机械设计基础课程教案

1、PAGE PAGE 9 机械设计基础 课程教案授课时间第 1 周 第 1 节课次2授课方式（请打）理论课 讨论课 实验课 习题课其他课时安排2 授课题目： 绪论 主要教学方法与手段教学方法：注重启发引导式教学。教学手段：重点介绍本课程的性质、研究对象、学习目的、课程特点和学习方法，简单介绍机械设计的一般步骤和方法。特别注意讲清楚机械、机器与机构之间的区别，通用零件与专用零件的分类。本课次教学目的、要求：(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重点及难点：机械设计的基本要求课程研究

2、内容与目标课程特点和学习方法重点：本课程的研究对象、内容。难点：机构、构件、零件、部件的概念及其区别。教学基本内容及过程第一节 研究对象和内容 一、研究对象容 1 、机械：机器和机构的总称 机器（三个特征）： 人为的实物组合（不是天然形成的）； 各运动单元具有确定的相对； 必须能作有用功，完成物流、信息的传递及能量的转换。 机器的组成：原动机、工作机、传动部分、自动控制工作机 机构：有两特征。 很显然，机器和机构最明显的区别是：机器能作有用功，而机构不能，机构仅能实现预期的机械运动。两者之间也有联系，机器是由几个机构组成的系统，最简单的机器只有一个机构。 2 、概念 构件：运动单元体 零件：制

3、造单元体 构件可由一个或几个零件组成。 机架：机构中相对不动的构件 原动件：驱动力（或力矩）所作用的构件。输入构件 从动件：随着原动构件的运动而运动的构件。输出构件 机构：能实现预期的机械运动的各构件（包括机架）的基本组合体称为机构。 二、研究内容： 1 、机构的结构和运动学： 机械的组成；机构运动的可能性和确定性；分析运动规律。 2 、机构和机器动力学：力运动的关系 F=ma 功能 3 、要求：解决二类问题： 分析：结构分析，运动分析，动力分析 综合（设计）：运动要求，功能要求。新的机器。 第二节 性质和任务 1、性质： 技术基础课 基础 ： 机械工程技术人员必须掌握的机械基础理论知识 培养

4、 ： 学生具有一定机械设计的能力，学会基本设计方法 专业 ： 为了解本专业所用 机械的传动原理、运行维修、改造、自动控制等方面获得 必要的基本知识 教学 ： 学习专业课的 基础 2 、任务： 阐述常用机构和通用零部件的工作原理、结构和设计方法 常用机构： 连杆、凸轮、齿轮、轮系、其他常用机构 通用零部件： 联接零件 螺纹、键、花键、销联接 传动零件 齿轮、蜗杆、带、链、螺旋传动 轴系零件 轴、滑动轴承、滚动轴承、联轴器和离合器 其他 弹簧 第三节 机械设计的基本要求和一般规律 1 、基本要求 在满足预期功能的前提下，使产品性能好，效率高，成本低，在预定的使用期限内安全可靠。 2、主要内容 1）

5、确定机械的工作原理，选择适宜的机构 2）拟定设计方案 3）进行运动和受力分析，计算作用于各构件上的载荷 4）进行零部件工作能力计算（强度计算） 5）整体和结构设计 3、机械设计的一般过程在设计过程中，这些步骤是相互交错、反复进行的。 设计者要从实际出发，注重调查研究，善于学习，在实践中不断积累设计经验，以期取得最佳成果。机械原理机械设计：研究机器、机构运动原理：研究组成机器、机构的零件设计原理设计基础机械本课程研究对象：机 械（机器与机构的总称机器的定义：执行机械运动的装置65438712910机器的分类机器的功能组成动力部分传动部分控制部分执行部分机器工作机原动机将其他形式的能量转化为机械能

6、的机器利用机械能去变换或传递能量、物料、信息的机器机器主体部分由机构组成曲柄滑块机构:活塞的往复运动通过连杆转变为曲轴连续转动凸轮机构:凸轮和顶杆用来启闭进气阀和排气阀；齿轮机构:两个齿轮保证进、排气阀与活塞之间形成协调动作；机械是机器和机构的总称机构的分类通用机构专用机构用途广泛，如齿轮机构、连杆机构等只能用于特定场合，如钟表的发条HYPERLINK D:机械设计基础机械设计基础PPT机械设计基础ppt12已完成擒纵轮机构.ppt机构第二节 本课程在教学中的地位一、本课程的特点是工程制图、工程材料及机械制造基础、理论力学，材料力学、金工实习等理论知识和实践技能的综合运用，同 时，为后续课程的

