南京工程学院编(2021年)

江苏省高等教育自学考试委员会办公室

Ⅰ 课程性质与课程目标

一、课程性质和特点

《机械设计基础》是高等教育自学考试机电一体化技术专业(专科阶段)的一门专业基础课程，本课程是在学生掌握机械制图、工程材料、工程力学等课程的前提下，要求学生通过对平面机构、凸轮机构、带传动、齿轮传动、连接、轴和轴承等内容的学习，初步掌握机械设计的基本理论和方法，了解现代设计思想、方法及其发展趋势，初步具备解决工程实际问题的能力，为今后从事机械设计、制造及其维护等工作奠定基础。

本大纲是根据江苏省高等教育自学考试机电一体化技术专业(专科阶段)培养目标编写，本大纲叙述的内容尽可能简明具体，便于考生自学。

二、课程目标

通过本课程的学习，训练和培养学生掌握平面机构的基本知识、基本理论，掌握常用和通用零件的工作原理、工作特点和基本设计方法，培养学生具备设计通用零件、机械传动装置及简单机械的能力，为学生学习后继课程及新的科学技术打下必要的基础，也为学生今后从事机械设计技术工作打下一定的基础。具体目标如下：

1. 掌握机构结构分析的基本知识，掌握机构运动简图绘制与机构自由度的计算。

2. 了解常用机构的性能特点，设计与计算方法，了解确定机构的运动方案的基本原理与基本方法。

3. 了解机械设计的一般规律，初步树立正确的设计思想。

4. 了解并掌握设计机械零件的基本方法和基本技能：确定设计步骤;进行失效分析计算准则，进行材料及热处理方法选择、参数选择、设计计算、结构设计等。

5. 了解常用零件的类型、特点和应用，掌握主要零件的工作原理。

6. 能正确运用机械零件计算中一些常用技术处理方法;计算载荷、条件性计算、当量法、试算法等。

7. 能够运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料。

8. 掌握基本的实验技能。

本课程考试旨在考核学生对设计通用零件、机械传动装置及简单机械的能力及对机械设计基本概念的掌握情况，考生应独立完成，考试内容，在回答试卷问题时，要求概念准确、逻辑清楚、清晰规范，必要的解题步骤不能省略。

在自学过程中，要求考生在通读教材、理解和掌握所学基本原理知识及基本方法的基础上，结合习题进行练习，提高分析问题和解决问题的能力。

三、课程的重点和难点

本课程的重点是第二、三、六、七、十、十一、十二章，次重点是第一、四、九、十三章，一般章节为第五、八、十四章。第二、三章主要为平面机构的自由度及连杆机构的概念、形式及特性等知识;第六、七章主要讲述了带传动、链传动及齿轮传动等传动的原理、特点及设计等;第十、十一、十二章主要讲述了螺纹连接、轴系及连接、轴承等知识。在平面机构的知识中，要求学生重点掌握运动副的概念、自由度计算和平面连杆机构的形式，难点是平面机构自由度计算;在传动零件的知识中，要求学生重点掌握带传动和齿轮传动的原理、特点和基本设计方法，难点是传动零件的设计;在轴、轴承及连接的知识中，要求学生重点掌握机件各种连接、轴和轴承的类别、原理、特点和一般设计方法，难点是螺纹连接、轴及轴承的设计。

Ⅱ 考核目标

本课程自学考试大纲在考核目标中，按照识记、领会、简单应用和综合应用四个层次规定其应达到的能力层次要求。四个能力层次是递升的关系，后者必须建立在前者的基础上。各能力层次的含义是：

识记(Ⅰ)：要求考生能够识别和记忆本大纲中规定的有关知识点的主要内容(如定义、概念、表达式、公式、格式、原则、原理、重要结论、方法及特征、特点等)，并能够根据考核的不同要求，做正确的表述、选择和判断。

领会(Ⅱ)：要求考生能够领悟和理解本大纲中规定的有关知识点的内涵及外延，熟悉其内容要点和它们之间的区别与联系，并能正确地解释说明和论述。能根据考核的不同要求对有关问题进行逻辑推理和论证，做出正确的解释、叙述和说明。

