第一章机械设计基础概论 《机械设计基础》教案(机电技术教育90学时 第一章机械设计基础概论(2学时) 1.教学目标 1)使学生了解本课程硏究的对象、内容以及其在培养高级机械工程技术人才全局中的地位、 作用和任务,从而明确学习本课程的目的。 2)使学生对机械原理和设计 Mechanisms& machine theory and design学科( discipline) 的发展趋势有所了解,并了解本学科的重要性在课程结构中的重要性 3)了解机械设计的基本要求和一般步骤 4)了解机械的组成和机械零件的工作能力计算准则 5)掌握载荷荷应力的分类以及在交变应力作用下许用应力和安全系数的计算方法。 2.教学重点和难点 1)了解机械的组成和机械零件的工作能力计算准则。 2)掌握载荷荷应力的分类以及在交变应力作用下许用应力和安全系数的计算方法。 3.讲授方法:多媒体和演示柜教学 课前须知 这门课程是同学们初次接触的第一门专业技术基础课,它既不同于以往的基础课,又有别于 以后我们将学习的专业课程,具有理论性和实践性的双重特点。为了帮助同学们更好地了解和学 习这一门课程,在我们的共同努力下,顺利地完成教学计划,在正式上课以前,为了帮助大家能 够很好地学习,首先给大家介绍一些在学习中应该注意的地方 本课程从内容构成上包含原理和设计二部分,作为本课程的完整教学内容,在理论课程的学 习之后,同学们还必须进行为时2周的课程设计,这是一个重要的实践环节,锻炼大家具体应用
第一章 机械设计基础概论 《机械设计基础》教案（机电技术教育 90 学时） 1 第一章 机械设计基础概论（2 学时） 1．教学目标 1）使学生了解本课程研究的对象、内容以及其在培养高级机械工程技术人才全局中的地位、 作用和任务，从而明确学习本课程的目的。 2）使学生对机械原理和设计(Mechanisms & machine theory and design)学科(discipline) 的发展趋势有所了解，并了解本学科的重要性在课程结构中的重要性。 3）了解机械设计的基本要求和一般步骤。 4）了解机械的组成和机械零件的工作能力计算准则。 5）掌握载荷荷应力的分类以及在交变应力作用下许用应力和安全系数的计算方法。 2．教学重点和难点 1）了解机械的组成和机械零件的工作能力计算准则。 2）掌握载荷荷应力的分类以及在交变应力作用下许用应力和安全系数的计算方法。 3．讲授方法：多媒体和演示柜教学 课 前 须 知 这门课程是同学们初次接触的第一门专业技术基础课，它既不同于以往的基础课，又有别于 以后我们将学习的专业课程，具有理论性和实践性的双重特点。为了帮助同学们更好地了解和学 习这一门课程，在我们的共同努力下，顺利地完成教学计划，在正式上课以前，为了帮助大家能 够很好地学习，首先给大家介绍一些在学习中应该注意的地方。 本课程从内容构成上包含原理和设计二部分，作为本课程的完整教学内容，在理论课程的学 习之后，同学们还必须进行为时 2 周的课程设计，这是一个重要的实践环节，锻炼大家具体应用
第一章机械设计基础概论 《机械设计基础》教案(机电技术教育90学时 本课程理论和方法的能力 关于这门课程的学习方法问题,在绪论中再讲,这里需要将的是有关学习中应注意的地方, 也是为保证我们顺利完成教学任务的要求 1.纪律:这门课程的学习和其它各个学科一样,都需要大家认真上课、听讲。如果放弃听 课的机会,完全寄希望于在考前突击复习,将需要付出双倍、甚至更大的努力。 2.作业:做作业是学习过程中—个十分重要的过程,只有做作业才能检验我们是否掌握了 课堂的学习,也是对课堂听课内容的及时复习和巩固。希望同学们要独立完成。 3.笔记:由于课时少、内容多,希望同学们从现在开始就要养成作笔记的习惯和能力,以 便掌握讲授的主线,便于同学在复习时使用。同时,作笔记也是大学生必备的素质之一。