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数控加工机械基础教案(高一版)


玉环县中等职技校

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YuHuan

绪 A:课题:绪论 B:课型:新课 C:教学目的与要求 1、 2、 3、 了解学习本课程的目的

论(1 教时)

了解本课程的基本内容及其发展史 了解金属材料在各行业中的应用

/>
D:教学重点与难点:无 E:教学过程 一、 学习本课程的目的

本课程是中等职业学校数控技术专业的一门综合性的基础学科。 二、 本课程的基本内容 主要内容: 包括金属材料、常见热处理、机械传动装置、液压和气压传动装置等。 2、 学习本课程的方法 理论联系实际、注意观察现实生活中所接触到的机械。 F:小结 项目一、常用金属材料(27 教时) A:课题:金属的性能 B:课型:新课 C:教学目的与要求 1、掌握金属材料性能(工艺性能、使用性能)的概念、分类 2、掌握力学性能概念及其指标 3、掌握载荷的性质、名称、分类 4、掌握强度的概念及其种类、应力的概念及符号 D、教学重点与难点: 1、金属材料的性能是教学重点 2、金属材料的强度概念及种类是教学难点

1、

《数控加工机械基础》

教研组:机械组

教师:池辉



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课题一 A:任务一 认识碳钢

碳钢

B:课型:新课 C:教学目的与要求 1、掌握碳素钢的概念; 2、了解 Si、Mn、S、P 对钢的性能影响; 3、掌握碳素钢的分类方法; 4、掌握碳素钢结构钢的牌号及用途。 5、掌握优质碳素结构钢的牌号、分类、性能及用途; 6、掌握碳素工具钢、铸造钢的牌号、分类、性能及用途。 D:教学重点与难点: 1、碳素钢的分类是教学重点; 2、碳素钢的常存元素对钢的性能影响是教学难点。 3、普通碳素结构钢、优质碳素结构钢、碳素工具钢、铸钢的牌号及用途。 E:教学过程: 碳素钢的概念: 含碳量小于 2.11%,且不含有特意加入合金元素的铁碳合金,称为碳素钢或碳钢。 第一节 常存元素对钢的性能的影响 一、硅(有益元素) 1、来源:炼钢后期作脱氧剂带入; 2、对钢的性能影响:提高钢的强度、硬度; 二、锰(有益元素) 1、来源:炼钢脱氧剂。 2、对钢的性能影响:提高钢的强度与硬度。
《数控加工机械基础》 教研组:机械组 教师:池辉


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三、硫(有害元素) 1、来源:生铁带入; 2、对钢的性能影响:对钢造成热脆性; 四、磷(有害元素) 1、来源:生铁带入; 2、对钢的性能影响,对钢造成冷脆性; 第二节 一、按钢的含碳量分类: 1、低碳钢:C≤0.25% 2、中碳钢:0.25%<C<0.6% 3、高碳钢:C≥0.6% 二、按钢的质量分类: 1、普通钢:S≤0.05%,P≤0.045% 2、优质钢:S≤0.035%,P≤0.035%] 3、高级优质钢:S≤0.025%,P≤0.025% 三、按钢的用途分类: 1、结构钢:主要用于制造各种机械零件和工程构件。C<0.7% 2、工具钢:主要用于制造各种刀具、模具和量具。其含碳量大于 0.70% 四、按冶炼时脱氧程度的不同分类 1、沸腾钢 2、镇静钢 第三节 一、普通碳素钢结构钢: 1、牌号:Q 屈服点数值,质量等级符号和脱氧方法符号; 2、性能:一般; 3、应用:厂房、桥梁、船舶、铆钉、螺钉、螺母等。 4、例如:Q235-A〃F:表示屈服点为 235Mpa 的 A 级沸腾钢。
《数控加工机械基础》 教研组:机械组 教师:池辉


碳素钢的分类

3、半镇静钢

4、特殊镇静钢

碳素钢的牌号及用途

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二、优质碳素结构钢: 1、 牌号:用两位数字表示钢中平均含碳量的万分之几。 2、 分类: 1) 、08~25 钢,属于低碳钢 性能:强度、硬度较低、塑性、韧性及焊接性良好; 用途:冲压件、焊接结构件及渗碳件 2) 、30~55 钢 属于中碳钢 如:深冲器件、压力容器等。

性能:较高的强度和硬度,是塑性和韧性随含碳量的增加而逐步降低。 用途:制作受力较大的机械零件。 3) 、60 钢以上 属于高碳钢。 如:连杆、曲轴、齿轮等

性能:有较高的强度、硬度和弹性; 用途:制造较高强度、耐磨性和弹性的零件 三、碳素工具钢: 1)牌号:T+数字(平均含碳量的千分数) 如:T12A:表示平均含碳量为 1.2%的高级优质碳素工具钢。 2)T7~T8:钻头、模具等 T9~T10:丝锥、板牙等 T11~T13:锉刀、削刀等 四、铸造碳钢: 1)牌号:ZG+数字—数字 第一组数字:屈服点 第二组数字:抗拉强度值 如:ZG270—500, 2)应用:制造形状复杂力学性能要求较高的机械零件。 F:小结 G:布置作业
《数控加工机械基础》 教研组:机械组 教师:池辉


如:气门弹簧、弹簧垫圈等

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A:任务二

金属的性能

B:课型:新课 C:教学目的与要求 1、金属材料的性能包括:使用性能和工艺性能。 2、使用性能:是指金属材料在使用条件下所表现出来的性能,包括①物理性能(如密度、熔 点、导热性、导电性、热膨胀性、磁性等) 。②化学性能(如抗腐蚀性、抗氧化性等) 。③ 力学性能(如强度、塑性、硬度、冲击韧性及疲劳强度等) 。④工艺性能。 第一节 金属的力学性能

一、力学性能的概念:力学性能是指金属在外力作用下所表现出来的性能。 力学性能包括:强度、硬度、塑性、硬度、冲击韧性。 二、载荷的概念及分类: 1、金属材料在加工及使用过程中所受的外力称为载荷。 2、分类(按载荷作用性质分) ① 静载荷:是指大小不变或变化过程缓慢的载荷 。 ② 冲击载荷:在短时间内以较高速度作用于零件上的载荷。 ③交变载荷 :是指大小、方向或大小和方向随时间发生周期性变化 载荷。 三、变形的概念及分类 金属材料受到载荷作用而产生的几何形式和尺寸的变化称为变形。 变形分为:弹性变形和塑性变形两种 A:课题:金属的力学性能 B:课型:新课 C:教学目的与要求: 1、掌握拉伸试验的测定方法; 2、掌握力——伸长曲线的几个阶段,了解屈服点的概念; 3、掌握抗拉强度概念、塑性概念及伸长率,断面收缩率的概念; 4、掌握硬度概念、硬度测试及表示的方法点。 D:教学重点与难点 强度、塑性、硬度是教学难点。
《数控加工机械基础》 教研组:机械组 教师:池辉


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E:教学过程: 一、强度: ① 概念:金属在静载荷作用下,抵抗塑性变形或断裂的能力称为强度。强度的大小用应 力来表示。 ② 根据载荷作用方式不同,强度可分为:抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度和 抗扭强度等。 一般情况下多以抗拉强度作为判别金属强度高低的指标。 1、力——伸长曲线 纵坐标表示力 F,单位 N;横坐标表示伸长量△L,单位为 mm。

F S e

b Z

△L

0
低碳钢的力-伸长曲线

(1)oe:弹性变形阶段: 试样变形完全是弹性的,这种随载荷的存在而产生,随载荷的去除而消失的变形称为 弹性变形。Fe 为试样能恢复到原始形状和尺寸的最大拉伸力。 (2)es:屈服阶段: 不能随载荷的去除而消失的变形称为。在载荷不增加或略有减小的情况下,试样还继 续伸长的现象叫做屈服。屈服后,材料开始出现明显的塑性变形。Fs 称为屈服载荷 (3)sb:强化阶段: 随塑性变形增大,试样变形抗力也逐渐增加,这种现象称为形变强化。 (4)bz:缩颈阶段(局部塑性变形阶段) 当载荷达到最大值 Fb 后,试样的直径发生局部收缩,称为“缩颈” 。 工程上使用的金属材料,多数没有明显的屈服现象,有些脆性材料,不但没有屈服现 象,
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而且也不产生“缩颈” 。如铸铁等。 3、强度指标: (1)屈服点: 在拉伸试验过程中,载荷不增加(保持恒定) ,试样仍能继续伸长时的应 力称为屈服点。 材料的屈服点或规定残余伸长应力是机械零件设计的主要依据,也是评定金属材料性能 的重要指标。 (2)抗拉强度 材料在拉断前所能承受的最大应力称为抗拉强度,用符号σb 表示。 零件在工作中所承受的应力,不于允许超过抗拉强度,否则会产生断裂。 二、塑性: 断裂前金属材料产生永久变形的能力称为塑性。塑性由拉伸试验测得的。常用伸长 率和断面收率表示。 1、伸长率: 试样拉断后,标距的伸长与原始标距的百分比称为伸长率。用δ表示: 计算公式:δ=(l1-l0)/l0 ×100% 2、断面收缩率: 试样拉断后,缩颈处横截面积的缩减量与原始横截面积的百分比称为断面收缩率。 用ψ表示 ψ=(SO-S1)/SO ×100% 金属材料的伸长率(δ)和断面收缩率(ψ)数值越大,表示材料的塑性越好。 三、硬度: 材料抵抗局部变形特别是塑性变形压痕或划痕的能力称为硬度。 1、布氏硬度: (1)布氏硬度的测试原理:用一定直径的球体(钢球或硬质合金) ,以规定的试验力 压入试样表面, 经规定保持时间后卸除试验力, 然后用测量表面压痕直径来计算硬度。 HBS(HBW)表示。 (2)布氏硬度的表示方法:符号 HBS 之前的数字为硬度值符号后面按以下顺序用数字表 示条件:1)球体直径;2)试验力;3)试验力保持的时间(10~15 不标注) 。 (3)应用范围:测定灰铸铁、有色金属各种软钢等硬度不是很高的材料。
《数控加工机械基础》 教研组:机械组 教师:池辉




