教案力学.docx
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1、授课顺序专业及班级Ol授课日期课题绪论教学目的1、掌握理论力学的研究对象2、熟悉理论力学的研究方法材料力学的基本知识3.基本变形的主要特点重点与难点重点:理论力学的研究对象、研究方法难点:1.理论力学的研究方法,特别是抽象化思想的建立材料的力学性能2 .构件的承载能力:3 .内力的概念教具授课类型、方法讲授教学评价签字年月日一、理论力学的研究对象理论力学是研究物体机械运动一般规律的一门学科。所谓机械运动是指物体在空间的位置随时间的变化二、理论力学的研究方法任何一门学科由于研究对象的不同而有不同的研究方法,但是通过实践而发现真理,这是任何科学技术发展的正确途径。理论力学的发展史也遵循着这一认识规
2、律。一般解决理学问题时所应遵循的方法步骤是:1、将所要研究的问题抽象化为一定的力学模型,这些力学模型既要反映问题的矛盾主体,又要便于求解。2、应用力学原理把有关的力学问题书写成数学形式。3、运用一定的数学工具求解。4、根据具体问题,对数学解进行分析讨论,甚至决定取舍。三、学习理论力学的目的理论力学是现代工程技术的理论基础,它的定律和结论被广泛应用于各种工程技术中。四、变形1.构件在载荷作用下,其形状和尺寸发生变化的现象;变形固体的变形通常可分为两种:弹性变形-载荷解除后变形随之消失的变形塑性变形-载荷解除后变形不能消失的变形2.材料力学研究的主要是弹性变形,并且只限于弹性小变形,即变形量远远小
3、于其自身尺寸的变形五、.变形固体的基本假设连续性假设 假设在固体所占有的空间内毫无空隙的充满了物质均匀性假设 假设材料的力学性能在各处都是相同的。各向同性假设 假设变形固体各个方向的力学性能都相同六、材料力学的基本知识材料的力学性能指变形固体在力的作用下所表现的力学性能。七、构件的承载能力:强度-构件抵抗破坏的能力刚度-构件抵抗变形的能力稳定性-构件保持原有平衡状态的能力八、内力的概念构件在外力作用时,形状和尺寸将发生变化,其内部质点之间的相互作用力也将随之改变,这个因外力作用而引起构件内部相互作用的力,称为附加内力,简称内力授课顺序专业及班级Ol授课日期课题1.11.21.3教学目的1 .掌
4、握力的概念及力的三种表示方法。2 .掌握静力学的四个公理和两个推论。3 .掌握力矩的概念、性质及合力矩定理。重点与难点重点1.力的三种表示方法。2.力矩的计算及合力矩定理的应用。难点1 .力在坐标轴上的投影。2 .合力矩定理的应用教具授课类型、方法讲授教学评价签字年月日绪论0.1引言自阅0.2机械概述0.2.1机器和机构在人们的生产和生活中广泛使用着各种机器。机器的种类繁多,结构形式和用途也各不相同,但总的来说,机器有三个共同的特征:(1)都是人为的各种实物的组合;(2)组成机器的各种实物间具有确定的相对运动;(3)可代替或减轻人的劳动,完成有用的机械功或转换机械能。机构是具有确定相对运动的各
5、种实物的组合,它只符合机器的前两个特征。(1)(2)0.2.2零件和构件构件:运动的单元;零件:制造的单元。0.2.3机器的组成/il-61电动机2-带修动首减速器4联轴器5版险在传述帮1原动部分2工作部分3传动部分4控制部分0.3机械设计基础课程的性质、内容、任务和学习方法特点0.3.1机械设计基础课程的性质与研究对象机械设计基础是一门综合性技术基础课,其研究对象如下:第一篇常用机构研究对象为常见于各种机器中的机构。如平面连杆机构,凸轮机构等。第二篇常用机械传动研究对象为常见于各种机器中的机械传动。如齿轮传动,带传动等。第三篇通用机械零部件研究对象是在各种机器中普遍使用的零部件。如轴、轴承、
