机械设计(兰州理工大学)
机械设计(兰州理工大学)
5000+ 人选课
更新日期:2025/05/05
开课平台智慧树
开课高校兰州理工大学
开课教师贺瑗强建国郑海霞王富强马晓
学科专业工学机械类
开课时间2025/01/21 - 2025/07/20
课程周期26 周
开课状态开课中
每周学时-
课程简介
《机械设计》课程是面向普通高等理工科院校机类学生开设的一门技术基础课。课程通过对通用机械零件的设计原理、方法和机械设计的一般规律的介绍,培养学生具有进行一般机械传动部件和简单机械装置设计的能力;开发学生创造性思维和创新能力,了解现代机械设计技术,提高计算机技术的应用能力,具有运用标准、规范、手册、图册及网络信息等技术资料的能力;也培养学生树立正确的设计思想和工作方法,养成有意识的注意和了解国家有关技术经济政策和国内外发展情况的习惯。
课程大纲

在线教程

章节简介教学计划
机械设计总论
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机械设计课程的研究对象、性质和任务
贺瑗
机械设计的基本要求及设计程序
贺瑗
机械零件的基本要求
贺瑗
机械零件的失效形式和设计准则
贺瑗
机械零件的设计方法与设计步骤
贺瑗
机械零件的常用材料和选择原则
贺瑗
机械零部件设计中的标准化
贺瑗
机械零件的强度及耐磨性
机械零件的强度问题
强建国
材料的疲劳特性
强建国
机械零件的疲劳强度
强建国
机械零件的接触强度
强建国
提高机械零件的疲劳强度的措施
强建国
螺纹连接
螺纹
郑海霞
螺纹连接的类型和标准连接件
郑海霞
螺纹连接的预紧与连接
郑海霞
螺栓组连接的设计
螺栓组连接的结构设计
郑海霞
受轴向载荷的螺栓组连接
郑海霞
受横向载荷的螺栓组连接
郑海霞
受转矩的螺栓组连接
郑海霞
受倾覆力矩的螺栓组连接
郑海霞
单个螺栓连接的强度计算
松螺栓连接的强度计算
郑海霞
紧螺栓连接的强度计算
郑海霞
螺纹连接件的材料和许用应力
郑海霞
提高螺纹连接件强度的措施
郑海霞
键、花键和销连接
键连接
键连接的功能、类型及应用
强建国
键的选择和键连接的强度计算
强建国
设计实例思路
强建国
花键连接
强建国
销连接
强建国
带传动
带传动概述
贺瑗
带传动的工作情况分析
带传动的受力分析
贺瑗
带传动的极限有效拉力及其影响因素
贺瑗
带的应力分析
贺瑗
带传动的弹性滑动和打滑
贺瑗
V带传动的设计
带传动的失效形式和设计准则
贺瑗
V带传动的设计与参数选择
贺瑗
V带轮的设计及V带传动的张紧
贺瑗
齿轮传动
齿轮传动概述
贺瑗
齿轮传动的失效形式和设计准则
齿轮传动的失效形式和设计准则1
贺瑗
齿轮传动的失效形式和设计准则2
贺瑗
齿轮传动的设计任务和设计过程
贺瑗
齿轮的材料及其选择原则
贺瑗
齿轮传动的计算载荷
齿轮传动的计算载荷1
贺瑗
齿轮传动的计算载荷2
贺瑗
齿轮传动的强度的计算
直齿圆柱齿轮传动的受力分析
贺瑗
斜齿圆柱齿轮传动和锥齿轮齿传动的受力分析
贺瑗
直齿圆柱齿轮传动的强度计算1
贺瑗
直齿圆柱齿轮传动的强度计算2
贺瑗
斜齿圆柱齿轮传动的强度计算
贺瑗
直齿圆锥齿轮传动的强度计算
贺瑗
齿轮传动的参数选择和许用应力
齿轮传动的设计参数1
贺瑗
齿轮传动的设计参数2
贺瑗
齿轮传动的许用应力和精度选择
贺瑗
齿轮的结构设计
贺瑗
齿轮传动的润滑
贺瑗
蜗杆传动
蜗杆传动概述
蜗杆传动的特点
贺瑗
蜗杆传动的类型
贺瑗
普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸
蜗杆传动的主要参数和几何尺寸1
贺瑗
蜗杆传动的主要参数和几何尺寸2
贺瑗
蜗杆传动的失效形式、设计准则及常用材料
贺瑗
普通圆柱蜗杆传动的受力分析
贺瑗
普通圆柱蜗杆传动的强度计算
贺瑗
蜗杆传动的效率、润滑和热平衡
蜗杆传动的效率和润滑
贺瑗
蜗杆传动的热平衡
贺瑗
蜗杆和蜗轮的结构
贺瑗
滚动轴承 
滚动轴承概述
王富强
滚动轴承的类型和代号
滚动轴承的类型
王富强
滚动轴承的代号
王富强
滚动轴承类型的选择
王富强
滚动轴承的失效形式和设计准则
王富强
滚动轴承的寿命计算
滚动轴承的寿命计算1
王富强
滚动轴承的寿命计算2
王富强
滚动轴承装置设计
滚动轴承装置设计1
王富强
滚动轴承装置设计2
王富强
轴的概述
马晓
轴的结构设计
轴设计的主要内容
马晓
各轴段直径和长度的确定
马晓
提高轴的强度的常用措施
马晓
联轴器与离合器
马晓
  • 第一章机械设计总论

