《机械基础（少学时）第3版》 教案 曾德江 第7-16单元　凸轮机构-联轴器与离合器

PAGEPAGE55《机械基础》课程教学方案教师：第11号学习内容第7单元凸轮机构课时知识目标1.掌握凸轮机构的工作原理、分类及应用。2.掌握凸轮机构从动件常用运动规律和运动特性。3.掌握用图解法设计对心直动从动件盘形凸轮轮廓的方法。能力目标1.能分析与识别凸轮机构的工作原理、类型及应用。2.能简单分析凸轮机构的运动规律和运动特性素质目标1.培养工程思维和创新意识。2.养成独立思考与探索实践的精神。教学对象授课班级为大一机械类或近机械类专业学生，已完成了机械制图、金工实习等前修课程。教学环境智慧一体化课室教学方法讲授法、案例教学法、头脑风暴法、讲练结合法、引导文法、仿真法教学过程教学活动设计时间安排案例导入1.案例导入：以自动车床中的转塔式自动换刀装置为载体，通过动画的演示引出凸轮机构的运动特点和应用范围。运动特点：将主动件的连续转动→从动件的往复移动或摆动→使从动件获得预先给定的运动规律。应用范围：广泛用于自动化和半自动化机械中。知识准备17.1凸轮机构的特点、应用和分类1.凸轮机构认知；从动件运动规律的选择（1）借助凸轮机构的各种工程案例分析：凸轮机构的组成、工作原理、类型、特点及应用。凸轮机构应用实例结论：1）凸轮机构的工作原理：借助凸轮的轮廓实现从动件预期的运动规律。2）凸轮机构常用于将主动件的连续转动转变为从动件的往复移动或摆动，能使从动件获得预先给定的运动规律，因而广泛用于自动化和半自动化机械中。2.凸轮机构的运动过程借助动画演示了解凸轮机构的运动过程，凸轮转过一周，从动件经历推程、远休止、回程、近休止四个运动阶段，是典型的升—停—回—停的双停歇循环，从动件也可以是一次停歇或没有停歇的循环

教学过程教学活动设计时间安排知识准备27.2凸轮机构的运动过程及从动件常用的运动规律1.常用的运动规律有等速运动、等加速等加速运动规律；2.熟练绘制从动件常用运动规律的位移线图？等速运动规律等加速等减速运动规律项目训练1【项目1】如图2所示凸轮机构运动简图，凸轮的实际轮廓线为一圆，其圆心为A点，半径R=40mm，LOA=25mm。试确定凸轮的基圆半径和从动件的行程。图1图2拓展知识17.3凸轮轮廓曲线的设计1.借助仿真软件演示反转法原理凸轮轮廓线设计的反转法原理图解法设计尖顶对心直动从动件盘形凸轮轮廓（2.对心直动从动件盘形凸轮轮廓设计1）借助案例11-1采取演示法和仿真法同时使用，进行教学，是学生在讲授、演示的过程完成用图解法设计凸轮轮廓。2）图解法设计对心直动从动件盘形凸轮机构的轮廓步骤3）图解法设计凸轮机构的易出现问题=1\*GB3①绘制的位移线图不正确，没有按给定的运动规律绘制；=2\*GB3②位移线图的长度比例尺和角度比例尺选择错误；=3\*GB3③、位移线图的长度比例尺与凸轮轮廓长度比例尺不相等；=4\*GB3④绘制的凸轮轮廓为按规定要求标注。4）工作轮廓的设计=1\*GB3①引出凸轮的理论轮廓和工作轮廓的概念区别=2\*GB3②工作轮廓的设计：凸轮工作轮廓的作法是：以理论轮廓为基础，作从动件末端形状的曲线族，再作与曲线族中所有曲线相切的包络线，此包络线便是凸轮的实际轮廓线。5）凸轮工作轮廓的校核=1\*GB3①凸轮轮廓的校核主要从凸轮机构的压力角、运动失真两个方面考虑=2\*GB3②防止凸轮机构运动失真的条件：凸轮的理论轮廓的最小曲率半径大于滚子的半径。

教学过程教学活动设计时间安排项目训练1项目1：能够分析识别凸轮机构在机械传动系统中的应用。综合案例——专用车床的凸轮控制机构项目2：如左图所示机构由那些典型机构组成？若曲柄匀速旋转，凸轮将作什么运动？用箭头标出图示位置时从动杆的运动方向，画出图示位置凸轮的压力角。拓展知识27.4凸轮工作轮廓的校核1.凸轮机构的压力角1）凸轮机构压力角的概念：凸轮轮廓上，从动件的运动速度方向与其受凸轮作用力方向所夹的锐角，称为凸轮机构的压力角，用α表示。2）压力角与作用力的关系Fy=Fcosα—有效分力；Fx=Fsinα—引起摩擦力，有害分力2.运动失真从减小接触应力的角度来看，滚子半径越大越好，但是滚子增大后对凸轮实际轮廓线有很大的影响。运动失真的概念：凸轮的实际轮廓，不能使从动件实现预期给定的运动规律，这种现象称为凸轮的运动失真。1）凸轮机构运动失真分析设滚子的半径为rT，凸轮理论轮廓的最小曲率半径为ρmin工作轮廓的曲率半径ρ′=ρmin-rT。（1）若ρmin＞rT,ρ′＞0，则实际轮廓曲线为一光滑曲线。（2）如若ρmin=rT,ρ′=0，则实际轮廓曲线出现尖点,尖点易磨损,磨损后从动件将产生运动“失真”。（3）若ρmin<rT,ρ′<0，从动件将产生运动“失真”。7.5凸轮机构的结构与材料1.凸轮的结构：基圆较小的凸轮，常与轴做成一体，称为凸轮轴（图7-13）；基圆较大的凸轮，则做成组合式结构，将凸轮安装在轴上。2.凸轮和从动件的材料选择(1)低速、轻载盘形凸轮：可选用HT200、HT250、HT300、QT500-7、QT600-3等作为凸轮的材料。从动件：选用40、45等中碳结构钢，表面淬火至40~50HRC。归纳总结1.能正确分析与判断工程机械中凸轮机构的应用；2.能根据工作特性要求，设计凸轮机构的能力。3.能收集与分析凸轮机构的应用案例。作业教学反馈教研室意见

《机械基础》课程教学方案教师：第12号学习内容第8单元间歇机构课时知识目标1.了解棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构的工作原理和类型。2.了解棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构的运动特点及应用范围。3.了解各种间歇机构在机械与仪表中的应用。能力目标1.能识别常用各种间歇机构，如棘轮、槽轮、不完全齿轮等。2.能分析常用间歇机构的运动特性及应用工况。素质目标1.培养工程思维和创新意识。2.养成独立思考能力与探索实践精神。教学对象授课班级为大一机械类或近机械类专业学生，已完成了机械制图、金工实习等前修课程教学环境智慧一体化课室教学方法讲授法、案例教学法、头脑风暴法、讲练结合法、引导文法、仿真法教学过程教学活动设计时间安排案例导入1.案例导入：以自动车床中的转塔式自动换刀装置为载体，通过动画的演示引出间歇机构的运动特点和应用范围。转塔式自动换刀装置特点：将原动件的等速连续转动变为从动件的周期性停歇间隔单向运动（又称步进运动）或者是时停时动的间歇运动。知识准备间歇机构的工作原理、基本类型及应用通过展示棘轮机构、槽轮机构和不完全齿轮的具体应用案例，获得棘轮机构的工作原理、结构特点和应用；【学生学习要求】学生配合教师的教学思路完成相关项目的学习与训练项目训练间歇机构的应用与识别1.设计思路：设置的工程案例较简单，根据所学知识即可识别与分析；2.以提升机的棘轮停止器为例引出棘轮机构的工作原理、结构特点及应用；3.电影放映机卷片机构为例引出槽轮机构的工作原理、结构特点及应用；4.以工作台转位机构为例引出不完全齿轮机构的工作原理、结构特点及应用；棘轮停止器电影放映机卷片机构工作台转位机构综合训练图8-22所示为用于铣削乒乓球拍外形轮廓的专用靠模铣床上的不完全齿轮机构，试分析其工作过程。归纳总结1.通过设置较复杂的工程案例，提高学生对间歇机构识别和分析能力1）棘轮机构综合案例为：自行车后轮轴的棘轮机构；2）槽轮机构综合案例为：转塔式自动换刀装置3）不完全齿轮机构综合案例为靠模铣床上的不完全齿轮机构作业收集并分析1~2个间歇机构在工程和生活中应用案例教学反馈教研室意见

