機(jī)械基礎(chǔ)中職立體教案

一、課前引入（5'）明確學(xué)習(xí)的目的

1.1理解機(jī)械的概念

1.2認(rèn)識機(jī)械中的力學(xué)

1.3認(rèn)識機(jī)械的組成

二、講授新課（80'）

?1.1理解機(jī)械的概念

觀察兩個圖，說明它們之間的區(qū)別？手機(jī)的

內(nèi)部結(jié)構(gòu)和手表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，

認(rèn)識機(jī)械得出畸形兒的概念：

?機(jī)械是各種機(jī)器和結(jié)構(gòu)的統(tǒng)稱。

-機(jī)械由一定數(shù)量的零（部）件組合而成。

-機(jī)械通常包括原動機(jī)、工作機(jī)構(gòu)和傳動機(jī)構(gòu)。

■原動機(jī)：是機(jī)器的動力來源，常用的有電動機(jī)、

內(nèi)燃機(jī)、氣動缸、液壓缸等，以電動機(jī)的使用最

為普遍。

■傳動機(jī)構(gòu)：將原動機(jī)的運(yùn)動和動力傳遞給執(zhí)行裝

置，并實現(xiàn)運(yùn)動速度和運(yùn)動形式的轉(zhuǎn)換。常用的

有連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪傳動機(jī)構(gòu)等。

■工作機(jī)構(gòu)：是直接完成機(jī)器功能的部分。

舉例：內(nèi)燃機(jī)的結(jié)構(gòu)。

功能內(nèi)燃機(jī)的功能是將燃?xì)獾臒崮苻D(zhuǎn)換為機(jī)械

能。

構(gòu)成：主系統(tǒng)由氣缸、活塞、連桿和曲軸組成。

工作過程：

當(dāng)氣缸中的油氣混合物被火花塞點燃后，爆炸膨脹

的氣體推動活塞向下移動，推動與活塞相連的連桿，使

曲軸轉(zhuǎn)動，從而將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。

此時，曲軸將帶動同一軸上的小齒輪轉(zhuǎn)動，通過嚙

合帶動大齒輪轉(zhuǎn)動，大齒輪再帶動同軸的凸輪同步旋

轉(zhuǎn)，凸輪的轉(zhuǎn)動將通過閥桿帶動進(jìn)氣閥門上下直線移

動，控制內(nèi)燃機(jī)的吸氣過程。

氣缸上部有一個進(jìn)氣閥和一個排氣閥，在內(nèi)燃機(jī)的

一個工作循環(huán)中，這兩個閥門應(yīng)各開啟、閉合一佼，從

而完成內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣和排氣任務(wù)。

1.2認(rèn)識機(jī)械中的力學(xué)

機(jī)器與機(jī)構(gòu)都是由若干構(gòu)件組成的，構(gòu)件工作時一，

都要承受載荷作用為確保構(gòu)件能正常工作，必須對構(gòu)件

的承載能力進(jìn)行分析。

構(gòu)件主要承受的有拉（壓）、剪切擠壓、扭轉(zhuǎn)、彎曲

或它們的組合。

舉例：工作中的起重設(shè)備

直接起吊重物的的拉線主要承受了拉力。

起重臂主要受壓和彎矩

舉例：齒輪的傳動機(jī)構(gòu)

齒輪面上主要承受壓力；安裝齒輪的軸主要承受

彎曲變形和扭轉(zhuǎn)變形

舉例：機(jī)床加工機(jī)械零件

鉆頭承受了壓縮變形，彎曲變形，扭轉(zhuǎn)變形等；而

工件則主要受到壓力的作用

通過以上實例，我們認(rèn)識到機(jī)械零件在工作過程中

的受力情況是非常復(fù)雜的，受力的類型也各不相同。圖

4中的鋼絲繩主要承受拉力，圖4中的起重臂則主要承

受彎矩，而圖5中的齒輪軸主要承受扭矩。至于圖6中

的機(jī)床系統(tǒng)則受力情況非常復(fù)雜，力的性質(zhì)、大小和方

向都在不斷變化。

在機(jī)械產(chǎn)品中，當(dāng)零件受力過大并且超出其本身的

承受能力時，零件將發(fā)生斷裂等破壞，輕者將導(dǎo)致其無

法繼續(xù)工作，重者將引發(fā)嚴(yán)重的事故。因此，對機(jī)械產(chǎn)

品進(jìn)行受力分析、發(fā)現(xiàn)潛在的設(shè)計隱患是機(jī)械設(shè)計中的

重要技術(shù)環(huán)節(jié)。

1.3認(rèn)識機(jī)械的組成

機(jī)械是“機(jī)器”和“機(jī)構(gòu)”的總稱。

機(jī)器不論其結(jié)構(gòu)是簡單還是復(fù)雜，都是由若干零件

和部件組成。

例：內(nèi)燃機(jī)的零件

常見機(jī)構(gòu)與零件：

舉例：雙曲柄機(jī)構(gòu)

火車機(jī)車車輪中為保證聯(lián)動使用的雙曲柄機(jī)構(gòu)。

三、課堂總結(jié)（4‘）

本堂課主要分析了機(jī)械的概念，講解了機(jī)械中的力

學(xué)，還舉例分析了各機(jī)械的組成。

四、作業(yè)布置（D

P101、2

五、課堂后記

一、課前引入（5'）

先復(fù)習(xí)機(jī)械的概念，機(jī)械中的力學(xué)，機(jī)械的組成；

再明確本堂課的學(xué)習(xí)任務(wù)：

1.3認(rèn)識機(jī)械的組成

1.4初步了解現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計

1.5學(xué)習(xí)本課程的基本方法與目的

二、講授新課（80'）

1.3認(rèn)識機(jī)械的組成

機(jī)械是“機(jī)器”和“機(jī)構(gòu)”的總稱。

機(jī)器不論其結(jié)構(gòu)是簡單還是復(fù)雜，都是由若干零件

和部件組成。

舉例：內(nèi)燃機(jī)的零件

舉例：雙曲柄機(jī)構(gòu)

火車機(jī)車車輪中為保證聯(lián)動使用的雙曲柄機(jī)構(gòu)。

舉例：棘輪機(jī)構(gòu)

以棘輪棘爪機(jī)構(gòu)作為核心的手拉葫蘆，用于吊起重

物。棘輪棘爪機(jī)構(gòu)可以將主動件的連續(xù)運(yùn)動變換成從動

件的間歇運(yùn)動。

舉例：常見的各種凸輪零件。

凸輪機(jī)構(gòu)主要用于實現(xiàn)運(yùn)動變換，將主動件的轉(zhuǎn)動

和移動轉(zhuǎn)換為從動件的往復(fù)移動或擺動。

如下圖常見的凸輪零件

舉例：常見的齒輪零件

齒輪機(jī)構(gòu)是一種重要的傳動機(jī)構(gòu)，用于實現(xiàn)運(yùn)動和

速度的變換。

常見的機(jī)械傳動

舉例：帶傳動

帶傳動在機(jī)械傳動中是常見的，一般原動機(jī)到工作

機(jī)首先就為帶傳動。

舉例：齒輪傳動

這是斜齒輪傳動

圖斜齒輪傳動

舉例：齒輪傳動

蝸桿蝸輪傳動也是齒輪傳動的一種。

舉例：齒輪傳動

齒條齒輪傳動也是齒輪傳動的一種

1.4初步了解現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計

傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計主要依靠試驗，通過歸納總結(jié)的方

法獲得設(shè)計參數(shù)和經(jīng)驗公式，然后創(chuàng)建出機(jī)械的模型。

現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計中，使用的設(shè)計手段更加豐富，產(chǎn)品

的更新周期更短，主要特點：

-重視產(chǎn)品的創(chuàng)新性

-先進(jìn)設(shè)計手段的采用

1.5學(xué)習(xí)本課程的目的

學(xué)習(xí)本課程的基本方法

努力領(lǐng)會課本上所講述知識的內(nèi)涵。

隨時觀察周圍的事物，把書本上的知識與實踐相結(jié)

合，將理論和實踐融會貫通。

利用課余時間學(xué)習(xí)一些現(xiàn)代設(shè)計方法，比如CAD

軟件的使用，然后根據(jù)身邊的事物從事簡單的設(shè)計工

作，并在設(shè)計中勇于加入自己的創(chuàng)新思想。

本課程理論與實際聯(lián)系比較密切，重視生產(chǎn)實習(xí)、

實驗和參觀。

三、課堂總結(jié)(4‘)

