《机械基础》教案（机械部分-劳人社第五版）

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课 时 计 划 科目 机械基础 班级 高机控1241班 教师 检查人 周第 讲总第 1 讲 2013年 月 日 第 1 页 教材章节 绪 论 课 题 绪 论 教 学 目 的 明确学习本课程的意义和本课程的性质、任务及学习方法；掌握机器、机构、零件、构件、运动副及机构的概念； 重 点 机器、机构、零件、构件、运动副及机构的概念 难 点 机器、机构、零件、构件、运动副及机构的概念 课的类型 授新课 教学方法 讲授法 教 具 挂图 教 学 进 程 备 注 绪 论 引 言 人类社会发展进程中，使用简单工具来进行生产和生活，随着社会的进步及技术的提高，各种机械逐步应用到生产、生活中，尤其是现代社会，各类机械设备有了日新月异的发展。对于机械专业学生，掌握各种机械设备的构造原理和运动规律，为进一步学习机械加工设备知识打下一定的基础，以便在今后实际工作中更好使用各类机械设备。 一、课程概述 1、课程的性质 本课程为专业基础课，为学习专业技术课程和今后在工作中合理使用、维护机械设备及技改、技革提供必要的理论基础知识。 2、课程内容 机械传动、常用机构、轴系零件、液压传动与气压传动等方面的基础知识。 3、课程任务 通过本课程的学习，熟悉和掌握机械传动、常用机构及轴系零件的基本知识、工作原理和应用特点；掌握分析机械工作原理的基本方法；能作简单的有关参数计算；能查阅有关技术资料和选用标准件。培养和提高分析问题和解决问题的能 第 2 页 教 学 进 程 追 备 课 与 备 注 力。 4、学习方法：理论联系实际，综合运用机械制图、力学、金属材料与物理等课程的基础知识，与日常生活及生产实例相联系。 二、机器、机构、机械、构件和零件 1、机器与机构 （1）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。 作用：机器用于执行机械运动的装置，用来变换或传递能量、物料与信息。 特征：从机器的组成与运动的确定性和机器的功能关系来分析，所有机器都具有三个共同特征： ①任何机器都是由许多构件组合而成的（许多不同的机构所组成） ②各运动实体之间具有确定的相对运动。 ③能实现能量的转换、代替或减轻人类的劳动，完成有用的机械功（前者表示可作原动机，后者可作转换机）。 拓展：分类：按用途分为发动机和工作机。 发动机是将非机械能转换成机械能的机器。 工作机是用于改变被加工物料的位置、形状、性能、尺寸和状态的机器。即利用机械能来做有用功的机器。 （2）机构 机构：具有确定相对运动的构件的组合，是用来传递运动和动力的构件系统。 机构与机器的区别： 机构只具有机器的前两个特征，而没有机器的第三个特征，这是根本的区别。所以说：机构的主要功用在于传递或转变运动的形式，而机器的主要功用是为了利用机械能作功或能量的转换。 例：发动机、机床为机器；汽车减速箱、机床的分度装置为机构。 （3）机械 机器与机构的统称为机械。 2、机器的组成 动力部份、传动部分、执行部分、控制部分。 第 3 页 教 学 进 程 追 备 课 与 备 注 动力部分是机器动力的来源；传动部分是将动力部份的运动和动力传递给工作部份的中间环节；执行部份是直接完成机器工作任务的部份，处于整个传动装置的终端，其结构形式取决于机器的用途；控制部分是显示和反映机器的运行位置和状态，控制机器正常运转和工作。 3、零件和构件 （1）零件 是机器及各种设备的基本单元。如：螺母、螺杆； 在时也将用简单方式连成的单元件称为零件 （2）构件 是机构中的运动单元体。 机构是由许多具有确定相对运动的构件组成的。 拓展：按构件的运动状况分为固定构件和运动构件。固定构件一般支持运动构件；运动构件又分成主动件（原动件）和从动件。 主动件为带动其他可动构件运动的构件，从动件是机构中除了主动件以外的随着主动件的运动而运动的构件。 构件和零件的区别：构件是运动的单元，零件是加工制造的单元。 三、运动副 1、运动副 是指两构件直接接触且又能产生一定形式的相对运动的可动连接。 根据两构件之间的接触是点（或线）、面，运动副可分低副和高副。 （1）低副 两构件作面接触的运动副为低副。 按两构件的相对运动形式，低副可分为： ①转动副－两构件只能绕某一轴线作相对转动的运动副。 ②移动副－两构件只能作相对直线移动的运动副。 ③螺旋副－两构件只能沿轴线作相对螺旋运动的运动副。 （2）高副 两构件作点或线接触的运动副为高副。 按接触形式不同，分为滚动轮接触、凸轮接触、齿轮接触。 2、运动副的应用于特点 第 4 页 教 学 进 程 追 备 课 与 备 注 （1）低副的特点：面接触，承受载荷时单位压力较低，承载能力大，易于制造维修，但效率低（摩擦损失大） （2）高副的特点：点或线接触，可以传递较复杂的运动（由接触部分的几何形状，可得到多种形式的对应运动），但接触处的单位压力较高，易磨损，制造维修较困难。 3．