机械基础(微课版)

项目1 机械基础知识 1 【学习目标】 1 任务1.1 认识和表达机构 2 【任务导入】 2 【任务分析】 2 【相关知识】 2 1.1.1 机械基础的研究对象 2 1.1.2 零件的失效形式及设计准则 5 1.1.3 机械设计的基本要求及程序 9 1.1.4 平面机构及运动简图 10 【任务实施】绘制牛头刨床的运动简图 14 任务1.2 判别机构是否具有确定运动 15 【任务导入】 15 【任务分析】 15 【相关知识】 15 1.2.1 平面机构的自由度 15 1.2.2 机构具有确定运动的条件 16 1.2.3 计算自由度时应注意的问题 17 【任务实施】判定牛头刨床机构能否实现所需要的确定 运动 19 【综合技能实训】绘制机构运动简图 19 【思考与练习】 21 项目2 平面连杆机构 24 【学习目标】 24 任务2.1 分析构件的受力 25 【任务导入】 25 【任务分析】 25 【相关知识】 25 2.1.1 静力学相关知识 25 2.1.2 平面力系的平衡问题 30 【任务实施】分析起重机悬臂的受力情况 40 任务2.2 分析平面四杆机构的运动特性 40 【任务导入】 40 【任务分析】 41 【相关知识】 41 2.2.1 平面连杆机构的类型和特点 41 2.2.2 平面四杆机构的演化 44 2.2.3 平面四杆机构的运动特性 47 【任务实施】分析缝纫机踏板机构的运动特性 50 任务2.3 设计简单的平面四杆机构 51 【任务导入】 51 【任务分析】 51 【相关知识】 51 2.3.1 按给定连杆位置设计平面四杆机构 51 2.3.2 按给定行程速度变化系数K设计平面四杆机构 53 【任务实施】设计内燃机中的曲柄滑块机构 54 【综合技能实训】组装平面四杆机构并观察其特性 55 【思考与练习】 56 项目3 凸轮机构和其他间歇运动机构 61 【学习目标】 61 任务3.1 认识凸轮 62 【任务导入】 62 【任务分析】 62 【相关知识】 62 3.1.1 凸轮机构的应用和分类 62 3.1.2 常用的从动件运动规律 65 3.1.3 盘形凸轮轮廓曲线设计 68 3.1.4 凸轮设计中的几个问题 71 【任务实施】分析内燃机配气机构的运动 74 任务3.2 认识其他间歇运动机构 74 【任务导入】 74 【任务分析】 74 【相关知识】 75 3.2.1 棘轮机构 75 3.2.2 槽轮机构 78 3.2.3 不完全齿轮机构 79 3.2.4 凸轮式间歇运动机构 80 【任务实施】分析冲压式蜂窝煤成形机中的间歇运动机构 80 【综合技能实训】设计汽车内燃机配气机构凸轮轮廓曲线 81 【思考与练习】 82 项目4 机件连接 85 【学习目标】 85 任务4.1 分析构件的安全问题 86 【任务导入】 86 【任务分析】 86 【相关知识】 86 4.1.1 杆件轴向拉伸和压缩 86 4.1.2 杆件剪切和挤压 97 4.1.3 圆轴扭转 100 4.1.4 直梁弯曲强度计算 105 4.1.5 扭转和弯曲组合变形 116 【任务实施】校核拉伸杆的强度 119 任务4.2 认识螺纹连接 119 【任务导入】 119 【任务分析】 120 【相关知识】 120 4.2.1 螺纹连接的形成、类型及主要参数 120 4.2.2 螺栓连接的强度计算 125 4.2.3 螺栓连接件的材料和许用应力 127 4.2.4 提高螺栓连接强度的措施 128 【任务实施】设计起重机吊钩的螺纹连接 129 任务4.3 认识键连接和销连接 130 【任务导入】 130 【任务分析】 130 【相关知识】 130 4.3.1 键连接的类型、特点及应用 130 4.3.2 键连接的尺寸选择和强度校核 133 4.3.3 花键连接的类型和应用 134 4.3.4 销连接的类型和应用 134 【任务实施】设计减速器输出轴与齿轮的键连接 135 【综合技能实训】设计气缸用普通螺栓连接 135 【思考与练习】 136 项目5 带传动和链传动设计 141 【学习目标】 141 任务5.1 设计带传动 142 【任务导入】 142 【任务分析】 142 【相关知识】 142 5.1.1 带传动的类型、特点及应用 142 5.1.2 带传动的工作性能分析 144 5.1.3 普通V带和带轮的结构与材料 146 5.1.4 普通V带传动的设计 149 