机械基础教案：在编.doc

【教 案 顺 序 号】第 教案【课题】绪论【课型】新授课【更 补 删 内 容】构件的种类【教学目的及要求】1明确学习本课程的意义和本课程的性质、任务及学习方法；2掌握机械、机器、机构、构件、零件的概念；理解机器与机构、构件与零件的区别；3掌握运动副的概念，熟悉运动副的类型、应用，了解其使用特点。4了解机械传动的分类。【教学重点及难点】1机器与机构、构件与零件的区别；2运动副的概念、类型、应用特点。【教学方法】演讲式、讨论式【教具】多媒体、投影仪【教学课时】 4 课时【教学过程】复习引入机械是人类进行生产劳动的主要工具，也是社会生产力发展水平的重要标志。人们的生活离不开机械，从小小的螺钉到计算机控制中的机械设备，机械在现代化建设中有着重要作用。讲授新课第1、2课时一、课程概述：1性质：机械类专业的一门专业基础课2任务：学以致用3内容：（1）机械传动：摩擦轮传动、带传动、螺旋传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动、轮系（2）常用机构：平面连杆机构、凸轮机构、变速机构、步进运动机构等（3）轴系零件：键、销、轴、轴承、联轴器、离合器、制动器（4）液压传动与气压传动二、机器、机构、机械、构件和零件：（一）机器（图0-1：洗衣机）1定义：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。（机器就是人为实体（物体）的组合，它的各组成部分之间具有确定的相对运动，并能代替或减轻人类的体力劳动，完成有用的机械功或实现能量（信息）的转换。）2特征：（1）任何机器都是由许多构件组合而成。（人为实体（构件）的组合）（2）各运动实体（各构件）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。3分类（1）按其功能分：a变换或传递能量的机器：电动机、内燃机、空气压缩机b变换或传递物料（改变材料形状或位置）的机器：金属切削机床、轧钢机、起重机、缝纫机、运输车辆等c变换或传递信息的机器：计数机、计算机、手机（2）按其用途分：a发动机（原动机）：将非机械能转换为机械能的机器：电动机、内燃机b工作机：用来改变被加工物料的位置、形状、性能、尺寸和状态的机器（利用机械能来做有用功的机器）4机器的组成：动力部分：机器动力的来源，把其他形式的能量转换为机械能，以驱动机器各部件运动等： 电动机、内燃机、空气压缩机执行部分：直接完成机器工作任务的部分，处于整个传动装置的终端，其结构形式取决于机器的用途：金属切削机床的主轴、拖板等。传动部分：将动力部分的运动和动力传递给执行部分的中间环节：机械传动、液压传动、气压传动、电气传动控制部分：包括自动检测部分和自动控制部分，其作用是显示和反映机器的运行位置和状态，控制机器正常运行和工作。四者的关系：（二）机构：1定义：具有确定相对运动的构件的组合。2特征：人为实体（构件）的组合，各实体之间也具有确定的相对运动，但不能做机械功，也不能实现能量转换。它是用来传递运动和力的构件系统。3机器和机构的区别机器的主要功用是利用机械能做功或实现能量的转换；机构的主要功用在于传递或转变运动的形式。机构只具有机器的前两个特征，而没有第三个特征，这是机器与机构的根本区别。通常机器必定包含一个或一个以上的机构。（三）、机械：机器与机构的总称。加速机械：可以使物体运动速度加快的机械。加力机械：使人们能够对物体施加更大的力的机械。（四）、构件和零件1构件定义：机械中相互之间能作相对运动的物体。机构中的运动单元体，是运动的单元。分类：固定构件（机架）：通常就是机器的基体或底座（如各类机床的床身）运动构件（可动构件）：可相对于机架运动的构件。主动件：是机构中作用有驱动力或力矩的构件（即可带动其它构件运动的构件）从动件：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。2、零件：组成构件的互相之间没有相对运动的物体 是机器及各种设备的基本组成单元，有时也将用简单方式连成的单元件称为零件：轴承、轴专用零件：特定类型机器中才能用到的零件。3、构件和零件的区别与联系：联系：构件可以是单一的零件（整体式曲轴），也可以是若干零件连接而成的刚性结构（如连杆构件）。区别：构件是运动的单元，零件是加工制造的单元。