機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程教案

1、PAGE PAGE 9 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 課程教案授課時(shí)間第 1 周 第 1 節(jié)課次2授課方式（請(qǐng)打）理論課 討論課 實(shí)驗(yàn)課 習(xí)題課其他課時(shí)安排2 授課題目： 緒論 主要教學(xué)方法與手段教學(xué)方法：注重啟發(fā)引導(dǎo)式教學(xué)。教學(xué)手段：重點(diǎn)介紹本課程的性質(zhì)、研究對(duì)象、學(xué)習(xí)目的、課程特點(diǎn)和學(xué)習(xí)方法，簡(jiǎn)單介紹機(jī)械設(shè)計(jì)的一般步驟和方法。特別注意講清楚機(jī)械、機(jī)器與機(jī)構(gòu)之間的區(qū)別，通用零件與專用零件的分類。本課次教學(xué)目的、要求：(一）能力目標(biāo)1.解本課程的內(nèi)容、性質(zhì)和任務(wù)2.掌握學(xué)習(xí)本課程的方法(二)知識(shí)目標(biāo)1.了解機(jī)器的組成及其特征2.熟悉機(jī)構(gòu)、構(gòu)件、零件、部件的概念及其區(qū)別教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)：機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求課程研究

2、內(nèi)容與目標(biāo)課程特點(diǎn)和學(xué)習(xí)方法重點(diǎn)：本課程的研究對(duì)象、內(nèi)容。難點(diǎn)：機(jī)構(gòu)、構(gòu)件、零件、部件的概念及其區(qū)別。教學(xué)基本內(nèi)容及過(guò)程第一節(jié) 研究對(duì)象和內(nèi)容 一、研究對(duì)象容 1 、機(jī)械：機(jī)器和機(jī)構(gòu)的總稱 機(jī)器（三個(gè)特征）： 人為的實(shí)物組合（不是天然形成的）； 各運(yùn)動(dòng)單元具有確定的相對(duì)； 必須能作有用功，完成物流、信息的傳遞及能量的轉(zhuǎn)換。 機(jī)器的組成：原動(dòng)機(jī)、工作機(jī)、傳動(dòng)部分、自動(dòng)控制工作機(jī) 機(jī)構(gòu)：有兩特征。 很顯然，機(jī)器和機(jī)構(gòu)最明顯的區(qū)別是：機(jī)器能作有用功，而機(jī)構(gòu)不能，機(jī)構(gòu)僅能實(shí)現(xiàn)預(yù)期的機(jī)械運(yùn)動(dòng)。兩者之間也有聯(lián)系，機(jī)器是由幾個(gè)機(jī)構(gòu)組成的系統(tǒng)，最簡(jiǎn)單的機(jī)器只有一個(gè)機(jī)構(gòu)。 2 、概念 構(gòu)件：運(yùn)動(dòng)單元體 零件：制

3、造單元體 構(gòu)件可由一個(gè)或幾個(gè)零件組成。 機(jī)架：機(jī)構(gòu)中相對(duì)不動(dòng)的構(gòu)件 原動(dòng)件：驅(qū)動(dòng)力（或力矩）所作用的構(gòu)件。輸入構(gòu)件 從動(dòng)件：隨著原動(dòng)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件。輸出構(gòu)件 機(jī)構(gòu)：能實(shí)現(xiàn)預(yù)期的機(jī)械運(yùn)動(dòng)的各構(gòu)件（包括機(jī)架）的基本組合體稱為機(jī)構(gòu)。 二、研究?jī)?nèi)容： 1 、機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)學(xué)： 機(jī)械的組成；機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的可能性和確定性；分析運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 2 、機(jī)構(gòu)和機(jī)器動(dòng)力學(xué)：力運(yùn)動(dòng)的關(guān)系 F=ma 功能 3 、要求：解決二類問(wèn)題： 分析：結(jié)構(gòu)分析，運(yùn)動(dòng)分析，動(dòng)力分析 綜合（設(shè)計(jì)）：運(yùn)動(dòng)要求，功能要求。新的機(jī)器。 第二節(jié) 性質(zhì)和任務(wù) 1、性質(zhì)： 技術(shù)基礎(chǔ)課 基礎(chǔ) ： 機(jī)械工程技術(shù)人員必須掌握的機(jī)械基礎(chǔ)理論知識(shí) 培養(yǎng)

