机电设备概论教案

赣榆中等专业学校 教师课例设计本 2014 2015 学年 第 1 学期 课程名称 机电设备概论 课程类别 专业选修课 专 业 机电数控 授课班级 13 机电数控 授课教师 部 别 汽车机电系 任 课 表 一二三四五 1 13机电 2 3 13数控13机电 上 午 4 13机电 5 6 下 午 7 作息时间表 上午 下午 星 期 时 间 第 1 节 8 00 8 45 第 5 节 14 00 14 45 第 2 节 8 55 9 40 第 6 节 14 55 15 40 第 3 节 10 10 10 55 第 7 节 16 25 17 10 第 4 节 11 05 11 50 教学大纲 教学 纲要 制定部门 省教育厅 教材全称 编者 出版单位 出版时间 版次 机电设备概论 张雪梅 高等教育出版社 2010 08 第二版 主要教学参考书 名称 编者 机电设备概论 本课程本学期 教 学 时 数 51 周学 时数 3 本学期教 学周数 17 本课程 总时数 51 理论教学 45 实践教学 2 习 题 课 本 学 期 教 学 时 数 复 习 编制说明 1 主要教学内容 第一章 机电设备的构成 第二章 金属切削机床 第三章 自动化生产线 第四章 起重设备 第五章 办公自动化设备 考 核 4 机 动 分 配 第六章 设备管理及安全使用规范 2 教学目标 熟知机电设备的动力源 传动装置 检测传感装置 控制 系统 熟知普通车床和数控机床的组成 工作原理 熟知起重 设备和电梯的工作原理与组成 了解办公自动化设备 熟知设 备管理与安全使用规范 3 学情分析 学生目前具备一定的钳工知识 机械基础知识 电工知识 车工知识 为本课程的学习能提供理论基础 审 批 教 研 组 长教学 系 部主任制 表 日 期 核 人 理 论 教 学 授 课 进 度 安 排 表 周次 授课章节 单元 框题 及其 主要内容 含实践教学 复习测验 学时数课内外作业备注 1 绪论 第一章第一节动力源 3 本章思考题 2 第一章第二节传动装置和第三节检测与传 感装置 3 本章思考题 3 第一章第四节控制系统和第二章第一节金 属切削机床的分类 3 本章思考题 4 实习 5 国庆放假 6 第二章第二节普通车床 3 本章思考题 7 第二章第二节普通车床 3 本章思考题 8 实习本章思考题 9 第二章第三节数控车床 3 本章思考题 10 第二章第三节数控车床 3 本章思考题 11 期中考试本章思考题 12 第二章普车实践 第三章自动化生产线 3 本章思考题 13 第三章自动化生产线 3 本章思考题 14 第四章起重设备第一节 第二节电梯 3 本章思考题 15 实习本章思考题 16 第四章起重设备第一节 第二节电梯 3 本章思考题 17 第四章第二节电梯 3 本章思考题 18 第五章办公自动化设备第一节 3 本章思考题 19 实习本章思考题 20 第五章第二节复印机 3 本章思考题 21 第五章第二节复印机 3 本章思考题 22 第六章设备管理与安全使用规范 3 本章思考题 23 期末考试本章思考题 课时编号 01 02 授课时间 9 4 授课地点13 数控 课题名称绪 论 第一章第一节动力源课时数 2 教学目标 了解机电设备的发展史及机电设备进一步的发展趋势 掌握本课程的主要内容和主要的学习任务 了解机电设备的基本构成及其功能 掌握动力源的选择原则 教学重点 掌握本课程的主要内容和主要的学习任务 教学难点 掌握本课程的主要内容和主要的学习任务 教材处理 补充三次工业革命的相关知识 工业革命关系着机电设备的发展 对于动力源部分补充讲解 例如电动机 风能 教学 方法 教法设计 任务驱动法 学法设计 小组探究法 教学资料 各种机电设备的资料 信息资源 网上搜索电能 风能 热能的相关知识 仪器设备 多媒体投影仪 教学 资源 准备 耗 材 作业布置 教学反思 教 学 过 程 实 施 教学环节教学内容与活动 教学方法与手段 新课引入 设备是指人们在生产和生活中所需的机械 装置 和设施等物质资料的总称 它可以长期使用 并能在 使用中基本保持原有的实物形态 机电设备则是指应 用了机械 电子技术的设备 我们通常所说的机械设 备是机电设备中最重要的组成部分 新课讲授 一 机电设备的发展概述 在工业 农业 交通运输业 科研 国防以及人 们的日常生产和生活中都在广泛使用各种机电设备 例如 工业生产中使用的发电机 纺织机 各种机床 等 1 机电设备的发展阶段 从机电设备发展进程来看 机电设备的发展和 制造业的发展密不可分 大体上可以分为三个发展阶 段 A 早期的机械设备阶段 在早期的机械设备阶段 机械设备的动力源主要 有人力 畜力以及蒸汽机 工作机构的结构相对比较 简单 对设备的控制主要通过人脑来完成 B 传统的机电设备阶段 在这一发展阶段 机电设备的动力源由普通的电 动机来承担 工作机构的结构也比较复杂 尤其是机 电设备的控制部分已经由功能多样的逻辑电路代替人 脑来完成 C 现代的机电设备阶段 现代机电设备是在传统机电设备的基础上 吸收 了先进科学技术 在结构和工作原理上产生了质的飞 跃 它是机械技术 微电子技术 信息处理技术 控 制技术 软件工程技术等多种技术相互融合的产物 教 学 过 程 实 施 教学环节教学内容与活动 教学方法与手段 2 机电设备的发展趋势 1 高效率 2 高精度 