《机械基础》课程教学方案教师：第13号学习内容第9单元螺旋机构课时知识目标1.了解螺纹的形成和基本参数。2.了解螺旋机构的工作原理、类型、特点、功用及适应场合。3.了解滚动螺旋机构的工作原理、特点及滚珠丝杠的选用。能力目标1.能识别常用螺旋机构的类型。2.能分析各种螺旋机构的工作特性和结构特点。素质目标1.培养工程思维与工程安全意识。2.强化国家标准使用的严谨性与规范性。教学对象授课班级为大一机械类或近机械类专业学生，已完成了机械制图、金工实习等前修课程教学环境智慧一体化课室教学方法讲授法、案例教学法、头脑风暴法、演示法教学过程教学活动设计时间安排案例导入1课程导入：以卧式车床为载体，通过动画的演示引出本单元的学习目标和能力目标。卧式车床通过观察卧式车床等工程案例获得螺纹的形成、螺旋机构的类型、结构特点及应用知识。知识准备9.1螺纹的基本知识螺纹的形成及基本参数1.螺纹的形成及分类通过动画演示使学生建立起螺纹形成的概念，并以此引出螺纹的类型、基本参数螺纹的形成9.2螺旋机构及其运动分析1.螺旋机构的类型、应用、特点及选用以螺旋压力机、车床进给螺旋机构、镗刀微调机构作为课程载体，讲解螺旋机构的类型、特点及应用。项目训练1【项目1】如图下图所示为儿童玩具飞翼和烟灰缸试分析其结构特点，解释其为什么可以实现该功能？玩具飞翼烟灰缸项目训练2分析：1.食品罐头的螺旋盖，采用何种螺纹？2.分析千分尺的内部结构，并说明螺旋机构的应用？归纳总结通过设置的工程案例，训练使学生对螺旋机够应用分析及选用训练1）设置的案例以生活或工程为主，通过训练，提高学生对螺旋机构的认识与理解；2）教学中注重发挥学生的主体作用。主要通过设置的案例，考察学生以下能力：螺旋机构的结构特点及应用分析作业收集并分析1~2个螺旋机构在工程和生活中应用案例教学反馈教研室意见

《机械基础》课程教学方案教师：第14号学习内容第10单元齿轮传动课时知识目标1.理解并掌握渐开线性质、渐开线齿廓啮合特性、了解齿轮的切齿原理及加工方法。2.掌握渐开线直齿圆柱齿轮的主要参数及基本尺寸计算。3.掌握渐开线齿轮正确啮合及连续传动的条件。4.了解斜齿圆柱齿轮、锥齿轮传动和蜗杆传动的特点和基本参数。能力目标1.能识别各种常用齿轮传动形式，识读并计算齿轮的基本参数。2.能分析各种典型齿轮机构的工作特性。素质目标1.培养工程思维，强化国家标准使用的严谨性与规范性。2.学习三峡升船机建设者克难争先、科技创新的精神。3.树立以人为本的质量设计理念。教学对象授课班级为大一机械类或近机械类专业学生，已完成了机械制图、金工实习等前修课程教学环境智慧一体化课室教学方法讲授法、案例教学法、头脑风暴法、演示法教学过程教学活动设计时间安排案例导入1案例导入：以大国重器—三峡升船机、电阻折弯机、汽车差速器和照相机的伸缩机构为例引出齿轮机构的应用。通过问题提出：让同学们发现在日常生活或生产中都见过那些齿轮传动的应用实例。知识准备110.1齿轮传动基础知识1.齿轮传动的特点、类型和基本要求1）齿轮传动的特点齿轮传动应用广泛，主要优点是：1）适用的圆周速度和功率范围广，传动速度可达300m/s，传动功率可以从一瓦到十几万千瓦。2）传动比准确。3）机械效率高，可达95%～99%。4）工作寿命长，可达几年甚至几十年。5）齿轮传动结构紧凑，与其他传动相比，所占空间位置较小。6）可实现平行轴、相交轴、交错轴之间的传动。2）齿轮传动的类型齿轮传动的类型很多，可按两轴的相对位置和齿向的不同分类。知识准备22.齿轮机构渐开线齿廓形状的形成齿轮传动保证准确传动比的条件：以机械表为例引出保证齿轮传动准确传动比和平稳的条件1）渐开线特性（5条）；2）渐开线齿廓的啮合特性（1）渐开线齿廓能保证定传动比为常数；（2）渐开线齿廓之间的正压力方向不变；（3）渐开线齿廓具有可分性知识准备310.2渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸1.齿轮各部分的名称：通过图例解释各概念：齿数、齿顶圆、齿根圆、分度圆、齿顶高、齿根高、全齿高等概念2.齿轮的基本参数和几何尺寸1）基本参数：模数m、齿顶高系数、顶隙系数、压力角标准齿轮：m、α、ha*和c*均为标准值，并且分度圆上s=e的齿轮称为标准齿轮。直齿圆柱齿轮尺寸计算（略）：要求学生重点掌握直齿圆柱齿轮（外啮）的尺寸计算。10.3渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动1.渐开线齿轮正确啮合条件：m1=m2=mα1=α2=20º2．标准中心距：将标准齿轮安装成无齿侧隙时的中心距称为标准中心距。a´=a=r1+r2=m(z1+z2)/2(外啮)；a´=a=r2-r1=m(z2-z1)/2(内啮)3.标准安装一对标准渐开线齿轮安装时，其节圆与分度圆重合的安装称为标准安装。在标准安装情况下r1=r1；r2´=r2；α´=α=20°1）当a´≠a时，称为非标准安装a´=r1´+r2´；啮合角α´≠α≠20°2）注意：为了便于测量，通常要求中心距的尾数圆整为2、5、8、0。4.渐开线齿轮连续传动条件1）.引入几个概念：理论啮合点、实际啮合点、理论啮合线、实际啮合线、重合度2）渐开线齿轮连续传动的条件项目训练1【训练项目1】有一标准直齿圆柱齿轮的ha*=1，α=20º。试问齿数满足什么条件时齿根圆大于基圆？齿数满足什么条件时基圆大于齿根圆？

