机械基础教案教学教程.doc

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1、|第 1 次课 学时 2 授课形式 课堂讲授 授课时间 课目、课 题 第1章 构件的静力分析 教学目的 和要求 掌握刚体静力学，平面机构的静力分析； 熟悉空间力系的平面解法。 重点 难点 受力图的绘制，平面机构的静力分析、力系的合成与平衡计算。 受力图的绘制，空间力系的平面解法。 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） 第1章 构件的静力分析 1.基本概念（力、刚体）2.静力学公理3.约束和约束反力 约束：能限制某些物体运动的其它物体。 约束反力(反力)：约束对非自由体的作用。 反力的作用点是约束与非自由体的接触点 反力的方向总是与该约束所能

2、限制的运动方向相反 反力的大小总是未知的。在静力学中可以利用相关平衡条件求出约束反力。 约束的基本类型 柔性约束 光滑面约束 光滑铰链约束 固定端约束 4.受力图 恰当地选取研究对象，正确地画出构件的受力图是解决力学问题的关键。画 受力图的具体步骤如下：1.明确研究对象，画出分离体； 编号： 教 案|2.在分离体上画出全部主动力； 3.在分离体上画出全部约束反力。 作业布置 复习书中典型例题 主要 参考资料 机械力学与机械设计 郑增铭 郭攀成主编 理论力学 西工大编 课后自我 总结分析由于在大一期间，同学们已经上过建筑力学上册有关于理论力学的内容， 因此静力分析和平面汇交力系同学们比较了解，本

3、节课主要是起到复习和加 深知识点的作用，同学们对这节课的知识掌握的较好。|第 2次课 学时 2 授课形式 课堂讲授 授课时间 课目、课 题 第1章 构件的静力分析 教学目的 和要求 掌握力矩的定义，力矩的性质以及平面力偶系的合成和平衡。 运用平面任意力系的平衡条件和平衡方程。 重点 难点 平面力偶系的合成 平面任意力系的平衡方程 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） 第1章 构件的静力分析 力对点之矩概念 ：力使物体产生转动效应的物理量称为力矩。产生转动的中心点称为 力矩中心（简称矩心） ，力的作用线到力矩中心的距离d称为力臂，力使物体 绕

4、矩心转动的效应取决于力F的大小与力臂d的乘积及力矩的转动方向。力 对点之矩用MO（F）来表示 合力矩定理：平面汇交力系的合力对平面内任意一点之矩，等于其所有分力 对同一点的力矩的代数和 力对点之矩的求法方法1：用力矩的定义式，即力和力臂的乘积求力矩。 这种方法的关键在 于确定力臂d。需要注意的是，力臂d是矩心到力作用线的距离，即力臂必 须垂直于力的作用线。方法2：运用合力矩定理求力矩。在工程实际中，有时力臂的几何关系较 复杂，不易确定时，可将作用力正交分解为两个分力，然后应用合力矩定理 求原力对矩心的力矩。 力偶及其性质 定义：作用在物体上的一对大小相等、方向相反、作用线相互平行的两个力 称为

5、力偶。 平面力偶系的平衡 平面力偶系平衡的必要与充分条件是： 力偶系中各力偶矩的代数和等于零。 编号： 教 案|平面一般力系向平面内任意一点的简化 ： 平面一般力系向平面内一点简化，得到一个主矢和一个主矩，主矢的大小和 方向与简化中心的选择无关。主矩的值一般与简化中心的选择有关。 作业布置 作业：P31 13,14 主要 参考资料 机械力学与机械设计 郑增铭 郭攀成主编 机械原理 孙桓主编 课后自我 总结分析 学生们理解了力矩的性质以及平面力偶系的合成和平衡。并且可以通过 实际题目进行平面任意力系的平衡条件和平衡方程的运用，但是还需要通过 课后练习进行巩固。|第 3次课 学时 2 授课形式 课

6、堂讲授 授课时间 课目、课 题 第1章 构件的静力分析 教学目的 和要求 通过对本节内容的详细讲解，旨在让学生了解空间力系的平衡方程及其应用， 要求学生理解滑动摩擦的规律，摩擦角和自锁现象以及摩擦时物体的平衡问 题。 重点 难点 空间任意力系的平衡方程及其运用 摩擦角和自锁现象 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） 第1章 构件的静力分析 1空间力系 力在空间直角坐标轴上的投影 一次投影法：力 F 与三个坐标轴所夹的锐角分别为 、, 则力 F 在三个 轴上的投影等于力的大小乘以该夹角的余弦 二次投影法:若已知力 F 与 z 轴的夹角为 ，力

