《机械设计基础》教学教案

《机械设计基础》教案授课教师：年月日授课题目授课方式教学目标多媒体教学课型课时1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。计基础》教案《机械设计基础》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。础》教案《机械教学方法教学内容理论联系实际.突出重点.课堂互动。1.机械概述。2.设计机械产品应满足的基本要求。3.机械设计的方法和步骤。4.本课程的特点和学习方法。1.导入新课2.相关知识1）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.机构：由若干构件采用一定方式连接，其中一个构件为零件：是制造的基本单元。构件：是机构的基本运动单元。教学过程机构与机器的明显区别：机构是一个构件系统，而机器除构件系统外还包含电气、液压等其他装置；机构仅能实现预期的机械运动。而两者间的联系，机器是由若干机构组成的系统，最简单的机器只有一个机构。2）本课程的内容.传动部分、连接部分、.轴系部分.其他。3）机械设计的基本要求（1）实现预定功能。（2）满足可靠性要求。（3）符合经济性要求。（4）确保安全性要求。（5）推行标准化要求。（6）体现工艺造型美观要求。4）机械设计的一般过程（1）产品规划。（2）方案设计。（3）技术设计。（4）技术文件编制。（5）定型产品设计。课堂总结《机械设计基础》教案授课教师：年月日授课题目平面机构的结构分析授课方式多媒体教学课型课时5知识目标教学目标能力目标1.机构及运动副的概念.绘制机构运动简图。《机械设计基础》教案群雌2.自由度计算，虚约束。《机教学重点.难点教学方法理论联系实际.突出重点.课堂互动。1.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。任务一1.相关知识1）运动副概念定相对运动的连接称为运动副。2）运动副的分类方法（1）组成运动副两构件之间的接触特性不同，可分为低副和高副。教学过程（2）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。2.课堂互动与同学们讨论在日常生活中见到过哪些运动副？任务二1）机构运动简图中运动副表示方法（）（）b）（）d）（j）（）（）（h）（i）2）平面机构运动简图的绘制步骤（1）分析机构的组成和运动情况。（2）确定运动副的类型和数量。（3）选择投影面。（4）选择瞬时位置。（5）选择适当的比例绘图。构件实际长度/ml/2.例题分析绘制如图所示单缸内燃机的机构运动简图。任务三1.相关知识1）平面机构自由度的计算：F3n2LPH2）机构具有确定相对运动的条件0（1）识F。（2）F3）计算自由度几种特殊情况（1）复合铰链。（2）局部自由度。（3）虚约束。（）（b）（）（d）））））课堂总结《机械设计基础》教案授课教师：授课题目年月日授课方式多媒体教学课型课时61.了解铰链四杆机构的基本类型及其演化。《机械设计基础》教案《机械2.明确四杆机构的曲柄存在条件。《机械设计基础》教案《机械设计基础》教知识目标学目标能力目标1.掌握平面四杆机构设计的图解法。1.四杆机构的曲柄存在条件。《机械设计基础》教案《机械设计基础》教案教学重点.难点2.压力角、传动角、行程速度变化系数和死点位置。《机械设计基础》教3.平面四杆机构设计的图解法。机械设计基础》教案《机械设计基础》机教学方法教学内容理论联系实际.突出重点.课堂互动1.铰链四杆机构。2.铰链四杆机构的演化形式。3.平面四杆机构的传动特性。4.图解法设计平面四杆机构。任务一1.相关知识1）铰链四杆机构的基本类型（1）曲柄摇杆机构。（2）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：①②最短杆是机架时，有两个曲柄，为双曲柄机构。③最短杆是连杆时，有两个摇杆，为双摇杆机构。（2）在铰链四杆机构中，当最短杆与最长杆长度之和大于如图所示铰链四杆机构ABCD的各杆长度分别为l，l，l，l。ABBCCD任务二1.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)抽油泵、手摇抽水泵。2.课堂互动讨论铰链四杆机构的应用范围。任务三1.相关知识平面四杆机构的传动特性①主动件为曲柄做等速整周转动。③极位夹角0。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。2.课堂互动讨论死点位置在传动中的作用？1所示的夹紧机构，当工件5被夹紧后，四杆机构的铰BD1传给杆2.杆3的力通过回转中心，转动力矩为零，杆3不会转动，因此当力去掉后仍能夹紧工件。再如图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，从而保持着支承状图1123图2135任务四1.