机械基础课程设计总结（精选8篇）
《机械设计基础》作为高职高专机电类专业的一门专业技术基础课。基于该课程在机电专业的核心地位，为了提高该课程的教学效果和设计水平，本学期把它作为机电专业教学改革的试点课程，在机电1003班进行教学试点。通过这一学期的教学，教与学两方面取得了一定的教学效果，同时也存在一些问题，现总结如下：
首先在教学内容方面。本学期注重教学内容的重组，重视结论，忽略详细的推导证明，删减过时内容。完善设计所必要的基本知识和基本理论，增加基本设计方法和实践性内容。比如在机构分析中，增加了解析法内容。解析法更能准确全面地反映工程实际，同时也是机械系统向智能化、高精度、高可靠性等方向发展的要求。结合专业培养目标整合教学内容。整合教学内容以后，简化了很多内容，学生负担减轻了，同时也提高了同学们的学习积极性、能够很好地参与到教学中。
其次在教学方法改革方面。采用启发式、师生互动、诱导激励等教学方法，培养创新意识，激发学生创造性思维，在课堂教学中，鼓励学生积极思考，敢于提出问题，回答问题，营造一个活跃的课堂氛围，使学生养成积极主动思维的习惯。通过教学方法的改革，改变了以往灌输式的教学模式，一定程度上提高了学生参与学习的积极性。
再次在实践性教学环节方面。实践教学是理论教学的最终落脚点，能够充分体现出学生对所学知识的灵活运用程度。实践教学包括实验教学和课程设计。实验教学是是培养学生动手能力和工程意识的重要手段，是学生来验证一些结论现象的有效途径，本来应该增设设计型机构方案构思组装实验，但是由于实践条件有限，不能很好实施。机械设计基础课程设计是机械设计基础课程教学的最后一个环节，其目的是培养学生综合运用基础理论知识的能力、工程分析能力和运用资料等基本设计能力。通过16、17两周的机械设计基础课程设计，同学们通过设计多套方案，进行比较选择，充分发挥学生的想象力和创造性。在这次实践环节过程中，同学们都能积极参与进来，细心查阅资料，计算数据，最终完成设计图纸及说明书，通过同学们的完成程度可以看出学生综合运用知识的能力得到了 1 提升，为以后从事机械设计行业打下了一定基础，收到了学生的好评，达到了很好的教学效果。
最后在考核模式改革方面。结合实际情况，本学期在班上组织3次综合测评，针对每个阶段的学习内容尽量给出一些创新型的题目，在调动学生的积极性的同时，提高学生对知识的灵活运用能力。同时注重应用基础理论与方法独立完成习题、作业情况的考核，通过布置作业等形式来考核学生的能力，针对学生的作业质量等进行详尽的评定，把平时作业的完成状况纳入课程的最终考评中。同时强调同学们平时学习的参与程度，大部分学生能积极地参与到教学中来，能够针对不同时期的学习内容提出一定的想法。通过这种考核方式，加大了期末考核的过关率，同时也激发了同学们平时学习的积极性。
综上所述，机械设计基础课程教学的改革是一个系统工程，涉及到课程教学的每个环节，由于本学期时间和精力有限，虽然取得了一定的教学效果，但是不是很理想，我会在以后的教学过程中逐渐去完善教学每个环节，同时也应该加强在实践方面的教学探索。在今后的教学中注重基本理论知识的同时，增加新内容，拓宽学生的知识面，提高学生的综合素质，不断培养学生的动手解决实际问题的能力、创新能力、设计能力等。
1 课程设计目的
机械设计基础课程设计是一个重要教学环节, 也是学生一次综合能力的训练。其基本目的有三个方面: (1) 使学生进一步巩固、深化本课程所学到的理论知识, 并能灵活运用有关先修课程的理论, 结合生产实际分析和解决工程实际问题的能力。 (2) 学习和掌握设计的一般步骤和方法。通过制定设计方案合理选择传动机构和零件类型, 正确计算零件工作能力、确定尺寸和选择材料, 以及较全面的考虑制造工艺、使用和维护等要求, 进行结构设计, 达到了解和掌握机械零件、机械传动装置的设计过程和方法。 (3) 进行设计基本技能的训练。例如计算、绘图、熟悉和运用设计资料手册、图册、标准和规范等。
2 课程设计内容
根据教学大纲及教学计划, 本学期在学习完机械设计基础内容之后, 要进行一次具有实践性的课程设计。机械设计基础课程设计选择圆柱齿轮减速器作为设计题目, 因为减速器的设计基本包括了机械设计基础理论课程的具有典型性、代表性的通用零件。设计内容包括7个部分:总体方案确定、传动方案确定、传动装置的总体设计、零件的设计计算和选择、箱体及其附件的设计、装配图和零件图的绘制和编写设计说明书。
3 实施方式
机械基础课程设计一般安排在学期未进行, 时间为1周, 时间短, 课程设计期间学生还要复习, 参加其他科目的考试, 不能全身心的投入到课程设计中来, 针对目前存在的问题, 我在教学和实践环节进行了一些初步尝试。为避免以往教师指导过细、设计作品千篇一律的弊端, 对课程设计的辅导重点在于方法, 教会学生从原理方案的设计和论证、各系统的实施到系统总成的整个过程能够自主进行, 加深对减速器系统的整体认识, 培养他们的创新设计能力, 充分发挥学生的创新潜能。
3.1 设计前准备工作
由于本门课程理论教学学时数较少, 而且内容抽象, 对于生产实践能力欠缺的学生来说, 激发他们的学习性趣很难, 而课程设计安排在考试前一周内完成。作为指导教师为了使学生能顺利地完成所布置的任务, 在设计过程中要加以指导。在设计开始时, 轴的结构设计和减速器的外形尺寸的确定对于学生来说是难点, 所以对减速器的设计专门进行了一次多媒体授课。首先让学生看减速器设计和制造录像片, 了解减速器产品及其设计过程。然后做减速器的装拆试验, 形象地认识减速器的结构。本课程设计之前, 指导教师根据课程设计指导书进行了具体安排, 并且制定了具体的设计安排计划和详细的设计任务书。对全体学生就设计的步骤、要求、说明书的书写格式等进行总体的指导, 在设计过程中, 指导教师坚持每天都到现场进行指导。
由于课程设计工作量大, 为了确保设计工作的顺利进行, 要求学生制定大致的设计时间分配表, 同时, 指导教师在设计开始时要对学生进行集中讲解和辅导, 帮助学生明白设计任务及要求.同时对学生掌握程度不够的设计工具的使用方法进行集中辅导.本课程设计集中1周进行, 但在实施的过程中发现时间不够, 实际执行时, 应在机械设计基础课程结束后就布置设计任务, 要求学生早做前期准备, 查找相关的资料和手册, 但是从最后的结果来看, 大部分学生都没有做好这部分工作, 都是临到课程设计的一周来做, 结果未能在规定的时间内完成任务。
3.2 结构设计
研究设计任务书, 分析设计题目, 了解原始数据和工作条件, 明确设计内容和要求。结构设计是确定零部件形状和尺寸的主要阶段。重点是设计齿轮的结构和轴的结构, 对于小齿轮的设计, 应采用较小模数和较多齿数, 这样, 即可以增加重合度, 又减少了小齿轮的齿顶圆直径, 从而使箱体外廓尺寸变小, 节省了材料, 减轻了重量。对于轴的结构设计, 为了便于轴上零件的装拆, 轴一般做成中间粗两端细的阶梯轴, 然后设计成合理的形状和尺寸。为了清楚的表达设计意图, 装配草图的绘制尤其重要。该阶段不仅要确定减速器的结构和尺寸, 更重要的是通过装配草图的设计过程体会边计算、边画图、边修改的设计方法。
装配草图设计阶段从时间分配和学生成绩考核方面都占较大比例, 为保证装配草图的设计质量, 学生自检后必须教师签字审核草图, 然后才能在图纸上画图。设计过程中教师严格检查、记录和掌握每个学生的设计进度和质量, 并适时地给予学生指导。学生在设计过程中必须做到: (1) 随时复习教科书、听课笔记及习题。 (2) 及时了解有关资料, 做好准备工作, 充分发挥自己的主观能动性和创造性。 (3) 认真计算和制图, 保证计算正确和图纸质量。
4 几点体会
教师每天到教室指导学生设计、计算、绘图以便及时发现问题和解决问题。要求每位学生在设计过程中充分发挥自己的独立工作能力及创造能力, 对每个问题都应进行分析、比较并提出自己的见解, 反对盲从、杜绝抄袭。在课程设计过程中, 发现学生主要存在以下问题: (1) 学习态度不够认真, 不能按进度计划表执行。少数同学刚开始时, 手忙脚乱, 第二天才进入状态。不能按时在规定的教室设计, 出现迟到, 矿课现象, 虽然一再强调平时出勤记入课程设计总成绩。 (2) 独立工作能力差, 设计时不能或不进行独立思考, 学生的依赖性太强, 碰到什么问题都来问老师。 (3) 图纸质量较差, 特别是标准画法、尺寸标注, 出现问题较多, 表达不清楚。 (4) 说明书内容不够完整、工整。设计说明书是对整个设计过程的总结和提升, 要求文字简明、通顺, 尽量使用专业术语。
5 结语
如何把专业课教学与工程实际联系起来, 一直是工程教育者努力的方向.目前高校的专业课教学存在与工程实际脱节的问题, 坚持理论教学与实践教学并重, 可大幅提高教学效率和教学质量。
参考文献
[1]杨可桢, 程光蕴.机械设计基础[M].北京:高等教育出版社, 1999.
[2]吴宗泽, 罗圣国.机械设计课程设计手册[M].北京:高等教育出版社, 2011.
