机械设计基础教学教案

机械设计基础PAGE1PAGE1PAGE17授课日期课次2班级课题第一章绪论教学目标知识目标：能阐述机器、机构、机械、构件、零件、部件的概念；能阐述机器组成与特征。能力目标：具有区分机器和机构、构件和零件的能力；具有绘制机械设计一般程序的流程图能力。素质目标：培养课程专业名词素养，养成乐学善学的学习习惯。教学重点机械的基本组成；机器、机械、机构、构件、零件等概念;教学难点机构、构件的概念教学手段案例讲解小组讨论教学学时2课时。课后作业1-1教学后记学生开始学习的尽头相对足，对于过程考核抱有一定好奇，但是持久学习习惯教育需要加强职业学院教案首页

教学内容与教学过程设计注释走进机械世界，探索机械的奥妙古代杰出的发明创造：候风地动仪：东汉张衡发明的测报地震的仪器。在中国科学史上，没有什么比候风地动仪更为引人注目。它是世界上第一台地震仪，比欧洲的地震仪出现时间要早一千五百年左右。指南车：利用齿轮传动系统和离合装置来指示方向的一种简单机械装置，指南车的自动离合装置显示了古代机械技术的卓越成就。据传说西周时就已经发明，但是最早的确切记载是在三国时期。如今普遍认为祖冲之是发明指南车的人。木牛流马：三国时期蜀汉丞相诸葛亮发明的运输工具。史书记载，诸葛亮在北伐时使用，大约载重四百斤以上，每日行程数十里，为蜀汉十万大军提供粮食。近年来中国制造业的腾飞：从无垠宇宙到万米深海，从地下蛟龙到云端制造，奋进的中国人正在书写着一个个硬核故事。这里有4300吨钢铁重机的都市传说，有三个潜水员探秘地球第四极的深海故事，也有现代工厂进化出“超级大脑”的经典案例。《了不起的中国创造》带你体验当代科技的魅力！2023国之重器-大型邮轮：2023年12月24日，国产首艘大型邮轮“爱达·魔都号”在上海离港进行首次试运营并将于2024年1月1日正式开启商业首航。大型邮轮设计建造难度极高可以反映一个国家的装备建造能力与综合科技水平。“爱达·魔都号”的交付标志着我国成为世界上第五个可以建造大型邮轮的国家。该邮轮总吨位高达13.55万吨，长达323.6米，宽37.2米，最大高度更是达到72.2米。1.1机械的组成及特征本课程研究的对象是机械。它是机器与机构的总称。一、机器与机构1.机器的概念——一种人为实物组合的具有确定机械运动的装置，用来变换或传递能量、物料与信息，以代替或减轻人类的劳动。（国标定义）2.机器的分类(按工作类型的不同分)动力机器——实现能量转换；如：内燃机、电动机、蒸汽机、汽轮机、压缩机等。工作机器——完成有用的机械功或搬运物料；如：机床、织布机、汽车、飞机、起重机、输送机等。信息机器——完成信息的传递和变换；如：复印机、打印机、绘图机、传真机、照相机等。3．机器的共有特征①人为的实物（机件）组合体。②各个运动实物之间具有确定的相对运动。③代替或减轻人类劳动，完成有用功或实现能量的转换。4.机构的概念凡具备上述①、②两个特征的实物组合体称为机构。5．机器与机构的区别机器能实现能量的转换或代替人的劳动去作有用的机械功，而机构则没有这种功能。相关的英文单词：机构mechanism机械machinery机构machine仅从结构和运动的观点看，机器与机构并无区别，它们都是构件的组合，各构件之间具有确定的相对运动。6.机械的概念通常我们把机器与机构统称为机械。二、机器的组成按功能分析机器的组成动力部分传动部分工作部分控制部分动力部分——是机器工作动力源。最常见的是电动机和内燃机。工作部分——是机器特定功能的执行部分。比如：汽车的车轮、起重机的吊钩、机床的刀架、飞机的尾舵和机翼以及轮船的螺旋桨等。传动部分——联接原动机和工作部分的中间部分。比如：汽车的变速箱、机床的主轴箱、起重机的减速器等。控制部分——控制机器的启动、停止和正常协调动作。比如：汽车的方向盘和转向系统、排挡杆，刹车及其踏板，离合器踏板及油门等就组成了汽车的控制系统。实例：分析自动洗衣机的组成（动力部分--电机与电容器传动部分—离合器、波轮、皮带轮控制部分—面板和开关工作部分—波轮）2．按结构分析机器的组成静联接动联接协调组合零件构件机构机器与动力源构件是组成机器的运动单元。零件是组成机器的最基本单元（即制造单元）。构件可以是单一的零件，也可以是由几个零件装配而成的刚性结构（如内燃机中的曲轴，连杆）。通用零件——机器中普遍使用的零件。如：齿轮、螺钉、轴等。专用零件——只在某些机器中使用的零件。如：内燃机中的活塞、起重机中的吊钩等。部件——完成共同任务而结合起来的一组零件，它是机器装配的单元。如：联轴器、滚动轴、减速器等。构件component零件part部件assemblyunit零部件parts总结与巩固（小结、考核知识点、作业等）三、小结：通过这次课的学习，同学们要达到如下要求：掌握机器、机构、机械以及零件、构件、部件的概念考核知识点：机器与机械、机构的区别；构件与零件的区别作业：参与在线课程讨论课程思政导入：从古到近，机械设计杰出的发明创造10分钟《了不起的中国创造》系列视频，将近年来的超级工程、大国重器，通俗易懂地介绍给大家，与大家一起见证中国制造业的腾飞联系时政新闻结合机械最新发展热点引入：举例洗衣机、缝纫机、内燃机、拖拉机、金属切削机床、起重机、包装机、复印机等观看内燃机动画视频，分析其结构。这个发动机有“几个缸”这么一说。这些数字所代表的就是发动机的气缸数，汽车发动机常用缸数有3、4、5、6、8、10、12缸，最普遍的是4缸和6缸，而应用最多的是4缸。如今排量1.3升以下的发动机也开始常用三缸，1.5~2.5升一般为四缸发动机，3升左右的发动机一般为6缸，4升左右为8缸，5.5升以上用12缸发动机。摩托车发动机：1缸、2缸（跑车）紧凑型轿车：三缸发动机，1.0T/1.3T/1.5T，如宝马X1的1.5T一般为四缸五缸：沃尔沃T56缸：奥迪A6的3.0T8缸：奥迪A6、奔驰S50012缸：豪华车或跑车，奥迪A8的6.3L、宝马7系6.6T理论上：汽车使用多少缸发动机都能工作，缸数少的振动大，缸数多动力输出更平顺，油耗也会高，成本高。实例分析很重要内燃机的组成：制造角度-零件运动角度-构件没有成功不代表失败，只是你还不够努力！

授课日期课次3班级机制2101/2102/2103、焊接2101数控2101/2102、模具2101课题第2章平面机构的分析2.1机构的组成教学目标知识目标能阐述运动副的概念能区分运动副类型；

能阐述平面机构运动简图概念、绘制方法、步骤。能力目标具有正确绘制平面机构运动简图的能力。素质目标培养严谨细致的工程素质。教学重点运动副的概念及类型；平面机构运动简图的绘制;教学难点绘制与识读平面机构运动简图教学手段案例讲解小组讨论教学学时2课时。课后作业绘制内燃机的机构运动简图教学后记绘制机构的运动简图对学生是难点，从应用出发，可以先要求能识读即可。职业学院教案首页

