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《机械根底》教案收集于网络,如有侵权请联系治理员删除收集于网络,如有侵权请联系治理员删除机械根底——教案收集于网络,如有侵权请联系治理员删除收集于网络,如有侵权请联系治理员删除《机械设计根底》授课教案 电气、机电班课 题: 绪论 第1章 机械概述一、教学目标及要求:1、本课程的性质、内容、特点及学习方法2、把握机器的概念、术语及组成3、把握摩擦的概念、类型、磨损及磨损规律4、把握力的概念、根本性质、物体的受力分析二、教学重点、难点:1、机器的概念和术语2、力的概念、根本性质、物体的受力分析及计算三、教学方式:课型:课堂讲解协作多媒体四、教学过程简要说明;激发兴趣引入主题,综述本门课学习内容及要求,强调学习方法。1、课程的性质:机械专业的综合根底课2、课程内容:包括工程力学、机械工程材料学、机械零件、机械传动与液压传动等方面的根底学问。适当补充机械识图学问。3、学习方法:教师重点讲解与学生自学相结合;理论和实践相结合;预习和复习相结合4、总教学目的及要求:了解和把握工程力学、机械工程材料学、机械零件、机械传动与液压传动等方面的根底学问。能看懂机械原理图和构造图初步具有使用、维护一般机械的力量初步具备分析一般机械的力量第一局部:入门根本理论学问概述机器的概念及组成〔一〕机器的概念1、机械:机器和机构的总称。2、机器:人工物体组合,各局部之间具有确定的相对运动,能够转换或传递能量、物料和信息的机械。3、机构:构件:零件:机械的构成单元。零件与构件的区分:机构与机器的区分:机构是机器的主要组成局部。〔二〕机器的组成原动机局部〔动力装置〕:执行局部〔工作机构〕:传动局部〔传动装置〕:操纵或掌握局部:显示、反映、掌握机器的运行和工作。(三)、金属材料的性能工艺性能:使用性能:金属零件在使用条件下材料所表现出来的性能。使用性能包括物理性能、化学性能和力学性能。金属材料的物理性能物理性能:指金属所固有的属性。它包括密度、熔点、导热性、热膨胀和磁性等。1、密度单位体积金属的质量〔单位:㎏/m3〕。依据密度,可分为轻金属〔4.5g/3〕和重金属。2、熔点:金属从固态转变为液态时的温度称为熔点。单位:ºC。依据熔点,可分为低熔点金属〔小于1000ºC〕,中熔点金属〔1000~2000ºC〕和高熔点金属〔2000ºC〕。3、导热性金属材料传导热量的力量。一般用热导率〔导热系数〕λ表示导热性能的优劣。单位为W〔m·K〕4、热膨胀性金属材料的体积随温度上升而增大,随温度的降低而减小的性能。常用线膨胀系数αl表示其膨胀性。导电性金属材料传导电流的性能。磁性金属材料导磁的性能称为磁性。金属材料的化学性能耐腐蚀性金属材料在常温下抵抗氧、水蒸气及其它化学介质腐蚀作用的力量。2、抗氧化性化学稳定性金属材料耐腐蚀性和抗氧化性的总称。〔四〕金属材料的力学性能指金属材料在外力的作用下所表示出来的抵抗性能强度:金属材料在静载荷的作用下,抵抗变形和破坏的力量。强度指标一般用抭拉强度或强度极限σb表示,σb表示材料在拉伸条件下所能承受的最大应力,可以通过拉伸试验确定。塑性:金属材料在静载荷作用下产生永久变形而不破坏的力量。塑性指标用伸长率δ和断面收缩率ψ表示,δ、ψ的值越大,表示材料的塑性越好。度〔HB〕洛氏硬度、〔HRC、HRB、HRA〕、维氏硬度〔HV〕αk表示,其单位J/2。αk值越大,冲击韧度超高。疲乏强度:金属材料在无限屡次交变载荷〔107108次〕作用下而不破坏的最大应力称疲乏强度或疲乏极限。施加的交变应力是对称循环力时,所得的疲乏强度用σ-1表示。铸造性:金属材料能否用铸造方法制成优良铸件的性能。锻压性:金属材料能否用锻压方法制成优良锻压件的性能。焊接性:金属材料在肯定焊接条件下,是否易于获得优良焊接接头的力量。〔五〕、机械零件的强度足够的强度;必要的刚度;〔一〕机械零件的强度内力,即是构件内部之间或各质点之间的相互作用力。附加内力简称为内力。应力:依据“平面假设”可知,内力在横截面上是均匀分布的,假设杆轴力为N,横截面面积为A,则单位面积上的内力为:σ=N/A式中σ称为正应力,它反映了内力中横截面上分布的密度,国际单位为帕斯卡〔Pa〕。P PP N许用应力·强度条件在外力作用下材料不被破坏的条件下,应力能够到达的最大限度,称为该材料的极限应力σjx将测定的极限应力σjx作适当降低,规定出杆件能安全工作的应力最大值,这就是许用应力〔σ〕。为保证零件有足够的强度,必需使零件在受载后的工作应力不超过许用应力。即:σ≤〔σ〕(六)、摩擦和磨损1、摩擦摩擦是指两物体的接触外表阻碍它们相对运动的机械阻力。摩擦的根本概念、分类、摩擦状态及物理值见教材P9面表1-1。2、磨损1、磨损的过程机件的磨损过程大致分为三个阶段走合磨损阶段、稳定磨损阶段、猛烈磨损阶段2、磨损的类型依据磨损的机理分可分为以下五种粘着磨损:摩擦外表不平峰尖在相互作用的各点发生“冷焊”〔粘附〕后,材料从一个面转移到另一个面形成的磨损。异类材料比同类材料抗粘性好;脆性材料比塑性材料抗粘性好;外表粗糙度愈小,抗粘力量愈强。磨料磨损:材料的硬度超高,耐磨性越好;磨料的平均尺寸越大、硬度越大,磨损越大。疲乏磨损落下来,而形成的磨损。力量;高压润滑,能提高抗疲乏磨损力量。冲蚀磨损:含有硬质微粒的流体冲击到固体外表所造成的磨损。其影响因素有:磨粒与固体外表的摩擦因数、磨粒的冲击角度、冲击速度等。腐蚀磨损影响腐蚀磨损的主要因素是:零件外表的氧化膜性质和环境温度。其次局部:构件的静力分析构件的静力分析是选择构件的材料、确定构件具体外形尺寸的根底。一、工程力学的几个根本概念1影响,将其视为刚体,因此,刚体只是一个抱负的力学模型。23、平衡条件二、力的根本性质〔一〕 力和力系1、力的定义力是物体间的相互作用,这种作用使物体的运动状态和外形发生转变。的内效应2、力的三要素力的大小、方向和作用点称为力的三要素。力的任一要素的转变,都将转变其作用效果,因此,力是矢量,用黑体字母〔F〕表示,对应的白体字母表示其大小,力的大小以牛顿〔N〕为单位。3、力的图示法力在图中用有向线段AB表示:线段的长度代表其大小;线段所在的直线为力的作用线,箭头代表力的方向;线段的起点表示力的作用点。4、力系力系的概念力系的等效力系的等效是指两个力系对同一刚体的作用效果一样。等效的两个力系可以相互代替。合力与分力假设一力与一力系等效,则此力称为该力系的合力,力系中各力称为此力的分力。〔二〕力的根本性质性质一〔二力平衡原理〕作用在刚体上的两个力,使刚体保持平衡的必要和充分条件是:这两个力大小相等,方向相〔即两力等值、反向、共线〕。只受二个力的作用而保持平衡的刚体称为二力体。F2F1性质二〔力的平衡四边形法则〕在该点,其大小和方向由这两力为边构成的平行四边形的主对角线确定。R=F1+F2 〔2-1〕
FF R收集于网络,如有侵权请联系治理员删除收集于网络,如有侵权请联系治理员删除收集于网络,如有侵权请联系治理员删除F1性质三〔作用和反作用定律〕而指向相反,分别作用在这两个物体上。〔留意和二力平衡的区分〕4〕性质四〔力的可传性〕作用在刚体的力,可沿其作用线任意移动其作用点而保持它原来对刚体的作用效果。F F三、约束和约束力〔力,如重力、磁力、流体压力、弹簧弹力和某些作用在物体上的力〕和约束力。〔一〕约束和约束力1、约束对物体运动起限制作用的其他物体称为约束物,简称约束。2、约束力约束对被约束物的力称为约束力。约束力的方向与该约束所能限制的运动方向相反。约束力的大小需由平衡条件求出。〔二〕常见的约束类型光滑接触外表约束约束力作用在接触点,方向沿接触外表的公法线并指向受力物体。NNA BA柔性约束〔假设其不行伸长〕称为柔性约束。其约束力为拉力,作用在接触点,方向沿绳索背离物体。SS1 S1G G光滑柱鉸约束物与被约束物以光滑圆柱面相联接。其中一个为约束物,另一个为被约束物,约束物不动时,称为固定铰链支座,简称固定支座。相互垂直的分力代替。NY NX
