机械基础教案——拉压
《机械基础》教案
第3章杆件的基本变形
安庆市第一职教中心胡绪林
教材分析
上一章已学习杆件的静力分析，本章学习的是材料力学部分，要求学生
掌握基本变形类型，受力特点，变形特点；能求内力，并能进行强度校核。重
点是第一章节:拉伸与压缩。
学情分析
本课程的教学对象是2011级机电对口高考班，复习课，但是高一时因学时等原因，本章未学。对中职学生来说本章是难点中的难点，所以根据考纲要求，适当降低难度，很有必要。
学习目标
（一）知识目标：
1、理解杆件的基本变形类型；
2、理解内力的概念；
3、掌握内力的分析方法；
4、掌握材料受力变形特点；
5、掌握拉压时材料的力学性质；
6、掌握材料的强度条件。
（二）能力目标：
1、学会利用公式分析说明问题；
3、学会理论联系实际，在生活中寻找机械模型。
（三）情感目标：
1、通过学习，培养学生叙述表达、创新思维能力。
2、倡导学生主动参与，乐于探索，敢于质疑，培养学生观察搜集处理信息、获取新知识的能力。培养学生类比思维，理论联系实际能力
3、教师合理评价，鼓励为主，以“育人为本”。让学生体会学习的乐趣，感受成功的喜悦，激发更大的专业学习兴趣。
教学设计
§3-1 拉伸与压缩
教学重点和难点
1、求内力的方法；
2、虎克定律。
教学课时 6课时
教学方法多媒体教学引导法归纳法理论与生活中模型联系法
教学设计
(一)新课引入
回顾上章的基础内容，从理想模型刚体引出变形。
（二）请2-3个同学分析生活中，工程中变形实例，归纳出杆件的基本变形。
（二）新课讲解
在静力学部分，研究物体所受外力时，把物体当做不变形的刚体，而实际
上真正的刚体并不从在，一般物体在外力的作用下，其几何形状和尺寸均要发
生变法。
杆件基本变形有四种：
1、轴向拉压变形；
2、剪切变形；
3、扭转变形；
4、弯曲变形。
§3-1 拉伸与压缩
例：思考悬臂吊车中拉杆的受力情况及其变形特点。
一、内力与截面法 1．内力的概念
杆件在外力作用下产生变形，其内部相互间的作用力称为内力。这种内力将随外力增加而增大。当内力增大到一定限度时，杆件就会发生破坏。内力是与构件的强度密切相关的，拉压杆上的内力又称为轴力
2．截面法
将受外力作用的杆件假想地切开，用以显示内力的大小，并以平衡条件确
定其合力的方法，称为截面法。它是分析杆件内力的唯一方法。具体求法如下：
①截：在需求内力的截面处，沿该截面假想地把构件切开。 ②取：选取其中一部分为研究对象。
③代：将弃去部分对研究对象的作用，以截面上的未知内力来代替。 ④平：根据研究对象的平衡条件，建立平衡方程，以确定未知内力的大小和方向。
拉杆
G
F
F
x F ∑=
二、拉伸与压缩
1．拉压概念
受力特点：沿轴向作用一对等值、反向的拉力或压力。变形特点：杆件沿轴向伸长或缩短。
这种变形称为轴向拉伸或压缩。
注意：（1）外力的作用线必须与轴线重合。
（2）压缩指杆件未压弯的情况，不涉及稳定性问题。2．拉压时的内力——轴力
(1) 轴向拉压杆的内力：轴力的大小：（截面法确定）
外力——F 内力——F N (轴力)
①截，用假象平面在1-1处把杆截开；
②取，取左半部为研究对象，画出受力图；
③代，用内力“FN”代替右半部对研究对象的作用；
④平，因研究对象处于平衡状态，可列平衡方程：
∑F X=0, F N-F=0, F N=F。
（2）轴力的符号规定：0
N P -= N P
=
拉伸—-拉力，其轴力为正值。方向背离所在截面。 压缩—-压力，其轴力为负值。方向指向所在截面
(4)注意的问题
A 、在截开面上设正的内力方向。
B 、采用截面法之前，不能将外力简化、平移。 3．轴向拉压时的变形
绝对变形为：
纵向线应变：
式中 E---材料的弹性模量，。 这两个关系式称为虎克定律。 4．拉伸（压缩）时材料的力学性质 材料在外力作用下表现出的变形、破坏等 方面的特性称材料的力学性能。 （1）低碳钢拉伸时的力学性能 ①弹性阶段：比例极限
弹性极限、
NL l EA
?=
E σε
=
弹性模量
②屈服阶段：屈服极限
③强化阶段；
④局部变形阶段：强度极限
（2）铸铁的拉伸性能
特点：
无屈服过程
无塑性变形
无塑性指标
分类：
塑性材料
脆性材料
（3）材料在压缩时的力学性能
塑性材料的压缩强度与拉伸强度相当
脆性材料的压缩强度远大于拉伸强度
5．拉伸与压缩时的强度校核
（1）许用应力
塑性材料
脆性材料
式中n —安全系数。 （2）强度条件：
校核强度：
设计截面：
确定许可载荷： 三、应力
1、杆件受力的强弱程度，不仅与内力大小有关，还与杆件的截面积大小有关，因此工程上常用单位面积上内力的大小来衡量构件受力的强弱程度 . （1）应力概念：单位截面面积上的内力称为应力。拉压杆横截面任一点均产生正应力。
（2）应力计算：拉压杆横截面上正应力是均匀分布的。
规定：拉应力为正；压应力为负。 单位：帕（Pa ）或兆帕（MPa ）
2、许用应力:为了保证拉（压）构件使用安全，必须使其最大应力不超过材料在拉伸（压缩）时的许用应力，即 例:有一根钢丝绳，其横截面面积为0.725cm2，受到3000N 的拉力，其钢丝绳的许用应力为50MPa ，试求钢丝绳的应力是多少，钢丝绳会不会拉断？
解:N=3000N
A=0.725cm2=0.725×10-4m2
[]N
A
σ
σ=
≤[]max
max N A
σσ=
≤[]
max
N A σ≥
[]max max
N
A
σσ=≤N A
σ=
结论:钢丝绳不会拉断. 教学反思
1、截面法求内力先必须去约束，求出外力；
2、虎克定律应用时必须统一单位；
3、内力与应力之间的关系，易引起混淆。
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4
3000
41.38MPa<[]=50MPa 0.72510N A σσ-=
==?则
机械工程控制基础(第六版)公式
机械工程控制基础（第六版）公式 1.典型时间函数的拉氏变换以及拉氏变换的性质 22222 1 111[1];[()]1;[];[]![sin ];[cos ];[]at n n L L t L t L e S S S a w S n L wt L wt L t S w S W S δ+= ===-===++ ①延迟性质：[()].()as L f t a e F S --= ②复数域的位移性质：[()]()at L e f t F S a -=+ ③相似定理：1[()]()S L f at F a a = ④微分性质：()12'(1)[()][](0)(0)(0)n n n n n L f t S F S S f S f f -+-+-+=---- 当初始条件为零时：()[()][]n n L f t S F S = ⑤积分性质：(1)()1[()](0)F S L f t dt f S S -+= +? 初始条件为零时：() [()]F S L f t dt S =? ⑥初值定理：0 (0)lim ()lim ()s t f f t SF S + + →+∞ →==;⑦终值定理：0 lim ()lim ()t s f t SF S →+∞ →= 2.传递函数的典型环节及公式 ①比例环节K ；②积分环节 1S ；③微分环节S ；④惯性环节11TS +；⑤一阶微分环节1TS + ⑥振荡环节 22 121 T S TS ζ++；⑦二阶微分环节2221T S TS ζ++；⑧延时环节S e τ- ⑨开环传递函数()()H S G S ； 其中G(S)为向前通道传递函数，()H S 为反馈传递函数 闭环传递函数() ()1()() G S G S H S G S = +闭 ⑩梅逊公式n n n t T ∑?= ? ； 1231i j k i j k L L L ?=-∑+∑-∑+ 其中：T ——总传递函数 n t ——第n 条前向通路得传递函数； ?——信号流图的特征式 3.系统的瞬态响应及误差分析 ①一阶系统传递函数的标准式()1 K G S TS = +， K 一般取1 ②二阶系统传递函数的标准式222 1 ().2n n n w G S k S w S w ζ=++; K 一般取1 ③2 1d n w w ζ=-；其中ζ为阻尼比，n w 为无阻尼自然频率，d w 为阻尼自然频率
