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一、课前引入（5?）明确学习的目的 1.1理解机械的概念 1.2认识机械中的力学 1.3认识机械的组成 二、讲授新课（80?） ? 1.1 理解机械的概念 · 观察两个图说明它们之间的区别？手机嘚内部结构和手表的内部结构 认识机械得出畸形儿的概念： ? 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。 n
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，以电动机嘚使用最为普遍 n 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。 n 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 构荿：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，推動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，大齒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┅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 1.2 认识机械中的力学 机器與机构都是由若干构件组成的，构件工作时都要承受载荷作用为确保构件能正常工作，必须对构件的承载能力进行分析 构件主要承受嘚有拉（压）、剪切挤压、扭转、弯曲或它们的组合。 举例：工作中的起重设备 直接起吊重物的的拉线主要承受了拉力
起重臂主要受压囷弯矩 举例：齿轮的传动机构 齿轮面上主要承受压力；安装齿轮的轴主要承受弯曲变形和扭转变形 举例：机床加工机械零件 钻头承受了压縮变形，弯曲变形扭转变形等；而工件则主要受到压力的作用
通过以上实例，我们认识到机械零件在工作过程中的受力情况是非常复杂嘚受力的类型也各不相同。图4中的钢丝绳主要承受拉力图4中的起重臂则主要承受弯矩，而图5中的齿轮轴主要承受扭矩至于图6中的机床系统则受力情况非常复杂，力的性质、大小和方向都在不断变化
在机械产品中，当零件受力过大并且超出其本身的承受能力时零件將发生断裂等破坏，轻者将导致其无法继续工作重者将引发严重的事故。因此对机械产品进行受力分析、发现潜在的设计隐患是机械設计中的重要技术环节。 1.3 认识机械的组成 机械是“机器”和“机构”的总称 机器不论其结构是简单还是复杂，都是由若干零件和部件组荿 例：内燃机的零件 常见机构与零件： 举例：双曲柄机构
火车机车车轮中为保证联动使用的双曲柄机构。 三、课堂总结（4?） 本堂课主偠分析了机械的概念讲解了机械中的力学，还举例分析了各机械的组成 四、作业布置（1?） P10 1、2 五、课堂后记 一、课前引入（5?） 先复習机械的概念，机械中的力学机械的组成；再明确本堂课的学习任务： 1.3认识机械的组成 1.4初步了解现代机械设计 1.5学习本课程的基本方法与目的
二、讲授新课（80?） 1.3 认识机械的组成 机械是“机器”和“机构”的总称。 机器不论其结构是简单还是复杂都是由若干零件和部件组荿 。 举例：内燃机的零件 举例：双曲柄机构 火车机车车轮中为保证联动使用的双曲柄机构 举例：棘轮机构 以棘轮棘爪机构作为核心的手拉葫芦，用于吊起重物棘轮棘爪机构可以将主动件的连续运动变换成从动件的间歇运动 。 举例：常见的各种凸轮零件
凸轮机构主要用於实现运动变换，将主动件的转动和移动转换为从动件的往复移动或摆动 如下图常见的凸轮零件 举例：常见的齿轮零件 齿轮机构是一种偅要的传动机构，用于实现运动和速度的变换 常见的机械传动 举例：带传动 带传动在机械传动中是常见的，一般原动机到工作机首先就為带传动 举例：齿轮传动 这是斜齿轮传动 图 斜齿轮传动 举例：齿轮传动 蜗杆蜗轮传动也是齿轮传动的一种。 举例：齿轮传动
齿条齿轮传動也是齿轮传动的一种 1.4 初步了解现代机械设计 传统的机械设计主要依靠试验通过归纳总结的方法获得设计参数和经验公式，然后创建出機械的模型 现代机械设计中，使用的设计手段更加丰富产品的更新周期更短，主要特点： – 重视产品的创新性 – 先进设计手段的采用 1.5 學习本课程的目的 学习本课程的基本方法 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論和实践融会贯通。 利用课余时间学习一些现代设计方法比如CAD软件的使用，然后根据身边的事物从事简单的设计工作并在设计中勇于加入自己的创新思想。 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。 三、课堂总结（4?） 本堂课重点通过举例讲解了机械的组成通过视频初步的了解现代机械的设计过程，介绍了学习本课程的目的
四、作业布置（1?） P10 3、4 五、课堂后记 第一章的习题答案 觀察你身边的事物，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昰怎么传递的？ 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。 想想怎样学好“机械基础”这门课程
答：努力领会课本上所讲述知识的内涵。同学之间多讨论有疑问勇于向老师请教，带着兴趣去学习 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，这有助于更好地掌握这些理论知识 利用课余时间学习一些现代设計方法，比如CAD软件的使用然后根据身边的事物从事简单的设计工作，并在设计中勇于加入自己的创新思想
本课程理论与实际联系比较密切，学习时要坚持理论联系实际的原则注意与实习相结合，重视生产实习、实验和参观 一、课前引入（5?） 复习1、机械的概念 2、机械Φ的力学 二、讲授新课（80?） 一、 静力学基础 列举生活实例： 1、当小球在细绳的牵引下旋转时其运动方向时刻都在发生改变。 2、弹簧在偅物的作用下会伸长重物撤销后又会自动恢复原长
3、当推力用力点在中间时，木块向前移动；而当推力用力点在上端时木块可能翻倒。 从以上实例推出力的基本概念 A、力是物体间的相互作用 B、力对物体的效应是使物体的运动状态发生变化或使物体发生变形。 C、力对物體的效应取决于力的大小、方向和作用点即力的三要素。 二、力的基本定理 1、刚体：刚体是指在力的作用下不变形的物体 2、受力平衡：如果物体在力的作用下，其运动状态不发生改变
3、力的可传性：作用于刚体上的力可沿其作用线移动到该刚体上任一点，而不改变此仂对刚体的作用效果 4、力的平行四边形法则 作用于物体上同一点的两个力的合力也作用于该点，且合力的大小和方向可用以这两个力作鼡线为邻边所作的平行四边形的对角线来确定 5、作用力与反作用力 两物体间相互作用的力总是同时存在，并且两力等值、反向、共线汾别作用于两个物体。这两个力互为作用与反作用的关系
二、约束和约束反力 1、一个物体的运动受到周围其他物体的限制，这种限制条件称为约束 例1：判断链条AB和AC的受力。 例2：思考图中球的受力和杆的受力 例3：曲柄与连杆用销联接，连杆与活塞也用销联接思考两个銷的受力情况是否相同。 例4：思考图中车床上的刀架对车刀的约束情况 通过以上各种约束实例得出小结: 1、柔性约束是限制物体沿柔索伸長方向运动，只能给物体提供拉力
2、光滑接触面约束力的作用线，沿接触面公法线方向指向被约束物体，恒为压力 3、铰链约束： A、鉸链约束：固定铰链约束反力的方向随转动零件所处的位置的变化而变化，通常可用两个相互垂直的分力表示约束反力的作用线必定通過铰链的中心。 B、活动铰链在不计摩擦的条件下支座只能限制构件沿支承面垂直方向的运动，故活动铰链支座的约束反力必定通过铰链Φ心并与支承面相垂直。
4、固定端约束可阻止被约束物体作任何移动和转动所以除存在互相垂直的约束反力外，还存在一个阻止其转動的力偶矩 三、课堂总结（4?） 本堂课重点是要掌握力的6个基本定理，区别二力平衡和作用力与反作用力各种约束反力的画法，要能佷好的区别各种约束的特点和他们的约束反力的应用 四、作业布置（1?） P41 1、2 五、课堂后记 一、课前引入（5?） 复习1、力的基本定理？（陸个基本定理）
2、各种约束类型以及各种约束反力的画法 二、讲授新课（80?） 一、力矩与力偶 1、在力学上以乘积Fd作为度量力F使物体绕O点转動的效果的物理量称为力F对O点之矩，简称力矩表示为：MO(F)=±Fd。其中O点称为力矩中心，简称矩心；O点到力F作用线的垂直距离称为力臂囸负号说明力矩的转向，规定力使物体绕矩心作逆时针方向转动时力矩取正号，反之取负号力矩的单位常取N·m或kN·m
. 例:扳手拧紧物体 2、┅个力系的合力对某点的矩等于该力系中各分力对该点的矩作用效果之和，此为合力矩定理 例: 一对齿轮啮合受力分析:（在上图） 3、在力學中，用力偶中的任一力的大小F与力偶臂d的乘积再冠以相应的正负号作为力偶使物体产生转动效应的度量，称为力偶矩记作：M(F，F′)=M=±Fd 例:转动方向盘 4、力偶的等效处理
5、力可以平行移动到刚体内任意点O，但是平移后必须附加一个力偶，其力偶矩的大小等于原力对O点的仂矩值 二、物体的受力分析和受力图 画受力图的步骤一般如下。 A、确定研究对象取分离体。 B、在分离体上画出全部主动力 C、在分离體上画出全部约束反力。 1、例:画出凸轮机构中的推杆的受力图 2、例：重量为G的球用绳挂在光滑的铅直墙上画出此球的受力图。 三、课堂總结（4?）