3 高智能 4 网络化 二 本课程主要内容和任务 1 本课程的主要内容 机电设备概论 是中等职业学校机电技术应用 专业的一门主干专业课 该课程主要介绍了机电设备 的基本知识 机电设备的构成 典型机电设备的应用 及机电设备的管理和安全使用规范的相关知识 该 课程是学生进一步学习其它专业课程和进行生产实习 的准备课程 2 本课程的主要任务 本课程的主要任务是使学生具备机电技术应用专 业必需的机电设备基本知识 初步了解典型机电设备 的基本原理 主要结构及其系统组成 了解典型机电 设备的安装 调试 使用和维护过程 具备对典型机 电设备构成的分析能力及常见故障现象的认识能力 树立机电设备的安全使用意识 科学的工作方法及良 好的职业道德意识 补充内容 第一次 18 世纪 60 年代 19 世纪中期 人类开 始进入蒸汽时代 第二次 19 世纪下半叶 20 世纪初 人类开始 进入电气时代 并在信息革命 资讯革命中达到顶峰 第三次 时间不定 约在第二次世界大战之后 人类进入科技时代 生物克隆技术的出现 航天科 技的出现 欧美有称为 21 世纪系统与合成生物学将 引发第三次工业革命 也即生物科技与产业革命 新课引入 传统机电设备的功能实现部分一般可以分为原动 部分 传动部分 工作部分 原动部分是设备的动力 来源 如机电设备中的电动机 新课讲授 一 动力源的类型 任何机电设备的工作都离不开动力 电能 风能 热能 化学能等都可以作为机电设备的动力 机电设 备中最常见的动力源是电动机 电动机广泛用于各种 机械加工设备 农业机械 家用电器等各种机电设备 中 二 电动机的分类 电动机是根据电磁感应原理和电磁力原理工作的 它将输入的电能转换为机械能并输出 驱动机械部分 运转 使用 维护 维修机电设备都必须了解电动机的 让学生用手机在网上 查找相关信息 分成 四组 每组五人 分 别提供工业革命简介 第一次 二次 三次 工业革命的相关信息 类型和性能 电动机的品种很多 可按不同的方法分 类 1 按电动机输入电流类型 可分为直流电动机和交 流电动机 交流电动机又可分为同步电动机和异 步电动机 交流电动机 直流电动机 2 按电动机相数 可分为单相电动机和多相 常用三相 电动机 接在单相电源上的电动机称为 单相电动机 接在三相电源上的电动机称为三相电动 机 单相电动机 多相电动机 2 按电动机的容量或尺寸大小 可分为大 中 小 微型电动机 小结 课时编号 03 授课时间 9 5 授课地点13 机电教室 课题名称第一节机电设备的动力源课时数 1 教学目标 了解常见电动机的性能及其适用范围 掌握电动机的选择原则 学会正确选用电动机类型 教学重点 同步电动机和异步电动机 教学难点 同步电动机和异步电动机 教材处理对同步电动机 异步电动机的结构补充讲解 教法设计 自主学习法 直观演示法 讲授法 教学 方法 学法设计 相互问答法 理论联系实际法 内容分解法 教学资料 信息资源 仪器设备 教学 资源 准备 耗 材 作业布置 教学反思 教 学 过 程 实 施 教学环节教学内容与活动 教学方法与手段 复习旧课 机电设备中最常见的动力源是电动机 电动机广 泛用于各种机械加工设备 农业机械 家用电器等各 种机电设备中 新课讲授 一 电动机的性能及适用范围 1 直流电动机 直流电动机适合于调速范围宽且需要精确调速的 场合 以及对运行有特殊要求的自动控制系统 但因 直流电动机有机械换向器 需要经常维护 在不允许 中断工作或维修环境恶劣的地方不宜使用 又由于电 刷和换向器之间会产生火花 在易燃易爆或高粉尘 高腐蚀的环境中 直流电动机的使用受到限制 2 同步电动机 同步电动机 如图所示 是一种交流电动机 其 转速与旋转场的转速同步 即转子转速 n 与电网频 率 f 之间有恒定的比例关系 n 60f p p 为电动机的 极对数 同步电动机 3 异步电动机 异步电动机也是一种交流电动机 其转子转速与 旋转磁场的转速不同步 存在着转差 即这种电动机 负载时的转速与所接电网频率之比不是恒定关系 异 步电动机的使用最为广泛 在电网总负荷中 异步电 动机占 60 左右 在各种动力系统中 90 左右采 用异步电动机作为动力源 教 学 过 程 实 施 教学环节教学内容与活动 教学方法与手段 异步电动机 4 小功率电动机 小功率电动机是指电动机转速折算在 1500r min 时 最大连续功率不超过 1 1kW 的电动机 它应用 于机械加工设备 医疗器械 音响影视设备 日用电 器 电动工具 办公自动化设备等各种机电设备之中 5 微特电机 微特电机指工作原理 结构 性能 作用 使用 条件和运动方式与常规电机不同 以及体积 输出功 率很大或很小的电动机 二 电动机的选择原则 交流电动机虽然起动 制动及调速性能不如直流 电动机 但结构简单 价格便宜 维护工作量小 所 以 在选择电动机种类时 应考虑以下几方面问题 1 不需调速的机械 无论是长时工作 短时工作 或重复短时工作的机械 都应首选交流电动机 只有 电动机的操作特别频繁 会引起电动机发热 起动特 性不能满足机械需求时 才考虑用直流电动机 2 对于需要调速的机械 要综合分析机械的转速 功率 力矩 使用场合 调速成本 对电网的影响 电动机的损耗与通风等多项因素 合理选用电动机 课时编号 04 05 授课时间 9 11 授课地点13 机电教室 课题名称第二节机电设备的传动装置 