本堂課重點通過舉例講解了機(jī)械的組成，通過視頻

初步的了解現(xiàn)代機(jī)械的設(shè)計過程，介紹了學(xué)習(xí)本課程的

目的。

四、作業(yè)布置(T)

P103、4

五、課堂后記

第一章的習(xí)題答案

觀察你身邊的事物，尋找“力”的影子。

答：電線桿的受力，自行車的鏈條鏈輪的受力，

汽車的轉(zhuǎn)軸等。

觀察你使用的自行車，看看動力是怎么傳遞的？

答：通過鏈條鏈輪傳遞動力和運(yùn)動的。

拆開一個舊鐘表，看看機(jī)構(gòu)是怎么工作的？

答：主要是輪系的傳遞。

想想怎樣學(xué)好“機(jī)械基礎(chǔ)”這門課程？

答：努力領(lǐng)會課本上所講述知識的內(nèi)涵。同學(xué)之間

多討論，有疑問勇于向老師請教，帶著興趣去學(xué)習(xí)。

隨時觀察周圍的事物，把書本上的知識與實踐相結(jié)

合，將理論和實踐融會貫通，這有助于更好地掌握這些

理論知識。

利用課余時間學(xué)習(xí)一些現(xiàn)代設(shè)計方法，比如CAD

軟件的使用，然后根據(jù)身邊的事物從事簡單的設(shè)計工

作，并在設(shè)計中勇于加入自己的創(chuàng)新思想。

本課程理論與實際聯(lián)系比較密切，學(xué)習(xí)時要堅持理

論聯(lián)系實際的原則，注意與實習(xí)相結(jié)合，重視生產(chǎn)實習(xí)、

實驗和參觀

一、課前引入（5'）

復(fù)習(xí)1、機(jī)械的概念

2、機(jī)械中的力學(xué)

二、講授新課（80'）

一、靜力學(xué)基礎(chǔ)

列舉生活實例：

1、當(dāng)小球在細(xì)繩的牽引下旋轉(zhuǎn)時一，其運(yùn)動方向時

刻都在發(fā)生改變。

2、彈簧在重物的作用下會伸長，重物撤銷后又會

自動恢復(fù)原長

3、當(dāng)推力用力點在中間時，木塊向前移動；而當(dāng)

推力用力點在上端時一，木塊可能翻倒。

從以上實例推出力的基本概念

A、力是物體間的相互作用。

B、力對物體的效應(yīng)是使物體的運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生變化

或使物體發(fā)生變形。

C、力對物體的效應(yīng)取決于力的大小、方向和作用

點，即力的三要素。

二、力的基本定理

1、剛體：剛體是指在力的作用下不變形的物體。

2、受力平衡：如果物體在力的作用下，其運(yùn)動狀態(tài)

不發(fā)生改變。

3、力的可傳性：作用于剛體上的力可沿其作用線移

動到該剛體上任一點,而不改變此力對剛體的作用效

果。

FF

B=A

AB

HD~~

7777777777777777777777777777777/

4、力的平行四邊形法則

作用于物體上同一點的兩個力的合力也作用于該

點，且合力的大小和方向可用以這兩個力作用線為鄰邊

所作的平行四邊形的對角線來確定。

5、作用力與反作用力

兩物體間相互作用的力總是同時存在，并且兩力等

值、反向、共線，分別作用于兩個物體。這兩個力互為

作用與反作用的關(guān)系。

工件

二、約束和約束反力

1、一個物體的運(yùn)動受到周圍其他物體的限制，這

種限制條件稱為約束。

例1：判斷鏈條AB和AC的受力。

例2：思考圖中球的受力和桿的受力。

例3：曲柄與連瘁用銷聯(lián)接，連桿與活塞也用銷聯(lián)

接，思考兩個銷的受力情況是否相同。

例4：思考圖中車床上的刀架對車刀的約束情況。

通過以上各種約束實例得出小結(jié)：

1、柔性約束是限制物體沿柔索伸長方向運(yùn)動，只

能給物體提供拉力。

2、光滑接觸面約束力的作用線，沿接觸面公法線

方向，指向被約束物體，恒為壓力。

3、錢鏈約束：

A、錢鏈約束：固定較鏈約束反力的方向隨轉(zhuǎn)動零

件所處的位置的變化而變化，通?？捎脙蓚€相互垂直的

分力表示，約束反力的作用線必定通過錢鏈的中心。

B、活動較鏈在不計摩擦的條件下，支座只能限制

構(gòu)件沿支承面垂直方向的運(yùn)動，故活動錢鏈支座的約束

反力必定通過較鏈中心，并與支承面相垂直。

4、固定端約束可阻止被約束物體作任何移動和轉(zhuǎn)

動，所以除存在互相垂直的約束反力外，還存在一個阻

止其轉(zhuǎn)動的力偶矩。

三、課堂總結(jié)(4')

本堂課重點是要掌握力的6個基本定理，區(qū)別二力

平衡和作用力與反作用力，各種約束反力的畫法，要能

很好的區(qū)別各種約束的特點和他們的約束反力的應(yīng)用。

四、作業(yè)布置(T)

P411、2

五、課堂后記

一、課前引入（5'）

復(fù)習(xí)1、力的基本定理？（六個基本定理）

2、各種約束類型以及各種約束反力的畫法

二、講授新課（80'）

一、力矩與力偶

1、在力學(xué)上以乘積Fd作為度量力F使物體繞0

點轉(zhuǎn)動的效果的物理量，稱為力/對O點之矩，簡稱力

矩，表示為：MO（F）=±FJo其中，。點稱為力矩中心，

簡稱矩心；。點到力尸作用線的垂直距離稱為力臂。正

負(fù)號說明力矩的轉(zhuǎn)向，規(guī)定力使物體繞矩心作逆時針方

向轉(zhuǎn)動時，力矩取正號，反之取負(fù)號，力矩的單位常取

N-m或kN-m.

2、一個力系的合力對某點的矩等于該力系中各分

力對該點的矩作用效果之和，此為合力矩定理。

例：一對齒輪嚙合受力分析：（在上圖）

3、在力學(xué)中，用力偶中的任一力的大小歹與力偶

臂d的乘積再冠以相應(yīng)的正負(fù)號，作為力偶使物體產(chǎn)生

轉(zhuǎn)動效應(yīng)的度量，稱為力偶矩。記作：M(F,F')=M=+Fdo

例:轉(zhuǎn)動方向盤

5、力可以平行移動到剛體內(nèi)任意點0,但是，平移

后必須附加一個力偶，其力偶矩的大小等于原力對0點

的力矩值。

二、物體的受力分析和受力圖

畫受力圖的步驟一般如下。

A、確定研究對象，取分離體。

B、在分離體上畫出全部主動力。

C、在分離體上畫出全部約束反力。

1、例:畫出凸輪機(jī)構(gòu)中的推桿的受力圖

b

2、例：重量為G的球用繩掛在光滑的鉛直墻上,

畫出此球的受力圖。

三、課堂總結(jié)(4')

重點分析了力矩和力偶的定義，以及大小的表達(dá)方

式，和正負(fù)號的規(guī)定，分析了力偶的等效，力的平移要

附加力偶的原理，同時要掌握物體的受力分析和受力

圖。

四、作業(yè)布置(T)

P413,4

五、課堂后記

、課前引入（5'）

復(fù)習(xí)：1、力矩和力偶的特點及應(yīng)用

2、公式版（用=±及7應(yīng)用及正負(fù)號的確認(rèn)

3、畫受力圖的一般步驟

二、講授新課（80'）

一、材料力學(xué)概論

在靜力學(xué)部分，研究物體所受外力時，把物體當(dāng)做

不變形的剛體，而實際上真正的剛體并不從在，一般物

體在外力的作用下，其幾何形狀和尺寸均要發(fā)生變法。

1、構(gòu)件正常工作的基本要求：

A、足夠強(qiáng)度；b、足夠剛度；c、足夠的穩(wěn)定性

2、變形固體及基本假設(shè)

-均勻性假設(shè)

-連續(xù)性假設(shè)