教学内容与教学过程设计注释课程导入对于一个机构如何去表达，怎么样通过简单的方法表达复杂的机构和机构，对于一个机构的自由度如何计算，通过这次课的学习，我们能得到初步的答案。第2章平面机构的运动简图和自由度2.1机构的组成一、构件及运动副1．构件（简称杆）独立的运动单元，如内燃机中的连杆（另外举个两个零件组成的构件的例子）。零件是独立的制造单元。机架只能有一个。构件分类原动件一个或多个。从动件多个。2．运动副两个构件直接接触组成的仍能产生某些相对运动的联接。3.运动副的分类：（1）按相对运动范围分①平面运动副②空间运动副例如：球铰链、拉杆天线、螺旋、生物关节。平面机构：全部由平面运动副组成的机构。空间机构：至少含有一个空间运动副的机构。（2）按运动副元素分①低副——面接触，应力低，（平面、球面）②高副—点线接触，应力高。如滚动副、凸轮副、齿轮副等。（平面、球面）二、构件的自由度和约束1.构件的自由度构件在平面内相对于参考系所具有的独立运动的可能性2.约束对构件的独立运动所加的限制三、运动链和机构1．运动链两个以上的构件通过运动副的联接而构成的系统。闭式链、开式链：2．机构机构的组成：机构＝机架＋原动件＋从动件小结2.2平面机构的运动简图一、机构运动简图的概念1．机构运动简图：用国家标准规定的简单符号和线条代表运动副和构件，并按一定比例尺表示机构的运动尺寸，绘制出表示机构的简明图形。它与原机械具有完全相同运动特性。2．机构示意图：为了表明机械的组成状况和结构特征，不严格按比例绘制的简图。二、平面机构运动简图的绘制1．机构的组成：固定件（机架）：机构中支承活动构件的构件，任何机构中有且只有一个机构为机架；原动件：机构中作用有驱动力或已知运动规律的构件；从动件：机构中除原动件以外的所以的活动构件。2．绘制机构运动简图的步骤：（1）分析机构，观察相对运动，数清所有构件的数目；（2）确定所有运动副的类型和数目；（3）选择合理的位置（即能充分反映机构的特性）；（4）确定比例尺；（5）用规定的符号和线条绘制成简图。（从原动件开始画）顺口溜：先两头，后中间，从头至尾走一遍，数数构件是多少，再看它们怎相联。3．机构运动简图符号（1）转动副构件组成转动副时，如下图表示。图垂直于回转轴线时用图a表示；图面不垂直于回转轴线时用图b表示。表示转动副的圆圈，其圆心必须与回转轴线重合。一个构件具有多个转动副时，则应在两条交叉处涂黑，或在其内画上斜线。（2）移动副两构件组成移动副，其导路必须与相对移动方向一致。（3）平面高副两构件组成平面高副时，其运动简图中应画出两构件接触处的曲线轮廓，对于凸轮、滚子，习惯划出其全部轮廓；对于齿轮，常用点划线划出其节圆。例1-1：绘制下图颚式破碎机主体机构的运动简图课堂练习：绘制单缸内燃机的活塞移动机构，并计算其自由度，分析其具有确定运动的条件。总结与巩固（小结、考核知识点、作业等）小结：通过这次课的学习，同学们要达到如下要求：1、掌握运动副的概念；2、掌握平面机构运动简图的绘制考核知识点：运动副的概念、类型和特点；机构运动简图的画法作业：复习 引入：内燃机观看内燃机动画从机构的特征及机构由构件组成引出构件如何连接形成机构的问题通过分析单缸内燃机中各构件去分析运动副的概念：两构件①直接接触②相对运动学生自己分析生活中常见运动副。利用教室中的门、书桌、抽屉体会运动副的分类。一个机构中只有一个机架，多个原动件。5分钟思政融入点：约束、自律。自律与自由就像构件的自由度与约束，二者相辅相成，延伸：同学们要严格要求自己，加强自我约束，增强自律意识。电影《翻滚吧，阿信》彭于晏的美颜、自律，卢丽安8个月，每天10余小时的体操练习，入围金马奖最佳男主角。电影《摔跤吧，爸爸》的阿米尔汗（印度刘德华）展现了超强的自律力，增肥、减肥。能成就现在的自己，除了机遇还有他们的自律和坚持。30分钟观看实例图片akinematicpair运动副lowerpair低副简写为PLturningpair转动副slidingpair移动副higherpair高副简写为PHskeletondiagrams机构运动简图20分钟10分钟黑板作图演示步骤注意：比例尺的表达方法不同于机械制图。机械制图比例是构件图样长度与构件实际长度之比。而运动简图是构件实际长度与构件图样长度之比。画机构简图时，原动件不要忘了画表示运动方向箭头，机架上打剖面线符号10分钟5分钟康德说过：自律即自由。生活中的不如意总比如意多，而对此的恪守、热情，恰恰也源于自身的坚韧。时刻提醒自己，要自律，要保持内在的从容与宁静。

授课日期课次3班级机制2101/2102/2103、焊接2101数控2101/2102、模具2101课题第2章平面机构的分析2.3机构的自由度计算教学目标知识目标能阐述自由度、复合铰链的概念、2.能理解局部自由度和虚约束能力目标具有判断机构是否具有确定运动的能力；具有正确计算机构自由度的能力。素质目标培养严谨细致的工程素质。教学重点1.机构自由度的计算及其运动确定的条件；教学难点复合铰链、局部自由度、虚约束的正确识别和处理教学方法案例讲解、小组讨论、任务驱动、启发式教学手段多媒体、动画、视频教学学时2课时。课后作业计算自由度教学后记简单计算还可以职业学院教案首页

教学内容与教学过程设计注释课程导入为了使设计的机构能够运动并具有运动的确定性，必须研究机构的自由度和机构具有运动确定性的条件。实际机构的自由度的计算并不能完全适用于自由度计算的公式，这是为什么，在计算工程中又该注意什么，机构的运动轨迹能否完全按照我们预先设计的进行。这是我们这次课要解决的问题。案例：天和机械臂天和机械臂展开10.2米，可以抓取25吨的重量，“肩部三关节+肘部1关节+腕部3关节”的7自由度比人类手臂还灵活。更神奇的是，在机械臂末端的执行器与舱体表面的适配器可以按需求进行自由的对接与分离，这也就意味着“天和机械臂”可以与“天和”核心仓进行分离，独自在舱体表面爬行，以达到灵活全覆盖无死角。这像不像好莱坞大片里机器人手臂被砍掉后，手臂依然可以自由活动。而我们早已经实现了这种在好莱坞大片里才有的机械臂，是不是很震惊？不止我们自己震惊，连美国都震惊不已。美军太空司令部司令四星上将詹姆斯·迪金森在美国国会上说“中国正在努力利用外太空，目的是取代美国在经济和军事领域的全球领导者地位。”中国的卫星配备了机械臂，这款机械臂可以抓取我们的卫星，使其失效。如果这款机械臂抓取全球定位系统GPS，那么美国军队将失去方向，航空母舰、五代机、坦克和导弹，都依赖GPS进行定位、导航和计时。如果数字通信中断，我们在军事领域的优势可能会立即消失。6月17日，神舟12号载人飞船在万众瞩目下顺利升空，三名航天员进入了天和核心舱，这也是意味着中国空间站首次迎来航天员的拜访，三名宇航员需要在空间站开展为期三个月的任务，其中一项任务就是三名航天员需要一起配合使用机械臂，这将人们的目光和好奇心聚焦在了这个科幻感满满的机械臂上，接下来我们就来看看中国空间站机械臂有多牛。2.3运动确定性的概念一、平面机构的自由度计算1、自由度：把构件相对于参考系具有的独立运动参数的数目称为自由度,作平面运动的自由构件有三个自由度。2、约束：当两构件组成运动副后，它们之间的某些相对运动受到限制，对于相对运动所加的限制称为约束。每加一个约束就减少一个自由度。平面低副：引入两个约束，保留一个自由度平面高副：引入一个约束，保留两个自由度3、机构自由度计算：机构相对于机架所具有的独立运动数目，称为机构的自由度。计算公式：F=3n-2PL-PH其中：n：在一个机构中除机架以外的所以构件的数目。PL：低副数PH：高副数随堂练习例2-2、例2-3二、平面机构自由度计算的注意事项1.复合铰链两个以上构件在同一处以同轴线的转动副相联，称为复合铰链。处理方法：若有m个构件组成复合铰链，则复合铰链处的转动副数应为（m-1）个。在计算机构自由度时应注意识别复合铰链，不要把它当成一个转动副进行计算。2.局部自由度与机构运动无关的构件独立运动称为局部自由度。处理方法：在计算机构自由度时，局部自由度应略去不计。3.虚约束机构中与其他约束重复而对机构运动不起新的限制作用的约束称为虚约束。处理方法：在计算机构自由度时，应除去不计。虚约束的作用：改善构件的受力情况，如多个行星轮；增加机构的刚度，如轴与轴承、机床导轨；使机构运动顺利，避免运动不确定，如车轮。例：计算图示大筛机构的自由度。复合铰链：位置C，2个低副局部自由度1个虚约束En=7PL=9PH=1F＝3n－2PL－PH＝3×7－2×9－1=2三、机构具有确定运动的条件机构的自由度即是平面机构所能有的独立运动的数目。当机构自由度大于零，机构才能运动，只有给机构输入的独立运动数目与机构自由度相等，该机构才能有确定的运动。机构具有确定运动的条件：机构的原动件数目W等于机构的自由度数F，即：W=F≠0随堂练习习题5总结与巩固（小结、考核知识点、作业等）小结：通过这次课的学习，同学们要达到如下要求：1、掌握平面机构自由度的计算；2、掌握机构具有确定运动的条件注意：计算自由度时要注意其是否存在复合铰链、局部自由度和虚约束，并做相应处理。考核知识点：机构自由度的计算；机构具有确定运动的条件作业：P22:2/3/4复习提问5分钟天和机械臂水平世界领先，这让美国羡慕嫉妒恨，是有钱都买不到的黑科技。中国科学家们将一个个设想都变为了现实，中国空间站的机械臂从落后到如今的突破技术封锁，甚至在有些方面已经超越了西方技术，由此看来，中国梦都在逐一实现。动画演示10分钟板书演示解题步骤思政融入点：约束以及约束的数量至关重要。延伸到个人，要有严格的自我约束，极度的自律才能有助于自我成长。10分钟thedegreeoffreedom自由度简写为F5分钟5分钟5分钟passivedegreeoffreedom局部自由度Theredundantconstraints虚约束15分钟10分钟想一想当机构自由度为零时，机构如何运动，可以采用①增加一个构件和一个低副②把一个低副改为高副的方法，使机构具有确定的运动。5分钟注意：复合铰链、局部自由度和虚约束的位置。标注序号时，整个机构中机架只有一个。5分钟世界上最好的两个词：一个是“坚持”；一个是“自律”。

