机械基础精品教案(精选6篇)
机械基础精品教案 第1篇
高三物理三轮基础知识精品教案5:机械能
能的概念、功和能的关系以及各种不同形式的能的相互转化和守恒的规律是自然界中最重要、最普遍、最基本的客观规律,它贯穿于整个物理学中。本章的功和功率、动能和动能定理、重力的功和重力势能、弹性势能、机械能守恒定律是历年高考的必考内容,考查的知识点覆盖面全,频率高,题型全。动能定理、机械能守恒定律是力学中的重点和难点,用能量观点解题是解决动力学问题的三大途径之一。考题的内容经常与牛顿运动定律、曲线运动、动量守恒定律、电磁学等方面知识综合,物理过程复杂,综合分析的能力要求较高,这部分知识能密切联系实际、生活实际、联系现代科学技术,因此,每年高考的压轴题,高难度的综合题经常涉及本章知识。例如:2001年的全国卷第22题、2001年上海卷第23题、2002年全国理综第30题、2003年全国理综第34题、2004年上海卷第21题、2004年物理广西卷第17题、2004年理综福建卷第25题等。同学平时要加强综合题的练习,学会将复杂的物理过程分解成若干个子过程,分析每一个过程的始末运动状态量及物理过程中力、加速度、速度、能量和动量的变化,对于生活、生产中的实际问题要建立相关物理模型,灵活运用牛顿定律、动能定理、动量定理及能量转化的方法提高解决实际问题的能力。
1.深刻理解功的概念
功是力的空间积累效应。它和位移相对应(也和时间相对应)。计算功的方法有两种:
⑴按照定义求功。即:W=Fscosθ。在高中阶段,这种方法只适用于恒力做功。当02时F做正功,当2时F不做功,当
2时F做负功。
这种方法也可以说成是:功等于恒力和沿该恒力方向上的位移的乘积。
⑵用动能定理W=ΔEk或功能关系求功。当F为变力时,高中阶段往往考虑用这种方法求功。
这种方法的依据是:做功的过程就是能量转化的过程,功是能的转化的量度。如果知道某一过程中能量转化的数值,那么也就知道了该过程中对应的功的数值。
1用力和位移的夹角α判断;○2用力(3).会判断正功、负功或不做功。判断方法有:○
3用动能变化判断.和速度的夹角θ判断定;○(4)了解常见力做功的特点:
重力做功和路径无关,只与物体始末位置的高度差h有关:W=mgh,当末位置低于初位置时,W>0,即重力做正功;反之则重力做负功。
滑动摩擦力做功与路径有关。当某物体在一固定平面上运动时,滑动摩擦力做功的绝对值等于摩擦力与路程的乘积。
在弹性范围内,弹簧做功与始末状态弹簧的形变量有关系。
1一对作用力和反作用力在同一段时间内做的(5)一对作用力和反作用力做功的特点:○
2一对互为作用反作用的摩擦力做的总功可能为零总功可能为正、可能为负、也可能为零;○(静摩擦力)、可能为负(滑动摩擦力),但不可能为正。
2.深刻理解功率的概念
(1)功率的物理意义:功率是描述做功快慢的物理量。
(2)功率的定义式:PWt,所求出的功率是时间t内的平均功率。
(3)功率的计算式:P=Fvcosθ,其中θ是力与速度间的夹角。该公式有两种用法:①求某一时刻的瞬时功率。这时F是该时刻的作用力大小,v取瞬时值,对应的P为F在该时刻的瞬时功率;②当v为某段位移(时间)内的平均速度时,则要求这段位移(时间)内F必须为恒力,对应的P为F在该段时间内的平均功率。(4)重力的功率可表示为PG=mgVy,即重力的瞬时功率等于重力和物体在该时刻的竖直分速度之积。
3.深刻理解动能的概念,掌握动能定理。
(1)动能Ek12mV2是物体运动的状态量,而动能的变化ΔEK是与物理过程有关的过程量。
(2)动能定理的表述
合外力做的功等于物体动能的变化。(这里的合外力指物体受到的所有外力的合力,包括重力)。表达式为W=ΔEK.动能定理也可以表述为:外力对物体做的总功等于物体动能的变化。实际应用时,后一种表述比较好操作。不必求合力,特别是在全过程的各个阶段受力有变化的情况下,只要把各个力在各个阶段所做的功都按照代数和加起来,就可以得到总功。
动能定理建立起过程量(功)和状态量(动能)间的联系。这样,无论求合外力做的功还是求物体动能的变化,就都有了两个可供选择的途径。功和动能都是标量,动能定理表达式是一个标量式,不能在某一个方向上应用动能定理。
4.深刻理解势能的概念,掌握机械能守恒定律。
1.机械能守恒定律的两种表述
⑴在只有重力做功的情形下,物体的动能和重力势能发生相互转化,但机械能的总量保持不变。
⑵如果没有摩擦和介质阻力,物体只发生动能和重力势能的相互转化时,机械能的总量保持不变。
对机械能守恒定律的理解:
①机械能守恒定律的研究对象一定是系统,至少包括地球在内。通常我们说“小球的机械能守恒”其实一定也就包括地球在内,因为重力势能就是小球和地球所共有的。另外小球的动能中所用的v,也是相对于地面的速度。
②当研究对象(除地球以外)只有一个物体时,往往根据是否“只有重力做功”来判定机械能是否守恒;当研究对象(除地球以外)由多个物体组成时,往往根据是否“没有摩擦和介质阻力”来判定机械能是否守恒。
③“只有重力做功”不等于“只受重力作用”。在该过程中,物体可以受其它力的作用,只要这些力不做功。
2.机械能守恒定律的各种表达形式 ⑴mgh12mv2mgh12; Ekmv,即EpEkEp2⑵EPEk0;E1E20;E增E减
用⑴时,需要规定重力势能的参考平面。用⑵时则不必规定重力势能的参考平面,因为重力势能的改变量与参考平面的选取没有关系。尤其是用ΔE增=ΔE减,只要把增加的机械能和减少的机械能都写出来,方程自然就列出来了。
5.深刻理解功能关系,掌握能量守恒定律。
(1)做功的过程是能量转化的过程,功是能的转化的量度。
能量守恒和转化定律是自然界最基本的规律之一。而在不同形式的能量发生相互转化的过程中,功扮演着重要的角色。本章的主要定理、定律都可由这个基本原理出发而得到。
需要强调的是:功是一个过程量,它和一段位移(一段时间)相对应;而能是一个状态量,它与一个时刻相对应。两者的单位是相同的(都是J),但不能说功就是能,也不能说“功变成了能”。
(2)复习本章时的一个重要课题是要研究功和能的关系,尤其是功和机械能的关系。突出:“功是能量转化的量度”这一基本概念。
1物体动能的增量由外力做的总功来量度:W外=ΔEk,这就是动能定理。○2物体重力势能的增量由重力做的功来量度:WG=-ΔEP,这就是势能定理。○3物体机械能的增量由重力以外的其他力做的功来量度:○W其=ΔE机,(W其表示除重力以外的其它力做的功),这就是机械能定理。
4当W其=0时,说明只有重力做功,所以系统的机械能守恒。○5一对互为作用力反作用力的摩擦力做的总功,用来量度该过程系统由于摩擦而减小○的机械能,也就是系统增加的内能。Q=fd(d为这两个物体间相对移动的路程)。
机械基础精品教案 第2篇