做笔记 可以分为两个步骤:①课堂速记:字迹可以尽可能的潦草,以自己能够辨认为原则;②课后整理: 课后要及时整理,补充和完善,要规范 4.预习:希望同学们要预习下次上课的内容,不求完全弄懂,只需要知道讲授的主要内容, 便于听课和作笔记。 5.思考:本课程具有很强的实践性,许多问题的解决方法不是唯一的,那么答案也不是唯 一的。作为课堂讲授,我们只能介绍比较成熟、常用的方法,这一点同学们要特别注意,要对课 堂所讲授的内容抱有"合理怀疑”的态度,要大胆第提问和质疑,在以后专业课的学习中更是如 此。在将来的工作岗位上,对原有机构、方法和理论进行“合理怀疑”而作出大量的创新活动 是一名科技工作者的必备素质之一 内容正文 我们从今天开始要学习一门新的课程,课程的名称叫“机械设计基础"。首先,我们需要先
第一章 机械设计基础概论 《机械设计基础》教案（机电技术教育 90 学时） 2 本课程理论和方法的能力。 关于这门课程的学习方法问题，在绪论中再讲，这里需要将的是有关学习中应注意的地方， 也是为保证我们顺利完成教学任务的要求： 1．纪律：这门课程的学习和其它各个学科一样，都需要大家认真上课、听讲。如果放弃听 课的机会，完全寄希望于在考前突击复习，将需要付出双倍、甚至更大的努力。 2．作业：做作业是学习过程中一个十分重要的过程，只有做作业才能检验我们是否掌握了 课堂的学习，也是对课堂听课内容的及时复习和巩固。希望同学们要独立完成。 3．笔记：由于课时少、内容多，希望同学们从现在开始就要养成作笔记的习惯和能力，以 便掌握讲授的主线，便于同学在复习时使用。同时，作笔记也是大学生必备的素质之一。做笔记 可以分为两个步骤：①课堂速记：字迹可以尽可能的潦草，以自己能够辨认为原则；②课后整理： 课后要及时整理，补充和完善，要规范。 4．预习：希望同学们要预习下次上课的内容，不求完全弄懂，只需要知道讲授的主要内容， 便于听课和作笔记。 5．思考：本课程具有很强的实践性，许多问题的解决方法不是唯一的，那么答案也不是唯 一的。作为课堂讲授，我们只能介绍比较成熟、常用的方法，这一点同学们要特别注意，要对课 堂所讲授的内容抱有“合理怀疑”的态度，要大胆第提问和质疑，在以后专业课的学习中更是如 此。在将来的工作岗位上，对原有机构、方法和理论进行“合理怀疑”而作出大量的创新活动， 是一名科技工作者的必备素质之一。 内容正文 我们从今天开始要学习一门新的课程，课程的名称叫“机械设计基础”。首先，我们需要先
第一章机械设计基础概论 《机械设计基础》教案(机电技术教育90学时 对这门课程加以简要介绍,主要阐述三个问题,即:通过本课程的学习我们将学到什么?为什么 要学习这门课程?如何才能学好这门课程?也就是“学什么?"、“为什么学?”、“如何学?″这 三个问题,使同学们对本课程有一个大概的了解。现在我们先讲述第一个问题,即“学什么? 也就是第一节。 第一节机械设计基础研究的对象和内容 §1.1本课程的研究对象、内容和任务 我们这门课程称作“机械设计基础”,顾名思义本课程研究的对象是“机械″,而硏究的内 容则是有关机械的一些基本理论和设计方法问题。从内容上来看,包含有杋械原理和机械零件两 个部分,把这两个部分进行适当地整合,就成为我们的这一门课程《机械设计基础》。 既然课程是机械设计基础,顾名思义,该课程主要是机械方面知识的学习。然而什么是“机 械”呢?本课程硏究又包括哪些具体内容呢?首先,在这里我们要熟悉本课程的几个基本名词和 概念。 a.机械:机械是机器与机构的总称;为了了 解机械那么首先就需要了解什么是机器和机构。 b.机器:机器是具有确定运动的构件的组 合体,它用来转换能量,改变或传递物料和处理 信息,以代替和减轻人的体力和脑力劳动。 c机控:机构是实现传递机械运动和动力或 改变机械运动形式的构件组合体。例如我们在工 程上或生活中常见的齿轮机构、连杄机构、凸轮 机构、螺旋机构、带传动和链传动机构等等。 牛头刨床
