机械设计教案

1、河北工程大学教师授课教案学院（部）：机电学院 教师姓名：曹光民 授课时间: 课程名称机械设计授课专业班级授课内容1-1机械工业在现代化建设中的作用；1-2机器的基本组成要素；1-3本课程的内容、性质与任务。授课学时1教学目的1、明确机械设计1的重要作用；零件设计在机械设计中的地位；2、了解课程的内容、性质、特点、与先修课及后续课之间的关系，以及相应的学习方法。教学重点机器的基本组成要素和机械零件的分类；本课程的内容、性质与任务。教学难点教具和媒体使用多媒体授课教学方法通过现场与实物教学教学过程主要说明三个问题，即:通过本课程的学习我们将要学到些什么?为什么要学习这门课程?以及如何学好本课程?即

2、“学什么?”、“为什么学?” 及“如何学?” 三个问题。然后先介绍第一个问题，从而引出小标题“本课程研究的对象及内容”。课堂以多媒体讲授为主，辅以教具。应寻找几个应用实例，活跃课堂气氛。讲授新进展内容课后总结河北工程大学教师授课教案学院（部）：机电学院 教师姓名：曹光民 授课时间: 课程名称机械设计授课专业班级授课内容第二章 机械设计概论授课学时2教学目的1、认识机器及其组成要素。 2. 了解机器设计的基本原则和程序等。3. 了解机械零件设计的主要要求和方法、机械零件材料及其选用。 4. 对机械设计领域的发展趋势有所了解。教学重点机械零件设计的主要要求和方法、机械零件材料及其选用教学难点设计时

3、从全局的观点出发考虑本章各节内容的联系。教具和媒体使用多媒体授课教学方法采用多媒体课件课堂讲授为主，用动画演示几种常用的机器的组成。教学过程2-1机器的组成；2-2设计机器的一般程序于；2-3对机器的主要要求；2-4机械零件的主要失效形式；2-5设计机械零件时应满足的基本要求；2-6机械零件的设计准则；2-7机械零件的设计方法；2-8机械零件设计的一般步骤；2-9机械零件的材料及其选用；2-10机械零件设计中的标准化；2-11机械设计现代方法简介讲授新进展内容课后总结河北工程大学教师授课教案学院（部）：机电学院 教师姓名：曹光民 授课时间: 课程名称机械设计授课专业班级授课内容第三章 机械零件

4、的强度3-1 材料的疲劳特性授课学时2教学目的1、了解疲劳曲线与极限应力曲线的来源、意义及用途。2、掌握通过材料的基本机械性能（）绘制零件极限应力简化线图；教学重点极限应力曲线的意义及应用（在不同循环特性下）教学难点极限应力曲线的意义及应用（在不同循环特性下）教具和媒体使用多媒体授课教学方法采用多媒体课件课堂讲授为主。讲解例题，课堂提问，布置思考题。教学过程1 材料的疲劳特性 1） 应力循环特性；2） 疲劳曲线；3） 材料的极限应力线图4）零件的极限应力线图首先介绍零件的失效形式，以及应力循环特性。强调在进行强度计算时的极限应力线图是利用很少的几个实验数据近似地求得在工程应用上足够精确的极限应

5、力线图。这一思想具有普遍意义。说明零件的极限应力线图源于材料极限应力线图，主要考虑综合影响系数对应力幅的影响；介绍的意义及查表方法；在一个已知的工作应力点条件下，对应不同的应力变化规律，可以有不同的极限应力，据此引出三种典型应力变化规律情况下的极限应力计算方法。讲授新进展内容课后总结河北工程大学教师授课教案学院（部）：机电学院 教师姓名：曹光民 授课时间: 课程名称机械设计授课专业班级授课内容2 机械零件的疲劳强度计算授课学时2教学目的1、学会单向稳定变应力时的强度计算方法；2、学会双向变应力时的强度校核方法；教学重点单向稳定变应力时的强度计算方法教学难点双向变应力时的强度校核方法教具和媒体使

6、用多媒体授课教学方法以多媒体课件讲解为主，讲解例题，课堂提问，布置思考题。教学过程1、 教学内容：2 机械零件的疲劳强度计算1）单向稳定变应力时的疲劳强度计算；2）双向稳定变应力时的疲劳强度计算；2、教学方法讲清楚单向不稳定变应力时的疲劳强度计算的依据是疲劳损伤累积假说，是一个基于能量观点的假说。注意其公式反映了总和损伤率的统计关系，与真实的实验数据有一定的差距，作为概念在工程上还是可用的。单向稳定变应力在工程上还是少见的，但其计算方法是基础。据此引出双向稳定变应力时的疲劳强度计算的方法。讲授新进展内容课后总结河北工程大学教师授课教案学院（部）：机电学院 教师姓名：曹光民 授课时间: 课程名称

7、机械设计授课专业班级授课内容第五章 螺纹联接5-1 螺纹；5-2螺纹联接的类型和标准联接件,；5-3螺纹联接的预紧；5-4螺纹联接的防松。授课学时2教学目的1、理解联接的基本知识,理解机械静联接、机械动联接、可拆联接、不可拆联接。2、掌握螺纹的类型、特性、标准、结构、应用和螺纹的主要参数。3、掌握螺纹联接的类型和应用，认识各种标准联接件。4、理解螺纹联接的预紧和防松。教学重点螺纹的主要参数；常用的防松方法教学难点螺纹联接的预紧力矩T的确定；防松的根本问题教具和媒体使用多媒体授课教学方法利用多媒体，结合图片、图象及教具进行讲授。教学过程从“联接”术语讲起，讲解联接的普遍性、重要性，介绍各种联接，

