《机械设计基础》电子教案

《机械设计基础》电子教案目录CONTENTS课程介绍与教学目标机械设计基本概念与原理常用机构设计与分析连接件与紧固件设计轴系零部件设计液压传动基础知识与应用总结回顾与拓展延伸01CHAPTER课程介绍与教学目标机械设计基础是机械类专业的重要基础课程本课程是机械类专业学生的必修课程，旨在培养学生掌握机械设计的基本原理和方法，为后续专业课程的学习和实践打下基础。适应现代机械设计发展的需要随着科技的进步和制造业的发展，现代机械设计对设计人员的素质和能力提出了更高的要求。本课程注重培养学生的创新思维和实践能力，以适应现代机械设计发展的需要。课程背景及意义知识目标掌握机械设计的基本原理和方法，了解常用机构的工作原理和设计方法，熟悉机械零件的强度计算和结构设计方法。能力目标能够运用所学知识进行简单的机械设计和分析，具备一定的创新能力和实践能力。素质目标培养学生的工程意识、创新意识和团队协作精神，提高学生的综合素质。教学目标与要求《机械设计基础》（第X版），XXX主编，机械工业出版社。《机械设计手册》（新版），XXX主编，化学工业出版社；《现代机械设计方法》（第X版），XXX主编，清华大学出版社。教材选用及参考书目参考书目教材选用02CHAPTER机械设计基本概念与原理机械设计是根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算并将其转化为具体的描述以作为制造依据的工作过程。机械设计定义机械设计可分为新型设计、继承设计和变型设计3类。新型设计应用成熟的科学技术或经过实验证明是可行的新技术，设计过去没有过的新型机械。继承设计根据使用经验和技术发展对已有的机械进行设计更新，以提高其性能、降低其制造成本或减少其运用费用。变型设计为适应新的需要对已有的机械作部分的修改或增删而发展出不同于标准型的变型产品。机械设计分类机械设计定义及分类机械设计基本原则机械设计需要遵循技术性能准则、经济性准则、可靠性准则、安全性准则以及社会性准则等。这些原则确保了设计的机械产品能够满足使用要求，具有良好的经济效益和可靠性，同时符合安全和社会规范。机械设计基本方法机械设计的基本方法包括理论设计、经验设计和模型实验设计。理论设计依赖于公式和数据进行设计，经验设计根据同类产品的经验进行设计，模型实验设计则通过模型实验手段得到设计所需的数据或验证设计的正确性。机械设计基本原则与方法机械设计流程与规范机械设计的流程通常包括明确设计任务、方案设计、技术设计和施工设计等阶段。在明确设计任务阶段，需要了解和分析设计要求；在方案设计阶段，提出多种设计方案并进行分析比较；在技术设计阶段，进行详细设计并编制技术文件；在施工设计阶段，进行生产图纸的绘制和工艺文件的编制。机械设计流程为了保证机械设计的质量和效率，需要遵循一定的设计规范。这些规范包括标准化、系列化和通用化等原则。标准化是指采用国家和行业标准进行设计；系列化是指对同类产品进行统一规划和设计；通用化则是指尽可能采用通用件和标准件进行设计。遵循这些规范可以提高设计效率、降低成本并方便后续的制造和维修工作。机械设计规范03CHAPTER常用机构设计与分析平面连杆机构的设计方法详细阐述平面连杆机构的设计步骤，包括机构选型、参数确定、运动分析和动力学分析等。平面连杆机构的应用实例列举几个典型的平面连杆机构应用实例，如曲柄摇杆机构、双曲柄机构等，并分析其工作原理和性能特点。连杆机构的组成和特点介绍连杆机构的基本组成元素，如连杆、滑块、铰链等，并分析其结构特点。平面连杆机构设计123介绍凸轮机构的基本概念、分类以及工作原理。凸轮机构的基本概念和分类详细阐述凸轮轮廓曲线的设计方法，包括反转法、解析法等，并分析各种方法的优缺点。凸轮轮廓曲线的设计方法列举几个典型的凸轮机构应用实例，如内燃机配气机构、自动机床进给机构等，并分析其工作原理和性能特点。凸轮机构的应用实例凸轮机构设计齿轮传动的基本概念和分类01介绍齿轮传动的基本概念、分类以及工作原理。齿轮传动的几何计算与强度校核02详细阐述齿轮传动的几何计算与强度校核方法，包括模数、齿数、压力角等参数的选择和计算，以及弯曲强度、接触强度等校核方法。齿轮传动的应用实例03列举几个典型的齿轮传动应用实例，如汽车变速器、工业减速器等，并分析其工作原理和性能特点。齿轮传动机构设计04CHAPTER连接件与紧固件设计包括螺栓、螺柱、螺钉等，每种类型都有其特定的使用场合和设计要求。螺纹连接件类型根据连接件的使用环境和受力情况，选择合适的材料，如碳钢、合金钢、不锈钢等。