4、机械、机器、机构、构件、零件的关系：零件：制造单元 组成构件：运动单元 组成机构：传递、转变运动形式 组成 机械机器：利用机械能做功或实现能量转换 第3、4课时三、运动副的概念及应用特点：1、定义：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，称为运动副。运动副元素：两构件组成运动副时，构件上能参与接触的点、线、面。对运动副的概念应着重阐述1连接的可动性（副就是成对的意思。）2相对运动的确定性：组成运动副的两构件的运动一定要受到必要的限制2、分类：（1）、按其组成构件相对运动的范围分：平面运动副：组成运动副的两构件只能相对做平面运动的运动副在一般机器和设备中常遇到的是平面运动副。空间运动副：组成运动副的两构件只能相对做空间运动的运动副（2）、根据运动副中两构件接触形式不同分：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特征分为：a转动副：组成运动副的两构件在接触处只允许作相对转动的运动副b移动副：组成运动副的两构件在接触处只允许作相对移动的运动副。由滑块与导槽组成的运动副。c螺旋副：两构件在接触处只能沿轴线作相对螺旋运动（在接触处两构件作一定关系的转动和移动的复合运动）的运动副。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。按接触形式不同，通常分为滚动轮接触、凸轮接触、齿轮接触（可称为齿轮副或齿轮机构）（3）、特点低副：承受载荷时的单位面积压力较小，耐用，传力性能好。是滑动摩擦，摩擦损失大，效率低。不能传递较复杂的运动。高副：承受载荷时的单位面积压力较大，接触处易磨损，制造和维修困难，能传递复杂的运动。（4）、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高副机构：机构中至少有一个运动副是高副的机构。四、机械传动的分类：1机械传动装置：用来传递运动和动力的机械装置。2常用的传动方式：机械传动，液压传动，气动传动和电气传动。3机械传动的分类：（1）按传递运动和动力的方法分：摩擦传动：过载打滑，或中间挠性件存在弹性滑动，不能得到准确的传动比啮合传动：能获得准确的平均传动比或瞬时传动比（2）按运动副构件的接触方式分：直接接触传动：传动距离不大使用中间挠性件传动：适应传动距离较大的要求，但传动比的准确性较差。课堂练习教材10练习：课堂总结1.机器、机构的特征及异同点2.机器、机构、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.运动副的概念及其分类6.高副、低副的应用特点7.机械传动的分类作业1、什么叫机器和机构？答：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。（机器就是人为实体（物体）的组合，它的各组成部分之间具有确定的相对运动，并能代替或减轻人类的体力劳动，完成有用的机械功或实现能量（信息）的转换。）机构是具有确定相对运动的构件的组合2、机器与机构有什么区别？答：机器的主要功用是利用机械能做功或实现能量的转换；机构的主要功用在于传递或转变运动的形式。机器有如下几个特征：（1）任何机器都是由许多构件组合而成。（人为实体（构件）的组合）（2）各运动实体（各构件）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。机构只具有机器的前两个特征，而没有第三个特征，这是机器与机构的根本区别。通常机器必定包含一个或一个以上的机构。3、机器通常由哪几部分组成？各部分起什么作用？答：动力部分：机器动力的来源，把其他形式的能量转换为机械能，以驱动机器各部件运动等执行部分：直接完成机器工作任务的部分，处于整个传动装置的终端，其结构形式取决于机器的用途传动部分：将动力部分的运动和动力传递给执行部分的中间环节： 控制部分：包括自动检测部分和自动控制部分，其作用是显示和反映机器的运行位置和状态，控制机器正常运行和工作。4、什么是构件？什么是零件？答：构件是机械中相互之间能作相对运动的物体零件是组成构件的互相之间没有相对运动的物体5、构件与零件有什么区别与联系？答：构件与零件既有联系又有区别：构件可以是单一的零件（整体式曲轴），也可以是若干零件连接而成的刚性结构（如连杆构件）。构件是运动的单元，零件是加工制造的单元。6、什么是运动副？运动副如何分类？答：使两物体直接接触而又能产生一定形式的相对运动的可动连接，称为运动副。