关键词：机械设计基础；课程设计；减速器
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）12-0142-02
《机械设计基础》是近机类专业必修的一门技术基础课程，它主要介绍常用机构和通用机械零部件设计的基本知识、基本理论及设计方法等内容，为学生学习后续的专业课程奠定一定的基础，具有较强的理论性和实践性。《机械设计基础》课程设计是《机械设计基础》课程重要的实践性教学环节，一般安排在课程结束之后，大约占用两周时间，是学生在大学里第一次较为全面的工程设计与实践训练。课程设计的主要目的是让学生综合运用本课程的理论知识和生产实际知识，起到深化拓展有关机械设计方面知识的作用，为后续专业课程的学习、顺利完成毕业设计任务、提高就业率等打下一定的基础。
一、课程设计质量的提高办法
《机械设计基础》课程设计通常选择一般用途的机械传动装置或者简单机械作为设计内容。目前采用较广的是将以齿轮减速器或蜗杆减速器为主体的机械传动装置作为设计课题。因为减速器能够较全面地反映本课程所学的内容，主要包括电机、带传动、齿轮传动、轴、轴承、联轴器、螺栓、键、销、润滑、密封、减速器附件及箱体等，偏重零件方面的设计。课程设计的工作量为减速器总装配图（0#图纸）1张，齿轮和轴类零件工作图（3#图纸）各一张，设计计算说明书一份（16k纸25页左右）。内容较多而且设计过程比较复杂，需要把设计出的参数变为具体的结构，要求学生在两周内完成确实有一定的难度。那么，如何帮助学生顺利完成课程设计，如何提高课程设计的质量呢？本文结合多年的教学经验进行简单介绍。
1.要求学生重视课程设计。学生往往认为课程设计是一门考查课，比开卷考试还容易应付，无非就是把课程的内容按照一定的顺序抄写一遍，因而敷衍了事，把更多的精力都用在了复习其他课程上，对课程设计缺乏积极性和主动性。部分学生还以查阅资料为幌子逃课、迟到、早退等，甚至同学之间相互抄袭，瞎编乱造，忽略了知识体系的系统性和完整性，结果当然是课程设计质量不令人满意，故而必须要求学生从思想上重视课程设计。
2.要求教师严格管理课程设计过程。教师对课程设计的管理不够严格，不关心学生的出勤率以及迟到早退现象，或者把考勤任务直接交给班干部，而班干部又碍于班级同学的情面，不向指导老师如实汇报出勤率，这就给部分同学提供了钻空子的机会。课程设计占用两周时间，教师应该严格卡住时间点，比如：第1周，完成执行机构运动简图的绘制，完成减速器箱体、润滑以及附件的设计，完成总装图的手绘图，并及时进行检查，及时改正存在的错误，防止学生走弯路；第2周，绘制零件图，完成设计计算说明书，要求学生按时完成给定的任务，提高他们的独立工作能力，加深对理论知识的理解掌握，防止个别同学平时不努力做，专搞最后突击、抄袭。两周的课程设计结束，要组织学生进行答辩，对于那些回答问题模糊不清，说话支支吾吾、语无伦次，图纸上漏洞百出的同学要严厉批评，要求其认真整改，问题严重的同学要重新进行课程设计。
3.要求学生自己动手拆装减速器。减速器在现代机械中应用非常广泛，但是大部分学生从来都没有接触过，对其详细结构当然也缺乏感性认识。只有通过实物装拆，才能使学生对减速器的结构有更加直观的认识，才能进一步分析减速器中力和运动的传递途径。装拆的重点是轴系零部件的结构及装配关系，使学生能够在设计中结合实际，选择合适的结构和尺寸，条件允许的话，还可以组织学生去减速器生产厂家参观或者观看陈列室。此外，对于箱体的设计也非常重要，箱体结构复杂，其各个尺寸，如箱体壁厚、箱座凸缘厚、箱体深度、轴承端盖外径、凸台高度、外箱壁至轴承座端面的距离等，单凭想象或查资料很难设计，有了实物才容易理解，方便学生绘制总装图和零件图。
4.要求学生重视传动方案的选择。传动装置用于将原动机的运动和动力传给工作机构，并协调二者的转速和转矩，以满足工作机对运动和动力的要求。传动方案的拟定主要包括传动装置的选择、总传动比的确定、各级传动比的分配、传动装置的运动和动力参数的计算等。传动方案拟定是机器总体设计的主要组成部分，方案设计的优劣对机器的工作性能、工作可靠性、外廓尺寸等均有一定程度的影响，因此确定一个较优的传动方案至关重要，需要对各种方案进行仔细分析比较，还要考虑工作环境、载荷平稳性、生产条件等多个方面。当采用几种传动形式组成的多级传动时，需要考虑各级传动机构的布置顺序，各级机构所适应的速度范围等，还需要考虑各种传动形式的优点和缺点，如：带传动工作平稳，具有缓冲吸振、过载保护等优点，适宜放在高速级，但是它的承载能力较低，结构尺寸比较大；链传动因多边形效应而存在运动不均匀、有一定的冲击振动，适宜放在低速级；斜齿轮传动的平稳性比直齿轮好，承载能力也较强，适宜放在高速级，但是在传动中会有附加轴向力产生；锥齿轮加工比较困难，一般放在高速级，并限制其传动比大小，以减小其直径和模数；蜗杆传动的传动比大，传动平稳，但是效率低，适宜放在高速级，以减小传递的转矩，获得较小的结构尺寸从而提高效率。
5.重点检查图纸中存在的问题。课程设计的两周结束后，要求学生把设计结果以图纸和说明书的方式上交，并在答辩时正确完整地回答老师提出的问题。这样一来，学生就需要完全清楚整个设计过程，并在图纸上正确表达出来，在说明书中提供有关参数的合理选择。关于画图部分，用到了机械制图课程中所学的知识，如主视图、俯视图、左视图，“长对正、高平齐、宽相等”，尺寸标注、公差配合、表面粗糙度等内容，学生必须严格按照制图的有关标准去执行。此外还应注意一些容易出错儿的细节问题，如两个齿轮啮合处、螺纹联接处、滚动轴承处、油标及油塞的位置、轴承端盖上螺钉的位置、三个视图的投影关系等。还需提醒学生注意，总装图中的尺寸标注主要包括特性尺寸、配合尺寸、安装尺寸和外形尺寸，其他的尺寸都标在零件图上；轴承与孔的配合，只标轴的配合性质；齿轮与孔的配合，标轴和孔的配合性质；零件序号的编写、明细表、标题栏的填写一定要遵守国标规定；图中的数字、字母、汉字、符号等也要按照要求书写。
6.重视答辩与成绩评定。答辩是课程设计的最后一个环节，是对学生工作成果的一次全面检查，通过提问题的方式引发学生思考，帮助他们提高对机械设计过程的理解和认识水平，因此务必组织学生进行答辩。在答辩过程中，可以发现学生设计中存在的问题，要求学生进行改正，提高设计质量。成绩评定要采用以答辩为主，参照平时表现（包括出勤情况、学习态度、钻研精神、遵守纪律情况等），设计计算说明书及图纸质量综合评定的方法。
《机械设计基础》课程设计是教学实践环节中很重要的一环，是启迪学生的创新思维、开拓学生创新潜能的重要手段，只有这些工作都做好了，才能保证课程设计的教学效果。
参考文献：
[1]朱龙英.机械设计基础[M].北京：机械工业出版社，2009，1.
[2]周海.机械设计课程设计[M].西安：西安电子科技大学出版社，2011，8.