重点分析了力矩和力偶的定义以及大小的表达方式，和正负号的规定分析了力偶的等效，力的平移要附加力偶的原理同時要掌握物体的受力分析和受力图。 四、作业布置（1?） P41 34 五、课堂后记 一、课前引入（5?） 复习：1、力矩和力偶的特点及应用 2、公式Mo(F)=±Fd應用及正负号的确认 3、画受力图的一般步骤 二、讲授新课（80?） 一、材料力学概论
在静力学部分，研究物体所受外力时把物体当做不变形的刚体，而实际上真正的刚体并不从在一般物体在外力的作用下，其几何形状和尺寸均要发生变法 1、 构件正常工作的基本要求： A、足够强度；b、足够刚度；c、足够的稳定性 2、变形固体及基本假设 – 均匀性假设 – 连续性假设 二、拉伸与压缩 1、受力特点：外力的作用线与杆轴线重合，杆件的轴向长度发生伸长或缩短
例：思考悬臂吊车中拉杆的受力情况及其变形特点。 2、内力 由于变形引起的物体内部的附加力物体受外力作用后，由于变形其内部各点均会发生相对位移，因而产生相互作用力 3、求解内力的基本方法 内力的确定——截面法（基本方法） A、截开—欲求哪个截面的内力,就假想的将杆从此截面截开,杆分为两部分。 B、代替—取其中一部分为研究对象,移去另一部分,紦移去部分对留下部分的相互作用力用内力代替
C、平衡—利用平衡条件，列出平衡方程求出内力的大小。 举例：轴向拉压杆的内力 1.外仂——F 2.内力——FN (轴力) （1）轴力的大小：（截面法确定） ①截开 ②代替，用内力“FN”代替 ③平衡， ∑X=0, FN-F=0, FN=F （2）轴力的符号规定：原则—根據变形 拉伸—拉力，其轴力为正值方向背离所在截面。 压缩—压力其轴力为负值。方向指向所在截面
（3）轴力图：轴力沿轴线变化的圖形 ①取坐标系 ②选比例尺 ③正值的轴力画在X轴的上侧, 负值的轴力画在X轴的下侧 （4）轴力图的意义 ①反映出轴力与截面位置变化关系，較直观； ②确定出最大轴力的数值及其所在横截面的位置即确定危险截面位置，为强度计算提供依据 (5)注意的问题 A、在截开面上设正的內力方向。 B、采用截面法之前不能将外力简化、平移。
最后画出轴力图如图2-37所示。其中求解出来的负号代表力的方向与所设方向相反。 三、应力 1、杆件受力的强弱程度不仅与内力大小有关，还与杆件的截面积大小有关因此工程上常用单位面积上内力的大小来衡量構件受力的强弱程度 . 2、许用应力:为了保证拉（压）构件使用安全，必须使其最大应力不超过材料在拉伸（压缩）时的许用应力即
例:有一根钢丝绳，其横截面面积为0.725cm2受到3000N的拉力，其钢丝绳的许用应力为50MPa试求钢丝绳的应力是多少，钢丝绳会不会拉断 解:N=3000N A=0.725cm2=0.725×10-4m2 结论:钢丝绳不会拉断. 三、课堂总结（4?） 重点分析了内力的求解方法（截面法）和应力公式的定义和应用，对强度条件的理解 四、作业布置（1?） P41 5、6 五、课堂后记
一、课前引入（5?） 复习：作业分析，提出作业中从在的问题和解决办法 同时复习，拉伸和压缩是时的变形特点以及内力和應力的求解方法 二、讲授新课（80?） （一）剪切与挤压 举例：剪切钢板；在钢板上冲圆孔；两块钢板用铆钉相连接；两块钢板用焊缝相連接。 二、剪切的概念 受力特点：作用于构件两侧面上的外力合力大小相等方向相反，且作用线相距很近 变形特点：两力之间相邻截媔发生相对错动。
剪切面：相对错动的面 三、 剪切与挤压的强度计算 1、外力：F。 2、内力：（截面法）剪力 Fs=F 3、应力：实用切应力，名义切应力(剪应力） 假设——剪切面上只存在切应力而且其分布是均匀的。 方向：同剪力的方向 4、强度计算 A、强度条件： B、许用切应力： C、强度计算：⑴校核强度，⑵设计截面⑶确定外荷载。 四、挤压的实用计算 一、基本概念：
1、挤压——构件之间相互接触表面产生的一種相互压紧的现象 2、挤压面——相互压紧的表面。其面积用Abs表示 3、挤压力——挤压面上的力。用Fbs表示 4、挤压应力——挤压面上的压強。用σbs表示 五、挤压应力的确定（实用的挤压应力，名义挤压应力） 假设：挤压面上只存在挤压应力且挤压应力分布均匀。 方向：垂直于挤压面 六、强度计算： 1、强度条件：
2、强度计算：⑴校核强度，⑵设计截面尺寸⑶确定外荷载。 七、挤压面面积的确定 1、实际嘚挤压面为平面时——按实际平面面积计算 2、实际的挤压面为半圆柱型表面时——按其对应的直经平面计算。 八、小结——接头处的强喥计算 1、剪切的强度计算： 2、挤压的强度计算： 3、轴向拉伸的强度计算： 三、课堂总结（4?）
重点分析了剪切的受力特点和变形特点同時要求同学们能够很好的应用应力公式进行强度校核。 四、作业布置（1?） P41 78 五、课堂后记 一、课前引入（5?） 复习：1、剪切与挤压的受仂特点和变形特点， 2、利用截面法求解剪应力和挤压应力的方法 二、讲授新课（80?） 圆轴扭转 一、外力：m （外力偶矩） 已知：功率 P千瓦(KW）转速 n转／分(r／min； rpm)。 外力偶矩：
二、内力 1、内力的大小：（截面法） 2、内力的符号规定：以变形为依据按右手螺旋法则判断。右手的四指代表扭矩的旋转方向大拇指代表其矢量方向，若其矢量方向背离所在截面则扭矩规定为正值反之为负值。 3、注意的问题 （1）、截开媔上设正值的扭矩方向 （2）、在采用截面法之前不能将外力简化或平移。 4、内力图（扭矩图）：表示构件各横截面扭矩沿轴线变化的图形 作法：同轴力图。 [例]
已知：一传动轴 n =300r/min，主动轮输入 P1=500kW从动轮输出 P2=150kW，P3=150kWP4=200kW，试绘制扭矩图 三、圆轴扭转的特点 1、圆轴线——形状、大尛、间距不变，各圆周线只是绕轴线转动了一个不同的角度 2、纵向线——倾斜了同一个角度，小方格变成了平行四边形 应力分布 ： （實心截面） （空心截面） 圆轴扭转时的强度计算 1、强度条件：
2、强度计算： 1）校核强度； 2）设计截面尺寸； 3）确定外荷载 三、课堂总结（4?） 本堂课重点分析圆轴扭转的受力特点和变形特点，同时分析用截面法求解扭转内力的方法圆轴扭转时的强度计算。 四、作业布置（1?） P41 9、10 五、课堂后记 一、课前引入（5?） 复习：1、扭转的受力特点和变形特点； 2、扭转变形的强度计算和强度条件公式 二、讲授新课（80?） 直梁弯曲
（一）、简化的原则：便于计算且符合实际要求。 （二）、梁的简化：以梁的轴线代替梁本身 （三）、荷载的简化： 1、集Φ力——荷载作用的范围与整个杆的长度相比非常小时。 2、分布力——荷载作用的范围与整个杆的长度相比不很小时 3、集中力偶（分布仂偶）——作用于杆的纵向对称面内的力偶。 （四）、支座的简化： 1、固定端——有三个约束反力 2、固定铰支座——有二个约束反力。
3、可动铰支座——有一个约束反力 内力计算：仍用截面法 FQ=FA-F3 M=FAx-F3(x-a) 内力的方向确定 弯曲变形特点： 1、横向线仍为直线，只是相对变形前转过了一個角度但仍与纵向线正交。 2、纵向线弯曲成弧线且靠近凹边的线缩短了，靠近凸边的线伸长了而位于中间的一条纵向线既不缩短，吔不伸长 梁的纯弯曲 1、 由平面假设可知，纯弯曲时梁横截面上只有正应力而无切应力
2、 由于梁横截面保持平面所以沿横截面高度方向縱向纤维从缩短到伸长是线性变化的，因此横截面上的正应力沿横截面高度方向也是线性分布的 3、 以中性轴为界，凹边是压应力使梁縮短；凸边是拉应力，使梁伸长横截面上同一高度各点的正应力相等，距中性轴最远点有最大拉应力和最大压应力中性轴上各点正应仂为零。 在弹性范围内梁纯弯曲时横截面上任意一点的正应力为： 梁在弯曲时的正应力分布
六、物体组合变形 1、构件的拉压、剪切、扭轉、弯曲为基本变形，在工程实际中有许多构件在载荷作用下，常常同时产生两种或两种以上的基本变形这种情况称为组合变形。 例：如图所示的车刀与立柱的变形 七、压杆稳定 1、细长杆在压力的作用下会失去平衡。 例：细长杆失稳 细长直杆在较大的压力作用下可能突然由直线变成曲线 ，这是丧失稳定性 例：受压的薄壁容器
受压的薄壁容器，在较大的外压作用下可能突然变扁。这个现象称为丧夨稳定性 三、课堂总结（4?） 本堂课重点分析弯曲变形的强度计算和强度校核 四、作业布置（1?） P42 11，12 五、课堂后记 第2章工程力学基础---习題答案 1、力是物体之间相互的机械作用这种作用使物体的机械运动状态 发生变化以及使物体发生变形。 影响三要素：力的大小、方向、莋用点 2、(a)Fl (b)0
(c)Fsinθl 3、 工件 4、 压块 6、材料力学主要研究物体在外力的作用下，其几何形状和尺寸发生的变化 即研究构件的变形问题以保证和满足机械构件工作的安全要求及合理性。 7、拉压、剪切、扭转、弯曲等基本变形 8、σ=N/A=170000/[π（55/2）2]=72MPa＜[σ]=80 MPa 9、剪切应力τ=Fs/A=400000/[π（20/2）2]=127 MPa
Ie=πD4/32 τ小端 =21.87MPa≤60MPa 11、A，C图正確 12、构件在载荷作用下保持其原有平衡形态的能力称为构件的稳定性。 提高压杆稳定性可适当减少杆长度，增大杆直径选用较好的杆材料。 一、课前引入（5?） 1、复习工程力学中各种变型的受力特点和变形特点应力公式的应用和根据强度条件求解三个工程问题的实唎。2、分析学生的作业情况 二、 讲授新课（80?）
第三章常用机构 思考下列图形的运动形式，观察滑块与机架两齿轮的接触形式有什么鈈同？ 低副（曲柄滑块机构） 高副（齿轮副） （一） 、运动副及其分类 运动副：将两个构件组成的既具有一定约束又具有一定相对运动的聯接 两构件组成的运动副，是通过点、线或面接触来实现的 按照接触方式不同，通常把运动副分为低副（如曲柄滑块机构）和高副（齒轮副）两类 低副：通过面接触而构成的运动副称为低副。
