机械基础第四版.docx

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机械基础第四版

技工学校

教案

任课教师：

教研组长（签字）：

授课

班级

日期

节次

授课题目

绪论

教学目的

通过绪论的学习，使同学们对机器、机构、机械、构件与零件及运动副等有一个全面了解掌握。

教学重点

机器与机构、机械、零件与构件

教学难点

机器各组成部分的作用

方法

讲授法

教具

教

学

回

顾

一、.组织教学（2＇）

二、复习提问（5＇）

1、人们的生活中有哪些机械？

通常分为哪些类型？

2、机械设备是怎样工作的？

如何控制和驾驭它们？

三.、讲新课（58＇）

一、课程概述

1、课程性质：

机械类专业的一门专业基础课。

2、课程内容：

包括机械传动、常用机构、轴系零件和液压与气动等方面的基础知识。

3、课程任务：

学以致用。

二、机器、机构、机械、构件和零件

1、机械与机构：

机器——人们根据使用要求而设计的一种执行机械运动的装置，用来变换或传递能量、物料与信息，从而代替或减轻人类的体力劳动和脑力劳动。

机构——具有确定相对运动的构件的组合，它是用来传递运动和力的构件系统。

2、机器的组成：

动力部分、传动部分、执行部分和控制部分。

3、零件与构件：

零件——机器及各种设备的基本组成单元。

构件——机构（由许多具有确定的相对运动的构件组成的）中的运动单元体。

三、运动副的概念及应用特点

1、运动副：

两构件直接接触而又能产生一定形式相对运动的可动连接。

（1）低副：

两构件之间作面接触的运动副。

转动副、移动副、螺旋副。

（2）高副：

两构件之间作点或线接触的运动副。

滚动轮接触、凸轮接触、齿轮接触。

2、运动副的应用特点

（1）低副特点：

①单位面积压力较小，较耐用，传力性能好；

②摩擦损失大，效率低；

③不能传递较复杂的运动。

（2）高副特点：

①单位面积压力较大，两构件接触处容易磨损；

②制造和维修困难；

③能传递较复杂的运动。

（3）低副机构与高副机构

低副机构——机构中所有运动副均为低副的机构。

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

直接接触传动：

摩擦轮传动

摩擦传动平带传动

挠性类传动：

带传动V带传动

圆带传动

机械传动圆柱齿轮传动

齿轮传动锥齿轮传动

齿轮齿条传动

直接接触传动蜗杆传动

啮合传动螺旋传动

挠性类传动链传动

带传动：

同步轮传动

五、巩固练习：

（13＇）

机器、机构、机械、构件之间的关系如何？

六、布置作业：

（2＇）

习题册P1—3。

教材P11。

七、课后回忆：

技工学校

教案

任课教师：

教研组长（签字）：

授课

班级

日期

节次

授课题目

§1、1带传动组成、原理、类型

教学目的

通过本节课的学习，使同学们对带传动的组成和原理、类型有一个清除的了解和全面掌握。

教学重点

带传动的组成、原理和类型

教学难点

带传动原理及传动比

方法

讲授法

教具

教

学

回

顾

一、.组织教学（2＇）

二、复习提问（3＇）

1、构件与零件的概念？

2、随着工业技术的不断提高，带传动有哪些应用领域？

三.、讲新课（70＇）

一、带传动的组成与原理

1、带传动的组成

（1）带轮（主动轮）

（2）带轮（从动轮）（3）挠性带

2、带传动的工作原理

以张紧在至少两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（啮合力）来传递运动和（或）动力。

3、带传动的传动比i

机构的传动比——机构中瞬时输入速度与输出速度的比值。

带传动的传动比就是主动轮转速n1与从动轮转速n2之比：

二、带传动的类型

带传动：

摩擦型带传动、啮合型带传动

圆带传动

摩擦型传动平带传动

普通V带传动

带传动V带传动窄V带传动

多楔带传动

啮合型传动：

同步带传动

三、带传动的特点

与其它传动形式相比较，带传动具有以下特点：

1、由于传动带具有良好的弹性，所以能缓和冲击、吸收振动，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。