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优点:能准确反映出金属材料的平均性能。 缺点:操作时间长,压痕测量较费时。 2、洛氏硬度 (1)测试原理: 采用金刚石圆锥体或淬火钢球压头,压入金属表面后,经规定保持时间后即除主试验力, 以测量的压痕深度来计算洛氏硬度值。 表示符号:HR (2)标尺及其适用范围: 每一标尺用一个字母在洛氏硬度符号 HR 后面加以注明。常用的洛氏硬度标尺是 A、B、 C 三种,其中 C 标尺应用最为广泛。 (3)优缺点: 优点:①操作简单迅速,能直接从刻度盘上读出硬度值;②压痕小,可 测成品及较薄工件;③测硬度范围大。 缺点:数值波动大 3、维氏硬度。 原理:与布氏硬度试验相同。测量压痕对角线长度,从表中查出。 表示:与布氏硬度相同。 可测较薄的材料,也可测量表面渗碳、渗透层的硬度,可测定很软到很硬的各种金属材 料的硬度、准确。 四、冲击韧性: 金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力称为冲击韧性。 常用一次摆锤冲击弯曲,试验来测定金属材料的冲击韧性。 冲击韧度越大,表示材料的冲击韧性越好。 五、疲劳强度 a) 疲劳概念: 在交变应力作用下,零件所承受的应力低于材料的屈服点,但经过较长时间的工作 后产生裂纹或突然发生完全断裂的现象称为金属的疲劳。 b) 疲劳破坏的特征 ①、疲劳断裂时无明显的宏观朔性变形,断裂前没有预兆,而是突然破坏; ②、引起疲劳断裂的应力很低,常常低于材料的屈服点;
《数控加工机械基础》 教研组:机械组 教师:池辉


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③、疲劳破坏的宏观断口由两部分组成。 F:小结 G:布置作业

第二节、金属的工艺性能 A、课题:金属的工艺性能 B、课型:新课 C、教学目的与要求: 1、掌握工艺性能的概念,包括的四方面的内容。 2、掌握铸造性能、锻造性能、焊接性能和切削加工性能的要领及主要指标。 D、教学重点与难点 1、金属的工艺性能概念及包括的四方面内容是教学重点。 2、掌握铸造性能的流动性、收缩性是教学的难点。 E、教学过程 工艺性能是指金属材料对不同加工工艺方法的应能力。 一、铸造性能: 金属(材料)及合金在铸造工艺中获得优良铸件的能力称为铸造性能。 1、 流动性: 熔融金属的流动能力称为流动性。 主要受金属化学成份和浇注温度等的影响。 2、收缩性:铸件在凝固和冷却过程中,其体积和尺寸减小的现象称为引缩性。 二、锻造性能: 用锻压成形方法获得优良锻件的难易程度称为锻造性能。 三、焊接性能:大量接性能是旨金属材料对焊接加工的适应性。 四、切削加性能:切削加工(性能)金属材料的难易程度称为切削加工性能。 铁碳合金 一、铁碳合金的分类 (1) 钢:C<2.11%的铁碳合金 (2) 铸铁:2.11%≤C 的铁碳合金 二、铁碳合金的成分与性能的关系。 含碳量越高,钢的强度和硬度越高,而塑性和韧性越低。
《数控加工机械基础》 教研组:机械组 教师:池辉


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课题二 合金钢 A:任务一:认识合金结构钢 任务二:认识合金工具钢 任务三:了解特殊性能钢 B:课型:新课 C:教学目的与要求: 1、掌握合金钢的概念、合金元素在钢中的主要作用; 2、掌握合金钢的分类和牌号。 D、教学重点与难点 E、教学过程: 合金钢定义: 合金钢就是在碳钢的基础上,改善钢的性能,在冶炼时有目的地加入一种或数种合金元 素的钢。 第一节 一、合金钢的分类: 合金钢的分类常用下面的两种分类。 1、提用途分类:合金结构钢;合金工具钢;特殊性能钢。 2、按合金元素总含量分类: 低合金钢:<5% 中合金钢:5% ? 10% 高合金钢:>10% 合金钢的分类和牌号

①合金结构钢的牌号: 合金结构钢的牌号采用两位数字十元素,符号(或汉字)十数字表示。 如:40Cr 钢:表示平均含碳量为 0.4%,含铬约为 1%的合金结构钢。 60Si2Mn:表示平均含碳量为 0.6%,含硅约为 2%,含锰为 1%的合金结构钢 ②合金工具钢的牌号: A、含碳量小于 1%时,用一位数字表示含碳量的千分数。
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如:9 SiCr:表示平均含碳量为 0.9%,含硅约为 1%,含铬约为 1%的合金工 具钢。 B、含碳量大于 1%时,在钢牌号前不用数字表示含碳量。 如:Cr12MoV:表示平均含碳量大于 1%,含铬约为 12%,含钼约为 1%,含钒 约为 1%的合金工具钢。 ③特殊性能钢: A、不锈钢:2Cr13 C=0.2% Cr=13%

C=0.03%~0.10% 用 O,如:Ocr18Ni9 C<0.03%时,用 OO 如:OOCr30Mo2

B、专用钢:钢前用汉语拼音字母: 如:GCr15 F:小结 G:布置作业 第二节 一、低合金结构钢: 1、低合金高强度结构钢: 性能:塑性、韧性、耐蚀性和焊接性均比同含碳素的碳钢高。 应用:桥梁、船舶、车辆、锅炉、压力容器起重和线等。 牌号:Q295 Q345 Q390 Q420 各种容器、储油罐、低压锅炉造船; 锅炉、车辆等; 起重机等; 高压容器、重型机械等。 合金结构钢 GCr15SiMn

2、低合金耐钢:车辆、塔架 3、低合金专业用钢 二、合金渗碳钢 20CrMnT:
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应用:制造变速齿轮、传动轴; 热处理:渗碳后淬火、低温回火。 三、合金调质钢: 40Cr : 应用:制造齿轮、连杆、主轴; 热处理:调质 四、合金弹簧钢: 60Si2Mn: 应用:制造弹簧; 热处理:淬火、中温回火 五、滚动轴承钢: GCr15 GCr15SiMn

应用:制造滚动轴承; 热处理:淬火、低温回火。 F:小结 G:作业 第三节 合金工具钢

合金工具钢分为合金刃具钢、合金模具钢和合金量具钢。 一、合金刃具钢 合金刃具钢主要用来制造车刀、铣刀、钻头等金属切削刀具。 1、低合金刃具钢 低合金刃具钢是在碳素工具钢的基础上加入少量合金元素的钢。 如:9 SiCr:制造丝锥、板牙、铰刀等。 CrWMn:制造长铰刀、拉刀等。 低合金刃具钢的预备热处理是球化退火,最终热处理是淬火后低温回火。 2、高速钢
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高速钢是一种具有高热硬性。高耐磨性的高合金工具钢。高速钢(HSS)的热硬性可达 600 度,又称为锋钢。 牌号:W18Cr4V,W6Mo5Cr4V2 应用:制造切削速度较高的刀具(如车刀、铣刀、钻头等)和形状复杂的成形刀具。 热处理:淬火、低温回火。 二、合金模具钢 1、冷作模具钢 2、热作模具钢 三、合金量具钢 第四节 一、不锈钢 1、常用不锈钢 ① 铬不锈钢 常用不锈钢的牌号有 1 Cr13、2 Cr13、3 Cr13、4 Cr。 含碳量较低的钢 1 Cr13、2 Cr13 用于制造耐腐蚀、受冲击载荷的零件。 如汽轮机叶片、水压机阀门等零件。 含碳量较高的钢 3 Cr13、3 Cr13 Mo 、7Cr13 等用于制造弹簧、轴承、医疗器械等 ② 铬镍不锈钢 铬镍不锈钢常用牌号有 0 Cr19 Ni9、1 Cr18 Ni9 等,通称为 18-8 型不锈钢。 二、耐热钢 1、抗氧化钢 2、热强钢 三、耐磨钢 F:小结 G:作业 特殊性能钢