牛顿三个运动定律是力学的基础,对整个物理学也有重大意义。本章考查的重点是牛顿第二定律,而牛顿第一定律和第三定律在牛顿第二定律的应用中得到了完美的体现。从近几年高考看,要求准确理解牛顿第一定律;加深理解牛顿第二定律,熟练掌握其应用,尤其是物体受力分析的方法;理解牛顿第三定律;理解和掌握运动和力的关系;理解超重和失重。本章内容的高考试题每年都有,对本章内容单独命题大多以选择、填空形式出现,趋向于用牛顿运动定律解决生活、科技、生产实际问题。经常与电场、磁场联系,构成难度较大的综合性试题,运动学的知识往往和牛顿运动定律连为一体,考查推理能力和综合分析能力。
1、牛顿第一定律:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。
对牛顿第一定律的理解要点:(1)运动是物体的一种属性,物体的运动不需要力来维持;(2)它定性地揭示了运动与力的关系,即力是改变物体运动状态的原因,是使物体产生加速度的原因;(3)定律说明了任何物体都有一个极其重要的属性——惯性;(4)不受力的物体是不存在的,牛顿第一定律不能用实验直接验证,但是建立在大量实验现象的基础之上,通过思维的逻辑推理而发现的。它告诉了人们研究物理问题的另一种方法,即通过大量的实验现象,利用人的逻辑思维,从大量现象中寻找事物的规律;(5)牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础,不能简单地认为它是牛顿第二定律不受外力时的特例,牛顿第一定律定性地给出了力与运动的关系,牛顿第二定律定量地给出力与运动的关系。
2、牛顿第二定律:物体的加速度跟所受的外力的合力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。公式F=ma.对牛顿第二定律的理解要点:(1)牛顿第二定律定量揭示了力与运动的关系,即知道了力,可根据牛顿第二定律研究其效果,分析出物体的运动规律;反过来,知道了运动,可根据牛顿第二定律研究其受力情况,为设计运动,控制运动提供了理论基础;(2)牛顿第二定律揭示的是力的瞬时效果,即作用在物体上的力与它的效果是瞬时对应关系,力变加速度就变,力撤除加速度就为零,注意力的瞬时效果是加速度而不是速度;(3)牛顿第二定律是矢量关系,加速度的方向总是和合外力的方向相同的,可以用分量式表示,Fx=max, Fy=may,Fz=maz;(4)牛顿第二定律F=ma定义了力的基本单位——牛顿(定义使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度的作用力为1N,即1N=1kg.m/s2.3、牛顿第三定律:两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一直线上。
对牛顿第三定律的理解要点:(1)作用力和反作用力相互依赖性,它们是相互依存,互以对方作为自已存在的前提;(2)作用力和反作用力的同时性,它们是同时产生、同时消失,同时变化,不是先有作用力后有反作用力;(3)作用力和反作用力是同一性质的力;(4)作用力和反作用力是不可叠加的,作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上,各产生其效果,不可求它们的合力,两个力的作用效果不能相互抵消,这应注意同二力平衡加以区别。
4.物体受力分析的基本程序:(1)确定研究对象;(2)采用隔离法分析其他物体对研究对象的作用力;(3)按照先重力,然后环绕物体一周找出跟研究对象接触的物体,并逐个分析这些物体对研究对象的弹力和摩擦力,最后分析其他场力;(4)画物体受力图,没有特别要求,则画示意图即可。
5.超重和失重:(1)超重:物体有向上的加速度称物体处于超重。处于失重的物体的物体对支持面的压力F(或对悬挂物的拉力)大于物体的重力,即F=mg+ma.;(2)失重:物体有向下的加速度称物体处于失重。处于失重的物体对支持面的压力FN(或对悬挂物的拉力)小于物体的重力mg,即FN=mg-ma,当a=g时,FN=0,即物体处于完全失重。
机械基础精品教案 第3篇
精品课程建设要体现现代教育思想, 符合科学性、先进性和教育教学的普遍规律, 具有鲜明特色, 并能恰当运用现代教学技术、方法与手段。根据人才培养目标的需要, 通过立项评审, 由本文作者主持的精品课程《机械设计基础》被评为省级精品课程。
二、精品课程建设的核心是课程内容的建设
精品课程建设的核心是课程内容的建设, 我们在对精品课程《机械设计基础》建设与实践过程中, 着重以下几方面的特色。
1. 教学内容的改革与整合。
教学内容的设计要充分体现高职院校教育的目标定位, 综合考虑专业培养目标与规格、专业课程体系结构以及职业资格证书要求等情况, 并根据企业发展的需要, 适应岗位实际所需要的知识、能力和素质要求。机械设计基础系列课程是高职院校机械、机电类专业的重要技术基础课, 我们以机械设计为主线, 将理论力学、材料力学、机械原理、机械零件等课程的主要内容进行精选, 优化组合, 使其成为一门完整系统的综合化课程, 并组织编写了相配套的教材。编写的原则是基础理论以必需够用为度, 以工程应用为目的, 以掌握概念、强化工程实践为重点。
2. 教学模式的设计与创新
(1) 本课程是一门专业基础课, 结合课程的特点及不同的教学内容, 我们采用了任务驱动、工学结合、项目导向、案例教学等不同的教学模式。根据需要让学生到企业、陈列室参观实习。
(2) 营造开放的实践教学环境, 将课堂搬到实训室、实训车间, 提高学生学习的主动性。
3. 教学手段的丰富与新颖
精品课程建设要以教学内容现代化为基础, 以现代信息技术手段为平台, 以推进教学资源共享为原则, 恰当运用现代教学技术、方法与手段。
(1) 任务驱动教学法
在讲授机械零件设计选用计算中, 将课程设计任务布置下去。这样安排使学生先明确任务, 再掌握理论, 让学生带着问题去学习, 增加了学生学习的主动性和兴趣。
(2) 现场教学法
讲授齿轮加工等与企业生产结合较紧密的教学内容时, 直接去企业的生产现场开展教学, 并结合多媒体动画, 增强学生的感性认识, 加深对教学内容的理解。
(3) 课题讨论法
部分课程采用学生提问、教师提问、课堂讨论等方法调动学生的主观能动性, 教与学融为一体, 使学生成为课堂的主体。
(4) 多媒体教学法
制作了本课程的全部多媒体课件。课件内容充实, 结构合理, 不仅图文并茂, 而且还链接了大量的机构动画或实物动作录像, 演示画面活灵活现, 大大吸引了学生的注意力, 充分调动学生的学习兴趣, 深受学生们喜爱。
4. 课程特色与教学资源创新
(1) 创建了《机械设计基础》课程新体系。面向高职院校类学生, 以培养学生综合设计能力为主线, 以应用为目的, 以“必须、够用”为度, 以讲清概念、强化应用为重点的原则来确定本课程的主要内容和体系结构, 对教学内容作了重大的改革。