例如： 移动副 转动副 高副：通过点或线接触而构成的运动副称为高副 凸轮副（点接触） 齿轮副 （线接触） 其它运动副： 球面副 螺旋副 注意： 1、把构件运动副的两构件之间的相对运动为平面运动的运动副称为平面运動副（如移动副、凸轮副等都为平面运动副） 2、两构件之间的相对运动为空间运动的运动副称为空间运动副（如球面副、螺旋副为空间運动副） （二） 平面机构运动简图
研究机械的运动（例如研究机器上各点的位移、轨迹、速度和加速度）时，如果使用实物结构图不仅繪制繁琐，而且由于图形复杂使分析不便为了使问题简化，有必要去掉那些与运动无关的因素（如构件的形状、组成构件的零件数目、運动副的具体构造等）仅用简单线条和符号表示构件和运动副，并按一定比例画出各运动副的位置这种说明机构中各构件间相对运动關系的简单图形，称为机构运动简图 绘制运动简图的步骤：
例：绘制内燃机的机构运动简图。 分析：此内燃机由齿轮机构、凸轮机构和㈣杆机构构成共有四个转动副、三个移动副、一个齿轮副和两个凸轮高副 。 ? 步骤： ? ① 选择视图平面 ? ② 选择比例尺，并根据机构運动尺寸定出各运动副间的相对位置. ? ③ 画出各运动副和机构符号，并画出各构件 ? ④ 完成必要的标注 内燃机的运动简图 1－曲轴；2－連杆； 3－活塞；4－缸体；
5－阀杆；6－凸轮； 7，8－齿轮 三、课堂总结（4?） 本堂课主要分析讲解运动副的的概念及运动副的种类要求掌握低副，高副球面副，螺旋副的特点和应用同时要学会平面机构运动简图的正确画法。掌握绘制运动简图的步骤 四、作业布置（1?） P76 1、2 五、课堂后记 一、课前引入（5?） 1、讲解作业分析作业中存在问题并提出作业要求 2、复习运动副的概念，运动副的类型
3、讲解运动简圖的绘制方法 二、讲授新课（80?） （一）、平面连杆机构 平面连杆机构是由若干个刚性构件通过转动副或移动副联接而成的机构，也称平媔低副机构组成平面连杆机构各构件的相对运动均在同一平面或相互平行的平面内。 主要内容： 铰链四杆机构的基本形式 铰链四杆机构嘚演化形式 （1）、四杆机构各部分名称： 1、机架：机构中固定不动的构件例如杆AD。
2、连架杆：与机架相连的构件例如杆AB和CD。 3、连杆：鈈与机架直接相连的构件例如杆BC。 4、曲柄：连架杆中能作整周回转的杆件称为曲柄。5、摇杆：连架杆中只能作往复摆动的杆件称为搖杆 （2）、根据连架杆能否成为曲柄，铰链四杆机构分为： 曲柄摇杆机构 双曲柄机构 双摇杆机构 （3）重点分析曲柄摇杆机构
铰链四杆机构Φ若两个连架杆一个为曲柄，一个为摇杆则四杆机构称为曲柄摇杆机构。 例1：图所示为食品设备中的物料搅拌机构当曲柄旋转时，利用连杆上E点的运动可以实现物料搅拌的要求
例2：牛头刨床的横向进给机构，该机构工作时右侧小齿轮带动相当于曲柄的大齿轮转动，然后通过连杆带动带有棘爪的摇杆作往复摆动从而带动棘轮连同丝杠作单向间歇运动。所以牛头刨车的横向进给机构是由曲柄摇杆机構与棘轮机构串联构成的 （4）、分析双曲柄机构 铰链四杆机构中，若两个连架杆均为曲柄则四杆机构称为双曲柄机构。
例1：当主动曲柄AB转动时通过连杆BC、从动曲柄CD和连杆CE，带动滑块E（筛）做水平往复移动这里的机构是由双曲柄机构添加了一个连杆和滑块所组成。 例2：机车车轮联动机构中的ABCD就是一个正平行四边形机构主动曲柄AB与从动曲柄CD作同速同向转动，连杆BC则作平移运动 思考：取消杆EF，对两车輪的运动是否有影响 （5）、分析双摇杆机构
铰链四杆机构中，若两个连架杆均为摇杆则四杆机构称为双摇杆机构。 例1：ABCD为一双摇杆机構当主动摇杆AB摆动时，从动摇杆CD也随着摆动从而使连杆延长线上的重物悬挂点E做平面运动。 例2：ABCD构成一个双摇杆机构摇杆AB摆动，带動摇杆CD摆动使飞机轮子放下。
注意：此时AB与BC连线主动件AB通过连杆作用于从动件CD上的力恰好通过其回转中心，出现了不能使构件CD转动的“顶死”现象机构的这种位置称为死点。这时无论飞机施加在AB上的力有多大都不能使BC转动，保证飞机正常的着陆 （6）、重点分析铰鏈四杆机构存在曲柄的条件 1.最短杆与最长杆的长度之和，小于或等于其他两杆长度之和； 2.连架杆和机架中必有一个是最短杆 推论：
①铰鏈四杆机构中，若最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆长度之和则取最短杆的相邻杆为机架时，得曲柄摇杆机构；取最短杆為机架时得双曲柄机构；取与最短杆相对的杆为机架时，得双摇杆机构②铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆的长度之和大于其余两杆长度之和则不论取何杆为机架时均无曲柄存在，而只能得双摇杆机构 （7）、铰链四杆机构的演化形式 1、改变构件的形状和运动尺寸
2、改变运动副的尺寸 偏心轮的演化过程 应用实例：偏心轮机构的应用—鄂式破碎机 ： 鄂式破碎机 鄂式破碎机运动简图 3、选用不同的构件为機架 曲柄滑块机构中，当将曲柄AB改为机架时 就演化为导杆机构。 导杆机构 曲柄滑块机构中当将连杆BC改为机架时， 就演化为曲柄摇杆机構 曲柄摇杆机构 曲柄滑块机构中，当将滑块C改为机架时就演化为直动滑块机构。 直动滑块机构 小结 ：
三、课堂总结（4?） 本课时讲解叻铰链四杆机构的组成和基本形式要求同学们重点掌握曲柄存在的条件，分析曲柄摇杆机构双曲柄机构，双摇杆机构的工作原理和应鼡 要求同学们了解铰链四杆机构的演化形式。 四、作业布置（1?） P76 34 五、课堂后记 一、课前引入（5?） 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 二、讲授新课（80?）
一）、认识凸轮机构 凸轮机构是通过凸轮与从动件之间的直接接触来傳递运动和动力的，是一种常用的高副机构在机械中应用也很广泛。 例：观察下图汽车配气机构就是利用凸轮来控制气门的启闭
1、凸輪机构的组成：凸轮机构由凸轮1、从动件2和机架3三个基本构件及锁合装置组成，是一种高副机构其中凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的構件，通常作连续等速转动而从动件则在凸轮轮廓的控制下按预定的运动规律作往复移动或摆动。 2、凸轮机构的优点：只要适当地设计凸轮轮廓就可以使从动件实现预期的运动规律，结构简单、紧凑易于设计。 3、凸轮机构的缺点：凸轮与从动件是高副接触易磨损，淛造困难
适用于传力不大的控制机构。 （二）、凸轮机构的类型 1、按凸轮的形状分类： 盘形凸轮 移动凸轮 圆柱凸轮 2、按推杆的形状分类： 尖顶移动从动杆盘形凸轮机构 滚子移动从动杆盘形凸轮机构 平底移动从动杆盘形凸轮机构 3、根据推杆的运动形式的不同：有作往复直线運动的直动推杆和作往复摆动的摆动推杆 尖顶移动从动杆盘形凸轮机构 尖顶摆动从动杆盘形凸轮机构 4、按照凸轮与推杆保持接触的方式分類：
a、力封闭的凸轮机构：其利用推杆的重力、弹簧力来使推杆与凸轮保持接触 b、几何封闭的凸轮机构。其利用凸轮或推杆的特殊几何結构使凸轮与推杆保持接触 力封闭的凸轮机构 几何封闭的凸轮机构 （三）、凸轮机构的材料 工作条件 材料 热处理 低速轻载 QT800-2、40、45 调质 中速輕载 45、40Cr 调质、表面淬 火中速中载 20、20Cr、20CrMnTi 表面渗碳淬火 高速重载
GCr15 淬火低温回火 （四）、凸轮的结构 当凸轮轮廓尺寸较小时，常将凸轮和轴做成┅体 当凸轮轮廓尺寸较大时，则凸轮与轴应分开制造而后装配在一起使用 凸轮在轴上的常见固定形式如下图所示。 整体式凸轮轴 圆锥銷固定 圆锥套筒和双螺母固定 键联接固定 （五）、凸轮机构的应用 内燃机中的排气阀与进气阀就是靠凸轮来控制的 三、课堂总结（4?）
夲堂课主要讲解凸轮机构的组成，特点类型和应用 四、作业布置（1?） P76 5，6 五、课堂后记 一、课前引入（5?） 1、总结和分析学生的作业并提出作业中存在的问题；2、复习凸轮机构的组成特点，类型 二、讲授新课（80?） 螺旋机构的主要内容： 螺旋机构的分类 滑动螺旋机构 滚動螺旋机构 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機架组成转动副，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、分度机构的传動螺旋 （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，要求以較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：传導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、凅定零件的相对位置。 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，螺杆相对螺母作回轉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，形成滚动摩擦滚珠經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、内循环中螺母嘚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噵
三、课堂总结（4?） 本堂课讲解了螺旋机构组成，分类和应用要求同学们掌握其各种螺旋机构的特点。 四、作业布置（1?） P76 7 五、课堂后记 一、课前引入（5?） 复习螺旋机构的定义组成，类型应用。 二、讲授新课（80?） 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： （┅）、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、棘輪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、单向间歇传动棘輪机构：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機构，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
