机械基础教案

编号： 教 案第1 次课 学时 2授课形式课堂讲授授课时间课目、课题第1章 构件的静力分析教学目的和要求掌握刚体静力学，平面机构的静力分析；熟悉空间力系的平面解法。重点难点受力图的绘制，平面机构的静力分析、力系的合成与平衡计算。受力图的绘制，空间力系的平面解法。教学进程（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计）第1章 构件的静力分析1.基本概念（力、刚体） 2.静力学公理 3.约束和约束反力 约束：能限制某些物体运动的其它物体。约束反力(反力)：约束对非自由体的作用。反力的作用点是约束与非自由体的接触点反力的方向总是与该约束所能限制的运动方向相反反力的大小总是未知的。在静力学中可以利用相关平衡条件求出约束反力。约束的基本类型w 柔性约束w 光滑面约束 w 光滑铰链约束 w 固定端约束 4.受力图恰当地选取研究对象，正确地画出构件的受力图是解决力学问题的关键。画受力图的具体步骤如下： 1.明确研究对象，画出分离体； 2.在分离体上画出全部主动力；3.在分离体上画出全部约束反力。作业布置复习书中典型例题主要参考资料机械力学与机械设计 郑增铭 郭攀成主编理论力学 西工大编课后自我总结分析 由于在大一期间，同学们已经上过建筑力学上册有关于理论力学的内容，因此静力分析和平面汇交力系同学们比较了解，本节课主要是起到复习和加深知识点的作用，同学们对这节课的知识掌握的较好。编号： 教 案第 2次课 学时 2授课形式课堂讲授授课时间课目、课题第1章 构件的静力分析教学目的和要求掌握力矩的定义，力矩的性质以及平面力偶系的合成和平衡。运用平面任意力系的平衡条件和平衡方程。重点难点平面力偶系的合成平面任意力系的平衡方程教学进程（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计）第1章 构件的静力分析力对点之矩 概念 ：力使物体产生转动效应的物理量称为力矩。产生转动的中心点称为力矩中心（简称矩心），力的作用线到力矩中心的距离d称为力臂，力使物体绕矩心转动的效应取决于力F的大小与力臂d的乘积及力矩的转动方向。力对点之矩用MO（F）来表示合力矩定理：平面汇交力系的合力对平面内任意一点之矩，等于其所有分力对同一点的力矩的代数和力对点之矩的求法 方法1：用力矩的定义式，即力和力臂的乘积求力矩。 这种方法的关键在于确定力臂d。需要注意的是，力臂d是矩心到力作用线的距离，即力臂必须垂直于力的作用线。 方法2：运用合力矩定理求力矩。在工程实际中，有时力臂的几何关系较复杂，不易确定时，可将作用力正交分解为两个分力，然后应用合力矩定理求原力对矩心的力矩。 力偶及其性质定义：作用在物体上的一对大小相等、方向相反、作用线相互平行的两个力称为力偶。平面力偶系的平衡平面力偶系平衡的必要与充分条件是：力偶系中各力偶矩的代数和等于零。平面一般力系向平面内任意一点的简化 ：平面一般力系向平面内一点简化，得到一个主矢和一个主矩，主矢的大小和方向与简化中心的选择无关。主矩的值一般与简化中心的选择有关。 作业布置作业：P31 13,14主要参考资料机械力学与机械设计 郑增铭 郭攀成主编机械原理 孙桓主编课后自我总结分析学生们理解了力矩的性质以及平面力偶系的合成和平衡。并且可以通过实际题目进行平面任意力系的平衡条件和平衡方程的运用，但是还需要通过课后练习进行巩固。编号： 教 案第 3次课 学时 2授课形式课堂讲授授课时间课目、课题第1章 构件的静力分析教学目的和要求通过对本节内容的详细讲解，旨在让学生了解空间力系的平衡方程及其应用，要求学生理解滑动摩擦的规律，摩擦角和自锁现象以及摩擦时物体的平衡问题。重点难点空间任意力系的平衡方程及其运用摩擦角和自锁现象教学进程（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计）第1章 构件的静力分析1空间力系 力在空间直角坐标轴上的投影 一次投影法：力F与三个坐标轴所夹的锐角分别为a、g, 则力F在三个轴上的投影等于力的大小乘以该夹角的余弦 二次投影法:若已知力F与z轴的夹角为g，力F 和z轴所确定的平面与x轴的夹角为j，可先将力F 在oxy平面上投影， 然后再向x、 y 轴进行投影。 空间力系的简化：与平面任意力系的简化方法一样，空间力系也可以简化为一个主矢和一个主矩。 空间力系平衡问题的平面解法 ：在工程中，常将空间力系投影到三个坐标平面上，画出构件受力图的主视、俯视、侧视等三视图，分别列出它们的平衡方程，同样可解出所求的未知量。这种将空间问题转化为平面问题的研究方法，称为空间问题的平面解法。2滑动摩擦两物体接触表面间产生相对滑动或具有相对滑动趋势时所具有的摩擦。