6、联轴器及离合器等。0.3.2机械设计基础课程的内容第一篇常用机构(机械原理)主要研究机器中常用机构的组成、工作原理、运动特性、动力特性以及设计的基本原理和方法。第二篇常用机械传动(机械原理与机械零件)主要研究机器中常用机械传动的工作原理、结构特点和运动特性,以及设计的基本原理和方法。第三篇通用机械零部件(机械零件)主要研究机械中通用零部件的工作原理、结构特点、选用、设计原理和方法。0.3.3机械设计基础课程的任务(1)熟悉常用机构、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,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
7、设计简单机械传动装置的能力。(2)具有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。0.3.4机械设计基础课程的学习方法特点本课程是从理论性、系统性很强的基础课和专业基础课向实践性较强的专业课过渡的一个重要转折点。(1)学会综合运用知识本课程是一门综合性课程,综合运用本课程和其他课程所学知识解决机械设计问题是本课程的教学目标,也是设计能力的重要标志。(2)学会知识技能的实际应用本课程又是一门能够应用于工程实际的设计性课程,除完成教学大纲安排的实验、实训、设计训练外,还应注意设计公式的应用条件,公式中系数的选择范围,设计结果的处理,特别是结构设计和工艺性问题。(3
8、)学会总结归纳本课程的研究对象多,内容繁杂,所以必须对每一个研究对象的基本知识、基本原理、基本设计思路方法进行归纳总结,并与其他研究对象进行比较,掌握其共性与个性,只有这样才能有效提高分析和解决设计问题的能力。(4)学会创新学习机械设计不仅在于继承,更重要的是应用创新,机械科学产生与发展的历程,就是不断创新的历程。只有学会创新,才能把知识变成分析问题与解决问题的能力。作业:授课顺序专业及班级02授课日期课题常用机构教学目的理解平面机构、运动副、自由度等基本概念重点与难点重点:运动副、自由度等基本概念难点运动副教具无授课类型、方法讲授签字第1章平面机构的运动简图构件(Member):运动的单元。
9、机构(MeChaniSm)是由构件组成的,各构件之间具有确定的相对运动。平面机构(PlanarMechanism)所有构件都在同一平面或相互平行的平面内运动的机构。1.1平面运动副1.1.1运动副(KinematiCPair)的概念1.构件的自由度(DegreeofFreedom)构件的自由度一一构件所具有的独立运动的数目。运动副一一两构件直接接触而乂能产生一定形式的相对运动的联接。1.1.2运动副的类型及其特点(KinematicPairClassification)平面机构中,由于运动副将各构件的运动限制在同平面或相互平行的平面内,故这种运动副也称为平面运动副。根据构件间接触形式的不同,平
10、面运动副可分为低副和高副。1 .低副低副一一两构件通过面接触组成的运动副。根据两构件间相对运动形式的不同,常见的平面低副有转动副和移动副两种。(1)转动副转动副一一两构件间只能产生相对转动的运动副。又称回转副或钱链。活动较链(中间较链)(2)移动副移动副一一两构件间只能产生相对移动的运动副。2 .恬I副两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副。8.2平面机构的运动简图机构运动简图的绘制(DraWingKinematicSchemeofMechanism)机构是由若干构件通过若干运动副组合在一起的。在研究机构运动时,为了便于分析,常常瞥开它们因强度等原因形成的复杂外形及具体构造,仅用简单的符号和
11、线条表示,并按一定的比例定出各运动副及构件的位置,这种简明表示机构各构件之间相对运动关系的图形称为机构运动简图。1.2.2构件的分类及带有运动副元素的构件的图示1 .构件的分类机构中的构件按其运动性质可分为三类:(1)机架机架是机构中视作固定不动的构件,它用来支承其它可动构件。例如各种机床的床身是机架,它支承着轴、齿轮等活动构件。在机构简图中,将机架打上斜线表示。(2)原动件已给定运动规律的活动构件,即直接接受能源或最先接受能源作用有驱动力或力矩的构件。例如柴油机中的活塞。它的运动是外界输入的,因此又称为输入构件。在机构简图中,将原动件标上箭头表示。(3)从动件机构中随着原动件的运动而运动的其
