《机械基础》教案机械部分劳人社五版教案电子版解析.docx

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《机械基础》教案机械部分劳人社五版教案电子版解析

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课时计划

教材章节绪论

课题绪论

教学

明确学习本课程的意义和本课程的性质、任务及学习方法；掌握机器、机构、

零件、构件、运动副及机构的概念；目的

重点机器、机构、零件、构件、运动副及机构的概念

难点机器、机构、零件、构件、运动副及机构的概念

课的类型授新课

教学方法讲授法

教具多媒体

教学进程备注

Word文档

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绪论

引言

人类社会发展进程中，使用简单工具来进行生产和生活，随着社会的进步及

技术的提高，各种机械逐步应用到生产、生活中，尤其是现代社会，各类机械设

备有了日新月异的发展。

对于机械专业学生，掌握各种机械设备的构造原理和运

动规律，为进一步学习机械加工设备知识打下一定的基础，以便在今后实际工作

中更好使用各类机械设备。

一、课程概述

1、课程的性质

本课程为专业基础课，为学习专业技术课程和今后在工作中合理使用、维护

机械设备及技改、技革提供必要的理论基础知识。

2、课程内容

机械传动、常用机构、轴系零件、液压传动与气压传动等方面的基础知识。

3、课程任务

通过本课程的学习，熟悉和掌握机械传动、常用机构及轴系零件的基本知识、

工作原理和应用特点；掌握分析机械工作原理的基本方法；能作简单的有关参数

计算；能查阅有关技术资料和选用标准件。

培养和提高分析问题和解决问题的能

第2页

教学进程

追备课

与备注

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力。

4、学习方法：

理论联系实际，综合运用机械制图、力学、金属材料与物理

等课程的基础知识，与日常生活及生产实例相联系。

二、机器、机构、机械、构件和零件

1、机器与机构

（1）机器

是人们根据使用要求而设计制造的一种执行机械运动的装置，用来变换或传

递能量、物料与信息，从而代替或减轻人类的体力劳动和脑力劳动。

作用：

机器用于执行机械运动的装置，用来变换或传递能量、物料与信息。

特征：

从机器的组成与运动的确定性和机器的功能关系来分析，所有机器都

具有三个共同特征：

①任何机器都是由许多构件组合而成的（许多不同的机构所组成）

②各运动实体之间具有确定的相对运动。

③能实现能量的转换、代替或减轻人类的劳动，完成有用的机械功（前者表

示可作原动机，后者可作转换机）。

拓展：

分类：

按用途分为发动机和工作机。

发动机是将非机械能转换成机械能的机器。

工作机是用于改变被加工物料的位置、形状、性能、尺寸和状态的机器。

即

利用机械能来做有用功的机器。

（2）机构

机构：

具有确定相对运动的构件的组合，是用来传递运动和动力的构件系统。

机构与机器的区别：

机构只具有机器的前两个特征，而没有机器的第三个特征，这是根本的区别。

所以说：

机构的主要功用在于传递或转变运动的形式，而机器的主要功用是为了

利用机械能作功或能量的转换。

例：

发动机、机床为机器；汽车减速箱、机床的分度装置为机构。

（3）机械

机器与机构的统称为机械。

2、机器的组成

动力部份、传动部分、执行部分、控制部分。

第3页

Word文档

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教学进程

追备课

与备注

动力部分是机器动力的来源；传动部分是将动力部份的运动和动力传递给工

作部份的中间环节；执行部份是直接完成机器工作任务的部份，处于整个传动装

置的终端，其结构形式取决于机器的用途；控制部分是显示和反映机器的运行位

置和状态，控制机器正常运转和工作。

3、零件和构件

（1）零件

是机器及各种设备的基本单元。

如：

螺母、螺杆；

在时也将用简单方式连成的单元件称为零件

（2）构件

是机构中的运动单元体。

机构是由许多具有确定相对运动的构件组成的。

拓展：

按构件的运动状况分为固定构件和运动构件。

固定构件一般支持运动

构件；运动构件又分成主动件（原动件）和从动件。

主动件为带动其他可动构件运动的构件，从动件是机构中除了主动件以外的

随着主动件的运动而运动的构件。

构件和零件的区别：

构件是运动的单元，零件是加工制造的单元。

三、运动副

1、运动副

是指两构件直接接触且又能产生一定形式的相对运动的可动连接。

根据两构件之间的接触是点（或线）、面，运动副可分低副和高副。

（1）低副

两构件作面接触的运动副为低副。

按两构件的相对运动形式，低副可分为：

①转动副－两构件只能绕某一轴线作相对转动的运动副。

②移动副－两构件只能作相对直线移动的运动副。