螺纹连接件材料选择包括螺纹牙型、公称直径、螺距、旋合长度等参数的选择和设计，以及连接件的头部形状、尺寸等设计。螺纹连接件结构设计根据连接件的受力情况和设计要求，进行强度计算和校核，确保连接件的安全可靠。螺纹连接件的强度计算螺纹连接件设计键连接件类型键连接件材料选择键连接件结构设计键连接件的强度计算键连接件设计包括平键、半圆键、楔键等，每种类型都有其特定的使用场合和设计要求。包括键的截面形状、尺寸、键槽的加工方式等设计，以及键与轴和轮毂的配合方式选择。通常选用碳钢或合金钢等高强度材料制造，以确保连接的可靠性。根据连接件的受力情况和设计要求，进行强度计算和校核，确保连接件的安全可靠。销连接件的强度计算根据连接件的受力情况和设计要求，进行强度计算和校核，确保连接件的安全可靠。同时，还需考虑销的剪切强度和挤压强度等因素。销连接件类型包括圆柱销、圆锥销、开口销等，每种类型都有其特定的使用场合和设计要求。销连接件材料选择通常选用碳钢或合金钢等高强度材料制造，以确保连接的可靠性。销连接件结构设计包括销的形状、尺寸、公差配合等设计，以及销孔的加工方式和精度要求。销连接件设计05CHAPTER轴系零部件设计

轴的设计计算与校核轴的结构设计根据轴的受力情况和轴上零件的安装、定位及轴的加工、装配工艺要求进行设计。轴的强度计算按照轴的受力情况，采用适当的计算方法（如弯扭合成强度计算、安全系数校核等）进行轴的强度计算。轴的刚度校核对轴的弯曲刚度和扭转刚度进行校核，以确保轴的刚度满足使用要求。根据轴的工作条件、载荷性质、转速高低及调心性能等要求，选择适当的轴承类型。轴承的类型与选择根据轴承的载荷谱、转速及润滑条件等，采用适当的计算方法进行轴承的寿命计算。轴承的寿命计算对轴承的静载荷进行校核，以确保轴承在静止状态下的承载能力满足使用要求。轴承的静强度校核轴承的选用与校核03联轴器和离合器的校核对联轴器和离合器进行强度校核和寿命计算，以确保其满足使用要求。同时，还需考虑其安装、调整和维护的方便性。01联轴器的类型与选择根据传递扭矩的大小、转速高低、两轴相对位移的大小和方向以及缓冲减振等要求，选择适当的联轴器类型。02离合器的类型与选择根据工作机的类型、所需传递的扭矩及工作条件等要求，选择适当的离合器类型。联轴器和离合器选用06CHAPTER液压传动基础知识与应用工作原理液压传动是利用液体的压力能来传递动力和运动的传动方式。通过液压泵将原动机的机械能转换为液体的压力能，然后通过管道、控制阀等将压力能传递到液压缸或液压马达，再转换为机械能输出。特点液压传动具有传动平稳、调速方便、易于实现自动化、能够传递较大的力和转矩等优点。但同时也存在效率低、易泄漏、对油温变化敏感等缺点。液压传动工作原理及特点液压泵是液压系统的动力元件，其工作原理是通过密封容积的变化来吸油和压油。常见的液压泵有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵等。液压马达是液压系统的执行元件，其工作原理是将液体的压力能转换为机械能输出。液压马达与液压泵结构相似，但工作原理相反。液压泵和液压马达的主要性能参数包括排量、压力、转速、效率和功率等。其中排量是指泵或马达每转一周所排出或吸入的液体体积，压力是指液体在系统中的压力，转速是指泵或马达的旋转速度，效率是指输出功与输入功之比，功率是指单位时间内所做的功。液压泵工作原理液压马达工作原理性能参数液压泵和液压马达工作原理及性能参数VS液压缸是将液体的压力能转换为直线运动的执行元件。其工作原理是通过液体在缸体内的压力作用，推动活塞做直线运动。根据结构不同，液压缸可分为活塞式、柱塞式和摆动式等类型。性能参数液压缸的主要性能参数包括推力、拉力、行程、速度和效率等。其中推力是指液压缸在推动负载时所产生的力，拉力是指液压缸在拉动负载时所产生的力，行程是指活塞在缸体内移动的距离，速度是指活塞在缸体内移动的速度，效率是指输出功与输入功之比。工作原理液压缸工作原理及性能参数07CHAPTER总结回顾与拓展延伸课程重点难点总结回顾机械设计基本概念掌握机械设计的基本概念、设计原则和设计流程，理解机械设计在工程实践中的重要性。常用机构设计熟悉常用机构的工作原理、类型和应用，掌握机构设计的基本方法和步骤。传动系统设计了解传动系统的基本组成和传动原理，掌握传动系统设计的方法和步骤，能够根据实际情况选择合适的传动方案。轴系零部件设计熟悉轴系零部件的类型、结构和功能，掌握轴系零部件设计的方法和步骤，能够根据实际情况进行轴系零部件的设计和选型。计算机辅助设计（CAD）介绍CAD技术在机械设计中的应用，包括三维建模、装配设计、工程图生成等，提高设计效率和