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课题三 A:任务一:认识各类铸铁 任务二:了解铸铁的加工性能 B:课型:新课 C:教学目的与要求:

铸铁

掌握铸铁的分类,灰口铸铁的应用牌号、应用。硬质合金的牌号、应用。 D、教学重点与难点: 铸铁的分类,灰口铸铁的应用,牌号是教学重点 E:教学过程: 铸铁是含碳量大于 2.11%的铁碳合金。 根据铸铁中石墨形态的不同,铸铁又可分为 1、白口铸铁 2、灰口铸铁 3、可锻铸铁 4、球墨铸铁 5、蠕墨铸铁 碳以渗碳体的形态存在于铸铁中; 石墨以片状存在于铸铁中; 石墨以团絮状存在于铸铁中; 石墨以球状存在于铸铁中; 石墨以蠕虫状存在于铸铁中;

一、灰口铸铁的牌号及用途 灰口铸铁的牌号由“灰铁”汉语拼音字母字头“HT”及后面的一组数字组成,数字表示 最低抗拉强度。 如:HT200: 用于制造承受较大负荷的零件,如机床的床身、立柱、汽车缸体、缸盖、轮毂、联轴器 等。 二、灰口铸铁的热处理 1、去应力退火 2、表面淬火 3、消
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除铸件白口,降低硬度的退火 三、可锻铸铁、球墨铸铁的牌号及用途 1、可锻铸铁的牌号及用途 可锻铸铁俗称为玛铁、马钢。 可锻铸铁牌号由三个字母及两组数字组成。前两个字母“KT”是“可铁”两字的汉语拼 音的第一个字母,第三个字母代表可锻铸铁的类别。后面两组数字分别代表最低抗拉强度和 伸长率的数值。 例如:KTH300-06: 表示黑心可锻铸铁,其最低抗拉强度为 300MPA,最低伸长率为 6%。 应用:管道配件,低压阀门等。 2、球墨铸铁的牌号及用途 ①球墨铸铁的牌号是由“球铁”两字汉语拼音的第一个字母“QT” ,及两组数字组成。两 组数字分别代表最低抗拉强度和伸长率的数值。 例如:QT40018: 表示球墨铸铁,起最低抗拉强度为 400MPA,最低伸长率为 18%。 ②应用:汽车轮毂、离合器壳、拨叉等。 3、球墨铸铁的热处理 退火、正火、调质。等温淬火。

课题四 A:课题:有色金属 B:课型:新课 C:教学目的与要求:

有色金属 & 课题五

硬质合金

了解铜及铜合金、铝及铝合金的分类、牌号、用途 D、教学重点与难点: 铜及铜合金、铝及铝合金的牌号、应用是教学难点。 E:教学过程:
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通常把铁及其合金(钢铁)称为黑色金属。 黑色金属以外的金属称为有色金属。 一、铜及铜合金 纯铜呈紫红色,又称为紫铜。 常用的铜合金可分为:黄铜、青铜和白铜。 1、黄铜 黄铜是以锌为主加元素的铜合金,黄铜可分为:普通黄铜和特殊黄铜。 ① 普通黄铜 普通黄铜牌号:用“H”+数字表示。其中“H”表示普通黄铜的黄字汉语拼音字母 的字头,数字表示平均含铜量的百分数。 例如:H90: ② 特殊黄铜 在普通黄铜中加入其他合金元素所组成的合金,称为特殊黄铜。 加入的合金元素有锡、硅、锰、铅和铝等,分别称为锡黄铜、硅黄铜、锰黄铜、铅 黄铜、铝黄铜等。锡提高黄铜的强度和在海水中的抗蚀性,又称海军黄铜。 特殊黄铜的代号由“H”+住加元素符号(除锌外)+铜的百分数+主加元素含量的 百分数组成。 例如:HPb59-1: 二、铝及铝合金 1.纯铝 纯铝是一种银白色金属。 特性: (1)质轻、密度小 (3)抗大气腐蚀性好 分类:高纯度铝、工业纯铝 2.铝合金 形变铝合金:按其主要性能和用途,分为防锈铝(代号 LF) 、硬铝(代号 LY) 、超硬铝(代 号 LC)和锻铝(代号 LD) 。
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(2)导电、导热性好 (4)塑性好、强度、硬度低

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铸造铝合金:用数字表示合金类别,1 为铝-硅系,2 为铝-铜系,3 为铝-镁系,4 为 铝-锌系。 三、轴承合金 常用的轴承合金有锡基轴承合金(锡基巴氏合金) 、铅基轴承合金(铅基巴氏合金) 、铝 基轴承合金。 四、硬质合金 常用的硬质合金分三类: 1、钨钴类硬质合金 “YG”加数字表示,数字表示钴的百分含量。例如:YG8, 2、钨钴钛类硬质合金 “YT” 加数字表示,数字表示碳化钛的百分含量。例如:YT5。 3、通用硬质合金 “YW”加顺序号表示。例如:YW1、YW2。

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教研组:机械组

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项目二、常见热处理(6 教时) 课题 A:任务一:了解常见热处理 B:课型:新课 C:教学目的与要求: 掌握各类热处理的概念、分类、目的、用途。 D:教学重点与难点:同 C E:教学过程 概论: 1、热处理: 热处理是将固态金属或合金采用适当的方式进行加热、 保温和冷却以获得所需要的组织 结构与性能的工艺。 2、热处理的目的: ①、提高零件的使用性能;②、充分发挥钢材的潜力;③、延长零件的使用寿面; ④、改善工件的工艺性能,提高加工质量,减小刀具的磨损。 3、钢的热处理方法:退火、正火、淬火、回火及表面热处理等五种。 常见热处理

第一节 A:课题:钢的退火与正火 B:课型:新课 C:教学目的与要求: 1、掌握退火、正火的概念、目的; 2、掌握退火的分类及应用 D、教学重点与难点:同上 E、教学过程
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钢的退火与正火

教研组:机械组

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一、退火 1、概念: 将钢加热到适当温度,保持一定时间,然后缓慢冷却(一般随炉冷却)的热处理工 艺称为退火。 2、 退火的主要目的是: 1)降低钢的硬度,提高塑性,以利于切削加工及冷变形加工; 2)细化晶粒,均匀钢的组织及成分,改善钢的性能或为以后的热处理作组织上 的准备; 3)消除钢中的残余内应力,以防止变形帮开裂。 3、 退火的方法: 1)完全退火: 应用:中碳钢及低、中碳合金结构钢的锻件、铸件、热轧型材等。 1) 球化退火: 应用:适用于共析钢及过共析钢。 如碳素工具钢,合金工具钢、轴承钢等。 2) 去应力退火 应用:消除塑性变形、焊接、切削加工、铸造等形成的残余内应力。 二、正火 1、 概念: 将钢加热到 Ac3 或 Accm 以上 30-500C,保温适当的时间,在空气中冷却的工艺方法。 正火退火的目的基本相同。 正火主要用于如下场合: 1、善低碳钢和低碳合金钢的切削加工性; 2、正火可细化晶粒; 3、消除过共析钢中的网状渗碳体,改善钢的力学性能,并为球化退火作组织准 备; 4 代替中碳钢和低碳合金结构钢的退火。
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F:小结 G:布置作业 第二节 A:课题:钢的淬火 B:课型:新课 C:教学目的与要求 1、掌握钢的淬火的定义,加热温度,淬火冷却方便,淬火方法; 2、了解钢的淬透性和淬硬性、淬火缺陷。 D、教学重点与难点:同 1 E、教学过程: 概念: 将钢加热到 Ac3 或 Ac1 以上某一温度,保温一定时间,然后以适当速度冷却,获得马氏体 或下马贝氏组织的热处理工艺称为淬火; 目的:主要获得马氏体,提高钢的强度和硬度。 一、淬火加热温度: 二、淬火冷却介质:油、水、盐水、碱水等。 三、淬火方法: 1、 单液淬火法:碳钢一般用水作冷却介质;合金钢用油作冷却介质。 2、 双介质淬火:如,先水后油;先水后空气。 3、 马氏体分液淬火; 4、 贝氏体等温淬火。 E、钢的淬氏性和淬硬性 F、淬火缺陷: 氧化与脱碳、过热和过烧、变形与开裂、硬度不定 F:小结 G:布置作业:
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钢的淬火

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第三节 A:课题:钢的回火 B:课型:新课 C:教学目的与要求 1、掌握回火的概念、目的; 2、掌握淬火钢回火时组织与性能的变化; 3、重点掌握回火的分类及应用,调质;