N NYNX柱铰支座简化画法 K 固定支座简化画法可动支座〔可动铰链支座的简称〕它为一种复合约束,约束力的方向与支承面垂直。NYA可动支座的简图和约束为画法固定端约束P PAA FX二力体
FY固定约束简化画法二力体为一种复合约束。工程上常见的二力体是指两端有鉸且自重不计的拉杆或压杆。二力体对被约束物的约束力的作用线与二力体所受两力作用点的連线重合。CNCDND四 物体受力分析和受力图画受力图的一般步骤:1、认定争论对象,并单独画出。2、画给定力3、分析并画约束力五、本次课小结1、 的性能包括使用性能和工艺性能,而使用性能中的力学性能与零件关系最大。2、 强度是金属材料在静载荷作用下抵抗变形和破坏的力量。强度越高,抵抗破坏力量越3、4、5、
大。常用强度是抗拉强度和强度极限 。b常用硬度表示方法有HB布氏和HRC洛氏硬度,后者用于淬火后材料的硬度表示。失效的定义和应力的含义及应力的单位关系。区分静应力和交变应力不同状态下产生的失效形式有何不同。练习册对应内容[教学反思]1、金属材料的物理、化学性能对学生来说比较生疏,初中已多少学过,而力学性能、工艺性能和强度是学问,可能比较生疏。2、强度的种类较多,应多举例以示区分。失效的含义较难,可能一时难以理解,应多做解释。3、承受多媒体教学。先给出一般特征再用具体例子说明构件、零件、机构、机器及机械的概念。生疏学习的重要性和必要性,了解怎样学,有什么要求。一些时间练习、稳固。真正的让学生把握这局部学问,提高运动分析力量。章章节名称教学目的教学重点教学难点授课班螺纹连接及螺旋传动课形式讲授时3级电气、机电了解螺纹的应用和分类、代号1、了解螺纹及主要参数;2、机械制造常用螺纹及螺纹联接的根本类型3、提高螺栓联接强度的措施4、螺旋传动的类型、特点及应用1、螺纹联接的预紧和防松手段2、螺栓联接的强度计算与校核收集于网络,如有侵权请联系治理员删除收集于网络,如有侵权请联系治理员删除辅辅助手段模型或多媒体关心教学过程及说明;教具演示并导入课:〔讲解相关理论学问〕螺纹联接:利用螺纹零件将两个或两个以上的零件相对固定起来的联接。二、螺纹的类型1、按线数分称为单线螺纹。二、螺纹的类型1、按线数分称为单线螺纹。线螺纹和三线螺纹。单线螺纹主要用于联接,多线螺纹主要用于传动。2、按螺旋线绕行方向通常承受右旋螺纹,左旋螺纹仅用于有特别要求的场合。3、位置分的螺纹,称为内螺纹。度较高,适用于受冲击、振动和变载荷的联接以及薄壁零件的联接。细牙螺纹比粗牙螺纹的耐磨性差,不宜常常拆卸,故生产实践中广泛使用粗牙螺纹。螺纹的主要参数:大径(d、D)——螺纹的最大直径。对外螺纹是牙顶圆柱直径(d),对内螺纹是牙底圆柱直径(D)。标准规定大径为螺纹的公称直径。小径(dD(d1 1 1(D1收集于网络,如有侵权请联系治理员删除收集于网络,如有侵权请联系治理员删除中径(d、D)——处于大径和小径之间的一个假想圆柱直径,该圆柱的母线位于牙型上凸起(牙)2 2(P)——在中径线上,相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。同一螺旋线上,相邻两牙在中径线上对应两点之间的轴向距离。对单线螺纹,S=Pn的多线螺纹,S=np。牙形角〔α〕——在轴向截面内螺纹牙形两侧边的夹角。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。四、螺纹代号与标记一般螺纹记由螺纹代号、螺纹公差代号和螺纹旋合长度代号组成。例 M24×1.5左—5g6g—L的螺纹1.51.5mm左——代表螺纹为左旋螺纹5g——螺纹中径公差代号L——代表螺纹旋合长度注:(1)粗牙一般螺纹不标螺距中径与顶径公差代号一样只须标一个。(3)右旋螺纹旋向不标(4)SL,特别时也可标出旋合长度数值,管螺纹非螺纹密封用的管螺纹由螺纹特征代号(G)、尺寸代号和公差等级代号(A、B)组成。例:G11/2A表示公称直径为11/2英寸公差等级为A级外螺纹。G11/2表示公称直径为1 1/2 英寸的内螺纹注:(1)内螺纹不标公差等级代号。LHG11/2—LH。(3)管螺纹的公称直径指管子的内径。五、螺纹联接的根本类型和螺纹联接件〔一〕、螺纹联接件构造、尺寸在国家标准中都有规定。它们的公称尺寸均为螺纹大径d,设计时应依据标准选用。螺栓头和T形头等,应用最多的是六角头。双头螺栓螺钉紧定螺钉螺母收集于网络,如有侵权请联系治理员删除收集于网络,如有侵权请联系治理员删除垫片〔二〕、螺纹联接的根本类型螺纹联接的根本类型有螺栓联接、双头螺柱联接、螺钉联接、紧定螺钉联接。螺栓联接栓联接和协作螺栓联接。前者螺栓杆与孔壁之间留有间隙,后者螺栓杆与孔壁之间没有间隙,常承受基孔制过渡协作。联接件不太厚并能从被联接件两边进展装配的场合。双头螺柱联接通孔,然后拧紧螺母,将被联接件联接起来。这种联接通用于被联接件之一太厚,不能承受螺栓联接或期望联接构造较紧凑,且需常常装拆的场合。螺钉联接螺钉联接是将螺钉穿过一被联接件的通孔,然后旋入另一被联接件的螺纹孔中。这种联接不用的场合。紧定螺钉联接顶入相应的凹坑中,以固定两个零件的相互位置。这种联接多用于轴与轴上零件的联接,并可传递不大的载荷。六、螺纹传动类型和应用件的回转运动转变为从动件的直线往复运动。低。〔一〕、一般螺旋传动低。〔一〕、一般螺旋传动螺旋副。运动方向的判定则来判定:左旋螺杆(螺母)伸左手,右旋螺杆(螺母)伸大母指的指向,即为螺杆(螺母)的移动方向。3.移动距离L=∮Ph/2π1.差动螺旋传动收集于网络,如有侵权请联系治理员删除收集于网络,如有侵权请联系治理员删除移,而其螺纹的导程并不需要很小,加工比较简洁.所以差动螺旋机构常用于测微器,计算机,分度机,以及很多精亲热削机床仪器和工具中。2.滚动螺旋传动为了提高螺旋传动的效率,螺纹面之间承受滚动摩擦代替滑动摩擦,这种技术就是滚动螺旋传动。滚珠螺旋传动,传动效率高,传动时运动平稳,动作灵敏。但构造简单,制造技术要求高,外形尺寸较大,本钱高。目前主要应用在周密传动的数控机床上,以及自动掌握装置、升降机构和周密测量仪器中。七、 本次课小结高螺栓联接强度的常用措施等内容。八、布置作业练习册对应内容九、 [教学反思]直接影响到本课程的学习。2、学生在接触本课程时会产生“没有系统性”、“规律性差”等错觉,这是由于本课程中不同研象,最终肯定会对机器、机构、零件的设计及应用奠定根底。授授课班章节名称键联接课形式讲授时2级电气、机电教学目的 了解键的分类及特点,学会选择平键及校核强度和选用教学重点了解键的分类及特点,学会选择平键及校核强度教学难点关心手段平键及校核强度多媒体协作教具教学过程及说明;收集于网络,如有侵权请联系治理员删除收集于网络,如有侵权请联系治理员删除教具演示并导入课:〔讲解相关理论学问〕粘接等。可拆联接有键联接、花键联接、销联接和螺纹联接。一.键联接的种类接。键联接是由轮毂、轴和键组成.键联接的功用是联接转动零件与轴,以传递运动和动力。键依据构造和承受载荷的不同可分为松键联接和紧键联接两大类。〔一〕松键联接平键联接平键分为一般平键和导向平键二种。一般平键:一般平键的上、下平面和两个侧面相互平行。A一般圆头平键:键在键槽中的固定较好,但键槽端部的应力集中较大。C侧面的挤压来传递运动和转矩,因此平键的侧面为工作面。平键联接由于构造简洁、装拆便利和对中性好,因此获得广泛应用。导向平键和滑键的轴向移动量不大的场合,如变速箱中的滑移齿轮。上的键槽中滑动。半圆键联接转矩的。转矩不大的场合。〔二〕紧键联接紧键联接分为楔键联接和切向键联接。楔键1:100的斜度,两侧面相互平行。工作时依靠键的顶面和底面与轮毂键槽和轴槽的底面间所产生挤压力和摩擦力来传递动力和转矩。适用于对中性要求不高、转速较低的场合。收集于网络,如有侵权请联系治理员删除收集于网络,如有侵权请联系治理员删除切向键切向键是由两个具有1:100单面斜度的一般楔键沿斜面贴合在一起组成的,只能用于传递单方向的转矩。当传递两个方向转矩时,应装两副切向键。适用于对中性和运动精度要求不高、低速、重载、轴100mm的场合。二.平键联接的选择和计算选择平键的类型和尺寸依据联接的要求,按轴径确定类型和键的宽度b、高度h,键的长度L应依据轮毂长度L1而定,比轮毂略短,一般取L=L1 〔5~10〕。平键联接的强度计算一般平键联接的失效形式是材料中强度较弱的工作外表被挤压破坏和平键的剪切破坏。七、 本次课小结本次课重点把握各类键连接的类型及应用场合;学会平键选用步骤及校核强度学问。八、布置作业练习册对应内容九、 [教学反思]讲授时应强调螺纹及螺纹联接件大都已标准化,设计时一般只须依据不同状况进展选用。要了解预紧和防松的目的,理解防松的目的和防松的原理,娴熟把握各种防松装置及其应用。键联接的设计计算主要按轴的直径查取键的标准尺寸。键是标准件。授授课班章节名称花键联接课形式讲授时1级电气、机电