【训练项目2】有一对正常齿制的标准直齿圆柱齿轮传动，已知两齿轮的齿数和模数为：z1=17，z2=53，m=3mm，要求分析该齿轮传动的平稳连续性。

教学过程教学活动设计时间安排拓展知识110.4齿轮的切削加工和变位齿轮1.齿轮轮齿的加工方法2.根切的概念3.变位齿轮简介根切现象变位齿轮的尺寸变化公法线的测量弦齿高和弦齿厚的测量1）标准齿轮的加工用齿条型刀具加工齿轮时，若刀具的中线（又称分度线）与轮坯的分度圆相切时，加工出来的齿轮为标准齿轮。切制的标准齿轮其：s=e2)变位齿轮的概念当齿条刀具中线不与齿轮坯分度圆相切，而是相距（相割或相离）xm，通过改变刀具与轮坯相对位置而加工出来的齿轮，称为变位齿轮。3)变位量和变位系数刀具移动的距离称为变位量，用xm表示，x表示变位系数;4)正、负变位齿轮正变位齿轮：刀具中心远离轮坯中心加工出来的齿轮成为正变位齿轮。此时x>0，s>e。负变位齿轮：刀具中心靠近轮坯中心加工出来的齿轮成为负变位齿轮。此时x<0，s<e。拓展训练1某企业要进行技术改造，需选配一对标准直齿圆柱齿轮，已知主动轮转速n1=350r/min，要求从动轮转速n2≈100r/min，两轮中心距a=100mm，齿轮齿数z>17。试确定这对齿轮的模数和齿数。拓展知识24.齿轮传动的精度表示国家标准GB/T10095.1—2022《圆柱齿轮ISO齿面公差分级制第1部分：齿面偏差的定义和允许值》对圆柱齿轮定义了11个齿面公差等级，从1级到11级；GB/T11365—2019《锥齿轮精度制》对锥齿轮定义了10个精度等级，从2级到11级。齿轮传动公差等级和精度等级可根据齿轮的不同类型、传动用途和圆周速度等从表10-5中选取，而常用的精度等级为4～9级。

教学过程教学活动设计时间安排拓展知识3在齿轮加工生产中，常通过对齿轮公法线长度的测量和分度圆弦齿厚的测量，确定齿轮的模数压力角等参数，并检验齿轮的加工精度。1.公法线长度的测量：是指卡尺跨过k个齿所量得的齿廓间的法线距离。公法线长度计算式：2.分度圆弦齿厚和弦齿高当模数m>10mm时，则要测量齿轮的分度圆弦齿厚和分度圆的弦齿高。（1）分度圆弦齿厚：分度圆上齿厚对应的弦长，称为分度圆弦齿厚；（2）分度圆弦齿高：齿顶高到分度圆弦齿厚的径向距离，称为分度圆弦齿高。标准齿轮分度圆弦齿厚和弦齿高可按下列式子计算：拓展知识410.5斜齿圆柱齿轮传动1.齿轮齿廓曲面的形成及其啮合特点一对直齿圆柱齿轮啮合特点：啮合开始和终止都在全齿宽突然接触和分离。因此轮齿上的作用力是突然加上或突然卸除的造成冲击、振（2）一对斜齿圆柱齿轮齿廓的啮合特点：轮齿由齿宽一端进入啮合，又逐渐由另一端退出啮合因而轮齿的承载和卸载是逐步的。传动的平稳性高。故斜齿圆柱齿轮传动平稳且承载能力较强，因此广泛应用于高速、重载的传动中。2.斜齿轮各部分名称和几何尺寸计算1）基本概念：齿线、螺旋角（β）、法面、端面2）基本参数法面模数mn与端面模数mt法面压力角αn与端面压力角αt齿顶高系数和顶隙系数，基本参数：mn、z、αn=20º、han*、cn*3）斜齿圆柱齿轮正确啮合条件拓展训练4某二级斜齿圆柱齿轮减速器，已知轮1主动，转动方向和螺旋方向如图所示。若使轴Ⅱ上轮2、3的轴向力抵消一部分，试确定轮3螺旋线的方向，并将各轮的螺旋线方向及轴向力Fa的方向标在图中。

教学过程教学活动设计时间安排拓展知识510.6直齿锥齿轮传动1.案例导入：分析圆锥齿轮的应用特点和应用范围2.圆锥齿轮的应用和类型3.直齿锥齿轮的基本参数和几何尺寸1）基本参数：直齿圆锥齿轮的基本参数以大端为准，因为大端尺寸在测量时，相对误差较小。直齿圆锥齿轮的基本参数：有大端模数m，齿数z1、z2，压力角α=20º，分度圆锥角δ1、δ2，齿顶高系数ha*=1和顶隙系数c*=0.2。图10-22标出了直齿锥齿轮的几何尺寸。4.直齿锥齿轮正确啮合条件（1）直齿圆锥齿轮的标准参数为了计算和测量方便，通常取圆锥齿轮大端的参数为标准值，即大端的模数为标准值，α=20º。（2）直齿圆锥齿轮的正确啮合条件拓展训练5【项目训练】某二级直锥齿—斜齿圆柱齿轮传动，已知轮1主动，转向如图所示，为使Ⅱ轴轴承所受轴向力抵消一部分，试确定轮3的螺旋方向。并将3、4螺旋方向、各轮轴向力Fa的方向及转向标在图中。

教学过程教学活动设计时间安排拓展知识610.7蜗杆传动1.蜗杆传动的类型2.蜗杆传动的基本参数和几何尺寸1）模数m和压力角α为了加工方便，规定蜗杆、蜗轮均以中间平面的参数为标准值和计算值。α=20º。2）蜗杆的头数z1、蜗轮的齿数z2和传动比i，蜗杆的头数一般取z1=1~6。3）蜗轮齿数的选择：z2=iz1在传递动力时，为使传动平稳，宜取多些，通常z2min>284）传动比：i=n1/n2=z2/z14.蜗杆传动的受力拓展训练6如图所示传动系统，已知输出轴n6的方向。1.使各轴轴向力较小，确定斜齿轮3、4和蜗杆蜗轮1、2的螺旋线方向（标在图上或用文字说明）及各轴的转向2.在图中标出各齿轮轴向力的方向。

教学过程教学活动设计时间安排拓展知识610.8齿轮的结构形式齿轮常用的结构形式主要有四种，见表10-9。蜗轮蜗杆常用的结构形式见表10-10。10.9齿轮传动的失效分析与选材齿轮传动要满足两个基本要求：传动平稳，有足够的承载能力。按工作条件，齿轮传动可分为闭式传动和开式传动两种。1.齿轮传动的失效形式及设计准则1）轮齿的主要失效形式齿轮传动的失效一般发生在轮齿上，通常有轮齿折断和齿面损伤两种形式。后者又分为齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合和塑性变形等。齿轮传动常见失效分析见表10-112）齿轮传动的一般设计准则(1)软齿面（齿面硬度≤350HBW）闭式传动:主要失效形式为齿面点蚀，故通常先按齿面接触疲劳强度设计几何尺寸，然后用齿根弯曲疲劳强度校核其承载能力。(2)硬齿面（齿面硬度>350HBW）闭式传动:主要失效形式为轮齿折断，故通常先按齿根弯曲疲劳强度设计几何尺寸，然后用齿面接触疲劳强度校核其承载能力。(3)开式齿轮传动:主要失效形式是磨损，但目前尚无完善的计算方法，齿轮传动常因磨损而使齿根变薄，导致轮齿折断，故仅以齿根弯曲疲劳强度设计几何尺寸，并将所得模数加大10%～20%，以考虑磨损的影响，此时不必进行齿面接触疲劳强度计算。2.齿轮材料及热处理通过轮齿失效分析，可知要求齿轮的表面应具有较高的硬度，以增强它抵抗磨损、胶合和塑性变形的能力，芯部要有较好的韧性，以增强它承受冲击的能力。即：表硬芯软大小配对齿轮对材料的要求。常用的齿轮材料有各种牌号的优质碳素结构钢、合金结构钢、铸钢和铸铁，一般多采用锻件或轧钢材。钢制齿轮的热处理方法主要有以下几种：正火、表面淬火、渗碳淬火、调质。常用的齿轮材料、热处理硬度和应用举例见表10-12拓展知识610.10各种类型齿轮传动的受力分析与比较

