《機械設(shè)計基礎(chǔ)》教案1CATALOGUE目錄課程介紹與目標機械設(shè)計基本概念機械零件設(shè)計基礎(chǔ)傳動裝置設(shè)計軸系零部件設(shè)計連接與緊固設(shè)計機械設(shè)計實踐與應(yīng)用201課程介紹與目標3

機械設(shè)計基礎(chǔ)課程概述課程性質(zhì)機械設(shè)計基礎(chǔ)是機械類專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課程。課程內(nèi)容涵蓋機械設(shè)計的基本理論、技術(shù)及設(shè)計流程，同時包括常見機械部件的計算與設(shè)計。課程任務(wù)提升學生對機械設(shè)計基礎(chǔ)理論與技能的掌握，確保他們?yōu)楹罄m(xù)專業(yè)課程學習及機械設(shè)計職業(yè)發(fā)展奠定穩(wěn)固基礎(chǔ)。4熟悉機械設(shè)計的基礎(chǔ)理論、技術(shù)手段以及設(shè)計流程，并掌握典型機械部件的種類、構(gòu)造、功能及其設(shè)計計算技巧。知識目標提升學生的機械設(shè)計基礎(chǔ)，涵蓋對機械部件運行狀況的分析、選用恰當?shù)牟牧?、設(shè)定適宜的結(jié)構(gòu)和尺寸、執(zhí)行強度評估等方面。能力目標培養(yǎng)學生具有嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和科學的設(shè)計思維，注重實踐和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。素質(zhì)目標教學目標與要求5VS依據(jù)教學大綱規(guī)范，科學規(guī)劃課程內(nèi)容與授課節(jié)奏，強調(diào)理論與實踐的融合。考核方式綜合運用平時成績、實驗成績與期末考試成績，全方位評估學生的學業(yè)成果。在此過程中，平時成績著重評估學生的課堂表現(xiàn)和作業(yè)完成度；實驗成績側(cè)重于學生的實驗操作技能和實驗報告寫作能力；期末考試成績則主要檢驗學生對課程知識的整體理解和掌握。課程安排課程安排與考核方式602機械設(shè)計基本概念7定義機械設(shè)計是一項工作，它涉及對機械進行構(gòu)思，分析其工作原理、結(jié)構(gòu)、運動方式、力的傳遞、能量轉(zhuǎn)換，以及各個部件的材料、形狀和尺寸等，同時考慮潤滑策略。這個過程通過計算和具體描述，為制造提供依據(jù)。分類機械設(shè)計可分為新型設(shè)計、繼承設(shè)計和變型設(shè)計3類。機械設(shè)計的定義與分類8機械設(shè)計的基本原則可靠性準則可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定的使用條件下，在預(yù)期的壽命內(nèi)，完成規(guī)定功能的概率。經(jīng)濟性準則增強經(jīng)濟效益是產(chǎn)品開發(fā)的核心追求之一，經(jīng)濟性成為衡量設(shè)計成效的關(guān)鍵標準。技術(shù)性能準則技術(shù)性能包括產(chǎn)品功能、制造和運行狀況在內(nèi)的一切性能，既保證產(chǎn)品功能要求，又便于制造、使用和維護。安全性準則機器安全性包括零件安全性、整機安全性和工作安全性三個方面。社會性準則產(chǎn)品設(shè)計需充分考慮其對社會的廣泛影響，以及可能對自然環(huán)境造成的污染和損害。9機械設(shè)計的發(fā)展趨勢綠色理念將成為行業(yè)發(fā)展方向，機械設(shè)備設(shè)計應(yīng)更加重視綠色環(huán)保與能源節(jié)約。人工智能技術(shù)的進步將推動機械設(shè)計邁向更加自動化與智能化的新階段。