8、讲解联接的分类。讲清螺纹按不同的方法分类。螺纹的主要参数应重点讲授，要求学生掌握螺纹的主要参数的含义、代表符号及应用场合。利用多媒体上的图详细讲解螺纹联接的四种基本类型，三个变种（地脚、吊环和T型槽螺栓），讲解其结构特点、作用与应用场合。讲解标准联接件时最好多媒体上的图或拿些实物，讲些实例，以使课堂生动。讲解预紧时，在讲解力矩T后，要详细说明实际生产中是怎样控制预紧力矩T的。强调防松根本问题，详细讲解常用的防松方法。讲授新进展内容课后总结河北工程大学教师授课教案学院（部）：机电学院 教师姓名：曹光民 授课时间: 课程名称机械设计授课专业班级授课内容5-5螺纹联接的强度计算授课学时2教学目的1、

9、 熟练掌握松螺纹联接的强度计算。2、 熟练掌握仅受预紧力的紧螺栓联接的强度计算。3、 熟练掌握受预紧力和工作拉力的紧螺栓联接。教学重点各种受力情况下螺栓联接的强度计算。教学难点受预紧力和工作拉力的紧螺栓联接的强度计算。教具和媒体使用多媒体授课教学方法利用多媒体，结合图片、图象及教具进行讲授。教学过程首先讲解螺纹联接失效形式和原因，再讲解各种受力情况下螺栓联接的强度计算。对于松螺栓联接结合松螺栓联接图（如吊钩螺栓），说明工作前螺栓不拧紧，无F0，只有工作载荷F起拉伸作用。松螺栓联接的强度条件。对于仅受预紧力的紧螺栓联接结合图，说明工作前有预紧力F0和拧紧力矩T作用下，预紧力F0产生拉伸应力，螺纹

10、摩擦力矩T1产生剪应力，为复合应力状态。仅螺栓连接强度条件。对于受预紧力和工作拉力的紧螺栓联接，结合单个紧螺栓联接受力变形图，说明：(a)螺母未拧紧 (b)螺母已拧紧 栓杆受拉F0,凸缘受压F0；(c) 承受工作载荷 栓杆总伸长量总载，被联接件总压缩量残余预紧力，然后按总载荷进行强度计算。对于承受工作剪力的紧螺栓联接，按剪切和挤压强度计算。讲授新进展内容课后总结河北工程大学教师授课教案学院（部）：机电学院 教师姓名：曹光民 授课时间: 课程名称机械设计授课专业班级授课内容5-6螺栓组联接的设计授课学时2教学目的1、 掌握螺栓组联接的结构设计。2、 熟练掌握螺栓组联接的受力分析。教学重点螺栓组联

11、接的受力分析教学难点螺栓组联接的受力分析教具和媒体使用多媒体授课教学方法利用多媒体，结合图片、图象及教具进行讲授。教学过程螺栓组联接的结构设计的主要目的是：合理地确定联接接合面的几何形状和螺栓的布置形式；力求各螺栓和联接接合面受力均匀；便于加工和装配。a)接接合面的几何形状通常设计成轴对称的简单几何形状，如圆、环、距、框、三角形等。b) 螺栓的布置应使各螺栓受力合理。c) 螺栓的排列应有合理的间距、边距。d)分布在同一圆周上的螺栓数目，应成4、6、8等偶数。e)避免螺栓承受附加的弯曲载荷。螺栓组联接的受力分析，包括：受横向载荷的螺栓组联接；受转矩的螺栓组联接，普通螺栓和铰制孔螺栓；受轴向载荷的

12、螺栓组联接；受倾覆力矩的螺栓组联接。讲授新进展内容课后总结河北工程大学教师授课教案学院（部）：机电学院 教师姓名：曹光民 授课时间: 课程名称机械设计授课专业班级授课内容5-7螺纹联接件的材料及许用应力；5-8提高螺纹联接强度的措施；设计举例授课学时2教学目的1、掌握螺纹联接件的材料选用及许用应力的计算。2、掌握提高螺纹联接强度的措施。教学重点提高螺纹联接强度的措施教学难点提高螺纹联接强度的措施教具和媒体使用多媒体授课教学方法利用多媒体，结合图片、图象及教具进行讲授。教学过程对于螺纹联接件的材料及许用应力，将清按材料的机械性能，把螺栓、螺母分级，并以数字表示；所依据机械性能为抗拉强度极限 ，注

13、意：选择对螺母的强度级别应低于螺栓材料的强度级别，螺母的硬度稍低于螺栓的硬度（均低于2040HB） 提高螺栓联接强度的措施：影响联接强度的因素很多，如材料、结构、尺寸、工艺、螺纹牙间、载荷分布、应力幅度、机械性能，而螺栓联接的强度又主要取决于螺栓的强度。具体措施为:1、降低螺栓应力幅（sa）由前知，sa，Fa)降低螺栓刚性 措施：用竖心杆、细长杆、柔性螺栓联接等。b)被联接件刚性 措施：采用高硬度垫片、或直接拧在铸铁。2、改善螺纹牙间载荷分布不均状况 a) 悬置螺母强度40%（母也受拉，与螺栓变形协调，使载荷分布均匀）b) 环槽螺母强度30%（螺母接近支承面处受拉）c) 内斜螺母强度20%（接