授课日期课次3班级机制2101/2102/2103、焊接2101数控2101/2102、模具2101课题第3章平面四杆机构3.1概述3.2铰链四杆机构的基本形式及曲柄存在的条件教学目标知识目标能阐述平面连杆机构的概念与特点。能阐述杆长和条件，并理解满足与不满足该条件对四杆机构类型的影响。能力目标能列举曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构在生活中的典型应用实例各1-2例；具有判断四杆机构类型的能力；具有运用杆长和条件设计曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构的能力素质目标培养多观察、勤思考的学习习惯；培养创造性思维。培养严谨细致的逻辑思维；培养团队协作能力；培养绿色制造设计理念。教学重点铰链四杆机构、判断机构类型教学难点判断机构类型教学方法案例讲解、小组讨论、任务驱动、启发式教学手段多媒体、动画、视频教学学时2课时。课后作业教学后记枯燥，多让学生自己寻找生活中的案例来分析职业学院教案首页

教学内容与教学过程设计注释复习提问机构具有确定运动的条件是什么？平面机构自由度的计算公式及如何计算？

什么是复合铰链、局部自由度、虚约束？工程案例导入牛头刨床：华珍带着刨刀，做直线往复运动的刨床，因滑枕前端的刀架形似牛头而得名。牛头刨床主要用于单件小批量刨削中小型工件上的平面、沟槽。牛头刨床中电动机起驱动作用，将电能转换成机械能为机器提供动力。经带传动和齿轮传动，带动曲柄和固定在其上的凸轮转动。机架、曲柄、滑块、导杆组成摆动导杆机构。曲柄通过转动副与滑块相连接，带动导杆在某一角度内摆动，实现滑枕和刨刀往复运动刨削工件。第3章平面连杆机构3.1概述1．平面连杆机构：由若干个构件通过低副联接而成的机构，又称为平面低副机构。2．平面连杆机构的优点：（1）由于低副为面接触，故传力时压强小、磨损少，且易于加工和保证较高的制造精度;（2）能方便地实现转动、摆动和移动等基本运动形式及其相互转换；（3）能实现多种运动轨迹和运动规律，以满足不同的工作要求。3．平面连杆机构的缺点：（1）由于低副中存在着间隙，机构将会产生运动误差，不能准确地实现工作机构的运动要求；（2）不易实现精确的复杂运动。3.2铰链四杆机构平面四杆机构分类：铰链四杆机构（基本形式）、滑块四杆机构（演化形式）一、平面四杆机构的基本形式铰链四杆机构：构件间都是转动副的平面四杆机构。机架：固定不动的构件。连架杆：与机架相连的两个构件。能绕机架做360°整周转动的连架杆称为曲柄。只能在一定角度内摆动的连架杆称为摇杆。连杆：与机架相对的构件。根据两连架杆运动形式的不同，分为：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构。双摇杆机构。1.曲柄摇杆机构：两连架杆中一个为曲柄而另一个为摇杆的机构。运动特点：当以曲柄做为原动件时，可将匀速转动变成从动件的摆动。如雷达天线的俯仰角调整机构。或利用连杆的复杂运动实现所需的运动轨迹。如搅拌器机构。当以摇杆为原动件时，可将往复摆动变成曲柄的整周转动。如缝纫机的踏板机构应用实例：牛头刨床横向进给机构、剪板机、颚式破碎机、搅拌机、雷达摆动装置、汽车雨刷机构等2.双曲柄机构：两连架杆均为曲柄的四杆机构。运动：通常是主动曲柄作匀速转动，从动曲柄做同向变速运动。如惯性筛机构。分类：普通双曲柄机构：同向变速（如插床、惯性筛）平形四边形机构：同向同速（机车车轮联动装置）反向平形双曲柄机构：反向变速（公交车车门启闭机构）当双曲柄机构的相对两杆分别相等时，则称为平行双曲柄机构或平行四边形机构。下图中a图为正平行双曲柄机构，两曲柄的装相反且角速度相等，连杆做平动。B图为反平行双曲柄机构，两曲柄转向相反且角速度不等。正平行双曲柄机构中，当两曲柄与机架共线时，在原动件转向不变、转速恒定的条件下，从动曲柄会出现运动不确定现象。可以在机构中添加飞轮或使用两组相同机构错位排列。3.双摇杆机构：两连架杆都是摇杆的机构。汽车前轮转向机构飞机起落架机构自卸翻斗装置港口起重机（扩展知识）普通双摇杆机构等腰梯形机构：如轮式车辆的前轮转向机构。图示为用于鹤式起重机变幅的双摇杆机构。当摇杆AB摆动时，另一摇杆CD随之摆动，选用合适的杆长参数，可使悬挂点E的轨迹近似为水平直线，以免被吊重物做不必要的上下运动而造成的功耗。二、类型判断铰链四杆机构存在曲柄的条件：（1）最短杆与最长杆长度之和小于等于其余两杆长度之和；

（2）连架杆和机架中必有一个是最短杆。推论：①若满足杆长条件，则取最短杆的相邻杆为机架时，得曲柄摇杆机构；取最短杆为机架时，得双曲柄机构；取与最短杆相对的杆为机架时，得双摇杆机构。

②若不满足杆长条件，则不论取何杆为机架时均无曲柄存在，只能得双摇杆机构。随堂练习总结与巩固（小结、考核知识点、作业等）小结：通过这节课的学习，同学们要达到如下要求：熟悉铰链四杆机构的三种基本形式判断机构类型考核知识点：铰链四杆机构、机构类型判断作业：类型判断 5分钟20分钟思政融入点：民族自豪感，担当与使命。引入上海振华港机的岸桥设备、起重设备的前沿技术及产品在世界各港口中的广泛应用，引发学生的自豪感，激发使命担当。10分钟10分钟10分钟动画演示动画VR演示动画演示动画演示10分钟判断曲柄存在的工程意义25分钟5分钟