③螺旋副－两构件只能沿轴线作相对螺旋运动的运动副。

（2）高副

两构件作点或线接触的运动副为高副。

按接触形式不同，分为滚动轮接触、凸轮接触、齿轮接触。

2、运动副的应用于特点

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第4页

教学进程

追备课

与备注

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（1）低副的特点：

面接触，承受载荷时单位压力较低，承载能力大，易于

制造维修，但效率低（摩擦损失大）

（2）高副的特点：

点或线接触，可以传递较复杂的运动（由接触部分的几

何形状，可得到多种形式的对应运动），但接触处的单位压力较高，易磨损，制

造维修较困难。

3．低副机构和高副机构

低副机构：

机构中所有运动副均为低副的机构为。

高副机构：

机构中至少有一个运动副是高副的机构称为。

四、机械传动的分类

1、机械传动装置：

用于传递运动和动力的机械装置。

2、分类：

（1）根据传递运动和动力形式分为摩擦传动和啮合传动两大类。

（2）按运动副构件的接触方式可分为直接接触传动和有中间挠性件（带、

链）传动两种。

小结：

本课程的性质、任务及学习方法；掌握机器、机构、零件、构件、运动副及

机构的分类等。

预习：

P11～13

作业：

P1～3：

一、二、三、四、五。

课时计划

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教材章节第一章带传动

课题§1－1带传动的组成、原理和类型

教学

掌握带传动的组成、工作原理及传动比的计算；定轴轮系的传动比的计算；

目的

重点带传动的工作原理、传动比概念及计算

难点带传动的工作原理、传动比概念及计算

课的类型授新课

教学方法讲授法

教具多媒体、模型

教学进程备注

讲评作业：

复习上讲内容：

讲授新课：

第一章带传动

§1－1带传动的组成、原理和类型

一、带传动的组成与工作原理

1、带传动的组成

由固定于主动轴上的带轮（主动轮）、固定于从动轴上的带轮（从动轮）和

紧套在两轮上的挠性带组成。

2、带传动的工作原理

带传动是以张紧在至少两个轮上一带作为蹭挠性件，靠带与带轮接触面间产

生的摩擦力（或啮合力）来传递运动或动力的。

3、带传动的传动比

机构中瞬时输入角速度与输出角速度的比值称为机构的传动比。

带传动的传动比就是主动轮的转速n1与从动轮转速n2之比，通常用i12表

示。

其公式为：

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第6页

教学进程

追备课

与备注

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i12＝

1

2

＝

n

1

n

2

式中1、2分别为主、从动轮的角速度，rad／s。

n1、n2

2分别为主、

从动轮的转速（r/min）.

二、带传动的类型

1、带传动分为

（1）磨擦型带传动：

平带、V带、圆带。

（2）啮合型带传动：

同步带。

小结：

带传动的组成；

带传动的工作原理；

带传动的传动比；

带传动的类型。

预习：

§1－2V带传动

作业：

P5～8：

一、二、三、四。

课时计划

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教材章节第一章带传动

课题§1－2V带传动

教学

掌握带传动的工作原理及传动比的计算；熟悉皮带传动主要参数及其意义；能

对主要参数进行计算；目的

重点带传动的传动比的计算；皮带主要参数及其意义；

难点带传动主要参数的计算

课的类型授新课

教学方法讲授法

教具多媒体、模型、作图工具

教学进程备注

讲评作业：

复习上讲内容：

讲授新课：

§1－2V带传动

V带传动是由一条或数条V带和V带带轮组成的磨擦传动。

类型：

普通V带、窄V带、多楔V带。

一、V带及带轮

1、V带

V带是一种无接头的环形带，其横截面为等腰三角形，工作面是与轮槽相接

触的两侧面。

结构如图1－2所示。

分为帘布芯结构和线绳结构。

常用的V带主要类型为：

普通V带、窄V带、宽V带、半宽V带等。

其楔

角均为40°（其摩擦力是平带的3倍）。

2．V带带轮

常用结构：

实心式、腹板式、孔板式、轮辐式。

二、V带传动的主要参数

1、普通V带的横截面尺寸

楔角（带的两侧面所夹的锐角）α为40°，相对高度（h/bp）近似为0。

7的

截面环形带称为普通V带。

第8页

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教学进程

追备课

与备注

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标准化的、按横截面尺寸由小到大分别为Y、Z、A、B、C、D、E七种型号。