12、他活动构件。如柴油机中的连杆、曲轴、齿轮等都是从动件。当从动件输出运动或实现机构的功能时,便称其为执行件。2 .带有运动副元素的构件的图示运动副以及带有运动副元素的构件的画法见表。机构运动简图常用符号(摘自GB4460-85)名称外啪合圆柱齿轮机构内啮合圆柱齿轮机构移动副齿轮齿条机构圆锥齿轮机构蜗杆蜗轮机构带传动链传动I:型符导,标注ZTTZZ7-在带的上方、乂邛:圆带平带1.C才VC格型符号,标注在轮轴连心线上方渡子链#齿形链W作业:授课顺序专业及班级03授课日期课题平面机构的运动简图教学目的目的任务:掌握机构运动简图绘制的基本方法重点:机构运动简图绘制难点:机构运动简图绘制重点与难点重点:
13、机构运动简图绘制难点:机构运动简图绘制教具多媒体授课类型、方法讲授签字例IT如图所示为一偏心轮机构模型图,试绘制其运动简图。例1-2试绘制图示颗式破碎机的机构运动简图。1-1试绘制图示各机构的机构示意图。1.3平面机构的自由度1.3.1平面机构的自由度一个作平面运动的自由构件具有三个自由度。若一个平面机构共有n个活动构件。在未用运动副联接前,则活动构件自由度总数为3n。当用运动副将这些活动构件与机架联接组成机构后,则各活动构件具有的自由度受到约束。若机构中有PL个低副,PH个高副,则受到的约束,即减少的自由度总数应为2PL+PH。因此,该机构相对于固定构件的自由度数应为活动构件的自由度数与引入
14、运动副减少的自由度数之差,该差值称为机构的自由度,并以F表示,F=3n-2PL-PH由上式可知,机构要能运动,它的自由度必须大于零。机构的自由度表明机构具有的独立运动数目。由于每一个原动件只可从外界接受一个独立运动规律(如内燃机的活塞具有个独立的移动)因此,当机构的自由度为1时,只需有一个原动件;当机构的自由度为2时,则需有两个原动件。机构具有确定运动的条件是:原动件数目应等于机构的自由度数目。例试计算图示航空照相机快门机构的自由度。航空照相机快门机构解:该机构的构件总数N=6,活动构件数n=5,6个转动副、一个移动副, 可得机构的自由度数为:没有高副。由此F=3n-2PL-PH=35-27-
15、0= 1例试计算图示牛头刨床工作机构的自由度。1个高副。由此可解:该机构的构件总数N=7,活动构件数n=6,5个转动副、3个移动副,得机构的自由度数为:F=3n-2PL-PH=36-28-1=1签字年 月曰授课顺序专业及班级04授课日期课题平面连杆机构自由度计算习题课教学目的日的任务:自由度计算的注意事项重点与难点重点:自由度计算难点:虚约束教具授课类型、讲授方法1 .计算如图所示各机构的自由度,并说明欲使其具有确定运动,需要有几个原动件。2 .如图所示各机构在组成上是否合理?如不合理,请针对错误提出修理方案。3 .如图所示,计算下列机构的自由度并验证它们的运动是否确定?授课顺序专业及班级04
16、授课日期课题平面连杆机构平面四杆机构的类型教学目的目的任务:理解平面四杆机构的各种类型重点与难点重点:较链四杆机构类型难点:导杆机构教具教学方法:多媒体授课类型、方法讲授教学评价签字年月日第2章平面连杆机构2.1 平面四杆机构的类型平面四杆机构可分为两类:1.全转动副的平面四杆机构,称为银链四杆机构;2.1.1 钱链四杆机构的基本类型较链四杆机构的基本类型类型判断钱链四杆机构存在曲柄的条件:(1)最短杆与最长杆的长度之和,小于或等于其余两杆长度之和;(2)连架杆和机架中必有一个是最短杆。根据上述曲柄存在条件可得以下推论:钱链四杆机构中,若最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆长度之和,则取
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