    本章是本课程的序幕,所介绍的内容为一些公共问题,贯穿在课程后续的各个章节中。

  • 1.1机械设计课程的研究对象、性质和任务

    本节主要介绍课程的研究对象、内容、性质、学习任务和课程特点。

  • 1.2机械设计的基本要求及设计程序

    本节主要介绍机械设计的基本要求,并针对机械设计的技术过程,介绍机械设计的一般程序。

  • 1.3机械零件的基本要求

    机械零件是组成机器的不可拆的基本制造单元,本节主要介绍设计机械零件时应该满足的基本要求。

  • 1.4机械零件的失效形式和设计准则

    本节主要介绍机械零件的失效形式和设计准则,这是零件设计的核心内容。

  • 1.5机械零件的设计方法与设计步骤

    本节主要介绍两个方面的内容,1.机械零件的设计方法2.机械零件设计的一般步骤。

  • 1.6机械零件的常用材料和选择原则

    材料选择是积机械零件设计中的一个重要环节,本节主要介绍机械零件的常用材料和选择原则。

  • 1.7机械零部件设计中的标准化

    机械零件的种类繁多,但机械零件设计中的标准化原则是相同的,本节主要介绍机械零部件设计中的标准化。

  • 第二章机械零件的强度及耐磨性

    本章主要介绍变应力作用下机械零件疲劳强度计算的理论和方法。

  • 2.1机械零件的强度问题

    强度问题是机械设计中的基础问题,本节主要介绍机械零部件设计中的载荷和应力问题,及疲劳破坏产生的原因。

  • 2.2材料的疲劳特性

    本节主要介绍疲劳寿命和疲劳极限的基本概念,及σ—N疲劳曲线和等寿命疲劳曲线。

  • 2.3机械零件的疲劳强度

    本节主要介绍影响零件疲劳极限的主要因素和单向稳定变应力时机械零件的疲劳度计算。

  • 2.4机械零件的接触强度

    本节主要介绍面应力造成的接触应力的计算模型和计算方法。

  • 2.5提高机械零件的疲劳强度的措施

    在理解了材料和零件疲劳强度的基础上,本节介绍了提高零件疲劳强度的措施。

  • 第三章螺纹连接

    螺纹零件是典型的连接零件, 螺纹连接是利用螺纹零件构成的可拆连接,因其结果简单装拆方便,应用非常广泛。
    本章以应用最为广泛的螺栓连接来讨论螺纹连接零件的设计,主要内容包括:螺纹连接的类型、预紧和防松、螺纹连接的强度计算、螺栓组结构设计、受力分析及提高螺纹连接强度的措施等。

