郑州大字 机械工程专业 《机械设计》课程教学大纲 大纲制订人：刘竹丽、秦东晨、王立新、郭红 大纲审定人：秦东晨 修订日期：2020/07/15
郑州大学 机械工程专业 《机械设计》课程教学大纲 大纲制订人：刘竹丽、秦东晨、王立新、郭红 大纲审定人：秦东晨 修订日期：2020/07/15
《机械设计》课程教学大纲 课程编号：013205 课程名称（中/英文）： 机械设计/Design of Machinery 课程类型：专业核心 总学时：48 讲课学时：48 实验学时：0 学分：3 适用对象：机械工程及相关专业 先修课程：机械制图、材料力学、理论力学、机械原理、工程材料等 后续课程：机械制造工艺学、设计方法与机械创新设计、机械可靠性设计等 开课单位：机械与动力工程学院 一、课程性质和教学目标 《机械设计》是一门培养学生具有机械设计能力的技术基础课。本课程在教学内容方面 着重基本知识、基本理论和基本方法，在培养实践能力方面着重设计构思和设计技能的基本 训练。在以机械学为主干学科的机械类专业教学计划中，它是主要课程之一。 通过本课程的学习，要求学生达到以下目标： 知识目标： 目标1：理解设计机器的一般程序及机械零件的设计方法、一般步骤、机械零件的材料 及其选用，了解机械零件设计中的标准化和机械现代设计方法以及国内外研究进展。 目标2：理解对机器的主要要求和设计机械零件时应满足的基本要求，掌握机械零件的 主要失效形式及设计准则。 目标3：了解关于摩擦和磨损的基本概念，摩擦的分类和磨损发展过程以及磨损的机理， 流体润滑的基本原理等。 目标4：理解常用螺纹连接的类型及特点和标准连接件，螺纹连接预紧的目的及预紧力 矩，螺纹连接防松的目的及常用防松方法、连接的强度计算。 目标5：理解带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动等常用机械传动的基本结构、传动 类型、工作特点和受力分析、材料选择和设计计算及安装维护等。 目标6：理解滑动轴承和滚动轴承的结构形式、特点、材料，以及主要失效形式，理解 相关使用条件下的设计计算和分析，以及轴承装置的设计。 目标7：理解联轴器和离合器的种类和特性，工作原理，相关选择方法，了解安全联轴 器及安全离合器及特殊功用及特殊构造的联轴器及离合器。 目标8：理解轴的功用和分类，轴设计的主要工作内容以及轴材料的选择，轴的结构设 计方法和应考虑的问题。 目标9：理解弹簧的类型和应用情况，圆柱螺旋弹簧的结构、制造、材料及许用应力的 确定，圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧、圆柱螺旋扭转弹簧的设计计算。 能力目标：
《机械设计》课程教学大纲 课程编号: 013205 课程名称（中／英文）： 机械设计／Design of Machinery 课程类型：专业核心 总 学 时： 48 讲课学时： 48 实验学时：0 学 分： 3 适用对象: 机械工程及相关专业 先修课程：机械制图、材料力学、理论力学、机械原理、工程材料等 后续课程：机械制造工艺学、设计方法与机械创新设计、机械可靠性设计等 开课单位：机械与动力工程学院 一、课程性质和教学目标 《机械设计》是一门培养学生具有机械设计能力的技术基础课。本课程在教学内容方面 着重基本知识、基本理论和基本方法，在培养实践能力方面着重设计构思和设计技能的基本 训练。在以机械学为主干学科的机械类专业教学计划中，它是主要课程之一。 通过本课程的学习，要求学生达到以下目标： 知识目标： 目标 1：理解设计机器的一般程序及机械零件的设计方法、一般步骤、机械零件的材料 及其选用，了解机械零件设计中的标准化和机械现代设计方法以及国内外研究进展。 