(2) 动态电子教材。以理论教材为蓝本, 制作了网络版动态电子辅助教材。将我们制作的各类教学素材插入之中, 真正是一本“动态”教材。
(3) 虚实结合。电子教具:利用虚拟现实技术制作了虚拟零件库, 包括《机械设计基础》课程所涉及的所有机械零部件。使用者只需控制鼠标就可以按照自己的意愿各方位、角度旋转、平移、局部放大、爆炸、截面、透明观察零部件结构。
(4) 丰富的网上资源。我们制作了网上学习、在线测试、在线答疑系统。网上习题400多道、试题试卷14套。
三、结论
精品课程建设要以建设具有较强针对性和适用性的优秀教材为核心, 以教学内容现代化为基础, 以现代信息技术手段为平台, 以推进教学资源共享为原则, 它是包括师资队伍、教学内容、教材建设、教育技术、教学方法和管理制度于一身的整体建设。
机械基础精品教案 第4篇
[关键词]精品课程;机械设计基础;课程建设
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2016)09-0127-02
西安石油大学机械设计基础课程是陕西省普通高校精品课程,2013年度其被陕西省教育厅确定为陕西省改造升级精品资源共享课程。在学校有关职能部门及领导的大力支持下,笔者的教学团队近年来持续开展了机械设计基础精品课程的建设工作,认真思考在大众创业、万众创新的大环境下,如何提高教学质量、如何积极参与教育部开展的精品课程建设工程。
一、课程教学体系研究
国家级精品课程是全国示范性课程,精品课程的内容要具有科学性、先进性、趣味性,能够反映本学科领域的最新科技成果。精品课程建设的关键是解决好课程内容建设问题,教学内容改革是教学改革的核心。
(一)课程教学内容更新与教材建设
笔者所在的课程教学团队以机械系统方案设计为主线,机构设计与应用为重点,注重对学生机械系统整体方案设计、综合设计能力的培养,并对此进行了创新教学体系的探索。教学团队采取精选机构工作原理、机械传动规范和工作能力计算、轴系零部件的结构和选用等重点教学内容;加强机构工作原理、机械设计与结构分析为重点的基本知识教学;开展计算机辅助绘图技术在机械设计中运用的基本技能训练,并适度引入与课程密切相关的新知识、新技术和三维CAD工程软件应用等教学内容。
教材建设是精品课程建设的重要组成部分,要做到特色、优秀教材与精品课程相呼应。教学团队积极组织、协调,在以前编写《机械设计基础》及其相关教材经验的基础上,编写出能够较好体现石油特色的《机械设计基础》精品教材;在对课程教学内容进行更新时,注意处理好传统与现代,理论与实际的关系,使课程体系和教学内容具有前沿性和时代性。
(二)课程设计改革
课程设计是该课程的重要教学环节,是对全部课程内容的综合应用。它既能体现出学生对所学理论知识的理解程度,又能体现出学生对实际问题分析、处理的能力,是工科学生第一次较全面的产品设计训练。在课程设计中我们强调基础,更注重鼓励创新,并把创新意识作为成绩的考核内容之一,注重加强学生现代工程意识和创新能力的培养。通过让部分优秀学生采用三维CAD进行课程设计,培养学生的机械系统运动方案设计、产品开发和创造性思维能力。
(三)开放性实验教学实践
开放性实验教学的开展,课程实验安排从培养学生能力的需要出发,在开设经典实验如机构测绘、齿轮范成、带传动、链传动、滑动轴承等实验的同时,增加设置了机械认知实验、螺栓组联接实验、机械性能实验、带传动欧拉公式实验、机器人实验、汽车拆装实验、四杆机构的组装实验、机构运动创意实验等,以培养学生的创新意识和创造性思维能力。通过开放性实验室的建设,来提高学生的工程实践能力。
(四)教学手段与教学网站建设
利用多媒体形象化的特点,从各个不同角度提升学生的学习效果。多年来主讲教师注重体现课程体系与教学内容的不断优化与整合,使其具有明显的时代性和前沿性。教师在多媒体中穿插介绍一些涉及课程内容的科研成果及一些科技小发明等,丰富了学生的学习内容,增强了学生的工程背景,提高了他们的学习兴趣。此外,围绕提高学生的全面素质这一目标,教学团队创造了良好的理论联系实际的环境和氛围。
十余年来,笔者的教学团队一直致力于机械设计基础课程网站的建设与更新维护工作,在校园网上建立起机械设计基础陕西省省级精品课程教学网站供学生学习参考。
二、教师队伍的建设
青年教师的成长需要一个过程。为保证教学质量,坚持青年教师培养导师制,教学团队聘请我校曾担任机械设计基础等课程教学的经验丰富的退休“全国优秀教师”担任教学顾问,对青年教师从分配到岗到走向讲台的各个环节,包括辅导课、习题课、教学计划、教案设计、课堂设计、试讲等严格把关,加快对青年教师的培养。同时制定有严格的培养计划,对中青年教师在教学规范上严格要求,特别是对新任青年教师要严格考核,新任青年教师完全符合相应条件才能进行课堂授课。2014年,团队中一位教师被评为陕西省教学名师。
三、坚持开展“大学生机械创新设计”课外科技活动,提高大学生的综合素质
笔者曾开展了“建立‘机械设计制造及其自动化专业新的CAD教学体系的改革与实践”校级重点教学改革项目的实践与研究工作,该项目曾获得“陕西省教学成果”二等奖。该教学改革的目的是从教育思想、人才培养模式与方案、教学内容、工程实践与创新设计能力培养、教学方法与教学手段等方面进行教学改革与实践,并以此为契机,在大学生中积极倡导“机械创新设计”等课外科技活动的开展,以此来提高大学生的创新意识和工作能力。
笔者三年来给我校大学生做“机械创新设计”和“工程训练”相关大学生课外科技活动专题讲座5次,参加讲座的大学生在500人次以上;以机械设计基础课程教学团队教师为主,组织、参加我校相关大学生创新设计作品初步评选比赛4次以上。教学团队教师共组织 “大学生机械创新设计大赛”等大学生课外科技活动3次,参加指导教师50人次,直接参加竞赛的大学生300人次,共组织参赛初选作品120多件,经过校级的多轮比赛优选,最终共确定参加陕西省省级赛区比赛作品65项。2012年度和2014年度分别有22项和23项大学生作品参加了陕西省赛区的比赛;2015年11月确定的20项在2016年5月参加了陕西赛区的比赛。机械设计创新大赛作品共获得“国家级奖”1项,“省级奖”45项(“国家级二等奖”1项,“陕西省一等奖”5项,“陕西省二等奖”25项,“陕西省三等奖”15项,我校获得大赛优秀组织奖2项),申报国家专利45项(已经获得授权36项)。同时组织、参与“全国大学生工程训练综合能力竞赛”(陕西赛区)等大学生课外科技活动1次,荣获省级特等奖2项、一等奖1项,二等奖3项。
笔者所在的教学团队成功将大学生课外科技活动及其参赛作品与机械设计基础课程教学有机结合,优化了教学内容,提高了教师的教学水平,使机械设计基础的教学质量得到稳步提高,很好地培养了学生的工程意识与创新实践能力。
四、以科研促进教学,确保素质教育落到实处