两物体表面间只具有滑动趋势而无相对滑动时的摩擦，称为静滑动摩擦（静摩擦）；接触表面间产生相对滑动时的摩擦，称为动滑动摩擦（动摩擦）。 摩擦角：全反力与法线间的最大夹角。自锁：若主动力的合力FQ作用在锥体范围内，则约束面必产生一个与之等值、反向且共线的全反力FR与之平衡。但无论如何增加力FQ，物体总能保持平衡。全反力作用线不会超出摩擦锥的这种现象称为自锁。 作业布置无主要参考资料机械力学与机械设计 郑增铭 郭攀成主编机械原理 孙桓主编课后自我总结分析学生们理解了力在空间直角坐标轴上的投影，以及如何运用空间力系平衡问题的平面解法。滑动摩擦是机械基础中最重要的内容之一，在以后的教学中应突出该内容，讲透使得学生有更加深入的了解。编号： 教 案第 4 次课 学时 2授课形式课堂讲授授课时间课目、课题第2章 零件的变形及强度计算教学目的和要求学习：轴向拉伸与压缩的概念 ；拉(压)杆横截面的应力和变形计算 ；拉(压)杆的强度计算 ；剪切的概念 ，挤压的概念 ；剪切和挤压的实用计算重点难点拉(压)杆的轴力和轴力图 拉(压)杆横截面的应力和变形计算 教学进程（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计）第2章 零件的变形及强度计算一、拉伸和压缩材料拉伸和压缩时的力学性能材料的力学性能：材料在外力作用下，其强度和变形方面所表现出来的性能。它是通过试验的方法测定的，是进行强度、刚度计算和选择材料的重要依据。工程材料的种类：根据其性能可分为塑性材料和脆性材料两大类。低碳钢和铸铁是这两类材料的典型代表，它们在拉伸和压缩时表现出来的力学性能具有广泛的代表性。拉(压)杆的强度计算 许用应力：构件安全工作时材料允许承受的最大应力。构件的工作应力必须小于材料的极限应力。强度计算： 应用强度条件式进行的运算。为了使构件不发生拉(压)破坏，保证构件安全工作的条件是：最大工作应力不超过材料的许用应力。这一条件称为强度条件。应用该条件式可以解决以下三类问题：校核强度 、设计截面 、确定许可载荷。二、剪 切 剪切的概念 ：在力不很大时，两力作用线之间的一微段，由于错动而发生歪斜，原来的矩形各个直角都改变了一个角度。这种变形形式称为剪切变形。挤压的概念 ：构件发生剪切变形时，往往会受到挤压作用，这种接触面之间相互压紧作用称为挤压。 详解书中例题。作业布置无主要参考资料机械力学与机械设计 郑增铭 郭攀成主编机械原理 孙桓主编课后自我总结分析学生们理解了轴向拉伸与压缩的概念，以及拉(压)杆横截面的应力和变形计算。在做书中例题时发现对剪切和挤压的掌握不够好，需要多做练习进行巩固。编号： 教 案第 5 次课 学时 2授课形式课堂讲授授课时间课目、课题第2章 零件的变形及强度计算教学目的和要求1圆轴扭转的概念 2扭转内力：扭矩和扭矩图3扭转切应力分析与计算4圆轴扭转时的强度和刚度计算重点难点扭矩图的绘制圆轴扭转时的强度和刚度计算教学进程（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计）第2章 零件的变形及强度计算扭转变形的特点：受力特点：在垂直于杆件轴线的平面内， 作用了一对大小相等，转向相反，作用平 面平行的外力偶矩；变形特点：杆件任意两横截面都发生了绕杆件轴线的相对转动。这种形式的变形称为扭转变形。扭矩图：用平行于轴线的 x 坐标表示横截面的位置，用垂直于 x 轴的坐标MT表示横截面扭矩的大小，描画出截面扭矩随截面位置变化的曲线，称为扭矩图。圆轴扭转时的变形特征:1)各圆周线的形状大小及圆周线之间的距离均无变化；各圆周线绕轴线转动了不同的角度。2)所有纵向线仍近似地为直线，只是同时倾斜了同一角度。 圆轴扭转时的强度计算：强度条件:圆轴扭转时的强度要求仍是最大工作切应力max不超过材料的许用切应力。应用扭转强度条件，可以解决圆轴强度计算的三类问题：校核强度、设计截面和确定许可载荷。 圆轴扭转时的变形和刚度计算：刚度条件：最大单位长度扭角 小于或等于许用单位长度扭角。 根据扭转刚度条件，可以解决刚度计算的三类问题：即校核刚度、设计截面和确定许可载荷。 作业布置作业：P60 8,9,11主要参考资料机械力学与机械设计 郑增铭 郭攀成主编机械原理 孙桓主编课后自我总结分析学生们理解了扭转变形的特点和变形特征，并会应用强度计算公式和刚度计算公式进行校核，以后还需要增加一些习题的练习。由于扭转变形时几种变形里面比较重要的内容，以后教学过程中本章内容可以适当强化。编号： 教 案第 6 次课 学时 2授课形式课堂讲授授课时间课目、课题第2章 零件的变形及强度计算教学目的和要求1.直梁平面弯曲的概念 2.梁的类型及计算简图 3.