机械基础15章教案.docx
《机械基础15章教案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械基础15章教案.docx（48页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
机械基础15章教案
课程：
机械基础教案编
授课时间
年月日
年月日
学时
2
班级
教学单元
绪论
教学
目标
应知
本课程内容
教学
难点
机器与机构的区别
应会
基本概念
教学思路
设计
1.课程概述；5.小结；
2.机器、机构、机械、构件和零件；6.作业；
3.运动副的概念及应用特点；
4.机械传动的分类；
教学手段
与
教学资源
教材
学生
参与
时间
30’
课堂教学
目标考核
掌握机械基础节本概念
课后作业
练习册绪论
课后记录
任课教师：
科室负责人签字：
年月日
绪论
§0—1引言
机械是人类生产劳动的主要工具，也是社会生产力发展水平的重要标志。
人类为了适应生产和生活的需要，远古时代就已知利用杠杆、滚子、绞盘等简单机械从事建筑和运输。
我国古代人民在机械上有过许多杰出的创造与发明。
夏朝（公元前21世纪到公元前17世纪）发明了车子。
周朝（公元前11世纪到公元256年）利用筒原理制作辘轳。
东汉（公元25年到220年）科学家张发明了测定地震方位的地动仪和测定风向的侯风仪。
晋朝的记载时鼓车已应用了齿轮传动和轮系。
1245年黄道婆织布改进了纺织工具。
把单锭手摇纺车改为三锭脚踏纺车。
我国现代科学技术和机械工业
1956年我国第一架喷气式歼机，同年制造第一辆“解放牌”汽车。
1965年制造高精度万能外圆磨达世界先进水平。
1970年成功发射了第一颗人造地球星。
世界机械方面的发明和创造
§0—2本课的性质、任务和内容
性质：
是中等职业技术学校机械类专业的一门专业基础课。
为学习专业技术课程和今后在工作中合理使用、维护机械设备，以及进行技术革新提供必须的理论基础知识。
任务：
通过学习掌握机械传动、常用机构及轴系零件和液压传动基本知识、工作原理和应用特点；掌握分析机械工作原理的基本方法，能作简单的有关计算，会查阅有关技术资料和选用标准件。
主要内容如下：
（1）常用机械传动：
带传动、螺旋传动、链、齿轮传动、蜗杆传动的轮系。
主要讨论机械传动的类型、特点组成、工作原理、传动特点、传动比计算和应用等。
（2）常用机构：
平面连杆机构、凸轮机构及其他常用机构,它们的结构、工作原理和应用场合等。
（3）轴系零件：
轴系零件包括常用的连接、轴、轴承、联轴器、离合器和制动器。
主要讨论它们的结构、特点、常用材料和应用场合，并介绍有关标准件和选用方法。
（4）液压传动：
包括液压传动的基本概念、常用液压元件、液压基本回路和液压系统。
着重介绍液压基本知识，液压泵、液压、液压控制阀等元件的构造、性能、工作原理，液压基本回路和液压传动系统实例。
§0—3机械基础概述
一、机器和机构
1．机器
（1）定义：
执行机械运动的装置，用来变换或传递能量、物料与信息。
机器的共同特征：
（a）任何机器都是由许多构件组合而成。
（b）各运动实体之间具有确定的相对运动。
（c）能实现能量的转换
（2）机器的分类（按用途）：
发动机（原动机）和工作机
发动机是将非机械能转换成机械能的机器。
工作机是用来改变被加工物料的位置、形状、性能、尺寸和状态的机器。
2.机构
（1）定义：
用来传递运动和动力的构件系统。
构件系统中有一个构件为机构，构件系统是用运动副连接起来的。
（2）机器与机构的区别：
