西理工机械设计教案

西安理工大学教案(首页)学院(部)：机械与精密仪器学院系(所)：机械设计系课程名称机械设计课程代码02210040总学时：72学时讲课：66学时上机：学时实验：6学时学分课程类别必修课()校级任选课()院级任选课()学位课()授课专业机械设计、制造及其自动化授课班级机031、2、3任课教师郗向儒朱红英职称教授讲师教学目的和要求本课程是机械类专业教学计划中的主干课之一，是一门技术基础课。通过教学培养学生具备一定的机械设计能力，因而本课程在教学内容方面：着重基本知识、基本理论和基本方法；在培养实践能力方面，着重设计构思和设计机能的基本训练。主要任务：1掌握通用零、部件的工作原理、特点、选用、常规设计原理与方法和机械设计的一般规律，具有设计机械传动装置和简单机械的能力。2树立正确设计思想。3具有运用标准、规范手册、图册和查阅有关技术资料的能力。4掌握典型零件的实验方法、获得实验技能的基本训练。5对机械设计的新发展有所了解。教学重点、难点本课程研究对象和性质上的特点，决定了内容本身的繁杂性，主要体现在“关系多、门类多、要求多、公式多、图形多、关系多”，因找出各零件的共性，明确相应的设计规律，使“六多”为我所用。主要的精力应放在零件的结构、选材、工况、受力、失效形式及设计准则，而对公式的推导、曲线的来历、经验数据的取得等只作一般的了解。教材和参考书教材：《机械设计》第七版.濮良贵、纪名刚主编.高等教育出版社.2001实验教材：《机械设计实验指导书》.熊绮华、刘泽明编课程设计教材：《机械原理课程设计手册》.周春国、王慧武编辅助教材：机械设计作业集李育锡主编.高等教育出版社.2001

西安理工大学教案(章节备课)学时：1章节第一章绪论教学目的和要求1、是本课程的序幕与总纲。2、明确机械设计在四化建设中的重要作用；弄请零件设计在机械设计中的地位；3、了解本课程的内容、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，从而对整个课程获得一个鸟瞰。重点难点重点：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。教学进程(含章节教学内容、学时分配、教学方法、辅助手段)本章安排1个学时教学内容：§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。教学方法及教学手段：通过现场与实物教学使学生从感性上进一步了解本课程研究的对象和内容，体会学习本课程的目的，并进一步调动他们学习本课程的兴趣和积极性。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“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。1、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?2、以一个例子说明，一台完整的机器通常由哪些基本部分组成？主要参考资料1、《机械设计》第七版.濮良贵、纪名刚主编.高等教育出版社.20012、机械设计作业集李育锡主编.高等教育出版社.2001备注

西安理工大学教案(章节备课)学时：2章节第二章机械设计概论教学目的和要求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。对机械设计领域的发展趋势有所了解。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。通过以上内容的学习要使学生从整体上建立设计，尤其是机械零件设计的总括性概念，以及掌握对机器和机械零件的基本要求。重点难点重点：机械零件设计的主要要求和方法、机械零件材料及其选用难点：设计时从全局的观点出发考虑本章各节内容的联系。教学进程(含章节教学内容、学时分配、教学方法、辅助手段)本章计划用2学时讲完。教学内容：§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教学方法及手段：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。1.设计机器应满足的要求和设计程序有哪些？试选定一台机器，分析设计时应满足的要求和其设计顺序。设计机械零件要满足的要求和具体步骤有哪些？机械零件有哪些主要试销形式？试结合日常接触的机器举出其中几种零件的失效形式，并分析其原因。设计计算与校核计算有什么区别？个在什么条件下使用？主要参考资料《机械设计》（第七版），濮良贵、纪名刚主编，高等教育出版社，2001《机械设计作业集》（第二版），李育锡主编，高等教育出版社，2001《机械设计课程设计手册》，周春国、王慧武编，西安理工大学，2003备注

西安理工大学教案(课时备课)第1次课2学时课目、课题§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教学目的和要求1、掌握机器及其组成要素、机械系统、机械、机器、零件、通用零件等概念、机械零件的设计计算和校核计算。2、了解设计机器设计的基本原则和程序、设计机械零件要满足的要求和步骤、机械零件材料及其选用及机械设计领域的发展趋势重点难点重点：机械零件设计的主要要求和方法、机械零件材料及其选用难点：设计时从全局的观点出发考虑本章各节内容的联系。教学进程(含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计)1、教学内容：机器的组成、设计机器的一般程序于、对机器的主要要求、机械零件的主要失效形式、设计机械零件时应满足的基本要求、机械零件的设计准则、机械零件的设计方法、机械零件设计的一般步骤、机械零件的材料及其选用、机械零件设计中的标准化、机械设计现代方法简介2、教学方法：在讲解机器的组成时要注意：不管是机器的基本组成部分，还是其余部分，都包含有有机械零件、部件构成的机械系统。在设计机器的一般顺序一节要是学生对机器设计过程有一个总体概念外，还要着重说明零件和部件设计在整部机器设计中所占的地位及其重要。再结构工艺知识方面学生往往知识不够全面，也不够重视，本章要让学生正确理解和掌握机构工艺性的要求，并用比较典型的例子说明。零件设计时必须选材，在材料这一节着重要阐明材料的选择原则等。还要让学生逐步熟悉国家标准、规范等。3、教学手段：采用多媒体课件课堂讲授为主，图片演示几种常用的机器的组成。作业布置主要参考资料《机械设计》（第七版），濮良贵、纪名刚主编，高等教育出版社，2001《机械设计作业集》（第二版），李育锡主编，高等教育出版社，2001《机械设计课程设计手册》，周春国、王慧武编，西安理工大学，2003课后自我总结分析西安理工大学教案(章节备课)学时：4章节第三章机械零件的强度教学目的和要求本章把各种零件强度计算的共性问题集中到一起，略去零件的具体内容，突出阐述强度计算的基本理论和方法。