7、学习打下基础通过本课程的学习，可以培养大家初步具备运用手册设计简单机械设备的能力，为今后操作、维护、管理、革新工程机械设备创造条件三、怎样学好本课程1.重思考，常想几个问题：A.什么样子 B.怎么运动 C.工作原理、方式 D.现实生活中的实际例子2.会查表、会用工具书3.不注重公式的记忆哪些公式要记忆，会在课堂上和考试前提醒4.多看一些设计方面的书，如工业设计、机械优化设计等5.一定要会几个设计软件 二维的：AUTOCAD 三维的：Pro/E、UG等机械设计基础 课程教案授课时间第 1 周 第 2 节课次2授课方式（请打）理论课 讨论课 实验课 习题课其他课时安排2 授课题目： 第1章 平面机

8、构的自由度和速度分析 主要教学方法与手段教学方法：教学手段：本课次教学目的、要求：熟悉运动副的分类教学重点及难点：运动副的分类重点：运动副的分类难点：运动副的分类教学基本内容及过程第一节 平面机构的组成基本概念1、平面机构的定义：所有构件都在互相平行的平面内运动的机构2、自由度：构件所具有的独立运动个数 一个平面构件有三个自由度，在空间内，一个构件有几个自由度？3、运动副：两个构件直接接触组成的仍能产生某些相对运动的联接如：凸轮、齿轮齿廓、活塞与缸套等。运动副的分类低 副高 副1、低 副：两构件通过面接触组成的运动副低副移动副转动副组成运动副的两构件只能在一个平面内相对转动组成运动副组成运动副

9、的两构件只能沿某一直线相对移动组成的运动副齿轮副球铰链螺旋凸轮副2、高 副：两构件通过点或线接触组成的运动副HYPERLINK D:机械设计基础转动副.exe转动副HYPERLINK D:机械设计基础移动副.exe移动副HYPERLINK D:机械设计基础滚动副.exe高 副运动副的表示机械设计基础 课程教案授课时间第 1 周 第 3 节课次2授课方式（请打）理论课 讨论课 实验课 习题课其他课时安排2 授课题目： 第1章 平面机构的自由度和速度分析 主要教学方法与手段教学方法：教学手段：本课次教学目的、要求：理解平面机构运动简图的绘制原理、熟悉机构自由度计算教学重点及难点：重点：平面机构运动

10、简图的绘制 自由度计算难点：自由度计算教学基本内容及过程第二节 平面机构的运动简图平时观察机构的组成及运动形式时，不可能将复杂的机构全部绘制下来观看，应该将不必要的零件去掉，用简单的线条表示机构的运动形式：机构的运动简图、机构简图步 骤1、运转机械，搞清楚运动副的性质、数目和构件数目；2、测量各运动副之间的尺寸，选投影面（运动平面）；3、按比例绘制运动简图；简图比例尺： l =实际尺寸 m / 图上长度mm4、检验机构是否满足运动确定的条件。举例：绘制图示颚式破碎机的运动简图DCBA1432 第三节 平面机构的自由度一、平面机构自由度计算公式机构的自由度保证机构具有确定运动，机构中各构件相对于机架的独立运动数目一个原动件只能提供一个独立运动机构具有确定运动的条件为自由度=原动件的个数平面机构的每个活动构件在未用运动副联接之前，都有三个自由度经运动副相联后，构件自由度会有变化： 活动构件 构件总自由度 3n 低副约束数 2 PL高副约束数 1 Ph n 自由度的计算公式F=3n(2PL +Ph )二、计算平面机构自由度的注意事项1、复合铰链：两个以上的构件在同一处以转动副相联例如：计算图示机构的自由度解：活动构件数n=7 低副数PL=10 F=3n 2PL PH =37 2100=12、局部自由度：与输出件运动无关的自由度出现在加装滚子的场合，计算时应去掉Fp例