课程名称：《机械设计基础》
适用专业：2017级电气工程及其自动化（专升本 函授）2017级机电一体化技术（专科 函授）2016级车辆工程（专升本 函授 业余）辅导教材：《机械设计》(第二版),王为主编，华中科技大学出版社，2014.一、本课程的地位、任务和作用
本课程是一门介绍常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本设计理论和计算方法的技术基础课。其任务是培养学生：
1.掌握常用机构的结构、特性等基本知识，并初步具有选用和分析基本结构的能力；
2.掌握通用零部件的工作原理、特点、应用和简单的设计计算方法，并初步具有选用和分析简单机械和传动装置的能力；
3.具有运用标准、规范、手册、图册等有关技术资料的能力。
二、本课程的相关课程
1、先修课程：《画法几何及机械制图Ⅰ》、《工程训练Ⅰ》、《理论力学Ⅱ》、《材料力学Ⅱ》、《机械原理》
2、后续课程：《CAD/CAM》、《机械制造装备设计》、课程设计、毕业设计
三、本课程的基本内容及要求
（一）平面机构的运动简图和自由度
了解机构运动的可能性和确定性，熟悉构件及其自由度、运动副及其约束以及运动副的分类和代表符号；明确平面机构具有确定运动的条件和计算机构自由度的意义；基本掌握简单机构运动简图绘制方法，熟练掌握平面机构自由度的计算方法。
（二）平面连杆机构
熟悉铰链四杆机构的三种基本形式和特点，明确曲柄存在的条件，了解机构形式与尺寸之间的关系；了解铰链四杆机构的主要演化形式及其特点；掌握用图解法设计平面四杆机构的方法。
（三）凸轮机构
了解凸轮机构的类型，掌握从动件的常用运动规律、压力角的概念，熟悉作图法设计凸轮机构。
（四）齿轮机构 掌握齿轮机构的特点、类型、齿轮各部分的名称，渐开线标准齿轮的切齿原理、根切现象及变位齿轮的概念；明确齿廓啮合基本定律、渐开线及其性质、齿轮传动正确啮合条件、可分性、重合度；掌握渐开线圆柱齿轮的啮合原理及几何尺寸的计算；了解平行轴斜齿轮机构齿廓曲面的形成、正确啮合条件、当量齿数的概念、螺旋角的选取范围；了解直齿圆锥齿轮机构的传动特点、正确啮合条件。
（五）轮系
明确轮系的分类和应用；掌握轮系传动比的计算方法。
（六）间歇运动机构
理解棘轮机构、槽轮机构的用途及其运动分析；了解不完全齿轮机构和凸轮式间歇运动机构的原理和用途。
（七）机械零件设计概论
了解机械零件应满足的要求，理解机械零件的工作能力和设计准则。
（八）连接
了解机械零件连接的一般形式和应用；熟悉键连接的用途、平键尺寸的选择及强度校核，螺纹牙型标准、主要几何参数、防松装置；能进行螺栓连接的受力分析、强度计算，按国标正确选择螺纹标准。
（九）齿轮传动
了解齿轮传动的常用精度等级，明确轮齿的失效形式及设计准则、齿轮材料及热处理工艺；掌握直齿圆柱齿轮传动的受力分析及强度计算。
（十）蜗杆传动
了解蜗杆传动的工作原理、结构特点及应用；掌握蜗杆传动主要参数的选用原则、几何尺寸计算和受力分析；明确特性系数的意义、滑动速度对蜗杆传动的影响，失效形式和选材原则。
（十一）带传动和链传动
了解带传动的工作原理，V带的型号、规格及失效形式，掌握带的打滑及弹性滑动的概念；明确带传动的工作情况及应力状态，带传动的特点和应用范围；熟悉V带型号的选择原则，V带轮的结构，掌握带传动的设计计算；了解链传动的特点、类型和应用。
（十二）轴
掌握轴的类型及其应用；掌握轴的结构设计和强度计算的一般方法和步骤，并能解决一级圆柱齿轮减速器中轴的设计问题。
（十三）滑动轴承
了解摩擦状态、滑动轴承的结构型式和动压润滑的基本原理，了解轴瓦和轴承衬材料和轴承的计算。
（十四）滚动轴承
熟悉轴承的类型及用途，掌握滚动轴承的基本构造、性能、代号及类型选用原则；了解滚动轴承的当量负荷的计算、寿命计算及尺寸选择方法，滚动轴承的组合设计。
四、习题数量及要求
以教材课后思考题为主，针对课程内容适时进行讨论。
五、教学方式与考核方式
教学方式：面授辅导、平时作业、小论文写作 考核方式：考勤、作业和开卷考试
六、建议参考书
[1]吴昌林.机械设计（第三版）[M].武汉：华中科技大学出版社，2011.[2]蒲良贵.机械设计（第八版）[M].北京：高等教育出版社，2006.[3]张霄鹏.机械设计同步辅导及习题全解[M].北京：中国矿业大学出版社，2008.[4]王为.机械设计(第二版).武汉：华中科技大学出版社，2014.《机械设计基础》复习重点
（一）平面机构的运动简图和自由度
构件及其自由度、运动副及其约束以及运动副的分类和代表符号；简单机构运动简图绘制方法，平面机构自由度的计算方法。
（二）平面连杆机构
铰链四杆机构的三种基本形式和特点，曲柄存在的条件，机构形式与尺寸之间的关系；
（三）凸轮机构
凸轮机构类型，从动件的常用运动规律、压力角的概念，作图设计凸轮机构。
（四）齿轮机构
齿轮机构的特点、类型、齿轮各部分的名称，齿廓啮合基本定律、渐开线及其性质、齿轮传动正确啮合条件、重合度；渐开线圆柱齿轮的啮合原理及几何尺寸的计算。
（五）机械零件设计概论
机械零件应满足的要求，机械零件的工作能力和设计准则。
（六）连接
机械零件连接的一般形式和应用；螺栓连接的受力分析、强度计算。
（七）齿轮传动
了解齿轮传动的常用精度等级，明确轮齿的失效形式及设计准则、齿轮材料及热处理工艺；掌握直齿圆柱齿轮传动的受力分析及强度计算。
（八）蜗杆传动 蜗杆传动的工作原理、结构特点及应用。
（九）带传动和链传动
带传动的工作原理及失效形式；带传动的工作情况及应力状态，带传动的特点和应用范围。
（十）轴
轴的类型及应用；轴的结构设计和强度计算的一般方法和步骤。
（十一）滑动轴承
摩擦状态、滑动轴承的结构型式和动压润滑的基本原理，轴瓦和轴承衬材料和轴承的计算。
（十二）滚动轴承
题目：汽车同步器变速器第四速齿轮工艺规程设计机械设计制造及其自动化专业
《机械制造技术基础》课程设计
姓 名： 指导教师：
教学单位：三峡大学机械与材料学院
日期：2014年12月
一：课程设计原始资料
1．齿轮的零件图样
2．生产类型：成批生产
3．生产纲领和生产条件
二：课程设计任务书
1．对零件进行工艺分析，拟定工艺方案。
2．拟定零件的机械加工工艺过程，选择各工序加工设备及工艺装备（刀具、夹具、量具、辅具）；完成某一表面工序设计（如孔、外圆表面或平面），确定其切削用量及工序尺寸。
3．编制机械加工工艺规程卡片（工艺过程卡片和工序卡片）l套。
4．设计夹具一套到二套，绘制夹具装配图2张。
5．撰写设计说明书1份。
三：参考文献
1．熊良山
机械制造技术基础
华中科技大学出版社
2．刘长青
机械制造技术课程设计指导
华中科技大学出版社
目录
说明..........................................................................................................................................4 第一章 零件的分析................................................................................................................6
1.1零件的工作状态及工作条件....................................................................................6 1.2零件的技术条件分析................................................................................................6 1.3零件的其他技术要求.................................................................................................7 1.4零件的材料及其加工性............................................................................................8 1.5零件尺寸标注分析.....................................................................................................9 1.6检验说明.....................................................................................................................9 1.7零件工艺分析...........................................................................................................10 第二章 齿轮毛坯的设计......................................................................................................11
2.1毛坯种类的确定.......................................................................................................11 2.2毛坯的工艺要求.......................................................................................................11 第三章 工艺规程设计..........................................................................................................13