目的在于使学生了解以后各章中，各种强度计算方法从本质与原则上是一样的，只是形式上有所不同，仅来源于零件本身的特殊性及设计工作中的一些惯例。重点难点重点：极限应力曲线的意义及应用（在不同循环特性下）难点：双向不稳定变应力时零件的疲劳强度计算教学进程(含章节教学内容、学时分配、教学方法、辅助手段)本章研究的内容主要集中在各种零件强度计算的共性问题，略去零件的具体内容，突出阐述强度计算的基本理论和方法。本章理论教学安排4个学时。分2讲讲授第一讲2学时教学内容：§3-1材料的疲劳特性教学方法及手段：以多媒体课件讲解为主，讲解例题，课堂提问，布置思考题。第二讲2学时教学内容：§3-2机械零件的疲劳强度计算教学方法及手段：以多媒体课件讲解为主，讲解例题，课堂提问，布置思考题。1举例说明应力计算时得力学模型与机械零件实际工况之间的差异？2什么机器的零件工作时的应力变化规律符合：a);b);c)主要参考资料《机械设计》（第七版），濮良贵、纪名刚主编，高等教育出版社，2001《机械设计作业集》（第二版），李育锡主编，高等教育出版社，2001《机械设计课程设计手册》，周春国、王慧武编，西安理工大学，2003备注西安理工大学教案(课时备课)第1次课2学时课目、课题§3-1材料的疲劳特性教学目的和要求了解疲劳曲线与极限应力曲线的来源、意义及用途；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；重点难点重点：极限应力曲线的意义及应用（在不同循环特性下）难点：极限应力曲线的意义及应用（在不同循环特性下）教学进程(含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计)学内容：§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2、教学方法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。3、教学手段：以多媒体课件讲解为主，讲解例题，课堂提问，布置思考题。作业布置主要参考资料《机械设计》（第七版），濮良贵、纪名刚主编，高等教育出版社，2001《机械设计作业集》（第二版），李育锡主编，高等教育出版社，2001《机械设计课程设计手册》，周春国、王慧武编，西安理工大学，2003课后自我总结分析西安理工大学教案(课时备课)第2次课2学时课目、课题§2机械零件的疲劳强度计算教学目的和要求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；重点难点重点：单向稳定变应力时的强度计算方法难点：双向变应力时的强度校核方法教学进程(含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计)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。3、教学手段：以多媒体课件讲解为主，讲解例题，课堂提问，布置思考题。作业布置机械设计作业集：3-18、3-20主要参考资料《机械设计》（第七版），濮良贵、纪名刚主编，高等教育出版社，2001《机械设计作业集》（第二版），李育锡主编，高等教育出版社，2001《机械设计课程设计手册》，周春国、王慧武编，西安理工大学，2003课后自我总结分析西安理工大学教案(章节备课)学时：8章节第五章螺纹联接教学目的和要求1、螺纹联接的基本知识,应了解螺纹及螺纹联接件的类型、特性、标准、结构、应用场合及有关的防松方法等,以便在设计时能够正确地选用它们。2、掌握螺纹联接的结构设计原则及强度计算的理论与方法，正确进行螺栓组的受力分析，设计出可靠的螺栓组联接。重点难点1、本章重点有两个：1）各类不同外载荷情况下，螺栓组中各螺栓的受力分析；2）螺纹联接的强度计算，尤其是承受轴向拉伸载荷的紧螺纹联接的强度计算。2、本章难点：承受倾覆力矩的底板螺栓组联接的设计。教学进程(含章节教学内容、学时分配、教学方法、辅助手段)本章的理论教学时数为8学时，分4讲讲授第一讲：2学时教学内容：§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。教学方法及手段：课堂以多媒体讲授为主，辅以教具。第二讲：2学时教学内容：§5-5螺纹联接的强度计算教学方法及手段：课堂以多媒体讲授为主，辅以教具。第三讲：2学时教学内容：§5-6螺栓组联接的设计教学方法及手段：课堂以多媒体讲授为主，辅以教具。第四讲：2学时教学内容：§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；设计举例教学方法及手段：课堂以多媒体讲授为主，辅以教具。常用的螺纹有哪几类？各有什么特点？哪些已标准化？常用的螺纹联接零件有哪些？螺纹联接有哪几种基本类型？各适用于什么场合？螺纹联接为什么要预紧？预紧力的大小如何保证？螺纹联接常用的防松方法有哪几种？它们是如何防松的？其可靠性如何？主要参考资料《机械设计》（第七版），濮良贵、纪名刚主编，高等教育出版社，2001《机械设计作业集》（第二版），李育锡主编，高等教育出版社，2001《机械设计课程设计手册》，周春国、王慧武编，西安理工大学，2003备注西安理工大学教案(课时备课)第1次课2学时课目、课题§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。教学目的和要求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,以便在设计时能够正确地选用它们。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重点难点重点：螺纹的主要参数；常用的防松方法难点：螺纹联接的预紧力矩T的确定；防松的根本问题教学进程(含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计)1、教学内容：本讲的教学内容有四部分：螺纹；螺纹联接的类型和标准联接件,；螺纹联接的预紧；螺纹联接的防松。2、教学方法：从“联接”术语讲起，讲解联接的普遍性、重要性，介绍各种联接，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。3、教学手段：利用多媒体，结合图片、图象及教具进行讲授。作业布置主要参考资料《机械设计》（第七版），濮良贵、纪名刚主编，高等教育出版社，2001《机械设计作业集》（第二版）李育锡主编，高等教育出版社，2001课后自我总结分析西安理工大学教案(课时备课)第2次课2学时课目、课题§5-5螺纹联接的强度计算教学目的和要求熟练掌握松螺纹联接的强度计算。熟练掌握仅受预紧力的紧螺栓联接的强度计算。熟练掌握受预紧力和工作拉力的紧螺栓联接。重点难点重点：各种受力情况下螺栓联接的强度计算。难点：受预紧力和工作拉力的紧螺栓联接的强度计算。