机械基础教案（职高）

授课计划章节名称TOPIC1平面机构运动副和运动简图授课形式讲授课时1班级中专0101教学目的掌握常用的运动副类型教学重点低副和高副教学难点辅助手段课外作业课后体会一运动副使两物体直接接触而又能产生一定相对运动的联接称为运动副根据运动副中两构接触形式不同运动副可分为低副和高副1低副低副是指两构件之间作面接触的运动副按两构件的相对运动情况可分为1转动副两构件在接触处只允许作相对转动由滑块与导槽组成的运动副2移动副两构件在接触处只允许作相对移动由滑块与导槽组成的运动副3螺旋副两构件在接触处只允许作定关系的转动和移动的复合运动丝杠与螺母组成的运动副2高副高副是两构件之间作点或线接触的运动副二自由度个作空间运动的构件具有六个独立的运动即沿XYZ轴的移动和绕XYZ轴的转动构件的这种独立的运动称为构件的自由度一个作平面运动的自由构件可以产生三个独立运动即沿XYZ轴的移动及绕A点极点的转动所以具有三个自由度当两个作平面运动的构件组成运动副之后由于受到约束相应的自由度也随之减少转动副约束了沿XY轴向移动的自由度保留了个转动的自由度移动副约束了沿一轴方向的移动和在平面内两个转动自由度保留了沿另轴方向移动的自由度高副则只约束了沿接触处公法线方向移动的自由度保留了绕接触处的转动和沿接触处共切线方向移动的两个自由度所以在平面机构中每个低副引入两个约束使构件失去两个自由度每个高副引入一个约束使构件失去一个自由度三平面机构的运动简图绘制平面机构运动简图的目的绘制平面机构运动简图的目的在于撇开与机构运动无关的外部形态把握机构运动性质的内在联系揭示机构的运动规律和特性机构的相对运动只与运动副的数目类型相对位置及某些尺寸有关而与构件的横截面尺寸组成构件的零件数目运动副的具体结构无关用线条表示构件用简单符号表示运动副的类型按一定比例确定运动副的相对位置及与运动有关的尺寸这种简明表示机构各构件运动关系的图形称机构运动简图只表示机构的结构及运动情况不严格按比例绘制的简图称为机构示意图章节名称TOPIC2铰链四杆机构授课形式讲授课时2班级中专0101教学目的掌握铰链四杆机构的基本类型掌握平面四杆机构曲柄存在的条件教学重点掌握铰链四杆机构的基本类型掌握平面四杆机构曲柄存在的条件教学难点掌握平面四杆机构曲柄存在的条件辅助手段课外作业课后体会1．​ 四杆机构的组成铰链四杆机构是由转动副联结起来封闭系统其中被固定的杆4被称为机架不直接与机架相连的杆2称之为连杆与机架相连的杆1和杆3称之为连架凡是能作整周回转的连架杆称之为曲柄只能在小于360°的范围内作往复摆动的连架杆称之为摇杆2．​ 链四杆机构的类型铰链四杆机构根据其两个连架杆的运动形式不同可以分为曲柄摇杆机构双曲柄机构和双摇杆机构三种基本形式1曲柄摇杆机构若铰链四杆机构中的两个连架杆一个是曲柄而另一个是摇杆则该机构称为曲柄摇杆机构用来调整雷达天线俯仰角度的曲柄摇杆机构汽车前窗的刮雨器当主动曲柄AB回转时从动摇杆作往复摆动利用摇杆的延长部分实现刮雨动作2双曲柄机构如果铰链四杆机构中的两个连架杆都能作360°整周回转则这种机构称为双曲柄机构在双曲柄机构中若两个曲柄的长度相等机架与连架杆的长度相等这种双曲柄机构称为平行双曲柄机构蒸汽机车轮联动机构是平行双曲柄机构的应用实例平行双曲柄机构在双曲柄和机架共线时可能由于某些偶然因素的影响而使两个曲柄反向回转机车车轮联动机构采用三个曲柄的目的就是为了防止其反转3​ 双摇杆机构铰链四杆机构的两个连架杆都在小于360°的角度内作摆动这种机构称为双摇杆机构三曲柄存在的条件由上述以知在铰链四杆机构中能作整周回转的连架杆称为曲柄而曲柄是否存在则取决于机构中各杆的长度关系即要使连架杆能作整周转动而成为曲柄各杆长度必须满足一定的条件这就是所谓的曲柄存在的条件可将铰链四杆机构曲柄存在的条件概括为1．​ 连架杆与机架中必有一个是最短杆2．​ 最短杆与最长杆长度之和必小于或等于其余两杆长度之和上述两条件必须同时满足否则机构中无曲柄存在根据曲柄条件还可作如下推论1若铰链四杆机构中最短杆与最长杆长度之和必小于或等于其余两杆长度之和则可能有以下几种情况a．以最短杆的相邻杆作机架时为曲柄摇杆机构b．以最短杆为机架时为双曲柄机构c．以最短杆的相对杆为机架时为双摇杆机构2若铰链四杆机构中最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和则不论以哪一杆为机架均为双摇杆机构四铰链四杆机构的演化1．曲柄滑块机构在曲柄摇杆机构中如果以一个移动副代替摇杆和机架间的转动副则形成的机构称为曲柄滑块机构它能把回转运动转换为往复直线运动或作相反的转变2．