梁弯曲时的内力（剪力和弯矩） 4.梁纯弯曲时的强度条件 5.梁弯曲时的变形和刚度条件 重点难点梁弯曲时的内力计算（剪力和弯矩）梁纯弯曲时的强度条件和刚度条件教学进程（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计）第2章 零件的变形及强度计算直梁平面弯曲的概念： 弯曲变形：作用于杆件上的外力垂直于杆件的轴线，使杆的轴线由直线变为曲线。平面弯曲：梁的外载荷都作用在纵向对称面内时，则梁的轴线在纵向对称面内弯曲成一条平面曲线。以弯曲变形为主的直杆称为直梁，简称梁。梁的类型：简支梁：一端为活动铰链支座，另一端为固定铰链支座。外伸梁：一端或两端伸出支座之外的简支梁。悬臂梁：一端为固定端，另一端为自由端的梁。求梁的内力的方法仍然是截面法。 剪力方程和弯矩方程弯矩图画法：以与梁轴线平行的x坐标表示横截面位置，纵坐标y按一定比例表示各截面上相应弯矩的大小，正弯矩画在轴的上方，负弯矩画在轴的下方。 弯矩图的规律 ：1.梁受集中力或集中力偶作用时，弯矩图为直线，并且在集中力作用处，弯矩发生转折；在集中力偶作用处，弯矩发生突变，突变量为集中力偶的大小。 2.梁受到均布载荷作用时，弯矩图为抛物线，且抛物线的开口方向与均布载荷的方向一致。 3.梁的两端点若无集中力偶作用，则端点处的弯矩为0；若有集中力偶作用时，则弯矩为集中力偶的大小。 作业布置作业：P60 8,9,11主要参考资料机械力学与机械设计 郑增铭 郭攀成主编机械原理 孙桓主编课后自我总结分析学生们理解了梁弯曲时的内力计算（剪力和弯矩）方法，以及弯矩图的画法，由于本节内容难度比较大，同学们接受的程度各不相同，在以后的教学中要放慢教学速度，争取让更多的同学理解的更好，并加强习题和作业，使学生在做作业的时候得到进一步的巩固。编号： 教 案第 7 次课 学时 2授课形式课堂讲授授课时间课目、课题第2章 零件的变形及强度计算教学目的和要求了解组合变形的概念 掌握斜弯曲变形的应力、强度计算重点难点重点：斜弯曲变形的应力、强度计算教学进程（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计）组合变形的概念 构件同时发生两种或两种以上的基本变形称为组合变形。举例：略对发生组合变形的杆件计算应力和变形时，采用叠加法。即：先将荷载分解成符合基本变形外力条件的外力系，分别计算构件在每一种基本变形时的内力、应力、然后进行叠加，就得原来的荷载引起的组合变形的应力和变形。当然必须满足小变形假设及线弹性条件。斜弯曲变形的应力和强度1. 斜弯曲变形的应力和强度计算 1）.外力分解 Py=P cosjPz=P sinj2）.分别计算各基本变形的内力、应力 3）叠加4）.强度计算（1） 中性轴的位置中性轴方程： 中性轴是一条通过截面形心的直线。 当时，即中性轴不再垂直于荷载作用面。（2）最大正应力 （3）.强度计算 作业布置复习主要参考资料机械力学与机械设计 郑增铭 郭攀成主编机械原理 孙桓主编课后自我总结分析本次课介绍了组合变形的概念 ，并详细推导了斜弯曲变形的应力、强度计算公式。组合变形的应力、强度计算是在基本变形应力、强度计算基础上的，较后者有一定的难度。讲课时突出难点、重点。编号： 教 案第 8 次课 学时 2授课形式课堂讲授授课时间课目、课题第2章 零件的变形及强度计算教学目的和要求掌握斜弯曲变形的应力、强度、变形计算掌握拉伸（压缩）和弯曲组合变形的计算重点难点斜弯曲变形的应力、强度、变形计算拉伸（压缩）和弯曲组合变形的计算教学进程（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计）斜弯曲变形的应力和强度斜弯曲梁的饶度和刚度计算Py引起的自由端的挠度： Pz引起的自由端的挠度： 当Iz Iy时， 即位移不再发生在荷载作用作用面。因而不属于平面弯曲。拉伸（压缩）和弯曲的组合变形1、 内力分析2、 应力分析3、 强度计算作业布置查找相关在建筑中的实例主要参考资料机械力学与机械设计 郑增铭 郭攀成主编机械原理 孙桓主编课后自我总结分析本次课内容比较难，讲授时速度较慢，使学生容易接受。以后要多讲一些比较经典的习题。编号： 教 案第 9次课 学时 2授课形式课堂讲授授课时间课目、课题第2章 零件的变形及强度计算教学目的和要求掌握偏心压缩的计算重点难点偏心压缩的计算教学进程（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计）偏心压缩（拉伸）1、偏心压缩时的应力和强度计算（40分钟）1） 荷载的简化2） 内力分析3） 应力分析4） 中性轴的位置中性轴的特点：中性轴为不能过截面形心的直线。