低副机构和高副机构 低副机构：机构中所有运动副均为低副的机构为。 高副机构：机构中至少有一个运动副是高副的机构称为。 四、机械传动的分类 1、机械传动装置：用于传递运动和动力的机械装置。 2、分类： （1）根据传递运动和动力形式分为摩擦传动和啮合传动两大类。 （2）按运动副构件的接触方式可分为直接接触传动和有中间挠性件（带、链）传动两种。 小结： 本课程的性质、任务及学习方法；掌握机器、机构、零件、构件、运动副及机构的分类等。 预习：P11～13 作业：P1～3：一、二、三、四、五。 课 时 计 划 科目 机械基础 班级 高机控1241班 教师 检查人 周第 讲总第 2 讲 2013年 月 日 第 5 页 教材章节 第一章 带传动 课 题 §1－1 带传动的组成、原理和类型 教 学 目 的 掌握带传动的组成、工作原理及传动比的计算；定轴轮系的传动比的计算； 重 点 带传动的工作原理、传动比概念及计算 难 点 带传动的工作原理、传动比概念及计算 课的类型 授新课 教学方法 讲授法 教 具 挂图、模型 教 学 进 程 备 注 讲评作业： 复习上讲内容： 讲授新课：第一章 带传动 §1－1 带传动的组成、原理和类型 一、带传动的组成与工作原理 1、 带传动的组成 由固定于主动轴上的带轮（主动轮）、固定于从动轴上的带轮（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一带作为蹭挠性件，靠带与带轮接触面间产生的摩擦力（或啮合力）来传递运动或动力的。 3、带传动的传动比 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。 带传动的传动比就是主动轮的转速n1与从动轮转速n2之比，通常用12表示。 其公式为： 第 6 页 教 学 进 程 追 备 课 与 备 注 12＝＝ 式中、分别为主、从动轮的角速度，rad／s。n1、 n2分别为主、从动轮的转速（r/min）. 二、带传动的类型 1、带传动分为 （1）磨擦型带传动：平带、V带、圆带。 （2）啮合型带传动：同步带。 小结： 带传动的组成； 带传动的工作原理； 带传动的传动比； 带传动的类型。 预习：§1－2 V带传动 作业：P5～8：一、二、三、四。 课 时 计 划 科目 机械基础 班级 高机控1241班 教师 检查人 周第 讲总第 3讲 2013年 月 日 第 7 页 教材章节 第一章 带传动 课 题 §1－2 V带传动 教 学 目 的 掌握带传动的工作原理及传动比的计算；熟悉皮带传动主要参数及其意义；能对主要参数进行计算； 重 点 带传动的传动比的计算；皮带主要参数及其意义； 难 点 带传动主要参数的计算 课的类型 授新课 教学方法 讲授法 教 具 挂图、模型、作图工具 教 学 进 程 备 注 讲评作业： 复习上讲内容： 讲授新课： §1－2 V带传动 V带传动是由一条或数条V带和V带带轮组成的磨擦传动。 类型：普通V带、窄V带、多楔V带。 一、V带及带轮 1、V带 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触的两侧面。结构如图1－2所示。 分为帘布芯结构和线绳结构。 常用的V带主要类型为：普通V带、窄V带、宽V带、半宽V带等。其楔角均为40°（其摩擦力是平带的3倍）。 2．V带带轮 常用结构：实心式、腹板式、孔板式、轮辐式。 二、V带传动的主要参数 1、 普通V带的横截面尺寸 楔角（带的两侧面所夹的锐角）α为40°，相对高度（h/bp）近似为0 . 7的截面环形带称为普通V带。 第 8 页 教 学 进 程 追 备 课 与 备 注 标准化的、按横截面尺寸由小到大分别为Y、Z、A、B、C、D、E七种型号。 Y型V带的截面积最小，E型V带的截面积最大。 V带的截面积愈大，其传递的功率也愈大。 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V带的节线。由全部节线构成的面叫做节面。 2、V 带带轮的基准直径 V 带带轮的基准直径是指带轮上与所配用V带的节宽，＝。 ② 基准直径 轮槽基准宽度处带轮的直径。带轮的基准直径不能太小，基准直径太小，传动时带轮上弯曲变形越严重，弯曲应力越大。则规定有最小基准直径。 和见表1－2。 ③ 槽角 轮槽横截面两侧边的夹角。 为保证变形后的V带两侧工作面与轮槽工作面紧密贴合，轮槽的槽角应比V带的楔角略小，对于＝40°的V带传动，槽角常取38°、36°、34°。小带轮上V带变形严重，取小一些，大带轮则取较大值。 3、传动比 ＝＝ 式中：－小带轮的节圆直径，mm； －大带轮的节圆直径，mm。 轮槽上与配用V带的节宽尺寸相同的宽度叫做轮槽节宽。轮槽节宽处的带轮直径叫做节径（节圆直径）。轮槽的节宽与基准宽度的位置不一定重合，因此节径不一定等于基准直径。只有在V带的节面与带轮的基准宽度重合时，基准宽度才等于节宽。 一般带轮的节圆直径可视为基准直径。V带传动的传动比≤7。 