微型化是機械設(shè)計的一個重要方向，可以實現(xiàn)更小巧、更輕便的機械產(chǎn)品。集成化設(shè)計可以提高機械系統(tǒng)的整體性能和效率，減少資源浪費。綠色化智能化微型化集成化1003機械零件設(shè)計基礎(chǔ)11分類基于功能、構(gòu)造和制造方法等因素，機械設(shè)備元件主要分為軸類、齒輪類、軸承類和箱體類等類別。特點各類機械零件因用途各異，其結(jié)構(gòu)特性與設(shè)計規(guī)范亦不相同。比如，軸類零件主要面臨轉(zhuǎn)矩與彎矩的挑戰(zhàn)，因而需具備較強的強度與剛度；而齒輪類零件則需確保精確的傳動比例和良好的耐磨性能。機械零件的分類與特點12保證零件在正常工作條件下不會發(fā)生斷裂或塑性變形。強度準則確保部件在承受壓力時不會出現(xiàn)顯著的彈性形變，從而保障設(shè)備運行的穩(wěn)定性和精確度。剛度準則根據(jù)零件的工作條件和材料特性，合理設(shè)計零件的幾何形狀和表面粗糙度，以提高零件的耐磨性。耐磨性準則在高速旋轉(zhuǎn)或?qū)扔休^高要求的機械部件設(shè)計中，必須重視其振動穩(wěn)定性，以防振動引發(fā)噪聲和精度下降。振動穩(wěn)定性準則機械零件的設(shè)計準則13根據(jù)零件的使用環(huán)境、功能需求以及生產(chǎn)成本等因素綜合考慮，挑選適宜的材質(zhì)，包括但不限于碳素鋼、合金鋼、鑄鐵以及有色金屬等。材料選擇運用淬火、回火、滲碳、滲氮等熱加工技術(shù)，提升材料的力學強度、磨損抵抗力和抗腐蝕性能，確保零件符合設(shè)計標準。此外，熱處理還能消除材料內(nèi)部殘留應(yīng)力，增強零件的精確度和穩(wěn)固性。熱處理機械零件的材料選擇及熱處理1404傳動裝置設(shè)計15齒輪傳動帶傳動鏈傳動蝸桿傳動傳動裝置的類型及特點高效傳動，傳遞功率與扭矩，特別適應(yīng)于高速、重載環(huán)境，精準可靠，使用壽命延長。通過鏈條和鏈輪實現(xiàn)傳動，適用于中心距較大、多軸傳動，傳動比準確，但瞬時傳動比不穩(wěn)定。采用輪和傳動帶進行傳動，適合于較大中心距的傳動需求，具備緩沖和吸振功能，然而傳動比不夠精確。實現(xiàn)大傳動比、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動平穩(wěn)、噪聲小，但效率低、發(fā)熱量大。16根據(jù)工作條件和要求，選擇合適的傳動類型和傳動比。確定傳動方案根據(jù)所需功率和轉(zhuǎn)速，選擇合適的電動機類型和規(guī)格。選擇電動機包括齒輪模數(shù)、齒數(shù)、帶輪直徑、鏈輪齒數(shù)等。計算傳動裝置的參數(shù)根據(jù)計算結(jié)果，繪制傳動裝置的裝配圖和零件圖。繪制傳動裝置圖傳動裝置的設(shè)計步驟與方法17通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)、減小加工余量、采用新材料等方法，降低傳動裝置的重量和成本。傳動裝置的輕量化設(shè)計傳動裝置的可靠性設(shè)計傳動裝置的節(jié)能設(shè)計傳動裝置的智能化設(shè)計通過增強零件抗力、改進潤滑及冷卻體系、使用耐磨損材料等手段，提升傳動系統(tǒng)的穩(wěn)定性和使用壽命。通過提高傳動效率、降低能量損失、采用節(jié)能型電動機等方法，實現(xiàn)傳動裝置的節(jié)能降耗。借助傳感器、控制器及執(zhí)行器等智能部件的集成，達成傳動系統(tǒng)的自動化及智能操控。傳動裝置的優(yōu)化設(shè)計1805軸系零部件設(shè)計19聯(lián)軸器用于連接兩軸，傳遞運動和動力，同時補償兩軸間的安裝誤差、軸向位移和角位移。軸按軸線形狀分為直軸和曲軸，用于支撐旋轉(zhuǎn)零件并傳遞運動和動力。