中性轴与偏心压力的作用点分别处于截面形心的相对两边。偏心压力的作用点越向截面形心靠近，中性轴就越离开截面形心。当中性轴与截面周边相切或在截面以外时，整个截面上只产生压应力而不出现拉应力。5） 最大正应力6） 强度计算例题讲解（20分钟）2、 截面核心 （20分钟）概念：偏心压力F作用在形心附近的某个区域内，整个截面只产生压应力，而不产生拉应力，这个区域称为截面核心。矩形截面核心是截面对称轴的三分点连接而成的菱形区域。圆形截面的截面核心是一直径为d/4的圆形区域。3、小结 （10分钟）作业布置主要参考资料机械力学与机械设计 郑增铭 郭攀成主编机械原理 孙桓主编课后自我总结分析本节课主要内容是偏心压缩应力和强度计算，是以后专业课的基础课内容。要求学生要很好的掌握。结合工程实例讲解，效果较好。编号： 教 案第 10次课 学时 2授课形式课堂讲授授课时间课目、课题第3章 机械工程材料及其选用教学目的和要求1. 金属材料的力学性能2铁碳合金3. 有色金属与粉末冶金材料4. 机械工程材料的选用重点难点了解金属材料的力学性能有色金属与粉末冶金材料机械工程材料的选用教学进程（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计）第3章 机械工程材料及其选用一、 金属材料的力学性能强度和塑性、硬度、塑性二、 影响金属材料性能的因素金属的晶体结构：体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格合金的概念、 合金的结构：固溶体、金属化合物合金的组织：结晶晶粒、机械混合物三、 铁碳合金铁碳合金的基本知识及其性能铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、莱氏体铁碳合金分类：工业纯铁、钢、白口铸铁钢的热处理方法：退火、钢的淬火、钢的回火、钢的表面热处理工业用钢：碳素钢、合金钢四、 有色金属与粉末冶金材料铝和铝合金、铜和铜合金、滑动轴承合金、粉末冶金材料五、 非金属材料高分子材料：塑料、橡胶和粘结剂六、 机械工程材料的选用零件的实效形式：撕裂、表面损伤、过量变形材料选择的基本原则：1) 满足零件的工作要求2) 满足加工要求3）具有较好的经济性零件选材的方法：以综合力学性能为主时的选材以疲劳强度为主时的选材以磨损为主时的选材作业布置P105：1,2,3,4 主要参考资料机械力学与机械设计 郑增铭 郭攀成主编机械原理 孙桓主编课后自我总结分析学生们对一系列的机械工程材料有了一个初步的了解，以后的讲解需要更加的详细，甚至适当的增加课时。编号： 教 案第 11 次课 学时 2授课形式课堂讲授授课时间课目、课题第四章 公差与配合教学目的和要求1. 光滑圆柱的极限与配合2形位公差3. 表面粗糙度重点难点极限与配合的选择教学进程（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计）第四章 公差与配合一、光滑圆柱的极限配合最基本的配合关系：孔与轴的配合有关线性尺寸的定义：线性尺寸、基本尺寸、极限尺寸、实际尺寸有关偏差、公差的定义：尺寸偏差、尺寸公差、公差带有关配合的定义：配合、配合公差间隙或过盈：间隙配合、过盈配合、过渡配合详解例题4-1，4-2公差带及基本配合代号的查询二、形位公差简介形位公差的研究对象：构成零件几何特征的点、线、面形位公差的项目与符号形位公差的标注形位公差带的特点形位公差的选用作业布置P136：习题4-2主要参考资料机械力学与机械设计 郑增铭 郭攀成主编机械原理 孙桓主编课后自我总结分析学生们理解了有关线性尺寸和配合的定义，掌握了公差带及基本配合代号的查询，以及掌握了形位公差的标注。形位公差相关知识以后讲的时候要更加注意方式方法，讲的易懂易理解即可。编号： 教 案第 12 次课 学时 2授课形式课堂讲授授课时间课目、课题第四章 公差与配合教学目的和要求1. 表面粗糙度简介2. 练习题讲解重点难点理解表面粗糙度的概念和评定了解表面粗糙度的标注表面粗糙度代号教学进程（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计）第四章 公差与配合一、表面粗糙度的概念表面粗糙度的研究对象是零件表面微观不平度。二、表面粗糙度的评定取样长度和评定长度基准线表面粗糙度的评定参数：轮廓算术平均偏差微观不平度十点高度轮廓最大高度三、表面粗糙度数值的选择四、表面粗糙度的标注表面粗糙度的符号及说明表面粗糙度的高度特性参数标注示例练习题讲解作业布置P136：习题4-3主要参考资料机械力学与机械设计 郑增铭 郭攀成主编机械原理 孙桓主编课后自我总结分析学生们理解了理解表面粗糙度的概念和评定，掌握了表面粗糙度的标注，以及掌握了表面粗糙度的符号及说明，还需补充图纸及图例等相关知识。