主推进动力装置第三章 机构与机械传动教案4间隙运动机构摩擦轮传动皮带传动链传动讲解.docx

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主推进动力装置第三章机构与机械传动教案4间隙运动机构摩擦轮传动皮带传动链传动讲解

2012-2013第二学期主动力推进装置教案

一、授课教案

课程名称:

主动力推进装置授课教师姓名:

职称（或学历）:

授课对象：

（轮机专业12年级tz1班级学生）授课时数:

4

课题名称:

主动力推进装置授课类型:

理论授课

教材名称及版本:

主动力推进装置（船员适任考试培训教材）

●本单元或章节的

第三章机构与机械传动教案

●教学目的及要求：

1.6间隙运动机构

1.7摩擦轮传动

1.8皮带传动

1.9链传动

●授课主要内容及课时分配

螺旋机构的主要内容：

螺旋机构的分类

滑动螺旋机构

滚动螺旋机构

一、螺旋机构的组成：

下图为最基本的螺旋机构，由螺杆、螺母和机架组成。

螺旋机构的组成

螺杆与螺母组成螺旋副，螺杆与机架组成转动副，螺线与机架组成移动副。

二、螺旋机构的分类（按螺旋副的摩擦性质）

1、滑动螺旋机构

2、滚动螺旋机构

3、静压螺旋机构

特点：

1、结构简单，制造方便，运转平稳，易于自锁；但摩擦阻力大，传动效率低有侧向间隙，反向有空行程，低速有爬行

2、传动效率高，具有传动的可逆性，运转平稳，低速不爬行；经调整预紧，可获得很高的定位精度和较高的轴向刚度，但结构复杂，抗冲击性能差，不具有自锁性，多由专业厂制造

3、传动效率高，具有传动的可逆性，运动平稳，无爬行现象；反向时无空行程，定位精度高，磨损很小；但螺母结构复杂，需有一套要求较高的供油系统

应用：

1、金属切削机床的进给、分度机构的传动螺旋，摩擦压力机、千斤顶的传力螺旋

2、数控机床、精密机床、测试机械、仪器的传动螺旋和调整螺旋；飞行器、船舶等自动控制系统的传动螺旋

3、精密机床的进给、分度机构的传动螺旋

（1）、滑动螺旋机构

滑动螺旋机构在传动中螺杆与螺母之间产生滑动摩擦。

按用途可分为：

A、传力螺旋：

以传递动力为主，要求以较小的转矩产生较大的轴向推力。

例1：

传动螺旋

螺旋千斤顶螺旋压力机

B、传导螺旋：

以传递运动为主，有时也承担较大的轴向力。

例2：

传导螺旋车床的进给机构，通过螺杆的转动，使与刀架相连在一起的螺母水平移动，从而完成车刀切削进给动作。

C、调整螺旋：

用于调整、固定零件的相对位置。

例3：

调整螺旋：

台式虎钳，螺杆上装有活动钳口，螺母与固定钳口固连在一起，当转动手柄时，螺杆相对螺母作回转运动，并带动活动钳口一起沿轴向移动，这样，活动钳口和固定钳口之间的工件就可以被夹紧或松开。

