机械设计基础电子教案 正式.doc

1、1第一讲 绪论教学目标(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内容1.机械设计基础研究的对象2.本课程的作用3.机械设计的基本要求和一般过程教学的重点与难点(一）重点本课程的研究对象、内容。 (二)难点机构、构件、零件、部件的概念及其区别。教学方法与手段采用动画演示,注重启发引导式教学。一、机器的组成及特性（一）机器的组成及其特征以内燃机为例1、工作原理内燃机是将燃气燃烧时的热能转化为机械能的机器。2、组成内燃机由三部分组成：连杆机构、齿轮机构、凸轮机构。3、机器的特性（二）机构

2、、构件、零件1、机构机构是用来传递运动和力，有一个构件为机架，用运动副连接起来的构件系统。2一台机器可以由一个机构，也可以由多个机构组成。常用机构：连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、间歇运动机构等。2、构件构件是指机构的运动单元体。如键、齿轮、螺栓等。构件可能是一个零件，也可能是由若干个零件组合的刚性体。如内燃机连杆就是由连杆体、连杆盖、螺母和螺栓等零件组成的构件，因为组合成连杆的各零件之间没有相对运动。3、零件及其分类机械零件是指机器的制造单元体。机械零件又分通用零件和专用零件。通用零件是指各种机器普遍用到的零件，如螺栓、螺母、键、销等；专用零件是指某种机器才用到的零件，如内燃机的曲轴、活塞等。

3、二、 本课程的内容、性质和任务1、本课程的性质专业基础课2、本课程的研究对象常用机构和通用零件3、 本课程的研究内容4、本课程的任务三、学习方法小结：1. 机械设计基础研究的对象2. 本课程的作用3. 机械设计的基本要求和一般过程作业与思考：31、何谓机器，何谓机构？它们有什么区别与联系？2、参照内燃机的机构分析，说明它是由哪些机构组成的。第二讲 摩擦、磨损及润滑概述教学目标(一）能力目标1.会分析摩擦副类型，会选择润滑方式及润滑剂类型2.会选择密封方式(二)知识目标1.掌握摩擦副分类及基本性质、磨损过程及润滑的类型及润滑剂类型2.掌握密封方式的选择教学内容1.摩擦与磨损2.润滑3.密封方法及

4、装置教学的重点与难点(一）重点1.润滑方式及润滑剂类型的选择。2.密封方法的确定。(二)难点密封方法的确定。教学方法与手段应用工程实例讲解，总结归纳式教学。一、摩擦与磨损摩擦：两接触的物体在接触表面间相对运动或有相对运动趋势时产生阻碍其发生相对运动的现象叫摩擦磨损：由于摩擦引起的摩擦能耗和导致表面材料的不断损耗或转移，即形成磨损。使零件的表面形状与尺寸遭到缓慢而连续破坏精度、可靠性效率直至破坏。润滑：减少摩擦、降低磨损的一种有效手段。1、摩擦及其分类41 干摩擦2 液体摩擦3 混合摩擦2、 磨损及其过程1 磨合磨损过程：2 稳定磨损阶段：3 急剧磨损阶段：3、磨损分类1 磨粒磨损2 粘着磨损3

5、 疲劳磨损(点蚀)4 腐蚀磨损二、润滑1、润滑剂及主要性能润滑剂分液体、单固体、固体和气体润滑剂等。常用的润滑剂有润滑油和润滑脂。1 润滑油 润滑油是目前使用最多的润滑剂，主要有矿物油、合成油、动植物油等，其中应用最广的为矿物油。（1）动力粘度 （2）运动粘度 v：（3）条件粘度（相对粘度）：恩氏粘度Et2、润滑脂3、固体润滑剂5常用滑剂有石墨、二硫化钼、氮化硼、蜡、聚氟乙烯、酚醛树脂、金属及金属化合物等。4、气体润滑剂包括空气、氢气、氦气、水蒸汽及液体金属蒸汽。5、润滑剂的选择2、润滑方法和润滑装置A 油润滑装置B 脂润滑装置C 固体润滑装置D 气体润滑装置3、密封方法及装置小结：1. 摩擦