3.1工艺路线的制定.......................................................................................................13 3.2机床、夹具、量具的选择.......................................................................................16 第四章 齿轮加工机床夹具设计..........................................................................................17
4.1专用机床夹具设计目的...........................................................................................17 4.2机床夹具的作用与组成...........................................................................................17 4.3机床夹具设计的基本要求.......................................................................................18 4.4机床夹具设计的一般步骤.......................................................................................18 4.5专用齿轮加工夹具的设计.......................................................................................20 心得体会................................................................................................................................21说明
齿轮是机械传动中应用极为广泛的零件之一。汽车同步器变速器齿轮起着改变输出转速、传递扭矩的作用，所以在齿轮加工过程中要求较为严格。变速器齿轮应具有经济精度等级高、耐磨等特点，以提高齿轮的使用寿命和传动效率。齿轮在工作时，要求传动平稳且噪声低，啮合时冲击应小。
齿轮本身的制造精度，对整个机器的工作性能、承载能力及使用寿命都有很大的影响。根据其使用条件，齿轮传动应满足以下几个方面的要求。
（一）传递运动准确性
要求齿轮较准确地传递运动，传动比恒定。即要求齿轮在一转中的转角误 差不超过一定范围。
（二）传递运动平稳性
要求齿轮传递运动平稳，以减小冲击、振动和噪声。即要求限制齿轮转动时瞬时速比的变化。
（三）载荷分布均匀性
要求齿轮工作时，齿面接触要均匀，以使齿轮在传递动力时不致因载荷分布不匀而使接触应力过大，引起齿面过早磨损。接触精度除了包括齿面接触均匀性以外，还包括接触面积和接触位置。
（四）传动侧隙的合理性
要求齿轮工作时，非工作齿面间留有一定的间隙，以贮存润滑油，补偿因温度、弹性变形所引起的尺寸变化和加工、装配时的一些误差。
齿轮的制造精度和齿侧间隙主要根据齿轮的用途和工作条件而定。对于分度传动用的齿轮．主要要求齿轮的运动精度较高；对于高速动力传动用齿轮，为了减少冲击和噪声，对工作平稳性精度有较高要求：对于重载低速传动用的齿轮，则要求齿面有较高的接触精度，以保证齿轮不致过早磨损；对于换向传动和读数机构用的齿轮，则应严格控制齿侧间隙，必要时，须消除间隙。
第一章 零件的分析
1.1零件的工作状态及工作条件
在行驶的过程中，汽车齿轮始终处在高速重载的条件下工作。在换挡时，还受到冲击载荷的作用。所以要求齿轮具有高的耐磨性和抗冲击性能。在加工过程中，为了使齿轮满足上述工作要求，要使各加工表面的表面质量良好，还要有一些热处理或喷丸处理，使齿轮面强度足够。最终的磷化处理，防腐蚀。
汽车同步器变速器第四速齿轮属于多联齿轮，由结合齿和传动齿组成。为了减少齿轮啮合过程中的噪声、摩擦及磨损，需要在齿轮上钻出三个沿周向均布的油孔。为减少换挡时对齿轮的冲击，还要在大端上加工出止口。
1.2零件的技术条件分析
齿轮的加工分为轮坯的加工和齿轮轮齿的加工。轮坯的加工部位有端而和轮坯外圆柱面。轮坯的加工精度对齿轮的加工、装配精度有较大影响，故其加工精度应满足相关的要求。
齿轮轮齿的加工部位有渐开线齿廓和倒角，还要有热处理及喷丸处理，以提高齿轮的强度和抗冲击性能。热处理及喷丸处理后，还要进行内孔和端面的磨削以及渐开线齿廓的精密加工。零件的技术要求主要分为以下两个方面： 1．零件的加工精度和表面粗糙度
由零件图上知，齿面的表面粗糙度值为Ra0.8，加工精度为IT7
0.029齿轮内孔尺寸为700.010，由于齿轮与轴承有配合要求，一般为IT6-IT7级精度，表而粗糙度不大于Ra6.3。2．各表面间的位置精度
由零件图上知，端面和内孔有相互之间的位置精度要求：
小端面对于内孔的定位基准垂直度为0.05mm，平而度为O,01mm
止口平面对于内孔的定位基准垂直度为0.015mm，平而度为O.01mm
退刀槽对于内孔的定位基准垂直度为0.03mm 1.3零件的其他技术要求 1．倒角1×45° 2．除去加工时的毛刺 3．喷丸处理，使齿轮强度增加 4．热处理：渗碳淬火 5．磷化处理 1.4零件的材料及其加工性
齿轮材料选择45钢，工艺性能好，再配合以热处理及其他特殊处理工艺，也能满足齿轮所要求的强度、耐磨性及抗冲击等性能。45钢具体力学性能参数如下：
试样状态：退火钢 屈服强度：≥355(MPa)断面收缩率：≥40%
化学成分：材料化学成分组成元素比例(%)碳 C : 0.42～0.50 锰 Mn;0.50～0.80 磷 P;s0.035 硅 Si;0.17～0.37
抗拉强度：a600(MPa)特性及应用：未热处理时：HBs229
热处理：正火
延长率：>16% 布氏硬度：51 97
铬Cr：s0.25
镍Ni：s0.25
硫S：s0.035
强度较高，塑性和韧性较好，用于制作承受负荷较大的小截面调质件和应力较小的大型正火零件，以及对心部强度要求不高的表面淬火零件，如曲轴、传动轴、齿轮、蜗杆、键、销等。水淬时有形成裂纹的倾向，形状复杂的零件应在热水或油中淬火。焊接性差。
因此，汽车同步器变速器第四速齿轮的毛坯材料选择45钢的锻造件。
1.5零件尺寸标注分析
轮坯的加工部位有端面和轮坯外圆柱面。齿轮轮齿的加工部位有渐开线齿廓和倒角，还要进行内孔和端面的磨削以及渐开线齿廓的精密加工。尺寸链的建立依靠孔的轴线和两个端面。在各工序中，应标出加工后所要达到的尺寸。
1.6检验说明
在齿轮的加工过程中，要保证加工精度，需对被加工零件实时检验。大体可分为轮坯加工后的检验、热处理后的检验以及最终检验。为保证检验准确，检验前应对零件进行清洗。
轮坯的检验：轮坯的加工精度对齿轮的加工、装配精度有较大影响，并直接关系到加工余量是否满足要求。因此这一步的检验至关重要。检验不合格的产品，一定不能流到下一步。
热处理后的检验：热处理后的工件，要进行检验，以确定后续加工时的刀具、切削用量等。
最终检验：所有的加工工序结束后，对零件进行检验，看是否符合零件图样上的各相关技术要求。1.7零件工艺分析
齿轮零件的部分加工表面精度要求较高，从齿轮的尺寸和形状位置要求来看，要保证零件的表面粗糙度和各表面的相互位置精度。为了提高加工效率，齿轮的外圆表面、端面、内孔的粗加工及半精加工可以采用数控机床进行加工。精度要求较高的内孔和端面，采用磨床即可达到相关技术要求。最终采闱喷丸和磷化处理以提高强度和增强耐磨性能。
第二章 齿轮毛坯的设计
2.1毛坯种类的确定
毛坯的种类决定零件的材料、形状、生产类型及加工中获得的难易程度。对于汽车传力齿轮的毛坯而言，其结构相对而言比较简单，一般采用模锻件即可满足相关工艺和性能方面的要求。
根据模锻件的加工工艺方法，毛坯内孔可直接锻造得到。
2.2毛坯的工艺要求
2.2.1毛坯的加工余量与公差
根据零件图上给定的零件尺寸，再加上要保证各工序的加工余量及公差，采用逆推的方法来得到毛坯的加工余量及公差。
毛坯图、毛坯尺寸如下：
2.2.2拔模斜度
拔模斜度的功用是使锻件成型后能方便的从模膛中取出来。因为锻件的材料是45钢，拔模斜度的具体要求如下：
外膜斜度（模锻件外侧的斜度），当模锻件冷缩时与模壁分开，有助于模锻件取出：
内模斜度（模锻件封闭剖面内侧斜度），当模锻件冷缩时紧贴模壁，阻碍锻件出模。
技术要求：
1．未注明内拔模角为10°，外拔模角为30° 2．未注明圆角为R3
3．某些难以拔出的锻件，须有顶出装置将工件取出来 2.2.3圆角半径
圆角半径分为外圆角半径和内圆角半径。外圆角半径指的是锻件上的凸圆半径：内圆角半径指的是锻件上的凹圆半径。为了便于金属在型槽内流动，在模锻件的转角处，应当带有适当的圆角。
第三章 工艺规程设计
3.1工艺路线的制定
3.1.1加工方法的选择
齿轮的加工工艺路线的选择应根据零件材料的加工工艺性、工件的结构形状和尺寸以及各种加工方法所能达到的加工精度而定。
加工表面技术要求是决定表面加工质量最重要的因素。
各加工表面的加工工艺如下：
端面：粗车一精车一磨削