钢的回火

D:教学重点与难点:钢的回火分类及应用是教学重点与难点。 E:教学过程: 1、回火的概念: 将钢淬火后,再加热到 Ac1 点以下的某一温度,保温一定时间,然后冷却到室温的热处理 工艺称为回火。 2、回火目的: 消除内应力;获得所需要的力学性能;稳定组织和尺寸。 回火时的基本趋势是:随着回火温度的升高,钢的强度、硬度下降,而塑性、韧性提高。 一、 回火的分类及应用。 1)低温回火: T1=1500C~2500C 组织:回火马氏体; 性能:具有高硬度,高耐磨性和一定的韧性; 应用:刀具、量具、冷冲压模具等 中温回火:T1=3500C~5000C 组织:回火托氏体; 应用:刀具、量具、冷冲压模具等 性能:具有高的弹性极限、屈服点; 应用:弹性零件。
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高温回火:T1=500C~650 C 组织:回火索氏体; 性能:综合力学性能; 应用:受力结构体。 调质:生产中常把淬火及高温回火的复合热处理工艺称为调质。 F:小结 G:布置作业:

第四节 A:课题:钢的表面热处理 B:课型:新课 C:教学目的与要求:

钢的表面热处理

1、掌握钢的表面热处理概念、两种方法; 2、掌握钢的渗碳的原理及热处理方法; 3、掌握零件的热处理分析; D、教学重点与难点:零件的热处理分析 E、教学过程: 概述: 在机械设备中,有许多零件(如齿轮、活塞销、曲轴等)是在冲击载荷及表面摩擦条件 下工作的。这类零件表面必须具有高硬度和耐磨性,而心部要有足够的塑性和韧性。这类零 件要进行表面热处理 常用的表面热处理方法有:表面淬火及化学热处理。 一、 表面淬火 对工件表面进行淬火的工艺称为表面淬火。 2、火焰加热表面淬火 3、感应加热表面淬火 二、
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化学热处理 钢的渗碳: 渗碳件必须用低碳钢或低碳合金钢制造。 渗碳件进行热处理,常用淬火后低温回火。

第五节 A、任务二:选用热处理 B、课型:新课 C、教学目的与要求: 了解热处理的应用 D、教学重点与难点 热处理的应用 E、教学过程 一、零件的热处理分析 热处理的工序位置

选用热处理

1、预备热处理(包括退火、正火、调质等) 2、最终热处理(包括淬火、回火及表面热处理等) 二、典型零件的热处理分析 1、车床主轴 2、齿轮 F:小结 G:布置作业:

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项目三

Vocational Education Center Of 机械传动装置及零部件

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数控机床的组成: (1)动力装置(原动机部分) :机械动力的来源。 (电动机、内燃机(例如汽车发动机) 、空气压缩机) 备注:发动机是指的机械的动力源。目前的发动机还可以包括电力,蒸汽轮机(船舶)等。内燃机是通过 使燃料(汽油或柴油等)在机器内部燃烧,并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机。 (2)工作装置(执行部分) :直接完成具体工作任务的部分。 (汽车车轮、缝纫机机机头、机床主轴) (3)传动装置(传动部分) :用以完成运动和动力传递和转换。 (连杆机构、凸轮机构、带传动、螺旋传 动、齿轮传动等) 。 (4)控制系统(操从或控制部分)采用机械、电子、电气、光波等。 课题一 章节 名称 教学 目的 教学 重点 教学 难点 辅助 手段 课后 体会 任务一 认识数控车床主轴零部件之一——轴 一、常用轴的种类和应用特点 轴是组成机器中的最基本的和主要的零件,一切作旋转运动的传动零件,都必须安装在轴上才能实现 旋转和传递动力。 按照轴的轴线形状不同,可以把轴分为曲轴和直轴两大类。 曲轴可以将旋转运动改变为往复直线运动或者作相反的运动转换。 直轴在生产中应用最为广泛,直轴按照其外形不同,可分为光轴和阶梯轴两种。 此外,还可以有一些特殊用途的轴,如凸轮轴(凸轮与轴连成一体的轴),挠性钢丝软轴(由几层紧贴在 一起的钢丝层构成的软轴,它可以把扭矩和旋转运动灵活地传到任何位置)等。 一般常用的是直轴。根据轴的所受载荷不同,可将轴分为心轴、转轴和传动轴三类。 1.心轴及其应用特点 心轴的应用特点是用来支承转动的零件,只受弯曲作用而不传递动力。车辆 用的转动心轴;支承滑轮用的固定心轴。 主轴传动装置及零部件 授课 形式 课 时 年 级

任务一 认识数控车床主轴零部件

讲授

2

高一

了解轴的种类和应用特点、轴的材料、轴的结构及工艺性 轴的种类和应用特点、轴的材料 轴的结构及工艺性 课外 作业 配套习题

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a 一曲轴

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b 一光铀

c—阶梯轴

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2.转轴及其应用特点 受弯曲和扭转两种作用。

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转轴的应用特点是既支承转动零件又传递动力,转轴本身是转动的,同时承

3.传动轴及其应用特点 传动轴的应用特点是只传送动力,只受扭转作用而不受弯曲作用, 或者弯 曲作用很小。 桥式起重机传动轴,可以认为只受扭转作用的传动轴。 二、轴的材料及热处理

轴的材料选用原则,要根据使用条件来选择,应具有足够的强度,疲劳强度,刚度和 耐磨性,对应力集中的敏感性小。
轴的材料一般多用中碳钢,如 35,45,50 等优质中碳钢,其中以 45 钢应用最广,因为这类钢材价格 便宜,对应力集中的敏感性较好,采用适当的热处理方法(调质、正火、淬火)可以改善和提高机械性能, 而且还有良好的切削性能。 轴的材料有时用合金钢,如 20Cr、40Cr 等,用这类材料制成轴,具有承受载荷较大,强度较高,重 量较轻及耐磨性较好等特点。 轴的材料还可以用球墨铸铁,它以吸振性、耐磨性和切削加工性能都很好,对应力集中不敏感,强度 也能满足要求,可代替钢制造外形复杂的曲轴和凸轮轴,但铸件的品质不易控制,可靠性较差。 三.常用轴的结构 1.轴的主要组成部分 ⑴轴颈 与轴承配合的轴段。轴颈的直径应符合轴承的内径系列 ⑵轴头 支撑传动零件的轴段。轴头直径必须与相配合零件的轮毂内径一致并符合轴的标准直径系列。 ⑶轴身 连接轴颈和轴头的轴段。 ⑷轴肩和轴环 阶梯轴上截面变化之处。 2.轴的结构 对于轴的结构, 最简单的是光轴, 但实际使用中轴上总是需要安装一些零件, 所以往往要做成阶梯轴, 而各阶梯都有它一定的作用和目的,使轴的结构和各个部位,都具有合理的形状和尺寸。 在考虑轴的结构时,应满足三个方面的要求,即:安装在轴上的零件,要牢固而可靠地相对固定;轴 的结构应便于加工和尽量减少应力集中:轴上的零件要便于安装和拆卸。 (1)轴上零件的轴向固定 这种固定的作用和目的是为了保证零件在轴上有确定的轴向位置。防止零件作轴向移动,并能承受翰 向力。一般采用的方法是,利用轴肩、轴环、轴套、圆螺母和轴端挡圈也称为压板等零件,作为轴上 零件的轴向固定用。 ①轴肩或轴环固定 这是一种常用的轴向固定方法,它具有结构简单,定位可靠和能够承受较大轴向力等优点。 ②用轴端挡圈、轴套和圆螺母等固定 轴端挡圈只适用于轴端零件的固定,而且是受轴向力不大的部位。但它可以承受振动和冲击载荷 为了防止轴端挡圈和螺钉的松动,应采用带有锁紧装置的固定形式,对于无轴肩的,可采用锥形轴端 和轴端挡圈联合使用来固定零件。 圆螺母固定零件: 一般在无法采用轴套, 或嫌轴套太长而选用的, 这种方法通常用在轴的中部或端部。 用圆螺母的优点是装拆方便,固定可靠,能承受较大的轴向力。缺点是要在轴上切制螺纹,而且螺纹的大 《数控加工机械基础》 教研组:机械组 教师:池辉
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圈来防松。