4、 ： 學(xué)生具有一定機(jī)械設(shè)計(jì)的能力，學(xué)會(huì)基本設(shè)計(jì)方法 專業(yè) ： 為了解本專業(yè)所用 機(jī)械的傳動(dòng)原理、運(yùn)行維修、改造、自動(dòng)控制等方面獲得 必要的基本知識(shí) 教學(xué) ： 學(xué)習(xí)專業(yè)課的 基礎(chǔ) 2 、任務(wù)： 闡述常用機(jī)構(gòu)和通用零部件的工作原理、結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)方法 常用機(jī)構(gòu)： 連桿、凸輪、齒輪、輪系、其他常用機(jī)構(gòu) 通用零部件： 聯(lián)接零件 螺紋、鍵、花鍵、銷聯(lián)接 傳動(dòng)零件 齒輪、蝸桿、帶、鏈、螺旋傳動(dòng) 軸系零件 軸、滑動(dòng)軸承、滾動(dòng)軸承、聯(lián)軸器和離合器 其他 彈簧 第三節(jié) 機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求和一般規(guī)律 1 、基本要求 在滿足預(yù)期功能的前提下，使產(chǎn)品性能好，效率高，成本低，在預(yù)定的使用期限內(nèi)安全可靠。 2、主要內(nèi)容 1）

5、確定機(jī)械的工作原理，選擇適宜的機(jī)構(gòu) 2）擬定設(shè)計(jì)方案 3）進(jìn)行運(yùn)動(dòng)和受力分析，計(jì)算作用于各構(gòu)件上的載荷 4）進(jìn)行零部件工作能力計(jì)算（強(qiáng)度計(jì)算） 5）整體和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3、機(jī)械設(shè)計(jì)的一般過(guò)程在設(shè)計(jì)過(guò)程中，這些步驟是相互交錯(cuò)、反復(fù)進(jìn)行的。 設(shè)計(jì)者要從實(shí)際出發(fā)，注重調(diào)查研究，善于學(xué)習(xí)，在實(shí)踐中不斷積累設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，以期取得最佳成果。機(jī)械原理機(jī)械設(shè)計(jì)：研究機(jī)器、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)原理：研究組成機(jī)器、機(jī)構(gòu)的零件設(shè)計(jì)原理設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械本課程研究對(duì)象：機(jī) 械（機(jī)器與機(jī)構(gòu)的總稱機(jī)器的定義：執(zhí)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)的裝置65438712910機(jī)器的分類機(jī)器的功能組成動(dòng)力部分傳動(dòng)部分控制部分執(zhí)行部分機(jī)器工作機(jī)原動(dòng)機(jī)將其他形式的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

6、的機(jī)器利用機(jī)械能去變換或傳遞能量、物料、信息的機(jī)器機(jī)器主體部分由機(jī)構(gòu)組成曲柄滑塊機(jī)構(gòu):活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)通過(guò)連桿轉(zhuǎn)變?yōu)榍S連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu):凸輪和頂桿用來(lái)啟閉進(jìn)氣閥和排氣閥；齒輪機(jī)構(gòu):兩個(gè)齒輪保證進(jìn)、排氣閥與活塞之間形成協(xié)調(diào)動(dòng)作；機(jī)械是機(jī)器和機(jī)構(gòu)的總稱機(jī)構(gòu)的分類通用機(jī)構(gòu)專用機(jī)構(gòu)用途廣泛，如齒輪機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)等只能用于特定場(chǎng)合，如鐘表的發(fā)條HYPERLINK D:機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)PPT機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)ppt12已完成擒縱輪機(jī)構(gòu).ppt機(jī)構(gòu)第二節(jié) 本課程在教學(xué)中的地位一、本課程的特點(diǎn)是工程制圖、工程材料及機(jī)械制造基礎(chǔ)、理論力學(xué)，材料力學(xué)、金工實(shí)習(xí)等理論知識(shí)和實(shí)踐技能的綜合運(yùn)用，同 時(shí)，為后續(xù)課程的

7、學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，可以培養(yǎng)大家初步具備運(yùn)用手冊(cè)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單機(jī)械設(shè)備的能力，為今后操作、維護(hù)、管理、革新工程機(jī)械設(shè)備創(chuàng)造條件三、怎樣學(xué)好本課程1.重思考，常想幾個(gè)問(wèn)題：A.什么樣子 B.怎么運(yùn)動(dòng) C.工作原理、方式 D.現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)際例子2.會(huì)查表、會(huì)用工具書3.不注重公式的記憶哪些公式要記憶，會(huì)在課堂上和考試前提醒4.多看一些設(shè)計(jì)方面的書，如工業(yè)設(shè)計(jì)、機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)等5.一定要會(huì)幾個(gè)設(shè)計(jì)軟件 二維的：AUTOCAD 三維的：Pro/E、UG等機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 課程教案授課時(shí)間第 1 周 第 2 節(jié)課次2授課方式（請(qǐng)打）理論課 討論課 實(shí)驗(yàn)課 習(xí)題課其他課時(shí)安排2 授課題目： 第1章 平面機(jī)