内孔：粗膛一半精膛一精膛一磨削
小端面结合齿：粗车一精车一插齿
大端而渐开线齿廓：粗车一精车一滚齿一磨齿 3.1.2加工工艺路线
根据齿轮零件图上的技术要求，对毛坯采取一下加工工艺路线：
锻造→热处理→检查→粗车小端外圆及端面，粗膛内孔、倒角→粗车大端外圆及端面→精车小端端面及外圆→精车大端外圆→车止口→精膛内孔→精车大端面→滚齿→齿端倒角→车锁环槽→插小端结合齿→钻孔→热处理→磨孔→精磨小端端面→精磨大端端面→磨齿→齿而喷丸处理→磷化处理→检查 3.1.3加工阶段划分
对于齿轮加工，按加工阶段，可划分为齿坯加工阶段、齿面加工阶段和表面精加工阶段，工艺路线分为如下几个阶段： 粗加工阶段：切除大部分加工余量，加工出精基准。包括粗车小端外圆、端面，粗膛内孔、倒角，粗车大端外圆及端面。
半精加工阶段：完成次要表面的加工，为精加工做准备。主要是半精膛内孔。
精加工阶段：使零件达到图样要求。主要是精车外圆面。
光整加工：对表面粗糙度和尺寸精度要求很高的表面进行光整加工。包括磨内孔，两端面和齿面。3.1.4工序的分散与集中
采用工序集中原则：①在零件的一次装夹中，可以加工好零件上的多个表而，这样，可以较好的保证这些表面之间的相互位置精度，同时也可以减少装夹工件的次数和辅助时间，并减少零件在机床之间的搬运次数和工作量，有利于缩短生产周期；②可以减少机床的数量，并相应减少操作工人，节省车间面积，简化生产计划和生产组织工作。3.1.5基准的选择
定位基准分为粗基准和精基准。
粗基准的选择应遵循以下两个原则：①合理分配加工余量；②保证非加工表面与加工表面之间的位置精度符合零件图样上的要求。
精基准的选择应遵循以下原则：①尽可能选择设计基准作为精基准；②尽可能选择加工工件多个表面时都能使用的定位基准作为精基准；③两个表面相互位置精度以及它们自身的尺寸与形状精度都要求很高时，可以采取互为精基准的原则：④有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，在精加工时应选择加工表面本身作为精基准。
具体基准选挥如下：
以大端端面作为粗基准，粗车小端外圆及端面，粗膛内孔，倒角
以小端外圆表面作为基准，粗车大端外圆面和端面
精基准与粗基准应保持一致
插齿、滚齿时，以内孔作为定位基准
磨削时以大齿分度圆作为定位基准 3.1.6热处理工序及辅助工序的安排
为保证零件强度及加工精度，需安排热处理等辅助工序。
(1).锻件的热处理，消除应力，提高材料的加工工艺性能
(2).钻孔前应进行的清洗工作
(3).检查工序，保证符合零件图样所要求的技术要求 3.1.7加工工序的设计 详见机械加工工序卡：
3.2机床、夹具、量具的选择
3.2.1机床的选择
根据各待加工表面的犍点，再耋虐到提高加工效率及经透性，尽可能选择数控机床和专用机床。加工工序主要有车、膛、磨、齿轮成型、钻，各机床类型为CA6140，Z515，Y3150，YK83250，M1432A。3.2.2刀具的选择
根据工件的材料，刀具耐用度，再考虑到换刀时间、加工经济性带来的影响，选择的刀具如下：
切槽刀、插齿刀、滚齿刀、锥柄麻花钻、CBN砂轮、45°直头外圆车刀、90°直头外圆车刀。3.2.3量具的选择
在各加工工序中，没有出现难以测量的表面或轮廓，故长度、直径用游标卡尺和螺旋测微器即可；孔用塞规用来检查孔的直径。
3.2.4夹具的选择
在零件的加工过程中，工件的定位直接关系到工件的加工质量。而工件的定位又和夹具息息相关。各定位夹具选择如下：
粗车小端端面和外圆，用三抓卡盘夹紧大端，大端端而用作轴向定位。
大端端面加工时，同样是用三抓卡盘夹住小端外圆面。
插齿、滚齿加工，各有相应的夹具，以及磨床夹具等。
钻床夹具设计详见第四章 第四章 齿轮加工机床夹具设计
4.1专用机床夹具设计目的
机床夹具是机床上用以装夹工件和引导刀具的一种装置。其作用是将工件定位，以使工件获得相对于机床或刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。夹具一般可分为通用夹具、专用夹具、通用可调夹具和成组夹具、组合夹具、随性夹具。此处设计的，为供大批量生产用的专用夹具。
设计专用的夹具，目的如下：
1、提高生产率
2、保证加工精度
3、扩大机床的使用范围
4、降低生产成本、改善工人的劳动条件
4.2机床夹具的作用与组成
机床夹具是在机床上加工零件时所使用的一种工艺装备，其主要功用是实现工件的定位与夹紧，使工件加工时相对于机床、刀具有正确的位置，以保证工件的加工质量和生产效率能达到设计要求。
夹具通常由定位元件，夹紧装置，对刀、引导元件或装置，连接元件，其他装置或元件，夹具体等组成。
夹具设计时常用的零部件的规格和型号已有国家标准或部颁标准，可直接查阅选用。
4.3机床夹具设计的基本要求
(1)保证工件的加工精度
夹具应采用合理的定位、夹紧方案，选择合适的定位、夹紧元件，保证工 件的加工精度。
(2)提高劳动生产率
夹具设计应合理，能缩短辅助时间，提高生产效率。
(3)良好的加工使用性能
夹具结构应简单、合理，便于加工、装配、检验、维修。使用简便、安全、可靠，减轻劳动强度。
(4)经济性好
夹具元件标准化程度高，成本低廉，根据生产批量，应设计不同复杂程度的夹具，以提高生产的经济效益。
4.4机床夹具设计的一般步骤
1．明确设计任务与收集设计资料
夹具设计的第一步是在已知生产纲领的前提下，研究被加工零件的零件图、工序卡、工艺规程和设计任务书，对工件进行工艺分析。其目的首先是了解零件的结构特点、材料，确定本工序的加工表面、加工要求、加工余量、定位基准和夹紧表面及所用的机床、刀具、量具等。其次是根据设计任务收集有关资料，如机床的技术参数。
2．拟定夹具结构方案和绘制夹具草图
①确定工件的定位方案，选择定位元件，设计定位装置
②确定工件的夹紧方式，选择夹紧装置，设计夹紧装置
③确定对刀或导向方案，设计对刀或导向元件和装置
④确定夹具和机床的连接方式，设计连接元件及安装表面
⑤确定和设计其他装置及元件的结构形式，如分度装置、吊装元件等
⑥确定夹具体的结构形式及夹具在机床上的安装方式
⑦绘制夹具草图，并标注尺寸、公差和技术要求
3．进行必要的分析计算，审查方案，改进设计
在确定夹具结构方案的过程中，进行必要的计算。根据加工工件的尺寸，确定夹具的尺寸并绘出夹具草图。
夹具草图如下：
4．绘制夹具装配总图
5．绘制夹具零件图，标准件给出其型号
4.5专用齿轮加工夹具的设计
齿轮加工夹具的工作原理：芯轴限制四个自由度，轴套限制一个自由度，六角螺栓夹紧后起到夹紧和定位作用。4.5.1主要部件的设计
主要部件有夹具体、两个套筒、垫块。详细尺寸见装配图 4.5.2其他部件的选择
两个六角螺栓，垫片
心得体会
通过这段时间的机械制造技术基础课程设计，进一步巩固、加深和拓宽所学的知识；通过设计实践，树立了正确的设计思想，增强创新意思和竞争意识，熟悉掌握了机械设计的一般规律，也培养了分析和解决问题的能力；通过设计计算、绘图以及对运用技术标准、规范、设计手册等相关设计资料的查阅，对自己进行了一个全面的机械设计基本技能的训练。
在具体做的过程中，从设计到计算，从分析到绘图，让我更进一步的明白了作为一个设计人员要有清晰的头脑和整体的布局，要有严谨的态度和不厌其烦的细心，要有精益求精、追求完美的一种精神。在这个过程中也遇到了些许的问题，在面对这些问题的时候自己曾焦虑，但是最后还是解决了。才发现当我们面对很多问题的时候所采取的具体行动也是不同的，这当然也会影响我们的结果．很多时候问题的出现所期待我们的是一种解决问题的心态，而不是看我们过去的能力到底有多强，那是一种态度的端正和目的的明确，只有这样把自己身置于具体的问题之中，我们才能更好的解决问题．。
另外，在整个课程设计过程中，小组成员分工明确、相互协作，遇到有疑问的地方集体商议，找出好的解决方法。随着社会的发展，我们遇到的挑战越来越多，仅凭自己的能为，很难完成一个设计任务，而通过团队合作，每个人都能发挥自己的长处，找到适合自己的位置，从而高效率、高质量的完成设计任务。
F=3n-2PL-PH 机构具有确定运动的条件
（原动件数>F，机构破坏）
平面四杆机构
在此机构中，AD固定不动，称为机架；AB、CD两构件与机架组成转动副，称为连架杆；BC称为连杆。在连架杆中，能作整周回转的构件称为曲柄，而只能在一定角度范围内摆动的构件称为摇杆。
四杆机构存在曲柄的条件
1）连架杆和机架中必有一杆是最短杆；
2）最短杆与最长杆长度之和小于或等于其它两杆长度之和。（称为杆长条件）
急回特性和行程速比系数
当主动件曲柄等速转动时，从动件摇杆摆回的平均速度大于摆出的平均速度，摇杆的这种运动特性称为急回特性
极位夹角θ:曲柄整周运动时，连杆的两个极限位置的夹角
当机构存在极位夹角θ 时，机构便具有急回运动特性。且θ角越大，K值越大，机构的急回性质也越显著 压力角与传动角
连杆BC与从动件CD之间所夹的锐角γ 称为四杆机构在此位置的传动角。显然γ越大，有效分力Pt越大，Pn越小，对机构的传动就越有利。所以，在连杆机构中也常用传动角的大小及变化情况来描述机构传动性能的优劣。为了保证机构传力性能良好，应使γmin≥40 ～50°
最小传动角的确定： 对于曲柄摇杆机构，γmin出现在主动件曲柄与机架共线的两位置之一。
死点
（传动角为0）
当以摇杆CD为主动件，则当连杆与从动件曲柄共线时，机构的传动角γ＝0°，这时主动件CD通过连杆作用于从动件AB上的力恰好通过其回转中心，出现了不能使构件AB转动的“顶死”现象，机构的这种位置称为“死点”
凸轮轮廓曲线设计
反转法
．对心直动尖顶推杆盘形凸轮机构
（1）选取适当的比例尺，取为半径作圆；
（2）先作相应于推程的一段凸轮廓线。为此，根据反转法原理，将凸轮机构按进行反转此时凸轮静止不动，而推杆绕凸轮顺时针转动。按顺时针方向先量出推程运动角，再按一定的分度值（凸轮精度要求高时，分度值取小些，反之可以取小些）将此运动角分成若干等份，并依据推杆的运动规律算出各分点时推杆的位移值S。