第一章 机械设计基础概论 《机械设计基础》教案（机电技术教育 90 学时） 3 对这门课程加以简要介绍，主要阐述三个问题，即：通过本课程的学习我们将学到什么？为什么 要学习这门课程？如何才能学好这门课程？也就是“学什么？”、“为什么学？”、“如何学？”这 三个问题，使同学们对本课程有一个大概的了解。现在我们先讲述第一个问题，即“学什么？”， 也就是第一节。 第一节 机械设计基础研究的对象和内容 §1.1 本课程的研究对象、内容和任务 我们这门课程称作“机械设计基础”，顾名思义本课程研究的对象是“机械”，而研究的内 容则是有关机械的一些基本理论和设计方法问题。从内容上来看，包含有机械原理和机械零件两 个部分，把这两个部分进行适当地整合，就成为我们的这一门课程《机械设计基础》。 既然课程是机械设计基础，顾名思义，该课程主要是机械方面知识的学习。然而什么是“机 械”呢？本课程研究又包括哪些具体内容呢？首先，在这里我们要熟悉本课程的几个基本名词和 概念。 a.机械：机械是机器与机构的总称；为了了 解机械那么首先就需要了解什么是机器和机构。 b.机器：机器是具有确定运动的构件的组 合体，它用来转换能量，改变或传递物料和处理 信息，以代替和减轻人的体力和脑力劳动。 c.机构：机构是实现传递机械运动和动力或 改变机械运动形式的构件组合体。例如我们在工 程上或生活中常见的齿轮机构、连杆机构、凸轮 机构、螺旋机构、带传动和链传动机构等等。 牛头刨床
第一章机械设计基础概论 《机械设计基础》教案(机电技术教育90学时 在人类的长期生产活动中,创造和发展了各种机械。机器的种类很多,根据其用途不同,可 以分为:动力机器(如电动机、内燃机、发电机等)加工机器(如机床、纺织机、包装机等) 运输机器(如汽车、拖拉机、输送机等)和信息处理机器(如计算机机械积分仪、记账机等知 部机器都是由若干个机构组合而成,共同 联合工作而实现预定的工作要求的如图0-1所示 的牛头刨床。 牛头刨床的工作过程是:电动机通电后开始 工作,带动齿轮机构、导杆机构、刀具运动以及 图1-1牛头创床 1一制刀2一工件3一工台4电动机 工作台运动,最终实现工件的刨削工作。 又如图所示1-2所示的内燃机,它由气缸体(机架)曲轴 连杆、活塞、进气阀、排气阀、推杆、凸轮及齿轮等所组成。当 燃气推动活塞作往复运动时,通过连杆使曲轴作连续转动,从而 将燃气的热能转换成曲轴的机械能。为了保证曲轴的连续转动 通过齿轮、凸轮、推杆和弹簧等的作用,按一定的运动规律启闭 阀门,以输入燃气和排除废气。通过对该机构分析,我们可以发 图1-2内燃机 现它主要有三种机构组成:1)由机架、曲轴、连杆和活塞组成的 曲柄滑块机构,它将活塞的往复运动转化为曲轴的连续运动;2)由机架、凸轮和推杄构成的凸 轮机构,它将凸轮的连续转动转变为推杄的往复运动;3)由机架、齿轮构成的齿轮机构,其作 用是改变转速的大小和方向
第一章 机械设计基础概论 《机械设计基础》教案（机电技术教育 90 学时） 4 在人类的长期生产活动中，创造和发展了各种机械。机器的种类很多，根据其用途不同，可 以分为：动力机器（如电动机、内燃机、发电机等）、加工机器（如机床、纺织机、包装机等）、 运输机器（如汽车、拖拉机、输送机等）和信息处理机器（如计算机、机械积分仪、记账机等）。 一部机器都是由若干个机构组合而成，共同 联合工作而实现预定的工作要求的，如图 0-1 所示 的牛头刨床。 牛头刨床的工作过程是：电动机通电后开始 工作，带动齿轮机构、导杆机构、刀具运动以及 工作台运动，最终实现工件的刨削工作。 又如图所示 1－2 所示的内燃机，它由气缸体（机架）、曲轴、 连杆、活塞、进气阀、排气阀、推杆、凸轮及齿轮等所组成。