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机械设计第二章教案

机械设计第二章教案
机械设计第二章教案

第二章

课堂类别:理论

教学目标:

1、了解机器的组成;明确零件的概括分类及零件与机器的关系。

2、明确本课程的内容、性质和任务;注意本课程与先修课程及后续课程的关系和相应的学习方法。

3、深刻理解机械零件的失效形式及应满足的基本要求。

4、深刻理解机械零件的设计准则及设计方法。

教学重难点:

重点:机器的主体及其基本组成要素和机械零件的分类,机械零件(局部)和机器(总体)的关系;

难点:机械零件的失效形式及设计步骤

教学方法与手段:

1.教学方法:教师讲授、案例分析、集体讨论、个别回答、师生互动启发

2.教学手段:课件演示、视频课件

主要教学内容及过程

第一章绪论

(一)内容

1、机器在经济建设中的作用

2、机器的基本组成要素

3、本课程的内容、性质、任务

机械设计是以一般通用零部件的设计为核心的设计性课程,而且是论述它们的基本设计理论与方法,用以培养学生具有设计一般机械的能力的技术基础课程。本课程的目的与任务在于培养学生:

1、掌握通用机械零部件的工作原理、特点、选用及设计理论与设计计算方法。

2、初步树立正确的设计思想,了解设计的一般规律,具有设计机械传动部件及简单机械的能力,以及培养学生独立解决问题和分析问题的能力。

3、具有运用标准、规范、手册、图表和查阅有关资料的能力。

4、学会典型零件的实验方法,获得实验技能的基本训练。

第二章机械设计总论

(一)内容

1、机器的组成:原动机、传动部分、执行部分、控制系统及辅助系统等。

2、设计机器的一般程序:计划阶段、方案设计阶段、技术设计阶段、技术文件编制阶段

3、对机器的主要要求:使用功能要求、经济性要求、劳动保护和环境保护要求、寿命和可靠性要求、其他要求。

4、机械零件的主要失效形式:整体断裂、过大的残余变形、零件的表面破坏、破坏正常工作条件引起的失效。

5、设计机械零件时应满足的基本要求:

1)避免在预定寿命期内失效的要求;

2)结构工艺性要求 3)经济性要求 4)质量小的要求 5)可靠性要求

6、机械零件的计算准则:强度准则、刚度准则、寿命准则、振动稳定性准则、可靠性准则

设计方法:理论设计、经验设计、模型试验设计

7、机械零件设计的一般步骤

8、机械零件材料的选用原则

9、机械零件设计中的标准化

(二)基本要求

1、明确机器的组成,了解机器的要求及其设计程序。

2、深刻理解机械零件的失效形式及应满足的基本要求。

3、深刻理解机械零件的设计准则及设计方法。

4、了解机械零件的一般设计方法,重视结构设计及标准化工作。

5、了解一般机械零件的材料及选用原则。

(三)重点、难点及学习注意事项

本章特点在于从机器设计的总要求出发,引出与机械零件设计有关的一些原则性问题。这些问题,例如设计机器的一般程序、机械零件失效形式、零件的设计要求、设计准则、设计方法、设计步骤及材料选择等,始终贯穿在本书以后的各章中。

本章的学习首先要从总体上建立起机器设计,尤其是机械零件设计的总括性的概念,即从机器的总体要求出发,引出对机械零件的要求,根据零件的失效形式,拟定出设计准则,在选择出适用的材料后,按一定的步骤,用理论设计或经验设计的方法,设汁出机械零件来。这个过程的系统性是很严密的。它对以后各章的学习都具有提纲挈领的作用。其次,还要掌握对机器和机械零件的基本要求。这些要求本质上讲有两条:1)提高机器总体效益;2)避免失效。第一条要求是相对的,随着科学技术的发展,对总体效益的要求总是不断变化的。第二条要求却是最基本的,即在达到设计寿命前的任何时候,对机器和零件总是有避免失效的要求的。要求学生在以后各章节的学习中,不断地结合各章的具体分析来逐步加深理解。

4.教学小结及作业

1)机械零件的失效形式有哪些?

机械设计及答案

机械设计习题及答案 第一篇总论 第一章绪论 一.分析与思考题 1-1 机器的基本组成要素是什么? 1-2 什么是零件?什么是构件?什么是部件?试各举三个实例。 1-3 什么是通用零件?什么是专用零件?试各举三个实例。 第二章机械设计总论 一.选择题 2-1 机械设计课程研究的内容只限于_______。 (1) 专用零件的部件(2) 在高速,高压,环境温度过高或过低等特殊条件下工作的以及尺寸特大或特小的通用零件和部件(3) 在普通工作条件下工作的一般参数的通用零件和部件(4) 标准化的零件和部件 2-2 下列8种机械零件:涡轮的叶片,飞机的螺旋桨,往复式内燃机的曲轴,拖拉机发动机的气门弹簧,起重机的起重吊钩,火车车轮,自行车的链条,纺织机的纱锭。其中有_____是专用零件。 (1) 3种(2) 4种(3) 5种(4) 6种 2-3 变应力特性可用σmax,σmin,σm, σa, r 等五个参数中的任意_____来描述。 (1) 一个(2) 两个(3) 三个(4) 四个 2-4 零件的工作安全系数为____。 (1) 零件的极限应力比许用应力(2) 零件的极限应力比零件的工作应力 (3) 零件的工作应力比许用应力(4) 零件的工作应力比零件的极限应力 2-5 在进行疲劳强度计算时,其极限应力应为材料的____。 (1) 屈服点(2) 疲劳极限(3) 强度极限(4) 弹性极限 二.分析与思考题 2-1 一台完整2-3 机械零件主要有哪些失效形式?常用的计算准则主要有哪些? 2-2 机械零件主要有哪些失效形式?常用的计算准则主要有哪些? 2-3 什么是零件的强度要求?强度条件是如何表示的?如何提高零件的强度? 2-4 什么是零件的刚度要求?刚度条件是如何表示的?提高零件刚度的措施有哪些? 2-5 机械零件设计中选择材料的原则是什么? 2-6 指出下列材料的种类,并说明代号中符号及数字的含义:HTl50,ZG230-450, 2-7 机械的现代设计方法与传统设计方法有哪些主要区别? 第三章机械零件的强度 一.选择题 3-1 零件的截面形状一定,如绝对尺寸(横截面尺寸)增大,疲劳强度将随之_____。 (1) 增高(2) 不变(3) 降低 3-2 零件的形状,尺寸,结构相同时,磨削加工的零件与精车加工相比,其疲劳强度______。 (1) 较高(2) 较低(3) 相同 3-3 零件的表面经淬火,渗氮,喷丸,滚子碾压等处理后,其疲劳强度_______。 (1) 增高(2) 降低(3) 不变(4) 增高或降低视处理方法而定 二.分析与思考题