4、小带轮的包角α1 第 9 页 教 学 进 程 追 备 课 与 备 注 ＝180°－57．3°× 对于V带传动，小带轮的包角一般要求：≥120° 5、传动实际中心距 ＝A＋ 式中：A＝－ B＝ 6、带速V 一般取5-25m/min. 7、V带的根数Z 视传递功率，通常小于7。 小结： V带、带轮概念、类型；V带传动的主要参数：普通V带的横截面尺寸；V 带带轮的基准直径；传动比；小带轮的包角α1；传动实际中心距；带速V；V带的根数Z。 预习：P16～23 作业：P5—8：一、二、三、四、五 课 时 计 划 科目 机械基础 班级高机控1241班 教师 检查人 周第 讲总第 4 讲 2013年 月 日 第 10 页 教材章节 第一章 带传动 课 题 §1－2 V带传动 §1－3 同步带传动 教 学 目 的 熟悉皮带传动安装、使用及调整方法 了解同步带传动的组成、工作原理、类型、参数及应用。 重 点 皮带传动安装、使用及调整方法 难 点 皮带传动调整方法 课的类型 授新课 教学方法 讲授法 教 具 挂图、模型 教 学 进 程 备 注 讲评作业： 复习上讲内容： 三、普通V带的标记与应用 1、普通V带的标记 型号 基准长度 mm 标准号 A 1430 GB/T11544—1997 2、普通V带传动的应用特点 （1）结构简单，使用维护方便，可用于两轴中心距较大的传动场合； （2）可缓冲、吸振，传动平稳，噪声小； 但不能传递较大的传动，外尺寸大，传动效率低。 四、V带传动的安装维护及张紧装置 1、V带传动的安装维护 2、V带传动的张紧装置 如表1—4所示。 §1－3 同步带传动 一、同步带传动的组成与工作原理 1、同步带传动的组成 第 11 页 教 学 进 程 追 备 课 与 备 注 由同步带轮和紧套在两轮上的同步带组成。 2、同步带传动的工作原理 同步带传动是一种啮合传动，兼有带传动和齿轮传动的特点。 特点见表1—5。 二、同步带的类型 同步带的类型： 单面带： 双面带：分对称齿型、交错齿型。 同步带有梯形齿和弧形齿两种。 三、同步带的参数 P、LP。 四、同步带传动的应用 1、在轻工机械设备上的应用 2、在精密机械设备上的应用 3、在具有特殊要求的机械中的应用 小结：普通V带的标记与应用；V带传动的安装维护及张紧装置；同步带传动的组成、工作原理、类型、参数及应用。 预习：P24～29 作业：P5-10 一、二、三、四、五。 课 时 计 划 科目 机械基础 班级 高机控1241班 教师 检查人 周第 讲总第 5 讲 2013年 月 日 第 12 页 教材章节 第二章 螺旋传动 课 题 §2－1 螺纹的种类及应用 §2－2 普通螺纹的主要参数 教 学 目 的 理解螺纹的形成及规律；熟悉螺纹的种类及应用； 熟悉螺纹主要参数含义及计算； 重 点 螺纹的种类及应用；螺纹主要参数含义； 难 点 螺纹的形成及规律；螺纹主要参数含义及计算； 课的类型 授新课 教学方法 讲授法 教 具 挂图、模型 教 学 进 程 备 注 讲评作业： 复习上讲内容： 讲授新课：第二章 螺旋传动 螺旋传动是利用螺旋副来传递运动和（或）动力的一种机械传动。可以方便地将主运动件的回转运动转变为从动件的直线运动， §2－1 螺纹的种类及应用 一、螺纹的形成和种类 1．螺纹的形成 （1）螺旋线 动点沿一旋转面的母线作等速移动，同时该母线又绕旋转面的轴线作等角速旋转运动，则动点在此旋转面上的轨迹为一螺旋线。如图2－4所示。 （2）螺纹 在圆柱或圆锥表面上，沿着螺旋线所形成的具有规定牙型的连续凸起。如图2－2、2－3所示螺纹。 2．螺纹的种类 分为内、外螺纹，右旋、左旋螺纹，单线、多线螺纹等。 右旋螺纹：顺时针旋转时旋入的螺纹。 左旋螺纹：逆时针旋转时旋入的螺纹。 第 13 页 教 学 进 程 追 备 课 与 备 注 螺纹的旋向使用右手来判定。如图2－4所示。 螺纹的牙型：在通过螺纹轴线的剖面上螺纹的形状。 按牙型不同可分为：三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹。如图2－5所示。 二、螺纹的应用 螺纹在机械中主要用于连接和传动，则分类为： 1．连接螺纹 螺纹副：内、外螺纹相互旋合形成的连接。 连接螺纹的牙型一般使用三角形，且多用单线螺纹，因为三角形螺纹的摩擦力大，强度高，自锁性能好。 使用最多的是普通螺纹，牙型角为60°，同一直径按螺距大小可分为粗牙和细牙两种。 粗牙普通螺纹一般用于连接。 细牙普通螺纹用于薄壁零件或使用粗牙对强度有较大影响的零件。也可用于受冲击、振动或载荷交变的连接和微调机构的调整。 细牙螺纹比粗牙螺纹的自锁性好，螺纹零件的强度削弱较小，但易滑扣。 管螺纹用于连接管路。其牙型角为55°，分为非螺纹密封和用螺纹密封两种。 非螺纹密封的螺纹副，内螺纹和外螺纹都是圆柱螺纹，连接本身不具备密封性能，如需密封，可压紧连接件螺纹副外的密封面，或在密封面间添加密封物。 用螺纹密封的螺纹副有：用圆锥内螺纹与圆锥外螺纹连接、用圆柱内螺纹与圆锥外螺纹连接。 