Y型V带的截面积最小，E型V带的截面积最大。

V带的截面积愈大，其传递的功率也愈大。

当V带垂直其底边弯曲时，在带中保持原长度不变的任意一条周线叫V带的

节线。

由全部节线构成的面叫做节面。

2、V带带轮的基准直径dd

V带带轮的基准直径dd是指带轮上与所配用V带的节宽，bd＝bp。

②基准直径dd

轮槽基准宽度处带轮的直径。

带轮的基准直径不能太小，基准直径太小，传

动时带轮上弯曲变形越严重，弯曲应力越大。

则规定有最小基准直径ddmin。

b和ddmin见表1－2。

d

③槽角

轮槽横截面两侧边的夹角。

为保证变形后的V带两侧工作面与轮槽工作面紧密贴合，轮槽的槽角应比V

带的楔角略小，对于＝40°的V带传动，槽角常取38°、36°、34°。

小带轮上

V带变形严重，取小一些，大带轮则取较大值。

3、传动比

i＝

n

1

n

2

＝

d

d

p

2

p1

式中：

dp1－小带轮的节圆直径，mm；

d－大带轮的节圆直径，mm。

p2

轮槽上与配用V带的节宽尺寸相同的宽度叫做轮槽节宽lp。

轮槽节宽处的带

轮直径叫做节径（节圆直径）dp。

轮槽的节宽与基准宽度的位置不一定重合，因

此节径不一定等于基准直径。

只有在V带的节面与带轮的基准宽度重合时，基准

宽度才等于节宽。

一般带轮的节圆直径可视为基准直径dd。

V带传动的传动比i≤7。

4、小带轮的包角α1

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第9页

教学进程

追备课

与备注

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dd2dd1

＝180°－57．3°×

a

对于V带传动，小带轮的包角一般要求：

≥120°

5、传动实际中心距a

2

a＝A＋A－B

式中：

A＝

L

d

4

－

（dd1dd2

8

）

B＝

2

（d）

dd

2d1

8

6、带速V

一般取5-25m/min.

