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文檔簡介
1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第1課(3課時)課程基本介紹:與機械設(shè)計課程的基本區(qū)別: 研究對象的基本不同,研究方法的基本區(qū)別課程的訓(xùn)練目的和方法:因為同學(xué)們均為四年級,大家所從事的畢業(yè)設(shè)計研究方向不同,所以教學(xué)目的為盡可能對每個同學(xué)所從事的具體工作有所幫助。訓(xùn)練方法包括較多的討論課,討論以每人的大作業(yè)為基礎(chǔ),要求采用書面作業(yè)結(jié)合多媒體(以PowerPoint形式)表現(xiàn)手段,每人分別介紹自己的作業(yè),教師加以點評??己说幕巨k法:以教學(xué)過程檢查和期末考試相結(jié)合的方式:大作業(yè)4個,每個占10分,共40分,課堂點名10次,每次2分,共20分,考試占40分。正式教學(xué)開始1.緒論教學(xué)重點:幫助同學(xué)建立系統(tǒng)論
2、的觀點,從機械設(shè)計課程的零部件設(shè)計的思路建立機械系統(tǒng)的設(shè)計理念,激發(fā)對機械系統(tǒng)設(shè)計的興趣。教學(xué)難點:機械系統(tǒng)的體系1.1機械與機械系統(tǒng)1.1.1系統(tǒng)的概念舉例說明:例1:本人的碩士研究課題:一個液壓回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的研究重點說明:從機械零件的最佳設(shè)計角度能實現(xiàn)的效果與從系統(tǒng)的角度能完成的效果比較。引申出系統(tǒng)設(shè)計思想與零件設(shè)計的很大區(qū)別。例2:自動控制技術(shù)的發(fā)展歷程:從自動控制技術(shù)的發(fā)生、發(fā)展,以及從導(dǎo)彈、宇航一直到民用的發(fā)展歷程,介紹系統(tǒng)化的設(shè)計思想和思路。例3:系統(tǒng)論在經(jīng)濟學(xué)和人文科學(xué)領(lǐng)域的一些應(yīng)用:以房地產(chǎn)發(fā)展為例,嘗試說明系統(tǒng)論在經(jīng)濟學(xué)上的一些應(yīng)用。1.1.2機械系統(tǒng)的基本組成操縱及控制系統(tǒng)執(zhí)行
3、系統(tǒng)傳動系統(tǒng)動力系統(tǒng)子系統(tǒng):動力系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)、操縱及控制系統(tǒng)舉例說明:例1:汽車例2:機械設(shè)計中所有人均完成的千斤頂1.2機械系統(tǒng)設(shè)計的任務(wù)1.2.1從系統(tǒng)的觀點出發(fā)重點:與外部環(huán)境的相互影響,以汽車設(shè)計為例1.2.2合理確定系統(tǒng)功能重點:基本要求及輔助要求,以手機為例1.2.3提高可靠性重點:可靠性設(shè)計的一些基本介紹,以日本日產(chǎn)的壓路機為例(本人參與過實測)1.2.4提高經(jīng)濟性重點:壽命周期的設(shè)計。以挖掘機近年的技術(shù)發(fā)展為例,結(jié)合小松的壽命設(shè)計軟件功能。1.2.5保證安全性以電梯的防護裝置的發(fā)展一個環(huán)節(jié)為例(力矩限制器的產(chǎn)生與應(yīng)用)1.3機械系統(tǒng)設(shè)計方法概述以建筑卷揚機為例。1.