可以多制作一些幻灯片，加强感性认识。编号： 教 案第 13 次课 学时 2授课形式课堂讲授授课时间课目、课题第五章 常用机构教学目的和要求1. 构件和运动副2平面连杆机构重点难点平面四杆机构的工作特性；平面连杆机构的运动设计教学进程（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计）一、构件和运动副低副和高副的区别构件的分类：机架、原动件、从动件二、平面连杆机构铰链四杆机构：4为机架，2为连杆，构件1、3称为连架杆，其中能绕其轴线作整轴回转的连架杆1称为曲柄，只能绕轴线往复摆动的连架杆3称为摇杆。铰链四杆机构的三种基本形式：1、曲柄摇杆机构两个连杆架之一是曲柄，另一个是摇杆的铰链四杆机构为曲柄摇杆机构。曲柄摇杆机构可将曲柄的整周连续转动变成摇杆的往复摆动；也可将摇杆的往复摆动转变成曲柄的整周转动。2、双曲柄机构两个连架杆都是曲柄的铰链四杆机构称为双曲柄机构。双曲柄机构中，两曲柄可分别作主动件。一般当主动曲柄等速转动时，从动曲柄作变速转动。3、双摇杆机构两个连架杆都是摇杆的铰链四杆机构称为双摇杆机构。铰链四杆机构曲柄存在的条件：1、曲柄存在的条件最短构件与最长构件长度之和小于或等于其它两构件之和；以最短构件为机架或连架杆。2、铰链四杆机构类型判断最短构件与最长构件的长度之和小于或等于其它两构件的长度之和。最短构件与最长构件的长度之和大于其它两构件的长度之和。压力角和传动角：压力角：从动件摇杆所受作用力F的方向与该点速度方向之间所夹锐角。压力角愈小对机构传动愈有利。为保证机构具有良好的传力性能，应使max。传动角：压力角的余角，即=90-。愈小愈大，对机构工作与越有利。机构的传力条件：min设计时一般应使min40，高速和大功率转动中，应使min50。铰链四杆机构工作时，min在机构中位置的确定：死点的位置急回运动特性：当以曲柄为主动件且作等速转动时从动件在前进行程有慢的平均速度，在回程有快的行程速度性质。机构急回特性的相对程度是用从动件空回行程平均速度与工作行程平均速度的比值K衡量。作业布置P136：习题5-3、5-4、5-5、5-6、5-17主要参考资料机械力学与机械设计 郑增铭 郭攀成主编机械原理 孙桓主编课后自我总结分析学生们理解了构件和运动副的分类，掌握了平面四杆机构的工作特性，以及掌握了铰链四杆机构基本类型的判别，这部分内容需要配合多做习题来巩固。编号： 教 案第 14 次课 学时 2授课形式课堂讲授授课时间课目、课题第五章 常用机构教学目的和要求了解凸轮机构的特点；能按运动规律绘制S-曲线；了解棘轮机构，槽轮机构，不完全齿轮机构和凸轮式间隙运动机构的运动特点、主要参数及应用 。重点难点1 从动件常用运动规律2 凸轮轮廓曲线的绘制；凸轮机构基本尺寸的确定3 用反转法绘制凸轮轮廓曲线 4 棘轮机构、槽轮机构的工作原理、运动特点及应用 教学进程（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计）一、凸轮机构凸轮机构的功用和分类从动件常用的运动规律凸轮机构的基本名词术语： 基圆：凸轮理论轮廓曲线最小向径所作的圆。 行程：从动件由最低点到最高点的位移h（或摆角） 推程运动角：从动件由最低运行到最高位置，凸轮所转过的角。 回程运动角：从动件由最高运行到最低位置，凸轮所转过的转角。 远休止角：从动件到达最高位置停留过程中凸轮所转过的角。 近休止角：从动件在最低位置停留过程中所转过的角。 偏距圆：从动件导路与凸轮回转中心O的偏心距离为e，并以e为半径O为圆心所作的圆。从动件常用运动规律：1、等速运动规律2、等加速等减速规律3、简谐运动规律（余弦运动规律凸轮轮廓曲线设计图解法解析法：已知基圆，角速度，偏距e，运动规律，求凸轮轮廓曲线。凸轮机构基本尺寸的确定1、凸轮机构的压力角的确定2、基圆半径的确定3、滚子半径的选择4、平底长度的确定二、间歇运动机构棘轮机构棘轮机构的特点及应用 ：1）轮齿式棘轮机构运动可靠，从动棘轮容易实现有级调节，常用于低速、轻载、棘轮转角不大的间歇传动。2）摩擦式棘轮机构工作平稳无噪声，常用做超越离合器，运动准确性较差。 槽轮机构槽轮机构的特点和应用 ：优点：结构简单，工作可靠，能准确控制转动的角度。缺点：对一个已定的槽轮机构来说，其转角不能调节。 在转动始、末加速度变化较大，有冲击。 应用：常用于转速不高，要求恒定旋转角的分度机构中。 作业布置P166：习题5-21主要参考资料机械力学与机械设计 郑增铭 郭攀成主编机械原理 孙桓主编课后自我总结分析学生们理解了从动件常用运动规律，了解凸轮机构的特点；能按运动规律绘制S-曲线，理解棘轮机构、槽轮机构的工作原理、运动特点及应用。