14、触圈减少，载荷上移）d) （b）(c)结合螺母强度40% e) 不同材料匹配强度40%3、减小应力集中的影响4、减小应力集中的影响5、（工艺方法）采用合理的制造工艺讲授新进展内容课后总结河北工程大学教师授课教案学院（部）：机电学院 教师姓名：曹光民 授课时间: 课程名称机械设计授课专业班级授课内容第六章键、花键、无键联接和销联接授课学时2教学目的1、 键联接的主要类型及应用特点,掌握键的类型及尺寸的选择方法,并能对平键联接进行强度校核计算。2、 了解花键联接的类型、特点和应用。3、对无键联接和销联接的类型、特点和应用有一定的了解。教学重点键与花键的类型、尺寸选择和强度校核方法。教学难点键与花键

15、的类型、尺寸选择和强度校核方法。教具和媒体使用多媒体授课教学方法课堂以多媒体讲授为主，辅以教具。教学过程首先介绍键联接的类型及应用，重点讲授平键联接的尺寸选择及强度计算。在平键联接的强度计算时，应注意：1）平键联接受力情况只是为了计算方便而进行的一个简化模型，即认为载荷在键的两侧工作面上均匀分布，实际情况并非如此；2）由于静联接和动联接的失效形式不同，因而计算准则也不同，而对于静联接和动联接，强度计算公式中的主要区别在于许用应力不同，在确定许用应力是应注意，sP和p应为联接中最弱材料的许用值。花键联接重点介绍其特点、类型及应用。无键联接和销联接结合图形只作简单介绍。讲授新进展内容课后总结河北工

16、程大学教师授课教案学院（部）：机电学院 教师姓名：曹光民 授课时间: 课程名称机械设计授课专业班级授课内容第六章键、花键、无键联接和销联接授课学时2教学目的键联接的主要类型及应用特点,掌握键的类型及尺寸的选择方法,并能对平键联接进行强度校核计算。了解花键联接的类型、特点和应用。对无键联接和销联接的类型、特点和应用有一定的了解。教学重点键与花键的类型、尺寸选择和强度校核方法。教学难点键与花键的类型、尺寸选择和强度校核方法。教具和媒体使用多媒体授课教学方法课堂以多媒体讲授为主，辅以教具。教学过程首先介绍键联接的类型及应用，重点讲授平键联接的尺寸选择及强度计算。在平键联接的强度计算时，应注意：1）平

17、键联接受力情况只是为了计算方便而进行的一个简化模型，即认为载荷在键的两侧工作面上均匀分布，实际情况并非如此；2）由于静联接和动联接的失效形式不同，因而计算准则也不同，而对于静联接和动联接，强度计算公式中的主要区别在于许用应力不同，在确定许用应力是应注意，sP和p应为联接中最弱材料的许用值。花键联接重点介绍其特点、类型及应用。无键联接和销联接结合图形只作简单介绍。讲授新进展内容课后总结河北工程大学教师授课教案学院（部）：机电学院 教师姓名：曹光民 授课时间: 课程名称机械设计授课专业班级授课内容第八章 带传动1概述、2带传动的工作情况分析（）授课学时2教学目的1、了解带传动的类型、特点和应用情况

18、；2、熟悉普通V带的结构和标准；3、掌握带传动工作原理、受力分析和应力分布情况，并由此掌握V带传动的疲劳失效。教学重点带传动的工作原理、受力分析、应力分布情况。教学难点有效拉力及柔韧体摩擦的欧拉公式。教具和媒体使用多媒体授课教学方法课堂以多媒体讲授为主，辅以教具。教学过程对带传动的工作原理，重点是从本质上讲清楚带传动是一种摩擦传动，同时明确靠摩擦传递动力时，摩擦面间一定要有足够的正压力，而带与带轮间的正压力是靠把带张紧而产生的。对各种带传动的特点，要着重讲解平带传动与V带传动的特点并加以比较。对V带的结构，应着重说明各种V带的结构特点并加以比较；特别要强调说明，V带的工作面是两个侧面，因而与平

19、带相比，在同样的张紧力下，带与带轮间能产生较大的正压力及摩擦力，所以能传递较大的圆周力。这也是该部分教学内容的落脚点。带传动的受力情况分析，其核心就是要找出紧边拉力F1、松边拉力F2、初拉力F0、有效拉力Fe的关系式。特别要讲清楚以下几点：带工作时带的两边即产生拉力差，绕上主动轮的一边拉力增大而成紧边，绕出主动轮的一边拉力减小而成松边，而且紧边拉力的增加量应等于松边拉力的减少量。有效拉力Fe等于带与带轮整个接触面上的总摩擦力Ff柔韧体摩擦的欧拉公式是在具有打滑趋势时摩擦力达到极限值的条件下推导出来的。在一定的F1/F2的条件下，F1与F2的具体数值取决于初拉力F0的大小，故F0对传动有很大的作