7、V带的根数Z

视传递功率，通常小于7。

小结：

V带、带轮概念、类型；V带传动的主要参数：

普通V带的横截面尺寸；V带

带轮的基准直径dd；传动比；小带轮的包角α1；传动实际中心距a；带速V；V

带的根数Z。

预习：

P16～23

作业：

P5—8：

一、二、三、四、五

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课时计划

教材章节第一章带传动

课题§1－2V带传动§1－3同步带传动

教学

熟悉皮带传动安装、使用及调整方法

了解同步带传动的组成、工作原理、类型、参数及应用。

目的

重点皮带传动安装、使用及调整方法

难点皮带传动调整方法

课的类型授新课

教学方法讲授法

教具多媒体、模型

教学进程备注

讲评作业：

复习上讲内容：

三、普通V带的标记与应用

1、普通V带的标记

型号基准长度mm标准号

A1430GB/T11544—1997

2、普通V带传动的应用特点

（1）结构简单，使用维护方便，可用于两轴中心距较大的传动场合；

（2）可缓冲、吸振，传动平稳，噪声小；

但不能传递较大的传动，外尺寸大，传动效率低。

四、V带传动的安装维护及张紧装置

1、V带传动的安装维护

2、V带传动的张紧装置

如表1—4所示。

§1－3同步带传动

一、同步带传动的组成与工作原理

1、同步带传动的组成

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第11页

教学进程

追备课

与备注

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由同步带轮和紧套在两轮上的同步带组成。

2、同步带传动的工作原理

同步带传动是一种啮合传动，兼有带传动和齿轮传动的特点。

特点见表1—5。

二、同步带的类型

同步带的类型：

单面带：

双面带：

分对称齿型、交错齿型。

同步带有梯形齿和弧形齿两种。

三、同步带的参数

P、LP。

四、同步带传动的应用

1、在轻工机械设备上的应用

2、在精密机械设备上的应用

3、在具有特殊要求的机械中的应用

小结：

普通V带的标记与应用；V带传动的安装维护及张紧装置；同步带传动

的组成、工作原理、类型、参数及应用。

预习：

P24～29

作业：

P5-10一、二、三、四、五。

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课时计划

教材章节第二章螺旋传动

课题§2－1螺纹的种类及应用§2－2普通螺纹的主要参数

教学

理解螺纹的形成及规律；熟悉螺纹的种类及应用；

熟悉螺纹主要参数含义及计算；目的

重点螺纹的种类及应用；螺纹主要参数含义；

难点螺纹的形成及规律；螺纹主要参数含义及计算；

课的类型授新课

教学方法讲授法

教具多媒体、模型

教学进程备注

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讲评作业：

复习上讲内容：

讲授新课：

第二章螺旋传动

螺旋传动是利用螺旋副来传递运动和（或）动力的一种机械传动。

可以方便地将主运动件的回转运动转变为从动件的直线运动，

§2－1螺纹的种类及应用

一、螺纹的形成和种类

1．螺纹的形成

（1）螺旋线

动点沿一旋转面的母线作等速移动，同时该母线又绕旋转面的轴线作等角速

旋转运动，则动点在此旋转面上的轨迹为一螺旋线。

如图2－4所示。

（2）螺纹

在圆柱或圆锥表面上，沿着螺旋线所形成的具有规定牙型的连续凸起。

如图

2－2、2－3所示螺纹。

2．螺纹的种类

分为内、外螺纹，右旋、左旋螺纹，单线、多线螺纹等。

右旋螺纹：

顺时针旋转时旋入的螺纹。

左旋螺纹：

逆时针旋转时旋入的螺纹。

第13页

教学进程

追备课

与备注

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螺纹的旋向使用右手来判定。

如图2－4所示。

螺纹的牙型：

在通过螺纹轴线的剖面上螺纹的形状。

按牙型不同可分为：

三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹。

如图

2－5所示。

二、螺纹的应用

螺纹在机械中主要用于连接和传动，则分类为：

1．连接螺纹

螺纹副：

内、外螺纹相互旋合形成的连接。

连接螺纹的牙型一般使用三角形，且多用单线螺纹，因为三角形螺纹的摩擦

力大，强度高，自锁性能好。

使用最多的是普通螺纹，牙型角为60°，同一直径按螺距大小可分为粗牙和

细牙两种。

粗牙普通螺纹一般用于连接。

细牙普通螺纹用于薄壁零件或使用粗牙对强度有较大影响的零件。

也可用于

受冲击、振动或载荷交变的连接和微调机构的调整。

细牙螺纹比粗牙螺纹的自锁性好，螺纹零件的强度削弱较小，但易滑扣。

管螺纹用于连接管路。

其牙型角为55°，分为非螺纹密封和用螺纹密封两种。

非螺纹密封的螺纹副，内螺纹和外螺纹都是圆柱螺纹，连接本身不具备密封

性能，如需密封，可压紧连接件螺纹副外的密封面，或在密封面间添加密封物。

用螺纹密封的螺纹副有：

用圆锥内螺纹与圆锥外螺纹连接、用圆柱内螺纹与

圆锥外螺纹连接。

2．传动螺纹

分为梯形螺纹、锯齿螺纹和矩形螺纹。

（1）梯形螺纹（如图2－6）

牙型为等腰梯形，牙型角为＝30°，广泛用于传递动力或运动的螺旋机构

中。

其牙根强度高，螺旋副对中性好，加工工艺性好，但效率较低。

（2）锯齿螺纹（如图2－7）

牙侧角：

在螺纹牙型上，牙侧与螺纹轴线的垂线间的夹角。

承载牙侧的牙侧角为3°，非承载牙侧的牙侧角为30°。

特点：

综合矩形螺纹效率高和梯形螺纹牙根强度高的特点。

外螺纹的牙根有

第14页

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教学进程

追备课

与备注

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相当大圆角，可减小应力集中。

螺旋副的大径处无间隙，便于对中。

广泛用于单

向受力的传动机构。

（3）矩形螺纹

牙型为正方形，螺纹牙厚等于螺距的1／2。

传动效率高，对中精度低，牙根强度弱。

加工精度较低，螺旋副磨损后的间

隙难以补偿或修复。

用于传力机构中。

§2－2普通螺纹的主要参数

普通螺纹的主要参数如表2－2所示。

1．大径（D、d）

与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相切的假想圆柱的直径（如图2－9）。

内螺纹的大径用代号D表示，外螺纹的大径用代号d表示。

普通螺纹的公称直径是大径（D、d）。

而螺纹公称直径是代表螺纹尺寸的直

径。

2．小径（D1、d1）（如图2－9）

与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相切的假想圆柱的直径（如图2－9）。

内螺纹的小径用代号D1表示，外螺纹的小径用代号d1表示。

D＝D－2×

1

5

8

H

d1＝d－2×

5

8

H

3．中径（D2、d2）（如图2－9）

一个假想圆柱的直径，该圆柱的素线通过牙型上沟槽和凸起宽度相等的地

方。

假想的圆柱称为中径圆柱。

内螺纹的中径用代号D2表示，外螺纹的中径用代号d2表示。

D＝D－2×

2

3

8

H

d2＝d－2×

3

8

H

4．螺距（P）（如图2－10）

相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。

5．导程（Ph）（如图2－10）

同一条螺旋线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。

第15页

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教学进程

追备课

与备注

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单线螺纹的导程等于螺距；多线螺纹的导程等于螺旋线数与螺距的乘积。