教学过程教学活动设计时间安排综合训练在自动化生产线中，电动机常与齿轮系统一起组成设备的动力传动系统，如图10-29a所示。由蜗轮蜗杆、斜齿圆柱齿轮、锥齿轮传动系统构成组成的减速装置示意图如图10-29b所示。请根据所学内容，完成以下任务：1)已知输出轴n6的方向，为使各轴轴向力能相互抵消，请判定蜗杆蜗轮1、2和斜齿轮3、4的旋向、各轴的转向及各齿轮轴向力的方向（标在图上或用文字说明）。2)经过一段时间的运转，发现设备振动明显加剧。拆开一看，发现图10-29b中所标识的斜齿圆柱齿轮3发生失效，失效情形如图10-29c所示，请分析这是什么失效形式。3)为了让自动化设备恢复正常工作，请按现有条件，重新配备这个齿轮。已知齿轮传动系统中的斜齿圆柱齿轮传动比i34=2.5，斜齿圆柱齿轮4经参数测定得：齿数z4=100，αn=20°,han*=1，cn*=0.25，mn=2.5mm。归纳总结1.为了正确分析并应用齿轮传动，首先必须了解常用齿轮传动形式的应用，其次能识读并计算齿轮基本参数。2.为了保证齿轮正确传动，能理解正确啮合条件、无侧隙传动条件和连续传动条件。3.了解齿轮的失效形式及选材并能对各种齿轮传动进行简单受力分析。作业教学反馈教研室意见

《机械基础》课程教学方案教师：第15号学习内容第11单元轮系课时知识目标1.了解轮系的基本类型及轮系的主要功用，能正确识别轮系的类型。2.熟练掌握定轴轮系、周转轮系、混合轮系的传动比计算。能力目标1.能识别各种典型轮系类型及应用。2.能完成各种轮系传动比计算素质目标1.学习中国古代轮系发展史，树立文化自信。2.培养严谨、细致、精益求精的探索实践精神教学对象授课班级为大一机械类或近机械类专业学生，已完成了机械制图、金工实习等前修课程教学环境智慧一体化课室教学方法讲授法、案例教学法、头脑风暴法、演示法教学过程教学活动设计时间安排案例导入【案例导入】以中国古代机械-水运浑象、牛头刨床和机械表为载体，通过动画的演示与分析引出本单元的知识目标和能力目标。水运浑象牛头刨床齿轮变速机构机械表内部结构图【问题提出】1）轮系类型如何识别？2）轮系类型如何识别？定轴轮系和周转轮系传动比如何3）轮系有何种功用，如何应用？知识准备11.1轮系的类型应用和识别通过各种轮系的动画演示与分析→引出定轴轮系、周转轮系、行星轮、太阳轮及行星支架的概念→通过具体的工程案例学会识别轮系的类型。以机床变速器机构、周转轮系作为教学载体，通过轮系的动画演示与轮系分析→引出定轴轮系、周转轮系、行星轮、太阳轮及行星支架的概念→分析机械表、打蛋机搅浆，并判断它们各属于何种轮系。机床变速器机构周转轮系

教学过程教学活动设计时间安排知识准备11.2定轴轮系的传动比1.定轴轮系传动比的计算1）引入汽车滑移齿轮变速机构→轮系传动比概念→一对齿轮传动传动比→定轴轮系传动比计算→传动比符号确定。载体：汽车滑移齿轮变速机构、各种定轴轮系2）定轴轮系传动比计算（1）一对齿轮的传动比（2）啮合线图的绘制：以“一”所联两轮表示啮合，以“==”所联两轮表示固联为一体。3）定轴轮系轮系传动比计算式4）定轴轮传动比符号确定（1）各齿轮轴线平行的平面定轴轮系，其传动比符号可用（-1）m来确定，m为外啮合齿轮对数。（2）若各齿轮轴线不完全平行的轮系，首末两轮的转向关系可以用标注箭头的办法来确定：项目训练11.学会判断一对齿轮的转向（直齿轮、圆锥齿轮、蜗杆传动、齿轮齿条传动）2.学会绘制啮合线图（绘制出下列轮系的啮合线图）3.分析与计算下列案例的传动比：图示为卷扬机传动示意图，悬挂重物G的钢丝绳绕在鼓轮5上，鼓轮5与蜗轮4联接在一起。已知各齿轮的齿数，z1=20，z2=60，z3=2（右旋），z4=120。试求:（1）轮系的传动比i14（2）若重物上升，加在手把上的力应使轮1如何转动？

教学过程教学活动设计时间安排拓展知识111.3周转轮系的传动比对周转轮系进行分析→无法按定轴轮系传动比计算式计算其传动比→用反转法处理→获得假想定轴轮系—转化轮系→可用定轴轮系传动比计算式计算转化轮系传动比。1.转化轮系概念及周转轮系啮合线图（1）转化轮系；（2）周转轮系啮合线图作图顺序以行星轮为核心，至太阳轮为止。“--”—表示行星轮由行星支架支撑；“——”—表示两轮为啮合关系；“====”—表示两轮同轴并连成一体。2.转化轮系传动比计算式3.周转轮系传动比计算训练：分析汽车差速器所使用的锥齿行星轮系，掌握周转轮系传动比计算，解决问题的关键：1）正确绘制周转轮系传动比的啮合线图2）正确列解转化轮系传动比计算式3）正确判断转化轮系传动比符号拓展训练1（1）如图所示为大传动比减速器，括号内数为齿数，试求轮系传动比iH1（2）如图所示为万能工具磨床工作台进给机构，已知各轮齿数试，求轮系传动比iH1拓展知识211.4混合轮系的传动比1.混合轮系概念：由几个基本周转轮系或定轴轮系和周转轮系组成的轮系，此轮系称为混合轮系。2.混合轮系的传动比计算方法及步骤(1)正确划分轮系，画出啮合线图；(2)分别列出算式；(3)进行联立求解。在计算混合轮系的传动比时，首要的问题是必须正确地将轮系中的各组成部分加以划分。为了能正确划分，关键是要把其中的周转轮系部分找出来。当将这些周转轮系一一找出之后，剩下的便是定轴轮系部分了。

教学过程教学活动设计时间安排拓展知识311.5轮系的功用轮系广泛应用于各种机械设备中，通过各种工程案例，表现其主要功用如下：1.传递相距较远的两轴间的运动和动力2.可获得大的传动比3.现变速、换向传动4.实现合成运动或分解运动5.实现工艺动作和特殊运动轨迹拓展项目训练3请按下列给出案例，分析轮系实现何种功用归纳总结作业教学反馈教研室意见