20、用。最大有效拉力Fec的大小取决于初拉力F0、包角a摩擦系数f的大小。而实际有效拉力的数值是由传递的功率P和带的速度v决定的。讲解带的应力分析要注意以下几点：分析带在工作时的各种应力，包括拉应力s、弯曲应力sb、离心应力sc的分布情况。特别是对带工作时应力大小和变化情况以及最大应力发生的位置要做重点介绍。弯曲应力sb与带的厚度h和带轮直径D有关，这就是要限制h/D，特别是要限制小带轮直径D1的原因。离心应力sc实际上是由离心力(惯性力)引起的拉应力的增量。其根本原因在于带绕带轮作等速圆周运动时，必须有一个使带连续向轮心弯转的力，以产生向心加速度，因而就必然产生一个与该力方向相反的离心力。这个离

21、心力就产生了带中的拉应力增量，即称为离心应力。离心应力与带的线密度和带的速度有关，这就是需要限制带速的原因。讲授新进展内容课后总结河北工程大学教师授课教案学院（部）：机电学院 教师姓名：曹光民 授课时间: 课程名称机械设计授课专业班级授课内容2带传动的工作情况分析（）、3 V带传动的设计计算（）授课学时2教学目的1. 通过带传动的运动特性分析，掌握V带传动的运动学特点（弹性滑动）及失效形式之打滑；2. 掌握V带传动的综合失效形式及设计准则；3. 熟悉带轮结构以及常用的带传动张紧装置；4. 学会V带传动的设计方法和步骤。教学重点带传动的运动特性分析、综合失效形式及设计准则教学难点带传动的弹性滑动

22、和打滑教具和媒体使用多媒体授课教学方法课堂以多媒体讲授为主，辅以教具。教学过程带的弹性滑动与打滑，是本章中的个重点，也是一个难点。可通过带传动的实验来建立感性认识。在课堂教学中注意强调以下几点：带在工作时产生弹性滑动的根本原因在于带本身是弹性体，而且带的紧边与松边之间存在着拉力差。带在工作过程中就不可避免地要产生弹性滑动。弹性滑动并不是发生在相对于全部包角的接触弧上，而总是发生在位于滑动角内的那一部分接触弧上。弹性滑动的影响传动比。打滑是由于要求带所传递的圆周力超过了带与带轮间的最大摩擦力(即最大有效拉力)，使滑动角扩大到几何包角而引起的，它是可以避免的。带的弹性滑动和打滑是它的两种工作状态。

23、弹性滑动是在正常工作状态下发生的一种带和轮之间的局部滑动，只要传递功率就不可避免。而打滑产生在小带轮与带之间，属于带传动失效形式。带传动的失效形式和设计准则：带的主要失效形式是打滑和疲劳破坏。带传动的设计准则是在保证带传动不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命。特别要强调其设计计算的基本思路。讲授新进展内容课后总结河北工程大学教师授课教案学院（部）：机电学院 教师姓名：曹光民 授课时间: 课程名称机械设计授课专业班级授课内容3 、V带传动的设计计算（），4、 V带轮结构设计，5、带传动的张紧装置授课学时2教学目的1. 学会V带传动的设计方法和步骤；2. 熟悉普通V带的结构及其标准，V带传动的

24、张紧方法和装置。教学重点V带传动设计计算能力训练教学难点V带传动的结构和张紧装置教具和媒体使用多媒体授课教学方法课堂以多媒体讲授为主，辅以实物图片教学过程3、V带传动的设计计算（）：着重讲解带传动的一般设计过程，强调设计过程的关键环节是参数选择调整。设计参数调整能力是重要的设计技能。4 、V带轮结构设计、5带传动的张紧装置：除应了解V带轮应满足的要求外，还应着重掌握根据带轮直径来选择其结构型式，根据带的型号来确定轮槽的尺寸。应该重点说明的是，V带两侧面夹角为40o，而轮槽楔角常是34o、36或38o，其原因是V带在带轮上弯曲时，截面形状发生了变化，外边(宽边)受拉而变窄，内边(窄边)受压而变宽

25、，因而使带两侧面的夹角变小。带轮直径越小，这种变化越显著。为使带侧面和轮槽有较好的接触，应使轮槽楔角小于40o，且随着带轮直径的减小而减小。讲授新进展内容课后总结河北工程大学教师授课教案学院（部）：机电学院 教师姓名：曹光民 授课时间: 课程名称机械设计授课专业班级授课内容第九章、链传动 1、概述；2、链传动的工作情况分析授课学时2教学目的1. 了解链传动的工作原理、类型、特点和应用情况；2. 熟悉滚子链的标准、规格及链轮的结构持点；3. 掌握链传动的运动不均匀特性以及由此引起的动载荷，并由此掌握滚子链传动的失效形式。教学重点链传动的工作原理、运动特性分析教学难点链传动的运动不均匀特性（多边形

26、效应）和动载荷教具和媒体使用多媒体授课教学方法课堂以多媒体讲授为主，辅以实物图片教学过程在讲解链传动的特点及应用时，应注意强调以下几点：1)链传功属于啮合传动，能获得准确的平均传动比，又能实现较大中心距的传动。由于刚性链节在链轮上呈多边形分布，引起多边形效应。2)链传动可在恶劣环境中工作，它是一种非共轭啮合传动，对误差不敏感。3)链传动不宜用于载荷变化很大和急速反向的传动中。应重点讲解链传动的“多边形效应”，了解链传动的运动不均匀性及动载荷是怎样产生的，哪些参数是影响它们的主要因素。链传动的瞬时传动比在传动过程中是不断变化的。只有在z1=z2，链传动中心距恰好是节距的整数倍(即g角与b角的变化