了解花键的工作特点,类型和用途。花键的工作特点模型与多媒体协作教学过程及说明;教具演示并导入课:〔讲解相关理论学问〕花键联接键齿的侧面是工作面,工作时靠齿的侧面挤压传递转矩。一、花键联接的特点花键联接具有以下特点:(2)轴上零件与轴的对中性好,沿轴向移动时导向性好;键齿槽浅,对轴的强度减弱较小;花键加工简单,需专用设备故对大批生产是适用的,但单件、小批量生产的本钱较高。等。二、花键联接的类型花键联接按齿形的不同可分为矩形花键、渐开线花键和三角形花键三类。矩形花键矩形花键键齿的端面为矩形。同的载荷状况。此外,还有补充系列,适用于汽车、拖拉机和机床等制造业。渐开线花键30°的渐开线。它可用加工齿轮的方法加工,故工艺性较好。径向分力,宜于对中,使各齿承载均匀。适用于载荷较大、定心精度要求较高、尺寸较大的联接。三角形花键45的渐开线。三、 本次课小结高螺栓联接强度的常用措施等内容。四、布置作业练习册对应内容五、 [教学反思]选用它们。键是标准件,键联接的设计计算主要按轴的直径查取键的尺寸。教学手段使用多媒体课件,并用图说明。章节名称
销联接
授 课课 讲授 时 形式
班级 电气、机电
了解销的常见类型和用途。销连接的常见类型多媒体与模型协作教学过程及说明;教具演示并导入课:〔讲解相关理论学问〕1、销联接用来固定零件间的相互位置,构成可拆联接;也可用于轴和轮毂或其它零件的联接以传递较小的载荷;有时还用作安全装置中的过载剪切元件。销的分类2、销是标准件,其根本型式有圆柱销和圆锥销两种。圆柱销联接不宜常常装拆,否则会降低定位精度或联接的紧固性。圆锥销有1:50的锥度,小头直径为标准值。圆锥销易于安装,定位精度高于圆柱销。圆柱销和圆锥销孔均需铰制。铰制的圆柱校销孔直径有四种不同协作精度,可依据使用要求选择。3、销的类型按工作要求选择。用于联接的销,可依据联接的构造特点按阅历确定直径,必要时再作强度校核;定位销一般不受载荷或受很小载荷,其直径按构造确定,数目不得少于两个;安全销直径按销的剪切强度进展计算。43545钢,许用剪应力[τ]80MPa。七、 本次课小结本次课重点把握销联接的根本功能及分类等内容。五、布置作业练习册对应内容九、 [教学反思]尺寸。教学手段使用多媒体课件,并用图说明。章节 联轴器和离合器一.学问目标了解联轴器离合器和制动器的功用、分类及特点。2.生疏联轴器与离合器的区分,把握几种常用的联轴器,离合器和制动器的构造及使用场合。
二.力量目标依据工作条件能选择最适宜的联轴器、离合器或制动器。初步了解常用联轴器、离合器和制动器的构造。求 三.素养目标2.了解常用的联轴器、离合器和制动器的构造特征。四.教学要求能够生疏联轴器、离合器和制动器的功用与工作特点。生疏常用的几种联轴器、离合器和制动器的构造。能够区分联轴器和离合器。【教学重点】【教学重点】生疏联轴器、离合器和制动器的功用及特点。能看懂联轴器、离合器和制动器的内部构造,找出它们之间的区分。【难点分析】联轴器与离合器之间的区分。如何依据工作条件选用适宜的联轴器、离合器或制动器。【教学方法】点结合立体图或课件讲授内部构造,或请同学分析立体构造图,教师与学生互动。最终归纳。【学生分析】己来分析,效果可能更好。对于联轴器和离合器的应用场合理解不深,应多举例说明。【教学安排】2学时〔90分钟〕【教学过程】答。这个联接装置称之为联轴器。联轴器、离合器以及制动器即是本次课的讲授内容。三.课讲授
联轴器将两根轴联接固定起来的装置称之为联轴器,这种联轴器固定后,在运动即可,留意强调不同联轴器的特点及应用场合。程 2.离合器与联轴器一样之处是都是起到将两轴联接起来传递运动和扭矩,不同之处是CA6140的车床主轴箱的一轴上也应用了多片式离合器。3.制动器制动器是保证机器安全运转的重要组成部份,尤其是交通机械更显得特别CA6140的主轴箱,自行车,电动车的刹车带。电磁制动器:吊车的制动。盘式制动器:汽车的前后轮制动。四.作业布置练习册联轴器、离合器和制动器是机器的一个重要组成部份,要区分联轴器和离合器的功本次课小用。关键在于在运转中能否随时脱离开来作为推断的依据。在构造上各有不同,但功能是一样的,要依据工作场合选择最简洁经济而寿命又长的结 装置。制动器肯定要安全牢靠,切实到达使用要求。收集于网络,如有侵权请联系治理员删除收集于网络,如有侵权请联系治理员删除通过本次课学习,引导学生在选用联轴器时,应考虑哪些主要因素,选择的原则。以教材通过本次课学习,引导学生在选用联轴器时,应考虑哪些主要因素,选择的原则。以教材教学反 相关内容为例,鼓舞他们试表达比较固定式联轴器和无弹性元件联轴器的特点,这个环节思 很有意义。授 课 班章节名称
带传动概述
课 讲授 时 1 形式
电气、机电
1、生疏带传动的特点及类型;安装和维护。带传动的特点、与应用。1、了解带传动的受力分析方法,生疏带传动的应力分布规律。多媒体及教具教学进程及说明教具演示并导入课:〔讲解相关理论学问〕带传动是由主动轮,从动轮和传动带所组成,靠带与带轮间的摩擦力来传递运动和动力。一、带传动的特点和类型带传动的特点有以下特点:有以下特点:以能缓和冲击、吸取振动,传动平稳,无噪声。但因带传动存在滑动现象,所以不能保证恒定的传动比。运动和动力的。因此过载时,传动带在轮缘上会打滑,从而可以避开其它零件(3)适宜用在两轴中心距较大的场合,但外廓尺寸较大。2.带传动的类型带传动可分为平型带传动、三角带传动、圆形带传动和同步带传动等。平型带传动平型带的横截面为矩形,已标准化。常用的有橡胶帆布带、皮革带、棉布带和化纤带等。带轮转向一样,应用较多;穿插式传动,两带轮转向相反,传动带简洁磨损。收集于网络,如有侵权请联系治理员删除收集于网络,如有侵权请联系治理员删除三角带传动带的两侧面与带轮槽的两侧面压紧,从而产生摩擦力来传递运动和动力。3圆形带传动低速、轻载的机械,如缝纫机、真空吸尘器、磁带盘的传动机构等。同步带传动微小,又是啮合传动,所以同步带传动的传动比较准确。1.三角胶带的构造三角胶带都制成无接头的环形。层。伸张层和压缩层主要由橡胶组成,当胶带在带轮上弯曲时可分别伸张和压缩。强力层由几层棉帘布或一层线绳制成,用来承受根本的拉力。三角胶带的标准三角胶带是标准件,由专业工厂生产。按截面尺寸的大小,三角胶带分为Y、Z、A、B、C、D、E七种型号。线绳构造的三角胶带目前只生产Y、A、B、C四种型号。例如“B2400B型,内周长2400mm。三、带传动的受力分析1、静止时带预紧套在带轮上,带轮两边的张紧力相等,为初拉力〔F〕。02、带负载传动时带与带轮接触面间有摩擦力,带绕上主动轮的一边被拉紧〔紧边〕,F0
增大到F;另一边1〔松边〕F0
F。2有效拉力:紧边与松边拉力的差值〔F-F〕为带传动中起传递转矩作用的拉力。又称有效圆周力1 2F。tF=F-F=ΣFt 1 2 f实际上有效圆周力等于带与带轮之间的摩擦力总和ΣF。f假定带工作时总长度不变,则 F-F=F-F所以 F+F=2F1 2 0
1 0 0 2则 紧边拉力 F=F+F/21 0 t松边拉力 F=F-F/2
2 0 tF0
Ft
Flim
时。带将打滑。F=F〔1-1/efα1〕tmax 1二、带传动的应力分析传动带工作时产生三种应力:1、 拉应力F1
F2
