机械基础陈立德版教案.doc

广 州 南 洋 理 工 职 业 学 院
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课题：机械设计概述 课次：2
教学方法：讲授 道具：教材
教学目的：
1.了解机械设计的基本要求和机械设计的一般步骤
2.掌握机械零件常见失效形式
3.了解有关机械零件设计和计算的基本概念
4.了解机械零件的强度判定准则，了解除强度之外其它设计计算准则
5.了解机械零件设计的标准化、系列化及通用化　

教学重点：
机械零件常见失效形式。

教学难点：
机械零件的强度判定准则。
教学过程时间分配（包括组织教学、复习旧课、讲授新课、巩固新课、布置作业）

点名 5分钟
复习上次课所讲重点内容 5分钟
讲授新课 　　　　　　　　　　 75分钟
小结与答疑 5分钟

课后记：
完成授课计划良好，完成教学目的良好，讲授知识点清晰，学生掌握良好。

第二课 机械设计概述
一、相关知识
一、机械设计的基本要求
1.机械设计包括以下两种设计:
      (1)应用新技术、新方法开发创造新机械；
      (2)在原有机械的基础上重新设计或进行局部改造。
2.机械设计的基本要求：
     (1)实现预定功能； (2)满足可靠性要求；   (3)满足经济性要求； (4)操作方便、工作安全；
     (5)造型美观、减少污染。
二、机械设计、制造的一般程序
    1. 机械设计方法大致可分为以下两类:
     (1)现代设计方法； (2)常规设计方法。
    2.机械设计的过程通常可分为以下几个阶段：
介绍某机械厂新产品开发控制程序，理解设计过程：(1)可行性研究； (2)方案设计；(3)技术设计；(4)施工设计； (5)样机试制； (6)投产销售。
三、设计机械零件的基本要求
工作可靠并且成本低廉。
设计机械零件要注意以下几点：
       (1) 合理选择材料，降低材料费用；
      (2) 保证良好的工艺性，减少制造费用；
      (3) 尽量采用标准化、通用化设计，简化设计过程从而降低成本。
四、机械零件工作能力和设计准则
1.失效：在规定的工作条件下机械零件失去了正常工作能力。
  2.失效形式：
      (1)断裂    有：过载断裂、疲劳断裂。
      (2)过量变形    有：塑性变形（强度失效）、弹性变形（刚度失效）。
      (3)表面失效    有：疲劳点蚀、磨损、压溃和腐蚀等
      (4)破坏正常工作条件引起的失效    如：带传动因过载发生打滑。

3、 设计计算准则
   以防止产生各种可能失效为目的而拟定的零件工作能力计算依据的基本原则 。
      (1)强度: 应力法σ≤［σ］或τ≤［τ］,安全系数法
      (2)刚度：  y≤［y］
      (3)耐磨性：条件性计算p≤［p］
      (4)散热性：t≤［t］
      (5)可靠性：R=NS/NT
五、机械零件设计一般步骤
（1）根据零件的使用要求，选择零件的类型或结构；
(2).根据零件的工作条件及对零件的特殊要求，选择合适的材料和热处理方法；
(3).根据零件的工作情况，确定作用于零件上的载荷(包括建立力学模型、进行载荷分析和计算、考虑各种因素对载荷的影响及确定零件的计算载荷)；
(4).根据零件可能出现的失效形式，确定计算准则，并计算和确定出零件的基本尺寸；
(5).根据工艺性和标准化等要求进行零件的结构设计；
(6.)必要时应对零件进行校核计算；
(7).绘出零件的工作图。
四.  机械零件的标准化
1. 三化：
 按规定标准生产的零件称为标准件。将标准规范化称标准化。
 同一产品，为符合不同的使用条件，在同一基本结构或基本尺寸条件下，规定出若干个辅助尺寸不同的产品称为产品的系列化。
 在不同规格的同类产品或不同类产品中采用同一结构和尺寸的零件、部件称通用化。
2.机械设计中要遵循的“三化”的好处：
 （1）由专门化工厂大量生产标准件，能保证质量、节约材料、降低成本；
（2）选用标准件可以简化设计工作，缩短产品的生产周期；
  （3）选用参数标准化的零件，在机械制造过程中可以减少刀具和量具的规格；
（4）具有互换性，从而简化机器的安装和维修。
3.我国现行的标准有：
  国家标准(GB)
  部颁标准(如机械部标准JB、冶金部    标准YB等)
企业标准
出口产品应采用国际标准(ISO)
六、机械工程常用材料
机械零件的常用材料
1、黑色金属
钢：碳素结构钢、碳素工具钢、合金钢
铸铁：灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁
铸钢——铸造性比铸铁差，但比锻钢和轧制钢好。强度性比铸铁好，但比锻钢和轧制钢差
2、有色金属
a) 铝合金——重量轻、导热导电性较好、塑性好、抗氧化性好，高强度铝合金强度可与碳素钢相近
        铜合金——黄铜：Cu与Zn合金
          青铜：Cu与Sn的合金
          无锡青铜：Cu与铝、硅、锰、镍的合金。
3、非金属材料 塑料——轻、易加工成形、减摩性好，强度低，可作为普通机械零件、绝缘体
         陶瓷——电热性好，硬度高
         橡胶——弹性、绝缘性好，常用作弹性元件和密封元件、减震元件
4、复合材料
七、机械零件材料选用的原则
1、使用要求2、工艺要求3、经济性要求

二、小结与答疑