导杆机构章节名称TOPIC3铰链四杆机构的工作特性授课形式讲授课时1班级中专0101教学目的掌握铰链四杆机构的工作特性教学重点掌握铰链四杆机构的工作特性教学难点急回特性死点辅助手段课外作业课后体会一急回特性和行程速比系数曲柄摇杯机构中当曲柄AB沿顺时针方向以等角速度转过φ1时摇杆CD自左极限位置C1D摆至右极位置C2D设所需时间为t1C点的明朗瞪为V1而当曲柄AB再继续转过φ2时摇杆CD自C2D摆回至C1D设所需的时间为t2C点的平均速度为V2由于φ1＞φ2所以t1＞t2V2＞Vl由此说明曲柄AB虽作等速转动而摇杆CD空回行程的平均速度却大于工作行程的平均速度这种性质称为机构的急回特性摇杆CD的两个极限位置间的夹角ψ称为摇秆的最大摆角主动曲柄在摇杆处于两个极限位置时所夹的锐角θ称为极位夹角在某些机械中如牛头刨床插床或惯性筛等常利用机械的急回特性来缩短空回行程的时间以提高生产率行程速比系数K从动件空回行程平均速度V2与从动件工作行程平均速度V1的比值K值的大小反映了机构的急回特性K值愈大回程速度愈快K＝V2／V1＝C2C1／t2／C1C2／t1＝180°十θ／180°一θ由上式可知K与θ有关当θ＝0时K＝1说明该机构无急回特性当θ＞0时K＞l则机构具有急回特性二死点以摇杆作为主动件的曲柄摇杆机构在从动曲柄与连杆共线的两个位置时出现了机构的传动角γ＝0压力角α＝90°的情况此时连杆对从动曲柄的作用力恰好通过其回转中心不能推动曲柄转动机构的这种位置称为死点机构在死点位置时由于偶然外力的影响也可能使曲柄转向不定死点对于转动机构是不利的常利用惯性来通过死点也可采用机构错排的方法避开死点但死点也有可利用的一面当工件被夹紧后BCD成一直线机构处于死点位置即使工件的反力很大夹具也不会自动松脱章节名称Topic1凸轮机构的应用和分类授课形式讲授课时1班级中专0101教学目的了解凸轮机构的应用和分类教学重点凸轮机构的功用教学难点凸轮机构的功用辅助手段模型挂图课外作业课后体会一凸轮机构的组成和应用1​ 组成凸轮机构是由凸轮从动件和机架三个部分所组成2​ 运动规律凸轮机

构可以将主动件凸轮的等速连续转动变换为从动件的往复直线运动或绕某定点的摆动并依靠凸轮轮廓曲线准确地实现所要求的运动规律3​ 特点优点是只要正确地 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 凸轮轮廓曲线就可以使从动件实现任意给定的运动规律且结构简单紧凑工作可靠缺点是凸轮与从动件之间为点或线接触不易润滑容易磨损因此凸轮机构多用于传力不大的控制机构和调节机构二凸轮机构的分类1按凸轮的形状分l盘形凸轮也叫平板凸轮这种凸轮是一个径向尺寸变化的盘形构件当凸轮l绕固定轴转动时可使从动件在垂直于凸轮轴的平面内运动2移动凸轮当盘形凸轮的径向尺寸变得无穷大时其转轴也将在无穷远处这时凸轮将作直线移动通常称这种凸轮为移动凸轮3圆柱凸轮凸轮为一圆柱体它可以看成是由移动凸轮卷曲而成的曲线轮廓可以开在圆柱体的端面也可以在圆柱面上开出曲线凹槽2按从动件的形式分l尖顶从动件结构最简单而且尖顶能与较复杂形状的凸轮轮廓相接触从而能实现较复杂的运动但因尖顶极易磨损故只适用于轻载低速的凸轮机构和仪表中2滚子从动件在从动件的一端装有一个可自由转动的滚子由于滚子与凸轮轮廓之间为滚动摩擦故磨损较小改善了工作条件因此可用来传递较大的动力应用也最广泛3平底从动件从动件一端做成平底即平面在凸轮轮廓与从动件底面之间易于形成油膜故润滑条件较好磨损小当不计摩擦时凸轮对从动件的作用力始终与平底垂直传力性能较好传动效率较高所以常用于高速凸轮机构中但由于从动件为一平底故不适用于带有内凹轮廓的凸轮机构章节名称Topic2从动件的常用运动规律授课形式讲授课时2班级中专0101教学目的了解从动件的常用运动规律教学重点常用运动规律特点和应用教学难点运动曲线的绘制辅助手段课外作业课后体会一基本概念1基圆以凸轮轮廓最小半径rb所作的圆2推程从动件经过轮廓AB段从动件被推到最高位置3推程角角δ0这个行程称为δ2称为4回程经过轮廓CD段从动件由最高位置回到最低位置5回程角角δ26远停程角角δ17近停程角角δ3二凸轮与从动件的关系凸轮的轮廓机构取决于从动件的运动规律从动件的运动规律取决于工作要求三从动件的运动规律1．等速运动规律当凸轮作等角速度旋转时从动件上升或下降的速度为一常数这种运动规律称为等速运动规律1​ 位移曲线Sδ曲线若从动件在整个升程中的总位移为h凸轮上对应的升程角为δ0那么由运动学可知在等速运动中从动件的位移S与时间t的关系为S＝v·t凸轮转角δ与时间t的关系为δ＝ω·t则从动件的位移S与凸轮转角δ之间的关系为v和ω都是常数所以位移和转角成正比关系因此从动件作等速运动的位移曲线是一条向上的斜直线从动件在回程时的位移曲线则与下图相反是一条向下的斜直线2等速运动凸轮机构的工作特点由于从动件在推程和回程中的速度不变加速度为零故运动平稳但在运动开始和终止时从动件的速度从零突然增大到v或由v突然减为零此时理论上的加速度为无穷大从动件将产生很大的惯性力使凸轮机构受到很大冲击这种冲击称刚性冲击随着凸轮的不断转动从动件对凸轮机构将产生连续的周期性冲击引起强烈振动对凸轮机构的工作十分不利因此这种凸轮机构一般只适用于低速转动和从动件质量不大的场合2．