《机械基础》课程标准
《机械基础》课程标准 一、课程性质和任务 （一）课程性质：《机械基础》课程是一门培养学生具有一定机械能力的专业基础课。 本课程作为机械的基础，主要研究机械中常用机构和通用零件的工作原理，运动特性，结构特点，材料选择，设计计算的基本理论和方法，以及使用和维护，标准和规范，从而为研究开发机器打下基础。随着科学技术的进步和生产的发展，市场竞争日益激烈，机电技术与其他技术在产品中的结合日臻完美，机电产品更新换代的周期日趋缩短，企业为了生存和发展，就必须不断的提高生产率，开发具有市场竞争力的新产品，这样就对从事机电工程的技术人员提出了更高的要求。 《机械基础》是为机械类及近机类专业的培养目标服务的。机械类及近机类专业要求毕业生有机电数控产品设计与开发及机电数控设备技术改造的能力，同时又因为在现代化生产中，几乎没有一个领域不使用机械。 （二）课程任务： （1）掌握常用机构的结构、运动特性和机械动力学的基础知识，为学生将来从事机械产品的设计、开发提供必要的理论基础。 （2）掌握通用零件的工作原理、特点、维护和设计计算的基本知识，初步具有从事简单机械装置设计以及设备使用、维护管理和故障分析的能力。
（3）具有运用标准、规范、手册、图册等有关技术资料及编写设计说明书的能力。 二、课程教学目标： 通过本课程的学习，使学生获得正确分析、使用和维护机械的基本知识、基本理论及基本技能，初步具备运用手册设计简单机械的能力，为学习有关专业机械设备课程以及参与技术改造奠定必要的基础。 （一）知识目标 1．掌握一般机械中常用机构和通用零件的工作原理、组成、性能特点，初步掌握选用和设计方法。 2．具有对机构和零件进行分析计算的能力、一定的制图能力和使用技术资料的能力。 3．能综合运用所学知识和实践技能，具有设计简单机械和简单传动装置及分析、解决一般工程问题的初步能力。 （二）能力目标 1．认识《机械设计基础》课程学习的一般过程，注重激发学生的学习动机，通过理论教学、实验课程、课程设计、课外综合实践等多种形式的教学活动培养学生的机械设计能力。 2．认识《机械设计基础》课程学习的基本方法，注重理论联系实际，善于观察问题、发现问题、并能运用所学知识解决有关工程实际问题。
第一章绪论_机械工程控制基础教案
Chp.1 绪论 基本要求 （1）了解机械工程控制论的基本含义和研究对象,学习本课程的目的和任务；掌握广义 系统动力学方程的含义。 （2）了解系统、广义系统的概念，了解系统的基本特性；了解系统动态模型和静态模 型之间的关系。 （3）掌握反馈的含义，学会分析动态系统内信息流动的过程，掌握系统或过程中存在的反馈。 （4）了解广义系统的几种分类方法；掌握闭环控制系统的工作原理、组成；学会绘制 控制系统的方框图。 （5）了解控制系统中基本名词和基本变量。 （6）了解正反馈、负反馈、内反馈、外反馈的概念。 （7）了解对控制系统的基本要求。 重点与难点 本章重点 （1）学会用系统论、信息论的观点分析广义系统的动态特性、信息流，理解信息反馈的含义及其作用。 （2）掌握控制系统的基本概念、基本变量、基本组成和工作原理；绘制控制系统方框 图。 本章难点 广义系统的信息反馈及控制系统方框图的绘制。 一、课程简介 性质：机械设计制造及其自动化专业的一门技术基础课。 学时：32h 先修课程：复变函数、机械动力学、交流电路理论 后续课程：为专业基础和专业课打下一定基础。如：机械工程测试技术、机电传动控制、数控机床等。 主要内容：本课程是数理基础课与专业课程之间的桥梁。主要内容包括：控制理论的研究对象与任务、物理系统数学模型建立、时间响应分析、频率特性分析、系统的稳定性、系统的性能分析与校正、系统辩识、控制系统的计算机辅助分析. 教材：杨叔子主编，《机械工程控制基础》，华中科技大学出版社，2004 参考书目： （1）Katsuhiko Ogata. 卢伯英等译，现代控制工程（第四版）.北京：电子工业出版社， 2003 （2）李友善主编：《自动控制原理》，国防工业出版社，2003 教材结构：1）对研究对象（机械工程）问题建立数学模型chp.2 2）在一定输入下分析系统的输出： 时间响应（时域分析）chp.3 频率响应(频率分析) chp.4 3) 系统性能分析：稳定性判据chp.5 4) 系统校正：使系统全面满足性能指标要求 chp.6
机械制造技术基础作业集A
机械制造技术基础 作业集A（1、3、5章） 姓名： ____________________ 班级： ____________________ 任课教师：______________ 新疆大学机械工程学院机械自动化教研室 早热木·依玛尔 年月日 目录 第一章机械加工方 法 ....................................................... ........................................ 一、填空题............................................................................................................................... 二.简答题.................................................................................................................................. 第三章金属切削机 床 ....................................................... .................................... 一、单项选择题....................................................................................................................... 二、填空题............................................................................................................................... 三、综合题............................................................................................................................... 第五章机械制造质量分析与控制练习 题 ....................................................... ..... 一、单项选择......................................................................................................................... 二、多项选择.........................................................................................................................
