機(jī)械制造行業(yè)中職機(jī)械基礎(chǔ)教案

機(jī)械制造行業(yè)中職機(jī)械基礎(chǔ)教案金屬材料性能，鋼的熱處理工藝，常用金屬材料。金屬材料性能物理性能、化學(xué)性能和力學(xué)性能。金屬材料的力學(xué)性能包括強(qiáng)度、塑性、硬度、沖擊韌性和疲勞強(qiáng)度等。1.強(qiáng)度和塑性2.硬度：布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度。3.沖擊韌性脆性材料、韌性材料4.疲勞強(qiáng)度1.物理性能:密度、熔點、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、熱膨脹性和磁等。2.化學(xué)性能：耐腐蝕性、抗氧化性3.工藝性能：鑄造性能、鍛造性能、焊接性能和切削加工性能。課班時級鐵碳合金，鋼的熱處理工藝。鋼的熱處理是將鋼件在固態(tài)范圍內(nèi)，采用適當(dāng)方式進(jìn)行加熱、保溫、冷卻，鋼的熱處理可分為整體熱處理和表面熱處理，整體熱處理包括退火、正火、淬火和回火。三、熱處理新技術(shù)：1.激光熱處理2.真空熱處理3.形變熱處理金屬材料是由金屬元素或以金屬元素為主而組材料。包括黑色材料和有色材料兩大類。1.碳鋼2.低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼3.合金鋼合金鋼是指合金元素的各類和含量高于國標(biāo)規(guī)定范圍的鋼。4.鑄鐵鑄鐵可分為白口鑄鐵、灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵等。1.鋁與鋁合金2.銅與銅合金3.軸承合金：用來制造滑動軸承中軸瓦及軸瓦內(nèi)襯的合金稱為軸承合金。1.塑料的特性2.塑料的分類及用途2.特種陶瓷的類型2.復(fù)合材料的分類和用途1.納米材料2.超導(dǎo)材料機(jī)械是人類進(jìn)行生產(chǎn)勞動的主要工具，也是社會生產(chǎn)力發(fā)展的重要標(biāo)志。機(jī)的發(fā)明、促進(jìn)了產(chǎn)業(yè)革命。機(jī)器的組成及其設(shè)計方法；機(jī)(一）機(jī)器是執(zhí)行機(jī)械運動的裝置，用來變換或傳遞、物料、與信息。機(jī)器的特征：1.任何機(jī)器都是由許多構(gòu)件組合而成的。2.各運動實體之間具有確定的相對運動。3.能實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換、代替或減輕人類的勞動，完成有用的機(jī)械功。動并能代替或減輕人類的體力勞動，完成有用的機(jī)械功或?qū)崿F(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換。按用途分：機(jī)器分為發(fā)動機(jī)（原動機(jī)）和工作機(jī)。發(fā)動機(jī)（原動機(jī)）是將非機(jī)械能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的機(jī)器。工作機(jī)是用來改變被加工物料的位置、形狀、性能、尺寸和狀態(tài)的機(jī)器。(二）機(jī)器的組成機(jī)器基本是由原動機(jī)部分、執(zhí)行部分和傳動部分三部分組成。1.使用功能要求2.經(jīng)濟(jì)性要求4.可靠性要求5.其他專用要求1.計劃階段2.方案設(shè)計階段3.技術(shù)設(shè)計階段4.技術(shù)文件編制階段1.構(gòu)件構(gòu)件是機(jī)構(gòu)中的單元體，也就是相互之間能作相對運動的物體。構(gòu)件按其運動狀況，可分為固定構(gòu)件和運動構(gòu)件。2.零件零件是構(gòu)件的組成部分。構(gòu)件和零件的區(qū)別在于：構(gòu)件是運動的單元，零件是加工制造的單元。使兩物體直接接觸而又能產(chǎn)生一定相對運動的聯(lián)接，稱為運動副。根據(jù)運動副中兩構(gòu)接觸形式不同，運動副可分為低副和高副。