编号： 教 案第 15 次课 学时 2授课形式课堂讲授授课时间课目、课题第六章 圆柱齿轮传动教学目的和要求了解齿轮机构的类型和应用；掌握齿廓啮合基本定理、渐开线性质、啮合特性、标准直齿圆柱齿轮的主要参数和尺寸计算；熟悉齿轮正确啮合条件和连续传动条件。重点难点直齿圆柱齿轮基本参数的确定与几何尺寸、正确啮合条件、连续传动条件的计算、失效形式和计算准则、受力分析和强度计算。教学进程（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计）齿轮传动的类型、特点和应用齿廓啮合基本定律：在啮合传动的任一瞬时，两轮齿廓曲线在相应接触点的公法线必须通过按给定传动比确定的该瞬时的节点。渐开线及渐开线齿廓渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸标准齿轮：m、h*a、c*均取标准值，具有标准的齿顶高和齿根高，分度圆齿厚等于齿槽宽。几何尺寸：d =mz ha= h*a m hf=( h*a + c*)m h=ha+hf=(2 h*a + c*)mda=d+2ha=(z+2 h*a)m df=d-2hf=(z-2 h*a -2 c*)m db=dcosP =m s=e=m/2 中心距：a=(d2d1)/2=m(z2z1)/2 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动齿轮要正常传动，必须满足正确啮合条件和连续传动条件。根切及标准直齿轮不根切的最少齿数根切危害：切掉部分齿廓；削弱齿根强度； 降低重合度。Zmin=17变位直齿圆柱齿轮传动1.避免根切；2.改善小齿轮的寿命（大传动比时，增大小齿轮齿厚，减小大齿轮齿厚，使一对齿轮的寿命相当）；3.凑中心距。 凑中心距的目的：使中心距相等作业布置P193：习题6-1、6-2、6-3主要参考资料机械力学与机械设计 郑增铭 郭攀成主编机械原理 孙桓主编课后自我总结分析学生们了解齿轮机构的类型和应用；掌握了齿廓啮合基本定理、渐开线性质、啮合特性、标准直齿圆柱齿轮的主要参数和尺寸计算。对齿轮正确啮合条件和连续传动条件还需要进一步加深理解。编号： 教 案第 16 次课 学时 2授课形式课堂讲授授课时间课目、课题第六章 圆柱齿轮传动教学目的和要求能够计算斜齿轮、的几何尺寸，能正确分析齿轮失效原因，确定设计准则、进行强度校核重点难点斜齿圆柱齿轮、受力分析和强度计算。 教学进程（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计）平行轴斜齿圆柱齿轮机构斜齿轮的基本参数：法面：与分度圆柱面螺旋线切线垂直的平面。其模数和压力角为标准值。端面：垂直于轴线的面。 斜齿轮端面参数与尺寸计算：齿距： Pt=mt，Pn=mn，Pn = Ptcos 模数： mn=mtcos 正确啮合条件： mt1=mt2、t1=t2、mn1=mn2、n1=n2、1 =2直齿圆锥齿轮机构 1.背锥：过大端A点作e曲线的切线AO1与轴线相交于点O1，以AO1为母线，OO1为轴线的圆锥AO1B称为该圆锥齿轮的背锥。2.当量齿轮：将锥齿轮大端扇形齿轮补足成圆柱齿轮，取锥齿轮大端齿形的模数和压力角，则此圆柱齿轮为该锥齿轮的当量齿轮。3.当量齿数：当量齿轮的齿数称为该圆锥齿轮的当量齿数。 正确啮合条件：m1=m2=m、1=2= 齿轮传动的失效形式与设计准则轮齿主要失效形式：轮齿折断（疲劳折断、过载折断） 齿面损坏（点蚀、磨损、胶合、塑性变形）标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算力的大小：圆周力：Ft=2T1/d1 Ft1=Ft2 径向力：Fr=Ft/tg Fr1=Fr2 法向力：Fn=Ft/cos Fn1=Fn2 同名力大小相等，方向相反。齿根弯曲疲劳强度计算、齿面接触疲劳强度计算 平行轴标准斜齿圆柱齿轮的强度设计作业布置P193：习题6-6、6-7主要参考资料机械力学与机械设计 郑增铭 郭攀成主编机械原理 孙桓主编课后自我总结分析学生们能够计算斜齿轮、锥齿轮的几何尺寸，对于确定设计准则、进行强度校核还不够熟练，通过习题进行强化，上课效果较好。编号： 教 案第 17 次课 学时 2授课形式课堂讲授授课时间课目、课题第七章 其他齿轮传动教学目的和要求能够计算锥齿轮的几何尺寸，确定设计准则、进行强度校核。能根据已知条件，合理地确定普通圆柱蜗杆和蜗轮的材料、主要参数、尺寸、结构、正确啮合条件、强度计算、热平衡计算等。 