高职高专 机械设计基础 -项目一答案-1
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《机械设计基础》课程标准(2019高职高专机电类专业)1.前言1.1课程性质本课程是机械类专业一门重要的专业技术基础课,也是高职高专教育课程改革后汽车机械类专业的专业综合理论课。
在内容上它涉及了理论力学、材料力学、机械原理、机械零件等课程的内容,知识面跨度大。
本课程的主要内容包括:常用机构、齿轮传动、齿轮系、带传动与链传动、联接与支承、润滑和密封及机械基础综合训练等主要知识。
这些知识按照机械设计的主线进行组合与串联,使得本课程成为了一门机械类综合课程。
通过本课程的学习,学生能对通用机械装备有一个系统的认识。
从机械零件的承载能力设计(安全性设计)学习来认识如何合理使用与维护好将来工作中遇到的各种机器设备。
从常用机构与机械传动的功能设计学习来认识通用机器的工作原理和工作特性。
从通用零部件的设计或选用方法学习来掌握应用标准、手册、图册等有关技术资料的能力。
本课程与其他课程关系表1.2设计思路本课程是以高职机械类专业的学生就业为导向,在汽车机械企业有关专家与本院专业教师共同反复研讨下,结合专业教学任务与专业工作过程特点,对汽车类专业的就业岗位进行任务与职业能力分析而制定的。
从机械零件的静力分析入手,进而分析机械零件或构件在外力作用下的变形与破坏规律;以及决定构件承载能力的强度问题问题。
在此基础上对常用机构、常用机械传动及通用零部件的工作原理、特点、应用、结构和标准等作系统介绍和分析。
并对液压系统作一最基本的了解。
要求学生掌握常用机构、常用机械传动和通用零部件的选用和基本设计方法,具备正确分析、使用和维护机械的能力,初步具有设计简单机械传动装置的能力。
在教学内容安排上还充分兼顾了让学生掌握与本课程有关的解题、运算、绘图能力和应用标准、手册、图册等有关技术资料的能力。
本课程安排在第一学期进行,共64学时,4学分。
2.课程目标2.1总体目标课程教学围绕《机电一体化专业人才培养方案》,从培养学生职业能力出发,知识由浅入深,循序渐进,进行课程整体设计。
齿轮及轴的几何精度设计学生作品所属学院:专业:机械工程及自动化小组成员:组长:授课教师:提交时间:传动轴设计准备工作——明确问题的提出及研究目的1.问题提出:零件的几何精度直接影响零件的使用性能,而零件的配合表面和非配合表面的精度要求高低各不相同;即便是配合表面,其工作性质不同,提出进度要求及公差项目也不相同,针对车床传动轴进行几何精度设计。
2.专题研究的目的:(1)理解零件几何精度对其使用性能的影响;(2)根据零件不同表面的工作性质及要求提出相应的公差要求;(3)掌握正确的零件公差标注方法;(4)掌握零件的几何精度设计方法。
车床传动轴的几何设计要求——研究内容1. 完成图1 所示传动轴零件的几何精度设计。
(1)对轴上各部分的作用进行分析研究;(2)对零件各表面主要部分的技术要求进行分析研究;(3)根据零件不同表面的工作性质及要求,提出相应的公差项目及公差值;包括传动轴的尺寸精度设计、形状精度设计、位置精度设计及表面粗糙度。
2. 把公差正确的标注在零件图上。
图1 传动轴工作安排1. 查阅资料了解传动轴各部位的作用;2. 根据相关资料及所学知识设计相应的尺寸及公差要求;3. 绘制传动轴零件图;4. 在零件图上准确地标出相应的尺寸及公差要求;5. 总结上述过程,完成研究报告。
组员分工1. 查阅资料一一2. 设计尺寸及公差要求一一3. 绘制零件图一一4. 制作报告——技术要求一、传动轴的作用:车床传动轴多用于传动,两端圆柱面与轴承配合。
轴肩的位置是为了便于轴与轴上零件的装配,键槽通过与键配合实现扭矩的传递。
由给定传动轴的零件图可知,各阶梯轴的基本尺寸均已给出,但在设计时,我们要根据轴所受的转矩来初步估算,然后再按轴上零件的配合方案和定位要求,从而逐一确定各段直径。
在此过程中,我们需注意以下几点:(1)轴上装配标准件的轴段(如图1中①、③、⑤、⑦),其直径必须符合标准件的标准直径系列值。
(2)与一般零件(如齿轮、带轮等)相配合的轴段(该轴中无此段),其直径应与相配合的零件毅孔直径相一致,井采用标准尺寸(GB2822-- 81)。
高职高专机械设计基础(二)引言:机械设计是现代工程技术领域的重要组成部分,对于高职高专的机械类专业学生来说,掌握机械设计基础知识是非常重要的。
本文将对高职高专机械设计基础课程的第二部分进行详细阐述,介绍机械设计的相关理论和方法,并探讨其在实际工程项目中的应用。
概述:高职高专机械设计基础(二)是机械类专业学生进行进一步学习和实践机械设计的重要环节。