7、 F 和 z 轴所确定的平面与 x 轴 的夹角为 ，可先将力 F 在 oxy 平面上投影， 然后再向 x、 y 轴进行投影。空间力系的简化：与平面任意力系的简化方法一样，空间力系也可以简化为 一个主矢和一个主矩。 空间力系平衡问题的平面解法 ：在工程中，常将空间力系投影到三个坐标平 面上，画出构件受力图的主视、俯视、侧视等三视图，分别列出它们的平衡 方程，同样可解出所求的未知量。这种将空间问题转化为平面问题的研究方 法，称为空间问题的平面解法。 2滑动摩擦 两物体接触表面间产生相对滑动或具有相对滑动趋势时所具有的摩擦。 两物体表面间只具有滑动趋势而无相对滑动时的摩擦，称为静滑动摩擦（静 摩擦）

8、 ；接触表面间产生相对滑动时的摩擦，称为动滑动摩擦（动摩擦） 。 摩擦角：全反力与法线间的最大夹角。 编号： 教 案|自锁：若主动力的合力 FQ 作用在锥体范围内，则约束面必产生一个与之等 值、反向且共线的全反力 FR 与之平衡。但无论如何增加力 FQ，物体总能保 持平衡。全反力作用线不会超出摩擦锥的这种现象称为自锁。 作业布置 无 主要 参考资料 机械力学与机械设计 郑增铭 郭攀成主编 机械原理 孙桓主编 课后自我 总结分析 学生们理解了力在空间直角坐标轴上的投影，以及如何运用空间力系平 衡问题的平面解法。滑动摩擦是机械基础中最重要的内容之一，在以后的教 学中应突出该内容，讲透使得学生有更加

9、深入的了解。|第 4 次课 学时 2 授课形式 课堂讲授 授课时间 课目、课 题 第 2章 零件的变形及强度计算 教学目的 和要求 学习： 轴向拉伸与压缩的概念 ；拉(压)杆横截面的应力和变形计算 ；拉 (压)杆的强度计算 ；剪切的概念 ，挤压的概念 ；剪切和挤压的实用计算 重点 难点 拉(压)杆的轴力和轴力图 拉(压)杆横截面的应力和变形计算 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） 第 2章 零件的变形及强度计算 一、拉伸和压缩 材料拉伸和压缩时的力学性能 材料的力学性能：材料在外力作用下，其强度和变形方面所表现出来的 性能。它是通过试验的

10、方法测定的，是进行强度、刚度计算和选择材料的重 要依据。工程材料的种类：根据其性能可分为塑性材料和脆性材料两大类。 低碳钢和铸铁是这两类材料的典型代表，它们在拉伸和压缩时表现出来的力 学性能具有广泛的代表性。 拉(压)杆的强度计算 许用应力：构件安全工作时材料允许承受的最大应力。构件的工作应力 必须小于材料的极限应力。 强度计算： 应用强度条件式进行的运算。 为了使构件不发生拉(压)破坏，保证构件安全工作的条件是：最大工作 应力不超过材料的许用应力。这一条件称为强度条件。 编号： 教 案|应用该条件式可以解决以下三类问题：校核强度 、设计截面 、确定 许可载荷。 二、剪 切 剪切的概念 ：在力

11、不很大时，两力作用线之间的一微段，由于错动而 发生歪斜，原来的矩形各个直角都改变了一个角度。这种变形形式称为剪切 变形。 挤压的概念 ：构件发生剪切变形时，往往会受到挤压作用，这种接触 面之间相互压紧作用称为挤压。 详解书中例题。 作业布置 无 主要 参考资料 机械力学与机械设计 郑增铭 郭攀成主编 机械原理 孙桓主编 课后自我 总结分析 学生们理解了轴向拉伸与压缩的概念，以及拉(压)杆横截面的应力和变 形计算。在做书中例题时发现对剪切和挤压的掌握不够好，需要多做练习进 行巩固。|第 5 次课 学时 2 授课形式 课堂讲授 授课时间 课目、课 题 第 2章 零件的变形及强度计算 教学目的 和要