目标 2：理解对机器的主要要求和设计机械零件时应满足的基本要求，掌握机械零件的 主要失效形式及设计准则。 目标 3：了解关于摩擦和磨损的基本概念，摩擦的分类和磨损发展过程以及磨损的机理， 流体润滑的基本原理等。 目标 4：理解常用螺纹连接的类型及特点和标准连接件，螺纹连接预紧的目的及预紧力 矩，螺纹连接防松的目的及常用防松方法、连接的强度计算。 目标 5：理解带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动等常用机械传动的基本结构、传动 类型、工作特点和受力分析、材料选择和设计计算及安装维护等。 目标 6：理解滑动轴承和滚动轴承的结构形式、特点、材料，以及主要失效形式，理解 相关使用条件下的设计计算和分析，以及轴承装置的设计。 目标 7：理解联轴器和离合器的种类和特性，工作原理，相关选择方法，了解安全联轴 器及安全离合器及特殊功用及特殊构造的联轴器及离合器。 目标 8：理解轴的功用和分类，轴设计的主要工作内容以及轴材料的选择，轴的结构设 计方法和应考虑的问题。 目标 9：理解弹簧的类型和应用情况，圆柱螺旋弹簧的结构、制造、材料及许用应力的 确定，圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧、圆柱螺旋扭转弹簧的设计计算。 能力目标：
目标10：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，具备设计机械 传动装置和简单机械的能力。 目标11：具备典型机械零件的实验、测试、数据汇总和分析能力。 目标12：具有应用机械标准、规范、手册、查阅技术资料和有效沟通的能力。 目标13：培养正确的设计思维，具备勇于创新探索、实事求是的设计精神。 二、教学基本要求 1、系统掌握关于机械设计的基本概念、基本定义和基本理论 2、系统地掌握普通零件和简单机根的基本设计理论和设计方法。 3、引导学生理论与实践相结合，要求学生能较熟练地利用所学上述知识分析问题和解 决问题。 4、引导学生了解工程科学前沿，了解机械设计的新发展和新方向。 5、注重培养学生的思维能力，采用的方法进行教学，培养和提高学生分析解决工程实 际问题的能力。 本课程所能支撑的毕业要求、以及本课程的教学目标与毕业要求的对应关系如下： 毕业要求 本课程的教学目标与 序号 毕业要求指标点具体内容 指标点 半业要求的对应关系 13掌握机械设计、制造及其自动化领域中的 毕业要求 专业基础知识，能针对复杂机械工程问题进 1.3 课程目标19 分析与设计，揭示机械产品或生产系统的工作 原理，确定关键因素： 2.1能够识别和判断影响机械设计、制造及其 毕业要求 自动化领域/系统中复杂工程问题的关键环节 课程目标2、10、11 2.1 和参数： 62了解机械工程领域的设计规范和技术标 毕业要求 准，能够对复杂机械工程问题的解决方案进行 课程目标12、13 62 合理性分析： 三、教学内容及要求 第一篇总论 第1章绪论(1学时)反映课程目标】 教学目的与要求 通过本部分学习，了解机械工业在现代化建设中的作用，熟悉本课程的内容、性质与任 务 教学内容