等加速等减速运动规律当凸轮作等角速度旋转时从动件在升程或回程的前半程作等加速运动后半程作等减速运动这种运动规律称为等加速等减速运动规律1位移曲线Sδ曲线由运动学可知当物体作初速度为零的等加速度直线运动时物体的位移方程在凸轮机构中凸轮按等角速度ω旋转凸轮转角δ与时间t之间的关系为tδω则从动件的位移S与凸轮转角δ之间的关系为式中a和ω都是常数所以位移s和转角δ成二次函数的关系所以从动件作等加速等减速运动的位移曲线是抛物线因此从动件在推程和回程中的位移曲线是由两段曲率方向相反的抛物线连成2等加速等减速运动凸轮机构的工作特点从动件按等加速等减速规律运动时速度由零逐渐增至最大而后又逐步减小趋近零这样就避免了刚性冲击改善了凸轮机构的工作平稳性因此这种凸轮机构适合在中低速条件下工作章节名称TOPIC3盘形凸轮轮廓曲线的设计授课形式讲授课时2班级中专0101教学目的根据工作要求已经选定从动件的运动规律并已知凸轮的转向和基圆半径就可以进行轮廓曲线的设计教学重点反转法教学难点反转法辅助手段课外作业课后体会1​ 作图原理反转法在整个机构上加上一个反转的角速度机构中的各件的相对运动不变凸轮不动从动件一方面绕圆心作–ω另一方面在自己的导路中按预定的规律运动尖顶的轨迹就是凸轮的轮廓二作图1尖顶对心移动从动件盘形凸轮1选取适当比例尺作位移线图和基圆2作位移线图和基圆取分点保持等分角度一致3沿导路方向量取各点的位移量4光滑连接各点形成轮廓曲线2滚子移动从动件盘形凸轮1同前2在已画出的理论轮廓曲线上选一系列点为圆心以滚子半径为半径作若干个滚子圆此圆族的内包络线即为所求的凸轮轮廓曲线它是实际与滚子接触的凸轮轮廓所以称为凸轮的实际轮廓章节名称TOPIC1螺纹概述授课形式讲授课时2班级中专0101教学目的了解螺纹的应用和分类代号教学重点了解螺纹的应用和分类代号教学难点了解螺纹分类代号辅助手段模型课外作业课后体会螺纹联接利用螺纹零件将两个或两个以上的零件相对固定起来的联接利用螺纹零件将回转运动变为直线运动从而传递运动或动力的装置称为螺旋传动一螺纹的形成二螺纹的类型1​ 线数分在圆柱体上沿一条螺旋线切制的螺纹称为单线螺纹也可沿二条三条螺旋线分别切制出双线螺纹和三线螺纹单线螺纹主要用于联接多线螺纹主要用于传动2按螺旋线绕行方向按螺旋线绕行方向的不同又有右旋螺纹和左旋螺纹之分通常采用右旋螺纹左旋螺纹仅用于有特殊要求的场合3位置分螺纹有外螺纹和内螺纹之分在圆柱体外表面上形成的螺纹称为外螺纹在圆孔的表面上形成的螺纹称为内螺纹普通螺纹又有粗牙和细牙两种公称直径相同时细牙螺纹的螺距小升角小自锁性好螺杆强度较高适用于受冲击振动和变载荷的联接以及薄壁零件的联接细牙螺纹比粗牙螺纹的耐磨性差不宜经常拆卸故生产实践中广泛使用粗牙螺纹三螺纹的主要参数螺纹的主要参数1大径dD螺纹的最大直径对外螺纹是牙顶圆柱直径d对内螺纹是牙底圆柱直径D 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 规定大径为螺纹的公称直径2小径d1D1螺纹的最小直径对外螺纹是牙底圆柱直径d1对内螺纹是牙顶圆柱直径D13中径d2D2处于大径和小径之间的一个假想圆柱直径该圆柱的母线位于牙型上凸起牙和沟槽牙间宽度相等处此假想圆柱称为中径圆柱4螺距P在中径线上相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离5导程S同一螺旋线上相邻两牙在中径线上对应两点之间的轴向距离对单线螺纹SP对于线数为n的多线螺纹S＝np6牙形角α在轴向截面内螺纹牙形两侧边的夹角7升角λ在中径圆柱上螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角四螺纹代号与标记1．普通螺纹螺纹的标记由螺纹代号螺纹公差代号和螺纹旋合长度代号组成例M24×15左5g6gL其

中M24代表公称直径为24mm的螺纹1．5表示螺纹的螺距为15mm左代表螺纹为左旋螺纹5g螺纹中径公差代号6g螺纹顶径公差代号L代表螺纹旋合长度注1粗牙普通螺纹不标螺距2中径与顶径公差代号相同只须标一个3右旋螺纹旋向不标4中等旋合长度时可不标代号短旋合长度时标S长旋合长度时标L特殊时也可标出旋合长度数值2．管螺纹非螺纹密封用的管螺纹由螺纹特征代号G尺寸代号和公差等级代号AB组成例G112A表示公称直径为112英寸公差等级为A级外螺纹G11／2表示公称直径为112英寸的内螺纹注1内螺纹不标公差等级代号2左旋螺纹可附加代号LH例G11／2LH3管螺纹的公称直径指管子的内径章节名称TOPIC2螺纹联接的基本类型和螺纹联接件授课形式讲授课时2班级中专0101教学目的了解螺纹联接的基本类型教学重点螺纹联接的基本类型教学难点螺纹联接的基本类型辅助手段模型课外作业课后体会一螺纹联接件螺纹联接件有螺栓双头螺柱螺钉紧定螺钉螺母垫圈防松零件等它们多为标准件其结构尺寸在国家标准中都有规定它们的公称尺寸均为螺纹大径d设计时应根据标准选用1．螺栓bolt螺栓的一部分为制有螺纹的螺杆另一部分为螺栓头螺栓头部形状很多如六角头方头圆柱头和T形头等应用最多的是六角头2．双头螺栓doubleendstud3．螺钉screw4．紧定螺钉setscrew5．螺母nut6．垫片washer二螺纹联接的基本类型螺纹联接的基本类型有螺栓联接双头螺柱联接螺钉联接紧定螺钉联接1．