  • 3.1螺纹

    螺纹是螺纹连接的主要几何结构,本节为了研究螺纹连接的工作特点及其应用,从螺纹的形成入手,主要介绍了螺纹的分类、功用和主要参数等;同时参照国家标准表格,介绍螺纹连接件主要参数、公称参数值以及标记符号等基本知识。

  • 3.2螺纹连接的类型和标准连接件

    本节主要介绍了四种基本螺纹连接类型及结构特点和应用,利用紧固件的国家标准,详细介绍了各种标准螺纹连接件及其应用场合,并介绍螺纹的精度等级。

  • 3.3螺纹连接的预紧与连接

    本节主要介绍了螺纹连接的两类问题:预紧和防松,并讨论预紧、防松的目的意义,介绍常见的控制预紧力的方法和防松措施。

  • 3.4螺栓组连接的设计

    螺纹连接通常是成组使用的,在此以应用最广泛螺栓组连接的设计作为其它类型连接的设计依据。设计内容包括结构设计和工作能力设计两部分内容。

  • 3.5单个螺栓连接的强度计算

    单个螺栓连接的强度计算是螺纹连接设计的基础,其强度与连接的类型、连接的装配情况、载荷状态等条件相关,所以应该针对具体问题,正确分析计算出螺栓所受的载荷,以便进行相应的强度计算,螺栓的其他部分,螺母、垫片等结构尺寸不用计算,按螺栓强度计算结果确定的公称尺寸从标准中查取。

  • 3.6螺纹连接件的材料和许用应力

    本节主要研究螺纹连接件的材料和许用应力,介绍了一般条件下螺纹连接件的常用材料及热处理方法,特别针对螺栓和螺母的不同力学性能,介绍了国标中规定的螺栓和螺母的机械性能等级的标记及其含义,同时介绍了影响安全系数与许用应力的关联因素和确定方法。

  • 3.7提高螺纹连接件强度的措施

    本节主要针对螺纹连接的失效形式,研究提高螺纹连接强度的措施。以应用最广泛的螺栓连接为设计案例,展开研究了影响螺纹连接件强度的主要因素和提高螺栓静力强度和疲劳强度的措施。目的在于着重了解各种措施的机理与特点,以便正确选用。

  • 第四章键、花键和销连接

    本章主要介绍了键连接和花键连接的功能、结构、工作原理、特点以及平键连接的强度校核计算;还对销连接的结构、特点和工作原理做了简单的介绍。

  • 4.1键连接

    本节从键连接的类型出发,主要介绍标准键连接的功能、结构、工作原理、特点以及平键连接的强度校核计算和设计思路。

  • 4.2花键连接

    本节主要介绍了花键连接的结构、工作特点及适用场合。

  • 4.3销连接

    销连接也是一种常用的连接形式,本节简单介绍了销连接的特点和工作原理。

  • 第五章带传动

    本章主要介绍了带传动的类型、特点、工作原理力、应力分析和失效形式,和普通v带传动的设计计算以及主要参数的选择。

  • 5.1带传动概述

    本节通过工程实际及日常生活中常见的带传动的应用实例,主要介绍了带传动的组成,类型、工作原理和传动特点。

  • 5.2带传动的工作情况分析

    本节通过阐述带传动工作情况分析的目的,介绍了带传动的力分析、应力分析以及带传动中两种特殊的现象:带的弹性滑动和打滑。

  • 5.3V带传动的设计

    本节以普通V带的设计为例,介绍了带传动的失效形式和设计准则,普通v带传动的设计步骤及主要参数的选择方法。

  • 5.4V带轮的设计及V带传动的张紧

    在V带设计的基础上,本节重点介绍了V带轮的设计内容、材料和结构及尺寸;还介绍了典型的V带传动的张紧装置。

  • 第六章齿轮传动

    本章主要讨论了渐开线齿轮传动的特点、分类、失效形式和设计准则;重点介绍了直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮和直齿圆锥齿轮的受力分析、强度计算方法和参数选择原则。