6、与磨损2. 润滑3. 密封方法及装置作业与思考：1、按摩擦副表面间的润滑状态，摩擦可分为那几类？各有何特点？2、典型的磨损分哪三个阶段？磨损按机理分哪几种类型？3、润滑油和润滑脂的主要性能指标有哪些？第三讲 平面机构的运动简图教学目标(一）能力目标能根据实物绘制机构运动简图(二)知识目标1.了解机构组成原理2.理解自由度、运动副、约束的概念及三者的关系教学内容1.运动副及其分类2.平面机构的运动简图6教学的重点与难点(一）重点平面机构的运动简图的绘制。(二)难点绘制简图时构件及运动副的准确表示。教学方法与手段多媒体教学，采用动画演示、实例分析、启发引导的教学方式。一、机构的组成1、运动副运动副

7、：两构件直接接触并能保持一定形式的相对运动的联接称为运动副。1、 高副2、低副 两构件通过面接触组成的运动副称为低副。平面低副可分为转动副和移动副。2、自由度和运动副的约束1、构件的自由度平面内自由的构件，有 3 个自由度，而空间内自由的构件，有 6 个自由度。yO1 2x71212 2、运动副的约束3、运动链和机构 两个以上的构件以运动副联接而构成的系统称为运动链。机构是由主动件、从动件和机架三部分组成的。 二、平面机构的运动简图1、构件的表示方法 1、构件（1）参与形成两个运动副的构件 （2）参 2、转动副构件组成转动副时，其表示方法如图。3、移动副两构件组成移动副，其导路必须与相对移动方

8、向一致。4、平面高副82、 机构运动简图的绘制步骤小结：1. 运动副及其分类2. 平面机构的运动简图作业与思考：1、平面机构中若引入一个高副将带入( )个约束，而引入一个低副将带入( )个约束。约束数与自由度数的关系是( )。2、两个做平面平行运动的构件之间为( )接触的运动副称为低副；而为( )或( )接触的运动副称为高副。第四讲 平面机构自由度教学目标(一）能力目标熟练掌握机构自由度计算，并能准确判断机构运动是否确定(二)知识目标9能准确识别出机构中存在的复合铰链、局部自由度和虚约束，并做出正确处理教学内容平面机构的自由度的计算教学的重点与难点(一）重点平面机构的自由度的计算。(二)难点机

9、构中复合铰链、局部自由度和虚约束的判断。教学方法与手段多媒体教学，注重举引典型实例进行分组讨论、归纳总结。1、平面机构的自由度机构的自由度：机构中各构件相对于机架所具有的独立运动的数目。若某机构由 N 个构件组成，除去机架，机构中共有 n=N1 个活动件。构件在连接之前，全部活动件共有 3n 个自由度。而在联接后，构件的自由度由于运动副的约束而减少。设在机构中有 PL个低副，P H个高副，则该机构全部运动副的约束数目共有 2PL+PH个。则机构自由度F3n2P L PH2、机构具有确定相对运动的条件机构具有确定运动的条件：原动件数目 W 应等于机构的自由度 F。即WF3n2P L PH原动件数

10、自由度数，机构无确定运动 原动件数自由度数，机构在薄弱处损坏 3、计算机构自由度时应注意的事项101、复合铰链 定义：若两个以上的构件在同一处组成几个转动副，且各转动副轴线重合，则称该处联接为复合铰链。计算自由度时，若复合铰链由 m 个构件组成，则联接处有(m1)个转动副。2、局部自由度 定义：机构中某些构件所具有的不影响其余构件运动的自由度，称为局部自由度。计算机构自由度时，应将局部自由度除去不计。小结：平面机构的自由度的计算作业与思考：1、一个平面运动链的原动件数目小于此运动链的自由度数时，则此运动链( )。A具有确定的相对运动 B. 只能作有限的相对运动C运动不能确定 D. 不能运动2、机构具有确定运动的条件是什么？