机械设计基础教案(DOC 76页)dhpl.docx
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1、关于机械械设计课课程的说说明讲授任何何一门课课程,都得首首先对它它有个轮轮廓的了了解,因而有有必要先先对机械械设计课课程作一一简要说说明。一、本课课程在专专业教学学计划中中的地位位与作用用本课程是是机械类类各专业教教学计划划中的一一主门干课程程,属技术基基础课。因因而它不不仅要求求学生预预先学完完工程制图图、理论论力学、材材料力学学、工程程材料、机械制制造基础础、机械械原理、公公差与技技术测量量等先修修课程,而且要要求学生生结合本本课程的的学习,能够综综合运用用所学的的基础理理论和技技术知识识,联系生生产实际际和机器器的具体体工作条条件,去设计计合用的的零(部)件及简简单的机机械,以便为为顺利
2、地地过渡到到专业课课程的学学习及进进行专业业产品与与设备的的设计打打下初步步的基础础。因此此,本课程程具有从从理论性性课程过过渡到结结合工程程实际的的设计性性课程,从基础础课程过过渡到专专业课程程的承先先启后的的桥梁作作用。另另一方面面,本课程程所讨论论的内容容,主要是是通用机机械零(部)件的设计和和选用方方面的基基本知识识、基本本理论和和基本方方法,所以是是一般机机械工程程技术人人员必备备的基础础。二、本课课程的性性质与任任务本课程是是一门培培养学生生机械设设计能力力的技术术基础课课,属于设设计性的的课程。本课程的的主要任任务是培培养学生生:1. 掌掌握通用用机械零零、部件件的设计计原理、方
3、方法和机机械设计计的一般般规律,具有设设计机械械传动装装置和简简单的机机械的能能力。2. 树树立正确确的设计计思想,了解国国家当前前的有关关技术经经济政策策。3. 具具有运用用标准、规规范、手手册、图图册和查查阅有关关技术资资料的能能力。4掌握握典型机机械零件件的实验验方法,获获得实验验技能的的基本动动训练。5对机机械设计计的新发发展有所所了解。三、本课课程的教教学环节节及特殊殊性 本课课程的教教学环节节除了(包括自自学)外外,还应应有习题题课、讨讨论课、实实验课、现现场教学学、答疑疑辅导、设设计作业业及课程程设计等等。虽然然课堂教教学是一一个非常常重要方方面,但但它远非非本课程程的全部部,因
4、而而企图通通过单单单学习书书本知识识就把这这门课程程学好,最最后必将将落得一一知半解解,缺乏乏实践能能力和设设计素养养,不能能达到本本课程的的学习要要求。这这一点,务必提醒每个学生都必须充分注意,并随时加以警惕。如果学生在作习题、设计作业和课程设计时,不注意进行理论和技术分析,不认真查阅手册、图册和有关资料;做实验时不详细弄清实验目的、原理、仪表功能及测试方法;在现场教学中不细心观察零件的结构、材料、制法、工作情况、失效形式和有关机器的运转性能,就不可能学好这门课程,也不可能成为一个优秀的机械设计者。所以学习本课程时必须明确,书本知识固属重要,但在工程实际中,很少是靠单独运用书本知识就能正确解
5、决问题的,而是还需掌握一定的经验资料和具备较强的工程判断能力。因为实际的机械设计问题几乎都不会只有一个答案的,新理论、新技术、新材料、新工艺以及新的市场信息等,都将使答案发生变化。所以一定要善于全面分析、综合协调、灵活处理,并富有想象力、洞察力、探索精神和创新勇气,从而对各式各样的设计问题作出机敏的工程判断。而这些能力是要靠一系列课程的各个教学环节来综合培养的。本课程应该负担培养的部分,则是通过前述全部教学环节来实现的,决不是单单课堂教学就能奏效。四、本课课程的特特点1.论述述机械零零(部)件设计时的的一般顺顺序及目目的机械设设计中中,除第一一篇“总论”是综合合论述本本课程的的主要内内容、性性
6、质、任任务及一一般机械械设计的的共性问问题外,以后四四篇都是是分章论论述常用用的通用用机械零零(部)件设计问问题。各各章内容容的一般般顺序是是:首先介介绍零(部)件的主主要类型型、构造造、功能能、材料料、制法法、标准准、优缺缺点、适适用场合合等基本本知识,以便对对该章论论述的零零(部)件有初初步的了了解,从而为为学习设设计准备备条件。然然后论述述工作情情况、受受力分析析、应力力状态、失失效形式式、设计计准则、设设计方法法与步骤骤、参数数选择原原则、常常用参考考资料以以及有关关注意事事项等,以便初初步掌握握零(部)件的设设计理论论与方法法。最后后给出释释义例题题(包括典典型的工工作图),以便便引
