机械力学及机械设计第一章
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第一章绪论1-1机器的基本组成要素是什么?答:机械零件1-2什么是零件?什么是构件?什么是部件?试各举三个实例。
答:零件是组成机器的不可拆的基本单元,即制造的基本单元。
如齿轮、轴、螺钉等。
构件是组成机器的运动的单元,可以是单一整体也可以是由几个零件组成的刚性结构,这些零件之间无相对运动。
如内燃机的连杆、凸缘式联轴器、机械手的某一关节等。
部件是由一组协同工作的零件所组成的独立制造或独立装配的组合体,如减速器、离合器、联轴器。
1-3什么是通用零件?什么是专用零件?答:通用零件在各种机器中经常都能用到的零件,如:齿轮、螺钉、轴等。
在特定类型的机器中才能用到的零件,如:涡轮机的叶片、内燃机曲轴、减速器的箱体等。
1-4机械设计课程研究的内容是什么?答:机械系统设计的基础知识和一般尺寸和参数的通用零件设计方法。
第二章机械设计总论2-1答:一台完整的机器通常由原动机、执行部分和传动部分三个基本部分组成。
原动机是驱动整部机器以完成预定功能的动力源;执行部分用来完成机器的预定功能;传动部分是将原动机的运动形式、运动及动力参数转变为执行部分所需的运动形式、运动及动力参数。
2-2答:设计机器应满足使用功能要求、经济性要求、劳动保护要求、可靠性要求及其它专用要求。
设计机械零件应满足避免在预定寿命期内失效的要求、结构工艺性要求、经济性要求、质量小的要求和可靠性要求。
2-3答:机械零件常见的失效形式:整体断裂、过大的残余变形、零件的表面破坏以及破坏正常工作条件引起的失效等。
常用的计算准则主要有强度准则、刚度准则、寿命准则、振动稳定性准则和可靠性准则。
2-4答:强度要求为确保零件不发生断裂破坏或过大的塑性变形。
强度条件为[]σσ≤。
提高机械零件的强度,可以采取:a、采用强度高的材料,使零件具有足够的截面尺寸;b、合理地设计零件的截面形状,增大截面的惯性矩;c、采用热处理和化学处理方法,提高材料的力学性能;d、提高运动零件的制造精度,降低工作时的动载荷;e、合理配置零件的位置,降低作用于零件上的载荷等。
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。
机械原理及设计知识点介绍:机械原理和设计是机械工程领域中的重要组成部分,它涵盖了机械工程师必备的核心知识。
本文将介绍机械原理和设计的一些基本知识点,帮助读者了解和掌握这一领域的重要概念和技术。
第一部分:力学基础在机械原理和设计中,力学是一门基础学科。
它涉及了力的产生、传递和作用等方面的内容。
以下是一些力学基础知识点:1. 力的定义和单位:力是物体之间相互作用的结果,它的单位是牛顿(N)。
常见的力单位还包括千牛顿(kN)和兆牛顿(MN)等。
2. 力的合成和分解:当多个力同时作用在物体上时,可以通过合成力和分解力的方法来求解其合力和分力。
3. 牛顿第一定律:也称为惯性定律,指出物体在不受外力作用时将保持静止或匀速直线运动。
4. 牛顿第二定律:描述物体的加速度与作用力和物体质量的关系,力等于质量乘以加速度。
5. 牛顿第三定律:也称为作用-反作用定律,指出对于任何作用力,都存在一个与之大小相等、方向相反的反作用力。
第二部分:运动学运动学是研究物体运动的学科,它在机械原理和设计中扮演着重要角色。
以下是一些与运动学相关的知识点:1. 位移、速度和加速度:位移描述了物体在一段时间内从一个位置到另一个位置的变化,速度是位移对时间的导数,而加速度是速度对时间的导数。
2. 直线运动和曲线运动:物体可以沿直线或曲线路径移动,对于不同类型的运动,可以使用不同的数学表达式和运动方程。
3. 匀速运动和变速运动:如果物体在等时间间隔内位移相等,则称其为匀速运动;如果位移到不同时刻的位移不相等,则称其为变速运动。
4. 动能和动能定理:动能是物体由于运动而具有的能量,它等于物体质量乘以速度的平方的一半。
动能定理规定了物体的动能与其所受的净外力和位移之间的关系。
第三部分:静力学静力学是研究物体静止状态下的力学学科,它在机械设计中扮演着重要的角色。
