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模具数控机械基础教案

广东省佛山市实验技工学校

:

(机械基础)

授课教师李能保

编写时间2009-02-10

教案

早节课题

第一章

1—1带传动的组成、原理和类型

授课班级

08模具、08数控

授课时间

09.2.13

课型

授课

课时

2节

教具学具电教设施

挂图、示教板、三投影体系

教学目标

知识教学点

1、带传动的组成与原理

2、带传动的类型

能力培养点

对带传动的类型、特点及应用作一般了解

通过对带传动的受力与应力分析,理解带传动的失效形式,明确弹性滑动与打滑的概念

德育渗透点

教学重点难点

重点

带传动的受力分析带传动的弹性滑动及传动比

难点

受力分析、弹性滑动机理分析

学法引导

教学内容更新、补充、删节

参考资料

机械基础

课后体会

教研组长签阅

杜健明

部门领导签阅

时间

io分

教与学互动设计

教师活动内容学生活动

内容

一、带传动的组成

如图9-1所示,带传

动是由主动小带轮1、从

动大带轮2、传动带3及

机架组成。

 

图9-1带传动的组成

二、带传动的类型及应用

带传动根据其传动原理分为摩擦型和啮合型两大类。

摩擦型带传动包括平带传动、V带传动、圆形带传动等,它主要是靠带和带轮间接触面之间的摩擦力来传递动力和运动;而啮合型带传动即为同步带传动,它是靠带齿与带轮齿的啮合传递运动和动力的。

此外,近年来对带传动安全性、多样性的要求也日益增多,如金属带、难燃带、抗静电带等。

各种类型的带如图9-2所示。

39-2解类型的传游

带传动的组成、类型、特点及应用

一、带传动的组成及其工作原理

组成:

主动带轮、从动带轮、挠性带和机架组成带传动

工作原理:

带传动工作时依靠张紧在带轮上的传动带与带轮间的摩擦力来传递运动与动力

二、带传动的主要类型

1•摩擦带传动

平带传动:

带为卷带,可任意截取,带内表面为工作面,承载能力不够高V带传动:

带为圈带无接头,带两侧面为工作面,承载能力强,一般为平带的

多楔带传动:

多根平带与V带的组合,具有V带的特点

圆带传动:

承载能力低,常用于小功率的运动传递

2•啮合带传动简介:

同步带传动t齿孔带传动

三、带传动的特点及应用(P171)

带传动的受力分析与应力分析

一、带传动的受力分析

初拉力Fo:

带静止时带轮两边带中承受的拉力紧边拉力R:

带传动工作时在摩擦力的作用下

绕入主动轮一边的带被拉紧,拉力由Fo增大到F1,称为紧边拉力

松边拉力F2:

绕出主动轮一端的带被放松,拉力有Fo减至为F2,称为松边拉力

有效圆周力:

Fe=F1-F2(注意:

带传动摩擦力的总和与有效圆周力永远保持

相等。

其有效拉力由工作机的阻力所确定,而摩擦力由带传动本身的因素决定,

有效圆周力的欧拉公式:

与带传动的弹性滑动有关)

F1ef

F2

F与下列因素有关:

1)初拉力Fo有效拉力F就愈大,所以安装带时,要保持一定的初拉力。

但大带的磨损,致使带过快的松弛,缩短其工作寿命)

2)摩擦因数f(摩擦因数f愈大,摩擦力也愈大,所能传递的圆周力带的fv=f/sin2o°~3f,所以传递能力高于

3)包角

由上式可知,带所传递的圆周力

(初拉力Fo愈大,Fo过大,会加

F就愈大。

V

平带)

(F随包角a的增大而增大。

增大包角会使整个接触弧上的摩擦力的总和增加,从而提高传动能力。

水平装置的带传动通常将松边放置在上边以增大包角。

由于大带轮的包角大于小带轮的包角打滑会首先在小带轮上发生,所以只需考虑小带轮的包角1。

一般要求》120°)

 

1.拉应力

1

F1产生的应力

F1

A

2

F2产生的应力

F2

2.离心拉应力

2

qv

cA

q为单位长度的质量

(kg/m)。

b

3.弯曲应力

Ehdd

4.最大的拉应力

tmax=

二、带传动的应力分析

h丿If

I

Xv

3

TJ..z

y

r刃p—

注意高速传动时宜采用轻质带,以利于减小离心拉应力。

(T1+dC+(Tbi(最大拉应力发生在紧边入主动轮处)

三、带传动的弹性滑动:

