机械设计基础第五版课程设计
机械设计基础(第五版)课后习题答案详解
第1 章平面机构的自由度和速度分析1. 1 重点内容提要1 .1 .1 教学基本要求( 1) 掌握运动副的概念及其分类。
( 2) 掌握绘制机构运动简图的方法。
( 3) 掌握平面机构的自由度计算公式。
( 4) 掌握速度瞬心的概念, 能正确计算机构的瞬心数。
( 5) 掌握三心定理并能确定平面机构各瞬心的位置。
( 6) 能用瞬心法对简单高、低副机构进行速度分析。
1 .1 .2 构件和运动副及其分类1. 构件构件是机器中独立的运动单元体, 是组成机构的基本要素之一。
零件是机器中加工制造的单元体, 一个构件可以是一个零件, 也可以是由若干个零件刚性联接在一起的一个独立运动的整体。
构件在图形表达上是用规定的最简单的线条或几何图形来表示的, 但从运动学的角度看, 构件又可视为任意大的平面刚体。
机构中的构件可分为三类:( 1) 固定构件( 机架)。
用来支承活动构件(运动构件) 的构件, 作为研究机构运动时的参考坐标系。
( 2) 原动件( 主动件)。
又称为输入构件, 是运动规律已知的活动构件, 即作用有驱动力的构件。
( 3) 从动件。
其余随主动件的运动而运动的活动构件。
( 4) 输出构件。
输出预期运动的从动件。
其他从动件则起传递运动的作用。
2. 运动副运动副是由两构件组成的相对可动的联接部分, 是组成机构的又一基本要素。
由运动副的定义可以看出运动副的基本特征如下:( 1) 具有一定的接触表面, 并把两构件参与接触的表面称为运动副元素。
( 2) 能产生一定的相对运动。
因此, 运动副可按下述情况分类:( 1) 根据两构件的接触情况分为高副和低副, 其中通过点或线接触的运动副称为高副, 以面接触的运动副称为低副。
( 2) 按构成运动副两构件之间所能产生相对运动的形式分为转动副(又称为铰链) 、移动副、螺旋副和球面副等。
( 3) 因为运动副起着限制两构件之间某些相对运动的作用, 所以运动副可根据其所引入约束的数目分为Ⅰ级副、Ⅱ级副、Ⅲ级副、Ⅳ级副和Ⅴ级副。
陈立德第五版-机械设计基础 第1章机械设计概述
一、设计机械零件的基本要求
工作可靠并且成本低廉;
零件的工作能力是指零件在一定的工作条件下抵抗可能出现的失效的能力，对载荷而言称为承载能力。
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。
产品规划 设计任务书 原理方案设计 原理方案图 结构方案设计 总体布局设计 总装配图 施工设计 试制、实验、批 量生产、销售
由设计人员构思出多种可行方案进行分析比较，从中优选出一种方案。
设计结果以工程图及计算书的形式表达出来。
经过加工、安装及调试制造出样机，对样机进行试运行或在生产现场试用。
机械设计的内容与过程
市场调查 可行性研究 …… 功能分析 原理方案设计 …… 主参数匹配设计 主结构构形设计 …… 人机工程设计 外观设计 …… 产品部件设计 产品零件设计 …… 技术文档 样机试制 性能试验 定型批产 ……
使用功能要求 经济性要求 可靠性要求 劳动保护要求－操作方便、工作安全 造型美观、减少污染 其它专用要求
二、机械设计的基本要求
机械设计的基本要求
一部机器的质量基本上决定于设计质量，机器的设计阶段是决定机器好坏的关键。它是一个创造性的工作过程，同时也是一个尽可能多地利用已有的成功经验的工作。
§1.1 机械设计的基本要求 §1.2 机械设计的内容与过程 §1.3 机械零件的失效形式及设计计算准则 §1.4 机械零件的接触强度 §1.5 机械零件的标准化 §1.6 现代机械设计理论概述
