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机械设计教案
机械设计教案
许立忠
机械工程学院机械工学部
第一讲
(1)机械设计概论
【教学目标】
1了解“机械设计”课程的地位和作用;
2了解“机械设计”课程的研究对象、研究内容和学习方法;
3了解机械设计学科的最新发展。
【教学重点】
1“机械设计”课程的研究对象和研究内容。
【教学过程】
一、课程的地位和作用
1动画演示:
自动生产线中带式运输机.
2展示:
带式运输机平面图.
3讨论:
带式运输机设计问题.
4讲授:
“机械设计”课程的地位和作用.
二、研究对象和研究内容
1展示:
带式运输机平面图.
2讨论:
机器的组成,引出机械零部件的基本概念.
3板书:
机械零部件的基本概念.
4动画演示:
减速器拆装过程.
5讨论:
减速器中的机械零部件.
6总结和板书:
机械零部件分类.
7讲授和板书:
本课程的研究对象和研究内容.
三、学习方法
1举例:
单因素思维和多因素思维的区别.
四、学科的最新发展
1讲授:
发展方向.
2举例:
科研成果.
3演示:
成果图片或动画.
五、总结和结尾
1总结:
机械零部件分类以及本课程的研究对象和研究内容.
2结尾:
指出本课程将根据机械零部件的分类情况,分3大部分展开.
第一讲
(2)螺纹联接1
【教学目标】
1了解螺纹联接的基本类型以及其间的区别;
2了解螺纹联接拧紧的目的和拧紧力矩的计算方法;
3了解螺纹联接防松的必要性以及防松的基本原理和措施。
【教学重点】
1螺纹联接类型间的区别;
2防松的必要性、基本原理和具体措施。
【教学过程】
一、螺纹联接的基本类型
1提问:
机械零部件分类(引出本部分研究对象——联接件).
2讨论:
联接件之间的区别(给出联接件分类).
3板书:
联接件分类.
4展示:
螺纹联接的4种基本类型.
5讲授:
各类螺纹联接在结构、应用和承载机理方面的区别.
二、螺纹联接的拧紧
1讲授和板书:
螺纹联接拧紧的目的.
2讲授和板书:
螺纹联接拧紧力矩的计算.
三、螺纹联接的防松
1讨论和板书:
螺纹联接防松的必要性.
2讲授和板书:
螺纹联接防松的基本问题.
3讲授和板书:
螺纹联接防松的基本原理和具体方法.
4展示:
防松的具体方法(图片和动画).
四、总结和结尾
1总结:
螺纹联接的基本类型及其间的区别;防松的必要性、基本原理、具体方法。
2结尾:
指出本部分属螺纹联接的基本知识,以此为基础,应该进一步展开螺纹联接基本设计理论和基本设计方法的学习.
第二讲螺纹联接2(螺栓联接强度计算)
【教学目标】
1掌握受剪螺栓联接强度计算方法;
2掌握受拉螺栓联接强度计算方法。
【教学难点】
1既受预紧力又受工作载荷的受拉紧螺栓联接强度计算。
【教学过程】
1讨论:
螺栓联接可能的失效形式.
一、受剪螺栓联接强度计算
1展示:
受剪螺栓受力分析图和动画.
2讲授和板书:
受剪螺栓强度计算公式.
3举例:
说明受剪螺栓强度计算公式应用.
二、受拉螺栓联接强度计算
(1)受拉松螺栓
1展示:
受拉松螺栓受力分析图.
2讲授:
受拉松螺栓受力特点和强度计算公式.
3板书:
受拉松螺栓强度计算公式.
(2)只受预紧力紧螺栓
1展示:
只受预紧力紧螺栓受力分析图.
2讨论:
只受预紧力紧螺栓强度计算方法.
3讲授:
只受预紧力紧螺栓受力特点和强度计算公式.
4板书:
只受预紧力紧螺栓强度计算公式.
(3)既受预紧力又受工作载荷的紧螺栓
1展示:
既受预紧力又受工作载荷的紧螺栓受力分析图以及动画演示.
2展示:
受拉螺栓联接力-变形关系图.
3讲授:
受拉螺栓联接力-变形关系图.
4讲授:
预紧力、剩余预紧力和工作载荷之间关系的三个基本公式.
5板书:
预紧力、剩余预紧力和工作载荷之间关系的三个基本公式.