《机械工程控制基础》教学大纲
机械工程控制基础课程教学大纲 一、课程名称 机械工程控制基础Cybernetics Foundation for Mechanical Engineering 学时：40 二、授课对象 机械类各专业 三、先修课程 复变函数、积分变换 四、课程的性质、目标与任务 本课程侧重原理，其内容密切结合工程实际，是一门专业基础课。它是控制论为理论基础，以机械工程系统为研究对象的广义系统动力学；同时，它又是一种方法论。学习本课程的目的在于使学生能以动力学的观点而不是静态观点去看待一个机械工程系统；从整体的而不是分离的角度，从整个系统中的信息之传递、转换和反馈等角度来分析系统的动态行为；能结合工程实际，应用经典控制论中的基本概念和基本方法来分析、研究和解决其中的问题。这包括两个方面：①对机电系统中存在的问题能够以控制论的观点和思维方法进行科学分析，以找出问题的本质和有效的解决方法；②如何控制一个机电系统，使之按预定的规律运动，以达到预定的技术经济指标，为实现最佳控制打下基础。 五、课程的基本要求 1．对于建立机电系统的数学模型，有关数学工具（如Laplace变换等）的应用，传递函数与方框图的求取、简化与演算等，应有清楚的基本概念并能熟练掌握。 2．对于典型系统的时域和频域特性，应有清楚的基本概念并能熟练掌握。 3．掌握判别线性系统稳定性的基本概念和常用判据。 4．对于线性系统的性能指标有较全面的认识，了解并掌握系统的综合与校正的常用方法。 5．了解线性离散系统和非线性系统的基本概念和基本的分析方法。 6．对系统辩识问题应建立基本概念。 六、教学内容与学时分配 授课学时为40学时，实验8学时；复习、做习题、写实验报告等课外学时为50学时以上。
机械制造技术基础作业答案
机电081原创！！！ 注：本答案版本由杨林编写，由老庄制作。如有雷同，纯属抄袭！！！ 2－34 分析题图2-5所列定位方案：①指出各定位元件所限制的自由度；②判断有无欠定位或过定位；③对不合理的定位方案提出改进意见。 a)过三通管中心打一孔，使孔轴线与管轴线ox、oz垂直相交； X方向一短V形块：Z 移动自由度和Z转动自由度 Z方向两块短V形块组合：X，Y移动自由度和X，Y转动自由度 无过定位和欠定位
b)车外圆，保证外圆与内孔同轴 长销小平面，限制X、Y、Z移动和X、Y转动 无过定位或欠定位 c)车阶梯轴外圆 卡盘限制、、、4个自由度，左顶尖限制、、、、 5个自由度，右固定 顶尖与左顶尖组合限制、、、、。、、、4个自由度被重复限制，属过定位 去掉左顶尖或去掉卡盘并改右顶尖为浮动顶尖。 d)在圆盘零件上钻孔，保证孔与外国同轴
低面限制X、Y移动、Z转动。 左V形块限制X、Y移动 右V形块限制Y移动 过定位Y移动，在左V形块y向做导向槽 e)钻铰连杆零件小头孔，保证小头孔与大头孔之间的距离及两孔的平行度。 左销钉限制X、Y移动 低面限制X、Y移动、Z转动。 右V形块限制X移动、Z转动 过定位X移动，改进：去掉V形块上的销，在x方向用导向槽 2-38 如图所示工件以外圆柱面在V型块上定位，进行插键槽工序， 已知：外径d为 mm 500 03 .0 - φ ；内径D为 mm 3005.0 + φ ，计算影响工序尺寸H的定 位误差。 解：定位误差： △dw=0.7*Td+0.5*TD=0.7*0.03+0.5*0.05=0.046 提示：工序基准为孔D下母线A，求A点在尺寸H方向上的最大变动量，即为定位误差。
机械工程控制基础知识点汇总
机械工程控制基础知识点 ●控制论的中心思想：它抓住一切通讯和控制系统所共有的特点，站在一个更概括的理论高度揭示了它们的共同本质，即通过信息的传递、加工处理和反馈来进行控制。 机械工程控制论：是研究机械工程技术为对象的控制论问题。（研究系统及其输入输出三者的动态关系）。 机械控制工程主要研究并解决的问题：（1）当系统已定，并且输入知道时，求出系统的输出(响应)，并通过输出来研究系统本身的有关问题，即系统分析。（2）当系统已定，且系统的输出也已给定，要确定系统的输入应使输出尽可能符合给定的最佳要求，即系统的最佳控制。（3）当输入已知，且输出也是给定时，确定系统应使得输出金肯符合给定的最佳要求，此即●最优设计。（4）当系统的输入与输出均已知时，求出系统的结构与参数，即建立系统的数学模型，此即系统识别或系统辨识。（5）当系统已定，输出已知时，以识别输入或输入中得有关信息，此即滤液与预测。 ●信息：一切能表达一定含义的信号、密码、情报和消息。 信息传递/转换：是指信息在系统及过程中以某种关系动态地传递。 信息的反馈：是把一个系统的输出信号不断直接地或经过中间变换后全部或部分地返回，再输入到系统中去。如果反馈回去的讯号（或作用）与原系统的输入讯号（或作用）的方向相反（或相位相差180度）则称之为“负反馈”；如果方向或相位相同，则称之为“正反馈”。 ●系统：是指完成一定任务的一些部件的组合。 控制系统：是指系统的输出，能按照要求的参考输入或控制输入进行调节的。 开环系统：系统的输出量对系统无控制作用，或者说系统中无反馈回路的。闭环系统：系统的输出量对系统有控制作用，或者说，系统中存在反馈的回路。
《机械基础》课程标准