螺栓联接螺栓联接是将螺栓穿过被联接件的孔然后拧紧螺母将被联接件联接起来螺栓联接分为普通螺栓联接和配合螺栓联接前者螺栓杆与孔壁之间留有间隙后者螺栓杆与孔壁之间没有间隙常采用基孔制过渡配合螺栓联接无须在被联接件上切制螺纹孔所以结构简单装拆方便应用广泛这种联接通用于被联接件不太厚并能从被联接件两边进行装配的场合2．双头螺柱联接双头螺柱联接是将双头螺柱的一端旋紧在被联接件之一的螺纹孔中另一端则穿过其余被联接件的通孔然后拧紧螺母将被联接件联接起来这种联接通用于被联接件之一太厚不能采用螺栓联接或希望联接结构较紧凑且需经常装拆的场合3．螺钉联接螺钉联接是将螺钉穿过一被联接件的通孔然后旋入另一被联接件的螺纹孔中这种联接不用螺母有光整的外露表面它适用于被联接件之一太厚且不经常装拆的场合4．紧定螺钉联接紧定螺钉联接是将紧定螺钉旋入被联接件之一的螺纹孔中并以其末端顶住另一被联接件的表面或顶入相应的凹坑中以固定两个零件的相互位置这种联接多用于轴与轴上零件的联接并可传递不大的载荷章节名称TOPIC4螺纹传动类型和应用授课形式讲授课时11班级中专0101教学目的了解螺纹传动特点和应用能熟练运用左右手法则判断运动方向掌握螺纹传动移动距离的计算教学重点能熟练运用左右手法则判断运动方向教学难点能熟练运用左右手法则判断运动方向掌握螺纹传动移动距离的计算辅助手段模型课外作业课后体会一概述螺纹传动是用内外螺纹组成的螺旋副来传递运动和动力的传动装置螺旋传动主要用来把主动件的回转运动转变为从动件的直线往复运动螺纹传动特点结构简单传动连续平稳承载能力大传动精度高但在传动中磨损较大效率低二普通螺旋传动1．普通螺旋传动指由螺杆和螺母组成的简单螺旋副2．运动方向的判定螺杆螺母的运动方向可根据左右手螺旋法则来判定左旋螺杆螺母伸左手右旋螺杆螺母伸右手半握拳四指顺着螺杆或螺母的旋转方向大母指的指向即为螺杆螺母的移动方向若当螺杆螺母原地旋转螺母螺杆移动时螺母螺杆移动方向与大拇指指向相反3．移动距离Ln·Smm／min三其它螺旋传动1．差动螺旋传动差动螺旋传动是指活动螺母与螺杆产生差动的螺旋传动机构差动螺旋传动机构可以产生极小的位移而其螺纹的导程并不需要很小加工比较容易．所以差动螺旋机构常用于测微器计算机分度机以及许多精密切削机床仪器和工具中2．滚动螺旋传动为了提高螺旋传动的效率螺纹面之间采用滚动摩擦代替滑动摩擦这种技术就是滚动螺旋传动滚珠螺旋传动传动效率高传动时运动平稳动作灵敏但结构复杂制造技术要求高外形尺寸较大成本高目前主要应用在精密传动的数控机床上以及自动控制装置升降机构和精密测量仪器中章节名称TOPIC1带传动概述授课形式讲授课时1班级中专0101教学目的1熟悉带传动的特点及类型2掌握三角带的构造标准教学重点带传动的特点教学难点带传动的特点辅助手段课外作业课后体会带传动是由主动轮从动轮和传动带所组成靠带与带轮间的摩擦力来传递运动和动力一带传动的特点和类型1．带传动的特点与其它传动形式相比较带传动具有以下特点1由于传动带具有良好的弹性所以能缓和冲击吸收振动传动平稳无噪声但因带传动存在滑动现象所以不能保证恒定的传动比2传动带与带轮是通过摩擦力传递运动和动力的因此过载时传动带在轮缘上会打滑从而可以避免其它零件的损坏起到安全保护的作用但传动效率较低带的使用寿命短轴轴承承受的压力较大3适宜用在两轴中心距较大的场合但外廓尺寸较大⑷结构简单制造安装维护方便成本低但不适用于高温有易燃易爆物质的场合2．带传动的类型带传动可分为平型带传动三角带传动圆形带传动和同步带传动等1平型带传动平型带flatbelt的横截面为矩形已标准化常用的有橡胶帆布带皮革带棉布带和化纤带等平型带传动主要用于两带轮轴线平行的传动其中有开口式传动open　beltdrive和交叉式传动crossed　beltdrive等开口式传动两带轮转向相同应用较多交叉式传动两带轮转向相反传动带容易磨损2三角带传动三角带Vbelt的横截面为梯形已标准化三角带传动是把三角带紧套在带轮上的梯形槽内使三角带的两侧面与带轮槽的两侧面压紧从而产生摩擦力来传递运动和动力在相同条件下三角带传动比平型带传动的摩擦力大由于楔形摩擦原理三角带的传动能力为平带的3倍故三角带传动能传递较大的载荷获得了广泛的应用3圆形带传动圆形带常用皮革制成也有圆绳带和圆锦纶带等它们的横截面均为圆形圆形带传动只适用于低速轻载的机械如缝纫机真空吸尘器磁带盘的传动机构等4同步带传动同步带synchronusbolt传动是靠带内测的齿与带轮的齿相啮合来传递运动和动力的由于钢丝绳受载荷作用时变形极小又是啮合传动所以同步带传动的传动比较准确二三角胶带的构造和标准1．三角胶带的构造三角胶带都制成无接头的环形它由包布层伸张层强力层和压缩层四个部分组成包布层多由胶帆布制成它是三角带的保护层伸张层和压缩层主要由橡胶组成当胶带在带轮上弯曲时可分别伸张和压缩强力层由几层棉帘布或一层线绳制成用来承受基本的拉力2．三角胶带的标准三角胶带是标准件由专业工厂生产按截面尺寸的大小三角胶带分为OABCDEF七种型号线绳结构的三角胶带目前只生产OABC四种型号三角带的内周长度称公称长度三角带中性层的长度称节线长度例如B2400表示三角带型号为