课时数 2 教学目标 了解带传动 螺旋传动 齿轮传动的工作原理 掌握这些传动的特点和类型 掌握液压传动的基本原理及组成 了解液压传动的特点 教学重点 带传动 螺旋传动 齿轮传动的工作原理 液压传动的基本原理及组成 教学难点 带传动 螺旋传动 齿轮传动的工作原理 液压传动的基本原理及组成 教材处理 教法设计 任务驱动法 问题探究法 教学 方法 学法设计 讨论式学习法 理论联系实际学习法 教学资料 信息资源 仪器设备 教学 资源 准备 耗 材 作业布置 教学反思 教 学 过 程 实 施 教学环节教学内容与活动 教学方法与手段 新课引入 传动装置是一种将动力源输出的运动和动力传递 给设备工作终端的装置 常用的传动装置有带传动 螺旋传动 齿轮传动等形式的机械传动 以及液压与 气压传动 机 电 液 气 一体化是一种技术先进 的组合方式 新课讲授 常用的机械传动装置有带传动 链传动 齿轮传 动和蜗杆传动等 一 带传动 一 带传动的工作原理和速比 1 带传动的工作原理 带传动是用挠性传动带做中间体而靠摩擦力工作的一 种传动 如图所示 2 带传动的速比 带传动的速比计算公式为 i n1 n2 D2 D1 上式表明 带传动中的两轮转速与带轮直径成反比 二 带传动的特点和类型 1 带传动的特点 1 可用于两轴距离较远的传动 最大中心距可达 40m 2 带本身具有弹性 因而可以缓和冲击和振动 使传 动平稳 且无噪声 3 当机器过载时 带会在轮上打滑 能起到对机器的 保护作用 4 结构简单 成本低 安装维护方便 带损坏后容易 更换 教 学 过 程 实 施 教学环节教学内容与活动 教学方法与手段 5 结构不够紧凑 6 不能保证准确的传动速比 7 由于需要施加张紧力 所以轴及轴承受到的不平衡 径向力较大 8 带的寿命较短 一 螺旋传动装置的工作原理 通过螺纹结构 将回转运动转化为轴向直线运动 同 时传递能量和力 二 螺旋传动的特点 1 优点 传动比大 精度较高 能够实现自锁 结构简单 传动平稳 无噪音 2 缺点 磨擦磨损大 效率较低 齿轮传动时机械传动的重要传动形式 齿轮传动 常见的形式有直齿圆柱齿轮传动 斜齿轮传动 锥齿 轮传动以及齿轮齿条传动等 它由一系列相互啮合的 齿轮组成轮系 可实现减速 变速 变向要求 一 外啮合直齿圆柱齿轮传动 如图 二 外啮合斜齿圆柱齿轮传动 如右图 内啮合圆柱齿轮传动 齿条传动 三 液压传动的基本原理及组成 1 液压传动的工作原理 以油液为工作介质 通过密封容积的变化来传递运动 通过油液内部的压力来传递动力 液压传动装置实质 上是一种能量转换装置 2 液压传动系统的组成 1 动力部分 将原动机输出的机械能转换为油液的压力能 如液 压泵 2 执行部分 将液压泵输入的压力能转换为带动工作机构的机 械能 如液压缸和液压马达 3 控制部分 控制和调节油液的压力 流量和流动方向 如压力控 制阀 流量控制阀 方向控制阀等 4 辅助部分 将前面三部分连接在一起 组成一个系统 起储 油 过滤 测量和密封等作用 如管路和接头 油箱 过滤器 蓄能器 密封件和控制仪表等 四 液压传动的应用特点 易于获得很大的力和力矩 调速范围大 易实现无级调速 质量轻 体积小 动作灵敏 传动平稳 易于频繁换向 易于实现过载保护 便于采用电液联合控制以实现自动化 课时编号 06 授课时间 9 12 授课地点13 机电班 课题名称第三节检测与传感装置课时数 1 教学目标 了解检测与传感装置的作用 掌握自动测试系统的构成 熟悉常见传感器分类 教学重点 传感器的分类及工作原理 教学难点 传感器的工作原理 教材处理 教法设计 任务驱动法 项目教学法 教学 方法 学法设计 实践学习法 小组合作探究法 教学资料 教材 信息资源 网络资源 仪器设备 多媒体投影仪 传感器 教学 资源 准备 耗 材 作业布置 教学反思 教 学 过 程 实 施 教学环节教学内容与活动 教学方法与手段 新课引入 为了实现机电设备的自动控制 必须对设备的运 行过程进行监控 及时掌握各种相关信息 才能保证 设备正常运行 新课讲授 一 检测与传感装置的作用 检测与传感装置的作用就是及时检测各种物理量 并将测得的数据转化为电信号 然后再通过相应的变 换 放大 调制与解调 滤波 运算与电路 将有用 信号检测出来 反馈给控制装置或直接显示相应的数 值 二 非电量测试系统构成 1 传感器是感受被测非电量的大小 并按一定的规律 变换成电信号 2 数据传输环节是用来传输数据 串行通信方式 可 用双绞线 光纤 同轴电缆做传输导线 3 电子测量电路将传感器输出信号进行放大 变换和 处理 4 输出单元 可以是显示器 记录仪等设备 三 自动测试系统构成 实现对检测信号的实时检测 分析 处理 实现自动 补偿 自校正 自动检测 多点检测 教 学 过 程 实 施 教学环节教学内容与活动 教学方法与手段 四 传感器概述 1 传感器的定义 是一种以一定的精确度把被测量 如物理量 化 学量 生物量 转换为与之有确定对应关系 便于应 用的某种物理量 电量 的测量装置 2 传感器的 组成 1 敏感 元件 预变换器 直接感受被测量 并输出与被测 量成确定关系的某一物理量的元件 它用于将被测非 电量转换为易于变换为电量的非电量 2 转换元件 用于将非电量直接转换为电量 其输 入为敏感元件 的输出 3 转换电路 