二、拉伸與壓縮

1、受力特點：外力的作用線與桿軸線重合，桿件

的軸向長度發(fā)生伸長或縮短。

例：思考懸臂吊車中拉桿的受力情況及其變形特

占

2

2、內(nèi)力

由于變形引起的物體內(nèi)部的附加力。物體受外力作

用后，由于變形，其內(nèi)部各點均會發(fā)生相對位移，因而

產(chǎn)生相互作用力。

3、求解內(nèi)力的基本方法

內(nèi)力的確定——截面法（基本方法）

A、截開一欲求哪個截面的內(nèi)力，就假想的將桿從此

截面截開，桿分為兩部分。

B、代替一取其中一部分為研究對象，移去另一部分,

把移去部分對留下部分的相互作用力用內(nèi)力代替。

C、平衡一利用平衡條件，列出平衡方程，求出內(nèi)力

的大小。

舉例：軸向拉壓桿的內(nèi)力

1.外力——F

2.內(nèi)力——FN（軸力）

(1)軸力的大小：(截面法確定)

①截開。

②代替，用內(nèi)力“FN”代替。

③平衡，EX=O,FN-F=O,FN=FO

(2)軸力的符號規(guī)定：原則一根據(jù)變形

拉伸一拉力，其軸力為正值。方向背離所在截面。

壓縮一壓力，其軸力為負(fù)值。方向指向所在截面

(3)軸力圖：軸力沿軸線變化的圖形

①取坐標(biāo)系

②選比例尺

③正值的軸力畫在X軸的上側(cè)，負(fù)值的軸力畫在X軸

的下側(cè)。

+Az

JV

(4)軸力圖的意義

①反映出軸力與截面位置變化關(guān)系，較直觀;

②確定出最大軸力的數(shù)值及其所在橫截面的位置,

即確定危險截面位置，為強(qiáng)度計算提供依據(jù)。

(5)注意的問題

A、在截開面上設(shè)正的內(nèi)力方向。

B、采用截面法之前，不能將外力簡化、平移。

例:如圖所示，已知Fl=20kN,F2=8kN,F3=10kN,

試用截面法求圖示桿件指定截面1-1、2-2.3-3的軸力，

并畫出軸力圖。

解：

1.外力尸R、/1、F2、F3將桿件分為AB、BC和CD

段，取每段左邊為研究對象，使用截面法依次求

得各段軸力為

2.bNl=F2=8kN

FN2=F2-Fl=-12kN

FN3=F2+F3-Fl=-2kN

3.最后畫出軸力圖，如圖2-37所示。其中，求解

出來的負(fù)號代表力的方向與所設(shè)方向相反。

三、應(yīng)力

1、桿件受力的強(qiáng)弱程度，不僅與內(nèi)力大小有關(guān)，

還與桿件的截面積大小有關(guān)，因此工程上常用單位面積

上內(nèi)力的大小來衡量構(gòu)件受力的強(qiáng)弱程度.

Z

B=A

2、許用應(yīng)力:為了保證拉（壓）構(gòu)件使用安全，必

須使其最大應(yīng)力不超過材料在拉伸（壓縮）時的許用應(yīng)

力，即

b=—wLb]

A

例:有一根鋼絲繩，其橫截面面積為0.725cm2,受到

3000N的拉力，其鋼絲繩的許用應(yīng)力為50Mpa,試求鋼

絲繩的應(yīng)力是多少，鋼絲繩會不會拉斷？

解:N=3000N

A=0.725cm2=0.725xl0-4m2

貝：

cr=—A=-0--.--7--2——5x-1=0-441.38MPa<[cr]=5OMPa

結(jié)論:鋼絲繩不會拉斷.

三、課堂總結(jié)（4‘）

重點分析了內(nèi)力的求解方法（截面法）和應(yīng)力公式

的定義和應(yīng)用，對強(qiáng)度條件的理解。

四、作業(yè)布置（T）

P415、6

五、課堂后記

、課前引入（5‘）

復(fù)習(xí)：作業(yè)分析，提出作業(yè)中從在的問題和解決

辦法。同時復(fù)習(xí)，拉伸和壓縮是時的變形特點以及

內(nèi)力和應(yīng)力的求解方法。

二、講授新課（80'）

（一）剪切與擠壓

舉例：剪切鋼板；在鋼板上沖圓孔；兩塊鋼板用硼

釘相連接；兩塊鋼板用焊縫相連接。

鋼板

相等，方向相反，且作用線相距很近。

變形特點：兩力之間相鄰截面發(fā)生相對錯動。

剪切面：相對錯動的面。

三、剪切與擠壓的強(qiáng)度計算

1、外力：Fo

F

in-.in

F

2、內(nèi)力：（截面法）剪力Fs=Fo

3、應(yīng)力：實用切應(yīng)力，名義切應(yīng)力（剪應(yīng)力）

假設(shè)一一剪切面上只存在切應(yīng)力，而且其分布是均勻

的。

方向：同剪力的方向。下=三

A

4、強(qiáng)度計算

A、強(qiáng)度條件

B、許用切應(yīng)由工人的=組

nA

C、強(qiáng)度計算：⑴校核強(qiáng)度，⑵設(shè)計截面，⑶確定外

荷載。

四、擠壓的實用計算

F-1*^^8—11

一、基本概念：U_LW

1、擠壓一一構(gòu)件之間相互接觸表面產(chǎn)生的一種相

互壓緊的現(xiàn)象。

2、擠壓面一一相互壓緊的表面。其面積用Abs表示。

3、擠壓力——擠壓面上的力。用Fbs表示。

4、擠壓應(yīng)力——擠壓面上的壓強(qiáng)。用。bs表示。

五、擠壓應(yīng)力的確定（實用的擠壓應(yīng)力，名義擠壓應(yīng)力）

假設(shè)：擠壓面上只存在擠壓應(yīng)力，且擠壓應(yīng)力分布均勻。

%="方向：垂直于擠壓面。

六、強(qiáng)度計算：

1、強(qiáng)度條件：/=，＜[%』

Azs

2、強(qiáng)度計算：⑴校核強(qiáng)度，⑵設(shè)計截面尺寸，⑶確

定外荷載。

七、擠壓面面積的確定

1、實際的擠壓面為平面時——按實際平面面積計

算。

2、實際的擠壓面為半圓柱型表面時——按其對應(yīng)的

直經(jīng)平面計算。

八、小結(jié)一一接頭處的強(qiáng)度計算

1、剪切的強(qiáng)度計算：”與《舊

zi

2、擠壓的強(qiáng)度計算：

4加

3、軸向拉伸的強(qiáng)度計算：6=互4口]

A)

三、課堂總結(jié)(4')

重點分析了剪切的受力特點和變形特點，同時要求

同學(xué)們能夠很好的應(yīng)用應(yīng)力公式進(jìn)行強(qiáng)度校核。

四、作業(yè)布置(T)

P417,8

五、課堂后記

、課前引入(5‘)

復(fù)習(xí)：1、剪切與擠壓的受力特點和變形特點，

2、利用截面法求解剪應(yīng)力和擠壓應(yīng)力的方法

二、講授新課(80')

圓軸扭轉(zhuǎn)

一、外力：m(外力偶矩)

已知：功率P千瓦(KW),轉(zhuǎn)速n轉(zhuǎn)/分(r/min；rpm)o

外力偶矩：〃z=9549C(N-m)

n

二、內(nèi)力

1、內(nèi)力的大?。?截面法)

2、內(nèi)力的符號規(guī)定：以變形為依據(jù)，按右手螺旋

法則判斷。右手的四指代表扭矩的旋轉(zhuǎn)方向，大拇指代

表其矢量方向，若其矢量方向背離所在截面則扭矩規(guī)定

為正值，反之為負(fù)值。

3、注意的問題

(1)、截開面上設(shè)正值的扭矩方向。

(2)、在采用截面法之前不能將外力簡化或平移。

4、內(nèi)力圖(扭矩圖)：表示構(gòu)件各橫截面扭矩沿軸

線變化的圖形。

作法：同軸力圖。

［例］已知：一傳動軸，n=300r/min,主動輪輸入

P,=500kW,從動輪輸出P2=150kW,P3=150kW,

P4=200kW,試?yán)L制扭矩圖。

7772ni3f111

NBUD

三、圓軸扭轉(zhuǎn)的特點

1、圓軸線——形狀、大小、間距不變，各圓周線

只是繞軸線轉(zhuǎn)動了一個不同的角度。

2、縱向線——傾斜了同一個角度，小方格變成了

平行四邊形。

---b-dx

應(yīng)力分布：

（實心截面）（空心截面）

圓軸扭轉(zhuǎn)時的強(qiáng)度計算

1、強(qiáng)度條件：卻皿=^^用

P

2、強(qiáng)度計算：

T

1）校核強(qiáng)度；「2=常4m

P實：心/16

2）設(shè)計截面尺寸；w2-匕空:—(1-a4)