相关知识1）平面四杆机构设计需要解决的问题（1）实现给定的运动规律。（2）实现给定的运动轨迹。2）图解法设计平面四杆机构（1）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。2）按给定行程速度变化系数设计四杆机构。①设计曲柄摇杆机构。②设计摆动导杆机构。2.例题分析sK5距e，行程速度变化系数，试用图解法设计此机构，并求出曲柄和连杆的长度。课堂总结《机械设计基础》教案授课教师：授课题目年月日凸轮机构授课方式多媒体教学课型课时61.了解凸轮机构的应用、特点和分类。《机械设计基础》教案《机械2.熟悉凸轮机构从动件的运动过程及有关名称。设计基知识目标能力目标教学目标2.掌握凸轮机构设计的基本方法，能按给定运动规律设计出凸轮的轮廓曲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。设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。。机械教学重点.难点教学方法理论联系实际、突出重点、课堂互动1.概2.从动件的常用运动规律。3.盘形凸轮轮廓的绘制。4.凸轮机构基本尺寸的确定。5.凸轮机构的结构设计。教学内容任务一1.相关知识1）凸轮机构的应用（1）内燃机配气机构。教学过程（2）自动车床靠模机构。3①实现各种预定的运动规律。②且结构简单紧凑。③运动可靠。.易磨损。②凸轮轮廓曲线加工比较困难。（1）按凸轮的形状分类②移动凸轮机构。③圆柱凸轮机构。（2）按从动件的形状分类（3）按从动件与凸轮保持接触的方式分②形锁合凸轮机构。2.课堂互动区分下图分别是什么从动件？任务二1.相关知识2）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。2.课堂互动学知识，讨论余弦加速度运动规律的位移线图的具体画。任务三1.相关知识1）凸轮轮廓绘制的基本原理：相对运动原理。2）对心尖顶直动从动件盘形凸轮轮廓的绘制。）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。）摆动从动件盘形凸轮的绘制。学知识，2.课堂互动了解盘形凸轮轮廓的绘制步骤。任务四1.相关知识1）滚子半径的选择选择滚子半径时，从受力情况及滚子强度等方面考虑，滚子半2）压力角的选择当绘制好凸轮轮廓之后，必须校核凸轮的压力角，以检验最大压力角是否在许用值范围之内。选定基圆半径时，只能在保证最大压力角不超过许用值的前提下缩小凸轮尺寸。讨论滚子半径对凸轮工作轮廓的影响。学知识，（）（b）（）rrrTTT任务五1.相关知识1）凸轮和滚子的材料40Cr40～50HRC20，20（渗碳淬火，硬度为56～62HRC（20CrHRC也可用滚动轴承作为滚子。3）滚子的结构（1）滚子可以是专门制造的圆柱体；也可以是滚动轴承。（2）滚子与推杆的连接可以用螺栓连接；也可以用销轴连接。2.例题解析，，RlT。学知识，r。b课堂总结《机械设计基础》教案授课教师：授课题目年月日间歇运动机构授课方式多媒体教学课型课时31.了解棘轮机构.槽轮机构的工作原理、类型、特点和应用。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。教学目标知识目标能力目标运动特点和适用场合。教学重点.难点1.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。1.棘轮机构。教学内容2.槽轮机构。3.其他间歇机构简介。任务一1.相关知识外啮合棘轮机构，主要由棘轮1.棘爪2.摇杆3.止回棘爪教学过程2）棘轮机构的分类（1）齿式棘轮机构：②按照其运动形式的不同：单动式棘轮机构、双动式棘轮机构可变向棘轮机构。（2）摩擦式棘轮机构3）棘轮机构转角的调整方法（1）改变摇杆摆角大小，控制棘轮的转角。（2）利用遮板调节棘轮的转角。2.课堂互动讨论棘轮机构的工作原理任务二1.相关知识1）槽轮机构的工作原理1.拨盘2.槽轮2）槽轮机构的基本类型（1）外啮合槽轮机构。（2）内啮合槽轮机构。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5）槽轮机构主要运动参数的选择（1）槽轮槽数的选择。（2）拨盘圆销数k的选择。h，，，，2.课堂互动讨论槽轮机构的工作原理。能任务三1.相关知识1）不完全齿轮机构（1）外啮合不完全齿轮机构。1.（）内啮合不完全齿轮机构。1.2.2）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。2.例题分析能5mz构的几何尺寸，并画出棘轮的齿形。课堂总结《机械设计基础》教案授课教师：授课题目年月日授课方式多媒体教学课型课时71.掌握螺纹的基本参数。