机械设计教学方法与手段dhsi.docx

绪论一、教学学目标(一）能能力目标标1.解本本课程的的内容、性质质和任务2.掌握握学习本本课程的的方法(二)知知识目标标1.了解解机器的的组成及及其特征征2.熟悉悉机构、构构件、零零件、部部件的概概念及其其区别二、教学学内容1.机械械设计基基础研究究的对象象2.本课课程的作作用3.机械械设计的的基本要要求和一一般过程程三、教学学的重点点与难点点(一）重重点本课程的的研究对对象、内内容。(二)难难点机构、构构件、零零件、部部件的概概念及其其区别。四、教学学方法与与手段采用动画画演示,注重启启发引导导式教学学。0.1 机器的的组成及及特性0.1.1机器器的组成成及其特特征以内燃机机为例1、工作作原理内燃机是是将燃气气燃烧时时的热能转化为为机械能能的机器器。如图图所示，燃燃气在气气缸中燃燃烧并产产生压力力，推动动活塞下下移，活活塞带动动曲轴作作定轴连连续转动动，曲轴轴一端接接工作机机，输出出机械能能，作有有用机械械功。活活塞上移移时，排排气阀打打开，排排出废气气。在工工作过程程中，内内燃机各各构件具具有协调调配合的的确定运运动，活活塞往复复移动一一次，内内燃机完完成一个个工作循循环，实实现热能能与机械械能的转转换，并并完成有有用机械械功。2、组成成内燃机由由三部分分组成：连杆机机构、齿齿轮机构构、凸轮轮机构。（1）连连杆机构构：由活活塞、连连杆、曲轴和缸缸体组成成（2）齿齿轮机构构：由主主动齿轮轮、从动动齿轮和和机架组组成（3）凸凸轮机构构：由凸凸轮、顶顶杆和机机架组成成上述三种种机件的的组合体体在输入入运动给给定后都都有确定定的运动动，我们们将它们们称之为为机构，即即机构是是传递运运动和动动力的实实物组合合体。3、机器器的特性性由上可知知，机器器具有以以下特征征：（1）它它是多种种人为实实物的组组合；（2）各各部分间间具有确确定的相相对运动动；（3）能能代替或或减轻人人们的劳劳动和改改善生活活条件，完完成有效效的机械械功或转转换机械械能。0.1.2机构构、构件件、零件件1、机构构机构是用用来传递递运动和和力，有有一个构构件为机机架，用用运动副副连接起起来的构构件系统统。一台机器器可以由由一个机机构，也也可以由由多个机机构组成成。常用机构构：连杆杆机构、凸凸轮机构构、齿轮轮机构、间间歇运动动机构等。2、构件件构件是指指机构的的运动单单元体。如如键、齿齿轮、螺螺栓等。构件可能能是一个个零件，也也可能是是由若干干个零件件组合的的刚性体体。如内内燃机连连杆就是是由连杆杆体、连连杆盖、螺螺母和螺螺栓等零零件组成成的构件件，因为为组合成成连杆的的各零件件之间没没有相对对运动。3、零件件及其分分类机械零件件是指机机器的制制造单元元体。机械零件件又分通通用零件件和专用用零件。通通用零件件是指各各种机器器普遍用用到的零零件，如如螺栓、螺螺母、键键、销等等；专用用零件是是指某种种机器才才用到的的零件，如如内燃机机的曲轴轴、活塞塞等。0.2 本课程程的内容容、性质质和任务务0.2.1本课课程的性性质专业基础础课0.2.2本课课程的研研究对象象常用机构构和通用用零件0.2.3本课课程的研研究内容容本课程研研究的内内容为机机械中的的常用机机构及一一般工作作条件下下和常用用参数范范围内的的通用零零、部件件的工作原原理、结结构特点点、运动动和动力力性能、基基本设计计理论、计计算方法法以及一一些零部部件的选选用和维维护。0.2.4本课课程的任任务1、使学学生了解解常用机机构及通通用零部部件的工工作原理理、类型型、特点点及应用用等基本本知识。2、使学学生掌握握常用机机构的基基本理论论和设计计方法、掌掌握通用用零部件件的失效效形式、设设计准则则与设计计方法。3、使学学生能正正确使用用机械设设备，并并具有维维护和故故障分析析的能力力。4、使学学生初步步具有运运用标准准、规范范、手册册、图册册及查阅阅工具书书的能力力，初步步掌握设设计简单单传动装装置的能能力。0.3学学习方法法本课程是是从理论论性、系系统性很很强的基基础课和和专业基基础课向向实践性性较强的的专业课课过渡的的一个重重要转折折点。因因此，学学习本课课程时必必须在学学习方法法上有所所转变。应注意以下几个特点：1、本课课程将多多门先修修课程的的基本理理论应用用到实际际中去，解解决有关关实际问问题。因因此，先先修课程程的掌握握程度直直接影响响到本课课程的学学习。2、学生生一接触触本课程程就会产产生“没有系系统性”、“逻辑性性差”等错觉觉，这是是由于习习惯了基基础课的的系统性性所造成成的。本本课程中中，虽然然不同研究对对象所涉涉及到的的理论基基础不相相同，且且相互之之间无多多大关系系，但最最终的研研究目的的只有一一个，即即设计出出能应用用的机构构、零件件等。