7、向设设计实践践,并给出出若干习习题,以便试试行运用用所学的的有关知知识、设设计理论论、设计计方法及及参考资资料,进行初初步的设设计锻炼炼,从而加加深与巩巩固所学学的知识识与技能能,进一步步开发智智力,提高设设计能力力。这样样就为进进行设计计作业、课课程设计计和某些些简单的的机械的的设计,准备了了必要的的条件。2. 机机械设计计的繁杂杂性及其其对策由于本课课程研究究对象和和性质上上的特点点,决定了了教材内内容本身身的繁杂杂性。只只有对这这一点有有较深的的认识和和充分的的思想准准备,才能在在整个教教学过程程中加以以正确的的处理。教教材内容容的繁杂杂性主要要表现“关系多多、门类类多、要要求多、公公式
8、多、图图形多、表表格多”。形成成上述“六多”的主要要原因是是:1) 由于本课课程是建建立在前前述很多多门先修修课程的的基础之之上的(即“血缘”很杂),因而必必须和那那些先修修课程内内容时时时挂钩,紧密联系系,才能能把它们们综合地地运用来来为机械械设计服服务。这这就形成成了“关系多多”的特点点。因此此在教学过程程中,需需要经常常引导学学生回顾顾检查自自己对各各有关先先修课程程内容掌掌握的程程度,并并及时复复习与深深化有关关的内容容,清除除学习道道路上的的障碍,提提高学习习效率与与质量。2)由于于本课程程要分门门别类地地选择一一些典型型的通用用零(部部)件,分分章论述述(实际际上有些些章里还还包含
9、了了几个独独立的部部分),而而各种零零(部)件本身身都包含含着很多多类型,所所以就形形成了“门类多多”的特点点。为此此,教学学时要引导导学生从从各种零零件的工工作性能能和适用用场合等等方面多多作对比比,从它它们在机机器中的的功能、相相互影响响、装配配关系等等方面多多作分析析,找出出各零件件间的关关联;更更要从设设计理论论及方法法上找出出各章之之间的共共性和特特性,要要认真分分析各个个零件之之间的内内在联系系,特别别是要从从中总结结出某些些普遍规规律,以以便用来来解决现现在没有有学到而而将来可可能遇到到的新型型零件的的设计问问题。所所以,绝绝对不应应把一个个个的零零件孤立立起来,否否则就难难免产
10、生生内容零零碎杂乱乱的感觉觉。3)由于于设计机机械零件件时,除除了需要要满足强强度、刚刚度、耐耐久性、工工艺性、体体积、质质量、经经济、安安全、方方便、美美观等一一系列一一般要求求外,有有时还要要满足绝绝缘、抗抗磁、耐耐酸、防防锈等特特殊要求求。对于于部件还还常会提提出更多多的要求求,这就就形成了了“要求多多”的特点点。因此此,教学学时务必引引导学生生学会善善于全面面分析比比较,权权衡轻重重,区别别对待。“要求多”是由于全面考虑、分别论述的结果,而对于具体的零(部)件,则应该用“具体问题具体分析”的方法来处理。4)由于于本课程程是设计计性课程程,内容容自应紧紧密围绕绕零(部部)件的的设计问问题
11、。设设计包括括多方面面的内容容,但其其主要部部分通常常是工作作能力设设计和结结构设计计,而工工作能力力设计一一般须进进行某些些计算(如强度度计算、刚刚度计算算、寿命命计算、热热平衡计计算等),这就就形成了了“公式多多”的特点点。因此此,教学学时务必必引导学学生学会会彻底搞搞清公式式的性质质、使用用条件、符符号意义义及代入入单位、计计算结果果的单位位等,然然后才能能正确应应用它们们。教材材中的公公式,有有解析性性的、经经验性的的、半经经验性的的、定义义性的等等,其中中有些是是在先修修课程里里学过的的,有些些则是新新遇到的的,还有有的是只只要求会会用而不不要求懂懂得其理理论根据据和推导导方法的的(
12、如零零件曲面面接触应应力的计计算公式式是引自自弹性力力学)。尽尽管公式式很多,但但除了一一些定义义性公式式(如许许用正应应力=limmS;标准直直齿圆柱柱齿轮的的模数mm=dz等)应在理理解的基基础上记记住外,其其余公式式只要求求能正确确使用而而不必硬硬记。 5)由由于本课课程很多多内容要要用图形形表达,这这就必然然形成“图形多多”的特点点。因此此,教学学时务必必引导学学生把所所有的插插图一一一看懂,并并分清哪哪些是分分析图,哪哪些是结结构图,哪哪些是示示意图;哪些是是定性的的,哪些些是定量量的;哪哪些图(曲线图图)相当当于表格格(但比比表格直直观,可可以利用用“引出线线”直接查查找数据据而不