教学进程(含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计)1、教学内容：螺纹联接的强度计算：松螺纹联接的强度计算；仅受预紧力的紧螺栓联接的强度计算；受预紧力和工作拉力的紧螺栓联接的强度计算；承受工作剪力的紧螺栓联接的强度计算。2、教学方法：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。强度条件为：MPa或（mm）。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σ，螺纹摩擦力矩T1→产生剪应力τ，复合应力状态，接第四强度理论：∴强度条件为：Mpa或：（mm）。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。3、教学手段：利用多媒体，结合图片、图象及教具进行讲授。作业布置机械设计作业集：5-22主要参考资料《机械设计》（第七版），濮良贵、纪名刚主编，高等教育出版社，2001《机械设计作业集》（第二版），李育锡主编，高等教育出版社，2001《机械设计课程设计手册》，周春国、王慧武编，西安理工大学，2003课后自我总结分析西安理工大学教案(课时备课)第3次课2学时课目、课题§5-6螺栓组联接的设计教学目的和要求掌握螺栓组联接的结构设计。熟练掌握螺栓组联接的受力分析。重点难点螺栓组联接的受力分析教学进程(含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计)教学内容：螺栓组联接的结构设计；螺栓组联接的受力分析2、教学方法：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；受轴向载荷的螺栓组联接；受倾覆力矩的螺栓组联接。3、教学手段：利用多媒体，结合图片、图象及教具进行讲授。作业布置主要参考资料《机械设计》（第七版），濮良贵、纪名刚主编，高等教育出版社，2001《机械设计作业集》（第二版），李育锡主编，高等教育出版社，2001《机械设计课程设计手册》，周春国、王慧武编，西安理工大学，2003课后自我总结分析西安理工大学教案(课时备课)第4次课2学时课目、课题§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；设计举例教学目的和要求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。重点难点提高螺纹联接强度的措施教学进程(含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计)教学内容：螺纹联接件的材料及许用应力；提高螺纹联接强度的措施；设计举例教学方法：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20~40HB）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（a）由前知，a↓，△F↓a)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3、教学手段：利用多媒体，结合图片、图象及教具进行讲授。作业布置机械设计作业集：5-23、5-24主要参考资料《机械设计》（第七版），濮良贵、纪名刚主编，高等教育出版社，2001《机械设计作业集》（第二版），李育锡主编，高等教育出版社，2001《机械设计课程设计手册》，周春国、王慧武编，西安理工大学，2003课后自我总结分析西安理工大学教案(章节备课)学时：2章节第六章键、花键、无键联接和销联接教学目的和要求解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。重点难点键与花键的类型、尺寸选择和强度校核方法。教学进程(含章节教学内容、学时分配、教学方法、辅助手段)本章的理论教学时数为2学时，用1讲讲授教学内容：§6-1键联接；§6-2花键联接；§6-3无键联接；§6-4销联接。教学方法及手段：课堂以多媒体讲授为主，辅以教具。如何选取普通平键的尺寸bhL?它的公称长度L与工作长度l之间有什么关系？圆头、方头及单圆头普通平键各有何优缺点？分别用在什么场合？轴上键槽是怎样加工的？普通平键联接有哪些失效形式？主要失效形式是什么？怎样进行强度校核？如经校核判定强度不足时，可采取哪些措施？主要参考资料《机械设计》（第七版），濮良贵、纪名刚主编，高等教育出版社，2001《机械设计作业集》（第二版），李育锡主编，高等教育出版社，2001《机械设计课程设计手册》，周春国、王慧武编，西安理工大学，2003备注西安理工大学教案(课时备课)第1次课2学时课目、课题第六章键、花键、无键联接和销联接教学目的和要求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。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。重点难点键与花键的类型、尺寸选择和强度校核方法。教学进程(含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计)1、教学内容：§6-1键联接；§6-2花键联接；§6-3无键联接；§6-4销联接。教学方法：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，P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。教学手段：课堂以多媒体讲授为主，辅以教具。作业布置机械设计作业集：6-16主要参考资料《机械设计》（第七版），濮良贵、纪名刚主编，高等教育出版社，2001《机械设计作业集》（第二版），李育锡主编，高等教育出版社，2001《机械设计课程设计手册》，周春国、王慧武编，西安理工大学，2003课后自我总结分析西安理工大学教案(章节备课)学时：6章节第八章带传动教学目的和要求了解带传动的类型、特点和应用场合；掌握带传动的工作原理、受力情况、弹性滑动及打滑等工作情况分析的基本理论，并由此掌握V带传动的失效形式及设计准则；了解柔韧体摩擦的欧拉公式，带的应力及其变化规律；熟悉普通V带的结构及其标准，V带传动的张紧方法和装置；学会V带传动的设计方法和步骤。重点难点重点：带传动的工作情况分析、带传动的失效形式及其设计准则、普通V带传动的设计。难点：弹性滑动和打滑、V带传动设计参数的选择。教学进程(含章节教学内容、学时分配、教学方法、辅助手段)本章教学设计为理论授课三次课共6学时，实验2学时。第一讲：2学时教学内容：§1概述：带传动的类型、工作原理、特点及应用；普通V带的结构和相关标准介绍。§2带传动的工作情况分析（1）：工作原理、受力分析和应力分布。教学方法及手段：课堂以多媒体讲授为主，辅以教具。第二讲：2学时教学内容：§2带传动的工作情况分析（2）：弹性滑动和打滑。§3V带传动的设计计算（1）：带传动的失效形式和计算准则、承载能力确定、设计参数选择。