3、由于于实践中中所发生生的问题题很复杂杂，很难难用纯理理论的方方法来解解决，因因此常常常采用很很多经验验公式、参参数及其其简化计计算等，这这样往往往会给学学生造成成“不讲道道理”、“没有理理论”等错觉觉，要逐逐步适应应。4、计算算步骤和和计算结结果不像像基础课课那样具具有惟一一性。5、计算算对解决决设计问问题虽然然很重要要，但并并不是惟惟一所要要求的能能力。学学生必须须逐步培培养把理理论计算算与结构构设计、工工艺等结结合起来来解决设设计问题题的能力力。小结：1.机械械设计基基础研究究的对象象2.本课课程的作作用3.机械械设计的的基本要要求和一一般过程程作业与思思考：1、何谓谓机器，何何谓机构构？它们们有什么么区别与与联系？2、参照照内燃机机的机构构分析，说说明它是是由哪些些机构组组成的。第一章机机械设计计概述一、教学学目标(一）能能力目标标了解机械械零件设设计和机机械设计计的基本本要求和和一般过过程(二)知知识目标标熟悉机械械零件的的失效形形式及设设计准则则二、教学学内容1.机械械设计的的基本要要求2.机械械设计的的内容与与步骤3.机械械零件的的失效形形式及设设计计算算准则4.机械械零件设设计的标标准化、系系列化及及通用化化三、教学学的重点点与难点点机械设计计的步骤、机机械零件件的失效效形式及及设计准准则四、教学学方法与与手段采用多媒媒体,注重启启发引导导式教学学。1.1机机械设计计的基本本要求1.1.1机械械零件设设计的基基本要求求1、工作作可靠2、成本本低廉1.1.2机械械设计的的基本要要求1、保证证产品的的功能；2、保证证产品的的工艺性性；3、保证证产品具具有使用用和维护护要求；4、保证证产品的的社会效效益和经经济效益益；5、保证证产品具具有创新新性。1.2 机械设设计的内内容与步步骤机械设计计是一项项复杂、细细致和科科学性很很强的工工作。随随着科学学技术的的发展，设设计方法法也在不不断地发发展。近近年来发发展起来来的“优化设设计”、“可靠性设设计”、“有限元元设计”、“模块设设计”、“计算机机辅助设设计”等现代代设计方方法已在在机械设设计中得得到了推推广与应应用。即即使如此此，常规规设计方方法仍然然是工程程技术人人员进行行机械设设计的重重要基础础。1.2.1机械设设计的过过程的分段1、产品品规划2、方案案设计3、技术术设计4、制造造及试验验与设计机机器时一一样，设设计机械械零件也也常需拟拟定出几几种不同同的方案案，经过过认真比比较选用用最好的的一种。1.2.2设计机机械零件件的一般般步骤1、根据据机器的的具体运运转情况况和简化化的计算算方案确确定零件件的载荷荷2、根据据零件工工作情况况的分析析，确定定零件的的失效形形式，从从而确定定其计算算准则3、进行行主要参参数选择择，选择择材料，根根据计算算准则定定出零件件的主要要尺寸，考考虑热处处理及结结构工艺艺性要求求等4、进行行结构设设计5、绘制制零件工工作图，制制定技术术要求，编编写计算算说明书书及有关关技术文文件。1.3 机械零零件的失失效形式式及设计计计算准准则失效：丧丧失预订订功能或或预订功功能指标标降低到到许用值值以下的的现象。1.3.1失效效形式1、断裂裂过载断裂裂、疲劳劳断裂2、过量量变形3、表面面失效4、破坏坏正常工工作条件件引起的的失效1.3.2设计计计算准准则设计计算算准则：根据不不同失效效原因建建立起来来的工作作能力判判定条件件。1、强度度准则（整整体强度度、表面面强度）2、刚度度准则3、耐热热性准则则4、散热热性准则则5、可靠靠性准则则1.4机机械零件件设计的的标准化化、系列列化及通通用化标准件：按规定定标准生生产的零零件。标准化的的好处：（1）由专专门化工工厂大量量生产标标准件，能能保证质质量、节节约材料料、降低低成本；（2）选用用标准件件可以简简化设计计工作，缩缩短产品品的生产产周期；（3）选用用参数标标准化的的零件，在在机械制制造过程程中可以以减少刀刀具和量量具的规规格；（4）具有有互换性性，从而而简化机机器的安安装和维维修。设计中选选用标准准件时，由由于受到到标准的的限制而而使选用用不够灵灵活，若若选用系系列化产产品则从从一定程程度上解解决了这这一问题题。通用化是是指在不不同规格格的同类类产品中中或不同同类产品品中采用用同一结结构和尺尺寸的零零部件，以以减少零零部件的的种类，简简化生产产管理过过程，降降低成本本和缩短短生产周周期。三化：标标准化、系系列化、通通用化。小结：1.机械械设计的的基本要要求2.机械械设计的的内容与与步骤3.机械械零件的的失效形形式及设设计计算算准则4.机械械零件设设计的标标准化、系系列化及及通用化化作业与思思考：1、机械械设的过过程通常常分为那那几个阶阶段？各各阶段的的主要内内容是什什么？2、常见见的失效效形式有有哪几种种？3、标准准化的重重要意义义是什么么？