重点难点锥齿轮的当量齿轮概念、受力分析和强度计算。 普通圆柱蜗杆传动的啮合特点、几何参数计算、正确啮合条件、强度计算。 教学进程（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计）一、锥齿轮传动直齿圆锥齿轮的几何计算：基本参数的几何尺寸计算、锥齿轮的当量齿轮和当量齿数二、蜗杆传动蜗杆机构的形成、类型及特点按蜗杆形状：圆柱蜗杆机构、环面蜗杆机构、锥蜗杆机构、阿基米德圆柱蜗杆按蜗杆齿廓曲线形状：渐开线圆柱蜗杆、延伸渐开线蜗杆、锥面包络圆柱蜗杆蜗杆传动的特点优点：传动比大，机构紧凑；传动平稳、无噪音；反向行程时可自锁，安全保护。缺点：齿面相对滑动速度大，易磨损；效率低、成本较高。蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算1.蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2 2.蜗杆分度圆上螺旋升角 3蜗杆的分度圆直径d1和直径系数q 几何尺寸计算 传动比和齿数比：标准中心距a：蜗杆传动的失效形式、设计准则和材料选择蜗杆传动的强度和刚度计算力的方向和蜗轮转向的判别Ft“主反从同”，Fr指向轴线Fa1按蜗杆左（右）手螺旋定则确定。1 蜗轮齿面接触疲劳强度计算2 蜗轮齿根弯曲疲劳强度校核3 蜗杆的刚度计算 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算1、蜗杆传动的效率2、蜗杆传动的润滑 目的：1）提高效率；2）降低温升，防止磨损和胶合。方法：蜗杆上置式浸油润滑：润滑效果较差，但搅油损失小； 蜗杆下置式浸油润滑：润滑效果较好，但搅油损失大。3、蜗杆传动热平衡计算 原因：摩擦热使温升较高，润滑油粘度下降，加剧磨损和胶合。热平衡计算蜗杆和蜗轮的结构 作业布置P205：习题7-2、7-3主要参考资料机械力学与机械设计 郑增铭 郭攀成主编机械原理 孙桓主编课后自我总结分析学生们能够计算锥齿轮的几何尺寸，确定设计准则、进行强度校核。能根据已知条件，合理地确定普通圆柱蜗杆和蜗轮的主要参数、尺寸、正确啮合条件、强度计算、热平衡计算等。这部分内容书中习题不多，以后要做相应的补充。编号： 教 案第 18 次课 学时 2授课形式课堂讲授授课时间课目、课题第八章 齿轮系与减速器教学目的和要求掌握定轴轮系，周转轮系传动比的计算。重点难点定轴轮系转向判别，求解周转轮系传动比。教学进程（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计）一、轮系及其分类轮系：用一系列互相啮合的齿轮将主动轴和从动轴连接起来，这种多齿轮的传动装置称为轮系。1.定轴轮系2.周转轮系周转轮系按自由度数目分：行星轮系； 差动轮系；周转轮系按其基本构件分：2K-H型周转轮系；3K型周转轮系 3.复合轮系二、定轴轮系的传动比传动比大小的计算： ；空间定轴轮系：空间定轴轮系用箭头表示各轮转向轮系首末两轴平行，用“+”、“-”表示首末两轮转向关系。 首末两轴不平行，不能有“+”、“-” 号。 三、周转轮系的传动比行星轮系： 四、复合轮系的传动比步骤：1.分析轮系的组成； 2.分别写出各轮系的传动比； 3.找出轮系间运动关系； 4联立求解。五、轮系的功用实现大传动比；实现较远距离的传动；实现运动的分解；实现变速、换向传动；结构紧凑的大功率传动；利用行星轮输出的复杂运动满足特殊要求；实现运动的合成。 作业布置P215 习题8-1、8-2、8-3主要参考资料机械力学与机械设计 郑增铭 郭攀成主编机械原理 孙桓主编课后自我总结分析学生们掌握了定轴轮系，周转轮系传动比的计算。并且理解了定轴轮系转向的判别，并对实际问题会求解周转轮系传动比。本节课知识点难度不大，同学们学习效果较好。编号： 教 案第 19 次课 学时 2授课形式课堂讲授授课时间课目、课题第九章 带传动教学目的和要求了解带传动的类型与特点，掌握带传动受力分析，了解弹性滑动的概念 重点难点受力分析、弹性滑动，带的应力分布图教学进程（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计）一、概述带传动的工作原理及特点传动原理以张紧在至少两轮上带作为中间挠性件，靠带与轮接触面间产生摩擦力来传递运动与动力。优点：有过载保护作用；有缓冲吸振作用、运行平稳无噪音； 适于远距离传动； 制造、安装精度要求不高缺点：弹性滑动使传动比不恒定； 张紧力较大，轴上压力较大； 结构尺寸较大、不紧凑； 打滑，使带寿命较短； 带与带轮间摩擦放电，不适宜高温、易燃、易爆的场合。