知识教学目标2.了解螺栓连接的基本类型及常见的标准螺纹连接件。3.掌握螺栓连接的防松原理和常见的防松方法。基目标能力1.熟悉螺栓连接的强度计算方法和步骤。目标2.掌握平键连接的设计计算。教学重点..螺栓连接的强度计算方法和步骤。难点2.平键连接的设计计算。教学方法理论联系实际、突出重点、课堂互动。1.螺纹的分类及主要参数。2.螺纹连接的基本类型及螺纹连接件。3.螺纹连接的预紧和防松。4.螺栓连接的强度计算。教学内容5.螺纹连接件的材料和许用应力。6.提高螺栓连接强度的措施。7.键及花键连接。8.销连接。任务一1.相关知识（1）按螺纹轮廓形状分类：三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹。（2）按螺旋线绕行方向分类：右旋螺纹、左旋螺纹。（3）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.外表面分类：内螺纹、外螺纹。教学过程ddS、螺纹升角、12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。任务二1.相关知识1）螺纹连接的基本类型（2）双头螺柱连接。（3）螺钉连接。（4）紧定螺钉连接。2）标准螺纹连接件（2）双头螺柱。（4）紧定螺钉。2.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？任务三1.相关知识1）螺纹连接的预紧（1）拧紧力矩（扳手力矩）。（2）预紧力的控制。2）螺纹连接的防松（1）摩擦防松：弹簧垫圈防松、自锁螺母防松、对顶螺母防松。（2）机械防松。（3）永久防松。2.课堂互动讨论螺纹连接的防松的工作原理。任务四1.相关知识1）松螺栓连接FF（1）螺栓的抗拉强度条件为[]π2A14。4F[]（2）螺栓的设计公式为1。2）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KFRF0。②采用铰制孔用螺栓连接4h设计公式为dsmπ[]。（2）受轴向外载荷的紧螺栓连接。4①紧螺栓连接设计公式为1[]。[]π2/41。2.课堂互动讨论根据螺栓受工作载荷F的伸长增量与被连接件回弹变形量相）的关系，可导出预紧力的关系式。FF020FFK)F00C任务五1.相关知识1）螺纹连接件的常用材料Q215Q23510和等材料制（3）特殊用途的螺纹连接副：采用特种钢、铜合金、铝合金等材2）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s]，S7松螺栓普通螺栓连接轴向静载荷S连接（未淬火钢取小值）s]普通螺栓连接轴向静载荷横向静载荷SS7时，S的值如表所示]s紧螺栓连接钢时]，被连Ps横向静载荷横向变载荷接件为铸铁时铰制孔用螺栓连接]/(2Pe]s；P]按静载荷P]值降低20%～2.例题分析12p2，缸盖与缸体之间采用橡胶垫圈密封，Dzt是102所规定的数值以及是否符合扳手空间要求。安全系数S材料M6～4～3M163～2M302～2.5碳钢合金钢5～44～图1工作压力t0t0工作压力/MPapp/MPa1.61.61010～7d4.5d4d16～3.5d20～3d表1任务六1.相关知识1）影响螺栓强度的因素（1）应力变化幅度。（2）螺纹牙的载荷分配。（3）应力集中。（4）附加弯曲应力。2）提高强度的相应措施（1）减小应力变化幅度。（2）改善螺纹牙的载荷分配。（3）减小应力集中。（4）避免附加弯曲应力。2.课堂互动因为螺栓和螺母的刚度及变形性质不同，所以各圈螺纹牙上受力不均，讨论一下怎样改善这种情况。任务七1.相关知识（1）平键连接。①普通平键连接。②导向平键连接。③滑键连接。（2）平键连接的选择。主要是选择平键的类型和尺寸。（3）平键连接的强度计算。T普通平键的挤压应力条件为ee]。花键连接：分为矩形花键和渐开线花键。2.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？任务八1.相关知识1）销连接是用销将被连接件连成一体的可拆卸连接。2）常用的材料：圆柱销.圆锥销.异形销。课堂总结《机械设计基础》教案授课教师：授课题目年月日带传动授课方式多媒体教学课型课时21.掌握摩擦型带传动的类型、特点和应用。2.掌握普通VV带轮的标准和结构。3.掌握带传动的受力分析、应力分析。基4.掌握带传动的失效形式、设计准则和设计步骤。教知识目标学目标1.理解带传动的弹性滑动和打滑现象。2.了解带传动的张紧、安装和维护。能力目标1.受力分析、失效形式、弹性滑动，带的应力分布图。2.V教学重点.难点教学方法理论联系实际、突出重点、课堂互动。1.带传动的类型和特点。2.VV教学内容3.带传动工作能力的分析。4.普通V带传动设计计算。5.V带传动的张紧、安装和维护。任务一1.相关知识（1）工作原理的不同：摩擦型带传动、啮合型带传动。