8、構(gòu)的自由度和速度分析 主要教學(xué)方法與手段教學(xué)方法：教學(xué)手段：本課次教學(xué)目的、要求：熟悉運(yùn)動(dòng)副的分類教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)副的分類重點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)副的分類難點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)副的分類教學(xué)基本內(nèi)容及過(guò)程第一節(jié) 平面機(jī)構(gòu)的組成基本概念1、平面機(jī)構(gòu)的定義：所有構(gòu)件都在互相平行的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)2、自由度：構(gòu)件所具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)個(gè)數(shù) 一個(gè)平面構(gòu)件有三個(gè)自由度，在空間內(nèi)，一個(gè)構(gòu)件有幾個(gè)自由度？3、運(yùn)動(dòng)副：兩個(gè)構(gòu)件直接接觸組成的仍能產(chǎn)生某些相對(duì)運(yùn)動(dòng)的聯(lián)接如：凸輪、齒輪齒廓、活塞與缸套等。運(yùn)動(dòng)副的分類低 副高 副1、低 副：兩構(gòu)件通過(guò)面接觸組成的運(yùn)動(dòng)副低副移動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)副組成運(yùn)動(dòng)副的兩構(gòu)件只能在一個(gè)平面內(nèi)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)組成運(yùn)動(dòng)副組成運(yùn)動(dòng)副

9、的兩構(gòu)件只能沿某一直線相對(duì)移動(dòng)組成的運(yùn)動(dòng)副齒輪副球鉸鏈螺旋凸輪副2、高 副：兩構(gòu)件通過(guò)點(diǎn)或線接觸組成的運(yùn)動(dòng)副HYPERLINK D:機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)轉(zhuǎn)動(dòng)副.exe轉(zhuǎn)動(dòng)副HYPERLINK D:機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)移動(dòng)副.exe移動(dòng)副HYPERLINK D:機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)滾動(dòng)副.exe高 副運(yùn)動(dòng)副的表示機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 課程教案授課時(shí)間第 1 周 第 3 節(jié)課次2授課方式（請(qǐng)打）理論課 討論課 實(shí)驗(yàn)課 習(xí)題課其他課時(shí)安排2 授課題目： 第1章 平面機(jī)構(gòu)的自由度和速度分析 主要教學(xué)方法與手段教學(xué)方法：教學(xué)手段：本課次教學(xué)目的、要求：理解平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制原理、熟悉機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)：重點(diǎn)：平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)

10、簡(jiǎn)圖的繪制 自由度計(jì)算難點(diǎn)：自由度計(jì)算教學(xué)基本內(nèi)容及過(guò)程第二節(jié) 平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖平時(shí)觀察機(jī)構(gòu)的組成及運(yùn)動(dòng)形式時(shí)，不可能將復(fù)雜的機(jī)構(gòu)全部繪制下來(lái)觀看，應(yīng)該將不必要的零件去掉，用簡(jiǎn)單的線條表示機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)形式：機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖、機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖步 驟1、運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)械，搞清楚運(yùn)動(dòng)副的性質(zhì)、數(shù)目和構(gòu)件數(shù)目；2、測(cè)量各運(yùn)動(dòng)副之間的尺寸，選投影面（運(yùn)動(dòng)平面）；3、按比例繪制運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖；簡(jiǎn)圖比例尺： l =實(shí)際尺寸 m / 圖上長(zhǎng)度mm4、檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)是否滿足運(yùn)動(dòng)確定的條件。舉例：繪制圖示顎式破碎機(jī)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖DCBA1432 第三節(jié) 平面機(jī)構(gòu)的自由度一、平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算公式機(jī)構(gòu)的自由度保證機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)，機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件相對(duì)于機(jī)架的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)數(shù)目一個(gè)原動(dòng)件只能提供一個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件為自由度=原動(dòng)件的個(gè)數(shù)平面機(jī)構(gòu)的每個(gè)活動(dòng)構(gòu)件在未用運(yùn)動(dòng)副聯(lián)接之前，都有三個(gè)自由度經(jīng)運(yùn)動(dòng)副相聯(lián)后，構(gòu)件自由度會(huì)有變化： 活動(dòng)構(gòu)件 構(gòu)件總自由度 3n 低副約束數(shù) 2 PL高副約束數(shù) 1 Ph n 自由度的計(jì)算公式F=3n(2PL +Ph )二、計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度的注意事項(xiàng)1、復(fù)合鉸鏈：兩個(gè)以上的構(gòu)件在同一處以轉(zhuǎn)動(dòng)副相聯(lián)例如：計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度解：活動(dòng)構(gòu)件數(shù)n=7 低副數(shù)PL=10 F=3n 2PL PH =37 2100=12、局部自由度：與輸出件運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)的自由度出現(xiàn)在加裝滾子的場(chǎng)合，計(jì)算時(shí)應(yīng)去掉Fp例