普通V带主要参数： 带节面宽度bp 带轮基准直径dd 基准长度Ld普通V带类型： 按截面尺寸从小到大共有 Y、Z、A、B、C、D、E型二、带传动工作情况分析带传动的受力分析1）工作前（预紧）：两边初拉力F1=F2=F0 2）工作时（传递扭矩T）：两边拉力变化 紧边 F0F1；松边F0F2 3）带传递的功率： 带的弹性滑动与打滑：弹性滑动；滑动率；打滑；弹性滑动与打滑的区别极限有效拉力及其影响因素 ：影响因素分析： 初拉力F0 包角 摩擦系数f带的应力分析作业布置P231 习题9-3、9-4、9-5主要参考资料机械力学与机械设计 郑增铭 郭攀成主编机械原理 孙桓主编课后自我总结分析这节课的知识点相对比较多，学生们对带传动的类型与特点有了了解，掌握了带传动受力分析，并能够理解弹性滑动的概念。以后需要通过作业进行巩固。编号： 教 案第 20 次课 学时 2授课形式课堂讲授授课时间课目、课题第九章 带传动教学目的和要求掌握带应力分布规律和V带设计方法，了解带的张紧与维护特点重点难点V带传动的设计方法教学进程（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计）一、V带传动设计设计步骤与方法1.确定计算功率Pd ：（KW）2.选择带型号：3.确定带轮直径及验算带速： 选择小轮基准直径dd1 验算带速： 计算从动轮基准直径dd2 ：4.确定中心距a和带的基准长度Ld ： 初选a0 ： 计算Ld ：（并取相近标准值） 最后求实际中心距：5.验算小轮包角6.计算带的根数Z7.确定带的初拉力F0（单根带） 8.求带作用于轴的压力FQ二、V带带轮设计和带传动的张紧与维护V带带轮设计 1.带轮材料：常用材料有灰铸铁、铸钢。 2.结构尺寸： 实心式 腹板式 孔板式 轮辐式 带的张紧方法 调节中心距：定期张紧；自动张紧。 加张紧轮：定期张紧；自动张紧。 三、其它带传动简介高速带传动范围：30m/s，转轴n=(1000050000)rpm。要求：运转平稳、可靠、具有高寿命。同步带传动优点：传动比正确； 预紧力较小，使轴和轴承上所受的载荷较小； 薄而轻，允许高速。缺点：安装时中心距要求严格，且价格较贵。作业布置无主要参考资料机械力学与机械设计 郑增铭 郭攀成主编机械原理 孙桓主编课后自我总结分析学生们掌握了带应力分布规律，对V带设计方法以及步骤需要通过书中例子才能理解，了解带的张紧与维护特点。总体教学效果不错编号： 教 案第 21 次课 学时 2授课形式课堂讲授授课时间课目、课题第十章 链传动教学目的和要求了解链传动的基本参数、失效形式及其选择 重点难点链传动的基本参数、传动特点以及选择链传动的设计计算 教学进程（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计）一、概述1、链传动工作原理： 两轮间以链条为中间挠性元件的啮合传动来传递运动和动力。优点：平均速比准确； 结构紧凑，轴上压力小； 传动效率高； 承载能力高； 可进行远距离传动； 成本低。缺点：瞬时传动比不恒定； 传动不平稳； 传动时有噪音、冲击。2、链传动的类型： 1）按工作特性分： 起重链：用于提升重物 曳引链：运输机械； 传动链：用于传递运动和动力 2）按传动链结构形式分： 滚子链 齿形链 成型链二、滚子链及链轮1、滚子链的结构和规格 主要参数： 节距P、节数Z。2、滚子链链轮 1结构：1）整体式 ； 2）孔板式 ；3）组合式 2材料 主要要求：1）足够的强度；2）足够的耐磨性；3）耐冲击。 常用材料：普通碳素结构钢、优质碳素结构钢、合金钢。三、链传动的设计计算链传动的主要参数及选择 1小链轮齿数 2传动比i 3链的节距p和型号 设计功率：Pd=KAKZP (KW) 4链节数LP与中心距a：5轴上压力FQ 四、链传动的布置、张紧与润滑1、布置2、张紧 3、润滑：利于缓冲、减小摩擦、降低磨损，提高使用寿命。作业布置P240 习题10-2、10-3、10-4主要参考资料机械力学与机械设计 郑增铭 郭攀成主编机械原理 孙桓主编课后自我总结分析学生们理解了链传动的基本参数、传动特点和失效形式，以及如何选择链传动的设计计算。这部分需要多做习题进行巩固，课后作业另外安排时间解答疑难。编号： 教 案第 22 次课 学时 2授课形式课堂讲授授课时间课目、课题第十一章 联接教学目的和要求熟悉联轴器、离合器、的分类、特点及应用；能根据工作要求进行正确的选用。 重点难点联轴器、离合器的选用 教学进程（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计）一、联轴器 刚性联轴器 联轴器 ： 弹性联轴器 安全联轴器1.刚性联轴器：凸缘联轴器 、夹壳式联轴器2.扰性联轴器：无弹性元件