8《机械基础》教案

教案纸~1~绪论第1节机械的发展简史第2节本课程的任务、内容和学习方法一、本课程的性质和任务学生应熟悉和掌握机械传动、常用机械、轴系零件和液压传动的基本知识、工作原理和应用特点；掌握分析机械工作原理的基本方法；做简单的有关计算；会查阅有关技术资料和选用标准件二、本课程的主要内容①常用机械传动②常用机构③轴系零件④液压传动三、本课程的特点及学习方法①综合应用机械制图、公差与配合、工程力学、金属材料与热处理等基本知识。②理论联系实际，紧扣日常生活，专业工种中的具体实际，培养和提高分析解决问题的能力。教案纸~2~③在学习过程中，应从基本功出发，以基本结构组成为基础，以动作原理，运动传动链为主线。④对各类知识加以比较并学习。⑤通过课堂教学和一系列作业训练，不仅要提高对结构，原理等的消化，理解、掌握。第三节机械构造基础概述机械的概念：用来改变力的大小和方向的装置叫做机械。一、机器与机构1、机器概念：就是指人为实体的组合。2、机构概念：是指由两个以上的构件通过运动副组成一个相对于机架具有确定运动的构件系统。特点：①机构也是人为实体的组合②各运动实体之间也具有确定的相对运动，但不能做机械功，也不能实现能量转换。教案纸~3~3、机器的组成:①动力部分②执行部分③传动装置控制部分二、构件与零件1、构件概念：是在机器或机构中由一个或几个零件所构成且相互间无相对运动的整体，而机器及机构又是由多个具有确定的相对运动的构件组合而成。2、零件是构件的最基本组成体，任何机器都是由许多零件组成的。三、运动副可分为高副和低副1、低副以面接触的运动副可分为转动副、移动副、螺旋副2、高副以点或线接触的运动副高副能传递复杂的运动。第四节机构制造基础与现代制造技术简介教案纸~4~一、机械制造基础1、金属的热加工①铸造②锻压③焊接2、金属的切削加工①钳工②机械加工③特种加工二、现代制造技术简介1、数控加工CNC2、计算机辅助设计制造CADCAMCAPP第一章摩擦传动教案纸~5~第一节摩擦轮传动一、摩擦轮传动的工作原理和传动比1、摩擦轮传动工作原理保证主动轮产生的摩擦力矩足以克服从动轮上的阻力矩。传动轮不至于打滑。要求：将轮面较软的摩擦轮作为主动轮来使用。2、传动比＝n1:主动轮转速D1从动轮直径n2:从动轮转速D2：从动轮直径二、摩擦轮传动的类型和应用场合1、两轴平行的摩擦轮传动2、两轴相交的摩擦轮传动教案纸~6~见图1.3工作原理特点：换向方便三、摩擦轮传动的特点①结构简单②工作时噪声小，并可在运转中变速、变向③过载时两轮接触处可产生打滑，因面可以防止薄弱零部件的损坏，起到安全保护作用，但不能保持准确的传动比。④传递效率低，不宜传递大的转矩。⑤主要适用于高速，小功率的场合第二节带传动一、带传动工作原理和传动比教案纸~7~1、原理：依靠带与两轮接触面之间的摩擦力来带动从动轮的传动。2、传动比3、带传动分类平带传动、V带传动和圆带传动。二、平带传动1、平带传动的形式及几何参数的计算常用平带的传动形式和参数计算传动简图开口式交叉式半交叉式小带轮包角带长L传动比i12＝开口式传动：用于两轴线平行且旋转方向相同的场合交叉式传动：用于两轴线平行且旋转方向相反的场合教案纸~8~半交叉传动：用于两轴线互不平行且空间相错的场合。由于小带轮的包角总比大带轮的包角小，故只需限制小带轮的包角，一般要求α1≥150°。平带传动的特点：①结构简单，适用于中心距较大的场合②传动带具有弹性，能缓冲、吸振、传动平稳、噪声小。③在过载时可产生打滑，因此能防止薄弱零部件的损坏，起到安全保护作用，但不能保持准确的传动比。④外廓尺寸较大，效率较低。三、V带传动工作面：两个侧面1、V带的结构和类型分为布帘结构和线绳结构。2、普通V带传动的主要参数①普通v带的截面尺寸分为Y、Z、A、B、C、D、E、七种，y型的截面积最教案纸~9~小，E型的截面积最大。截面积大的承载能力大。节线的概念：当V带垂直其底边弯曲时，在带中保持原长度不变的任意一条周线叫做V带节线。