2、传动带与带轮是通过摩擦力传递运动和动力的。

因此过载时，传动带在轮缘上会打滑，从而可以避免其它零件的损坏，起到安全保护的作用。

但传动效率较低，带的使用寿命短；轴、轴承承受的压力较大。

3、适宜用在两轴中心距较大的场合，但外廓尺寸较大。

4、结构简单，制造、安装、维护方便，成本低。

但不适用于高温、有易燃易爆物质的场合。

四、带传动的维护

为了延长使用寿命，保证正常运转，须掌握正确的使用与维护。

1、带传动在安装时，必须使两带轮轴线平行，轮槽对正，否则会加剧磨损。

安装时应缩小中心距后套上，然后调整。

2、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。

3、为保证安全，带传动应加防护罩。

五、巩固练习：

（3＇）

带传动的原理、组成、类型等？

教材P14。

六、布置作业：

（2＇）

习题册P4-7。

六、课后回忆：

技工学校

教案

任课教师：

教研组长（签字）：

授课

班级

日期

节次

授课题目

§1、2V带传动

教学目的

掌握V带传动的主要参数、标记与应用特点；

理解V带传动的安装维护及张紧装置。

教学重点

1、V带传动的主要参数；

2、普通V带的标记。

教学难点

V带传动的主要参数

方法

讲授法

教具

教

学

回

顾

一、.组织教学（2＇）

二、复习提问（2-3＇）

1、带传动的组成与原理

2、带传动的类型

三.、讲新课（70＇）

一、V带及带轮

V带传动——由一条或数条V带和V带带轮组成的摩擦传动。

二、V带传动的主要参数

1、普通V带的截面尺寸

顶宽b、中性层节宽b、高度h、相对高度h/bp

2、V带带轮的基准直径dd

V带带轮的基准直径dd——带轮上与所配用V带的节宽bp相对应处的直径。

3、V带传动的传动比i

4、小带轮的包角α1

包角——带与带轮接触弧所对应的圆心角。

包角的大小反映了带与带轮轮缘表面间接触弧的长短。

5、中心距a

中心距——两带轮中心连线的长度

6、带速v

7、V带的根数Z

三、普通V带的标记与应用特点

1、普通V带的标记

标记示例：

A——1400——GB/T11544——1997

型号带长mm标准编号

2、普通V带传动的应用特点

（1）优点：

结构简单，制造、安装精度要求不高，使用维护方便，适用于两轴中心距较大的场合；

传动平稳，噪声低，有缓冲吸振作用；

在过载时，传动带在带轮上打滑，可以防止薄弱零件的损坏，起安全保护作用。

（2）缺点：

不能保证的准确的传动比；

外廓尺寸大，传动效率低。

四、V带传动的安装维护及张紧装置

1、V带传动的安装与维护

2、V带传动的张紧装置

五、巩固练习：

（3＇）

带传动的原理、组成、类型等？

？

六、布置作业：

（2＇）

教材P14；P20-21。

六、课后回忆：

技工学校

教案

任课教师：

教研组长（签字）：

授课

班级

日期

节次

授课题目

§1、3同步带传动简介

教学目的

通过学习使同学们对V带传动的特点及同步带传动有一个基本的了解。

教学重点

V带传动的应用及特点

教学难点

V带的标记

方法

讲授法

教具

教

学

回

顾

一、.组织教学（2＇）

二、复习提问（2-3＇）

1、带传动的原理及其组成是什么？

2、带传动的类型有哪些？

三.、讲新课（70＇）

一、V带及带轮

V带传动——由一条或数条V带和V带带轮组成的摩擦传动。

二、V带传动的主要参数

1、普通V带的截面尺寸

顶宽b、中性层节宽b、高度h、相对高度h/bp

2、V带带轮的基准直径dd

V带带轮的基准直径dd——带轮上与所配用V带的节宽bp相对应处的直径。

3、V带传动的传动比i

4、小带轮的包角α1

包角——带与带轮接触弧所对应的圆心角。

包角的大小反映了带与带轮轮缘表面间接触弧的长短。