B型内周长2400mm章节名称TOPIC2带传动的工作原理授课形式讲授课时2班级中专0101教学目的1了解带传动的受力分析方法熟悉带传动的应力分布规律2理解弹性滑动打滑的概念及区别教学重点1了解带传动的受力分析方法熟悉带传动的应力分布规律2理解弹性滑动打滑的概念及区别教学难点理解弹性滑动打滑的概念及区别辅助手段课外作业课后体会1​ 带传动的受力分析1静止时带预紧套在带轮上带轮两边的张紧力相等为初拉力F02带负载传动时带与带轮接触面间有摩擦力带绕上主动轮的一边被拉紧紧边拉力由F0增大到F1另一边松边拉力由F0降至F2有效拉力紧边与松边拉力的差值F1-F2为带传动中起传递转矩作用的拉力又称有效圆周力FtFtF1-F2ΣFf实际上有效圆周力等于带与带轮之间的摩擦力总和ΣFf假定带工作时总长度不变则F1-F0F0-F2所以F1F22F0则紧边拉力F1F0Ft2松边拉力F2F0-Ft23临界状态时在预紧力F0一定时传递的有效拉力Ft等于极限摩擦力Flim时带将打滑带能传递的最大圆周力为FtmaxF11-1efα12​ 带传动的应力分析传动带工作时产生三种应力1​ 拉应力工作时由紧边拉力F1和松边拉力F2引起的应力σ1F1AMPaσ2F2AMPa2​ 弯曲应力传动带弯曲时产生的应力3离心拉应力传动带绕带轮作圆周运动时带上每一质点都不可避免地受离心力作用而产生离心拉应力各截面处应力是不相等的传动带紧边绕入小带轮处应力最大σmaxσ1σb1σCMPa三滑动分析1​ 弹性滑动传动带具有一定的弹性受到拉力后要产生弹性伸长拉力大伸长量也大传动带工作时紧边拉力F1比松边拉力F2大所以紧边比松边的弹性变形量大当传动带绕入主动带轮时轮上的A点和带上的B点重合线速度相等随着主动带轮的转动带上B点的拉力由F1减少到F2带的伸长量也相应地减少这样轮上的A点到了A1点时带上的B点才到B1点B1点滞后于A1点由此可见传动带随主动带轮运动的过程中由向后的微小滑动使带的线速v落后于主动轮的线速度V1传动带绕入从动轮时带上的C点和轮上的D点重合传动带是由松边过渡到紧边的所以带所受的拉力F2增大到F1带的变形量也逐渐增加带上的C点已到C1点时轮上的D点才到D1点D1点滞后于C1点可见传动带在从动轮表面有向前的微小滑动使传动带的速度V大于从动轮的线速度V2由传动带的弹性变形而引起的滑动称为弹性滑动弹性滑动在带传动中是不可避免的因此带传动不能保证有准确的传动比2打滑当传动所需要的圆周力大于极限摩擦力时传动带将在带轮轮缘上产生显著的相对滑动这种现象称为打滑打滑时传动带的速度迅速下降使传动失效带传动正常工作时是不允许打滑的章节名称TOPIC3三角带传动设计授课形式讲授课时2班级中专0101教学目的知道带传动的失效形式及设计准则会设计三角带传动教学重点教学难点熟悉三角带传动的设计步骤辅助手段课外作业课后体会一带传动的失效形式和设计准则带传动的主要失效形式打滑疲劳破坏带传动设计准则既要保证传动带具有足够的传动能力不打滑又要保证传动带具有足够的疲劳强度达到预期使用寿命二三角带传动设计的原始数据和主要 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 1三角带传动的原始数据一般为1传递的功率ＰＫＷ2大小带轮的转速n2n1rmin或传动比3传动对外廓尺寸的要求4传动的用途和工作条件2三角带传动主要内容1确定三角带的型号根数和长度2选定传动的中心距3带轮基准直径及结构尺寸4计算初拉力和带对轴的压力三三角带传动的设计步骤1确定计算功率Ｐｃ计算功率Ｐｃ是根据所传递的名义功率Ｐ及三角带传动的工作情况确定的．Ｐｃ＝ＫＡＰ表92工作情况系数KA工作机原动机ⅠⅡ一天工作时间≤1010～16＞16≤1010～16＞16载荷平稳液体搅拌机离心式水泵离心式压缩机轻型输送机鼓风机和通风机≤75KW101112111213载荷变动小带式输送机鼓风机＞75KW发电机旋转式水泵机床剪床振动筛压力机111213121314载荷变动较大螺旋式输送机斗式提升机往复式水泵压缩机锻锤粉碎机锯木机纺织机饲料压粒机和木工机械121314141516载荷变动很大碎矿机旋转式颚式球磨机棒磨机起重机挖掘机脱粒滚筒橡胶辊压机131415151618表9-3三角带轮最小直径dmin型号OABCDEFdmin7163100901401252003155008001​ 选择三角带型号根据计算功率Pc和小带轮转速n1由图9-8选取三角带的型号若PcV的交点落在交线附近可同时用两种型号作为两个 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 计算然后比较选取3确定大小带轮的直径d１d２1​ 