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为了适应机械类专业教学体系及内容改革的发展趋势，本教学将“机械原理”、“机械设计”两门课程合一，目标是重组、融合相关教学内容，建立起内容合理、各内容之间衔接紧密的“大机械设计”课程教学

体系，使学生用较小的学时数完成技术基础课程的学习，掌握较扎实、较宽广的机械设计基础知识。

—— 课程团队 课程概述

      本课程是研究机械共性问题的一门工程科学课，主要内容包括机械运动方案设计、机械工作能力设计等。

      课程以一般机械中的常用机构和通用零部件为对象，阐述了常用机构和通用零部件的工作原理、结构特点、运动与传力特性、运动方案设计和工作能力设计的基础理论知识与方法。

       常用机构主要有连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、间歇运动机构等；通用零部件则有带传动、齿轮传动、蜗杆传动、轴、轴承、螺纹连接、联轴器与离合器等。

 授课目标

性质：工科专业基础课 

培养目的：

 1、机构学和机械动力学的基本理论、基本知识和基本技能，初步具有拟定机械运动方案、分析和设计机构的能力。

 2、通用机械零件的设计原理、方法和机械设计的一般规律，具有设计一般机械的能力，并有运用标准、规范、手册、图册等有关技术资料的能力。

 课程大纲

01

绪论（2学时）

1.掌握机器的特征及组成；2.了解本课程内容、性质、特点和任务；3.了解机器、机构、机械、常用机构、通用零件、标准件、专用零件和部件的概念；

课时

1.1 机械组成

1.2 本课程的内容、性质和任务

02

机械设计概述（2学时）

1.了解机器的功能分析及功能原理设计；2.了解机械设计的基本要求和程序；3. 机械设计中的常用设计方法。

课时

2.1 概述

2.2 机器的功能分析及功能原理设计

2.3 机械设计的基本要求和程序

2.4 机械设计中的常用设计方法

03

机械运动设计与分析基础（4学时）

1.掌握机构的组成要素；2.掌握平面运动副的定义、分类、特征和表示方法；3.掌握平面机构运动简图绘制方法；4.掌握平面机构自由度计算方法；5.掌握利用速度瞬心分析平面机构中构件速度的方法。

课时

3.1 概述

3.2 机构的组成

3.3 平面机构运动简图

3.4 平面机构的自由度计算

3.5 平面机构的速度瞬心

04

平面连杆机构（4学时）

1.了解平面连杆机构的组成及其主要优缺点；2.了解平面连杆机构的基本形式及其演化和应用；3. 掌握平面四杆机构的基本特性；4.能够根据给定运动条件应用图解法进行平面四杆机构的综合；5.了解其它平面四杆机构的综合方法。

课时

6.1 概述

6.2 平面连杆机构的基本形式及演化

6.3 平面连杆机构的基本特性

6.4 平面连杆机构的运动设计

05

凸轮机构（4学时）

1.了解凸轮机构的组成、分类及应用；2.了解从动件常用运动规律的特性及选择原则；3.掌握盘形凸轮轮廓曲线的绘制方法；4.掌握凸轮机构基本尺寸的确定方法。

课时

7.1 概述

7.2 凸轮机构的类型和应用

7.3 从动件的几种常用运动规律

7.4 盘形凸轮轮廓曲线的设计

7.5 凸轮机构的基本尺寸设计

06

齿轮传动（8学时）

1.了解齿轮机构的组成及分类；2.了解齿廓啮合基本定律及定传动比条件；3.了解渐开线的形成、特点及方程；4.掌握渐开线齿轮的啮合特性，基本尺寸计算方法及啮合图；5.了解渐开线齿轮的加工方法、根切现象的产生及齿轮变位的概念；6.了解齿轮传动的失效形式及防止失效的措施、设计准则及材料选择；7.掌握直齿圆柱齿轮的强度计算方法；8.了解齿轮的结构形式。