6展示:
拉力变化图.
7讲授和板书:
拉力幅计算公式.
8讨论:
既受预紧力又受工作载荷的紧螺栓强度计算方法.
9板书:
既受预紧力又受工作载荷的紧螺栓强度计算公式.
三、总结和结尾
1总结:
螺栓联接承载机理、失效形式、受力特点和强度计算的区别.
2结尾:
指出螺栓一般成组使用,关键是求出受力最大螺栓及其载荷.
第三讲螺纹联接3
【教学目标】
1掌握螺栓组受力分析的方法;
2掌握提高螺栓联接强度的几项措施。
【教学重点】
1螺栓组受力分析。
【教学难点】
1受翻转力矩螺栓组的受力分析。
【教学过程】
1讨论:
科学和假设的关系.
2讲授和板书:
螺栓组受力分析的任务和假设.
一、受拉螺栓组联接受力分析
(1)受拉螺栓组联接受横向力
1展示:
受力分析图.
2讲授和板书:
预紧力计算公式.
(2)受拉螺栓组联接受旋转力矩
1展示:
受力分析图和动画.
2讲授和板书:
预紧力计算公式.
(3)受拉螺栓组联接受纵向力
1展示:
受力分析图.
2讲授和板书:
工作拉力计算公式.
(4)受拉螺栓组联接受翻转力矩
1展示:
受力分析图和动画.
2讲授和板书:
最大工作拉力计算公式.
二、受剪螺栓组联接受力分析
(1)受剪螺栓组联接受横向力
1展示:
受力分析图和动画.
2讲授和板书:
工作载荷计算公式.
(2)受剪螺栓组联接受旋转力矩
1展示:
受力分析图和动画.
2讲授和板书:
最大工作载荷计算公式.
讨论:
定量分析和定性分析的关系.
三、提高螺栓联接强度的措施
(1)改善螺纹牙间载荷分布
1展示:
动画演示.
2讲授:
螺纹牙间载荷分布的不均匀性.
3展示和讲授:
改善措施.
(2)避免附加弯曲应力
1举例:
附加弯曲应力的危害性.
2展示和讲授:
改善措施.
(3)减小应力集中
1讲授:
应力集中的存在和危害.
2讲授和板书:
改善措施.
(4)减小应力幅
1讲授和板书:
减小应力幅的效果.
2讲授和板书:
根据应力幅计算公式分析.
3讲授和展示:
根据力——变形关系图分析.
四、总结和结尾
1总结:
螺栓组联接受不同载荷时受力分析的区别;提高螺纹联接强度的4项措施.
2结尾:
螺栓组受力一般均可化为上述基本受力情况的组合,将通过设计实例理解和掌握其综合分析方法.
第四讲螺纹联接4(习题课)
【教学目标】
1掌握螺栓组联接力分析和强度计算的基本技能;
2进行查阅图表和运用标准的基本训练。
【教学重点】
1螺栓组受力分析。
【教学难点】
1根据不同的工作要求综合确定预紧力。
【教学过程】
1展示和板书:
设计实例(结构、受力和已知条件).
2讨论:
受力分析方法和强度条件.
二、螺栓组联接受力分析
1板书:
螺栓总拉力计算公式.
2分析:
受力分析的基本步骤.
3讲授和板书:
力系简化.
4讲授和板书:
最大工作拉力计算.
5讲授和板书:
由不滑移条件和不离缝条件联合确定预紧力.
6练习:
图表查阅和系数选取.
7讲授和板书:
螺栓总拉力计算.
二、螺栓参数确定
1讲授和板书:
螺栓直径计算.
2讲授和板书:
螺栓标准直径选取.
三、挤压强度校核
1讲授和板书:
挤压强度计算公式.
四、应力幅校核
1讲授和板书:
应力幅计算公式.
五、作业(P22第六题)
六、总结和结尾
1总结:
本设计实例为3种基本受力情况的组合,设计的核心工作是受力分析,其中考虑多种工作要求综合确定预紧力是解决问题的关键.
2结尾:
通过本设计实例基本掌握螺栓联接的设计方法,还有许多其它类型联接的设计方法有待于学习和掌握.
第五讲键、花键和销联接
【教学目标】
1了解键联接的主要类型和应用特点;
2掌握平键联接的强度校核方法;
3了解花键联接的类型、特点和应用;
4了解销联接的类型、特点和应用。
【教学重点】
1平键联接的强度校核方法。
【教学过程】
提问:
联接类型.