简单应用(Ⅲ)：要求考生能够运用本大纲中规定的部分知识点，解决机械工程设计中的简单设计问题。

综合应用(Ⅳ)：要求考生能够运用本大纲中规定的多个知识点，对较复杂的机械工程设计问题进行分析，初步解决一般机械工程设计应用问题。

Ⅲ 课程内容与考核要求

第1章 机械设计基础概论

一、学习目的与要求

通过本章的学习，使学生了解机械、机器、机构、构件和零件的基本概念，了解机械设计的基本知识和基本规律，了解机械零部件设计的主要要求，领会现代机械设计思想和方法。

二、课程内容

机械、机器、机构、构件和零件的基本概念;机械零部件设计的主要要求。

三、考核知识点

(1)机械、机器、机构、构件和零件的基本概念

(2)机械、机器、机构、构件和零件的相互关系

(3)机械零部件设计的主要要求

四、考核要求

1.识记

(1)机械、机器、机构、构件和零件的基本概念

(2)机械、机器、机构、构件和零件的相互关系

2.领会

(1)机械零部件设计的主要要求

五、本章重点、难点

重点：机械、机器、机构、构件和零件的基本概念

难点：机械、机器、机构、构件和零件的相互关系

第2章 平面机构

一、学习目的与要求

通过本章的学习，使学生了解构件是如何组成机构的;理解平面机构运动副的概念、分类、表示方法及对构件运动的约束形式;掌握运动链自由度及其计算方法，并判断运动链能否成为机构;能够绘制简单的平面机构运动简图。

二、课程内容

运动副的分类、表示方法及对构件运动的约束形式;运动链自由度的计算。

三、考核知识点

(1)运动副的分类及表示方法

(2)运动副对构件运动的约束形式

(3)运动链自由度的计算

(4)运动链成为机构的判断

四、考核要求

1.识记

(1)运动副的概念

(2)运动副的分类

(3)运动副的表示方法

2.领会

(1)运动副对构件的约束形式

(2)运动链成为机构应满足的条件

(3)运动链自由度的计算

3.简单应用

(1)平面机构运动简图的绘制

五、本章重点、难点

重点：运动副的分类及表示方法

难点：运动链自由度的计算

第3章 平面连杆机构

一、学习目的与要求

通过本章的学习，使学生了解四杆机构的应用场合;掌握铰链四杆机构的基本形式及其判定方法;领会四杆机构中压力角、传动角、极位夹角、死点的概念;了解急回特性和行程速比变化系数的概念;了解图解法设计四杆结构。

二、课程内容

铰链四杆机构的类型及其判定方法;铰链四杆机构的应用场合;铰链四杆机构的特性及压力角、传动角等概念;图解法设计平面四杆机构。

三、考核知识点

(1)铰链四杆机构概念及其基本形式

(2)铰链四杆机构的应用场合

(3)铰链四杆机构的判定方法

(4)压力角、传动角及死点的概念

四、考核要求

1.识记

(1)铰链四杆机构的概念

(2)教练四杆机构的基本形式

(3)铰链四杆机构的应用场合

2.领会

(1)铰链四杆机构的特性

(2)铰链四杆机构中压力角、传动角及死点的概念

(3)铰链四杆机构形式的判定

3.综合应用

(1)图解法设计四杆机构

五、本章重点、难点

重点：铰链四杆机构的基本形式、应用场合;铰链四杆机构的特性

难点：铰链四杆机构类型的判定

第4章 凸轮机构

一、学习目的与要求

通过本章的学习，使学生了解凸轮机构的特点及应用;熟悉从动件的运动规律及其选择;掌握盘形凸轮轮廓的设计原理及方法;了解凸轮机构压力角与自锁的关系、压力角与基圆半径的关系等。

二、课程内容

凸轮机构的特点、类型及其应用、从动件的运动规律及其选择、盘形凸轮轮廓设计。

三、考核知识点

(1)凸轮机构的组成

(2)凸轮机构的特点

(3)凸轮机构的类型

四、考核要求

1.识记

(1)凸轮机构的组成

(2)凸轮机构的特点

(3)凸轮机构的类型

2.领会

(1)盘形凸轮轮廓的设计

3.简单应用

(1)从动件运动规律及其选择

(2)四种运动规律位移曲线图的绘制

五、本章重点、难点

重点：凸轮机构的特点及类型

难点：盘形凸轮轮廓的设计

第5章 间歇运动机构

作为拓展了解，不做考核要求。

第6章 带传动与链传动

本章中重点讲解带传动部分有关知识，链传动部分作为拓展了解，不做考核要求。

一、学习目的与要求

通过本章的学习，使学生初步了解带传动的原理、类型和特点;掌握带传动的张紧方法和装置;掌握带传动的受力分析、应力分析、弹性滑动和打滑;领会带传动的失效形式及计算准则;初步掌握V带传动的设计计算方法。