课时

8.1 概述

8.2 齿廓啮合基本定律

8.3 渐开线齿廓

8.4 渐开线标准直齿圆柱齿轮及其啮合传动

8.5 渐开线齿轮的加工方法及齿轮变位的概念

8.6 齿轮传动的失效形式、设计准则及材料选择

8.7 齿轮传动的计算载荷

8.8 直齿圆柱齿轮的强度计算

8.9 齿轮的结构

07

蜗杆传动（4学时）

1.掌握蜗杆传动的特点、普通圆柱蜗杆传动的主要参数计算；2.了解蜗杆传动的分类、蜗杆传动的精度、自锁现象及自锁条件；3.掌握蜗杆传动的受力分析、蜗杆传动的效率计算；4. 掌握蜗杆传动设计及蜗杆传动热平衡计算。5. 了解蜗杆、蜗轮的结构形式。

课时

9.1 概述

9.2 普通圆柱蜗杆传动的主要参数与几何尺寸计算

9.3 蜗杆传动的工作情况分析

9.4 蜗杆传动设计

08

轮系（4学时）

1.了解轮系的类型与功用；2.掌握基本轮系的划分及定轴轮系、周转轮系和混合轮系传动比的计算方法。

课时

10.1 概述

10.2 定轴轮系及其传动比计算

10.3 周转轮系及其传动比计算

10.4 混合轮系及其传动比计算

10.5 轮系的功用

09

带传动（4学时）

1.掌握带传动的主要特点、带传动的工作情况分析；2.掌握带传动的主要参数及设计选择原则、方法；3.掌握带传动的设计方法；4.了解带传动的使用和维护。

课时

11.1 概述

11.2 V带和带轮

11.3 带传动的工作情况分析

11.4 带传动的强度计算

11.5 普通V带传动的设计

11.6 V带的使用和维护

10

其它传动类型简介（2学时）

1.了解棘轮机构的组成、工作原理、类型及运动特性和应用；2.了解槽轮机构组成、类型、定位装置及运动特性和应用。

课时

12.1 概述

12.2 棘轮机构

12.3 槽轮机构

11

机械系统动力学（4学时）

1.了解机械系统动力学分析原理；2.掌握机械系统等效动力学模型的建立方法；3.了解并掌握机器运动速度波动的原因及调节方法；4.掌握刚性转子静平衡、动平衡的原理和方法。

课时

14.1 概述

14.2 机械系统动力学分析原理

14.3 机械系统的速度波动及其调节

14.4 刚性回转构件的平衡

12

轴（3学时）

1.了解轴的功用及类型，轴的材料选择及热处理方法；2.掌握轴的初步强度计算方法和轴的结构设计；3.了解平键、花键联接的特点，键强度计算；4.了解提高轴强度、刚度的方法。

课时

16.1 概述

16.2 轴的工作能力计算模型

16.3 轴的设计

13

轴承（6学时）

1.了解轴承的功用，滚动轴承和滑动轴承的主要特点及应用场合；2.了解滑动轴承轴瓦和轴承衬材料；3.掌握非液体摩擦滑动轴承的主要失效形式和设计计算方法；4.了解滚动轴承的基本类型和各自的主要特点及选择；5.掌握滚动轴承寿命计算、当量动负荷计算和轴向载荷计算；6.了解滚动轴承组合结构设计；7.了解滚动轴承的调整、固定、装拆、预紧、润滑、密封的主要作用和方法。

课时

17.1 概述

17.2 滑动轴承的类型和典型结构

17.3 滑动轴承轴瓦结构

17.4 滑动轴承的工作能力计算

17.5 滚动轴承的主要类型、特点及其代号

17.6 滚动轴承的类型选择

17.7 滚动轴承的工作情况分析

17.8 滚动轴承的额定载荷与寿命

17.9 滚动轴承的静载荷计算

17.10 轴承装置的结构设计

14

联轴器与离合器（1学时）

1.了解联轴器与离合器的功能；2.了解联轴器的类型、应用及选择；3.了解离合器的类型及应用。

课时

18.1 概述

18.2 联轴器

18.3 离合器

15

螺纹连接（4学时）

1.了解螺纹连接的基本类型、特点及其应用；2. 掌握螺纹连接的预紧和防松原理、方法；3.掌握单个螺栓连接的强度计算方法和螺栓组连接的设计与受力分析；4.了解提高螺纹连接强度的措施。

