《机械设计基础》教学教案

《机械设计基础》教案授课教师： 班级： 授课时间： 年 月 授课题目 绪论授课方式 多媒体教学 课型 新授 课时 1教学目标 要求学生了解本课程的性质以及机械的组成1.机械、机器与机构的区别。教学重点.难点 2.机器、机械、机构、零件等概念。3.究内容与目标.课程特点和学习方法。教学方法 理论联系实际.突出重点.课堂互动。

机械概述。设计机械产品应满足的基本要求。机械设计的方法和步骤。本课程的特点和学习方法。导入新课以介绍“单缸内燃机”构造导入新课。

激发学生兴趣相关知识机械：机器和机构的总称机器：是执行机械运动的装置，用来转换或传递能量.物料.信息。机构：由若干构件采用一定方式连接，其中一个构件为机架（固定件零件：是制造的基本单元。教学过程 构件：是机构的基本运动单元。的系统，最简单的机器只有一个机构。本课程的内容常用机构部分.传动部分、连接部分、.轴系部分.其他。3）机械设计的基本要求实现预定功能。满足可靠性要求。符合经济性要求。

学习新知识确保安全性要求。确保安全性要求。推行标准化要求。体现工艺造型美观要求。4）机械设计的一般过程产品规划。方案设计。技术设计。技术文件编制。定型产品设计。课堂总结《机械设计基础》教案授课教师： 班级： 授课时间： 年 月 授课题目 项目一平面机构的结构分析授课方式 多媒体教学 课型 新授 课时 5掌握运动副的概念和运动副的分类方法教 知识目标 2.掌握平面机构的运动简图。学 3.掌握平面机构自由度的计算方法。目 1.能根据实际机构或机构结构图绘制机构运动简图。标 能力目教学重点.难点教学方法

计算。机构及运动副的概念.绘制机构运动简图。自由度计算，虚约束。理论联系实际.突出重点.课堂互动。运动副。教学内容 2.平面机构的运动简图。3.平面机构的自由度。任务一相关知识运动副概念定相对运动的连接称为运动副。运动副的分类方法组成运动副两构件之间的接触特性不同，可分为低教学过程 副和高副。根据它们之间的相对运动是转动还是移动，低副又可分为转动副和移动副。课堂互动与同学们讨论在日常生活中见到过哪些运动副？任务二

学习新知识相关知识1）机构运动简图中运动副表示方法（e） （a） （b） （c） （d）引导学生学习（j） （f） （g） （h） （i） 2）平面机构运动简图的绘制步骤分析机构的组成和运动情况。确定运动副的类型和数量。选择投影面。选择瞬时位置。选择适当的比例绘图。 构件实际长度/ml构件图样长度/mm例题分析绘制如图所示单缸内燃机的机构运动简图。践技能任务三相关知识平面机构自由度的计算：F3n2PPL H机构具有确定相对运动的条件F0。F3）计算自由度几种特殊情况复合铰链。局部自由度。虚约束。例题分析计算图下图所示机构的自由度，并指出特殊情况。

识（a） （b）（c）

践技能（e） （f）（g） （h）课堂总结《机械设计基础》教案授课教师： 班级： 授课时间： 年 月 授课题目 项目二平面连杆机构授课方式 多媒体教学 课型 新授 课时 6教 知识目学目标能力目标教学重点.难点教学方法教学内容

了解铰链四杆机构的基本类型及其演化。明确四杆机构的曲柄存在条件。概念。1.掌握平面四杆机构设计的图解法。四杆机构的曲柄存在条件。压力角、传动角、行程速度变化系数和死点位置。平面四杆机构设计的图解法。铰链四杆机构。铰链四杆机构的演化形式。平面四杆机构的传动特性。图解法设计平面四杆机构。任务一相关知识铰链四杆机构的基本类型曲柄摇杆机构。双曲柄机构：平行四边形机构、逆平行四边形机构。2）基本类型的判别教学过程 （1）在铰链四杆机构中，当最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和时，有如下关系：杆机构。（2）在铰链四杆机构中，当最短杆与最长杆长度之和大于机构。

引导学生学习新知识例题分析如图所示铰链四杆机构ABCD的各杆长度分别为BCl 80mm，l 130mm，l 100mm，lBCAB CD

120mm。机构？

任务二相关知识1）曲柄滑块机构应用范围活塞式内燃机、空气压缩机、送料机构。2）偏心轮机构应用范围曲柄长度要求较短、冲击载荷较大的机械中。3）导杆机构应用范围插床机构为转动导杆机构的应用。牛头刨床主机构为摆动导杆机构的应用。4）摇块机构应用范围摆缸式内燃机、液压驱动装置。5)定块机构应用范围抽油泵、手摇抽水泵。课堂互动讨论铰链四杆机构的应用范围。任务三相关知识平面四杆机构的传动特性1）急回特性①主动件为曲柄做等速整周转动。②从动件做往复运动（有极限位置。③极位夹角0。2）传力特性死点位置

引导学生学习新知识践技能引导学生学习新知识①利用从动件的惯性顺利地通过死点位置。②采用错位排列的方式顺利地通过死点位置。课堂互动讨论死点位置在传动中的作用？15被夹紧后，四杆机构的铰12.D3不会转动，因此当2所示的飞机起落架机构，飞机起飞和降落时，飞机起落架处于放下机轮的位置，此时连杆23处于一条直线上，机构处于死点位置，故机轮着地时产生的巨大冲击力不会使从动件反转，从而保持着支承状态。图1夹紧机构1，2，3—杆；4—机架；5—工件图2飞机起落架机构1—机轮；2—连杆；3—从动件；4—机架；5—主动件任务四相关知识平面四杆机构设计需要解决的问题实现给定的运动规律。2）图解法设计平面四杆机构按连杆位置设计四杆机构。①给定连杆三个位置设计四杆机构。②给定连杆的两个位置设计四杆机构。按给定行程速度变化系数设计四杆机构。

践技能引导学生学习新知识①设计曲柄摇杆机构。①设计曲柄摇杆机构。②设计摆动导杆机构。2.例题分析s100mm，偏心emmK，试用图解法设计此机构，并求出曲柄和连杆的长度。巩固所学践技能课堂总结《机械设计基础》教案授课教师：班级：授课时间： 年月日授课题目授课方式多媒体教学项目三课型凸轮机构新授 课时6知识目标教学目标 能力目标

