机械基础全册教案[第四版]

机械基础(第四版)绪论（2课时）【导入】人们的生活离不开机械，在日常生活中都随处可见（例如：螺钉、自行车、汽车、挖掘机），它通常有两类：一类是可以使物体运动速度加快的称为加速机械（自行车、飞机）；一类是使人们能够对物体施加更大力的称为加力机械（旋具、机床）。教学目标：1、本课程的性质、内容、特点及学习方法2、掌握零件、构件、机构、机器的概念及它们之间的区别与联系和机器的组成3、掌握运动副的概念和分类教学重点难点：1、机器和机构的区分2、运动副的概念和分类一、课程概述1.课程性质机械基础就是来研究这些机械的一门专业基础课，是为学习专业技术课培养专业岗位能力服务的。2.课程内容它包括机械传动、常用机构、轴系零件及液压与气压传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1.零件和构件（1）零件：是机器及各种设备的基本组成单元（例如螺母、螺栓），有时也将用简单方式练成的单元件称为零件（如轴承）。（2）构件：是机构中的运动单元体（如曲柄、连杆）。（3）两者间的区别和联系区别：零件是制造单元，相互之间没有运动。构件是运动单元，相互之间有确定的相对运动。联系：构件可以是一个独立的零件，也可以是由若干个零件组成2.机器和机构（1）机构：是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（如带传动机构、齿轮机构）。（2）机器：是人们根据使用要求而设计制造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（如电动机手机）。（3）两者之间的异同点不同点：机器能代替人的劳动完成有用的机械工或实现能量转换，机构只能用来传递运动和力而不能做功或实现能量转换。相同点：都是由构件组成；构件间都具有确定的相对运动。3.机器的组成一台完整的机器，通常由四部分组成动力部分：作用是将其它形式的能量转换为机械能，以驱动机器各部分的运动。执行部分（工作机构）：机器中直接完成具体工作任务。传动部分（传动装置）：将原动机的运动和动力传递给工作机构。控制部分：显示、反映、控制机器的运行和工作。三、运动副的概念及应用特点1.运动副：两构件之间直接接触并能产生一定形式相对运动的可动联接。根据接触情况可分为高副和低副。（1）低副：两构件间作面接触的运动副。根据运动特征分为转动、副移动副和螺旋副。（2）高副：两构件间作点或线接触的运动副。按接触形式不同分为滚轮接触、凸轮接触和齿轮接触。2.运动副的应用特点（1）低副特点：单位面积压力小，传力性能好，滑动摩擦，摩擦阻力大，效率低。不能传递较复杂的运动。（2）高副特点：单位面积压力大，两构件接触处容易磨损，制造和维修困难，能传递较复杂的运动。3.低副机构与高副机构机构中所有运动副均为低副的机构称为低副机构；机构中至少有一个运动副是高副的机构称为高副机构。四、机械传动的分类(P10)(a)转动副(b)移动副(c)螺旋副本章小结1．机器、机构的特征及异同点。2．构件与零件的概念。3．机械、机器、机构、构件、零件之间的关系。4．机器的组成。5．运动副概念及其分类。6．高副、低副的应用特点。7．机械传动的分类。作业：上述3，4，6第一章带传动（5课时）教学目标：1.掌握带传动的组成及工作原理2.掌握V带的主要参数和标记3.理解V带传动的安装维护及张紧装置4.了解带传动的分类5.了解V带的结构和带轮的结构分类6．了解同步带传动教学重点难点：1.带传动的工作原理及传动比2.V带的主要参数和标记【复习】1.零件和构件的定义及区别和联系2.机器和机械的异同点；机器的分类3.运动副的概念及分类4.高副和低副的概念、分类和特点第一节带传动的组成、原理和类型【导入】在日常生活中经常会看到用带传动的场合（例如缝纫机、录音机、跑步机），还有一些机器中也常用到带传动（例如粉碎机、手扶拖拉机）。这么多用到带传动的场合，那么带传动是由哪几部分组成的？它又是怎么来传递运动和动力的？