《机械基础）课程教学方案教师：第16号学习内容第12单元带传动课时知识目标1.了解带传动的类型和特点，熟悉V带标准和带轮结构。2.掌握V带传动的工作原理、失效形式、设计准则及步骤。3.了解带传动的安装、张紧和维护知识。能力目标1.能识别常用带传动的类型、工作特性和应用工况。2.能依工况要求对V带传动进行承载分析。3.能完成带传动的运行和维护方法的选用。素质目标1.学习中国古代带传动发展史，树立文化自信。2.培养工程思维，强化国家标准和行业标准的严谨性和科学性。教学对象授课班级为大一机械类或近机械类专业学生，已完成了机械制图、金工实习等前修课程教学环境智慧一体化课室教学方法案例教学法、头脑风暴法、集体讨论法教学过程教学活动设计时间安排案例导入1.案例导入：以于机械加工设备和带式运输机等设备中广泛使用的带传动为载体，通过动画的演示与分析引出本单元的学习目标和能力目标。2.问题提出：（1）如何根据工作条件，选择带的类型；（2）能否进行带传动工作能力分析；（3）如何进行V带传动的设计计算和参数选择。汽车发动机缝纫机脚踏机构知识准备112.1带传动的认知1.带传动的类型带传动的组成：主、从动带轮、传动带和机架组成。根据传动原理不同，带传动可分为摩擦型带传动和啮合型带传动两大类。1）摩擦型带传动平带传动：适用于中心距较大的场合；V带传动：承载能力比平带传动高。大多数V带已标准化，是应用最广泛的带传动；多楔带传动：常用于传递功率大、结构要求紧凑的场合。圆带传动：多用仪器和家用器械中同步带传动：同步带传动工作时带与带轮之间不会产生相对滑动，能够获得准确的传动比。它常用于数控机床、纺织机械中

教学过程教学活动设计知识准备112.2V带与V带轮1.V带与V带轮的几个基础知识:(1)节线、基准长度、基准直径、节宽、带轮包角；（2）弹性滑动、滑差系数、打滑；V带传动简图V带传动受力V带的结构（3）V带轮结构尺寸：大尺寸大小可分为实心式、辐板式、孔板式、轮辐式2.带轮的工艺和材料主要采用铸铁、铸钢、铝合金和工程塑料等，其中灰铸铁应用最广。当带速v<25m/s时，采用HT150；v>25～30m/s时，采用HT200；转速较高时宜采用铸钢（或用钢板冲压后焊接而成）；小功率时可用铸铝或工程塑料。项目训练1项目12-1请说明A1400GB/T11544—2012V带所表示的含义。A1400GB/T11544—2012表示为A型普通V带，基准长度为1400mm，标准号为GB/T11544，2012年颁布。拓展知识12-1-4带传动工作能力分析1.借助带传动的受力分析图1，分析摩擦带传动的工作原理，引出有效拉力与带轮间摩擦力间的关系、带传动不打滑的条件、带传动的应力分析及组成图1带传动工作原理分析图2带传动应力分析借助带传动的受力分析图→分析摩擦带传动的工作原理→引出有效拉力与带轮见摩擦力间的关系→带传动不打滑的条件→带传动的应力分析及组成。2.带传动防止打滑的措施：增大初拉力F0；增大小轮包角；增大带轮与传动带间的摩擦系数。3.带传动的应力分析1.由图2分析可知带工作时所受的应力有拉应力、离心应力和弯曲应力最大应力则出现在紧边绕入小带轮处，由此可知最大应力为：2.为保证带具有足够的疲劳强度，带的疲劳强度条件应满足：

教学过程教学活动设计拓展训练21.学生借助教师提供各种带传动教学案例，学会分析不同带传动的工作特点、应用范围，学会根据具体工作情况选择带的类型。2.案例分析：如果洗衣机的传动带与带轮之间发生了打滑现象，请问你可以采取几种措施避免？拓展知识212.4带传动的运行与维护1.V带传动运转一定时间后，为了确保带传动正常工作，应定期检查带的松弛程度，采取相应的补救措施，常用的张紧方法有调整中心距和采用张紧轮两种。（1）调整中心距（如图1所示）；（2）张紧轮装置（如图2所示）图1带的张紧方式—调整中心矩图2带的张紧方式—张紧轮张紧2.带传动的安装与维护（如图3、4.5所示）图3V带轮的安装位置图4带的张紧程度图5V带的安装位置归纳总结工程中大量使用带传动作为传动装置，正确掌握带传动的类型及应用、带传动的受力分析及带传动的选型过程、参数选择，带传动的运行与维护方法，有助于为后续进行机械传动装置设计与选型计算打下坚实的基础。作业教学反馈教研室意见

《机械基础》课程教学方案教师：第17号学习内容第13单元联接课时知识目标1.掌握键联接、销联接、螺纹联接的类型、特点和应用。2.学会查阅键、销和螺纹等标准件的技术标准，并能根据工作要求选用标准联接件。能力目标1.能识别各种常用联接方式及应用工况。2.能根据应用工况正确选用合适的联接方式和预紧、防松方法。素质目标1.培养工程思维与工程安全意识。2.强化国家标准和行业标准的严谨性和科学性。教学对象授课班级为大一机械类或近机械类专业学生，已完成了机械制图、金工实习等前修课程教学环境智慧一体化课室教学方法讲授法、案例教学法、头脑风暴法、演示法教学过程教学活动设计时间安排案例导入1.案例导入机器是零部件通过联接实现的有机组合体。由于使用、结构、制造、安置、运输和维修等方面的原因，机械中广泛使用各种联接。如图所示为减速器结构图，减速器由许多零部件联接而成。减速器2.设置问题分析可知联接就是为实现某种功能，使两个或两个以上的零件相互接触，并保证一定的位置关系。（2）能力目标：希望通过学习能较全面掌握联接的种类及其使用条件，并能根据技术标准合理选用标准联接件知识准备113.1键联接借助各种媒体素材、实物展示各种类型键联接、应用场，可知键联接按键在联接中的松紧状态分为紧键联接和松键联接两类。

教学过程教学活动设计时间安排知识准备11.松键联接的类型和应用（1）普通平键联接1）工作面：两侧面为工作面；2）适用场合：主要用于轴毂间无相对轴向运动的静联接。3）平键的类型：A型（圆头）、B型（方头）、C型（半圆头）4）键槽的加工：A型键槽由端铣刀加工；B型键槽用盘铣刀加工；C型平键常用于轴的端部联接，轴上键槽常用端铣刀铣通。（2）导向平键联接1）结构特点：是种较长的平键，键与轮毂采用间隙配合，轮毂可沿键作轴向滑移。2）使用场合：常用于变速器中的滑移齿轮与轴的联接。（3）滑键联接1）结构特点：当轴上零件滑移距离较大时，将键固定在轮毂上，轮毂带动滑键在轴槽中作轴向移动。2）使用场合：常用于变速器中的滑移齿轮与轴的联接。（4）半圆键联接1）结构特点：是一种半圆形板状零件，可在键槽内绕自身的几何中心转动，以适应轮毂键槽的斜度，键的侧面为工作面。2）使用场合：半圆键用于静联接主要用于轻载荷或锥形轴端的联接中。2.紧键联接的类型和应用（1）楔键联接1）类型：普通楔键和钩头楔键两种2）使用场合：仅适用于定心精度要求不高、低速和载荷平稳的场合；为安全起见，楔键联接应加装防护罩。（2）切向键联接1）结构特点：切向键是由一对楔键组成的，装配时将切向键沿轴方向楔紧在轴与轮毂之间。2）使用场合：一对切向键只能用于单向传递转矩，当要双向传递转矩时，须采用两对互成120°分布的切向键。常用于直径大于100mm的轴上，对中要求不高而载荷很大的重型机械上。（3）花键联接花键联接的导向性好，齿根处的应力集中较小，适用于传递载荷大、定心精度要求高的静联接和动联接的大批量生产的产品中。1）常见类型有：矩形花键和渐开线花键2）应用场合：矩形花键加工方便；定心精度高、定心稳定性好与导向性能好，应用广泛。渐开线花键齿廓为渐开线，工艺性好，联接强度高、寿命长，适用于载荷较大、定心精度要求高和尺寸较大的联接。