動副。動副。（3）螺旋副：兩構(gòu)件在接觸處只允許作—定關(guān)系的轉(zhuǎn)動和移動的復(fù)合運(a)轉(zhuǎn)動副動。絲杠與螺母組成的運動副。2.高副：高副是兩構(gòu)件之間作點或線接觸的運動副。1.斷裂2.過大的殘余變形3.零件的表面破壞4.破壞正常條件引起的失效1.避免在預(yù)定壽命期內(nèi)失效的要求強(qiáng)度、剛度、耐磨性、振動穩(wěn)定性、耐熱性。2.結(jié)構(gòu)工藝性要求3.經(jīng)濟(jì)性要求4.質(zhì)量小的要求5.可靠性要求課班時級合器連接等都稱為連接件。齒輪、滾動軸承和彈簧稱為常用件。了解螺紋、螺紋連接的基本類型及標(biāo)準(zhǔn)連接件、螺紋連接的預(yù)緊和防松、螺紋、螺紋連接的基本類型及標(biāo)準(zhǔn)連接件、螺紋連接的預(yù)緊和防松、位移和相應(yīng)的角位移成定比。螺紋的主要參數(shù)：(3)中徑(d2線位于牙型上凸起(牙)和溝槽(牙間)寬度相等處。此假想圓柱稱為中徑圓柱。(4)螺距(P)——在中徑線上，相鄰兩牙在中徑線上對應(yīng)兩點間的軸向距離。(6)牙形角（α）——在軸向截面內(nèi)螺紋牙形兩側(cè)邊的夾角。(7)升角（λ）——在中徑圓柱上螺旋線的切線與垂直于螺紋軸線的平面間3.螺紋的代號與標(biāo)記螺紋的標(biāo)記由螺紋代號、螺紋公差代號和螺紋旋合長度代號組成。注：(1)粗牙普通螺紋不標(biāo)螺距(2)中徑與頂徑公差代號相同只須標(biāo)一個。(3)右旋螺紋旋向不標(biāo)特殊時也可標(biāo)出旋合長度數(shù)值，B)組成。注：(1)內(nèi)螺紋不標(biāo)公差等級代號。(3)管螺紋的公稱直徑指管子的內(nèi)徑。4.螺紋的類型、特點、單線螺紋、雙線螺紋和三線螺紋。左旋螺紋僅用于有特殊要求的場合。使用粗牙螺紋。紋和傳動螺紋兩大類。1.連接螺紋大，強(qiáng)度高，自鎖性能好。應(yīng)用最廣泛的是普通螺紋，其牙型角為60○,同一直徑按螺距大小可分為粗2.標(biāo)準(zhǔn)螺紋連接件：螺栓、雙頭螺柱、六角螺母、墊圈、螺釘、緊定螺釘。常用防松的方法：摩擦防松、機(jī)械防松、不可拆防松。1.松螺柱連接的強(qiáng)度計算1.螺柱連接件的性能等級2.螺柱連接件的許用應(yīng)力1.連接接合面的幾何形狀2.螺栓的數(shù)目與排列3.合理的間距、邊距4.螺栓組的布置1.鍵連接的類型2.鍵連接的強(qiáng)度計算1.花鍵連接的特點和類型特點:承載能力強(qiáng)、應(yīng)力集中小、強(qiáng)度削弱小、受力均勻、對中性好、導(dǎo)向性好，成本較高。2.花鍵連接強(qiáng)度計算常用的銷有：圓柱銷、圓錐銷、開口銷等。聯(lián)軸器和離合器都是用來連接軸與軸（或軸與其他回轉(zhuǎn)零件以傳遞運動和轉(zhuǎn)1.聯(lián)軸器的分類：剛性聯(lián)軸器和撓性聯(lián)軸器。2.剛性聯(lián)軸器：套筒式、凸緣式和夾殼式等。沒有補(bǔ)償軸線偏移的能力。3.撓性聯(lián)軸器：和鏈條聯(lián)軸器?？裳a(bǔ)償軸線偏移，不能減振。式聯(lián)軸器。即可補(bǔ)償軸線偏移，又具有緩沖和減振的能1.聯(lián)軸器類型的選擇2.聯(lián)軸器轉(zhuǎn)矩的計算3.聯(lián)軸器型號的確定4.校核最大轉(zhuǎn)速5.協(xié)調(diào)軸孔直徑6.按規(guī)定部件相應(yīng)的安裝精度以及進(jìn)行必要的校核三、離合器常用的有牙嵌式和摩擦式兩大類。1.牙嵌式離合器2.摩擦式離合器按所承受的載荷分為拉伸彈簧、壓縮彈簧、扭轉(zhuǎn)彈簧和彎曲彈簧。1.壓縮彈簧2.拉伸彈簧3.圓柱螺旋彈簧的幾何參數(shù)計算1.彈簧的制造2.彈簧材料及許用應(yīng)力2.圓柱螺旋彈簧的強(qiáng)度計算3.圓柱螺旋彈簧的剛度計算4.圓柱螺旋壓縮彈簧穩(wěn)定性的校核了解平面連桿機(jī)構(gòu)，凸輪機(jī)構(gòu)，棘輪機(jī)構(gòu)，槽輪機(jī)構(gòu)，螺旋機(jī)構(gòu)，不完全齒輪機(jī)構(gòu)。