4、3.1基本設(shè)計過程計劃、外部設(shè)計、內(nèi)部設(shè)計、制造銷售1.3.2機械系統(tǒng)設(shè)計的特點1.3.3系統(tǒng)分解1.3.4系統(tǒng)評價主要參考書目:兩大類設(shè)計學(xué)或設(shè)計方法學(xué)的相關(guān)書籍。機械系統(tǒng)設(shè)計的相關(guān)教材。第2課(3課時)2.機械系統(tǒng)設(shè)計的方案設(shè)計與總體設(shè)計教學(xué)重點:機械系統(tǒng)的方案設(shè)計,幫助同學(xué)建立功能分析、功能分解的基本思想,激發(fā)創(chuàng)新意識,提高創(chuàng)新能力。教學(xué)難點:實際應(yīng)用所學(xué)知識進行方案設(shè)計2.1機械系統(tǒng)的方案設(shè)計以某啤酒廠的瓶蓋處理機為例。2.1.1研究給定的設(shè)計任務(wù)2.1.2設(shè)計任務(wù)抽象化(即理論建模)黑箱原理基本介紹能量流、物流、信息流的基本建立邊界條件及約束的建立2.1.3功能分解及設(shè)計目錄的使用2
5、.1.4方案選擇及評價指標評分法加權(quán)評價指標綜合評價矩陣其他評價方法簡介。2.2機械系統(tǒng)的總體設(shè)計以轎車設(shè)計為例2.2.1總體設(shè)計的內(nèi)容2.2.2總體布置設(shè)計2.2.3總體參數(shù)的確定以液壓挖掘機90年前后國際上主要總體性能參數(shù)的突然提高60%而國內(nèi)直到90年代中期才響應(yīng)為例,說明總體參數(shù)確定對機械性能指標的影響。大作業(yè)1:自選某設(shè)計任務(wù)進行方案設(shè)計,要求使用所學(xué)習(xí)的方案設(shè)計的基本原理進行。要求采用書面作業(yè)結(jié)合多媒體(以PowerPoint形式)表現(xiàn)手段。機械創(chuàng)新設(shè)計學(xué)簡介原理方案的創(chuàng)新設(shè)計:功能設(shè)計法、設(shè)計目錄、評價系統(tǒng)常用創(chuàng)新技法群體集智法、系統(tǒng)分析法、聯(lián)想類比法、轉(zhuǎn)向創(chuàng)新法、組合創(chuàng)新法創(chuàng)新
6、設(shè)計的理論基礎(chǔ)創(chuàng)造性思維創(chuàng)造原理(綜合創(chuàng)造原理、分離創(chuàng)造原理、移植創(chuàng)造原理、物場創(chuàng)造原理、還原創(chuàng)造原理、價值優(yōu)化原理)第3課(3課時)討論課1要求:采用方案競標會的形式,每人5分鐘介紹自己的方案設(shè)計。其中,設(shè)計對象描述約1分鐘,設(shè)計目標的提出及依據(jù)約1分鐘,設(shè)計方案的功能分解、原理求解約2分鐘,方案評價及最終確定方案約1分鐘。要求以多媒體(以PowerPoint形式)方式進行。教師、同學(xué)提問和報告人解答約3分鐘。當場打出方案分。進行1518人教師初步總結(jié):指出方案設(shè)計及表述過程中比較共性的問題和解決思路,要求在書面作業(yè)中補充完成。第4課(3課時)討論課2約20人左右第5課(3課時)討論課3完成
7、討論課并進行總結(jié),交所有的書面作業(yè)。第6課(3課時)3.機械系統(tǒng)的載荷特性和動力機選擇首先對同學(xué)們上學(xué)期期末“機械工程設(shè)計實踐”中有關(guān)動力機選擇的一般做法和存在問題進行討論,以一兩個同學(xué)的設(shè)計實例引出問題。教學(xué)重點:各動力機的種類及應(yīng)用的一般知識教學(xué)難點:針對實際用途進行動力機的選擇、計算3.1工作機械的載荷和工作制3.1.1工作機械的載荷類型恒轉(zhuǎn)矩:電梯、帶式輸送機恒功率:汽車的換檔、液壓挖掘機轉(zhuǎn)矩是轉(zhuǎn)速的函數(shù):載重車用緩速器、離心式水泵恒轉(zhuǎn)速:工程機械用柴油機、發(fā)電機的原動機載荷歷程的概念周期載荷、非周期載荷、隨機載荷3.1.2載荷處理方法常用的靜態(tài)處理:載荷情況系數(shù)的選取(設(shè)計手冊相關(guān)系
8、數(shù)選取)動態(tài)處理:載荷譜及相關(guān)處理方式(一般介紹)3.1.3載荷的確定方法類比法(例:常用產(chǎn)品系列的拓展)計算法(機械原理中的力分析、平衡力矩在實踐中的應(yīng)用,如剪切機)實測法(測試手段和測試方法,以本人工作經(jīng)歷中的壓路機的測試為例)3.1.4工作機械的工作制負載持續(xù)率,其中,為機械工作時間;為機械停歇時間3.2動力機的種類、機械特性及其選擇一般問題:載荷特性分析、動力機機械特性分析、容量計算、經(jīng)濟性分析、環(huán)境要求分析等。(例汽車動力、一般工程機械、普通車床)3.2.1電動機的種類、機械特性及其選擇3.2.1.1電動機的種類及其機械特性復(fù)勵并勵串勵他勵直流電動機交流電動機交流異步電動機交流同步電