第1章 机械设计概述
1.1 机械设计的基本要求
机械设计包括以下两种设计:
机械设计基础(高教版第五版)精品教案：绪论部分
绪 论目的要求:了解机械设计基础课程研究对象及学习要求重点难点：重点：课程学习要求 难点：课程学习要求计划学时：2绪 论第一节 本课程研究的对象和内容本课程研究对象：机 械（机器与机构的总称 机器的定义：执行机械运动的装置 机器的分类 机器主体部分由机构组成 曲柄滑块机构:活塞的往复运动通过连杆转变为曲轴连续转动 凸轮机构:凸轮和顶杆用来启闭进气阀和排气阀； 齿轮机构:两个齿轮保证进、排气阀与活塞之间形成协调动作； 机械是机器和机构的总称第二节 本课程在教学中的地位 一、本课程的特点 是工程制图、工程材料及机械制造基础、理论力学，材料力学、金工实习等理论知识和实践技能的综合运用，同 时，为后续课程的学习打下基础 机构的分类 通用机构 专用机构 用途广泛，如齿轮机构、连杆机构等 只能用于特定场合，如钟表的发条机构 机械原理 机械设计 ：研究机器、机构运动原理：研究组成机器、机构的零件设计原理 设计基础 机械机器 工作机 原动机 将其他形式的能量转化为机械能的机器 利用机械能去变换或传递能量、物料、信息的机器 机器的功能组成 动力部分 传动部分 控制部分 执行部分 6 5 4 3 8 7 1 2 9 10通过本课程的学习，可以培养大家初步具备运用手册设计简单机械设备的能力，为今后操作、维护、管理、革新工程机械设备创造条件三、怎样学好本课程1.重思考，常想几个问题：A.什么样子B.怎么运动C.工作原理、方式D.现实生活中的实际例子2.会查表、会用工具书3.不注重公式的记忆——哪些公式要记忆，会在课堂上和考试前提醒4.多看一些设计方面的书，如工业设计、机械优化设计等5.一定要会几个设计软件二维的：AUTOCAD 三维的：Pro/E、UG等。
《机械设计基础》第五版第2章平面连杆机构
t1 (180 ) /
V1 C1C2 t1
C1C2 /(180 )
当曲柄以ω继续转过 φ 2=180-θ 时，摇杆从C１D, 置摆到C2D，所花时间为t2 , 平均速度为V2 ,那么有：
t2 (180 ) /
V2 C1C2 t2
C1C2 /(180 )
2 22
C 3
A
4
定块机构
机械设计基础－第２章平面连杆机构
三、含两个移动副的四杆机构
了解
正弦机构
正弦机构
双转块机构 (十字滑块机构)
双滑块机构
正切机构
机械设计基础－第２章平面连杆机构
缝纫机针杆运 动机构
十字沟槽联轴节
正切机构
椭圆仪
十字沟槽联轴节
机械设计基础－第２章平面连杆机构
四、具有偏心轮的四杆机构
例题
机械设计基础－第２章平面连杆机构
二.急回特性 平面四杆机构的极位 主动件：曲柄 从动件：摇杆
极位：从动件的两 个极限位置
极位夹角θ：从动件处于两个极 位时，曲柄两位置之间的夹角 最大摆角ψ:摇杆往复摆过的 最大角度
机械设计基础－第２章平面连杆机构
急回特性分析
当曲柄以ω逆时针转过 φ1=180°+θ时，摇杆从C2D 位 置 摆 到 C1D ， 所 花 时 间 为 t1 , 平均速度为V1,那么有：
特例2 反平行双曲柄机构：对边平行但不相等
应用实例:车门启闭机构
反向双曲柄机构
车门启闭机构
机械设计基础－第２章平面连杆机构
3、双摇杆机构
结构特点：二连架杆均为摇杆 运动变换：摆动摆动
工程应用实例：
港口起重机 飞机起落架 车辆的前轮转向机构 造型机翻箱机构 风扇摇头机构
机械设计基础第五版教学设计 (2)
机械设计基础第五版教学设计一、教学目的本课程旨在培养学生具备基本的机械设计能力，掌握机械设计的基本理论和方法，以及能够运用计算机辅助设计方法进行机械设计。