按其组成构件相对运动的范围分平面运动副和空间运动副 根据运动副中两构件接触形式不同分低副和高副7、运动副中的高副与低副如何区分？各有什么特点？答：低副是指两构件之间作面接触的运动副。高副是两构件之间作点或线接触的运动副。低副：承受载荷时的单位面积压力较小，耐用，传力性能好。是滑动摩擦，摩擦损失大，效率低。不能传递较复杂的运动。高副：承受载荷时的单位面积压力较大，接触处易磨损，制造和维修困难，能传递复杂的运动。8、如图所示凸轮机构由构件支架、凸轮和从动杆组成。试分析有几个运动副？它们各属于何种运动副？答：有三个运动副，支架与凸轮之间的构成转动副，支架与从动杆之间构成移动副，从动杆与凸轮之间构成高副。板书见红笔【教后感】【教 案 顺 序 号】第 教案【课题】机构运动简图与平面机构的自由度【课型】新授课【更 补 删 内 容】本节为补充内容【教学目的及要求】1熟悉机构运动简图的定义；2掌握常用机构运动简图的画法；3理解自由度的概念；4熟悉自由度的计算公式。【教学重点及难点】1常用机构运动简图的画法；2自由度的计算。【教学方法】演讲式、讨论式【教具】多媒体、投影仪【教学课时】 2 课时【教学过程】复习引入分析机构运动时，为了使问题简化，通常不考虑与运动无关的因素，使用机构运动简图表示。讲授新课一、机构运动简图：1定义：在分析机构运动时，为了使问题简化，可以不考虑那些与运动无关的因素，仅仅用简单的线条和符号来代表构件和运动副，并按一定比例表示各运动副的相对位置。这种说明机构各构件相对运动关系的简图称为机构运动简图。2机构运动简图的表示方法：（1）常用运动副的符号两构件组成转动副时：表示转动副的小圆，其圆心必须与相对回转轴线重合。A图面垂直于回转轴线B图面不垂直于回转轴线 A图 B图两构件组成移动副时：表示移动副的滑块、导杆或导槽，其导路必须与相对移动方向一致。两构件组成螺旋副时：两构件组成球面副时：两构件组成平面高副时，在简图中应当画出两构件处的曲线轮廓：表示平面高副的曲线，其曲率中心的位置必须与构件实际轮廓曲率中心的位置一致。齿轮副凸轮副（2）构件的表示法不管构件形状如何，都用简单线条表示，带短线的线条表示机架二、平面机构的自由度：1定义：构件具有的独立运动的数目与组成机构的构件数目、运动副的数目及运动副的性质有关。个作空间运动的构件具有六个独立的运动，即沿X、Y、Z轴的移动和绕 X、Y、Z轴的转动，有6个自由度。一个作平面运动的自由构件，可以产生三个独立运动，即沿X、Y轴的移动及绕原点（极点）的转动，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 X、Y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。2约束：对独立运动所加的限制。每加上一个约束，构件便失去一个自由度。具有两个约束的运动副（转动副和移动副）都是面接触，具有一个约束的运动副都是点接触或线接触，即在平面机构中，平面低副具有两个约束，使构件失去两个自由度。平面高副具有一个约束，使构件失去一个自由度。3自由度的计算：F3N（2PLPH）3N2PLPH式中：F为机构自由度；N为活动构件数目；P为低副数目；Ph为高副数目。若F=1，说明各构件的运动中，只有一个是独立的，其余都是随之而动。由于通常原动件具有一个自由度（如电机转子、内燃机活塞），因此，当机构F=1时，需要有一个原动件，F=2时，需两个原动件，即机构的自由度数必须等于原动件数（F=原动件数）机构具有确定运动的条件是：F0 且F=原动件数（机构的自由度必须大于零，且原动件的数目必须等于机构自由度数。）4计算F时的注意事项：（1）复合铰链：由三个或以上构件在同一处组成转动副，即为复合铰链。在计算机构自由度时，由m个构件汇成的复合铰链应当包含m1个转动副（2）局部自由度：与输出构件运动无关的自由度，称局部自由度。图54 在计算机构自由度时，滚子3与杆2看成是固定在一起的一个构件，局部自由度不计算。（3）虚约束（消极约束）：在机构中与其他约束重复而不起限制运动作用的约束称为虚约束。在计算机构自由度时，应当去除不计。平面机构的虚约束常出现于下列情况中：图56 被联接件上点的轨迹与机构上联接点的轨迹重合时，这种联接将出现虚约束，如图所示。机构运动时，如果两构件上两点间距离始终保持不变，将此两点用构件和运动副联接，会带进虚约束。如图所示的、两点。