过程设备机械设计基础
机械设计基础背诵知识点
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。
机械设计基础掌握机械设计的标准和规范
机械设计基础掌握机械设计的标准和规范机械设计基础：掌握机械设计的标准和规范机械设计是一门专业领域，涉及到设计、制造和维护机械部件和系统的技术与原则。
在进行机械设计时，了解和遵守机械设计的标准和规范是非常重要的。
这些标准和规范确保设计的机械部件和系统具有稳定性、安全性和可靠性。
本文将介绍一些常见的机械设计标准和规范。
一、设计规范1. 国家标准国家标准是机械设计过程中必须遵守的基本规范。
例如，GB（国标）系列标准包括了机械设计的各个方面，如标准尺寸、公差、材料选用等。
在进行设计过程中，设计师应该查阅并遵循相关的国家标准。
2. 行业标准不同行业都有自己的标准和规范，特别是涉及到特殊需求和安全要求的机械设备。
例如，ISO（国际标准组织）和ASME（美国机械工程师学会）发布了许多广泛应用的机械设计标准和规范。
设计师需要根据所涉及的行业和机械设备选择相应的行业标准。
3. 设计手册和参考书设计手册和参考书是机械设计师的宝贵资源。
这些书籍包含了许多设计规范和原则，可以帮助设计师解决各种设计问题。
设计师需要善于使用这些参考书，并根据实际需求做出正确的设计决策。
二、尺寸与公差1. 尺寸界定在机械设计中，尺寸界定是指对所设计的零件进行尺寸规定和界定。
通常使用基本尺寸和公差来表示。
基本尺寸是零件最大和最小尺寸，公差表示了允许的尺寸偏差范围。
在进行尺寸界定时，应根据设计要求和功能需求选择合适的公差等级。
2. 公差分配公差分配是指将总公差按照设计要求分配到各个加工尺寸上的过程。
公差分配的目的是确保设计的零件能够满足功能和装配要求。
在进行公差分配时，应根据功能要求和装配要求合理分配公差，以确保零件之间的配合能够良好。
三、材料选用在机械设计中，材料的选用对于设计的成功至关重要。
合适的材料应具备机械性能、耐腐蚀性、耐磨性、温度稳定性等特性。
在选择材料时，应考虑到设计的特定要求和环境条件，同时还需要查阅相关的材料手册和数据库，以获取材料的物理和机械性能参数。
《机械设计基础》教案
《机械设计基础》教案一、教学目标1. 知识与技能：（1）了解机械设计的基本原理和方法；（2）掌握机械零件的主要参数和选型依据；（3）熟悉机械系统的运动分析和动力分析；（4）能够运用机械设计软件进行简单的机械设计。
2. 过程与方法：（1）通过案例分析，培养学生的创新意识和解决问题的能力；（2）利用模拟实验和实际操作，提高学生的动手能力和实践能力；（3）采用小组讨论和课堂讲解，培养学生的团队协作和沟通能力。
3. 情感态度与价值观：（1）培养学生对机械设计的兴趣和热情；（2）增强学生对机械工程领域的认同感和责任感；（3）培养学生追求卓越、精益求精的职业精神。