5、中心距a

中心距——两带轮中心连线的长度

6、带速v

7、V带的根数Z

三、普通V带的标记与应用特点

1、普通V带的标记

标记示例：

A——1400——GB/T11544——1997

型号带长mm标准编号

2、普通V带传动的应用特点

（1）优点：

结构简单，制造、安装精度要求不高，使用维护方便，适用于两轴中心距较大的场合；

传动平稳，噪声低，有缓冲吸振作用；

在过载时，传动带在带轮上打滑，可以防止薄弱零件的损坏，起安全保护作用。

（2）缺点：

不能保证的准确的传动比；

外廓尺寸大，传动效率低。

四、V带传动的安装维护及张紧装置

1、V带传动的安装与维护

2、V带传动的张紧装置

五、巩固练习：

（3＇）

带速V有一定的适用范围，一般应取多少为佳？

六、布置作业：

（2＇）

习题册P4-7。

六、课后回忆：

技工学校

教案

任课教师：

教研组长（签字）：

授课

班级

日期

节次

授课题目

§2－1螺纹的种类和应用

§2－2普通螺纹的主要参数

教学目的

了解螺纹的种类和应用、理解普通螺纹的主要参数。

教学重点

螺纹的种类和应用、普通螺纹的主要参数

教学难点

普通螺纹的主要参数

方法

讲授法

教具

教

学

回

顾

一、.组织教学（2＇）

二、复习提问（2-3＇）

1、普通V带传动的主要参数有哪些？

2、带传动张紧装置有几种？

三.、讲新课（70＇）

导言

螺旋传动：

利用螺旋副来传递运动和（或）动力的一种机械传动，可以方便地把主动件的回转运动转变为从动件的直线运动。

应用：

机床的进给机构、起重设备、锻压机械、测量仪器、工具、夹具、玩具及其他工业设备有着广泛的应用。

§2－1螺纹的种类和应用

一、按螺纹牙型分类及其应用

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

按螺旋线绕行方向的不同，又有右旋螺纹和左旋螺纹之分。

通常采用右旋螺纹，左旋螺纹仅用于有特殊要求的场合。

三、按螺纹线的线数分类及其应用

在圆柱体上沿一条螺旋线切制的螺纹，称为单线螺纹。

也可沿二条、三条螺旋线分别切制出双线螺纹和三线螺纹。

单线螺纹主要用于联接，多线螺纹主要用于传动。

四、按螺旋线形成的表面分类

有外螺纹和内螺纹之分。

在圆柱体外表面上形成的螺纹，称为外螺纹，在圆孔的表面上形成的螺纹，称为内螺纹。

普通螺纹又有粗牙和细牙两种。

公称直径相同时，细牙螺纹的螺距小升角小，自锁性好，螺杆强度较高，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，不宜经常拆卸，故生产实践中广泛使用粗牙螺纹。

§2－2普通螺纹的主要参数

（1）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。

（2）中径（d2、D2）——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）和沟槽（牙间）宽度相等处。

此假想圆柱称为中径圆柱。

（3）小径（d1、D1）——螺纹的最小直径。

对外螺纹是牙底圆柱直径（d1），对内螺纹是牙顶圆柱直径（D1）。

（4）螺纹升角（φ）——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。

（5）牙形角（α）——在轴向截面内螺纹牙形两侧边的夹角。

（6）牙型高度（h1）——在螺纹牙型上，牙顶到牙底在垂直螺纹轴线方向上的距离。

（7）螺距（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。

（8）导程（S）——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=P；对于线数为n的多线螺纹，S＝np。