（2）带横截面形状的不同：平带传动、V带传动、多楔带传动、圆带传动。2）带传动的优点（1）适用于中心距较大的传动。（2）带具有很好的挠性，可缓和冲击，吸收振动。教学过程2Fcc（AA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。2.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二1.相关知识1）普通V带的组成：伸张层、强力层、压缩层、包布层。2）普通V带截面型号：Z，B，E。3）V带轮材料：灰铸铁、钢。V5）根据带轮直径的大小分为：实心式.辐板式.孔板式和椭圆轮辐式四种典型的结构。2.课堂互动V带轮的四种典型结构。任务三1.相关知识1）带传动的受力分析FvPe1。efv1F（2）最大有效拉力的计算公式为F0e1fv1。2）带传动的应力分析F紧边拉应力的计算公式为11A。22松边拉应力的计算公式为A。（2）弯曲应力h带绕在带轮上引起的弯曲应力计算公式为bED。（3）离心拉应力离心拉应力在带全长各截面处均匀分布值为2FccAA。3）弹性滑动现象：由于材料的弹性变形而产生的滑动称为弹性4）打滑：若带所需传递的圆周力超过带与轮面键的极限摩擦力总和时，带与带轮将发生显著的相对滑动，这种现象称为打滑。2.课堂互动通过游戏演示带传动的应力分布图。任务四1.相关知识1）带传动的主要失效形式（1）带在带轮上打滑，不能传递运动和动力。（2）带由于疲劳产生脱层、撕裂和拉断。（3）带的工作面磨损。2）带传动的设计准则：保证带传动不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命。3)V[P](PP)KK111L。4）普通V带传动设计计算的条件（1）传动的用途.工作情况和原动机种类。（2）传递的功率。（3）主.从动轮转速n和nn121（4）其他要求，如中心距大小、安装位置限制等。5）普通V带传动设计应完成的主要内容（1）V带的型号、长度和根数。（2）带轮的尺寸、材料和结构。（3）传动中心距。（4）带作用在轴上的压轴力FQ6）普通V带传动设计计算步骤（1）确定计算功率PKP。cA（2）选择V带的型号（3）确定V带轮的基准直径，ddd1ddd。d1②验算带速vπdnd11vv1000。③确定大带轮的基准直径d)。的计算公式为：dd（）确定中心距a和带的基准长度d①初定中心距a0初定中心距a0dd)a2(dd)。0Ld(dd1d)d22πL2a(dd)d00d1d2240。③确定实际中心距aLLaadd002。dd（）验算小带轮包角：11a。P（6）确定Vz：zc[P]1。PV带的初拉力001cqv2Kzv。π12（）计算压轴力Q：Q2120022。（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。2.例题解析试设计某机床用的普通V带传动，已知电动机功率P11i要求两带轮800mm，每天工作h。任务五1.相关知识（1）调节中心距。（2）采用张紧轮。2）V带传动的安装和维护（1）两V带轮轴线应平行，两带轮相对的V形槽的对称面应重合。否则，会加剧带的磨损，甚至导致带脱落。（2）套装带时不得强行撬入，应将中心距缩小，待V（3）新旧带不得同组混装使用。一根带损坏，应全部更换。（4）新带运行24～48h后应进行一次检查和调整初拉力。（5）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。2.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P11r/Vbh8mm小带轮的外径d，大带轮外径dV带型号；②带轮的基准直径d，d③V带a。d1的基准长度L④⑤⑥Vd1[1]。课堂总结《机械设计基础》教案授课教师：授课题目年月日链传动授课方式多媒体教学课型课时41.掌握链传动的类型、特点和用途。2.掌握滚子链和链轮的结构、标准。3.理解链传动的运动特性。基教知识目标学目标4.掌握链传动的失效形式、设计准则和设计方法。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。3.滚子链传动的设计。任务一1.相关知识（1）用途不同：传动链、起重链、输送链。（2）结构的不同：滚子链、套筒链、弯板链、齿形链。2）（1）链传动与带传动类似，适用于两轴间距较大的传动。教学过程平均传动比恒定。（3）链传动传动力大.效率较高（润滑良好的链传动的效率约为3）链传动的缺点4）链传动的应用100kW.传动比856m.2.课堂互动你见过链传动的哪些应用？任务二1.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（3）过渡链节。3）链轮的主要参数.节距（与链的节距相同）和分度圆直径。