P[r]16

3）確定外荷載rmax<lVJr]=>m

三、課堂總結(jié)（4'）

本堂課重點分析圓軸扭轉(zhuǎn)的受力特點和變形特點，

同時分析用截面法求解扭轉(zhuǎn)內(nèi)力的方法，圓軸扭轉(zhuǎn)時的

強(qiáng)度計算。

四、作業(yè)布置（T）

P419、10

五、課堂后記

一、課前引入（5'）

復(fù)習(xí)：1、扭轉(zhuǎn)的受力特點和變形特點；

2、扭轉(zhuǎn)變形的強(qiáng)度計算和強(qiáng)度條件公式

二、講授新課（80'）

直梁彎曲

（一）、簡化的原則：便于計算，且符合實際要求。

（二）、梁的簡化：以梁的軸線代替梁本身。

（三）、荷載的簡化：

1、集中力——荷載作用的范圍與整個桿的長度相

比非常小時。

2、分布力——荷載作用的范圍與整個桿的長度相

比不很小時。

3、集中力偶（分布力偶）作用于桿的縱向?qū)?/p>

稱面內(nèi)的力偶。

（四）、支座的簡化:

1、固定端——有三個約束反力。

>?1

2、固定錢支座——有二個約束反力。

月尹=

^2^

3、可動較支座——有一個約束反力。

內(nèi)力計算：仍用截面法

FQ=FA-F3

M=FAx-F3(x-a)

內(nèi)力的方向確定

彎曲變形特點：

1、橫向線仍為直線，只是相對變形前轉(zhuǎn)過了一個

角度，但仍與縱向線正交。

2、縱向線彎曲成弧線，且靠近凹邊的線縮短了，

靠近凸邊的線伸長了，而位于中間的一條縱向線

既不縮短，也不伸長。

梁的純彎曲

1、由平面假設(shè)可知，純彎曲時梁橫截面上只有正應(yīng)

力而無切應(yīng)力。

2、由于梁橫截面保持平面所以沿橫截面高度方向縱

向纖維從縮短到伸長是線性變化的，因此橫截面

上的正應(yīng)力沿橫截面高度方向也是線性分布的。

3、以中性軸為界，凹邊是壓應(yīng)力，使梁縮短；凸邊

是拉應(yīng)力，使梁伸長。橫截面上同一高度各點的

正應(yīng)力相等，距中性軸最遠(yuǎn)點有最大拉應(yīng)力和最

大壓應(yīng)力，中性軸上各點正應(yīng)力為零。

在彈性范圍內(nèi)，梁純彎曲時橫截面上任意一點的正應(yīng)

梁在彎曲時的正應(yīng)力分布

六、物體組合變形

1、構(gòu)件的拉壓、剪切、扭轉(zhuǎn)、彎曲為基本變形，

在工程實際中，有許多構(gòu)件在載荷作用下，常常同時產(chǎn)

生兩種或兩種以上的基本變形，這種情況稱為組合變

形。

例：如圖所示的車刀與立柱的變形。

七、壓桿穩(wěn)定

1、細(xì)長桿在壓力的作用下會失去平衡。

例：細(xì)長桿失穩(wěn)

細(xì)長直桿在較大的壓力作用下，可能突然由直線

變成曲線，這是喪失穩(wěn)定性。X

例：受壓的薄壁容器T

受壓的薄壁容器，在較大的外壓作用下，可能突

然變扁。這個現(xiàn)象稱為喪失穩(wěn)定性。

三、課堂總結(jié)（4'）

本堂課重點分析彎曲變形的強(qiáng)度計算和強(qiáng)度校核

四、作業(yè)布置（1'）

P4211,12

五、課堂后記

第2章工程力學(xué)基礎(chǔ)-一習(xí)題答案

1、力是物體之間相互的機(jī)械作用，這種作用使物體

的機(jī)械運(yùn)動狀態(tài)

發(fā)生變化以及使物體發(fā)生變形。

影響三要素：力的大小、方向、作用點。

2、(a)Fl(b)0(c)Fsin01

6、材料力學(xué)主要研究物體在外力的作用下，其兒何

形狀和尺寸發(fā)生的變化，

即研究構(gòu)件的變形問題以保證和滿足機(jī)械構(gòu)件工作

的安全要求及合理性。

7、拉壓、剪切、扭轉(zhuǎn)、彎曲等基本變形。

8、o=N/A=170000/[n(55/2)2]=72MPa<[o]=80MPa

2

9、剪切應(yīng)力T=Fs/A=400000/[n(20/2)]=127MPa

拉壓應(yīng)力ojy=Fjy/Ajy=40000/(2*2*15)=66.7Mpa

10、軸小端：MA+M小端=0

可得M小端=-MA=-600N.m

t軸小端小端/3p=_600/(Ie/R)

Ie=JID732

T小端=46.875MPaW60MPa

軸大端：MB+M大端=0

可得M大端=-MB=T500N.m

t軸大端大端/3p=-1500/(Ie/R)

Ie=JID732

T小端=21.87MPaW60MPa

11、A,C圖正確。

12、構(gòu)件在載荷作用下保持其原有平衡形態(tài)的能力稱

為構(gòu)件的穩(wěn)定性。

提高壓桿穩(wěn)定性，可適當(dāng)減少桿長度，增大桿直徑，

選用較好的桿材料。

一、課前引入（5'）

1、復(fù)習(xí)工程力學(xué)中各種變型的受力特點和變形特

點，應(yīng)力公式的應(yīng)用和根據(jù)強(qiáng)度條件求解三個工程問題

的實例。2、分析學(xué)生的作業(yè)情況。

二、講授新課（80'）

第三章常用機(jī)構(gòu)

思考下列圖形的運(yùn)動形式，觀察滑塊與機(jī)架，兩

齒輪的接觸形式有什么不同？

低副（曲柄滑塊機(jī)構(gòu)）高副（齒輪副）

（-）、運(yùn)動副及其分類

運(yùn)動副：將兩個構(gòu)件組成的既具有一定約束又具有

一定相對運(yùn)動的聯(lián)接。

兩構(gòu)件組成的運(yùn)動副，是通過點、線或面接觸來實

現(xiàn)的。

按照接觸方式不同，通常把運(yùn)動副分為低副（如曲

柄滑塊機(jī)構(gòu)）和高副（齒輪副）兩類。

低副：通過面接觸而構(gòu)成的運(yùn)動副稱為低副。

例如:

移動副轉(zhuǎn)動副

高副：通過點或線接觸而構(gòu)成的運(yùn)動副稱為高副

凸輪副（點接觸）齒'輪副（線接觸）

其它運(yùn)動副:

球面副螺旋副

注意：

1、把構(gòu)件運(yùn)動副的兩構(gòu)件之間的相對運(yùn)動為平面

運(yùn)動的運(yùn)動副稱為平面運(yùn)動副（如移動副、凸輪副等都

為平面運(yùn)動副）。

2、兩構(gòu)件之間的相對運(yùn)動為空間運(yùn)動的運(yùn)動副稱

為空間運(yùn)動副（如球面副、螺旋副為空間運(yùn)動副）

（-）平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖

研究機(jī)械的運(yùn)動（例如研究機(jī)器上各點的位移、軌

跡、速度和加速度）時，如果使用實物結(jié)構(gòu)圖，不僅繪

制繁瑣，而且由于圖形復(fù)雜使分析不便。為了使問題簡

化，有必要去掉那些與運(yùn)動無關(guān)的因素（如構(gòu)件的形狀、

組成構(gòu)件的零件數(shù)目、運(yùn)動副的具體構(gòu)造等），僅用簡

單線條和符號表示構(gòu)件和運(yùn)動副，并按一定比例畫出各

運(yùn)動副的位置，這種說明機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件間相對運(yùn)動關(guān)系

