《化工机械设备基础》课程教学大纲

第页《化工机械设备基础》课程教学大纲课程编号：20921104总学时数：48总学分数：3课程性质：专业限选课适用专业：应用化学（精细化学品工艺与设计方向）一、课程的任务和基本要求：《化工设备机械基础》是一门综合性的、理论与实用并重的技术性学科，是应用机械学科的理论与技术服务于化学工程的学科。本课程理论内容是讲授杆件、板壳力学的基础理论和金属材料的基本知识，介绍中低压压力容器与几种典型化工设备的设计与计算；实用内容提供的是较为完整的教学所需要的压力容器与化工设备设计资料。要求学生掌握杆件、平板、回转壳体的基础理论和金属材料的基础知识，熟悉涉及压力容器设计、制造、材料使用和监察管理的有关标准和法规。二、基本内容和要求：第一章物体的受力分析和静力平衡方程静力学基本概念，约束和约束反力，分离体和受力图，力的投影合力投影定理，力矩力偶，力的平移，平面力系的简化，合力矩定理，平面力系的平衡方程。第二章拉伸、压缩与剪切轴向拉伸与压缩的概念和实例，轴向拉伸或压缩时横截面上的内力，轴向拉伸或压缩时横截面上的应力，轴向拉伸与压缩时的变形，材料在拉伸和压缩时的力学性能，拉伸和压缩的强度计算，应力集中的概念，剪切和挤压的实用计算。第三章扭转扭转的概念和实例，扭转时外力和内力的计算，纯剪切，圆轴扭转时的应力，圆轴扭转时的强度条件，圆轴扭转时的变形和刚度条件。第四章弯曲弯曲的概念和实例，剪力和弯矩，剪力图和弯矩图，纯弯曲时梁横截面上的正应力，惯性矩的计算，弯曲正应力的强度条件，梁弯曲时的切应力，弯曲变形，提高梁弯曲强度和刚度的措施。第五章应力状态分析、强度理论、组合变形应力状态的概念，平面应力状态分析，三向应力状态简介，广义胡克定律，强度理论简介，组合变形的强度计算。第六章疲劳交变应力的概，疲劳的概念，持久极限，提高构件疲劳强度的措施。第七章化工设备设计基础概述容器的结构与分类，容器机械设计的基本要求，容器的标准化设计，化工容器常用金属材料的基本性能。第八章内压薄壁容器设计基础回转壳体的几何特性，回转壳体薄膜应力分析，典型回转壳体的应力分析，内压圆筒边缘应力的概念第九章内压薄壁圆筒和球壳设计概述，内压薄壁圆筒和球壳强度计算，容器的压力试验。第十章内压容器封头的设计凸形封头，锥形封头，平板封头，封头的结构特性及选择。第十一章容器零部件法兰连接，容器支座，容器的开孔补强，容器附件。第十二章带传动带传动的类型、结构和特点，带传动的工作特性分析，普通V带传动的设计计算第十三章齿轮传动齿轮传动的特点和分类，齿廓啮合基本定律，渐开线及渐开线齿廓，齿轮各部分名称及标准直齿圆柱齿轮的基本尺寸，渐开线齿轮的正确啮合条件和连续传动条件，轮齿的根切现象及最少齿数，轮齿的失效和齿轮材料，直齿圆柱齿轮的强度计算，斜齿圆柱齿轮传动。第十四章蜗杆传动蜗杆传动的组成、特点及类型，蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算，蜗杆传动的主要失效形式、常用材料和结构，蜗杆传动的强度计算简介。第十五章轮系和减速器轮系，减速器。第十六章轴、键和联轴器概述，轴的材料，轴的结构设计，轴的强度计算，平键连接，联轴器。第十七章轴承概述，非液体摩擦滑动轴承，滚动轴承。三、实践环节和要求：本课程注重学生实践能力的培养，通过生产实习、化工仿真训练，增强学生的工程观念和理论联系实际的能力。四、教学时数分配：理论：48实验：上机：其它：教学内容学时分配教学内容学时分配第一章物体的受力分析和静力平衡方程6第十章内压容器封头的设计2第二章拉伸、压缩与剪切3第十一章容器零部件2第三章扭转3第十二章带传动2第四章弯曲3第十三章齿轮传动2第五章应力状态分析、强度理论、组合变形3第十四章蜗杆传动2第六章疲劳2第十五章轮系和减速器2第七章化工设备设计基础概述2第十六章轴、键和联轴器2第八章内压薄壁容器设计基础6第十七章轴承2第九章内压薄壁圆筒和球壳设计4合计48学时五、其它项目：无六、有关说明：1、教学和考核方式：本课程属考查课，考试方式为开卷2、习题：本课程以课堂讲授为主，每次课后布置一定量的习题以巩固所学内容。3、能力培养要求：通过本课程的学习，使学生掌握机械力学的基础理论和金属材料的基础知识，熟悉化工设备的有关标准和法规，初步培养学生解决常见化工设计、设备操作、设备故障的能力。4、与其它课程和教学环节的联系：先修课程和教学环节：《大学物理B》、《画法几何与工程制图》、、《化工原理A》、CAD基础等后续课程和教学环节：化学反应工程》、《生产实习》、《毕业实习》、《化工仪表及自动化》、《化工工艺设计》平行开设课程和教学环节：《化工原理A》、《物理化学B》、《化工原理实验》、《精细化工工艺学》5、教材和主要参考书目：（1）教材：《化工设备机械基础》赵军等编著化学工业出