教学方法及手段：课堂以多媒体讲授为主，辅以教具。第三讲：2学时教学内容：§3V带传动的设计计算（2）：设计计算方法与步骤。§4V带轮结构设计：§5带传动的张紧装置：带传动张紧的原因和张紧装置。教学方法及手段：课堂以多媒体讲授为主，辅以教具。在相同的条件下，为什么V带比平型带的传动能力大？V带工作时受哪些力的作用？V带中将会产生哪些应力？这些应力将会引起何种失效？V带传动中弹性滑动和打滑有何区别？它们对传动有何影响？V带传动的失效形式是什么？设计中如何保证不发生这些失效？V带传动中主要参数(如、、及等)是如何影响其传动能力的？应如何选择这些参数？带传动工作时，带中会产生哪些应力？其应力分布如何？它对带传动有何影响？带中最大应力发生在何处？写出最大应力的数学表达式并作出带的应力分布图。如何增大带传动中小带轮上的包角？在设计V带传动时，为什么应对带轮的最小基准直径dmin加以限制？V带的楔角是40°，为何带轮轮槽角分别是34°、36°、38°？若主、从动带轮直径不同，两轮轮槽角是否相同？为什么？在V带传动中，为什么一般推荐使用的带速v≤25m/s？如果设计得到带的根数过多，可采取什么措施以减少根数？带轮多用哪些材料制造？选择材料时应考虑哪些因素？安装带传动时，为什么要把带张紧？常用的张紧装置有哪几种？主要参考资料《机械设计》（第七版），濮良贵、纪名刚主编，高等教育出版社，2001《机械设计作业集》（第二版），李育锡主编，高等教育出版社，2001《机械设计课程设计手册》，周春国、王慧武编，西安理工大学，2003备注

西安理工大学教案(课时备课)第1次课2学时课目、课题第八章带传动§1概述、§2带传动的工作情况分析（1）教学目的和要求了解带传动的类型、特点和应用情况；熟悉普通V带的结构和标准；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带传动的失效形式之一（疲劳失效）。重点难点重点：带传动的工作原理、受力分析、应力分布情况。难点：有效拉力及柔韧体摩擦的欧拉公式。教学进程(含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计)1、教学内容§1概述：带传动的工作原理、类型及特点、V带的类型与结构。§2带传动的工作情况分析（1）：带传动中的力分析、最大有效拉力及其影响因素、带的应力分析。2、教学方法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；对普通V带的结构及其标准，应注意将帘布芯结构与绳芯结构加以比较。在分析V带传动的工作原理时，应该联系槽面摩擦理论。特别要强调说明，V带的工作面是两个侧面，因而与平带相比，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。这些公式是深入理解带传动工作原理和学习带传动设计计算方法必须掌握的公式。特别要讲清楚以下几点：①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，而且紧边拉力的增教学进程(含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计)加量应等于松边拉力的减少量，紧边拉力F1与松边拉力F2间存在着F1/F2=ef的关系。有效拉力Fe等于带与带轮整个接触面上的总摩擦力Ff，即等于紧边拉力F1与松边拉力F2之差，见式(8-2)。②柔韧体摩擦的欧拉公式(8-5)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对传动有很大的作用，例如F0等于0时，就根本不能传动。③由式(8-7)可知，最大有效拉力Fec的大小取决于初拉力F0、包角。和摩擦系数f的大小。而实际有效拉力的数值与传动中的包角大小和摩擦系数无关，它是一个己知数，是由传递的功率P和带的速度v决定的。讲解带的应力分析时，特别要注意以下几点：①分析带在工作时的各种应力，包括拉应力、弯曲应力b、离心应力c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。②弯曲应力b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。③离心应力c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2v2/D，因而就必然产生一个与该力方向相反的离心力。这个离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(kg/m)和带的速度有关，这就是需要限制带速的原因。教学手段：课堂以多媒体讲授为主，辅以教具。作业布置机械设计作业集：8-22主要参考资料《机械设计》（第七版），濮良贵、纪名刚主编，高等教育出版社，2001《机械设计作业集》（第二版），李育锡主编，高等教育出版社，2001《机械设计课程设计手册》，周春国、王慧武编，西安理工大学，2003课后自我总结分析西安理工大学教案(课时备课)第2次课2学时课目、课题§2带传动的工作情况分析（2）、§3V带传动的设计计算（1）教学目的和要求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）及失效形式之二（打滑）；掌握V带传动的综合失效形式及设计准则；熟悉带轮结构以及常用的带传动张紧装置；学会V带传动的设计方法和步骤。重点难点重点：带传动的运动特性分析、综合失效形式及设计准则。难点：带传动的弹性滑动和打滑。教学进程(含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计)1、教学内容§2带传动的工作情况分析：带传动的弹性滑动和打滑现象、类型及特点、V带的类型与结构。§3V带传动的设计计算：V带传动的综合失效形式及设计准则、V带传动设计参数的选择、V带传动设计计算方法。2、教学方法带的弹性滑动与打滑，是本章中的—个重点，也是一个难点。为了加深对这一概念的理解，可通过带传动的实验来建立感性认识。在课堂教学中，应该注意强调以下几点：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。由于带从紧边转到松边时，其拉力减小，要产生弹性收缩；反之，带从松边转到紧边时，其拉力增大，要产生弹性伸长。因而带在工作过程中就不可避免地要产生弹性滑动。。带的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。由于弹性滑动的影响，将使实际平均传动比大于理论传动比。但在一般的传动中，因滑动率并不大(＝1%~2%)。故可不予考虑。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教学进程(含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计)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。