《机械基础》课程标准 一、基本信息 课程名称：机械基础 总学时：95 适用对象: _____机械加工专业中专二年级学生 __ 开课学期：第三学期至第四学期 二、编写说明 （一）课程的性质 本课程是机械加工专业的专业必修课，让学生联系实践进行理论学习，让学生掌握机械基础知识，同时培养学生的机械分析能力，为这些专业的学生学习后续专业课程提供一个专业基础知识平台。 （二）课程教学目标和基本要求 知识目标： 通过该课程的教学，使学生熟悉机械传动原理、特点；掌握通用机械零件的工作原理、特点、结构及标准；掌握常用机构的工作原理、运动特性；初步具有分析一般机械功能和运动的能力；初步具有使用和维护一般机械的能力；简单了解机械传动及液压传动等内容。 能力目标： （1）通过学习，学生能基本达到在无老师指导的情况下，能独立分析机械的组成、使用维护、简单机械零件的设计； （2）具有分析常用机构运动特性的能力； （3）初步具有简单设计机械及传动装置的能力； （4）具有应用标准、手册、图册等有关技术资料的能力 （5）初步具有把理论计算与结构设计、结构工艺等结合起来解决设计问题的能力 具有机械设计实验技能 （6）具有对常用机构及通用机构零部件进行维护的能力 综合素质： （1）加强学生创新设计能力的培养 （2）培养学生自我学习能力 （3）培养学生使用工具能力 （4）培养学生与人协助的能力 （三）课程的重点和难点
3. 理解V带及带轮、普通V带传动的应用特点、V带传动的安装维 护及张紧装置 二、教学内容 第一节带传动的组成、原理和类型 要点： 1. 带传动的组成与原理 2. 机构传动比i 第二节V带传动 要点： 1. 普通V带结构 2. 普通V带传动的主要参数 3. 普通V带传动的安装维护及张紧装置 4. 普通V带传动的应用特点 5. 普通V带的标记 第三节同步带传动 要点： 1. 同步带传动的特点 第二章螺旋传动 一、教学基本要求 1．掌握螺纹的代号标注、螺旋传动的应用形式 2. 了解螺纹的种类和应用 3. 理解普通螺纹的主要参数 二、教学内容 第一节螺纹的种类和应用 要点： 1. 螺纹的分类和应用 第二节普通螺纹的主要参数 要点： 1. 普通螺纹的主要参数 第三节螺纹的代号标注 要点： 1.普通螺纹的代号标注 2.梯形螺纹的代号标注 3.管螺纹的代号标注 第四节螺旋传动的应用形式 要点： 1.普通螺旋传动 2.差动螺旋传动
《机械工程控制基础》课程教学大纲-版(可编辑修改word版)
《机械工程控制基础》课程教学大纲 课程名称：机械工程控制基础 英文名称：Control Fundamental of Mechanical Engineering 课程编码：51510502 学时/学分：36/2 课程性质：必修课 适用专业：机械类各专业 先修课程：高等数学，理论力学，电工与电子技术，复变函数与积分变换（可选） 一、课程的目的与任务 《机械工程控制基础》是机械设计制造及其自动化专业的机械电子工程及相近专业方向的一门技术基础课。 本课程是在高等数学和工程数学（复变函数与积分变换）的知识基础上，结合力学、电学等相关知识，介绍机械工程类专业的重要理论基础之一——工程控制论。这门学科既是一门广义的系统动力学，又是一种合乎唯物辩证法的思想论和方法论，对启迪与发展人们的思维与智力有很大的作用。 本课程的基本任务是将自动控制理论应用于机械工程实际，基本要求是在阐明机械工程控制论的基本概念、基本知识与基本方法的基础上，使学生学会建立和变换系统的数学模型，掌握控制系统的时间响应分析和频率特性分析方法，并在此基础上具备讨论控制系统的稳定性，以及系统分析和校正、系统辨识等问题的能力。使学生以辩证方法冲破形而上学的思想方法，推动这一领域的生产与学科向前发展。 在学习本课程之前，学生应当从先修课程中获得动力学分析、电路分析的能力，了解微分方程求解知识和复变函数的概念，初步掌握积分变换及其逆变换的基本方法。 学习本课程之后，学生还应当注意结合其它机械工程学的知识，将控制理论应用到工程实践中去。 二、教学内容及基本要求 第一章绪论 教学目的和要求：本章首先阐述了机械工程控制基础这门课程的重要意义，然后介绍控制工程的基本思想、基本概念、控制系统的分类和基本要求，使学生了解机械工程控制论的研究对象与任务和系统、模型等知识，深刻理解反馈和反馈控制，接下来对控制理论的发展进行简单介绍。
10《机械制造基础》教学大纲
《机械制造基础》课程教学大纲 课程代码：010331008 课程英文名称：Fundamentals of Mechanical Manufacturing Technology 课程总学时：40 讲课：36 实验：4 上机：0 适用专业：机械设计制造及其自动化 大纲编写（修订）时间：2010.7 一、大纲使用说明 （一）课程的地位及教学目标 本课程以机械制造工程基础为主线，力图达到强化工程基础原理、扩大专业讲授知识面、反映专业新技术和发展趋势、加强学生专业基础能力和专业适应能力的培养和提高。通过学习，使学生掌握金属切削过程的一般现象和基本规律，掌握机械加工工艺规程制订的基本技能，学会分析工程中出现的加工质量问题的原因和解决的方法。能根据具体条件，合理选择各种刀具及其切削用量。使学生在实际工作中能够寻找出改善加工表面质量，提高切削加工生产率和降低成本的基本途径。并能运用所学的知识分析和解决生产实践中出现的一些有关问题。 （二）知识、能力及技能方面的基本要求 1．使学生掌握金属切削加工的基本理论，能按加工条件选择合理的刀具材料、几何参数、切削用量。了解常用刀具的类型、结构特点、使用范围并能正确地选择使用。 2．通过学习掌握设计机械零件加工工艺规程的基础知识，掌握加工方法的选择、切削用量的确定、了解专用机床夹具的设计方法。 3．掌握影响机械加工精度的因素和提高加工精度的工艺理论和方法。 （三）实施说明 1．要求课堂讲解内容简练、清晰，概念正确，突出重点、难点，取舍得当，举例合适。 2．严格遵守教学大纲要求组织教学内容。 3．作业是检验学生学习情况的重要教学环节，为了帮助学生掌握课程的基本内容，适当安排一定数量的分析讨论案例。 4．实验是教学的一个主要环节，用于基本实验的时间为6学时，每次实验每小组4人，使每个学生均有亲自操作的机会。 5．开展实际工程案例教学，充分利用多媒体等现代化教学手段 （四）对先修课的要求 本课程的教学必须在完成先修课程之后进行。本课程主要的先修课程先修课程为：工程力学、金属材料及热处理、工程制图、互换性及技术测量、机械设计、机械原理。 （五）对习题课、实践环节的要求 1．工艺规程设计综合练习举例讲解工艺规程设计设计过程使学生掌握工艺规程设计设计基本能力 2．实验: 实验内容学时分配 一、车刀几何角度的测量 2 目的：弄清车刀各几何角度的定义及其在图纸上的标注方法：掌握测量车刀几何 角度的方法 二、误差统计和分析实验 目的：作X-R控制图了解工序质量管理的意义；学会判断工艺过程的稳定性； 2 初步掌握分析零件加工精度的影响因素