（无机器特征中的第三特征）
机器的主要功用是利用机械能做功或实现能量的转换；机构的主功能在于传递或转变运动的形式。
机械是机器和机构的总称。
3．机器的组成
机器基本上由动力部分、工作部分和传动装置三部分组成。
动力部分是机器动力的来源。
如发动机、内燃机、空气压缩机。
工作部分是直接完成机器工作任务，处于整个传动装置的终端，其结构形式取决于机器的用途。
传动装置将动力部分的运动和动力传递给工作部分的中间环节。
二、构件和零件
1．构件
定义：
是机构中的运动单元体。
构件的分类（按其运动状态）：
固定构件和运动构件两种
2．零件
定义：
是构件的组成部分
机构运动时，属于同一构件的零件，相互之间没有相对运动。
3．零件与构件的联系：
构件也可以是单一的零件，构件也可以是由若干零件连接而成的刚性结构。
构件与零件的区别在于：
构件是运动的单元，零件是加工制造的单元。
三、运动副的概念及应用特点：
1.运动付：
定义：
是指两构件直接接触且又能产生一定形式的相对运动的可动连接。
运动副按接触形式不同可分：
低副和高副
（1）低副
低副是指两构件以面接触的运动副
a）转动副：
组成运动副的两构件只能绕某一轴线相对转动的运动副。
b）移动副：
组成运动副的两构件只能作相对直线移动的运动副。
c）螺旋副：
组成运动副的两构件只能沿轴线相对螺旋运动的运动副。
（2）高副
高副是指两构件以点或接触的运动副。
高副是点或线接触的运动副，承受载荷时单位面积压力较高，两构件接触处容易磨损，寿命短，制造和维修也较困难。
高副的特点是能传递较复杂的运动。
2.运动付的应用特点：
（1）低付特点：
（2）高付特点：
3.低付机构和高副机构
低副机构：
机构中所有运动副均为低副机构
高副机构：
机构中至少有一个运动副是高副的机构
四、机械传动的分类
现代工业的主要传动方式：
机械传动、液压传动、气动传动、电气传动。
机械传动是一种最基本的传动方式，应用最普遍。
机械传动装置：
用来传递运动和动力的机械装置。
机械传动分类
按传递运动和动力的方式：
摩擦传动和啮合传动
按运动副构件的接触方式：
直接接触传动和有中间挠性件（带、链等）传动
机械传动的一般分类如下：
摩擦传动摩擦轮传动
平带轮传动
带传动V带轮传动
圆带传动
机械传动带传动——同步带传动
圆柱齿传动
啮合传动齿轮传动锥齿轮传动
齿轮齿条传动
蜗传动
螺旋传动
链传动
课程：
机械基础教案编
授课时间
年月日
年月日
学时
2
班级
教学单元
第一章带传动
§1-1带传动的组成、原理和类型
教学
目标
应知
带传动的组成和类型
教学
难点
带传动的原理
应会
带传动的原理
教学思路
设计
1.带传动的组成与原理；
2.带传动的类型；
3.小结；
4.作业；
教学手段
与
教学资源
教材
学生
参与
时间
30’
课堂教学
目标考核
掌握带传动的组成与原理
课后作业
练习册相关内容
课后记录
任课教师：
孙颖科室负责人签字：
年月日
第一章带传动
§1-1带传动的组成、原理和类型
一、带传动的组成与原理
1、带传动的组成
带传动一般由固连于主动轴上的带轮、固连于从动轴上的带轮和紧套在两轮上的挠性带组成。
2、带传动的工作原理
带传动是以张紧在至少两个轮上的带作为中间挠性件，靠带与带轮接触面间产生的摩擦力来传递运动和动力的。
3、带传动的传动比
带传动的传动比i就是带轮角度速度之比，或带轮的轮速之比，用公式
i=w1/w2=n1/n2
w1——主动轮的角速度，rad/s
w2——从动轮的角速度，rad/s
二、带传动的类型