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地产生弹性滑动。弹性滑动并不影响正常工作。而打滑产生在小带轮与带之间，是带传动因过载打滑而不能带动从动轮的现象，属于带传动失效形式之一，此种情况必须避免。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。在讲解本部分内容时，除了要完整地推导单根V带基本额定功率的公式以外，还特别要强调其计算方法基本思路，即对于一定长度、传动比为1的各种型号的V带传动进行实验，得到教材或手册中单根V带的基本额定功率表，当实际工作情况与实验条件不一致时，用包角系数、长度系数、工作情况系数、功率增量等进行修正。带传动的这一计算方法在机械零件设计中广泛运用，是一种典型的方法。V带传动设计参数的选择：讲解本部分内容时，重点应强调为什么要使小带轮直径D1Dmin，带的速度5m/s＜v＜25m/s，主动轮包角120(至少900)，带的根数z＜10。另外还应搞清楚包角系数K、长度系数KL、计及传动比影响时单根带所能传递的功率增量P0等的意义。当传动比i=l时，应该取K＝1，P0=0。3、教学手段：课堂以多媒体讲授为主，辅以教具。作业布置主要参考资料《机械设计》（第七版），濮良贵、纪名刚主编，高等教育出版社，2001《机械设计作业集》（第二版），李育锡主编，高等教育出版社，2001《机械设计课程设计手册》，周春国、王慧武编，西安理工大学，2003课后自我总结分析西安理工大学教案(课时备课)第3次课2学时课目、课题§3V带传动的设计计算（2）、§4V带轮结构设计、§5带传动的张紧装置教学目的和要求学会V带传动的设计方法和步骤；熟悉普通V带的结构及其标准，V带传动的张紧方法和装置。重点难点重点：V带传动设计计算能力训练。难点：V带传动的结构和张紧装置。教学进程(含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计)1、教学内容：§3V带传动的设计计算：设计计算方法与步骤。§4V带轮结构设计：§5带传动的张紧装置：带传动张紧的原因和张紧装置。2、教学方法§3V带传动的设计计算（2）：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。§4V带轮结构设计、§5带传动的张紧装置：“V带轮的设计”一节中，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，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，见表8-12。3、教学手段：课堂以多媒体讲授为主，辅以教具。作业布置机械设计作业集：8-23主要参考资料《机械设计》（第七版），濮良贵、纪名刚主编，高等教育出版社，2001《机械设计作业集》（第二版），李育锡主编，高等教育出版社，2001《机械设计课程设计手册》，周春国、王慧武编，西安理工大学，2003课后自我总结分析西安理工大学教案(章节备课)学时：4章节第九章链传动教学目的和要求了解链传动的工作原理、特点及应用。了解滚子链的标准、规格及链轮的结构持点。掌握滚子链传动的设计计算方法。对齿形链的结构特点以及链传动的布置、张紧和润滑等方面有—定的了解。重点难点重点：链传动的运动特性和设计计算。难点：链传动的运动不均匀性、滚子链设计参数的选择。教学进程(含章节教学内容、学时分配、教学方法、辅助手段)本章教学设计为理论授课两次课共4学时。第一讲：2学时教学内容：§1概述：链传动的类型、工作原理、特点及应用；滚子链的结构和接头形式以及相关标准介绍。§2链传动的工作情况分析：运动分析及受力分析、失效形式及设计准则。教学方法及手段：课堂以多媒体讲授为主，辅以教具。第二讲：2学时教学内容：§3滚子链的设计计算：滚于链传动的失效形式和额定功率曲线、滚于链传动参数选择、典型滚子链传动的设计计算、低速链传动的静力强度计算。§4链传动的布置、张紧和润滑：链传动的布置、链传动的张紧、链传动的润滑。教学方法及手段：课堂以多媒体讲授为主，辅以教具。链传动的主要优点和缺点是什么?链传动的应用场合与齿轮传动、带传动有什么不同?滚子链传动的主要参数是什么，哪些是有标准的?其余在选择时有什么要求？滚子链传动的链轮最小齿数和最大齿数是按什么条件确定的?链传动的瞬时传动比为什么不是常数(多边形效应)?什么条件下它才是常数?链传动的主要失效方式有哪些?设计准则是什么?链传动的传动比为什么不能按分度圆直径之比计算?滚子链传动中主要参数(如、、、、等)是如何影响其传动能力的？选择原则如何？为什么链节距p是决定链传动承载能力的重要参数?根据什么条件来确定它的大小?链传动的额定功率曲线是在什么条件下得到的？在实际使用中要进行哪些项目的修正?低速链传动（v＜0.6m/s）的主要失效形式及设计准则是什么?安装布置链传动时应考虑哪些问题?链传动为什么要适当张紧?常用哪些张紧方法?如何适当控制松边的下垂度？链传动有哪些润滑方法?各在什么情况下采用?常使用哪些润滑剂和润滑装置?主要参考资料《机械设计》（第七版），濮良贵、纪名刚主编，高等教育出版社，2001《机械设计作业集》（第二版），李育锡主编，高等教育出版社，2001《机械设计课程设计手册》，周春国、王慧武编，西安理工大学，2003备注

西安理工大学教案(课时备课)第1次课2学时课目、课题§1概述；§2链传动的工作情况分析教学目的和要求了解链传动的工作原理、类型、特点和应用情况；熟悉滚子链的标准、规格及链轮的结构持点；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。重点难点重点：链传动的工作原理、运动特性分析。难点：链传动的运动不均匀特性（多边形效应）和动载荷。教学进程(含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计)1、教学内容§1概述：链传动的工作原理、类型及特点、滚子链的类型与结构、滚子链链轮的结构和材料。§2滚子链传动的工作情况分析：链传动的运动不均匀性、链传动的动载荷及其影响因素、链传动的受力分析。2、教学方法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，引起瞬时传动比周期性变化和啮合时的冲击(常称为多边形效应)，因而其传动平稳性差，不宜用于分度机构。2)链传动可在多粉尘、油污、泥沙、潮湿、高温及有腐蚀性气体等恶劣环境中工作，如用于掘土机的运行机构中。这是由于它是一种非共轭啮合传动，对链轮齿形加工误差、链条几何形状(如链节距不均匀性)误差要求不严。并且对啮合时嵌入的污物有很大的容纳能力。3)链传动不宜用于载荷变化很大和急速反向的传动中。这是由于链传动的紧边工作时形如弦索，它们的自振频率较易与外界干扰力合拍而引起振动。