（2）、滚动螺旋机构

滚动螺旋装置主要由螺母、螺杆、滚珠和滚珠循环装置组成。

螺杆上有螺旋槽，当螺杆或螺母转动时，滚珠沿螺旋槽滚道滚动，形成滚动摩擦。

滚珠经导向装置可返回滚道，反复循环。

1、按滚珠的循环方式可将滚动螺旋机构分为内循环滚珠丝杆和外循环滚珠丝杆两类。

2、内循环中螺母的每圈螺纹装有一反向器，滚珠在同一圈滚道内形成封闭循环回路。

3、外循环可利用两端与工作滚道的始末相通的导管作为滚珠的返回通道。

间隙运动机构

间隙运动机构的定义：

在各种自动和半自动机械中，需要把主动件的连续运动变为从动件的周期性运动和停歇，实现这种间隙运动的机构称为间隙运动机构。

间隙运动机构的种类：

（一）、棘轮机构

棘轮机构的组成：

主要由棘轮、棘爪、止回棘爪和摇杆组成。

分类：

外接棘轮机构

内接棘轮机构

1）、分析工作原理：

1、棘轮用键联接在机构的传动轴上，而主动杆则空套在主传动轴上，驱动棘爪与主动杆用转动副相联接。

2、当主动杆逆时针方向摆动时，驱动棘爪借助弹簧或自重插入棘轮齿槽内，使棘轮转过一定角度。

3、当主动杆顺时针方向摆动时，制动棘爪阻止棘轮顺时针转动，驱动棘轮在棘爪齿背上滑过，而棘轮静止不动，从而使主动杆作连续的往复摆动，而棘轮作单向间歇转动。

2）、棘轮机构的类型：

1、单向间歇传动棘轮机构：

当主动摇杆往复摆动一次时，棘轮只能单向地间歇转过一个角度。

2、双动式棘轮机构：

棘轮机构装有两个主动棘爪，当主动摇杆往复摆动一次时，两个主动棘爪分别拨动棘轮沿同一方向作两次间歇运动。

例1：

如图所示外接棘轮机构为单向间歇传动棘轮机构

例2：

如图所示为可变向的单向棘轮机构，把棘轮轮齿制成方形，当棘爪处于实线位置时，随着棘爪的摆动，棘轮逆时针间歇转动；当棘爪处于虚线位置时，随着棘爪的摆动，棘轮顺时针间隙转动。

例3：

若要使摇杆来回摆动时都使棘轮向同一方向转动，则可采用下图所示的双动式棘轮机构，此种机构的棘爪可制成钩头的或直推的。

钩头式双动棘轮机构直推式双动棘轮机构

3）、棘轮机构的应用——牛头刨床工作台的横向进给机构

4）、改变棘轮每次转过角度的大小的方法

改变摇杆的摆角大小，使其逐渐增大，棘轮转角随之增大

在棘轮外加装一个棘轮罩，用以遮盖摇杆摆角范围内的一部分棘齿

改变摇杆的摆角大小外加棘轮罩

（二）、槽轮机构

槽轮机构如图所示，由主动拨盘、从动槽轮和机架组成。

槽轮机构

1）、分析工作原理：

A、拨盘1以等角速度作连续回转，当拨盘上的圆销A未进入槽轮的径向槽时，由于槽轮的内凹锁止弧nn被拨盘1的外凸锁止弧mm′m卡住，故槽轮不动。

B、图所示为圆销A刚进入槽轮径向槽时的位置，此时锁止弧nn也刚被松开。

此后，槽轮受圆销A的驱使而转动。

C、当圆销A在另一边离开径向槽时，锁止弧nn又被卡住，槽轮又静止不动。

直至圆销A再次进入槽轮的另一个径向槽时，又重复上述运动。

所以槽轮作时动时停的间歇运动。

2）、槽轮机构的类型

外槽轮机构

内槽轮机构

它们均用于平行轴间的间歇传动，但外槽轮与拨盘转向相反，而内槽轮机构则转向相同。

槽轮机构工作时，在主动拨盘转动一周中，槽轮的运动次数与主动拨盘的圆销个数相同，槽轮每次的转动角度为（n为槽轮的径向槽个数）。

思考：

观察图所示的双销式外啮合槽轮机构，说明拨盘转动一周时，槽轮运动几次，且每次转过的角度为多少。

3）、槽轮机构的应用——蜂窝煤制作机的传动系统

链传动的特点和分类

1、组成：

链轮（主、从）链条

2、优点：

链传动是啮合传动，无弹性滑动和打滑现象与带传动相比，链传动的承载能力大，效率高，能保持准确的平均传动比。

缺点：

安装精度要求高，瞬时的传动比不稳定，工作时有噪声，易脱链。

3.分类：

传动链（滚动链，齿形链）；起重链；曳引链。

（二）、分析链轮的结构

实心式

孔板式

焊接式

组合式

播放两段视频：

《链轮的齿形》《认识链传动》

分析滚子链轮：

链条滚子中心

重合于链轮节圆

“齿形按3RGB1244-85规定制造”