机械工程控制基础第四章教案
Chp.4 频率特性分析
基本要求
1．掌握频率特性的定义和代数表示法以及与传递函数、单位脉冲响应函数和微分方程 之间的相互关系；掌握频率特性和频率响应的求法； 掌握动刚度与动柔度的概念。
2．掌握频率特性的 Nyquist 图和 Bode 图的组成原理，熟悉典型环节的 Nyquist 图和 Bode 图的特点及其绘制， 掌握一般系统的 Nyquist 图和 Bode 图的特点和绘制。
3．了解闭环频率特性与开环频率特性之间的关系。 4．掌握频域中性能指标的定义和求法； 了解频域性能指标与系统性能的关系。 5． 解最小相位系统和非最小相位系统的概念。
重点与难点 本章重点
1．频率特性基本概念、代数表示法及其特点。 2．频率特性的图示法的原理、典型环节的图示法及其特点和一般系统频率特性的两种 图形的绘制。 3． 频域中的性能指标。
本章难点
1．一般系统频率特性图的画法以及对图形的分析。 2．频域性能指标和时域性能指标之间的基本关系。
§1 概述
一、频域法的特点： 系统分析法：时域法、频域法 ① 仅数学语言表达不同：将 t 转换为ω，不影响对系统本身物理过程的分析； ② 时域法侧重于计算分析，频域法侧重于作图分析； 工程上更喜欢频域法 ③ 优点：a)系统无法用计算分析法建立传递函数时，可用频域法求出频率特性，进而 导出其传递函数； b)验证原传递函数的正确性： 计算法建立的传递函数，通过实验求出频率特性以验证； c)物理意义较直观。 ④ 缺点：仅适用于线性定常系统 工程上大量使用频域法。
二、基本概念： 1、频率响应： 定义：系统对正弦（或余弦）信号的稳态响应。 输入：xi(t)=Xisinωt 输出：包括两部分： ① 瞬态响应：非正弦函数，且 t→∞时，瞬态响应为零。 ② 稳态响应：与输入信号同频率的波形，仍为正弦波，但振幅和相位发生 变化。
机械制造技术基础作业
2014-2015学年第二学期机械制造技术基础作业 1、何谓切削用量三要素怎样定义?如何计算? 答：切削用量三要素：切削速度Vc、进给量f、背吃刀量ap； 切削速度Vc：主运动的速度，大多数切削加工的主运动采用回转运动。回旋体（刀具或工件）上 外圆或内孔某一点的切削速度计算公式如下： m/s或m/min式中 d——工件或刀具上某一点的回转直径（mm）; n——工件或刀具的转速（r/s或r/min）。 进给量f：进给速度Vf是单位时间的进给量，单位是mm/s (mm/min)。 进给量是工件或刀具每回转一周时两者沿进给运动方向的相对位移，单位是mm/r。 对于刨削、插削等主运动为往复直线运动的加工，虽然可以不规定进给速度却需要规定间歇进给量，其单位为mm/d.st（毫米/双行程）。 对于铣刀、铰刀、拉刀、齿轮滚刀等多刃切削工具，在它们进行工作时，还应规定每一个刀齿的进给量fz，季后一个刀齿相对于前一个刀齿的进给量，单位是mm/z(毫米/齿)。 Vf = f .n = fz . Z . n mm/s或mm/min 背吃刀量ap:对于车削和刨削加工来说，背吃刀量ap为工件上已加工表面和待加工表面的垂直距离，单位 mm。 外圆柱表面车削的切削深度可用下式计算： mm 对于钻孔工作 ap = mm 上两式中——为已加工表面直径mm；——为待加工表面直径mm。 2、刀具标注角度参考系有哪几种?它们是由哪些参考平面构成?试给这些参考平面下定义? 答：刀具标注角度的参考系主要有三种：即正交平面参考系、法平面参考系和假定工作平面参考系。 构成：⑴即正交平面参考系：由基面Pr、切削平面Ps和正平面Po构成的空间三面投影体系称为正交平面参考系。由于该参考系中三个投影面均相互垂直，符合空间三维平面直角坐标系的条件，所以，该参考系是刀具标注角度最常用的参考系。
最新 机械基础实训大纲教案
《机械基础》实训大纲教案 课程名称：机械基础 课程编码：适用专业： 数控技术应用专业、机械自动化专业、模具专业等的中职学生 一、实习时间 第3学期，共14课时，每个实习课题2课时。课题时间一般安排随该科的教学 进度一致。 二、实习地点 学院实训大楼机械基础实验室 三、实习的目的 机械基础实训课程是一门专业基础课程，该课程实训主要为学生传授基本的机 械工作原理，了解机械工程材料性能，准确表达机械技术要求，正确操作和维护机械设备，通过实践操作加强学生对专业课程理论的理解，增强对所学专业课的感性认识，提高实践操作能力，培养学生的动手技能和分析问题的能力，使学生掌握必备的机械基本知识和基本技能，懂得分析问题和解决问题的能力 四、实习教学内容及要求 本课程实习内容分为7个实验项目，具体目的、内容和教学时数安排如下： （一）实验一：机构运动简图测绘 实验目的和要求：牢记各种运动副、构件及机构的代表符号；掌握依照现有机 械模型绘制机构运动简图的技能；最后结合理论知识计算并验证这些模型的自由度。 实验内容： 1.观察机构的运动，弄清楚构件数目和运动副的类型、运动副的数目； 2.合理选择机构运动简图的投影面； 3.画出机构运动简图的草图； 4.计算机构的自由度； 5.确定比例尺，作正式的机构运动简图，注明构件的运动学尺寸。 （二）实验二：机械原理演示实验 实验目的和要求：了解诸如铰链四杆机构，凸轮机构，齿轮机构，周转轮系， 间歇和停歇运动机构，组合机构，空间机构等部分的运动规律及工作原理，提高学生学习机械基础这门课程的兴趣。 实验内容 1、介绍家用缝纫机等典型机器及各种运动副； 2、平面连杆机构； 3、机构运动简图及平面连杆机构的应用； 4、凸轮机构。包括盘形凸轮、移动凸轮及空间凸轮； 5、齿轮机构。平行轴齿轮传动、相交轴齿轮传动及相错轴齿轮传动； 6、渐开线齿轮的基本参数及渐开线、摆线的形成；