  • 6.1齿轮传动概述

    通过齿轮传动的一些具体应用实例,重点介绍了齿轮传动的特点和分类。

  • 6.2齿轮传动的失效形式和设计准则

    齿轮传动的失效形式是进行设计计算的依据,本节主要介绍齿轮传动中常见的5种失效形式和常用设计准则。

  • 6.3齿轮传动的设计任务和设计过程

    本节通过齿轮传动设计任务和设计过程的介绍,明确齿轮传动最终要获得的设计结果。

  • 6.4齿轮的材料及其选择原则

    合理选择齿轮材料是齿轮设计的重要内容之一,本节主要介绍齿轮材料的基本要求,常用的齿轮材料及热处理的方式和齿轮材料的选择原则。

  • 6.5齿轮传动的计算载荷

    本节通过引入名义载荷和计算载荷的概念,详细介绍了载荷系数K中包含四个系数,KA、Kv、Kα和Kβ的含义及其具体值的选取原则。

  • 6.6齿轮传动的强度的计算

    对齿轮传动进行强度计算的目的是为了避免轮齿失效。本节重点介绍了直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮和直齿圆锥齿轮的受力分析和齿轮齿面接触疲劳强度与齿根弯曲疲劳强度的计算方法。

  • 6.7齿轮传动的参数选择和许用应力

    齿轮传动中有些参数,如齿数,齿宽系数和压力角等,是通过选择获取的,本节主要介绍了这些参数的选择原则和方法;还介绍了强度计算公式中许用应力的确定方法。

  • 6.8齿轮的结构设计

    齿轮的设计在确定了基本设计参数的基础上,还需要完成齿轮的结构设计。本节主要介绍了典型的齿轮结构形式和尺寸确定。

  • 6.9齿轮传动的润滑

    润滑对齿轮传动具有很重要的意义,本节主要介绍了齿轮传动进行润滑的目的、润滑的方式及润滑剂的选择。

  • 第七章蜗杆传动

    本章主要讨论了蜗杆传动的特点和类型;研究了蜗杆传动的主要参数、失效形式、设计准则、强度计算和结构设计等问题。

  • 7.1蜗杆传动概述

    蜗杆传动是现代机械传动中重要的传动形式,本节主要介绍了蜗杆形成、蜗杆传动的特点和类型。

  • 7.2普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸

    本节主要介绍了蜗杆传动的主要参数及其对传动性能的影响和合理选择的依据。

  • 7.3蜗杆传动的失效形式、设计准则及常用材料

    通过和齿轮传动相比较,介绍了蜗杆传动主要的失效形式和设计准则;针对蜗杆传动的特点和失效形式,重点讨论了蜗杆及蜗轮的材料和选择原则。

  • 7.4普通圆柱蜗杆传动的受力分析

    通过和齿轮传动相比较,介绍了蜗杆传动受力分析的具体方法和注意事项。

  • 7.5普通圆柱蜗杆传动的强度计算

    本节重点介绍了蜗杆传动的齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度的计算方法及参数选择。

  • 7.6蜗杆传动的效率、润滑和热平衡

    本节主要介绍了蜗杆传动的效率和润滑问题;重点阐述了蜗杆传动的热平衡计算和提高散热能力的措施。

  • 7.7蜗杆和蜗轮的结构

    本节主要介绍了蜗杆和蜗轮的典型结构和尺寸计算。

  • 第八章滚动轴承 

    本章主要介绍滚动轴承的类型、尺寸的选择计算以及滚动轴承装置的组合设计。

  • 8.1滚动轴承概述

    本节主要介绍了滚动轴承的特点、组成和材料等轴承基础知识。

  • 8.2滚动轴承的类型和代号

    本节主要介绍了滚动轴承的常见类型和轴承代号。

  • 8.3滚动轴承类型的选择

    本节从轴承的工作载荷条件、转速、调心性能、经济性等方面考虑轴承的类型选择。

  • 8.4滚动轴承的失效形式和设计准则

    本节介绍滚动轴承的主要失效形式和对应的设计准则问题。

  • 8.5滚动轴承的寿命计算

    本节介绍滚动轴承的寿命计算和静强度计算,重点介绍寿命计算中的当量动载荷计算问题。

  • 8.6滚动轴承装置设计