以下是一些与静力学相关的知识点:1. 浮力和压力:浮力是液体或气体中物体受到的向上的力,与所浸泡的液体或气体的体积有关。
第一章机械设计总论思考题1-1 一部现代化的机器主要有哪几部分组成?1-2 开发一部新机器通常需要经过哪几个阶段?每个阶段的主要工作是什么?1-3 作为一个设计者应具备哪些素质?1-4 机械设计课程的性质、任务和内容是什么?1-5 机械设计课程有哪些特点?学习中应注意哪些问题?1-6 什么是失效?什么是机械零件的计算准则?常用的计算准则有哪些?1-7 什么是校核计算?什么是设计计算?1-8 什么是名义载荷?什么是计算载荷?为什么要引入载荷系数?1-9 静应力由静载荷产生,那么变应力是否一定由变载荷产生?1-10 什么是强度准则?对于零件的整体强度,分别用应力和安全系数表示的强度条件各是什么?1-11 在计算许用应力时,如何选取极限应力?1-12 什么是表面接触强度和挤压强度?这两种强度不足时,分别会发生怎样的失效?1-13 刚度准则、摩擦学准则以及振动稳定性准则应满足的条件各是什么?这些准则得不到满足时,可能的失效形式是什么?1-14 用合金钢代替碳钢可以提高零件的强度,是否也可以提高零件的刚度?1-15 什么是机械零件的“三化”?“三化”有什么实际意义?1-16 机械零件的常用材料有哪些?设计机械零件时需遵循哪些原则?第二章机械零件的疲劳强度设计思考题2-1 什么是疲劳破坏?疲劳断口有哪些特征?2-2 变应力有哪几种不同的类型?2-2 什么是疲劳极限?什么是疲劳寿命?2-4 什么是疲劳曲线?什么是极限应力图?用它们可以分别解决疲劳强度计算中的什么问题?2-5 什么是有限寿命设计?什么是无限寿命设计?如何确定两者的极限应力?2-6 塑性材料和脆性材料的σm-σa极限应力图应如何简化?2-7 影响机械零件疲劳强度的三个主要因素是什么?它们是否对应力幅和平均应力均有影响?2-8 如何根据几个特殊点绘出机械零件的σm-σa极限应力图?2-9 机械零件受恒幅循环应力时,可能的应力增长规律有哪几种?如何确定每种规律下的极限应力点?如何计算安全系数?2-10 什么是Miner 法则?用它可以解决疲劳强度计算中的什么问题?2-11 如何计算机械零件受规律性变幅循环应力时的安全系数?习 题2-1 已知:45钢的σ-1=270MPa ,寿命指数m=9,循环基数N 0=107。
《机械基础(第二版)习题册》参考答案第一章:机械基础概述1.1 机械的定义机械是一种将能量转换为力和运动的装置,用于完成各种任务。
1.2 机械基础的重要性机械基础是学习和理解机械工程的基础,它包括机械工程的基本原理和基本知识。
1.3 机械基础的组成机械基础包括力学、热学、材料力学和机械设计等多个学科领域。
第二章:力学2.1 力的定义与表示力是物体之间相互作用的结果,通常用矢量表示。
2.2 力的分类力可以分为接触力和非接触力两类,接触力包括摩擦力、张力等,非接触力包括重力、电磁力等。
2.3 力的作用效果力的作用效果包括平衡、静力学平衡和动力学平衡等。
第三章:热学3.1 温度和热量温度是物体内部分子热运动的强弱程度的度量,热量是物体间传递的能量。
3.2 热传递热传递包括导热、对流和辐射三种方式。
3.3 热力学第一定律热力学第一定律是能量守恒定律,表明能量可以从一种形式转化为另一种形式,但总能量不变。
第四章:材料力学4.1 弹性和塑性材料的力学性质包括弹性和塑性,弹性材料在受力后会恢复原状,塑性材料则会发生形变。
4.2 杨氏模量杨氏模量是衡量材料刚度的参数,它描述了单位应力引起的单位应变。
4.3 受力分析受力分析是研究力的大小和方向的方法,可以用来计算物体在各个方向上的受力情况。
第五章:机械设计5.1 机械设计的基本原则机械设计的基本原则包括安全、可靠、经济和可维护等。
5.2 机械设计的流程机械设计的流程包括需求分析、方案设计、详图设计和制造等几个阶段。
5.3 机械设计的常用工具机械设计的常用工具包括计算机辅助设计(CAD)软件和有限元分析(FEA)软件等。
以上是对《机械基础(第二版)习题册》的参考答案的简要介绍,具体内容请参考相关习题册。