9、動機電動機類型分析表機械特性(固有機械特性和人為機械特性)固有機械特性介紹交流異步電動機(起動點、空載工作點、額定工況、最大扭矩)直流電動機(他勵、串勵)3.2.1.2選型計算以一個實例說明:建筑卷揚機,卷筒直徑4m,起重量6噸,提升速度720m/min,起動加速時間10s,制動減速時間12s,總提升時間72s,停歇時間10s,卷揚機效率0.96。3.2.2內(nèi)燃機的種類、機械特性及其選擇3.2.2.1分類汽油機、柴油機的基本原理介紹。分類方法、常用名詞介紹。3.2.2.2主要性能有效功率、標定功率、升功率、有效燃油消耗率、機械效率、平均有效壓力3.2.2.3機械性能負荷特性、速度特性、萬有特性
10、調(diào)速器介紹3.2.2.4內(nèi)燃機的選擇固定式工況、螺旋槳工況、車用工況3.2.3液壓馬達及氣動馬達的種類、機械特性及其選擇(一般介紹)可選大作業(yè)2:概述電動機的分類及選型第7課(3課時)4.機械系統(tǒng)的噪聲及控制教學(xué)重點:噪聲的控制教學(xué)難點:噪聲的分類和特性首先介紹本人工作中遇到的某齒輪減速機廠的某型減速機所遭遇的噪聲問題,通過該實例引證噪聲問題的重要性。4.1機械系統(tǒng)噪聲的分類和特性4.1.1機械系統(tǒng)噪聲形成的基本原因機械撞擊力造成(鍛壓機等)、周期性交變力產(chǎn)生(齒輪嚙合等)、不均勻隨機力產(chǎn)生(軸承等)4.1.2機械系統(tǒng)噪聲的分類4.1.2.1按起源分類:機械性噪聲、流體動力性噪聲、電磁性噪聲4
11、.1.2.2按噪聲強度隨時間而變化的情況分類:穩(wěn)態(tài)噪聲、非穩(wěn)態(tài)噪聲、脈沖噪聲4.1.3衡量噪聲的指標(介紹)客觀評價量、主觀評價量4.1.4機械系統(tǒng)噪聲的傳播和衰減4.2機械系統(tǒng)的噪聲控制4.2.1噪聲控制的一般原則和方法4.2.2噪聲源控制4.2.3噪聲傳播途徑控制4.2.4噪聲接受處控制4.2.5常用吸聲材料和隔聲材料4.2.6降噪裝置設(shè)計4.3機械噪聲測量簡介可選大作業(yè)2:概述球磨機的噪聲發(fā)生及降噪措施5.操縱及控制系統(tǒng)設(shè)計概述教學(xué)重點:分類及應(yīng)用的一般知識教學(xué)難點:自動控制技術(shù)在工業(yè)上的應(yīng)用5.1操縱系統(tǒng)設(shè)計5.1.1操縱系統(tǒng)的功能及要求基本功能:信號轉(zhuǎn)換基本要求:輕便省力、行程適當、
12、定位可靠、反饋準確迅速、安全可靠等等。以汽車的操縱系統(tǒng)為例,結(jié)合其操縱系統(tǒng)的發(fā)展歷程說明。5.1.2操縱系統(tǒng)的組成及分類基本組成:操縱件、執(zhí)行件和傳動件分類:人力、助力、液壓、氣壓5.1.3操縱系統(tǒng)設(shè)計(簡單介紹)5.1.4人機工程學(xué)在操縱系統(tǒng)設(shè)計中的應(yīng)用(介紹)結(jié)合汽車的操縱系統(tǒng)加以說明5.2控制系統(tǒng)設(shè)計5.2.1控制系統(tǒng)的作用、分類、和組成控制系統(tǒng)的作用:控制系統(tǒng)的分類:按控制信號的變化規(guī)律(恒值、程控、伺服)按系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(單回路及多回路、開環(huán)及閉環(huán)、復(fù)合控制、單級及多級)控制系統(tǒng)組成,以閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)為例5.2.2控制原理經(jīng)典控制論與現(xiàn)代控制論(簡述控制理論的發(fā)展歷史,結(jié)合本人碩士論
13、文工作說明其作用的特點)5.2.3實例介紹火炮炮臺回轉(zhuǎn)跟蹤系統(tǒng)主動控制技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的部分應(yīng)用(國外)可選大作業(yè)2:討論某伺服系統(tǒng)的功能、原理及設(shè)計特點(可任選應(yīng)用場合)第8課(3課時)討論課4要求:前述可選大作業(yè)2,每人4分鐘介紹自己的論述內(nèi)容。要求以多媒體(以PowerPoint形式)方式進行。教師、同學(xué)提問和報告人解答約2分鐘。當場打出成績。進行25人教師初步總結(jié):指出需要在書面作業(yè)中補充完成的內(nèi)容,指出存在的一些共性的問題。第9課(3課時)討論課5完成討論課并進行總結(jié),交所有的書面作業(yè)。第10課(3課時)6.執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計教學(xué)重點:工作循環(huán)圖的繪制和應(yīng)用教學(xué)難點:執(zhí)行機構(gòu)選型6.1執(zhí)行系