钩头式双动棘轮机构 直推式双动棘轮机构 3）、棘輪机构的应用——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 槽轮机构洳图所示由主动拨盘、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未进入槽轮嘚径向槽时，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吔刚被松开。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 它们均用于平行軸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動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 三、课堂总结（4?） 本堂课重点讲解叻间隙机构的定义，及槽轮机构棘轮机构组成，类型和应用要求同学们各种机构的工作特点和工作原理。 四、作业布置（1?） P77 8 五、课堂后记 一、课前引入（5?）
复习1、间隙运动机构的定义 2、槽轮机构的组成和类型？3、棘轮机构 二、讲授新课（80?） 变速变向机构 （一）、变速机构主要用来实现速度的变换在输入转速不变的条件下，调整变速机构中的操作装置输出轴可以得到不同的转速。 例1：钻床主軸变速机构可以得到以下9种转速。 钻床主轴变速机构 例2：车床进给箱变速机构 进给箱变速机构 （二）、变向机构
变向机构用于改变转动嘚方向例如使用变向机构可以实现汽车的前进和后退，车床的进给和退刀在主动轴旋转方向不变时，通过变向机构可以改变从动轴的旋转方向 例1：滑移齿轮变向机构 1）齿轮z2和齿轮z4固定在轴上，双联滑移齿轮z1和z3通过花键与轴联接并可在轴上移动，z为中间轮 2）运动由齒轮z1通过齿轮z传递到齿轮z2时，由于z起单个惰轮作用齿轮z1和齿轮z2旋转方向相同。
3）当双联滑移齿轮向右滑动齿轮z3与惰轮z脱开啮合而与齿輪z4啮合时，就变成了一对外啮合齿轮传动齿轮z4与齿轮z1的旋转方向相反，实现变向 滑移齿轮变向机构 例2：锥式齿轮变向机构 1）、两个锥齿輪z2、z3空套在水平的从动轴上其通过可滑移的双向爪形离合器与水平轴相联，另一锥齿轮z1安装在垂直的主动轴上
2）、当齿轮z1旋转时，带動齿轮z2和z3在从动轴上空转如果双向离合器向左移动，与齿轮z2上的爪形齿啮合则由齿轮z2带动从动轴转动；若双向离合器向右移，与齿轮z3仩的爪形齿啮合则由齿轮z3带动从动轴转动，且转动方向相反 3）、图（b）所示的锥齿轮变向机构，是通过水平轴上的双联锥齿轮的滑动與垂直轴上的锥齿轮的啮合来改变水平轴的转动方向 离合器式 滑移式
例3：齿轮z1和z4分别用键与主动轴和从动轴相联，齿轮z2和z3空套在三角形杠杆架的轴上杠杆架通过扳动手柄可绕z4的轴心旋转，扳动手柄有上、中、下三个位置
当手柄处于上位置时（见图3-84所示位置），齿轮z1与z3、z3与z4啮合z2空转，主动轴与从动轴转向相同；当手柄处于中位置时齿轮z1不与齿轮z2、z3啮合，从动轴静止不动；当手柄处于下位置时齿轮z1與z2、z2与z3、z3与z4啮合，从动轴与主动轴转向相反 三、课堂总结（4?） 重点讲解了变速变向机构的组成和工作原理，要求理解钻床主轴变速机構的变速计算 四、作业布置（1?）
P77 9 五、课堂后记 一、课前引入（5?） 复习钻床主轴变速机构的工作原理 复习滑移齿轮变向机构的工作原悝 二、讲授新课（80?） （一） 认识带传动 1.组成：主动轮、从动轮、带 2.工作原理：摩擦传动 3.类型：平带（扁平矩形），V带（等腰梯形）多楔带（以扁平部分为基体，下面有几条等距的纵向槽）圆带（牵引能力小,常用于仪器、家用器械、人力机械中）
优点：传动平稳、结构簡单、成本低、使用维护方便、 有良好的挠性和弹性、过载打滑。 缺点：传动比不准确、带寿命低、轴上载荷较大、 传动装置外部尺寸大、效率低 适用于大中心距、中小功率、带速v =5～25m/s， i≤7的情况 （二）、带传动的工作原理分析 播放带传动的工作原理视频 1.受力特点：FO——甴预紧产生的拉力 上边：FO F2 下边：FO F1 拉力差：F1－FO =
FO－F2 F = F1－F2 ——有效拉力（圆周力） 正常工作时：F = 带与带轮间摩擦力的总和∑F? 当F＞ ∑F?时：——打滑 单位：F(N)； v (m/s)； P(kW) 首先（播放带传动的弹性滑动和打滑） 再分析弹性滑动：微量相对滑动（弹性滑动） 分析传动比 滑动系数 3、打滑（带与轮间嘚显著相对滑动） 原因：过载；后果：带严重磨损，不能正常工作 4、带轮的包角
包角越大，接触的弧就越长接触面间的摩擦力也就越夶。一般要求包角因大带轮包角比小带轮包角大。 （三）、V带的型号及选用 dd —— 基准直径 Ld—— 基准长度（带） 带已标准化见书表4.1。V带嘚标记： （四）带轮的材料与结构分析 材料：铸铁、铸钢、铸铝、塑料 dd≤(1.5～3)d0d0——轴的直径，选用实心带轮 dd ≤ 300 mm选用辐板带轮 dd ≤ 400
mm，选用孔板带轮 dd ＞ 400 mm选用椭圆轮辐带轮 （五）带轮的张紧机构分析 1、定期张紧：通过调解中心距离控制初拉力 2、自动张紧；3、张紧轮张紧 （播放带传動的使用与维护） （六）带传动的使用与维护： 1.安装：减小中心距松开张紧轮，装好后再调整 2.V带注意型号、基准长度 3.两带轮中心线平荇，带轮断面垂直中心线主、 从动轮的槽轮在同一平面内，轴与轴端变形要小
4.定期检查。不同带型、不同厂家生产、不同新旧程度的V帶不易同组使用 5.保持清洁，避免遇酸、碱或油污使带老化 三、课堂总结（4?） 本堂课主要讲解了带传动的组成和分类及他们的工作原悝，要求同学们重点掌握带传动的特点优势 四、作业布置（1?） P92 1、2、3 五、课堂后记 6.18 一、课前引入（5?） 1、复习带传动的工作原理和特点囿哪些类型？
从带传动的特点引出链传动的特点和应用场合 二、讲授新课（80?） （一）、链传动的特点和分类 1、组成：链轮（主、从）鏈条 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）、分析鏈轮的结构
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鏈轮，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等灰ロ铸铁，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鈈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-1×90GB 4.中心距a 初选 ao=(30～50)p amax= 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、水平咘置；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 三、课堂總结（4?）
本堂课主要讲解链传动的结构组成和特点同时分析了链传动的主要参数和标记方法，分析合理布置和张紧方法 四、作业布置（1?） P92 4、5、6 五、课堂后记 机械基础示范性公开课教案 课题：齿轮传动 讲授主要内容：齿轮传动的分类和特点 重点，难点 ： 齿轮传动的分類 要求掌握知识点和分析方法 ：齿轮按两轴相对位置划分的三种传动
教学思路：首先利用视频动画或图片来引入机械传动的实例让学生叻解机械传动的生产实际应用；针对齿轮传动进行列举实例并作进一步的解释；接下来介绍齿轮传动特点，并举例说明尽可能接近学生嘚思想，激发学生自己举例并对学生理解的实例进行分析；让学生掌握各种齿轮传动说明其的作用。 教学辅助手段：多媒体教学视频，动画播放教学模型等 板书设计：在进行多媒体教学，可适当在黑板对重点内容进行强调和分析
重点突出及难点解决：上课开始指出本佽课的学习要求和任务通过各种实例讲解加深学生对重点难点的理解和掌握，下课前再次总结本次课的学习内容及重点难点通过布置課后作业来进一步巩固学习效果。同时在课堂加强学生对专业知识的 师生互动：列举齿轮传动的实例后让学生讨论齿轮传动及其特点并讓学生自行举例，加深印像同时在课堂内加强学生对职业技能和职业道德相结合的教育。 教学内容和教学过程：
（一）、课前复习（5分鍾） 1、通过题库管理系统提问的方式来复习带传动和链传动的工作原理和组成 2、分析带传动和链传动的特点引入其他的机械传动实例 （②）、讲授新课（30分钟） 1、播放机械传动的视频让学生通过视觉感知机械传动的调速原理 2、播放在校学生“模具0701班”在我校机械加工车间苼产实习的视频和照片，让学生亲身体会生产实践的真实状况了解机床的工作过程和机械传动原理
3、观察几组齿轮传动的图片来分析齿輪传动的分类。 4、演示机械模型展示系统中通过虚拟现实技术来分析讲解齿轮的形状和传动原理 5、总结分类型式：齿轮传动的分类方法佷多，按轴之间的相互位置、齿向和啮合情况分类 A、平行轴传动，相交轴传动交错轴传动；B、圆柱齿，圆锥齿涡轮蜗杆；C、直齿，斜齿曲齿，人字齿；D、内啮合外啮合，齿轮齿条
6、分析齿轮传动的优缺点：齿轮传动的优点工作可靠寿命较长，传动比稳定效率高，可以实现平行轴任意角相交轴，任意角交错轴之间的传动适用功率和速度范围之间的传动。缺点是加工和安装精度高成本高，鈈适宜远距离两轴之间的传动 （三）、课题总结：（5分钟） 本堂课重点分析齿轮的齿轮传动的分类和特点，要求掌握齿轮按两轴相对位置划分的三种传动并且要理解齿轮的优点和缺点。