由于带的弹性变形而产生的带与带轮间的滑动称为弹性滑动

传动带是弹性体T带由紧边绕过主动轮进入松边时,带的拉力逐渐降低,其弹性变形量也逐渐缩短T带运动滞后于轮使V带<v轮1宀带由松边绕过从动轮进入紧边时,

拉力增加,带逐渐被拉长f带运动超前于轮使v带>v轮2

注意:

弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念。

打滑是指过载引起的全面滑动,是可

以避免的。

而弹性滑动是由于带的弹性和拉力差引起的,是不可避免的。

带传动弹性滑动程度用滑动率&表示

v1v2

Vi

n1dd1

1

n2dd2

带传动的实际传动比为

inidd2

n2ddi

(1)

注意:

由于&很小,在一般计算中,

可忽略£的影响

/1

 

教案

早节课题

第一章

1—2V带传动

授课班级

08模具、08数控

授课时间

09.2.13

课型

授课

课时

3节

教具学具电教设施

教学目标

知识教学点

1、V带及带轮

2、V带传动的主要参数

3、普通V带的标记与应用特点

能力培养点

了解V带的结构和标准和普通V带轮的常用材料与结构明确普通V带传动的失效形式与设计准则

德育渗透点

教学重点难点

重点

V带与V带轮的结构和尺寸,普通V带传动的失效形式与设计准则

难点

单根V带额定功率的确定的方法

学法引导

教学内容更新、补充、删节

参考资料

课后体会

教研组长签阅

杜健明

部门领导签阅

教与学互动设计

教师活动内容

学生活动时内容间

 

10

V带的结构和标准

V带的构造:

抗拉体1(承受载荷的主体,帘布:

抗拉强度高;线绳:

抗弯强度高)、顶

胶2(弹性材料)、底胶3及包布层4(耐磨)

节线与节面:

V带运行时不伸长、不缩短的圆周,称为节线,全部节线组成带的节面,带的节面宽度称为节宽,用bp表示

带轮基准直径dd:

和节宽相对应的带轮直径称为基准直径表(9-2)

基准长度Ld:

V带在规定的张紧力下,带与带轮基准直径上的周线长度。

V带的基准长

度已标准化(表9-3)

截面尺寸:

V带截面尺寸已标准化,按截

为Y、Z、AB、C、DE七种型号

(表9-1),截面尺寸大的传递的功率

也愈大。

普通V带轮的常用材料与结构

一、V带轮的材料

当v<25m/s时:

HT150HT200

当v>25m/s时:

铸钢或钢板焊接的带轮

小功率带轮:

铸铝或塑料

二、V带轮的结构和尺寸

1•带轮的结构

带轮由轮缘、轮毂和轮辐三部分组成

轮缘:

带轮的外缘部分

轮毂:

带轮与轴相配合的部分。

通常带轮与轴用键连接,轮毂上开有键槽,孔的尺寸ds

按轴的强度和刚度要求确定。

轮辐:

轮缘与轮毂相连的部分。

轮辐的结构形式随带轮的基准直径而异,直径小的做成实心式,中等的做成腹板式,大的做成辐条式

2.带轮的尺寸(表9-4)

§10-4普通V带传动的失效形式与设计准则

带传动的失效形式

1•打滑:

过载(有效拉力超过极限摩擦力)引起带在带轮上打滑不能正常工作

2•带的疲劳破坏:

带上的交变应力t带脱层、撕裂、拉断

二、带传动的计算准则

1•保证带传动不打滑

2.保证带具有足够的疲劳强度和使用寿命

疲劳强度条件:

(Tmax=(T1+(Tc+db1<[门

3.单根V带额定功率的确定

P旦

带传动所能传递的功率:

1000

单根V带额定功率的确定:

[P1]=(P1+△P1)KKL

注意:

P1为额定功率(kW),按带的型号、小轮的转速n1和基准直径dd1查表9-5;△

P1为单根V带当i>1时所能传递功率的增量(kW)。

当实际传动比i>1时,由于带绕经大轮时的弯曲应力小于带绕经小轮时的弯曲应力,可使带轮的疲劳强度有所提

高,即传递的功率将增大。

△P1按带的型号,小轮的转速n1与传动比i,查表9-6

确定。

K为包角系数。

按实际包角查表9-7。

KL为带的长度系数。

按实际基准长度

杳表9-3。

三、V带传动的参数选择

1•设计的已知条件:

传动用途、载荷性质、需传递的功率、小带轮的转速、传动比以及对外廓尺寸的要求等。

2•参数选择:

V带的型号、长度和根数,以及V带轮的基准直径、V带传动的中心距;计算V带的初拉力和作用在轴上的压力

二、V带传动设计的计算方法及步骤

确定计算功率Pc:

Pc=KAP(kW)

式中KA――工作情况因数,查表10

确定带的型号:

按计算功率Pc和小轮转速n1由图10-12选带的型号

确定两轮的基准直径dd1、dd2

确定小轮的基准直径dd1:

带轮的直径小可使传动的结构紧凑,但另一方面又使带中

的弯曲应力增大,而使带的寿命降低。

设计时应使基准直径大于表9-2规定的最小值

计算大轮的基准直径dd2:

dd2=idd1,大带轮的直径应圆整成相近的带轮基准直径ddn的标准值

1.