通过本课程的学习，能够掌握以下知识和技能：1.掌握机械设计的基本原理和方法；2.掌握机械设计中涉及到的材料力学知识；3.掌握机械设计中涉及到的概率统计知识；4.掌握机械设计中涉及到的计算机辅助设计方法；5.能够应用上述知识和技能进行机械设计。
二、教学内容1.机械设计的基本原理和方法；2.材料力学知识在机械设计中的应用；3.概率统计知识在机械设计中的应用；4.计算机辅助设计方法在机械设计中的应用；5.工程实例分析和设计。
三、教学方法本课程采用讲授、实例分析和综合设计相结合的教学方法。
具体包括：1.教师讲授：讲解机械设计的基本原理和方法，重点讲解机械设计中材料力学和概率统计的应用；2.工程案例分析：以工程实例为基础，讲解机械设计的应用；3.课堂练习：针对每个章节的重点，设置课堂练习，巩固学生对机械设计的掌握；4.综合设计：根据学生的学习情况，设置一些综合设计，让学生运用所学知识和技能进行全面的机械设计。
四、教学进度1.课程第一至第二周：机械设计的基本原理和方法；2.课程第三至第四周：材料力学知识在机械设计中的应用；3.课程第五至第六周：概率统计知识在机械设计中的应用；4.课程第七至第八周：计算机辅助设计方法在机械设计中的应用；5.课程第九至第十周：工程实例分析和设计。
五、教学评价本课程采用考试和作业相结合的评价方法，具体包括：1.考试：设置期中、期末考试，检验学生对机械设计知识的掌握情况；2.作业：在每个章节结束后，设置相应的作业，检验学生对机械设计的理解和运用能力。
六、参考教材1.李荣书.机械设计基础[M].北京：机械工业出版社，2016.2.王波, 赵志田.机械材料力学与机械设计[M].北京：清华大学出版社，2018.3.赵增辉, 袁胜.基于SolidWorks的机械工程设计[M]. 北京：化学工业出版社，2015.以上为本课程的教学设计内容，欢迎广大学生参与该课程，相信会在本课程中收获满满。
机械设计基础第五版讲义
1) 磨粒磨损 2) 粘着磨损(胶合磨损) 3) 疲劳磨损(疲劳点蚀)
加工后的零件表面总有一定的粗糙度。摩擦表面受载时，实 际上只有部分峰顶接触，接触处压强很高，能使材料产生塑 性流动。若接触处发生粘着，滑动时会使接触表面材料由一 个表面转移到另一个表面，这种现象称为粘着磨损(胶合磨损)。 所谓材料转移是指接触表面擦伤和撕脱，严重时摩擦表面能 相互咬死。
9.1 机械零件设计概论
三、机械零件的工作能力
失 效：机械零件由于某种原因不能正常工作。 工作能力：不失效前提下，零件能安全工作的限度。 承载能力：以载荷衡量零件工作能力时，~。
四、常见失效形式及原因
断裂或塑性变形； 过大的弹性变形；强烈的振动； 工作表面过度磨损；摩擦传动的打滑；连接的松弛； 强度、刚度、耐磨性、温度、稳定性
Fn
H
2
1 (1
2
)
•
Fn E
b
0.418
Fn E
b
ρ1 ρ2
b
对于钢或铸铁取泊松比：
σH σH
上μ1述=μ公2=式μ=称0.为3，赫则兹有(H简·H化er公tz式)公。式
9.3 机械零件的接触强度
H 0.418
Fn E
b
Fn
σH ----- 最大接触应力或赫兹应力；
b ----- 接触长度；
具有： 设计(或改进)通用零件或简单传动装置的能力。
9.1 机械零件设计概论
二、机械零件设计的特点
1) 设计不完全依赖于计算
经验设计 部分零件仅根据工艺和结构要求进行设计。 理论设计 只有部分零件可通过计算确定形状和尺寸。 模型实验设计
2) 很多计算的原则、方法、公式没有统一的标准 和形式
机械设计课程设计第5版