②v带的轮槽截面A、基准宽度B、基准直径C、槽角ψ通常取38°36°，34°D、传动比：小带轮的节圆直径：大带轮的节圆直径E、带的基准长度见表1.4普通V带的基准长度系列F、小带轮的包角一般要求：小带轮的包角≥3、普通V带传动的选用要点A、两带轮直径要选用适当教案纸~10~B、普通V带的线速度应该验算并限制在5m/s≤v≤25m/s范内。C、V带传动的中心距应适当。4、普通V带传动的特点与应用范围相同条件下的普通V带是普通平带传动能力的三倍。5、普通V带传动的正确使用⑴选用普通V带时，要注意用带的型号和基准长度不要搞错，以保证V带在轮槽中的正确位置。⑵安装带轮时，各带轮轴线应保持平行，各带轮相对应的V型槽的对称平面应重合。⑶V带的张紧程度要适当。以大姆指压下15mm为合适。⑷对V带传动要定期检查及时调整。⑸V带传动必须安装防护罩。四、带传动的张紧装置1、调整中心距2、使用张紧轮第二章螺纹第一节螺纹的种类及应用教案纸~11~一、螺纹的种类及应用分类：三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹。三角形螺纹：分为普通螺纹、英制螺纹、管螺纹又分为粗牙和细牙螺纹。管螺纹的牙型角为550矩形、梯形、锯齿形螺纹多用于传动。梯形螺纹牙型角为300螺纹可分为左旋和右旋。常用右旋，左旋在特殊情况下应用。单线和多线之分。沿一根螺旋线形成的螺纹称为单线，沿两根以上的等距螺纹旋线形成的螺纹称为多线螺纹，常用的螺纹联接要求自锁性，故多用单线螺纹，传动螺纹要求传动效率高，故多用双线或三线螺纹，为了便于制造，一般情况下，一般用线数N≤4。二、普通螺纹的基本参数1、螺纹大径（D，d）2、螺纹中径(D2,d2)教案纸~12~3、螺纹小径(D1,d1)4、螺距（p）是指相邻两牙在中径上对应两点间的轴向距离。5、导程（Ph）同一螺旋线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。6、牙型角和牙型半角（α，α/2）7、螺纹升角（φ）三、螺纹的代号与标记1、普通螺纹（1）螺纹代号由螺纹特征的字母M、公称直径、螺距和旋向组成。右旋不标出，左旋用LH表示。M24×1.5LH表示公称直径为24mm，螺距为1.5mm的左旋细牙普通螺纹。（2）公差带代号公差带代号由表示公差带大小等级的数字和表示公差带位置的字母所组成。教案纸~13~M10×1---5g6g表示直径为10mm的粗牙普通螺纹，中径公差带为5g,顶径公差带为6g。M20×2―――6H/5g6g表示内螺纹的中径和顶径公差带为6H,外螺纹的中径公差带为5g，顶径公差带为6g。（3）旋合长度S、N、L分别为短、中、长2、管螺纹字母R表示圆锥外螺纹；字母Rc表示圆锥外螺纹;字母Rp表示圆锥外螺纹。尺寸代号用，，等。其数字表示管子直径，单位为英寸。非螺纹密封的管螺纹特征代号用字母G。三、梯形螺纹与普通螺纹相似。由梯形螺纹代号、公差带代号和旋合长度代号三部分组成。第二节螺旋传动与别的传动相比，具有结构简单，工作连续，承载教案纸~14~能力大，传动精度高等优点，在机械制造中获得了广泛的应用。常见的有单螺旋传动、差动螺旋传动和滚珠螺旋传动等。一、单螺旋传动1、直线运动方向的判定。左旋用左手，右旋用右手。若螺杆转动，螺母移动，则手握螺杆，四指与螺杆回转方向一致，与大姆指指向相反的方向即为螺母的移动方向，若螺母不动，螺杆回转并移动，则大姆指指向即为螺杆移动方向。2、直线运动距离L＝NPh3、单螺旋传动的应用形式①螺母不动，螺杆回转并作直线运动②螺杆不动，螺母回转并作直线运动③螺杆回转，螺母作直线运动④螺母回转，螺杆作直线运动二、双螺旋传动教案纸~15~由两个螺旋副组成的螺旋传动机构。1、差动螺旋传动L=n(Pha-Phh)式中L：活动螺母的实际移动距离n:螺杆的的转动圈数Pha：固定螺母的导程Phh：活动螺母的导程。当计算值为正值是说明活动螺母的实际移动方向与螺杆方向相同，反之，则是相反。2、复式螺旋传动L=n(Pha＋Phh)用于快速调整或移动两构件相对位置的场合。