二、课程内容

带传动的类型和特点、带传动的基本理论、带传动的设计计算、带传动的安装维护和张紧。

三、考核知识点

(1)带传动的工作原理

(2)带传动的类型和特点

(3)带传动的张紧方法和装置

(4)带传动的受力分析、应力分析

(5)带传动的弹性滑动和打滑

(6)带传动的失效形式和计算准则

四、考核要求

1.识记

(1)带传动的工作原理

(2)带传动的类型和特点

2.领会

(1)带传动的张紧方法和装置

(2)带传动的受力分析、应力分析

(3)带传动的弹性滑动和打滑

(4)带传动的失效形式和计算准则

五、本章重点、难点

重点：带传动的工作能力分析

难点：带传动的弹性滑动与打滑

第7章 齿轮传动

一、学习目的与要求

通过本章的学习，使学生初步了解齿轮传动的工作原理、特点和分类;掌握渐开线的特性、渐开线齿廓的特点、正确啮合条件和连续传动条件;掌握齿轮的基本参数和几何尺寸;了解齿轮传动的失效形式和设计计算准则;了解选用齿轮材料的基本要求并合理选择;掌握直齿圆柱齿轮的强度计算和齿轮传动设计。

二、课程内容

齿轮传动的特点和分类、渐开线及渐开线齿廓、渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸、啮合传动分析、渐开线直齿圆柱齿轮的加工及设计计算。

三、考核知识点

(1)齿轮传动的原理、特点和分类

(2)渐开线的特性

(3)渐开线齿廓的特点、正确啮合条件和连续传动条件

(4)齿轮的基本参数和直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算

(5)渐开线齿轮的加工方法

(6)齿轮传动的失效形式和设计准则

四、考核要求

1.识记

(1)齿轮传动的工作原理

(2)齿轮传动的特点和分类

(3)渐开线的特性

2.领会

(1)渐开线齿廓的特点、正确啮合条件和连续传动条件

(2)齿轮的基本参数和直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算

(3)齿轮传动的失效形式和设计准则

五、本章重点、难点

重点：渐开线标准直齿圆柱齿轮的传动原理、几何尺寸计算

难点：齿轮传动的设计

第8章 蜗杆传动和螺旋传动

作为拓展了解，不做考核要求。

第9章 轮系

作为拓展了解，不做考核要求。

第10章 机件的连接

一、学习目的与要求

通过本章的学习，使学生初步了解螺纹的形成、类型、特点和应用;掌握螺纹连接的类型和防松措施;初步掌握较为简单的螺纹连接强度计算;了解并掌握轴毂连接的作用、常用连接方式和特点。

二、课程内容

螺纹的形成、类型、特点和应用、螺纹连接的类型和防松措施、螺纹连接强度计算、轴毂连接的作用、常用连接方式和特点。

三、考核知识点

(1)螺纹的形成、类型、特点和应用

(2)螺纹连接的类型

(3)螺纹连接的防松措施

(4)轴毂连接的作用

(5)轴毂连接的常用连接方式和特点

四、考核要求

1.识记

(1)螺纹的形成原理

(2)螺纹的类型、特点和应用

(3)轴毂连接的作用

2.领会

(1)螺纹连接的类型

(2)螺纹连接的防松措施

(3)轴毂连接的常用连接方式和特点

五、本章重点、难点

重点：螺纹连接的类型、特点和防松措施;键连接的类型和特点

难点：螺纹连接的强度计算

第11章 轴

一、学习目的与要求

通过本章的学习，使学生初步了解轴的作用、分类和材料选择;初步掌握轴的结构设计;掌握轴的工作图的绘制;掌握最小轴径估算和轴的强度校核。

二、课程内容

轴的分类、轴的材料选择、轴的一般设计步骤、轴的结构设计及轴的工作图、轴的最小轴径估算、轴的强度校核。

三、考核知识点

(1)轴的作用

(2)轴的分类

(3)轴的结构设计

(4)最小轴径估算

四、考核要求

1.识记

(1)轴的作用

(2)轴的分类

2.领会

(1)最小轴径估算

(2)轴的强度校核

五、本章重点、难点

重点：轴的结构设计、最小轴径计算和轴的强度校核

难点：轴的强度校核

第12章 轴承

一、学习目的与要求

通过本章的学习，使学生初步了解轴承的作用;了解滚动轴承特点;掌握轴承的结构和常用滚动轴承的类型与特点;了解轴承的失效情况;初步掌握滚动轴承寿命计算方法和滚动轴承静强度计算。