此外，链传动的松边及紧边呈悬垂线状态，在起动、制动及反转时，能引起传动系统的惯性冲击。因此，链传动工作时有噪声，在急速反向传动中更为严重。教学进程(含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计)应重点讲解链传动的“多边形效应”，也就是说，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。通过学习本节必须认识到，链传动的瞬时传动比在传动过程中是不断变化的。由于刚性链节在链轮上呈多边形分布，在链条每转过一个链节时，链条前进的瞬时速度周期性地由小变到大，再由大变到小。链条沿垂直于运动方向的分速度也在作周期性变化，从而导致运动的不均匀性。可以证明链传动的瞬时传动比为is＝1/2=R2cos/R1cos。在传动中角与角不是时时相等的，因此其瞬时传动比也不断变化。只有在z1=z2，链传动中心距恰好是节距的整数倍(即角与角的变化完全相同)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。链节距较小和链轮齿数较多时，链节对应的中心角较小，则链速的变化也较小，因而附加动载荷和振动也降低。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。当链节不断啮入链轮齿间时，就会形成连续不断的冲击、振动和噪声，这种现象通常称为“多边形效应”。链的节距越大，链轮转速越高，“多边形效应”就越严重。因此在设计时，必须对链速加以限制。此外，选取小节距的链条也有利于降低链传动的运动不均匀性及动载荷。3、教学手段：课堂以多媒体讲授为主，辅以教具。作业布置主要参考资料《机械设计》（第七版），濮良贵、纪名刚主编，高等教育出版社，2001《机械设计作业集》（第二版），李育锡主编，高等教育出版社，2001《机械设计课程设计手册》，周春国、王慧武编，西安理工大学，2003课后自我总结分析西安理工大学教案(课时备课)第2次课2学时课目、课题§3滚子链的设计计算、§4链传动的布置、张紧和润滑教学目的和要求掌握滚子链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；熟悉链传动的布置、张紧和润滑等方面。重点难点重点：链传动额定功率曲线的概念、链传动失效形式及设计准则。难点：失效形式和设计方法。教学进程(含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计)1、教学内容§3滚子链的设计计算：链传动的失效形式、滚子链传动的额定功率曲线、滚子链传动的设计步骤和方法、低速链传动的静力强度计算。§4链传动的布置、张紧和润滑：链传动的布置、链传动的张紧、链传动的润滑。2、教学方法首先要讲清楚确定滚子链传动的承载能力的主要依据是什么。也就是要着重说明由链传动的主要失效形式所决定的链传动额定功率曲线来源，这是本章中设计思想得主要体现，也是—个重点。滚子链传动是一种多种失效形式并存的典型传动装置，所以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。图9-12为单列滚子链额定功率曲线，曲线1、2、3组成的封闭区说明了链传动的各种失效形式都在一定条件下限制其承载能力。曲线1是由链板疲劳强度所限定，曲线2是由套筒、滚子冲击疲劳强度所限定，曲线3是由铰链胶合强度所限定。并由此说明零件、装置的工程设计思想。实际使用的功率曲线为图9-13，它较图9-12作了些修正，比较安全。修正的主要依据是，链传动各种失效形式的强度试验数据较分散，特别是胶合强度试验数据离散性较大。由于在高速区内，随着转速的增加，极限功率下降迅速，故图9-13中功率曲线的最右端均有一垂直线，用以限定小链轮的最高转速。图9-13所示的额定功率曲线图，是在特定条件下用国产10种型号的单列A系列滚子链作试验，在避免出现各种失效形式的前提下，按试验数据绘制而成的。它代表不同链节距的单列链条、在不同转速n1和不同润滑条件下所能传递的功率，是滚子链传动设计的依据。教学进程(含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计)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，学会合理地选择参数，并掌握链传动的设计步骤。在讲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。小链轮齿数z1应大于或等于zmin，小链轮齿数选得多一些，多边形效应将减小，动载减轻，有利于传动。大链轮齿数应小于或等于120。大链轮齿数选得越多，链条的使用寿命将越短。另外，小链轮齿数最好与链条节数互为质数，这样才能轮流交替链轮齿与链节的啮合，从而得到较为均匀的磨损。但要注意，小链轮齿数z1选得太多，则大链轮齿数z2将更多，不仅增大了传动尺寸和重量，而且会缩短链条使用寿命。这是由于在链节距伸长量相同条件下，齿数愈多，链轮上的节圆直径增量愈大，链条移向齿顶，越易从链轮上脱落。因此z2增加则节距的允许相对伸长量降低，链传动的寿命减小，故常取z2max120。（2）链节距p已标准化。它不仅反映了链条和链轮各部分尺寸的大小，而且是决定链传动承载能力的重要参数之一。链节距越大，链列数越多，则承载能力越大、但链节距越大，其运动不均匀性也越大，附加动载荷也越大。因此，在满足承载能力的条件下，应尽量选择小节距的多列链。在转速高、载荷大，且要求传动平稳的场合，也应尽量选用小节距的多列链。在低速重载、中心距要求大、传动比较小的场合，则宜采用大节距的单列链。（3）中心距对链传动性能有重要影响。中心距过小，小轮上的包角减小，承载能力减小，同时轮齿受力增大，在一定转速下，单位时间内链条绕过链轮的次数增多，从而加剧链条的磨损与疲劳。中心距过大，链条松边下垂量大，链条容易发生上下颤动。因此，初步设计时通常选取中心距a0=(30~50)p，最大可取a0max=80p(p为链节距)。链传动安装时，两链轮轴的平行度至关重要，特别是速度较高的链传动及多排链传动其两轮轴线的平行度达不到规定精度时，会使链与链轮啮合状况恶化，井将加大冲击与振动。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，应采用推荐的润滑方式进行润滑，否则，它将严重影响链的寿命。另外注意，设计开式链传动时，应加防护罩或防护装置。3、教学手段：课堂以多媒体讲授为主，辅以教具。作业布置机械设计作业集：9-21主要参考资料《机械设计》（第七版），濮良贵、纪名刚主编，高等教育出版社，2001《机械设计作业集》（第二版），李育锡主编，高等教育出版社，2001《机械设计课程设计手册》，周春国、王慧武编，西安理工大学，2003课后自我总结分析西安理工大学教案(章节备课)学时：10章节第十章齿轮传动教学目的和要求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要失效形式、设计准则、基本设计原理、设计程序及强度计算方法；3、掌握不同类型、不同尺寸齿轮的结构设计。