的簡單圖形，稱為機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖。

繪制運(yùn)動簡圖的步驟：

例：繪制內(nèi)燃機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖。

分析：此內(nèi)燃機(jī)由齒輪機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)和四桿機(jī)構(gòu)構(gòu)成,

共有四個轉(zhuǎn)動副、三個移動副、一個齒輪副和兩個凸輪

高副。

?步驟：

?①選擇視圖平面。

?②選擇比例尺，并根據(jù)機(jī)構(gòu)運(yùn)動尺寸定出各運(yùn)動

副間的相對位置。

?③畫出各運(yùn)動副和機(jī)構(gòu)符號，并畫出各構(gòu)件。

?④完成必要的標(biāo)注

內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)動簡圖

1一曲軸；2一連桿；

3—活塞；4一缸體；

5一閥桿；6—凸輪；

7,8一齒輪

三、課堂總結(jié)（4‘）

本堂課主要分析講解運(yùn)動副的的概念及運(yùn)動副的

種類，要求掌握低副，高副，球面副，螺旋副的特點和

應(yīng)用，同時要學(xué)會平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖的正確畫法。掌握

繪制運(yùn)動簡圖的步驟。

四、作業(yè)布置（1‘）

P761、2

五、課堂后記

一、課前引入（5'）

1、講解作業(yè)分析作業(yè)中存在問題并提出作業(yè)要求

2、復(fù)習(xí)運(yùn)動副的概念，運(yùn)動副的類型，

3、講解運(yùn)動簡圖的繪制方法

二、講授新課（80'）

（一）、平面連桿機(jī)構(gòu)

平面連桿機(jī)構(gòu)是由若干個剛性構(gòu)件通過轉(zhuǎn)動副或

移動副聯(lián)接而成的機(jī)構(gòu)，也稱平面低副機(jī)構(gòu)，組成平面

連桿機(jī)構(gòu)各構(gòu)件的相對運(yùn)動均在同一平面或相互平行

的平面內(nèi)。

主要內(nèi)容：

錢鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本形式

錢鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化形式

（1）、四桿機(jī)構(gòu)各部分名稱：

1、機(jī)架：機(jī)構(gòu)中固定不動的構(gòu)件，例如桿4。。

2、連架桿：與機(jī)架相連的構(gòu)件，例如桿A3和

3、連桿：不與機(jī)架直接相連的構(gòu)件，例如桿8C。

4、曲柄：連架桿中，能作整周回轉(zhuǎn)的桿件稱為曲

柄。5、搖桿：連架桿中，只能作往復(fù)擺動的桿件稱為

搖桿”

三甲“、建第桿

尊弟桿\

機(jī)架

(2)、根據(jù)連架桿能否成為曲柄，錢鏈四桿機(jī)構(gòu)分

為：

'曲柄搖桿機(jī)構(gòu)

v雙曲柄機(jī)構(gòu)

、雙搖桿機(jī)構(gòu)

(3)重點分析曲柄搖桿機(jī)構(gòu)

錢鏈四桿機(jī)構(gòu)中，若兩個連架桿一個為曲柄，一個

為搖桿，則四桿機(jī)構(gòu)稱為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。

例1：圖所示為食品設(shè)備中的物料攪拌機(jī)構(gòu)，當(dāng)曲

柄旋轉(zhuǎn)時，利用連桿上E點的運(yùn)動可以實現(xiàn)物料攪拌的

例2：牛頭刨床的橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)工作時，

右側(cè)小齒輪帶動相當(dāng)于曲柄的大齒輪轉(zhuǎn)動，然后通過連

桿帶動帶有棘爪的搖桿作往復(fù)擺動，從而帶動棘輪連同

絲杠作單向間歇運(yùn)動。所以牛頭刨車的橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)是

由曲柄搖桿機(jī)構(gòu)與棘輪機(jī)構(gòu)串聯(lián)構(gòu)成的。

（4）、分析雙曲柄機(jī)構(gòu)

錢鏈四桿機(jī)構(gòu)中，若兩個連架桿均為曲柄，則四桿

機(jī)構(gòu)稱為雙曲柄機(jī)構(gòu)。

例1：當(dāng)主動曲柄AB轉(zhuǎn)動時，通過連桿BC、從動

曲柄CD和連桿CE,帶動滑塊石（篩）做水平往復(fù)移動。

這里的機(jī)構(gòu)是由雙曲柄機(jī)構(gòu)添加了一個連桿和滑塊所

組成。

例2：機(jī)車車輪聯(lián)動機(jī)構(gòu)中的A5CO就是一個正平

行四邊形機(jī)構(gòu)，主動曲柄A3與從動曲柄CD作同速同

向轉(zhuǎn)動，連桿則作平移運(yùn)動。

思考：取消桿EF,對兩車輪的運(yùn)動是否有影響。

（5）、分析雙搖桿機(jī)構(gòu)

錢鏈四桿機(jī)構(gòu)中，若兩個連架桿均為搖桿，則四桿

機(jī)構(gòu)稱為雙搖桿機(jī)構(gòu)。

例1：A8CO為一雙搖桿機(jī)構(gòu)，當(dāng)主動搖桿擺動

時，從動搖桿CO也隨著擺動，從而使連桿延長線上的

重物懸掛點E做平面運(yùn)動。

B

例2：ABCD構(gòu)成一個雙搖村機(jī)構(gòu)「播村A3擺動,

帶動搖桿CD擺動，使飛機(jī)輪子放下。

注意：此時48與8C連線，主動件48通過連桿作

用于從動件上的力恰好通過其回轉(zhuǎn)中心，出現(xiàn)了不

能使構(gòu)件CD轉(zhuǎn)動的“頂死”現(xiàn)象，機(jī)構(gòu)的這種位置稱為

死點。這時無論飛機(jī)施加在AB上的力有多大，都不能

使8C轉(zhuǎn)動.保訐飛機(jī)正常的著陸。

（6）、重點分析較鏈四桿機(jī)構(gòu)存在曲柄的條件

1.最短桿與最長桿的長度之和，小于或等于其他兩

桿長度之和；

2.連架桿和機(jī)架中必有一個是最短桿。

推論：

①錢鏈四桿機(jī)構(gòu)中，若最短桿與最長桿的長度之和

小于或等于其余兩桿長度之和，則取最短桿的相鄰桿為

機(jī)架時，得曲柄搖桿機(jī)構(gòu)；取最短桿為機(jī)架時，得雙曲

柄機(jī)構(gòu)；取與最短桿相對的桿為機(jī)架時一，得雙搖桿機(jī)構(gòu)。

②錢鏈四桿機(jī)構(gòu)中，若最短桿與最長桿的長度之和大于

其余兩桿長度之和，則不論取何桿為機(jī)架時均無曲柄存

在，而只能得雙搖桿機(jī)構(gòu)。

(7)、錢鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化形式

1、改變構(gòu)件的形狀和運(yùn)動尺寸

具有曲線導(dǎo)軌的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)

2、改變運(yùn)動副的尺寸

偏心輪的演化過程

應(yīng)用實例：偏心輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用一鄂式破碎機(jī)

鄂式破碎機(jī)鄂式破碎機(jī)運(yùn)動簡圖

3、選用不同的構(gòu)件為機(jī)架

曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中,當(dāng)將曲柄AB改為機(jī)架時,就

演化為導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。

導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)

曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中,當(dāng)將連桿BC改為機(jī)架時,就

演化為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。

曲柄搖桿機(jī)構(gòu)

曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，當(dāng)將滑塊C改為機(jī)架時，就演化

為直動滑塊機(jī)構(gòu)。

3

直動滑塊機(jī)構(gòu)

小結(jié)：

r曲柄搖桿機(jī)構(gòu)

（鐵鏈四桿機(jī)

平雙曲柄機(jī)構(gòu)

構(gòu)（全轉(zhuǎn)

面、雙搖桿機(jī)構(gòu)

副）

四

桿

機(jī)'曲柄滑塊機(jī)構(gòu)

構(gòu)含有移動副

曲柄導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)

＜的平面四桿

機(jī)構(gòu)曲柄搖塊機(jī)構(gòu)

、移動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)

三、課堂總結(jié)（4‘）

本課時講解了錢鏈四桿機(jī)構(gòu)的組成和基本形式，要

求同學(xué)們重點掌握曲柄存在的條件，分析曲柄搖桿機(jī)

