【机械课件】机械设计基础教学大纲.doc

※目的和任务 本课程是由“理论力学”、“材料力学”、“机械原理”、“机械设计”四门课程整合而成的一门新型地综合性的机械设计基础课程，是机械类各专业的一门主干技术基础课，是专业应用和学习后继专业课的重要基础。其目的是培养学生的工程计算和简单机械零部件的设计能力，本课程的内容分机构的组成与分析、常用机构的运动设计、机械零件设计的计算基础及通用零件的选择与设计。主要任务是： 1．研究常用机构及零件的受力分析； 2．培养机构的选型与综合能力； 3．培养零件的强度、刚度、稳定性的计算能力； 4．培养零件和简易机械的测绘与设计能力； 5．了解现代设计方法的一些基本原理； 6．培养认真细致的工作作风。 HYPERLINK /C133/Course/Content/N7/Content.htm \l top#top 5 ※基本要求 通过本课程的学习，学生应达到如下要求： 1．熟悉机械的基本规律和它的主要研究方法，掌握平面机构的结构分析、运动分析和力分析的基本方法，具有分析、应用机构的能力。 2．掌握一般机构的强度（疲劳）、刚度、稳定性的计算方法和通用零件的设计方法，了解机械设计的一般规律。 3．应用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料的能力。 4．能正确分析一般机械工作原理及基本构造，并具有初步设计一般机械的能力。 5．掌握基本的实验技能，具有一定的工程实践能力和工程意识。 6．对计算机辅助设计（CAD）有初步认识。 　 HYPERLINK /C133/Course/Content/N7/Content.htm \l top#top 5 ※课程内容 绪 论 1．本课程的研究对象和内容（包括各种力学模型的概念）。 2．本课程的地位与作用。 3．本课程的特点与学习方法。 （一）机构的组成与分析 1．平面机构的结构分析 （1）机构结构分析的内容与目的。 （2）运动副、运动链与机构。 （3）机构运动简图。 （4）运动链自由度及确定成为机构的条件。 （5）平面机构的组成原理。 2．机构运动分析基础 （1）点的运动。运动学基本概念，用矢径法、直角坐标系法、弧坐标法、自然坐标法表示点的位置、速度及加速度。 （2）刚体的基本运动。刚体平行移动和定轴转动。 （3）点的合成运动。绝对运动、相对运动、牵连运动，速度合成定理、加速度合成定理。 （4）刚体平面运动。构件平面运动的简化，用基点法求平面图形上各点的速度、加速度。 3．机构静力分析 （1）刚体静力学。 （2）平面机构的静力分析。 平面汇交力系的合成与平衡，平面力对点之矩，力偶理论，平面一般力系的合成与平衡，平面机构的静力分析，静定与静不定问题的概念。 （3）机械中空间力系分析。 力在空间直角坐标上的投影，力对轴之矩，空间力系的平衡方程，平行力系的中心和重心，空间力系的平面解法。 4．摩擦与机械效率 滑动摩擦；考虑摩擦时的平衡问题；自锁、运动副及机械中的摩擦；滚动摩擦的概念；机械效率。 5．机械动力学基础 （1）动力学基本概念与基本方程。 （2）质心运动定理，动量定理，质心运动守恒定理，质点与质点系动量定理，动量守恒定理。 （3）动量矩定理与转动惯量，质点与质点系动量矩定理。 （4）动能定理，功率和功率方程。 6．机械动力学问题 （1）惯性力，机构惯性力系的简化，达朗伯原理，平面机构的动态静力分析。 （2）刚性转子的平衡问题。机械平衡的目的，刚性转子的静平衡，刚性转子的动平衡。 （3）机械系统速度波动及其调节。稳定运转状态下机械的周期性速度波动与调节，机械的非周期性速度波动与调节。 （二）常用机构的运动设计 1．平面连杆机构 （1）平面四杆机构的基本形式及其演化。 （2）铰链四杆机构中曲柄存在的条件。 （3）平面四杆机构的急回特性和行程速比系数、压力角、传动角、死点位置。 （4）平面连杆机构的运动设计。图解法、实验法、解析法。 2．凸轮机构 （1）凸轮机构的应用与分类。 （2）从动件常用的运动规律。等速运动规律，等加速等减速运动规律，简谐运动规律，摆线运动规律，改进型运动规律。 （3）凸轮机构的压力角和基圆半径。压力角的确定与校核，基圆半径，诺谟图。 （4）用图解法设计凸轮轮廓。直动从动件盘形凸轮轮廓设计，摆动从动件盘形凸轮轮廓设计。 （5）用解析法设计盘形凸轮轮廓 3．间歇运动机构 （1）棘轮机构的类型、工作原理、特点、应用、主要参数和设计要点。 （2）槽轮机构的类型、工作原理、运动特点、设计要点和应用。 （3）不完全齿轮机构的特点、应用 （4）凸轮式间隙运动机构的特点、应用。 （三）机械零件设计的计算基础 1．轴向拉伸与压缩 （1）轴向拉伸与压缩的概念。 （2）截面法、轴力、轴力图。 （3）斜截面上的应力。 （4）拉（压）杆的变形与虎克定律。 （5）材料在拉伸和压缩时的力学性能。 （6）拉（压）杆