掌握鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本類型。掌握鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本類型。鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)是由轉(zhuǎn)動副聯(lián)結(jié)起來封閉系統(tǒng)。凡是能作整周回轉(zhuǎn)的連架桿稱之為曲柄，只能在小于360°的范圍內(nèi)作往復(fù)擺動鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)根據(jù)其兩個連架桿的運動形式不同，可以分為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)和雙搖桿機(jī)構(gòu)三種基本形式。柄搖桿機(jī)構(gòu)。桿的延長部分實現(xiàn)刮雨動作。如果鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中的兩個連架桿都能作360°整周回轉(zhuǎn)，則這種機(jī)構(gòu)稱為雙曲柄機(jī)構(gòu)。在雙曲柄機(jī)構(gòu)中，若兩個曲柄的長度相等，機(jī)架與連架桿的長度相等這種雙曲柄機(jī)構(gòu)稱為平行雙曲柄機(jī)構(gòu)。車輪聯(lián)動機(jī)構(gòu)采用三個曲柄的目的就是為了防止其反轉(zhuǎn)。雙搖桿機(jī)構(gòu)。1.轉(zhuǎn)動副化成移動副2.擴(kuò)大轉(zhuǎn)動副3.取不同構(gòu)件為機(jī)架曲柄，各桿長度必須滿足一定的條件，這就是所謂的曲柄存在的條件。上述兩條件必須同時滿足，否則機(jī)構(gòu)中無曲柄存在。根據(jù)曲柄條件，還之和，則可能有以下幾種情況：(2)若鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中最短桿與最長桿長度之和大于其余兩桿長度之和，則不論以哪一桿為機(jī)架，均為雙搖桿機(jī)構(gòu)。作行程的平均速度，這種性質(zhì)稱為機(jī)構(gòu)的急回特性。處于兩個極限位置時所夾的銳角θ稱為極位夾角。在某些機(jī)械中(如牛頭刨床、插床或慣性篩等)，常利用機(jī)械的急回特性來縮短空回行程的時間，以提高生產(chǎn)率。=（180°十θ)/(180°一θ)有急回特性。以搖桿作為主動件的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。在從動曲柄與連桿共線的兩個位置時，力的影響，也可能使曲柄轉(zhuǎn)向不定。死點對于轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)是不利的，常利用慣性來通過死點，也可采用機(jī)構(gòu)錯排位置，即使工件的反力很大，夾具也不會自動松脫。21.組成凸輪機(jī)構(gòu)是由凸輪、從動件和機(jī)架三個部分所組成。2.運動規(guī)律：或繞某定點的擺動，并依靠凸輪輪廓曲線準(zhǔn)確地實現(xiàn)所要求的運動規(guī)律。3.凸輪機(jī)構(gòu)的特點動規(guī)律，且結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、工作可靠。缺點是：凸輪與從動件之間為點或線接觸，不易潤滑，容易磨損。4.凸輪機(jī)構(gòu)的基本類型(l)盤形凸輪(2)移動凸輪作直線移動。通常稱這種凸輪為移動凸輪。(3)圓柱凸輪(l)尖頂從動件雜的運動，但因尖頂極易磨損，故只適用于輕載、低速的凸輪(2)滾子從動件最廣泛。(3)平底從動件從動件一端做成平底(即平面)，在凸輪輪廓與從動件底面之間易于形成油動件為一平底，故不適用于帶有內(nèi)凹輪廓的凸輪機(jī)構(gòu)。律稱為等速運動規(guī)律。凸輪轉(zhuǎn)角δ與時間t的關(guān)系為：δ=ω·t則從動件的位移S與凸輪轉(zhuǎn)角δ之間的關(guān)系為:v和ω都是常數(shù)，所以位移和轉(zhuǎn)角成正比關(guān)系。