2．传动螺纹 分为梯形螺纹、锯齿螺纹和矩形螺纹。 （1）梯形螺纹（如图2－6） 牙型为等腰梯形，牙型角为＝30°，广泛用于传递动力或运动的螺旋机构中。其牙根强度高，螺旋副对中性好，加工工艺性好，但效率较低。 （2）锯齿螺纹（如图2－7） 牙侧角：在螺纹牙型上，牙侧与螺纹轴线的垂线间的夹角。 承载牙侧的牙侧角为3°，非承载牙侧的牙侧角为30°。 特点：综合矩形螺纹效率高和梯形螺纹牙根强度高的特点。外螺纹的牙根有 第 14页 教 学 进 程 追 备 课 与 备 注 相当大圆角，可减小应力集中。螺旋副的大径处无间隙，便于对中。广泛用于单向受力的传动机构。 （3）矩形螺纹 牙型为正方形，螺纹牙厚等于螺距的1／2。 传动效率高，对中精度低，牙根强度弱。加工精度较低，螺旋副磨损后的间隙难以补偿或修复。用于传力机构中。 §2－2 普通螺纹的主要参数 普通螺纹的主要参数如表2－2所示。 1．大径（D、d） 与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相切的假想圆柱的直径（如图2－9）。 内螺纹的大径用代号D表示，外螺纹的大径用代号d表示。 普通螺纹的公称直径是大径（D、d）。而螺纹公称直径是代表螺纹尺寸的直径。 2．小径（D1、d1）（如图2－9） 与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相切的假想圆柱的直径（如图2－9）。 内螺纹的小径用代号D1表示，外螺纹的小径用代号d1表示。 ＝D－2×H d1＝d－2×H 3．中径（D2、d2）（如图2－9） 一个假想圆柱的直径，该圆柱的素线通过牙型上沟槽和凸起宽度相等的地方。假想的圆柱称为中径圆柱。 内螺纹的中径用代号D2表示，外螺纹的中径用代号d2表示。 ＝D－2×H d2＝d－2×H 4．螺距（P）（如图2－10） 相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。 5．导程（Ph）（如图2－10） 同一条螺旋线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。 第 15 页 教 学 进 程 追 备 课 与 备 注 单线螺纹的导程等于螺距；多线螺纹的导程等于螺旋线数与螺距的乘积。 6．牙型角（）及牙侧角 牙型角是指在螺纹牙型上，两相邻牙侧间的夹角。 普通螺纹的牙型角＝60°。牙型半角是牙型角的一半，用表示。 牙侧角：在螺纹牙型上，牙侧与螺纹轴线的垂线间的夹角。 两牙侧角用代号、表示。对于普通螺纹，两牙侧角相等，并等于螺纹半角，＝＝＝30° 7．螺纹升角（）（导程角） 指在中径圆柱上，螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面的夹角。如图2－13。 小结：螺纹的形成、种类、应用；普通螺纹的主要参数：大径、中径、小径、螺纹升角、牙型角、螺距、导程。 预习：P29～31 作业：P9—10：一、二、三、四。 课 时 计 划 科目 机械基础 班级 高机控1241班 教师 检查人 周第 讲总第 6 讲 2013年 月 日 第 16 页 教材章节 第二章 螺旋传动 课 题 §2－3 螺纹的代号标注 教 学 目 的 熟悉螺纹标记与代号含义； 重 点 螺纹标记与代号含义； 难 点 螺纹标记与代号含义； 课的类型 授新课 教学方法 讲授法 教 具 挂图、模型 教 学 进 程 备 注 讲评作业： 复习上讲内容： 讲授新课：螺纹的代号标记 1、普通螺纹的代号标记 （1）普通螺纹代号 粗牙普通螺纹用字母M及公称直径表示； 例：M24 细牙普通螺纹用字母M及公称直径×螺距表示。 当螺纹为左旋时，在螺纹代号之后加“LH”。 M24×1．5 M24×1．5LH （2）普通螺纹标记 普通螺纹的完整标记由螺纹代号、螺纹公差带代号和螺纹旋合长度代号所组成。 螺纹公差带代号包括中径公差带代号与顶径（外螺纹大径和内螺纹小径）公差带代号。 公差带代号由表示其大小的公差等级数字和表示公差带位置的字母所组成。 第 17 页 教 学 进 程 追 备 课 与 备 注 例：5g、6H 螺纹公差带代号标在螺纹代号之后，中间用“－”分开。如果螺纹的中径公差与顶径公差带代号不同，则分别标出。前者表示中径公差带，后者表示顶径公差带。如果中径公差与顶径公差带代号相同，则只标注一个代号。 例：M20－6g5g M12×1．5－6H 内、外螺纹装配在一起，其公差带代号用斜线分开，左边表示内螺纹公差带代号，右边表示外螺纹公差带代号。 例：M16×2－6H／6g M20×2LH－6H／5g6g 螺纹旋合长度指两个相互配合的螺纹沿螺纹轴线方向相互旋合部分的长度（图2－14）。 螺纹的旋合长度分为短旋合长度、中等旋合长度和长旋合长度三组。分别用S、N、L表示。 一般情况下，不标注旋合长度，使用时按中等旋合长度确定。必要时，在螺纹公差带代号之后加注旋合长度代号S或L，中间用“－”分开。