机械基础教案1.doc

宜宾职业技术学院 Yibin Vocational & Technical College课程名称机械基础教学主题第一讲 机械基础概述授课班级机电3091、3092、3093授课时间周一 第一次课授课地点教室教学目标：1、理解本门课程的性质、学习任务、主要内容及相关要求；2、掌握机器和机构的基本概念；3、了解构件和零件的概念和区别。职业技能教学点： 1、列举实例使学生了解在生产实际中机器的运用；2、结合生产实际介绍机器和机构的组成和分类，增加对机器的感性认识。教学设计：清点人数 组织教学 实例导入新课 讲授新课 结合实例讲授知识要点 课堂提问 引发思考 抽查掌握情况 小结本次课程内容 布置作业教学手段: 主要使用讲授法，并且结合提问、黑板图等对教学内容进行启发式教学和讲解主要内容，小结完本次课程内容后布置习题。教学过程教 学 内 容 与 板 书 备 注【新课内容】第一讲 机械基础概述组织教学：清点人数、作好记录，强调课堂纪律。新课导入： 大家作为中专一年级的学生，学习过机械制图这门课程，因此一定对机械这个名词不陌生吧？那我先问一个问题，在日常生活中有哪些东西可以称作机械？比如教室里面的黑板、电风扇、讲台；寝室里的电脑，饮水机、垃圾桶；外面停的汽车，实训中心的机床.有哪些是机械呢？3分钟10分钟（结合学生所学课程，逐渐引入新课。）宜宾职业技术学院 Yibin Vocational & Technical College教学内容与板书备注 当大家学完这门课之后，大家不但清楚了哪些是机械，而且还会懂得很多常用机械的结构特点、工作原理、应用场合等，为以后工作中合理使用、维护机械设备打好基础。而我们这门课说简单是很简单，就是关于机械的一些基本概念和相应的计算与应用，但是说难也比较难，因为它跟我们平常生活中所理解的机械有点不太一样，它更加全面和系统的介绍了各种机械传动、常用机构、轴系零件、液压传动等相关知识。这学期在我的引导和大家的配合下，希望大家都能学好这门课程。一、本课程的学习任务 我们首先需要了解这门课程的学习任务。通过学习这门课程，大家应该熟悉和掌握机械传动、常用机构及轴系零件和液压传动的基本知识、工作原理和应用特点；掌握分析机械工作原理的基本方法；能作简单的有关计算；会查阅有关技术资料和选用标准件。另外，在学习机械基础这门课程时，需要注重理论联系实际，综合运用机械制图 工程力学 金属材料与热处理等课程的基础知识，联系日常生活 专业工种中的具体实例，培养和提高分析问题和解决实际问题的能力。二、本课程的学习目的 放眼于世界，现代世界各国间的竞争主要表现为综合国力的竞争。要提高我国的综合国力，就要在生产部门实现生产的机械化和自动化，这就需要创造出大量的、种类繁多的、新颖优良的机械来装备各行各业，为各行各业的高速发展创造有利条件。任何新技术、新成果的获得，都离不开机械工业的支持。所以说机械工业是我们国家综合国力发展的基石。机械工业历史悠久，但至今仍处于蓬勃发展阶段。为了满足各行各业和广大人民日益增长的新需求，就需要创造出越来越多的新产品，因此现代机械工业对实用型、技能型、创造型人才的需求是与日俱增的。 而机械基础这门课程所涉及到的相关知识对培养未来实用型、技能型创造型人才起到了不可或缺的基础型作用。所以回到课本上来说，机械基础这门课程的性质是我们职业技术学院机械类专业的一门专业基础课程，为学习专业技术课程和今后在工作中合理使用、维护机械设备以及进行3分钟10分钟（让学生认识到学习这门课程的重要性和必要性）宜宾职业技术学院 Yibin Vocational & Technical College教学内容与板书备注技术革新提供必要的理论基础知识。而作为我们宜宾职业技术学院机械类专业的学生是现代生产的后备军，将来在学习和工作中会遇到许多关于机械设备的使用、维护 ；机械零件的制造、设计问题，因此必须努力学好机械基础这门课程，掌握各种机械设备的构造原理和运动规律，为进一步学习机械工种专业知识打好基础。三、本课程的主要内容 本门课程的主要内容涉及到以下四个方面： 第一部分：常用机械传动 常用机械传动涉及到本书的第一章到第四章的全部内容，包括带传动 螺旋传动 链传动 齿轮传动 蜗杆传动和轮系六个部分。我们将主要讨论这些常用机械传动的类型、组成 、工作原理、传动特点、传动比计算和应用场合等。其中带传动、齿轮传动、蜗杆传动的计算以及轮系知识的运用我们将作为重点章节花很多课时给大家介绍。 第二部分：常用机构 这本书的常用机构涉及到第五章的平面连杆机构，第六章的凸轮机构，及第七章的其他常用机构三部分内容。