如果两个构件组成的转动副如图（a）所示相互平行，或两个构件组成多个轴线重合的转动副时，如图（b）所示，只需考虑其中一处，其余各处带进的约束均为虚约束。 机构中对运动不起限制作用的对称部分，如齿轮系。特点：虚约束不影响机构运动，但可以增加构件刚性，改善受力情况，消除某些位置的运动不确定性。所以在机构中常存在。在计算F时，必须正确处理上述问题，才能得到正确的结果。三、静联接与动联接：1根据被联接件之间的相互关系可分为动联接和静联接两类。（1）动联接：被联接件的相互位置在工作时可以按需要变化的联接，如轴与滑动轴承、变速器中齿轮与轴的联接等。（2）静联接：被联接件之间的相互位置在工作时不能也不允许变化的联接，如蜗轮的齿圈与轮心、减速器中齿轮与轴的联接等。动联接的采用是由机器内部的运动规律决定的，而静联接的采用则是由于结构、制造、装配、运输、安装和维护等方面的要求决定的。“联接”一词通常多指静联接。2根据拆开时是否需要把联接件毁坏可分为可拆联接和不可拆联接。（1）可拆联接：有螺纹联接、销联接、楔联接、键联接和花键联接等。采用可拆联接通常是因为结构、维护、制造、装配、运输和安装等的需要。（2）不可拆联接。有铆接、焊接和胶接等。采用不可拆联接通常是因为工艺上的要求。3根据传递载荷（力或力矩）的工作原理可分为摩擦联接和非摩擦联接两类。（1）摩擦联接：靠联接中接合面间的摩擦来传递载荷，如过盈联接、弹性环联接等；（2）非摩擦联接：直接通过联接中零件的各种变形来传递载荷，如平键联接等。有的联接既可做成摩擦的，也可做成非摩擦的，如螺纹联接等。也有的联接同时靠摩擦和变形来传递载荷，如斜键联接中的楔键联接等。用以使被联接件始终处于紧固状态的联接件称为紧固件。如螺栓、螺钉、螺母、垫圈和铆钉等。紧固件多为标准件。采用紧固件联接通常不允许被联接件中有相对运动，一般用于联接需要有较大刚性或紧密性的场合，如气缸盖的螺栓联接等。课堂练习计算题1图示机构（1）该机构若存在复合铰链、局部自由度和虚约束，试在图上指出；（2）求该机构的自由度（要求有具体计算过程）。(1)F处复合铰链1分(2)F=3921315分2图示机构（1）该机构若存在复合铰链、局部自由度和虚约束，试在图上指出；（2）求该机构的自由度（要求有具体计算过程）。(1)复合铰链1处，虚约束1处2分(2)F=3628114分3图示机构（1）该机构若存在复合铰链、局部自由度和虚约束，试在图上指出；（2）求该机构的自由度（要求有具体计算过程）。(1)复合铰链1处，局部自由度1处，虚约束4处3分(2)F=39212213分4图示机构（1）该机构若存在复合铰链、局部自由度和虚约束，试在图上指出；（2）求该机构的自由度（要求有具体计算过程）。(1)复合铰链1处，局部自由度1处2分(2)F=3628114分5图示机构。（1）该机构若存在复合铰链、局部自由度和虚约束，试在图上指出；（2）求该机构的自由度（要求有具体计算过程）。(1)局部自由度1处1分(2)F=38211115分6图示机构。（1）该机构若存在复合铰链、局部自由度和虚约束，试在图上指出；（2）求该机构的自由度（要求有具体计算过程）。(1)复合铰链1处，局部自由度1处，虚约束1处3分(2)F=3628113分7图示机构。（1）该机构若存在复合铰链、局部自由度和虚约束，试在图上指出；（2）求该机构的自由度（要求有具体计算过程）。(1)复合铰链1处1分(2)F=3921315分8、图示机构。（1）该机构若存在复合铰链、局部自由度和虚约束，试在图上指出；（2）求该机构的自由度（要求有具体计算过程）。(1)复合铰链1处，虚约束1处2分(2)F=3921314分课堂总结1熟悉机构运动简图的定义；2掌握常用机构运动简图的画法；3理解自由度的概念；4熟悉自由度的计算公式。作业一、单项选择题1机构具有确定运动的条件是（ C ）。A. 自由度大于1B. 自由度大于零C. 自由度大于零且等于原动件数D. 原动件数大于等于12当机构的自由度数F 0，且F（ B ）原动件数，则该机构即具有确定运动。A. 小于B. 等于C. 大于D. 大于或等于3组成平面移动副的两个构件在接触处引入（ B ）个约束。A. 1B. 2C. 3D. 44平面运动副引入的约束数最多为（ B ）个。A. 1B. 2C. 3D. 45平面机构中若引入一个高副将带入（ A ）个约束。A. 1B. 2C. 3D. 4二、填空题1平面机构中的转动副引入_2_个约束。2由M个构件汇集而成的复合铰链应当包含有_ M1_个转动副。3平面运动副的最大约束数为_2_。4平面运动副的最小约束数为_1_。