机械设计基础 物体的受力分析与平衡
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《机械工程基础》课程教学大纲课程代码:ABJD0340课程中文名称:机械工程基础课程英文名称:Fundamenta1ofmechanica1engineering课程性质:必修课程学分数:3.5课程学时数:56(48+实验8)授课对象:材料物理专业本课程的前导课程:高等数学、大学物理、工程制图、金工实习等一、课程简介机械工程基础是一门培养学生具有一般机械设计基本知识的学科基础课。
课程主要介绍工程力学基础知识、一般机械中的常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本的设计理论和计算方法,同时扼要介绍与本课程有关的国家标准和规范,使学生初步具有分析简单机械传动装置的能力。
为学习专业课和新的科学技术打好基础,为解决生产实际问题和技术改造工作打好基础。
二、教学基本内容和要求第一章:绪论机器的组成、机器和机构、构件和零件重点与难点:机械、机器、机构、构件和零件的基本概念教学要求:了解课程的性质、机器的组成及特征;理解机器与机构的差别;掌握零件与构件的概念。
第二章:物体的受力分析与平衡力和力系的基本概念;静力学公理;物体的受力分析和受力图;平面汇交力系;力矩与力偶;平面任意力系重点与难点:物体受力分析、平面力系的平衡条件与平衡方程教学要求:理解静力学的基本概念、基本公理;掌握物体的受力分析方法,掌握平面汇交力系、平面力偶系、平面任意力系平衡问题的求解。
第三章:轴向拉伸和压缩轴向拉伸和压缩的基本概念;内力与应力;材料拉伸和压缩时的力学性能;拉压杆的变形及强度计算重点与难点:内力、应力及许用应力的概念;拉压杆的轴力分析及强度计算教学要求:了解材料拉伸和压缩的力学性能;理解内力、应力及许用应力的基本概念,胡克定律;掌握拉压杆的轴力分析及强度计算第四章:剪切与圆轴扭转剪切与挤压的基本概念;圆轴扭转时的应力与强度条件;圆轴扭转时的变形与刚度条件重点与难点:外力偶和扭矩的计算;扭矩图的绘制;圆轴扭转时的应力、强度条件和刚度条件教学要求:了解构件在剪切和扭转时的受力特点;掌握扭矩图的绘制,圆轴扭转时强度和刚度计算第五章:梁的弯曲弯曲的概念;梁的弯曲内力;弯曲正应力和强度计算;提高梁弯曲强度的措施;梁的刚度条件;组合变形时的强度计算重点与难点:梁的内力分析及最大弯矩的确定教学要求:了解梁在组合变形时的强度计算方法;理解弯曲的概念,提高梁弯曲强度的措施;掌握梁剪力、弯矩的计算,剪力图、弯矩图的绘制,弯曲正应力强度的计算第六章:平面机构的自由度运动副及其分类;平面机构运动简图;平面机构的自由度重点与难点:机构运动简图的绘制;平面机构自由度的计算;机构具有确定运动的条件教学要求:了解运动副的概念及其分类;理解自由度的概念,机构具有确定运动的条件;掌握机构运动简图的绘制,复合较链、局部自由度和虚约束的判定,平面机构自由度的计算第七章:平面连杆机构平面四杆机构的基本类型和应用;平面四杆机构的演化;平面四杆机构的基本特性;平面四杆机构的设计重点与难点:平面四杆机构的基本类型和特性;钱链四杆机构类型的判断;平面四杆机构的设计方法教学要求:了解平面四杆机构的演化形式;理解平面四杆机构的基本特性;掌握平面四杆机构的基本类型,较链四杆机构类型的判断,平面四杆机构运动特性的分析第八章:凸轮机构凸轮机构的应用和分类;从动件常用运动规律;凸轮轮廓曲线的设计方法重点与难点:凸轮机构的组成、分类;从动件的常用运动规律及特点教学要求:了解凸轮轮廓曲线的设计方法;掌握凸轮机构的工作原理、凸轮机构从动件常用运动规律和运动特性第九章:间歇运动机构棘轮机构;槽轮机构教学要求:了解棘轮机构和槽轮机构的工作原理、运动特点和应用第十章:齿轮机构齿轮机构的应用和分类;齿廓啮合基本定律;渐开