引起的应力。σ=F/A 〔MPa〕1 1σ=F/A 〔MPa〕2 22、 弯曲应力传动带弯曲时产生的应力。3、离心拉应力传动带绕带轮作圆周运动时带上每一质点都不行避开地受离心力作用而产生离心拉应力各截面处应力是不相等的,传动带紧边绕入小带轮处应力最大σ =σ+σ+σ 〔MPa〕max 1 b1 C三、滑动分析1、 弹性滑动FF大,所以紧边比松边的弹性变形量大。1 2当传动带绕入主动带轮时,轮上的A点和带上的B点重合,线速度相等。随着主动带轮的转动,带
AA
点时,带上的B点才1 2 1B点,,B1
点滞后于A1
点。由此可见,传动带随主动带轮运动的过程中,由向后的微小滑动,使带的线速v落后于主动轮的线速度V1
。传动带绕入从动轮时,带上的C点和轮上的D点重合。传动带是由松边过渡到紧边的,所以带所受的拉力F增大到F,带的变形量也渐渐增加。带上的C点已到C点时,轮上的D点才到D1
点,D1
2 1 1C点。1可见传动带在从动轮外表有向前的微小滑动,使传动带的速度V大于从动轮的线速度V。2由传动带的弹性变形而引起的滑动称为弹性滑动。弹性滑动在带传动中是不行避开的。因此带传动不能保证有准确的传动比。2、打滑称为打滑。打滑时,传动带的速度快速下降,使传动失效。带传动正常工作时是不允许打滑的。四、带传动的失效形式和设计准则带传动的主要失效形式:打滑,疲乏破坏。带传动设计准则:既要保证传动带具有足够的传动力量,不打滑;又要保证传动带具有足够的疲乏强度,到达预期使用寿命。五、三角带传动设计的原始数据和主要内容1、三角带传动的原始数据一般为:传递的功率P〔KW〕;n2、n1(r/min)或传动比;传动对外廓尺寸的要求;传动的用途和工作条件。2、三角带传动主要内容:确定三角带的型号,根数和长度;选定传动的中心距;带轮基准直径及构造尺寸;计算初拉力和带对轴的压力。六、三角带传动的设计步骤1、确定计算功率Pc是依据所传递的名义功率P及三角带传动的工作状况确定的.Pc=KAP1、选择三角带型号Pcn,9-8选取三角带的型号。(Pc、V的交点落在交线四周,1可同时用两种型号作为两个方案计算,然后比较,选取。)d,d1 2初选小带轮的直径当三角带的型号确定后,小带轮直径愈小,构造愈紧凑三角带的弯曲应力σb1
则愈大,三角带寿命降低,d1
愈小,圆周速度愈小,Po也愈小,故对最小直径加以限制,d见1max表。v带速: V=πdn/60×1000 〔m/s〕11Po,P时,V过高,使离心力5m/s~25m/s较适宜,否则要调整带轮的直径,以调整带速。d=(n/n)d=id
(mm)2 1 2 1 1d2
9-4圆整。确定带传动的中心距a和带的基准长度Ld1)a`0中心距过小,构造紧凑,单位时间绕带轮次数增加,应力循环次数增加,寿命下降,小带轮包角α也会1减小,降低传动力量.中心距过大,速度大时,会产生抖动,传动尺寸也增大.一般取值: 0.7(d+d)≤a≤2(d+d)1 2 0 1 2假设设计时未提中心距要求,可估算:a=(1~1.5)d0LdL=2a+π(d+d)/2+(d-d)2/4a
2〔mm〕0 0 1 2 2 1 0L0
和三角带型号,9-1L。pa近似计算: a=a0+(Lp-L0)/2 〔mm〕,补偿的需要,中心距的变化范围:a=a-0.015Ld 〔mm〕mina=a+0.03Ld 〔mm〕max〔4〕校核小带轮包角α1小带轮包角近似计算:α=1800-(d-d)×57.3°/a≥12001 2 1由上式可见,αi有关,i愈大,d-d的差值愈大,则α
愈小.i<7,必要时1 2 1 1可达10。一般i=2~5。也可用增大中心距a的方法增大α 。1ZZ=Pc/(P+ΔP)KKKq0 0 αLK—包角系数见表9-5。αKq9-6。K9-7。LZ取整数为避开载荷分布不均,带的根数不宜过多,一般不宜超过8根。F0初拉力缺乏:摩擦力小,可能打滑。:会使胶带寿命降低,对轴及轴承的压力增大。单根三角带初拉力可按下式计算:0Q
-1)+qv2α
〔N〕为了设计支承带轮的轴和轴承,需确定带对轴的压力Q,假设不考虑拉力差,则压力Q可近似按两边的F0
的合力来计算。Q=2ZFcos(β/2)0=2ZFcos(900-α/2)0 1=2ZFsin(α/2) 〔N〕0 1七、三角带轮的构造Ra1.6~3.2,具有肯定尺寸精度,可延长带的使用寿命。1、材料:铸铁,HT150、HT200。转速高时:用铸钢、钢的焊接构造2、三角带典型构造:〔4种〕实心式:当带轮直径d≤〔2.5-3〕dS(带轮轴孔直径)承受。腹板式:d≤300mm时承受。孔板式:当带轮直径d≤300mm时承受。轮辐式:当带轮直径d≥300mm时承受。八、带传动的张紧装置1、定期张紧,旋转调整螺钉以增大或减小中心距,从而达张紧或松开的目的。电动机安装在摇摆底座上,通过旋转调整螺母来调整中心距,到达张紧目的。2、自动张紧把电动机安装在的摇摆架上,利用电动机的自重,使带轮随电动机绕固定轴摇摆,以到达自动张紧的目的。3、承受张紧轮假设中心距不能调整,可承受张紧轮张紧。图所示张紧装置适宜平带传动。图所示张紧装置适宜三角,使带只受单弯曲;同时尽量靠近大带轮,以免减小小带轮的包角。张紧轮直径可小于小带轮直径,其轮槽尺寸与带轮一样。九、带传动的维护为了延长使用寿命,保证正常运转,须把握正确的使用与维护。后套上,然后调整。严防与矿物油、酸、碱等腐蚀性介质接触,也不宜在阳光下曝晒。为保证安全,带传动应加防护罩。十、本次课小结本次课重点通过带图形说明带传动的工作原理,从本质上讲解带传动是一种摩擦传动。V带的工作面的疲乏强度和寿命。十一、布置作业练习册对应内容十二、[教学反思]教学让他们最终把握学问。VD1≥Dmin,的选取;中计算按公式;定期张紧装置,自动张紧装置,承受张紧轮的装置这三种张紧装置的构造和工作原理。可用构造图进展讲解。课题名称课题名称链传动了解链传动的特点和应用。教学目标及要求了解链条和链轮链传动的运动分析和受力分析。了解链传动的主要参数及其选择。链条和链轮链传动的运动分析和受力分析;教学重点链传动的主要参数及其选择。教学难点链轮链传动的运动分析和受力分析。授课类型理论课教学方法 教学内容容点和应用
设计 教学
思想模式行为讲授思想模式行为讲授结合动视1、概念与应用实例。画、实频、讲授例引出实概念;例、结合实例讲分分析类。1类。1、类型。2、组成。3、链轮的齿形。3、链条和链轮结合视频、动讲授1、链传动的运动分析。2、链传动的受力分析。4、链传动的运争论1、齿数。动分析和受力分析实例讲2、节距。3、中心矩和链的节数。5、链传动的主解1、失效形式。2、功率曲线图。要参数及其选择3、链传动的计算。滑和布置
讲授1、润滑与布置。九、本次课小结
争论、思考:链传动的布置和张紧方式作业:练习册1.生疏链传动的类型、特点和应用状况;2.把握链传动的运动特性;把握套筒滚子链的设计计算方法;4.生疏链传动的布置和张紧方法。带、链传动其工作原理和构造上有相像之处,教学中可将异同点分析比带、链传动其工作原理和构造上有相像之处,教学中可将异同点分析比较,有利于学生对教学内容的理解。应重点分析链传动的运动不均匀性〔即多边形效应〕产生的缘由和链传动的失效形式。该局部理论学问的阐述承受在课堂上系统地讲授〔多媒体授课〕,构造局部结合图片和示教板讲授,并以生活中常见的自行车为例加以分析,整体效果很好。十、教学后记教学内容教学内容蜗杆传动课程类型授课授课学时通过学习,使学生能够:了解蜗杆传动的构造和常用材料;把握蜗杆传动中蜗轮转向的判定及其正确啮合条件教学目标 学问蜗杆传动类型、参数;材料;传动正确啮合条件
技能 态度能判定蜗杆与蜗 细致的学习习惯和刻苦钻研轮的旋向及转向; 的精神;能对蜗杆减速器进展相关参数的测 组合作精神定及尺寸的计算与,生疏维护措施与难点说明
难点:蜗杆旋向与蜗轮转向的判定,蜗杆传动正确啮合条件任务驱动法、演示法、启发式、讲授法、练习法多媒体课件、教具、学案讲义参数只是死记硬背,不能从真正意义上的理解。我认为主要缘由是以前只讲清是什q,从加工的角度分析,学生对此理解更简洁些。教学环节与主要内容一、复习导入〔时间安排:3min〕用的两轴关系如何?