五、巩固练习：

（3＇）

1、螺纹的种类有哪些？

应用范围有哪些？

2、普通螺纹的主要参数是什么？

六、布置作业：

（2＇）

习题册P8-9。

六、课后回忆：

技工学校

教案

任课教师：

教研组长（签字）：

授课

班级

日期

节次

授课题目

§2－3螺纹的代号标注

§2－4螺旋传动的应用形式

教学目的

通过本次课的学习，使同学们对传动形式有一定的了解，对螺纹标注要求真正掌握。

教学重点

1、螺纹的代号标注。

2、螺旋传动的应用形式。

教学难点

普通螺旋传动与差动螺旋传动

方法

讲授法

教具

教

学

回

顾

一、.组织教学（2＇）

二、复习提问（2-3＇）

1、螺纹的种类及应用？

2、螺纹分为多少种类？

三.、讲新课（70＇）

§2－3螺纹的代号标注

一、普通螺纹

螺纹的标记由螺纹代号、螺纹公差代号和螺纹旋合长度代号组成。

例M24×1.5LH—5g6g—L

其中：

M24——代表公称直径为24mm的螺纹

1．5——表示螺纹的螺距为1.5mm

LH——代表螺纹为左旋螺纹5g——螺纹中径公差代号

6g——螺纹顶径公差代号L——代表螺纹旋合长度

注：

1．细牙螺纹的每一个公称直径对应着数个螺距，因此必须标出螺距值，而粗牙普通螺纹不标螺距。

2．右旋螺纹不标注旋向代号，左旋螺纹则用LH表示。

3．旋合长度有长旋合长度L、中等旋合长度N和短旋合长度S三种，中等旋合长度N不标注。

4．公差带代号中，前者为中径公差带代号，后者为顶径公差带代号，两者一致时则只标注一个公差带代号。

内螺纹用大写字母，外螺纹用小写字母

二、梯形螺纹（传动螺纹）

例：

Tr24X14（Ph7）——5g6g

1．单线螺纹只标注螺距，多线螺纹标注螺距和导程。

2．右旋螺纹不标注旋向代号，左旋螺纹用LH表示。

3．旋合长度有长旋合长度L、中等旋合长度N两种，中等旋合长度N不标注。

4．公差带代号中，螺纹只标注中径公差带代号。

内螺纹用大写字母，外螺纹用小写字母。

5．内、外螺纹配合的公差带代号中，前者为内螺纹公差带代号，后者为外螺纹公差带代号，中间用“/”分开。

三、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11/2英寸的内螺纹

1．管螺纹尺寸代号不再称作公称直径，也不是螺纹本身的任何直径尺寸，只是一个无单位的代号。

2．管螺纹为英制细牙螺纹，其公称直径近似为管子的内孔直径，以英寸为单位。

3．右旋螺纹不标注旋向代号，左旋螺纹则用LH表示。

4．非螺纹密封管螺纹的外螺纹的公差等级有A、B两级，A级精度较高；内螺纹的公差等级只有一个，故无公差等级代号。

5．内、外螺纹配合在一起时，内、外螺纹的标注用“/”分开，前者为内螺纹的标注，后者为外螺纹的标注。

§2－4螺旋传动的应用形式

一、普通螺旋传动

普通螺旋传动——由螺杆和螺母组成的简单螺旋副实现的传动。

1．普通螺旋传动的应用形式

螺母固定不动，螺杆回转并作直线运动

螺杆固定不动，螺母回转并作直线运动

螺杆回转，螺母作直线运动

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定

左旋伸左手，右旋伸右手。

半握拳，四指顺着螺杆（或螺母）的旋转方向，大母指的指向，即为螺杆（螺母）的移动方向。

若当螺杆（螺母）原地旋转，螺母（螺杆）移动时，螺母（螺杆）移动方向与大拇指指向相反。

3．普通螺旋传动直线移动距离的计算

L=NPh

L——螺杆（螺母）移动距离，mm;