了解凸轮机构的应用、特点和分类。熟悉凸轮机构从动件的运动过程及有关名称。用场合。线。教学重点.难点 1.常用从动件运动规律的特点，刚性冲击，柔性冲击，S-ф曲线绘制2.凸轮轮廓设计原理—反转法，自锁、压力角与基圆半径的概念。教学方法 理论联系实际、突出重点、课堂互动概述。从动件的常用运动规律教学内容 3.盘形凸轮轮廓的绘制。凸轮机构基本尺寸的确定。凸轮机构的结构设计。任务一相关知识凸轮机构的应用内燃机配气机构。教学过程 引导学自动车床靠模机构。自动进刀机构。凸轮机构的特点优点：①实现各种预定的运动规律。②且结构简单紧凑。③运动可靠。缺点：①不便润滑.易磨损。②凸轮轮廓曲线加工比较困难。3）凸轮机构的分类按凸轮的形状分类①盘形凸轮机构。②移动凸轮机构。③圆柱凸轮机构。按从动件的形状分类①尖顶从动件。②滚子从动件。③平底从动件。按从动件与凸轮保持接触的方式分①力锁合凸轮机构。②形锁合凸轮机构。课堂互动区分下图分别是什么从动件？

与学生固所学知识任务二相关知识凸轮机构运动过程及有关名称推程→远休止→回程→近休止（如图所示。引导学生学习新知识从动件常用运动规律①等速运动规律。②等加速、等减速运动规律。③余弦加速度运动规律。课堂互动讨论余弦加速度运动规律的位移线图的具体画。任务三相关知识凸轮轮廓绘制的基本原理：相对运动原理。对心尖顶直动从动件盘形凸轮轮廓的绘制。

巩固所提升学生实践技能做图步骤 位移线图对心滚子直动从动件盘形凸轮轮廓的绘制。对心平底移动从动件盘形凸轮轮廓的绘制。偏置尖顶直动从动件盘形凸轮轮廓的绘制。做图步骤 位移步骤摆动从动件盘形凸轮的绘制。做图步骤 位移步骤课堂互动了解盘形凸轮轮廓的绘制步骤。

巩固所提升学生实践技能任务四相关知识滚子半径的选择径大些较好。压力角的选择压力角是否在许用值范围之内。基圆半径的选择下缩小凸轮尺寸。

引导学生学习新知识课堂互动讨论滚子半径对凸轮工作轮廓的影响。

巩固所（a）

rmin

rmin

rmin

学知识，提升学生实践技能任务五相关知识凸轮和滚子的材料40～5020Cr，20CrMnT（渗碳淬火，硬度为56～62HRC。也可用滚动轴承作为滚子。凸轮的结构

～2C

引导学生学习新知识凸轮轴 键连接 销连3）滚子的结构滚子可以是专门制造的圆柱体；也可以是滚动轴承。2.例题解析如图所示的对心直动滚子从动件盘形凸轮机构中，凸轮的实R40mm

25mm，

巩固所滚子半径rT

10mm。

OA学知识，求：①凸轮的理论轮廓线为何种曲线？②凸轮的基圆半径

提升学r；③从动件的升程h；④推程中的最大压力角b

。max

生实践技能课堂总结课堂总结《机械设计基础》教案授课教师： 班级： 授课时间： 年 月 授课题目 项目四间歇运动机构授课方式 多媒体教学 课型 新授 课时 3教1.了解棘轮机构.槽轮机构的工作原理、类型、特点和应用。教知识目标学 2.理解棘轮转角的调整方法，了解槽轮机构主要运动参数的选择。目 1.了解棘轮机构槽轮机构和其他常用间歇机构的组成掌握其工作原理及标 能力目标教学重点.难点

运动特点和适用场合。棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构的工作原理、特点和应用。教学方法 理论联系实际、突出重点、课堂互动。棘轮机构教学内容 2.槽轮机构3.其他间歇机构简介。任务一相关知识1）棘轮机构的工作原理外啮合棘轮机构，主要由棘轮1.棘爪2.摇杆3.止回棘爪4.和机架组成。教学过程 引导学棘轮机构的分类齿式棘轮机构：①按啮合方式的不同：外啮合棘轮机构、内啮合棘轮机构。机构可变向棘轮机构。摩擦式棘轮机构棘轮机构转角的调整方法改变摇杆摆角大小，控制棘轮的转角。利用遮板调节棘轮的转角。课堂互动讨论棘轮机构的工作原理

与学生互动，巩固所学知识任务二相关知识槽轮机构的工作原理拨盘 2.槽轮槽轮机构的基本类型外啮合槽轮机构。3）槽轮机构的特点结构简单、制造方便、转位迅速、工作可靠。4）槽轮机构在电影放映机中的应用槽轮机构主要运动参数的选择槽轮槽数的选择。k

引导学生学习新知识（2）以行程h为直径作半圆，然后将半圆的圆弧分成对应的若干等份，接着过点2，…分别引平行于横坐标的直线，并与上述诸垂线相交于点12，3交点连接起来，即为余弦加速运动的位移曲线。由图3-9（c）可知，余弦加速度运动规律在运动起始和终止位固所的工作原理。

学知识，提升学生实践技能任务三相关知识不完全齿轮机构外啮合不完全齿轮机构。主动轮 2.从动内啮合不完全齿轮机构。

主动轮2.从动轮凸轮式间歇运动机构轮的连续转动转换为转盘的间歇转动的一种间歇运动机构。例题分析m5mmz12构的几何尺寸，并画出棘轮的齿形。

巩固所学知识，提升学生实践技能课堂总结《机械设计基础》教案授课教师： 班级： 授课时间： 年 月 授课题目 项目五连接授课方式 多媒体教学

课型 新授 课时 7教 知识学 目标目标 能目

掌握螺纹的基本参数。了解螺栓连接的基本类型及常见的标准螺纹连接件。掌握螺栓连接的防松原理和常见的防松方法。熟悉螺栓连接的强度计算方法和步骤。掌握平键连接的设计计算。教学重点.难点教学方法教学内容