12、求 1 圆轴扭转的概念 2扭转内力：扭矩和扭矩图 3扭转切应力分析与计算 4圆轴扭转时的强度和刚度计算 重点 难点 扭矩图的绘制 圆轴扭转时的强度和刚度计算 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） 第 2章 零件的变形及强度计算 扭转变形的特点： 受力特点：在垂直于杆件轴线的平面内， 作用了一对大小相等，转向相反， 作用平 面平行的外力偶矩； 变形特点：杆件任意两横截面都发生了绕杆件轴线的相对转动。 这种形式的变形称为扭转变形。 扭矩图：用平行于轴线的 x 坐标表示横截面的位置，用垂直于 x 轴的坐标 MT 表示横截面扭矩的大小，描画出截面扭

13、矩随截面位置变化的曲线，称为 扭矩图。 圆轴扭转时的变形特征: 1)各圆周线的形状大小及圆周线之间的距离均无变化；各圆周线绕轴线转动 了不同的角度。 2)所有纵向线仍近似地为直线，只是同时倾斜了同一角度。 编号： 教 案|圆轴扭转时的强度计算： 强度条件:圆轴扭转时的强度要求仍是最大工作切应力 max 不超过材料的 许用切应力。 应用扭转强度条件，可以解决圆轴强度计算的三类问题：校核强度、设计 截面和确定许可载荷。 圆轴扭转时的变形和刚度计算： 刚度条件：最大单位长度扭角 小于或等于许用单位长度扭角 。 max 根据扭转刚度条件，可以解决刚度计算的三类问题：即校核刚度、设计截 面和确定许可载荷

14、。 作业布置 作业：P60 8,9,11 主要 参考资料 机械力学与机械设计 郑增铭 郭攀成主编 机械原理 孙桓主编 课后自我 总结分析 学生们理解了扭转变形的特点和变形特征，并会应用强度计算公式和刚 度计算公式进行校核，以后还需要增加一些习题的练习。由于扭转变形时几 种变形里面比较重要的内容，以后教学过程中本章内容可以适当强化。|第 6 次课 学时 2 授课形式 课堂讲授 授课时间 课目、课 题 第 2章 零件的变形及强度计算 教学目的 和要求 1.直梁平面弯曲的概念 2.梁的类型及计算简图 3.梁弯曲时的内力（剪力和弯矩） 4.梁纯弯曲时的强度条件 5.梁弯曲时的变形和刚度条件 重点 难点

15、 梁弯曲时的内力计算（剪力和弯矩） 梁纯弯曲时的强度条件和刚度条件 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） 第 2章 零件的变形及强度计算 直梁平面弯曲的概念： 弯曲变形：作用于杆件上的外力垂直于杆件的轴线，使杆的轴线由直线变为 曲线。 平面弯曲：梁的外载荷都作用在纵向对称面内时，则梁的轴线在纵向对称面 内弯曲成一条平面曲线。 以弯曲变形为主的直杆称为直梁，简称梁。 梁的类型： 简支梁：一端为活动铰链支座，另一端为固定铰链支座。 外伸梁：一端或两端伸出支座之外的简支梁。 悬臂梁：一端为固定端，另一端为自由端的梁。 求梁的内力的方法仍然是截面法

16、。 剪力方程和弯矩方程 弯矩图画法：以与梁轴线平行的x坐标表示横截面位置，纵坐标y按一定比 例表示各截面上相应弯矩的大小，正弯矩画在轴的上方，负弯矩画在轴的下 方。 编号： 教 案|弯矩图的规律 ： 1.梁受集中力或集中力偶作用时，弯矩图为直线，并且在集中力作用处，弯 矩发生转折；在集中力偶作用处，弯矩发生突变，突变量为集中力偶的大小。2.梁受到均布载荷作用时，弯矩图为抛物线，且抛物线的开口方向与均布载 荷的方向一致。3.梁的两端点若无集中力偶作用，则端点处的弯矩为 0；若有集中力偶作用 时，则弯矩为集中力偶的大小。 作业布置 作业：P60 8,9,11 主要 参考资料 机械力学与机械设计 郑

17、增铭 郭攀成主编 机械原理 孙桓主编 课后自我 总结分析 学生们理解了梁弯曲时的内力计算（剪力和弯矩）方法，以及弯矩图的画法， 由于本节内容难度比较大，同学们接受的程度各不相同，在以后的教学中要 放慢教学速度，争取让更多的同学理解的更好，并加强习题和作业，使学生 在做作业的时候得到进一步的巩固。|第 7 次课 学时 2 授课形式 课堂讲授 授课时间 课目、课 题 第 2章 零件的变形及强度计算 教学目的 和要求 了解组合变形的概念 掌握斜弯曲变形的应力、强度计算 重点 难点 重点：斜弯曲变形的应力、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

