為了適應機械類專業教學體系及內容改革的發展趨勢，本教學將“機械原理”、“機械設計”兩門課程合一，目標是重組、融合相關教學內容，建立起內容合理、各內容之間銜接緊密的“大機械設計”課程教學

體系，使學生用較小的學時數完成技術基礎課程的學習，掌握較扎實、較寬廣的機械設計基礎知識。

——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，主要內容包括機械運動方案設計、機械工作能力設計等。

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

常用機構主要有連桿機構、凸輪機構、齒輪機構、間歇運動機構等；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、聯軸器與離合器等。

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授課目標

性質：工科專業基礎課

培養目的：

1、機構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、分析和設計機構的能力。

2、通用機械零件的設計原理、方法和機械設計的一般規律，具有設計一般機械的能力，并有運用標準、規范、手冊、圖冊等有關技術資料的能力。

課程大綱

01

緒論（2學時）

1.掌握機器的特征及組成；2.了解本課程內容、性質、特點和任務；3.了解機器、機構、機械、常用機構、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本課程的內容、性質和任務

02

機械設計概述（2學時）

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

課時

2.1概述

2.2機器的功能分析及功能原理設計

2.3機械設計的基本要求和程序

2.4機械設計中的常用設計方法

03

機械運動設計與分析基礎（4學時）

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

課時

3.1概述

3.2機構的組成

3.3平面機構運動簡圖

3.4平面機構的自由度計算

3.5平面機構的速度瞬心

04

平面連桿機構（4學時）

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

課時

6.1概述

6.2平面連桿機構的基本形式及演化

6.3平面連桿機構的基本特性

6.4平面連桿機構的運動設計

05

凸輪機構（4學時）

1.了解凸輪機構的組成、分類及應用；2.了解從動件常用運動規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.掌握凸輪機構基本尺寸的確定方法。

課時

7.1概述

7.2凸輪機構的類型和應用

7.3從動件的幾種常用運動規律

7.4盤形凸輪輪廓曲線的設計

7.5凸輪機構的基本尺寸設計

06

齒輪傳動（8學時）

1.了解齒輪機構的組成及分類；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、根切現象的產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.了解齒輪的結構形式。

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齒輪的結構

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計算；2.了解蝸桿傳動的分類、蝸桿傳動的精度、自鎖現象及自鎖條件；3.掌握蝸桿傳動的受力分析、蝸桿傳動的效率計算；4.掌握蝸桿傳動設計及蝸桿傳動熱平衡計算。5.了解蝸桿、蝸輪的結構形式。

課時

9.1概述

9.2普通圓柱蝸桿傳動的主要參數與幾何尺寸計算

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及設計選擇原則、方法；3.掌握帶傳動的設計方法；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.了解棘輪機構的組成、工作原理、類型及運動特性和應用；2.了解槽輪機構組成、類型、定位裝置及運動特性和應用。

課時

12.1概述

12.2棘輪機構

12.3槽輪機構

11

機械系統動力學（4學時）

1.了解機械系統動力學分析原理；2.掌握機械系統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節方法；4.掌握剛性轉子靜平衡、動平衡的原理和方法。

課時

14.1概述

14.2機械系統動力學分析原理

14.3機械系統的速度波動及其調節

14.4剛性回轉構件的平衡

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構設計；3.了解平鍵、花鍵聯接的特點，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構設計；7.了解滾動軸承的調整、固定、裝拆、預緊、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構

17.3滑動軸承軸瓦結構

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軸承裝置的結構設計

14

聯軸器與離合器（1學時）

1.了解聯軸器與離合器的功能；2.了解聯軸器的類型、應用及選擇；3.了解離合器的類型及應用。

課時

18.1概述

18.2聯軸器

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、特點及其應用；2.掌握螺紋連接的預緊和防松原理、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螺紋連接的預緊和放松

15.4螺紋連接的強度計算

15.5螺紋連接設計

預備知識

1、機械制圖

2、理論力學

3、材料力學

4、材料工藝基礎學

5、互換性與測量技術

備注：本門課程為機械類公開專業基礎課，沒有先修課程基礎的同學（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

為積極響應國家低碳環保政策，2021年秋季學期開始，中國大學MOOC平臺將取消紙質版的認證證書，僅提供電子版的認證證書服務，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.根據國家相關法律法規要求，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，系統將自動生成并發送電子版認證證書。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.機械設計基礎（第三版）.北京：科學出版社，2010.（理論課使用教材）

[2]張策.機械原理與機械設計.北京：機械工業出版社，2004.

[3]趙衛軍.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.機械設計（4版）（英文版）.電子工業出版社，2007.

常見問題

1、該課程是《機械原理》和《機械設計》的綜合嗎？

答：該課程為了適應課程改革的需要，把大面積本科生機械專業基礎課中的《機械原理》和《機械設計》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40%，題型基本來自教材《機械設計基礎》課后作業及自主命題，需要完成作業提交和完成規定的互評數量，隨堂布置的課程討論的表現等；課程結束考試60%。60分及以上為合格，85分及以上為優秀。

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。以往的實驗內容為：

實驗1：機械原理實驗室現場教學（2）實驗2：縫紉機機構分析（2）

實驗3：齒輪范成（2）實驗4：機構搭建（2）

實驗5：機械設計實驗室現場教學（2）實驗6：帶傳動分析（2）

實驗7：轉子動平衡（2）實驗8：軸系結構分析（2）

《機械設計基礎》這門課程的動手實踐能力培養與訓練非常重要，建議網絡學習的同學對實驗環節有意識地創造條件進行完善。對于西安地區的學生，可以與西安交大機械基礎實驗教學中心（西2-西102，電話：82667984）溝通，并聯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。無先修課程基礎者，請慎入！

5、本門課程的作業題量多不多？

答：本門課程的作業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定的，為了防止網絡抄襲，自主命題作業有一定的挑戰性。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基礎課程來設定的，考研的同學因學術類和專業類研究生的不同，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定內容。