螺栓连接的强度计算方法和步骤。平键连接的设计计算。理论联系实际、突出重点、课堂互动。1.螺纹的分类及主要参数。螺纹连接的基本类型及螺纹连接件。螺纹连接的预紧和防松。螺栓连接的强度计算。螺纹连接件的材料和许用应力。提高螺栓连接强度的措施。键及花键连接。销连接。任务一相关知识螺纹的分类锯齿形螺纹。按螺旋线绕行方向分类：右旋螺纹、左旋螺纹。教学过程 引导学生按螺纹线数分类：单线螺纹、多线螺纹。按螺旋线所绕形体分类：圆柱螺纹、圆锥螺纹。按螺纹在圆柱（或圆锥）内.2）螺纹的主要参数d、d、d、PS、螺纹升角、1 2牙型角、牙型斜角

学习新知识课堂互动知道螺旋纹的几何参数值并以圆柱螺纹为例来说明螺纹的主要参数。任务二相关知识螺纹连接的基本类型螺栓连接。螺钉连接。2）标准螺纹连接件螺栓。双头螺柱。螺钉。紧定螺钉。螺母。垫圈。

引导学生学习新知识课堂互动区分普通螺栓连接和铰制孔螺栓连接两种类型的区别？

践技能任务三相关知识螺纹连接的预紧拧紧力矩（扳手力矩）T。2）螺纹连接的防松

引导学生学习新知识摩擦防松：弹簧垫圈防松、自锁螺母防松、对顶螺母防松。机械防松。永久防松。课堂互动讨论螺纹连接的防松的工作原理。

践技能任务四相关知识松螺栓连接螺栓的抗拉强度条件为F

[]A πd214 。d1

4Fπ[]。紧螺栓连接（1）受横向外载荷的紧螺栓连接。①采用普通螺栓连接计算公式为F0设计公式为ds

KFRfzm。4Fh]。

引导学生学习新知识（2）受轴向外载荷的紧螺栓连接。①紧螺栓连接设计公式为d1

41.3F] 。②强度校核公式为

1.3Fπd21

[]。课堂互动

F

巩固所学知识，提等（均为2

）的关系，可导出预紧力F0

F0

升学生实FF(1K)F0 0 C

践技能任务五相关知识螺纹连接件的常用材料45等材料制造。

引导学生学习新知识材料。特殊用途的螺纹连接副：采用特种钢、铜合金、铝合金等材料。螺栓连接的许用应力和安全系数连接类型 受载情况 许用应力和安全系数松螺栓连接

普通螺栓连接

轴向静载荷

]sS

，S1.2～1.7（未淬火钢取小值）普通螺

轴向静载荷

]sS

，控制预紧力时栓连接

横向静载荷

S时，S5-7所示紧螺栓

[]

/2.5；被连接件为s连接 横向静载

钢时[ ] ，被连P s铰制孔用螺栓

接件为铸铁时[]/(2～2.5)P e连接 ]s

/(3.5～5)；[]P横向变载荷

按静载荷[P20%～30%

]值降低例题分析1D2

200mm，气缸内气体工作压力p1.2MPa，缸盖与缸体之间采用橡胶垫圈密封，D260mmz10t是1 0否满足表2所规定的数值以及是否符合扳手空间要求。材料安全系数S材料安全系数SM6～M16M16～M30M30～M60碳钢4～33～22～1.3合金钢5～44～2.52.5图1工作压力p/MPa

t 工作压力p/MPa t0 01.61.6～1010～16

7d4.5d4d

16～2020～30

d3d表1任务六相关知识影响螺栓强度的因素应力变化幅度。螺纹牙的载荷分配。应力集中。附加弯曲应力。2）减小应力变化幅度。改善螺纹牙的载荷分配。减小应力集中。避免附加弯曲应力。课堂互动均，讨论一下怎样改善这种情况。任务七相关知识键连接的类型平键连接。①普通平键连接。②导向平键连接。③滑键连接。平键连接的选择。主要是选择平键的类型和尺寸。平键连接的强度计算。

引导学生学习新知识践技能引导学生学习新知识普通平键的挤压应力条件为e

4Tdhl

[]e。花键连接：分为矩形花键和渐开线花键。课堂互动了解如果校核结果表明连接的强度不够，则可采取什么措施？

践技能任务八相关知识销连接是用销将被连接件连成一体的可拆卸连接。

引导学生学习22）常用的材料：圆柱销.圆锥销.异形销。新知识2.例题解析如图所示为一拉杆螺纹连接，已知拉杆所受载荷为F23kN（工作中要经常转动螺母，以调节拉杆长度，拉杆材料为碳钢Q235，试设计拉杆螺纹直径。巩固所学践技能课堂总结《机械设计基础》教案授课教师： 班级： 授课时间： 年 月 授课题目 项目六带传动授课方式 多媒体教学 课型 新授 课时 2掌握摩擦型带传动的类型、特点和应用。教VV教知识目标学 3.掌握带传动的受力分析、应力分析。目 4.掌握带传动的失效形式、设计准则和设计步骤。标 1.理解带传动的弹性滑动和打滑现象。能力目标2.了解带传动的张紧、安装和维护。教学重点.难点教学方法

1.受力分析、失效形式、弹性滑动，带的应力分布图。带传动的设计方法。理论联系实际、突出重点、课堂互动。带传动的类型和特点。VV带轮。教学内容 3.带传动工作能力的分析。V带传动设计计算。V带传动的张紧、安装和维护。任务一相关知识带传动的类型工作原理的不同：摩擦型带传动、啮合型带传动。带横截面形状的不同：平带传动、V动、圆带传动。带传动的优点（1）适用于中心距较大的传动。教学过程 （2）带具有很好的挠性，可缓和冲击，吸收振动。 引导学生学习Fc cFc

qv2

新知识过

A A载时，带与带轮间出现打滑，打滑虽使运动失效，但可防止损坏其它零件。结构简单，成本低廉。带传动的缺点传动的外廓尺寸较大。需要张紧装置。由于带的滑动，不能保证固定不变的传动比。带的寿命较短。传动效率较低。课堂互动看图讨论传动带的组成？摩擦型带传动 啮合型带传动任务二相关知识V带的组成：伸张层、强力层、压缩层、包布层。V带截面型号：Y，Z，A，B，C，D，E。3）V带轮材料：灰铸铁、钢。4）V带轮结构：轮缘、辐板（或轮辐、轮毂。引导学生学习新知识5）轮辐式四种典型的结构。课堂互动区分V带轮的四种典型结构。任务三相关知识带传动的受力分析Fv带传动所能传递的功率为P e1000。