特殊需要时，可直接注明旋合长度的数值，中间用“－”分开。 例：M20－6g5g－L M12×1．5－6H－S M16×2－6H－40 2、梯形螺纹的代号与标记 （1）梯形螺纹代号 符合GB5796．1－1986标准的梯形螺纹用“Tr”表示。 单线螺纹的尺寸规格用“公称直径×螺距”表示；多线螺纹用“公称直径×导程（P螺距）”表示。 当螺纹为左旋时，在尺寸规格之后加注“LH”。 例：单线螺纹：Tr 40×7 多线左旋螺纹：Tr 40××14（P7）LH （2）梯形螺纹标记 由梯形螺纹代号、公差带代号及旋合长度代号组成。 第 18 页 教 学 进 程 追 备 课 与 备 注 梯形螺纹的公差带代号只标注中径公差带。 梯形螺纹的旋合长度分为中等旋合长度和长旋合长度三组。分别用N、L表示。 当旋合长度为N组时，不标注代号N；当旋合长度为L组时，应将组别代号L写在公差带代号后面，并用“－”分开。特殊需要时，可直接注明旋合长度的数值代替组别代号L。 梯形螺纹副的公差带应分别注出内、外螺纹的公差带的代号。前面的是内螺纹公差带代号，后面的是外螺纹公差带代号。中间用斜线分开。 例：内螺纹 Tr 40×7－7H 外螺纹 Tr 40×7－7e 左旋外螺纹 Tr 40×7LH－7e 螺旋副 Tr 52×16（P8）7H／7e 旋合长度为特殊需要的外螺纹 Tr 40×7－7e－140 3、管螺纹的标记 （1）用螺纹密封的管螺纹标记 由螺纹特征代号和尺寸代号组成。 螺纹特征代号有3个：字母Rc表示圆锥内螺纹；字母Rp表示圆柱内螺纹；字母R表示圆锥外螺纹。 当螺纹为左旋时，在尺寸代号后加注“LH”，用“－”分开。 内、外螺纹装配在一起时，内、外螺纹的标记用斜线分开，左边表示内螺纹，右边表示外螺纹。 例：圆锥内螺纹 Rc1／4 左旋圆锥外螺纹 R1－LH 左旋圆锥内螺纹与圆锥外螺纹的配合 Rc 2／R2－LH 圆柱内螺纹与圆锥外螺纹配合 Rp1／R1 （2）非螺纹密封的管螺纹的标记 由螺纹特征代号、尺寸代号和公差等级代号组成。 螺纹特征代号用字母G表示。 螺纹公差等级代号，外螺纹分A、B两级；内螺纹则不标记。 第 19 页 教 学 进 程 追 备 课 与 备 注 当螺纹为左旋时，在公差等级代号后加注“LH”，用“－”分开。 内、外螺纹装配在一起时，内、外螺纹的标记用斜线分开，左边表示内螺纹， 右边表示外螺纹。 A级外螺纹 G2A 左旋B级外螺纹 G1B－LH 右旋螺纹副 G／GA 左旋螺纹副 G2／G2A－LH 小结：普通螺纹的代号标记、梯形螺纹的代号与标记、管螺纹的标记。 预习：P32～36 作业：P11～14：一、二、三、四。 课 时 计 划 科目 机械基础 班级 高机控1241班 教师 检查人 周第 讲总第 7 讲 2013年 月 日 第 20 页 教材章节 第二章 螺旋传动 课 题 §2－4 螺旋传动的应用形式 教 学 目 的 熟悉螺旋传动的种类及应用；理解差动螺旋传动原理，了解差动螺旋传动的计算；熟悉滚珠螺旋传动特点及应用。 重 点 普通螺旋传动的种类及应用；双螺旋传动原理； 难 点 双螺旋传动原理，双螺旋传动的计算； 课的类型 授新课 教学方法 讲授法 教 具 挂图、模型 教 学 进 程 备 注 讲评作业： 复习上讲内容： 讲授新课：§2－4 螺旋传动的应用形式 螺旋副－组成运动副的两构件只能沿轴线作相对螺旋运动的运动副。 由具有一定制约关系的转动及沿转动轴线方向的移动两部分组成。 螺旋副属低副机构。 螺旋传动是利用螺旋副来传递运动和动力的机构传动。可将主动件的回转运动变成从动件的直线运动。 螺旋传动具有结构简单，工作连续、平稳，承载能力大，传动精度较高；但其摩擦损失大，则传动效率较低。 分为：普通螺旋传动、双螺旋传动、和滚珠螺旋传动等。 一、普通螺旋传动 由螺杆、螺母组成的简单螺旋副实现的传动称为普通螺旋传动。 1．普通螺旋传动的应用形式 （1）螺母固定不动螺杆回转并作直线运动 如表2－6中的台虎钳所示。。 （2）螺杆固定不动螺母回转并作直线运动 如表2－6中的螺纹千斤顶所示。通常应用于插齿机刀架传动等。 第 21页 教 学 进 程 追 备 课 与 备 注 （3）螺杆回转螺母作直线运动 如表2－6中的车床横刀架所示。 （4）螺母回转螺杆作直线运动 如表2－6中的观察镜螺旋高速装置所示。 2．普通螺旋传动直线移动方向的判定 普通螺旋传动时，从动件作直线运动的方向不仅与螺纹的回转方向有关，还与螺纹的旋向有关。 （1）右旋螺纹用右手，左旋螺纹用左手 （2）若螺杆（螺母）回转并移动，螺母（螺杆）不动，则大拇指指向即为螺杆（螺母）的移动方向，如图2－19所示。 （3）若螺杆（螺母）回转，螺母（螺杆）移动，则大拇指指向的相反方向即为螺母（螺杆）的移动方向，如表2－7所示。 3．普通螺旋传动直线运动距离的计算 螺杆（螺母）的移动距离与螺纹的导程有关。螺杆相对螺母每回转一圈，螺杆（螺母）移动一个等于导程的距离。即：L＝N Ph 式中：L－螺杆（螺母）的移动距离，mm； N－回转圈数； Ph－螺纹导程，mm。 