因此，從動件作等速運動的從動件在回程時的位移曲線則與下圖相反，是一條向般只適用于低速轉(zhuǎn)動和從動件質(zhì)量不大的場合。當(dāng)凸輪作等角速度旋轉(zhuǎn)時，從動件在升程(或回程)的前半程作等加速運動，后半程作等減速運動。這種運動規(guī)律稱為等加速等減速運動規(guī)律。(1)位移曲線(S—δ曲線)22在凸輪機(jī)構(gòu)中，凸輪按等角速度ω旋轉(zhuǎn)，凸輪轉(zhuǎn)角δ與時間t之間的關(guān)系為t=δ/ω則從動件的位移S與凸輪轉(zhuǎn)角δ之間的關(guān)系為：式中a和ω都是常數(shù)，所以位移s和轉(zhuǎn)角δ成二次函數(shù)的關(guān)系，所以，從動件作從動件在推程和回程中的位移曲線是由兩段曲率方向相反的拋物線連成。(2)等加速等減速運動凸輪機(jī)構(gòu)的工作特點的輪子，由棘爪推動作步進(jìn)運動。棘爪是在兩個構(gòu)用以阻止上述兩個構(gòu)件在某一方向的相對運主動輪做勻速連續(xù)轉(zhuǎn)動，從動輪做單向間歇轉(zhuǎn)動。各種自動機(jī)床和自動儀表的進(jìn)給機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)，具中。2.差動螺旋傳動的移動距離和方向的確定螺桿移動方向相反。差動螺旋差動中活動螺母的實際移動距離和方向，可用公式表示L=N(P同，計算結(jié)果為負(fù)值時，活動螺母實際移動主動輪連續(xù)回轉(zhuǎn)，從動件間歇運動。熟悉帶傳動的特點及類型，掌握V帶的構(gòu)造、標(biāo)準(zhǔn)，V帶傳動的設(shè)計和計算1.帶傳動的工作原理和傳動比2.帶傳動的特點V帶傳動的設(shè)計和計算傳動兩類。類的帶傳動有同步帶傳動。摩擦力或嚙合來傳遞運動和（或）動力的。帶傳動的傳動比：i就是帶輪角速度之比，或帶輪的轉(zhuǎn)速之比。1.結(jié)構(gòu)簡單，使用維護(hù)方便，適用于兩軸中心距較大的傳動場合。2.傳動平穩(wěn)，噪聲低。3.過載時，傳動帶會在帶輪上打滑，起到安全保護(hù)作用。4.屬于摩擦傳動類的帶傳動，帶在傳動中受力是周期變化的。5.外輪廓尺大，傳動效率較低。二、V帶和帶輪V帶傳動是由一條或數(shù)條V帶和V帶輪組成的摩擦傳動。V帶安裝在相應(yīng)的輪槽內(nèi)，僅與輪槽的兩側(cè)接觸，而不與槽底接觸。V帶是橫截面為等腰梯形或近似等腰梯形的傳動帶，其工作面為兩側(cè)面。V帶是標(biāo)準(zhǔn)件，有Y、Z、A、B、C、D、E七種型號。1.帶傳動中力的分析2.帶的應(yīng)力分析3.帶的彈性滑動、打滑和滑動率性滑動。四、V帶傳動的設(shè)計和計算1.設(shè)計準(zhǔn)則：在保證帶不打滑的條件下，具有一定的疲勞強(qiáng)度和壽命。2.單根V帶的基本額定功率3.設(shè)計原始數(shù)據(jù)及設(shè)計內(nèi)容4.設(shè)計方法和步驟5.確定中心距a和帶的基準(zhǔn)長度Ld1）傳動實際中心距a;2）帶的基準(zhǔn)長度Ld是V帶在規(guī)定的張緊力下，位于測量帶輪基準(zhǔn)直徑上的周線長度。6.驗算小帶輪包角αα=180○-57.3○x(D2-D1）/a對于V帶傳動，小帶輪的包角一般要求：α≥120○。7.確定帶的根數(shù)8.確定帶的初拉力9.計算帶作用于軸上的力1.圓柱齒輪傳動2.錐齒輪傳動3.交錯軸斜齒輪傳動由于π為一無理數(shù)，為了計算和制造上的方便，人為地把pD/π規(guī)定為有理數(shù)，即齒距P除以圓周率π所得的商稱為模數(shù)，用m表示。即m＝p/π3.壓力角α壓力角指分度圓上的壓力角，用α表示。我國規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)壓力角α=20°。4.齒頂圓：輪齒頂部所在的圓稱為齒頂圓，其直徑用da表示。5.齒根圓：齒槽底部所在的圓稱為齒根圓，其直徑用df表示。6.