二、课程内容

滚动轴承的类型和特点、滚动轴承的代号、滚动轴承的失效形式和设计准则、滚动轴承的寿命计算和强度计算;滚动轴承的组合设计。

三、考核知识点

(1)轴承的作用

(2)常用滚动轴承的类型和特点

(3)滚动轴承的代号

(4)滚动轴承的失效形式和设计准则

(5)滚动轴承的寿命计算

(6)滚动轴承的强度计算

四、考核要求

1.识记

(1)轴承的作用

(2)滚动轴承的结构

(3)滚动轴承的代号

2.领会

(1)滚动轴承的失效形式和设计准则

(2)滚动轴承的寿命计算

(3)滚动轴承的强度计算

五、本章重点、难点

重点：滚动轴承的类型、特点、代号

难点：滚动轴承的寿命计算和强度计算

第13章 联轴器和离合器

作为拓展了解，不做考核要求。

第14章 机械设计基础综合实训

作为拓展了解，不做考核要求。

Ⅳ 关于大纲的说明与考核实施要求

一、自学考试大纲的目的和作用

《机械设计基础》课程自学考试大纲是根据机电一体化技术专业(专科阶段)自学考试计划的要求，结合自学考试的特点而确定，其目的是对个人自学、社会助学和课程考试命题进行指导和规定。

本课程自学考试大纲明确了课程学习的内容以及深度、广度，规定了课程自学考试的范围和标准。因此，它是编写自学考试教材和辅导书的依据，是社会助学组织进行自学辅导的依据，是自学者学习教材、掌握课程内容知识范围和程度的依据，也是进行自学考试命题的依据。

在自学本课程之前应先通读大纲，了解课程的内容、考核知识点和考核要求。明确考核目标，使自学应考者有的放矢、系统地学习教材;使辅导教师更好地组织教学内容;使命题教师能够更加明确命题范围，更准确地安排试题的知识能力层次和难易程度。本大纲要求学习和掌握的知识点都可作为考核的内容。

二、课程自学考试大纲与教材的关系

课程自学考试大纲是进行学习和考核的依据，教材是学习掌握课程知识的基本内容与范围，教材的内容是大纲所规定的课程知识和内容的扩展。课程内容在教材中可以体现一定的深度或难度，本大纲中对考核的要求是按照本专业的培养目标，以及对考生知识结构要求和专业考试计划来确定的，深度或难度较适当。

大纲与教材所体现的课程内容应基本一致，本大纲的课程内容和考核知识点是与所选教材一致的。所选教材里的部分内容，本大纲不作考核要求。(注：其中的内容与大纲要求不一致的地方，以大纲规定为准。)

三、关于自学教材

自学教材：

《机械设计基础》第2版，孙敬华编，机械工业出版社，2013。

四、关于自学要求和自学方法的指导

本大纲的课程基本要求是依据专业考试计划和专业培养目标而确定的。课程基本要求还明确了课程的基本内容，以及对基本内容掌握的程度。基本要求中的知识点构成了课程内容的主体部分，因此，课程基本内容掌握程度、课程考核知识点是高等教育自学考试考核的主要内容。

为有效地指导个人自学和社会助学，本大纲已指明了课程的重点和难点，在章节的基本要求中一般也指明了章节内容的重点和难点。

本课程共6学分，均为理论课程。

《机械设计基础》课程涉及到机械制图、工程材料、工程力学等课程的相关知识，考生在自学时往往会感到有一定困难，但自学能力的培养对获取知识是非常必要的。在自学过程中应注意以下几点：

1.根据考核要求中的四个能力层次，在全面系统学习的基础上掌握重点概念和重点问题，注意各章内容之间的内在联系及学习本课程的规律性。

2.本课程的自学考试大纲是自学本课程的主要依据，在自学本课程前应先通读大纲，了解课程的要求，获得课程完整的概貌。在开始自学某一章时，先阅读大纲，了解该章的课程内容，考核知识点和考核要求，再依据要求进行学习。