4）链轮的结构（1）实心式结构。（2）孔板式结构。（3）组合式焊接结构。（4）组合式螺栓连接结构。5）链轮材料：具有足够的强度和耐磨性。2.课堂互动.节距p.Ld等参数。p任务三1.相关知识1）链传动的失效形式（1）链条的疲劳破坏。（2）链条的磨损。（3）链条的胶合。（4）链条的冲击破断。（5）链条的过载拉断。2）滚子链传动的设计计算（1）主要参数的确定。z，z。12。a和链节数P：2L2azzzzp01222π1p2a0pp。11z22：v10001000。3）额定功率：不同节距的链条在不同转速时所能传递的功率，P0。KAP：PP0cKKKm。ZL5）链传动的设计步骤（1）确定链轮齿数和z1z2。（2）确定计算功率Pc。（3）确定链节距p及初选中心距a。0（4）确定链节数p。（5）确定链传动的理论中心距。（6）确定实际中心距。（7）验算链速。（8）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nr/，传动比i，工作载荷平，转速P1稳，中心距可调，两轮中心连线与水平面夹角小于。课堂总结《机械设计基础》教案授课教师：授课题目年月日齿轮传动授课方式课型课时41.了解常见齿轮传动的特点及应用。2.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。3.掌握渐开线齿轮的切齿原理知识目标教学目标4.掌握轮齿常见的失效形式及预防措施。1.掌握渐开线齿轮各部分名称和几何尺寸计算。2.掌握齿轮传动的设计计算步骤及方法。能力目标3.掌握斜齿轮的传动特点.基本参数、几何尺寸计算、强度计算。4.熟悉齿轮结构的设计及润滑方式。1.渐开线性质，渐开线齿廓啮合特点，齿廓啮合基本定理。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。1.齿轮传动的特点及分类。3.渐开线齿轮各部分的名称.符号及几何尺寸。4.渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动。5.渐开线齿轮的切齿原理。6.根切.最少齿数及变位齿轮。教学内容7.齿轮传动的失效形式与设计准则。8.齿轮常用材料及热处理。9.标准直齿圆柱齿轮传动的设计。10.斜齿圆柱齿轮传动。11.直齿锥齿轮传动。12.齿轮的结构设计及润滑。任务一1.相关知识1）齿轮传动的优点教学过程（1）瞬时传动比恒定不变。（2）机械效率高。（3）寿命长，工作可靠性高。（4）结构紧凑，适用的圆周速度和功率范围较广。）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（）按照两齿轮轴线的相对位置和齿向分类。（）按照轮齿齿廓曲线的不同分类②圆弧齿轮传动。2.课堂互动任务二1.相关知识1）渐开线的形成2）渐开线的性质3）渐开线方程r/cosKbKtanKKK2.例题分析b能rK处的压力角曲率半径KKK任务三1.相关知识1）渐开线齿轮各部分名称.符号z表示。（2）齿顶圆，用r和daa（3）齿槽宽，用eK（4）齿厚，用sK（5）齿根圆，用r和dff（6）齿距，用pK，e和p表示，模数以m表示。（8）压力角，以（9）齿顶高.齿根高和全齿高，以h.hhaf2.例题分析4，=20，，z1zm2和和和p1ppprb1rb22能径和和。ddddf1任务四1.相关知识1）啮合过程。21）能满足定传动比的传动要求。2）具有传动的可分性。3）传递的压力方向不变。3mm。11224121pb。5一对齿轮节圆与分度圆重合的安装称为标准安装，标准安装时的中心距称为标准中心距，用a2.例题分析如图所示的一对齿轮的渐开线在点K接触，算出两轮的传动比为能任务五1.相关知识1）仿形法：是用渐开线齿形的成形刀具直接切出齿形2）展成法：展成法是目前齿轮加工中最常用的一种方法（1）齿轮插刀加工法。（2）齿条插刀加工法。（3）齿轮滚刀加工法。2.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六1.相关知识a*1）根切及最少齿数：z。2)渐开线标准齿轮局限性。（1）齿数z必须大于或等于z否则将发生根切。maa(zz)（2）不能适应中心距122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2.课堂互动看图讨论根切的产生？能任务七1.相关知识1）齿轮传动的失效形式（2）齿面点蚀。（3）齿面磨损。（4）齿面胶合。（5）齿面塑性变形。（1）对于闭式软齿面齿轮传动，齿面点蚀是主要的失效形式，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大10%～20%，而无须校核接触强度。2.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。