最新同济大学机械设计教案轴

第 章轴第1节 概述一.作用:安装回转零件,传递转矩。 二.分类 转轴M +T 光轴 直轴心轴M 刚性轴传动轴T 阶梯轴 轴曲轴(例汽车) 柔性轴 三.轴的常用材料:碳钢及其合金钢 四.本章解决问题: 轴上零件轴向定位 1.轴的结构设计轴上零件周向定位 轴的各部分尺寸初步确定 强度 2.轴的计算刚度 稳定性 第2节轴的结构设计 一.对轴的结构要求: 1.轴上零件装拆、调整方便 2.工艺性好 3.轴上零件定位可靠 1)轴向定位 2)周向定位 注意事项 a.轴肩圆角r<零件的倒角C(圆角r)<轴肩高度a<轴承内圈高度 R(倒角C)> a b:零件长度>对应轴段长度 a R R r R r R>r R

二.结构设计 例:设计减速器低速级轴系结构。已知功率P,低速级转速n. 设计 1.确定安装方式 2.确定最小直径1)轴承支点不确定2)旋转零件毂长不确定 A 0--与材料及受力有关的系数 3.确定各段直径和长度 三.例题:结构改错 第3节轴的强度计算 一.强度计算 1.按扭转条件计算 仅考虑扭转时:整理得: A 0--与材料和受力有关的系数 3 0n p A d T T T d n P W T ][2.09550000 33 0n p A d T T T d n P W T ][2.09550000 3

S K S m a 12.按弯扭组合较核计算 3.按疲劳强度较核计算 二.提高轴的强度措施 1)合理布置轴上零件减小轴的载荷 2)改进轴上零件结构减小轴的载荷。 3)改进轴的结构减小应力集中。 4)改进轴的表面质量提高疲劳强度。 轴小结 轴的分类 轴的结构设计:安装次序、轴上零件的定位(轴向,周向)、工艺性轴的计算:按扭矩计算,按弯扭组合计算、疲劳强度计算S S S S S S ca 22S K S m a 1 输入轮输出轮输入轮输出轮 输出轮T 4 T 3 T 2 T 1 T 4 T 3 T 1 T 2

机械设计第二章教案

第二章 课堂类别:理论 教学目标: 1、了解机器的组成;明确零件的概括分类及零件与机器的关系。 2、明确本课程的内容、性质和任务;注意本课程与先修课程及后续课程的关系和相应的学习方法。 3、深刻理解机械零件的失效形式及应满足的基本要求。 4、深刻理解机械零件的设计准则及设计方法。 教学重难点: 重点:机器的主体及其基本组成要素和机械零件的分类,机械零件(局部)和机器(总体)的关系; 难点:机械零件的失效形式及设计步骤 教学方法与手段: 1.教学方法:教师讲授、案例分析、集体讨论、个别回答、师生互动启发 2.教学手段:课件演示、视频课件 主要教学内容及过程 第一章绪论 (一)内容 1、机器在经济建设中的作用 2、机器的基本组成要素 3、本课程的内容、性质、任务 机械设计是以一般通用零部件的设计为核心的设计性课程,而且是论述它们的基本设计理论与方法,用以培养学生具有设计一般机械的能力的技术基础课程。本课程的目的与任务在于培养学生:

1、掌握通用机械零部件的工作原理、特点、选用及设计理论与设计计算方法。 2、初步树立正确的设计思想,了解设计的一般规律,具有设计机械传动部件及简单机械的能力,以及培养学生独立解决问题和分析问题的能力。 3、具有运用标准、规范、手册、图表和查阅有关资料的能力。 4、学会典型零件的实验方法,获得实验技能的基本训练。 第二章机械设计总论 (一)内容 1、机器的组成:原动机、传动部分、执行部分、控制系统及辅助系统等。 2、设计机器的一般程序:计划阶段、方案设计阶段、技术设计阶段、技术文件编制阶段 3、对机器的主要要求:使用功能要求、经济性要求、劳动保护和环境保护要求、寿命和可靠性要求、其他要求。 4、机械零件的主要失效形式:整体断裂、过大的残余变形、零件的表面破坏、破坏正常工作条件引起的失效。 5、设计机械零件时应满足的基本要求: 1)避免在预定寿命期内失效的要求; 2)结构工艺性要求 3)经济性要求 4)质量小的要求 5)可靠性要求 6、机械零件的计算准则:强度准则、刚度准则、寿命准则、振动稳定性准则、可靠性准则 设计方法:理论设计、经验设计、模型试验设计 7、机械零件设计的一般步骤 8、机械零件材料的选用原则 9、机械零件设计中的标准化 (二)基本要求

机械设计教案

第五章螺纹联接与螺旋传动 一、教学目的和要求 重点掌握螺纹连接件的预紧力、工作载荷及总载荷的计算方法,螺纹连接的强度计算,螺栓组的结构设计,受力分析及提高螺纹连接强度的措施,了解连接螺纹及其主要的参数。 二、教学重点和难点 重点掌握螺纹连接件的预紧力,螺纹连接的强度计算,螺栓组的结构设计及受力分析。 三、授课方式 多媒体与板书 四、教学内容与教学组织设计 5.1螺纹 1.螺纹的分类 螺纹有外螺纹与内螺纹之分,它们共同组成螺旋副,螺纹按工作性质分为联接用螺纹和传动用螺纹。联接用螺纹的当量摩擦角较大,有利于实现可靠联接,传动用螺纹的当量摩擦角较小,有利于提高传动的效率。 2.普通螺纹的主要参数 大径d-即螺纹的公称直径。 小径d1-常用于联接的强度计算(螺杆的危险剖面)。 中径d2-常用于联接的几何计算(受力分析点)。 螺距P-螺纹相邻两个牙型在中径上对应点间的轴向距离。