具体教学目标系打算齿轮的传动类型
教学活动〕教师提问,学生答复教师引导学生思考么来传递运动呢?
蜗杆传动二、明确学习目标〔时间安排:2让学生明确本 教师抛出任务;学生明确任务,提高学习目的min〕主要参数和应用;料;三、学问学习〔时间安排:30min〕〔一〕生疏蜗杆传动一般为主动件锁;效率低铜接分、分类:〔1〕按蜗杆外形分为圆柱蜗杆、环面蜗杆、锥蜗杆;〔2〕按螺旋线分为左旋与右旋〔二〕蜗轮回转方向判定2、蜗轮转向判定:左右手定则左右手由左右旋打算四指方向由蜗杆转向打算〔一样〕
习任务。与蜗轮;点及缘由;料;蜗轮的构造;杆与蜗轮旋向的判定方法,并生疏阿基米德蜗杆蜗轮旋向与转向另一项通过各种的反复练习,使
性。教师演示蜗杆传动,学生总结蜗杆组成;学生生疏各类蜗杆及构造;材料的缘由;使学生把握向判定的规律<3、实例定蜗轮转向;定蜗杆旋向;判定蜗杆转向〔三〕蜗杆传动的根本参数1、蜗杆根本参数mmx1齿形角α——轴向齿形角αx1Z1蜗杆直径系数q=d/m1导程角γ2、蜗轮根本参数Z2mt2齿形角α——端面齿形角αt2螺旋角β〔四〕蜗杆传动的正确啮合条件〔1〕m=mx1 t2〔2〕α=αx1 t2〔3〕γ=β1 2
握旋向与转向的学生根本把握蜗轮的参数,并能理解规定蜗杆直径系数q的意义;2、重点理解中动的正确啮合条件;2、了解各参数下标的含义本次课小结:通过各组的小结,一组提出授课的内定,另一组赐予答复。以增加学生的学习兴趣。作业:预习蜗杆传动的尺寸计算、失效及维护。教学反思:传动的失效形式、材料选用及强度计算特点;蜗杆传动变位的特点。蜗杆传动简介。章章授课班节名称教学目的教学重点教学难点关心手段齿轮转动概述课形式讲授时1级电气、机电了解齿轮转动的分类,把握齿轮传动的特点了解齿轮转动的分类,把握齿轮传动的特点,瞬时传动比恒定瞬时传动比恒定齿轮模型课外作业作业册教学进程及说明教具演示并导入课:〔讲解相关理论学问〕一、 概念齿轮机构是由齿轮副组成的传递运动和动力的装置。齿轮传动的特点1、 传递功率的范围大,速度广2、 能保证瞬时传动比恒定,平稳性较高,传递运动准确牢靠。3、 传动效率高,使用寿命长,工作牢靠。4、 可以实现平行或不平行轴之间的传动。5、 齿轮的制造、安装精度、本钱较高。6、 不宜用于远距离的传动提问:比较齿轮和以前所学过的几种传动装置的不同点?收集于网络,如有侵权请联系治理员删除收集于网络,如有侵权请联系治理员删除二、 齿轮机构的类型直齿圆柱齿轮外啮合直齿圆柱齿轮外啮合内啮合齿轮齿条平行轴传动斜齿圆柱齿轮人字齿轮按两轴的相对位置和齿向相交轴传动直齿圆锥齿轮曲齿圆锥齿轮穿插轴传动穿插轴斜齿轮蜗杆机构本次课重点把握齿轮传动的类型及应用场合,把握齿轮传动的特点八、布置作业练习册对应内容九、[教学反思]虽然很多,但直齿圆柱齿轮机构是最根本、最常用的。章章授课班节名称教学目的教学重点教学难点关心手段渐开线齿廓课形式讲授时1级电气、机电①把握渐开线的形成及性质,②了解齿轮啮合根本定律,把握渐开线齿廓的啮合的特点渐开线的形成,齿轮啮合的根本定律渐开线的形成齿轮,渐开线的形成的模型课外作业习题册教学进程及说明教具演示并导入课:〔讲解相关理论学问〕教具演示并导入课:〔讲解相关理论学问〕1、渐开线的形成收集于网络,如有侵权请联系治理员删除收集于网络,如有侵权请联系治理员删除当一条动直线〔发生线〕,沿着一个固定的圆〔基圆〕作纯滚动时,动直线上任意一点K的轨迹称为该圆的渐开线。2、渐开线的性质由渐开线的形成可知:发生线在基圆上滚过的线段KB,等于基圆上被滚过的圆弧长AB。渐开线上的任意一点K的法线必与基圆相切。渐开线上的各点的曲率半径不相等。点离基圆越远,其曲率半径越大,渐开线越平直。反之亦然。渐开线的外形打算与基圆的大小。基圆半径无穷大时,渐开线将变成直线,齿轮就变成齿条。基圆内无渐开线。二、渐开线齿廓啮合根本定律与两轮的连心线交于固定的一点。三、 渐开线齿廓的啮合特点1、传动比恒定两齿轮的传动比为:P=r
/r=r′/r′=常数1 2 2 1 b2 b1 2 12、传动的可分性分性。由于齿轮制造和安装误差等缘由,常使渐开线齿轮的实际中心距与设计中心距之间产生肯定误差,但因有可分性的特点,其传动比仍能保持不变。3、啮合角为定值cosα′=r
/r′=r/r′=常数b1 1 b2 2说明渐开线齿廓在啮合时啮合角α′为定值。由于啮合角不变,则齿廓间的压力方向不会转变,这对齿轮传动的平稳性很有利。四、 本次课小结本次课重点把握①渐开线的形成及性质,②了解齿轮啮合根本定律,把握渐开线齿廓的啮合的特点。五、布置作业练习册对应内容六、 [教学反思]介绍各局部的名称,对介绍齿轮各局部的几何尺寸计算奠定根底。章章授课班节名称教学目的教学重点教学难点关心手段渐开线直齿圆柱齿轮课形式讲授时2级①把握齿轮各局部的名称及主要参数、几何尺寸②把握齿轮传动的正确啮合条件。①主要参数、几何尺寸的计算,②正确啮合条件理解正确啮合条件齿轮模型课外作业习题册教学进程及说明教具演示并导入课:〔讲解相关理论学问〕一.齿轮各局部的名称1.齿槽:齿轮上相邻两轮齿之间的空间。da3.齿根圆:齿槽底部所在的圆称为齿根圆,其直径用df
sedpp=s+ehha齿根高:齿根圆与分度圆之间的径向距离称为齿根高,用hf
齿宽:沿齿轮轴线方向量得的齿轮宽度,用b表示。Zm由于分度圆周长πd=Zp,则分度圆直径为 d=Zp/π由于π为一无理数,为了计算和制造上的便利,人为地把p/π规定为有理数,即齿距P除以圆周率π所得的商称为模数,用m表示。即 m=p/π(mm)3.压力角α通常说的压力角指分度圆上的压力角,用α表示。我国规定标准压力角α=20°。齿廓外形是由模数、参数、压力角三个因素打算的。齿圆柱齿轮的几何尺寸计算正常齿制 ha=1,C=0.25短齿制 ha=0.8,C=0.3c以避开一对齿轮传动时轮齿相互碰撞,并可贮存一些润滑油。标准中心距a=r+r=m(Z+Z)/21 2 1 2i=3,n=600r/min,a=12模数m=4mm,试求从动轮的转速n.
1各是多少?