二、双螺旋传动 由两个螺旋副组成的使活动的螺母与螺杆产生差动的螺旋传动。 1．差动螺旋传动原理 使用挂图讲解图2－7。 2．差动螺旋传动的移动距离和方向的确定 （1）螺杆上两螺纹旋向相同时，活动螺母移动距离减小。 当机架上固定螺母的导程大于活动螺母的导程时，活动螺母移动方向与螺杆移动方向相同； 当机架上固定螺母的导程小于活动螺母的导程时，活动螺母移动方向与螺杆移动方向相反；当两螺纹导程相等时，活动螺母不动（移动距离等于零）。 （2）螺杆上两螺纹旋向相反时，活动螺母移动距离增大。 活动螺母移动方向与螺杆移动方向相同。 第 22 页 教 学 进 程 追 备 课 与 备 注 （3）在判定差动螺旋传动中活动螺母的移动方向时，应先确定螺杆的移动方向。 差动螺旋传动中活动螺母的实际移动距离和方向判定公式为： L＝N （Ph1±Ph2） 式中：L－活动螺母的实际移动距离，mm； N－螺杆的回转圈数； Ph1－机架上固定螺母的导程，mm； Ph2－活动螺母的导程，mm。 当两螺纹旋向相反时，公式中用“＋”号；当两螺纹旋向相同时，公式中用“－”号。 计算结果为正值时，活动螺母实际移动方向与螺杆移动方向相同；计算结果为负值时，活动螺母实际移动方向与螺杆移动方向相反。 例：P35例2进行讲解。 3．差动螺旋传动的应用实例 常用于测微器、计算机、分度机及精密切削机床、仪器和工具中。 如图2－8所示。 三、滚珠螺旋传动 普通螺旋传动的螺杆与螺母的牙侧表面之间的相对运动摩擦是滑动摩擦，传动阻力大，摩擦损失严重，效率低。 滚珠螺旋传动具有滚动摩擦阻力很小、摩擦损失小、传动效率高、传动时运动稳定、动作灵敏等。但结构复杂、制造精度要求高、外形尺寸较大。 滚珠螺旋传动见图2－9所示。 小结：普通螺旋传动；双螺旋传动；滚珠螺旋传动 预习：P37～45 作业：P11-14：一、二、三、四、五。 课 时 计 划 科目 机械基础 班级 高机控1241班 教师 检查人 周第 讲总第 8 讲 2013年 月 日 第 23 页 教材章节 第三章 链传动 课 题 §3－1 链传动概述 §3－2 链传动类型 教 学 目 的 掌握链传动的工作原理及传动比的计算；熟悉链传动的常用类型及应用； 重 点 链传动的工作原理；链传动的常用类型及应用； 难 点 链传动的工作原理及传动比的计算 课的类型 授新课 教学方法 讲授法 教 具 挂图、模型 教 学 进 程 备 注 讲评作业： 复习上讲内容： 讲授新课：第三章 链传动 §3－1 链传动概述 一、链传动及其传动比 1、链传动：由主动链轮1、从动链轮2、链条组成。 以链条作中间挠性件，利用链节与具有特殊齿形的链轮组成的相互啮合传递运动和动力的传动。如图3－2所示。 2、链传动的传动比 设主动轮齿数为Z1，从动轮的齿数为Z2，单位时间内主动轮与从动轮转过的齿数相等，则 z1n1＝z2n2 则链传动的传动比：＝＝ 二、链传动的应用特点 传动比一般小于8，低速传动时可达10；中心距可达5—6M；传动功率P≤100KW;链条速度可达20—40M/S。与带传动比，特点如下： 1、优点 （1）能保证准确的平均传动。 第 24 页 教 学 进 程 追 备 课 与 备 注 （2）传动功率大。 （3）传动效率高，可达0．95～0．98。 （4）可用于两轴中心距较大的场合。 （5）能在低速、重载、高温及粉尘等恶劣条件下工作。 （6）作用在轴及轴承上的力小。 2、缺点 （1）不能保证准确的瞬时传动比，故不能用在要求精密传动的机械上。 （2）链条的铰链磨损后，使用其节距变大，在传动中易脱落。 （3）工作时有噪声。 （4）安装及维护费用较高。 （5）无过载保护作用。 §3－2 链传动的类型 一、链传动按用途分类如下： （1）传动链：传递运动或动力，或输送物料。 （2）输送链：输送工件、物品和材料。 （3）起重链：传递力，起牵引、悬挂物品作用。 常用的传动链有滚子链和齿形链两种。 二、传动用短节距精密滚子链（简称滚子链） 1、滚子链的结构 结构见图3－5所示。 滚子链由内链板、外链板、销轴、套筒、滚子等组成。 内链板与套筒、外链板与销轴都为过盈配合；而套筒与销轴为间隙配合。 2、滚子链的主要参数 链节为组成链条的基本结构单元。 （1）节距 是两相邻链节铰链副理论中心间的距离。设计给定的节距称为基本节距（公称节距），用p表示。如图3－6所示 （2）节数 滚子链的长度用节数来表示。 （3）链条速度 一般链条速度不大于15M/S。 第 25 页 教 学 进 程 追 备 课 与 备 注 （4）链轮的齿数 小轮齿数（Z1）应大于17，大轮齿数（Z2）不宜过多，通常小于120。 连接后链条的链节数为偶数。为使链条与链轮轮齿磨损均匀，链轮轮齿一般应取链节数互为质数的奇数。 当需要承受较大载荷、传递较大功率时，可使用多排链（图3－8）。其承载能力与排数成正比。 3、滚子链的标记 滚子链是标准件，传动用精密滚子链分为A、B两个系列。 