近年来,本课程教学团队的教师在教学的同时承担了国家863项目、国家重大专项项目及重点企业科研项目16项,科研提高了教学团队教师的业务水平,促进了教学质量的提高,教师将科学研究中取得的成果与教学内容相结合,提高了学生应用所学理论的兴趣。在教学体系探索中,教学团队建立了以机构设计与应用为宏观,以零件和结构设计为微观的整机设计的教学体系,并以学生综合设计能力与创新能力的培养为主线,通过改进教学内容、教学手段和方法来实现。
教学团队注重将科研成果引入课堂教学,坚持教书与育人同等重要,使科研与教学相得益彰。团队主讲教师经常利用参加学术会议、到油田现场技术服务等机会拍摄一些录像、图片等,将其与该课程的具体内容相结合,联系实际讲解教学内容。这样既能丰富教学内容,又能够提高教学效果,还能消除学生们对科研的神秘感,激发他们学习专业技术基础知识的内在动力,更好地培养学生们的工程意识与创新能力。主讲教师在课堂内外以严谨、认真地科学态度影响学生,坚持启发式教学,强调课堂与学生的交流,结合教学内容激发学生的学习兴趣和科学热情,培养学生提出问题、分析问题、解决问题的能力;对学生强调设计的社会责任感,在设计中引入并强调社会效益和经济效益,这些都极大地调动了学生学习的积极性。多年的教学实践证明,这种做法具有很好的教学效果。
五、结语
总之,机械设计基础精品课程的建设,将大学生课外科技活动及其参赛作品和教师科研成果与该课程教学内容有机结合,并融入课程教学的各相关环节,消除了学生们对创新和科研的神秘感,激发了他们学习专业技术知识的内在动力,培养了学生的工程意识与创新能力。在指导大学生开展课外科技活动的同时,教师的创新意识也得到了提高,教师队伍得到了锻炼,机械设计基础课程的教学质量得到了稳步提高。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 陈国定,吴立言,李建华,等.机械设计精品课程建设的实践与思考[J].中国大学教学,2006(9):20-21.
[2] 曾孟雄,欧阳文.以精品课程为核心的机械控制类课程群研究与建设[J].中国电力教育,2013(7):121-122.
[3] 罗小林,姚屏.构建本科层次《机械设计》精品课程教学体系的研究[J].广东技术师范学院学报,2006(6):38-40.
- 机械基础教案 第5篇
一、教学目的与要求:
1.了解机器机构构件和零件等基本概念 2.了解本课程的内容性质和任务
1)了解工程力学的基本知识和相应简单扼要的计算 2)了解机械机械工程材料的基础知识; 3)了解常用的机构和机械传动原理; 4)了解金属零件的联接和支承 5)了解液压传动的基本内容
二、教学方法与手段
方法:讲授法、谈话法、讨论法、演示法、参观法、调查法、练习法、实验法、引导发现法、自学辅导法、案例教学法、情境教学法、实训作业法等。
手段:常规或现代(多媒体投影、音像资料、各种教具、实物、案例素材文件等)。
三、教学重点、难点:
机器与机构、构件和零件概念,的区别和联系
四、课时分配计划:2课时布置作业:0-1,0-2 实施情况及课后教学效果分析
引
言
当人们拓展视野、深入到创造物质世界活动中时会发现,单纯的数学、物理或化学,常常无法解决实际应用问题。不同的应用领域,需要将数、理、化知识适度综合,高度概括,从而形成解决问题更为直接、更为有效的理论体系,这便产生了诸如机械工程、电气工程、计算机工程、化学工程、建筑工程等门类众多的应用工程科学。它们是创造人类社会多姿多彩物质世界的应用理论基础。
一、本课程的研究对象
机械工程的研究对象是机械。
什么是机械?机械是机器与机构的总称。1.机器
机器是用来变换或传递能量、物料和信息,能减轻或替代人类劳动的工具。
图1一1所示的台钻是比较常见的典型机器。观察其工作过程:电动机1转动,驱动带传动,带传动又将运动和动力传递给变速箱2内的齿轮系,变速箱中的主轴与钻头3直接联接,从而熔话动与动力传涕给了钻头。最后完成对工件的切削加工。
图O-2所示为牛头刨床,它由电动机1通过带传动3和齿轮传动装置2实现减速,又通过暇动导杆机构9改变运动形式,使滑枕5带动刨刀7作往复移动来实现刨削。
由上述两例分析表明,机器通常由三大部分组成:原动装置一传动装置一执行装置。机械最常见的原动装置是电动机。传动装置和执行装置通常是由一些机构或传动组成(如台钻的传动装置为带传动和变速箱,牛头刨床的执行装置为摆动导杆机构等)。2.机构
机构是具有确定相对运动的构件组合。图0一3所示为实现滑枕运动的摆动导杆机构,它由若干构件(大齿轮6,滑块1、3,导杆2,滑枕4)组合而成。从运动的角度看,构件是机器中运动的最小单元。3.机械零件
从制造的角度看,机器是由许多零件组成的。零件是不可拆的最小制造单元。
一个零件可能是一个构件(如图O-3中的导杆)。但多数构件是由若干零件固定联接而成的刚性组合。如图。一4所示的齿轮构件,就是由轴、键和齿轮联接而成。
4.运动副
构件与构件之间既保证相互接触和制约,又保持确定的运动,这样一种可动联接称为“运动副”。只允许被联接的两构件在同一平面或相互平行的平面内作相对运动的运动副称为平面运动副。按照接触特性,平面运动副可分为低副和高副。构件问的接触形式为面接触的运动副称为低副。常见的平面低副有回转副和移动副。图0一5b所示为回转副及其运动简图符号,回转副有时也称为铰链(图O一5c);图0一5a所示为移动副及其运动简图符号。构件间的接触形式为点、线接触的运动副称为高副。如图O-6所示,在凸轮机构和齿轮机 构中,构件1和构件2形成的运动副均为高副。
综上所述,归纳要点如下:
1)构件与零件的区别在于:构件是机械运动的基本单元,零件是机械制造的基本单元;有时一个零件就是一个构件,但通常构件由多个零件刚性固接而成。2)机器与机构的区别在于:虽然机器和机构都具有确定的相对运动,且机器可以是一个机构或由若干构件与零件组成,但机器具有能代替或减轻人类劳动,完成功能转换的特征,而机构则不具有此特征。
3)平面运动副可分为低副和高副:低副为面接触;高副为点或线接触。
二、本课程的主要内容
1.机械产生的步骤
实际应用的机械是怎样产生的?它通常要经历这样一些步骤:1)根据工作要求,用规定的机构运动简图符号勾画出机器和机构的运动简图,并分析构件的运动速度和加速度等情况,通常称之为机械的运动设计。
2)按类比法,确定所要设计零件的材料;对铁碳合金材料,还要考虑其热处理方式。这一步骤可称之为机械的材料设计。
3)根据机器运动设计的简图,对各构件或零、部件进行受力分析,最终确定零件的受载情况,通常称之为机械的工程力学分析。
4)根据零件的最大受载和零件可能产生的失效破坏形式,按设计准则确定零件的主要参数,这称之为机械C零件)的强度设计。5)计算零件的全部几何尺寸,按机械制图标准规范和公差配合要求画出零件工作图,通常称之为机械零件的结构设计。.