践技能引导学生学习新知识

efv1emax

e

1。带传动的应力分析拉应力1紧边拉应力的计算公式为 F11 A。 F弯曲应力

22 A。带绕在带轮上引起的弯曲应力计算公式为b离心拉应力

EhD。F cF

离心拉应力在带全长各截面处均匀分布值为qv2c A A。滑动。打滑：若带所需传递的圆周力超过带与轮面键的极限摩擦课堂互动通过游戏演示带传动的应力分布图。

践技能任务四相关知识带传动的主要失效形式带在带轮上打滑，不能传递运动和动力。带由于疲劳产生脱层、撕裂和拉断。带的工作面磨损。2）的疲劳强度和寿命。

引导学生3)单根V带的基本额定功率:[P](PP)KK 。 学习1 1V

新知识传动的用途.工作情况和原动机种类。传递的功率。主.从动轮转速n1和n2（或n1和传动比i。其他要求，如中心距大小、安装位置限制等。V（1）V带的型号、长度和根数。带轮的尺寸、材料和结构。a。F等。QV确定计算功率。PKP。c AV确定V带轮的基准直径d ，dd1 d2①确定小带轮的基准直径d dd1 d1②验算带速v

d。d1min。vv

πdnd11601000。③确定大带轮的基准直径dd2。大带轮基准直径d 的计算公式为：d id (1)。d2 d2 d1aLd①初定中心距a0初定中心距a0

的取值范围为：0.7(dd1

d )ad2

2(dd1

d ) 。d2②确定带的基准长度Ldπ

(d d )2L 2ad0 0

(d

d )d2

d1 d2。4a。0add0aaLLdd0d20 2 。d2验算小带轮包角

d

dd157.31Vzz

1 a 。Pc。[P]。12.5 P计算单根V带的初拉力F F500 1 cqv20 0 K zv 。F： π 计算压轴力Q F 2zFcos2 12zFsin 1Q 0 2 0 2。（9）V带轮的结构设计①根据带轮的基准直径选择结构形式。②根据带的型号确定轮槽尺寸。③根据经验公式确定辐板、轮毂等结构尺寸。④绘制带轮工作图，并标注技术要求。例题解析试设计某机床用的普通V 带传动，已知电动机功

巩固所学知识，提P5.5n1

1440传动比i

升学生实中心距不大于800mm，每天工作16h。任务五相关知识带传动的张紧方法调节中心距。①定期张紧装置。②自动张紧装置。采用张紧轮。2）VVV重合。否则，会加剧带的磨损，甚至导致带脱落。套装带时不得强行撬入，应将中心距缩小，待V轮槽后再张紧。新旧带不得同组混装使用。一根带损坏，应全部更换。24～48h为了保证安全，带传动装置应加防护罩。由于V胶制品，应避免阳光直晒，避免与酸、碱、油及有机溶剂等接触。例题分析已知某工厂所用小型离心通风机的 V带传动，电动机为

践技能学习新知识P5.5n1

1440r/min测得V 巩固所学带的顶宽b13mm高度h8mm小带轮的外径dal

146mm，知识，提大带轮外径da2

321mm，a600mm

升学生实试求：①V带型号；②带轮的基准直径d ，dd1 d2

；③V带

践技能课堂总结

Ld用功率[P。1

⑤小带轮包角1

；⑥单根V带的许《机械设计基础》教案授课教师： 班级： 授课时间： 年 月 授课题目 项目七链传动授课方式 多媒体教学 课型 新授 课时 4掌握链传动的类型、特点和用途。教掌握滚子链和链轮的结构、标准。教知识目标学 3.理解链传动的运动特性。目 4.掌握链传动的失效形式、设计准则和设计方法标能力目标 1.了解链传动的布置、安装和润滑。教学重点.难点1.滚子链传动的失效形式和设计准则和参数选择。教学方法 理论联系实际.突出重点.课堂互动1.链传动的类型和特。教学内容 2.滚子链和链轮。滚子链传动的设计。任务一相关知识链传动的类型用途不同：传动链、起重链、输送链。2）链传动的优点链传动与带传动类似，适用于两轴间距较大的传动。链传动具有啮合传动的性质即没有弹性滑动和打滑现象教学过程 平均传动比恒定。链传动传动力大.效率较高（润滑良好的链传动的效率约为97%～98%3）链传动的缺点4）链传动的应用应用在100kW以下.传动比8，中心距5～6m.链速15m/s

引导学生学习新知识的场合。课堂互动你见过链传动的哪些应用？

任务二相关知识1）滚子链的结构（1）链板（2）外链板（3）销轴（4）套筒（5）滚子。2）链节数与滚子链的接头形式（1）开口销（2）弹簧卡（3）过渡链节。3）链轮的主要参数齿数z.节距p（与链的节距相同）和分度圆直径d。链轮的结构实心式结构。孔板式结构。组合式焊接结构。组合式螺栓连接结构。5）课堂互动z.p.dLp等参数。任务三相关知识链传动的失效形式链条的疲劳破坏。链条的磨损。链条的胶合。链条的冲击破断。链条的过载拉断。2）（1）主要参数的确定。

引导学生学习新知识践技能学习zz1 2

i。

新知识②链节距p。③中心距a和链节数L：PL a zz zz2pL 2 0 1 2 2 1。p p p 2 2πa。0vzpn601000 601000。1 1 zpn223）额定功率：不同节距的链条在不同转速时所能传递的功率，P。04）计算功率：PcKPAKKZ L mP0。5）链传动的设计步骤（1）确定链轮齿数z和z。12（2）P。c（3）pa。0Lp。a。。v。确定润滑方式，设计链轮.绘制链轮工作图。2.例题分析试设计一离心式空气压缩机的滚子链传动。已知电机功率P7.5kW，转速n970r/min，传动比i2.94，工作载荷平稳，中心距可调，两轮中心连线与水平面夹角小于30。1巩固所学践技能课堂总结《机械设计基础》教案授课教师：班级：授课时间：年月日授课题目授课方式多媒体教学课型项目八齿轮传动新授课时4知识目标教学目标能力目标