6．牙型角（）及牙侧角

牙型角是指在螺纹牙型上，两相邻牙侧间的夹角。

普通螺纹的牙型角＝60°。

牙型半角是牙型角的一半，用

表示。

2

牙侧角：

在螺纹牙型上，牙侧与螺纹轴线的垂线间的夹角。

两牙侧角用代号1、2表示。

对于普通螺纹，两牙侧角相等，并等于螺纹

半角，1＝2＝

＝30°

2

7．螺纹升角（）（导程角）

指在中径圆柱上，螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面的夹角。

如图2－

13。

小结：

螺纹的形成、种类、应用；普通螺纹的主要参数：

大径、中径、小径、

螺纹升角、牙型角、螺距、导程。

预习：

P29～31

作业：

P9—10：

一、二、三、四。

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课时计划

教材章节第二章螺旋传动

课题§2－3螺纹的代号标注

教学

熟悉螺纹标记与代号含义；

目的

重点螺纹标记与代号含义；

难点螺纹标记与代号含义；

课的类型授新课

教学方法讲授法

教具多媒体、模型

教学进程备注

讲评作业：

复习上讲内容：

讲授新课：

螺纹的代号标记

1、普通螺纹的代号标记

（1）普通螺纹代号

粗牙普通螺纹用字母M及公称直径表示；

例：

M24

细牙普通螺纹用字母M及公称直径×螺距表示。

当螺纹为左旋时，在螺纹代号之后加“LH”。

M24×1．5

M24×1．5LH

（2）普通螺纹标记

普通螺纹的完整标记由螺纹代号、螺纹公差带代号和螺纹旋合长度代号所组

成。

螺纹公差带代号包括中径公差带代号与顶径（外螺纹大径和内螺纹小径）公

差带代号。

公差带代号由表示其大小的公差等级数字和表示公差带位置的字母所组成。

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第17页

教学进程

追备课

与备注

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例：

5g、6H

螺纹公差带代号标在螺纹代号之后，中间用“－”分开。

如果螺纹的中径公差

与顶径公差带代号不同，则分别标出。

前者表示中径公差带，后者表示顶径公差

带。

如果中径公差与顶径公差带代号相同，则只标注一个代号。

例：

M20－6g5g

M12×1．5－6H

内、外螺纹装配在一起，其公差带代号用斜线分开，左边表示内螺纹公差带

代号，右边表示外螺纹公差带代号。

例：

M16×2－6H／6g

M20×2LH－6H／5g6g

螺纹旋合长度指两个相互配合的螺纹沿螺纹轴线方向相互旋合部分的长度

（图2－14）。

螺纹的旋合长度分为短旋合长度、中等旋合长度和长旋合长度三组。

分别用

S、N、L表示。

一般情况下，不标注旋合长度，使用时按中等旋合长度确定。

必要时，在螺

纹公差带代号之后加注旋合长度代号S或L，中间用“－”分开。

特殊需要时，可

直接注明旋合长度的数值，中间用“－”分开。

例：

M20－6g5g－L

M12×1．5－6H－S

M16×2－6H－40

2、梯形螺纹的代号与标记

（1）梯形螺纹代号

符合GB5796．1－1986标准的梯形螺纹用“Tr”表示。

单线螺纹的尺寸规格用“公称直径×螺距”表示；多线螺纹用“公称直径×导程

（P螺距）”表示。

当螺纹为左旋时，在尺寸规格之后加注“LH”。

例：

单线螺纹：

Tr40×7

多线左旋螺纹：

Tr40××14（P7）LH

（2）梯形螺纹标记

由梯形螺纹代号、公差带代号及旋合长度代号组成。

第18页

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教学进程

追备课

与备注

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梯形螺纹的公差带代号只标注中径公差带。

梯形螺纹的旋合长度分为中等旋合长度和长旋合长度三组。

分别用N