分摩擦型带传动和啮合型带传动两类
摩擦传动类的带传动有平带传动、V带传动和圆带传动；
啮合传动类的带传动有同步带传动。
常用的带传动有V带传动和平带传动。
课程：
机械基础教案编
授课时间
年月日
年月日
学时
4
班级
教学单元
第一章带传动
§2-1V带传动
教学
目标
应知
V带传动的主要参数
教学
难点
V带传动的主要参数
应会
普通V带的标记与应用点及V带传动的安装维护
教学思路
设计
1.V带及带轮；5.小结；
2.V带传动的主要参数；6.作业；
3.普通V带的标记与应用特点；
4.V带传动的安装及张紧装置；
教学手段
与
教学资源
教材
学生
参与
时间
60’
课堂教学
目标考核
掌握V带传动的主要参数
课后作业
练习册相关内容
课后记录
任课教师：
孙颖科室负责人签字：
年月日
§1-2V带传动
一、V带及带轮
V带传动是由一条或数条V带和V带轮组成的摩擦传动。
1.V带的结构和类型
V带是横截面为等腰梯形或近似等腰梯形的传动带，其工作面为两侧面。
V带的结构分别为帘布结构和线绳结构两种。
两种结构均由伸张层、压缩层、强力层和包布层组成。
常用的V带主要类型有：
普通V带、窄V带、宽V带、
半宽V带等。
它们的楔角均为40°
2、V带带轮
有实心式、腹板式、孔板式和轮辐式四种。
如图1-3
二.V带传动的主要参数
1、普通V带的横截面尺寸普通V带分Y、Z、A、B、C、D、E七种型号。
楔角α为40 °，相对高度为0.7的V带称为普通V带。
2、V带带轮的基准直径d
基准直径dd是指带轮上与所配用V带的节宽相对应处的直径。
带轮的基准直径不太小，基准直径越小，传动时带在带轮上的弯曲变形越严重，弯曲应力越大。
因此，对各型号的普通V带带轮规定有最小基准直径dmin。
3、V带传动的传动比
i=n1/n2=dp2/dp1
式中dp1——小带轮的节圆直径，mm；
dp2——大带轮的节圆直径，mm。
V带传动的传动比i≤7。
4、小带轮包角α1
包角是带与带轮接触弧所对应的圆心角。
小带轮包角的计算：
α1≈180°-（（dd2—dd1）/a
）*57.3°
为使带传动可靠，一般要求小带轮的包角α1≥120°
5、中心距a
中心距使两带轮传动中心之间的距离。
一般在0.7～2倍的（dd2—dd1）范围内。
6、带速：
一般取5～25m/s.
7、V带的根数Z通常带的根数Z应小于7.
三、普通V带的标记与应用特点
1、普通V带的标记
普通V带的标记由型号、基准长度和标准编号三部分组成。
2、普通V带的应用特点
优点：
缺点：
四、V带传动的安装维护及张紧装置
1、V带传动的安装维护
正确的安装、调整、使用和维护是保证V带传动正常工作和延长寿命的效措施此必须注意下列几点：
（1）V带的张紧程度要适当，不宜过松或紧。
过松，不能保证足够的张力，传动时容易打滑，传动能力不能充分发挥；过紧，带的张紧力过大，传动中磨损加剧，使用寿命缩短。
V带安装后，用大拇指能将带按下15mm左右，则张紧程度合适。
（2）安装带轮时，各带轮轴线应相互平行，各带轮相对应的V形槽的对称平面重合，误差不得超过20′。
（3）保证V带在轮槽中正确位置。
V带顶和带轮轮槽顶面取齐或略高出一些，底面与槽底应有一定间隙，以保证V带与带轮槽的工作面之间可充分接触。
（4）对V带传动应定期检查并及时调整。
（5）V带传动必须安装防护罩，这样既可防止伤人事故，又可防止润滑油、切削液及其他杂物等飞溅到V带上而影响传动，不定期可避V带在露天作业下受烈日曝晒而过早老化变质。
2、V带传动的张紧装置