13、需需插算,只只是精确确性比用用表格差差些)等等等。这这样虽然然图形很很多,也也就不难难对付了了。 6)由由于设计计性课程程的教材材需要附附有为了了阐明问问题和作作简单习习题所必必须的最最基本资资料(其其余的则则可查阅阅手册、图图册、标标准、规规范等),这就就形成了了“表格多多”的特点点。教学学时务必必引导学学生弄清清每个表表格的适用场场合及如如何查用用,并应应注意一一些表格格下方的的“标注”,忽视视了这点点就会造造成查用用上的错错误,甚甚至带来来严重的的后果。还还应注意意观察与与分析表表中数据据的变化化情况(递减还还是递增增,中间间小还是是两头小小,原因因何在),这会会有助于于了解有有关各量量
14、之间的的相互影影响及概概略的变变化规律律。五、本课课程要求求的学习习方法前面已指指出,本本课程要要起到“从理论论性课程程过渡到到结合工工程实际际的设计计性课程程,从基基础课程程过渡到到专业课课程”的作用用,因而而必须认认清这个个“过渡”对学习习方法提提出的特特殊要求求。机械械设计课课程的学学习方法法,不仅和和过去学学习公共共基础课课时有根根本的差差别,而且和和学习理理论力学学、材料料力学、机机械原理理等技术术基础课课时的方方法也大大不相同同。例如如:材料力力学由于于研究范范围的不不同,对于一一个受有有垂直集集中载荷荷的简支支梁,并不管管梁上的的载荷是是哪个物物体(零件)传给它它的,这个物物体是
15、怎怎样安装装在梁上上的,更不要要求设计计或选择择出两端端所需的的支承;机械原原理研究究一个机机构时,只要求求确定各各个构件件的长度度,并不要要求确定定构件的的结构形形状、材材料、加加工方法法、强度度、刚度度、寿命命等。但但是到了了机械设设计课,就得解解决一系系列的实实际问题题,直到每每个零件件能够有有效地完完成其工工作职能能,并达到到预期的的工作寿寿命。因因此,学习机机械设计计课程时时,在学习习方法上上就面临临着一个个新的转转折点,如果仍仍旧沿用用以前的的学习方方法,那就会会轻重倒倒置,不得要要领。因因而如果果在学习习方法上上“转折”得好,那就会会事半功功倍,迅速提提高联系系实际分分析问题题与
16、解决决问题的的能力。所所以学习习方法正正确与否否,是具有有重要意意义的。怎样才能能在学习习方法上上“转折”得好,关键在在于是否否真正摸摸清了这这门课程程的性质质。既然然机械设设计是一一门实践践性很强强的设计计性课程程,那就应应该除了了努力学学好课堂堂教学内内容外,还要认认真学好好各个实实践性教教学环节节的内容容,并注意意把主要要精力用用于钻研研零件的的结构、选选材、制制法、标标准、规规范、适适用场合合、工作作情况、受受力及应应力状态态、失效效形式及及其机理理、设计计准则、设设计方法法与步骤骤,以及可可能出现现的问题题与对策策上,而对公公式的推推导、经经验数据据的取得得、某些些曲线的的来历等等,
17、只需作作一般的的了解,不必反反复深钻钻,以免偏偏离重点点。譬如如在学习习过程中中,在适当当的时候候到实验验室去亲亲手拆装装一台较较简单的的机器或或一个完完整的部部件(例如减减速器),详细细了解一一下它的的构造、功功能、机机构、零零件、材材料、毛毛坯、加加工、装装配、润润滑、密密封、运运转、维维护等,就会帮帮助学生生较全面面地了解解这门课课程,抓住较较好的学学习方法法。教学时时务必告告诉学生生。最后,还还要特别别向学生生提醒两两点:一是必须须明确,设计决决非只是是计算,计算虽虽也重要要,但它只只是为结结构设计计提供一一个基础础,而零件件、部件件和机器器的最后后尺寸和和形状,通常都都是由结结构设计
18、计取定的的,计算所所得的数数字,最后往往往会被被结构设设计所修修改。结结构设计计在设计计工作量量中一般般占较大大比重,因而必必须给予予足够的的重视。二是必须须明白,教材中中给出的的例题或或某个零件件的设计计步骤及及结果,仅为表表明如何何运用基基础知识识和经验验资料去去解决一一个实际际问题的的范例,而不是是唯一正正确的答答案或一一切设计计方法的的终结;论述某某个零件件的设计计方法和和步骤,决非仅仅仅为了了使学生生学会那那个零件件的设计计,而是为为了培养养学生掌掌握这些些“武器”,从而具具备设计计各种有有关零件件的能力力。机械设设计教教案第一章 绪论论一、本章章的主要内内容、特特点及教教学要求求本