一、键联接
(1)分类
1讲授和板书:
键联接分类.
2展示:
平键联接结构图.
3讲授和板书:
平键联接承载机理和应用特点.
4展示:
半圆键联接结构图.
5讲授和板书:
半圆键联接承载机理和应用特点.
6展示:
楔键联接结构图.
7讲授和板书:
楔键联接承载机理和应用特点.
8展示:
切向键联接结构图.
7讲授和板书:
切向键联接承载机理和应用特点.
(2)平键联接的强度校核
1展示:
受力分析图.
2讲授和板书:
失效形式和强度校核公式.
二、花键联接
1讨论:
平键联接的优缺点.
2讲授和板书:
花键联接的优缺点.
3展示:
花键联接基本类型图.
4讲授和板书:
花键联接分类.
5展示:
花键联接定心方式图.
6讲授和板书:
花键联接定心方式.
三、销联接
(1)销联接功用
1讲授和板书:
销联接功用.
(2)销联接分类
1展示:
销联接基本类型图.
2讲授和板书:
销联接分类、特点和应用.
四、总结和结尾
1总结:
键联接的结构、特点和应用,平键联接强度校核.
2结尾:
螺栓联接、键、花键和销联接均属可拆联接.尚有其它几类可拆联接以及不可拆联接也在工程中获得广泛应用,需要了解.
第六讲带传动1(带传动基础知识和基本理论)
【教学目标】
1了解带传动的类型、特点和应用情况;
2熟悉普通V带的结构和标准;
3掌握带传动工作原理、受力分析和应力分布、弹性滑动和打滑等基本理论;
4掌握带传动的失效形式和计算准则、承载能力确定方法。
【教学重点】
1带传动的基本理论。
【教学难点】
1弹性滑动和打滑。
【教学过程】
提问:
机械零部件分类.
总结:
机械传动基本类型.
一、带传动概述
(1)特点和应用
1展示:
带传动动画.
2讲授和板书:
带传动优缺点.
3展示:
带传动应用动画.
4讲授:
带传动应用特点.
(2)带传动分类
1讲授和板书:
带传动基本类型.
2展示和讲授:
各类带传动的结构和应用特点.
(3)V带的结构、型号和长度
1展示和讲授:
V带的基本结构.
2讲授和板书:
V带的型号和长度.
二、带传动基本理论
(1)带传动工作原理
1展示和讲授:
带传动工作原理.
(2)受力分析.
1展示:
受力分析图.
2讲授和板书:
有效拉力及最大有效拉力计算公式.
3讲授和板书:
最大有效拉力计算公式推导(包括欧拉公式推导).
(3)应力分析
1展示:
应力分布图.
2讲授和板书:
拉应力.
3讲授和板书:
离心应力.
4讲授和板书:
弯曲应力.
5讲授和板书:
总应力计算公式和最大应力作用位置.
6动画演示:
带传动总应力分布.
(4)弹性滑动和打滑
1展示:
应力分布图.
2讲授和板书:
弹性滑动现象及其后果.
3展示:
接触弧组成图.
4讲授和板书:
打滑及其后果.
5讲授和板书:
弹性滑动和打滑的关系和区别.
6动画演示:
弹性滑动和打滑现象.
(5)失效形式和计算准则
1讨论和板书:
带传动失效形式.
2讲授和板书:
带传动计算准则.
(6)承载能力确定
1讲授和板书:
带传动传递功率计算公式推导.
三、总结和结尾
1总结:
以上为关于带传动的基础知识和基本理论,其中力和应力分析以及弹性滑动和打滑为其核心内容.
2结尾:
带传动的设计方法将以上述基本理论为基础而展开.
第七讲带传动2(带传动设计和张紧装置)
【教学目标】
1掌握带传动设计参数选择和计算方法;
2了解带传动张紧的原因和张紧装置。
【教学重点】
1带传动设计参数选择和计算方法。
【教学过程】
提问:
带传动应力分布、弹性滑动和打滑、失效形式和计算准则.
讨论:
多未知量问题的求解特点.
一、带传动设计
(1)参数选择
1讲授和板书:
最小带轮直径选择.
2讲授和板书:
带速选择.
3讲授和板书:
中心距选择.
4展示:
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