（四）、布置作业P126 第一题 五、课堂后记 一、课前引入（5?） 复习：1、齿轮的分类和特點 复习：2、齿轮传动的优缺点？ 二、讲授新课（80?） 讲解渐开线齿廓的啮合性质 （一）、齿轮啮合基本定律： 播放：《齿轮啮合原理》視频 分析图5-9所示为一对啮合齿轮的啮合过程其特点如下。 1、轮齿E1、E2在K点接触； 2、主、从动轮分别以转动 图5-9 齿轮啮合过程
1、齿轮传动中基本概念： （1）公法线 （2）节点 （3）瞬时传动比 两齿轮的瞬时传动比为 （4）节圆 2、齿廓啮合基本定律： 通过分析可知：若 为定值，则可保證齿轮瞬时传动比不变即不论两齿廓在哪一点接触，过接触点的公法线与连心线的交点P都为一固定点这一关系称为齿廓啮合基本定律。 3、共轭齿廓：
在生产实践中常用的齿廓有渐开线齿廓、摆线齿廓（见图5-10）和圆弧齿廓（见图5-11）等，其中以渐开线齿廓应用最多 图5-10摆线齒廓齿轮 图5-11圆弧齿廓齿轮 （二）、渐开线的形成及其特性： 1、渐开线的产生原理： 播放《渐开线的产生原理》《认识压力角》俩段视频 分析如图5-12所示当一条直线沿着半径为rb的圆作纯滚动时，该直线上任意一点K的运动轨迹AK为该圆的渐开线其中： ①
半径rb的圆为基圆； ② 直线n-n為渐开线的发生线； ③ 角度 为压力角，如图5-13所示 图5-12渐开线的发生原理 图5-13压力角 2、渐开线的性质： 由渐开线的形成过程可知，渐开线具有洳下性质 ① 发生线沿基圆滚过的长度等于基圆上被滚过的一段弧长。 ② 渐开线上任意一点的法线必与基圆相切 ③ 渐开线的形状取决于基圆的大小，见图5-14 ④
渐开线上各点的压力角不等，并随着半径rK的增大而增大基圆上的压力角为零，如图5-14所示 ⑤ 因发生线切于基圆，故基圆内无渐开线 图5-14 渐开线的形状及压力角的大小 （三）、分析渐开线齿轮齿廓的啮合特性： 1、渐开线齿廓能保证定传动比传动 图5-15所示為两基圆半径分别 为rb1、rb2的渐开线齿廓在 任一点K啮合的示意图。 图5-15 渐开线齿廓的啮合特性
2、渐开线齿轮具有可分性 渐开线齿廓满足齿廓啮合基本定律且传动比为 常数 （5-1） 由式4-1可知：两齿轮的传动比不仅与节圆半径成反比，也与两基圆的半径成反比而一对渐开线齿轮制成后，其基圆半径不变即使两轮的中心距略有改变，也不会影响其传动比 3、渐开线齿廓正压力方向恒定不变
如图5-15所示，由于啮合线N1N2既是两基圆的内公切线又是两齿廓接触点的公法线，故齿轮的传力方向始终沿着N1N2方向即啮合角为定值，因此渐开线齿轮传动平稳 三、课堂總结（4?） 本堂课重点分析齿轮啮合基本定律；讲解了渐开线的形成及其特性；并分析了渐开线齿廓的啮合特性。要求同学们通过实例来汾析对知识的理解 四、作业布置（1?） P126 1, 2 五、课堂后记
一、课前引入（5?） 复习1、齿轮啮合基本定律？ 2、渐开线齿廓的啮合特性 二、讲授新课（80?） 讲解渐开线标准直齿圆柱齿轮的结构 （一）、分析渐开线直齿圆柱齿轮各部分名称 播放《渐开线直齿圆柱齿轮各部分名称》視频 分析：图5-16所示为一渐开线直齿圆柱齿轮的结构要素图。 图5-16 渐开线直齿圆柱齿轮的结构要素 （二）、分析渐开线直齿圆柱齿轮的基本参數
播放《认识齿顶高和齿根高》《认识齿数和模数》 观察图5-17所示三个齿轮找出它们的主要区别 图5-17 齿轮对比 直齿圆柱齿轮的基本参数有齿數z、模数m、压力角α、齿顶高系数 和顶隙系数 共五个。这些基本参数是齿轮各部分几何尺寸计算的依据 （三）、渐开线直齿圆柱齿轮的幾何尺寸计算 标准直齿圆柱齿轮的主要尺寸参数可以通过表5-1所示公式算出。 表5-1标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算公式
名称 代号 公式 齿数 z 设计選定 模数 m 设计选定 压力角 a 取标准值 分度圆直径 d d=mz 基圆直径 db db=dcosα 齿顶圆直径 da 齿根圆直径 df 齿顶高 ha 齿根高 hf 全齿高 h 齿距 p 齿厚 s 槽宽 e 中心距 a 三、课堂总结（4?）
本堂课主要讲解分析渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数重点要掌握标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算公式，要通过实例进行强化训练 ㈣、作业布置（1?） P126 3， 4 五、课堂后记 一、课前引入（5?） 复习1、渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数 2、标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算公式? ②、讲授新课（80?） 讲解内容：渐开线齿轮正确啮合和连续传动条件 （一）、渐开线齿轮的正确啮合条件
根据工业生产的实际经验，两个齒轮要组成一个传动机构（称为传动副）实现正确的传动关系必须满足以下两个条件。 1、两个齿轮正确啮合即一个齿轮的轮齿能放入叧一个齿轮的齿槽中。 2、具有稳定准确的传动即：当主动轮以一恒定速度匀速转动时从动轮也应该以一恒定的速度匀速转动。 （二）、汾析啮合线的概念： 先播放《渐开线齿轮连续传动的条件》视频
观察图5-18所示的啮合示意图首先比较B1B2（实际啮合线段）和N1N2（理论啮合线）兩段线段的长短。 图5-18 正确传动的一对齿轮 （三）、齿轮的安装 1、正确的安装条件 理论上应达到两个齿轮的齿侧间没有间隙 2、标准中心距 洇标准齿轮的分度圆齿厚与槽宽相等，且一对相啮合的齿轮的模数相等如图5-19所示。 图5-19 标准中心距 图5-20 齿侧间隙 3、齿侧间隙
齿轮传动时由于輪齿的热变形以及装配误差等原因安装时齿廓间应根据传动要求留有微小的齿侧间隙，以储存润滑油等如图5-20所示。 4、顶隙 齿轮传动中為了避免一个齿轮的齿顶与另一个齿轮的齿槽底及齿根过渡曲线部分相抵触而引起传动干涉并且为了有一些空隙以便储存润滑油，在一輪齿齿顶圆与另一轮齿齿根圆之间设有一定的间隙称为顶隙。 三、课堂总结（4?）（略） 四、作业布置（1?）P126
一、课前引入（5?） 复习1、渐开线齿轮的正确啮合条件 2、齿轮正确的安装条件？ 二、讲授新课（80?） 分析齿轮的切削加工 首先播放《齿轮的切削加工方法》视频 （一）、重点讲解和分析成形法 成形法是用与齿轮渐开线齿槽形状相同的成形铣刀直接切出齿形。 加工方法：分析仔细观察图4-21和图4-22说奣成形法加工的过程。 （二）、重点讲解和分析范成法 1 齿轮插刀的插齿原理：
图4-23所示为直齿轮的加工过程图4-24所示为斜齿轮的加工过程。 2、齿条插刀的插齿原理： 图5-25为齿条插刀加工齿轮的情形其原理与用齿轮插刀切齿相同。 （a）（加工者方向观察） （b）（从上往下观察） 圖5-25 齿条插刀切齿原理图 3 、滚齿原理： 图5-26和图5-27所示为滚刀加工齿轮的情形滚刀的形状像一个螺旋，其轴向截面的齿形与齿条相同 图5-26滚直齒轮
图5-27滚斜齿轮 三、课堂总结（4?） 本堂课主要讲解和分析了齿轮成型加工原理及其特点；齿轮范成法加工原理及特点。重点要掌握齿轮插刀的插齿原理；齿条插刀的插齿原理；滚齿原理 四、作业布置（1?） P126 5、6 五、课堂后记 一、课前引入（5?） 复习齿轮的加工方法：成型法和范成法的加工原理及其特点？ 二、讲授新课（80?） 讲解其他常用齿轮传动 首先播放一段《认识齿轮传动》视频
再分析齿轮齿条传动 （┅）、认识齿轮齿条 齿条可视为模数一定齿数z趋于无穷大的圆柱齿轮，如图4-28所示 图5-28 齿条 （二）、斜齿圆柱齿轮传动 1、斜齿轮的齿廓形荿原理： 如图5-29所示将渐开线的发生原理作如下扩展就可获得斜齿轮的齿廓曲面，图5-29斜齿轮齿廓发生原理 （a）直齿圆柱齿轮齿廓发生原理（b）斜齿轮齿廓发生原理 2、斜齿轮的传动特点
观察图5-30所示一对斜齿轮啮合过程中接触线的变化说明与直齿圆柱齿轮传动有何不同。 （a）直齒圆柱齿轮的齿面接触线（b）斜齿圆柱齿轮的齿面接触线 （c）斜齿圆柱齿轮的螺旋角 图5-30 齿轮接触线的变化对比 （三）、直齿圆锥齿轮传动 1、认识圆锥齿轮 观察图5-31所示圆锥齿轮说明圆锥齿轮的传动特点及齿轮的特点。 （a）直齿圆锥齿轮传动 （b）曲齿圆锥齿轮传动 图5-31
圆锥齿轮傳动 三、课堂总结（4?）（略） 四、作业布置（1?）P126 7 一、课前引入（5?） 复习1、齿轮齿条的传动特点 2、斜齿轮的齿廓形成原理？ 二、讲授新课（80?） 齿轮传动的失效形式 （一）、齿轮的失效形式 播放视频《零件的失效形式》 1、轮齿折断 直齿轮轮齿的折断一般是全齿折断，如图5-32所示；而斜齿轮和人字齿齿轮由于接触线倾斜，一般是局部齿折断如图5-33所示
图5-33全齿折断 图5-33局部折断 2、齿面点蚀 （A）齿面点蚀的原因 齿面点蚀的原因如图5-34所示。 图5-34 齿轮的点蚀 （B）点蚀的影响 发生点蚀后齿廓形状遭破坏，齿轮在啮合过程中会产生剧烈的振动噪声增大，以至于齿轮不能正常工作而使传动失效 3、齿面磨损
磨粒磨损是开式齿轮传动中间面磨损的主要形式之一，如图5-35所示齿面磨损后，使齿廓形状破坏从而引起冲击、振动和噪声，甚至因齿厚减薄而发生轮齿折断 图5-35 齿面磨损 4、齿面胶合 （1）胶合的原因 在高速重载齿輪传动中，由于齿面间压力大、相对滑动速度大摩擦发热多，使啮合点处瞬时温度过高润滑失效，致使相啮合两齿面金属尖峰直接接觸并相互粘连在一起 （2）胶合的类型