【任务实施】设计带式输送机传动装置中的V带传动 155 任务5.2 认识链传动 157 【任务导入】 157 【任务分析】 157 【相关知识】 157 5.2.1 链传动的类型、特点及应用 157 5.2.2 滚子链与链轮 158 5.2.3 链传动的运动特性 160 5.2.4 链传动的润滑、布置及张紧 162 【任务实施】标记链条链号 164 【综合技能实训】拆装普通单速自行车链条 165 【思考与练习】 166 项目6 齿轮传动及轮系设计 168 【学习目标】 168 任务6.1 测量和计算齿轮的几何尺寸 169 【任务导入】 169 【任务分析】 169 【相关知识】 169 6.1.1 齿轮传动的类型 169 6.1.2 渐开线性质及渐开线齿廓啮合特性 170 6.1.3 渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算 172 6.1.4 渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动 174 6.1.5 渐开线齿廓切削加工的原理 176 【任务实施】测量渐开线齿轮参数 179 任务6.2 设计齿轮传动 180 【任务导入】 180 【任务分析】 181 【相关知识】 181 6.2.1 齿轮传动的失效形式与设计准则 181 6.2.2 渐开线直齿圆柱齿轮传动的强度计算 183 6.2.3 斜齿圆柱齿轮传动 188 6.2.4 直齿锥齿轮传动简介 193 6.2.5 齿轮的结构设计及 润滑 193 6.2.6 标准齿轮传动的设计 计算 196 【任务实施】设计单级齿轮减速器中的齿轮传动 197 任务6.3 设计蜗杆传动 199 【任务导入】 199 【任务分析】 200 【相关知识】 200 6.3.1 蜗杆传动的类型和特点 200 6.3.2 蜗杆传动的主要参数和几何尺寸 201 6.3.3 蜗杆传动的失效形式、材料和精度 204 6.3.4 蜗杆传动的强度计算 205 6.3.5 蜗杆传动的效率、润滑 和热平衡计算 206 6.3.6 蜗杆和蜗轮的结构 208 【任务实施】设计搅拌机用蜗杆减速器中的蜗杆传动 209 任务6.4 设计轮系传动 210 【任务导入】 210 【相关知识】 210 6.4.1 轮系的分类 210 6.4.2 定轴轮系的传动比 计算 211 6.4.3 行星轮系的传动比 计算 213 6.4.4 复合轮系的传动比 计算 215 6.4.5 轮系的应用 216 6.4.6 减速器简介 217 【任务实施】计算汽车变速器各挡 位传动比 220 【综合技能实训】拆装减速器 220 【思考与练习】 222 项目7 轴系及应用 227 【学习目标】 227 任务7.1 设计轴的结构 228 【任务导入】 228 【任务分析】 228 【相关知识】 228 7.1.1 轴的类型 228 7.1.2 轴的材料 229 7.1.3 轴的结构设计要求 230 7.1.4 轴的强度计算 233 7.1.5 轴的设计过程 234 【任务实施】设计带式运输机减速器的输出轴 235 任务7.2 认识滑动轴承 238 【任务导入】 238 【任务分析】 238 【相关知识】 238 7.2.1 滑动轴承的类型 238 7.2.2 滑动轴承的结构 239 7.2.3 轴瓦结构和滑动轴承材料 241 7.2.4 滑动轴承的润滑 243 【任务实施】设计滑动轴承 244 任务7.3 选用滚动轴承类型 245 【任务导入】 245 【任务分析】 245 【相关知识】 245 7.3.1 滚动轴承的组成及类型 245 7.3.2 滚动轴承的代号 248 7.3.3 滚动轴承的类型选择 250 7.3.4 滚动轴承的失效形式与寿命计算 251 7.3.5 滚动轴承的组合设计 257 7.3.6 滚动轴承的配合和拆装 259 7.3.7 滚动轴承的润滑与密封 260 【任务实施】为设备选择合适的 滚动轴承类型 262 任务7.4 认识联轴器与离合器 262 【任务导入】 262 【任务分析】 262 【相关知识】 262 7.4.1 联轴器的种类、结构及 特点 262 7.4.2 离合器的种类、结构及 特点 266 【任务实施】选择联轴器 268 【综合技能实训】设计及拆装轴系零部件 268 【思考与练习】 270 项目1 机械基础知识 