二、教学内容第1课时：机械设计概述1. 机械设计的意义和任务2. 机械设计的过程和方法3. 机械设计师的要求和素质第2课时：机械零件的设计方法1. 机械零件的设计原则2. 机械零件的选材和加工3. 机械零件的强度计算和校核第3课时：机械系统的运动分析1. 机械系统的自由度和平衡条件2. 机械系统的运动学分析3. 机械系统的动力学分析第4课时：机械系统的动力分析1. 机械系统的动力源和动力传递2. 机械系统的负载分析和计算3. 机械系统的动力性能优化第5课时：机械设计实例分析1. 机械设计案例介绍2. 机械设计案例分析3. 机械设计案例总结和启示三、教学资源1. 教材：《机械设计基础》2. 辅助材料：PPT课件、教学图样、设计软件教程3. 实验设备：机械设计实验台、测量工具、模拟实验器材四、教学过程1. 导入：通过展示实际机械产品，引发学生对机械设计的兴趣，激发学习动机。
2. 讲解：结合PPT课件和教材，讲解本节课的重点内容，引导学生主动思考和提问。
3. 案例分析：分析机械设计实例，让学生了解机械设计的过程和方法，培养学生的创新意识和解决问题的能力。
4. 实践操作：安排学生进行模拟实验或实际操作，巩固所学知识，提高学生的动手能力和实践能力。
5. 小组讨论：组织学生进行小组讨论，分享学习心得和设计思路，培养学生的团队协作和沟通能力。
机械设计基础入门从零开始学习机械设计
机械设计基础入门从零开始学习机械设计机械设计是工程设计领域中非常重要的一部分，它涉及到各种机械设备的设计、制造和维修。
对于刚开始学习机械设计的人来说，掌握基础知识和技能是非常重要的。
本文将从零开始介绍机械设计的一些基础内容，帮助初学者入门机械设计。
一、机械设计的概述机械设计是指通过对设备、零部件或系统进行合理的设计，使之具有一定的性能、质量和可靠性，并能满足特定功能和使用要求的过程。
在机械设计中，需要考虑材料的选择、结构的设计、运动的传递和控制等方面。
机械设计的基础包括力学、材料学、机械制图等知识，掌握这些基础知识对于机械设计非常重要。
二、机械设计的基本原理1.力学基础：机械设计中的重要基础知识是力学，包括静力学和动力学。
静力学研究不变形力学系统的平衡条件，动力学研究物体的运动规律和力的作用。
了解力学的基本原理对于机械设计非常重要，可以帮助合理设计机械结构和确定机械零部件的尺寸和材料。
2.材料学：机械设计中的材料选择非常重要，不同材料具有不同的力学性能和耐久性。
了解材料的性质和特点，可以根据设计需求选择合适的材料。
常用的机械材料包括金属、塑料、复合材料等。
3.机械元件的设计：机械设计中的元件包括轴、轮、齿轮、传动装置等。
对于不同的机械元件，需要考虑其功能和使用要求，选择合适的结构和材料来设计。
同时，还需要注意元件之间的配合和传动的平稳性。
三、机械设计的软件工具在现代机械设计中，使用计算机辅助设计（CAD）软件是非常常见的。
CAD软件可以帮助设计师进行绘图、模拟分析和模型验证等工作。
熟练掌握CAD软件的使用，可以提高设计效率和设计质量。
常见的CAD软件包括AutoCAD、SolidWorks、CATIA等。
四、机械设计实例分析为了更好地理解机械设计的基础知识，下面将通过一个简单的机械设计实例来进行分析。
假设我们需要设计一个简单的手摇搅拌器，用于搅拌液体混合物。
首先，我们需要考虑搅拌器的结构和功能要求，选择合适的材料（如不锈钢）来制作搅拌器的主要零部件。
过程设备机械设计基础4
σ cr =a-b λ
cr
2E 2
λs
λp
小柔度杆 中柔度杆 大柔度杆 λ
6 a 指出图中的二力构件
A AC
B BC C A’B’
.