2.

3.

1)

2)

4.

v

601000

5.

1)

2)

验算带速:

注意:

当传递的功率一定时,提高带速,有效拉力将减小,可减少带的根数。

但带速过高,离心应力过大,使摩擦力减小,传动能力反而降低。

因此,带的速度-般应在5〜25m/s。

确定中心距a和带的基准长度Ld

初定中心距a0:

0.7l(。

dd2a+d哄抽丄2:

d(dQ^dd2)

确定基准长度Ld:

24a0

Ld0为带的基准长度的计算值,a查蛋Ld106选定带的基准长度的

3)确定实际中心距a:

°2""0

为了张紧和调整需给中心距一定的3调整公差,一般取

1180(dd1dd2)

6•验算小轮包角:

a>120°

若不满足此条件,可适当增大中心距或减小两轮的直径差,也可以加张紧轮

Ld标准值

-0.015Ld〜+0.03Ld

7.

PcFC

z

计算带的根数z:

[P1](P1P)KKl

带的根数应取整数,为使各带的受力均匀,根数不能太多,一般

500(2.5K)PC

zv10。

计算带的初拉力F0:

Kzv

qv2

安装带时,必须予以保证

9.

计算带对轴的压力:

FQ2zF。

Sin寸

是设计轴和选择轴承的依据。

带传动的张紧、安装与维护

一、带传动的张紧

带安装时应张紧以保证一定的初拉力。

另外,带工作一段时间后就会由于塑性变形而松弛,使初拉力减小,传动能力下降,这时又需要重新张紧

1•调整中心距方式:

定期张紧(定期调整中心距以恢复张紧力。

滑道式t摆架式t自动张紧)

2.紧轮方式:

若带传动的轴间距不可调整时,

可采用张紧轮装置(调位式内张

 

紧轮装置T摆锤式张紧轮装置)

注意:

张紧轮一般设置在松边的内侧靠近大轮处。

若设置在外侧时,则应使其靠近小轮,这样可以增加小带轮的包角,提高带的疲劳强度。

二、带传动的安装和维护(P181)

1•平行轴传动时,各带轮的轴线必须保持规定的

平行度。

各轮宽的中心线,V带轮、多楔带轮对应轮槽的中心线否则会加速带的磨损,降低带的寿命

2•同组使用的V带应型号相同、长度相等,不同厂家生产的V带、新旧V带不能同时使用,应定期检查胶带,如有一根松弛或损坏则应全部更换新带

3•安装时,应按规定的初拉力张紧,也可凭经验张紧,带的张紧程度以100m带长大拇

指能将带按下15mm为宜。

4.带传动装置外面应加以保护罩,以保护安全,防止带与酸、碱或油接触而腐蚀传动带,

带传动不需润滑,应及时清理带轮槽内及传动带上的油污。

教案

早节课题

第一章

1—3冋步带传动简介

授课班级

08模具、08数控

授课时间

09.2.13

课型

授课

课时

2节

教具学具电教设施

教学目标

知识教学占

1、同步带传动的特点

2、同步带传动的应用

能力培养占

掌握带传动的设计方法及各项参数的选择方法。

了解带的张紧与维护特点和同步带传动的特点

德育渗透占

教学重点难点

重点

同步带传动的特点

难点

掌握带传动的设计方法及各项参数的选择方法

学法引导

教学内容更新、补充、删节

参考资料

课后体会

教研组长签阅

杜健明

部门领导签阅

教与学互动设计

教师活动内容

学生活

动内容

一、同步带传动的特点和应用

同步带是以细钢丝绳或玻璃纤为强力层,外覆以聚氨脂或氯丁橡的环形带。

由于带的强力层承载后形小,且内周制成齿状使其与齿形带轮相啮合,故带与带轮间无相对动,构成同步传动。

同步带传动具有传动比恒定、打滑、效率高、初张力小、对轴及承的压力小、速度及功率范围广、

图8-12对称双面齿和交错双面齿同步齿形带

维胶变的滑

10

分钟

不轴不

需润滑、耐油、耐磨损以及允许采用较小的带轮直径、较短的轴间距、较大的速比,使传动系统结构紧凑的特点。

一般参数为:

带速vW50m/s;功率PW100KW;速比i<

10;效率n=0.92~0.98;工作温度一20~80C。

二、同步带的参数、类型和规格

1.同步带的参数

(1)节距Pb与基本长度Lp。

在规定张紧力下,同步带相邻两齿对称中心线的距离,

称为节距Fb。

同步带工作时保持原长度不变的周线称为节线,节线长度Lp为基本长度(公

称长度),轮上相应的圆称为节圆。

如图8-10所示。

显然有Lp=Pbz。

(2)模数m。

与齿轮一样,也规定模数

2.同步带的类型和规格

同步带分为梯形齿和圆弧齿两大类,标准同步带的标记包括:

型号、节线长度代号、宽度代号和国标号。

对称齿双面同步带在型号前加“DA”,交错齿双面同步带在型号前加“DB”。

标记示例:

m=Pb/

聚氨酯同步带DA900

H200GB/T11616-89

带宽代号200,带宽50.8mm型号H,节距12.7mm长度代号900,节线长2286mm

对称齿双面同步带

 

三、冋步带轮

(1)冋步带轮的材料及轮辐、轮毂结构冋V带轮。

为防止齿形带工作时从带轮上脱落,一般推荐小带轮两边均有挡圈,而大带轮则无挡圈;或大小带轮均为单面挡圈,但挡圈各在不同侧,如表8-12所示。

(2)冋步带轮轮齿形状有渐开线齿廓和直边齿廓两种(用于梯形齿冋步齿形带),其

中渐开线齿廓的冋步带轮可借用齿轮刀具展成加工,齿廓具体尺寸请参阅有关手册。

⑶周节制冋步齿形带轮的宽度如表8-12所示,直径如表8-14所示。

(4)周节制同步带轮标记由带轮齿数、带型号、轮宽代号和标准代号组成。

教案

早节课题

第二章螺旋传动

2—1螺纹的种类和应用

授课班级

08模具、08数控

授课时间

09.2.13

课型

授课

课时

3节

教具学具电教设施

教学目标

知识教学占

八、、

1、按螺纹牙型分类及其应用2、按螺旋线方向分类及其应用

3、按螺旋线的线数分类及其应用4、按螺旋线形成表面分类

能力培养占

八、、

德育渗透占

八、、

教学重点难点

重点

难点

学法引导

教学内容更新、补充、删节

参考资料

课后体会

教研组长签阅

杜健明

部门领导签阅

教与学互动设计

教师活动内容

学生活

动内容

时间

引入新题

螺旋传动是利用螺杆和螺母组成的螺旋副来实现传动的。

螺纹类型有多种,除了可以实现传动外,也能对零件进行紧固连接。

一、按螺纹牙型分类及其应用

螺纹牙型是指通过轴线断面上的螺纹轮廓形状。

根据牙型不同,螺纹可分为三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹等,如图1所示。

二、按螺旋线方向分类及其应用

根据螺旋线的方向不冋,螺纹分为左旋螺纹和右旋螺纹,如图2所示。

三、按螺旋线的线数分类及其应用

根据螺旋线的线数,分为单线螺纹、双线螺纹和多线螺纹,如图3所示。

四、按螺旋线形成表面分类

根据螺旋线形成的表面,分为内螺纹和外螺纹,如图4所示。

10

分钟

教案

早节课题

第二章螺旋传动

2—2普通螺纹的主要参数

授课班级

08模具、08数控

授课时间

09.2.13

课型

授课

课时

2节

教具学具电教设施

教学目标

知识教学占

八、、

1、螺纹大径2、螺纹中径3、螺纹小径

4、螺纹升角5、牙型角6、牙型高度

7、螺距8、导程

能力培养占

八、、

德育渗透占

八、、

教学重点难点

重点

螺纹大径、中径、小径的代号

难点

多线螺纹螺距P

学法引导

教学内容更新、补充、删节

参考资料

课后体会

教研组长签阅

杜健明

部门领导签阅

教与学互动设计

圆柱普通螺纹的主要参数

大径d

螺纹的最大直径,即与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的假想圆柱的直径。

标准中定为螺纹的公称直径。

小径di

螺纹的最小直径,即与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的假想圆柱的直径。

在强度计算中常作为螺杆危险截面的计算直径。

中径d2

它是一个假想圆柱的直径,该圆柱的母线通过牙型上沟槽和凸起宽度相等的地方。

中径是确定螺纹几何参数和配合性质的直径。

螺矩P