教学过程教学活动设计时间安排项目训练1请根据所学知识，以两人为一组借助移动通讯工具上网寻找2个松键和紧键应用案例，并对应用案例作出分析？拓展知识13.平键的选型设计1）平键联接的尺寸选择平键的类型根据工作要求选择平键的尺寸根据键配合处轴径d→从标准中查取键b和h，键的长度L按从标准中选取，并符合标准中规定的长度系列。2）平键联接验算普通平键联接属于静联接工作时，键承受挤压和剪切变形。标准平键具有足够的抗剪强度，故设计时平键联接只进行验算挤压强度验算：拓展训练11.课程实施目标：通过课堂训练使学生掌握平键联接的选择、校核2.任务要求：(1)平键尺寸的选择；(2)平键失效形式及其强度核算。3.项目实施如图示为减速器的输出轴，轴与齿轮采用键联接，已知传递的转矩T=600N.m，齿轮材料为铸钢，有轻微冲击，试选择键联接类型和尺寸。拓展知识213.2花键联接1.结构特点：花键联接是由圆周均布多个键齿的花键轴，与带有相应键齿槽的轮毂所组成的一种联接，所以花键联接的承载能力比平键联接高得多。2.工作特点：花键齿的侧面为工作面，工作时有多个键齿同时传递转矩，所以花键联接的承载能力比平键联接高得多。3.花键分类：按花键齿形不同可分为矩形花键和渐开线花键）两类，而且都已标准化13.3销联接1.销联接作用销的主要用来确定零件间的相互位置；起定位作用，也可用于轴与轮毂或其他零件的联接，并传递不大的载荷，有时还可用作安全装置中的过载剪断零件，即安全销。2.销常用材料：一般选用Q235、35钢或45钢。a）定位销b）联接销c）安全销

教学过程教学活动设计时间安排拓展知识313.4螺纹联接基础知识1.结构特点：螺纹联接是利用螺纹零件构成的可拆联接，其结构简单，装拆方便，成本低、互换性强，广泛用于各类机械设备中。2.螺纹类型：机械设备中常用的联接螺纹大多为三角螺纹，它分为普通螺纹和管螺纹两种。前者多用于紧固联接，后者用于紧密联接。3.联接用螺纹（1）普通螺纹(米制)牙型角α=60º，大径d为公称直径，中径d2=d-0.6495P，小径d1=d-1.0825P，其标准为GB/T196—2003。同一大径d可有多种螺距P，螺距最大的为粗牙螺纹，其余为细牙螺纹，它们均已标准化。（2）管螺纹管螺纹牙型角α有55º和60º两种可以是圆柱螺纹或圆锥螺纹，且有米制和英制之分。英制管螺纹的公称直径是管子孔径，米制管螺纹的公称直径是螺纹大径。圆柱管螺纹广泛用于水、煤气和润滑管路系统中，若需联接密封，常需在螺旋副间填充密封物，或在密封面之间加密封垫。圆锥管螺纹联接密封性好、不用填料，适用于密封要求较高（如高温、高压系统等）的管道联接中。13.5螺纹联接的预紧与防松1.螺纹联接的预紧目的：生产实际中，为了增强螺纹联接的刚性，提高被联接件的密封性和防松能力，螺纹联接一般需预紧。2.螺纹联接的防松方法：常用的防松方法:摩擦力防松、机械方法防松、其他方法防松拓展训练3请利用所学知识完成以下任务：如图所示减速器是原动机和工作机之间独立的闭式传动装置，用来降低转速和增大转矩，以满足工作需要。如图所示为减速器结构图，其采用多种联接方法实现某种功能，使两个或两个以上的零件相互接触。如1）减速器利用普通平键保证齿轮机构在传递运动和动力时，不与轴产生周向相对运动；2）为了保证轴承座孔的加工精度和安装精度，在箱体联接凸缘的长度方向适当的位置安装两个圆锥定位销进行定位；3）上下箱体采用普通螺栓和圆螺母联接，为了防松在螺母和联接件之间采用弹簧垫圈进行防松。归纳总结联接广泛应用在机械装备中，不同的联接方式使用不同的场合，正确掌握联接的结构特点、性能及应用，有助于选择性能良好的机械联接方式，保证机械设备正常运行。作业教学反馈教研室意见

《机械基础》课程教学方案教师：第18号学习内容第14单元轴课时知识目标1.能根据轴的受载情况正确识别轴的类型。2.了解制造轴的主要材料及热处理方法。3.掌握轴的结构设计及其强度、刚度要求。能力目标1.能识别不同工况下轴的类型，并能明确其承载特点。2.能根据应用工况、制造工艺以及装配工艺等要求，完成简单的轴结构设计。素质目标1.培养工程思维与全局意识。2.强化国家标准使用的严谨性与规范性。教学对象授课班级为大一机械类或近机械类专业学生，已完成了机械制图、金工实习等前修课程教学环境智慧一体化课室教学方法讲授法、案例教学法、头脑风暴法、演示法教学过程教学活动设计时间安排案例导入1.项目导入轴是组成机器的重要零件之一，其主要功能是用来支承回转零件（如齿轮、带轮、电动机转子等），并传递运动和转矩。图示的减速器采用轴支承轴上零件（滚动轴承、齿轮）；自行车上有三个轴用于支承不同的零部件。普通汽车的传动系示意图减速器装配图自行车外形结构图2.设置问题本单元将通过相关内容的学习，使学生学会轴的材料选择、结构和尺寸确定，以保证轴具有良好工艺性、承载能力及装拆性能。10′知识准备114.1轴的认知1.轴的应用：借助动画演示和实物展示展示轴的类型及其应用减速器中的转轴传动轴示例火车轴示意图自行车前轴示意图