D C’D’
B' C'
D' A'
6 b 满足三力平衡汇交定律的构件为
。
A AC
B BC C A’B’ D C’D’
二力杆件/二力构件
若一个刚体受到两个力作用处于平衡状态，不管该 刚体是何形状，则这两个力的大小相等、方向相反、 作用在同一条直线上。这种受到二力作用而平衡的 构件称为二力杆件。
2 下面属于分离设备的有
。（多选题）
A 精馏塔 B 斗式提升机 C 锅炉 D 除雾器
3.按照过程设备的分类标准，锅炉属于 。(单选)
a）化学反应设备 b）分离设备 c） 物料输送设备 d）传热设备
过程设备
反应设备 输送设备 分离设备 传热设备 粉 碎 设 备 加 热 炉
搅拌釜 流化床 管式 固定床 塔式
c) 0.13% d) 0.013%
7．某钢材材料的牌号为65，根据该材料的名义含碳量可以知道 这种钢属于 。
a）高碳钢 b）中碳钢 c) 低碳钢 d) 不能确定
8．钢材的弹性模量通常为 200
左右 。
a） Pa b） KPa c） MPa d） GPa
钢铁材料常用热处理方式有四种，即退火，正火，淬火和回火。 退火：将构件加热到一定温度以上保温后随炉冷却，以获得接近
因此，力偶矩的大小与矩心无关，事实上，在讨论力偶 矩时，一般不涉及矩心。
力矩：Mo(F) ＝ ± F.d 力偶矩：M＝±F.d
μ
2.5x105 0.5 500
机械设计基础掌握机械设计中的常见机械加工设备
机械设计基础掌握机械设计中的常见机械加工设备机械设计是一门研究机械原理和机械零件之间相互作用的科学。
在机械设计过程中，机械加工设备起着至关重要的作用。
本文将介绍常见的机械加工设备及其应用。
1.车床车床是一种用于加工旋转对称工件的机床。
它可以进行外圆面、内圆面、端面、螺纹等加工。
车床通常由主轴、导轨、进给机构等组成。
通过调整刀具和工件相对运动的位置来实现加工。
2.铣床铣床是一种旋转刀具进行切削的机床。
它可以进行平面、曲面、齿轮等加工。
铣床通常由工作台、铣刀、进给机构等组成。
通过调整铣刀的位置和进给速度来实现加工。
3.磨床磨床是一种利用磨料对工件进行加工的机床。
它可以进行平面、曲面、内外圆等加工。
磨床通常由砂轮、工作台、进给机构等组成。
通过调整砂轮和工作台的位置来实现加工。
4.钻床钻床是一种用钻头进行钻孔的机床。
它可以进行圆孔、非圆孔等加工。
钻床通常由主轴、工作台、进给机构等组成。
通过调整钻头的位置和进给速度来实现加工。
5.刨床刨床是一种利用切削刀进行切削的机床。
它可以进行平面、曲面、齿轮等加工。
刨床通常由工作台、铣刀、进给机构等组成。
通过调整切削刀的位置和进给速度来实现加工。
6.热处理设备热处理设备用于改变材料的组织结构和性能。
常见的热处理设备有淬火炉、回火炉、退火炉等。
通过调整加热温度和冷却速度来实现材料性能的改变。
7.数控机床数控机床是一种通过计算机控制进行加工的机床。
它可以进行复杂的曲面加工和高精度加工。
数控机床具有程序控制、自动化程度高等特点。
以上介绍的机械加工设备只是常见的几种，实际上还有很多其他类型的设备，每种设备都有其特定的加工方式和应用范围。
在机械设计中，合理选择和使用适当的机械加工设备对于保证产品质量和提高生产效率至关重要。
责任的机械工程师应该熟悉这些设备的原理和操作方法，并能根据设计要求合理选择适应的机械加工设备。
过程设备机械设计基础课后习题答案
M1 = 10.8x − 5.99
M 2 = 5.4x − 4.37
RA
M3 = 0 M = 5.99kNm
max
MA
M(KNm)
300 A
510 150 B
或： M 1 = 0 M 2 = − 5 .4 x + 0 .81
0
x
-2.75
M 3 = − 10 .8 x + 4 .374
-5.99
2)
l
C
A
B
l 题4-8
2
查表选28a工字钢：Wz=508 cm3、q = 43.492Kg/m