27、完全相同)时，瞬时传动比方为常数。讲解链传动运动特性一节时，主要应明确两个问题。一是链传动的链速和瞬时传动比是变化的。因此这种传动不能用于要求运动速度或瞬时传动比不变的场合。二是为提高链传动运动的均匀性，在满足强度要求下，尽量选用链节距小的链，并选用齿数较多的链轮。链传动运动不均匀及刚性链节啮入链轮齿间时引起的冲击，必然要引起动载荷。链的节距越大，链轮转速越高，“多边形效应”就越严重。讲授新进展内容课后总结河北工程大学教师授课教案学院（部）：机电学院 教师姓名：曹光民 授课时间: 课程名称机械设计授课专业班级授课内容3滚子链的设计计算、4链传动的布置、张紧和润滑授课学时2教学目的1、掌握滚子链

28、传动的主要失效形式、额定功率曲线、设计计算方法及其主要参数选择；2、熟悉链传动的布置、张紧和润滑等方面。教学重点链传动额定功率曲线的概念、链传动失效形式及设计准则教学难点失效形式和设计方法教具和媒体使用多媒体授课教学方法课堂以多媒体讲授为主，辅以实物图片教学过程首先要讲清楚确定滚子链传动的承载能力的主要依据，要着重说明滚子链传动是一种多种失效形式并存的典型传动装置，确定滚子链传动的承载能力，要以抗疲劳强度为中心的多种失效形式的功率曲线图为依据。本次课的重点之二，还必须弄清额定功率曲线图(图9-12和图9-13)的意义和实验条件。本次课的另一个重点也是难点内容，即为滚子链传动的主要参数选择，在讲

29、解时注意讲清楚以下几点：（1）合理选定链轮齿数是设计中的一项重要任务。（2）链节距p已标准化。（3）中心距对链传动性能有重要影响。链传动安装时，两链轮轴的平行度至关重要。对于传递动力的链传动，当链速较高时，其润滑就成为重要的问题。另外注意，设计开式链传动时，应加防护罩或防护装置。讲授新进展内容课后总结河北工程大学教师授课教案学院（部）：机电学院 教师姓名：曹光民 授课时间: 课程名称机械设计授课专业班级授课内容第十章、齿轮传动10-1齿轮传动特点、分类及应用；10-2失效形式及设计准则；10-3齿轮材料及热处理。授课学时2教学目的1、了解齿轮传动特点、分类及应用；2、掌握不同条件下齿轮传动的主

30、要失效形式及设计准则；3、了解齿轮的常用材料、热处理方法及材料的选择原则。教学重点齿轮传动的主要失效形式及设计准则教学难点不同条件下齿轮传动的主要失效形式、设计准则及材料的选择原则教具和媒体使用多媒体授课教学方法利用多媒体，结合图片、图象及教具进行讲授教学过程在讲授齿轮传动特点、分类及应用时，要充分利用多媒体的优势，结合图片、图象及教具，使学生有一定的感性认识。 讲授轮齿失效形式及设计准则时，要充分利用多媒体，结合图片、图象及教具，首先要给学生说明齿轮的失效主要是齿轮轮齿的失效，轮齿的失效有那些类型，不同齿轮传动的工作条件下轮齿的主要失效形式是什麽。讲授轮齿失效形式时，应注意几个基本点：损伤出

31、现于轮齿的什么部位损伤的基本原因，损伤表明了轮齿的什么能力（或强度）不足，以及保证齿轮传动所需工作寿命应采取的措施等。要让学生知道根据齿轮传动的工作条件及失效情况，辩证地确定设计准则。掌握好有关材料及热加工工艺的基本知识是学好10-3的先决条件，让学生复习前续课程有关知识。讲授必须讲清两点：一是选材时要遵循“齿面要硬，齿芯要韧”的基本原则；二是要密切结合生产实际，除了特殊需要外，一般应考虑生产单位所能提供的材料及毛坯，并力求符合技术经济原则。讲授新进展内容课后总结河北工程大学教师授课教案学院（部）：机电学院 教师姓名：曹光民 授课时间: 课程名称机械设计授课专业班级授课内容10-4齿轮传动的计

32、算载荷；10-5标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算授课学时2教学目的1、 了解KA、Kv、Ka、Kb系数的基本含义，掌握各个系数的图表方法；2、 掌握标准直齿圆柱齿轮传动轮齿的各力大小计算和方向判定；3、 掌握标准直齿圆柱齿轮传动的接触强度的计算方法。教学重点标准直齿圆柱齿轮传动轮齿的受力分析和接触强度的计算方法。教学难点标准直齿圆柱齿轮传动的接触强度的计算方法教具和媒体使用多媒体授课教学方法利用多媒体，结合图片、图象及教具进行讲授教学过程讲授齿轮传动的计算载荷时，主要是讲清KA、Kv、Ka、Kb系数的基本含义。要教学生会查用各个系数的图表。查用图表时应注意有关说明及表注。必须注意轮齿的受力分析，

33、应当结合图形着重讲授。讲授直齿圆柱齿轮的受力分析时，应讲清楚：各力的数值的计算公式。力的作用点为节点P，正压力Fn 在法面内沿啮合线指向齿面，主动轮的圆周力Ft的方向与齿轮的转向相反，径向力Fr的方向沿半径指向轴线，从动轮所受的力与主动轮上的力大小相等，方向相反。从设计准则到实用的强度计算公式，有一个如何处理及演化的过程。要综合考虑轮齿的啮合位置（是单齿对啮合还是双齿对啮合）及实际啮合状况（齿轮精度高低、误差大小及轮齿的弹性变形大小），从齿顶进入啮合起，到齿根退出啮合止（或相反），沿整修工作齿廓找几个有代表性的啮合位置，逐一分析，对比轮齿受载情况及产生应力大小，从而确定按轮齿的哪一个啮合位置计