N——回转周数，r;

Ph——螺纹导程，mm。

【例1】

普通螺旋传动中，已知左旋双线螺杆的螺距为8mm，若螺杆按图示方向回转两周，螺母移动了多少距离？

方向如何？

二、差动螺旋传动

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。

1．差动螺旋传动原理

2．差动螺旋传动活动螺母移动距离的计算及方向的确定

（1）差动螺旋传动：

螺杆上两螺纹（固定螺母与活动螺母）旋向相同。

L=N（Ph1－Ph2）

结果为正，活动螺母实际移动方向与螺杆移动方向相同

结果为负，活动螺母实际移动方向与螺杆移动方向相反

螺杆移动方向按普通螺旋传动螺杆移动方向确定

（2）复式螺旋传动：

螺杆上两螺纹（固定螺母与活动螺母）旋向相反。

L=N（Ph1＋Ph2）

活动螺母实际移动方向与螺杆移动方向相同

螺杆移动方向按普通螺旋传动螺杆移动方向确定

【例2】

微调螺旋传动中，通过螺杆的转动，可使被调螺母产生左、右微量调节。

设螺旋副A的导程PhA为1mm，右旋。

要求调整螺杆按图示方向转动一周，被调螺母向左移动0.2mm，求螺旋副B的导程PhB并确定其旋向。

三、滚珠螺旋传动简介

滚珠螺旋传动的应用特点。

四、巩固练习：

（3＇）

常用螺纹的种类及其代号？

螺旋传动的应用形式？

五、布置作业：

（2＇）

习题册P10-12。

教材P30，35。

六、课后回忆：

技工学校

教案

任课教师：

教研组长（签字）：

授课

班级

日期

节次

授课题目

§3－1链传动概述

§3－2链传动的类型

教学目的

通过学习，使同学们了解链传动的概述，并掌握链传动的基本类型。

教学重点

1、链传动概述；

2、链传动的类型。

教学难点

链传动的传动比

方法

讲授法

教具

教

学

回

顾

一、.组织教学（2＇）

二、复习提问（2-3＇）

1、常用螺纹的种类及应用。

2、螺纹传动的工作原理及应用。

三.、讲新课（70＇）

§3－1链传动概述

一、链传动及其传动比

1．链传动的组成

（1）－主动链轮

（2）－链条（3）－从动链轮

2．链传动的传动比

其中：

n1、n2——主、从动轮的转速，r/min；z1、z2——主、从动轮齿数。

二、链传动的应用特点

i≤8，低速传动时，i可达10；

a≤6m，最大中心距可达15m；

传动功率P＜100kW；

v≤15m/s，高速时可达20～40m/s。

1、优点：

⑴能保证准确的平均传动比。

⑵传动功率大。

⑶传动效率高，一般可达0.95～0.98。

⑷可用于两轴中心距较大的情况。

⑸能在低速、重载和高温条件下，以及尘土飞扬、淋雨、淋油等不良环境中工作。

⑹作用在轴和轴承上的力小。

2、缺点：

⑴由于链节的多边形运动，所以瞬时传动比是变化的，瞬时链速度不是常数，传动中产生动载荷和冲击，因此不宜用于要求精密传动的机械上。

⑵链条的铰链磨损后，使链条节距变大，传动中链条容易脱落。

⑶工作时有噪声。

⑷对安装和维护要求较高。

⑸无过载保护作用。

§3－2链传动类型

一、滚子链（套筒滚子链）

1．滚子链的结构

内链板、外链板、销轴、套筒、滚子。

滚子链条由若干内链节和外链节依次铰接而成。

内链节由内链扳、套筒和滚子组成。

内链板与套筒以过盈配合联接,套筒与滚子以间隙配合相联，构成活动铰链，滚子可绕套筒自由转动。