1 【学习目标】 1 任务1.1 认识和表达机构 2 【任务导入】 2 【任务分析】 2 【相关知识】 2 1.1.1 机械基础的研究对象 2 1.1.2 零件的失效形式及设计准则 5 1.1.3 机械设计的基本要求及程序 9 1.1.4 平面机构及运动简图 10 【任务实施】绘制牛头刨床的运动简图 14 任务1.2 判别机构是否具有确定运动 15 【任务导入】 15 【任务分析】 15 【相关知识】 15 1.2.1 平面机构的自由度 15 1.2.2 机构具有确定运动的条件 16 1.2.3 计算自由度时应注意的问题 17 【任务实施】判定牛头刨床机构能否实现所需要的确定运动 19 【综合技能实训】绘制机构运动简图 19 【思考与练习】 21 项目2 平面连杆机构 24 【学习目标】 24 任务2.1 分析构件的受力 25 【任务导入】 25 【任务分析】 25 【相关知识】 25 2.1.1 静力学相关知识 25 2.1.2 平面力系的平衡问题 30 【任务实施】分析起重机悬臂的受力情况 40 任务2.2 分析平面四杆机构的运动特性 40 【任务导入】 40 【任务分析】 41 【相关知识】 41 2.2.1 平面连杆机构的类型和特点 41 2.2.2 平面四杆机构的演化 44 2.2.3 平面四杆机构的运动特性 47 【任务实施】分析缝纫机踏板机构的运动特性 50 任务2.3 设计简单的平面四杆机构 51 【任务导入】 51 【任务分析】 51 【相关知识】 51 2.3.1 按给定连杆位置设计平面四杆机构 51 2.3.2 按给定行程速度变化系数K设计平面四杆机构 53 【任务实施】设计内燃机中的曲柄滑块机构 54 【综合技能实训】组装平面四杆机构并观察其特性 55 【思考与练习】 56 项目3 凸轮机构和其他间歇运动机构 61 【学习目标】 61 任务3.1 认识凸轮 62 【任务导入】 62 【任务分析】 62 【相关知识】 62 3.1.1 凸轮机构的应用和分类 62 3.1.2 常用的从动件运动规律 65 3.1.3 盘形凸轮轮廓曲线设计 68 3.1.4 凸轮设计中的几个问题 71 【任务实施】分析内燃机配气机构的运动 74 任务3.2 认识其他间歇运动机构 74 【任务导入】 74 【任务分析】 74 【相关知识】 75 3.2.1 棘轮机构 75 3.2.2 槽轮机构 78 3.2.3 不完全齿轮机构 79 3.2.4 凸轮式间歇运动机构 80 【任务实施】分析冲压式蜂窝煤成形机中的间歇运动 机构 80 【综合技能实训】设计汽车内燃机配气机构凸轮轮廓曲线 81 【思考与练习】 82 项目4 机件连接 85 【学习目标】 85 任务4.1 分析构件的安全问题 86 【任务导入】 86 【任务分析】 86 【相关知识】 86 4.1.1 杆件轴向拉伸和压缩 86 4.1.2 杆件剪切和挤压 97 4.1.3 圆轴扭转 100 4.1.4 直梁弯曲强度计算 105 4.1.5 扭转和弯曲组合变形 116 【任务实施】校核拉伸杆的强度 119 任务4.2 认识螺纹连接 119 【任务导入】 119 【任务分析】 120 【相关知识】 120 4.2.1 螺纹连接的形成、类型及主要参数 120 4.2.2 螺栓连接的强度计算 125 4.2.3 螺栓连接件的材料和许用应力 127 4.2.4 提高螺栓连接强度的措施 128 【任务实施】设计起重机吊钩的螺纹连接 129 任务4.3 认识键连接和销连接 130 【任务导入】 130 【任务分析】 130 【相关知识】 130 4.3.1 键连接的类型、特点及应用 130 4.3.2 键连接的尺寸选择和强度校核 133 4.3.3 花键连接的类型和应用 134 4.3.4 销连接的类型和应用 134 【任务实施】设计减速器输出轴与齿轮的键连接 135 【综合技能实训】设计气缸用普通螺栓连接 135 【思考与练习】 136 项目5 带传动和链传动设计 141 【学习目标】 141 任务5.1 设计带传动 142 【任务导入】 142 【任务分析】 142 【相关知识】 142 5.1.1 带传动的类型、特点及应用 142 5.1.2 带传动的工作性能分析 144 5.1.3 普通V带和带轮的结构与材料 146 5.1.4 普通V带传动的设计 149 【任务实施】设计带式输送机传动装置中的V带传动 