5构件是机构中的 运动 单元体。6组成构件的零件是 制造 单元。板书见红笔【教后感】【教 案 顺 序 号】第 教案【课题】11带传动的组成、原理和类型【课型】新授课【更 补 删 内 容】弹性滑动与打滑【教学目的及要求】1、了解带传动的组成，带传动的类型；2、掌握带传动的工作原理、传动比的定义和计算。【教学重点及难点】掌握带传动的工作原理、传动比的定义和计算。【教学方法】启发式【教具】多媒体等【教学课时】1课时【教学过程】复习引入带传动是机械传动中重要的传动形式之一。随着工业技术水平的不断提高，带传动形式有了多样性、多领域的发展，在汽车工业、家用电器、办公机械以及各种新型机械装备中得到了越来越广泛的应用。讲授新课一、带传动的组成与原理1、定义：是由带和带轮组成传递运动或动力的传动。2、组成：主动轮（固连于主动轴上的带轮）从动轮（固连于从动轴上的带轮）挠性带3、工作原理：带传动是利用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之间产生的摩擦力或啮合力来传递运动和（或）动力的。4、传动比i（1）定义：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转速与从动轮转速之比，或带轮角速度之比。（2）符号：i12（3）公式：主动轮的角速度，：从动轮的角速度，n1：主动轮转速（r/min）n2：主动轮转速（r/min）（4）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）二、带传动的类型根据工作原理不同分： 圆带传动 摩擦型带传动 平带传动 普通V带传动 V带传动 窄V带传动带传动 多楔带传动 啮合型带传动：同步带传动摩擦型带传动过载时存在打滑，传动比不准确啮合型带传动可以保证准确的传动比，实现同步运动 在机械传动中，绝大部分带传动属于摩擦型带传动。三、弹性滑动与打滑：弹性滑动：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。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。弹性滑动和打滑的区别：在摩擦传动中，当摩擦力不能克服从动轮上的阻力矩（即过载）时，带就会在带轮上滑移，这种现象称为“打滑”。而“滑动”是摩擦类带传动中的另一种现象，是由传动带的弹性变形而引起的滑动，打滑只在过载时才发生，而“滑动”是一种不可避免的物理现象。两者都使传动比不能准确保证。课堂练习教材P14 练习1、2课堂总结带传动的组成、工作原理、类型传动比的概念、计算作业1、什么是机构的传动比？答：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。2、试述带传动的工作原理。答：带传动是利用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之间产生的摩擦力或啮合力来传递运动和（或）动力的。板书见红笔【教后感】【教 案 顺 序 号】第 教案【课题】12 V带传动【课型】新授课【更 补 删 内 容】1带传动的失效形式2带传动的设计【教学目的及要求】1理解V带及带轮的知识。2掌握V带传动的主要参数、标记方法。3理解V带传动的应用特点。4理解V带传动的安装维护及张紧装置。5知道带传动的失效形式及设计准则，会设计三角带传动。【教学重点及难点】1V带传动的主要参数、标记方法。2V带传动的安装维护及张紧装置。3三角带传动的设计步骤【教学方法】启发式、讲解分析法【教具】多媒体等【教学课时】4课时【教学过程】复习引入带传动的组成、原理和类型讲授新课第1、2课时一、V带及带轮V带传动是由一条或数条V带和V带带轮组成的摩擦传动。1V带V带是一种无接头的环形带，横截面为等腰梯形，工作面为两侧面，带与轮槽底面不接触。结构：帘布芯结构、绳芯结构组成：包布、顶胶、抗拉体、底胶类型：普通V带、窄V带、宽V带、半宽V带特点：帘布芯结构的制造方便，抗拉强度高，价格低廉，应用广泛；绳芯结构的柔韧性好，适用于转速较高、载荷不大、小直径带轮的场合。2V带带轮V带带轮重量轻,结构工艺性好,质量分布均匀。轮槽工作表面粗糙度Ra为1.63.2,具有一定尺寸精度，可延长带的使用寿命。（1）材料: 普通V带带轮：用灰铸铁,常用HT150、HT200。转速高时：用铸钢、钢的焊接结构低速、小功率时：用铸铝合金、工程塑料。