授课日期课次3班级机制2101/2102/2103、焊接2101数控2101/2102、模具2101课题第3章平面四杆机构3.3铰链四杆机构的演化形式3.4四杆机构的工作特性教学目标知识目标能阐述极限位置、死点位置、压力角、传动角、急回特性、极位夹角的概念；能列举生活中利用死点和克服死点的应用实例。能力目标能列举四杆机构演化在生活中的应用实例2-3例。具有对平面四杆机构进行特性分析的能力；具有运用作图法求解机构传动角的能力。素质目标培养学生逻辑思维能力；培养动手实践能力。3.培养创新思维。教学重点含有一个移动副的平面连杆机构平面连杆机构的急回特性、死点位置教学难点急回特性、死点位置教学方法案例讲解、小组讨论、任务驱动、启发式教学手段多媒体、动画、视频教学学时2课时。课后作业教学后记枯燥，多让学生自己寻找生活中的案例来分析，计算对于没上过高中的学生很难，注意轻理论重应用。职业学院教案首页

教学内容与教学过程设计注释复习提问机构具有确定运动的条件是什么？平面机构自由度的计算公式及如何计算？

什么是复合铰链、局部自由度、虚约束？第3章平面连杆机构3.3含有一个移动副的四杆机构铰链四杆机构的演化采用移动副取代转动副、变更机架、变更杆长和扩大回转副1.转动副转化成移动副铰链四杆机构中一个转动副转化为移动副铰链四杆机构中，扩大转动副，使转动副变成移动副。RARABCD据滑块往复移动的导路中心线是否通过曲柄转动中心，曲柄滑块机构可分为对心曲柄滑块机构和偏置曲柄滑块机构。对心曲柄滑块机构偏置曲柄滑块机构特点：可以实现转动和往复移动的变换。应用：活塞式内燃机、空气压缩机、冲床等机械等2.取不同构件为机架ABCABCAABC转动导杆机构摆动导杆机构摇块机构含有一个移动副的平面四杆机构曲柄滑块机构偏心轮机构舞动导杆机构转动导杆机构摇块机构.定块机构3.4四杆机构的工作特性1、平面四杆机构的极位曲柄摇杆机构、摆动导杆机构和曲柄滑块机构中，当曲柄为原动件时，从动件往复摆动或往复移动，存在左、右两个极限位置，称为极位。从动件处于两个极位时，曲柄对应两位置所夹的锐角θ，称为极位夹角；两个极位间的夹角Ψ，称为最大摆角。对摆动导杆机构，θ=Ψ。2、急回特性：机构工作件返回行程速度大于工作行程的特性。工作行程时：V1=C1C2/t1返回行程时：V2=C1C2/t2即V2>V1行程速比系数K：为了表示工作件往复运动时的急回程度，用V2和V1的比值K来描述。只要θ≠0，就有K>1，且θ越大，K值越大，急回性质越明显。对心曲柄滑块机构，无急回特性，偏置式曲柄滑块机构和摆动导杆机构恒具有急回特性。PtPtPnαPγABDC应用：空行程节省运动时间，如牛头刨、往复式输送机等。三、平面机构的传力特性1.压力角α和传动角γ压力角：在不计摩擦力、惯性力和重力时，从动件所受的力F与受力点速度Vc所夹的锐角a。有效分力：Ft=Fcosa有害分力：Fr=Fsinaa愈小，机构传动性能愈好。传动角：连杆与从动件所夹的锐角γ。γ=90°-a，γ越大，机构的传动性能越好，设计时一般应使γmin≥40°，对于高速大功率机械应使γmin≥50°。最小传动角的位置：铰链四杆机构在曲柄与机架共线的两位置出现最小传动角。对于曲柄滑块机构，当主动件为曲柄时，最小传动角出现在曲柄与机架垂直的位置。对于摆动导杆机构由于在任何位置时主动曲柄通过滑块传给从动杆的力的方向，与从动杆上受力点的速度方向始终一致，所以传动角等于90度。2、死点位置（1）死点位置：在从动曲柄与连杆共线的连个位置之一时，出现机构的传动角g=0，压力角a=90的情况，这时连杆对从动曲柄的作用里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位置。PPPP（2）止点位置利弊：利：工程上利用死点进行工作。弊：机构有死点，从动件将出现卡死或运动方向不确定现象，对传动机构不利。（3）度过止点位置的方法：增大从动件的质量、利用惯性度过死点位置。如缝纫机的飞轮。采用机构错位排列的方法。如火车的车轮。（4）常见机构中的“死点”位置：曲柄摇杆机构，以摇杆为主动件时有两个死点位置平行四边形机构，以曲柄为主动件时两个死点位置曲柄滑块机构，以曲柄为主动件时两个死点位置摆动导杆机构，无双摇杆机构，任一摇杆为主动件时,均有一个死点位置总结与巩固（小结、考核知识点、作业等）问题总结平面四杆机构的基本特性。（1）急回特性；（2）压力角和传动角；（3）死点位置。小结：通过这次课的学习，同学们要达到如下要求：1、掌握平面四杆机构曲柄存在的条件。2、了解平面连杆机构的工作特性考核知识点：铰链四杆机构形式的判别；平面连杆机构的工作特性。作业：复习5分钟20分钟思政融入点：民族自豪感，担当与使命。引入上海振华港机的岸桥设备、起重设备的前沿技术及产品在世界各港口中的广泛应用，引发学生的自豪感，激发使命担当。10分钟10分钟注意转变过程中的杆件和运动副、几何尺寸变化滑块导路是否通过曲柄转动中心曲柄能否做整周圆周运动。10分钟动画演示10分钟根据学生情况，省略推导过程，注重应用，只需要记住结论思政融入点：效率。引导学生注重学习效率和工作效率，延伸到制定学习计划和工作计划，培养学生良好的职业素养。10分钟10分钟思政融入点：事物的两面性。引导学生掌握并理解这一朴素的哲学原理。培养学生处理生活、学习中的各种矛盾的能力，养成良好的人际关系和社会关系。5分钟死点应用实例2014年2月25日奥凯民营航空公司，天津飞往沈阳的新舟60飞机，乘客38人机组5人，由于仪表显示起落架故障，3颗绿色信号灯全开标志起落架降下，恰是这3颗绿灯中有1颗没亮，机组人员不确认起落架安全落下。在沈阳上空盘旋2小时，空中耗油，一方面是为了在降落时轻且避免燃油起火爆炸，一方面也是为机组人员应急操作，在燃油耗尽前，无论何种情况也得迫降。在最后一次降落前完成一次超低空通飞，离地50米飞过机场，机场机务人员站在跑道上确认起落架降下，正常着陆。2014年2月4日幸福航空公司新舟60飞机在郑州降落时，起落架出现故障，导致机头触地，幸好无人员伤亡。

授课日期课次3班级机制2101/2102/2103、焊接2101数控2101/2102、模具2101课题第3章平面四杆机构3.3铰链四杆机构的演化形式3.4四杆机构的工作特性教学目标知识目标1.了解凸轮机构的类型、特点及应用场合；2.了解凸轮机构的常用运动规律及位移曲线绘制方法。能力目标1.能够正确选用凸轮机构的类型；2.能够正确绘制从动件位移曲线。素质目标1.应具有独立思考能力和学习能力；2.应具有较强的表达能力及沟通能力；3.应具有独立解决问题的能力；4.应具有实事求是的科学态度。教学重点1.凸轮机构的从动件等速运动规律和等加速等减速运动规律；2.凸轮机构的位移曲线绘制方法。教学难点凸轮机构的位移曲线绘制方法教学方法案例讲解、小组讨论、任务驱动、启发式教学手段多媒体、动画、视频教学过程设计复习旧课按行程速比系数K设计平面四杆机构的步骤导入新课1.凸轮机构的类型及应用2.凸轮机构的从动件常用运动规律媒体使用多媒体课件作业布置P56-1、2、3、问题总结凸轮机构的从动件常用运动规律及特点案例使用牛头刨床教学学时2课时。课后作业教学后记枯燥，多让学生自己寻找生活中的案例来分析职业学院教案首页

