主推进动力装置第三章 机构与机械传动教案1本章概述.docx

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主推进动力装置第三章机构与机械传动教案1本章概述

2012-2013第二学期主动力推进装置教案

一、授课教案

课程名称:

主动力推进装置授课教师姓名:

程职称（或学历）:

授课对象：

（轮机专业12年级tz1班级学生）授课时数:

4

课题名称:

主动力推进装置授课类型:

理论授课

教材名称及版本:

主动力推进装置（船员适任考试培训教材）

●本单元或章节的

第三章机构与机械传动教案

●教学目的及要求：

1.1理解机械的概念

1.2认识机械中的力学

1.3认识机械的组成

●授课主要内容及课时分配

本章概述

1.1理解机械的概念

•机械是各种机器和结构的统称。

–机械由一定数量的零（部）件组合而成。

–机械通常包括原动机、工作机构和传动机构。

⏹原动机：

是机器的动力来源，常用的有电动机、内燃机、气动缸、液压缸等，以电动机的使用最为普遍。

⏹传动机构：

将原动机的运动和动力传递给执行装置，并实现运动速度和运动形式的转换。

常用的有连杆机构、凸轮机构、齿轮传动机构等。

⏹工作机构：

是直接完成机器功能的部分。

举例：

内燃机的结构。

功能内燃机的功能是将燃气的热能转换为机械能。

构成：

主系统由气缸、活塞、连杆和曲轴组成。

工作过程：

当气缸中的油气混合物被火花塞点燃后，爆炸膨胀的气体推动活塞向下移动，推动与活塞相连的连杆，使曲轴转动，从而将热能转变为机械能。

此时，曲轴将带动同一轴上的小齿轮转动，通过啮合带动大齿轮转动，大齿轮再带动同轴的凸轮同步旋转，凸轮的转动将通过阀杆带动进气阀门上下直线移动，控制内燃机的吸气过程。