6)根据零件工作图,进行加工制造的工艺设计。
7)用机床(或数控机床)对零件进行制造加工。8)装配,试车。2.本课程的主要内容
1)工程力学基础; 2)机械工程材料基础;
3)常用机构与机械传动;4)联接与支承零部件; 5)液压传动。
思考题与习题
O-1 为什么机器中要用机构?机器与机构的根本区别是什么?0-2辨别自行车、机械式手表、汽车、台虎钳等何为机器?何为机构?
第一篇 工程力学基础
第一章静力学概要
一、教学目标与要求
1.了解力的两种效应和力的三要素
2.了解静力学的基本力学规律,本书要求掌握静力学的四个基本公理。3.了解受力图的基本画法 4.了解力矩和力偶的基本概念
二、学习重点和难点
1.学习重点 1).了解力的两种效应和力的三要素 2).了解静力学的基本力学规律,本书要求掌握静力学的四个基本公理。2.学习难点 1).了解受力图的基本画法 2).了解力矩和力偶的基本概念
三、教学方法
讲授法、演示法、案例分析法和相互讨论法为主
四、讲授课时 8课时
如图1—1所示,在对工程实际对象(如汽车、船舶、机床、卫星等)进行力学分析时,首先要把它理想化,即合理抽象为力学模型,这样才便于进行数学描述,得到数学模型。这一过程也简称为“建模”。然后进行计算,一般用计算机数值求解。随后,对得出结果加以分析,特别要与实验结果相比较,如误差符合要求,则结束分析,如误差大,往往要修改力学模型再分析。由此可见,力学模型直接决定计算结果的正确性,它是力学分析的基础,十分重要。
静力分析的常用模型为刚体。实际物体在受力作用时,其内部各质点间的相对距离总要发生一定的伸长或缩短,即变形。由于这种变形通常十分微小,在对某些问题的研究中可以忽略不计,因此引入“刚体”这一为分析方便而假设的力学模型。所以说,刚体是在力作用下不变形的物体。.
刚体静力学是研究刚体在力系的作用下平衡规律的科学,简称为静力学。
第一节静力学基础
一、静力学基本概念1.力
力是物体间的机械作用。这种作用有两种效应:使物体产生运动状态的变化和形状变化,前者称为运动效应,后者称为变形效应。
物理学中学过,力有三要素:大小、方向、作用点,如图1—1所示。因此可用有向线段OA表示,矢线始端O表示力的作用点,矢线方向表示力的方向,按一定比例尺所作线段OA的长度表示力的大小。计算时,力的单位采用我国的法定计量单位N;目前已不再使用的原工程单位制中,力的单位是kgf。N与kgf的换算关系是lkgf=9.807N力对刚体只有运动效应(包括平动、转动及其特例——平衡)。这样,力的三要素可改述为大小、方向、作用线。这种作用在刚体上的力沿其作用线滑移的性质称为力的可传性,如图1—2所示。如图1—3a所示刚性环与图1—3b所示柔性环均在二力作用下处于平衡,即F,=F。力F,沿作用线滑移前后,对刚性环的运动效应相同;但对柔性环的变形效应,则由呈椭圆形到仅有局部变形,二者差别很大。这说明力的可传性只适用于刚体模型。
2.分布力与集中力在物理学中和工程简化计算中,物体的受力一般认为力集中作用于一点,称为集中力。实际上,任何物体间的作用力都分布在有限的面积上或体积内,应为分布力。集中力在实际中并不存在,它只是分布力的理想化模型。但由于分布力的分布规律比较复杂,因此计算时需简化为集中力。
图1—4a、b所示为静置在路面上的车轮胎和水坝。轮胎是弹性的,其所受的力作用在以宽度为b表示的小面积内,当b同其它尺寸(如汽车轮距)相比较很小时,即可忽略不计,而用集中力FR代替,但在车辆动力学中,则要考虑弹性变形后的分布力,要用弹性力学来解决。水坝受到的静水压力分布在坝与水的接触面上,为面分布力,作近似计算时,将坝体简化为变截面梁的线分载荷,如图1-4b中的虚线三角形所示,在分析坝体的平衡时,可用集中力的大小与作用位置代替分布力。3.理想约束
理想约束是对物体间接触性质和连接方式的理想化处理。
物体的受力可分为两类:约束力和主动力。约束施加于被约束物体的力称为约束力或约束反力;除约束力以外的其它力称为主动力或载荷,如物体的重力,结构承受的风力、水力,机械零件中的弹簧力、电磁力等。本课程中,主动力一般是给定的(实际工作中则往往需要自行确定),对物体进行的受力分析只是分析约束力。
接触面的物理性质分为绝对光滑(理想约束)和存在摩擦(一般为非理想约束)两种。这里主要介绍理想约束。下面介绍几种典型的约束模型。
(1)理想冈lI性约束这种约束也是刚体,它与被约束间为刚性接触。常见的有:1)光滑接触面。当物体与固定约束(图l一5a)或活动约束(图1—5b)间的接触面非常光 滑,其摩擦可忽略不计时,即可简化为这类约束,其约束反力的方向为公法线挖的方向,称为法向反力,记为FN。2)光滑圆柱铰链。这种约束简称为柱铰,包括固定柱铰(图1—6)和活动柱铰(图1—7),实际是平面回转副的两种表现形式,常简称为固定铰链和活动铰链。这种光滑面约束,其约束体与被约束体的接触点在两维空间内是未知的,因此其约束反力可用一对正交力F。、F,表示.