14、統(tǒng)的組成、功能及分類6.1.1執(zhí)行系統(tǒng)的組成執(zhí)行構(gòu)件和機構(gòu)(工作機或工作裝置)6.1.2執(zhí)行系統(tǒng)的功能夾持、搬運、輸送、分度及轉(zhuǎn)換工位、檢測、完成工藝性動作等教材中的示例逐一說明(四種機械手、車門啟閉、搬運、直線輸送、直線導(dǎo)軌、兩種回轉(zhuǎn)作業(yè)臺、分度裝置、墊圈檢測等等)6.2機構(gòu)選型及常用執(zhí)行機構(gòu)的主要性能特點教材中的機構(gòu)圖樣逐一介紹和說明(詳述)。6.3執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計 以本人曾參與的一個繃帶成卷機的設(shè)計為例逐步說明6.3.1設(shè)計要求的提出6.3.2執(zhí)行系統(tǒng)的設(shè)計步驟擬定運動方案、擬定機構(gòu)組合方案、繪制工作循環(huán)圖、運動分析、動力學(xué)分析及承載能力計算。大作業(yè)3:自選某自動化機械進行執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計,要求
15、完成方案設(shè)計過程、制定機構(gòu)組合方案、繪制工作循環(huán)圖、完成基本運動分析。第11課(3課時)討論課6要求:設(shè)計對象描述約1分鐘,設(shè)計方案的提出及選定機構(gòu)介紹約2分鐘,工作循環(huán)圖介紹1分鐘,共每人4分鐘介紹自己的論述內(nèi)容。要求以多媒體(以PowerPoint形式)方式進行。教師、同學(xué)提問和報告人解答約2分鐘。當場打出成績。進行25人教師初步總結(jié):指出需要在書面作業(yè)中補充完成的內(nèi)容,指出存在的一些共性的問題。第12課(3課時)討論課7完成討論課并進行總結(jié),交所有的書面作業(yè)。第13課(3課時)7.傳動系統(tǒng)設(shè)計教學(xué)重點:有級傳動系統(tǒng)的一般知識教學(xué)難點:針對實際用途進行傳動系統(tǒng)的設(shè)計、計算7.1傳動系統(tǒng)的功
16、能和要求7.1.1傳動系統(tǒng)的基本功能運動的傳遞和轉(zhuǎn)換形式、力的傳遞和轉(zhuǎn)換方式、動力的分解和組合。7.1.2傳動系統(tǒng)的要求與動力機的匹配、起制動、調(diào)速、換向、卸載、安全保護等。7.2傳動系統(tǒng)的類型及其選擇7.2.1按傳動比變化情況分類固定傳動比:起重機可調(diào)傳動比:有級變速(汽車、機床等)、無級變速(機械無級變速器)、周期性變速(造紙和紡織用放卷機等)7.2.2按驅(qū)動形式分類獨立驅(qū)動:單執(zhí)行機構(gòu)(曲柄壓力機)、不相關(guān)的多個執(zhí)行系統(tǒng)(起重機)、數(shù)控機械的傳動系統(tǒng)集中驅(qū)動:有傳動比要求(螺桿加工)、有動作順序要求(啤酒封蓋過程)、相互獨立驅(qū)動(塔式起重機)、聯(lián)合驅(qū)動(隧道掘進機)7.2.3按工作原理分
17、類機械傳動、流體傳動、電力傳動(教材表5.1詳細說明)7.2.4傳動類型的選擇以汽車傳動系統(tǒng)為例,分別說明各類型的優(yōu)缺點。7.3傳動系統(tǒng)的組成7.3.1變速裝置交換齒輪變速、滑移齒輪變速、離合器變速、嚙合器變速各具一例(用機構(gòu)運動簡圖說明)7.3.2起停和換向裝置電動機自身、用離合器(簡圖)結(jié)構(gòu)介紹(教材中的圖)7.3.3制動裝置制動器介紹:接觸式;帶式、塊式、蹄式、盤式非接觸式:磁粉制動器、電緩沖器7.3.4安全保護裝置安全聯(lián)軸器、安全離合器專用安全保護裝置:結(jié)合本人經(jīng)歷介紹電梯的防護、起重機的保護裝置等。7.4傳動系統(tǒng)的運動設(shè)計7.4.1有級變速傳動的運動設(shè)計確定結(jié)構(gòu)式、定比傳動副的確定、轉(zhuǎn)速圖的繪制、公比確定原則以上海桑塔納2000型的速比為例。(汽車構(gòu)造教材)7.4.2無級變速傳動鏈的設(shè)計原則(介紹)電機調(diào)速介紹(直流調(diào)速、交流變頻調(diào)速)其他無級調(diào)速方案介紹7.4.3液壓的無
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