（3）确定推杆在反转运动中所占据的每个位置。为此，根据反转法原理，从A点开始，将运动角按顺时针方向按一个分点进行等份，则各等份径向线01，02，……08即为推杆在反转运动中所依次占据的位置。
（4）确定出推杆在复合运动中其尖顶所占据的一系列位置。根据表中所示数值s，沿径向等分线由基圆向外量取，得到点，即为推杆在复合运动中其尖顶所占据的一系列位置。
（5）用光滑曲线连接，即得推杆升程时凸轮的一段廓线。（6）凸轮再转过时，由于推杆停在最高位置不动，故该段廓线为一圆弧。以O为圆心，以为半径画一段圆弧。
齿轮机构的应用和分类
齿轮机构的应用和分类
传递功率大、效率高、传动比准确、使用寿命长、工作安全可靠等特点。但是要求有较高的制造和安装精度，成本较高；不宜在两轴中心距很大的场合使用
齿廓啮合基本定理
齿廓啮合的基本定律（Basic Law of Tooth Profile Meshing)
左图所示为一对互相啮合的齿轮，设主动轮1以角速度绕顺时针方向回转，从动轮2受轮1的推动以角速度绕两轮轮齿的齿廓在某一点K接触，它们在点K处的线速度为方法：
⒈ 过点K作两齿廓的公法线 nn 显然，要使这一对齿廓能连续的接触传动，它们沿接触点的公法线方向是不能相对运动的。否则，两齿廓将不是彼此分离就是互相嵌入，因而不能达到正常传动的目的。这就是说，要使两齿廓能够连续接触传动，则 和 在公法线 nn 方向的分速度应该相等。所以两齿廓接触点间的相对速度
只能沿两齿廓接触点的公切线方向。由三心定理，P点为
逆时针方向回转。,。
齿轮1、2的速度瞬心
则两轮的传动比为
（*）
式（*）表明:
互相啮合传动的一对齿轮在任一位置时的传动比，都与其连心线被其啮合齿廓在接触点处的公法线所分成的两段成反比。这一规律称为齿廓啮合的基本定律。
⒉ 要使两齿轮做定传动比传动，则其齿廓必须满足的条件是：
不论两齿廓在何位置接触，过接触点所做的两齿廓公法线必须与两齿轮的连心线相交于一定点。
证明：由式（*）可知，如果要求两齿轮的传动比为常数，则应使在两齿轮的传动过程中，其轴心、均为定点（即
为常数。由于
为
为定长），所以，欲使常数，则必须使点P在连心线上为一定点。
⒊ 两齿轮的啮合传动可以视为两轮的节圆作纯滚动
证明：由于两轮作定传动比传动时，节点P为连心线上的一定点，故点P在轮1的运动平面上的轨迹是一以为圆心，为半径的圆。同理，点P在轮2的运动平面上的轨迹是一以为圆心，为半径的圆。这两个圆分别称为轮1与轮2的节圆。而由上述可知，轮1与轮2的节圆相切于P点，而且在点P处两轮的线速度相等，即，故两齿轮的啮合传动可以视为两轮的节圆作纯滚动。
渐开线齿廓
直线BC沿一圆周作纯滚动时，直线上任意点I的轨迹AI，称为该圆的渐开线。这个圆称为渐开线的基圆，其半径用表示。直线NI称为渐开线的发生线
一对渐开线齿轮正确啮合的条件
法向齿距相等
m1cos1m2cos2
即：
m1m2m12 渐开线齿轮连续传动的条件
（B1，B2分别为两齿轮齿顶圆与啮合线的交点
为了保证传动的连续性，要求前一对齿在 B1 点脱离啮合时，后一对齿应进入啮合，为此要求两齿轮的实际啮合线 B 1 B 2 应大于或等于齿轮的法节 pb。通常把 B1 B2 与 pb 的 比值 称为齿轮传动的重合度，用 εα 来表示 于是得齿轮连续传动的条件是 ：
ε α =（B 1 B 2 / p b）≥ 1
无侧隙啮合条件
在齿轮传动中，为避免或减小轮齿的冲击，应使两轮齿侧间隙为零；而为防止轮齿受力变形、发热膨胀以及其它因素引起轮齿间的挤轧现象，两轮非工作齿廓间又要留有一定的齿侧间隙。这个齿侧间隙一般很小，通常由制造公差来保证。所以在我们的实际设计中，齿轮的公称尺寸是按无侧隙计算的。
齿轮的加工方法
近代齿轮的加工方法很多，有铸造法、热轧法、冲压法、模锻法和切齿法等。其中最常用的是切削方法，就其原理可以概括分为仿形法和范成法两大类。
仿形法
顾名思义，仿形法就是刀具的轴剖面刀刃形状和被切齿槽的形状相同。其刀具有盘状铣刀和指状铣刀等，如图所示。
范成法（又称展成法）
这种方法是加工齿轮中最常用的一种方法。利用一对齿轮互相啮合传动时，两轮的齿廓互为包络线的原理来加工的。将一对互相啮合传动的齿轮之一变为刀具，而另一个作为轮坯，并使二者仍按原传动比进行传动，则在传动过程中，刀具的齿廓便将在轮坯上包络出与其共轭的齿廓。
根切与Zmin
用范成法加工齿轮时，有时会发现刀具的顶部切入了轮齿的根部，而把齿根切去了一部分，破坏了渐开线齿廓，如图所示。这种现象称为根切
用范成法加工齿轮，若刀具的齿顶超过啮合极限点N1则被切齿轮必定发生轮齿根切。
渐开线标准齿轮不根切的最少齿数为
zmin*2ha2sin
齿轮传动失效形式及材料
轮齿折断
弯曲疲劳折断——闭式硬齿面齿轮传动最主要的失效形式。
过载折断——载荷过大或脆性材料部分形式：齿根整体折断——直齿，b较小时
局部折断——斜齿或偏载时
提高轮齿抗折断能力的措施： 1）减小齿根应力集中（增加齿根过渡圆角，降低齿根部分表面粗糙度）
2）高安装精度及支承刚性，避免轮齿偏载，设计时限制齿根弯曲应力小于许用值 3）改善热处理，使其有足够的齿芯韧性和齿面硬度
齿根部分进行表面强化处理（喷丸、滚压）
齿面疲劳点蚀—闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式收敛性点蚀——开始由于表在粗糙，局部接触应力较大引起点蚀，过后经跑合，凸起磨平软齿面逐渐消失扩展性点蚀——硬齿面发生点蚀或软齿面时 位置：节线附近
原因：1）单齿对啮合接触应力较大；2）节线处相对滑动速度较低，不易形成润滑油膜；3）另外油起到一 个媒介作用，润滑油渗入到微裂纹中，在较大接触应力挤压下使裂纹扩展直至表面金属剥落。
防止措施：1）提高齿面硬度； 2）降低表面粗糙度；
3）采用角度变位（增加综合曲率半径）； 4）选用较高 粘度的润滑油； 5）提高精度（加工、安装）； 6）改善散热。
开式齿轮传动由于磨损较快，一般不会点蚀
齿面磨损——
开式齿轮的主要失效形式 类型——齿面磨粒磨损
防止措施：1）提高齿面硬度；2）降低表面粗糙度；3）降低滑动系数；4）润滑油定期清洁和更换；5）变开式为闭式。
齿面胶合——高速重载传动的主要失效形式——热
胶合。
原因：高速、重载→压力大，滑动速度高→摩擦热大→
高温→啮合齿面粘结（冷焊结点）→结点部位材料被
剪切→沿相对滑动方向齿面材料被撕裂。
低速重载或缺油→冷胶合（压力过大、油膜被挤破引
起胶合）
形式：热胶合——高速重载；冷胶合——低速重载，缺
润滑油
防止措施：1）采用抗胶合能力强的润滑油（加极压添加剂）；2）采用角度变位齿轮传动，使滑动速度VS下降。3）减小m和齿高h，降低滑动速度VS；4）提高齿面硬度；5）降低表面粗糙度；6）配对齿轮有适当的硬度差；7）改善润滑与散热条件。
5、齿面塑性变形—低速重载软齿轮传动的主要失效形式
齿面在过大的摩擦力作用下处于屈服状态，产生沿摩擦力方向的齿面材料的塑性流动，从而使齿面正确轮廓曲线被损坏。
防止措施：1）提高齿面硬度；2）采用高粘度的润滑油或加极压添加剂 齿轮材料
选择齿轮材料总体上要考虑防止产生齿面失效和轮齿折断。基本要求：齿面要硬，齿芯要韧
常用的齿轮材料
1、钢——最常用，可通过热处理改善机械性能（1）锻钢：
软齿面齿轮（HBS≤350）
如45、40Cr 热处理，正火调质，加工方法，热处理后精切齿形—
8、7级，适合于对精度、强度和速度要求不高的齿轮传动
（2）铸钢——用于尺寸较大齿轮，需正火和退火以消除铸造应力。强度稍低
直齿圆柱齿轮传动载荷与设计
齿根弯曲疲劳强度计算
防止弯曲疲劳折断；设计公式
m2KT1YFSYdZ12[]F 齿面接触疲劳强度计算
防止齿面点蚀破坏；设计公式
d12.323Ku1ZEZdu[]H
2设计准则
软齿面——按齿面接触疲劳强度设计，再校核齿根弯曲疲劳强度 硬齿面——按齿根弯曲疲劳强度设计，再校核齿面接触疲劳强度
1、齿数Z1
闭式软齿面齿轮（点蚀）→Z1可取多一些（20~40
闭式硬齿面齿轮（弯曲疲劳）→a一定时，宜取Z1少 一些（使m↑），Z1=17~20 蜗杆传动
与齿轮传动相比较，蜗杆传动具有传动比大，在动力传递中传动比在8～100之间，在分度机构中传动比可以达到1000；传动平稳、噪声低；结构紧凑；在一定条件下可以实现自锁等优点而得到广泛使用。但蜗杆传动有效率低、发热量大和磨损严重，涡轮齿圈部分经常用减磨性能好的有色金属（如青铜）制造，成本高等缺点。
按蜗杆分度曲面的形状不同，蜗杆传动可以分为：圆柱蜗杆传动（如图a）、环面蜗杆传动（如图b）、锥蜗杆传动（如图c）三种类型
因为分度圆直径等于模数乘以直径系数。模数是标准值，直径系数为了简化刀具也进行了规定，即为标准值，所以分度圆直径亦为标准值。
模数m和压力角
蜗杆传动的尺寸计算与齿轮传动一样，也是以模数m作为计算的主要参数。在中间平面内蜗杆传动相当于齿轮和齿条传动，蜗杆的轴向模数和轴向压力角分别与涡轮的端面模数和端面压力角相等，为此将此平面内的模数和压力角规定为标准值，标准模数见书中所附表格，标准压力角为20°
蜗杆头数z1和传动比
蜗杆头数z1可根据要求和的传动比和效率来选定。单头蜗杆传动的传动比可以较大，但效率较低。如果要提高效率，应增加蜗杆的头数。但蜗杆头数过多，又会给加工带来困难。所以，通常蜗杆头数取为1、2、4、6。蜗杆为主动件;蜗杆与蜗轮之间的传动比为(其中：z2为蜗轮的齿数)
in1z2n2z1
导程角γ
蜗杆的直径系数q和蜗杆头数z1选定之后，蜗杆分度圆柱上的导程角γ也就确定了
tanzppzzmz1mz11a1d1d1d1d1q
蜗杆的分度圆直径d1