∴Mmax
=
MG
+
Mq
=
56×103
+
1 8
43.492×9.8×82
=
59410N
⋅
m
校核：σ max
=
M max
[Wz ]
=
59410×103 508×103
=116.95 MPa< [σ ] =125MPa
=
28 .66 MPa
4
4
2
φ 10 mm 1 φ 20 mm
F
Q
1m1
∆ L1
=
N 1 L1 EA 1
12 × 10 3 × 1000 =
2 × 10 5 × π 10 2
= 0 .76 mm
4
∆L2
=
N 2L2 EA 2
=
9 × 10 3 × 500 2 × 10 5 × π 20 2
= 0 .072
M A yA Iz
10.9×106 ×60 = 120×2003
= 8.175MPa
过程设备机械设计基础12024
过程设备机械设计基础引言概述：过程设备机械设计是指为了满足化工、石油、食品等行业中的生产流程需求而设计的机械设备。
过程设备机械设计的基础包括材料力学、气体动力学、流体力学等多个领域的知识。
本文将从材料选择、强度分析、气体动力学和流体力学设计、传动装置设计和设备安装调试等五个大点展开阐述过程设备机械设计的基础知识。
正文内容：1. 材料选择1.1 材料强度和硬度要求1.1.1 根据设备所需承受载荷的大小选择材料的抗拉强度、屈服强度和硬度。
1.1.2 考虑材料的疲劳强度和耐蚀性，选择能在设备运行环境中保持长期使用性能的材料。
1.2 材料的可塑性与韧性要求1.2.1 针对设备所需的成形性能和抗冲击性能，选择具有适当可塑性和韧性的材料。
1.2.2 根据设备所需的耐磨性能和耐蚀性能，选择材料的硬度和耐蚀性。
1.3 典型应用材料1.3.1 不锈钢：具有良好的抗腐蚀性能和耐高温性能，适用于化工行业。
1.3.2 碳钢：适用于一般工业设备，具有良好的强度和可加工性。
1.3.3 合金钢：具有较高的强度和硬度，适用于高温高压设备。
1.3.4 铝合金：具有轻质、强度高、导热性能好的特点，适用于食品行业。
2. 强度分析2.1 设备结构强度计算2.1.1 考虑设备所需承受的静态和动态载荷，进行应力和变形的强度计算。
2.1.2 根据材料力学性能和设备结构形式，采用适当的计算方法和公式进行强度分析。
2.2 设备连接和固定件设计2.2.1 考虑设备连接和固定件所需的抗剪、抗拉、抗扭等强度要求。
2.2.2 选择合适的连接和固定方式，如焊接、螺栓连接、键槽连接等。
3. 气体动力学和流体力学设计3.1 设备内部流场分析3.1.1 运用数值模拟方法，分析气体或流体在设备内部的流动特性。
3.1.2 通过调整流道形状、增加流动引导装置等措施，提高设备内部流动效果。
3.2 设备流量计算和调整3.2.1 根据设备所需流量和压力降的要求，计算出合适的流量和压力降。
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。
10 直杆拉伸时，下面有关直杆横截面上的应力的说法 哪些是正确的？
A 正应力不等于零； C 正应力等于零； B 剪应力不等于零； D 剪应力等于零。
力矩是用来描述一个外力使物体绕某一点转动的效果。 由于选择点不同，力矩的大小也不相同。 力偶矩是用来描述力偶（两个力）使物体转动效果的物 理量。由于这两个力大小相等，方向相反，所以这一对 力使物体的转动效果（力偶矩）等于两个力分别对平面 上任意一点的力矩之代数和。 因此，力偶矩的大小与矩心无关，事实上，在讨论力偶 矩时，一般不涉及矩心。
判断题
（ ）1、力偶无合力，因此它是平衡力系。 （ ）2、二力杆件所受力的方向沿着杆线。
（ ）3、二力杆件是指受到一对平衡力作用的直杆。
（ ）4、梁的一端为固定端约束，在该约束处的挠度等于零、但是 转角不等于零。
（ ）5、如果梁的某一段上没有载荷作用，那么这段梁上的剪力必 然为0。