线数n-螺纹的螺旋线数目。 导程S-螺纹上任一点沿同一条螺旋线转一周所移动的轴向距离,S=nP。 牙型角a-螺纹轴向截面内,螺纹牙型两侧边的夹角。 牙侧角β-螺纹牙型的侧边与螺纹轴线的垂直平面的夹角,对称牙型β=a/2 升角y-螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角。 5.2螺纹联接的类型与标准联接件 1.螺纹联接的基本类型 除上述联接的基本类型外,在机器中,还有一些特殊结构的螺纹联接。如:T型槽螺栓联接、吊环螺钉联接和地脚螺栓联接等。 2.标准螺纹联接件 螺纹联接的类型很多,在机械制造中常见的螺纹联接件的结构型式和尺寸都已经标准化,设计时可以根据有关标准选用。

5.3螺纹联接的预紧 大多数螺纹联接在装配时都需要拧紧,使之在承受工作载荷之前,预先受到力的作用,这个预加作用力称为预紧力。增强联接的可靠性和紧密性,以防止受载后被联接件间出现缝隙或发生相对移动。 拧紧后螺纹联接件的预紧应力不得超过其材料的屈服极限ss的80%,利用控制拧紧力矩的方法来控制预紧力的大小。通常可采用测力矩扳手或定力矩扳手,对于重要的螺栓联接,也可以采用测定螺栓伸长的方法来控制预紧力。 5.4螺纹联接的防松 螺纹联接一般都能满足自锁条件不会自动松脱。但在冲击、振动或变载荷作用下,或在高温或温度变化较大的情况下,螺纹联接中的预紧力和摩擦力会逐渐减小或可能瞬时消失,导致联接失效。 防松的根本问题在于防止螺旋副相对转动。按工作原理的不同,防松方法分为摩擦防松、机械防松等。此外还有一些特殊的防松方法,例如铆冲防松、在旋合螺纹间涂胶防松等。

机械设计基础第十四章 机械系统动力学

第十四章 机械系统动力学 14-11、在图14-19中,行星轮系各轮齿数为123z z z 、、,其质心与轮心重合,又齿轮1、2对质心12O O 、的转动惯量为12J J 、,系杆H 对的转动惯量为H J ,齿轮2的质量为2m ,现以齿轮1为等效构件,求该轮系的等效转动惯量J ν。 2222 2121221 12323121 13212 1 13222 12311212213121313 ( )()()()1()()()( )()()()o H H H o H J J J J m z z z z z z z z z O O z z z z z z z O O J J J J m z z z z z z z z νννωωω ωωωω ωω ωωωωνω=+++=-= += +=+-=++++++解: 14-12、机器主轴的角速度值1()rad ?从降到时2()rad ?,飞轮放出的功 (m)W N ,求飞轮的转动惯量。 max min 122 2 121 ()2 2F F Wy M d J W J ?ν??ωωωω==-=-? 解: 14-15、机器的一个稳定运动循环与主轴两转相对应,以曲柄和连杆所组成的转动副A 的中心为等效力的作用点,等效阻力变化曲线c A F S ν-如图14-22所示。等效驱动力a F ν为常数,等效构件(曲柄)的平均角速度值25/m rad s ?=, 3 H 1 2 3 2 1 H O 1 O 2

不均匀系数0.02δ=,曲柄长度0.5OA l m =,求装在主轴(曲柄轴)上的飞轮的转动惯量。 (a) W v 与时间关系图 (b )、能量指示图 a 2 24()2 3015m Wy=25N m 25 6.28250.02 c va OA vc OA OA va F W W F l F l l F N Mva N J kg m νν=∏?∏=∏+==∏= =?解:稳定运动循环过程 14-17、图14-24中各轮齿数为12213z z z z =、,,轮1为主动轮,在轮1上加力矩1M =常数。作用在轮 2 上的阻力距地变化为: 2r 22r 020M M M ??≤≤∏==∏≤≤∏=当时,常数;当时,,两轮对各自中心的转动惯量为12J J 、。轮的平均角速度值为m ω。若不均匀系数为δ,则:(1)画出以轮1为等效构件的等效力矩曲线M ν?-;(2)求出最大盈亏功;(3)求飞轮的转动惯量F J 。 图14-24 习题14-17图 40Nm 15∏ 12.5∏ 22.5∏ 15Nm ∏ 2∏ 2.5∏ 4∏ 25∏ 1 1 z 2 z 2 r M 2 M ∏ 2∏ 2?

机械设计教案

教材分析1.教材基本信息 教材名称:机械设计 出版社:高等教育出版社 主编:濮良贵 出版时间:2013年5月第9版 2.章节内容 第一章绪论 第二章机械设计总论 第三章机械零件的强度 第四章摩擦、磨损及润滑 第五章螺纹连接机螺旋传动 第六章键、花键、物件连接和销联结 第七章铆接、焊接、胶接和过盈连接 第八章带传动 第九章链传动 第十章齿轮传动 第十一章蜗杆传动 第十二章滑动轴承 第十三章滚动轴承 第十四章联轴器和离合器 第十五章轴 第十六章弹簧 第十七章机座和箱体

第十八章减速器和变速器 3.教学手段和方法 教学方法:教师讲授、案例分析、集体讨论、个别回答、师生互动启发 教学手段:课件演示、视频课件 4.实训教学环节 实训一:连接件认知(螺栓、键、销) 实训二:传动部件认知(带、齿轮、蜗杆、链传动) 实训三:轴系部件认知(轴、轴承、联轴器、离合器等) 5.教材优缺点分析 优点:《“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材:机械设计(第9版)》是“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材,是在西北工业大学机械原理及机械零件教研室编著,濮良贵、纪名刚主编《机械设计》(第八版)的基础上,根据教育部2011年制订的“机械设计课程教学基本要求”和编者多年来的教学实践经验,考虑加强学生素质教育和能力培养,结合拓宽专业面后的教学改革以及我国机械工业发展的需要修订而成的。内容上能够反映现代机械设计的最新技术,具有较强的针对性和实用性。书后附录有常用量的名称、单位、符号及换算关系。教材覆盖面广,较为权威。 缺点:配套习题略少,没有配套的实验指导类教材 6.参考教材 机械设计指导手册(图书馆) 机械设计课程设计 机械设计习题集