气缸上部有一个进气阀和一个排气阀，在内燃机的一个工作循环中，这两个阀门应各开启、闭合一佼，从而完成内燃机的进气和排气任务。

1.2认识机械中的力学

机器与机构都是由若干构件组成的，构件工作时，都要承受载荷作用为确保构件能正常工作，必须对构件的承载能力进行分析。

构件主要承受的有拉（压）、剪切挤压、扭转、弯曲或它们的组合。

举例：

工作中的起重设备

直接起吊重物的的拉线主要承受了拉力。

起重臂主要受压和弯矩

举例：

齿轮的传动机构

齿轮面上主要承受压力；安装齿轮的轴主要承受弯曲变形和扭转变形

举例：

机床加工机械零件

钻头承受了压缩变形，弯曲变形，扭转变形等；而工件则主要受到压力的作用

通过以上实例，我们认识到机械零件在工作过程中的受力情况是非常复杂的，受力的类型也各不相同。

图4中的钢丝绳主要承受拉力，图4中的起重臂则主要承受弯矩，而图5中的齿轮轴主要承受扭矩。

至于图6中的机床系统则受力情况非常复杂，力的性质、大小和方向都在不断变化。

在机械产品中，当零件受力过大并且超出其本身的承受能力时，零件将发生断裂等破坏，轻者将导致其无法继续工作，重者将引发严重的事故。

因此，对机械产品进行受力分析、发现潜在的设计隐患是机械设计中的重要技术环节。

1.3认识机械的组成

机械是“机器”和“机构”的总称。

机器不论其结构是简单还是复杂，都是由若干零件和部件组成。

例：

内燃机的零件

常见机构与零件：

举例：

双曲柄机构

火车机车车轮中为保证联动使用的双曲柄机构。

1.3认识机械的组成

机械是“机器”和“机构”的总称。

机器不论其结构是简单还是复杂，都是由若干零件和部件组成。

举例：

内燃机的零件

举例：

双曲柄机构

火车机车车轮中为保证联动使用的双曲柄机构。

举例：

棘轮机构

以棘轮棘爪机构作为核心的手拉葫芦，用于吊起重物。

棘轮棘爪机构可以将主动件的连续运动变换成从动件的间歇运动。

举例：

常见的各种凸轮零件。

凸轮机构主要用于实现运动变换，将主动件的转动和移动转换为从动件的往复移动或摆动。

如下图常见的凸轮零件

举例：

常见的齿轮零件

齿轮机构是一种重要的传动机构，用于实现运动和速度的变换。

常见的机械传动

举例：

带传动

带传动在机械传动中是常见的，一般原动机到工作机首先就为带传动。

举例：

齿轮传动

这是斜齿轮传动

图斜齿轮传动

举例：

齿轮传动

蜗杆蜗轮传动也是齿轮传动的一种。

举例：

齿轮传动

齿条齿轮传动也是齿轮传动的一种

常用机构

思考下列图形的运动形式，观察滑块与机架，两齿轮的接触形式有什么不同？

低副（曲柄滑块机构）高副（齿轮副）

（一）、运动副及其分类

运动副：

将两个构件组成的既具有一定约束又具有一定相对运动的联接。

两构件组成的运动副，是通过点、线或面接触来实现的。

按照接触方式不同，通常把运动副分为低副（如曲柄滑块机构）和高副（齿轮副）两类。

低副：

通过面接触而构成的运动副称为低副。

例如：

移动副转动副

高副：

通过点或线接触而构成的运动副称为高副

凸轮副（点接触）齿轮副（线接触）

其它运动副：

球面副螺旋副

注意：

1、把构件运动副的两构件之间的相对运动为平面运动的运动副称为平面运动副（如移动副、凸轮副等都为平面运动副）。

2、两构件之间的相对运动为空间运动的运动副称为空间运动副（如球面副、螺旋副为空间运动副）

（二）平面机构运动简图

研究机械的运动（例如研究机器上各点的位移、轨迹、速度和加速度）时，如果使用实物结构图，不仅绘制繁琐，而且由于图形复杂使分析不便。

为了使问题简化，有必要去掉那些与运动无关的因素（如构件的形状、组成构件的零件数目、运动副的具体构造等），仅用简单线条和符号表示构件和运动副，并按一定比例画出各运动副的位置，这种说明机构中各构件间相对运动关系的简单图形，称为机构运动简图。

例：

绘制内燃机的机构运动简图。

分析：

此内燃机由齿轮机构、凸轮机构和四杆机构构成，共有四个转动副、三个移动副、一个齿轮副和两个凸轮高副。

•步骤：

•①选择视图平面。

•②选择比例尺，并根据机构运动尺寸定出各运动副间的相对位置。

.

•③画出各运动副和机构符号，并画出各构件。

•④完成必要的标注

内燃机的运动简图

1－曲轴；2－连杆；

3－活塞；4－缸体；

5－阀杆；6－凸轮；

7，8－齿轮

*讲授新课

努力领会课本上所讲述知识的内涵。

随时观察周围的事物，把书本上的知识与实践相结合，将理论和实践融会贯通。

本课程理论与实际联系比较密切，重视生产实习、实验和参观。

*巩固练习及讲评

为什么双作用叶片泵一般比齿轮泵容积效率高?