（2）V带带轮典型结构：（4种）实心式：当带轮基准直径D（2.5-3）dS(带轮轴孔直径)采用。腹板式:当带轮基准直径D300mm时采用。孔板式: 当带轮基准直径D300mm(D1-d1100mm)时采用。轮辐式: 当带轮基准直径D300mm时采用。二、V带传动的主要参数：1普通V带的横截面尺寸普通V带：楔角为40，相对高度为0.7的V带。楔角：带的两侧面所夹的锐角。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称为中性层。节线：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节面：由全部节线构成的面叫做节面节宽bp：中性层的宽度顶宽b：V带横截面中梯形轮廓的最大宽度高度：梯形轮廓的高度相对高度bp：带的高度与其节宽之比型号：Y Z A B C D E；型带截面积最小，型带的截面积最大。 常用Z A B C在相同的条件下，带的截面积愈大，其传递的功率也愈大。V带是标准件，由专业工厂生产。2V带带轮的基准直径dd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。是带传动的主要设计计算参数之一。已标准化，应按国家标准选用标准系列值，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，对各型号的普通V带带轮都规定有最小基准直径ddmin槽角：轮槽横截面两侧边的夹角。为了保证带传动工作时带与带轮槽工作面接触良好，V带带轮的轮槽角比40要适当减小，一般取34、36、38。小带轮上V带变形严重，对应轮槽角小些，大带轮的轮槽角则可大些。3传动比公式：，常用27只有在带的节面与带轮的基准宽度重合时，基准宽度才等于节宽。通常，带轮的节圆直径可视为基准直径。4小带轮包角1：（1）定义：带与带轮接触弧所对应的圆心角。（2）公式：（3）影响：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1也越大，带与带轮接触弧也越长，带能传递的功率就越大；反之，带能传递的功率就越小。对于V带传动，小带轮的包角一般要求：1120（4）在带传动设计时，当包角过小可采取的措施：增加中心距、控制传动比、增设张紧轮。（5）V带传动能力主要与带的初拉力、带与带轮摩擦系数和小带轮的包角有关。5中心距a：两带轮传动中心之间的距离。影响：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振动，反而使带传动能力下降。公式： 一般0.72（dd1+dd2）6.带速V：一般取525m/s。带速太低，在传递功率一定时，所需圆周力增大，会引起打滑；带速太高，离心力又会使带与带轮间的压紧程度减小，传动能力降低。 有效拉力（有效圆周力）：紧边与松边的拉力差（起传递动力作用的拉力）带传动在工作时，带受到拉力后要产生弹性变形。但由于紧边和松边的拉力不同，因而弹性变形也不同。当紧边绕上主动轮时，带的线速度等于主动轮的圆周速度，当带脱离主动轮时，由于带沿带轮的运动是一面绕进、一面向后收缩，所以带的速度便过渡到逐渐低于主动轮的圆周速度，在从动轮上带沿带轮的运动是一面绕进、一面向前伸长，带的速度便过渡到逐渐高于从动轮的圆周速度。设计带传动时，适度增加带速有利于减小使用带的根数。7.V带的根数Z根数多，传递功率大，但根数过多，受力会不均匀通常Z7单根带的承载能力（许用功率）主要与V带的型号、小动轮的转速（带速）和小带轮的基准直径有关。8.带的基准长度（公称长度）Ld定义：V带在规定的张紧力下，沿V带中性层量得的周长。公式：三、普通V带的标记与应用特点：1.标记：由型号、基准长度、标准编号三部分组成。2.应用特点：优点：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传动平稳，噪声低，有缓冲吸振作用在过载时，传动带在带轮上打滑（带的打滑主要发生在小带轮上），可以防止薄弱零件的损坏，起安全保护作用。缺点：不能保证准确的传动比外廓尺寸大，传动效率低3.窄V带传动：定义：楔角为40，相对高度为0.9的V带。结构：顶面呈弧形，两侧呈凹形，带弯曲后侧面变直，与轮槽两侧面能更好的贴合，增大了摩擦力，提高了传动能力。特点：传动能力大、效率高、结构紧凑、使用寿命长。应用：应用于高速、大功率且结构要求紧凑的机械传动中。