《机械基础》教案（全套）

机械基础教案（全套） 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。 (a)转动副(b)移动副(c)螺旋副图612.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X、Y、Z轴的移动和绕X、Y、Z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X、Y、Z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。 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6-1铰链四杆机构授讲授课2班(a)(b)(c)图62节名称课形式时级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一四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。 二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11连架杆与机架中必有一个是最短杆；22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导杆机构图614a曲柄摇杆机构b导杆机构c摆动滑块机构d固定滑块机构 一、急回特性和行程速比系数曲柄摇杯机构中，当曲柄A B沿顺时针方向以等角速度?转过1时，摇杆CD自左极限位置C1D摆至右极位置C2D，设所需时间为t1，C点的明朗瞪为V1；而当曲柄AB再继续转过2时，摇杆CD自C2D摆回至C1D，设所需的时间为t2，C点的平均速度为V2。 由于12，所以t1t2,V2Vl。 由此说明曲柄B AB虽作等速转动，而摇杆D 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。 KV2V1(C2C1t2)(C1C2t1)（180十）(180一)章节名称6-1 (2)铰链四杆机构的工作特性授课形式讲授课时1班级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由上式可知，K与有关，当0时，K1，说明该机构无急回特性；当0时，Kl，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0，压力角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r b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0，这个行程称为，2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 26、远停程角角1图78等加速等减速运动规律位移曲线 7、近停程角角3 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。 （11）位移曲线(S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0，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Svt凸轮转角与时间t的关系为t则从动件的位移S与凸轮转角之间的关系为:v和都是常数，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(S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，凸轮按等角速度旋转，凸轮转角与时间t之间的关系为t=/则从动件的位移S与凸轮转角之间的关系为?vs221at s?222?as?式中a和都是常数，所以位移s和转角成二次函数的关系，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。 一、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，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 （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。 对心移动从动件盘形凸轮轮廓的章节名称TOPIC1螺纹概述授课形式讲授课时2班级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(d、D)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)。 标准规定大径为螺纹的公称直径。 (2)小径(d 1、D1)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(D1)。 (3)中径(d 2、D2)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，S=P；对于线数为n的多线螺纹，Snp。 (6)牙形角（）在轴向截面内螺纹牙形两侧边的夹角。 (7)升角（）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M241.5左5g6gL其中M24代表公称直径为24mm的螺纹15表示螺纹的螺距为1.5mm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(A、B)组成。 例G11/2A表示公称直径为11/2英寸公差等级为A级外螺纹。 G112表示公称直径为11/2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G112LH。 (3)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（double endstud）3螺钉(screw)4紧定螺钉(set screw)5螺母(nut)6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1+1班级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L=nS(mmmin) 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。 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(flat belt)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(synchronus bolt)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O、A、（a）平型带传动（b）三角带传动（c）圆形带传动（d）同步带传动B、C、D、E、F七种型号。 线绳结构的三角胶带目前只生产O、A、B、C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 一、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（F0）。 2、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F t。 F t=F1-F2=F f实际上有效圆周力等于带与带轮之间的摩擦力总和F f。 假定带工作时总长度不变，则F1-F0=F0-F2所以F1+F2=2F0则紧边拉力F1=F0+F t/2松边拉力F2=F0-F t/ 23、临界状态时在预紧力F0一定时，传递的有效拉力F t等于极限摩擦力F lim时。 带将打滑。 带能传递的最大圆周力为F tmax=F1（1-1/ef1） 二、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。 1=F1/A（MPa）2=F2/A（MPa） 2、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max=1+b1+C（MPa） 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 1、三角带传动的原始数据一般为 （1）传递的功率（）； （2）大、小带轮的转速n 2、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。 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表92工作情况系数K A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1.31.41.51.51.61.8表9-3三角带轮最小直径d min型号O AB CD EF dmin71 （63）100 （90）140 （125） xx155008001、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d,d (1)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P o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O AB CD EF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63679095140125xx123553755005307107507175100106160132224236400425560600800900809011211818015025026545047563067010001250100112125132xx7028030050056071090011xx0012514014015025022431535563063080011xx0018001601501602243152804003758007101000140016002240xx801802804003005004501000750125015002000图98三角带型号选择线224xx00500355630560112090016001800250025025035563037580060014001060200019003154508004501000710160012502500224040056010005601250750200015005007106001600900180063071011207501400900 (2)校核带的速度v带速:V=d1n1/601000（m/s）V愈小,单根三角带传递功率P o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。 (3)计算大带轮的直径d2=(n1/n2)d1=id1(mm)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L d1)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(d1+d2)a02(d1+d2)若设计时未提中心距要求,可估算:a0=(11.5)d2 (2)初算带的基准长度L dL0=2a0+(d1+d2)/2+(d2-d1)2/4a0（mm）根据L0和三角带型号,由表9-1选取相应的L p。 (3)确定实际中心距a近似计算:a=a0+(L p-L0)/2（mm）考虑调整,补偿的需要,中心距的变化范围:a min=a-0.015Ld（mm）a max=a+0.03Ld（mm） （4）校核小带轮包角1小带轮包角近似计算:11800(d2d1)57.3a1200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。 5.确定三角带根数Z Z=Pc/(P0+P0)KK LKq K包角系数见表9-5。 Kq强力层材质系数见表9-6。 K L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18017016015014013012011010090K1.000.980.950.920.890.860.820.780.740.69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1.33表9-7长度系数内周长度L i（mm）长度系列K LO AB CD EF4500.895000.915600.940.806300.960.810.787100.990.820.798001.000.850.809001.030.870.8110001.060.890.8411201.080.910.8612501.110.930.880.8014001.140.960.900.8116001.160.990.930.8418001.1810.010.950.8520001.201.030.980.8822401.061.000.9125001.091.030.9328001.111.050.959931501.131.070.970.8635501.171.100.980.8940001.191.131.020.9145001.151.040.930.9050001.181.070.960.9256001.201.090.980.9563001.121.000.970.9171001.151.031.000.946.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）表表9988弯曲影响系数K K b b带的型号KbO0.29103A0.77103B1.99103C5.63103D19.95103E37.35103F96.10103表表9999传动比系数K Ki i传动比i Ki110411.051.191.031.201.491.081.52.951.122.951.14表99-10包角=180平稳工作情况下单根三角带所能传递的功率(KW)章节TOPIC4三角带轮结构及张紧装置授课讲授课时1班级名称形式教学目的 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1.63.2,具有一定尺寸精度，可延长带的使用寿命。 1、材料:铸铁,常用HT 150、HT200。 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（2.5-3）d S(带轮轴孔直径)采用。 腹板式:当带轮直径d300mm时采用。 孔板式:当带轮直径d300mm时采用。 轮辐式:当带轮直径d300mm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。 图所示图912自动张紧装置图9-10三角带轮的结图913采用张紧轮张紧装置图914采用张紧轮张紧装置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TOPIC1链传动概述授讲授课1班图10-1链传动节名称课形式时级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(chain drive)是由主动链轮(chain wheel)、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链传动结构较带传动紧凑，过载能力大。 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。 作用在轴和轴承上的载荷较小。 可在温度铰高、灰尘较多、湿度较大的不良环境下工作。 低速时能传递较大的载荷。 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