18、计） 组合变形的概念 构件同时发生两种或两种以上的基本变形称为组合变形。 举例：略 对发生组合变形的杆件计算应力和变形时，采用叠加法。 即：先将荷载分解成符合基本变形外力条件的外力系，分别计算构件在 每一种基本变形时的内力、应力、然后进行叠加，就得原来的荷载引起 的组合变形的应力和变形。 当然必须满足小变形假设及线弹性条件。 斜弯曲变形的应力和强度 1. 斜弯曲变形的应力和强度计算 1）.外力分解 Py=P cos Pz=P sin 2）.分别计算各基本变形的内力、应力cos cos z M P x M sin sin y M P x M 3）叠加 编号： 教 案 y z z y M M y

19、z I I |4）.强度计算 （1） 中性轴的位置 中性轴方程： 0 y z z y M M y z I I 中性轴是一条通过截面形心的直线。当 时，即中性轴不再垂直于荷载作用面。 z y I I （2）最大正应力max y z z y M M W W （3）.强度计算 max max max y z z y M M W W 作业布置 复习 主要 参考资料 机械力学与机械设计 郑增铭 郭攀成主编 机械原理 孙桓主编 课后自我 总结分析 本次课介绍了组合变形的概念 ，并详细推导了斜弯曲变形的应力、强度计 算公式。组合变形的应力、强度计算是在基本变形应力、强度计算基础上的， 较后者有一定的难度。讲

20、课时突出难点、重点。 tg I I I I M M z y tg y z y z z y 0 0|第 8 次课 学时 2 授课形式 课堂讲授 授课时间 课目、课 题 第 2章 零件的变形及强度计算 教学目的 和要求 掌握斜弯曲变形的应力、强度、变形计算 掌握拉伸（压缩）和弯曲组合变形的计算 重点 难点 斜弯曲变形的应力、强度、变形计算 拉伸（压缩）和弯曲组合变形的计算 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） 斜弯曲变形的应力和强度 斜弯曲梁的饶度和刚度计算 P y 引起的自由端的挠度：P z 引起的自由端的挠度：编号： 教 案 z y y I

21、 l f E 3 P 3 y z z I l f E 3 P 3 2 2 | | | | | | z y f f f |当 I z I y 时，即位移不再发生在荷载作用作用面。因而不属于平面 弯曲。 拉伸（压缩）和弯曲的组合变形 1、内力分析 2、应力分析 3、强度计算 作业布置 查找相关在建筑中的实例 主要 参考资料 机械力学与机械设计 郑增铭 郭攀成主编 机械原理 孙桓主编 课后自我 总结分析 本次课内容比较难，讲授时速度较慢，使学生容易接受。以后要多讲 一些比较经典的习题。 tg I I I P I P I l I l f f tg y z y y z z z y y z y z E 3

22、 P E 3 P 3 3|第 9次课 学时 2 授课形式 课堂讲授 授课时间 课目、课 题 第 2章 零件的变形及强度计算 教学目的 和要求 掌握偏心压缩的计算 重点 难点 偏心压缩的计算 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） 偏心压缩（拉伸） 1、偏心压缩时的应力和强度计算（40分钟） 1）荷载的简化 2）内力分析 3）应力分析 4）中性轴的位置 中性轴的特点：中性轴为不能过截面形心的直线。中性轴与偏心压力的 作用点分别处于截面形心的相对两边。偏心压力的作用点越向截面形心靠近， 中性轴就越离开截面形心。当中性轴与截面周边相切或在截面以外时

23、，整个 截面上只产生压应力而不出现拉应力。 5）最大正应力 6）强度计算 例题讲解（20分钟） 2、截面核心 （20分钟） 概念：偏心压力 F 作用在形心附近的某个区域内，整个截面只产生压应 力，而不产生拉应力，这个区域称为截面核心。 矩形截面核心是截面对称轴的三分点连接而成的菱形区域。 圆形截面的截面核心是一直径为 d/4 的圆形区域。 3、小结 （10分钟） 编号： 教 案|作业布置 主要 参考资料 机械力学与机械设计 郑增铭 郭攀成主编 机械原理 孙桓主编 课后自我 总结分析 本节课主要内容是偏心压缩应力和强度计算，是以后专业课的基础课内容。 要求学生要很好的掌握。结合工程实例讲解，效果