机械设计基础电子教案 正式

(此文档为word格式,下载后您可任意编辑修改!) 第一讲绪论 教学目标 (一)能力目标 1.解本课程的内容、性质和任务 2.掌握学习本课程的方法 (二)知识目标 1.了解机器的组成及其特征 2.熟悉机构、构件、零件、部件的概念及其区别 教学内容 1.机械设计基础研究的对象 2.本课程的作用 3.机械设计的基本要求和一般过程 教学的重点与难点 (一)重点 本课程的研究对象、内容。 (二)难点 机构、构件、零件、部件的概念及其区别。 教学方法与手段 采用动画演示,注重启发引导式教学。 一、机器的组成及特性 (一)机器的组成及其特征 以内燃机为例 1、工作原理

内燃机是将燃气燃烧时的热能转化为机械能的机器。 2、组成 内燃机由三部分组成:连杆机构、齿轮机构、凸轮机构。 3、机器的特性 (二)机构、构件、零件 1、机构 机构是用来传递运动和力,有一个构件为机架,用运动副连接起来的构件系统。 一台机器可以由一个机构,也可以由多个机构组成。 常用机构:连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、间歇运动机构等。 2、构件 构件是指机构的运动单元体。如键、齿轮、螺栓等。 构件可能是一个零件,也可能是由若干个零件组合的刚性体。如内燃机连杆就是由连杆体、连杆盖、螺母和螺栓等零件组成的构件,因为组合成连杆的各零件之间没有相对运动。 3、零件及其分类 机械零件是指机器的制造单元体。 机械零件又分通用零件和专用零件。通用零件是指各种机器普遍用到的零件,如螺栓、螺母、键、销等;专用零件是指某种机器才用到的零件,如内燃机的曲轴、活塞等。 二、本课程的内容、性质和任务 1、本课程的性质 专业基础课 2、本课程的研究对象 常用机构和通用零件 3、本课程的研究内容

陈立德版机械设计基础第15章课后题答案

第15章 轴承 15.1 滚动轴承的主要类型有哪些?各有什么特点? 答:(1)深沟球轴承。主要承受径向载荷,也能承受一定的双向轴向载荷、可用于较高转速。 (2)圆锥子轴承。内、外圆可分离,除能承受径向载荷外,还能承受较大的单向轴向载荷。 (3)推力球轴承。套圈可分离,承受单向轴向载荷。极限转速低。 (4)角接触球轴承。可用于承受径向和较大轴向载荷,α大则可承受轴向力越大。 (5)圆柱滚子轴承。有一个套圈(内、外圈)可以分离,所以不能承受轴向载荷。由于是线接触,所以能承受较大径向载荷。 (6)调心球轴承。双排球,外圈内球面、球心在轴线上,偏位角大,可自动调位。主要承受径向载荷,能承受较小的轴向载荷。 15.2 绘制下列滚动轴承的结构简图,并在图上表示出轴承的受力主向:6306、N306、7306ACJ ,30306、51306。 答:按表15.2中表示的简图及受力方向绘制。 15.3滚动轴承的基本额定动载荷C 与基本额定静载荷C ο在概念上有何不同,分别针对何种失效形式? 答:(1)基本额定动载荷C 与基本额定静载荷C ο在概念上区别在于“动”与“静”二字的区别。C 是指轴承在L 10(单位为106r )时轴承能承受的最大载荷值;C ο是指在静载荷下极低速运转的轴承。 (2)C 下的失效形式为点蚀破坏;C ο下为永久塑性变形。 15.4 何谓滚动轴承的基本额定寿命?何谓当量动载荷?如何计算? 答:基本额定寿命是指一批同型号的轴承在相同条件下运转时,90%的轴承未发生疲劳点蚀前运转的总转教,或在恒定转速下运转的总工作小时数,分别用L 10、L 10h 表示。 当量动载荷是轴承在当量动载荷P 作用下的寿命与在实际工作载荷(径向和轴向载荷)条件下的寿命相等。其计算方式为 ()P r a P f XF YF =+ 15.5滚动轴承失效的主要形式有哪些?计算准则是什么? 答:对于一般转速的轴承(10Y /min

机械设计基础第二章

第2章平面连杆机构 2.1平面连杆机构的特点和应用 连杆机构是由若干刚性构件用低副连接组成的机构,又称为低副机构。在连杆机构中,若各运动构件均在相互平行的平面内运动,称为平面连杆机构;若各运动构件不都在相互平行的平面内运动,则称为空间连杆机构。 平面连杆机构被广泛应用在各类机械中,之所以广泛应用,是因为它有较显著的优点:(1)平面连杆机构中的运动副都是低副,其构件间为面接触,传动时压强较小,便于润滑,因而磨损较轻,可承受较大载荷。 (2)平面连杆机构中的运动副中的构件几何形状简单(圆柱面或平面),易于加工。且构件间的接触是靠本身的几何约束来保持的,所以构件工作可靠。 (3)平面连杆机构中的连杆曲线丰富,改变各构件的相对长度,便可使从动件满足不同运动规律的要求。另外可实现远距离传动。 平面连杆机构也存在一定的局限性,其主要缺点如下: (1)根据从动件所需要的运动规律或轨迹设计连杆机构比较复杂,精度不高。 (2)运动时产生的惯性力难以平衡,不适用于高速的场合。 (3)机构中具有较多的构件和运动副,则运动副的间隙和各构件的尺寸误差使机构存在累积误差,影响机构的运动精度,机械效率降低。所以不能用于高速精密的场合。 平面连杆机构具有上述特点,所以广泛应用于机床、动力机械、工程机械等各种机械和仪表中。如鹤式起重机传动机构(图2-1),摇头风扇传动机构(图2-2)以及缝纫机、颚式破碎机、拖拉机等机器设备中的传动、操纵机构等都采用连杆机构。 图2-1鹤式起重机图2-2 摇头风扇传动机构 2.2平面连杆机构的类型及其演化