教学过程教学活动设计时间安排知识准备12.轴的分类轴的类型比较多，可以根据其形状、受载情况和轴的结构等对轴进行分类。按轴的功用和承载不同，轴可以分为三种类型：（1）按轴承载不同分三种转轴—既承受弯矩又承受转矩的轴称为转轴，减速器中的轴。传动轴—只承受转矩而不承受弯矩的轴称为传动轴。心轴—只承受弯矩而不承受转矩的轴称为心轴。（2）按轴线几何形状的不同，轴还可以分为直轴和曲轴、挠性轴。3.轴的材料选择轴工作时主要承受弯矩和转矩，且多为交变应力作用，其主要失效形式为疲劳破坏。因此，轴的材料应满足强度、刚度、耐磨性、耐腐蚀性等方面的要求，并且对应力集中的敏感性低。另外，选择轴的材料时还应该考虑易于加工和经济性的因素。轴的材料主要是碳素结构钢和合金结构钢。项目训练11、利用所学的知识，试分析自行车前轴、中轴、后轴、电风扇轴承受何种载荷，并以此判断各轴属于哪种类型的轴？2.古代的脚踏式水车，是古代最先进的排灌器具。请查阅资料了解其工作原理，分析水车中安置脚踏板的那根轴，承受了何种载荷，属于何种类型的轴？拓展知识114.2轴的结构设计1.轴各部分名称图示为一齿轮减速器中的低速轴。轴上与传动零件（带轮、齿轮和联轴器等）相配合的部分称为轴头（图中①和⑤部分），其直径与应与轮毂直径相一致，并满足GB2822-81（表14-3）；与轴承配合的部分称为轴颈（图中③和⑥部分），其直径应符合轴承内径标准；连接轴颈与轴头的非配合部分统称为轴身（图中②、④部分）。轴上零件的布置2.轴结构设计的基本要求（1）固定要求：轴和轴上零件要有准确的工作位置。（2）工艺要求：轴应便于加工，轴上零件要易于装拆。（3）疲劳强度要求：量减少应力集中。4）尺寸要求：轴各部分的直径和长度的尺寸要合理。3.轴上零件轴向定位（1）轴上零件轴向固定的目的：为了防止轴上零件在轴向力的作用下发生轴向窜动，常用的固定方式有轴肩（或轴环）、套筒、圆螺母、轴端挡圈、轴承端盖、圆锥面和止动垫圈等。套筒及轴肩固定圆螺母固轴端挡圈固定

教学过程教学活动设计时间安排拓展知识1(2)轴上零件轴向定位要点1）采用圆螺母、套筒、轴端挡圈对轴上零件进行固定时，与轴上零件相配轴段的长度应比轮毂长度短2~3mm；2）轴向力较小时，零件在轴上的固定可采用弹性挡圈、紧定螺钉或销。弹性挡圈固定紧定螺钉固定销固定3.轴上零件的周向固定（1）轴上零件周向固定的目的：是防止轴上零件与轴产生相对运动。常用的固定方式有键联接、花键联接和轴与零件的过盈配合等。（2）传递小转矩时，可采用紧定螺钉或销以同时实现轴向和周向固定。4.轴的结构工艺性为了便于零件的装拆，常将轴设计成阶梯形。为保证轴结构具有良好的结构工艺性，轴的结构设计时应注意：轴的结构图（1）为避免装配零件时伤及人手，轴端应车制成45º的倒角；（2）为使左、右端滚动轴承易于拆卸、套筒与轴肩高度均应小于滚动轴承内圈的厚度。（3）为了车制完整的螺纹，应留有退刀槽；它们的尺寸和结构参见国家标准。（4）为了磨削出准确的定位轴肩，应留有砂轮越程槽，它们的尺寸和结构参见国家标准。a）退刀槽b）砂轮越程槽（5）当轴上有两个以上的键槽时，应将键槽置于同一直线上，槽宽应尽量统一，以利于加工。（6）为了测量和磨削轴的外圆，在轴的端部应制有定位中心孔；（7）对于过盈联接，其轴头要制成引导装配的锥度，图中c≥0.01d+2mm。5.轴的疲劳强度进行轴的结构设计，应尽量减少应力集中，以提高轴的疲劳强度。（1）为了改善轴的疲劳强度，在阶梯轴截面尺寸变化处应该采取圆角过渡，圆弧半径不宜过小。带有定位中心孔的轴端具有引导装配的锥度的轴头减少应力集中的措施

教学过程教学活动设计时间安排拓展知识26.轴的直径和长度轴的直径和长度必须满足强度和刚度条件。此外，还要根据具体情况来确定轴的实际直径和长度。1）与滚动轴承相配合的轴颈直径，必须符合滚动轴承内径的标准系列；2）轴上车制螺纹部分的直径，必须符合外螺纹大径的标准系列；3）安装联轴器的轴头直径应与联轴器的孔径范围相适应；4）与零件（如齿轮、带轮等）相配合的轴头直径，应采用按优先数系制定的标准尺寸。设计阶梯轴时，各段直径由估算的最小基准直径开始，按定位、固定的结构需要，逐段放大。阶梯轴各轴段长度以给定或选定的齿轮、轴承宽度为基础，按箱体结构需要，在草图上拟定。拓展训练2训练项目1如图所示为一轴的结构设计，其中有些设计错误，请指出错误，并将错误之处改正。正确的轴系结构设计正确的轴系结构设计训练项目2如图所示为轴的结构图，从轴的结构工艺性上考虑，该结构是否合理，请指出错误之处，并作修改？拓展知识37.轴的设计轴径的初步确定：开始设计轴时，通常轴上零件的位置和跨距均未确定，所以无法按弯扭组合强度条件来计算轴的直径。一般先根据工作要求选择轴的材料，用类比法或按扭转强度初步确定轴的直径（最小直径）后，再进行轴的结构设计。1.类比法类比法是参考同类型的机器设备，比较轴传递的功率、转速及工作条件等，来初步确定轴的结构和尺寸。例如，在一般减速器中，与电动机相连的高速端输入轴的基本直径d=(0.8～1.2)d1，式中d为电动机轴端直径。而各级低速轴直径可按同级齿轮中心距a估算，一般取d2=(0.3～0.4)a。配有联轴器的轴，以联轴器直径为最小直径。2.按扭转强度计算对于圆截面传动轴，由第4单元式（4-18）的圆轴扭转强度计算公式可得：3.对于转轴，也可用上式初步估算轴的直径，但为了补偿弯矩对轴的强度影响，必须把轴的许用扭转切应力[τ]适当降低。由上式可写出轴的直径计算公式为

教学过程教学活动设计时间安排综合训练减速器低速轴的设计计算在机器的结构强度设计计算中具有典型代表意义。图14-20所示为带式输送机传动图，减速器低速轴的传递功率为P3=3.65kW，大齿轮的转速为n3=71.60r/min，大齿轮分度圆直径d2=320mm，压力角α=20°，轮毂宽为b2=72mm，减速器单向转动，轴承采用6200型。试分析带式输送机中减速器的低速轴。归纳总结1.轴的按承受载荷分三种转轴、心轴和传动轴；2.轴结构设计要点：主要保证定位要求、疲劳强度、尺寸要求、工艺要求等。3.轴的设计流程为：根据工况选择轴的材料和热处理方法—按扭转强度初算轴的最小直径—轴的结构设计—按弯扭组合变形校核轴的强度—轴的刚度校核作业教学反馈教研室意见

《机械基础》课程教学方案教师：第19号学习内容第15单元轴承课时知识目标1.了解滑动轴承的特点和应用场合。2.了解滑动轴承的典型结构、轴瓦材料。3.掌握滚动轴承的类型、代号的含义、寿命的概念。4.熟练掌握滚动轴承的组合设计。5.了解轴承润滑方式和密封方式。能力目标1.能识别各种常用轴承的类型及应用工况。2.能根据机械工作要求选配合适的滚动轴承，并能对其拆装和保养素质目标1.培养工程思维与工程安全意识。2.强化国家标准使用的严谨性与规范性。教学对象授课班级为大一机械类或近机械类专业学生，已完成了机械制图、金工实习等前修课程教学环境智慧一体化课室教学方法讲授法、案例教学法、头脑风暴法、演示法教学过程教学活动设计时间安排案例导入1.案例入：轴承是机器中支持作旋转运动的轴（包括轴上零件），保持轴的旋转精度和减小轴与支承间的摩擦和磨损的一种支承部件，应用十分广泛。如图所示减速器的高、低速轴上均采用的轴承，保证轴的旋转精度，减少与支承间的摩擦、磨损。为了保证轴承具有足够的寿命和轴具有一定的旋转精度。2.设置问题：介绍不同轴承的使用范围、滚动轴承的选择计算及滚动轴承的组合设计等内容，提出如何正确选择轴承类型及如何进行组合设计。知识准备115.1滑动轴承的类型与结构1.滑动轴承认知1）滑动轴承按承受载荷的方向不同，可分为径向滑动轴承（主要承受径向载荷）和推力滑动轴承（只承受轴向载荷）。2）根据其滑动表面润滑状态的不同，可分为液体摩擦滑动轴承和不完全摩擦液体滑动轴承.2.滑动轴承的结构滑动轴承根据其所受载荷的方向分为径向滑动轴承、自动调心式向心滑动轴承和推力滑动轴承。整体式滑动轴承剖分式径向滑动轴承调心式滑动轴承止推滑动轴承