在蜗杆传动中，为了保证蜗杆与配对蜗轮的正确啮合，常用与蜗杆相同尺寸的蜗轮滚刀来加工与其配对的涡轮。这样，只要有一种尺寸的蜗杆，就需要一种对应的蜗轮滚刀。对于同一模数，可以有很多不同直径的蜗杆，因而对每一模数就要配备很多蜗轮滚刀。显然，这样很不经济。
为了限制蜗轮滚刀的数目及便于滚刀的标准化，就对每一标准模数规定了一定数量的蜗杆分度圆直径d1，而把比值
qd1m
称为蜗杆直径系数。
蜗杆传动的标准中心距
a11(d1d2)(qz2)m22
蜗杆传动的失效形式
和齿轮传动一样，蜗杆传动的失效形式主要有：胶合、磨损、疲劳点蚀和轮齿折断等。由于蜗杆传动啮合面间的相对滑动速度较大，效率低，发热量大，再润滑和散热不良时，胶合和磨损为主要失效形式。
蜗杆传动的设计准则
闭式蜗杆传动按蜗轮轮齿的齿面接触疲劳强度进行设计计算，按齿根弯曲疲劳强度校核，并进行热平衡验算；
开式蜗杆传动，按保证齿根弯曲疲劳强度进行设计。
蜗杆和蜗轮材料
由失效形式知道，蜗杆、蜗轮的材料不仅要求有足够的强度，更重要的是具有良好的磨合（跑合）、减磨性、耐磨性和抗胶合能力等。
蜗杆一般是用碳钢或合金钢制成：一般不太重要的低速中载的蜗杆，可采用40、45钢，并经调质处理。高速重载蜗杆常用15Cr或20Cr、20CrMnTi等，并经渗碳淬火。
蜗轮材料为铸造锡青铜（ZCuSn10P1,ZCuSn5Pb5Zn5），铸造铝铁青铜（ZCuAl1010Fe3）及灰铸铁（HT150、HT200）等。锡青铜耐磨性最好，但价格较高，用于滑动速度大于3m/s的重要传动；铝铁青铜的耐磨性较锡青铜差一些，但价格便宜，一般用于滑动速度小于4m/s的传动；如果滑动速度不高（小于2m/s），对效率要求也不高时，可以采用灰铸铁
螺纹连接与传动
螺纹参数
1.大径d（D）：螺纹的最大直径在标准中也作公称直径。
2.小径d1(D1)：即螺纹的最小直径
3.中径d2——在轴向剖面内牙厚与牙间宽相等处的假想
4、牙型角α、牙型斜角β
在螺纹的轴向剖面内，螺纹牙型相邻两侧边的夹角称为牙型角α。牙型侧边与螺纹轴线的垂线间的夹角称为牙型斜角β，对称牙型的β＝α/2
升角λ
在中径d2的圆柱面上，螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角，由图7．4可得
升角大：传动效率高，升角大与当量摩擦角时无自锁性 升角小：传动效率低；自锁性能好，snptand2d2，螺纹种类
粗牙：普通联接使用普通螺纹细牙：小载荷、调整机构。自锁性好。圆柱管螺纹：管路联接联接螺纹管螺纹圆锥管螺纹：具有自封性。高温、高压管路。螺纹圆锥螺纹：管路联接（与圆锥管螺纹相似）传动螺纹：有矩形螺纹；梯形螺纹：双向传动；锯齿型螺纹：单向
1、三角形螺纹（普通螺纹）
牙型角为60º，可以分为粗牙和细牙，粗牙用于一般联接；与粗牙螺纹相比，细牙由于在相同公称直径时，螺距小，螺纹深度浅，导程和升角也小，自锁性能好，宜用于薄壁零件和微调装置。
2、管螺纹
多用于有紧密性要求的管件联接，牙型角为55º，公称直径近似于管子内径，属于细牙三角螺纹。
3、梯形螺纹
牙型角为30º，是应用最为广泛的传动螺纹。
4、锯齿型螺纹
两侧牙型角分别为3º和30º，3º的一侧用来承受载荷，可得到较高效率；30º一侧用来增加牙根强度。适用于单向受载的传动螺纹。
5、矩形螺纹
牙型角为0º，适于作传动螺纹 螺旋副的受力分析、效率和自锁
滑块在斜面上等速上升时。当量摩擦角
滑块沿斜面等速下降时，摩擦力向上
由公式可知，若λ≤（当量摩擦角），FFQtan()说明此时无论轴向载荷有多大，滑块（即螺母）都不能沿斜面运动，这种现象称为自锁 螺旋副的效率
W2FQsW12T1FQd2tantanFdtan()2Q2tan()2
螺纹联接主要类型
螺栓联接
普通螺栓联接——被联接件不太厚，螺杆带钉头，通孔不带螺纹，螺杆穿过通孔与螺母配合使用。装配后孔与杆间有间隙，并在工作中不许消失，结构简单，装折方便，可多个装拆，应用较广。
双头螺栓联接
螺杆两端无钉头，但均有螺纹，装配时一端旋入被联接件，另一端配以螺母。适于常拆卸而 被联接件之一较厚时。折装时只需拆螺母，而不将双头螺栓从被联接件中拧出。
螺钉联接
螺钉联接——适于被联接件之一较厚（上带螺纹孔），不需经常装拆，一端有螺钉头，不需螺母，适于受载较小情况。
紧定螺钉联接
拧入后，利用杆末端顶住另一零件表面或旋入零件相应的缺口中以固定零件的相对位置。可传递不大的轴向力或扭
螺纹联接的防松
摩擦防松
弹簧垫片防松 双螺母防松 自锁螺母防松
机械防松
永久防松
轴
轴的分类
转轴
同时承受扭矩和弯曲载荷的作用，例如齿轮减速器中的轴 心轴
只需承受弯矩而不传递转距，例如铁路车辆的轴、自行车的前轴等。按轴旋转与否分为转动心轴和固定心轴两种，传动轴
只承受扭矩而不承受弯矩或承受弯矩较小的轴。例如图所示的汽车传动轴。
轴的材料
由于轴工作时产生的应力多为变应力，所以轴的失效多为疲劳损坏，因此轴的材料应具有足够的疲劳强度、较小的应力集中敏感性和良好的加工性能等
轴的主要材料是碳钢和合金钢。
1、碳钢：价格低廉，对应力集中的敏感性较低，可以利用热处理提高其耐磨性和抗疲劳强度。常用的有35、40、45、50钢。
2、合金钢：对于要求强度较高、尺寸较小或有其它特殊要求的轴，可以采用合金钢材料。耐磨性要求较高的可以采用20Cr、20CrMnTi等低碳合金钢；要求较高的轴可以使用40Cr
3、对于形状复杂的轴，如曲轴、凸轮轴等，也采用球墨铸铁或高强度铸造材料来进行铸造加工，易于得到所需形状，而且具有较好的吸振性能和好的耐磨性，对应力集中的敏感性也较低
轴的结构设计
轴的结构设计包括定出轴的合理外形和全部结构尺寸，主要要求有：
1）轴上零件的定位、固定； 2）轴上零件的拆装、调整； 3）轴的制造工艺性；
4）轴上零件的结构和位置的安排。
轴上零件的装配
轴向定位 轴肩与轴环定位
套筒定位
弹性挡圈定位
周向定位
轴上零件的周向定位方法主要有键（平键、半圆键、楔键等）、花键、型面、过盈等等
平键联接
制造简单、装拆方便。用于传递转矩较大，对中性要求一般的场合，应用最为广泛。
花键联接
承载能力高，定心好、导向性好，但制造较困难，成本较高。
适用于传递转矩较大，对中性要求较高或零件在轴上移动时要求导向性良好的场合。
滚动轴承
按轴承的内部结构和所能承受的外载荷或公称接触
角的不同，滚动轴承分为：
①深沟球轴承（向心球轴承）（6）——主要承受径
向载，也可受一定双向轴向载荷，f小精度高，结构
简单，价格低，最常用。
②调心球轴承（1）——主要承受径向载荷，也可承受
较小的双向轴向力，能自动调心，适于轴的刚性较
差的场合。
③圆柱滚子轴承N（2）——只能承受径向载荷，不能承受轴向载荷，承载能力大，支承刚性好，外圈或内圈可以分离，或不带内外圈，适于要求径向尺寸较小的场合。
④角接触球轴承——（7）能同时承受径向载荷和单向轴向力，接触角，越大，承载Fa能力越高，为承受双向轴向力应成对使用，对称安装。
⑤圆锥滚子轴承——（3）能同时承受径向载荷和单向Fa，越大，承受Fa能力越大，承载能力高于角接触球轴承，但极限转速稍低，外圈可分离，一般应成对使用，对称安装，但安装调整比较麻烦。
⑥推力球轴承——（5）单向推力球轴承51000—只能受单向Fa；双向推力球轴承52000—能承受双向Fa。不能受Fr，且极限nj转速较低，高速时，由于离心力较大，钢球与保持架磨损发热较严重。
机械原理、机械设计和机械设计基础三门课程是机械类、近机械类专业学生必修的技术基础课, 在教学计划中起着承前启后的作用, 是学生学习后续专业课程的基础。三门课程不仅具有较强的理论性, 同时具有较强的实践性和应用性, 在培养机械类、近机械类工程技术人才中, 具有增强学生机械理论基础, 培养学生实践能力和创新能力的重要作用。
我校机械原理及机械设计教研室承担全校机械原理、机械设计和机械设计基础三门课程的教学任务, 通过几十年的教学实践, 课程建设取得了较好的成绩, 三门课程先后在2003年、2004年和2008年被评为河南省精品课程, 机械原理、机械设计先后在2012年、2013年成为河南省精品资源共享课程。
为了进一步加强课程建设, 自2008年开始, 我们陆续编写出版了三门课程的教材和配套作业集, 现已出版《机械原理》《机械设计基础》《机械原理作业集》《机械设计基础作业集》和《机械设计作业集》5本教材。
1 教材编写指导思想
在教材编写过程中, 我们遵循的指导思想是, 以教学大纲为依据, 以培养学生的综合设计能力为主线, 紧扣学科前沿发展动态, 注重培养学生的工程实践能力和创新设计能力, 为培养应用型高级技术人才奠定良好基础。同时, 力求使教材体现我校办学特色, 结合普通高等院校的学生特点与需求, 遵循适用、够用的原则, 符合地方普通高等院校特点。
2 教材的主要特点
在内容取舍方面, 注意传授知识与培养能力并重;加强逻辑思维能力与形象思维能力的共同培养, 特别加强结构设计能力和计算机应用能力的培养。机械原理着重讲解有关基本概念、基本理论和基本方法, 以传统的机构结构分析、机构运动分析、机器动力学及常用机构的分析与设计为重点, 为提高学生的设计思维和设计创新能力、机构选型、分析与设计的综合能力, 适当增加了有关机构变异创新、组合创新和机械系统运动方案设计的内容;在机构分析与设计的方法上, 既保留了形象直观、易于理解且仍有实际应用价值的图解法, 也介绍了解析法。在机构运动分析的章节中, 不仅介绍了解析法数学模型的建立, 而且介绍了程序设计的方法, 并给出了相应的程序框图和子程序, 这样利于学生熟悉解析法计算、上机的全过程, 真正让学生掌握学过的程序设计知识, 也使学生充分感受到图解法和解析法各自的优势。机械设计内容则重点介绍各种通用机械零部件的设计原理、设计方法及机械设计的一般规律。为了提高学生的结构设计能力, 特别增加了结构设计章节。