2.2.1 平面四杆机构的基本形式 全部用转动副组成的平面四杆机构称为铰链四杆 机构,如图2-3所示。机构的固定件4称为机架;与 机架相联接的杆1和杆3称为连架杆;不与机架直接 联接的杆2称为连杆。能作整周转动的连架杆,称为 曲柄。仅能在某一角度摆动的连架杆,称为摇杆。按 照连架杆的运动形式,将铰链四杆机构分为三种基本 型式:曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。 1.曲柄摇杆机构 两连架杆中一个为曲柄而另一个为摇杆的机构。当曲柄为原动件时,可将曲柄的连续转动转变为摇杆的往复摆动,如图2-4中的搅拌机构;反之,当摇杆为原动件时,可将摇杆的往复摆动转变为曲柄的整周转动,如图2-5所示的缝纫机踏板。 图2-4 搅拌机 图2-5 缝纫机脚踏板机构 2.双曲柄机构 两连架杆均为曲柄的四杆机构为双曲柄机构。通常一个曲柄作等速转动,另一个曲柄作等速或变速转动,图2-6惯性筛驱动机构和图2-7机动车辆机构均为双曲柄机构。惯性筛驱动机构中,主动曲柄AB 等速回转一周时,曲柄CD 变速回转一周,使筛子EF 具有较大变 图2-6 惯性筛驱动机构 图2-7 机动车辆机构 图2-3 铰链四杆机构

《机械设计基础》教案

关于机械设计课程的说明 讲授任何一门课程,都得首先对它有个轮廓的了解,因而有必要先对机械设计课程作一简要说明。 一、本课程在专业教学计划中的地位与作用 本课程是机械类各专业教学计划中的一主门干课程,属技术基础课。因而它不仅要求学生预先学完工程制图、理论力学、材料力学、工程材料、机械制造基础、机械原理、公差与技术测量等先修课程,而且要求学生结合本课程的学习,能够综合运用所学的基础理论和技术知识,联系生产实际和机器的具体工作条件,去设计合用的零(部)件及简单的机械,以便为顺利地过渡到专业课程的学习及进行专业产品与设备的设计打下初步的基础。因此,本课程具有从理论性课程过渡到结合工程实际的设计性课程,从基础课程过渡到专业课程的承先启后的桥梁作用。另一方面,本课程所讨论的内容,主要是通用机械零(部)件的设计和选用方面的基本知识、基本理论和基本方法,所以是一般机械工程技术人员必备的基础。 二、本课程的性质与任务 本课程是一门培养学生机械设计能力的技术基础课,属于设计性的课程。 本课程的主要任务是培养学生: 1. 掌握通用机械零、部件的设计原理、方法和机械设计的一般规律,具有设计机械传动装置和简单的机械的能力。 2. 树立正确的设计思想,了解国家当前的有关技术经济政策。 3. 具有运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料的能力。 4.掌握典型机械零件的实验方法,获得实验技能的基本动训练。

5.对机械设计的新发展有所了解。 三、本课程的教学环节及特殊性 本课程的教学环节除了(包括自学)外,还应有习题课、讨论课、实验课、现场教学、答疑辅导、设计作业及课程设计等。虽然课堂教学是一个非常重要方面,但它远非本课程的全部,因而企图通过单单学习书本知识就把这门课程学好,最后必将落得一知半解,缺乏实践能力和设计素养,不能达到本课程的学习要求。这一点,务必提醒每个学生都必须充分注意,并随时加以警惕。如果学生在作习题、设计作业和课程设计时,不注意进行理论和技术分析,不认真查阅手册、图册和有关资料;做实验时不详细弄清实验目的、原理、仪表功能及测试方法;在现场教学中不细心观察零件的结构、材料、制法、工作情况、失效形式和有关机器的运转性能,就不可能学好这门课程,也不可能成为一个优秀的机械设计者。所以学习本课程时必须明确,书本知识固属重要,但在工程实际中,很少是靠单独运用书本知识就能正确解决问题的,而是还需掌握一定的经验资料和具备较强的工程判断能力。因为实际的机械设计问题几乎都不会只有一个答案的,新理论、新技术、新材料、新工艺以及新的市场信息等,都将使答案发生变化。所以一定要善于全面分析、综合协调、灵活处理,并富有想象力、洞察力、探索精神和创新勇气,从而对各式各样的设计问题作出机敏的工程判断。而这些能力是要靠一系列课程的各个教学环节来综合培养的。本课程应该负担培养的部分,则是通过前述全部教学环节来实现的,决不是单单课堂教学就能奏效。 四、本课程的特点 1.论述机械零(部)件设计时的一般顺序及目的 《机械设计》中,除第一篇“总论”是综合论述本课程的主要内容、性质、任务