线直齿圆柱齿轮;渐开线齿轮的啮合传动;渐开线齿轮的加工与齿廓的根切;斜齿圆柱齿轮机构;直齿圆锥齿轮机构重点与难点:渐开线标准直齿圆柱齿轮传动的基本理论和几何尺寸计算;根切的产生教学要求:了解渐开线的性质、渐开线齿廓的啮合特点,渐开线齿轮的切齿方法,斜齿圆柱齿轮、直齿圆锥齿轮机构的特点和主要几何参数;掌握渐开线直齿圆柱齿轮主要几何参数的计算第十一章:轮系轮系的分类;轮系功用;轮系传动比的计算重点与难点:定轴轮系与周转轮系传动比的计算教学要求:了解轮系的分类、特点和作用,复合轮系的概念及其传动比的计算方法;掌握定轴轮系和周转轮系传动比的计算第十二章:机械零件设计概论零件设计的基本要求、计算准则、一般步骤;零件常用材料及其选择;机械零件的工艺性和标准化重点与难点:机械零件的主要失效形式与计算准则;机械零件设计的一般步骤教学要求:了解机械零件设计的基本要求,常用材料及其特点;掌握零件的主要失效形式,机械零件设计的基本准则、方法与步骤第十三章:连接螺纹连接;螺旋传动;键连接;花键连接;销连接重点与难点:螺纹的主要参数,螺纹连接的基本类型;螺栓连接的强度计算;普通平键的选择和强度校核教学要求:了解键连接、销连接、螺纹连接和螺旋传动的类型和特点;理解螺纹连接预紧和防松的概念;掌握螺栓连接的强度计算,普通平键的选择和强度校核第十四章:齿轮传动齿轮传动的失效形式及设计准则;直齿圆柱齿轮的受力分析;直齿圆柱齿轮的齿面接触疲劳强度和齿根曲曲疲劳强度计算;直齿圆柱齿轮主要参数的选择;斜齿圆柱齿轮的强度计算;直齿圆锥齿轮的强度计算;齿轮的结构设计、润滑重点与难点:齿轮传动的实效形式和设计准则;齿轮传动的受力分析;直齿圆柱齿轮传动的设计教学要求:了解斜齿圆柱齿轮、直齿圆锥齿轮的强度计算方法;掌握直齿圆柱齿轮主要尺寸的计算、直齿圆柱齿轮传动的受力分析及强度计算。
机械设计基础背诵知识点机械设计是一门关于机械制造的学科,它涉及到机械零部件的设计、选择、计算和分析等方面的知识。
在机械设计的学习过程中,很多基础的知识点需要我们进行背诵。
下面将介绍一些机械设计基础的知识点。
1. 材料力学材料力学是机械设计的基础。
需要掌握材料的力学性质,包括拉伸强度、屈服强度、硬度等。
还要了解不同材料的特点以及它们的应用范围。
2. 分析力学分析力学是机械设计中的另一个重要知识点。
它涉及到物体的平衡、受力分析以及运动学等内容。
我们需要了解力的合成与分解、力矩的概念、平衡条件等基本概念。
3. 等效应力与疲劳在机械设计中,常常需要进行结构的强度计算。
等效应力理论是常用的一种计算方法,它可以将多个不同方向的应力合成为一个等效应力。
此外,疲劳是机械设计中非常重要的一个问题,我们需要了解疲劳寿命、疲劳裕度等概念。
4. 轴线零件设计轴线零件设计是机械设计中的一个重要内容。
我们需要了解轴线零件的选择与计算,包括轴的强度与刚度计算、连接方式的选择等。
5. 机械传动机械传动是机械设计中常见的一种结构形式。
我们需要了解不同传动装置的特点与适用范围,包括齿轮传动、带传动等。
6. 节气部件设计节气部件设计是机械设计中与流体传动相关的一个内容。
我们需要了解不同节气部件的设计原理与计算方法,包括调节阀、安全阀等。
7. 设备安装与调试设备安装与调试是机械设计中的最后一个环节,我们需要了解设备的安装方式以及调试过程中的一些注意事项。
上述只是机械设计中的一部分基础知识点,希望能够对你在学习机械设计过程中有所帮助。
机械设计是一个广阔的领域,需要我们不断学习与积累,才能够设计出高质量的机械产品。
机械设计基础中的静力学分析力的平衡与结构的稳定在机械设计领域中,静力学分析是一个重要的概念,它涉及到力的平衡和结构的稳定性。
本文将从力的平衡和结构的稳定两个方面来探讨机械设计基础中的静力学分析。
一、力的平衡力的平衡是机械设计中非常关键的一环,它是保证机械设备正常运行和安全使用的基础。