軸承分為滑動軸承和滾動軸承，用于支撐軸及軸上零件，保持軸的旋轉(zhuǎn)精度，減少摩擦和磨損。離合器用于在機器的運轉(zhuǎn)過程中，將傳動系統(tǒng)隨時分離或接合。制動器用于降低機器運轉(zhuǎn)速度或使其停止運轉(zhuǎn)。軸系零部件的類型及作用20軸系零部件的設(shè)計準則與方法設(shè)計準則確保具備足夠的強度、硬度、耐磨性、抗腐蝕性、抗疲勞性、耐熱性，并兼顧標準化、系列化、通用性以及加工工藝。設(shè)計方法依據(jù)工作條件與設(shè)計標準，挑選適宜的材料、構(gòu)建方式和尺寸規(guī)格；執(zhí)行必要的強度、硬度、耐磨度等評估和核實；同時考慮加工工藝、裝配便捷性與維護的簡便性。21依據(jù)軸系組件的使用條件和性能需求，挑選恰當?shù)臐櫥镔|(zhì)（例如潤滑油、潤滑脂等）以及潤滑手段（例如油浴潤滑、滴油潤滑、飛濺潤滑等），旨在降低摩擦損耗，從而延長其使用壽命。潤滑為確保潤滑劑不泄露及外部雜質(zhì)不受侵害，必須使用恰當?shù)拿芊庠O(shè)備（例如油封、密封圈等），以保證軸系部件的順暢運作。此外，密封設(shè)備還需便于更換與維護。密封軸系零部件的潤滑與密封2206連接與緊固設(shè)計23包括螺栓連接、螺釘連接和緊定螺釘連接，具有結(jié)構(gòu)簡單、連接可靠、裝拆方便等特點。螺紋連接利用鍵將軸及其部件聯(lián)結(jié)起來，確保周向穩(wěn)定性并傳遞扭力，此類連接方式包括平鍵、半圓鍵以及楔鍵等。鍵連接主要用途為確定位置和傳遞負載，涵蓋圓柱銷、圓錐銷等多種類型，特點為結(jié)構(gòu)簡便、定位精確且負載承受能力較低。銷連接利用包容件和被包容件之間的過盈量來實現(xiàn)連接，具有結(jié)構(gòu)簡單、對中性好、承載能力高等特點。過盈連接連接與緊固的類型及特點24確保符合使用標準，確保連接穩(wěn)定性；兼顧制造工藝，便于生產(chǎn)及組裝；力求成本最低。選擇恰當?shù)倪B接件和標準件，依據(jù)連接類型；遵循設(shè)計規(guī)范進行強度評估與審核；采取防松、防銹等防護措施，增強連接的穩(wěn)定性。連接與緊固的設(shè)計準則與方法設(shè)計方法設(shè)計準則25可靠性指標01這些指標涉及連接的強度、剛性、耐磨、抗腐蝕性等，它們對連接的使用壽命與安全性有著直接的影響。失效形式02常見的故障模式包括破裂、脫落、損耗和侵蝕等，這些故障模式會導致連接失靈，干擾設(shè)備的正常運行。提高可靠性的措施03選擇合適的材料和熱處理工藝，提高連接件的強度和耐磨性；優(yōu)化連接結(jié)構(gòu)，減小應(yīng)力集中；采用防松、防銹等措施，提高連接的可靠性。連接與緊固的可靠性分析2607機械設(shè)計實踐與應(yīng)用27確立機械設(shè)計操作的宗旨，涵蓋熟悉機械設(shè)計基礎(chǔ)理論、技術(shù)及技巧，增強應(yīng)對實際問題的解決能力。實踐目標實踐內(nèi)容實踐方式涵蓋機械零件設(shè)計、機械傳動設(shè)計、機械結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面，通過具體項目或課題進行實踐。通過課程設(shè)計、實驗和實習等多種實踐途徑，激發(fā)學生動手操作的積極性，鼓勵他們主動參與其中。030201機械設(shè)計實踐環(huán)節(jié)介紹2803案例討論與反思引導學生對案例進行討論和反思，總結(jié)經(jīng)驗教訓，提高設(shè)計水平。01案例選擇選擇典型的機械設(shè)計實例，包括減速器和軸承的設(shè)計，進行詳盡的研究。02案例分析步驟涵蓋問題界定、策略制定、深入規(guī)劃、生產(chǎn)與組裝、檢驗與評價等環(huán)節(jié)，全方位展現(xiàn)