24、较好。|第 10次课 学时 2 授课形式 课堂讲授 授课时间 课目、课 题 第3章 机械工程材料及其选用 教学目的 和要求 1. 金属材料的力学性能 2铁碳合金 3. 有色金属与粉末冶金材料 4. 机械工程材料的选用 重点 难点 了解金属材料的力学性能 有色金属与粉末冶金材料 机械工程材料的选用 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） 第3章 机械工程材料及其选用 一、金属材料的力学性能 强度和塑性、硬度、塑性 二、影响金属材料性能的因素 金属的晶体结构：体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格 合金的概念、 合金的结构：固溶体、金属化合物

25、合金的组织：结晶晶粒、机械混合物 三、铁碳合金 铁碳合金的基本知识及其性能 铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、莱氏体 铁碳合金分类： 工业纯铁、钢、白口铸铁 钢的热处理方法： 退火、钢的淬火、钢的回火、钢的表面热处理 工业用钢：碳素钢、合金钢 四、有色金属与粉末冶金材料 铝和铝合金、铜和铜合金、滑动轴承合金、粉末冶金材料 五、非金属材料 高分子材料：塑料、橡胶和粘结剂 六、机械工程材料的选用 零件的实效形式：撕裂、表面损伤、过量变形 材料选择的基本原则： 1) 满足零件的工作要求 2) 满足加工要求 编号： 教 案|3）具有较好的经济性 零件选材的方法： 以综合力学性能为主时的选材 以疲劳强度为

26、主时的选材 以磨损为主时的选材 作业布置 P105：1,2,3,4 主要 参考资料 机械力学与机械设计 郑增铭 郭攀成主编 机械原理 孙桓主编 课后自我 总结分析 学生们对一系列的机械工程材料有了一个初步的了解，以后的讲解需要 更加的详细，甚至适当的增加课时。|第 11 次课 学时 2 授课形式 课堂讲授 授课时间 课目、课 题 第四章 公差与配合 教学目的 和要求 1. 光滑圆柱的极限与配合 2形位公差 3. 表面粗糙度 重点 难点 极限与配合的选择 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） 第四章 公差与配合 一、光滑圆柱的极限配合 最基本

27、的配合关系：孔与轴的配合 有关线性尺寸的定义： 线性尺寸、基本尺寸、极限尺寸、实际尺寸 有关偏差、公差的定义： 尺寸偏差、尺寸公差、公差带 有关配合的定义： 配合、配合公差 间隙或过盈：间隙配合、过盈配合、过渡配合 详解例题4-1，4-2 公差带及基本配合代号的查询 二、形位公差简介 形位公差的研究对象：构成零件几何特征的点、线、面 形位公差的项目与符号 形位公差的标注 编号： 教 案|形位公差带的特点 形位公差的选用 作业布置 P136：习题 4-2 主要 参考资料 机械力学与机械设计 郑增铭 郭攀成主编 机械原理 孙桓主编 课后自我 总结分析 学生们理解了有关线性尺寸和配合的定义，掌握了公

28、差带及基本配合代号的 查询，以及掌握了形位公差的标注。形位公差相关知识以后讲的时候要更加 注意方式方法，讲的易懂易理解即可。|第 12 次课 学时 2 授课形式 课堂讲授 授课时间 课目、课 题 第四章 公差与配合 教学目的 和要求 1. 表面粗糙度简介 2. 练习题讲解 重点 难点 理解表面粗糙度的概念和评定 了解表面粗糙度的标注 表面粗糙度代号 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） 第四章 公差与配合 一、表面粗糙度的概念 表面粗糙度的研究对象是零件表面微观不平度。 二、表面粗糙度的评定 取样长度和评定长度 基准线 表面粗糙度的评定参数

29、： 轮廓算术平均偏差 微观不平度十点高度 轮廓最大高度 三、表面粗糙度数值的选择 四、表面粗糙度的标注 表面粗糙度的符号及说明 表面粗糙度的高度特性参数标注示例 练习题讲解 编号： 教 案|作业布置 P136：习题 4-3 主要 参考资料 机械力学与机械设计 郑增铭 郭攀成主编 机械原理 孙桓主编 课后自我 总结分析 学生们理解了理解表面粗糙度的概念和评定，掌握了表面粗糙度的标注， 以及掌握了表面粗糙度的符号及说明，还需补充图纸及图例等相关知识。可 以多制作一些幻灯片，加强感性认识。|第 13 次课 学时 2 授课形式 课堂讲授 授课时间 课目、课 题 第五章 常用机构 教学目的 和要求 1.