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径要比套装零件的孔径小,所以一般都切制细牙螺纹。为了防止圆螺母的松脱,常采用双螺母或加止退垫 轴套(也称套筒)用来作为轴向固定零件,一般用在两个零件的间距较小的场合,主要是依靠位置己定 的零件来固定。利用轴套定位,可以减少轴的直径的变化,在轴上也不需要开槽、钻孔或切制螺纹等,所 以可使轴的结构简化,避免削弱轴的强度。 ②其它一些轴向固定形式 对受轴向力不大的或是为了防止零件偶然沿轴向窜动的场合,可用圆锥销固定、紧定螺钉固定和弹性 挡圈固定等形式。 (2)轴上零件的周向固定 这种固定的作用和目的,是为了保证零件传递扭矩和防止零件与轴产生相对的转动。在使用时,大多 数是采用键或过盈配合等固定形式。 ①用键作周向固定 1、采用键联接作为轴上零件的周向固定应用最广,平键、半圆键、楔键和花键等都有应用。 用平键作周向固定,制造简单、装拆方便和对中性好,可用于较高精度、较高转速及受冲击或变载荷 作用下的固定联接。应用平键联接时,为了加工方便,对于在同一轴上轴径相差不大轴段的键槽,应尽可 能采用同一规格的键槽尺寸,并且要安排在同一加工直线上,②用过盈配合作周向固定 2、用过盈配合作周向固定常用于轴与轮毂之间的联接,与孔之间产生压力,工作时依靠此 压力所产生的摩擦力来传递扭矩这种联接,结构简单,对轴的削弱少,对中性好,但配合面的加工精 度要求也较高。过盈配合的装配,如过盈量不大,一般可用压入法;当过盈量较大时,常用温差法装配。 为了装配方便,轴与孔的接口处的倒角尺寸,均有一定的要求。 3.轴的结构设计应满足的基本要求: (1)轴的受力合理,有利于提高轴的强度与刚度,有利于节约材料减轻重量。 (2)保证轴上零件定位准确,固定可靠。 (3)轴上零件便于装拆和调整。 (4)具有良好的制造工艺性。 三、轴的结构工艺性 轴的结构工艺性指所设计的轴是否便于加工和装配,轴的结构在设计中应注意以下几个问题。 l、轴的形状力求简单,以便于加工和检验,轴上的台阶数不宜过多。 2、轴肩处的过渡圆角半径 r 应小于零件孔的圆角半径或倒角 C: 3、需经磨削加工的表面,在轴肩处应设置砂轮越程槽。 4、轴上若要车螺纹,在螺纹尾部留有退刀槽。 5、轴端应有倒角,必要时为了便于加工定位,轴的两端应设中心孔。 四、提高轴的疲劳强度的措施

图 14—15 凹切圆角或过渡肩环

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的抗疲劳强度的常用方法有:

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1.改进轴的结构,降低应力集中,由于轴上的应力集中源,往往是轴产生疲劳破坏的部位,改善轴 (1)增大圆角半径,如因轴肩定位要求的限制,轴上不允许采用较大圆角时,可以改用凹切圆角或过渡 肩环的办法。 (2)采用增大配合直径、 轴上开减载槽和毂端开减载槽等方法, 以降低零件过盈配合边缘处的应力集中。 2.提高轴的表面质量

采用的方法:减小轴表面的粗糙度数值,降低刀痕造成的应力集中,即使是自由表面 也不容忽视:对轴表面进行滚压、喷丸等冷加工:采用高频淬火、渗碳淬火和氮化等热处理 强化轴的表层。

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章节 名称 教学 目的 教学 重点 教学 难点 辅助 手段 课后 体会

Vocational Education Center Of 授课 形式 课 时 年 级

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轴承的功用和类型

讲授

1

高一

了解轴承的功用和类型、以及各自的使用场合,特点 了解轴承使用场合,特点 轴承的功用、特点 课外 作业 配套习题

任务一 认识数控车床主轴零部件之二——轴承 一、轴承功用

轴承是机器中用来支承轴和轴上零件的重要零部件 它能保证轴的旋转精度 减小转动时轴与支承间的摩擦和磨损。
二、轴承的类型和特点 滑动轴承 根据工作时,摩擦性质不同,轴承可分为 滚动轴承 向心轴承 推力轴承和 向心推力轴承

按所受载荷方向不同,可分为

滚动轴承具有摩擦力矩小,易起动,载荷,转速及工作温度的适用范围较广,轴向尺寸小,润滑维修 方便等优点,滚动轴承已标准化,在机械中应用非常广泛。 滑动轴承结构简单,易于制造,可以剖分,便于安装,对于大直径和很小直径的滑动轴承,价格便宜。 在高速、重载、高精度和结构要求剖分的场合,显示出比滚动轴承更大的优越性。因而,在汽轮机、离心 式压缩机、内燃机、大型电机中多采用滑动轴承。另外,在低速而带有冲击的机器中,如水泥搅拌机,破 碎机等也常采用滑动轴承。滑动轴承的缺点是:润滑的建立和维护要求较高,润滑不良会使滑动轴承迅速 失效,且轴向尺寸较大。

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章节 名称 教学 目的 教学 重点 教学 难点 辅助 手段 课后 体会

Vocational Education Center Of 授课 形式 课 时 年 级

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TOPIC 1 滚动轴承的类型和代号

讲授

2

高一

知道滚动轴承的构造、工作的条件和方式,以及滚动轴承的类型代号 工作的条件和方式,以及滚动轴承的类型代号 类型代号 实物模型 课外 作业 配套习题

一、滚动轴承的构造 滚动轴承一般由外圈、内圈、滚动体和保持架组成。 1、内圈装配在轴颈上,外圈安装在轴承座孔内。多数情 况下,内圈随轴旋转,外圈不转动。 当内外圈之间相对旋转时,滚动体沿着套圈上的滚道滚 动,使相对运动表面间为滚动摩擦。 2、保持架的作用是将滚动体均匀隔开,减少滚动体之间 的摩擦和磨损。 3、 滚动体是滚动轴承形成滚动摩擦不可缺少的核心元件。 二、滚动轴承的类型和特性 GB/T272—93 规定,滚动轴承的类型共有 11 种,表 11 —2 列出了滚动轴承的类型、特性及应用。 三、滚动轴承的代号 1.滚动轴承的代号 滚动轴承的类型很多,而各类轴承又有不同的结构,尺寸、精度和技术要求等,为了便于组织生产和 使用,GB/T 273—93 规定用字母加数字来表示轴承代号。 轴承代号由基本代号,前置代号和后置代号构成,其排列如下: 前 置 代 后置代号 基 本 代 1)基本代号 号 号 基本代号表示轴承的基本类型、结构和尺寸,是轴承代号的基础,基本代号由类型代号、尺寸系列代 号、内径代号构成,并按此顺序排列。类型代号用阿拉伯数字或大写拉丁字母表示,尺寸系列代号和内径 代号用数字表示。 ⑴类型代号(见表 15—2) ⑵尺寸系列代号 尺寸系列代号由轴承的宽(高)度系列代号和直径系列代号组成。向心轴承和推力轴承尺寸系列代号 如表 15—3 所列。 ⑶内径代号 表示轴承公称内径的内径代号如表 15—4 所列。 2.前置、后置代号 前置、后置代号是轴承在结构形状、尺寸、公差、技术要求等有改变时,在其基本代号左右添加的补 充代号。其排列如表 ⑴前置代号:用字母表示。代号及其含义按表所示。 《数控加工机械基础》 教研组:机械组 教师:池辉
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⑵后置代号:用字母(或加数字)表示。其顺序为: ①内部结构代号(查表) 内部结构代号表示内部结构改变,如接触角(滚动体与外圈滚道接触点的法线与轴承径向平面之间的 夹角α 称为接触角。如表中所示)的大小等。其含义随不同类型、结构而异。 表 15—4 滚动轴承内径代号 轴承公称内径(mm) 10 10 到 17 12 15 17 20 到 480 (22、28、32 除外) 内径代号 00 01 02 03 公称内径除以 5 的商数,商数为个位 数,需在商数左边加“0” ,如 08 轴承代号 前置代 号 基本代号 后置代号 1 内部结 构 2 密封与 防尘圈 变形 含义 可分离轴承的可分离内圈或外圈 不带可分离内圈或外圈的轴承 (滚针轴承仅适用于 NA 型) 滚子和保持架组件 推力圆柱滚子轴承轴圈 推力圆柱滚子轴承座圈 3 保持架 及其材 料 4 轴承 材料 5 公差 等级 6 游隙 7 配置 8 其它 调心滚子轴承 23208 d=40mm 深沟球轴承 6200 d=10mm 示例

表 15—5 前置、后置代号的排列

类 成套轴 型 承分部 代 号 件
代号 L R K WS GS

尺 代 内 寸 径 系 代 列 号 号

表 15—6 前置代号 示例 LNU207 LN207 RNU207 RNA6904 K81107 WS81107 GS81107

②密封、防尘与外部形状变化代号(查表) 密封、防尘与外部形状变化代号表示轴承是否带防尘、密封、止动槽、止动环,内孔有无锥度等。 ③保持架结构,材料改变及轴承材料改变的代号按 JB2974 的规定。 ④公差等级代号 公差等级代号以/P0、/P6、/P6X、/P5、/P4、/P2 分别代表公差等级符合标准规定的 0 级(代 号中省略不表示) 、6 级、6X 级、5 级、4 级、2 级公差等级依上述次序,由低到高。其中 0 级为普通级, 应用最广,价格也最便宜。

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章节 名称 教学 目的 教学 重点 教学 难点 辅助 手段 课后 体会