(2)理想柔性约束 如图1—8所示,柔性线绳受物体外力(如重力)作用,此时线绳约束力与外力方向相反,并一定沿着线绳方向。当忽略摩擦时,这种约束称为理想柔性约束。工程中常遇到的钢索、链条、传动带等物体均可近似认之为柔性约束。
二、静力学公理
静力学公理是人类经过长期经验积累和实践验证总结出来的最基本的力学规律。它概括了力的一些基本性质。下面简要介绍四个公理。1.两力平衡公理
刚体受两个力作用,处于平衡状态的充分和必要条件是:两力大小相等、方向相反,且作用在同一直线上(图1—9a),即 F1一F2这个公理总结了作用于刚体上最简单的力系(两个力以上的一组力)平衡所必须满足的条件。这个条件对刚体来说,既必要又充分。但对非刚体来说,这个条件是不充分的。例如对柔性约束,受两个等值、反向的拉力作用时可以平衡,而受两个等值、反向的压力作用时就不能平衡。若刚体受两个力作用处于平衡状态,则这两个力的方向必在两力作用点的连线上,此刚体称为二力体,如果刚体是杆件,也称二力杆(图1—9b)。.2.加减平衡力系公理
在任意一个已知力系上,可随意加上或减去一平衡力系,这不会改变原力系对 物体的作用效应。
这一公理对研究力系简化问题十分重要。实际上,前述力的可传性是这一公理的推理。如图1—10所示,图a为原力系,图b在原力系上加了一个F。一Fz的平衡力系,设F=F。,显然F与Fz也构成一平衡力系,可以减去,于是变为图c情况,力在刚体上成功地实现了滑移。
3.平行四边形公理
作用在物体上同一点的两个力,可以合成为一个力,其作用线通过该点,合力的大小和方向由以已知两力为边的平行四边形的对角线表示,这称为力的平行四边形公理或称平行四边形法则。如图1—11所示,作用在物体O点上的两已知力F,、Fz的合力为F,力的合成法则可写成矢量式
4.作用力与反作用力公理
即牛顿第三定律。两个物体之间的作用力和反作用力,总是大小相等、方向相反、作用线相同,但分别作用在两个物体上。例如车刀在工件上切削,车刀作用在工件上的切削力为F。,与此同时,工件必有一反作用力F;作用在车刀上,如图1—12所示,此两个力F。F总是等值、反向、共线的。必须注意,由于作用力与反作用力作用在两个物体上,因此不能说成是一对半衡力。
三、受力图
在求解力学问题时,必须根据已知条件和待求量,从与问题有关的许多物体中,选择确了定一物体(或几个物体的组合)作为研究对象,对它进行受力分析。为了清楚地表示所研究物体的.受力情况,需将研究对象从周围的物体中分离出来(即解除约束),单独画出。这种被分离出来的物体称为分离体。画有分离体及其全部主动力和约束反力的简图称为受力图。下面举例说明受力图的画法。
例1-1用力拉动碾子以压平路面,碾子受到一障碍物的阻碍,如图1—13a所示,如不计接触处的摩擦,试画出碾子的受力图。
解1)取碾子为研究对象,并画出分离体图。2)画出主动力。有重力以和杆对碾子的拉力F。3)画出约束反力。
碾子的受力图如图1—13b所示。
例1-2水平梁AB的A端为固定铰链支座,B端为可动铰链支座,梁中点C受主动力F。作用,如图1—14所示。不计梁的自重,试画出梁的受力图。解1)取梁为研究对象,并画出分离体图。2)画出主动力Fp。3)画出约束反力。
例1—3 图1-15a所示为一压榨机机构的简图,ABC为杠杆,CD为连杆,D为滑块。在杠杆的端部加一力Fp,不计各构件的自重和接触处的摩擦,试分别画出杠杆、连杆和滑块的受力图。
解 1)取连杆CD为研究对象。2)取杠杆ABC为研究对象。
3)取滑块D为研究对象。
连杆CD、杠杆ABC、滑块D的受力图如图1—15b所示。
例1-4如图1—16所示为油压夹具。液压缸中的油压力F。通过活塞杆AD、连杆AB使杠杆BOC压紧工件。其中A和B为铰接,0处为固定铰链支承,C和E处为光滑接触。不计各构件白重,试分别画出活塞杆AD、连杆AB、滚轮R(连同销钉A)、杠杆BOC以及它们组成的物系的受力图。
解 1)取活塞杆AD为研究对象。2)取连杆为研究对象。
. 3)取滚轮R(连同销钉A)为研究对象。
4)取杠杆BOC为研究对象。
5)取活塞杆、连杆、滚轮和杠杆组成的物系为研究对象。如图1—16f所示。
第二节平面汇交力系
静力学研究的主要问题是力系的合成与平衡。
根据由简到繁、由特殊到一般的认识规律,我们先从比较简单的平面汇交力系开始研究。
平面汇交力系是各力的作用线都在同一平面内,且汇交于同一点的力系。如图1—17所示的起重机的吊钩,即受一平面汇交力的作用。
研究平面汇交力系的合成与平衡将采用两种方法:几何法和解析法。
一、平面汇交力系合成的几何法
根据力的可传性原理,作用于刚体上的平面汇交力系中的各点可以分别沿它们的作用线移到汇交点上,并不影响其对刚体的作用效果,所以平面汇交力系与作用于同一点的平面力系(平面共点力系)对刚体的作用效果桂同。因此这里只需研究共点力系力合成的几何法则。1.两个共点力合成的力三角形法则
这一法则实际上是力的平行四边形法则的另一种表达方式。设有F。和F。两力作用于某刚体的A点,则其合力可用平行四边形法则确定,如图1—18a所示。此法称为求两个共点力合力的三角形法则其矢量式为 F=F1+F2 2.多个共点力合成的多边形法则 如图1-19a所示,由图1—19b可以看出,虚线矢量可不必画出,只要将力系各力首尾相接形成一个开口的多边形ABCDE,最后将其封闭,由最先画出的F,的始端A指向最后画出的Fa以受力图中不必画出内力,只需画出物系以外的物体对物系的作用力即可,这种力称为外力。合力F的大小和方向。此法称为多边形法则,其矢量表达式为F=F1+F2+F3+F4上述方法可推广到平面汇交力系有咒个力的情况,于是可得结论:平面汇交力系合成的结果是一个合力,合力作用线通过力系汇交点,合力大小由多边形的封闭边表示,即等于力系各力的矢量和。其矢量表达式为,二、平面汇交力系平衡的几何条件
我们已经知道,平面汇交力系可以合成为一个合力,即平面汇交力系可用其合力来代替。因此若合力F等于零,则说明物体处于平衡;反之,若物体处于平衡,则其合力F一定等于零。可见平面汇交力系平衡的充分与必要条件是力系的合力等于零,即
在力系合成的几何法中,平面汇交力系的合力是由力多边形的封闭边表示的,当力系平衡时,合力封闭边变为一点,即力系中各力首尾相接构成一个自行封闭的力多边形,如图1—20所示。因此可得平衡力系平衡的充分与必要的几何条件是:力系中各力构成的力多边形自行封闭。.