标记：按横截面尺寸由小到大分SPZ、SPA、SPB、SPC四种型号。在相同条件下，横截面尺寸越大，则传递的功率越大。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，张紧程度要适中。应缩小中心距后将带套入（先套小带轮后套大带轮），再慢慢调整中心距使带达到合适的张紧程度，用大拇指能将带按下15mm左右，则张紧程度合适。（2）带轮安装，两轮轴线应平行，对应槽的对称平面应重合，偏角误差应小于20，不得摇摆。（3）V带在轮槽中应有正确的位置。V带顶面应与带轮外缘表面平齐或略高出一些，底面与槽底间应有一定间隙，以保证V带和轮槽的工作面之间可充分接触。如高出轮槽顶面过多，则工作面的实际接触面积减小，使传动能力降低；如低于轮槽顶面过多，会使V带底面与轮槽底面接触，从而导致V带传动因两侧工作面接触不良而使摩擦力锐减，甚至丧失。（4）应定期检查并及时调整。若发现一组带中个别带有疲劳撕裂（裂纹）等现象时，应及时更换所有V带。不同带型、不同新旧的V带不能同组使用。（5）安装防护罩。2V带传动的张紧装置在安装带传动装置时，带是以一定的拉力紧套在带轮上的，但经过一定时间运转后，会因为塑形变形和磨损而松弛，影响正常工作。因此，需要定期检查与重新张紧，以恢复和保持必须的张紧力，保证带传动具有足够的传动能力。（1）调整中心距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。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。（2）使用张紧轮：（中心距不可调时）张紧轮是为改变带轮的包角或控制带的张紧力而压在带上的随动轮V带传动中的张紧轮装置：张紧轮在带松边的内侧，靠近大带轮处：防止带在传动时受双向弯曲而影响使用寿命小轮包角不致减小太多。3.紧边和松边的区别：在带传动工作时，主动轮处，卷入的一侧称为紧边，反之则为松边。第3、4课时（补讲内容）五、带传动的失效形式和设计准则1.带传动的主要失效形式：打滑，疲劳破坏 。2.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。六、普通V带传动的选用要点与平带传动比较，普通V带传动传动平稳，不易振动，摩擦力大，传递功率较大。在相同条件下，V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。选用原则：根据所需传递的功率和小带轮的转速选择普通V带的型号和V带的根数选用带轮基准直径dd，并保证ddddmin确定带的基准长度Ld验算选用时应注意以下问题：（1）两带轮直径选用要适当。小带轮ddddmin（2）线速度525，不宜太小或太大。（3）中心距要适当。七、三角带传动的设计（一）三角带传动设计的的原始数据：1传递的功率（）；2大、小带轮的转速n2、n1(r/min)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。（二）三角带传动设计的主要内容：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确定计算功率计算功率是根据所传递的名义功率及三角带传动的工作情况确定的带传动的工况系数与载荷的性质、工作机的类型、原动机的性质以及每天的工作时间等因数有关。工作情况系数KA工 作 机原 动 机一 天 工 作 时 间1010161610101616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（7.5KW）1.01.11.21.11.21.3载荷变动小带式输送机、鼓风机（7.5KW）、发电机、旋转式水泵、机床、剪床、振动筛、压力机1.11.21.31.21.31.4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1.21.31.41.41.51.6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1.31.41.51.51.61.82选择三角带型号根据计算功率Pc和小带轮转速n1,由下图选取三角带的型号。(若Pc 、V的交点落在交线附近,可同时用两种型号作为两个方案计算,然后比较选取。)