【新授】一、带传动的组成和原理1.带传动的组成带传动一般由固连与主动件的带轮（主动轮），固连与从动件的带轮（从动轮）和紧套在两轮上的挠性带组成。2．带传动的工作原理带传动是以张紧在至少两个轮上的带作为中间挠性件，依靠带与带轮接触面间产生的摩擦力（啮合力）来传递运动与力的。目前，大多数用带传动的都是依靠摩擦力来传递运动和动力：主动轮通过摩擦力将运动和力传递给带，带有通过摩擦力将运动和力传递给从动轮，从而实现带传动的正常工作。摩擦力的大小不仅与带和带轮接触面的摩擦系数有关，还与接触面间的正压力有关。因此，带与带轮之间应有一定的张紧程度，以保证足够的摩擦力。3．机构传动比i机构中瞬时输入角速度与输出角速度的比值称为机构的传动比。传动比是机械传动中的一个重要概念，针对不同的机械传动，具体的表达式会有所不同，但基本概念是相同的。带传动的传动比就是主动轮转速n1与从动轮转速n2之比，通常用i12表示i=n1∕n2从传动比公式可以得出：当0i1时，机械传动为增速传动（从动轮转速大于主动轮转速）；当i=1时，机械传动为等速传动（从动轮转速等于主动轮转速）；当i1时，机械传动为减速传动（从动轮转速小于主动轮转速）。机械中常用的是减速传动。传动比的角标符号的含义要清楚，i12与i21的含义是不同的，在计算中不能混淆。i12：1为主动轮，2为从动轮，表示轮1与轮2的转速比；i21：2为主动轮，1为从动轮，表示轮2与轮1的转速比。二、带传动的类型(P13)第二节V带传动一、V带及带轮V带传动是由一条或数条V带和V带带轮组成的摩擦带传动。1.V带（1）外形：V带是一种无接头的环形带，其横截面为等腰梯形，工作面是与轮槽相接处的两侧面，带与轮槽底面不接触。（2）分类：按结构不同可以分为帘布芯和绳芯（3）组成：由包布、顶胶、抗拉体和底胶（4）特点：帘布芯：制造简单，抗拉强度高，价格低，应用广。绳芯：柔韧性好，适用于转速较高的场合。2.V带带轮带传动摩擦型带传动啮合型带传动：同步带传动圆带传动平带传动V带传动普通V带传动窄V带传动多楔带传动常用结构有实心式、腹板式、孔板式和轮辐式基准直径较小时采用实心式带轮，当基准直径大于300mm时，采用轮辐式带轮材料:铸铁,常用HT150、HT200。转速高时：用铸钢、钢的焊接结构低速、小功率时：用铝合金、塑料。实心式：当带轮直径d≤（2.5-3）dS(带轮轴孔直径)采用。腹板式:当带轮直径d≤300mm时采用。孔板式:当带轮直径d≤300mm时采用。轮辐式:当带轮直径d≥300mm时采用。二、V带传动的主要参数1、.普通V带的横截面尺寸楔角ａ为40度（带的两侧面所夹的锐角），相对高度（ｈ∕ｂp）为0.7的V带称为普通V带。顶宽b——V带横截面中梯形轮廓的最大宽度。节宽bp——V带绕带轮弯曲时，长度和宽度不变的层面称中性层，中性层的宽度称节宽。高度h——梯形轮廓的高度相对高度ｈ∕ｂp——带的高度与节宽之比普通V带已经标准化，按横截面尺寸由小到大分别为Y、Z、A、B、C、D、E七种型号，在相同的条件下，横截面尺寸越大，传递的功率越大。为了保证带传动工作时带和带轮槽工作面接触良好，V带带轮轮槽角要适当减小些，一般取34、36、38度。2．V带带轮的基准直径ddV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。在带传动中，带轮基准直径越小，传动时带在带轮上的弯曲变形越严重，V带的弯曲应力越大，从而会降低带的使用寿命。为了延长传动带的使用寿命，对各种型号的普通V带带轮都规定了最小基准直径。3．V带传动的传动比idd1——主动轮基准直径，mmdd2——从动轮基准直径，mmn1——主动轮的转速，r/minn2——从动轮的转速，r/min通常V带传动比i≤7，常用2~74．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。两带轮中心距越大，小带轮包角也越大，带与带轮接触弧也越长，带能传递的功率也越大；反之，带能传递的功率就越小。为了使带传动可靠，一般要求小带轮包角大于等于120度。