用力多边形封闭的条件求解平面汇交力系平衡问题的方法称为几何法。这种方法常用于求解三力汇交的平衡问题,这时三力构成一个自行封闭的力三角形。
机械基础教案 第6篇
五莲县职教中心 机械基础课精品教案1 234 篇二:机械基础教案(中职)
一、运动副
使两物体直接接触而又能产生一定相对运动的联接,称为运动副。根据运动副中两构接触形式不同,运动副可分为低副和高副。1.低副:低副是指两构件之间作面接触的运动副。按两构件的相对运动情况,可分为:(1)转动副:两构件在接触处只允许作相对转动。由滑块与导槽组成的运动副。(2)移动副:两构件在接触处只允许作相对移动。由滑块与导槽组成的运动副。
(3)螺旋副:两构件在接触处只允许作—定关系的转动和移动的复合运动。丝杠与螺母组成的运动副。2.高副:高副是两构件之间作点或线接触的运动副。
二、自由度 —个作空间运动的构件具有六个独立的运动,即沿x、y、z轴的移动和绕 x、y、z轴的转动,构件的
这种独立的运动称为构件的自由度。
一个作平面运动的自由构件,可以产生三个独立运动,即沿x、y、z轴的移动及绕a点(极点)的转
动,所以具有三个自由度。
当两个作平面运动的构件组成运动副之后,由于受到约束,相应的自由度也随之减少。转动副约束了沿 x、y轴向移动的自由度,保留了—个转动的自由度。移动副约束了沿一轴方向的移动和在平面内两个转动自由度,保留了沿另—轴方向移动的自由度。高副则只约束了沿接触处公法线方向移动的自由度,保留了绕接触处的转动和沿接触处共切线方向移动的两个自由度。
所以在平面机构中,每个低副引入两个约束,使构件失去两个自由度。每个高副引入一个约束,使构件失去一个自由度。
三、平面机构的运动简图 绘制平面机构运动简图的目的 绘制平面机构运动简图的目的在于:撇开与机构运动无关的外部形态,把握机构运动性质的内在联系,揭示机构的运动规律和特性。
机构的相对运动只与运动副的数目、类型、相对位置及某些尺寸有关,而与构件的横截面尺寸、组成构件的零件数目、运动副的具体结构无关。
用线条表示构件,用简单符号表示运动副的类型,按一定比例确定运动副的相对位置及与运动有关的尺寸,这种简明表示机构各构件运动关系的图形称机构运动简图。只表示机构的结构及运动情况,不严格按比例绘制的简图称为机构示意图。
一. 四杆机构的组成
铰链四杆机构是由转动副联结起来封闭系统。其中被固定的杆4被称为机架 不直接与机架相连的杆2称之为连杆 与机架相连的杆1和 杆3称之为连架
凡是能作整周回转的连架杆称之为曲柄,只能在小于360°的 范围内作往复摆动的连架杆称之为摇杆。
二. 链四杆机构的类型
铰链四杆机构根据其两个连架杆的运动形式不同,可以分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构三种基本形式。1)曲柄摇杆机构 若铰链四杆机构中的两个连架杆,一个是曲柄而另一个是摇杆,则该机构称为曲柄摇杆机构。用来调整雷达天线俯仰角度的曲柄摇杆机构。
汽车前窗的刮雨器。当主动曲柄ab回转时,从动摇杆作往复摆动,利用摇杆的延长部分实现刮雨动作。2)双曲柄机构
如果铰链四杆机构中的两个连架杆都能作360°整周回转,则这种机构称为双曲柄机构。在双曲柄机构中,若两个曲柄的长度相等,机架与连架杆的长度相等(这种双曲柄机构称为平行双曲柄机构。
蒸汽机车轮联动机构,是平行双曲柄机构的应用实例。平行双曲柄机构在双曲柄和机架共线时,可能由
于某些偶然因素的影响而使两个曲柄反向回转。机车车轮联动机构采用三个曲柄的目的就是为了防止其反转。3)双摇杆机构
铰链四杆机构的两个连架杆都在小于360°的角度内作摆动,这种机构称为双摇杆机构。
三、曲柄存在的条件
由上述以知,在铰链四杆机构中,能作整周回转的连架杆称为曲柄。而
曲柄是否存在。则取决于机构中各杆的长度关系,即要使连架杆能作整周转动而成为曲柄,各杆长度必须满足一定的条件,这就是所谓的曲柄存在的条件。
可将铰链四杆机构曲柄存在的条件概括为: 1. 连架杆与机架中必有一个是最短杆; 2. 最短杆与最长杆长度之和必小于或等于其余两杆长度之和。
上述两条件必须同时满足,否则机构中无曲柄存在。根据曲柄条件,还可作如下推论:(1)若铰链四杆机构中最短杆与最长杆长度之和必小于或等于其余两杆长度之和,则可能有以下几种情况:
a.以最短杆的相邻杆作机架时,为曲柄摇杆机构; b.以最短杆为机架时,为双曲柄机构; c.以最短杆的相对杆为机架时,为双摇杆机构。
(2)若铰链四杆机构中最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和,则不论以哪一杆为机架,均为双摇杆机构。
四、铰链四杆机构的演化 1.曲柄滑块机构
在曲柄摇杆机构中,如果以一个移动副代替摇杆和机架间的转动副,则形成的机构称为曲柄滑块机构。
它能把回转运动转换为往复直线运动,或作相反的转变。2.导杆机构
一、急回特性和行程速比系数
曲柄摇杯机构中,当曲柄a b沿顺时针方向以等角速度?转过υ1时,摇杆cd自左极限位置c1d摆至右极位置c2d,设所需时间为 t1,c点的明朗瞪为 v1;而当曲柄ab再继续转过υ2时,摇杆cd自c2d摆回至c1d,设所需的时间为 t2,c点的平均速度为 v2。由于υ1>υ2,所以 t1>t2 ,v2>vl。由此说明:曲柄ab虽作等速转动,而摇杆cd空回行程的平均速度却大于工作行程的平均速度,这种性质称为机构的急回特性。摇杆cd的两个极限位置间的夹角ψ称为摇秆的最大摆角,主动曲柄在摇杆处于两个极限位置时所夹的锐角θ称为极位夹角。
在某些机械中(如牛头刨床、插床或惯性筛等),常利用机械的急回特性来缩短空回行程的时间,以提高生产率。行程速比系数k:从动件空回行程平均速度v2与从动件工作行程平均速度v1的比值。k值的大小反映了机构的急回特性,k值愈大,回程速度愈快。k=v2/v1 =(c2c1/t2)/(c1c2/t1)=(180°十θ)/(180°一θ)由上式可知,k与θ有关,当θ=0时,k=1,说明该机构无急回特性;当θ>0时,k>l,则机构具有急回特性。