30、 构件和运动副 2平面连杆机构 重点 难点 平面四杆机构的工作特性； 平面连杆机构的运动设计 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） 一、构件和运动副 低副和高副的区别 构件的分类：机架、原动件、从动件 二、平面连杆机构 铰链四杆机构：4为机架，2为连杆，构件 1、3称为连架杆，其中能绕其轴 线作整轴回转的连架杆 1称为曲柄，只能绕轴线往复摆动的连架杆 3称为摇 杆。 铰链四杆机构的三种基本形式： 1、曲柄摇杆机构两个连杆架之一是曲柄，另一个是摇杆的铰链四杆机构为曲柄摇杆机构。 曲柄摇杆机构可将曲柄的整周连续转动变成摇杆的往复摆动；也可将摇杆

31、的 往复摆动转变成曲柄的整周转动。 2、双曲柄机构两个连架杆都是曲柄的铰链四杆机构称为双曲柄机构。双曲柄机构中， 两曲柄可分别作主动件。一般当主动曲柄等速转动时，从动曲柄作变速转动。 3、双摇杆机构两个连架杆都是摇杆的铰链四杆机构称为双摇杆机构。 铰链四杆机构曲柄存在的条件：1、曲柄存在的条件最短构件与最长构件长度之和小于或等于其它两构件之和；以最短构件为机架或连架杆。2、铰链四杆机构类型判断 编号： 教 案|最短构件与最长构件的长度之和小于或等于其它两构件的长度之和。最短构件与最长构件的长度之和大于其它两构件的长度之和。 压力角和传动角： 压力角：从动件摇杆所受作用力 F 的方向与该点速度方

32、向之间所夹锐角。 压力角愈小对机构传动愈有利。为保证机构具有良好的传力性能，应使 max。 传动角：压力角 的余角，即=90-。 愈小愈大，对机构工作与越有利。机构的传力条件：min 设计时一般应使min40，高速和大功率转动中，应使 min50。 铰链四杆机构工作时，min 在机构中位置的确定： 死点的位置 急回运动特性：当以曲柄为主动件且作等速转动时从动件在前进行程有慢的 平均速度，在回程有快的行程速度性质。 机构急回特性的相对程度是用从动件空回行程平均速度与工作行程平均速度 的比值 K 衡量。 作业布置 P136：习题 5-3、5-4、5-5、5-6、5-17|主要 参考资料 机械力学与

33、机械设计 郑增铭 郭攀成主编 机械原理 孙桓主编 课后自我 总结分析 学生们理解了构件和运动副的分类，掌握了平面四杆机构的工作特性， 以及掌握了铰链四杆机构基本类型的判别，这部分内容需要配合多做习题来 巩固。 第 14 次课 学时 2 授课形式 课堂讲授 授课时间 课目、课 题 第五章 常用机构 教学目的 和要求 了解凸轮机构的特点； 能按运动规律绘制 S- 曲线； 了解棘轮机构，槽轮机构，不完全齿轮机构和凸轮式间隙运动机构的运动特 点、主要参数及应用 。 重点 难点 1 从动件常用运动规律 2 凸轮轮廓曲线的绘制；凸轮机构基本尺寸的确定 3 用反转法绘制凸轮轮廓曲线 4 棘轮机构、槽轮机构的

34、工作原理、运动特点及应用 编号： 教 案|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） 一、凸轮机构 凸轮机构的功用和分类 从动件常用的运动规律 凸轮机构的基本名词术语：基圆：凸轮理论轮廓曲线最小向径所作的圆。行程：从动件由最低点到最高点的位移 h（或摆角）推程运动角：从动件由最低运行到最高位置，凸轮所转过的角。回程运动角：从动件由最高运行到最低位置，凸轮所转过的转角。远休止角：从动件到达最高位置停留过程中凸轮所转过的角。近休止角：从动件在最低位置停留过程中所转过的角。偏距圆：从动件导路与凸轮回转中心 O 的偏心距离为 e，并以 e 为半 径 O

35、为圆心所作的圆。 从动件常用运动规律： 1、等速运动规律 2、等加速等减速规律 3、简谐运动规律（余弦运动规律 凸轮轮廓曲线设计 图解法 解析法：已知基圆，角速度，偏距 e，运动规律，求凸轮轮廓曲线。 凸轮机构基本尺寸的确定 1、凸轮机构的压力角的确定 2、基圆半径的确定 3、滚子半径的选择 4、平底长度的确定 二、间歇运动机构 棘轮机构 棘轮机构的特点及应用 ： 1）轮齿式棘轮机构运动可靠，从动棘轮容易实现有级调节，常用于低速、 轻载、棘轮转角不大的间歇传动。 2）摩擦式棘轮机构工作平稳无噪声，常用做超越离合器，运动准确性较差。槽轮机构 槽轮机构的特点和应用 ： 优点：结构简单，工作可靠，能