我们将主要讨论它们的基本结构、工作原理和应用场合等。其中平面铰链四杆机构是最常用的低副机构，是四杆机构的基本形式，也是其它多杆机构的基础，所以这部分是我们需要重点掌握的。 第三部分 ：轴系零件 本书的轴系零件对应第八章内容，包括常用连接、轴、轴承、联轴器、离合器和制动器。我们将主要讨论它们的结构、特点、常用材料和应用场合，并介绍有关标准和选用方法。 第四部分 ：液压传动 这部分涉及到第九至第十一章的内容，包括液压传动的基本概念、常用液压元件、液压基本回路和液压系统。我们将注重介绍液压基本知识，液压泵、液压缸、液压控制阀等元件的构造、性能、工作原理，液压基本回路和机床液压传动系统实例。四、基本概念及举例 1、机械的概念机械源自于希腊语之mechine及拉丁文mecina，原指“巧妙的设计”，作为一般性的机械概念，可以追溯到古罗马时期，主要是为了区别手工工具。10分钟（让学生翻到目录，逐一对照各章节）3分钟（了解下机械的来源） 宜宾职业技术学院 Yibin Vocational & Technical College教学内容与板书备注现代中文之“机械”一词为机构为英语之（mechanism）和机器（machine）的总称。根据机械概念手册，机械就是简单的装置，它能够将能量、力从一个地方传递到另一个地方。2、机械的特征机械是一种人为的实物构件的组合。 （举例：铁棒，木头的组合）机械各部分之间具有确定的相对运动。（举例：摩托车气缸）3、机器的概念 机器在我们不了解其构造、性能和用途时，可以简单的定义为：机器是执行机械运的装置，用来变换或传递能量、物料与信息。机器的种类繁多，其构造、性能和用途也各不相同，但是我们从机器的组成部分与机器的功能关系来分析，所有机器都具有下列三个共同的特征： 第一个共同特征：任何机器都是由许多构件组合而成的。那什么叫做构件？机器中每一个独立的运动单元称为一个构件。以内燃机为例，内燃机主要是由气缸、活塞、连杆、曲轴、轴承等构件组合而成的。这些气缸、活塞、连杆是独立的运动单元体，它们称之为构件。5分钟（让学生了解点机械的实例）10分钟（重点讲授第一个重要知识点“机器的概念”，要求理解）宜宾职业技术学院 Yibin Vocational & Technical College教学内容与板书备注 第二个共同特征：各运动实体之间具有确定的相对运动。在高中物理课本上介绍了绝对运动和相对运动的概念，你们中专二年级可能还没学到，那我简单的提一下： 一个物体相对于另一个物体的位置发生了变化，这个物体就在运动，而这种运动呢就叫做相对运动。要描述某一物体的位置变化，就必须选择另外的一个物体作为标准。这个被选来作为标准的另外的物体，叫做参考系。也就是说只要提到了相对运动，就一定要有参考系。大家看到你们书上，图0-1：1表示气缸，2表示活塞，就是圆柱体的那个是2表示活塞，3表示连杆，4表示曲轴，5表示轴承。我们先选气缸1为参考系，把1看作是静止的，活塞2相对气缸1实现竖直方向的往复运动。选两端轴承5为参考系，曲轴4相对轴承5做连续的转动。内燃机的运动分析我们放在第五章给大家讲。 第三个共同特征：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。例如：发电机可以把机械能转换为电能；金属切削机床能够改变工件的尺寸、形状；运输机器比如带式输送机能够改变物体在空间的位置。 好了，根据上面的分析，我们可以对机器得到一个明确的概念：机器就是构件的组合，它的各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的转换。而这三个特点中最重要也是最实际的就是可以用来代替人的劳动，完成有用的机械功或者实现能量转换，这也是我们学习了解机械的目的。4.机器的分类 按其用途分类，机器可分为发动机（原动机）和工作机。 发动机：是将非机械能转换成机械能的机器。例如电动机是将电能转成机械能的机器，内燃机是将热能转换成机械能的机器。 工作机：用来改变被加工物料的位置、形状、性能、状态的机器。工作机是利用机械能来做有用功的机器，这个在我们生产中是运用很广泛的，例如车床、铣床、磨床等大量的金属切削机床都是工作机。5.机器的组成3分钟（让学生了解下机器的分类）5分钟（比较重要）宜宾职业技术学院 Yibin Vocational & Technical College教学内容与板书备注机器基本上是由动力部分、工作部分和传动装置三部分组成的。动力部分是机器动力的来源，例如电动机、内燃机和空气压缩机等都是常用的动力源。工作部分是直接完成机器工作任务的部分，处于整个传动装置的终端，例如金属切削机床中的主轴、拖板、工作台等。