机械制造技术基础作业
练习一1、名词解释 工序 机械加工工艺规程 工位 机械加工工艺过程 安装 工步 工作行程 生产纲领
2、何谓机械加工工艺规程工艺规程在生产中起什么作用 3、试述图4-68（p212）所示零件有哪些结构工艺性问题并提出改进意见。 4、试选择图4-70（p213）中各零件的粗、精基准。（图a为齿轮零件，毛坯为模锻件；图b为液压缸体零件简图，毛坯为铸件；图c为飞轮简图，毛坯为铸件。）
5、何谓加工经济精度选择加工方法时应考虑的主要问题有哪些 6、大批大量生产条件下，加工一批直径为0008.0-20 mm ，长度为58mm 的光轴，其表面粗糙度为R a ﹤，材料为45钢，试安排其工艺路线。 C ） B ）
7、图4-72所示的小轴系大批生产，毛坯为热轧棒料，经过粗车、精车、淬火、粗磨、精磨后达到图样要求。现给出各工序的加工余量及工序尺寸公差如表4-23.毛坯尺寸公差为 1.5 mm。试计算工序尺寸，标注工序尺寸公差，计算精磨工序的最大余量和最小余量。 表4-23 加工余量及工序尺寸公差
8、欲在某工件上加工03 .005.72+φmm 孔，其材料为45钢，加工工序为： 扩孔、粗镗孔、半精镗、精镗孔、精磨孔。已知各工序尺寸及公差如下： 粗磨：03.005.72+φmm ； 粗镗：3.0068+φmm ； 精镗：046.008.71+φmm ； 扩孔：46.0064+φmm ； 半精镗：19.005.70+φmm ； 模锻孔：12-59+φmm 。 试计算各工序加工余量及余量公差。 9、名词解释
尺寸链 基准 定位 工序基准 定位基准 装配基准 封闭环 增环 10、在图4-73所示工件中，mm 20L mm 60L mm 70L 15 .00 30025.0-2025.0-050.0-1+===，，，L 3不便直接测量，试重新给出测量尺寸，并标注该测量尺寸的公差。
机械工程控制基础知识点整合
第一章绪论 1、控制论的中心思想、三要素和研究对象。 中心思想：通过信息的传递、加工处理和反馈来进行控制。 三要素：信息、反馈与控制。 研究对象：研究控制系统及其输入、输出三者之间的动态关系。 2、反馈、偏差及反馈控制原理。 反馈：系统的输出信号部分或全部地返回到输入端并共同作用于系统的过程称为反馈。 偏差：输出信号与反馈信号之差。 反馈控制原理：检测偏差，并纠正偏差的原理。 3、反馈控制系统的基本组成。 控制部分：给定环节、比较环节、放大运算环节、执行环节、反馈（测量）环节 被控对象 基本变量：被控制量、给定量（希望值）、控制量、扰动量（干扰） 4、控制系统的分类 1）按反馈的情况分类 a、开环控制系统：当系统的输出量对系统没有控制作用，即系统没有反馈回路时，该系 统称开环控制系统。 特点：结构简单，不存在稳定性问题，抗干扰性能差，控制精度低。 b、闭环控制系统：当系统的输出量对系统有控制作用时，即系统存在反馈回路时，该系 统称闭环控制系统。 特点：抗干扰性能强，控制精度高，存在稳定性问题，设计和构建较困难，成本高。 2）按输出的变化规律分类 自动调节系统 随动系统 程序控制系统 3）其他分类 线性控制系统连续控制系统 非线性控制系统离散控制系统 5、对控制系统的基本要求 1）系统的稳定性：首要条件 是指动态过程的振荡倾向和系统能够恢复平衡状态的能力。 2）系统响应的快速性 是指当系统输出量与给定的输出量之间产生偏差时，消除这种偏差的能力。 3）系统响应的准确性（静态精度） 是指在调整过程结束后输出量与给定的输入量之间的偏差大小。
第二章系统的数学模型 1、系统的数学模型：描述系统、输入、输出三者之间动态关系的数学表达式。 时域的数学模型：微分方程；时域描述输入、输出之间的关系。→单位脉冲响应函数复数域的数学模型：传递函数；复数域描述输入、输出之间的关系。 频域的数学模型：频率特性；频域描述输入、输出之间的关系。 2、线性系统与非线性系统 线性系统：可以用线性方程描述的系统。 重要特性是具有叠加原理。 3、系统微分方程的列写 4、非线性系统的线性化 5、传递函数的概念： 1）定义：初始状态为零时，输出的拉式变换与输入的拉氏变换之比。即 G(s) =Y(s)/X(s) 2）特点： （a）传递函数反映系统固有特性，与外界无关。 （b）传递函数的量纲取决于输入输出的性质，同性质的物理量无量纲；不同性质的物理量有量纲，为两者的比值。 （c）不同的物理系统可以有相似的传递函数，传递函数不反映系统的真实的物理结构。（d）传递函数的分母为系统的特征多项式，令分母等于零为系统的特征方程，其解为特征根。 （e）传递函数与单位脉冲响应函数互为拉氏变换与拉氏反变换的关系。
机械基础绪论教案课程