将转换元件输出的电量变成便于显 示 记录 控制和处理的有用电信号 电压 电流信 号 的电路 如电桥电路 脉冲调宽电路 振荡回路 调频电路等 五 传感器的分类 1 电阻式传感器 2 电容式传感器 3 电感式传感器 4 光电式传感器 5 数字式传感器 六 传感的应用与发展趋势 现代的传感器向高精确度 小型化 集成化 多功能 化 智能化的方向发展 课时编号 07 08 授课时间 9 18 授课地点13 机电 课题名称第一节金属切削机床的分类课时数 2 教学目标 了解金属切削机床的分类及代号 掌握金属切削机床型号的编制 教学重点 机床的特性代号表示方法 教学难点 机床的特性代号表示方法 教材处理 教法设计 任务驱动法 项目教学法 教学 方法 学法设计 实践学习法 小组合作探究法 教学资料 教材 信息资源 网络资源 仪器设备 多媒体投影仪 教学 资源 准备 耗 材 作业布置 教学反思 教 学 过 程 实 施 教学环节教学内容与活动 教学方法与手段 新课引入 机械制造工业中的机器设备包括金属切削机床 锻造设备 铸造设备等 其中金属切削机床应用最为 广泛 新课讲授 一 金属切削机床的分类 机床按照使用上的万能性程度 可以分为通用机 床 专用机床 机床自动线 通用机床按工作原理分为 11 类 包括车床 钻 床 镗床 磨床 齿轮加工机床 螺纹加工机床 铣 床 刨插床 拉床 锯床和其他机床 按通用程度分 通用机床 专门化机床 专用机 床 按加工精度分 普通精度 精密精度 高精度 按自动化程度 手动 机动 半自动 自动机床 按机床质量分 仪表机床 中型 大型 重型机 床 二 金属切削机床型号的编制 1 通用机床型号 2 机床的特性代号 1 通用特性代号 教 学 过 程 实 施 教学环节教学内容与活动 教学方法与手段 2 结构特性代号 区别主参数相同而结构不同的机床 在型号中用 汉语拼音区分 通用特性代号已用的字母及字母 I O 不能用 例 CA6140 型普通车床 3 机床的组别和系别代号 每类机床分 10 组 从 0 9 组 每组又分 10 系 从 0 9 型 4 主要参数代号 代表机床规格大小的一种参数 用阿拉伯数字表示 常用 主参数的折算值 1 10 或 1 100 或 1 1 来表示 5 机床重大改进序号 用字母 A B C 表示 附机床型号末尾 以 示区别 通用特性代号通用特性代号 高精度 G 自动换刀 H 精 密 M 仿 形 F 自 动 Z 万 能 W 半自动 B 轻 型 Q 数字程序控制 K 简 式 J 三 金属切削机床的技术性能与规格 1 工艺范围 2 技术规格 课时编号 09 授课时间 9 19 授课地点13 机电 课题名称第二节普通车床 概述课时数 1 教学目标 了解普通车床的用途及运动形式 熟悉车床的分类 掌握卧式车床的工艺范围和布局 教学重点 卧式车床的布局及组成 教学难点 卧式车床的组成 教材处理 教法设计 任务驱动法 项目教学法 教学 方法 学法设计 实践学习法 小组合作探究法 教学资料 教材 信息资源 网络资源 仪器设备 多媒体投影仪 教学 资源 准备 耗 材 作业布置 教学反思 教 学 过 程 实 施 教学环节教学内容与活动 教学方法与手段 新课引入 普通车床是典型的机械结构复杂而电气控制系统 简单的机电设备 在普通车床上 可以完成车削加工 即利用工件的旋转运动和刀具的直线运动来改变毛坯 的形状和尺寸 加工成符合图样要求的零件 新课讲授 一 车床的用途和运动 1 车床的用途 主要用来加工各种回转表面 如内外圆柱面 圆 锥表面 成形回转表面和回转体的端面等 有些车床 还能加工螺纹 在车床上使用的刀具主要是车刀 有些车床还可 采用各种孔加工刀具 如钻头 镗刀 铰刀 丝锥 板牙等 2 车床的运动 1 表面成形运动 工件的旋转运动 主运动 刀具的直线移动 进给运动 其形式有 纵向进给运动 结合车工实训 概述 横向进给运动 斜向进给运动及曲线运动 2 辅助运动 为成形运动创造条件 1 切入运动 2 快速引进和退回运动 3 机床的启动 停止 变向 机动快移以及部件 和工件的夹紧 松开等操纵控制运动 分析介绍 教 学 过 程 实 施 教学环节教学内容与活动 教学方法与手段 二 车床的分类 卧式车床和落地车床 立式车床 转塔车床 种类 单轴和多轴自动和半自动车床 仿形车床和多刀车床 数控车床和车削中心 各种专门化车床 曲轴 凸轮轴 铲齿车 床 车轮车床等 三 卧式车床的工艺范围和布局 1 工艺范围 车削内 外圆柱面 圆锥面 回转体成形面 环形 槽 端面 螺纹 钻孔 扩孔 铰孔 攻螺纹 滚花 等 如图 2 卧式车床特点 1 通用性较大 2 结构复杂但自动化程度低 结合课件演示 对比分析 3 加工复杂工件时 换刀麻烦 4 辅助时间长 生产率低 5 适用于单件小批生产及修理车间 教 学 过 程 实 施 教学环节教学内容与活动 教学方法与手段 3 布局及组成 2020 3 292020 3 292020 3 29444444 进给箱 刀架 床身 尾座 光杠 丝杠 1 主轴箱 由箱体 主轴 传动轴 轴上传动件 变速操纵 机构 润滑密封件等组成 主轴通过前端的卡盘或者 花盘带动工件完成旋转作主运动 也可以装前顶尖通 过拨盘带动工件旋转 2 进给箱 固定在床身的左端前侧 3 溜板箱 位于床身前面 4 刀架 安装在床身的中部 5 尾座 安装在床身右边的尾座导轨上 