其标记为： 链号——排数——链节数——标准编号 08A—— 1 —— 88 GB/T1243—2006 三、齿形链 齿形链又称无声链。 由一组带有齿的内、外链板左右交错排列、用铰链连接而成。如图3-10所示。 与滚子链相比：传动平稳性好、速度快、噪声较小等。 四、链传动的布置、张紧及润滑 1、链传动的布置 两个链轮的转动平面应在同一平面上，两轴线必须平行，最好水平布置。如需倾斜布置时，两链轮中心连线与水平线的夹角应小于45°。 链传动的紧边在上，松边在下，以免松边下垂使链条与链轮被卡死或干涉。 2、链传动的张紧 目的是防止链条下垂过大而引起振动，同时可增大链条与链轮的啮合包角。 当两轮轴心连线与水平面倾斜角大于60°时，通常需设张紧装置。 3、链传动的润滑 目的：减少磨损，缓和冲击，提高承载能力，延长链及链轮的使用寿命。 一般采用： （1）油壶或油刷供油；（2）滴油润滑；（3）油浴或飞溅润滑；（4）油泵润滑。 小结：链传动的概念、传动比、应用特点；滚子链的结构、主要参数及标记；链传动的布置、张紧及润滑。 预习：P46～50 作业：P15-16： 一、二、三、四、五。 课 时 计 划 科目 机械基础 班级 高机控1241班 教师 检查人 周第 讲总第 9 讲 2013 年 月 日 第 26 页 教材章节 第四章 齿轮传动 课 题 §4－1 齿轮传动的类型及应用 教 学 目 的 掌握齿轮传动工作原理；掌握齿轮传动传动比的计算；了解齿轮传动常用类型；熟悉齿轮传动的应用特点； 重 点 齿轮传动工作原理；齿轮传动传动比的计算； 难 点 齿轮传动工作原理；齿轮传动的应用特点； 课的类型 授新课 教学方法 讲授法 教 具 挂图、模型 教 学 进 程 备 注 讲评作业： 复习上讲内容： 讲授新课：§4－1 齿轮传动的类型及应用 齿轮传动是利用齿轮副来传递运动（或）动力的一种机械传动。 齿轮副的一对齿轮的齿依次交替地接触，从而实现一定规律的相对运动的过程和形态称为啮合。 齿轮传动属于啮合传动. 一、齿轮传动的常用类型 根据齿轮副两传动轴的相对位置不同分为：两轴平行、两轴不平行。 1、两轴平行： （1）根据轮齿方向不同分为： ① 直齿圆柱齿轮传动。 ② 斜齿圆柱齿轮传动。 ③ 人字齿圆柱齿轮传动。 （2）按跌倒情况分： ① 外啮合齿轮传动。 ② 内啮合齿轮传动。 ③ 齿轮齿条传动。 第 27 页 教 学 进 程 追 备 课 与 备 注 2、两轴不平行： （1）按轴线相交轴齿轮传动：锥齿轮传动。 （2）按轴线交错轴齿轮传动： ① 交错轴斜齿轮传动。 ② 蜗杆蜗轮传动。 二、齿轮传动的应用 1、传动比 I12＝＝＝ 上式说明：齿轮副的传动比是主动齿轮转速与从动齿轮转速之比，也等于两齿轮齿数之反比。 齿轮副的传动比如果过大，则会引起结构尺寸过大，给制造、安装带来不便。一般圆柱齿轮副的传动比≤8，圆锥齿轮副的传动比≤5。 2、应用特点 优点： （1）能保证瞬时传动比恒定，工作 可靠性高，传递运动准确。 （2）传递的功率和圆周速度范围较宽。 （3）结构紧凑，可实现较大的传动比。 （4）传动效率高（可达0．94～0．99），使用寿命长，维护简便。 缺点： （1）运转过程中有振动、冲击和噪声。 （2）齿轮安装要求高； （3）不能实现无级变速。 （4）不适用于中心距较大的场合。 小结：齿轮传动的常用类型；齿轮传动的传动比、应用特点。 预习：P49～52 作业：P19-21：一、二、三、四、五。 课 时 计 划 科目 机械基础 班级 高机控1241班 教师 检查人 周第 讲总第 10 讲 2013年 月 日 第 28 页 教材章节 第四章 齿轮传动 课 题 §4－2 渐开线齿廓 教 学 目 的 理解渐开线的形成；熟悉渐开线的性质及啮合性质。 重 点 渐开线的性质及啮合性质。 难 点 渐开线的形成；渐开线的性质及啮合性质。 课的类型 授新课 教学方法 讲授法 教 具 挂图、模型 教 学 进 程 备 注 讲评作业： 复习上讲内容： 讲授新课：§4－2 渐开线齿廓 一、齿轮传动对齿廓曲线的基本要求 从传递运动和动力两方面来考虑： 1、传动要平稳（即保证瞬时传动比恒定不变）； 2、承载能力要强。 二、渐开线的形成及性质 1、渐开线的形成 在平面上，一条动直线（发生线）沿着一个固定的圆（基圆）作纯滚动时，此动直线上一点的轨迹，称为圆的渐开线。 使用挂图进行讲解：渐开线、渐开线基圆。 以渐开线作为齿廓曲线的齿轮称为渐开线齿轮。 2、渐开线的性质 （1）发生线沿基圆上滚过的线段长度NK等于基圆上被滚过的弧长NC； （2）渐开线上任意一点的法线必定与基圆相切； （3）渐开线的形状取决于基圆的大小；基圆越大，渐开线越平直；如图4－4。 第 29页 教 学 进 程 追 备 课 与 备 注 （4）渐开线上各点的曲率半径不相等；离基圆越远，则曲率半径越大，渐开线越趋于平直； （5）渐开线上各点处的齿形角不相等。 （6）基圆内无渐开线； 由图3－13所示，在直角三角形ONK中，＝＝ 三、渐开线齿廓的啮合特性 通过对图4－6讨论，阐明节点、节圆和啮合角的概念。