二、死点 以摇杆作为主动件的曲柄摇杆机构。在从动曲柄与连杆共线的两个位置时,出现了机构的传动角γ=0,压力角α=90°的情况。此时连杆对从动曲柄的作用力恰好通过其回转中心不能推动曲柄转动,篇三:机械基础全册教案(第四版)机械基础(第四版)绪 论(2课时)
【导入】人们的生活离不开机械,在日常生活中都随处可见(例如:螺钉、自行 车、汽车、挖掘机),它通常有两类:一类是可以使物体运动速度加快的称为加速机械(自行车、飞机);一类是使人们能够对物体施加更大力的称为加力机械(旋具、机床)。教学目标:
1、本课程的性质、内容、特点及学习方法
2、掌握零件、构件、机构、机器的概念及它们之间的区别与联系和 机器的组成
3、掌握运动副的概念和分类
教学重点难点:
1、机器和机构的区分
2、运动副的概念和分类
一、课程概述 1.课程性质
机械基础就是来研究这些机械的一门专业基础课,是为学习专业技术课培养专业岗位 能力服务的。2.课程内容
它包括机械传动、常用机构、轴系零件及液压与气压传动等方面的基础知识。3.课程任务 学以致用。
二、机器、机构、机械、构件和零件 1.零件和构件
(1)零件:是机器及各种设备的基本组成单元(例如螺母、螺栓),有时也将用简单方式 练成的单元件称为零件(如轴承)。
(2)构件:是机构中的运动单元体(如曲柄、连杆)。(3)两者间的区别和联系
区别:零件是制造单元,相互之间没有运动。构件是运动单元,相互之间有确定的相对运动。
联系:构件可以是一个独立的零件,也可以是由若干个零件组成 2.机器和机构
(1)机构:是具有确定相对运动的构件的组合,它是用来传递运动和力的构件系统(如带传动机构、齿轮机构)。(2)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(如电动机 手机)。(3)两者之间的异同点
不同点:机器能代替人的劳动完成有用的机械工或实现能量转换,机构只 能用来传递运动和力而不能做功或实现能量转换。
相同点:都是由构件组成;构件间都具有确定的相对运动。3.机器的组成
一台完整的机器,通常由四部分组成
动力部分: 作用是将其它形式的能量转换为机械能,以驱动机器各部分的运动。执行部分(工作机构):机器中直接完成具体工作任务。传动部分(传动装置):将原动机的运动和动力传递给工作机构。控制部分:显示、反映、控制机器的运行和工作。
三、运动副的概念及应用特点
1.运动副:两构件之间直接接触并能产生一定形式相对运动的可动联接。根据接触情况 可分为高副和低副。
(1)低副:两构件间作面接触的运动副。根据运动特征分为转动、副移动副和螺旋副。(2)高副:两构件间作点或线接触的运动副。按接触形式不同分为滚轮接触、凸轮接触 和齿轮接触。
2.运动副的应用特点
(1)低副特点:单位面积压力小,传力性能好,滑动摩擦,摩擦阻力大,效率低。不能 传递较复杂的运动。
(2)高副特点:单位面积压力大,两构件接触处容易磨损,制造和维修困难,能传递较 复杂的运动。
3.低副机构与高副机构
机构中所有运动副均为低副的机构称为低副机构;机构中至少有一个运动副是高副的机 构称为高副机构。
四、机械传动的分类(p10)本章小结1.机器、机构的特征及异同点。2.构件与零件的概念。
3.机械、机器、机构、构件、零件之间的关系。4.机器的组成。
5.运动副概念及其分类。6.高副、低副的应用特点。7.机械传动的分类。
作业:上述 3,4,6第一章 带传动(5课时)教学目标:1.掌握带传动的组成及工作原理 2.掌握v带的主要参数和标记
3.理解v带传动的安装维护及张紧装置 4.了解带传动的分类
5.了解v带的结构和带轮的结构分类 6.了解同步带传动
教学重点难点:1.带传动的工作原理及传动比 2.v带的主要参数和标记
【复习】1.零件和构件的定义及区别和联系 2.机器和机械的异同点;机器的分类 3.运动副的概念及分类
4.高副和低副的概念、分类和特点 第一节 带传动的组成、原理和类型
【导入】在日常生活中经常会看到用带传动的场合(例如缝纫机、录音机、跑步机),还有一些机器中也常用到带传动(例如粉碎机、手扶拖拉机)。这么多用到带传动的场合,那么带传动是由哪几部分组成的?它又是怎么来传递运动和动力的? 【新授】
一、带传动的组成和原理 1.带传动的组成
带传动一般由固连与主动件的带轮(主动轮),固连与从动件的带轮(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的带作为中间挠性件,依靠带与带轮接触面间产生的摩擦力(啮合力)来传递运动与力的。目前,大多数用带传动的都是依靠摩擦力来传递运动和动力:主动轮通过摩擦力将运动和力传递给带,带有通过摩擦力将运动和力传递给从动轮,从而实现带传动的正常工作。摩擦力的大小不仅与带和带轮接触面的摩擦系数有关,还与接触面间的正压力有关。因此,带与带轮之间应有一定的张紧程度,以保证足够的摩擦力。3.机构传动比i 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。传动比是机械传动中的一个重要概念,针对不同的机械传动,具体的表达式会有所不同,但基本概念是相同的。带传动的传动比就是主动轮转速n1与从动轮转速n2之比,通常用i12表示 i=n1∕n2 从传动比公式可以得出:
当01时,机械传动为减速传动(从动轮转速小于主动轮转速)。机械中常用的是减速传动。
传动比的角标符号的含义要清楚,i12与i21的含义是不同的,在计算中不能混淆。i12:1为主动轮,2为从动轮,表示轮1与轮2的转速比;
i21:2为主动轮,1为从动轮,表示轮2与轮1的转速比。
二、带传动的类型(p13)圆带传动
平带传动 普通v带传动 v窄v带传动
带传动多楔带传动
啮合型带传动:同步带传动
第二节v带传动
一、v带及带轮
v带传动是由一条或数条v带和v带带轮组成的摩擦带传动。1.v带
(1)外形:v带是一种无接头的环形带,其横截面为等腰梯形,工作面是与轮槽相接处的 两侧面,带与轮槽底面不接触。
(2)分类:按结构不同可以分为帘布芯和绳芯(3)组成:由包布、顶胶、抗拉体和底胶
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