6 床身 安装在左床腿和右床腿上 四 卧式车床的主要参数 床身上最大工件回转直径 400mm 刀架上最大工件回转直径 210mm 最大工件长度 750 1000 结合课件演示 对比分析 1500 2000 最大加工长度 650 900 1400 1900 主轴转速范围正转 10 1400r min 24 级 反转 14 5 1580 r min 12 级介绍 课时编号 10 11 授课时间 10 9 授课地点13 机电 课题名称第二节 普通车床 车床的传动系课时数 2 统 教学目标 了解卧式车床的基本传动原理 掌握卧式车床的主运动传动链计算 学会计算主轴转速 教学重点 主轴的转速级数与转速计算 教学难点 主轴的转速级数与转速计算 教材处理 教法设计 任务驱动法 项目教学法 教学 方法 学法设计 实践学习法 小组合作探究法 教学资料 教材 信息资源 网络资源 仪器设备 多媒体投影仪 教学 资源 准备 耗 材 作业布置 教学反思 教 学 过 程 实 施 教学环节教学内容与活动 教学方法与手段 新课引入 为便于了解和分析机床的运动和传动情况 常用机 床的传动系统图 传动系统可分解为主运动传动链和 进给运动传动链 进给运动传动链又可分为纵向机动 和横向机动进给传动链 螺纹进给传动链 还有刀架 快速移动传动链 新课讲授 一 卧式车床传动框图 1 电动机经主换向机构 主变速机构拖动主轴 主换 向机构主要用于切削螺纹 一刀切削结束 换向机构 使主轴连同刀架一起换向 回到切削起点处 再切削 第二刀 2 进给链 切螺纹时为螺纹链 从主轴开始 经进给 换向机构 挂轮和进给箱内的进给变换机构 转换机 结合车工实训 概述 构 光杠 普通车削 溜板箱内的转换机构传至刀架 或经丝杠 车螺纹 和溜板箱内的螺母传至刀架 3 进给换向机构主要用来决定车削右旋或左旋螺纹 这一段相当于 4 5 段 挂轮和进给变换机构用以变 换被切螺纹的导程或进给量 相当于 if 卧式车床既 能切螺纹 又能进行普通车削 所以进给箱内设置转 换机构以决定将运动传至丝杠或光杠 分析介绍 教 学 过 程 实 施 教学环节教学内容与活动 教学方法与手段 二 传动系统图 三 主运动传动链 动力源 主电动机 执行件 主轴 1 主要功用 把动力源的运动及动力传给主轴 使主轴带 动工件旋转 实现主运动 2 主轴的转速级数与转速计算 轴之间的传动比 课件演示 对比分析 介绍 课时编号 12 授课时间 10 10 授课地点13 机电 课题名称第二节车床的传动系统课时数 1 教学目标 了解车削螺纹时的计算式 掌握螺纹传动路线 学会分析车螺纹进给传动链 教学重点 车螺纹进给传动链 教学难点 车螺纹进给传动链 教材处理 教法设计 任务驱动法 项目教学法 教学 方法 学法设计 实践学习法 小组合作探究法 教学资料 教材 信息资源 网络资源 仪器设备 多媒体投影仪 教学 资源 准备 耗 材 作业布置 教学反思 教 学 过 程 实 施 教学环节教学内容与活动 教学方法与手段 新课引入 进给传动链是实现刀具纵向或横向移动的传 动链 卧式车床在切削螺纹时 进给传动链是 内联系传动链 主轴每转刀架的移动量应等于 螺纹的导程 在切削圆柱面和端面时 进给传 动链是外联系传动链 进给量也以工件每转刀 架的移动量计算 新课讲授 进给运动传动链 一 车削螺纹 车螺纹时 要保证主轴每转一转 刀具准确 地移动 加工螺纹一个导程的距离 主轴 刀架 1r S 螺纹进给传动链的运动平衡式如下 1 主 轴 i S 丝 S i 从主轴到丝杠之间的总传动比 S 丝 机床丝杠导程 mm S 丝 12mm S 被加工螺纹的导程 课件演示 对比分析 车米制螺纹 米制螺纹是我国常用的螺纹 标准螺距值特点 分段等差数列 如图 标准米制螺纹导程 介绍 教 学 过 程 实 施 教学环节教学内容与活动 教学方法与手段 二 传动路线 进给箱中的离合器 M3 M4 脱开 M5 接合 三 车螺纹进给传动链 课件演示 对比分析 介绍 课时编号 13 14 授课时间 10 16 授课地点13 机电 课题名称第三节数控车床课时数 2 教学目标 熟悉数控机床的组成 了解数控该机床的分类 教学重点 数控机床的组成 教学难点 数控机床的组成 教材处理 教法设计 任务驱动法 项目教学法 教学 方法 学法设计 实践学习法 小组合作探究法 教学资料 教材 信息资源 网络资源 仪器设备 多媒体投影仪 教学 资源 准备 耗 材 作业布置 教学反思 教 学 过 程 实 施 教学环节教学内容与活动 教学方法与手段 第一课时一 机床数控技术 数控加工与传统加工的比较 1 数控机床的产生 数控机床是为满足多品种 小批量的自动化生 产 从而出现的一种灵活的 通用的 能够适 应产品频繁变化的柔性自动化机床 2 基本概念 数字控制 NC 借助数字 字符或其他符 号对某一工作过程进行可编程控制的自动化方 法 数控技术 用数字量及字符发出指 令并实现自动控制的技术 数控系统 采用数字控制技术的控 制系统 计算机数控系统 CNC 以计算 机为核心的数控系统 数控机床 采用数字控制技术对机 床的加工过程进行自动控制的一类机床 二 数控机床的组成与工作原理 计算机数控系统机床本体 1 输入装置 常用控制介质及输入输出装置 a 磁盘 b 磁盘驱动器 c 串行通信卡 d 网卡 e 移动硬盘 f