155 任务5.2 认识链传动 157 【任务导入】 157 【任务分析】 157 【相关知识】 157 5.2.1 链传动的类型、特点及应用 157 5.2.2 滚子链与链轮 158 5.2.3 链传动的运动特性 160 5.2.4 链传动的润滑、布置及张紧 162 【任务实施】标记链条链号 164 【综合技能实训】拆装普通单速自行车链条 165 【思考与练习】 166 项目6 齿轮传动及轮系设计 168 【学习目标】 168 任务6.1 测量和计算齿轮的几何尺寸 169 【任务导入】 169 【任务分析】 169 【相关知识】 169 6.1.1 齿轮传动的类型 169 6.1.2 渐开线性质及渐开线齿廓啮合特性 170 6.1.3 渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算 172 6.1.4 渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动 174 6.1.5 渐开线齿廓切削加工的原理 176 【任务实施】测量渐开线齿轮参数 179 任务6.2 设计齿轮传动 180 【任务导入】 180 【任务分析】 181 【相关知识】 181 6.2.1 齿轮传动的失效形式与设计准则 181 6.2.2 渐开线直齿圆柱齿轮传动的强度计算 183 6.2.3 斜齿圆柱齿轮传动 188 6.2.4 直齿锥齿轮传动简介 193 6.2.5 齿轮的结构设计及润滑 193 6.2.6 标准齿轮传动的设计计算 196 【任务实施】设计单级齿轮减速器中的齿轮传动 197 任务6.3 设计蜗杆传动 199 【任务导入】 199 【任务分析】 200 【相关知识】 200 6.3.1 蜗杆传动的类型和特点 200 6.3.2 蜗杆传动的主要参数和几何尺寸 201 6.3.3 蜗杆传动的失效形式、材料和精度 204 6.3.4 蜗杆传动的强度计算 205 6.3.5 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算 206 6.3.6 蜗杆和蜗轮的结构 208 【任务实施】设计搅拌机用蜗杆减速器中的蜗杆传动 209 任务6.4 设计轮系传动 210 【任务导入】 210 【相关知识】 210 6.4.1 轮系的分类 210 6.4.2 定轴轮系的传动比计算 211 6.4.3 行星轮系的传动比计算 213 6.4.4 复合轮系的传动比计算 215 6.4.5 轮系的应用 216 6.4.6 减速器简介 217 【任务实施】计算汽车变速器各挡位传动比 220 【综合技能实训】拆装减速器 220 【思考与练习】 222 项目7 轴系及应用 227 【学习目标】 227 任务7.1 设计轴的结构 228 【任务导入】 228 【任务分析】 228 【相关知识】 228 7.1.1 轴的类型 228 7.1.2 轴的材料 229 7.1.3 轴的结构设计要求 230 7.1.4 轴的强度计算 233 7.1.5 轴的设计过程 234 【任务实施】设计带式运输机减速器的输出轴 235 任务7.2 认识滑动轴承 238 【任务导入】 238 【任务分析】 238 【相关知识】 238 7.2.1 滑动轴承的类型 238 7.2.2 滑动轴承的结构 239 7.2.3 轴瓦结构和滑动轴承材料 241 7.2.4 滑动轴承的润滑 243 【任务实施】设计滑动轴承 244 任务7.3 选用滚动轴承类型 245 【任务导入】 245 【任务分析】 245 【相关知识】 245 7.3.1 滚动轴承的组成及类型 245 7.3.2 滚动轴承的代号 248 7.3.3 滚动轴承的类型选择 250 7.3.4 滚动轴承的失效形式与寿命计算 251 7.3.5 滚动轴承的组合设计 257 7.3.6 滚动轴承的配合和拆装 259 7.3.7 滚动轴承的润滑与密封 260 【任务实施】为设备选择合适的滚动轴承类型 262 任务7.4 认识联轴器与离合器 262 【任务导入】 262 【任务分析】 262 【相关知识】 262 7.4.1 联轴器的种类、结构及特点 262 7.4.2 离合器的种类、结构及特点 266 【任务实施】选择联轴器 268 【综合技能实训】设计及拆装轴系零部件 268 【思考与练习】 270