教学内容与教学过程设计注释复习旧课按行程速比系数K设计平面四杆机构的步骤。（1）求极位夹角θ（2）作摇杆的极限位置（3）求回转中心A（4）确定机构尺寸（5）校验最小传动角γmin≥导入新课1.凸轮机构的类型及应用2.凸轮机构的从动件常用运动规律一、凸轮机构的类型及应用（一）凸轮机构的组成及分类方法组成凸轮、从动件和机架三部分。特点（1）结构简单。（2）高副机构，易于磨损。分类1）按凸轮的形状（1）盘形凸轮（2）移动凸轮（3）圆柱凸轮2）按从动杆的端部形状（1）尖顶从动件（2）滚子从动件（3）平底从动件3）按从动件的运动形式（1）移动从动件（2）摆动从动件4）按凸轮与从动件锁合形式（1）力锁合（2）形锁合（二）凸轮机构的应用（三）凸轮和滚子的材料凸轮材料常用40Cr，滚子材料用20Cr。二、凸轮机构的从动件常用运动规律（一）凸轮机构的运动分析（二）从动件的常用运动规律（1）等速运动规律凸轮角速度ω为常数时，从动件速度υ不变。产生刚性冲击。（2）等加速等减速运动规律等加速、等减速运动规律，在前半程用等加速运动规律，后半程采用等减速运动规律，两部分加速度绝对值相等。产生柔性冲击，（3）简谐运动规律余弦加速度运动规律的加速度曲线为1/2个周期的余弦曲线，加速度曲线不连续，存在柔性冲击。问题总结凸轮机构的从动件常用运动规律及特点。（1）等速运动规律凸轮角速度ω为常数时，从动件速度υ不变。产生刚性冲击应用于中、小功律和低速场合。（2）等加速等减速运动规律等加速、等减速运动规律在运动起点、中点、终点产生柔性冲击，用于中速场合。（3）简谐运动规律存在柔性冲击，用于中速场合总结与巩固（小结、考核知识点、作业等）小结：通过这次课的学习，同学们要达到如下要求：1、了解凸轮机构的组成、特点、类型；2、了解从动件常用运动规律及应用；考核知识点：凸轮机构从动常用的运动规律的特点及应用；压力的概念及校核。作业：复习5分钟按凸轮机构的分类方法分析工程实例，从运动副是高副分析凸轮机构的特点。10分钟20分注意升-停-降-停字母的含义o-opens-stoph-huij-jin20分钟凸轮轮廓曲线形状决定凸轮机构从动件的运动规律。掌握各运动规律的准确含义。（1）从动件速度υ不变。（2）加速度绝对值相等。（3）加速度曲线为1/2个周期的余弦曲线。抓住各种运动规律在位移、速度、加速度上局部图像的特点。5分钟5分政融入点：效率。引导学生注重学习效率和工作效率，延伸到制定学习计划和工作计划，培养学生良好的职业素养。

授课日期课次班级机制2101/2102/2103、焊接2101数控2101/2102、模具2101课题第4章凸轮机构教学目标知识目标1.掌握反转法设计凸轮轮廓曲线的绘制方法；2.熟悉凸轮机构基本尺寸对凸轮机构的影响。能力目标1.能够正确图设计盘形凸轮轮廓曲线；能够正确分析凸轮机构基本尺寸对凸轮轮廓的影响素质目标1.应具有独立思考能力和学习能力；2.应具有较强的表达能力及沟通能力；3.应具有独立解决问题的能力；4.应具有实事求是的科学态度。教学重点1.反转法设计凸轮轮廓曲线；2.凸轮机构传力性能与基圆尺寸的关系。教学难点1.反转法设计凸轮轮廓曲线；2.凸轮机构传力性能与基圆尺寸的关系。教学方法案例讲解、小组讨论、任务驱动、启发式教学手段多媒体、动画、视频教学学时2课时。教学过程设计复习旧课凸轮机构的从动件常用运动规律及特点导入新课1.反转法绘制盘形凸轮轮廓曲线2.凸轮机构基本尺寸的确定媒体使用多媒体课件作业布置P56-4、5、6问题总结基圆半径与压力角的关系案例使用牛头刨床课后作业教学后记枯燥，多让学生自己寻找生活中的案例来分析职业学院教案首页

教学内容与教学过程设计注释复习提问凸轮机构的从动件常用运动规律及特点。（1）等速运动规律凸轮角速度ω为常数时，从动件速度υ不变。产生刚性冲击应用于中、小功律和低速场合。（2）等加速等减速运动规律等加速、等减速运动规律在运动起点、中点、终点产生柔性冲击，用于中速场合。（3）简谐运动规律存在柔性冲击，用于中速场合。导入新课1.反转法绘制盘形凸轮轮廓曲线2.凸轮机构基本尺寸的确定一、反转法设计盘形凸轮轮廓曲线反转法原理注意事项①基圆是指凸轮轮廓曲线上的基圆。②凸轮理论轮廓曲线与实际轮廓曲线是等距曲线。设计步骤①选比例尺μl作基圆r0。②反向等分各运动角。原则是：陡密缓疏。③确定反转后，从动件尖顶在各等份点的位置。④将各尖顶点连接成一条光滑曲线。2、滚子从动件已知凸轮的基圆半径r0，角速度ω和从动件的运动规律，设计该凸轮轮廓曲线。设计步骤：①选比例尺μl作基圆r0。②反向等分各运动角。原则是：陡密缓疏。③确定反转后，从动件尖顶在各等份点的位置。④将各尖顶点连接成一条光滑曲线。⑤作各位置滚子圆的内(外)包络线。二、凸轮机构基本尺寸的确定（一）滚子半径的确定为了使凸轮轮廓在任何位置既不变尖也不相交，滚子半径必须小于理论轮廓外凸部分的最小曲率半径ρmin。如果ρmin过小，按上述条件选择的滚子半径太小而不能满足安装和强度要求时。就应当把凸轮基圆尺寸加大，重新设计凸轮轮廓曲线。推（二）凸轮机构的压力角当压力角增大到某一值时，从动件将发生自锁（卡死）现象。推荐的许用压力角为：推程（工作行程）：移动从动件[a]=30°摆动从动件[a]=45°回程：因受力较小且无自锁问题，故许用压力角可取得大些，通常[a]=80°（三）基圆半径的确定基圆半径较大的凸轮对应点的压力角较小，传力性能好些，但结构尺寸较大；基圆半径小时，压力角较大，容易引自锁，但凸轮的结构比较紧凑。问题总结基圆半径与压力角的关系。基圆半径较大的凸轮对应点的压力角较小，传力性能好些，但结构尺寸较大；基圆半径小时，压力角较大，容易引自锁，但凸轮的结构比较紧凑。总结与巩固（小结、考核知识点、作业等）小结：通过这次课的学习，同学们要达到如下要求：1、了解凸轮机构的组成、特点、类型；2、了解从动件常用运动规律及应用；3、掌握图解法设计对心式尖顶从动件凸轮机构，凸轮设计中的滚子半径的选择，压力角及校核。考核知识点：凸轮机构从动常用的运动规律的特点及应用；压力角的概念及校核。作业：复习5分钟20分钟思政融入点：引入生活中雪中爬山人的脚印的例子，说明凸轮轮廓曲线的形成。细心观察，热爱生活，热爱专业。反转的含义是给整个凸轮机构加上和凸轮转向相反。对于轮子从动件中的基圆和压力角一定是轮子中心所在位置失真是机械加工中造成凸轮轮廓曲线被切除，不能连续。10分钟10分钟10分钟动画演示10分钟根据学生情况，省略推导过程，注重应用，只需要记住结论思政融入点：细心观察，热爱生活，热爱专业。引入生活中凸轮机构的应用案例，引导学生学会观察，勤于思考，培养良好的职业素养。10分钟10分钟思政融入点：事物的两面性。引导学生掌握并理解这一朴素的哲学原理。培养学生处理生活、学习中的各种矛盾的能力，养成良好的人际关系和社会关系。5分钟