U 盘 2 数控装置 CNC 装置或 CNC 单元 计算机数控 CNC 装置是计算机数控系统的 核心 主要作用 根据输入的零件程序和操 作指令进行相应的处理然后输出控制命令到相 应的执行部件 控制其动作 加工出需要的零 件 3 伺服系统 伺服机构是数控机床的执行机构 由驱动和执 行两大部分组成 4 位置反馈系统 5 机床本体 机床本体是数控机床的主体 是数控系统的被 控对象 是实现制造加工的执行部件 6 辅助系统 包括冷却 润滑 排屑 防护 液压和随 机检测系统等部分 三 数控机床的分类 一 按控制系统的特点分 1 点位控制机床 刀具与工件相对移动时 只控制从一 点运动到另一点的准确性 而不考虑两点之间 的路径和方向 2 直线控制机床 刀具与工件相对移动时 除控制从起 点刀终点的准确定位外 还要保证平行于坐标 轴的直线切削运动 3 轮廓控制机床 刀具与工件相对运动时 能对两个或 两个以上坐标轴的运动同时进行控制 二 按控制方式分类 1 开环控制数控机床 开环控制数控机床系统中没有检测反馈装置 不检测运动的实际位置 没有位置反馈信号 指令信息在控制系统中单方向传送 不反馈 2 全闭环控制数控机床 安装在工作台上的检测元件将工作台实际位移 量反馈到计算机中 与所要求的位置指令进行 比较 用比较的差值进行控制 直到差值消除 为止 3 半闭环控制数控机床 半闭环控制系统采用转角位移检测元件 测出 伺服电动机或丝杠的转角 推算出工作台的实 际位移量 反馈到计算机中进行位置比较 用 比较的差值进行控制 三 按工艺用途分类 1 金属切削类数控机床 2 金属成形类数控机床 3 数控特种加工机床 4 其他类型的数控机床 四 按照数控机床的性能分类 按照功能水平划分 数控机床可以分为 高档 中档 低档 课时编号 15 授课时间 10 17 授课地点13 机电 课题名称第二节数控机床 特点与应用课时数 1 教学目标熟悉数控机床的特点及应用范围 教学重点 应用范围 教学难点 应用范围 教材处理 教法设计 任务驱动法 项目教学法 教学 方法 学法设计 实践学习法 小组合作探究法 教学资料 教材 信息资源 网络资源 仪器设备 多媒体投影仪 教学 资源 准备 耗 材 作业布置 教学反思 教 学 过 程 实 施 教学环节教学内容与活动 教学方法与手段 第一课时数控机床的特点 数控机床的应用 1 多品种 小批量生产的零件 以图说明 2 结构比较复杂的零件 3 需要频繁改型的零件 4 价格昂贵 不允许报废的关键零件 5 需要最小生产周期的急需零件 6 周期性投产的零件 7 新产品试制中的零件 课时编号 16 17 授课时间 10 30 授课地点13 机电 课题名称第二节数控机床 典型数控机床课时数 2 教学目标了解数控车床和数控铣床 加工中心的结构特点 教学重点 数控车床和数控铣床 加工中心的结构特点 教学难点 数控车床和数控铣床 加工中心的结构特点 教材处理 教法设计 任务驱动法 项目教学法 教学 方法 学法设计 实践学习法 小组合作探究法 教学资料 教材 信息资源 网络资源 仪器设备 多媒体投影仪 教学 资源 准备 耗 材 作业布置 教学反思 教 学 过 程 实 施 教学环节教学内容与活动 教学方法与手段 典型数控机床的应用 1 数控车床 轴承内圈 滚珠丝杠 表面形状复杂的回转体零件带特殊螺纹的回转 体零件 2 数控铣床 平面轮廓类零件 变斜角类零件 空间曲面轮廓零件 3 加工中心 箱体零件 盘 套 板类零件 整体叶轮类 模具零件及异形零件 课时编号 18 19 授课时间 10 31 授课地点13 机电 课题名称第二章普车实践课时数 2 教学目标 熟悉车床的构造 性能和用途 熟悉车床操纵系统的布局和使用方法 熟悉车床的润滑系统 学会利用车床传动系统图分析车床各传动链的传 动路线及传动关系 教学重点 熟悉车床的构造 性能和用途 熟悉车床的润滑系统 教学难点 学会利用车床传动系统图分析车床各传动链的传动路线及传动关系 教材处理 教法设计 任务驱动法 项目教学法 教学 方法 学法设计 实践学习法 小组合作探究法 教学资料 教材 信息资源 网络资源 仪器设备 多媒体投影仪 教学 资源 准备 耗 材 作业布置 教学反思 教 学 过 程 实 施 教学环节教学内容与活动 教学方法与手段 一 实验目的 1 熟悉车床的构造 性能和用途 2 熟悉车床操纵系统的布局和使用方法 3 学会利用车床传动系统图分析车床各传动链 的传动路线及传动关系 4 熟悉车床的润滑系统 二 实验设备及工具 1 CA6140 型卧式车床一台 2 活动扳手 内六角扳手 螺丝刀 锤子 等 三 实验内容及步骤 1 首先由教师简单介绍机床的组成 用途 技 术规格 各操纵手柄的作用 操纵方法及注意 事项 然后开车演示 观察车床的工作情况 2 在教师的指导下 打开主轴箱的上盖板 对 照车床传动系统图观察内部结构 分析各个齿 轮与轴的装配关系及各挡转速的传动路线 扳 动外部操纵手柄 观察车床主轴箱内齿轮 摩 擦离合器 制动器 开车与停车操纵机构 变 速箱操纵机构和正反转机构的动作过程 了解 控制机理和调整方法 3 打开机床的左端盖 并卸下进给箱的上盖板 进行传递路线的学习 4 研究溜板箱 5 刀架拆卸分析 6 润滑系统观察 7 实验报告填写见表 1 P52 课时编号 21 22 授课时间 11 6 授课地点13 