了解常见齿轮传动的特点及应用。了解渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合过程、啮合特性、啮合条件。掌握渐开线齿轮的切齿原理掌握轮齿常见的失效形式及预防措施。掌握渐开线齿轮各部分名称和几何尺寸计算。掌握齿轮传动的设计计算步骤及方法。掌握斜齿轮的传动特点.基本参数、几何尺寸计算、强度计算。熟悉齿轮结构的设计及润滑方式。教学重点.难点2.范成原理，根切原因，无侧隙啮合。3.齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度计算教学方法 理论联系实际、突出重点、课堂互动。教学内容

齿轮传动的特点及分类。渐开线齿廓。渐开线齿轮各部分的名称.符号及几何尺寸。渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动。渐开线齿轮的切齿原理。根切.最少齿数及变位齿轮。齿轮传动的失效形式与设计准则。齿轮常用材料及热处理。标准直齿圆柱齿轮传动的设计。斜齿圆柱齿轮传动。直齿锥齿轮传动。齿轮的结构设计及润滑。任务一相关知识教学过程 1）齿轮传动的优点瞬时传动比恒定不变。机械效率高。寿命长，工作可靠性高。结构紧凑，适用的圆周速度和功率范围较广。

引导学生学习新知识齿轮传动的缺点要求较高的制造和安装精度，成本较高。低精度齿轮在传动时会产生噪声和振动。不适宜远距离两轴之间的传动。齿轮传动的分类（1）按照两齿轮轴线的相对位置和齿向分类。（2）按照轮齿齿廓曲线的不同分类①渐开线齿轮传动。②圆弧齿轮传动。课堂互动的应用范围？

任务二相关知识渐开线的形成引导学生学习新知识渐开线的性质渐开线方程KKbr r/cos KKb tan K K K例题分析rb

187.94mm

巩固所学知识，提升学生r 200mmK处的压力角K

.曲率半径NK及展角K

实践技能任务三相关知识渐开线齿轮各部分名称.符号z表示。rda a

分别表示其半径和直径。eK

表示。sK

表示。

引导学生学习rdf f

新知识

表示。K分度圆和模数，分度圆上的齿厚、齿槽宽和齿距分别用epm表示。压力角，以表示。ha

.h.h表示。f例题分析一对标准渐开线齿轮z1

=20z260，m4

巩固所学知识，提pp1 2

基圆齿距p 和pb1

，基圆半径rb1

和r 齿顶圆b2

升学生实践技径d 和d ，齿根圆直径d 和d 。 能a1 a2 f1 f2任务四相关知识啮合过程。啮合特性能满足定传动比的传动要求。具有传动的可分性。传递的压力方向不变。正确啮合的条件

引导学生学习新知识mcosmcos。1 1 2 2连续传动的条件 BBp 12 1pb 。标准中心距和标准安装a表示。例题分析如图所示的一对齿轮的渐开线在点K为

巩固所学知识，提升学生实践技能任务五相关知识仿形法：是用渐开线齿形的成形刀具直接切出齿形加工。展成法：展成法是目前齿轮加工中最常用的一种方法齿轮插刀加工法。齿条插刀加工法。齿轮滚刀加工法。知识扩展共轭齿廓是指能按预定传动比规律相互啮合传动的一对齿廓任务六相关知识

1）

min

2h* asin2。渐开线标准齿轮局限性。z

，min

aa

m(zz)的场合。2 1 2的齿根厚度，而小齿轮的工作条件往往比大齿轮恶劣，故小齿轮容易损坏。课堂互动看图讨论根切的产生？

巩固所学知识，提升学生实践技能任务七相关知识齿轮传动的失效形式轮齿折断。齿面点蚀。齿面磨损。齿面胶合。2）设计准则通常以保证齿面接触疲劳强度为主，所以应按齿面接触疲劳强度进行设计计算，并校核其齿根弯曲疲劳强度。断是主要的失效形式，所以通常先按齿根弯曲疲劳强度进行设计计算，再校核其齿面接触疲劳强度。式。对于齿面磨损，目前尚无完善的计算方法，通常按照齿根弯曲疲劳强度计算，即先确定齿轮的模数，然后考虑磨损因素将模数增10%～20%，而无须校核接触强度。知识拓展当一对齿轮均为铸铁材料时，一般只需进行轮齿弯曲疲劳强度断是其主要失效形式，宜先进行轮齿过载折断设计计算，再进行齿面接触疲劳强度校核。任务八相关知识齿轮材料的基本要求变形等。齿芯应有足够的强度和较好的韧性，以抵抗轮齿折断。便于提高其力学性能。常用材料

巩固所学知识，提升学生实践技能锻钢。铸钢。铸铁。非金属材料。课堂互动讨论常用齿轮材料及其力学性能？

巩固所学知识，提升学生实践技能任务九相关知识轮齿的受力分析F=KFnc n

。。F u

新知识齿面的接触疲劳强度计算H

ZZ tE H bd u1 。32KTYY

1 FSz2f[]。1 d F圆柱齿轮传动参数的选择z的选择。m的选择。φd的选择。6）齿轮精度等级的选择，应根据齿轮的用途.使用条件.传递的圆周速度和功率的大小，以及其他技术条件.经济指标等要求来确定。例题解析设计一普通机床使用的单级直齿圆柱齿轮减速器。已知：传递功率P7kW，电动机驱动，小齿轮转速n=800r/min，传动比1i3.5，单向运转，负载平稳。使用寿命8年，单班制工作。任务十相关知识1）斜齿轮齿廓曲面的形成直齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成 斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形2）斜齿轮齿廓曲面的传动特点大功率的齿轮传动。斜齿圆柱齿轮的参数β。模数。压力角。4）斜齿圆柱齿轮的受力分析