课时

15.1 概述

15.2 螺纹连接的基本知识

15.3 螺纹连接的预紧和放松

15.4 螺纹连接的强度计算

15.5 螺纹连接设计

预备知识

1、机械制图

2、理论力学

3、材料力学

4、材料工艺基础学

5、互换性与测量技术

备注：本门课程为机械类公开专业基础课，没有先修课程基础的同学（如社会学习者、高中生、大一大二等）慎入，以免学习效果不佳而耽误时间！！！

 证书要求

为积极响应国家低碳环保政策， 2021年秋季学期开始，中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书，仅提供电子版的认证证书服务，证书申请方式和流程不变。

电子版认证证书支持查询验证，可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询，或者访问 官方网站，通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。

完成课程教学内容学习和考核，成绩达到课程考核标准的学生（每门课程的考核标准不同，详见课程内的评分标准），具备申请认证证书资格，可在证书申请开放期间（以申请页面显示的时间为准），完成在线付费申请。

认证证书申请注意事项：

1. 根据国家相关法律法规要求，认证证书申请时要求进行实名认证，请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。

2. 完成实名认证并支付后，系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。

 参考资料

[1] 陈晓南,杨培林,等.机械设计基础（第三版）.北京：科学出版社，2010.（理论课使用教材）

   [2] 张策.机械原理与机械设计.北京：机械工业出版社，2004.

   [3] 赵卫军.机械原理.西安：西安交通大学出版社，2003.

   [4] 濮良贵，纪名刚.机械设计.北京：高等教育出版社，2001.

   [5] 孙桓.机械原理教学指南.北京：高等教育出版社，1998.

   [6] 汝元功，唐照民.机械设计手册.北京：高等教育出版社，1995.

   [7] Norton, Robert L. Boston, Design of machinery an introduction to the synthesis and analysis of mechanisms and machines, McGraw-Hill, c2001.

   [8] 莫特. 机械设计（4版）（英文版）.电子工业出版社，2007.

 常见问题

1、该课程是《机械原理》和《机械设计》的综合吗？

答：该课程为了适应课程改革的需要，把大面积本科生机械专业基础课中的《机械原理》和《机械设计》有机融合在一起，而并不是简单地把两门课程综合。课程教学内容的详细情况请见上面列出的课程大纲。

2、只参加期末考试或者只参加平时作业能取得合格证书吗？

答：该课程的记分方式：本课程采用百分制计分，平时单元测试与作业40%，题型基本来自教材《机械设计基础》课后作业及自主命题，需要完成作业提交和完成规定的互评数量，随堂布置的课程讨论的表现等；课程结束考试60%。60分及以上为合格，85分及以上为优秀。

3、该课程有没有实验课？

答：该课程在西安交通大学机械工程学院是有专门的课程实验，有8个课程实验。以往的实验内容为：   

    实验1：机械原理实验室现场教学（2）         实验2：缝纫机机构分析（2）

实验3：齿轮范成（2）                       实验4：机构搭建（2）

实验5：机械设计实验室现场教学（2）         实验6：带传动分析（2）

实验7：转子动平衡（2）                     实验8：轴系结构分析（2）

    《机械设计基础》这门课程的动手实践能力培养与训练非常重要，建议网络学习的同学对实验环节有意识地创造条件进行完善。对于西安地区的学生，可以与西安交大机械基础实验教学中心（西2-西102，电话：82667984）沟通，并联系安排实验课程的学习。

4、本门课程的学习门槛是什么？

答：学习门槛请见前面的先修课程要求。无先修课程基础者，请慎入！

5、本门课程的作业题量多不多？

答：本门课程的作业题量及难度基本按照西安交通大学本门课程教学大纲来设定的，为了防止网络抄袭，自主命题作业有一定的挑战性。如果觉得可以轻松拿证书，请飘过！

6、本门课程的教纲是不是西安交通大学机械学院的考研要求大纲？

答：不是。本门课程的教纲完全是针对工科大类的机械类专业基础课程来设定的，考研的同学因学术类和专业类研究生的不同，本门课程的考研大纲也会有所差异。但总体来说，本MOOC课程覆盖了大部分的考研大纲规定内容。