画法应符合GB1244-85规定

（三）链轮的材料

链轮材料应保证轮齿具有足够的强度和耐磨性。

含碳量低的钢适宜用作承受冲击载荷的链轮，铸钢等适宜于易磨损但无剧烈冲击振动的链轮，要求强度高且耐磨的链轮须由合金钢制作。

常用的材料有20、35、40、45等碳素钢，HT150、HT200等灰口铸铁，ZG310-570等铸钢，以及20Cr、35CrMo、40Cr等合金钢。

（四）链传动的主要参数

1、链轮的齿数

链轮齿数要适当，不宜过多或过小。

链轮齿数越小，链轮的不均匀性和动载荷都会增加，同时当链轮齿数过少时，使链轮直径过小，会增加链节的负荷和工作频率，加速链条磨损。

2.平均传动比

3.链节距

⑴节距p：

相邻两滚子中心的距离

p大，载荷大，尺寸大。

p小，可采用多排链（1～3）

⑵节数Lp：

Lp=L/p

⑶标记：

链号排数链节数标准编号

例如：

A系列：

节距25.4mm、单排、90节的滚子链。

16A-1×90GB1234.1-83

4.中心距a

初选ao=（30～50）pamax=80p

在链速不变的情况下，若链传动中心距过小，链节在单位时间内承受变应力的次数增多，会加速疲劳和磨损;反之，若中心距过大，易使链传动时链条发生过大的抖动现象，增加了传动的不平稳性。

（五）分析链传动的合理布置

1、水平布置；2、垂直布置；3、倾斜布置

（六）分析链传动的张紧

1、弹簧自动张紧；2、重力自动张紧

3、托架自动张紧；4、张紧轮自动张紧

●教学重点、难点及对学生的要求（掌握、熟悉、了解、自学）

教学重点：

平面连杆机构、凸轮机构、间隙运动机构、摩擦轮传动、皮带传动、链传动、齿轮传动、蜗轮蜗杆传动、液力传动

教学难点：

平面连杆机构、凸轮机构、间隙运动机构、摩擦轮传动、皮带传动、链传动、齿轮传动、蜗轮蜗杆传动、液力传动

●教学手段、教具

多媒体课件、板书

●采用的教学方法

启发法、演示法、逻辑推导法等

●教学过程：

*导入课题

理解机械的概念

•机械是各种机器和结构的统称。

–机械由一定数量的零（部）件组合而成。

–机械通常包括原动机、工作机构和传动机构。

⏹原动机：

是机器的动力来源，常用的有电动机、内燃机、气动缸、液压缸等，以电动机的使用最为普遍。

⏹传动机构：

将原动机的运动和动力传递给执行装置，并实现运动速度和运动形式的转换。

常用的有连杆机构、凸轮机构、齿轮传动机构等。

⏹工作机构：

是直接完成机器功能的部分。

举例：

内燃机的结构。

功能内燃机的功能是将燃气的热能转换为机械能。

构成：

主系统由气缸、活塞、连杆和曲轴组成。

工作过程：

当气缸中的油气混合物被火花塞点燃后，爆炸膨胀的气体推动活塞向下移动，推动与活塞相连的连杆，使曲轴转动，从而将热能转变为机械能。

此时，曲轴将带动同一轴上的小齿轮转动，通过啮合带动大齿轮转动，大齿轮再带动同轴的凸轮同步旋转，凸轮的转动将通过阀杆带动进气阀门上下直线移动，控制内燃机的吸气过程。

气缸上部有一个进气阀和一个排气阀，在内燃机的一个工作循环中，这两个阀门应各开启、闭合一佼，从而完成内燃机的进气和排气任务。

*讲授新课

努力领会课本上所讲述知识的内涵。

随时观察周围的事物，把书本上的知识与实践相结合，将理论和实践融会贯通。

本课程理论与实际联系比较密切，重视生产实习、实验和参观。

*巩固练习及讲评

为什么双作用叶片泵一般比齿轮泵容积效率高?