巩固所学知识，提升学生实践技能5）斜齿圆柱齿轮的强度计算（1）齿面的接触疲劳强度计算校核公式为：H

3.17ZE

KT(i1bd2i1

[]H。

3KT(i1)21 E1 φi ]d H 。（2）齿根的弯曲疲劳强度计算

1.6KT 1Y

1.6KTcos 1 Y

[]F bmd FS bm2z FS F 。n1 n1

31.17

KTcos21 YYn φz2[] FS。d1 F例题解析设计一斜齿圆柱齿轮减速器。该减速器用于重型机械上，由电

巩固所学知P50kWn1

750r/min，识，提传动比i4，12年，单班制工作。任务十一相关知识齿锥齿轮的参数

升学生实践技能直齿锥齿轮传动的受力分析

引导学生学习新知识主动轮上圆周力Ft

的方向与其回转方向相反，从动轮上圆周力Ft

与其回转方向相同。Fr

的方向都指向两轮各自的轮心。Fa

的方向分别沿各自的轴线指向齿轮的大端。2.课堂互动2.课堂互动讨论直齿锥齿轮传动的受力分析过程。学知能任务十二相关知识常用的齿轮结构形式（1）齿轮轴（2）实体式齿轮（3）腹板式齿轮（4）轮辐式齿轮。齿轮传动的润滑引导学（1）浸油润滑(2）喷油润滑。2.例题分析已知一对标准直齿圆锥齿轮传动，齿数z22，z 66，大端12m5mm，分度圆压力角20，。试求两个圆锥齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、分度圆锥角、齿顶圆锥角、齿根圆锥角、锥距及当量齿数。学知能课堂总结《机械设计基础》教案授课教师： 班级： 授课时间： 年 月 授课题目 项目九蜗杆传动授课方式 多媒体教学 课型 新授 课时 4教 知识目学目标能力目标教学重点.难点教学方法

了解蜗杆传动特点和类型。理解主要参数的概念、掌握蜗杆蜗轮几何尺寸计算。理解蜗杆传动的受力分析、滑动速度，失效形式和计算准则。了解蜗杆传动的效率。了解蜗杆传动的效率。了解蜗杆传动的热平衡计算方法。q。正确啮合条件，蜗轮转向判断。蜗杆传动的特点和类型。蜗杆传动的基本参数和几何尺寸计算教学内容 3.蜗杆传动的失效形式、材料和结构。蜗杆传动的设计计算。蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算。任务一相关知识蜗杆传动的优点传动比大，结构紧凑。传动平稳，无噪声。具有自锁性。教学过程 2）蜗杆传动的缺点蜗杆传动效率低。造价较高。3）蜗杆传动的类型①圆柱蜗杆传动。a普通圆柱蜗杆传动:阿基米德圆柱蜗杆（ZA蜗杆）传动渐开线圆柱蜗杆（ZI蜗杆）传动

引导学生学习新知识b圆弧圆柱蜗杆传动②环面蜗杆传动。③锥面蜗杆传动。课堂互动讨论阿基米德圆柱蜗杆任务二相关知识蜗杆传动的基本参数mα。z1z2。γ。d。1β。ia。v

。 引导学生学习蜗杆传动的几何尺寸计算

新知识计算公式名称蜗杆 蜗轮齿顶高

h m h ma1 a2齿根高分度圆直径

h1.2mf1dmq1

h1.2mf2dmz2 2齿顶圆直径齿根圆直径顶隙

d m(q2)a1d m(qf1

c

d m(z2)a2 2d m(z2.4)f2 2蜗杆轴向齿距

p pa1 t2

m的螺旋升角的螺旋角中心距

arctanz1q1

am(qz2 2

βγ蜗杆螺纹部分z1

1或2时，b1

(110.06z)m2长度 z1

4时，b1

(12.50.09z2

z1时，d1

d 2ma2蜗轮外圆直径

z2时，d1

d a2z4时，d1

d ma2蜗轮轮缘宽度

z1或2时，b1

0.75da1z4时，b1

0.67da1蜗轮轮齿包角

2arcsinb2d21一般取90～130例题分析200旋单头蜗杆。测得蜗杆的轴向齿距p 25.13mm蜗杆的齿顶圆直a1径d 96mm。蜗轮已损坏，试计算配制蜗轮的尺寸。a1

巩固所学知识，提升学生实践技能任务三相关知识蜗杆传动的常用材料涡轮齿圈采用青铜：减摩、耐磨性、抗胶合。3）蜗杆传动的结构蜗杆结构。蜗轮结构：整体式。②螺栓连接式。③浇注式。课堂互动看图讨论蜗轮的结构

学知识，提升学生实践技能任务四相关知识1）蜗轮蜗杆转动方向的判定根据蜗杆的转动方向和螺旋线旋向，应用左.右手定则判定。2）受力分析蜗杆.蜗轮所受各分力大小和相互关系为F F 2T/d t1 a2F Ft2 F Fr2 r1

1 1F 2TF 2 2t2

引导学生学习3）蜗杆传动的强度计算H校核公式： H

KT2Gdd

[ ]H2

新知识12KT 500 2设计公式m

2 21 G z2

H2]。课堂讨论看图讨论蜗杆、蜗轮所受各分力大小和相互关系。巩固所学知识，提升学生实践技能任务五1.相关知识1.相关知识1）蜗杆传动的效率计算公式为：(0.95～0.97)tantan()。v蜗杆传动的润滑方式油浴润滑。3）润滑油的选用蜗杆传动要求润滑油具有较高的黏度和黏度指数，且应含有抗压.耐磨性好的添加剂。4）蜗杆传动的热平衡计算可得满足热平衡条件时润滑油的温度为引导学t1000P(1)tkAs1[t]0。巩固所2.例题解析学知设计一带式输送机上的闭式普通圆柱蜗杆传动。已知蜗杆传动功率识，提P11kW，蜗杆转速n1460r/min，传动比i20.5，Y系列三 升学生1 1实践技相异步电动机驱动，单向长期运转，载荷平稳。能课堂总结《机械设计基础》教案授课教师： 班级： 授课时间： 年 月 日授课题目授课题目项目十齿轮系授课方式多媒体教学课型新授课时5教学目知识目标掌握齿轮系的主要类型。掌握定轴齿轮系和行星齿轮系传动比的计算方法。了解齿轮系的主要应用。标能力目标定轴轮系传动比的计算方法。行星轮系传动比的计算方法。教学重点.难点1.定轴轮系转动比的计算。教学方法理论联系实际、突出重点、课堂互动。教学内容齿轮系及其分类。定轴齿轮系的传动比计算。行星齿轮系的传动比计算。混合齿轮系的传动比计算。齿轮系的应用。任务一1.相关知识1）齿轮系分类（1）定轴齿轮系。教学过程引导学（2）行星齿轮系。2.课堂互动讨论行星齿轮系传动与定轴齿轮系传动的区别？