机械设计制造基础第二章 练习题与答案

第二章练习题 1. 填空题 1-1 直角自由切削,是指没有参加切削,并且刃倾角的切削方式。 1-2 在一般速度范围内,第Ⅰ变形区的宽度仅为0.02~0.2mm。切削速度 因此可以近似视为一个平面,称为剪切面。 ,宽度愈小, 1-3 靠前刀面处的变形区域称为变形区,这个变形区主要集中在和前刀面接触的切屑底面一薄层金属内。 1-4 在已加工表面处形成的显著变形层(晶格发生了纤维化),是已加工表面受到切削刃和后刀面的挤压和摩擦所造成的,这一变形层称为变形区。 1-5 从形态上看,切屑可以分为带状切屑、、和崩碎切屑四种类型。 1-6 在形成挤裂切屑的条件下,若减小刀具前角,减低切削速度,加大切削厚度,就可能得到。 1-7 在形成挤裂切屑的条件下,若加大刀具前角,提高切削速度,减小切削厚度,就可能得到。 1-8 经过塑性变形后形成的切屑,其厚度h ch通常都要工件上切削层的厚度h D,而切屑长度L ch通常切削层长度L c。 1-9 切削过程中金属的变形主要是剪切滑移,所以用系数精确些。 1-10 相对滑移是根据纯剪切变形推出的,所以它主要反映形系数则反映切屑变形的综合结果,特别是包含有的大小来衡量变形程度要比变形 变形区的变形情况,而变 变形区变形的影响。 1-11 切屑与前刀面的摩擦与一般金属接触面间的摩擦不同,因为切屑与前刀面之间的压力很大(可达 1.96~2.94GPa 以上),再加上几百度的高温,致使切屑底面与前刀面发生现象。 1-12 在粘结情况下,切屑与前刀面之间的摩擦是切屑粘结部分和上层金属之间的摩擦,即切屑的。 1-13 根据摩擦情况不同,切屑与前刀面接触部分可分为两个摩擦区,即和滑动区。1-14 切屑与前刀面粘结区的摩擦是变形区变形的重要成因。 1-15 硬脆材料与金属材料的切除过程有所不同,其切除过程以为主。 1-16 磨削时砂轮表面的微小磨粒切削刃的几何形状是不确定的,通常有较大的负(-60°~-85°)和刃口楔角(80°~145°),以及较大的半径。 1-17 砂轮磨粒切削刃的排列(刃距、高低)是分布的,且随着砂轮的磨损不断变化。1-18 切削时作用在刀具上的力,由两个方面组成:1)三个变形区内产生的变形抗力和塑性变形抗力;2)切屑、工件与刀具间的。 1-19 由于切削变形复杂,用材料力学、弹性、塑性变形理论推导的计算切削力的理论公式与实际差距较大,故在实际生产中常用经验公式计算切削力的大小。 1-20 切削热的直接来源是切削层的变形以及切屑与刀具、工件与刀具之间的 三个变形区是产生切削热的三个热源区。 ,因而 1-21 在切削塑性材料时,切削区温度最高点是在前刀面上处。 1-22 切削脆性材料时,由于形成崩碎切屑,故最高温度区,位于靠近刀尖的 域内。 的小区 1-23 目前比较成熟的测量切削温度的方法有自然热电偶法、热电偶法和红外测温法。1-24 利用自然热电偶法可测得的温度是切削区的,红外测温法可测刀具及切屑侧

机械设计基础陈立德版教案课程

机械设计基础陈立德版教 案课程 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020

绪论 本章学习后,要使学生能解决三大问题,学什么,为啥学,怎样学三大问题。 01 机器的组成 人们广泛使用过,接触过机器,放一课件(单缸内燃机、颚式破碎机),图01,02所示,但定义如何,为什么称它为机器,学生们是不大清楚的。它要有三个特征,才能称上机器。 1)是一种人为的实物组合。 2)各部分形成运动单元,各单元之间具有确定的相对运动关系。 3)能实现能量转换或完成有用的机械功。 什么叫能量转换,指的是机械能转换成电能,或反之。这样具备三个条件者就称为机器,这样学生就可说出车床是机器吗电动机是否也是机器,电动机根据三个条件可得出一定为机器。 随着科学技术的发展,创造出各种新型机器,故对机器的定义也有了更广泛的定义,什么叫机器,是一种用来转换或传递能量、物料和信息的,能执行机械运动的装置,那么一台机器由什么组成,从装配角度来看:由零件→构件→机构→机器,因此设计制造一台机器必有零件开始,组装成构件,再由构件组装成机构,加上原动件装置就成为一台机器了。 接下来说说什么叫机构、构件、零件。 什么叫机构:具备前二个条件的称为机构,即为多个实物的组合,又能实现预期的机械运动,例齿轮机构、连杆机构等,放课件(连杆机构、齿轮机构)。 什么叫构件,构件为组成机械的各个相对运动的实物。例连杆,放课件(构件)从中可看连杆为多个零件装配而成的。 什么叫零件,零件是机械中不可拆的制造单元,因此构件可以是一个零件组成也可以由多个零件组成的。

XXXX-最新陈立德版机械设计基础第15章课后题答案

鼓新资料推荐 第15章 轴承 15.1滚动轴承的主要类型有哪些?各有什么特点? 答:(1)深沟球轴承。主要承受径向载荷,也能承受一泄的双向轴向载荷、可用于较高 圆锥子 轴承。内、外圆可分离,除能承受径向载荷外,还能承受较大的单向轴向载 推力球轴承 0套圈可分离,承受单向轴向载荷。极限转速低。 角接触球轴承。可用于承受径向和较大轴向载荷,◎大则可承受轴向力越大。 圆柱滚子轴承。有一个套圈(内、外圈)可以分离,所以不能承受轴向载荷。由于 是线接触,所以能承受较大径向载荷。 (6)调心球轴承0双排球?外圈内球而、球心在轴线上,偏位角大,可自动调位。主要 承受径向载荷,能承受较小的轴向载荷。 15.2绘制下列滚动轴承的结构简图,并在图上表示出轴承的受力主向:6306、N306、 7306ACJ, 30306、51306。 答:按表15.2中表示的简图及受力方向绘制。 153滚动轴承的基本额定动载荷C 与基本额泄静载荷U 在概念上有何不同,分别针对何 种失效形式? 答:(1)基本额立动载荷c m 基本额左静载荷C'在概念上区别在于“动”与“静”二字 的区别。C 是指轴承在Zdo (单位为13「)时轴承能承受的最大载荷值:C”是指在静载荷下极 低速运转的轴承。 (2) C 下的失效形式为点蚀破坏:G 下为永久塑性变形。 15.4何谓滚动轴承的基本额定寿命?何谓当量动裁荷?如何讣算? 答:基本额崔寿命是指一批同型号的轴承在相同条件下运转时,90%的轴承未发生疲劳点 蚀前运转的总转教,或在恒立转速下运转的总工作小时数,分别用Lw. L.oh 表示。 当量动载荷是轴承在当量动载荷P 作用下的寿命与在实际工作载荷(径向和轴向载荷) 条件下的寿命相等.貝计算方式为 15.5滚动轴承失效的主要形式有哪些?计算准则是什么? 答:对于一般转速的轴承(10r/min