本课程旨在进一步培养学生的机械设计能力和创新意识,提升其在工程项目中的实践能力。
本文将从五个大点出发,分别是材料力学与选择、机构设计、传动设计、机械零件的选择与设计、机械设计实践,对高职高专机械设计基础(二)的相关内容进行详细阐述。
正文内容:一、材料力学与选择1.弹性力学的基本原理2.材料的力学性质与测试方法3.材料的选择与应用4.材料的疲劳与寿命分析5.材料的断裂与失效分析二、机构设计1.机构设计的基本概念和原则2.机构设计的目标与要求3.常见机构的设计和分析4.机构的运动学分析5.机构的静力学分析三、传动设计1.传动装置的基本原理2.传动装置的分类与选择3.传动装置的齿轮设计与分析4.传动装置的带传动设计与分析5.传动装置的链传动设计与分析四、机械零件的选择与设计1.机械零件的功能和要求2.机械零件的选择原则与方法3.机械零件的设计与优化4.常见机械零件的设计案例5.机械零件的标准化与规范五、机械设计实践1.机械设计实践的基本流程2.机械设计实践的问题与解决方案3.机械设计实践的实验与测试方法4.机械设计实践的数据分析与结果验证5.机械设计实践的实际应用与案例分析总结:高职高专机械设计基础(二)涵盖了机械设计领域的关键知识点和实践技能。
通过对材料力学与选择、机构设计、传动设计、机械零件的选择与设计、机械设计实践等内容的学习和研究,学生可以获得深入的机械设计理论知识和实践技能,为将来从事工程项目提供坚实的基础。
希望本文对高职高专机械设计基础(二)的学习和实践有所帮助,并能为读者进一步掌握机械设计基础知识提供指导。
减速器拆装实训指导书一、概述减速器是由封闭在箱体内的齿轮传动或蜗杆传动所组成的独立部件,为了提高电动机的效率,原动机提供的回转速度一般比工作机械所需的转速高,因此齿轮减速器、蜗杆减速器常安装在机械的原动机与工作机之间,用以降低输入的转速并相应地增大输出的转矩,在机器设备中被广泛采用。
例如宝山钢铁公司就有10多万台减速器,在其他机器中减速器也有大量应用。
作为机电一体化专业的学生在学习了机械制图、工程力学、工程材料、互换性技术与测量、机械原理、机械设计、CAD等课程以后,为进上步培养学生独立设计的能力,还要进行为时至少1周的综合实践能力训练。
而减速器是一种普遍通用的机械设备,其结构包括了传统设计(直齿轮、斜齿轮、锥齿轮、锅杆等),支撑件设计(轴、轴承等),箱体设计及密封等。
是培养学生首次独立完成设计任务的良好参照设备。
由于学生是首次独立进行机械设计,对齿轮结构、加工过程、安装形式不熟悉;对轴的结构、加工过程、选材、热处理不熟悉;对箱体结构、铸造(焊接)过程不熟悉;对轴承型号选择、密封形式选择、联接件选择与安装没有经验。
所以让学生亲自动手进行减速器实物拆装很有必要。
通过减速器拆装实验,可以使学生对减速器各个零部件有直观认识,进上步了解和掌握各零部件的结构意义、加工工艺、安装方法。
尤其是运动与运动件之间的安装要求、运动件与固定件之间的安装要求、轴承的拆装等,通过拆装实验,都可以起到事半功倍的作用。
并且,通过对减速器的拆装、结构分析和对轴系结构测绘的过程,全面细致地观察齿轮减速器的整体结构以及零,部件的结构特点,并了解它们是如何综合考虑满足功能要求,强度刚度要求、加工工艺要求、装配调整定位要求、密封润滑要求以及经济性要求的,以达到理论联系实际,加深关于结构方面的感性认识的目的,为能设计出较为合理的减速器打下良好基础。
二、实训目的1、了解减速器的总体结构及其布置特点与用途;2、了解减速器各部件的名称、结构、安装位置及作用;3、了解拆装工具的使用以及减速器各部件拆装的顺序;4、了解典型零部件的加工工艺(主要包括箱体、轴、齿轮);5、了解减速器零部件装配时的调整方法、需润滑的零件的润滑方法;6、了解齿轮减速器装配时的密封方法;7、掌握减速器调整和维修的基本方法。
第一篇工程力学
项目一静力学
课题一构件的受力分析、画受力图
练习题
1.如图1-19所示为一悬臂吊车简图,图中A处为固定支座铰链,BC为绳索,横梁AB 的自重忽略不计,在D点起吊重量为P的货物,试对横梁AB和绳索BC进行受力分析并画出其受力图。
图1-19 悬臂吊车受力分析
答案:(1)以横梁AB为研究对象,A处为固定约束,约束反力大小及方向不能由约束本身的性质确定,需要根据被约束体的具体受力情况确定,采用互相垂直的两个约束分力失
F
A x 、F
A y
来表示;重物在D点对横梁施加铅直向下的作用力P;绳索在B点施加柔性约
束,只能是拉力,且作用在与物体的连接点上,作用线沿着绳索背离被约束物体,用T B表示,受力图如图1-1(a)所示,根据平面力系三力汇交定理,则受力图如图(b)所示。