任务二相关知识定轴齿轮系传动比的大小1计算公式：i n11k nk

各对齿轮从动轮齿数的连乘积各对齿轮主动轮齿数的连乘积。确定轮系首末轮转向关系的方法（1）画箭头法。（2）(1)m法i 1K

所有从动轮齿数的连乘积所有主动轮齿数的连乘积

引导学生学习惰轮的应用 新知识例题分析如图所示空间定轴轮系，蜗杆的头数z1

2，右旋；蜗轮的齿数 巩固所学知z 2 2

20，z3

24，z3

20，z4

24，z4

30，z5

35

识，提升学生z 28，z5 6

135

900r/min

实践技能1轮6的转速n6的大小和转向。1任务三相关知识行星齿轮系的传动比计算----转化机构法 引导生学nH nn

zz z计算方法：iH 1

H23

新知识13 nH3

nn3

zz z12 1例题分析n1

100r/min，n3

60r/min，nn1 3

z1

17，z2

29，z3

75，求（）n H

巩固所学知n（）i2

与i 。12

识，提升学生实践技能任务四相关知识计算混合齿轮系传动比的一般步骤区分轮系中的定轴齿轮系部分和行星齿轮系部分。并代入已知数据。联立求解即可求出混合轮系中两轮之间的传动比。例题分析（H被剖掉了一部分

学知各轮齿数为：z1

24，z2

52，z2

21，z3

78，z3

18，z4

30，识，提z78，求i 。5 15

升学生实践技能能任务五相关知识齿轮系的应用实现远距离的两轴间的传动。实现变速.换向和分路传动。获得大的传动比。用于运动的合成与分解。引导学2.例题解析某螺旋桨飞机主减速器的行星齿轮系如图所示，已知z26，1z20，zz66，z30，z18，轮1的转速2 3 6 4 5n15000r/min，nn的大小和方向。1PQ学知能课堂总结《机械设计基础》教案授课教师： 班级： 授课时间： 年 月 授课题目 项目十一轴授课方式 多媒体教学 课型 新授 课时 4教 知识目学目

了解轴的分类。掌握轴的结构设计。标 能力目标 1.掌握轴的强度计算方法。教学重点.难点 1、轴结构设计。2、轴的弯扭合成法强度计算方法。教学方法教学内容

理论联系实际、突出重点、课堂互动。1.轴的分类。轴的结构设计。轴的材料及选择。轴的设计计算。任务一相关知识1）按轴受的载荷和功用的不同进行分类（1）心轴 （2）传动轴 （3）转轴2）按轴线形状的不同进行分类（1）直轴 （2）曲轴 （3）挠性轴。

引导学生学习新知识教学过程

课堂互动讨论不同轴的应用范围。

与学生互动，巩固所学知识任务二相关知识轴的结构（1）轴头（2）轴颈（3）轴身（4）轴肩（5）轴环。2）轴的结构设计的基本要求

轴和轴上的零件定位准确、固定可靠。良好的结构工艺性。3）轴向定位与固定轴肩和轴环定位。套筒和圆螺母定位。轴端挡圈固定。4）周向固定方法键连接。圆锥销连接。成形连接。5）轴的结构工艺性阶梯轴应便于拆装。以减少刀具规格和换刀次数。为便于轴上零件拆装轴端和各轴段端部都应有45 倒角。为便于加工定位，轴的两端面上应加工出中心孔。课堂互动和固定方式。

巩固所学知识，提升学生实践技能任务三相关知识轴常用的材料碳素钢。①普通碳素钢：用于轻载或不重要的轴。②优质碳素钢:应用广泛。合金钢。知识拓展（如内燃机中的曲轴球墨铸铁吸振性和耐磨性好，对应力集中敏感低，价格低廉；但冲击韧性低.质量不稳定。

巩固所学知识，提升学生实践技能任务四相关知识轴的设计计算强度计算。按钮转强度计算。按弯扭合成强度计算。刚度计算。2）

9549103P

[]W 3n 。按弯扭合成强度计算作轴的受力简图。作弯矩图

395491030.2[]

PC3Pn n

引导学生学习新知识弯矩M的计算公式为：M M2H

2MV。M作轴的扭矩图。作当量弯矩图当量弯矩M 的计算公式为：M M2T)2e e 。轴的强度计算按强度条件进行计算，其计算公式为：M eMW轴的刚度计算：

M2(T)2d3

]1b 。y [y] ] ]例题分析试设计用于带式输送机的单级斜齿圆柱齿轮减速器的从动轴（低速运转P15kW，从动轮转n280d320mm，l80mm，选用4联轴器（轴孔长度为4m。

巩固所学知识，提升学生实践技能课堂总结《机械设计基础》教案授课教师： 班级： 授课时间： 年 月 授课题目 项目十二轴承授课方式 多媒体教学 课型 新授 课时 4了解滚动轴承的构造和分类。掌握常见滚动轴承的代号。教 知识目标学 3.了解滚动轴承的类型选择。目 4.了解滑动轴承的润滑和密封。标能力目标 1.掌握寿命计算方法和滚动轴承组合结构设计的方法与原则。教学重点.难点1.滚动轴承的类型、特点、代号，滚动轴承的疲劳点蚀。2.寿命计算、当量动、静载荷，滚动轴承的组合结构设计。教学方法 理论联系实际、突出重点、课堂互动。滚动轴承的组成及类型。滚动轴承的代号。滚动轴承类型的选择。教学内容 4.滚动轴承的尺寸选择及寿命计算5.滚动轴承组合设计。滑动轴承。滚动轴承与滑动轴承的比较。任务一相关知识1）滚动轴承的组成（1）内圈 （2）外圈（3）滚动体（4）保持架。2）滚动轴承的主要类型 引导教学过程