*教学内容小结

1.力的三要素、力的分解与合成、力偶、力矩基本概念。

2.力系分类、汇交力系的简化与平衡条件。

3.刚体的运动形式、飞轮的作用等

●布置作业、复习思考题

观察你身边的事物，寻找“力”的影子。

答：

电线杆的受力，自行车的链条链轮的受力，汽车的转轴等。

观察你使用的自行车，看看动力是怎么传递的？

答：

通过链条链轮传递动力和运动的。

拆开一个旧钟表，看看机构是怎么工作的？

答：

主要是轮系的传递。

学生讨论、提问

提问1、曲柄存在的条件？

2、曲柄摇杆机构，双曲柄机构，双摇杆机构的特点？

选择题

1、平面连杆机构的缺点是低副中存在（）

A、间隙不易消除，会引起运动误差

B、间隙易消除，会引起运动误差

C、间隙不易消除，不会引起运动误差

D、以上都不对

2、如图四杆机构，（）杆为连杆。

A、ABB、AD

C、BCD、CD

3、如图所示的曲柄滑块机构，选（）为机架，则变为直动滑杆机构。

A、滑块3B、杆ABC、杆BCD、都不行

4、如图所示的搅拌机构是（）。

A、双曲柄机构

B、曲柄摇杆机构

C、双摇杆机构

5、凸轮机构通常由（）组成。

A、主动件、凸轮、机架

B、主动件、从动件、机架

C、从动件、凸轮、机架

D、主动件、从动件、凸轮

6、千斤顶的传力螺旋一般为（）。

A、滑动螺旋机构B、滚动螺旋机构；C、静压螺旋机

7、如图所示外槽轮机构中，槽轮上开有四条径向槽，拨盘为单销，所以拨盘转动一周时，槽轮运动一次，且每次转动角度为（）。

A、45°B、90°

C、180°D、0°

8、下列不属于间隙机构的是（）

A、棘轮机构

B、槽轮机构

C、齿轮机构

D、不完全齿轮机构

9、带张紧的目的是（）。

A、减轻带的弹性滑动B、提高带的寿命

C、保证带的运动方向D、使带具有一定的初拉力

10、V带传动的张紧轮应安装在（）

A．内侧靠近大带轮B．内侧靠近小带轮

C．外侧靠近大带轮D.外侧靠近小带轮

填空题

1、机械通常包括______、______和______。

2、能将主动件的连续运动变换成从动件的间歇运动为______机构。

3、常见的齿轮机构能实现______和______的变换。

4、力对物体的效应取决于力的_____、_____和____。

5、力可以平行移动到刚体内任意点O，但平移后必须附加一个______，其大小为____________________。

6、固定端约束可阻止被约束物体作____和_______。

7、曲柄摇杆机构大多是以曲柄为原动件，将曲柄的连续运动转变为摇杆的_________。

8、平面连杆机构是由若干个刚性构件通过________或________联接而成的机构。

9、与带传动相比，链传动的承载能力_____，效率_____，能保持准确的_____传动比；但其安装精度要求高，瞬时的传动比_____，工作时有噪声，易______。

10、滚子链又称套筒滚子链。

它由_____、______、_____、_____和______组成。

11带轮的包角是____________，包角越大，接触的弧就越长，接触面间的摩擦力也就越大。

一般要求包角

，因大带轮包角比小带轮包角大，故仅计算小带轮的包角即可。

12、带轮常用的材料是______，带速

时用（HT150）；

~30m/s时用（HT200）；速度更高的带轮，多采用____________。

带轮直径D

500~600mm时，采用_______焊接而成。

小功率传动时，可采用铝或塑料等非金属材料制造。

判断题：

1、平面连杆机构是由高副组成的。

（）

2、凸轮机构是高副机构。

（）

3、凸轮和滚子的工作表面硬度高，具有良好的耐磨性，心部有良好的韧性。

（）

4、传力螺旋用来调整并固定零件或部件之间的相对位置。

（）

5、传力螺旋用来调整并固定零件或部件之间的相对位置。

（）6、变向机构主要用来实现速度的变换。

（）

7、构件之间不能产生运动。

（）

8、运动副是通过点、线或面接触来实现的。

（）

9、机构是由零件组成的。

（）

10、球面副为平面运动副。

（）

答案：

1.原动件、传动机构和工作机构

2.棘轮

3.运动和速度

4.大小、方向、作用点

5.力偶、原力对O点的力矩值

6.任何移动、转动

7.往复摆动

8.转动副、移动副

9.大、高、平均、不稳定、脱链

10.内链板、外链板、销轴、套筒和滚子

11.带与带轮接触面的弧长所对应的圆心角

12.铸铁、钢或铝合金、钢板

13.A,C,C,B,C,A，B,C,D,A

14.XVVXVXXVXX