授课日期课次班级机制2101/2102/2103、焊接2101数控2101/2102、模具2101课题间歇运动机构教学目标知识目标1.了解棘轮机构及其应用场合；2.了解槽轮机构及其应用场合；3.了解不完全齿轮机构及其应用场合。能力目标1.能够正确选择和应用棘轮机构完成机械运动的传递；2.能够正确选择和应用槽轮机构完成机械运动的传递；3.能够正确选择和应用不完全齿轮机构完成机械运动传递。素质目标1.应具有独立思考能力和学习能力；2.应具有较强的表达能力及沟通能力；3.应具有独立解决问题的能力；4.应具有实事求是的科学态度。教学重点棘轮、槽轮机构的结构及工作原理教学难点棘轮转角的调节方法教学方法案例讲解、小组讨论、任务驱动、启发式教学手段多媒体、动画、视频教学学时2课时。教学过程设计复习旧课凸轮机构的从动件常用运动规律及特点导入新课1.反转法绘制盘形凸轮轮廓曲线2.凸轮机构基本尺寸的确定媒体使用多媒体课件作业布置P56-4、5、6问题总结基圆半径与压力角的关系案例使用牛头刨床课后作业教学后记枯燥，多让学生自己寻找生活中的案例来分析职业学院教案首页

教学内容与教学过程设计注释复习旧课基圆半径与压力角的关系。基圆半径较大的凸轮对应点的压力角较小，传力性能好些，但结构尺寸较大；基圆半径小时，压力角较大，容易引自锁，但凸轮的结构比较紧凑。导入新课1.棘轮机构2.槽轮机构3.不完全齿轮机构一、棘轮机构（一）棘轮机构的工作原理分类外接、内接，单向、双向，单动、双动棘轮机构。1、棘轮机构的组成及工作原理机构组成：它主要有摇杆、棘爪、棘轮、制动爪和机架组成。弹簧使制动爪和棘轮保持接触。工作过程：摇杆逆时针摆动——棘爪插入齿槽——棘轮转过角度——制动爪划过齿背，摇杆顺时针摆动——棘爪划过脊背——制动爪组织棘轮作顺时针转动——棘轮静止不动，此当摇杆作连续的往复摆动时，棘轮将作单向间歇转动。2、棘轮机构的类型分类：齿式棘轮机构、摩擦式棘轮机构齿式棘轮机构：内啮合、外啮合锯齿型、矩形齿。（二）棘轮转角调节方法1、改变曲柄长度：改变曲柄长度，可改变摇杆的最大摆角的大小、从而调节棘轮转角。2、用覆盖罩调节转角：在摇杆摆角ψ不变的前提下，转动覆盖罩遮挡部分棘轮，可调节棘轮转角的大小。3、用双动棘爪调节机构转角。（三）棘轮机构的特点和应用优点：结构简单，制造方便，工作可靠，棘轮每次转动的转角等于棘轮齿矩角的整数倍，广泛用于各类机械中。缺点：工作时冲击较大，棘爪在齿背上滑国时会发出噪声。适用与低速、轻载和棘轮转角不大的场合。1、间歇进给式输送：牛头刨床进给机构，浇铸式流水进给装置。2、超越运动与超越离合器：自行车飞轮。、二、槽轮机构（一）槽轮机构的工作原理和类型组成由带圆销的主动拨盘1、具有径向槽的从动槽轮2和机架。工作原理动拨盘1以做等角速度作连续转动时，驱动从动槽轮2做时动时停的单向间歇运动。当拨盘上的圆柱销没有进入槽轮的径向槽时，槽轮的内凹锁止弧面被拔盘上的外凸锁止弧面卡住，槽轮静止不动。当圆柱销进入槽轮的径向槽时，锁止弧面被松开，则圆柱销驱动槽轮转动。当拨盘上的圆柱销离开径向槽时，下—个锁止弧面又被卡住，槽轮又静止不动。由此将主动件的连续转动转换为从动槽轮的间歇转动。槽轮每一次转动转过的角度为（Z为槽数）；而主动拨盘转动一周，槽轮转动的次数取决于主动销数k。而k=2，即双圆销外槽轮机构，拨盘转动一周，槽论将反向转动两次。槽轮Z必须不少于3。常取Z=4~8。而圆销数k是不能随意选取的，当Z=3时，k=1~5；当Z=4或Z=5时，k=1~3；当Z=6时，k=1~2。对于内槽轮机构，k只能取1。分类外槽轮、内槽轮机构。（二）槽轮机构的特点和应用优点：结构简单，工作可靠，传动平稳性好，能准确控制槽轮转动的角度。缺点：槽轮的转角大小不能调整，且在槽轮转动的始、末位置存在冲击。应用：一般应用与转速较低，要求间歇地转动一定角度的分度装置中。三、不完全齿轮机构（一）不完全齿轮机构的工作原理和类型组成由一个或几个轮齿的不完全齿轮(主动轮)、具有正常轮齿和带锁止弧的齿轮(从动轮)及机架。工作原理它与普通渐开线齿轮机构的主要区别在于该机构的主动轮仅有一个或几个齿。当主动轮1的有齿部分与从动轮轮齿结合时，推动从动轮2转动；当主动轮1的有齿部分与从动轮脱离啮合时，从动轮停歇不动。因此，当主动轮连续转动时，从动轮获得时动时停的间歇运动。为防止从动齿轮反过来带动主动齿轮转动，应设置锁止弧。分类外啮合和内啮合不完全齿轮机构。不完全齿轮机构的特点和应用优点：结构简单，工作可靠，传递力大，从动轮转动和停歇的次数、时间、转角大小等的变化范围较大。缺点：工艺复杂，从动轮的开始和结束的瞬时，会造成较大冲击。从动轮的运动时间和静止时间的比例不受机构结构的限制，一般只用于低速或轻载场合，如多工位自动、半自动机械中用作工作台的间歇转位机构，以及某些间歇进给机构、计数机构等。问题总结棘轮转角调节方法。（1）调节摇杆摆动角度大小，控制棘轮的转角。（2）用遮板调节棘轮转角。棘轮转角可以调节，槽轮的转角大小不能调整。能够分析自行车飞轮空转现象。