初选小带轮的直径当三角带的型号确定后小带轮直径愈小结构愈紧凑三角带的弯曲应力σb1则愈大三角带寿命降低d1愈小圆周速度愈小单根三角带传递的功率Po也愈小故对最小直径加以限制d1max见表9-3表9-4三角带轮直径系列mm型号OABCDEF优先选用可以选用优先选用可以选用优先选用可以选用优先选用可以选用优先选用可以选用优先选用可以选用优先选用可以选用带轮直径系列63679095140125200212355375500530710750717510010616013222423640042556060080090080901121181801502502654504756306701000125010011212513220017028030050056071090011201500125140140150250224315355630630800112014001800160150160224315280400375800710100014001600224020018018028040030050045010007501250150020002242003005003556305601120900160018002500250250355630375800600140010602000190031545080045010007101600125025002240400560100056012507502000150050071060016009001800630710112075014009002​ 校核带的速度v带速Vπd1n160×1000msV愈小单根三角带传递功率Po的能力愈小传递功率P时所需带的根数愈多但V过高使离心力过大带与带轮间的正压力降低从而使摩擦力减小故带速在5ms～25ms较合适否则要调整带轮的直径以调整带速3​ 计算大带轮的直径d2n1n2d1id1mm计算后得d2值按表9-4圆整4确定带传动的中心距a和带的基准长度Ld1​ 初定中心距a0中心距过小结构紧凑单位时间绕带轮次数增加应力循环次数增加寿命下降小带轮包角α1也会减小降低传动能力中心距过大速度大时会产生颤动传动尺寸也增大一般

取值07d1d2≤a0≤2d1d2若设计时未提中心距要求可估算a01～15d22初算带的基准长度LdL02a0πd1d22d2-d124a0mm根据L0和三角带型号由表9-1选取相应的Lp3确定实际中心距a近似计算aa0Lp-L02mm考虑调整补偿的需要中心距的变化范围amina-0015Ldmmamaxa003Ldmm4校核小带轮包角α1小带轮包角近似计算α1＝1800－d2－d1×573°／a≥1200由上式可见α1与i有关i愈大d2-d1的差值愈大则α1愈小故三角带的传动比一般取i7必要时可达10一般i2～5也可用增大中心距a的方法增大α15确定三角带根数ZZPcP0ΔP0KαKLKqKα包角系数见表9-5Kq强力层材质系数见表9-6KL长度系数见表9-7胶带根数Z取整数为避免载荷分布不均带的根数不宜过多一般不宜超过8根表9-5包角系数包角180°170°160°150°140°130°120°110°100°90°Kα100098095092089086082078074069见表9-6强力层材质系数棉帘布棉线绳结构的三角带1合成纤维线绳结构的三角带如聚氨脂带锦纶带等表9-7长度系数内周长度Limm长度系列KLOABCDEF45008950009156009408063009608107871009908207980010008508090010308708110001060890841120108091086125011109308808014001140960900811600116099093084180011810010950852000120103098088224010610009125001091030932800111105095315011310709708635501171100980894000119113102091450011510409309050001181070960925600120109098095630011210009709171001151031000946确定初拉力F0适当的初拉力是保证带正常工作的重要因素初拉力不足摩擦力小可能打滑初拉力过大会使胶带寿命降低对轴及轴承的压力增大单根三角带初拉力可按下式计算F0500Pcvz25Kα-1qv2N7计算带对轴的压力Q为了设计支承带轮的轴和轴承需确定带对轴的压力Q若不考虑拉力差则压力Q可近似按两边的张紧力F0的合力来计算Q2ZF0cosβ22ZF0cos900-α122ZF0sinα12N表98弯曲影响系数Kb带的型号KbO029×10－3A077×10－3B199×10－3C563×10－3D1995×10－3E3735×10－3F9610×10－3表99传动比系数Ki传动比iKi1～1．