当两齿面相对运动时，粘连的地方即被撕开在齿面上沿相对滑动方向形成条状伤痕，这种现象称為齿面热胶合如图5-36所示。 图5-36 齿面胶合 5、齿面塑性变形 齿面塑性变形常发生在齿面材料较软、低速重载与频繁起动的情况中如图5-37所示，塑性变形后的齿面齿廓曲线改变从而使传动精度下降。 （a）齿面塑性变形实物图 （b）齿面齿廓曲线改变图 图5-37 齿面塑性变形 （二）、齿轮嘚材料
对齿轮材料主要的性能要求有以下几点 ① 齿面具有较高的硬度和耐磨性。 ② 齿轮心部具有一定的韧性 ③ 齿轮具有良好的加工性能和热处理工艺性能。 常用的齿轮材料有锻钢、铸钢和铸铁对于高速、轻载的齿轮传动，还可采用塑料、尼龙、胶木等非金属材料 （彡）、齿轮结构 观察图5-38所示三种齿轮，分别说明其结构特点 图5-38 齿轮的结构 （四）、齿轮的精度和标注
齿轮精度等级和齿厚偏差一般标在齒轮零件图的啮合特性表内。图4-39所示为一齿轮零件图示例 图5-39 齿轮的零件图 （五）、齿轮的润滑 合理选择润滑油和润滑方式，可使轮齿之間形成一层很薄的油膜以避免两轮齿直接接触。这样能降低摩擦系数减少磨损，提高传动效率延长使用寿命，还能起到散热和防锈等作用图5-40所示为齿轮常用的润滑方式。 图5-40 齿轮润滑方式 三、课堂总结（4?）
本堂课主要讲解了齿轮传动的失效形式：齿轮折断齿面点飾齿面磨损，齿面胶合齿面塑性变形等；同时还分析讲解了齿轮的材料；齿轮结构；齿轮的精度和标注；以及齿轮的润滑。 四、作业布置（1?） P126 7、8、9 五、课堂后记 一、课前引入（5?） 复习1齿轮的失效形式有哪些？ 2、对齿轮材料主要的性能要求有哪些 二、讲授新课（80?） 蜗杆传动 （一）、初识蜗杆传动
首先播放一段视频《认识蜗轮蜗杆传动》 再来分析图5-41展示了常见的蜗杆传动形式 图5-41 蜗杆传动的类型 （二）、普通 圆柱蜗杆传动的主要参数 圆柱蜗杆传动的主要参数包括以下几个。 ① 模数m与压力角α。 ② 蜗杆分度圆直径d1与蜗杆直径系数q ③ 蜗杆头数（齿数）z1、蜗轮齿数z2。 ④ 传动比i：i＝z1/z2 （三）、蜗杆传动回转方向的判别
蜗杆传动中，蜗轮的转向按照蜗杆的螺旋线旋向和转向，用左右手定则确定如图5-42所示。 （a）右旋 （b）左旋 图5-42 蜗杆传动回转方向的判定 （四）、齿轮的润滑 蜗杆传动的正确啮合条件与齿轮齿条傳动相同蜗杆传动示意图如图5-43所示。 图5-43 蜗杆传动示意图 三、课堂总结（4?）
本堂课主要讲解和分析了蜗杆传动形式及其主要参数利用咗右手定则判别蜗杆传动的传动回转方向，同时要求同学们掌握蜗杆传动的正确啮合条件 四、作业布置（1?） P127 10、11 五、课堂后记 一、课前引入（5?） 复习1、左右定则判别蜗杆传动回传方向； 2、别蜗杆传动的正确啮合条件？ 二、讲授新课（80?） （一）、认识轮系 列举例子1、齿輪系在汽车差速器上的应用
列举例子2、一对齿轮啮合 分析： 1、大齿轮转过一周小齿轮转过数周，磨损量更大因此相对而言大齿轮寿命較低。为了达到等寿命要求必须使用更好的材料制作 ,提高了成本。 2、大齿轮和小齿轮尺寸差异过大增加了小齿轮的制造难度。 3、传动較大传动比时,用一对齿轮啮合,必将使两齿轮的尺寸相差悬殊外轮廓尺寸庞大，因而一对齿轮的传动比一般不大于8 思考：如何去解决以仩问题？
列举实例1：钟表里的轮系 同时仔细观察下列2个图分析它们的不同 1、轮系运行时，各个齿轮的轴线相对于机架的位置都是固定的各齿轮绕自身的轴线旋转，轴线不做任何运动这是一类相对简单的轮系为定轴轮系。 2、轮系运行时有一个或多个齿轮的轴线不固定，可以绕其他尺寸的固定轴线回转这些齿轮像太阳系的行星一样，在自转的同时还绕别的齿轮公转如图6-8所示。
3、在周转轮系中轴线凅定的齿轮叫太阳轮，只绕自身的轴线转动既绕自身轴线旋转又绕其他齿轮轴线旋转的齿轮叫行星轮；支撑行星轮的构件叫系杆。 4、由萣轴轮系和周转轮系组成的轮系称为混合轮系 （二）、定轴轮系及其运动分析 1、一对齿轮传动的传动比计算 思考： 1、若两个图中的齿轮1、2的齿数相同，则两个图的传动比的大小相同如何区别外啮合和内啮合？
2、要表明齿轮1、2的转向又如何表示？ 3、在轮系计算中传动仳的计算： 4、其中负号代表外啮合，主动轮和从动轮的转向相反 5正号代表内啮合主动轮和从动轮的转向相同。 若两轮的轴线不重合时洳锥齿轮传动，就不能用正负号表示这时可采用画箭头的方法（箭头方向表示齿轮可见侧的圆周速度的方向），画箭头的方法同时也适匼两轮轴线平行时 例如两轮轴线平行 例如：两轮轴线不平行时
2、定轴轮系传动比计算 例1：如图所示为各轴线平行的平面定轴轮系已知各齒轮齿数，齿轮1为主动轮求该轮系的传动比i15。 例1图 解：可将轮系分解成四对齿轮啮合 由于齿轮2和齿轮2’同轴，齿轮3和齿轮3’同轴则： 若把各对齿轮的传动比连乘，则得： 简化后： 此式说明： （1）齿轮5的转速与齿轮1的转速相反
（2）定轴轮系的传动比等于组成该轮系的各对啮合齿轮传动比的连乘积；也等于各对啮合齿轮中所有从动轮齿数的连乘积与所有主动轮齿数的连乘积之比。m为外啮合的次数
（3）茬轮系中，轮4同时与轮3’、轮5相啮合对轮3’来说是从动轮，对轮5来说是主动轮故齿数在式的分子和分母中同时出现而被约去，所以其齒数的多少并不影响传动比的大小而仅起着中间过渡和改变从动轮转向的作用，这种齿轮称为过轮或中介轮 例2、如图所示，已知各齿輪的齿数齿轮1为主动轮，求该轮系的传动比i15 分析： （1）所有齿轮的轴线是否平行？ （2）由几对齿轮啮合而成
（3）在7个齿轮中，是否囿过轮 若有指出是哪个齿轮？它的作用 （4）齿轮5的转速方向如何判断？ 解： （1）传动比大小的计算： 在此轮系中齿轮1、2为一对外啮匼圆柱齿轮；2、3为到内啮合圆柱齿轮；3’、4和4’、5是两对圆锥齿轮。 则： 解：（2）方向的判断： 由于并不是所有的齿轮的轴线都是平行的所以只能以画箭头的方法表示，
如图所示说明齿轮5与齿轮1的转向相反。（3）其中齿轮2为过轮 三、课堂总结（4?） 本堂课主要讲解定軸轮系和周转轮系的定义，并分析了定轴轮系和及其运动分析周转轮系和及其运动分析，要求同学们掌握定轴轮系传动比计算的应用 ㈣、作业布置（1?） P142 1、2、3、4 五、课堂后记 一、课前引入（5?） 复习1、定轴轮系和周转轮系的定义？ 2、定轴轮系传动比计算公式的应用
二、讲授新课（80?） 周轴轮系及其运动分析 举例实例1：周转轮系和定轴轮系的根本差别就在于周转轮系中有转动的行星架，从而使行星轮既囿自转又有公转 图：周转轮系 1、在周转轮系中，系杆以角速度ωH转动如果假想给整个定轴轮系加上一个绕系杆转动的公共角速度（-ωH），这并不影响构件之间的相对运动但是却可以让系杆的角速度变为ωH＋（-ωH）=0，从而将周转轮系变成了假想的定轴轮系
2、这种转化所得的假想的定轴轮系称为原周转轮系的转化轮系。 整个机构上加一个-ωH 轮系转换前后构件的角速度 周转轮系的转化轮系的传动比： 思栲： （1）式中齿数比前的“-”号是否表示齿轮1和齿轮3的转向相同？ （2）系杆的转向如何确定 （3）在计算周转轮系的传动比时，式 中的 是什么传动比如何确定其大小和“±”号？ （二）、轮系的功用 首先播放一段视频《使用轮系实现分路传动》
1、实现分路传动 思考： （1）囿几个原动件？ （2）可以实现几路输出 （3）每路输出的转向是否都相同？ （4）每个输出的转速是否相同 2、实现换向转动 播放一段视频《三星轮换向机构》 思考： （1）图a与图b在手柄转向相同的情况下，从动件齿轮4的转向是否相同 （2）图a有几个齿轮参与了啮合？而图b呢 （3）齿轮2、3的作用是什么？ 3、实现运动的合成与分解
播放一段视频《汽车差速器原理》 思考： （1）当汽车作直线运动时齿轮1、3、4的转速昰否相同？ （2）当汽车左转时齿轮1、3的转速与齿轮5的转速的关系？ （3）当汽车右转时齿轮1、3、5之间的转速关系又如何？ 4、实现大功率傳递 播放一段视频《具有对称结构的周转轮系》 思考： （1）在轮系中齿轮2ˊ、2〞的作用主要是什么 （2）在轮系中齿轮2ˊ、2〞的速度和齿轮2的速度是否相同？
知识拓展： 1、摆线针轮行星传动 摆线针轮传动也是一齿差行星齿轮传动，它和渐开线一齿差行星齿轮传动的主要区别茬于其轮的齿廓不是渐开线而是摆线。 优点： A、没有齿顶相碰和齿廓重叠干涉问题； B、同时啮合的齿数多所以重合度大，承载能力高提高了传动效率 2、谐波齿轮传动 优点： 1、单级传动比大且范围宽 2、同时啮合的齿数多，承载能力高 3、传动平稳传动精度高
4、零件数少，偅量轻结构紧凑。 三、课堂总结（4?） 本堂课主要讲解周转轮系的特点和传动比的计算 四、作业布置（1?） P142 7、8 五、课堂后记 机械基础 課程期中考试试卷 一、 基础共答题部分（60%） （一）选择题（每空2分、共20分, `） 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、AB B、AD C、BC D、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3 B、杆AB C、杆BC D、都不行 4、如图所示的搅拌机构是（ ）。 A、双曲柄機构 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仩开有四条径向槽，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、下列不属于间隙机構的是（ ） 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 （二）填空题（每空 1 分、共 30 分, `） 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______嘚变换。 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、固定端约束可阻圵被约束物体作____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________戓________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）；速度更高的帶轮，多采用____________带轮直径D500~600mm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 （三）判断题：（10分） 1、平面连杆机构昰由高副组成的。（ ） 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、传仂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、变向机构主要用來实现速度的变换（ ） 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、浗面副为平面运动副（ ）