34、算其强度较为合理，并符合实际情况。对于按照分析所得结论导出设计公式的过程，只要求学生能够知道，能说清楚是按什么准则、什么结论建立的。对于公式的应用及公式中各符号的含义以及如何分别确定它们的代入数值和单位应着重讲授。讲授新进展内容课后总结河北工程大学教师授课教案学院（部）：机电学院 教师姓名：曹光民 授课时间: 课程名称机械设计授课专业班级授课内容10-5标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算；10-6齿轮传动的设计参数、许用应力与精度选择。授课学时2教学目的1、 掌握标准直齿圆柱齿轮传动的弯曲强度计算方法；2、 掌握齿轮传动的设计参数、许用应力的确定，了解精度选择。教学重点标准直齿圆柱齿轮传动的弯曲强

35、度计算方法和设计参数确定教学难点标准直齿圆柱齿轮传动的弯曲强度计算和设计参数确定教具和媒体使用多媒体授课教学方法利用多媒体，结合图片、图象及教具进行讲授教学过程标准直齿圆柱齿轮传动的弯曲强度计算，要讲清楚：凡是影响轮齿形状的因素都要影响到系数YFa及YSa，影响轮齿形状的因素有基准齿形（它包含4个参数：a、ha*、c*、r ），内、外齿，齿数及变位系数。因此，查用系数YFa及YS的图表时，一定要注意这几个影响因素是否与设计的情况相符，若有一个不符，都不能查用。实际选定齿轮的设计参数（z1和fd）时，应参考现有机器设备，并逐渐从实践中积累经验。 计算许应力时所用的slim 、KN值是通过实验确定

36、的。其中极限应力slim是按失效概率为1%确定的，也就是说安全系数S值为1时，从概率的意义上说，会在设计的使用期间失效的齿轮只占1%。对接触疲劳强度计算，由于点蚀破坏后只引起噪声、振动增大，并不立即导致立即不能继续工作的后果，故可取SH=1，但是，如果一旦发生断齿，就会引起严重的事故，因此在进行齿根弯曲疲劳强度计算时取SF=1.251.5。是学生学会如何查取材料的slim值。齿轮的精度及公差主要应在“公差及互换性测量”课程中学习，本章只要求学生能够正确地选择和应用它们。讲授新进展内容课后总结河北工程大学教师授课教案学院（部）：机电学院 教师姓名：曹光民 授课时间: 课程名称机械设计授课专业班级

37、授课内容10-7标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算。授课学时2教学目的1、掌握标准斜齿圆柱齿轮传动轮齿的各力大小计算和方向判定；2、掌握标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算方法。教学重点标准斜齿圆柱齿轮传动轮齿的受力分析教学难点标准斜齿圆柱齿轮传动轮齿轴向力Fa的方向判定；强度计算方法教具和媒体使用多媒体授课教学方法利用多媒体，结合图片、图象及教具进行讲授教学过程轮齿的受力分析是教学一个重要内容。结合斜齿圆柱齿轮受力图，与直齿轮比较，因斜齿轮的齿向偏斜了一个b角，轮齿的法面abcP也跟着转过一个b角，但正压力Fn仍作用在法面内并指向齿面。正压力Fn分解成Ft、Fr、Fa三个相互垂直的分力。推导出各力大小

38、的计算公式。力的作用点及主动轮上的作用力Ft1、Fr1的方向仍按对直齿轮的规定进行确定。主动轮的轴向力的方向，应根据分析理解来判断，亦可按左旋齿用左手（右旋齿用右手）四指弯曲表示主动齿轮的回转方向，则大拇指伸直的方向就是的方向（不适用从动轮）。从动轮所受各力仍按作用力与反作用力大小相等、方向相反的规律确定。斜齿轮与直齿轮的强度计算基本原理是一样的，因而教学的重点主要是它的计算特点。斜齿圆柱齿轮强度计算的特点为：1）斜齿轮轮齿强度计算按法面分析计算，故应采用法面上的各个参数。结合表说明查取斜齿轮的系数YFa及YSa时，必须按当量齿数zv查表；2）讲清强度计算式中引入重合度ea，弯曲强度计算式中引

39、入螺旋角影Yb的意义；3）接触强度计算式中仅系数ZH的含义与直齿轮的不同。各公式的推导只要结合斜齿轮的特点对直齿轮的强度计算公式予以修正即可，不必深究。讲授新进展内容课后总结河北工程大学教师授课教案学院（部）：机电学院 教师姓名：曹光民 授课时间: 课程名称机械设计授课专业班级授课内容10-8标准圆锥齿轮传动的强度计算；10-10齿轮的结构；10-11齿轮传动的润滑授课学时2教学目的1、掌握标准斜齿圆柱齿轮传动轮齿的受力分析；2、了解标准圆锥齿轮传动的强度计算方法；3、掌握齿轮的结构设计；4、了解齿轮传动的润滑。教学重点标准圆锥齿轮传动轮齿的受力分析和齿轮的结构设计教学难点标准圆锥齿轮传动轮齿