常用的张紧方法有两种，即调整中心距和使用张紧轮。
课程：
机械基础教案编
授课时间
年月日
年月日
学时
2
班级
教学单元
第一章带传动
§1-3同步带传动的简介
教学
目标
应知
同步带传动的特点
教学
难点
应会
教学思路
设计
1.同步带传动的特点；
2.同步带传动的应用；
3.小结；
4.作业；
教学手段
与
教学资源
教材
学生
参与
时间
30’
课堂教学
目标考核
掌握同步带传动的特点
课后作业
练习册第一章
课后记录
任课教师：
孙颖科室负责人签字：
年月日
§1-3同步带传动简介
一、同步带传动的特点
同步带传动是一种啮合传动，依靠带内周德等距横向齿与带轮相应齿槽间的啮合来传递运动和动力，兼有带传动和齿轮传动的特点。
二、同步带传动的应用
同步带传动主要用于要求传动比准确的中、小功率传动中，如计算机、录音机、数控机床、汽车等。
同步带规格已标准化，同步带最基本的参数是节距。
课程：
机械基础教案编
授课时间
年月日
年月日
学时
3
班级
教学单元
第二章螺旋传动
§2-1螺纹的种类和应用
教学
目标
应知
螺纹的种类
教学
难点
螺纹的应用
应会
螺纹的种类和应用
教学思路
设计
1.螺纹的种类；
2.螺纹的应用；
3.小结；
4.作业；
教学手段
与
教学资源
教材
学生
参与
时间
50’
课堂教学
目标考核
掌握螺纹的种类
课后作业
练习册相关内容
课后记录
任课教师：
孙颖科室负责人签字：
年月日
第二章螺旋传动
螺旋传动是利用螺旋付来传递运动和动力的一种机械传动，可以方便地把主动件的回转运动变为从动件的直线运动。
§2-1螺纹的种类及应用
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。
三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹
二、按螺旋线方向分类及其应用
左旋螺纹和右旋螺纹
三、按螺旋线的线数分类及其应用
单线螺纹、双线螺纹和多线螺纹。
四、按螺旋线形成的表面分类
内螺纹和外螺纹。
课程：
机械基础教案编
授课时间
年月日
年月日
学时
3
班级
教学单元
第二章螺旋传动
§2-2普通螺纹的主要参数
教学
目标
应知
普通螺纹的主要参数
教学
难点
普通螺纹的主要参数
应会
普通螺纹的主要参数
教学思路
设计
1.螺纹的参数；
2.小结；
3.作业；
教学手段
与
教学资源
教材
学生
参与
时间
50’
课堂教学
目标考核
掌握螺纹的种类
课后作业
练习册相关内容
课后记录
任课教师：
孙颖科室负责人签字：
年月日
§2-2普通螺纹的主要参数
普通螺纹的基本牙型
普通螺纹的主要参数有：
大径、小径、中径、螺距、导程、牙型角和螺纹升角等7个。
1．大径（D,d）
普通螺纹的大径是指与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相切的假想圆柱的直径。
普通螺纹的公称直径是大径（D，d）。
2．小径（D1，d1）
普通螺纹的小径是指与外螺纹牙底或内螺纹牙底相切的假想圆柱的直径
3．中径（D2，d2）
普通螺纹的中径是拇个假想圆柱的直径，该圆柱的素线通过牙型上沟槽和凸起宽度相等的地方。
该假想圆柱称为中径圆柱。
4、螺纹升角（φ）
螺纹升角又称导程角，普通螺纹的螺纹升角是指在中径圆柱上，螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面的夹角。
5、牙型角（α）及牙型半角
牙型角是指在螺纹牙型上，两相邻牙侧间的平角，用代号α表示。