目标 10：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，具备设计机械 传动装置和简单机械的能力。 目标 11：具备典型机械零件的实验、测试、数据汇总和分析能力。 目标 12：具有应用机械标准、规范、手册、查阅技术资料和有效沟通的能力。 目标 13：培养正确的设计思维，具备勇于创新探索、实事求是的设计精神。 二、教学基本要求 1、系统掌握关于机械设计的基本概念、基本定义和基本理论。 2、系统地掌握普通零件和简单机械的基本设计理论和设计方法。 3、引导学生理论与实践相结合，要求学生能较熟练地利用所学上述知识分析问题和解 决问题。 4、引导学生了解工程科学前沿，了解机械设计的新发展和新方向。 5、注重培养学生的思维能力，采用的方法进行教学，培养和提高学生分析解决工程实 际问题的能力。 本课程所能支撑的毕业要求、以及本课程的教学目标与毕业要求的对应关系如下： 序号 毕业要求 指标点 毕业要求指标点具体内容 本课程的教学目标与 毕业要求的对应关系 1 毕业要求 1.3 1.3 掌握机械设计、制造及其自动化领域中的 专业基础知识，能针对复杂机械工程问题进行 分析与设计，揭示机械产品或生产系统的工作 原理，确定关键因素； 课程目标 1-9 2 毕业要求 2.1 2.1 能够识别和判断影响机械设计、制造及其 自动化领域/系统中复杂工程问题的关键环节 和参数； 课程目标 2、10、11 3 毕业要求 6.2 6.2 了解机械工程领域的设计规范和技术标 准，能够对复杂机械工程问题的解决方案进行 合理性分析； 课程目标 12、13 三、教学内容及要求 第一篇 总论 第 1 章绪论（1 学时）反映课程目标 1 教学目的与要求 通过本部分学习，了解机械工业在现代化建设中的作用，熟悉本课程的内容、性质与任 务。 教学内容
1-1机械工业在现代化建设中的作用 1-2机器的基本组成 13本课程的内容、性质和任务 考核要求 了解：机械工业在现代化建设中的作用。 熟悉：本课程的内容、性质与任务。 掌握：机器的基本组成要素。 第2章机械设计总论(2学时)反映课程目标1 教学目的与要求 通过本部分的学习，要求学生熟悉机器的组成，熟悉设计机器的一般程序及机械零件的 设计方法、一般步骤、机械零件的材料及其选用，熟悉对机器的主要要求和设计机械零件时 应满足的基本要求，掌握机械零件的主要失效形式及设计准则：了解机械零件设计中的标准 化和机械现代设计方法以及有关国内外研究发展。 教学内容 2.1机器的组成 2-2设计机器的一般程序 2-3对机器的主要要求 24机械零件的主要失效形式 25设计机械零件时应满足的基木要求 2-6机械零件的设计准则 2-7机械零件的设计方法 2-8机械零件设计的一般步骤 2-9机械零件的材料及其选用 2-10机械零件设计中的标准化 2-11机械现代设计方法简介 考核要求 了解：对机器的主要要求和设计机械零件时应满足的基本要求，机械零件设计中的标准 化，机械现代设计方法，有关国内外研究发展。 熟悉：设计机器的一般程序及机械零件的设计方法、一般步骤，，机械零件的材料及其 选用 掌握：机器的组成，机械零件的主要失效形式及设计准则。 第3章机械零件的强度(4学时)反映课程目标2 教学目的与要求
1-1 机械工业在现代化建设中的作用 1-2 机器的基本组成 1-3 本课程的内容、性质和任务 考核要求 了解：机械工业在现代化建设中的作用。 熟悉：本课程的内容、性质与任务。 掌握：机器的基本组成要素。 第 2 章机械设计总论（2 学时）反映课程目标 1 教学目的与要求 通过本部分的学习，要求学生熟悉机器的组成，熟悉设计机器的一般程序及机械零件的 设计方法、一般步骤、机械零件的材料及其选用，熟悉对机器的主要要求和设计机械零件时 应满足的基本要求，掌握机械零件的主要失效形式及设计准则；了解机械零件设计中的标准 化和机械现代设计方法以及有关国内外研究发展。 