構(gòu)，雙曲柄機(jī)構(gòu)，雙搖桿機(jī)構(gòu)的工作原理和應(yīng)用，

要求同學(xué)們了解錢鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化形式。

四、作業(yè)布置（T）

P763,4

五、課堂后記

一、課前引入（5'）

提問：1＞曲柄存在的條件？

2、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，雙曲柄機(jī)構(gòu)，雙搖桿機(jī)

構(gòu)的特點？

二、講授新課（80'）

一）、認(rèn)識凸輪機(jī)構(gòu)

凸輪機(jī)構(gòu)是通過凸輪與從動件之間的直接接觸來

傳遞運(yùn)動和動力的，是一種常用的高副機(jī)構(gòu)，在機(jī)械中

應(yīng)用也很廣泛。

例：觀察下圖汽車配氣機(jī)構(gòu)就是利用凸輪來控制氣

1、凸輪機(jī)構(gòu)的組成：凸輪機(jī)構(gòu)由凸輪1、從動件2

和機(jī)架3三個基本構(gòu)件及鎖合裝置組成，是一種高副機(jī)

構(gòu)。其中凸輪是一個具有曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件，通常

作連續(xù)等速轉(zhuǎn)動，而從動件則在凸輪輪廓的控制下按預(yù)

定的運(yùn)動規(guī)律作往復(fù)移動或擺動。

2、凸輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)點：只要適當(dāng)?shù)卦O(shè)計凸輪輪廓，

就可以使從動件實現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動規(guī)律，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，

易于設(shè)計。

3、凸輪機(jī)構(gòu)的缺點：凸輪與從動件是高副接觸,

易磨損，制造困難，

適用于傳力不大的控制機(jī)構(gòu)。

（二）、凸輪機(jī)構(gòu)的類型

1、按凸輪的形狀分類：

a

盤形凸輪移動凸輪圓柱凸輪

2、按推桿的形狀分類：

‘尖頂移動從動桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)

滾子移動從動桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)

I平底移動從動桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)

3、根據(jù)推桿的運(yùn)動形式的不同：有作往復(fù)直線運(yùn)

動的直動推桿和作往復(fù)擺動的擺動推桿

“尖頂移動從動桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)

V

一尖頂擺動從動桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)

4、按照凸輪與推桿保持接觸的方式分類：

a、力封閉的凸輪機(jī)構(gòu)：其利用推桿的重力、彈

簧力來使推桿與凸輪保持接觸。

b、幾何封閉的凸輪機(jī)構(gòu)。其利用凸輪或推桿的

特殊幾何結(jié)構(gòu)使凸輪與推桿保持接觸。_

力封閉的凸輪機(jī)構(gòu)幾何封閉的凸輪機(jī)構(gòu)

（三）、凸輪機(jī)構(gòu)的材料

工作條件材料熱處理

低速輕載QT800-2、40、45調(diào)質(zhì)

中速輕載45、40Cr調(diào)質(zhì)、表面淬

火中速中載20、20Cr>20CrMnTi表面滲碳淬火

高速重載GCrl5淬火低溫回火

（四）、凸輪的結(jié)構(gòu)

當(dāng)凸輪輪廓尺寸較小時，常將凸輪和軸做成一體。

當(dāng)凸輪輪廓尺寸較大時，則凸輪與軸應(yīng)分開制造而

后裝配在一起使用。凸輪在軸上的常見固定形式如下

圖所示。

整體式凸輪軸

圓錐銷固定圓錐套筒和雙螺母固定

鍵聯(lián)接固定

（五）、凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用

內(nèi)燃機(jī)中的排氣閥與進(jìn)氣閥就是靠凸輪來控制的。

三、課堂總結(jié)（4'）

本堂課主要講解凸輪機(jī)構(gòu)的組成，特點，類型和應(yīng)用

四、作業(yè)布置（T）

P765,6

五、課堂后記

一、課前引入（5'）

1、總結(jié)和分析學(xué)生的作業(yè)并提出作業(yè)中存在的問

題；2、復(fù)習(xí)凸輪機(jī)構(gòu)的組成，特點，類型

二、講授新課（80'）

螺旋機(jī)構(gòu)的主要內(nèi)容：

"螺旋機(jī)構(gòu)的分類

4滑動螺旋機(jī)構(gòu)

、滾動螺旋機(jī)構(gòu).

一、螺旋機(jī)構(gòu)的組成：

下圖為最基本的螺旋機(jī)構(gòu)，由螺桿、螺母和機(jī)架組

匚產(chǎn)乙廠1機(jī)架

成。[v—■

螺母螺桿

螺旋機(jī)構(gòu)的組成

螺桿與螺母組成螺旋副，螺桿與機(jī)架組成轉(zhuǎn)動副，

螺線與機(jī)架組成移動副。

二、螺旋機(jī)構(gòu)的分類（按螺旋副的摩擦性質(zhì)）

“1、滑動螺旋機(jī)構(gòu)

Y2、滾動螺旋機(jī)構(gòu)

3、靜壓螺旋機(jī)構(gòu)

特點：

1、結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，易于自鎖；

但摩擦阻力大，傳動效率低有側(cè)向間隙，反向有空行程,

低速有爬行

2、傳動效率高，具有傳動的可逆性，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，

低速不爬行；經(jīng)調(diào)整預(yù)緊，可獲得很高的定位精度和較

高的軸向剛度，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，抗沖擊性能差，不具有自

鎖性，多由專業(yè)廠制造

3、傳動效率高，具有傳動的可逆性，運(yùn)動平穩(wěn)，

無爬行現(xiàn)象；反向時無空行程，定位精度高，磨損很小;

但螺母結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需有一套要求較高的供油系統(tǒng)

應(yīng)用：

1、金屬切削機(jī)床的進(jìn)給、分度機(jī)構(gòu)的傳動螺旋，

摩擦壓力機(jī)、千斤頂?shù)膫髁β菪?/p>

2、數(shù)控機(jī)床、精密機(jī)床、測試機(jī)械、儀器的傳動

螺旋和調(diào)整螺旋；飛行器、船舶等自動控制系統(tǒng)的傳動

螺旋

3、精密機(jī)床的進(jìn)給、分度機(jī)構(gòu)的傳動螺旋

(1)、滑動螺旋機(jī)構(gòu)

滑動螺旋機(jī)構(gòu)在傳動中螺桿與螺母之間產(chǎn)生滑動

摩擦。

按用途可分為：

A、傳力螺旋：以傳遞動力為主，要求以較小的轉(zhuǎn)

矩產(chǎn)生較大的軸向推力。

例1：傳動螺旋

螺旋千斤頂螺旋壓力機(jī)

B、傳導(dǎo)螺旋：以傳遞運(yùn)動為主，有時也承擔(dān)較大

的軸向力。

例2：傳導(dǎo)螺旋車床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)，通過螺桿的轉(zhuǎn)動，

使與刀架相連在一起的螺母水平移動，從而完成車刀切

削進(jìn)給動作。

C、調(diào)整螺旋：用于調(diào)整、固定零件的相對位置。

例3：調(diào)整螺旋：臺式虎鉗，螺桿上裝有活動鉗口，

螺母與固定鉗口固連在一起，當(dāng)轉(zhuǎn)動手柄時，螺桿相對

螺母作回轉(zhuǎn)運(yùn)動，并帶動活動鉗口一起沿軸向移動，這

樣，活動鉗口和固定鉗口之間的工件就可以被夾緊或松

開。

(2)、滾動螺旋機(jī)構(gòu)

滾動螺旋裝置主要由螺母、螺桿、滾珠和滾珠循環(huán)

裝置組成。螺桿上有螺旋槽，當(dāng)螺桿或螺母轉(zhuǎn)動時，滾

珠沿螺旋槽滾道滾動，形成滾動摩擦。滾珠經(jīng)導(dǎo)向裝置

可返回滾道，反復(fù)循環(huán)。

1、按滾珠的循環(huán)方式可將滾動螺旋機(jī)構(gòu)分為內(nèi)循

環(huán)滾珠絲桿和外循環(huán)滾珠絲桿兩類。

2、內(nèi)循環(huán)中螺母的每圈螺紋裝有一反向器，滾珠

在同一圈滾道內(nèi)形成封閉循環(huán)回路。

3、外循環(huán)可利用兩端與工作滾道的始末相通的導(dǎo)