（√）6、梁的抗弯截面模量反映了梁的抗弯能力，抗弯截面模量愈 大，能承受的弯矩愈大。
d） GPa
b） KPa
b）0.3
c） MPa
c）0.4
14. 钢材的泊松比约为
。
d）0.5
钢材主要力学性能：弹性模量200GPa。泊松比0.3， 屈服强度150~600MPa，
铝材主要力学性能：弹性模量71GPa。泊松比0.33， 屈服强度100~400MPa， 学习时注意单位和数量级。 泊松比通常小于0.5,橡胶的泊松比较大，通常在0.45 以上。 正确理解和把握材料的拉伸曲线和应力应变曲线
a） 增加 b） 减小 c） 不变 d）不确定
欧拉公式
E cr 2
2
l
i
V
V0 1 2 z
泊松比对受力构件的影响
泊松比通常在0~0.5之间，所以当杆件受到拉力 作用时，体积总是增大的； 反之，受到压缩时体积总是缩小的。 泊松比=0.5时, ΔV=0，即体积基本不变。 只在弹性范围内成立。
（ ）11、如果梁的一端为固定端约束，那么在该约束处梁的挠度 一定等于零、但是转角不一定等于零。
（ ）12、细长杆的失稳是由于杆的材料强度极限不足引起的，所 以可以采用强度较高的材料，如高强钢来改善杆的稳定性。
（ ）12、力偶的合力为0，因此它是平衡力系。
（ ）14、如果梁的一端为固定端约束，那么在该约束处梁的挠度一 定等于零、但是转角不一定等于零。 （ ）15、细长杆的失稳是由于杆的材料强度极限不足引起的，所以 可以采用强度较高的材料，如高强钢来改善杆的稳定性。 （ ）16、力偶的合力为0，因此它是平衡力系。
固体输送 流体输送 液 ： 泵 气：压缩 机
固 液 气 固 固 液
-
固 液 气 液 气 气
混 合 式 蓄 热 式 间 壁 式 结 晶 器 蒸 发 器 干燥设备
机 械 气流粉碎 化学粉碎 破 碎 磨 碎 超细磨碎
类似加热 设 备 ： 温度高， 燃料燃烧 火焰传热 如锅炉，
除雾设备属气液分离设备，作用是除去气体中的液体颗粒
200
400
600
800
0
图3-18
400
200
600
800
°C
°C
任意截面上的正应力和剪应力
cos
2
0 时， max
45 时， max
o
2
sin 2
2
90o时， 0
11．钢材的弹性模量通常为
A
B
C
a
RA
A
2a
RD
D
RAx=F Ray=F/2 RD=F/2
RAy
题2-7
2-13 提示：注意用三力平衡汇交定律
RAYA
RA
B
2m
RB
RBX
2m
RAX
RBY
45°
这里给出(a)的受力分析图
(a)
3-1 （a）
1
2
3
1
a
30
+
2
a a
10
+
3
(a)
提示： 注意轴力图上标示出力的大小，20 方向以及与构件的位置对应关系
3-1（b）
3 3
2F
+
-
F
2
提示： 注意轴力图上标示出 力的大小， 方向以及与构件的位 置对应关系
1
1
2
+
4F
(b)
计算题
1 试写出下列各梁的剪力方程和弯矩方程， 作剪力图和弯矩图。
(a)
A
l
A
B
l
B (a)
题图a
(b)
题图b
解答a
解答b
2 图示销钉联接，P=18kN，板厚t1=8mm， t2=5mm，销钉与板的材料相同，许用剪应力 []=60MPa, 许用挤压应力 [jy]=200MPa, 销 钉直径d=16mm，试校核销钉强度。
a） 2 b） 70 c） 110
GPa左右 。
d） 200
12. 对于两端铰支的细长压杆，如果长度缩短为原来的 一半后仍然为细长压杆，则缩短后的临界压力与没 有缩短时的临界压力相比 。
a） 有所提高 b）有所降低 c）保持不变 d）不能确定
13．钢材的弹性模量通常为 200
a） Pa
a）0.2
左右 。
cr
=σ
s
σ
cr
=a-b λ
cr
E 2
2
λ s λ p 小柔度杆 中柔度杆 大柔度杆
λ
6 a 指出图中的二力构件
A AC B BC C A’B’ D
.