授课方案授课教师曹丽娜课程名称机械设计基础单元授课时间年月日年月日年月日第周第周第周星期星期星期第节第节第节班班班授课章节1.带传动的组成、类型及特点2.V带和V带轮3.带传动的受力分析和应力分析教学目标知识目标：1.了解带传动的特点、类型及应用；2.熟悉V带结构和国家标准以及V带轮的常用材料和结构；3.掌握带传动的受力分析和应力分析的方法。能力目标：能够正确分析带传动的受力情况素质目标：1.应具有独立思考能力和学习能力；2.应具有较强的表达能力及沟通能力；3.应具有独立解决问题的能力；4.应具有实事求是的科学态度。重点难点1.带传动的受力分析；2.带传动的应力分析。教学地点普通教室□一体化教室□多媒体教室eq\o\ac(□,√)实训室□实验室□企业现场□其他教学方法及手段常规教学□启发式教学□现场教学□案例教学eq\o\ac(□,√)问题教学□项目教学eq\o\ac(□,√)多媒体教学eq\o\ac(□,√)演示教学□其他教学过程设计复习旧课基圆半径与压力角的关系导入新课1.带传动的组成、类型及特点2.V带与V带轮3.带传动受力分析和应力分析媒体使用多媒体课件作业布置P88-1、2问题总结带传动的应力分析案例使用带式输送机教学后记授课内容复习旧课基圆半径与压力角的关系。基圆半径较大的凸轮对应点的压力角较小，传力性能好些，但结构尺寸较大；基圆半径小时，压力角较大，容易引自锁，但凸轮的结构比较紧凑。导入新课1.带传动的组成、类型及特点2.V带与V带轮3.带传动受力分析和应力分析一、带传动的组成及特点（一）带传动组成及类型1.带传动组成组成由主动轮、传动带和从动轮。按传动原理分类摩擦带传动啮合带传动特点：传动平稳,噪声小,可缓冲吸振,有过载保护,可远距离传动,结构简单,制造、安装和维护方便,但传动比不准确,效率较低,寿命较短,且对轴的压力大，不适合用于高温、易爆及有腐蚀性介质的场合。应用：摩擦带传动适用于传动平稳、传动比要求不很严格及传动中心、矩较大的场合。常应用于传动比不要求准确、功率P<100kWv=5~25m/s、传动比i<5以及有过载保护的场合。二、V带和V带轮（一）V带的结构和标准1.V带的结构2.V带的标准普通V带的结构普通V带按截面尺寸分为七种型号Y、Z、A、B、C、D、E，其中Y型截面最小，E型截面最大。讨论：生活中什么机器中见到带传动？徐工XGC88000履带式起重机是徐工与中石化第十建设有限公司针对实际工况，进行联合研发的世界上单台起重能力最大的履带式起重机，其最大额定起重力矩88000吨米，最大起吊高度216米，最大起重能力3600吨，创造了“全球起重能力最大、工况覆盖最全、安全可靠性更强、运输效率最优、经济适用性最高”五项纪录，拥有3项国际首创技术、6项国际领先技术，以及80多项国家专利……真正实现了“中国制造、高端创造”的国人梦想。啮合带传动的同步带传动能保证准确的传动比，其适应的速度范围广（v≤50m/s），传动比大（i≤12），传动效率高（η=0.98~0.99）。职业技术学院教案用纸职业技术学院教案用纸No2授课内容（2）V带参数节宽、基准直径、基准长度（普通V带的基准长度系列）、V带的公称长度。（3）V带标记类型—基准长度国标标准编号例如A—1400GB/T13575.1—2008表示A型普通V带，基准长度为1400mm。（二）V带轮的结构1.V带轮参数基准宽度bp、槽顶宽b、基准线至槽顶高度hamin、基准线至槽顶深度h、第一槽对称线至端面距离f、槽间距e、最小轮缘厚度δ、轮缘宽度B。2.V带轮的材料带轮材料常采用灰铸铁、钢、铝合金或工程塑料，其中灰铸铁应用最广。3.V带轮的结构带轮由轮缘、轮辐、轮毂三部分组成。可分为实心式、腹板式和轮辐式。三、带传动的受力分析和应力分析（一）带传动的受力分析1.带传动的有效拉力初拉力有效圆周力传递的功率2.带传动的最大有效圆周力影响带所传递的圆周力的因素初拉力（2）当量磨擦系数（3）包角1≥120º。（二）带传动的应力分析V带传动的传动能力较大，在传动比较大时、要求结构紧凑的场合应用较多，是带传动的主要类型。在同样得条件下，平带V带在接触面上所受得正压力不同，V带传动产生的摩擦力比平带大的多。所以一般机械中多采用V带。会分析解释V带标记。根据V带轮的基准直径选择V带轮的结构。最好把公式变换容易看清影响有效圆周力的因素，避免分子分母都含有字母。公式应用时注意各个字母的含义及单位符号（1）拉应力紧边拉应力松边拉应力紧边拉应力大于松边拉应力。（2）弯曲应力小带轮的弯曲应力大于大带轮的弯曲应力。（3）离心应力=处处相等。带工作时应力分布情况如图所示。带上最大应力发生在紧边开始绕上小带轮处：带工作在交变应力状态下，当应力循环次数达到一定值时，将发生疲劳破坏。总结与巩固（小结、考核知识点、作业等）小结：通过这次课的学习，同学们要达到如下要求：1、了解带传动的组成、类型、特点及其应用；2、了解普通V带的结构和标准；普通V带轮的常用材料与结构3、掌握带传动的受力分析和应力分析。4、理解带传动的弹性滑动及其传动比计算；5、理解打滑的产生原因，现象及危害考核知识点：带传动的类型；普通V带的结构和标准；弹性滑动和打滑作业：复习，预习问题总结带传动应力分析。（1）拉应力紧边拉应力大于松边拉应力。（2）弯曲应力小带轮的弯曲应力大于大带轮的弯曲应力。（3）离心应力离心应力处处相等。带上最大应力发生在紧边开始绕上小带轮处。V带上最大应力位置是发生在紧边开始绕上小带轮处

职业学院教案首页授课教师曹丽娜课程名称机械设计基础单元授课时间年月日年月日年月日第周第周第周星期星期星期第节第节第节班班班授课章节1.带传动的弹性滑动、打滑和设计准则2.带传动的张紧、安装与维护教学目标知识目标：1.掌握带传动弹性滑动和传动比的概念及计算方法；2.掌握带传动的失效形式及设计方法；3.熟悉带传动的张紧和安装方法。能力目标：1.能够正确分析带传动的失效形式及设计准则；2.能够正确操作带传动的张紧和安装方法。素质目标：1.应具有独立思考能力和学习能力；2.应具有较强的表达能力及沟通能力；3.应具有独立解决问题的能力；4.应具有实事求是的科学态度。重点难点1.带传动的弹性滑动、打滑产生原因；2.带传动的张紧方法。教学地点普通教室□一体化教室□多媒体教室eq\o\ac(□,√)实训室□实验室□企业现场□其他教学方法及手段常规教学□启发式教学□现场教学□案例教学eq\o\ac(□,√)问题教学□项目教学eq\o\ac(□,√)多媒体教学eq\o\ac(□,√)演示教学□其他教学过程设计复习旧课带传动的应力分析导入新课1.带传动的弹性滑动、打滑和设计准则2.带传动的张紧、安装与维护媒体使用多媒体课件作业布置P88-3、4、5问题总结弹性滑动和打滑现象分析案例使用带式输送机教学后记职业学院教案用纸No1授课内容复习旧课V带传动应力的特点。（1）拉应力紧边拉应力大于松边拉应力。（2）弯曲应力小带轮的弯曲应力大于大带轮的弯曲应力。（3）离心应力离心应力处处相等。带上最大应力发生在紧边开始绕上小带轮处。导入新课1.带传动的弹性滑动、打滑和设计准则2.带传动的张紧、安装与维护一、带传动的弹性滑动、打滑和设计准则（一）带传动的弹性滑动和打滑1.带传动的弹性滑动弹性滑动是不可避免，2＜1，滑动率2.带传动的打滑打滑是可以避免的。将造成带的严重磨损并使从动轮转速急剧降低，致使传动失效。（二）带传动的主要失效形式与设计准则失效形式打滑和带的疲劳损坏。设计准则为在保证带传动不打滑的前提下，使带具有一定的疲劳强度和寿命。保证带不打滑，则带的最大有效圆周力必须满足的条件比较打滑与弹性滑动的区别，这是两种不同的失效形式，是否可以避免启发学生自主得出结论职业学院教案用纸No2授课内容保证带具有一定的疲劳强度，必须满足强度条件≤二、带传动的张紧、安装与维护（一）带传动的张紧张紧方法（1）调节中心距定期张紧自动张紧（2）采用张紧轮张紧轮应布置在松边的内侧并尽可能靠近大带轮。如设置在外侧时，则应靠近小轮，可以增加小轮的包角，提高带轮的工作能力。（二）带传动的安装与维护初拉力的控制（1）安装V带时，张紧程度合适。（2）安装时两轮轴线必须平行，且两带轮相应的V型槽的对称平面应重合。（3）V带的顶面应与带轮外缘表面平齐或略高出一些，底面与槽底应有一定的间隙。（4）新带使用前，新旧V带不能同组使用。问题总结弹性滑动和打滑现象分析。弹性滑动由于带的弹性变形而引起的弹性变形而引起的带与带轮之间的相对滑动，是不可避免的。打滑当需要传递的有效圆周力大于极限摩檫力时，带与带轮间将发生全面滑动现象，是一种带传动的主要失效形式，是可以避免的。观看各种不同张紧装置的动画和图片初拉力的控制与带的松紧程度有关，在工厂设备的安装中具有实用价值。注意张紧轮的位置是在内侧还是外侧，影响带轮的包角。师生共同复习，练习，穿插提问。总结与巩固（小结、考核知识点、作业等）小结：通过这次课的学习，同学们要达到如下要求：了解V带传动的张紧、安装和维护。学会分析打滑和弹性滑动理解打滑的产生原因、现象和危害考核知识点：V带传动的张紧、打滑、弹性滑动。作业：