重点难点1、本章重点为标准直齿圆柱齿轮传动的设计原理及强度计算方法。2、本章难点是如何针对不同条件恰当地确定设计准则和选用相应的设计数据。教学进程(含章节教学内容、学时分配、教学方法、辅助手段)本章的理论教学时数为10学时，分5讲讲授第一讲：2学时教学内容：§10-1齿轮传动特点、分类及应用；§10-2轮齿失效形式及设计准则；§10-3齿轮材料及热处理。教学方法及手段：课堂以多媒体讲授为主，辅以教具。第二讲：2学时教学内容：§10-4齿轮传动的计算载荷；§10-5标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算。教学方法及手段：课堂以多媒体讲授为主，辅以教具。第三讲：2学时教学内容：续前（§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。教学方法及手段：课堂以多媒体讲授为主，辅以教具。第四讲：2学时教学内容：§10-7标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算。教学方法及手段：课堂以多媒体讲授为主，辅以教具。第五讲：2学时教学内容：§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。教学方法及手段：课堂以多媒体讲授为主，辅以教具。1．常见的齿轮失效有哪些形式？失效的原因是什么？可采取哪些措施来减缓失效的发生？2．有哪些因素影响齿轮实际承受载荷的大小？它们是怎样影响的？又如何减少它们的影响/3．齿轮强度设计准则是根据什么确定的？有哪些准则？为什么？4．如何具体分析确定计算齿根弯曲疲劳强度及齿面接触疲劳强度时的啮合位置，一般计算时以是如何处置的？5．为什么把YFa叫做齿形系数？有哪些参数影响它的数值？为什么？6．如何确定斜齿圆柱齿轮及直齿圆锥齿轮传动中，主、从动齿轮所受的力（Fn、Ft、Fr、Fa）的方向、大小及作用位置？7．与直齿轮传动强度计算相比，斜齿轮传动的中强度计算有何不同之处？8．如何确定斜齿轮传动的许用接触应力？其道理何在？9．按什么原则进行直齿圆锥齿轮传动的强度计算？直齿圆锥齿轮与直齿圆柱齿轮的强度计算有何异同？10．齿轮传动有哪些润滑方式？它们的使用范围如何？11．在作齿轮结构设计时，什么情况下应把小齿轮与轴做成齿轮轴？为什么圆柱齿轮传动中要把小齿轮的齿宽人为地加大一些？参考资料《机械设计》（第七版），濮良贵、纪名刚主编，高等教育出版社，2001《机械设计作业集》（第二版）李育锡主编，高等教育出版社，2001《机械设计课程设计手册》，周春国、王慧武编，西安理工大学，2003备注

西安理工大学教案(课时备课)第1次课2学时课目、课题§10-1齿轮传动特点、分类及应用；§10-2轮齿失效形式及设计准则；§10-3齿轮材料及热处理。教学目的和要求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。重点难点重点：齿轮传动的主要失效形式及设计准则难点：不同条件下齿轮传动的主要失效形式、设计准则及齿轮材料的选择原则教学进程(含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计)1、教学内容：本讲的教学内容有三部分：齿轮传动特点、分类及应用；轮齿失效形式及设计准则；齿轮材料及热处理。2、教学方法：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。3、教学手段：利用多媒体，结合图片、图象及教具进行讲授。作业布置主要参考资料《机械设计》（第七版），濮良贵、纪名刚主编，高等教育出版社，2001《机械设计作业集》（第二版）李育锡主编，高等教育出版社，2001《机械设计课程设计手册》，周春国、王慧武编，西安理工大学，2003课后自我总结分析西安理工大学教案(课时备课)第2次课2学时课目、课题§10-4齿轮传动的计算载荷；§10-5标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算教学目的和要求了解KA、Kv、K、K系数的基本含义，掌握各个系数的图表方法；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；掌握标准直齿圆柱齿轮传动的接触强度的计算方法。重点难点重点：标准直齿圆柱齿轮传动轮齿的各力大小计算、方向判定和接触强度的计算方法。难点：标准直齿圆柱齿轮传动的接触强度的计算方法。教学进程(含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计)1、教学内容：本讲的教学内容有：齿轮传动的计算载荷；标准直齿圆柱齿轮传动的受力分析；标准直齿圆柱齿轮传动的接触强度计算。2、教学方法：讲授齿轮传动的计算载荷时，主要是讲清KA、Kv、K、K系数的基本含义、实质以及它们之间的差别。对减小KA、Kv、K、K的措施让学生有个基本认识即可。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，轮齿的受力分析是个不能忽视的问题，如果把力的大小或方向搞错了，就会带来一系列的错误，甚至造成严重的后果。所以对轮齿受力的分析应当结合图形着重讲授。直齿圆柱齿轮的受力分析比较简单，但它是斜齿轮和圆锥齿轮受力分析的基础。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。3、教学手段：利用多媒体，结合图片、图象及教具进行讲授。作业布置主要参考资料《机械设计》（第七版），濮良贵、纪名刚主编，高等教育出版社，2001《机械设计作业集》（第二版）李育锡主编，高等教育出版社，2001《机械设计课程设计手册》，周春国、王慧武编，西安理工大学，2003课后自我总结分析西安理工大学教案(课时备课)第3次课2学时课目、课题§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。教学目的和要求掌握标准直齿圆柱齿轮传动的弯曲强度计算方法；掌握齿轮传动的设计参数、许用应力的确定，了解精度选择。重点难点重点：标准直齿圆柱齿轮传动的弯曲强度计算方法和设计参数确定。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。教学进程(含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计)1、教学内容：本讲的教学内容有：标准直齿圆柱齿轮传动的弯曲强度计算；齿轮传动的设计参数、许用应力与精度选择。2、教学方法：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：、ha、c、），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。