2 1 2=n/n=Z/Z12 1 2 2 1n=n/i=600/3=200r/min2 1 12i=Z/Z=312 2 1a=m(Z+Z)/2=1681Z=3Z
2Z=212 1 1Z+Z=84 Z=631 2 21.正确啮合条件直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是:两齿轮的模数和压力角分别相等。2.中心距相切,且作纯滚动,此时两分度圆与其相应的节圆重合,则标准中心距为:+r=r′+r′=m(Z+Z)/21 2 1 2 1 23.啮合角留意:单个齿轮有固定的分度圆和分度圆压力角,而无节圆和啮合角,只有一对齿轮啮合时,才有节圆和啮合角。此外,为了保证一对直齿圆柱齿轮能连续传动,其重合度必需大于1(ε>1)。本次课重点把握齿轮各局部的名称及主要参数、几何尺寸;把握齿轮传动的正确啮合条件。五、布置作业练习册对应内容六、 [教学反思]列的错误,甚至造成严峻的后果。所以对轮齿受力的分析应当着重学习,并多作几次练习。1〕强调齿轮机构类型虽然很多,但直齿圆柱齿轮机构是最根本、最常用的。其连心线被两啮合齿廓在接触点处的公法线所分成的两段成反比。这就是齿廓啮合的根本定律。速比传动的条件。提示学生齿轮各局部几何尺寸的计算公式只要能记住几个根本公式(如分度圆、齿顶高、齿根高等的计算公式),其它局部的尺寸依据齿轮的图形是很简洁推导出来的.不必死记硬背。章章授课班节名称教学目的教学重点教学难点关心手段渐开线齿轮的加工原理课形式讲授时1级电气、机电①了解齿轮的加工原理,把握根切现象和最少齿数。②知道分度圆弦齿厚和分度圆公法线长度的测量方法。①了解齿轮的加工原理、最少齿数②分度圆公法线长度的测量方法。①了解齿轮的加工原理齿轮加工模型课外作业习题册教学进程及说明教具演示并导入课:〔讲解相关理论学问〕一.齿轮加工原理齿轮的加工方法很多,如铸造、热轧、冲压、模锻及切削加工等。现介绍常用的两种切削加工原理。比较工程原理
仿形法一般铣床所以精度差,效率低要求不高的齿轮加工
范成法齿轮的啮合原理专用插齿、滚齿和磨齿机床批量和精度要求较高的场合二.根切现象1、根切现象基圆的切点N,刀刃将轮齿根部的渐开线齿廓切去,这种现象称为根切现象。1根切后轮齿弯曲强度降低,重合度减小,对传动很不利,因此应当避开根切。2、最少齿数的极限齿数称为最少齿数。用标准齿条刀具切制标准渐开线齿轮而不发生根切,被切齿轮的最少齿数为:Z=2h/sin2αmin a当α=2°,ha=1Z=17;min当α=2°,ha=0.8
=14。min四.公法线长度和分度圆弦齿厚1.公法线长度如图11-15所示,当检验直齿轮时,公法线千分尺的两卡脚跨过K个齿,两卡脚与齿廓相切于a、bab〔即基圆切线〕长度,用W表示。当α=20齿圆柱齿轮的公法线长度为:W=m[2.9521(K-0.5)+0.014Z]式中,mZ;KK=Z/9+0.5,K可四舍五入圆整为整数。此外,W、K也可从机械设计手册中直接查表得出。2.分度圆弦齿厚11-16ha
S。标准S、haS、ha
计算公式为:S=mZsin(π/2Z)h=mha+mZ[1-cos(π/2Z)]/2a也可由机械设计手册的表中直接查得。由于测量分度圆弦齿厚是以齿顶圆为基准的,测量结果必定受到齿顶圆公差的影响。而公法线长度测量与齿顶圆无关。公法线测量在实际应用中较广泛。 在齿轮检验中,对较大模数(m>10mm)的齿轮,一般检验分度圆弦齿厚;对成批生产的中、小模数齿轮,一般检验公法线长度W。五、本次课小结本次课重点把握各类键连接的类型及应用场合;学会平键选用步骤及校核强度学问。六、布置作业练习册对应内容七、[教学反思]提出怎样的一对渐开线齿轮才能正确地啮合传动?一对齿轮安装时,其中心距是依据什么确定的?一对?从而引出齿轮的正确啮合条件;零侧隙啮合,两轮的节圆与各自的分度圆相重合;齿轮的连续传动条件等。从切齿原理引伸到变位齿轮,变位齿轮的优点介绍等。在表达上述教学内容时应留意搞清以下几个比较简洁混淆的概念。分度圆与节圆;啮合角与压力角;关于齿侧间隙问题。讲清直齿圆柱齿轮的正确啮合条件。讲清有关实际啮合线、理论啮合线和啮合极限点等概念。重合度与齿轮的连续传动条件。量齿轮与当量齿数的概念。5强调变位齿轮的加工方法及优点。章章授课班节名称教学目的教学重点教学难点关心手段渐开线变位直齿圆柱齿轮课形式讲授时1级电气、机电,能依据具体情选用不同类型的变位齿轮。能依据具体情选用不同类型的变位齿轮能依据具体情选用不同类型的变位齿轮挂图课外作业习题册教学进程及说明教具演示并导入课:〔讲解相关理论学问〕一、变位齿轮及根本特点刀具的中线与被切齿轮的分度圆不相切时,则加工出变位齿轮。Xmm为变位系数。当刀具离移被切齿轮中心时,X取正值,称正变位,当刀具移近被切齿轮中心时,X为负值,称为负变位。两个特点:1.不管是正变位还是负变位,刀具变位后的节线与齿轮的分度圆相切作纯滚动。由于刀具上任一条节线的齿距P,模数m以及齿形角都相等,故被加工出的变位齿轮的齿距、模数、压力角并不转变,与标准直齿轮一样。和齿顶厚度则增加,齿轮抗弯强度降低。二、变位加工后应用于大齿轮强度较高,选择适当的变位系数后,可以使一对大小齿轮的强度和使用寿命相近。三、本次课小结,能依据具体情选用不同类型的变位齿轮。四、布置作业练习册对应内容五、[教学反思]内容充实生动。把众多的教学内容条理清楚、主次清楚、由浅入深地表达清楚。让学生必需清楚两个特点:1.不管是正变位还是负变位,刀具变位后的节线与齿轮的分度圆相切作纯滚动。由于刀具上任一条节线的齿距P,模数m以及齿形角都相等,故被加工出的变位齿轮的齿距、模数、压力角并不转变,与标准直齿轮一样。2、正变位齿轮的齿顶圆、齿根圆、齿顶高和齿根厚度均增大,而齿根高、齿顶厚度则减小,齿轮强度厚度则增加,齿轮抗弯强度降低。章章授课班节名称教学目的教学重点教学难点齿轮传动的失效形式和材料课形式讲授时1级电气、机电1.知道齿轮失效形式和预防措施2.了解齿轮的常用材料及热处理方法1.2.知道齿轮失效形式了解齿轮的常用材料及热处理方法齿轮的常用材料及热处理方法辅辅助手段模型课外作业教学进程及说明教具演示并导入课:〔讲解相关理论学问〕一、齿轮传动的失效形式的工作力量,称为失效。失效形见的轮齿失效形式有:轮齿折断、齿面点蚀、齿面胶合、齿面磨损、齿面塑性变形等。失效形式齿面点蚀齿面胶合齿面磨损齿面塑性变形断比较工程1、短时意外的严高速重载、啮合区温度触外表间有较大的相对低速重载、齿面压力过大引起缘由重过载化、齿面表层上升引起润滑对,产生2、超过弯就会产生微小滑失效,齿滑动摩擦曲疲乏的疲乏裂纹、面金属直接极限微粒剥落下来接触并相互而形成麻点粘连,较软的齿面被撕下而形成沟纹部位齿根局部根外表轮齿接触外表轮齿接触外表轮齿避开措施提高齿面硬度提高齿面硬度,降低表提高齿面硬度,降低表减小载荷,削减启动频率面粗糙度,面粗糙度,承受粘度大改善润滑条和抗胶合性件,加大模处理方能好的润滑数,尽可能油用闭式齿轮传动构造代替开式齿轮传动构造应力。章章授课班讲授 时1级电气、机电1.齿轮常用材料材,当齿轮较大(d>400~600mm)而轮坯不易制造时,可承受铸钢,开式低速传动可承受灰铸铁,球墨铸铁有时可代替铸钢。一对相啮合的齿轮,为使大小两轮的工作寿命相近,小齿轮应比大齿轮选用好一点的材料、高一些的硬度。2.常用热处理方法齿轮常用的热处理方法有:正火、调质、外表淬火、渗碳淬火和渗氮等。一般机械传动的齿轮。耐磨性,适用于生产批量大和要求构造紧凑的齿轮。节齿轮构造和工作图课名称形式教学目的了解齿轮构造形式及选择方法教教学重点教学难点关心手段了解齿轮构造形式及选择方法如何选择齿轮构造形式多媒体课外作业教学进程及说明教具演示并导入课:〔讲解相关理论学问〕一、齿轮构造轮轴、实心式、腹板式、轮辐式等。1.齿轮轴齿轮轴刚度较好,但齿轴磨损后,轴也同时报废,对直径较大的齿轮应分开制造。2.实心式齿轮da<100mm小批量生产的齿轮,可直接用轧制圆钢作齿轮毛坯。3.腹板式da≤500mm构造齿轮。为了减轻重量,节约材料,常在腹板上制出圆孔。有关构造尺寸参照图中阅历公式确定。4.轮辐式齿顶圆直径da>500时,齿轮毛坯常用铸造方法做成轮辐构造。