三、滚珠螺旋传动简介用螺旋面的滚动磨擦代替滑动磨擦。此时传动时运动稳定且动作灵敏，但其结构复杂，制造技术要求较高，成本较高，目前主要用于精密传动的数控机床上，以及自动控制装置等。第三章链传动和齿轮传动第一节链传动简介教案纸~16~一、链传动及其传动比1、链传动的工作原理是通过链轮的轮齿与链节间的啮合来传递运动和动力的。2、链传动的传动比二、链的常用类型①传动链②输送链③曳引链三、传动链的类型和结构滚子链和齿形链两种。滚子链的组成：内链板、外链板、销轴、套筒和滚子组成。当传递的动力比较大时，可采用多排链、最学用的是双排链和三排链。四、链传动的应用特点：见教材P34第二节齿轮传动概述教案纸~17~一、传动比齿轮传动及其传动比Z1n1=Z2n2一对齿轮的传动比i12=三、齿轮传动的应用特点：见教材P36三、齿轮传动的几种类型1、齿轮分类2、齿轮传动装置的封闭形式分类3、按轮齿的齿廓曲线分类四、齿轮传动的基本要求：⑴传动平衡⑵承载能力强第三节渐开线及其性质教案纸~18~一、渐开线齿轮的形成1、形成以半径Rb画一个圆，此圆为形成渐开线的圆，称为基圆，有一直线AB与基圆相切，该直线称为发生线，当发生线AB沿着基圆作纯滚动时，发生线上任一点K运动时的轨迹称CKD称为该基圆的渐开线。2、渐开线齿廓的形成二、渐开线的性质⑴基圆内无渐开线⑵发生线在基圆上滚过的线段长度，等于基圆上被滚过的一段狐长，⑶渐开线上任意一点的法线必须相切于基圆，即渐开线上任意一点的法线与该点的发生相线重合。⑷渐开线上各点的曲率半径不相等。⑸渐开线上的形状取决于基圆半径的大小。⑹渐开线上的各点处的压力角不相等。第四节直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算教案纸~19~一、基本参数1、压力角2、齿数是齿轮圆周上均匀分布的轮齿总数，用Z表示3、模数相邻两齿同侧齿廓之间的分度圆弧长为P，则分度圆周长即模数是指齿距P除以圆周率所得的商。模数越大，则轮齿的尺寸就大，所能承受的承载也就越大，对于相同齿数的齿轮，模数M越大，齿轮各部分几何尺寸也越大。二、直齿圆柱齿轮各部分名称和符号教案纸~20~⑴分度圆具有标准模数和压力角的圆d（r）⑵齿顶圆过齿轮各轮齿顶部的圆da或ra⑶齿根圆过轮齿各轮齿根部的圆df或rf⑷齿距相邻两齿同侧齿隙间在分度圆上的弧长用p表示⑸齿厚同一轮齿两侧齿廓间在分度圆上的弧长s⑹槽宽一个齿槽的两侧齿廓间在分度圆周上的弧长。e⑺齿顶高轮齿由分度圆到齿顶圆间的径向距离ha⑻齿根高轮齿由分度圆到齿根圆间的径向距离hf⑼齿高齿根圆与齿根圆之间的径向距离用h表示⑽基圆形成渐开线齿廓的圆用db或rb表示⑾基圆齿距形成渐开线齿廓的圆pb⑿齿宽沿齿轮轴线方向所量取的轮齿宽度，用b表示⒀顶隙一对相啮合的齿轮，一个齿轮的齿顶与另一教案纸~21~个齿轮齿根间的径向距离，用c表示。⒁中心距一对相啮合的圆柱齿轮，两轴线之间的垂直距离，用a表示。二、标准直齿圆柱齿轮的几何计算标准齿轮的齿顶高系数和顶隙系数C*正常齿10.25短齿0.80.31、外啮合正常标准直齿圆柱齿轮见表3.3例3.1外啮合的一对正常标准直齿圆柱齿轮，齿数Z1＝20，Z2＝40，模数m＝4mm，试计算其分离圆直径d，齿顶圆直径da齿根圆直径df，齿厚和中心距a。解：d1=m1z1=4×20=80mmD2=m2z2=4×40=160mmda1=m1(z1+2)=4×(20+2)=88mmda2=m2(z2+2)=4×(40+2)=168mm代号种类教案纸~22~df1=m1(z1-2.5)=70mmdf2=m2(z2-2.5)=4×(40-.25)=150mms1=s2=0.5p=0.5·πm=6.28mma=0.5(z1+z2)=120mm2内啮合齿轮d=d-2h=m(z-2)df=d+2hf=m(z+2.5)a=0.5d2-0.5d1=0.5m(z2-z1)四、节径制齿轮第五节一对渐开线齿轮的啮合传动教案纸~23~一、一对渐开线齿轮啮合时的有关概念①啮合点两齿廓的接触点k②啮合线啮合点的运动轨