40、的各力大小计算和方向判定教具和媒体使用多媒体授课教学方法利用多媒体，结合图片、图象及教具进行讲授教学过程直齿圆锥齿轮的受力分析，应结合直齿圆锥齿轮的受力图重点讲授它与直齿圆柱齿轮的不同之点。圆锥齿轮的轮齿比起圆柱齿轮的轮齿向一端下倾了一个d角。正压力Fn亦分解成Ft、Fr、Fa三个相互垂直的分力。只是必须注意一点，求从动轮的各分力时，由于主、从动轮的轴线相互垂直，因而主动轮的径向力Fr1就与从动轮的轴线平行，得Fr1与Fa1大小相等，方向相反；而轴向力Fa1则垂直从动轮的轴线，得Fa1与Fr2大小相等，方向相反。主动轮的Ft1 、Fr1的方向仍沿用直齿圆柱齿轮受力分析的规定来确定，Fa的方向不

41、论是主动轮还是从动轮都是由锥项指向大端。对圆锥齿轮传动设计计算的教学重点亦是讲清其特点。处理直齿圆锥齿轮传动设计计算最基本的一点，就是把直齿圆锥齿轮的强度看作是与其平均分度圆处的当量直齿圆柱齿轮的强度相当，因而强度计算式及其推导过程都可沿用直齿圆柱齿轮的参数而已。对齿轮的结构设计地讲授，应说明实际设计时应从生产条件出发作全面的工艺性考虑。为了装配圆柱齿轮时不致因轴向错位而导致啮合齿宽减小，往往把小齿轮的齿宽在计算齿宽的基础上再加宽一些。各式齿轮的结构及尺寸可参考生产图纸或有关手册。齿轮传动的滑润只作简要介绍。讲授新进展内容课后总结河北工程大学教师授课教案学院（部）：机电学院 教师姓名：曹光民

42、授课时间: 课程名称机械设计授课专业班级授课内容第十一章、蜗杆传动11-1蜗杆传动的类型11-2普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸计算授课学时2教学目的1.了解蜗杆传动的类型和特点2.掌握蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算教学重点蜗杆传动的类型；蜗杆传动主要参数及几何尺寸计算教学难点几个重要参数q、d1、i、z2的计算及选择教具和媒体使用多媒体授课教学方法用多媒体课件讲解，并进行模型演示和课堂提问教学过程蜗杆传动是用来传递空间互相垂直的两相错轴之间的运动和动力的一种大传动比传动机构。普通圆柱蜗杆共分为阿基米德蜗杆（ZA型）、渐开线蜗杆（ZI型）、法向直廓蜗杆（ZN型）和锥面包络蜗杆（ZK型）四

43、种。 普通圆柱蜗杆基本尺寸和参数及其与蜗轮参数的匹配主要用于标准系列的蜗杆减速器，如需设计非标准的蜗杆传动，除应按算得的中心距a的值选择蜗杆传动的模数及相应的蜗杆分度圆直径d1外，蜗轮的齿数及实际中心距可不受该表值的限制。指出普通圆柱蜗杆在中间平面内，相当于齿条与齿轮啮合传动。取中间平面上的参数（如模数、压力角等）和尺寸（如齿顶圆、分度圆等）为基准。指出模数m和压力角应选用标准值，重点讲述引入蜗杆直径系数q是为了减少蜗轮滚刀数目以提高生产效率，进而指出蜗杆分度圆直径，而不等于。因此蜗杆传动的传动比不能再用的公式，而只能用。讲清z2的选择原则和标准中心距的计算。讲授新进展内容课后总结河北工程大学

44、教师授课教案学院（部）：机电学院 教师姓名：曹光民 授课时间: 课程名称机械设计授课专业班级授课内容11-3普通圆柱蜗杆传动承载能力计算授课学时2教学目的1.掌握蜗杆传动的失效形式、设计准则，了解常用材料2.掌握蜗杆传动的受力分析3.掌握蜗杆传动强度计算教学重点蜗杆传动的失效形式、设计准则、受力分析、强度计算教学难点蜗杆传动的受力分析教具和媒体使用多媒体授课教学方法用多媒体课件讲解，并进行模型演示和课堂提问教学过程讲明蜗杆传动的失效形式有点蚀、齿根折断、齿面胶合、过度磨损。失效常发生在蜗轮轮齿上，故只对蜗轮轮齿进行能力计算；因相对滑动较大，易胶合、磨损，故蜗杆传动承载能力往往受抗胶合能力的限制

45、。讲明闭式传动按齿面接触疲劳强度设计，校核其齿根弯曲疲劳强度，并需要作热平衡计算。开式传动只需保证齿根弯曲疲劳强度。强调蜗杆副材料要求有足够的强度、良好的磨合和耐磨性能，并应注意蜗杆和蜗轮材料的配对。结合圆柱斜齿轮受力分析，对照讲解蜗杆传动的受力分析，然后举例判断一对蜗杆副的受力方向。讲述蜗轮齿面接触疲劳强度计算和蜗轮齿根弯曲疲劳强度计算方法及有关参数的选择注意事项。强调在普通蜗杆传动的强度计算中，蜗轮可看成一个斜齿圆柱齿轮，因此，其强度计算是仿照斜齿圆柱齿轮的计算方法进行的。而进行刚度计算时，由于蜗杆轴较细，且支承间距较长，故应以蜗杆轴为主。简介普通圆柱蜗杆传动的精度等级及其选择。讲授新进展