当 燃气推动活塞作往复运动时，通过连杆使曲轴作连续转动，从而 将燃气的热能转换成曲轴的机械能。为了保证曲轴的连续转动， 通过齿轮、凸轮、推杆和弹簧等的作用，按一定的运动规律启闭 阀门，以输入燃气和排除废气。通过对该机构分析，我们可以发 现它主要有三种机构组成：1）由机架、曲轴、连杆和活塞组成的 曲柄滑块机构，它将活塞的往复运动转化为曲轴的连续运动；2）由机架、凸轮和推杆构成的凸 轮机构，它将凸轮的连续转动转变为推杆的往复运动；3）由机架、齿轮构成的齿轮机构，其作 用是改变转速的大小和方向。 图 1-1 图 1－2 内燃机
第一章机械设计基础 从大的方面看, 机器由三个部分所组 成,即原动-分传 动部分执部分。 凸轮机构 齿轮机构 伴随着科技的发展,—个重要的趋势就是各个学科领域之间的相互渗透和融合。如今在机械工程 领域,自动控制、电子技术和计算机技术等地应用日益广泛和深入,因此从某种意义上来说:现 代的机械系统应该是机电一体化的系统。一个现代化的机械系统包括四个方面,即:原动机、传 动装置、执行机构和控制系统。 原动机的功能是用来接受外部能源,通过转换而自由运行(转),为机械系统提供动力输入 多数情况下是旋转运动),例如电动机将电能转换为机械能、发电机将机械能转换为电能、内 燃机将化学能转换为机械能等等。传动部分由原动机驱动,用于将运动机的运动形式、运动及动 力参数(如速度、转矩等)进行变换,改变为执行部分所需的运转形式,从而使执行部分实现预 期的生产职能 虽然机器的种类很多,在我们的生活中普遍存在、发挥着各不相同的作用,这些机器的具 体构造也各不相同,但是所有这些机器都具有三个共同的基本特征 1.机器都是由一系列构件(也称运动单元体)组成; 2.组成机器的各构件之间都具有确定的相对运动; 3.机器均能转换机械能或完成有用的机械功; 机器的种类繁多,其构造、性能和用途各不相同。但从机器的组成分析,它们都是由一些 典型的机构和零件所组成,最常用的有连杄机构、齿轮机构、凸轮机枃、间歇运动机枃等,这些 机构也就是本课程机的主要研究对象。 尽管机构也有许多不同种类,其用途也各有不同,但它们都有与机器前两个特征相同的特征
第一章 机械设计基础概论 《机械设计基础》教案（机电技术教育 90 学时） 5 从大的方面看， 机器由三个部分所组 成，即原动部分、传 动部分和执行部分。 伴随着科技的发展，一个重要的趋势就是各个学科领域之间的相互渗透和融合。如今在机械工程 领域，自动控制、电子技术和计算机技术等地应用日益广泛和深入，因此从某种意义上来说：现 代的机械系统应该是机电一体化的系统。一个现代化的机械系统包括四个方面，即：原动机、传 动装置、执行机构和控制系统。 原动机的功能是用来接受外部能源，通过转换而自由运行（转），为机械系统提供动力输入 （多数情况下是旋转运动），例如电动机将电能转换为机械能、发电机将机械能转换为电能、内 燃机将化学能转换为机械能等等。传动部分由原动机驱动，用于将运动机的运动形式、运动及动 力参数（如速度、转矩等）进行变换，改变为执行部分所需的运转形式，从而使执行部分实现预 期的生产职能。 虽然机器的种类很多，在我们的生活中普遍存在、发挥着各不相同的作用，这些机器的具 体构造也各不相同，但是所有这些机器都具有三个共同的基本特征： 1．机器都是由一系列构件（也称运动单元体）组成； 2．组成机器的各构件之间都具有确定的相对运动； 3．机器均能转换机械能或完成有用的机械功； 机器的种类繁多，其构造、性能和用途各不相同。但从机器的组成分析，它们都是由一些 典型的机构和零件所组成，最常用的有连杆机构、齿轮机构、凸轮机构、间歇运动机构等，这些 机构也就是本课程机的主要研究对象。 尽管机构也有许多不同种类，其用途也各有不同，但它们都有与机器前两个特征相同的特征。 凸轮机构 齿轮机构