包角计算公式d1d22112ddnni5．中心距a中心距——两带轮中心连线的长度。两带轮中心距增大，使带传动能力提高；但中心距过大，又会使整个传动尺寸不够紧凑，在高速时易使带发生震动，反而使带传动能力下降。因此，两带轮中心距一般在0.7~2（dd1+dd2）范围内。6．带速v带速太低，传动尺寸大而不经济带速太高，离心力又会使带与带轮间的压紧程度减少，传动能力降低因此带速一般取5~25m∕s7．V带的根数Z根数多，传递功率大,但受力会不均匀，所以带的根数应小于7。三、普通V带的标记与应用特点1．普通V带的标记中性层——V带绕带轮弯曲时，其长度和宽度均保持不变的层面。基准长度Ld——在规定的张紧力下，沿V带中性层量得的周长，又称为公称长度。标记示例：2．普通V带传动的应用特点优点：（1）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（2）传动平稳，噪声低，有缓冲吸振作用（3）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。缺点：（1）不能保证的准确的传动比（2）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（1）安装V带时，用大拇指将带按下15mm左右，带的张紧程度就达到合适状态。（2）安装V带时，两轮轴线要平行，两轮槽对称平面应重合，偏角误差小于20'（3）V带在轮槽内要有正确的位置。V带顶面应与带轮外缘表面平齐或略高一些，底面与槽底面应有一定间隙。（4）在使用过程中应定期检查并及时调整。（5）为了保证安全生产和V带清洁，应给V带传动加防护罩。2．V带传动的张紧装置d2d11()18057.3ddaV带常用的张紧方法有调整中心距法和采用张紧轮法，其中在安装张紧轮时，要安装在松边内侧且靠近大带轮处，目的是不使小带轮的包角减小。第三节同步带传动简介；【复习】1.V带的主要参数和型号2.V带传动比和包角的计算公式3.V带包角中心距带速和根数对带传动的影响及取值范围4.V带的标记和应用特点5.V带安装与维护时的注意事项6.V带传动的张紧方法【导入】前面讲到的带传动都是靠带与带轮接触弧上的摩擦力来传递运动和动力的，但有一种带并不是靠摩擦力来传递运动和力的，这就是今天要讲的同步带。【新授】一、同步带传动的特点同步带是一种啮合传动，依靠带内周的等距横向齿与带轮相应齿槽间的啮合力来传递运动和力，兼有带传动和齿轮传动的特点。1.带与带轮之间没有打滑现象，.能保证准确的传动比2.传动效率高，传动比大3.允许带速高4.安装时对中心距要求严格5.制造要求高，价格较贵二、同步带传动的应用同步带传动主要用于要求传动比准确的中、小功率传动中，如计算机、录音机、数控机床、汽车等。同步带规格已经标准化，它最基本的参数是节距。同步带的齿形一般采用渐开线，并用与齿轮加工相似的方法加工。为了防止同步带从带轮上脱落，带轮侧边应装挡圈。【总结】1．带传动的组成、工作原理。2．普通V带的结构、主要参数。3．普通V带传动的标记及应用特点。4．普通V带传动的。5．带传动的安装维护及常用张紧装置。6．窄V带和同步带传动的一般概念。作业p14练习1—3，p20练习1—7第二章螺纹传动（5课时）教学目标1、了解螺纹类型、特点及应用2、理解普通螺纹的主要参数，掌握标记方法3、掌握螺旋传动的应用形式教学重点难点1、普通螺纹的主要参数及标记方法2、差动螺旋传动原理及计算第一节螺纹的种类和应用【导入】大家肯定不会对螺纹感到陌生，螺纹是在生活中经常看到的，但螺纹是不是只有咱们看到的这一种呢？如果不是它还有什么样的？又是怎么分的呢？这就是今天要跟大家讲的内容。螺旋传动是利用螺杆和螺母组成的螺旋副来实现传动的。【新授】一、按螺纹牙型的不同分类1.三角形螺纹：又称普通螺纹，牙型为三角形，分为粗牙和细牙两种，广泛用于各种紧固连接。粗牙的应用最广，细牙的使用于薄壁零件的连接和微调机构的调整。2.矩形螺纹：牙型为矩形，传动效率高，