041105～119103120～14910815～295112＞295114表9-10包角α180°平稳工作情况下单根三角带所能传递的功率KW章节名称TOPIC4三角带轮结构及张紧装置授课形式讲授课时1班级中专0101教学目的1了解三角带轮的结构会正确安装张紧轮装置2知道带传动的正确使用教学重点会正确安装张紧轮装置教学难点熟悉三角带传动的设计步骤辅助手段课外作业课后体会一三角带轮的结构三角带轮重量轻结构工艺性好质量分布均匀轮槽工作表面粗糙度Ra为16～32具有一定尺寸精度可延长带的使用寿命1材料铸铁常用HT150HT200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2三角带典型结构4种实心式当带轮直径d≤25-3dS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时采用二带传动的张紧装置1定期张紧装有带轮的电动机安装在移动导轨上旋转调节螺钉以增大或减小中心距从而达张紧或松开的目的电动机安装在摆动底座上通过旋转调整螺母来调节中心距达到张紧目的2自动张紧把电动机安装在的摇摆架上利用电动机的自重使带轮随电动机绕固定轴摆动以达到自动张紧的目的3采用张紧轮若中心距不能调整可采用张紧轮张紧图所示张紧装置适宜平带传动图所示张紧装置适宜三角带传动张紧轮一般安装在松边内侧使带只受单弯曲同时尽量靠近大带轮以免减小小带轮的包角张紧轮直径可小于小带轮直径其轮槽尺寸与带轮相同三带传动的维护为了延长使用寿命保证正常运转须掌握正确的使用与维护1．带传动在安装时必须使两带轮轴线平行轮槽对正否则会加剧磨损安装时应缩小中心距后套上然后调整2．严防与矿物油酸碱等腐蚀性介质接触也不宜在阳光下曝晒3．为保证安全带传动应加防护罩章节名称TOPIC1链传动概述授课形式讲授课时1班级中专0101教学目的了解链传动概述教学重点链传动概述教学难点辅助手段课外作业课后体会一链传动的工作原理和特点链传动chaindrive是由主动链轮chainwheel链条chain从动链轮组成链轮具有特定的齿形链条套装在主动链轮和从动链轮上工作时通过链条的链节与链轮轮齿的啮合来传递运动和动力链传动具有下列特点⑴链传动结构较带传动紧凑过载能力大⑵链传动有准确的平均传动比无滑动现象但传动平稳性差工作时有噪声⑶作用在轴和轴承上的载荷较小⑷可在温度铰高灰尘较多湿度较大的不良环境下工作⑸低速时能传递较大的载荷⑹安装精度高制造成本较高二链的类型和应用由于链的用途不同链分为传动链起重链和牵引链三种传动链用于一般机械中传递动力和运动起重链用于起重机械中提升重物牵引链用于链式输送机中移动重物常用的传动链根据其结构的不同可分为短节距精密滚子链简称滚子链和齿形链又称无声链两种齿形链是由一组带有两个特定齿形的链板左右交错并列铰接而成工作时通过链板上的链齿与链轮轮齿相啮合来实现传动与滚子链相比齿形链传动平稳噪声小承受冲击性能好工作可靠但结构复杂价格较高且制造较难故多用于高速或运动精度要求较高的传动装置中链传动通常用于要求有准确的平均传动比两轴平行且中心距较大不宜应用带传动和齿轮传动的场合因链传动能在恶劣条件下工作故在矿山冶金建筑石油农业和化工机械中获得广泛应用三滚子链和链轮1．滚子链滚子链rollerchain在一般机械中应用广泛滚子链条由若干内链节和外链节依次铰接而成内链节由内链扳套筒和滚子组成内链板与套筒以过盈配合联接套筒与滚子以间隙配合相联构成活动铰链滚子可绕套筒自由转动外链节由外链板和销轴组成它们之间以过盈配合联接在一起内链节和外链节之间用套筒和销轴以间隙配合相联当链屈伸时套筒能够绕销独自由转动起着铰链的作用链条工作时滚子与链轮轮齿相啮合由于滚子是活套在套简上的故滚子与轮齿为滚动摩擦可减轻它们之间的磨损链条上相邻两销轴中心的距离p叫作节距pitch它是链条的主要参数传动链在使用时总是首尾相连成环形滚子链的接

头形式当链节总数为偶数时内链板和外链板首尾相接可用开口销或弹簧卡将销轴锁紧当链节总数为奇数时则应采用过渡链节进行联接但过渡链节的弯链板在工作时易产生附加弯曲应力故应尽量避免采用因此链节总数最好为偶数2．链轮链轮的齿形对啮合质量有很大影响正确的齿形应保证链节平稳而自由地进入和退出啮合各齿磨损均匀不易脱链且便于加工和测量三段圆弧和直线bc组成称为三圆弧一直线齿形链轮的典型结构由轮辐轮毂轮缘三部分组成具体结构型式由链轮直径大小而定有整体式腹板式孔板式组合式选择链轮的材料时应保证链轮轮齿具有足够的强度和较好的耐磨性同时注意降低成本一般小链轮采用的材料应好于大链轮因为小链轮啮合次数比大链轮多磨损较重受冲击较大3．主要参数l链轮齿数z1z2齿数过少会增加链传动的运动不均匀性铰链磨损加快使用寿命降低齿数过多会使尺寸增大磨损后易引起脱链降低链条寿命所以一般z取值范围在17～1202传动比i滚子链的传动比通常小于6推荐i＝2～3．