机械设计课程设计 第5版一、课程目标知识目标：1. 掌握机械设计的基本原理，理解机械结构的设计过程和评价标准。
2. 学会运用力学知识进行机械零件的强度、刚度和稳定性计算。
3. 了解并掌握机械设计中常用的材料、公差配合及表面质量要求。
技能目标：1. 能够运用CAD软件进行机械零件的二维和三维设计。
2. 培养学生运用文献资料、手册进行机械设计的能力。
3. 提高学生团队协作、沟通表达和解决问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生热爱机械设计，关注机械行业发展，树立工程伦理意识。
2. 培养学生严谨、细致、负责的工作态度，养成良好的工程素养。
3. 增强学生的创新意识，激发学生主动探索、勇于实践的精神。
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，提高实际操作能力和团队协作能力。
通过本课程的学习，学生能够独立完成简单的机械设计任务，为今后从事相关工作奠定基础。
同时，注重培养学生的工程伦理意识和创新精神，使学生在面对复杂工程问题时，能够运用所学知识进行分析、解决。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分：1. 机械设计基本原理：介绍机械设计的基本概念、设计过程和评价标准，以教材第1章为基础，帮助学生建立机械设计的整体框架。
2. 机械零件强度计算：讲解力学在机械设计中的应用，重点学习强度、刚度和稳定性计算方法，对应教材第2章和第3章。
3. 常用材料及公差配合：介绍机械设计中常用的材料性能、选用原则以及公差配合和表面质量要求，以教材第4章为参考。
4. 机械零件设计：学习各类机械零件的设计方法，如轴、齿轮、轴承、联轴器等，结合教材第5章和第6章进行讲解。
5. CAD软件应用：教授CAD软件在机械设计中的应用，使学生掌握二维和三维设计方法，对应教材第7章。
6. 机械设计实例分析：分析典型机械设计案例，提高学生实际操作能力和问题解决能力，以教材第8章为例。
7. 机械设计课程设计实践：组织学生进行课程设计，培养团队协作能力和工程实践能力，结合教材第9章进行。
机械设计基础(高教第五版)精品教案：第5章轮系
第5章轮系一、教学目的：通过本章的学习，达到了解了解轮系的类型、定轴轮系、周转轮系与复合轮系传动比计算、几种特殊行星齿轮传动等等问题的目的。
二、教学方法：黑板教学与多媒体教学相结合三、教学手段：课堂教学和课后辅导相结合四、学时分配：讲课学时为4学时五、重点、难点：5.2节、53节与5.4节重点讲解难点：定轴、周转与复合轮系的传动比计算问题六、作业布置：习题5-6至5-10七、辅导安排：课后安排辅导八、教学内容5.1 轮系的类型由一对齿轮组成的机构是齿轮传动的最简单形式。
在精密机械中，为了将输入轴的一种转速变换为输出轴的多种转速，或者为了获得很大的传动比，常采用一系列互相啮合的齿轮（包括圆柱齿轮、圆锥齿轮和蜗杆蜗轮等各种类型的齿轮）将输入轴和输出轴连接起来。
这种由一系列齿轮组成的传动系统称为轮系。
轮系可以分为：1定轴轮系；2 周转轮系。
5.1.1 定轴轮系定轴轮系：轮系在传动时，所有齿轮轴线的位置都是固定的。
如下图所示定轴轮系5.1.2 周转轮系周转轮系：至少有一个齿轮的轴线可以绕另一齿轮的固定轴线转动的轮系。
如下图所示。
周转轮系复合轮系：既包含有定轴轮系部分，又包含有周转轮系部分的轮系。
5.2 定轴轮系传动比计算在轮系中，输入轴与输出轴的角速度（或转速）之比称为轮系的传动比，用表示。
下标a，b为输入轴和输出轴的代号。