力的平衡包括两个方面:力的合成和力的分解。
在机械设计中,合理的力的合成能够帮助我们更好地分析和处理力的平衡问题。
通过将多个力按照一定规律进行合成,可以得到合成力的大小和方向。
这对于我们研究机械结构的受力情况非常重要。
同时,力的分解也是力的平衡的一个重要环节。
在实际情况中,我们常常会遇到多个力同时作用在一个物体上的情况,此时我们需要将这些力进行分解,以便更好地进行力的平衡分析。
通过将合力分解为多个分力,我们可以得到各个分力的大小和方向,从而更好地理解和分析力的平衡情况。
二、结构的稳定结构的稳定性是机械设计中的一个重要考虑因素。
在设计机械结构时,我们必须确保结构能够经受住各种力的作用而不发生失稳,确保机械设备的安全性和可靠性。
结构的稳定性主要包括两个方面:平衡和刚度。
平衡是指结构在受到外部力作用时,能够保持平衡状态,不会发生倾覆或倒塌。
而刚度是指结构在受到外部力作用时,能够保持稳定形状,不会发生变形或破坏。
在机械设计中,我们通过力的分析和结构的刚度分析来保证结构的稳定性。
力的分析可以帮助我们确定结构所受到的力的大小和方向,从而选择合适的结构材料和尺寸,以确保结构能够承受所受力的作用。
结构的刚度分析可以帮助我们确定结构的强度、刚性和稳定性,以确保结构在工作条件下不会发生变形或破坏。
总结起来,静力学分析在机械设计基础中具有重要意义。
力的平衡和结构的稳定是机械设计中需要重点关注的两个方面。
通过力的平衡分析,我们可以更好地理解和处理力的平衡问题;通过结构的稳定分析,我们可以确保机械结构的安全性和可靠性。
在实际机械设计中,我们需要灵活运用静力学分析的方法和原理,以确保机械设备的设计合理、性能稳定。
.Word 资料机械设计基础(含工程力学)课程标准课程代码:课程性质:必修课课程类型:B类课(一)课程目标《工程力学》是机械设计与制造专业的一门重要的主干课程。
在整个教学过程中应从高职教育培养目标和学生的实际情况出发,在教学内容的深广度、教学方法上都应与培养高技能人才目标接轨。
通过本课程的学习,使学生达到以下目标:1、深刻理解力学的基本概念和基本定律,熟练掌握解决工程力学问题的定理和公式。
能将实际物体简化成准确的力学模型,应用力学基本概念和定理解决相关力学问题;2、能对静力学问题进行分析和计算,对刚体、物系进行受力分析和平衡计算;3、正确应用公式对受力不很复杂的构件进行强度、刚度和稳定性的计算;4、通过应力状态分析建立强度理论体系。
5、步掌握材料的力学性能及材料的相关力学实验。
掌握基本实验的操作及测试方法(二)课程内容与要求工程力学分为理论力学和材料力学部分。
理论力学部分以静力学为主,包括静力学基础、力系的简化、力系的平衡。
材料力学部分包括杆件的四种基本变形(轴向拉伸与压缩、剪切与挤压、扭转、弯曲)的内力、应力和变形,应力状态与强度理论,组合变形杆的强度和压杆稳定。
第一篇静力学静力学主要内容有:力的概念,约束与约束反力,受力分析和受力图;力对点的矩,力对轴的矩,力偶与力偶系的简化,力的平移,力系的简化;平衡条件与平衡方程,特殊力系的平衡,空间一般力系的平衡,物体系的平衡,平面静定桁架的内力,考虑摩擦时的平衡。
第二篇材料力学材料力学主要内容有:材料的力学性能,拉伸与压缩时的力学性能,构件的强度、刚度和稳定性,强度条件、刚度条件,应力状态分析与四种强度理论。
课程要求:熟练掌握静力学的基本概念:四个概念、六个公理及推论、一个定理。
能应用静力学的基本理论对刚体进行受力分析;明确平面任意力系的简化;熟练掌握平面力系的平衡方程及其应用;掌握材料力学的基本概念;掌握四种变形方式的内力、应力、内力图;学会四种载荷作用方式下强度、刚度、稳定性计算;理解应力状态与强度理论。
机械设计中的静力学分析一、引言机械设计是一门涉及机械结构、机械原理和机械运动的学科,它以应用力学的原理为基础,通过设计和分析机械结构以满足特定的功能要求。