5因为传动比过大会造成链齿磨损加快链条容易跳齿也会使传动装置尺寸加大3链节距p链条上相邻两销轴中心的距离叫作节距节距越大传动能力越强但会使传动平稳性变差动载荷增加所以对于重载的链传动应选用小节距多排链4中心距a中心距过小会使链条磨损加快寿命降低中心距过大会引起链条松边颤动运动不均匀性增强通常amax≤80p章节名称TOPIC2链传动的失效形式与应用授课形式讲授课时1班级中专0101教学目的了解失效形式布置形式润滑教学重点失效形式布置形式润滑教学难点合理的布置形式辅助手段课外作业课后体会一滚子链的失效形式链传动中一般链轮强度比链条高使用寿命也较长所以链传动的失效主要是由链条的失效而引起的链条的主要失效形式有1链条元件的疲劳破坏传动时链条受到交变应力的作用当达到一定的循环次数时链条将发生疲劳破坏2链条铰链的磨损润滑不良磨损加快造成脱链是开式链的主要失效形式3销轴与套筒的胶合主要出现在高速载荷很大情况下4链条的拉断在低速重载时链条所受拉力超过静力强度导致链条拉断二链传动的布置形式链传动中为保证链和链轮的正确啮合传动布置必须合理三链传动的润滑和维护为了延长链传动的寿命要进行润滑和维护润滑可以减轻链条和链轮齿面的磨损缓和链条和链轮齿面的冲击降低链环节内部的温度常用润滑方式有1．人工定期润滑适于低速v≤4m／s不重要的链传动2．滴油润滑用油杯通过油管滴入松边内外链板间隙处适于v≤10m／s的传动3．油浴润滑将松边的链条浸入油池中浸油深度为6～12mm4．飞溅润滑在密封容器中用甩油盘将油甩起经壳体上的集油装置将油导流到链条上甩油盘的线速度应大于3m／s5．压力润滑用于v≥8m／s的大功率重要设备使用油泵将油喷射至链条与链轮啮合处章节名称Topic1概述授课形式讲授课时1班级中专0101教学目的了解齿轮转动的分类掌握齿轮传动的特点教学重点了解齿轮转动的分类掌握齿轮传动的特点瞬时传动比恒定教学难点瞬时传动比恒定辅助手段齿轮模型课外作业作业册课后体会1​ 概念齿轮机构是由齿轮副组成的传递运动和动力的装置2​ 齿轮传动的特点1​ 传递功率的范围大速度广2​ 能保证瞬时传动比恒定平稳性较高传递运动准确可靠3​ 传动效率高使用寿命长工作可靠4​ 可以实现平行或不平行轴之间的传动5​ 齿轮的制造安装精度成本较高6​ 不宜用于远距离的传动提问比较齿轮和以前所学过的几种传动装置的不同点3​ 齿轮机构的类型外啮合直齿圆柱齿轮内啮合齿轮齿条平行轴传动斜齿圆柱齿轮人字齿轮按两轴的相对位置和齿向直齿圆锥齿轮相交轴传动曲齿圆锥齿轮交错轴斜齿轮交错轴传动蜗杆机构章节名称Topic2渐开线齿廓授课形式讲授课时1班级中专0101教学目的①掌握渐开线的形成及性质②了解齿轮啮合基本定律掌握渐开线齿廓的啮合的特点教学重点渐开线的形成齿轮啮合的基本定律教学难点渐开线的形成辅助手段齿轮渐开线的形成的模型课外作业作业册课后体会一渐开线的形成性质1​ 渐开线的形成当一条动直线发生线沿着一个固定的圆基圆作纯滚动时动直线上任意一点K的轨迹称为该圆的渐开线2​ 渐开线的性质由渐开线的形成可知1​ 发生线在基圆上滚过的线段KB等于基圆上被滚过的圆弧长AB2​ 渐开线上的任意一点K的法线必与基圆相切3​ 渐开线上的各点的曲率半径不相等点离基圆越远其曲率半径越大渐开线越平直反之亦然4​ 渐开线的形状决定与基圆的大小基圆相同渐开线的形状完全相同基圆半径无穷大时渐开线将变成直线齿轮就变成齿条5​ 基圆内无渐开线二渐开线齿廓啮合基本定律齿轮传动要满足瞬时传动比保持不变则两轮的齿廓不论在何处接触过接触点的公法线必须与两轮的连心线交于固定的一点3​ 渐开线齿廓的啮合特点1​ 传动比恒定两齿轮的传动比为i＝ω1／ω2＝O2P／O1P＝rb2／rb1＝r2′／r1′＝常数2​ 传动的可分性当两轮的中心距稍有变化时其瞬时传动比仍将保持不变这个特点称为渐开线齿轮传动的可分性由于齿轮制造和安装误差等原因常使渐开线齿轮的实际中心距与设计中心距之间产生一定误差但因有可分性的特点其传动比仍能保持不变3​ 啮合角为定值cosα′＝rb1／r1′＝rb2／r2′＝常数说明渐开线齿廓在啮合时啮合角α′为定值由于啮合角不变则齿廓间的压力方向不会改变这对齿轮传动的平稳性很有利章节名称Topic3渐开线直齿圆柱齿轮授课形式讲授课时2班级中专0103教学目的①掌握齿轮各部分的名称及主要参数几何尺寸②掌握齿轮传动的正确啮合条件教学重点①主要参数几何尺寸的计算②正确啮合条件教学难点①理解正确啮合条件辅助手段齿轮模型课外作业作业册课后体会一．齿轮各部分的名称１．齿槽齿轮上相邻两轮齿之间的空间２．齿顶圆轮齿顶部所在的圆称为齿顶圆其直径用da表示３．齿根圆齿槽底部所在的圆称为齿根圆其直径用df表示４．齿厚一个齿的两侧端面齿廓之间的弧长称为齿厚用s表示５．齿槽宽一个齿槽的两侧齿廓之间的弧长称为齿槽宽用e表示６．分度圆齿轮上具有标准模数和标准压力角的圆称为分度圆其直径用d表示７．齿距两个相邻而同侧的端面齿廓之间的弧长称为齿距用p表示即p＝s＋e８．齿高齿顶圆与齿根圆之间的径向距离称为齿高用h表示９．齿顶高齿顶圆与分度圆之间的径向距离称为齿顶高用ha表示10．齿根高齿根圆与分度圆之间的径向距离称为齿根高用hf表示11．齿宽沿齿轮轴线方向量得的齿轮宽度用b表示二主要参数１．齿数Z一个齿轮的牙齿数目即齿数２．模数m因为分度圆周长πd＝Zp则分度圆直径为d＝Zp／π由于π为一无理数为了计算和制造上的方便人为地把p／π规定为有理数即齿距P除以圆周率π所得的商称为模数用m表示即m＝p／πmm３．压力角α通常说的压力角指分度圆上的压力角用α表示我国规定标准压力角α＝20°齿廓形状是由模数参数压力