机械设计基础第二章

第2章平面机构运动简图及自由度计算 机械是替代人类完成各项体力劳动甚至脑力劳动的执行者。在各种新型机械的设计初期,首先需要采用机械系统运动简图来对比各种运动方案及工作原理,一边从中选出最佳的设计方案。然后再按照运动要求确定及其各组成构件的主要尺寸,按照强度条件和工作情况确定机构个部分的详细结构尺寸。机械系统的运动简图设计是设计机械产品十分重要的内容,正确、合理地设计机械系统简图,对于满足机械产品的功能要求,提高性能和质量,降低制造成本和使用费用等是十分重要的。 机械系统要完成比较复杂的运动,一般都需要将若干个机构根据机械系统的运动协调配合的要求组合起来,因此机械系统的运动简图也是机构系统的运动简图。机械系统的运动简图是用规定的符号,绘出能准确表达机构各构件之间的相对运动关系及运动特征的简单图形。 一般某机构可分为平面机构和空间机构。平面机构是指各运动构件均在同意平面或相互平行平面内运动的机构。空间机构是指虽有的机构不完全是相互平行的平面内运动的机构。本章将着重介绍机构的结构分析。 第一节机构的组成 构件 任何机器都是由若干个零件组装而成的。构件是指组成机械的各个相对运动的单元。构件 和零件的概念是有区别的。构件是机械中的运动单元体,零件则是机械中不可拆分的制造单元 体。构件可以是一个零件,也可以是由两个或两个以上的零件组成。如图2-1所示的内燃机中的连杆就是由单独加工的连杆体、轴套、连杆头、轴瓦、螺杆、螺母等零件组成的,这些零件分别加工制造,但是当它们装配成连杆后则作为一个整体在发动机内部作往复运动 相互之间并不产生相对运动,因此连杆可以看做一个构件。 因此,从运动角度来看,任何机器都是许多独立运动单元组合而成的,这些独立运动单元体称为构件。从加工制造角度来看,任何机器都是由许多独立制造单元体组合而成的,这些独立制造单元体称为零件。通常,为了完成同一使命而在结构上组合在一起并协同工作的零件称为部件,如联轴器、减速器等。 通常,单个构件在和其他构件相互连接之前,在空间范围内可以产生6个相互独立的运动,即沿X, Y. Z轴方向的3个移动以及绕X, Y. Z轴的3个转动,如图2-2(a)所示。可以认为,一个构件在三维空间内有6个自由度。很显然,对于二维空间内的构件,在与其他构件连接之前有3个目由度。如图2-2(b)所示,构件1具有3个相互独立的运动,即沿X 轴、Y轴方向的两个移动以及绕垂直于运动平面XOY轴线的一个转动,其他的运动形式都由这三种运动的叠加而成。 2.运动副 事实上,在任何机器或机构内,构件和构件之间是以一定的方式相互连接的,机构中各个构件之间必须有确定的相对运动。因此,构件的连接既要使两个构件直接接触,又能产生一定的相对运动,这种直接接触的、可以产生相对运动的活动连接称为运动副。两构件上直接参与接触构成运动副的部分称为运动副元素。例如,内燃机中活塞与汽缸之间的连接,它们既相互接触,同时又允许活塞在气缸内部往复移动,这种活动连接就是运动副。可见构成运动副需要具备两个要素:两构件间的直接接触和相对运动。 如前所述,一个构件在平面内有3个自由度。显然,当构件与另一个构件形成运动副后,另一个构件会对该构件的运动形式附加一定的约束,也就是原有构也就是原有构件将失去一

机械设计基础第二章

第二章平面机构的运动简图及自由度 [学习目的]:通过本章学习,掌握运动副的概念、分类,运动副和构件的表示符号以及机构具有确定运动的条件。掌握自由度的计算 机构是认为的实物组合,并且各实物之间具有确定的相对运动。 组成机构的所有构件均在同一平面或平行平面内运动,该机构就称为平面机构。否则就称为空间机构。 2.1平面机构的组成 教师提问: 列举一下在我们日常生活中所观察到的两个构件的链接 答:学生列举例子。(螺栓连接、铆接、焊接、门与门框的链接等等) 我们从所举的例子中分析一下,有些连接是两个构件直接接触并能产生一定的相对运动的连接。 我们定义由两构件直接接触并产生一定相对运动的联接,称为运动副。 运动副的接触方式包括了点、线、面的接触。我们根据接触的方式不同,可以把运动副分成两大类,即低副和高副。 低副: 两构件通过面接触所构成的运动副称为低副。其构件之间的相对运动是转动或是移动。因此我们又可以把低副分为转动副和移动副。 转动副移动副 高副: 两构件之间以点或线相接触所组成的运动副称为高副。

在一个平面内,构件能出现独立运动的数目我们称为构件的自由度,而在物体运动是必然会产生一些限制条件来影响物体的运动,我们把这些限制条件称为约束。 问题:那么我们想一想,一个平面内自由运动的构件有几个自由度呢? 一个在平面内自由运动的构件具有3个自由度。 引入1个约束条件,构件将减少1个自由度。 所以我们对上述运动副分析能得到: ?组成转动副的构件只能绕同一轴线作相对转动,引入了2个约束,保留了1个自由度; ?组成移动副的构件只能沿某一轴线相对移动,也引入2个约束,保留了1个自由度; ?组成高副的构件的相对运动是转动兼移动,引入1个约束,保留了2个自由度; 组成机构的构件按运动性质可分为三类: 1.机构中接受外部给定运动规律的构件称为原动件。即机构中作用有驱动力或力矩的构件,或运动规律已知的构件。 2.机构中除了原动件以外,随着原动件的运动而运动的其余可动构件称为从动件。 3.在机构中固定不动的构件称为机架。用于支撑可动构件。 注意: 原动件,从动件以及机架都是单独的构件。由以上的构件组合在一起就构成了机构。 2.2 平面机构的运动简图 构件用线段或小方块表示,有时机架画成支架的形式。 转动副