管作為滾珠的返回通道。

三、課堂總結(jié)(4')

本堂課講解了螺旋機(jī)構(gòu)組成，分類，和應(yīng)用要求同

學(xué)們掌握其各種螺旋機(jī)構(gòu)的特點。

四、作業(yè)布置(T)

P767

五、課堂后記

、課前引入（5‘）

復(fù)習(xí)螺旋機(jī)構(gòu)的定義，組成，類型，應(yīng)用。

二、講授新課（80'）

間隙運(yùn)動機(jī)構(gòu)的定義：

在各種自動和半自動機(jī)械中，需要把主動件的連

續(xù)運(yùn)動變?yōu)閺膭蛹闹芷谛赃\(yùn)動和停歇，實現(xiàn)這種間隙

運(yùn)動的機(jī)構(gòu)稱為間隙運(yùn)動機(jī)構(gòu)。

間隙運(yùn)動機(jī)構(gòu)的種類：

（一）、棘輪機(jī)構(gòu)

棘輪機(jī)構(gòu)的組成：主要由棘輪、棘爪、止回棘爪和

搖桿組成。

分類：了外接棘輪機(jī)構(gòu)

Y-內(nèi)接棘輪機(jī)構(gòu)

1）、分析工作原理：

1、棘輪用鍵聯(lián)接在機(jī)構(gòu)的傳動軸上，而主動桿則

空套在主傳動軸上，驅(qū)動棘爪與主動桿用轉(zhuǎn)動副相聯(lián)

接。

2、當(dāng)主動桿逆時針方向擺動時一，驅(qū)動棘爪借助彈

簧或自重插入棘輪齒槽內(nèi)，使棘輪轉(zhuǎn)過一定角度。

3、當(dāng)主動桿順時針方向擺動時，制動棘爪阻止棘

輪順時針轉(zhuǎn)動，驅(qū)動棘輪在棘爪齒背上滑過，而棘輪靜

止不動，從而使主動桿作連續(xù)的往復(fù)擺動，而棘輪作單

向間歇轉(zhuǎn)動。

2）、棘輪機(jī)構(gòu)的類型：

1、單向間歇傳動棘輪機(jī)構(gòu)：當(dāng)主動搖桿往復(fù)擺動

一次時，棘輪只能單向地間歇轉(zhuǎn)過一個角度。

2、雙動式棘輪機(jī)構(gòu)：棘輪機(jī)構(gòu)裝有兩個主動棘爪,

當(dāng)主動搖桿往復(fù)擺動一次時，兩個主動棘爪分別撥動棘

輪沿同一方向作兩次間歇運(yùn)動。

例1：如圖所示外接棘輪機(jī)構(gòu)為單向間歇傳動棘輪機(jī)

構(gòu)

例2：如圖所示為可變向的單向棘輪機(jī)構(gòu)，把棘輪

輪齒制成方形，當(dāng)棘爪處于實線位置時一，隨著棘爪的擺

動，棘輪逆時針間歇轉(zhuǎn)動；當(dāng)棘爪處于虛線位置時，隨

著棘爪的擺動,棘輪順時針間隙轉(zhuǎn)動。

例3：若要使搖桿來回I擺動時都使棘輪向同一方向

轉(zhuǎn)動，則可采用下圖所示的雙動式棘輪機(jī)構(gòu)，此種機(jī)構(gòu)

的棘爪可制成鉤頭的或直推的。

鉤頭式雙動棘輪機(jī)構(gòu)

直推式雙動棘輪機(jī)構(gòu)

鉤頭式雙動棘輪機(jī)構(gòu)直推式雙動棘輪機(jī)構(gòu)

3）、棘輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用——牛頭刨床工作臺的橫向進(jìn)

給機(jī)構(gòu)

4）、改變棘輪每次轉(zhuǎn)過角度的大小的方法

改變搖桿的擺角大小，使其逐漸增大，棘輪轉(zhuǎn)角隨

之增大

在棘輪外加裝一個棘輪罩，用以遮蓋搖桿擺角范圍

內(nèi)的一部分棘齒

改變搖桿的擺角大小外加棘輪罩

（二）、槽輪機(jī)構(gòu)

槽輪機(jī)構(gòu)如圖所示，由主動撥盤、從動槽輪和機(jī)架

A、撥盤1以等角速度作連續(xù)回轉(zhuǎn)，當(dāng)撥盤上的圓

銷A未進(jìn)入槽輪的徑向槽時，由于槽輪的內(nèi)凹鎖止弧

〃〃被撥盤1的外凸鎖止弧〃小卡住，故槽輪不動。

B、圖所示為圓銷A剛進(jìn)入槽輪徑向槽時的位置，

此時鎖止弧nn也剛被松開。此后，槽輪受圓銷A的驅(qū)

使而轉(zhuǎn)動。

C、當(dāng)圓銷A在另一邊離開徑向槽時，鎖止弧nn

又被卡住，槽輪又靜止不動。直至圓銷A再次進(jìn)入槽輪

的另一個徑向槽時一，又重復(fù)上述運(yùn)動。所以槽輪作時動

時停的間歇運(yùn)動。

2）、槽輪機(jī)構(gòu)的類型

［外槽輪機(jī)構(gòu)

'內(nèi)槽輪機(jī)構(gòu)

它們均用于平行軸間的間歇傳動，但外槽輪與撥盤

轉(zhuǎn)向相反，而內(nèi)槽輪機(jī)構(gòu)則轉(zhuǎn)向相同。

槽輪機(jī)構(gòu)工作時，在主動撥盤轉(zhuǎn)動一周中，槽輪的

運(yùn)動次數(shù)與主動撥盤的圓銷個數(shù)相同，槽輪每次的轉(zhuǎn)動

角度為弛（〃為槽輪的徑向槽個數(shù)）。

n

思考：觀察圖所示的雙銷式外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)，說明

撥盤轉(zhuǎn)動一周時，槽輪運(yùn)動幾次，且每次轉(zhuǎn)過的角度為

多少。

3）、槽輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用——蜂窩煤制作機(jī)的傳動系統(tǒng)

三、課堂總結(jié)（4'）

本堂課重點講解了間隙機(jī)構(gòu)的定義，及槽輪機(jī)構(gòu)，

棘輪機(jī)構(gòu)組成，類型和應(yīng)用，要求同學(xué)們各種機(jī)構(gòu)的工

作特點和工作原理。

四、作業(yè)布置（T）

P778

五、課堂后記

一、課前引入（5'）

復(fù)習(xí)1、間隙運(yùn)動機(jī)構(gòu)的定義？

2、槽輪機(jī)構(gòu)的組成和類型？3、棘輪機(jī)構(gòu)

二、講授新課（80'）

變速變向機(jī)構(gòu)

（一）、變速機(jī)構(gòu)主要用來實現(xiàn)速度的變換，在輸

入轉(zhuǎn)速不變的條件下，調(diào)整變速機(jī)構(gòu)中的操作裝置，輸

出軸可以得到不同的轉(zhuǎn)速。

例1：鉆床主軸變速機(jī)構(gòu),可以得到以下9種轉(zhuǎn)速。

114

nx-----

152

鉆床主軸變速機(jī)構(gòu)

例2：車床進(jìn)給箱變速機(jī)構(gòu)

進(jìn)給箱變速機(jī)構(gòu)

（二）、變向機(jī)構(gòu)

變向機(jī)構(gòu)用于改變轉(zhuǎn)動的方向，例如使用變向機(jī)構(gòu)

可以實現(xiàn)汽車的前進(jìn)和后退，車床的進(jìn)給和退刀。在主

動軸旋轉(zhuǎn)方向不變時，通過變向機(jī)構(gòu)可以改變從動軸的

旋轉(zhuǎn)方向。

例1：滑移齒輪變向機(jī)構(gòu)

1）齒輪z2和齒輪z4固定在軸上，雙聯(lián)滑移齒輪

zl和z3通過花鍵與軸聯(lián)接，并可在軸上移動，z為中間

輪。

2）運(yùn)動由齒輪zl通過齒輪z傳遞到齒輪z2時，由

于z起單個惰輪作用，齒輪zl和齒輪z2旋轉(zhuǎn)方向相同。

3）當(dāng)雙聯(lián)滑移齒輪向右滑動，齒輪z3與惰輪z脫

開嚙合而與齒輪z4嚙合時，就變成了一對外嚙合齒輪

傳動，齒輪z4與齒輪zl的旋轉(zhuǎn)方向相反，實現(xiàn)變向

滑移齒輪變向機(jī)構(gòu)