46、内容课后总结河北工程大学教师授课教案学院（部）：机电学院 教师姓名：曹光民 授课时间: 课程名称机械设计授课专业班级授课内容11-5普通圆柱蜗杆的传动效率、润滑及热平衡计算11-6圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计授课学时2教学目的1.了解普通圆柱蜗杆传动的效率组成、润滑方法2.了解普通圆柱蜗杆传动热平衡的原理及计算方法3.了解圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计教学重点蜗杆传动的效率组成、热平衡的原理及计算方法教学难点蜗杆传动热平衡计算教具和媒体使用多媒体授课教学方法用多媒体课件讲解，并进行模型演示和课堂提问教学过程指出蜗杆传动的功率损耗包括啮合摩擦损耗、轴承摩擦损耗、搅油损耗三部分，蜗杆传动的总效率主要取决于计

47、入啮合摩擦损耗时的效率。强调因滑动速度较高，摩擦发热严重，蜗杆传动易发生胶合失效，所以蜗杆传动的良好润滑十分重要，其润滑油、润滑方法及润滑装置与齿轮传动的基本相同。讲述普通圆柱蜗杆传动热平衡的原理及计算方法。指出在普通圆柱蜗杆传动中，因为有很大的滑动速度，摩擦损耗大（特别是轮齿的啮合摩擦损耗），所以传动的效率低、工作时发热量大。由于蜗杆传动结构紧凑，箱体的散热面小，散热能力差，所以在闭式传动中，所产生的热量不能及时散去，油温就急剧升高，这样就容易使齿面产生胶合。这就是要进行热平衡计算的原因。热平衡计算的基本原理是单位时间内的发热量等于同时间内的散热量。热平衡计算即找出工作条件下应该控制的油温t

48、0。只要油的工作温度能满足要求，蜗杆传动就能正常地进行工作。介绍热平衡计算不合格时，提高散热能力的措施。介绍圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计。讲解普通圆柱蜗杆传动设计例题。讲授新进展内容课后总结河北工程大学教师授课教案学院（部）：机电学院 教师姓名：曹光民 授课时间: 课程名称机械设计授课专业班级授课内容 12-1概述 （含第四章部分内容如摩擦状态、磨损）；12-2 径向滑动轴承的主要结构型式；12-3 滑动轴承的失效形式及常用材料授课学时2教学目的1、了解摩擦、磨损的有关知识，了解滑动轴承特点、应用场合、分类和典型结构2、对轴瓦的失效形式、对轴瓦材料要求、常用材料及选用原则有较全面地认识，了解轴瓦的

49、典型结构型式教学重点轴瓦的失效形式、对轴瓦材料要求、常用材料教学难点轴瓦的失效形式、对轴瓦材料要求、常用材料教具和媒体使用多媒体授课教学方法使用多媒体教学，辅以教具和图片展示教学过程首先介绍第四章的有关内容，使学生对于干摩擦、边界摩擦、混合摩擦、流体摩擦的机理与物理特征有扼要的了解，初步了解磨损的一般规律及各种磨损，从而可以在此基础上按摩擦状态不同对滑动轴承进行分类，在讲述滑动轴承的特点和应用场合时，应与滚动轴承相比较。滑动轴承的典型结构型式，包括轴瓦结构，可结合图片、实物模型，重点了解各类径向滑动轴承及轴瓦结构。要对比整体式径向滑动轴承和对开式径向滑动轴承的结构和性能特点。重点讲述对开式径向

50、滑动轴承的结构特点滑动轴承有很多的失效形式，结合第四章有关内容讲述几种常见的失效形式。针对失效形式，总结出轴承材料应满足的要求，搞清楚为什么要用轴瓦和轴承衬。由于轴瓦的材料和结构对滑动轴承的设计十分重要，因而对轴瓦材料的要求、常用材料的类别应给与一定重视，掌握轴瓦材料常用的性能、特点及选用原则讲授新进展内容课后总结河北工程大学教师授课教案学院（部）：机电学院 教师姓名：曹光民 授课时间: 课程名称机械设计授课专业班级授课内容 12-4轴瓦结构12-5 滑动轴承润滑剂的选用（含第四章部分内容）12-6 不完全液体润滑滑动轴承设计计算（设计准则及计算方法，包括径向滑动轴承的计算和止推滑动轴承计算）

51、授课学时2教学目的滑动轴承润滑剂的种类及其选用原则 掌握不完全液体润滑滑动轴承设计准则及设计方法教学重点不完全液体润滑滑动轴承设计准则及设计方法教学难点不完全液体润滑滑动轴承设计准则及设计方法教具和媒体使用多媒体授课教学方法使用多媒体教学，辅以教具和图片展示教学过程强调轴瓦的重要性、对轴瓦结构设计的要求。轴瓦上开油孔和油槽的原则及具体开油槽的方法必须搞清楚，这是轴瓦结构设计的一个重要问题。在不完全液体润滑滑动轴承设计计算一节中，对于不完全液体润滑滑动轴承的失效形式、设计准则及计算方法，应注意与第四章内容相联系，重点应明确pp,pVpV,VV物理实质在于保证摩擦表面间的边界油膜不破裂。搞清楚为什么要验算pp,pVpV,VV不完全液体润滑径向滑动轴承和止推滑动轴承的设计计算方法类同，但应注意它们在计算p,V,和确定p,pV时的区别