3确定大、小带轮的直径dd,dd1）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b1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。2）校核带的速度v带速: V=dd1n1/601000（m/s）V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5m/s25m/s较合适，否则要调整带轮的直径,以调整带速。确定带轮的基准直径时，要对带速进行校核。3）计算大带轮的直径dd2=(n1/n2)dd1=idd1 (mm)计算后得dd2值要圆整。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1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: 0.7(dd1+dd2)a02(dd1+dd2)若设计时未提中心距要求,可估算:a0=(11.5)dd22)初算带的基准长度LdL0=2a0+(dd1+dd2)/2+(dd2-dd1)2/4a0（mm）根据L0和三角带型号,选取相应的Lp 。3)确定实际中心距a近似计算: a=a0+(Lp-L0 )/2 （mm）考虑调整,补偿的需要,中心距的变化范围:amin=a-0.015Ld（mm）amax=a+0.03Ld（mm）4）校核小带轮包角1小带轮包角近似计算:11800 (dd2dd1) 57.3a 1200由上式可见,1与i有关,i愈大,d2-d1的差值愈大,则1愈小. 故三角带的传动比一般取i7,必要时可达10。一般 i=25 。也可用增大中心距a的方法增大1 。确定中心距和带长时，要对包角进行校核。5.确定三角带根数ZZ=Pc/(P0+P0)KKLKq K包角系数。Kq强力层材质系数。KL 长度系数。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。包角系数包角18017016015014013012011010090K1.000.980.950.920.890.860.820.780.740.69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1.33长度系数内周长度Li（mm）长 度 系 列 KLOABCDEF4500.895000.915600.940.806300.960.810.787100.990.820.798001.000.850.809001.030.870.8110001.060.890.8411201.080.910.8612501.110.930.880.8014001.140.960.900.8116001.160.990.930.8418001.1810.010.950.8520001.201.030.980.8822401.061.000.9125001.091.030.9328001.111.050.9531501.131.070.970.8635501.171.100.980.8940001.191.131.020.9145001.151.040.930.9050001.181.070.960.9256001.201.090.980.9563001.121.000.970.9171001.151.031.000.946.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:F0=(500Pc/vz)(2.5/K-1)+qv2（N）7.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。Q=2ZF0cos(/2)=2ZF0cos(900-1/2) =2ZF0sin(1/2)（N）传动比系数Ki传动比iKi110411.051.191.031.201.491.081.52.951.122.951.14包角=180平稳工作情况下单根三角带所能传递的功率 (KW)课堂练习 练习册讲解：课堂总结1V带及带轮的知识。2V带传动的主要参数、标记方法。3V带传动的应用特点。4V带传动的安装维护及张紧装置。5带传动的失效形式及设计准则，会设计三角带传动。作业1.普通V带分哪几种型号？各型号截面积大小次序如何排列？截面积大小与传递功率有何关系？型号：Y Z A B C D E；型带截面积最小，型带的截面积最大。在相同的条件下，带的