按承受载荷的方向分类：向心轴承、推力轴承。按滚动体的形状不同：球轴承、滚子轴承。按工作时能否调心：调心轴承、非调心轴承。可分离轴承。知识拓展公称接触角α心线的径向平面之间的夹角，它是滚动轴承的一个重要参数

学知识学知识任务二1.相关知识1）基本代号（1）类型代号2）前置.后置代号（2）尺寸系列代号（3）内径代号。（1）前置代号：在基本代号的前面用字母表示。引导学（2）后置代号：①后置代号②轴承公差等级③轴承游隙。2.课堂互动620472211AC的意义？学知能任务三相关知识选择轴承的类型的原则载荷的大小.方向和性质。轴承的转速。对调心性能的要求。装调性能。经济性。引导学2.知识拓展滚动轴承标准中规定了轴承的极限转速，若工作转速超过轴承的极限转速，可通过提高轴承的公差等级，适当加大其径向游隙等措施来满足要求。但一般情况下，应保证轴承在低于极限转速的条件下工作。学知能任务四相关知识滚动轴承的受载情况滚动轴承的失效形式疲劳点蚀。塑性变形。磨损。3）主要失效形式是疲劳点蚀，应按额定动载荷进行计算。形，应按静载荷进行计算。的轴承发生疲劳点蚀前运转的总转数或在恒定转速下运转的总工作

L10

（单位为106r）

（单位为h）表示。基本额定动载荷：基本额定寿命为转时，轴承所能承受的载荷称。当量动载荷PXFr

YF。a。滚动轴承基本额定寿命的计算106fCt计算公式为Lth

60nf PP。角接触轴承的内部轴向力。计算角接触轴承轴向载荷的步骤FFs1 s2

的方向。Fs1

与轴向载荷Fa

同向FFs2

反向。通过比较Fa

F Fs1

的大小判断轴的移动趋势及轴承的压紧及放松端。Fa

等于除去压紧端本身的内部轴向力外，所有轴向力的代数和。Fa

等于放松端本身的内部轴向力F。s滚动轴承的静强度计算。计算公式：C SP。0 00例题解析圆锥齿轮减速器主动轴如图12-1230208

巩固所n960r/minFa

210N；两轴承的径向分力为

学知识，提F1373N，Fr1

3059N，接触角

升学生T 8000h承的寿命。任务五相关知识单个轴承的轴向固定轴承内圈的轴向固定。轴承外圈的轴向固定

实践技能轴承组合的轴向固定两端单向固定。端双向固定.一端游动。轴向位置调整达到准确位置。滚动轴承的配合因素配合选择取决于载荷大小.方向和性质，轴承类型.度，轴承游隙以及其他因素。滚动轴承拆装引导学生学习新知识内.外圈上同时施力。装内圈于轴上。从轴上拆轴承。滚动轴承的润滑作用降低摩擦阻力.减少磨损，同时也有防锈.散热.应力等。滚动轴承的密封（1）接触式密封（2）非接触式密封。课堂互动了解轴承的密封方式及特点应用。

巩固所学知识，提升学生实践技能任务六相关知识滑动轴承的类型按摩擦（润滑）状态不同。液体摩擦轴承（完全液体润滑轴承。非液体摩擦轴承（不完全液体润滑轴承2）滑动轴承的结构整体式滑动轴承。对开式滑动轴承。自动调心轴承。3）对轴瓦材料的要求摩擦系数小。耐磨.抗腐蚀.抗胶合能力强。有足够的强度和塑性。4）轴瓦的结构（1）整体式 （2）对开式5）润滑剂的种类润滑油 （2）润滑脂6）润滑方式手工润滑。滴油润滑。油环润滑。飞溅润滑。压力循环润滑。

引导学生学习新知识课堂互动讨论几种润滑方式的装置。

巩固所学知识，提升学生实践技能任务七相关知识滚动轴承与滑动轴承的比较性能 滚动轴

滑动轴承不完全液体润滑 完全液体润滑一对轴承效率适应转速承受冲击载荷能

力启动阻力低高高力启动阻力低高高噪声较大不大无噪声旋转精度较高低高轴承外廓尺寸径向大.轴向小径向小.轴向大径向小.轴向大剖分结构.易于拆装安装精度要求安装精度高安装精度不高安装精度高使用寿命有限有限长使用润滑剂润滑油或润滑脂润滑油或润滑脂润滑油

低速较高

0.995中.高速高引导学生学习新知识维护要求

润滑简单.维护方便需要一定的润滑装置

需经常检查润滑装置.换油其他 更换方便.价格便

需经常修复或更换轴瓦，或修复轴颈

价格较高例题解析某一斜齿轮减速器的从动轴如图所示。已知支承反力F 680N，FrA

1050NFa

442N，轴的转速n620r/min，载荷有中等冲击，轴承使用寿命Lh

8000h直径d40mm，试选择轴承型号。课堂总结《机械设计基础》教案授课教师： 班级： 授课时间： 年 月 授课题目 项目十三联轴器.离合器及制动器授课方式 多媒体教学 课型 新授 课时 4知识目标教学目

了解联轴器和离合器的区别和联系。了解常见联轴器、离合器和制动器的类型、特点及应用范围。T。标 能力目标

。计算转矩T。c教学重点.难点1.联轴器、离合器的特点与选用。教学方法 理论联系实际、突出重点、课堂互动1.联轴器。教学内容 2.离合器3.制动器任务一教学过程

相关知识联轴器的功能动和转矩。2）联轴器的分类（1）按被连接两轴的相对位置是否有补偿能力。①固定式联轴器。②可移式联轴器：刚性可移式联轴器.弹性可移式联轴器。3）固定式联轴器凸缘联轴器。4）可移式联轴器十字滑块联轴器。弹性套柱销联轴器。弹性柱销联轴器。

引导学生学习新知识联轴器的选择选择联轴器的类型。选择联轴器的型号。①计算工作转矩T计算公式为：T9549Pn。②计