*教学内容小结

1.力的三要素、力的分解与合成、力偶、力矩基本概念。

2.力系分类、汇交力系的简化与平衡条件。

3.刚体的运动形式、飞轮的作用等

●布置作业、复习思考题

观察你身边的事物，寻找“力”的影子。

答：

电线杆的受力，自行车的链条链轮的受力，汽车的转轴等。

观察你使用的自行车，看看动力是怎么传递的？

答：

通过链条链轮传递动力和运动的。

拆开一个旧钟表，看看机构是怎么工作的？

答：

主要是轮系的传递。

学生讨论、提问

提问1、曲柄存在的条件？

2、曲柄摇杆机构，双曲柄机构，双摇杆机构的特点？

选择题

1、平面连杆机构的缺点是低副中存在（）

A、间隙不易消除，会引起运动误差

B、间隙易消除，会引起运动误差

C、间隙不易消除，不会引起运动误差

D、以上都不对

2、如图四杆机构，（）杆为连杆。

A、ABB、AD

C、BCD、CD

3、如图所示的曲柄滑块机构，选（）为机架，则变为直动滑杆机构。

A、滑块3B、杆ABC、杆BCD、都不行

4、如图所示的搅拌机构是（）。

A、双曲柄机构

B、曲柄摇杆机构

C、双摇杆机构

5、凸轮机构通常由（）组成。

A、主动件、凸轮、机架

B、主动件、从动件、机架

C、从动件、凸轮、机架

D、主动件、从动件、凸轮

6、千斤顶的传力螺旋一般为（）。

A、滑动螺旋机构B、滚动螺旋机构；C、静压螺旋机

7、如图所示外槽轮机构中，槽轮上开有四条径向槽，拨盘为单销，所以拨盘转动一周时，槽轮运动一次，且每次转动角度为（）。

A、45°B、90°

C、180°D、0°

8、下列不属于间隙机构的是（）

A、棘轮机构

B、槽轮机构

C、齿轮机构

D、不完全齿轮机构

9、带张紧的目的是（）。

A、减轻带的弹性滑动B、提高带的寿命

C、保证带的运动方向D、使带具有一定的初拉力

10、V带传动的张紧轮应安装在（）

A．内侧靠近大带轮B．内侧靠近小带轮

C．外侧靠近大带轮D.外侧靠近小带轮

填空题

1、机械通常包括______、______和______。

2、能将主动件的连续运动变换成从动件的间歇运动为______机构。

3、常见的齿轮机构能实现______和______的变换。

4、力对物体的效应取决于力的_____、_____和____。

5、力可以平行移动到刚体内任意点O，但平移后必须附加一个______，其大小为____________________。

6、固定端约束可阻止被约束物体作____和_______。

7、曲柄摇杆机构大多是以曲柄为原动件，将曲柄的连续运动转变为摇杆的_________。

8、平面连杆机构是由若干个刚性构件通过________或________联接而成的机构。

9、与带传动相比，链传动的承载能力_____，效率_____，能保持准确的_____传动比；但其安装精度要求高，瞬时的传动比_____，工作时有噪声，易______。

10、滚子链又称套筒滚子链。

它由_____、______、_____、_____和______组成。

11带轮的包角是____________，包角越大，接触的弧就越长，接触面间的摩擦力也就越大。

一般要求包角

，因大带轮包角比小带轮包角大，故仅计算小带轮的包角即可。

12、带轮常用的材料是______，带速

时用（HT150）；

~30m/s时用（HT200）；速度更高的带轮，多采用____________。

带轮直径D

500~600mm时，采用_______焊接而成。

小功率传动时，可采用铝或塑料等非金属材料制造。

判断题：

1、平面连杆机构是由高副组成的。

（）

2、凸轮机构是高副机构。

（）

3、凸轮和滚子的工作表面硬度高，具有良好的耐磨性，心部有良好的韧性。

（）

4、传力螺旋用来调整并固定零件或部件之间的相对位置。

（）

5、传力螺旋用来调整并固定零件或部件之间的相对位置。

（）6、变向机构主要用来实现速度的变换。

（）

7、构件之间不能产生运动。

（）

8、运动副是通过点、线或面接触来实现的。

（）

9、机构是由零件组成的。

（）

10、球面副为平面运动副。

（）

答案：

1.原动件、传动机构和工作机构

2.棘轮

3.运动和速度

4.大小、方向、作用点

5.力偶、原力对O点的力矩值

6.任何移动、转动

7.往复摆动

8.转动副、移动副

9.大、高、平均、不稳定、脱链

10.内链板、外链板、销轴、套筒和滚子

11.带与带轮接触面的弧长所对应的圆心角

12.铸铁、钢或铝合金、钢板

13.A,C,C,B,C,A，B,C,D,A

14.XVVXVXXVXX