    本节介绍滚动轴承组合设计问题,重点介绍轴承的安装、定位、预紧、配合、密封和润滑等问题。

  • 第九章

    轴是组成机器的主要零件之一,一切做旋转运动的传动零件如齿轮、带轮等都必须安装在轴上才能进行运动及动力的传递,本章将带领大家主要学习轴的相关知识。

  • 9.1轴的概述

    本讲主要讲述轴的功能、分类及材料。

  • 9.2轴的结构设计

    本讲主要了解轴设计的主要内容、各轴段直径和长度的确定,以及提高轴强度的常用措施。

  • 9.3联轴器与离合器

    本讲主要介绍联轴器与离合器的相关知识。

  • 开始学习
  • 第一章  作业测试
    第一章 机械设计总论

    1.1 机械设计课程的研究对象、性质和任务

    1.2 机械设计的基本要求及设计程序

    1.3 机械零件的基本要求

    1.4 机械零件的失效形式和设计准则

    1.5 机械零件的设计方法与设计步骤

    1.6 机械零件的常用材料和选择原则

    1.7 机械零部件设计中的标准化

    视频数7
  • 第二章  作业测试
    第二章 机械零件的强度及耐磨性

    2.1 机械零件的强度问题

    2.2 材料的疲劳特性

    2.3 机械零件的疲劳强度

    2.4 机械零件的接触强度

    2.5 提高机械零件的疲劳强度的措施

    视频数5
  • 第三章  作业测试
    第三章 螺纹连接

    3.1 螺纹

    3.2 螺纹连接的类型和标准连接件

    3.3 螺纹连接的预紧与连接

    3.4 螺栓组连接的设计

    3.5 单个螺栓连接的强度计算

    3.6 螺纹连接件的材料和许用应力

    3.7 提高螺纹连接件强度的措施

    视频数12
  • 第四章  作业测试
    第四章 键、花键和销连接

    4.1 键连接

    4.2 花键连接

    4.3 销连接

    视频数5
  • 第五章  作业测试
    第五章 带传动

    5.1 带传动概述

    5.2 带传动的工作情况分析

    5.3 V带传动的设计

    5.4 V带轮的设计及V带传动的张紧

    视频数8
  • 第六章  作业测试
    第六章 齿轮传动

    6.1 齿轮传动概述

    6.2 齿轮传动的失效形式和设计准则

    6.3 齿轮传动的设计任务和设计过程

    6.4 齿轮的材料及其选择原则

    6.5 齿轮传动的计算载荷

    6.6 齿轮传动的强度的计算

    6.7 齿轮传动的参数选择和许用应力

    6.8 齿轮的结构设计

    6.9 齿轮传动的润滑

    视频数18
  • 第七章  作业测试
    第七章 蜗杆传动

    7.1 蜗杆传动概述

    7.2 普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸

    7.3 蜗杆传动的失效形式、设计准则及常用材料

    7.4 普通圆柱蜗杆传动的受力分析

    7.5 普通圆柱蜗杆传动的强度计算

    7.6 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡

    7.7 蜗杆和蜗轮的结构

    视频数10
  • 第八章  作业测试
    第八章 滚动轴承 

    8.1 滚动轴承概述

    8.2 滚动轴承的类型和代号

    8.3 滚动轴承类型的选择

    8.4 滚动轴承的失效形式和设计准则

    8.5 滚动轴承的寿命计算

    8.6 滚动轴承装置设计

    视频数9
  • 第九章  作业测试
    第九章

    9.1 轴的概述

    9.2 轴的结构设计

    9.3 联轴器与离合器

    视频数5
  • 期末考试