节点、节圆和啮合角只有在一对齿轮啮合时才存在，单个齿轮不存在。 渐开线齿廓啮合具有以下特性： 1、能保证瞬时传动比的恒定 齿轮传动时，两轮在P点的线速度相同，即：＝ ＝＝ 而 ∵△∽△ ＝，即＝ ∴ ＝＝＝＝常量 渐开线齿轮传动的传动比等于主动轮和从动轮基圆半径的反比。由于两啮合齿轮的基圆半径是定值，所以渐开线齿轮传动的传动比能保持恒定不变。 2、中心距的可分离性 由于齿轮传动的传动比仅与两轮基圆半径有关，而与两轮的中心距无关，所以对于基圆半径已确定的齿轮副，其传动比大小不受两轮安装时中心距误差的影响，这一啮合特性称为渐开线齿轮传动的可分离性。 小结：齿轮传动对齿廓曲线的基本要求；渐开线的形成及性质；渐开线齿廓的啮合特性。 预习：P52～58 作业：P19-21：一、二、三、四、五。 课 时 计 划 科目 机械基础 班级 高机控1241班 教师 检查人 周第 讲总第 11 讲 2013 年 月 日 第 30 页 教材章节 第四章 齿轮传动 课 题 §4－3 渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算 教 学 目 的 熟悉直齿圆柱齿轮几何要素的名称及含义；熟悉直齿圆柱齿轮的基本参数的定义；掌握标准直齿圆柱齿轮主要参数及其计算； 重 点 直齿圆柱齿轮的基本参数的定义；模数的概念； 难 点 同重点 课的类型 授新课 教学方法 讲授法 教 具 挂图、模型、作图工具 教 学 进 程 备 注 讲评作业： 复习上讲内容： 讲授新课：§4－3 渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算 一、渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称 1、齿顶圆（） 在圆柱齿轮上，其齿顶所确定的圆称为齿顶圆。 2、齿根圆（） 其各齿槽底部所确定的圆称为齿根圆。 3、分度圆（） 圆柱齿轮选定的设计齿轮的基准圆，为假想曲面，有关参数均由此曲面为基准加以确定。 4、齿厚和齿槽宽 一个齿的两侧端面齿廓之间的分度圆弧长，称为齿厚，用表示。一个齿槽的两侧齿廓之间的分度圆弧长，称为齿槽宽，用表示。 5、齿顶高、齿根高和齿高 齿顶高（）是齿顶圆与分度圆之间的径向距离。 第 31 页 教 学 进 程 追 备 课 与 备 注 齿根高（）为齿根圆与分度圆之间的径向距离。齿高（）为齿顶圆和齿根圆间的径向距离。 6、端面齿距（） 在齿轮上，两个相邻而同侧的端面齿廓之间的分度圆弧长，称为端面齿距（或齿距）。 二、渐开线标准直齿圆柱齿轮的主要参数 1、齿形角（） 渐开线上任意点处的齿形角是不相等的，在同一基圆的渐开线上，离基圆越远的点，齿形角越大；反之亦然。 对于渐开线齿轮，通常齿形角为分度圆上的齿形角，其大小为＝20°。 另齿形角可用公式＝表示，其齿形角的大小对轮齿的形状的影响（见图3－21），由此可看出，当分度圆半径不变，齿形角减小，则基圆半径增大，轮齿的齿顶变宽，齿根变瘦，其承载能力降低；齿形角增大，则基圆半径减小，轮齿的齿顶变尖，齿根变厚，其承载能力增大。综合考虑齿轮副的传动性能和轮齿的承载能力，则规定渐开线圆柱齿轮分度圆上的齿形角＝20°。即采用渐开线上齿形角为20°左右的一段作为轮齿的齿廓曲线，而不是任意段的渐开线。 2、齿数（） 一个齿轮的轮齿总数。 3、模数（） 齿距除以圆周率的商为模数。单位mm。 由齿距定义可知，＝，则分度圆的直径为：＝，显然，如果我们取周节为有理数，则分度圆直径将为无理数，当其他各圆的直径以此作为计算基准时，它们的直径均将为无理数，这将给计算和测量带来不便。为了使分度圆的直径（半径）为有理数，我们取周节为的有理倍数，并以符号表示这个倍数，即：＝，把称为模数。则＝。 模数有如照像的放大倍数，模数愈大，则齿轮的尺寸就愈大，当然齿轮的强度也就愈大。如图4－10所示。一般来说，不同半径上的周节均不相同，因而也就有不同的模数；通常所指的模数，是指分度圆的模数；并以分度圆的模数 第 32 页 教 学 进 程 追 备 课 与 备 注 称为齿轮的模数。表4－3为渐开线圆柱齿轮标准模数。 4、齿顶高系数（） 齿顶高与模数之比。即：＝ 标准直齿圆柱齿轮的齿顶高系数＝1。 5．顶隙系数（） 齿轮啮合时，为避免一个齿轮齿顶面与另一齿轮的齿槽底面相抵触，要求轮齿的齿根高应大于齿顶高，则一齿轮的齿顶与另一齿轮的槽底间具有一定的径向间隙为顶隙。 顶隙在齿轮的齿根圆柱面与配对齿轮的齿顶圆柱面之间的连心线上量度，用表示。 顶隙与模数之比值称为顶隙系数，＝ 则＝＋＝（＋） 标准直齿圆柱齿轮的顶隙系数＝0．25 顶隙可贮存润滑油。 小结：渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称、主要参数。 预习：P56～58 作业：P21-25：一、二、三、四、五。 课 时 计 划 科目 机械基础 班级 高机控1241班 教师 检查人 周第 讲总第 12 讲 2013年 月 日 第 33 页