依据不同要求,可用铸钢或铸铁。留意事项:齿轮轴、实心式、轮辐式、辐板式。各局部尺寸由阅历公式确定。章章授课班节 齿轮传动名称课形式讲授时2级电气、机电教学1.把握斜齿轮传动的主要参数、几何尺寸和正确啮合条件。目的2.把握斜齿轮传动的受力分析,会推断各力的方向。教学重点教学难点关心手学重点教学难点关心手段斜齿轮传动的主要参数、正确啮合条件、受力分析,会推断各力的方向受力分析,会推断各力的方向齿轮模型课外作业教具演示并导入课:〔讲解相关理论学问〕一、斜齿圆柱齿轮齿廓形成及啮合特点1.斜齿圆柱齿轮齿廓形成K实质上齿廓外表是一渐开线曲面。所不同的是直齿圆柱齿轮的齿面是发生面上一条平行于基圆柱母线的直线在空间的轨迹面;而斜齿圆柱齿轮的齿面是发生面上一条与基圆柱母线夹角为β的斜直线在空间的轨迹面。由于斜直线b绕到基圆柱面上之后是一条螺旋线,由该斜直线在空间的轨迹面所形成的齿廓曲面称为渐开螺旋面,其中β称为基圆螺旋角。b2.啮合特点:直齿圆柱齿轮动平稳性较差。斜齿圆柱齿轮而一对斜齿圆柱齿轮接触线为斜直线,接触线长度先由短到长,再由长到短,直至脱离啮合,故传动平稳性好,承载力量强,适用于高速重载传动。在传动时会产生轴向力。齿面是一渐开线螺旋面,其端面〔垂直于齿面是一渐开线螺旋面,其端面〔垂直于〕和法面平面〔垂直于齿的齿形不同,当用成型铣刀加工收集于网络,如有侵权请联系治理员删除11收集于网络,如有侵权请联系治理员删除收集于网络,如有侵权请联系治理员删除法面参数与端面参数之间的换算关系。1.螺旋角β表示。斜齿轮轮齿的旋向分为左、右旋两种。2.模数P,Pn
,β为螺旋角,它们之间的关系为:P=P·cosβn t∵P=π·m ,∴m=m·cosβn tm——端面模数 m——法面模数tmn
n为标准模数3.压力角斜齿轮在分度圆上的压力角也有法向压力角αn=tgα·cosβ
和端面压力角αt
之分,两者之间的关系为:tgαn t一般规定法向压力角取标准值,即α=20°n4.齿顶高系数和顶隙系数斜齿轮在端面和法面上的齿顶高和顶隙是相等的,即=h*·m=h*·ma at t an nC=C*·m=C*·mt t n n由此得h*=h*·cosβat anC*=C*·cosβt nh
*C*为法面齿顶高系数和顶隙系数,均应取标准at t值。
an n5.分度圆直径与中心距斜齿轮直径是从端面上度量的,故得 d=m·Z=mz/cosβ。t n斜齿轮传动的标准中心距为:a=(d+d)/2=(Z+Z)m/2=(Z+Z)m/2cosβ1 2 1 2 t 1 2 n斜齿轮的几何尺寸计算公式见表11-11。1.正确啮合条件相反,即: m=mn1 n2α=αn1 n2β=-β1 22.当量齿轮和当量齿数过斜齿轮分度圆螺旋线上的一点P,作垂直于轮齿的法向截面,该截面为椭圆,椭圆在p点的曲率半径为ρ。假设以ρ为分度圆半径,以斜齿轮的m、α作一假想直齿圆柱齿轮,其齿形近似于斜齿轮n n的法向齿形。该假想直齿圆柱齿轮称为该斜齿轮的当量齿轮,其齿数称为当量齿数,用Zv/cos3β。式中Z,β为螺旋角。
表示。Z=Zv选择铣刀及轮齿弯曲强度计算都用到当量齿数Z。此外确定斜齿轮不产生根切的最少齿数也以它为v依据。由于当量直齿轮轮齿的最少齿数Z =17,则标准斜齿轮不产生根工的最少齿数为Z=Z·cos3βmin vmin
vmin可见,斜齿轮的最少齿数比直齿轮少。例如:α=20°,当β=15°时,斜齿轮的最少齿数:Z=Z ·cos3βn1.受力分析
min
vmin=17·cos315°=15一对斜齿轮受力状况,不计摩擦力,作用于主动轮齿上的法向力F必沿接触点的法线方向指向工作n齿面。法向力又可分为:径向力轴向力从动轮上的圆周力、径向力和轴向力与主动轮上的大小相等,方向相反。。径向力的方向分别指向各自的轮心。方向,拇指伸直的指向即为主动轮上的轴向力五、本次课小结析,会推断各力的方向。六、布置作业练习册对应内容七、[教学反思]标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算,有些内容(当量齿轮)比较抽象,学生难以理解。在讲授时应留意恰当运用各种教学手段,利用多媒体和模型,使抽象的概念形象化,帮助学生理解。留意以直齿轮传动为根底,应提示斜齿轮传动、直齿锥齿轮传动与直齿轮传动的强度计算根本原理是一样的。教学应把握它们的不同点即可。斜齿轮传动留意围绕分度圆螺旋角β这个主要参数来开放.使学生把握斜齿轮传动的重点及关键所在。处理直齿锥齿轮传动设计计算最传动根本的一点,就是把直齿锥齿轮的强度看作是与其平均分度圆处的当量直齿轮的强度相当,因而强度计算公式可沿用直齿圆柱齿轮的,只是承受直齿圆锥齿轮平均分度圆处的当量圆柱齿轮的参数而已。章章节名称教学目的教学重点教学难点关心手段授课班直齿圆锥齿轮传动课形式讲授时2级电气、机电了解直齿圆锥齿轮的正确啮合条件。会对直齿圆锥齿轮受力分析,推断各力的方向。了解直齿圆锥齿轮的正确啮合条件、受力分析、断各力的方向受力分析,推断各力的方向模型课外作业教学进程及说明教具演示并导入课:〔讲解相关理论学问〕一、直齿圆锥齿轮直齿圆锥齿轮机构用于两相交轴之间的传动,两轴的夹角可由传动的要求确定,在一机构中多承受=900的直齿圆锥齿轮机构。变小。明显圆锥齿轮大端和小端的参数是不一样的。了便于测量和估算机构的外形尺寸,规定以大端参数为标准,大端压力角=200二、齿圆锥齿轮传动的几何尺寸三.当量齿轮齿廓,其齿廓与直齿圆锥齿轮大端齿廓近似一样,两扇形齿轮的齿数为两圆锥齿轮的实际齿数。假设将扇形齿轮补足为完整的圆柱齿轮,这两个假想的圆柱齿轮就称为两锥齿轮的当量齿轮,当量齿轮的齿数称为当量齿数,用Z表示。v当量齿轮的半径:r=r/cosv当量齿数:ZZ/cosv式中――圆锥齿轮分度圆锥角当量齿数Z是圆锥齿轮的重要参数,其意义在于,就大端齿形和大端承载力量而言,圆锥齿轮与v同模数、同压力角、齿数为Z的圆柱齿轮相当。v用仿形法加工圆锥齿轮,按Z值选择刀号。vZ=Z
cos=17cos。min vmin四、确啮合条件一对直齿圆锥齿轮的正确啮合的条件为大端模数和压力角必需分别相等m=m=m1 2==1 2五.直齿圆锥齿轮传动的受力分析1.轮齿受力分析轴向力和径向力一样。径向力的方向都垂直指向各自的齿轮轴线。Fx
的方向则总是由锥顶指向齿轮的大端。本次课重点把握圆锥齿轮机构的特点和类型。七、布置作业练习册对应内容八、[教学反思]比较直齿与斜齿、圆锥齿轮的根本参数和几何尺寸计算的异同点,以便理解和记忆。课题名称:齿轮系及其设计教学目的:让学生对轮系的组成、划分、传动比的计算及其主要功用有一个初步地生疏。教学要求:能正确划分轮系,能计算定铀轮系、周转轮系、复合轮系的传动比;对轮系的主要功用有清楚的了解;行星轮系各轮齿数的四个条件有清楚的生疏;对其他行星齿轮传动有一般了解。2、教学内容和重点及难点教学内容:系的功用;介绍行星齿轮系的效率、设计的根本学问;简洁介绍几种型的齿轮系。教学重点:周转轮系及复合轮系传动比的计算、行星轮系设计中齿轮齿效确实定问题。条件以及在封闭式行星轮系中的封闭功率问题。3、教学工作的组织及学时安排教学内容安排6学时。学时安排如下:轮系及其分类;定轴轮系传动比的计算(2学时);周转轮传动比的计算、复合轮系传动比的计算(2学时)轮系的主要功用,行星轮系类型选型及其设计的根本学问(1学时)。析计算.4、单元教案【课堂教学】2学时主要教学内容:轮系及其分类;课堂教学:模型和图形进展分析讲解。板书设计:按教学设计图文并茂,突出局部用不同颜色区分说明。教学过程中应留意的事项结合实物模型演示,讲清什么是定轴轮系、周转轮系及复合轮系。定,对于平行轴传动也可用外啮合的次数(即(1)m)来确定。【课堂教学】2学时主要教学内容:周转轮系的传动比2〕复合轮系的传动比课堂教学:转轮系、复合轮系图进展分析讲解。板书设计:按教学设计图文并茂,突出局部用不同颜色区分说明。教学过程中应留意的事项21,分为差动轮系和行星轮系两种。的概念.反。指出构件在周转轮系中的转向要通过计算来推断。后分别写出其相应的计算式,联立求解,可获得所需的结果。