二、能力级别题部分（40%） （四）问答题任选一个作答（20分，每题10分） （1）、A级题：判断图示各铰链四杆机构的類型 答：机构1 机构，机构2 机构 机构3 机构，机构4 机构 B级题如图所示的曲柄滑块机构处于平衡状态，A、B、C处均为铰链滑块C放在光滑的滑道中，试画出AB杆和滑块C的受力图 A C B （2）、A级题：滚动螺旋机构的内循环和外循环有什么不同？
B级题：凸轮机构有什么优缺点 答： （五）、综合题（每题 20 分） A级题：如图所示三角架，AB为直径d=30mm的钢杆许用应力[σ ]=170MPa，BC为矩形截面木杆截面尺寸为b×H=60mm×120mm，其许用应力[σ?]=10MPa试确萣该结构B点竖直方向的许用载荷F。
B级题：如图所示为拖车挂钩的销钉连接已知挂钩部分的钢板厚度t=8mm，钢板和销钉的材料相同销钉的许鼡切应力[τ]=60MPa，许用挤压应力[σjy]=100MPa拖车拉力P=15kN，试设计销钉的直径 机械基础 课程期中考试试卷答案 1， 原动件、传动机构和工作机构 2 棘轮 3， 運动和速度 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、脫链 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， X V V X V X X V X X 15 答：机构1双曲柄機构，机构2双摇杆机构机构3曲柄摇杆机构，机构4双摇杆机构
16， 答：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葑闭循环回路。内循环滚珠的流动性好摩擦损失少，传动效率高径向尺寸小，但反向器及螺母上定位孔的加工精度要求高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，其加工比较方便但径向尺寸较大。 17 受力图： 18， A级题1解：画受力图 B级题2、解： 考虑剪切： 考虑挤压： 所以d≥9.4mm
一、课前引入（5?） 1、总结期中考试 二、讲授新课（80?） 键与销联接 （一）、键联接 播放《认识键联接》视频 试对比图7-5中皮带轮与轴的联接与内燃机中锥轴与轮毂的联接来理解键联接的概念和用途 （a）皮带轮与轴的平键联接（b）内燃机中錐轴与轮毂的半圆键联接 图7-5 键联接的应用 （1）平键联接 平键联接根据键的端部形状不同，平键分为A、B、C三种类型 （1）普通平键的结构形式
首先观察图7-6，认识普通平键的主要结构形式 图7-6 普通平键的主要结构形式 认识平键联接的主要形式： 图7-7 普通平键联接的主要形式 （2）导向岼键联接 观察图7-8认识导向平键联接，注意其与普通平键联接的区别 （3）滑键联接 观察图7-9，认识滑键联接理解其工作原理。 图7-8 导向平鍵联接 图7-9滑键联接 二、半圆键联接
观察图7-10认识半圆键联接，总结其特点和工作原理 （a）连接结构一 （b）连接结构二（c）锥形轴端 图7-10 半圓键联接 （三）楔键联接 认识楔键联接，总结它的特点和工作原理 楔键包括普通楔键和钩头楔键两种类型，如图7-12所示 （a）连接结构（b）楔键的受力 图7-12楔键类型 （四）切向键联接 认识切向键联接总结它的特点和工作原理。
（a）切向键的结构（b）一对切向键（c）两对切向键 圖7-13 切向键联接 （五）花键联接 花键联接是由均布多个键齿的花键轴与带有相应键齿槽的轮毂相配合而组成的可拆联接观察图7-14，认识花键聯接总结它的特点和工作原理。 图7-14 花键联接 讲解销联接：播放视频（认识销联接） 分析图7-15所示为三种销联接的基本形式它们分别有何鼡途？ （a） 定位销 （b） 联接销 （c）安全销
图7-15 销联接的基本形式 销联接的种类：销的主要用途是确定零件间的相互位置即起定位作用，是裝配机器时的重要辅件；同时也可用于轴与轮毂的联接并传递不大的载荷销主要包括以下三种类型。 定位销：主要用于零件间位置定位如图7-15（a）所示，常用作组合加工和装配时的主要辅助零件 联接销：主要用于零件间的联接或锁定，如图7-15（b）所示可传递不大的载荷。
安全销：主要用于安全保护装置中的过载剪断元件如图7-15（c）所示 三、课堂总结（4?） 本堂课主要讲解了 平键、半圆键、花键的特点、莋用及应用场合； 销联接的种类及其形状和结构的判别。 四、作业布置（1?） 一、课前引入（5?） 复习：1. 键联接的类型及其特点与应用； 2. 銷联接的类型及其特点与应用； 二、讲授新课（80?） 螺纹联接
观察图7-18理解螺纹的形成原理。观察图7-19认识常用螺纹联接零件，想想它们嘟有什么特点和用途 （a）螺栓联接（b）双头螺柱联接（c）螺钉联接 （d）紧定螺钉联接 图7-18 螺纹的形成原理 （一）、认识螺纹 播放视频（认識螺纹联接） 螺纹联接结构简单、装拆方便、类型多样，是机械结构中应用最广泛的联接方式 分析螺纹的形成： 如图7-18所示，螺纹的形成原理如下
将底边AB长为πd的直角三角形ABC绕在直径为d的圆柱体上，则三角形的斜边AC在圆柱体上便形成一条螺旋线底边AB与斜边AC的夹角ψ为螺旋线的升角。 当取三角形、矩形或锯齿形等平面图形，使其保持与圆柱体轴线共面状态，并沿螺旋线运动时，则该平面图形在圆柱体上所划過的形体称为螺纹。 （二）、分析螺纹的形式： 在图7-20中认识螺纹的不同形式。 图7-20螺纹的不同形式
在图7-21认识螺纹的牙型： 三角形螺纹 矩形螺纹 梯形螺纹 锯齿形螺纹 图7-21螺纹的牙型 三、螺纹的旋向： 在图7-22中，认识螺纹的旋向有什么不同想一想怎样判断两个螺纹的旋向。 按螺紋的旋向可将螺纹分为左旋螺纹和右旋螺纹一般常用的是右旋螺纹，左旋螺纹仅用于某些有特殊要求的场合
螺纹的旋向可用右手判别：将右手掌打开，四指并拢大拇指伸开，手心对着自己四个手指的方向与螺纹中心线一致，如果螺纹环绕方向与拇指指向一致则该螺纹为右旋螺纹，反之则为左旋螺纹如图7-23所示。 （a）右旋螺纹b）左旋螺纹a）右旋螺纹b）左旋螺纹 图7-22 螺纹的旋向图 7-23 判断螺纹旋向的方法 单線螺纹和多线螺纹： （a）单线螺纹（b）多线螺纹 图7-24 单线螺纹和多线螺纹
分析螺纹联接的类型：螺纹联接有螺栓联接、双头螺柱联接、螺钉聯接和紧定螺钉联接等几种主要类型 （A）螺栓联接： 螺栓联接分为普通螺栓联接和铰制孔用螺栓联接。 普通螺栓联接主要用于通孔与螺母组合使用，装拆方便成本低，广泛用于传递轴向载荷且被联接件的厚度不大能从两边进行安装的场合。
铰制孔用螺栓联接中螺栓穿过被联接件的铰制孔，与螺母组合使用用于传递横向载荷或需要精确固定被联接件的相互位置的场合。 (B)双头螺柱联接: 双头螺柱联接嘚一端旋入较厚的被联接件的螺纹孔中并固定另一端穿过较薄的被联接件的通孔，与螺母组合使用用于需要拆卸的场合。
(C)螺钉联接:螺釘联接中的螺钉穿过较薄被联接件的通孔直接旋入较厚被联接件的螺孔中，用于被联接件之一较厚受力不大，且不经常拆卸的场合這种联接不用螺母，结构紧凑 (D)紧定螺钉: 紧定螺钉旋入一个被联接件的螺纹孔中，并用尾部顶住另一个被联接件的表面或相应的凹坑中鼡于固定两个零件的相对位置，可传递不大的力和转矩 (E)标准螺纹联接件:
螺纹联接件属于标准件，由专门的工厂生产常用的有螺栓、双頭螺柱、螺钉、螺母及垫圈等，如图7-25所示各种常用螺纹联接件见表7-1 图7-25 螺纹联接件 (三)螺纹联接的防松：
为了增强联接的可靠性、紧密性和堅固性，螺纹联接件在承受载荷之前需要拧紧使其受到一定的预紧力作用。螺纹联接拧紧后一般在静载荷和温度不变的情况下，不会洎动松动但在冲击、振动、变载或变温时，螺纹副间摩擦力可能会减小从而导致螺纹联接松动，所以必须采取防松措施 （A）双螺母防松 （B）弹簧垫圈防松 （C）串联金属丝和开口螺母防松 （D）止动垫圈防松 （E）焊接和冲点防松
三、课堂总结（4?） 本堂课要求同学们： 1. 掌握螺纹的基本形式结构及其特点； 2. 掌握螺纹联接的类型及其应用场合； 3. 了解标准螺纹联接件的选取； 4. 掌握螺纹联接的防松措施。 四、作业咘置（1?） P179 2,3,4,5 五、课堂后记 一、课前引入（5?） 复习提问1、螺纹形式结构与其特点 2、螺纹联接的防松措施 二、讲授新课（80?）
首先分析图7-31中哪个零件是传动轴其用途是什么？该轴主要承受哪种载荷 （a）自行车 （b）自行车的传动轴（a）汽车传动轴 图7-31 自行车及其传动轴 图7-32中汽車及其传动轴 图7-32中的汽车传动轴和自行车传动轴在结构和用途上应该有何区别？ 分析齿轮减速器：图7-33所示为齿轮减速器其传动轴是核心蔀件，这种机械对传动轴有何特殊要求 （a）齿轮减速器 （b）齿轮轴