其中,静力学分析是机械设计中一项重要的工作,用于研究物体在平衡状态下受力和变形的规律。
本文将重点探讨机械设计中的静力学分析方法和应用。
二、静力学基础静力学是力学的一个分支,主要研究物体在静止或匀速运动状态下受力和平衡条件的问题。
在机械设计中,静力学分析主要包括受力分析、平衡条件的建立和应力分析等内容。
1. 受力分析受力分析是机械设计的基础,通过对机械结构受力进行分析,可以确定各个部件受力的大小和方向,为后续的平衡条件建立和应力分析提供依据。
常用的受力分析方法包括自由体图和约束反力分析等。
2. 平衡条件建立平衡条件是物体在静力学分析中的基本假设,用于描述物体在平衡状态下受力和力矩之间的关系。
根据平衡条件,可以建立物体受力平衡方程和力矩平衡方程,进一步求解物体的受力和变形情况。
3. 应力分析应力分析是静力学分析的重要内容之一,它研究物体在受力作用下产生的应力状态和变形情况。
应力分析可以帮助工程师评估机械结构的安全性和稳定性,并确定材料的合理选取。
常用的应力分析方法包括材料力学方法、有限元分析等。
三、静力学分析的应用机械设计中的静力学分析可以应用于多个方面,下面将介绍其中几个典型的应用。
1. 结构强度分析静力学分析可以帮助工程师评估机械结构的强度和刚度,确定结构是否满足使用要求。
通过分析机械结构在外载荷作用下的受力情况和应力分布,可以预测结构是否会发生变形、断裂或破坏,从而指导设计中的改进和优化。
2. 零件优化设计静力学分析在机械设计中也可用于零件的优化设计。
通过合理选择材料和优化结构形式,可以减少材料使用量、降低重量和成本,并提高零件的强度和刚度。
3. 机械传动系统分析在机械设计中,静力学分析还可以应用于机械传动系统的分析。
通过研究传动系统中各个部件的受力情况和摩擦效果,可以评估传动效率、预测噪声和振动,为机械传动的设计和选型提供依据。
机械原理设计知识点总结机械原理是研究机械运动、结构和原理的一门学科,它是机械工程领域的基础,也是其他相关学科的重要组成部分。
在实际工程设计和制造中,机械原理的理论知识对于设计合理、结构稳定以及运动精确等方面都有着重要的指导作用。
以下是机械原理设计中的一些重要知识点的总结。
一、静力学1. 静力学的基本概念静力学研究静止系统的平衡条件和受力分析,是机械原理设计的基础。
它包括力的合成、力的平衡、力的分解等基本概念。
在机械设计中,静力学可用于分析机械零部件的受力情况,以保证机械结构的稳定性和安全性。
2. 杆件受力分析在机械结构设计中,杆件是最基本的构件,其受力分析是静力学中的重要内容。
根据杆件的不同受力情况,可以分析出杆件上的正应力、剪应力等,从而设计合理的杆件结构。
3. 支点反力分析在机械设计中,支点的反力是影响机械结构稳定性的重要因素。
通过静力学的支点反力分析可以确定支点的受力情况,为机械结构的合理设计提供基础数据。
二、运动学1. 运动学基本概念运动学是研究物体运动规律的学科,包括速度、加速度、位移等基本概念。
在机械原理设计中,运动学的知识点对于设计机构、传动装置等具有重要的指导作用。
2. 机构运动分析机构是由多个零部件组成的系统,其运动规律的分析是机械设计的核心内容之一。
通过运用运动学理论,可以分析和预测机构的运动规律,从而设计出稳定、精确的机械结构。
3. 传动装置设计传动装置是机械原理设计中的重要组成部分,它直接影响到机械系统的运动性能。
在传动装置设计中,需要运用运动学知识对各种传动装置进行合理选择和设计,以保证系统的准确传动和稳定运动。
三、动力学1. 动力学基本概念动力学是研究物体受力和与运动状态变化相关的学科,包括牛顿运动定律、动量定理、功和能量等基本概念。
在机械原理设计中,动力学理论可以用于分析机械结构受力情况和动态响应。
2. 动力学分析在机械设计中,动力学分析可以用于确定机械零部件受力情况、系统的运动性能等。