普通螺纹的牙型角α=60°。
牙型半角，用代号α/2表示。
6、牙型高度
在螺纹牙型上，牙顶到牙底在垂直于螺纹轴线上的距离。
7．螺距（P）
螺距是指相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离，用代号P表示
8．导程（Pn）
导程是指同一条螺旋线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。
用代号Pn表示。
单线螺纹的导程就等于螺距；多线螺纹的导程等于螺旋线数与螺距的乘积。
课程：
机械基础教案编
授课时间
年月日
年月日
学时
6
班级
教学单元
第二章螺旋传动
§2-3螺纹的代号标注
教学
目标
应知
螺纹的代号
教学
难点
螺纹的代号和标注
应会
螺纹的代号和标注
教学思路
设计
1.普通螺纹的代号与标注；5.作业；
2.梯形螺纹的代号与标注；
3.管螺纹的代号与标注；
4.小结；
教学手段
与
教学资源
教材
学生
参与
时间
每节30’
课堂教学
目标考核
掌握螺纹的种类
课后作业
练习册相关内容
课后记录
任课教师：
孙颖科室负责人签字：
年月日
§2-3螺纹的代号标注
1、普通螺纹的代号标注
M10-5g6g
顶径公差带代号
中径公差带代号
公称直径10mm的粗牙普通螺纹
M10×1-6H
中径和顶径公差带代号
公称直径10mm、螺距为1mm的细牙普通螺纹
M20×2-6H/6g
外螺纹中径和顶径公差带代号
号
内螺纹中径和顶径公差带代
公称直径20mm、螺距为1m的细牙普通螺纹
2、梯形螺纹的代号标注
单线螺纹：
Tr40×7
螺距为7mm
公称直径为40mm
螺纹种类代号为梯形螺纹
多线左旋螺纹：
Tr40×14（P7）LH
左旋螺纹
螺距
导程
公称直径
螺纹种类代号
3、管螺纹的代号标注
圆锥内螺纹Rc11/2
左旋圆锥外螺纹R11/2－LH
圆柱内螺纹与圆锥外螺纹的配合Rp21/2R21/2
左旋圆锥内螺纹与圆锥外螺纹的配合Rc11/4R11/4－LH
课程：
机械基础教案编
授课时间
年月日
年月日
学时
3
班级
教学单元
第二章螺旋传动
§2-4螺旋传动的应用形式
教学
目标
应知
螺旋传动的应用形式
教学
难点
差动螺旋传动的应用形式
应会
螺旋传动的应用形式
教学思路
设计
1.普通螺旋传动；5.作业；
2.差动螺旋传动；
3.滚珠螺旋传动简介；
4.小结；
教学手段
与
教学资源
教材
学生
参与
时间
50’
课堂教学
目标考核
掌握差动螺旋传动的应用
课后作业
练习册相关内容
课后记录
任课教师：
孙颖科室负责人签字：
年月日
§2-4螺旋传动的应用形式
常用螺旋传动有普通螺旋传动、差动螺旋传动和滚珠螺旋传动等。
一、普通螺旋传动
由构件螺杆和螺母组成的简单螺旋副实现的传动是普通螺旋传动。
1．普通螺旋传动的应用形式
（1）螺母固定不动螺杆回转并作直线运动
（2）螺杆固定不动螺母回转并作直线运动
（3）螺杆回转螺母作直线运动
（4）螺母回转螺杆作直线运动
2．普通螺旋传动直线移动方向的判断
普通螺旋传动时，从动件作直线运动的方向（移动方向）不与螺纹的回转方向有关，还与螺纹的旋向有关。
正确判定螺杆或螺母的移动方向十分重要。
判定方法如下：
（1）右旋螺纹用右手，左旋螺纹用左手。
手握空拳，四指指向与螺杆（或螺母）回转方向相同，大拇指竖直。
（2）若螺杆（或螺母）回转并移动，螺母（或螺杆）不动，则大拇指指向即为螺杆（或螺母）的移动方向。