教学过程教学活动设计时间安排知识准备13.轴瓦的结构轴瓦是与轴颈表面直接接触的零件。常用的有整体式和剖分式两种结构。4.轴瓦材料轴瓦的材料的选择是由其失效形式决定的。滑动轴承的主要失效形式为磨损和胶合，有时也会有疲劳损伤、刮伤等。5.液体摩擦滑动轴承工作原理液体摩擦滑动轴承的原理是用压力油将轴和轴承表面完全隔开。由于工作表面避免了直接接触，因而能极大地减少摩擦磨损。液体润滑滑动轴承多于高速、大功率（如汽轮机主轴、离心式压缩机主轴等）和低速重载（如轧钢机）的机械。6.滑动轴承的类型和结构（1）按液体摩擦滑动轴承按油液产生压力的方法分为：静压润滑滑动轴承和动压润滑滑动轴承。(2)按结构分：整体式滑动轴、剖分式径向滑动轴承和止推滑动轴承7.滑动轴承的润滑1）润滑剂轴承能否正常工作和选用的润滑剂正确与否有很大关系，滑动轴承大多用油润滑。对于压强大、有冲击、变化载荷及工作温度较高时宜用大粘度润滑油，轴颈速度较高时宜用小粘度润滑油。压强大、低速或不便加油和要求不高时可用润滑脂。2）润滑方法和装置滑动轴承润滑的方法有间歇供油润滑和连续供油润滑两种。间歇供油润滑用于低速、轻载或间歇工作等不重要场合的轴承。连续供油润滑一般用于载荷和速度较高的轴承。连续供油常见的方法有滴油润滑、油环润滑、飞溅润滑5、滑动轴承的润滑和压力油润滑等。知识准备215.2滚动轴承的类型、代号和选用滚动轴承是现代机器中广泛应用的部件之一。与滑动轴承相比，滚动轴承具有起动灵活、摩擦阻力小、效率高和润滑方便等优点。1.滚动轴承的类型1）滚动轴承的构造：滚动轴承一般是有外圈1、内圈2、滚动体3和保持架4组成。2）滚动轴承的类型（1）按照承受的载荷的方向（公称接触角）分类1）向心轴承：主要用于承受径向载荷；2）推力轴承：主要用于承受轴向载荷（2）按滚动体的形状分类：球轴承、滚子轴承。3）按调心能力分类轴承外圈滚道做成球面时，，内、外圈可以相对偏转，具有自动调整轴心线位置能力。

教学过程教学活动设计时间安排知识准备32.滚动轴承的代号及其组成1）基本代号（滚针轴承除外）基本代号由轴承的内径、直径系列、宽度系列和类型构成。（1）内径代号用基本代号右起第一、二位数字表示。（2）尺寸系列代号：1）直径系列代号；2）宽度（高度）系列代号用基本代号右起第四位数字表示。（3）类型代号：用基本代号右起第五位数字或字母表示。类型代号为“0”时省略不标。2）前置、后置代号前置、后置代号是轴承在结构形状、尺寸、公差、技术要求等有改变时，在基本代号左、右添加的补充代号。2）后置代号后置代号用字母（或加数字）表示。项目训练1请解释下列轴承代号表示含义：N30423224/P526208-2Z/P6622067312AC/P6拓展知识13.滚动轴承的失效形式（1）疲劳点蚀；（2）塑性变形；（3）磨损拓展知识215.3滚动轴承的组合设计1.滚动轴承组合的轴向固定轴承组合的轴向固定主要解决的问题是：轴承的轴向固定、轴承与其它零件的配合等问题。滚动轴承的内圈和外圈都需要进行轴向定位，使轴上零件在工作时不致发生轴向窜动。1）单个轴承固定方式（1）轴承内圈固定方式：利用轴肩单向固定，它能承受大的单向轴向力；利用轴肩和轴用弹性挡圈双向固定，挡圈能承受的轴向力不大；利用轴肩和轴端挡板双向固定，挡板能承受中等的轴向力；为利用轴肩和圆螺母、止动垫圈双向固定，能承受大的轴向力。2）轴承外圈的轴向固定方法：利用轴承端盖单向固定，能承受大的轴向力；利用孔用弹性挡圈和孔内凸肩双向固定，挡圈能承受的轴向力不大；利用止动环单向固定，能承受大的轴向力。

教学过程教学活动设计时间安排拓展知识32常见的轴向固定组合方式有：两端固定方式、一端固定一端游动和两端游动三种方式。1）滚动轴承的轴向定位目的轴承组合的轴向固定主要解决的问题是：轴承的轴向固定、轴承与其它零件的配合等问题。滚动轴承的内圈和外圈都需要进行轴向定位，使轴上零件在工作时不致发生轴向窜动。2）轴向固定组合方式有：两端固定方式，一端固定一端游动两种方式。（1）两端固定：轴的两个支点分别限制轴的不同方向的单向移动，两个支点合起来便可限制轴的双向移动，这种固定方式称为两端固定。它适用于工作温度变化不大的短轴。（2）一端固定一端游动：轴的两个支点中只有一个支点（左端）限制轴的双向移动，另一个支点则可作轴向移动，这种固定方式称为一端固定一端移动。它适用于温度变化较大或轴承的支承跨度较大的轴。3）滚动轴承组合的调整滚动轴承组合的调整包括轴承间隙的调整和轴系轴向位置的调整。3.滚动轴承的配合滚动轴承是标准件，为了便于互换及适应大量生产，轴承内圈孔与轴的配合采用基孔制，轴承外圈与轴承座孔的配合则采用基轴制。4.支承部位的刚度和同轴度如果轴和轴承座的刚度不够，产生相当大的变形，或者两轴承孔的通轴度不符合要求，都会卡住滚动体，使轴承不能正常运转，造成早期损坏。5.滚动轴承的装拆由于滚动轴承的配合通常较紧，为便于装配，防止损坏轴承，应采取合理的装配方法。拆卸轴承时，可采用专用工具

教学过程教学活动设计时间安排拓展知识415.4滚动轴承的润滑1.滚动轴承的润滑滚动轴承的润滑剂可以是润滑脂、润滑油或固体润滑剂。一般情况下,滚动轴承采用脂润滑,但在轴承附近已经具有润滑油源时(如变速箱内本来就有润滑齿轮的油)当速度因数dn<(1.5~2105)mm.r/min,时，一般滚动轴承可采用润滑脂润滑，超过这一范围宜采用润滑油润滑。润滑油的粘度可按轴承的速度因数dn和工作温度t来确定。高速时则应采用滴油或油雾润滑。在润滑