减速器（脂润滑） 
✫ 二级圆锥-圆柱齿轮减速器 
✫ 蜗杆减速器 
机械设计综合训练-零部件设计 
学习目标：1）了解船舶机械中关键零部件的设计规范和计算方法，培养学生分析和解决复杂工程问题的能力；2）了解工程师应具有的基本素质和应掌握的基础知识及基本技能，能够用工程图纸和设计说明书有效呈现相关设计成果，完成工程设计的表达实践。 
13.1 船舶锚机中齿轮传动件设计 
13.2 船舶锚机中联轴器和离合器设计 
13.3 船舶轴系设计 
13.4 零件图标注 
虚拟仿真 
✫ 齿轮（斜齿轮、锥齿轮） 
✫ 轴（轴、齿轮轴） 
✫ 蜗杆、蜗轮 
✫ 上箱盖、下箱体 
机械设计综合训练-现代设计方法训练 
学习目标：了解计算机辅助设计在机械设计中的应用，能在设计中采用CAD技术，如对零件进行三维造型，进行计算机辅助运动学，动力学分析，运动仿真等。 
14.1 常用机构的计算机辅助设计 
14.2 常用零部件的三维建模和有限元分析 
总复习 
学习目标：掌握螺纹紧固件、传动零件、轴、轴承等机械零件的工作原理、结构特点、设计准则和计算方法，具有融会贯通的能力。 
15.1 机械零件疲劳强度考点及习题讲解 
15.2 螺纹连接 考点分析及习题讲解 
15.3 齿轮传动 考点分析及习题讲解 
15.4 蜗杆传动 考点分析及习题讲解 
15.5 滚动轴承 考点分析及习题讲解 
15.6 其他 
15.7 考研真题