外链节由外链板和销轴组成，它们之间以过盈配合联接在一起。

内链节和外链节之间用套筒和销轴以间隙配合相联。

当链屈伸时，套筒能够绕销独自由转动，起着铰链的作用。

2．滚子链主要参数

（1）节距——链条的相邻两销轴中心线之间的距离，以符号P表示。

链的节距越大，承载能力越强，但链传动的结构尺寸也会相应增越大，传动的振动、冲击和噪声也越严重。

滚子链的承载能力和排数成正比，但排数越多，各排受力越不均匀，所以排数不能过多。

（2）节数——滚子链的长度用节数来表示。

链节数应尽量选取偶数。

开口销、弹簧夹、过渡链节

3．滚子链的标记

链号－排数－整链链节数标准编号

08A－1－88GB/T1243－1997

链号为08A（节距为12.70mm）

二、齿形链简介

由一组带有齿的内外链板左右交错排列，用铰链连接而成。

齿形链标记示例

CL08－22.5W－60GB/T10855－1997

链号为CL08（节距为12.70mm）

三、巩固练习：

（3＇）

链传动的组成及其传动比？

链传动的类型？

四、布置作业：

（2＇）

习题册P13-14；教材P41。

五、课后回忆：

技工学校

教案

任课教师：

教研组长（签字）：

授课

班级

日期

节次

授课题目

§4－1齿轮传动的类型及应用

§4－2渐开线齿廓

教学目的

通过学习，使学生了解齿轮传动的类型及特点，并了解渐开线齿廓的形成原理。

教学重点

1、齿轮传动的类型及应用；

2、渐开线的形成及性质、渐开线齿廓的啮合特点。

教学难点

1、传动比

2、渐开线齿廓

方法

讲授法

教具

教

学

回

顾

一、.组织教学（2＇）

二、复习提问（3＇）

1、链传动的组成有哪些？

2、链传动的类型有哪些？

三.、讲新课（70＇）

§4－1齿轮传动的类型及应用

齿轮传动——利用齿轮副来传递运动和（或）动力的一种机械传动。

一、齿轮传动常用类型

1、两轴平行：

直齿圆柱齿轮传动、斜齿圆柱齿轮传动、人字齿圆柱齿轮传动、

外啮合齿轮传动、内啮合齿轮传动、齿轮齿条传动

2、两轴不平行：

锥齿轮传动、交错轴斜齿轮传动、蜗轮蜗杆传动

二、齿轮传动的应用

1．传动比

n1、n2——主、从动轮的转速，r/minz1、z2——主、从动轮齿数

齿轮传动的传动比是主动齿轮转速与从动齿轮转速之比，也等于两齿轮齿数反比。

2．应用特点

（1）优点

能保证瞬时传动比恒定，工作可靠性高，传递运动准确可靠

传递的功率和圆周速度范围较宽

结构紧凑、可实现较大的传动比

传动效率高，使用寿命长

维护简便

（2）缺点

运转过程中有振动、冲击和噪声

齿轮安装要求较高

不能实现无极变速

不适宜用在中心距较大的场合

提问：

比较齿轮和以前所学过的几种传动装置的不同点？

§4－2渐开线齿廓

一、齿轮传动对齿廓曲线的基本要求

（1）传动平稳

（2）承载能力强

二、渐开线的形成及性质

（一）形成：

动直线沿着一固定的圆作纯滚动时，此动直线上任一点K的运动轨迹CK称为渐开线，该圆称为渐开线的基圆，直线称为渐开线的发生线。

渐开线齿轮——以同一个基圆上产生的两条反向渐开线为齿廓的齿轮。

（二）性质：

⑴发生线在基圆上滚过的线段长等于基圆上被滚过的弧长；

⑵渐开线上任意一点的法线必切于基圆；

⑶渐开线的形状取决于基圆的大小；

⑷渐开线上