2015第一学期专业基础课课程大纲之化工设备机械基础.doc

化工设备机械基础Chemical Equipment Machine Foundation【课程编码】：BJ27313 【课程类别】：专业基础课【学 分】：3.5 【先修课程】：机械制图、化工制图、化工原理【总学时】：60 【编写日期】： 2010年5月【适用专业】：化学工程与工艺 一、教学目的、任务化工设备机械基础是化工工艺类专业一门综合性的机械类技术基础课，包括工程力学基础（静力学、材料力学）、化工设备材料、化工设备设计基础和机械传动四大部分。其任务是使学生掌握相关的基本理论、基本知识以及设计的基本方法，为从事化工设备机械的设计、使用、管理和维护打下基础。通过本课程的学习，有利于非机械类专业学生综合能力的培养，符合培养复合型人才的需要。二、课程教学的基本要求1、本课程的教学应贯彻应用性原则和重视素质培养原则。要求理论分析与设计方法相结合，理论教学主要是讲清概念，学会应用，对数学推导一般不作演绎。要重视分析实例、课堂讨论、习题等教学环节，同时将课程内容与生产实习、课程设计、毕业设计相结合，培养学生理论联系实际的能力。2、工程力学是课程教学的核心内容，是学好其他部分内容的基础，应着重抓好。其余教学内容则可根据各专业的特点和安排学时（或学分）的多少选择讲授。对无机非金属材料专业，应突出机械传动，而对化工工艺专业则要抓好化工设备设计基础。讲课要结合化工行业的实际，并允许对教学内容做必要调整和组合。考核方式以闭卷或开卷考试为主，平时成绩在期评成绩中应占有一定的比重。三、课程内容与学时分配（一）绪论 1学时主要内容：1.介绍课程的内容及研究对象；2.学习本课程的目的和要求；3.学习方法及主要参考书。教学要求：了解本课程的学习内容及学习要求和方法。（二）第一篇 工程力学基础 17学时主要内容： 第一章 物体的受力分析及其平衡条件 1力的概念和基本性质； 2力矩与力偶； 3受力分析及受力图； 4力系的平衡方程式。第二章 直杆的拉伸和压缩 1拉伸和压缩； 2拉伸和压缩时材料的力学性能；3拉伸和压缩的强度条件 第三章 直梁的弯曲 1梁的弯曲实例与概念；2梁横截面上的剪力与弯矩 ；3弯矩方程与弯矩图 ；4横截面上的正应力及其分布规律 ；5梁弯曲时的强度条件 ；6梁截面合理形状的选择。第四章 扭转 1.外力偶矩的计算，扭矩及扭矩图；2.剪应力互等定理和剪切虎克定律，剪应变； 3.圆轴扭转时剪应力计算及剪应力分布情况；4.圆轴扭转时的强度计算；5.圆轴扭转时的变形和刚度计算。第五章 组合变形和强度 1复杂应力状态2强度理论；3弯曲和拉压的组合变形；教学要求：掌握物体的受力分析及其平衡条件，了解和掌握物体发生拉伸或压缩、弯曲、扭转变形时产生的内力与应力计算及其相应的强度条件。（三）第二篇 化工设备材料及其选择 10学时主要内容：第六章 化工设备材料 1.材料的性能 ；2.碳钢与铸铁；3.合金钢；4.有色金属材料；5.非金属材料 ；6.化工设备的腐蚀及防腐措施；7.化工设备材料选择。第七章 焊接 1.电弧焊 ；2.焊接接头和坡口形式；3.焊接材料；4.焊接缺陷。教学要求：了解化工设备常用碳钢和合金钢的性能，常用碳钢及铸铁的牌号，化工设备的腐蚀及防腐措施，常见的焊接方法。（四）第三篇 化工容器设计 17学时主要内容：第八章 容器设计基础 1.概论；2.内压薄壁容器设计；3.外压圆筒设计；4.封头设计。第九章 容器零部件设计 5学时1.法兰联结 ； 2.容器支座； 3.容器的开孔与附件。 第十章 塔设备强度设计计算 第十一章 压力容器设计举例 教学要求：通过学习，应掌握内、外压中、低压压力容器的设计方法及标准零部件的选择。了解典型化工容器的结构。（五） 第四篇 机械传动 10学时主要内容：第十二章 带传动 1.带传动 的工作原理 及工作分析；2. V形带 传动的设计计算；3. V形带轮；4.V形带的布置 、使用和维修。第十三章 齿轮传动 1. 齿廓齿合的基本定律 ；2.渐开线和渐开线齿廓的齿和特性；3.渐开线齿轮部分的名称和基本尺寸 ；4.一对渐开线齿轮的齿和传动；5.齿轮的加工方法；6.齿轮轮齿的失效形式；7.齿轮的构造。第十四章 蜗杆传动 1.蜗杆传动的主要参数和集合尺寸；2.蜗杆传动的滑动速度与效率；3.几种传动形式的比较。教学要求：了解和掌握带传动和齿轮传动的工作原理和受力分析及设计计算。（六）研究课教学内容及时数 4学时到化工企业参观，了解化工容器的广泛应用，并进一步加深对容器设计制造的理解。四、教学重点、难点及教学方法重点：是受力图和力系平衡方程的应用；轴力、应力、应变和截面法的概念；拉伸与压缩的强度计算，剪切和挤压的实用计算；应用扭转强度、刚度条件进行圆轴的设计和校核；梁弯曲正应力计算及强度条件的应用；梁弯曲变形计算及刚度条件的应用；典型回转壳体的应力分析，薄壁圆筒形容器和球壳的设计；带传动的特点和普通V带传动的设计方法；渐开线齿轮啮合特点和正确啮合条件，标准直齿圆柱齿轮的主要参数和几何尺寸计算；。难点：剪力图、弯矩图以及梁正应力的分析；约束、约束反力和一般力系的简化；分析低碳钢在受力和变形过程中所表现的力学性质；圆轴扭转时的变形和应力分析；回转壳体薄膜应力分析。五、考核方式及成绩评定方式考核方式：平时考核（作业成绩和出勤）期末考试成绩评定：平时成绩占30，考试成绩占70六、推荐教材及主要参考书 教 材：陈国桓.