表10-5所列的系数YFa及YS为标准外齿轮（变位系数x=0）的数值。其它说明见表注。实际选定齿轮的设计参数（z1和d）时，不必受书上荐用数值的限制。要做到合适，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lin、KN值是通过实验确定的。其中极限应力是按失效概率为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，并不立即导致不能继续工作的后果，故可取S=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S=SF=1.25~1.5。图10-20、10-21中，相应于材料的每一个硬度值，lin的值分别给出了代表材料质量等级的3条线ME、MQ和ML。其中ME表示齿轮材料和热处理质量达到很高要求时的极限应力取值线；MQ表示齿轮材料和热处理质量达到中等要求时的极限应力取值线；ML表示齿轮材料和热处理质量达到最低要求时的极限应力取值线。在对齿轮材料质量的情况不甚清楚的前提下，宜在MQ线上查取齿轮材料的级限应力值。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。3、教学手段：利用多媒体，结合图片、图象及教具进行讲授。作业布置机械设计作业集：10-33、10-34主要参考资料《机械设计》（第七版），濮良贵、纪名刚主编，高等教育出版社，2001《机械设计作业集》（第二版）李育锡主编，高等教育出版社，2001《机械设计课程设计手册》，周春国、王慧武编，西安理工大学，2003课后自我总结分析西安理工大学教案(课时备课)第4次课2学时课目、课题§10-7标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算。教学目的和要求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。重点难点重点：标准斜齿圆柱齿轮传动轮齿的各力大小计算、方向判定和强度计算方法。难点：标准斜齿圆柱齿轮传动轮齿轴向力Fa的方向判定和强度计算方法。教学进程(含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计)1、教学内容：本讲的教学内容有：标准斜齿圆柱齿轮传动的强度计算。2、教学方法：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角，轮齿的法面abcP也跟着转过一个角，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，弯曲强度计算式中引入螺旋角影Y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。3、教学手段：利用多媒体，结合图片、图象及教具进行讲授。作业布置机械设计作业集：10-36主要参考资料《机械设计》（第七版），濮良贵、纪名刚主编，高等教育出版社，2001《机械设计作业集》（第二版）李育锡主编，高等教育出版社，2001《机械设计课程设计手册》，周春国、王慧武编，西安理工大学，2003课后自我总结分析西安理工大学教案(课时备课)第5次课2学时课目、课题§10-8标准圆锥齿轮传动的强度计算；§10-10齿轮的结构；§10-11齿轮传动的润滑教学目的和要求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、了解标准圆锥齿轮传动的强度计算方法；掌握齿轮的结构设计；4、了解齿轮传动的润滑。重点难点重点：标准斜齿圆柱齿轮传动轮齿的各力大小计算和方向判定和齿轮的结构设计难点：标准斜齿圆柱齿轮传动轮齿的各力大小计算和方向判定教学进程(含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计)1、教学内容：本讲的教学内容有：标准圆锥齿轮传动的强度计算；齿轮的结构；齿轮传动的润滑。2、教学方法：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。齿轮传动的滑润是个重要问题，而且是一种专门性的学问，只作简要介绍，学生若须深入了解时，应学习有关专门必著作。3、教学手段：利用多媒体，结合图片、图象及教具进行讲授。作业布置主要参考资料《机械设计》（第七版），濮良贵、纪名刚主编，高等教育出版社，2001《机械设计作业集》（第二版）李育锡主编，高等教育出版社，2001《机械设计课程设计手册》，周春国、王慧武编，西安理工大学，2003课后自我总结分析西安理工大学教案（章节备课）学时：6章节第十一章蜗杆传动教学目的和要求1.了解蜗杆传动类型、特点及失效形式2.掌握蜗杆传动的几何参数计算及选择方法3.掌握蜗杆传动受力分析及其强度计算4.了解蜗杆传动热平衡原理及计算方法5.了解圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计重点难点重点：蜗杆传动几何参数计算、受力分析、强度计算。难点：蜗杆传动几何参数计算、受力分析。教学进程（含章节教学内容、学时分配、教学方法、辅助手段）本章理论授课时数为6学时，分3次讲解。教学内容：第一讲2学时§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第二讲2学时§11-3普通圆柱蜗杆传动承载能力计算第三讲2学时§11-5普通圆柱蜗杆传动的效率、润滑及热平衡计算§11-6圆柱蜗杆和蜗轮的结构设计教学方法及手段：以多媒体课件讲解为主，并结合实物模型，讲解例题，课堂提问，布置思考题。1.蜗杆传动的特性及使用条件是什么？2.蜗扦传动的传动比如何计算？它是否等于蜗杆和蜗轮的节圆直径之比？为什么？3.与齿轮传动相比较，蜗杆传动的失效形式有何特点？为什么？4.何谓蜗杆传动的中间平面？试阐述普通圆柱蜗杆传动中间平面上的齿廓形状和啮合关系以及圆弧圆校蜗杆传动中间平面上的齿廓形状和啮合关系。中间平面上的参数在蜗杆传动计算中有何重要意义？5.如何进行蜗杆传动的受力分析？力的方向如何确定？计算出这些力有什么用途？6.在什么情况下需要进行蜗杆传动的变位？其变位特点是什么？7.在进行蜗杆传动的承载能力计算时，为什么只考虑蜗轮？蜗杆的强度如何考虑？在什么情况下，需要进行蜗杆刚度的计算？8.蜗杆传动的设计计算中有哪些主要参数？如何选择？9.试述蜗杆直径系数的意义，并说明在蜗杆传动中为什么要引入蜗杆直径系数？它在什么情况下应取为标准值？10.何谓蜗杆传动的滑动速度，它对蜗杆传动有什么影响？11.与齿轮传动相比，为什么说蜗杆传动平稳，噪声低？12.为什么对蜗杆传动要进行热平衡计算？计算原理是什么？当热平衡不满足要求时，可采取什么措施？13.蜗杆的头数z1及导程角γ对啮合效率有何影响？啮合效率最高时γ为何值？具有自锁特性