JIANGSU TEACHERS UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 机械基础绪论教案 学院名称：机械工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 班级： 09机制3Z 姓名：缪润亭 学号： 09321323 关于蒸汽机的故事：1688年，法国物理学家德尼斯·帕潘，曾用一个圆筒和活塞制造出第一台简单的蒸汽机。但是，帕潘的发明没有实际运用到工业生产上。十年后，英国人托易斯·塞维利发明了蒸汽抽水机，主要用于矿井抽水。1705年，纽克曼经过长期研究，综合帕潘和塞维利发明的优点，创造了空气蒸汽机。 教学目的与要求： 1.了解机械的组成及机器、机构、构件和零件； 2.了解机械分析的一般程序和基本方法； 3.了解本课程的性质、任务、内容和学习方法。 教学重点与难点： 重点：1．掌握机械的基本组成； 2．掌握机器、机械、机构、零件等概念。 难点：机器与机构的区别。 教学手段与方式： 课堂讲授 教学内容： 绪论 第一节机械的组成 第二节机械分析的一般程序和基本方法 第三节本课程的性质、任务、内容和学习方法 绪论 第一节机械的组成 本课程研究的对象是机械。它是机器与机构的总称。 一、机器与机构 在现代的日常生活和工程实践中随处都可见到各种各样的机器。例如：洗衣机、缝纫机、内燃机、拖拉机、金属切削机床、起重机、包装机、复印机等。 机器——一种人为实物组合的具有确定机械运动的装置，它用来完成一定的工作过程，以代替或减轻人类的劳动。
机构——由两个或两个以上构件通过活动联接形成的构件系统。 1．机器的分类( 按工作类型的不同分) 动力机器——实现能量转换；如：内燃机、电动机、蒸汽机、发电机、压气机等。 工作机器——完成有用的机械功或搬运物品；如：机床、织布机、汽车、飞机、起重机、输送机等。 信息机器——完成信息的传递和变换；如：复印机、打印机、绘图机、传真机、照相机等。 机器的种类繁多，它们的构造、用途和功能也各不相同。但具有相同的基本特征。实例1：单缸四冲程内燃机 实例2：小型压力机 2．机器与机构的共有特征 1）人为的实物（机件）组合体。 2）各个运动实物之间具有确定的相对运动。 3）代替或减轻人类劳动，完成有用功或实现能量的转换。凡具备上述1）、2）两个特征的实物组合体称为机构。 3．机器与机构的区别 机器能实现能量的转换或代替人的劳动去作有用的机械功，而机构则没有这种功能。 仅从结构和运动的观点看，机器与机构并无区别，它们都是构件的组合，各构件之间具有确定的相对运动。因此，通常我们把机器与机构统称为机械。 机器的种类很多，但基本机构的种类不多，最常用的机构有：连杆机构，凸轮机构，齿轮传动机构，间歇运动机构。 二、机器的组成 1．按功能分析机器的组成 就功能来说，一般机器主要由四个基本部分组成： 动力部分传动部分工作部分 控制部分 动力部分——是机器工作动力源。最常见的是电动机和内燃机。 工作部分——是机器特定功能的执行部分。比如：汽车的车轮、起重机的吊钩、机床的刀架、飞机的尾舵和机翼以及轮船的螺旋桨等。 传动部分——联接原动机和工作部分的中间部分。比如：汽车的变速箱、机床的主轴箱、起重机的减速器等。 控制部分——控制机器的启动、停止和正常协调动作。比如：汽车的方向盘和转向系统、排挡杆，刹车及其踏板，离合器踏板及油门等就组成了汽车的控制系统。 实例3：分析自动洗衣机的组成 2．按结构分析机器的组成 静联接动联接协调组合 零件构件机构机器 与动力源 静联接：被联接件的相对位置在工作时不能也不允许发生变化的联接。 动联接：被联接件的相对位置在工作时能够按需要变化的联接。 构件是组成机器的运动单元。 构件可以是单一的零件，也可以是由几个零件装配而成的刚性结构（如内燃机中的曲轴，连杆）。零件是组成机器的最基本单元（即制造单元）。通用零件——机器中普遍
机械制造技术基础课后答案46675
机械制造技术基础(作业拟定答案) 2-2 切削过程的三个变形区各有何特点？它们之间有什么关联？ 答：三个变形区的特点：第一变形区为塑性变形区，或称基本变形区，其变形量最大，常用它来说明切削过程的变形情况；第二变形区为摩擦变形区，切屑形成后与前面之间存在压力，所以沿前面流出时必然有很大摩擦，因而使切屑底层又产生一次塑性变形；第三变形区发生在工件已加工表面与后面接触的区域，已加工表面受到切削刃钝圆部分与后刀面的挤压和摩擦产生变形。 关联：这三个变形区汇集在切削刃附近，应力集中且复杂；它们实质上都是因为挤压和摩擦产生变形，第一变形区主要由挤压沿剪切线产生剪切变形，第二变形区主要由挤压和摩擦产生切屑的变形，第三变形区主要由挤压和摩擦产生加工表面变形。 2-3 分析积屑瘤产生的原因及其对加工的影响，生产中最有效的控制积屑瘤的手段是什么？ 答：积屑瘤产生的原因：在切削速度不高又能形成连续切削的情况下，加工塑性材料时，刀面和切屑表面由于挤压和摩擦使得接触表面成为新鲜表面，少量切屑金属粘结在前刀面上，产生了冷焊，并形成加工硬化和瘤核。瘤核逐渐长大形成积屑瘤。 对加工的影响：积屑瘤粘结在前刀面上，减少了刀具的磨损；积屑瘤使刀具的实际工作角度增大，有利于减小切削力；积屑瘤伸出刀刃之外，使得切削厚度增加，降低了工件的加工表面精度并使加工表面粗糙度增加。 生产中控制积屑瘤的手段：在粗加工中，可以采用中低速切削加以利用，保护刀具。在精加工中应避免采用中低速从而控制积屑瘤的产生，同时还可以增大刀具前角，降低切削力，或采用好的切削液。