在内容的阐述方面, 我们特别注重教学方法的选择。对于学生必须掌握的内容, 尽量讲解详细、分析透彻;而对于一些偏难、繁杂的数学推导, 则适当简化;对教学中学生难以掌握的难点、疑点, 由浅入深, 循序渐进, 重点论述, 使之符合学生认知规律。教材在各章首辅以内容提示, 在各章末增加学习要点, 对各章节的内容进行梳理、总结, 突出重点, 便于学生自学。教材中的图形简洁、形象、直观, 在机械设计教材中, 还增加了机械零件实物图形。为了使学生更好地理解教学内容, 增加了一些典型例题。在传统板书教学的基础上, 结合当前多媒体教学特点, 我们将教材与多媒体教学课件协调配合, 以提高学生听课效率。
作业是课程内容的重要补充, 用以巩固课堂知识。学生通过作业掌握课程基本内容, 学会举一反三, 从而更灵活地应用知识。为了达到这样的目的, 我们编写的作业集, 在题目的内容、覆盖知识点及难易程度等方面与教材一致, 重要的知识点都有对应的作业题, 而且有选择题、判断题、填空题、问答题、设计计算题和结构题等多种题型, 在难度上由浅入深、循序渐进, 题目的数量有一定余量, 可供不同要求、不同层次的学生选择使用。学生在完成作业集的作业后, 即可掌握机械原理、机械设计和机械设计基础解题的基本方法, 掌握课程的主要内容。作业集采用活页形式, 既方便学生作业, 也有利于教师批改, 并使作业规范化。
3 教材的使用情况
《机械原理》等5本教材自出版以来, 面向全国发行, 累计印数达到32 000册, 并在20余所高校中使用或参考, 受到师生广泛好评。师生普遍认为:教材重点突出, 叙述详细, 取材精炼, 深入浅出, 较好地满足了当前高等教育教学的实际需求。
4 体会
通过几年的努力, 机械原理、机械设计和机械设计基础三门课程的教材建设取得了一定的成绩, 教师通过编写教材提高了教学水平。
4.1 教材编写应考虑学生特点与基础
我校是地方普通高等院校, 学生的层次、水平与重点院校不同, 在编写教材的过程中, 要充分考虑学生的知识水平、接受能力, 对课程内容的叙述要更为详细, 过难、过繁的内容要适当简化。
4.2 教材编写应注重实用性
三门课程实践性强, 与生产实际联系紧密, 在教材编写中要注重理论联系实际, 树立工程观念, 如在教材的例题中, 有不同的设计方案, 对不合理的设计有不同的改进方案, 使学生真正理解设计不是千篇一律的, 强化学生的工程意识, 提高设计能力。
4.3 编写教材应遵循教学规律
要尊重学生的认知规律, 先易后难、循序渐进, 根据课程的内在联系, 使教材各部分之间前后呼应、紧密配合。教材的内容要主次分明、详略得当, 文字通俗易懂, 语言自然流畅, 便于组织教学。
5 结束语
关键词：机械设计基础；项目化；教学设计
中图分类号：G423.1 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）01-0241-04
一、引言
自上世纪90年代以来，我国高等职业教育有了很大的发展，已经占有我国高等教育的“半壁江山”。当前，高等职业教育成为社会关注的热点，面临大好的发展机遇。同时，经济、科技和社会发展也对高等职业教育人才培养工作提出了许多新的、更高的要求。从高等职业教育人才培养工作的全局看，还存在着办学特色不甚鲜明、教学基本建设薄弱、课程和教学内容体系亟待改革等问题。
为整体推进高职高专教学建设与改革，解决好高职高专教育在人才培养方面存在的上述三个突出问题，必须花大力气积极探索应用型人才培养模式。课程的教学改革正如火如荼地在各个高等职业院校中开展起来。作为教师的一员，就从自己熟悉的课程做起，进行课程的教学改革，项目化教学得到大家一致的认可。下面就将笔者所教课程《机械设计基础》的项目化教学设计做一介绍。
二、项目化教学设计的几个理念
为了更好地进行《机械设计基础》课程的项目化教学设计，首先提出以下几个理念。
1.从我做起，从现在做起。一门课程的教学改革，应服从整个专业的建设和改革。然而，如果针对全系（院）的所有专业全面开展改革和建设将是一个十分庞大而复杂的系统工程，需要全系（院）教师乃至学院多个部门的协调和共同努力，制订完善的实施计划，而在短期内制订出周全的计划也是十分困难的。因此，我们认为：先从任课老师自己熟悉的课程领域做起，分模块地进行课程改革的研究和探索，积累经验，将来逐渐纳入全系（院）的整体改革和建设。反过来，全系（院）专业的课程改革和建设也正是由各部分模块叠加而成的，是各个老师的成果积累和综合。
2.循序渐进，逐步完善。教学改革是高等教育的永恒课题，需要广大教师的积极参与和坚持。同时，教学改革本身也不是一蹴而就的事情。我们不必指望一次教学改革就会提出十分完善的方案，并完全成功定型，在其后的教学中就固定不变了，这是不可能的，也是不必要的。
3.不等不靠，立足现有。一门课程的教学改革大部分内容取决于主讲教师自己，但是同时也会涉及学校的方方面面，如教材建设、实验实训平台建设、教学管理与质量监督等多个方面和学校的多个管理部门，甚至会出现部门间的协调不一致等问题。我们广大教师不要抱有“等到条件具备了，我再进行课程改革，我现在的教学不是很好吗？”的观点，应积极行动起来，不等不靠，立足现有条件，开始课程的教学改革。
4.搁置争议，求同存异。一门课程的教学改革，特别是专业基础课程，内容繁杂、头绪众多，再加上每个老师的专业背景、工作经历的不同，每人都会提出自己的教改方案。另外，对工学结合、项目化教学等概念又可能会有不同的理解，在课程的教学中又可能形成自己的风格和习惯。所有这些，都可能产生一定的争议和分歧。我们的观点是：争议是难免的，而且争议还会有利于方案的进一步完善。然而，我们不能陷入争议或等统一意见后再行改革，搁置争议，求同存异，各自在自己的课程中，提出并实践自己的教改方案。一段时间后，再进行交流提高，相互取长补短。
三、课程的项目化教学设计
1.《机械设计基础》课程的总体设计。课程的总体设计重点围绕“两构”—“机构和结构”来进行，即常用机构的基本分析与综合能力、常用机械零部件的结构设计与选型能力的培养和训练。此外，再通过常用机械传动装置结构与设计项目、综合实训项目的实施，形成小型机械及简单机械传动装置的设计能力。同时，强调综合应用能力和设计基本技能的训练。
综合应用能力主要包括：培养理论联系实际的设计思想，训练综合运用本课程和有关先修课程的理论，结合生产实际分析和解決工程实际问题的能力；制订合理的设计方案，选择传动机构和零件类型，正确计算零件工作能力、确定尺寸和选择材料，以及较全面的考虑制造工艺、使用和维护等要求，进行结构设计，达到掌握机械零件、机械传动装置的设计过程和方法等方面的能力。设计基本技能主要包括：计算、绘图、熟悉和运用设计资料（手册、图册、标准和规范等）以及使用经验数据、进行经验估算和处理数据的能力等。
2.《机械设计基础》课程的项目化单元设计。课程的单元设计主要以将常用机构的基本分析与综合、常用机械传动装置结构与设计、常用机械零部件的结构设计与选型、综合实训这四个大项目再分解成小项目（任务）来进行，每个项目（任务）以“能力目标、项目载体、能力实训”为原则。表1是机类专业多学时的教学内容项目分解一览表，其他专业可以在这个基础上酌减。
3.课程的项目化教学流程。课程的项目化教学一般流程，见图1。
4.第一堂课的教学设计。摒弃传统的、教师从头讲到尾的、拖拖拉拉的“绪论”，开门见山，让学生对课程的整体有个鲜明的第一印象，对课程的进行充满兴趣和期待。第一堂课的任务是“机器的认知”，具体设计如下：（1）课程的引入。机械是现代社会的基础，在生产和生活中都起着非常重要的作用，机械举例（生产、生活、战争中用到的）。（2）提出问题。任何机器都是为实现某种功能而设计制造的。什么是机器？机器的特征是什么？机器和设备的区别？机器由几个部分组成？机器的定义？机构的定义？机械的定义？（3）布置项目。机器是通过执行部分的机械运动来实现相应功能的。找出你所知道的机器。（4）能力实训。划分你找出的机器的组成：原动部分、传动部分、执行部分和控制部分，分析该机器的执行部分的运动形式（工作原理）、原动部分的运动形式。全班同学要找出不同的机器。（5）评价总结。不同的执行部分运动形式和原动部分运动形式形成了不同机器的工作原理。机构的作用是用来传递与变换运动，所以研究机构问题是本课程的一个重要任务。
机器工作时，其零件会受到力的作用而破坏或失效，所以零件必须选择合适的材料、确定合理的形状和尺寸（结构）、保证较好的表面质量。零件都是制造后安装再使用的，在保证实现预定功能的前提下，尽可能做到经济合理，力求投入的费用小、工作效率高、使用维护简便。现代社会对环境保护、劳动保护格外重视，对舒适性要求也很高。所有这些都是设计者需要综合考虑的问题，是本课程的学习内容，通过本课程的学习，我们能够进行小型机械及其传动装置的设计。
四、理实一体化教室的建设
全面实施项目化教学，必须有理实一体化的专业教室做为物质保证。我们将前三个大项目合并为两个，建设两个实训平台和理实一体化教室，分别为：《常用机构的基本分析与综合实训平台及理实一体化教室建设》、《机械传动装置与零件结构实训平台及理实一体化教室建设》。综合实训利用系里共用绘图室和CAD机房。
五、结束语
课程的教学改革是高等院校的永恒课题，课程的教学设计也是一个在教学改革中逐步完善的过程，在这里主要是和大家进行交流，起到一个抛砖引玉的作用。
参考文献：
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[3]邓昭铭，张莹.机械设计基础（第二版）[M].北京：高等教育出版社，2000.
[4]叶伟昌，陈辽军.机械工程及自动化简明设计手册（上册）——机械工程专业课程设计指导（第2版）[M].北京：机械工业出版社，2008.
作者简介：陈辽军（1963-），男，副教授，江苏阜宁人，主要从事机械设计制造及其自动化、CAD/CAM、图形图像等方面的教学和研究。
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