【课堂教学】1学时主要教学内容:轮系的功用行星轮系的效率行星轮系的类型选择及设计的根本学问教学方法及手段体分析讲解。板书设计:按教学设计图文并茂,突出局部用不同颜色区分说明。教学过程中应留意的事项讲清楚轮系的功用,有助于学生加深对轮系的生疏。以便将来在设计中更有效地利用轮系。强调行星轮系的效率的计算;讲清行星轮系的类型选择,设计的相关根本学问。【习题课教案】1学时主要教学内容:争论练习周转轮系传动比计算以及复合轮系的划分及其传动比计算教学方法及手段进展归纳总结。通过典型题实例练习,把握轮系的分析计算方法.教学过程中应留意的事项通过题目练习轮系分析的思路、方法和过程;强调对复合轮系关键在根本轮系的划分;如何推断是否存在行星架〔周转轮系〕;提示通过对根本轮系的联立求解,才可获得构件的真实转速和转向。5、教学后记:课堂教学中结合模型,以讲清什么是定轴轮系、周转轮系及复合轮系为主。利用多媒体或模型,严密联系齿轮机构在机械工程中的应用实例,使教学内容充实生动。分析周转轮系和定轴轮系的区分仅在于有无运动的行星架,假设能将行星架相对固定,用相对运动原理周转轮系就可转化成定轴轮系,由此就提出了转化机构和转化机构法的概念.要留意构件在周转轮系中的转向与其在转化机构中的转向两者可能一样,也可能相反。教学手段承受多媒体,用多媒体的齿轮机构模型和图形进展分析讲解为了增大学生的学问面,对行星传动的进展概况有一个初步了解,打算在课外时间组织学生观看“渐开线少齿差行星齿轮传动”、“摆线针轮传动”、“谐波齿轮传动”等电教片。于平行轴传动也可用外啮合的次数(即(1)m)来确定。21,分为差动轮系和行星轮系两种。念.指出构件在周转轮系中的转向要通过计算来推断。课题名称:平面连杆机构【教学目标设定】:1、把握平面连杆机构的类型及演化2、3、把握平面四杆机构的根本特性4、3、把握图解法设计简洁平面四杆机构【教学重点】:平面连杆机构的类型及演化,平面四杆机构的根本特性,【教学难点及处理方法】:【教学过程设计】:概述引入:该机构的运动——各构件均在同一平面或平行平面运动该机构的构件——大局部构件都类似杆件该机构的运动副——均为低副〔回转副、移动副〕假设全部低副均为回转副,这种四杆机构就称为铰链四杆机构一、平面连杆机构的应用实现预期的运动规律——原动件的运动规律使输出构件按要求的运动规律运动。1:牛头刨主体机构:—六杆机构—导杆机构原动件作回转运动,通过该机构使刨头作往复直线运动2:造型机的翻转机构:—四杆机构—双摇杆机构原动件1绕D转动时,通过该机构使砂箱(杆2)翻转180o实现预期的运动轨迹——几何条件、动力条件实例:搅拌机:——四杆机构——曲柄摇杆机构连杆曲线β:连杆上一点的轨迹所描绘的曲线。二、平面连杆机构的特点1、优点⑴运动幅是低副,面接触,所以承受压强小、便于润滑、磨损较轻,可承受较大载荷工作牢靠⑶可使从动件实现多种形式的运动,满足多种运动规律的要求⑷利用平面连杆机构中的连杆可满足多种运动轨迹的要求2、缺点⑴依据从动件所需要的运动规律或轨迹来设计连杆机构比较简单,⑵只能近似实现给定的运动规律,综合运动精度较低。⑶运动时产生的惯性难以平衡,不适用于高速场合。§2.2平面四杆机构的根本形式及其演化一、平面四杆机构的根本形式组成:4—机架→固定不动1,3—连架杆→定轴转动:作整周转动—曲柄,作往复摇摆—摇杆2—连杆→平面运动依据连架杆运动形式的不同,可分为三种根本形式。曲柄摇杆机构——在两连架杆中,一个为曲柄,另一个为摇杆一般:曲柄主动,作等速回转〔画出轨迹圆〕也可摇杆主动,曲柄从动应用举例:牛头刨床进给机构、搅拌机、卫星天线、缝纫机脚踏板机构等。双曲柄机构——两连杆架均为曲柄的四杆机构连杆架:曲柄——原动件,等速转动另一曲柄—从动件,变速转动运动特点:从动曲柄变速回转应用举例:旋转式水泵、惯性筛、插床机构等。特例:平行双曲柄机构平行双曲柄机构应用实例:机车车轮联动机构双摇杆机构——两连杆架均为摇杆的四杆机构应用举例:港口起重机、飞机起落架、车辆的前轮转向机构二、铰链四杆机构的演化1、回转副转化成移动副演化:曲柄摇杆机构——将回转副D→移动副得——曲柄滑块机构类型:曲柄滑块机构〔偏距e〕对心曲柄滑块机构〔e=0〕——滑块运动线与曲柄回转中心共线偏置曲柄滑块机构〔e≠0〕——滑块运动线与曲柄回转中心不共线特点:曲柄等速回转,滑块具有急回特性。应用:活塞式内燃机,空气压缩机,冲床等。2、扩大回转副演化:曲柄滑块机构——通过扩大回转副B得——偏心轮机构优点:曲柄短时轴径尺寸大,强度高,刚度高,且便于加工制造。应用:曲柄销承受较大载荷或曲柄过短时,如裂开机、冲床、剪床、内燃机等。3、取不同的构件为机架〔2-1〕§2.3平面四杆机构的几个根本概念一、铰链四杆机构存在曲柄的条件以曲柄摇杆机构为例——分析有一个曲柄的条件得:AB杆〔曲柄〕为最短杆最短杆与任意一杆长度之和≤其它两杆长度之和铰链四杆机构有一个曲柄的条件:最短杆与最长杆之和小于或等于其余两杆长度之和;最短杆为连架杆。结论:铰链四杆机构的类型与尺寸之间的关系:〕假设:lmin+lmax≤其它两杆长度之和——满足曲柄存在的条件〔满足杆长和条件〕且:以最短杆的相邻构件为机架,此机构为曲柄摇杆机构;以最短杆为机架,则此机构为双曲柄机构;以最短杆的对边为机架,此机构为双摇杆机构。〕假设:lmin+lmax>其它两杆长度之和——不满足曲柄存在的条件,则不管选哪个构件为机架,都为双摇杆机构。可用以下方法来判别铰链四杆机构的根本类型:假设机构不满足杆长之和条件则只能成为双摇杆机构假设机构满足杆长之和条件,则以最短杆的邻边为机架时为曲柄摇杆机构以最短杆为机架时为双曲柄机构以最短杆的对边为机架时为双摇杆机构二、急回特性急回特性:机构工作件返回行程速度大于工作行程速度的特性。行程速比系数K:为了表示工作件往复运动时的急回程度,用V2和V1的比值K来描述。由上式可得:可见:θ↑K↑急回特性越显著——导致机器动载↑冲击↑急回特性的作用:四杆机构的急回特性可以节约空间,提高生产率。三、压力角和传动角1.压力角a:从动件所受的力F与受力点速度Vc所夹的锐角a。a愈小,机构传动性能愈好。传动角g:连杆与从动件所夹的锐角g。g=900-ag是连杆机构的重要动力指标;g越大,机构的传动性能越好。g在机构运转时是变化的,设计时一般应使gmin≥40°,对于高速大功率机械应使gmin≥50°。最小传动角的位置四、死点位置在从动曲柄与连杆共线的位置,消灭传动角g=0,压力角a=90的状况,这时连杆对从动曲死点的利弊:利:工程上利用死点进展工作。弊:机构有死点,从动件将消灭卡死或运动方向不确定现象,对传动机构不利。度过死点的方法:增大从动件的质量、利用惯性度过死点位置,承受机构错位排列的方法。平面连杆机构教案课 程课 程机械设计基授课班授课时1节础级数课 题平面连杆机构教学目1、通过习题分析把握铰链四杆机构的根本类型及其演化形式;标点点析与计
件及判定方法。演化形式及根本性质运用三种根本形式及其演化形式的判定;急回和死点的概念。高的目的。最终通过错题练习进一步加深所学内容。第五章平面连杆机构复习:本章的三节内容 总结板 一、填空书三、选择设 四、术语解释计 、填表六、简述
思考与作业1、思考2、作业教学内容教学内容教师及主讲学生活动学生活动方法与手段学教复习引导学生回忆本章内容。集体回忆提问法一、填空1、急回特性参与思考演示启发式2、死点数。3、导杆机构的划分4、主动件二、推断1、平面连杆机构的特征。参与思考启发式2、双曲柄机构运动的特点。3、极位夹角与摆角的区分三、选择1、曲柄摇杆机构的运动特点。参与思考启发式2、死点存在的状态。参与解题讲授式3、曲柄存在的条件四、术语解释1、定义的准确性参与思考启发式五、作图、填表参与解题分解式2、作图求极限位置及死点3、判定急回及方向4、常用机构的运动特性六、简述1、双曲柄机构的运动特点参与思考启发式画图练习式2、各种机构存在的条件3、演化机构的图例4、总结、课堂反响做练习练习式思考与作业 1、布置思考题 课后思考2、布置作业附:课堂反响练习课堂反响练习一、填空当平面连杆机构具有死点位置时,其死
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