机电 课题名称第三章自动化生产线 1课时数 2 教学目标 熟悉机械加工生产线的基本组成 熟悉机械加工生产线的类型 教学重点 熟悉机械加工生产线的基本组成 熟悉机械加工生产线的类型 教学难点 熟悉机械加工生产线的类型 教材处理 教法设计 任务驱动法 项目教学法 教学 方法 学法设计 实践学习法 小组合作探究法 教学资料 教材 信息资源 网络资源 仪器设备 多媒体投影仪 教学 资源 准备 耗 材 作业布置 机械加工生产线的类型 教学反思 教 学 过 程 实 施 教学环节教学内容与活动 教学方法与手段 第一课时 导入 如何提高生产效率 提高产品质量和降低成本 一 机械加工生产线的基本组成 定义 为实现工件的机械加工工艺过程 以机床为主要装备 再配以相应的输送 和辅助装置 按工件的加工顺序排列而 成的生产作业线 基本组成详见图 1 83 在生产线中 工件以一定的生产节拍 按照工艺顺序经过各个工位 完成其预 定的工艺过程 从而成为合乎设计要求 的零件 学生思考和回答 解读图文 第二课时 二 机械加工生产线的类型 1 按生产品种分类 1 单一产品生产线 这类生产线由具有一定自动化程度的高 效专用加工装备 工艺装置 输送装备和辅助 装备等组成 按产品的工艺流程布局 工件沿 固定的生产路线从一台设备输送到下一台设备 接受加工 检验 清洗等 生产效率高 产品 质量稳定 适用于大批大量生产 但其专用性 强 投资大 不易进行改造以适应其它产品的 生产 2 成组产品可调生产线 这类生产线由按成组技术设计制造的可 调的专用加工装备等组成 按成组工艺流程布 局 具有较高的生产效率和自动化程度 用于 结构和工艺相似的成组产品的生产 适用于批 量生产 当产品更新时 生产线可进行改造或 重组以适应产品的变化 2 按组成生产线的加工装备分类 1 通用机床生产线 这类生产线由通用机床经过一定的自动 化改装后联接而成 讲述 讲述 讲授 2 组合机床生产线 这类生产线由各种组合机床联接而成 它的设计 制造周期短 工作可靠 这类生产 线有较好的使用效果和经济效益 在大批大量 生产中得到广泛应用 3 柔性制造生产线 这类生产线由高度自动化的多功能柔性 加工设备 如数控机床 加工中心等 物料输 送系统和计算机控制系统等组成 这类生产线 的设备数量较少 在每台加工设备上 通过回 转工作台和自动换刀装置 能完成工件多方位 多面 多工序的加工 以减少工件的安装次数 减少安装定位误差 主要用于中小批量生产 加工各种形状复杂 精度要求高的工件 特别 是能迅速灵活地加工出符合市场需要的一定范 围内的产品 但建立这种生产线投资大 技术 要求高 3 按加工装备的联接方式分类 刚性联接的生产线 由于各工位之间没有缓冲环节 即中间储 料装置见图 1 84a b 工件的加工和运送过 程有严格的节拍要求 线上一台机床发生故障 讨论 展示图 总结 作业 就会引起全线停止工作 因而 这种生产线中 的机床和各种辅助装置应有较高的稳定性和可 靠性 柔性联接的生产线 这类生产线根据需要可在两台或多台机 床之间设置储料装置 见图 1 84c d 在储 料装置中储存有一定数量的被加工工件 当某 一台机床因故障停机时 其余的机床可在一定 时间内继续工作 或当前后两台机床的节拍相 差较大时 储料装置可以在一定时间内起着调 剂平衡作用 展示图 课时编号 23 24 授课时间 11 7 授课地点13 机电 课题名称自动化生产线 2课时数 2 教学目标了解机床间工件传送装置的基本机构 教学重点 托盘和随行夹具 教学难点 随行夹具的返回方式 教材处理 教法设计 任务驱动法 项目教学法 教学 方法 学法设计 实践学习法 小组合作探究法 教学资料 教材 信息资源 网络资源 仪器设备 多媒体投影仪 教学 资源 准备 耗 材 作业布置 教学反思 教 学 过 程 实 施 教学环节教学内容与活动 教学方法与手段 第一课时 三 机床间工件传送装置 1 1 直接输送的生产线 如图 1 85 所示 这类生产线上工件 由输送装置直接带动 输送基面为工件上的某 一表面 加工时工件从生产线的始端送入 完 成加工后从生产线的末端输出 2 带随行夹具的生产线 如图 l 86 所示 这类生产线将工件安 装在随行夹具上 由主输送带将随行夹具依次 输送到各个工位 完成工件的加工 加工完毕 后 随行夹具由返回输送带将其送回到主输送 带的起始端 讲授 讨论 PPT 展示图片 第二课时 2 工件装在随行夹具上输送时生产线的布局 1 在水平面内返回 这种布局型式就是将主输送带和返回输 送带在水平面内组成封闭的框型 如图 1 91 所示 主要缺点是占地面积较大 2 沿生产线的正上方返回 如图 1 92 所示 这种布局型式可以 减少占地面积 而且还可以采用倾斜滚道使随 行夹具依靠自重滑返 从而大大简化随行夹具 的返回系统 3 沿生产线的正下方返回 如图 1 93 所示 这种布局型式既可 讲述 减少占地面积 使外观整齐 又能使全线敞开 而便于调整维护 适用于车间的使用面积受限 制 工件和随行夹具又较小的场合 4 沿斜上方或斜下方返回 如图 1 94 所示 这种布局主要适用 于尺寸较大的工件和随行夹具 采用随行夹具 沿斜下方返回的方案时 返回通道设置在卧式 机床的尾部 这种布局适用于尺寸较小的工件 和随行夹具 讲述 讨论 总结 作业 课时编号 25 26 