(2)以绳索为研究对象,根据作用和反作用定律,绳索在B处受到的力T B′与绳索对横梁在B处施加的拉力T B为一对作用与反作用力,大小相等,方向相反,作用线共线;绳索为一二力体,根据二力平衡公理,墙体对绳索的约束力T C必然与在B点受到的力T B大小相等、方向相反,兵作用在同一条直线上,因此,其受力图如图1-1(b)所示。
图1-1 球体的受力图
2.如图1-20所示,一匀质杆件自身重量为G,靠在墙面上的A、B、C点,试分析其平衡状态下的受力情况,并画出其受力图。
图1-20 杆件受力分析
1.以杆件为研究对象:
(1)杆件在其重心处受到地心引力G的作用,方向铅直向下;
,(2)杆件在A点受到的约束为光滑面支撑,阻止杆件水平向左的运动趋势,支撑力为N
A 方向垂直于墙面向右;
(3)杆件在B点受到的约束为光滑面支撑,阻止杆件因地球引力铅直向下的运动趋势,支撑力为N
,方向垂直于墙面向上;
B
(4)杆件在C点受到的约束为光滑面支撑,阻止杆件因地球引力铅直向右下方的运动趋,方向垂直于墙面向上。
势,支撑力为N
C
杆件的受力图如图1-2所示。
2
图1-2
课题二平面汇交力系
练习题
1.圆柱形容器搁在两个滚子A、B上,A、B处于同一水平线,已知容器重G=30kN,半径R=500mm,滚子半径r=50mm,两滚子中心l=750mm,求滚子A、B所受的压力。
答案:圆柱形容器及滚子的受力图如图1-3(a)所示,其中N
A ′、N
B
′容器受到的支撑力,
采用解析法建立容器的静力平衡方程:
F
R x =N
A
′cosα-N
B
′cosα=0
F
R y =N
A
′sinα+N
B
′sinα−G=0
其中:cosα=
750/2
500+50
=0.682
sinα=1-cos2α=0.731解得:
N
A ′=N
B
′=20.52kN
滚子受到的压力N
A 、N
B
与容器受到的支撑力N
A
′、N
B
′为一对作用力与反作用力,因
此:N
A =N
B
=20.52kN。
3
4
图1-3
2.简易起重机如下图所示。
B、C为铰链支座。
钢丝绳的一端缠绕在卷扬机D上,另一端绕过滑轮A将重为W=20kN的重物匀速吊起。
杆件AB、AC及钢丝绳的自重不计,各处的摩擦不计。
试求杆件AB、AC所受的力。
答案:(1)杆件AB、AC均为二力件,因此,其作用线沿杆件方向,假设方向如图1-4(a)所示。
(2)重物受到绳索的拉力T D,为了使其匀速上升,则有T D=W=20kN;
(2)滑轮的受力如图1-4(b)所示,其中F Ax、F Ay为销子对滑轮的约束反力;
采用解析法建立平衡方程有:
F
R x
=F
A x
-T
D
=0
F
R y
=F
A y
-W=0
则有:F
Ax
=F
Ay
=20kN
(3)以连接AB、AC杆件和滑轮的销子为研究对象,其受力图如图(c)所示,其中T BA'=T BA,T C'=T C,F Ax'=F Ax,F Ay'=F Ay,采用解析法建立平衡方程如下:
F
R x
=T
C
sin60°-T
BA
sin30°-F
Ax
=0
F
R y
=T
C
cos60°+T
B A
sin60°-F
A y
=0
解得:T
C
=19.54kN;T BA=5.24kN,方向均与假设方向一致。
图1-4
5
课题三平面力偶系
练习题
1.分析如图1-35所示的杆件对直径为50mm的球体的压力,其中F =5kN,图中所注尺寸单位均为mm。
答案:(1)杆件为研究对象,根据合力矩定理及力矩平衡条件,M
A =M
A
(F)+M
A
(N)=0
M
A (F)=M
A
(F
x
)+M
A
(F
y
)
M
A (N)=M
A
(N
x
)+M
A
(N
y
)
M
A (F
x
)=F⋅cos60°⋅(71.97−12.79)
=5×0.5×(71.97−12.79)=150.45(kN⋅mm)
M
A (F
y
)=−F⋅sin60°⋅120
=−5×0.866×120 =−519.6(kN⋅mm)
M
A (N
x
)=N⋅sin30°⋅a
=N×0.5×(100−(50
2
)2−(
50
2
−20)2−25×sin30°)
=31.5N(kN⋅mm)
M
A (N
y
)=N⋅cos30°⋅b
=N×0.866×(25×cos30°+25)=40.4N(kN⋅mm)
M
A =M
A
(F)+M
A
(N)=M
A
(F
x
)+M
A
(F
y
)+M
A
(N
x
)+M
A
(N
y
)=150.45-519.6+31.5N+40.4N
=0
解得:N=5.1kN,作用线沿垂直于杆件方向向上。
6。