Vocational Education Center Of 授课 形式 课 时 班 级

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滚动轴承的组合设计

讲授

2

高一年级

掌握轴承的轴向固定方式,了解轴的支承结构形式,熟悉滚动轴承的配合。 轴向固定方式 轴向固定方式 课外 作业 配套习题

为了保证轴承的正常工作,除了要正确选择轴承的类型和型号外,还应解决轴承的固定、装拆、调整、 配合、密封等问题,即正确地进行轴承的组合设计。 一、轴承的轴向固定 机器中的轴是靠轴承来支承的, 为了保证轴在工作中不产生窜动, 轴承内外圈的轴向位置就必须固定。 轴承的轴向固定方式很多。 1.内圈的轴向固定 (1)用轴肩固定。适用于承受较大的单向轴向载荷。 (2)用弹性挡圈和轴肩固定。它的结构简单,轴向尺寸小,挡圈只能承受不大的轴向载荷。适用于轴向 载荷不大、转速不高的轴承。 (3)用轴肩和轴端挡圈固定。适用于轴端切制螺纹有困难、且轴向载荷较大的轴承。 (4)用轴肩和锁紧螺母固定。适用于两个方向有较大的轴向力和高转速的轴承。

2.外圈的轴向固定 (1)用轴承盖上的凸缘固定。适用于两端轴承的固定,可在高转速下承受大的轴向载荷。 (2)用弹性挡圈和机座凸台固定。它的轴向尺寸小,适用于轴向载荷不大的轴系。 (3)用轴承盖和机座凸台固定。适用于高转速并承受很大轴向载荷的轴承。

二、滚动轴承的配合 滚动轴承的周向固定是通过选择适当的配合来实现的。 由于滚动轴承是标准件,所以内圈与轴的配合采用基孔制,外圈与座孔的配合是基轴制。 《数控加工机械基础》 教研组:机械组 教师:池辉
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滚动轴承的配合不宜选得过紧或过松。如配合过紧,则会使轴承的内部间隙减小甚至完全消除,结果 使滚动体的转动不灵活甚至被卡死。反之,如配合过松,则会影响轴的旋转精度和降低轴承的承载能力。 选择滚动轴承配合的一般原则是: 转动圈(一般为内圈)的配合选紧些, 固定圈(一般为外圈)的配合选松 些;载荷大、转速高、振动厉害和工作温度高时,配合应选得紧些;经常拆卸的轴承,配合应选得松些。 对一般机械,轴与内圈的配合常选用 n6、 m6、 k6 和 js6 等,外圈与座孔的配合选用 J7、J6、H7 和 G7 等。 三、滚动轴承的装拆 由于滚动轴承的配合比较紧,所以在进行轴承组合设计时,必须考虑滚动轴承的安装和拆卸的问题。 轴承组合的结构不合理,将会给轴承的装拆造成很大的困难, 轴承的装拆方法不当,也会严重地损伤轴承和其它零件。 四、滚动轴承的润滑与密封 1.滚动轴承的润滑 滚动轴承润滑的主要目的是降低摩擦和减轻磨损,以提高效率和延长寿命,同时还能起到散热、吸收 振动和防锈的作用。 滚动轴承的润滑剂主要是润滑油和润滑脂两类。 润滑油的内摩擦小,散热效果好,但需要较复杂的供油和密封装置,一般多用于速度较高的轴承。 若轴承附近有润滑油源(例如在齿轮减速器和变速器中),且转动零件的圆周速度又大于 3 m/s 时,则可利 用飞溅起来的油去润滑滚动轴承。 油脂润滑的密封简单,维护方便,但内摩擦较大,散热效果差。润滑脂一般在装配时加入,当 n< 1500 r/min 时,润滑脂的装填量为轴承空间的 2/3,当 n>1500 r/min 时,其装填量不应超过轴承空间 的 l/3~l/2。 2.滚动轴承的密封 密封的目的,一是为了防止外界灰尘和水分等的侵入而加速轴承的磨损与锈蚀,二是防止内部润滑剂 的漏出而污染设备和增加润滑剂的消耗。 常用的密封装置按工作原理的不同,分接触式、非接触式和组合式三类。

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Vocational Education Center Of 授课 形式 课 时 班 级

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滚动轴承的选用原则、失效形式

讲授

2

高一年级

了解滚动轴承的选用原则,学会正确的选用、失效形式 滚动轴承的选用原则、失效形式 滚动轴承的选用原则 课外 作业 配套习题

一、滚动轴承的选用将直接影响到机器的结构尺寸、工作的可靠度和经济性。 选用的原则: 1、 载荷的大小、方向和性质 载荷平稳而且较小,应选用球轴承。反之,选用滚子轴承 受力:只受径向力------向心轴承 只受轴向力------推力轴承 同时受径向力-受轴向力-----向心推力轴承 2、 轴承的转速 轴承的转速越大,离心力越大,轴承的磨损越大 每种轴承都有一个相应的极限转速。 极限转速:球轴承比滚子轴承大。 高速------球轴承 低速------滚子轴承 3、 对轴承的特殊要求 工作时,如果弯曲变形较大,应选调心轴承 尺寸受限制时,选轻系列或滚针轴承 经常拆卸的场合,选内外圈可分离的轴承 4、 经济性 普通比特殊便宜 球轴承比滚子便宜 精度低比精度高的便宜 二、滚动轴承的失效形式: 1、 疲劳点蚀 2、 永久变形 3、 磨损和碎裂

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章节 名称 教学 目的 教学 重点 教学 难点 辅助 手段 课后 体会

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TOPIC 2

滑动轴承

讲授

1

高一年级

知道滑动轴承的使用场合,特点。滑动轴承的类型,组成 了解滑动轴承的类型,组成 组成,以及各个部分的功用 课外 作业 配套习题

滑动轴承一般由轴承座、轴瓦(或轴套) 、润滑装置和密封装置等部分组成。 一、向心滑动轴承 向心滑动轴承只能承受径向载荷,它有整体式和剖分式两种。 1、整体式滑动轴承 无轴承座的整体式滑动轴承,在机架式箱体上直接镗出轴承孔,孔中可安装套筒形的轴瓦。 有轴承座的整体式滑动轴承,使用时把它用螺栓装到机架上。这种轴承已标准化,其结构和尺寸可查 JB2560—79。 整体式滑动轴承结构简单,制造方便,价格低廉,刚度较大等优点。但轴套磨损后间隙无法 调整,装拆时必须作轴向移动,不太方便,故只适用于低速、轻载和间歇工作场合。 2、剖分式滑动轴承

可分为剖分式正滑动轴承和斜滑动轴承两类。 剖分式向心滑动轴承,它由轴承盖、轴承座、上下轴瓦和润滑装置等组成,轴承盖与轴承座用二个或 四个双头螺栓联接,在剖分面处制成凹凸状的配合表面,使之能上下对中和防止横向错动。通常在轴承盖 和轴承座之间留有少量的间隙,当轴瓦稍有磨损时,可减薄剖分面的垫片厚度来调整间隙。 选用剖分式正滑动轴承时, 应保证径向载荷的作用线不超过 35°, 否则, 就应采用剖分式斜滑动轴承, 这类轴承已标准化, (JB2561—79,JB2562—79 和 JB2563—79) 。 剖分式滑动轴承的优点是装拆方便,易于调整间隙,因此,得到广泛应用。 3、自动调心式滑动轴承 当设计的轴颈较长时(宽径比 B/d>1.5) ,由于安装对中不好,或轴的刚度不足,在外力作用下,轴 会产生过大的变形,使轴瓦端部与轴颈局部接触,造成轴瓦上下两端边缘严重磨损,降低轴承寿命。 调心轴承的结构特点是轴瓦和轴承轴承座的球面接触,能适应轴在弯曲变形时产生的倾斜,调心式轴 《数控加工机械基础》 教研组:机械组 教师:池辉
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承必须成对使用。 二、推力滑动轴承 推力滑动轴承用来承受轴向载荷。 按推力轴颈支承面的形式不同,分为实心、环形和多环形三种。 1、实心推力轴承,当轴旋转时,由于端面上不同半径处的线速度不相等,因而使端面中心的磨损很 小,而边缘的磨损却很大,结果造成轴颈与轴瓦间的压力分布很不均匀。 2、实心推力轴承,其端面上压力的分布得到改善。 3、环形结构,则可使其端面上压力的分布得到明显的改善。 4、多环形推力轴承,由于支承面积大,故可用来承受较大的载荷。

(a)实心

(b)空心

(c)环形

(d)多环形

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项目一 课程名称 授课年级 教学目标:

Vocational Education Center Of “常用金属材料” 章节复习 教学课题 授课课时

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数控加工机械基础 高一

常用金属材料 2 课时

掌握钢铁材料、有色金属的分类、牌号、性能 教学设计:课堂教学 利用课堂板书精讲—学生听课—提问—小结 教学手段:讲授法、提问讨论法,测试等

提问:何谓钢铁材料?何谓有色金属? 钢铁材料是钢和铸铁的统称。 钢是以铁为主要元素,含碳量一般在 2.11%以下,并含有其他元素的材料。 铸铁是碳含量大于 2.11%的铁碳合金。 钢分类: (按钢的化学成分分) 一、 非合金钢(碳素钢)------碳含量(C)小于 2.11%的铁碳合金 1、 分类 (1) 按钢的碳量比(C)分 低碳钢:C ≤0.25% 中碳钢:C > 0.25%~0.6% 高碳钢:C ≥0.6% (2) 按钢的质量分{硫(S) 、磷(P)含量} 普通钢:S≤0.035%,P≤0.035% 优质钢:S≤0.030% ,P≤0.030% 高级优质钢:S≤0.020% ,P≤0.025% (3) 按用途分 碳素结构钢:用于制造金属结构、零件 碳素工具钢:用于制造刃具、量具和模具 (4) 按脱氧方法分 沸腾钢 镇静钢 半镇静钢 2、碳素结构钢 ( C <0.7% ) 分类 普通碳素结构钢 用途 一般工程结构 普通机械零件 机械零件 举例牌号 Q235-A?F 牌号含义 屈服点值不小于 235Mpa 的 A 级沸腾钢 平均碳含量(C)为 0.45%的优质碳素 结构钢