即表示齿轮传动的转向关系有用正负号表示或用画箭头表示两种方式。
对于平行轴定轴轮系，其转向关系用正负号表示: 转向相同，传动比取正号；转向相反，传动比则取负号。
对于非平行轴定轴轮系，各轮转动方向用画箭头表示。
回过去再看前面的定轴轮系图，定轴轮系由圆柱齿轮组成，各轮的轴线互相平行。
输入轴与主动轮1固联，输出轴与齿轮5固联，该轮系传动比就是输入轴与输出轴的转速比。
若已知轮系中各轮的齿数，则为了计算轮系的传动比，可先计算各级齿轮的传动比，分别为其中，式中“ ”表示外啮合时主、从动轮转向相反；“+”表示内啮合时主、从动轮转向相同。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
机械设计基础第五版课程设计
1. 摘要
本文档是机械设计基础第五版课程设计的报告，主要包括了设计思路、设计流程、实验结果以及讨论等内容。
本课程设计旨在通过对机械设计的基础知识进行实践应用，培养学生的机械设计能力。
2. 设计思路
本课程设计的设计思路是针对经典的机构设计问题进行实践应用，旨在提高学生的机构解决问题能力和工程实践能力。
设计流程为分析问题、确定设计方向、计算确定参数、绘制图纸、制作样品、试验测试等。
设计过程中需要学生利用课堂学习到的知识，如力学、机构学、工程制图等知识，为此需要学生具备一定的理论基础。
同时，为了保证设计过程的有效性和可操作性，我们还需要学生具备一定的实践经验，如使用CAD软件、机械加工工艺等知识。
3. 设计流程
3.1 分析问题
首先，我们需要分析给定的机构问题，确定设计要求和设计目标。
我们需要了解机构的类型、作用、运动学方程等内容，并结合实际应用需求，确定设计方向和设计参数。
3.2 确定设计方向
根据问题分析，我们需要确定设计方向，如机构类型、传动方式等。
同时我们还需要优化机构结构，考虑机构的稳定性、负载能力、寿命等因素。
在问题分析阶段，我们通常需要进行大量的计算，绘制传动图等工作，为后续的设计工作打下基础。
3.3 计算确定参数
在确定机构类型和传动方式后，我们需要计算机构的参数，如长度、宽度、传
动比、功率等。
这些参数的计算需要基于力学原理以及机构学原理，需要学生对这些原理有深入的理解。
在设计过程中，我们通常会使用CAD软件或MATLAB等工具
来协助计算，提高效率和准确性。
3.4 绘制图纸
在确定参数后，我们需要根据计算结果绘制机构的图纸，包括零件图、总装图、配合表等内容。
图纸的绘制需要学生熟悉工程制图标准和CAD软件等工具，保证图纸的准确性和可读性。
3.5 制作样品
根据绘制的图纸，我们需要制作机构的样品，实现机构的组装与测试。
样品的
制作需要学生具备机械加工技能和工具，如车床、钳工工具等。
在制作样品的过程中，我们需要注意安全，防止工作中发生意外。
3.6 试验测试
最后，我们需要对样品机构进行试验测试，验证机构的性能指标是否符合预期。
试验测试需要学生具备相关的理论知识和实践经验，如力学实验、传感器的应用等。
4. 实验结果和讨论
根据以上设计流程，我们完成了一台机械机构的设计和制作。
实验结果表明，
机构具有优异的性能指标，如传动稳定、负载能力强、寿命长等。
同时，在设计过程中我们也遇到了一些问题，如制作过程存在一定的误差、实验测试中存在噪声干扰等。
这些问题的发现和解决需要学生具备问题解决的能力和实践经验，这也是本课程设计的一大目标。
5. 总结
本文档介绍了机械设计基础第五版课程设计的设计流程和实验结果，旨在提高学生的机构设计能力和实践经验。
通过本课程设计，学生可以掌握机构设计的基本方法和流程，同时培养解决实际问题的能力和技能。