（3）若螺杆（或螺母）回转，螺母（或螺杆）移动，则大拇指指向的相反方向即为螺母（或螺杆）的移动方向。
3．直线运动距离
在普通螺旋传动中，螺杆（或螺母）的移动距离与螺纹的导程有关。
螺杆相对螺母每回转一圈，螺杆（或螺母）移动一个等导程的距离。
因此，移动距离等于回转圈数与导程的乘积，即
L=NPh
式中L—螺杆的移动距离，mm
N—回转圈数，
Ph—螺纹导程，mm
移动速度可按下式计算：
v=nPh
式中v—螺杆（或螺母）的移动速度，mm/min
n—转速，r/min
Ph—螺纹导程，mm
二、差动螺旋传动
由两个螺旋副组成的使活动的螺母与螺杆产生差动（即不一致）的螺旋传动称为差动螺旋传动。
1、差动螺旋传动原理
2、差动螺旋传动的移动距离和方向的确定
（1）差动螺旋传动的移动距离和方向的确定
螺杆上两螺纹旋向相同时，活动螺母移动距离减小。
（2）螺杆上两螺纹旋向相反时，活动螺母移动距离增大。
活动移动方向与螺杆移动方向相同。
（3）在定差动螺旋传动中活动螺母的移动方向时，应先确定螺杆移动方向。
差动螺旋传动中活动螺母的实际移动距离和方向，可用公式表示如下：
L=N（Ph1±Ph2）
式中L——活动螺母的实际移动距离mm
N——螺杆的回转圈数；
Ph1——机架上固定螺母的导程，mm
Ph2——活动螺母的导程，mm
当两螺纹旋向相反时，公式用“+”号，当两螺纹旋向相同时，公式中用“—”号。
计算结果为正值时，活动螺母实际移动方向与螺杆移动方向相同，计算结果为负值时，活动螺母实际移动方向与螺杆移动方向相反。
例题图示中，固定螺母的导程Ph1=1.5mm活动螺母的导程Ph2=2mm，螺纹均为左旋。
问当螺杆回转0.5转时，活动螺母的移动距离是多少？
移动方向如何？
解：
1）螺纹为左旋，用左手判定螺杆向右移动。
2）因为两螺纹放旋向相同，活动螺母移动距离L=N（Ph1－Ph2）=0.5（1.5－2）=-1.25
3）计算为负值，活动螺母移动方向与螺杆移动方向相反，即向左移动了0.25mm。
三、滚珠螺旋传动简介
在普通的螺旋传动中，由于螺杆与螺母的牙侧表面之间的相对运动摩擦是滑动摩擦，因此，传动阻力大，摩擦损失严重，效率低。
采用滚动摩擦代替滑动摩擦。
课程：
机械基础教案编
授课时间
年月日
年月日
学时
2
班级
教学单元
第三章链传动
§3-1链传动的概述
教学
目标
应知
链传动的应用特点
教学
难点
链传动的传动比
应会
链传动及其传动比
教学思路
设计
1.链传动及其传动比；
2.螺纹的应用；
3.小结；
4.作业；
教学手段
与
教学资源
教材
学生
参与
时间
50’
课堂教学
目标考核
掌握螺纹的种类
课后作业
练习册相关内容
课后记录
任课教师：
孙颖科室负责人签字：
年月日
第三章链传动
§3－1链传动概述
一、链传动及其传动比
链传动是由链条和具有特殊齿形的链轮组成的传动运动和（或）动力的传动。
它是一种具有中间挠性件（链条）的啮合传动。
设主动轮的齿数为z1，从动轮的齿数为z2，主动轮的转速为n1，从动轮的转速为n2，单位时间内主动链轮转过的齿数z1n1与从动链轮转过的齿数z2n2相等。
即
z1n1=z2n2
或n1/n2=z2/z1
得链传动比i=n1/n2=z2/z1
二，链传动的应用特点
1、优点
1）能保证准确的平均传动比。
2）传递功率大。
3）传动效率高，一般可达到0.95~0.98。
4）可用于两轴中心距较大的情况。
5）能在低速、重载和高温条件下，以及尘土飞扬、淋水、淋油等不良环境中工作。
6）作用在轴和轴承上的力小。
2、缺点
1）由于链节的多边形运动，
升级会员 