例2：錐式齒輪變向機(jī)構(gòu)

1）、兩個錐齒輪z2、z3空套在水平的從動軸上，其

通過可滑移的雙向爪形離合器與水平軸相聯(lián)，另一錐齒

輪zl安裝在垂直的主動軸上。

2）、當(dāng)齒輪zl旋轉(zhuǎn)時，帶動齒輪z2和z3在從動軸

上空轉(zhuǎn)，如果雙向離合器向左移動，與齒輪z2上的爪

形齒嚙合，則由齒輪z2帶動從動軸轉(zhuǎn)動；若雙向離合

器向右移，與齒輪z3上的爪形齒嚙合，則由齒輪z3帶

動從動軸轉(zhuǎn)動，且轉(zhuǎn)動方向相反。

3）、圖（b）所示的錐齒輪變向機(jī)構(gòu)，是通過水平

軸上的雙聯(lián)錐齒輪的滑動與垂直軸上的錐齒輪的嚙合

來改變水平軸的轉(zhuǎn)動方向。

離合器式滑移式

例3：齒輪zl和z4分別用鍵與主動軸和從動軸相

聯(lián)，齒輪z2和z3空套在三角形杠桿架的軸上，杠桿架

通過扳動手柄可繞z4的軸心旋轉(zhuǎn)，扳動手柄有上、中、

下三個位置。

當(dāng)手柄處于上位置時（見圖3-84所示位置），齒輪

zl與z3、z3與"嚙合，z2空轉(zhuǎn)，主動軸與從動軸轉(zhuǎn)向

相同；當(dāng)手柄處于中位置時，齒輪zl不與齒輪z2、z3

嚙合，從動軸靜止不動；當(dāng)手柄處于下位置時一，齒輪zl

與z2、z2與z3、z3與z4嚙合，從動軸與主動軸轉(zhuǎn)向相

反。

三、課堂總結(jié)（4'）

重點講解了變速變向機(jī)構(gòu)的組成和工作原理，要求

理解鉆床主軸變速機(jī)構(gòu)的變速計算，

四、作業(yè)布置（1‘）

P779

五、課堂后記

、課前引入（5‘）

復(fù)習(xí)鉆床主軸變速機(jī)構(gòu)的工作原理

復(fù)習(xí)滑移齒輪變向機(jī)構(gòu)的工作原理

二、講授新課（80'）

1.組成：主動輪、從動輪、帶

2.工作原理：摩擦傳動

3.類型：平帶（扁平矩形），V帶（等腰梯形），多

楔帶（以扁平部分為基體，下面有幾條等距的縱向槽）,

圓帶（牽引能力小，常用于儀器、家用器械、人力機(jī)械中）

優(yōu)點：傳動平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)簡單、成本低、使用維護(hù)方便、

有良好的撓性和彈性、過載打滑。

缺點：傳動比不準(zhǔn)確、帶壽命低、軸上載荷較大、

傳動裝置外部尺寸大、效率低。

適用于大中心距、中小功率、帶速v=5?25m/s,

W7的情況。

（二）、帶傳動的工作原理分析

播放帶傳動的工作原理視頻

1.受力特點：Fo-----由預(yù)緊產(chǎn)生的拉力

上邊：FoF2下邊：FOFl

-

拉力差：Fi—Fo=FoF2

F=F1-F2——有效拉力（圓周力）

正常工作時：F=帶與帶輪間摩擦力的總和EF'

當(dāng)F>EF'時：——打滑尸

1000

單位：F（N）；v（m/s）；P（kW）

首先（播放帶傳動的彈性滑動和打滑）

再分析彈性滑動：微量相對滑動（彈性滑動）

分析傳動比；？=看￡=匚滑動系數(shù)

3、打滑（帶與輪間的顯著相對滑動）

原因：過載；后果：帶嚴(yán)重磨損，不能正常工作。

4、帶輪的包角

包角越大，接觸的弧就越長，接觸面間的摩擦力也

就越大。一般要求包角，因大帶輪包角比小帶輪包角大。

帶已標(biāo)準(zhǔn)化，見書表4.1。V帶的標(biāo)記:

（四）帶輪的材料與結(jié)構(gòu)分析

材料：鑄鐵、鑄鋼、鑄鋁、塑料

ddW（1.5?3）d（）,d0——軸的直徑，選用實心帶輪

ddW300mm，選用輻板帶輪

ddW400mm,選用孔板帶輪

dd>400mm選用橢圓輪輻帶輪

（五）帶輪的張緊機(jī)構(gòu)分析

1、定期張緊：通過調(diào)解中心距離控制初拉力

2、自動張緊；3、張緊輪張緊

（播放帶傳動的使用與維護(hù)）

（六）帶傳動的使用與維護(hù)：

1.安裝：減小中心距，松開張緊輪，裝好后再調(diào)整

2.V帶注意型號、基準(zhǔn)長度。

3.兩帶輪中心線平行，帶輪斷面垂直中心線，主、從

動輪的槽輪在同一平面內(nèi)，軸與軸端變形要小。

4.定期檢查。不同帶型、不同廠家生產(chǎn)、不同新舊

程度的V帶不易同組使用。

5.保持清潔，避免遇酸、堿或油污使帶老化。

三、課堂總結(jié)（4'）

本堂課主要講解了帶傳動的組成和分類及他們的

工作原理，要求同學(xué)們重點掌握帶傳動的特點優(yōu)勢

四、作業(yè)布置（1‘）P921、2、3

五、課堂后記

、課前引入（5'）

1、復(fù)習(xí)帶傳動的工作原理和特點，有哪些類型？

從帶傳動的特點引出鏈傳動的特點和應(yīng)用場合。

二、講授新課（80'）

（一）、鏈傳動的特點和分類

1、組成：鏈輪（主、從）鏈條

2、優(yōu)點：鏈傳動是嚙合傳動，無彈性滑動和打滑

現(xiàn)象與帶傳動相比，鏈傳動的承載能力大，效率高，能

保持準(zhǔn)確的平均傳動比。

缺點：安裝精度要求高，瞬時的傳動比不穩(wěn)定，

工作時有噪聲，易脫鏈。

3.分類：傳動鏈（滾動鏈，齒形鏈）；起重鏈；曳

引鏈。

播放兩段視頻：《鏈輪的齒形》《認(rèn)識鏈傳動》

分析滾子鏈輪：鏈條滾子中心

重合于鏈輪節(jié)圓

“齒形按3RGB1244-85規(guī)定制造”

畫法應(yīng)符合GB1244-85規(guī)定

（三）鏈輪的材料

鏈輪材料應(yīng)保證輪齒具有足夠的強(qiáng)度和耐磨性。

含碳量低的鋼適宜用作承受沖擊載荷的鏈輪，鑄

鋼等適宜于易磨損但無劇烈沖擊振動的鏈輪，要求強(qiáng)度

高且耐磨的鏈輪須由合金鋼制作。

常用的材料有20、35、40、45等碳素鋼，HT150、

HT200等灰口鑄鐵，ZG310-570等鑄鋼，以及20Cr、

35CrMo、40Cr等合金鋼。

（四）鏈傳動的主要參數(shù)

1、鏈輪的齒數(shù)

鏈輪齒數(shù)要適當(dāng)，不宜過多或過小。鏈輪齒數(shù)越

小，鏈輪的不均勻性和動載荷都會增加，同時當(dāng)鏈輪齒

數(shù)過少時，使鏈輪直徑過小，會增加鏈節(jié)的負(fù)荷和工作

頻率，加速鏈條磨損。

2.平均傳動比鏈輪周長=Zp\

1/小

N、pn、=N^pn2一

-60x1000-60x1OOO

/-—一

3.鏈節(jié)距

⑴節(jié)距p：相鄰兩滾子中心的距離

P大，載荷大，尺寸大。

p小，可采用多排鏈（1?3）

⑵節(jié)數(shù)Lp：Lp=L/p

⑶標(biāo)記：匚□—□二IX匚二I匚

鏈號排數(shù)鏈節(jié)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)編號

例如：A系