授课时间 11 13 授课地点13 机电 课题名称第四章 起重设备概述课时数 2 教学目标了解起重设备的分类和基本参数 教学重点 起重设备的基本参数 教学难点 起重设备的基本参数 教材处理 教法设计 任务驱动法 项目教学法 教学 方法 学法设计 实践学习法 小组合作探究法 教学资料 教材 信息资源 网络资源 仪器设备 多媒体投影仪 教学 资源 准备 耗 材 作业布置 教学反思 教 学 过 程 实 施 教学环节教学内容与活动 教学方法与手段 导入 第一课时 通过 PPT 展示几个图片 图片上是相关的起重设备 起重机是用来进行物料搬运作业的机械设备 起 重机械通过工作机构的组合运动 把物料提升 在空 间一定范围内移动 然后按要求将物料安放到指定位 置 空载回到原处 准备再次作业 从而完成一次物 料搬运的工作循环 起重机械的搬运作业是周期性的 间歇作业 广泛用于输送 装卸和仓储等作业场所 起重机械按其构造类型可分为轻小起重设备 升降机 和起重机 1 轻小起重设备 轻小型起重设备一般只有一个升降机构 常见的 有千斤顶 电动或手拉葫芦 绞车 滑车等 有的电 动葫芦配有可以沿单轨运动的运行机构 2 升降机 常见的升降机有垂直升降机 电梯等 它虽然也 只有一个升降机构 但由于配有完善的安全装置及其 他附属装置 其复杂程度是轻小起重设备不能比拟的 故列为单独一类 3 起重机 起重机是指除了起升机构以外还有其他运动机构 的起重设备 根据水平运动形式的不同 分为桥架类 展示图片 提问学生 型起重机和臂架类型起重机两大类别 此外 还有桥 架与臂架类型综合的起重机 例如 在装卸桥上装有 可旋转臂架的起重机 在冶金桥式起重机上装有可旋 转小车等 1 桥架类型起重机 其特点是以桥形结构作为 主要承载构件 取物装置悬挂在可以沿主梁运行的起 重小车上 桥架类型起重机通过起升机构的升降运动 小车运行机构和大车运行机构的水平运动 这三个工 作机构的组合运动 在矩形三维空间内完成物料搬运 作业 这类起重机应用于车间 仓库 露天堆场等处 桥架类型起重机根据结构型式不同还可以分为桥式起 重机 门式起重机和缆索起重机 桥式起重机 其使用广泛的有单主梁或双主梁桥 式起重机 它的主梁和两个端梁组成桥架 整个起重 机直接运行在建筑物高架结构的轨道上 见图 4 1 最简单的是梁式起重机 采用电动葫芦在工字钢梁或 其他简单梁上运行 图 4 1 桥式起重机 门式起重机 又被称为带腿的桥式起重机 其主 梁通过支撑在地面轨道上的两个刚性支腿或刚性 柔 性支腿 形成一个可横跨铁路轨道或货场的门架 外 伸到支腿外侧的主梁悬臂部分可扩大作业面积 见图 4 2 门式起重机有时制造成单支腿的半门式起重 机 装卸桥是专门用于装卸作业的门式起重机 见图 4 3 供货站 港口等部门进行散粒物料的堆取 其特点是小车运行速度大 跨度大 一般为 60 90m 以上 生产率高 可达 500 1000t h 或 更高 集装箱门式起重机是 80 年代发展起来的机种 是专门用来进行集装箱的堆垛和装卸作业的门式起重 机 如卸船上集装箱的门式起重机 见图 4 4 图 4 2 门式起重机 图 4 3 装卸桥 图 4 3 卸船机 图 4 5 缆索起重机 绳索起重机 它适用于跨度大 地形复杂的货场 水库或工地作业 见图 4 5 由于跨度大 固定在 两个塔架顶部的缆索取代了桥形主梁 悬挂在起重小 车上的取物装置被牵引索高速牵引 沿承载索往返运 行 两塔架分别在相距较远的两岸轨道上 可以低速 运行 第二单元 起重机的组成 2 臂架类型起重机 其结构都有一个悬伸 可旋 转的臂架作为主要受力构件 除了起升机构外 通常 还有旋转机构和变辐机构 通过起升机构 变辐机构 旋转机构和运行机构等四大机构的组合运动 可以实 现在圆形或长圆形空间的装卸作业 臂架式起重机可 装设在车辆或其他运输工具上 构成了常见的各种运 行臂架式起重机 例如 门座起重机 塔式起重机 铁路起重机 流动式起重机 流动式起重机 它包括汽车起重机 见图 4 6 轮胎起重机 见图 4 7 履带起重机 见图 4 8 采用充气轮胎或履带作运行装置 可以在无轨路面长 距离移动 最常见的汽车起重机安装在汽车底盘上 其优点是机动性好 可与汽车一起编队运行 图 4 6 汽车起重机 图 4 7 轮胎起重机 图 4 8 履带起重机 塔式起重机 其结构特点是悬架长 服务范围大 塔身高 增加升降高度 设计精巧 可以快速安 装 拆卸 轨道临时铺设在工地上 以适应经常搬迁 的需要 见图 4 9 图 4 9 塔式起重机 图 4 10 门座式起重机 门座式起重机 它是回转臂架安装在门形座架上 的起重机 沿地面轨道运行的门座架下可通过铁路车 辆或其他车辆 多用于港口装卸作业 或造船厂进行 船体与设备装配 见图 4 10 第二单元 起重机的组成 起重机械由驱动装置 工作机构 取物装置 操纵控 制系统和金属结构组成 见图 4 11 通过对控制 系统的操纵 驱动装置将动力能量输入 转变为机械 能 即适宜的力或运动速度 再传递给取物装置 取物装置将被搬运物料与起重机联系起来 通过工作 机构单独或组合运动 完成物料搬运任务 可移动的 金属结构将各组成部分连接成一个整体 并承载起重 机的自重和吊重 图 4 11 起重机的组成 1 驱动装置 驱动装置是用来驱动工作机构的动力设备的 常 见的驱动装置有电力驱动 内燃