36、准确控制转动的角度。 缺点：对一个已定的槽轮机构来说，其转角不能调节。在转动始、末加速度变化较大，有冲击。应用：常用于转速不高，要求恒定旋转角的分度机构中。 |作业布置 P166：习题 5-21 主要 参考资料 机械力学与机械设计 郑增铭 郭攀成主编 机械原理 孙桓主编 课后自我 总结分析 学生们理解了从动件常用运动规律，了解凸轮机构的特点；能按运动 规律绘制 S-曲线，理解棘轮机构、槽轮机构的工作原理、运动特点及应 用。 第 15 次课 学时 2 授课形式 课堂讲授 授课时间 编号： 教 案|课目、课 题 第六章 圆柱齿轮传动 教学目的 和要求 了解齿轮机构的类型和应用； 掌握齿廓啮合基本定

37、理、渐开线性质、啮合特性、标准直齿圆柱齿轮的主要 参数和尺寸计算； 熟悉齿轮正确啮合条件和连续传动条件。 重点 难点 直齿圆柱齿轮基本参数的确定与几何尺寸、正确啮合条件、连续传动条件的 计算、失效形式和计算准则、受力分析和强度计算。 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） 齿轮传动的类型、特点和应用 齿廓啮合基本定律：在啮合传动的任一瞬时，两轮齿廓曲线在相应接触点的 公法线必须通过按给定传动比确定的该瞬时的节点。 渐开线及渐开线齿廓 渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸 标准齿轮：m、h*a、c*均取标准值，具有标准的齿顶高和齿根高，分

38、度 圆齿厚等于齿槽宽。 几何尺寸：d =mz ha= h*a m hf=( h*a + c*)m h=ha+hf=(2 h*a + c*)m da=d+2ha=(z+2 h*a)m df=d-2hf=(z-2 h*a -2 c*)m db=dcos P =m s=e=m/2 中心距：a=(d2d1)/2=m(z2z1)/2 渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动 齿轮要正常传动，必须满足正确啮合条件和连续传动条件。 根切及标准直齿轮不根切的最少齿数 根切危害： 切掉部分齿廓； 削弱齿根强度； 降低重合度。 Zmin=17 变位直齿圆柱齿轮传动 1.避免根切； 2.改善小齿轮的寿命（大传动比时，增大小齿轮

39、齿厚，减小大齿轮齿厚，使 一对齿轮的寿命相当） ；|3.凑中心距。 凑中心距的目的：使中心距相等 作业布置 P193：习题 6-1、6-2、6-3 主要 参考资料 机械力学与机械设计 郑增铭 郭攀成主编 机械原理 孙桓主编 课后自我 总结分析 学生们了解齿轮机构的类型和应用；掌握了齿廓啮合基本定理、渐开线性质、 啮合特性、标准直齿圆柱齿轮的主要参数和尺寸计算。对齿轮正确啮合条件 和连续传动条件还需要进一步加深理解。|第 16 次课 学时 2 授课形式 课堂讲授 授课时间 课目、课 题 第六章 圆柱齿轮传动 教学目的 和要求 能够计算斜齿轮、的几何尺寸， 能正确分析齿轮失效原因，确定设计准则、进

40、行强度校核 重点 难点 斜齿圆柱齿轮、受力分析和强度计算。 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） 平行轴斜齿圆柱齿轮机构 斜齿轮的基本参数： 法面：与分度圆柱面螺旋线切线垂直的平面。其模数和压力角为标准值。 端面：垂直于轴线的面。斜齿轮端面参数与尺寸计算： 齿距： Pt=mt，Pn=mn，Pn = Ptcos 模数： mn=mtcos 正确啮合条件： mt1=mt2、t1=t2、mn1=mn2、n1=n2、1 =2 直齿圆锥齿轮机构 1.背锥：过大端 A 点作 e 曲线的切线 AO1与轴线相交于点 O1，以 AO1 为母 线，OO1 为轴线