希望以上内容能够帮助你更好地理解和学习机械基础知识。
机械设计基础课程设计目录一、课程目标知识目标:1. 掌握机械设计的基本原理,理解机械结构设计的基本流程;2. 学会运用力学知识进行机械零件的受力分析;3. 掌握常用机械传动装置的工作原理及其在设计中的应用;4. 了解并掌握机械设计的相关标准和规范。
技能目标:1. 能够运用CAD软件进行简单的机械零件设计和绘制;2. 能够根据实际需求,运用力学原理进行机械结构的受力分析;3. 能够运用所学知识,完成简单的机械传动装置设计;4. 能够撰写机械设计报告,并进行口头汇报。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对机械设计的兴趣,激发学生的创新意识;2. 培养学生严谨的科学态度,注重实践,提高学生的动手能力;3. 培养学生团队协作精神,提高沟通与交流能力;4. 引导学生关注机械设计在国民经济发展中的应用,提高学生的社会责任感。
分析课程性质、学生特点和教学要求,本课程目标旨在使学生在掌握机械设计基本知识的基础上,提高实际操作能力,培养创新意识和团队协作精神。
通过课程学习,使学生具备初步的机械设计能力,为后续专业课程学习打下坚实基础。
同时,注重培养学生的情感态度价值观,使其成为具有社会责任感和创新精神的高素质人才。
二、教学内容1. 机械设计基本原理:包括机械设计概述、设计要求和设计步骤,引导学生理解机械设计的基本流程和方法。
教材章节:第一章 机械设计概述2. 机械零件受力分析:介绍力学基础知识,重点讲解受力分析的方法及其在机械设计中的应用。
教材章节:第二章 机械零件受力分析3. 常用机械传动装置:讲解齿轮传动、链传动、带传动等常用机械传动装置的工作原理、性能及其在设计中的应用。
教材章节:第三章 常用机械传动装置4. 机械设计CAD软件应用:介绍CAD软件的基本操作,教授学生如何运用CAD软件进行简单机械零件设计和绘制。
教材章节:第四章 机械设计CAD软件应用5. 机械设计实例分析:分析典型机械设计实例,使学生了解实际设计过程中的要点和注意事项。
机械设计基础第六版简介《机械设计基础第六版》是一本面向机械工程专业学生和从事机械设计工作的工程师的教材。
本书通过对机械设计的基本概念和技术进行全面介绍,旨在帮助读者建立起系统的机械设计知识体系,提高机械设计的能力。
内容概述本书共分为X个章节,每个章节详细描述了机械设计的不同方面,包括基本概念、设计流程、设计工具、设计原则等内容。
下面将对每个章节的内容进行简要概述。
第一章:机械设计基础概论本章主要介绍机械设计的基本概念和目标,包括机械设计的定义、特点和重要性。
此外,还介绍了机械设计的发展历程以及现代机械设计的主要特点和挑战。
第二章:材料力学与机械零件强度计算本章主要讲解材料力学的基本原理,并介绍了强度计算的基本方法和公式。
此外,还介绍了机械零件的常见强度计算方法,并通过实例进行实际应用。
第三章:机械设计基本原理与方法本章主要介绍机械设计的基本原理和方法,包括设计目标的确定、设计思路的选择、设计参数的确定等内容。
此外,还介绍了常见的机械设计方法和分析工具,如CAD、CAE等。
第四章:机械传动设计本章主要介绍机械传动的基本知识,包括传动原理、传动类型、传动比的计算等内容。
此外,还介绍了机械传动的设计方法和注意事项,以及机械传动的故障分析和排除方法。
第五章:轴承和密封件的选择与设计本章主要介绍轴承和密封件的基本知识和设计要求。
包括轴承的类型、选择和安装方法,以及密封件的类型、材料选择和设计要点等内容。
第六章:机械零件的连接与装配本章主要介绍机械零件的连接和装配方法,包括螺纹连接、键连接、齿轮连接等常见连接方式的设计要点和计算方法。
此外,还介绍了机械零件的装配工艺和注意事项。
第七章:机械设计中的尺寸和公差本章主要介绍机械设计中的尺寸和公差要求,包括尺寸与公差的基本概念、尺寸链的设计和公差带的选择等内容。
此外,还介绍了尺寸和公差的测量和检验方法。
第八章:机械实体模型与装配设计本章主要介绍机械实体模型的建立和装配设计方法,包括实体建模、装配关系的建立和装配误差分析等内容。