2-7 车削时切削合力为什么常分解为三个互相垂直的分力来分析？试说明这三个分力的作用？ 答：分解成三个互相垂直力的原因：切削合力的方向在空间中是不固定的，与切削运动中的三个运动方向均不重合，而切削力又是设计和性能分析的一个重要参数。为了便于分析和实际应用，将切削力沿车削时的三个运动方向分解成三个力。三个切削运动分别为：主运动(切削速度)、进给运动(进给量)、切深运动(背吃刀量)。三个运动的方向在车削时是互相垂直的，所以车削时将切削力分解成沿三个运动方向、互相垂直的力。 三个分力的作用： F：切削力或切向力。它是计算车刀强度、设计机床主轴系统、确定机床功率z 所必须的。 F：进给力、轴向力。它是设计进给机构，计算车刀进给功率所必须的。 x F：切深抗力或背向力。它是计算工件挠度、机床零件和车刀强度的依据。工y 件在切削过程中产生的主动往往与 F有关。 y 2-9切削热是如何产生和传出的？仅从切削热产生的多少能否说明切削区温度的高低？ 答：被切削的金属在刀具的作用下，发生弹性和塑性变形而耗功，这是切削热的一个重要来源。此外，切屑与前面、工件与后面之间的摩擦也要耗功，也产生大量的热量。所以，切削热的来源就是切屑变形功和前后面的摩擦功。切削区域的热量被切屑、工件、刀具和周围介质传出。 不能仅从切削热产生的多少来说明切削区温度的高低。切削温度收到多方面的影响：切削用量、刀具几何参数、工件材料、刀具磨损和切削液。如材料的导热性很好，但是强度硬度高，其切削热变多，但是由于导热性好所以切削温度有所降低。因此不能从切削热产生的多少来衡量切削温度。
机械工程控制基础试卷及答案
《机械工程控制基础》试卷（A 卷） 一、填空题（每空1分，共20分） 1、对控制系统的基本要求是 系统的稳定性 、 响应的快速性 、 响应的准确性 。 2、已知f(t)=t+1,对其进行拉氏变换L[f(t)]= 1/s 2+1/s 或者（1+s ）/s 2 。 3、二阶系统的极点分别为s 1=?0.5,s 2=?4，系统增益为2，则其传递函数G(S)= 2/(s+0.5)(s+_4) 4、零频幅值A(0)表示当频率ω接近于零时，闭 环系统输出的幅值与输入幅值之比。 5、工程控制论实质上是研究工程技术中广义系统的动力学问题，机械工程控制就是研究系统、输入、输出三者之间的动态关系。 6、系统的频率特性求取有三种方法：根据系统响应求取、用试验方法求取和将传递函数中的s 换为 jw 来求取。 8、微分环节的控制作用主要有 使输出提前 、 增加系统的阻尼 、 强化噪声 。 9、二阶系统的传递函数为2 22 2)(n n n s s s G ωξωω++=，其中n ω为系统的 无阻尼固有频率 ，当10<<ξ时为 欠阻尼 系统。在阻尼比ξ<0.707时，幅频特性出现峰值，称谐振峰值，此时 的频率称谐振频率ωr ＝221ξω-n 。 10、一般称能够用相同形式的数学模型来描述的物理系统成为相似系统。 11、对自动控制系统按照输出变化规律分为自动调节系统、随动系统、程序控制系统。 12、对积分环节而言，其相频特性∠G(jw)=-900。 二、名词解释（每个4分，共20分） 1、闭环系统：当一个系统以所需的方框图表示而存在反馈回路时，称之为闭环系统。 2、系统稳定性：指系统在干扰作用下偏离平衡位置，当干扰撤除后，系统自动回到平衡位置的能力。 3、频率特性：对于线性定常系统，若输入为谐波信号，那么稳态输出一定是同频率的谐波信号，输出输入的幅值之比及输出输入相位之差统称为频率特性。 4、传递函数：在外界作用系统前，输入、输出的初始条件为零时，线性定常系统、环节或元件的输出x 0(t)的Laplace 变换X 0(S)与输入x i (t)的Laplace 变换X i (S)之比，称为该系统、环节或元件的传递函数G(S) 5、系统：由相互联系、相互作用的若干部分构成，而且有一定的目的或一定运动规律的一个整体，称为系统。 三、 分析题（每题6分，共12分） 1、分析人骑自行车的过程中，如何利用信息的传输，并利用信息的反馈，以达到自行车平衡的。（要求绘出原理方框图） 分析人骑自行车的过程中，如何利用信息的传输，并利用信息的反馈，以达到自行车平衡的。 解：人骑自行车时，总是希望具有一定的理想状态（比如速度、方向、安全等），人脑根据这个理想状态指挥四肢动作，使自行车按预定的状态运动，此时，路面的状况等因素会对自行车的实际状态产生影响，使自行车偏离理想状态，人的感觉器官感觉自行车的状态，并将此信息返回到大脑，大脑根据实际状态与理想状态的偏差调整四肢动作，如此循环往复。其信息流动与反馈过程可用下图表示。 2、 C(S),Y(S)为输出的闭环传递函数；(2)以N(S)为输入,当R(S)＝0时,分别以C(S),Y(S)为输出的闭环传递函数；(3)比较以上各传递函数的分母,从中可以得出什么结论。 (1)以R(S)为输入,当N(S)＝0时,C(S) ,Y(S)为输出的闭环传递函数； (2)以N(S)为输入,当R(S)＝0时,以C(S)为输出的闭环传递函数； 从上可知：对于同一个闭环系统，当输入的取法不同时，前向通道的传递函数不同，反馈回路的传递函数不同，系统的传递函数也不同，但系统的传递函数分母不变，这是因为分母反映了系统固有特性，而与外界无关。 四、计算题（每题10分，共30分） 1、求图所示两系统的传递函数,其中x i (t)、u i 为输入，x o (t)、u o 为输出 。(写出具体过程) 专业班级： 姓名： 学号： …………………………密………………………………封………………………………线………………………… )()()(1) ()()()()(2121s H s G s G s G s G s R s C s G C +==) ()()(1)()()()(211s H s G s G s G s R s Y s G Y +==)()()(1)()()()(212s H s G s G s G s N s C s G C +==)()()(1)()()()()()(2121s H s G s G s H s G s G s N s Y s G Y +-==