机械设计 -第二章

第二章 电动机的选择 1.选择电动机的类型 由题目要求,可选一般用途的Y 系列全封闭自扇冷,鼠笼型三相异步电动机。 2.计算电动机的输出功率。 ①计算工作机的所需功率Pw 。 由式:Pw=FV/1000ηw Kw ① F —工作机的阻力也就是运输带的工作拉力,有题目要求F=2800N V —工作机的线速度也就是运输带的工作速度,由题目要求 V=s 。 ηw —工作机的效率,查设计手册表1-7卷筒的工作效率ηw=。 把以上数据代入①式得: Pw= 96 .010004 .12800??= Kw ②计算电动机的输出功率Pd 由式:Pd=Pw/η ② η—电动机至工作机之间的传动装置的总效率η,电动机和工作机之间的装置有一个双级圆柱齿轮减速器和两个联轴器组成。查设计手册表1-7,得:双级圆柱齿轮减速器的工作效率η1=~,可取 η1=。 联轴器的效率η2=η3=~,取η2=,

所以: η=η1*η2*η3=××= 把数据代入②式得: P d= 9417 .00833 .4= Kw 根据Pd 选择电动机的额定功率P m ,使得: P m=(1~)P d=~ Kw 并查设计手册表12--1得: P m= Kw 3.选择电动机的转速n d`. ① 计算工作机的转速n w 。 由式: n w=D V ???π60 1000 ③ D —卷动的直径,由已知有求D=350 mm 代入③式得: n w=350 14.360 4.11000???= r/min ② 计算电动机的转速范围n `d 。 n `d=i` n w=i 1`×i 2`×………n w ④ i 1` , i 2`…….----各级传动的合理传动比范围。 由表1-8得,二级圆柱齿轮传动的i 1`=3~5 i 2`=3~5 。 所以: n d`min= i 1`min ×i 2`min ×=n w=3×3×= r/min n d`max=i 1`max ×i 2`max ×=n w=5×5×= r/min

机械设计基础各章习题

第一章平面机构的自由度 二、单项选择题 1. 两构件通过()接触组成的运动副称为高副。 A 面 B 点或线 C 点或面 D 面或线 2. 一般情况下,门与门框之间存在两个铰链,这属于()。 A 复合铰链 B 局部自由度 C 虚约束 D 机构自由度 3. 平面机构具有确定运动的条件是其自由度数等于()数。 A 1 B 从动件 C 主动件 D 0 4. 所谓机架是指()的构件。 A 相对地面固定 B 运动规律确定 C 绝对运动为零 D 作为描述其他构件运动的参考坐标点 5. 两构件组成运动副必须具备的条件是两构件()。 A 相对转动或相对移动 B 都是运动副 C 相对运动恒定不变 D 直接接触且保持一定的相对运动 三、填空题 1. 机构是由若干构件以_______________相联接,并具有__________________________的组合体。 2. 两构件通过______或______接触组成的运动副为高副。 3. m个构件组成同轴复合铰链时具有______个回转副。 四、简答题 1. 何为平面机构? 2. 试述复合铰链、局部自由度和虚约束的含义?为什么在实际机构中局部自由度和虚约束常会出现? 3. 计算平面机构自由度,并判断机构具有确定的运动。 (1)(2) (3)(4)

(5)(6) 五、计算题 1. 计算机构自由度,若有复合铰链、局部自由度和虚约束,请加以说明。 2. 计算图示连杆机构的自由度,为保证该机构具有确定的运动,需要几个原动件?为什么? 参考答案 二、单项选择题 1. B 2. C 3. C 4. D 5. D 三、填空题 1. 运动副确定相对运动 2. 点线 3. m-1 四、简答题 1. 平面机构:组成机构的所有构件都在同一平面或几个互相平行的平面运动,这种机构称为平面机构。

第二章机械设计总论-课堂练习题-答案

第一篇机械设计总论 、填空题 1、若一零件的应力循环特征r=+0.5, a =70N/mm 2 ,则此时, max 二 280 N/mm 2 , min 二 140 N/mm 2 。 2、在任一给定循环特性的条件下,表示应力循环次数 N 与疲劳极限 rN 的关系曲线称为 疲劳曲线 ,其高周疲劳阶段的方程为 3、在单向转动的轴上作用方向不变的径向载荷时,轴的弯曲应力为 4、影响机械零件疲劳强度的主要因素,除材料性能、应力循环特征 表面状态 5、在静强度条件下,塑性材料的极限应力是 屈服极限 脆性材料的极限应力是 强度极限 6、在零件强度设计中,当载荷作用次数W 103 时,可按 静强度载荷 条件进行设计计算,而当载荷作用次数>100时,则应当按变载荷疲劳 强度条件进行设计计算。 7、额定载荷是指根据原动机的额定功率而不考虑其他因素计算求得 的载荷 计算载荷是指考虑了零部件工作中受到各种附加动载荷,将名义载 荷修正后用于零件设计计算的载荷 &机械设计中所谓的失效是指 机械零件由干某些原因不能正常工 m = 210N/mm 2 m rN N r m N 0 C 。 对称 循环变应力。 r 和应力循环次数N 之外,主要有应力集中、 绝对尺寸

作,常见的失效形式有断裂表面破坏、正常工作条件丧和过大的残余变形 9、一个零件的磨损大致可以分为跑合、稳定和急剧阶段。 10、判断机械零件的强度条件式为[],[]和_ S [S],S [S]。 二、选择题 1、一等截面直杆,其直径d=15mm,受静拉力F=40KN,材料为35 钢,B=540 N/mm2,s=320 N/mm2,则该杆的工作安全系数S为 A、2.38 B、1.69 C、1.49 D、1.41 2、对于受循环变应力作用的零件,影响疲劳破坏的主要因素是 A、最大应力 B、平均应力 C、应力幅 3、零件的形状、尺寸、结构、精度和材料相同时,磨削加工的零件 与精车加工的零件相比,其疲劳强度__A A、较高 B、较低 C、相同 4、机械设计课程研究的对象是—C 的设计。 A、专用零件 B、已标准化零件 C、普通工作条件(常温、中压和中等速度)下工作的通用零部件 D、特殊工作条件下的零部件 5、开发性设计工作的核心是_B ______ 和 A、理论设计 B、功能设计 C、结构设计 D、工艺设计 E、造型设计 6、产品的经济评价通常只计算—B O

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