分度圓：齒輪上具有標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)壓力角的圓稱為分度圓，其直徑用7.齒距、齒厚、齒槽寬：兩個相鄰而同側(cè)的端面齒廓之間的弧長稱為齒距，1.齒輪的失效形式：輪齒折斷、齒面點蝕、齒面磨損、齒面膠合等幾種。2.齒輪材料及其選擇材料：鋼、鑄鐵、非金屬材料齒輪材料的基本要求：齒面要硬，齒芯要韌。1.輪齒的受力分析2.齒輪傳動的計算載荷3.齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算4.齒面接觸疲勞強(qiáng)度的計算5.齒輪的許用應(yīng)力6.齒輪參數(shù)的選擇直齒圓柱齒輪正確嚙合的條件是：兩齒輪的模數(shù)和一對齒輪嚙合時，才有節(jié)圓和嚙合角。1.斜齒圓柱齒輪的主要參數(shù)和幾何尺寸故必須建立法面參數(shù)與端面參數(shù)之間的換算關(guān)系。斜齒輪的螺旋線為斜直線，螺旋線與分度圓柱母線的夾角稱螺旋角，用β表示。斜齒輪輪齒的旋向分為左、右旋兩種。Pn表示法向齒距，Pt表示端面齒距，β為螺旋角，它們之間的關(guān)系為：t·cosβt·cosβ法向壓力角αn和端面壓力角αt，兩者之間的關(guān)系為：tgαn＝tgαt·cosβ2.斜齒輪的當(dāng)量齒數(shù)3.斜齒輪的受力分析4.斜齒輪的強(qiáng)度計算上的螺旋角相等，方向相反。3.確嚙合條件2.工作平穩(wěn)因為蝸桿與蝸輪齒的嚙合是連續(xù)的，同時嚙合的齒數(shù)較多所5.制造成本高為了減少摩擦，蝸輪常用貴重的減摩材料（如青銅）制造。1.主要參數(shù)模數(shù)、壓力角、螺旋升角λ與蝸輪的分度圓螺旋角βλ應(yīng)等于蝸輪分度圓上的螺旋角β,且兩者螺旋方向相同。大，制造困難。2.蝸桿傳動的幾何尺寸計算1.蝸桿傳動的失效形式及常用材料僅要有足夠的強(qiáng)度，而且還要有良好的減磨性，耐磨性和抗膠合的能力。尼龍或增強(qiáng)尼龍材料制成。2.蝸桿傳動的受力分析3.蝸桿強(qiáng)度計算1.蝸桿傳動的效率2.蝸桿傳動的潤滑3.蝸桿傳動的熱平衡計算1.摩擦輪傳動的工作原理：摩擦輪傳動是利用兩輪直接接觸所產(chǎn)生的摩擦力來傳動運動和動力的一種機(jī)械傳動。2.傳動比機(jī)構(gòu)中瞬時輸入速度與輸出速度的比值稱為傳動比。傳動比用符號i表示，表達(dá)式為i=n1/n21.結(jié)構(gòu)簡單，使用維修方便，適用于兩軸中心距較近的傳動。2.傳動時噪聲小，并可在運轉(zhuǎn)中變速、變向。3.過載時，兩輪接觸處會產(chǎn)生打滑，因而可以防止薄弱零件的損壞，起到安全保護(hù)作用。4.在兩輪接觸處會產(chǎn)生打滑的可能，所以不能保持準(zhǔn)確的傳動比。按兩輪軸線相對位置摩擦輪傳動可分為兩軸平行和兩軸相交兩類。稱的點點段會一系列互相嚙合的齒輪所組成的齒輪機(jī)構(gòu)來進(jìn)行傳動。這種齒輪機(jī)構(gòu)稱為輪系。到3~6,若采用輪系就可以達(dá)到很大的傳動比。必將齒輪做得很大，結(jié)構(gòu)不合理，而采用輪系傳動則結(jié)構(gòu)緊湊、合理。4.可以合成或分解運動。采用周轉(zhuǎn)輪系可以將兩個獨立運動合成一個運動，或?qū)⒁粋€運動分解為兩個獨立運動。輪共有三對，(-1)3＝-1表示輪1與輪5轉(zhuǎn)向相反。從圖12-4可知，D輪系中各輪的轉(zhuǎn)向也可用畫箭頭的方法表示。i1k＝n1／nk＝(-1)m·所有從動輪齒數(shù)的連乘積／所有主動示清楚。2.列轉(zhuǎn)化輪系傳動比計算式3.標(biāo)出轉(zhuǎn)化輪系轉(zhuǎn)向，確定傳動比符號1.傳遞相距較遠(yuǎn)的兩軸間的運動和動力2.可獲得大的傳動比3.可實現(xiàn)變速、變得變向傳動4.用于運動的合成或分解軸1.軸的用途及分類軸的功用主要是支承回轉(zhuǎn)零件，并傳遞運動和動力。根據(jù)軸所起的作用以及承受載荷性質(zhì)的不同，可分為三大類。都是轉(zhuǎn)軸。等。另外，還有一種軸線能按使用要求隨意變化的軸，稱軟軸或撓性軸。2.軸的材料坯多數(shù)用軋制圓鋼和鍛件，有的直接有