19、章主要要内容是是:机器器的作用用,组成成机器的的基本要要素(零零件);零件的的概括分分类;零零件(局局部)与与机器(总体)的关系系;机械械设计的的主要内内容及处处理有关关矛盾的的原则;本课程程的内容容、性质质与任务务。本章的特特点是:它既是是本课程程的序幕幕,又是是本课程程的总纲纲。因而而它的内内容要贯贯穿全课课程的始始末,并并涉及本本课程的的前后关关系。讲讲好绪论论课对搞搞好该门门课程的的教学工工作是至至关重要要的,必必须予以以高度重重视,做做好充分分准备,保证把把绪论讲讲好根据教育育部和和我院制制定的机机械设计计教学大大纲,本章的的教学要要求为:1)明确确机械设设计在国民经经济建设设中的重
20、重要作用用;2)弄清清机械零件件设计在在机械设设计中的的地位;3)了解解本课程程的内容容、性质质、特点点、与先先修及后后续课程程之间的的关系,以以及相应应的学习习方法,从从而对整整个课程程获得一一个鸟瞰瞰。4)使学学生对机机械设计计学科的的发展前前沿有所所了解。总的来说说,本章章的教学学要求就就是要使使学生搞搞清楚“为什么么学?”、“学什么么?”和“如何学学?”这三大大问题,并并树立起起学好本本课程的的决心与与信心。二、本章章重点及及难点本章重点点,一是是机器的的主体及及其基本本组成要要素和机机械零件件的分类类,机械械零件(局局部)和和机器(总总体)的的关系;二是本本课程的的内容性性质与任任务
21、。本章难点点是,除除了掌握握本章的的基本内内容之外外,还应应结合本课课程的性性质与特特点,积积极探索索具有针针对性的的学习方方法。三、本章章教学工工作的组组织及学学时分配配本章的教教学内容容安排11个学时时。另外外,在课课外应再再组织学学生参观观一些实实际机械械如印刷刷厂的印印刷机、切切纸机、零零件陈列列室的实实物模型型等。通通过现场场教学使使学生从从感性上上进一步步了解本本课程研研究的对对象和内内容,体体会学习习本课程程的目的的,并进进一步调调动他们们学习本本课程的的兴趣和和积极性性.第二章 机械及及机械零零件设计计概要一、本章章主要内内容、特特点及教教学要求求本章内容容概括起起来讲可可分为
22、两两部分:第一部分分是关于于及其总总体设计计的概述述,包括括2-11、2-22及2-33三节。第第二部分分是关于于机械零零件设计计的概述述,包括括2-44及以后后的各节节。本章特点点在于从从机器设设计的总总体要求求出发,引引出与机机械零件件设计有有关的一一些原则则性问题题。这些些问题,例例如设计计机器的的一般程程序、机机械零件件失效形形式、零零件的设设计要求求、计算算准则、设设计方法法、设计计步骤及及材料选选择等,始始终贯穿穿在本书书以后的的各章中中。在讲讲授本章章时,由由于学生生还没有有接触到到各个具具体零件件的设计计内容,所所以不大大容易较较为深刻刻地掌握本本章的内内容,也也无法和和以后的
23、的各章建建立联系系。本章的教教学要求求:首先就是是要从总总体上建建立起机机器设计计,尤其其是机械械零件设设计的总总括性的的概念,即即从机器器的总体体要求出出发,引引出对机机械零件件的要求求,根据据零件的的失效形形式,拟拟定出设设计准则则,在选选择出适适用的材材料后,按按一定的的步骤,用用理论设设计或经经验设计计的方法法,设计计出机械械零件来来。这个个过程的的系统性性是很严严密的。它它对以后后各章的的学习都都具有提提纲挈领领的作用用。其次次,要掌掌握对机机器和机机械零件件的基本本要求。这些些要求不不管列出出多少条条,从本本质上讲讲却只有有两条,第第一是提提高机器器总体效效益;第第二是避避免失效效
24、。第一一条要求求是相对对的,随随着科学学技术的的发展,对对总体效效益的要要求总是是不断变变化的。第第二条要要求却是是最基本本的。即即在达到到设计寿寿命前的的任何时时候,对对机器和和零件总总是有避避免失效效的要求求的。以上要求求不可能一一下子掌掌握,因因此要求求在以后后各章节节的教学学中,不不断的结结合各章章的具体体分析来来逐步加加深。二、本章章重点及及难点本章重点点是与机机械零件件设计有有关的几几节。本本章的难难点不在在于各节节的具体体内容,而而在于对对各节的的内容要要从总体体上以及及它们的的相互联联系上予予以理解解,了解解各节之之间在逻逻辑上的的相互关关系。本本章的难难点还在在于本章章的内容
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