能任务八1.相关知识1）齿轮材料的基本要求（1）齿面应有足够的硬度，以抵抗齿面点蚀.磨损.胶合及塑性（2）齿芯应有足够的强度和较好的韧性，以抵抗轮齿折断。（3）应有良好的加工工艺性能及热处理性能，使之便于加工且便于提高其力学性能。（1（2（3（42.课堂互动讨论常用齿轮材料及其力学性能？能任务九1.相关知识1）轮齿的受力分析2）轮齿的计算载荷：F=。ntu1bd1uZZH3）齿面的接触疲劳强度计算：HE。32YY4）齿根弯曲疲劳强度计算：1FS2zf1d]F。5）圆柱齿轮传动参数的选择（1）齿数z（2）模数m的选择。φ（3）齿宽系数d（4）传动比的选择。6）齿轮精度等级的选择2.例题解析能率7电动机驱动，小齿轮转速1，传动比Pi，单向运转，负载平稳。使用寿命8年，单班制工作。任务十1.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2）斜齿轮齿廓曲面的传动特点斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成传动工作较平稳.承载能力强.噪声和冲击较小，适用于高速.大功率的齿轮传动。3）斜齿圆柱齿轮的参数。（3）压力角。（4）齿顶高系数及顶隙系数。4）斜齿圆柱齿轮的受力分析5）斜齿圆柱齿轮的强度计算（1）齿面的接触疲劳强度计算i[]HHZE12i1。32KTiZ11Edi[]H。校核公式为：FYYYY]11FS2FSFn1z。n13KT1cos2设计公式为：nFSdz2[]1F。2.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n，P，能1载荷有中等冲击，单向运转，齿轮相对于轴承为对称i4，布置，工作寿命为年，单班制工作。任务十一1.相关知识1）齿锥齿轮的参数2）直齿锥齿轮传动的受力分析（1tt2r的方向都指向两轮各自的轮心。a的方向分别沿各自的轴线指向齿轮的大端。2.课堂互动讨论直齿锥齿轮传动的受力分析过程。能任务十二1.相关知识（1）齿轮轴（2）实体式齿轮（3）腹板式齿轮（4）轮辐式齿2）齿轮传动的润滑（1）浸油润滑2.例题分析z，z12能m5Σ齿顶圆锥角、齿根圆锥角、锥距及当量齿数。课堂总结《机械设计基础》教案授课教师：授课题目年月日蜗杆传动授课方式多媒体教学课型课时41.了解蜗杆传动特点和类型。2.理解主要参数的概念、掌握蜗杆蜗轮几何尺寸计算。知识目标教学目标3.理解蜗杆传动的受力分析、滑动速度，失效形式和计算准则。4.了解蜗杆传动的效率。1.了解蜗杆传动的效率。能力目标2.了解蜗杆传动的热平衡计算方法。1.蜗杆传动特点、参数计算、直径系数q。2.正确啮合条件，蜗轮转向判断。教学重点.难点教学方法理论联系实际.突出重点.课堂互动。1.蜗杆传动的特点和类型。2.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。4.蜗杆传动的设计计算。5.蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算。任务一1.相关知识（1）传动比大，结构紧凑。（）传动平稳，无噪声。（）具有自锁性。）蜗杆传动的缺点教学过程（）蜗杆传动效率低。（）造价较高。）蜗杆传动的类型按照蜗杆形状的不同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b②环面蜗杆传动。③锥面蜗杆传动。2.课堂互动讨论阿基米德圆柱蜗杆任务二1.相关知识1）蜗杆传动的基本参数（1m。（2）蜗杆头数1z2。（）蜗杆螺旋升角。（）蜗杆分度圆直径1。（）蜗轮螺旋角。（）传动比i和中心距。（）滑动速度vs。2）蜗杆传动的几何尺寸计算计算公式名称蜗杆蜗轮mm齿顶高齿根高m1md22分度圆直径齿顶圆直径齿根圆直径顶隙d(qd(qd(z2d(z2cmppm蜗杆轴向齿距蜗轮端面齿距蜗杆分度圆柱的螺旋升角蜗轮分度圆柱的螺旋角z1qβγma(qz2)中心距2蜗杆螺纹部分11或21z2)m141z2)m长度11ddm12ddm1ddm蜗轮外圆直径11或2b2d蜗轮轮缘宽度14b2d21蜗轮轮齿包角一般取2.例题分析i能径d蜗轮已损坏，试计算配制蜗轮的尺寸。任务三1.相关知识1）蜗杆传动的失效形式：蜗轮齿面胶合、点蚀及磨损。（1）涡轮齿圈采用青铜：减摩、耐磨性、抗胶合。（2）蜗杆采用碳素钢与合金钢：表面光滑、硬度高。3）蜗杆传动的结构（1）蜗杆结构。（2）蜗轮结构：整体式。2.课堂互动能任务四1.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。蜗杆.蜗轮所受各分力大小和相互关系为FFTdt111FFTdt222FFFr2r1t2。3）蜗杆传动的强度计算2HH22]：：。21d222d12Gz[]。2.课堂讨论看图讨论蜗杆、蜗轮所受各分力大小和相互关系。能任务五1.