而传动装置是将动力部分的运动和动力传递给工作部分的中间环节，例如金属切削机床中常用的带传动、螺旋传动、齿轮传动、连杆机构、凸轮机构等。在后面的章节里面我会给大家讲到这些常用的机械传动，我们在实训课上也会遇到，这里先了解下。6. 机构和运动副（1）机构我们定义为：用来传递运动和力的构件系统。刚才讲到机器中每一个独立的运动单元称为一个构件，而构件按其运动状况又可分为固定构件和运动构件两种。固定构件又称机架，是机构中固结于定参考系的构件。而运动构件又称可动构件，是机构中相对于机架运动的构件。这里需要注意的是：机架是构件，但不是活动构件，因此，一个结构中的所有机架都只能看作一个构件。这个在我们后面计算运动副数目的时候，大家经常出错，所有的机架只能看作一个构件。而构件又是由零件组合而成的，在机构运动时，属于同一构件中的零件相互之间是没有相对运动的。大家需要了解构件和零件的区别，构件可以是单一的零件，例如单缸内燃机中的曲轴，既是构件也是零件；同时构件也可以是由若干零件连接而成的刚性结构，例如书上图0-2所示：连杆构件是由连杆体、连杆盖、螺栓和螺母等零件组合而成的。 那么总体来看，由单一的零件或者若干个零件连接而成了一个构件，而若干个构件（必须包括一个固定构件）组合而成了一个构件系统，而这些用来传递运动和力的构件系统就称为机构。而机构和前面所讲的机器总称为机械。（2）机器和机构的区别 与机器相比较，机构也是人为实体（构件）组合，各运动实体之间也具有确定的相对运动，但不能做机械功，也不能实现能量的转换。因此，机器与机构的区别就在于：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20分钟（第二个重要知识点，分三个部分联系实际给学生介绍，最后再注重要求“运动副”的概念。要求听懂和理解）宜宾职业技术学院 Yibin Vocational & Technical College教学内容与板书备注于传递或转变运动的形式。实例有很多，例如航空发动机、机床、轧钢机、纺织机、拖拉机等都是机器，而钟表、仪表、千斤顶、机床中的变速装置等都是机构。通常的机器必包含一个或一个以上的机构。（3）运动副的概念及分类 我们把由两个构件直接接触而组成的可动的连接称为运动副。运动副限制了两构件之间的某一些相对运动，而又允许另一些相对运动。两构件组成运动副时，我们把两构件上能参与接触的点、线、面称为运动副元素。 运动副的分类： 根据运动副中两构件的接触形式不同，运动副可以分为低副和高副。 低副：低副是指两构件以面接触的运动副。按两构件的相对运动形式，低副又可分为转动副、移动副、螺旋副。1.） 转动副：组成运动副的两构件只能绕某一轴线作相对转动的运动副称为转动副。转动副又可以叫做回转副，也称作铰链。书上图0-3表示的铰链连接就是转动副的一种形式。为了便于绘制机构运动简图，运动副常常用简单的符号来表示。转动副如下图： 两运动构件构成的转动副 两构件之一为固定构件的转动副2.）移动副：组成运动副的两构件只能作相对直线移动的运动副称为移宜宾职业技术学院 Yibin Vocational & Technical College教学内容与板书备注两运动构件构成的移动副两构件之一为固定构件时的移动副。3.）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称为螺旋副。螺旋副的机构简图符号如下： 两运动构件构成的螺旋副 两构件之一为固定构件时的螺旋副高副 高副是指两构件以点或线接触的运动副。课本上图0-6所示为常见的几种高副接触形式。图a是车轮与钢轨的接触，接触的部位平面图上看是一个点，实际上是一条线；图b是齿轮的啮合，这个更直观一点，在平面图上看就是一条线，它们都是属于线接触的高副；图c是凸轮与从动杆的接触，是属于点接触的高副，这一点从图上可以看到就是从动杆和凸轮接触的这一点。图c是凸轮机构里面一个最简单的结构，这部分内容我们在第六章凸轮宜宾职业技术学院 Yibin Vocational & Technical College教学内容与板书备注机构会大家讲到，这里大家先熟悉一下。低副和高副的应用特点 低副是面接触的运动副，其接触表面一般为平面或圆柱面，容易制造和维修，承载荷时单位面积压力较低，因而低副比高副的承载能力大。但是低副是与滑动摩擦，摩擦损失大，因而效率比高副低；此外，低副不能传递较复杂的运动。 而高副是点或线接触的运动副，承受载荷时单位面积的压力较高，两构件接触时容易磨损，寿命短，制造维修也比较困难。它的优点是能够