授课方案授课教师曹丽娜课程名称机械设计基础单元授课时间年月日年月日年月日第周第周第周星期星期星期第节第节第节班班班授课章节1.齿轮传动的特点及类型2.渐开线齿轮的齿廓及啮合特性3.渐开线标准直齿圆柱齿轮的主要参数和几何尺寸计算教学目标知识目标：1.了解齿轮的类型、特点和应用场合；2.掌握齿轮传动的基本参数和几何尺寸计算。能力目标：能够正确计算渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸素质目标：1.应具有独立思考能力和学习能力；2.应具有较强的表达能力及沟通能力；3.应具有独立解决问题的能力；4.应具有实事求是的科学态度。重点难点1.齿轮机构主要参数选择及其对传动的影响2.标准直齿圆柱齿轮的基本尺寸计算教学地点普通教室□一体化教室□多媒体教室eq\o\ac(□,√)实训室□实验室□企业现场□其他教学方法及手段常规教学□启发式教学□现场教学□案例教学eq\o\ac(□,√)问题教学□项目教学eq\o\ac(□,√)多媒体教学eq\o\ac(□,√)演示教学□其他教学过程设计复习旧课弹性滑动和打滑现象分析导入新课1.齿轮传动的特点及类型2.渐开线齿轮的齿廓及啮合特性3.渐开线标准直齿圆柱齿轮的主要参数和几何尺寸计算媒体使用多媒体课件作业布置P137-1、2、3问题总结直齿圆柱齿轮的基本参数影响因素案例使用带式输送机教学后记理论分析难，学生感觉晦涩难懂；利用公式进行尺寸计算，按理说可以学会，但学生不想废力气去算；班级之间差别大，学生层次差别很大，导致能学会的同学也不愿意去学了，现实很悲情。播放高铁齿轮的自主生产视频授课内容复习旧课弹性滑动和打滑现象分析。弹性滑动由于带的弹性变形而引起的弹性变形而引起的带与带轮之间的相对滑动，是不可避免的。打滑当需要传递的有效圆周力大于极限摩檫力时，带与带轮间将发生全面滑动现象，是一种带传动的主要失效形式，是可以避免的。导入新课1.齿轮传动的特点及类型2.渐开线齿轮的齿廓及啮合特性3.渐开线标准直齿圆柱齿轮的主要参数和几何尺寸计算一、齿轮传动的特点及类型（一）齿轮传动的特点（二）齿轮传动的类型（1）按两轮轴线的相对位置平行轴齿轮传动geardrivewithparallelaxes相交轴齿轮传动geardrivewithintersectingaxes交错轴齿轮传动geardrivewithnon-parallelnon-intersectingaxes（2）按形状分圆柱齿轮传动、圆锥齿轮传动和蜗轮蜗杆传动（3）按轮齿齿廓曲线形状渐开线齿轮、圆弧齿轮和摆线齿轮传动按齿向分:直齿、斜齿、人字齿（5）按工作条件开式和闭式齿轮传动二、渐开线齿轮的齿廓及啮合特性（一）渐开线齿廓1.渐开线的形成2.渐开线的性质（1）发生线沿基圆滚过的线段长度等于基圆上被滚过相应弧长。（2）渐开线上任意一点法线与基圆相切。（3）渐开线的形状取决于基圆大小。（4）基圆内无渐开线。（5）压力角齿轮gear齿轮传动geardrive平行轴齿轮传动Geardrivewithparallelaxes相交轴齿轮传动Intersectingaxes交错轴Non-parallelnon-intersectingaxes思政融入点：1.介绍齿轮的发展历史；2.引入上海机床厂的磨床设备，通过机床厂磨床设备的应用及发展前景，让学生了解齿轮机构传动的重要性，了解齿轮机构的传动精度决定了一台机床的性能，让学生以工匠精神对待机构设计与创新，不断提升产品的设计指标。3.总结强调：刻苦学习，成绩的取得来之不易，向大师们学习，实现自我价值。高铁CRH380A齿轮箱的自主研发引领中国高铁、高端装备制造的高质量发展视频，培养学生民族自豪感、爱国主义精神和世界大格局精神。职业学院教案用纸No2授课内容渐开线上各点的压力角不同。离基圆越远的点，压力角越大，渐开线在基圆上点的压力角为零。（二）渐开线齿廓的啮合特性1.瞬时传动比恒定2.中心距可分性3.啮合角和传力方向恒定三、渐开线标准直齿圆柱齿轮的主要参数和几何尺寸计算（一）渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分的名称和符号（二）直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算1）模数2）压力角3）齿数4）齿顶高系数5)顶隙系数全齿高（三）公法线长度思政融入点：坚守标准化，履行职业规范。通过介绍标准化的概念和作用，强化同学们的标准化意识，引导同学树立职业规范意识，培养学生的职业道德素养。1.问题导入：何为标准化；2.习近平的“标准化”观，促进世界互联互通，引领时代进步，助力发展等等。模数是决定齿轮及其轮齿大小和承载能力的重要参数压力角是决定齿轮齿廓开关和齿轮啮合性能的重要参数齿数影响齿轮的几何尺寸和齿廓曲线的形状职业学院教案用纸授课内容合理的跨齿数例题7-1同步练习1.某标准直齿圆柱齿轮，已知齿距p=12.56mm，齿数z=20，正常齿制。求该齿轮的分度圆直径d、齿顶圆直径da、、齿根圆直径df、基圆直径db、、齿高h及齿厚s。(cos20º≈0.94)解答：p＝12.56mm，m=4mm;分度圆直径d=m·z=4×20=80mm;基圆直径db=d·cos20º=75.2mm;齿顶圆直径da=m·(Z+2ha*)=88mm;齿根圆直径df=m·(Z－2ha*－2c*)=70mm;齿高h=m·(2ha*+c*)=9mm;齿厚s=6.28mm2.某标准直齿圆柱齿轮，已知齿顶圆直径da=228mm、、齿根圆直径df=208mm，齿数z=30，正常齿制。求该齿轮的分度圆直径d、齿根高h及齿距p。(cos20º≈0.94)问题总结直齿圆柱齿轮的基本参数影响因素。模数是决定齿轮及其轮齿大小和承载能力。压力角是决定齿轮齿廓开关和齿轮啮合性能。齿数影响齿轮的几何尺寸和齿廓曲线的形状。总结与巩固（小结、考核知识点、作业等）小结：通过这次课的学习，同学们要达到如下要求：掌握渐开线的形成及性质掌握渐开线标准直齿圆柱齿轮的主要参数及几何尺寸计算考核知识点：渐开线的性质；渐开线标准直齿圆柱齿轮的主要参数及几何尺寸计算作业：P112:3-2、3-3；复习，预习计算时应先确定合理的跨齿数再测量公法线长度代入公式确定齿轮的模数，与设计的模数值进行比较。

授课方案授课教师曹丽娜课程名称机械设计基础单元授课时间年月日年月日年月日第周第周第周星期星期星期第节第节第节班班班授课章节1.渐开线齿轮的啮合传动2.渐开线齿轮的切制原理与根切现象教学目标知识目标：1.了解渐开线齿廓啮合的基本定律；2.熟悉渐开线齿轮的切制方法、根切现象。能力目标：1.能够正确计算渐开线齿轮重合度；2.能够正确选择渐开线齿轮的切制方法。素质目标：1.应具有独立思考能力和学习能力；2.应具有较强的表达能力及沟通能力；3.应具有独立解决问题的能力；4.应具有实事求是的科学态度。重点难点1.齿轮机构正确啮合与连续传动的条件；2.渐开线齿轮的加工方法。教学地点普通教室□一体化教室□多媒体教室eq\o\ac(□,√)实训室□实验室□企业现场□其他教学方法及手段常规教学□启发式教学□现场教学□案例教学eq\o\ac(□,√)问题教学□项目教学eq\o\ac(□,√)多媒体教学eq\o\ac(□,√)演示教学□其他教学过程设计复习旧课直齿圆柱齿轮的基本参数影响因素导入新课1.渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动2.渐开线齿廓的切削原理与根切现象媒体使用多媒体课件作业布置P138-4、5、6问题总结直齿圆柱齿轮的正确啮合条件和重合度案例使用带式输送机教学后记齿轮加工视频的播放引领学生更直观的了解其加工过程，从而思考其加工原理，否则原理很难讲解.职业