C’D’
B' C'
D'
A'
6 b 满足三力平衡汇交定律的构件为
A AC B BC C A’B’ D C’D’
。
二力杆件/二力构件 若一个刚体受到两个力作用处于平衡状态，不管该 刚体是何形状，则这两个力的大小相等、方向相反、 作用在同一条直线上。这种受到二力作用而平衡的 构件称为二力杆件。 二力杆件不一定是直杆。 三力平衡汇交定律 当刚体在三力作用下处于平衡时，若其中两力的作 用线相交于一点，则第三力的作用线必通过该点， 且三力共面。
4. 一纯弯曲的铸铁梁如图，采用T型梁，其最合理的放置 方式是 。
m
2m 2m
m
(a)
(b)
(c)
(d)
5. 对压杆进行稳定计算时，若满足条件：λ>λρ，则杆件为 细长杆，可以用欧拉公式计算得到临界应力，如果采用 直线公式计算，得到的临界应力将 压杆的实际的 临界应力。（多选）
a） 大于 b） 小于 c） 安全 d）危险
铸铁属于脆性材料，抗拉强度低，抗压强度高，书图317b， 梁在外力作用下，下边受拉，上边受压， 所以下边必须有较多的材料，横在下边，竖在上边，充 分发挥材料的作用； 由于T形梁的中性轴不在竖的中部而是靠近横，所以将 横放在下面，可以降低拉应力。 y
压max
拉max
Z
σ cr
σ
第七章习题举例
判断题
（√） 1、齿轮的热处理方法通常为正火或调质，这样处理后， 齿面硬度会增高。 （ ） 2、不锈钢是指成分中含有Cr的合金钢，如2Cr13等。
选择题
1. 不锈钢2Cr13的名义含Cr量是 。 a） 13% b）1.3% c) 0.13% d) 0.013% 2．某材料的牌号为16MnR，该材料的名义含碳量为 。 a） 16% b）1.6% c) 0.16% d) 0.016% 3．某钢材材料的牌号为45，根据该材料的名义含碳量可以知道这 种钢属于 。 a）高碳钢 b）中碳钢 c) 低碳钢 d) 不能确定
第二章~第六章重中之重
掌握静力学的基本分析方法 掌握约束的主要类型和力学特点 针对不同外力作用下的构件，掌握
内力/外力/变形分析和计算方法 应力和应变的计算方法
掌握强度计算公式，能够进行三方面工作
新构件设计， 强度校核和 最大承载能力的计算
掌握材料基本力学性能及其测试方法 掌握压杆失效的不同形式，并分析和计算
A
B
7 指出图中满足三力平衡汇交定律的构件 B A
A
。
B B
A
B
A
A
A
B
B
C E
B
A
B
A
D
A
C
B
B
D
A
8 下列那些说法是正确的
。
A 力矩的大小与矩心有关； B 力偶矩的大小与矩心有关 C力矩和力偶矩的大小都与矩心无关 D 力矩和力偶矩的大小都描述了外力对构件的转动效果。
9 工作温度由常温升高到500度时，25号钢 力学性能也随之降低。
（ ）7、细长杆的失稳是由于杆的材料强度极限不足引起的，所 以可以采用强度较高的材料，如高强钢来改善杆的稳定性。
（ ）8、力偶的合力为0，因此它是平衡力系。
（ ）9、如果梁的某一段上没有载荷作用，那么这段梁上的剪力 必然为0。
（√）10、梁的抗弯截面模量反映了梁的抗弯能力，抗弯截面模量 愈大，能承受的弯矩愈大。
计算题
2-1(a) 提示1：该题主要考察 同学们对三力平衡汇 交定律的掌握程度 提示2：要求正确画出 未知力的方向
A
N1
N2
2-1（b) 提示1：该题主要考察 同学们对三力平衡汇 交定律的掌握程度 提示2：要求正确画出 未知力的方向
N1
A