相关知识1）蜗杆传动的效率tan()：。v2）蜗杆传动的润滑方式（1）油浴润滑。（2）喷油润滑。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。）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10001)tt0t[]ksA。2.例题解析Pn1iY11能相异步电动机驱动，单向长期运转，载荷平稳。课堂总结《机械设计基础》教案授课教师：授课题目年月日齿轮系授课方式多媒体教学课型课时51.掌握齿轮系的主要类型。教学目标知识目标2.掌握定轴齿轮系和行星齿轮系传动比的计算方法。3.了解齿轮系的主要应用。1.定轴轮系传动比的计算方法。能力目标2.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。1.齿轮系及其分类。2.定轴齿轮系的传动比计算。教学内容3.行星齿轮系的传动比计算。4.混合齿轮系的传动比计算。5.齿轮系的应用。任务一1.相关知识（1）定轴齿轮系。教学过程（）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？任务二1.相关知识1）定轴齿轮系传动比的大小nn1i1k。k2）确定轮系首末轮转向关系的方法（2）(法m1K(m。3）惰轮的应用2.例题分析如图所示空间定轴轮系，蜗杆的头数12右旋；蜗轮的齿数z，z，z，z，z，z，z，223445zn561能轮66的大小和转向。任务三1.相关知识行星齿轮系的传动比计算----转化机构法H1Hinnn(1zzz：H1H2333nnzz13H122.例题分析，，nn13与，，）与1n3z1z2z3nH）与。能n2i1Hi12任务四1.相关知识计算混合齿轮系传动比的一般步骤（1）区分轮系中的定轴齿轮系部分和行星齿轮系部分。（2）分别列出定轴齿轮系部分和行星齿轮系部分的传动比公式，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。2.例题分析H各轮齿数为zzzzzz，1234求15。z5能任务五1.相关知识（1）实现远距离的两轴间的传动。（2）实现变速.换向和分路传动。（3）获得大的传动比。（4）用于运动的合成与分解。2.例题解析z1某螺旋桨飞机主减速器的行星齿轮系如图所示，已知，z，zz，z，z轮123645nn和n。1PQ能课堂总结《机械设计基础》教案授课教师：授课题目年月日轴授课方式多媒体教学课型课时41.了解轴的分类。2.掌握轴的结构设计。知识目标教学目标能力目标1.掌握轴的强度计算方法。1、轴结构设计。教学重点.难点2、轴的弯扭合成法强度计算方法。教学方法理论联系实际、突出重点、课堂互动。1.轴的分类。2.轴的结构设计。3.轴的材料及选择。4.轴的设计计算。教学内容任务一1.相关知识1）按轴受的载荷和功用的不同进行分类2）按轴线形状的不同进行分类教学过程2.课堂互动讨论不同轴的应用范围。任务二1.相关知识（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（1）轴和轴上的零件定位准确、固定可靠。（2）良好的结构工艺性。（3）尽量减小应力集中。3）轴向定位与固定（1）轴肩和轴环定位。（2）套筒和圆螺母定位。（3）轴端挡圈固定。（4）弹性挡圈和紧定螺钉固定。4）周向固定方法（1）键连接。（2）圆锥销连接。（3）成形连接。（4）过盈配合连接。5）轴的结构工艺性（1）阶梯轴应便于拆装。同一母线上。（3）同一根轴上所有圆角半径和倒角的大小应尽可能一致，以减少刀具规格和换刀次数。的（5）为便于加工定位，轴的两端面上应加工出中心孔。2.课堂互动能请列举出几种轴在日常生活中的应用，并说明它们是哪种定位任务三1.相关知识（1）碳素钢。①普通碳素钢：用于轻载或不重要的轴。应用广泛。（2）合金钢。2.知识拓展击韧性低.质量不稳定。能任务四1.相关知识（1）强度计算。按钮转强度计算。按弯扭合成强度计算。（2）刚度计算。2）按扭转强度计算。T9P]3（1）扭转强度条件为：dn3W。33Pn3Pn95493C（2）轴的设计计算公式为：d0.2[]。3）按弯扭合成强度计算（2）作弯矩图M2M2M的计算公式为：MV。）作轴的扭矩图。）作当量弯矩图M2)2TMMee。（5）轴的强度计算按强度条件进行计算，其计算公式为：22MMT)]e3W0.1d。4）轴的刚度计算：y[y]]]2.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P速n从动轮分度圆直径dl联轴器（轴孔长度为84mm能课堂总结《机械设计基础》教案授课教师：授课题目年月日轴承授课方式多媒体教学课型课时41.了解滚动轴承的构造和分类。2.掌握常见滚动轴承的代号。3.了解滚动轴承的类型选择。4.了解滑动轴承的润滑和密封。