优质碳素结构钢

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3、碳素工具钢 ( C ≥0.7% ) 分类 优质碳素工具钢 制造刃具、模 具、量具 高级优质碳素工具钢 用途

Vocational Education Center Of 举例牌号 T8 牌号含义

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平均碳含量(C)为 0.8%的优质碳素工具 钢 平均碳含量(C)为 1.0%的高级优质碳素 工具钢

T10A

二、 合金钢-----在碳钢的基础上加入合金元素的钢 合金元素名称 合金元素符号 硅 Si 锰 Mn 铬 Cr 镍 Ni 钨 W 钼 Mo 钒 V 钛 Ti 铝 Al 硼 B 稀土 Re

1、 分类(按用途分) 合金结构钢-----制造重要的机械零件和工程结构 合金工具钢-----制造重要的刃具、量具和模具 特殊性能钢-----具有特殊的物理、化学性能的钢 2、 牌号表示方法 类别 合金结构钢 举例牌号 60Si2Mn 9SiCr 合金工具钢 Cr12MoV 特殊专用钢 GCr15SiMn 牌号含义 平均碳含量(C)为 0.6%,含硅量约为 2%,含锰量 小于 1.5%的合金结构钢 平均碳含量(C)为 0.9%, Si、 Cr 的含量都小于 1.5% 的合金工具钢 平均碳含量(C)大于 1.0%,铬含量约为 12%, Mo、 V 的含量都小于 1.5%的合金工具钢 铬含量为 1.5%,硅、锰含量都小于 1.5%的滚珠轴 承钢

四、有色金属 (一)铝及铝合金: 1.纯铝 纯铝是一种银白色金属。 特性: (1)质轻、密度小(2)导电、导热性好(3)抗大气腐蚀性好(4)塑性好、强度、硬度低 分类:高纯度铝、工业纯铝 2.铝合金 形变铝合金:按其主要性能和用途,分为防锈铝(代号 LF) 、硬铝(代号 LY) 、超硬铝(代号 LC) 和锻铝(代号 LD) 。 铸造铝合金:用数字表示合金类别,1 为铝-硅系,2 为铝-铜系,3 为铝-镁系,4 为铝-锌系。 (二)铜及铜合金: 1.纯铜:俗称紫铜;其牌号有 T1、T2、T3、T4 四种 数字为顺序号,顺序号越大,杂质含量越高。 2.铜合金: 黄铜:是以锌为主加元素的铜合金,因色黄而得名,其分为普通黄铜和特殊黄铜。 普通黄铜:H62:是平均含铜量为 62%。 特殊黄铜:锡青铜、硅黄铜、铅黄铜 《数控加工机械基础》 教研组:机械组 教师:池辉
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HPb59-1 表示铅黄铜,平均铜含量为 59%,铅含量为 1%,锌含量为 40%。 (四)轴承合金: 1.性能: 2.分类:锡基轴承合金:高速轴承 铅基轴承合金:中低速轴承 铝基轴承合金: (五)非金属材料 工程塑料、橡胶、陶瓷、复合材料、胶粘剂

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项目二

Vocational Education Center Of “常用热处理” 章节复习

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课程名称 授课年级 教学目标:

数控加工机械基础 高一

教学课题 授课课时

常用热处理 2 课时

掌握钢铁材料的各种热处理工艺的定义、分类、应用等 教学设计:课堂教学 利用课堂板书精讲—学生听课—提问—小结 教学手段:讲授法、提问讨论法,测试等

钢的热处理的概念: 指采用适当方式将钢或钢制工件进行加热、保温和冷却,以获得预期的组织结构与性能的工艺。 一、钢的热处理的分类: 1、 普通热处理 四把火:退火、正火、淬火、回火 (1) 退火 A、概念: 将钢加热到适当温度,保持一定时间,然后缓慢冷却的热处理工艺。 B、目的: (2) 正火 A、 概念: 是将钢加热到适当温度,保持一定时间后空冷的热处理工艺。 B、 目的: C、 应用: (3) 淬火 A、 概念: 是将钢加热到适当温度,保持一定时间,然后快速冷却的热处理工艺。 B、 目的: C、 淬透性与淬硬性: 淬硬性是指钢经淬火后所能达到的最高硬度; 淬透性是指钢经淬火获得淬硬层深度的能力。 (4) 回火 A、概念: 将钢重新加热到低于 727℃的某一温度,保温一定时间,然后空冷到到室温 的热处理工艺。 B、 目的: C、 分类:

分类

温度(℃)

目的

用途

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低温回火 中温回火 高温回火 150~250 250~500 500~650

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降低淬火内应力、提高韧性、 高碳工具钢、 合金 并保持高硬度 工具钢 高的弹性极限、屈服强度 有较好的综合力学性能 弹簧 连杆、 齿轮、 曲轴

2、 表面热处理 表面淬火(感应加热淬火、火焰淬火) : 概念:仅对工件的表面层进行淬火,而心部仍保持未淬火状态。 目的:是使工件具有高硬度、耐磨性,而心部具有足够的塑性、韧性。 化学热处理(渗碳、氮化等) : 概念:将工件置于适当的活性介质中加热、保温、冷却的方法,使一种或几种元素渗入钢件表层,以 改变钢件表面层的化学成分、组织和性能的热处理工艺。

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章节 名称 教学 目的 教学 重点 教学 难点 辅助 手段 课后 体会 模型

Vocational Education Center Of 授课 形式 课 时 班 级

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键与键联接 了解键的分类及特点,学会选择平键 了解键的分类及特点,学会选择平键

讲授

2

高一年级

课外 作业

配套习题

任务一 认识数控车床主轴零部件之三——键与键联接 联接的形式按能否拆卸可分为两大类:不可拆联接和可拆联接。 常见的不可拆联接有:铆接、焊接、粘接等。 可拆联接有键联接、花键联接、销联接和螺纹联接。 一.键联接的种类 在各种机器上有很多转动零件,如飞轮、带轮、凸轮等,这些零件 和轴大多数采用键联接或花键联接。 键联接是由轮毂、轴和键组成. 键联接的功用是联接转动零件与轴,以传递运动和动力。 键根据结构和承受载荷的不同可分为松键联接和紧键联接两大类。 (一)松键联接 1.平键联接 平键分为普通平键和导向平键二种。 (1)普通平键(straight key) 面相互平行。 普通圆头平键:键在键槽中的固定较好,但键槽端部的应力集 中较大。 普通平头平键:键在键槽端部的应力集中较小,但键在键槽中 的轴向固定不好。 单圆头平键: 常用在轴端的联接中。 平键联接装配时先将键放入轴上键槽中,然后推上轮毂,构成平键 联接。 平键联接时, 键的上顶面与轮毂键槽的底面之间留有间隙, 而键 的两侧面与轴、 轮毂键槽的侧面配合紧密, 工作时依靠键和键槽侧面的 挤压来传递运动和转矩,因此平键的侧面为工作面。 普通平键的上、下平面和两个侧

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平键联接由于结构简单、装拆方便和对中性好, 因此获得广泛应用。 (2)导向平键(feather key)和滑键 导向平键是加长的普通平键,采用导向平键时转动零件的轮毂可在 轴上沿轴向滑动, 适用于轴上零件的轴向移动量不大的场合, 如变速箱 中的滑移齿轮。 当轴上零件的轴向移动量很大时,可采用滑键。滑键联接是将滑键 固定在轮毂上,并与轮毂一起在轴上的键槽中滑动。 2.半圆键联接 半圆键的上表面为平面,下表面为半圆形弧面,两侧面互相平行。 半圆键联接也是靠两侧工作面传递转矩的。 它的优点是:能自动适应轮毂槽底的倾斜,使键受力均匀不偏。但 它对轴的削弱大,宜用于轴端传递转矩不大的场合。 (二)紧键联接 紧键联接分为楔键联接和切向键联接。 1.楔键 楔键的顶面有 1:100 的斜度,两侧面相互平行。工作时依靠键的顶 面和底面与轮毂键槽和轴槽的底面间所产生挤压力和摩擦力来传递动 力和转矩。适用于对中性要求不高、转速较低场合。 2.切向键 切向键是由两个具有 1:100 单面斜度的普通楔键沿斜面贴合在一起 组成的, 只能用于传递单方向的转矩。 当传递两个方向转矩时, 应装两 副切向键。适用于对中性和运动精度要求不高、低速、重载、轴径大于 100mm 的场合。 二.平键联接的选择和计算 1.选择平键的类型和尺寸 根据联接的要求,按轴径确定类型和键的宽度 b、高度 h, 键的长度 L 应根据轮毂长度 L1 而定,比轮毂略短,一般取 L=L1? (5~10) 。 2.平键联接的强度计算 普通平键联接的失效形式是材料中强度较弱的工作表面被挤压破坏 和平键的剪切破坏。