3.阅读教材时，要求吃透每个考核知识点。对基本概念要做到深刻理解，对基本原理要弄清弄懂，对基本方法要熟练掌握。

4.重视每章的习题，多做习题可以帮助考生更好地达到自考大纲的要求，并可以检查考生对知识的掌握程度。

5.本课程是一门应用性和实践性较强的课程，考生在自学过程中必须注意理论联系实际。

6.考生在自学时要注意基本能力的培养，即理解知识的能力、分析问题的能力、系统分析和综合的能力等。

五、对社会助学的要求

1.社会助学指导教师应熟悉本大纲所要求的内容、考核知识点和考核要求，辅导内容必须以本大纲为依据，切实作好对自学应考者的辅导，防止自学中的各种偏向，把握社会助学的正确导向。

2.注意自学考试的特点，命题将覆盖各章，特别是本大纲规定的重点，不可随意增删和圈定重点以免导向失误。本大纲课程内容和考核知识点不作要求的内容则不考。

3.注意培养考生的自学能力，以及分析、设计及应用的能力，努力引导自学应考者将识记、领会与应用联系起来，把知识和理论转化为能力，着重培养和提高自学应考者的分析问题和解决问题的能力。

六、应考指导

1.如何学习。很好的学习计划和组织是成功的法宝。在接受培训学习的过程中，一定要跟紧课程并完成作业。为了在考试中作出满意的回答，必须对所学课程内容有很好的理解。阅读课本时要做课程笔记，如有需要重点注意的内容，可以用彩笔来标注，如：红色代表重点，绿色代表还未理解需要深入研究的知识点，黄色代表可以运用在实际工程之中等。

2.如何考试。首先要认真审题，抓住重点回答问题，避免答非所问。其次，卷面要书写工整，保持卷面整洁，避免因卷面字迹不清导致阅卷教师看不清而失分。

3.如何处理紧张情绪。正确处理对失败的惧怕，要正面思考，考前要调整好心态，要对自己充满信心。进入考场后做深呼吸放松，缓解紧张情绪，保持冷静。

七、对考核内容的说明

本课程大纲中要求考生学习和掌握的知识点都作为考核的内容。课程中各章内容均由若干知识点组成，在自学考试中即为考核知识点。由于各知识点在课程中的地位、作用以及知识自身的特点不同，自学考试将对各知识点分别按四个认知(或叫能力)层次确定其考核要求。

八、关于考试命题的若干规定

1.考试采用闭卷方式，考试时间为150分钟。试卷一律用黑色签字笔书写，作图可用铅笔和直尺。不可带计算器。

2.本大纲各章所规定的基本要求、知识点及知识点下的知识细目，都属于考核的内容。

3.命题不应有超出大纲中考核知识点范围的题目，考核目标不高于大纲中所规定的相应的最高能力层次要求。命题应着重考核自学者对基本概念、基本知识和基本理论是否了解或掌握，对基本方法是否会用或熟练。

4.本课程在试卷中对不同能力层次要求的分数比例大致为：识记占20%，领会占35%，简单应用占35%，综合应用占10%。

5.要合理安排试题的难易程度，试题的难度可分为：易、较易、较难和难四个等级。每份试卷中不同难度试题的分数比例一般为：20:40:25:15。

必须注意试题的难易程度与能力层次有一定的联系，但二者不是等同的概念。在各个能力层次中对于不同的考生都存在着不同的难度。在大纲中已特别强调这个问题，考生切勿混淆。

6.本课程考试命题的主要题型一般有单选题、判断改错题、简答题、计算题、综合题等题型。

附录 题型举例

一、单选题(本题共15小题，每题2分，共30分)

1.机器与机构的主要区别是

A.机器的运动较复杂 B.机器的结构较复杂

C.机器能完成有效的机械功或实现能量转换 D.机器能变换运动形式

2.若机构具有确定的运动，则其原动件数目与其自由度的关系为

A.小 B.相等

C.大 D.无关

二、判断改错题(本题共5小题，每题2分，共10分)

21. 一个零件可以是一个构件。

22. 渐开线的形状取决于基圆的大小。

三、简答题(本题共5小题，每题6分，共30分)

1.渐开线齿轮正确啮合条件是什么?

2.按承载情况分，轴有哪些类型?

四、计算分析题(本题共3小题，每题10分，共30分)

1. 计算题31图所示机构自由度，并判断该机构是否具有确定的相对运动。

题31图

2. 已知一对正常齿外啮合标准直齿圆柱齿轮传动，

，传动比

，

。试求齿数

和中心距

。

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