41、的圆锥 AO1B 称为该圆锥齿轮的背锥。 2.当量齿轮：将锥齿轮大端扇形齿轮补足成圆柱齿轮，取锥齿轮大端齿形的 模数和压力角，则此圆柱齿轮为该锥齿轮的当量齿轮。 3.当量齿数：当量齿轮的齿数称为该圆锥齿轮的当量齿数。 正确啮合条件：m1=m2=m、1=2= 齿轮传动的失效形式与设计准则 轮齿主要失效形式：轮齿折断（疲劳折断、过载折断）齿面损坏（点蚀、磨损、胶合、塑性变形） 标准直齿圆柱齿轮传动的强度计算 力的大小：圆周力：Ft=2T1/d1 Ft1=Ft2径向力：Fr=Ft/tg Fr1=Fr2 法向力：Fn=Ft/cos Fn1=Fn2同名力大小相等，方向相反。 齿根弯曲疲劳强度计算、齿面接

42、触疲劳强度计算 编号： 教 案|平行轴标准斜齿圆柱齿轮的强度设计 作业布置 P193：习题 6-6、6-7 主要 参考资料 机械力学与机械设计 郑增铭 郭攀成主编 机械原理 孙桓主编 课后自我 总结分析 学生们能够计算斜齿轮、锥齿轮的几何尺寸，对于确定设计准则、进行强度 校核还不够熟练，通过习题进行强化，上课效果较好。|第 17 次课 学时 2 授课形式 课堂讲授 授课时间 课目、课 题 第七章 其他齿轮传动 教学目的 和要求 能够计算锥齿轮的几何尺寸，确定设计准则、进行强度校核。 能根据已知条件，合理地确定普通圆柱蜗杆和蜗轮的材料、主要参数、尺寸、 结构、正确啮合条件、强度计算、热平衡计算等

43、。 重点 难点 锥齿轮的当量齿轮概念、受力分析和强度计算。 普通圆柱蜗杆传动的啮合特点、几何参数计算、正确啮合条件、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） 一、锥齿轮传动 直齿圆锥齿轮的几何计算： 基本参数的几何尺寸计算、锥齿轮的当量齿轮和当量齿数 二、蜗杆传动 蜗杆机构的形成、类型及特点 按蜗杆形状：圆柱蜗杆机构、环面蜗杆机构、锥蜗杆机构、阿基米德圆柱蜗 杆 按蜗杆齿廓曲线形状：渐开线圆柱蜗杆、延伸渐开线蜗杆、锥面包络圆柱蜗 杆 蜗杆传动的特点 优点：传动比大，机构紧凑；传动平稳、无噪音；反向行程时可自锁， 安全保护。 缺点：齿

44、面相对滑动速度大，易磨损；效率低、成本较高。 蜗杆传动的主要参数及几何尺寸计算 1.蜗杆头数 z1 和蜗轮齿数 z2 2.蜗杆分度圆上螺旋升角 3蜗杆的分度圆直径 d1和直径系数 q 几何尺寸计算 传动比和齿数比：标准中心距 a： 蜗杆传动的失效形式、设计准则和材料选择 蜗杆传动的强度和刚度计算 力的方向和蜗轮转向的判别 Ft“主反从同”，Fr 指向轴线 Fa1 按蜗杆左（右）手螺旋定则确定。 1 蜗轮齿面接触疲劳强度计算 编号： 教 案|2 蜗轮齿根弯曲疲劳强度校核 3 蜗杆的刚度计算 蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算 1、蜗杆传动的效率 2、蜗杆传动的润滑 目的：1）提高效率；2）降低温升

45、，防止磨损和胶合。 方法：蜗杆上置式浸油润滑：润滑效果较差，但搅油损失小；蜗杆下置式浸油润滑：润滑效果较好，但搅油损失大。 3、蜗杆传动热平衡计算 原因：摩擦热使温升较高，润滑油粘度下降，加剧磨损和胶合。 热平衡计算 蜗杆和蜗轮的结构 作业布置 P205：习题 7-2、7-3|主要 参考资料 机械力学与机械设计 郑增铭 郭攀成主编 机械原理 孙桓主编 课后自我 总结分析 学生们能够计算锥齿轮的几何尺寸，确定设计准则、进行强度校核。能根据 已知条件，合理地确定普通圆柱蜗杆和蜗轮的主要参数、尺寸、正确啮合条 件、强度计算、热平衡计算等。这部分内容书中习题不多，以后要做相应的 补充。 第 18 次课 学时 2 授课形式 课堂讲授 授课时间 课目、课 题 第八章 齿轮系与减速器 教学目的 和要求 掌握定轴轮系，周转轮系传动比的计算。 重点 难点 定轴轮系转向判别，求解周转轮系传动比。 编号： 教 案