教学内容 2-1 机器的组成 2-2 设计机器的一般程序 2-3 对机器的主要要求 2-4 机械零件的主要失效形式 2-5 设计机械零件时应满足的基本要求 2-6 机械零件的设计准则 2-7 机械零件的设计方法 2-8 机械零件设计的一般步骤 2-9 机械零件的材料及其选用 2-10 机械零件设计中的标准化 2-11 机械现代设计方法简介 考核要求 了解：对机器的主要要求和设计机械零件时应满足的基本要求，机械零件设计中的标准 化，机械现代设计方法，有关国内外研究发展。 熟悉：设计机器的一般程序及机械零件的设计方法、一般步骤，，机械零件的材料及其 选用 掌握：机器的组成，机械零件的主要失效形式及设计准则。 第 3 章机械零件的强度（4 学时）反映课程目标 2 教学目的与要求
通过本部分学习，要求学生在掌握材料的疲劳特性的基础上掌捏机械零件的疲劳强度计 算方法，了解机械零件的抗断裂强度和接触强度。 教学内容 31材料的疲劳特性 32机械零件的疲劳强度计算 3-2机械零件的疲劳强度计算 33机械零件的抗断裂强度 34机械零件的接触强度 考核要求 了解：机械零件的抗断裂强度和接触强度。 掌握：材料的疲劳特性，机械零件的疲劳强度计算方法。 第四章摩掾磨损和润滑(1学时)反映课程目标3 教学目的和要求 通过本章学习，要求学生了解关于摩擦和磨损的基本概念，了解摩擦的分类和磨损发展 过程以及磨损的机理，了解流体润滑的基本原理，掌握动压润滑的基本原理，以及常用的润 滑剂、添加剂和润滑方法。 教学内容 4-1摩擦 4-2磨损 43润滑剂、添加剂和润滑方法 44流体润滑原理简介 考核要求 了解：摩擦及摩擦的分类，磨损、磨损发展过程以及磨损的机理，静压润滑、弹性流体 动压润滑 掌握：流体动压润滑的基本原理，常用的润滑剂、添加剂和润滑方法 第二篇连接 第5章螺纹连接和螺旋传动(6学时)反映课程目标4 教学目的和要求 通过本章学习，要求学生熟悉螺纹的形成、类型和应用、蝶纹的主要参数，熟悉常用螺 纹连接的类型及特点和标准连接件，熟悉螺纹连接预紧的目的及预紧力矩，熟悉螺纹连接防 松的目的及常用防松方法。要求学生掌握松螺栓连接和螺栓连接种情况下的受力分析和强度 计算方法，熟悉螺纹连接常用材料及许用应力的确定。掌握螺栓组连接的设计，熟悉提高螺 纹连接强度的措施，了解螺旋传动
通过本部分学习，要求学生在掌握材料的疲劳特性的基础上掌握机械零件的疲劳强度计 算方法，了解机械零件的抗断裂强度和接触强度。 教学内容 3-1 材料的疲劳特性 3-2 机械零件的疲劳强度计算 3-2 机械零件的疲劳强度计算 3-3 机械零件的抗断裂强度 3-4 机械零件的接触强度 考核要求 了解：机械零件的抗断裂强度和接触强度。 掌握：材料的疲劳特性，机械零件的疲劳强度计算方法。 第四章摩擦磨损和润滑（1 学时）反映课程目标 3 教学目的和要求 通过本章学习，要求学生了解关于摩擦和磨损的基本概念，了解摩擦的分类和磨损发展 过程以及磨损的机理，了解流体润滑的基本原理，掌握动压润滑的基本原理，以及常用的润 滑剂、添加剂和润滑方法。 教学内容 4-1 摩擦 4-2 磨损 4-3 润滑剂、添加剂和润滑方法 4-4 流体润滑原理简介 考核要求 了解：摩擦及摩擦的分类，磨损、磨损发展过程以及磨损的机理，静压润滑、弹性流体 动压润滑 掌握：流体动压润滑的基本原理，常用的润滑剂、添加剂和润滑方法。 第二篇连接 第 5 章螺纹连接和螺旋传动（6 学时）反映课程目标 4 教学目的和要求 通过本章学习，要求学生熟悉螺纹的形成、类型和应用、螺纹的主要参数，熟悉常用螺 纹连接的类型及特点和标准连接件，熟悉螺纹连接预紧的目的及预紧力矩，熟悉螺纹连接防 松的目的及常用防松方法。要求学生掌握松螺栓连接和螺栓连接种情况下的受力分析和强度 计算方法，熟悉螺纹连接常用材料及许用应力的确定。掌握螺栓组连接的设计，熟悉提高螺 纹连接强度的措施，了解螺旋传动