相邻螺牙在中径线上对应两点间的轴向距离称为螺矩P。

导程L和螺纹线数

n

导程是同一螺纹线上的相邻牙在中径线上对应两点间轴向距离。

导程和

螺纹线数的关系为L=nP(4-1)其中单线螺纹n=1,双线螺纹n=2,其余类推。

在中径圆柱上螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角称为升角,其计算式为

升角入

驭L_np\(4-2)显然,在公称直径d和螺距p相同的条件下,螺“臥-瓦纹线数门越多,

导程L将成倍增加,升角入也相应增大,传动效率也将提高。

牙型角a

在轴向剖面内螺纹牙型两侧边的夹角称为牙型角。

教案

早节课题

第二章螺旋传动

2—3螺纹的代号标注

授课班级

08模具、08数控

授课时间

09.2.13

课型

授课

课时

1节

教具学具电教设施

教学目标

知识教学点

1、普通螺纹的代号标注

2、梯形螺纹的代号标注

3、管螺纹的代号标注

能力

培养点

1.掌握螺纹的标记;

2.理解螺纹标记的含义。

德育渗透点

教学重点难点

重点

辨析普通螺纹与梯形螺纹代号标记

难点

辨析密封性管螺纹与非密封性管螺纹代号标记。

学法引导

教学内容更新、补充、删节

参考资料

课后体会

教研组长签阅

杜健明

部门领导签阅

教与学互动设计

教师活动内容

学生活动内容

时间

【教学过程】

10

I.回顾普通螺纹的七个主要参数

n.新授

<一>、普通螺纹的代号与标记

1.普通螺纹代号即大径

⑴粗牙:

M及公称直径(即大径)例M24

⑵细牙:

M及公称直径X螺距例M24X1.5

△若螺纹为左旋时,可在螺纹代号之后加“LH'。

例M24LH

2.普通螺纹标记

由螺纹代号、螺纹公差代号和螺纹旋合长度代号所组成。

⑴螺纹公差代号

①螺纹公差代号由公差等级数子和表示其位置的子母所组成。

5g6H

外内

②螺纹公差带代号标准在螺纹代号之后,中间用“-

-”分开。

③若螺纹的中、顶径公差带代号不同,则分别注出,

前者表示中

径公差带,后者表小

顶径公差带;若相同,则只标注一个代号。

M10—5g3g

M1(X1—6H

④内外螺纹装配,其公差带代号用斜线分开,左边表示内螺纹公

差带代号,右边表示

外螺纹公差带代号。

M20X2—6H/6生

M20X2LH-6H/5$g

⑵螺纹旋合长度

是指两个相互配合的螺纹沿螺纹轴线方向相旋合部分的长度。

①旋合长度分三组S短

N中等(一般不标)

L长

②标在公差带代号之后,中间用“一”分开。

M10—5c6g-S

③特殊需要时,可注明旋合长度的数值。

中间用“一

”分开。

M20

X2—7Cg—K

<二>、梯形螺纹代号与标记

1.梯形螺纹代号Tr

⑴单线:

公称直径X螺距Tr40X7

⑵多线:

公称直径X导程(P螺距)Tr40X14(P7)

△若为左旋时,在尺寸规格之后加注“LH'。

Tr40

X7LH

2.形螺纹标记:

与普通螺纹类似

区别:

①公差带代号只标注中径公差带;Tr40

X7—7H

②旋合长度分N、L两组。

(N不标准)

特殊需要时可用黑体旋合长度数值代替

Tr40X14(P7)—8e—L

Tr40x7—7e—140

<三〉、管螺纹的标记

1.螺纹密封的管螺纹的标记

由螺纹特征代号和尺寸代号组成。

1圆锥内螺纹Rc

RcR

2圆锥外螺纹R

RpRLH

3圆柱内螺纹Rp

2.非螺纹密封的管螺纹的标记:

G

由螺纹特征代号、尺寸代号和公差等级代号组成。

△公差等级对内螺纹不标记;对外螺纹分A、B两级。

GGAGGB—LH

【小结】MRcRpRGTr【作业】P35.6、7、8

教案

早节课题

第二章螺旋传动

2—4螺旋传动的应用形式

授课班级

08模具、08数控

授课时间

09.2.13

课型

授课

课时

2节

教具学具电教设施

投影仪、实物

教学目标

知识教学点

1、普通螺旋传动

2、差动螺旋传动

能力

培养点

1、了解差动螺旋传动的定义及工作原理

2、掌握差动螺旋传动的方向的判断方法

3、会计算差动螺旋传动直线移动的位移

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