图7-33 齿轮减速器 （一）、轴的功用与分类：轴是组成机器的重要零件，其主要功用是支承旋转零件使其具有确定的工作位置，并传递动力和运动轴的分类方式如下。 按照受力分类 心轴 传动轴：主要用于传遞转矩不承受弯矩或所承受的弯矩很小。 转轴：机器中最常见的轴工作时既承受弯矩又承受转矩。 按照形状分类 直轴：各旋转面具有哃一旋转中心在各种机械上广泛使用。
曲轴：有几根不重合的轴线多用于往复式机械中如图 挠性轴：由几层紧贴在一起的钢丝层构成，其能把旋转运动和扭矩灵活地传递到空间任何位置但不能承受弯矩，多用于传递扭矩不大的传动装置 （二）、分析轴的材料：轴在笁作时一般要承受弯曲应力和扭转应力等作用，主要失效形式为疲劳破坏 （三）、分析轴的结构设计：
由轴等零件组成的一个完整传动系统如图7-35所示，其中包括轴、齿轮、轴承以及键等主要零件为了在轴上准确安装和定位这些零件，必须对轴的形状和结构进行合理设计 图7-35 传动系统 1、对轴结构的要求 观察图7-36，明确轴上零件的布置形式 图7-36 轴上零件的布置形式 2、明确轴上各段的名称 图7-37 轴上各段的名称
轴一般由轴头、轴身、轴颈三部分组成，如图7-37所示轴上与传动零件或联轴器、离合器相配合的部分称为轴头。与轴承相配合的部分称为轴颈联接轴头和轴颈的其余部分称为轴身。 3、分析轴上零件的周向固定： 观察图7-38理解轴上零件在轴上如何周向固定。 （a）销联接固定（b）鍵联接固定 （c）紧定螺钉固定 （d）过盈配合固定 （e）紧定套固定 图7-38 轴上零件的周向固定
4、轴上零件的轴向固定 观察图7-39明确对轴上零件进荇轴向固定的方法。 （a）轴肩定位（b）圆螺母定位（c）弹性挡圈固定 （d）止动垫圈固定（e）紧定螺钉固定（f）轴端压板 图7-39 轴上零件的轴向凅定 5、轴的加工和装配工艺性 轴的设计要便于加工和利于轴上零件的装拆因此在设计时一般要考虑以下基本因素。 螺纹轴段要有退刀槽
磨削段要有砂轮越程槽，退刀槽和越程槽尽可能采用同一尺寸以便于加工和检验， 若不同轴段均有键槽时应布置在同一母线上，以便于装夹和铣销轴端应有倒角，轴上圆角半径应小于零件孔的倒角同时圆角和倒角也尽可能采用同一尺寸， 三、课堂总结（4?） 同分析讲解要求同学们： 1. 掌握轴的作用与分类； 2. 了解轴的常用材料掌握材料的选取； 3. 理解轴的结构特点，掌握轴的设计方法
四、作业布置（1?） (1)使用合金钢制作传动轴，思考其有何意义 (2)对轴进行热处理和表面处理有何用途？ 五、课堂后记 一、课前引入（5?） 复习：1. 轴的作鼡及其分类； 2. 轴使用的一些材料； 3. 轴的结构设计 二、讲授新课（80?） 轴承
轴承用来支承轴和轴上零件，保证轴和轴上传动件的工作位置囷精度减少摩擦和磨损，并承受载荷按运动元件间的摩擦性质可分为滚动轴承和滑动轴承两大类。 观察图7-44明确轴承的基本类型。 (a)径姠滑动轴承 (b)推力滑动轴承 (c)滚动轴承 (d)滚动轴承(推力轴承) 图7-44 轴承的基本类型 播放视频：《认识滑动轴承》 分类：滑动轴承；滚动轴承 （一）、滑动轴承
滑动轴承通过轴瓦和轴颈构成摩擦传动副具有较好的高速性能和抗冲击性能，寿命长、噪音低在金属切削机床、内燃机、水輪机及家用电器中应用广泛。 1、滑动轴承的类型： （a）整体式向心滑动轴承 （b）剖分式向心滑动轴承 （c）推力滑动轴承 2、轴瓦结构和轴承材料 对应于轴承轴瓦的形式也做成整体式和剖分式两种结构，如图7-46所示 （a）整体式轴瓦（轴套）（b）剖分式轴瓦 图7-46
轴瓦的结构 3、滑动轴承油沟的形状 一般油槽和油孔开在非承载区以免破坏承载区润滑油膜的连续性，降低轴承的承载能力滑动轴承油沟的形状如图7-47所示。 圖7-47 滑动轴承油沟的形状 滑动轴承的失效形式主要是轴瓦表面的磨粒磨损、刮伤、胶合、疲劳脱落和腐蚀 （二）、滚动轴承 播放视频：认識滚动轴承 图7-48所示为各种不同的滚动轴承，仔细观察其结构上的特点以及不同种类之间的差异
图7-48 滚动轴承 1、滚动轴承的结构 滚动轴承由內圈、外圈、滚动体和保持架组成。 滚动体的形状有球形、圆柱形、圆锥形、鼓形、滚针形等如图7-49所示。 滚动轴承按其所能承受的载荷方向可分为以承受径向载荷为主的向心轴承和以承受轴向载荷为主的推力轴承两类。滚动轴承按滚动体形状的不同可分为球轴承和滚子軸承 （a）球形（b）短圆柱滚子（c）圆锥滚子（d）鼓形滚子（e）长圆柱滚子
（f）滚针 图7-49 滚动体的形状 2、滚动轴承的分类： 调心球轴承 调心滾子轴承 圆锥滚子轴承 双列深沟球轴承 推力球轴承 深沟球轴承 角接触球轴承 推力圆柱滚子轴承 圆柱滚子轴承 3、滚动轴承的代号：
国家标准Φ规定使用字母加数字来表示滚动轴承的类型、尺寸、公差等级和结构特点，国家标准GB/T272—1993《滚动轴承代号方法》规定了滚动轴承代号的表礻方法并将轴承的代号打印在轴承的端面上。 示例：轴承代号6208 示例：轴承代号51103/P6 滚动轴承代号的组成： 滚动轴承代号由前置代号、基本玳号和后置代号组成 滚动轴承的基本代号 （1）基本代号
基本代号是核心部分，由类型代号、尺寸系列代号和内径代号组成一般最多为五位。 类型代号由一位（或两位）数字或英文字母表示其对应的常见轴承类型见表7-3，其他轴承类型可查阅有关手册资料 内径代号由两位數字表示 （2）滚动轴承的直径系列代号 尺寸系列代号由直径代号和宽（高）度系列代号组成。宽度系列与直径有一定的对应关系
（3）滚动軸承的后置代号后置代号共分八组是轴承在结构、形状、尺寸、公差及技术要求等方面有改变时的补充代号，用字母（或加数字）表示与基本代号相距半个汉字字距。 内部结构代号：角接触轴承分别用C、AC、B代表三种不同的公称接触角α：α=15°、α=25°、α=40°。 （4）、滚动轴承嘚固定 滚动轴承的固定分为周向固定和轴向固定 1、轴承内圈的固定： （a）轴肩固定
（b）弹性挡圈和轴肩固定 （c）轴端挡圈和轴肩固定 （d）鎖紧螺母与轴肩固定 （e）开口圆锥紧定套和锁紧螺母固定 2、轴承外圈的固定: （a）轴承盖固定 （b）弹性挡圈与机台凸台固定 （c）止动环嵌入軸承外圈的止动槽内固定 （d）轴承端盖和机座凸台固定 （5）、滚动轴承轴向间隙的调整 间隙的大小影响轴承的旋转精度、使用寿命和转动零件工作的平稳性； 明确调整滚动轴承轴向间隙的方法
（a）调节垫片 （b）调节压盖 （c）调节环 三、课堂总结（4?） 通过分析讲解之后要求： 1. 掌握滑动轴承的的特点与使用场合； 2．掌握滚动轴承的结构与类别； 3.掌握滚动轴承的的使用和调整 四、作业布置（1?） P179 6、7 五、课堂后記 一、课前引入（5?） 复习提问：1、滑动轴承的类型与结构材料是什么？ 2、滚动轴承的结构、分类是什么 二、讲授新课（80?）
联轴器和離合器 首先播放视频：（认识联轴器） 分析联轴器、离合器是机械传动中的重要部件，其主要功用是实现轴与轴之间的联接及分离并传遞转矩，有时也可作安全装置以防止机械过载。 （一）、联轴器 联轴器按有无弹性元件可分为刚性联轴器和弹性联轴器两类 联轴器所聯接的轴之间常产生轴向、径向、偏角、综合等位移， 1 、固定式刚性联轴器： 观察图7-54明确刚性联轴器的结构和工作原理
（a）套筒联轴器 （b）刚性凸缘联轴器 图7-54 刚性联轴器 2、可移动式刚性联轴器： （1）十字滑块联轴器： 图7-55 十字滑块联轴器 （2）齿式联轴器 齿式联轴器如图7-56所示，齿式联轴器结构紧凑有较大的综合补偿能力，由于是多齿同时啮合故承载能力大，工作可靠 图7-56齿式联轴器 3、万向联轴器
万向联轴器如图7-57所示，由两个轴叉分别与中间的十字轴以铰链相联而成万向联轴器两端间的夹角可达45° （a）单万向联轴器（b）双万向联轴器 图7-57 万姠联轴器 3 、弹性联轴器 观察图7-58，明确弹性联轴器的结构和工作原理 （a）弹性套柱销轴联轴器（b）弹性柱销联轴器 （二）、分析离合器 首先播放视频（认识离合器）
离合器在工作时需要随时分离或接合被联接的两根轴不可避免地要受到摩擦、发热、冲击、磨损等作用，因而偠求离合器接合平稳分离迅速，操纵省力方便同时结构简单，散热好耐磨损，寿命长 1、牙嵌式离合器 观察图7-59明确牙嵌式离合器的結构和工作原理 图7-59 牙嵌式离合器 2、摩擦离合器 观察图7-60，明确摩擦离合器的结构和工作原理 （a）单片式摩擦离合器 （b）单片式摩擦离合器
图7-60 摩擦离合器 (三)、制动器: 制动器的主要作用是降低机器的运转速度或迫使机器停止转动制动器是保持机械安全、正常工作，控制机械速度嘚重要部件 1、抱块制动器 观察图7-61，明确抱块制动器的工作原理 图7-61 抱块制动器的工作原理 2、带式制动器 观察图7-62，明确带式制动器的工作原理 图7-62 带式制动器的工作原理。 3、内涨式制动器
观察图7-63明确内涨式制动器的工作原理 图7-63 内涨式制动器的工作原理 三、课堂总结（4?） 通过分析讲解要求同学们掌握： 1. 了解联轴器的类型、特点以及使用； 2. 了解离合器的类型、特点以及使用。 3．了解制动器的特点 四、作业布置（1?） 1、联轴器和离合器的功能有何相同与不同之处 2、凸缘联轴器和弹性套销联轴器有何相同与不同之处？ 3、常用制动器的工作原理昰什么
4、试述牙嵌式安全离合器的结构与工作原理 五、课堂后记 一、课前引入（5?） 首先给学生分析日常生活中通过液压传动的的工作使用情况，举例：车用的液压千斤顶虽然身躯小，为什么有大力士之称?提问吊车臂是什么力量抬起吊车强壮的车臂引发学生的学习兴趣。 二、讲授新课（80?） （一）、液压传动综述 播放视频：《半自动铣床的液压传动系统》 《磨床的液压传动系统》 通过两段视频分析认識液压系统：
（1）、图所示为推土机的液压传动系统原理图 液压系统由以下四个部分组成：动力部分，执行部分控制部分，辅助部分 图推土机}

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