教知识目标学目标能力目标1.滚动轴承的类型、特点、代号，滚动轴承的疲劳点蚀。教学重点.难点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。1.滚动轴承的组成及类型。2.滚动轴承的代号。3.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。6.滑动轴承。7.滚动轴承与滑动轴承的比较。任务一1.相关知识1）滚动轴承的组成（1）内圈（4）保持架。2）滚动轴承的主要类型（1）按承受载荷的方向分类：向心轴承、推力轴承。（2）按滚动体的形状不同：球轴承、滚子轴承。（3）按工作时能否调心：调心轴承、非调心轴承。可分离轴承。教学过程2.知识拓展公称接触角是滚动体与外圈接触处的公法线与垂直于轴承轴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任务二1.相关知识（1）类型代号（2）尺寸系列代号2）前置.后置代号（1）前置代号：在基本代号的前面用字母表示。（2）后置代号：①后置代号③轴承游隙。2.课堂互动能6204和72211任务三1.相关知识选择轴承的类型的原则（2）轴承的转速。（3）对调心性能的要求。（4）装调性能。（5）经济性。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。能任务四2）滚动轴承的失效形式（2）塑性变形。3）滚动轴承设计准则（1）对于润滑密封良好.工作转速较高且长期使用的轴承，其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。10%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L和6）。Lh5）基本额定动载荷：基本额定寿命为转时，轴承所能承受的载6Pr。a7106fCth60nfPP。）角接触轴承的内部轴向力。9）计算角接触轴承轴向载荷的步骤（1）根据轴承和安装方式，画出内部轴向力F和F的方向。s1s2（2）假设内部轴向力与轴向载荷同向，与反向。FFFFs1as2a通过比较与的大小判断轴的移动趋势及轴承的压紧及放FFFas2（3）压紧端的轴向载荷等于除去压紧端本身的内部轴向力Fa外，所有轴向力的代数和。（）放松端的轴向载荷等于放松端本身的内部轴向力。FFas10）滚动轴承的静强度计算：C0S0P。02.例题解析12-1230208轴承支承，r/minNnFa能1NF3N，T8h承的寿命。任务五1.相关知识1）单个轴承的轴向固定（1）轴承内圈的轴向固定。（2）轴承外圈的轴向固定2）轴承组合的轴向固定（1）两端单向固定。（2.一端游动。3达到准确位置。4）滚动轴承的配合因素.方向和性质，轴承类型.尺寸和精度，轴承游隙以及其他因素。5）滚动轴承拆装引导学生学习新知识（1）内.外圈上同时施力。（2）装内圈于轴上。（3）从轴上拆轴承。6.减少磨损，同时也有防锈..吸振和降低接触）滚动轴承的密封（1）接触式密封（2）非接触式密封。2.课堂互动了解轴承的密封方式及特点应用。能任务六1.相关知识1）滑动轴承的类型（1）按其承受载荷的方向不同：径向滑动轴承.止推滑动轴承。（2）按摩擦（润滑）状态不同。2）滑动轴承的结构（2）对开式滑动轴承。（3）自动调心轴承。（4）止推滑动轴承。3）对轴瓦材料的要求（1）（2）耐磨.抗腐蚀.抗胶合能力强。（3）有足够的强度和塑性。（4）导热性好，热膨胀系数小。4）轴瓦的结构（2）对开式。5）润滑剂的种类（2）滴油润滑。（3）油环润滑。（4）飞溅润滑。（5）压力循环润滑。2.课堂互动能讨论几种润滑方式的装置。任务七1.相关知识滚动轴承与滑动轴承的比较滑动轴承不完全液体润滑性能滚动轴承完全液体润滑一对轴承效率适应转速低.中速低速中.高速承受冲击载荷能力不高较高高启动阻力噪声低较大高不大高无噪声旋转精度轴承外廓尺寸较高低高径向大.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有限安装精度高长使用寿命有限使用润滑剂润滑油或润滑脂润滑油或润滑脂润滑油需经常检查润滑装置.维护要求其他润滑简单.维护方便需要一定的润滑装置换油需经常修复或更换轴更换方便.价格便宜瓦，或修复轴颈价格较高2.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FN，F1N，轴向力FNanh8hd，试选择轴承型号。课堂总结《机械设计基础》教案授课教师：授课题目年月日联轴器.离合器及制动器授课方式多媒体教学课型课时41.了解联轴器和离合器的区别和联系。知识目标2.了解常见联轴器、离合器和制动器的类型、特点及应用范围。教学1.计算工作转矩T。目标能力目标2.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