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章节 名称 教学 目的 教学 重点 教学 难点 辅助 手段 课后 体会

Vocational Education Center Of 授课 形式 课 时 班 级

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花键联接 了解花键的工作特点,类型和用途。 了解花键的工作特点 花键的工作特点 模型

讲授

1

高一年级

课外 作业

配套习题

花键联接是由在轴上加工出的外花键齿和在轮毂孔壁上加工出的内花键齿所构成的联接。 花键联接键齿的侧面是工作面,工作时靠齿的侧面挤压传递转矩。 一、花键联接的特点 花键联接具有下列特点: (l)由于多个键齿同时参加工作,受挤压的面积大,所以承载能力高; (2)轴上零件与轴的对中性好,沿轴向移动时导向性好; (3)键齿槽浅,对轴的强度削弱较小; (4)花键加工复杂,需专用设备故对大批生产是适用的,但单件、小批量生产的成本较高。 花键联接广泛用于载荷较大、定心精度要求较高的各种机械设备中,如汽车、飞机、拖拉机、机床等。 二、花键联接的类型 花键联接按齿形的不同可分为矩形花键、渐开线花键和三角形花键三类。 1.矩形花键 矩形花键键齿的端面为矩形。 按键的齿数和齿形尺寸的不同,矩形花键有轻、中、重三种系列。它们分别适用于轻、中、重三种 不同的载荷情况。此外,还有补充系列,适用于汽车、拖拉机和机床等制造业。 2.渐开线花键 渐开线花键内、外键齿的齿廓曲线是压力角为 30°的渐开线。它可用加工齿轮的方法加工,故工艺 性较好。 与矩形花键相比,渐开线花键键齿的根部较厚,齿根圆角也较大,所以承载能力大;工作时键齿上 有径向分力,宜于对中,使各齿承载均匀。适用于载荷较大、定心精度要求较高、尺寸较大的联接。 3.三角形花键 这种花键的内键齿端面齿形为等腰三角形,外键齿齿廓曲线为压力角等于 45 的渐开线。 三角形花健键齿细小,齿数多,对轴的强度削弱较小,多用于轻载和薄壁零件的静联接。

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项目三课题一

Vocational Education Center Of 主轴传动装置及零部件

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任务一 认识数控车床主轴零部件之四——螺纹联接 章节 名称 教学 目的 教学 重点 教学 难点 辅助 手段 课后 体会 螺纹联接:利用螺纹零件将两个或两个以上的零件相对固定起来的联接。 利用螺纹零件将回转运动变为直线运动,从而传递运动或动力的装置,称为螺旋传动。 一、螺纹的形成 授课 形式 课 时 班 级

螺纹联接 了解螺纹的应用和分类、代号 了解螺纹的应用和分类、代号 了解螺纹分类、代号 模型

讲授

2

高一年级

课外 作业

配套习题

二、螺纹的类型 1、 线数分 在圆柱体上沿一条螺旋线切制的螺纹,称为 单线螺纹。 也可沿二条、三条螺旋线分别切制出双线螺 纹和三线螺纹。 单线螺纹主要用于联接,多线螺纹主要用于 传动。 2、按螺旋线绕行方向 按螺旋线绕行方向的不同,又有右旋螺纹和左旋螺纹之分。 通常采用右旋螺纹,左旋螺纹仅用于有特殊要求的场合。 3、位置分 螺纹有外螺纹和内螺纹之分。在圆柱体外表面上形成的螺纹,称为外螺纹,在圆孔的表面上形成的螺 纹,称为内螺纹。 普通螺纹又有粗牙和细牙两种。公称直径相同时,细牙螺纹的螺距小,升角小,自锁性好,螺杆强度 较高,适用于受冲击、振动和变载荷的联接以及薄壁零件的联接。细牙螺纹比粗牙螺纹的耐磨性差,不宜 《数控加工机械基础》 教研组:机械组 教师:池辉
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经常拆卸,故生产实践中广泛使用粗牙螺纹。 三、螺纹的主要参数 螺纹的主要参数: (1)大径(d、D)——螺纹的最大直径。对外螺纹是牙顶圆柱直径(d),对内螺纹是牙底圆柱直径(D)。 标准规定大径为螺纹的公称直径。 (2)小径(d1、D1)——螺纹的最小直径。对外螺纹是牙底圆柱直径(d1),对内螺纹是牙顶圆柱直径(D1)。 (3)中径(d2、D2)——处于大径和小径之间的一个假想圆柱直径,该圆柱的母线位于牙型上凸起(牙)和 沟槽(牙间)宽度相等处。此假想圆柱称为中径圆柱。 (4)螺距(P)——在中径线上,相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。 (5)导程(S)——同一螺旋线上,相邻两牙在中径线上对应两点之间的轴向距离。对单线螺纹,S=P; 对于线数为 n 的多线螺纹,S=np。 (6)牙形角(α )——在轴向截面内螺纹牙形两侧边的夹角。 (7)升角(λ )——在中径圆柱上螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角。 四、螺纹代号与标记 1.普通螺纹 螺纹的标记由螺纹代号、螺纹公差代号和螺纹旋合长度代号组成。 例 M24×1.5 左—5g6g—L 其中 M24——代表公称直径为 24mm 的螺纹 1.5——表示螺纹的螺距为 1.5mm 左——代表螺纹为左旋螺纹 5g——螺纹中径公差代号 6g——螺纹顶径公差代号 L——代表螺纹旋合长度 注:(1)粗牙普通螺纹不标螺距 (2)中径与顶径公差代号相同只须标一个。 (3)右旋螺纹旋向不标 (4)中等旋合长度时可不标代号。短旋合长度时标 S,长旋合长度时标 L。 2.管螺纹 非螺纹密封用的管螺纹由螺纹特征代号(G)、尺寸代号和公差等级代号(A、 B)组成。 例:G 1 1/2A 表示公称直径为 1 1/2 英寸公差等级为 A 级外螺纹。 G1 1/2 表示公称直径为 1 1/2 英寸的内螺纹 注:(1)内螺纹不标公差等级代号。 (2)左旋螺纹可附加代号 LH。例 G1 1/2—LH。 (3)管螺纹的公称直径指管子的内径。

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章节 名称 教学 目的 教学 重点 教学 难点 辅助 手段 课后 体会

螺纹联接的基本类型和螺纹联接件

授课 形式

讲授

课 时

2

班 级

高一年级

了解螺纹联接的基本类型 螺纹联接的基本类型 螺纹联接的基本类型 模型 课外 作业 配套习题

一、螺纹联接件 螺纹联接件有螺栓、双头螺柱、螺钉、紧定螺钉、螺母、垫圈、防松零件等,它们多为标准件,其结 构、尺寸在国家标准中都有规定。它们的公称尺寸均为螺纹大径 d,设计时应根据标准选用。 1.螺栓 螺栓的一部分为制有螺纹的螺杆,另一部分为螺栓头。螺栓头部形状很多,如六角头、方头、圆柱头 和 T 形头等,应用最多的是六角头。 2.双头螺栓 3.螺钉 4.紧定螺钉 5.螺母 6.垫片

二、螺纹联接的基本类型 螺纹联接的基本类型有螺栓联接、双头螺柱联接、螺钉联接、紧定螺钉联接。 1.螺栓联接 螺栓联接是将螺栓穿过被联接件的孔,然后拧紧螺母,将被联接件联接起来。螺栓联接分为普通螺栓 联接和配合螺栓联接。前者螺栓杆与孔壁之间留有间隙,后者螺栓杆与孔壁之间没有间隙,常采用基孔制 过渡配合。 螺栓联接无须在被联接件上切制螺纹孔,所以结构简单,装拆方便,应用广泛。这种联接通用于被联 接件不太厚并能从被联接件两边进行装配的场合。 2.双头螺柱联接 双头螺柱联接是将双头螺柱的一端旋紧在被联接件之一的螺纹孔中,另一端则穿过其余被联接件的通 孔,然后拧紧螺母,将被联接件联接起来。这种联接通用于被联接件之一太厚,不能采用螺栓联接或希望 联接结构较紧凑,且需经常装拆的场合。 3.螺钉联接 螺钉联接是将螺钉穿过一被联接件的通孔,然后旋入另一被联接件的螺纹孔中。这种联接不用螺母, 有光整的外露表面。它适用于被联接件之一太厚且不经常装拆的场合。 4.紧定螺钉联接 紧定螺钉联接是将紧定螺钉旋入被联接件之一的螺纹孔中,并以其末端顶住另一被联接件的表面或顶 入相应的凹坑中,以固定两个零件的相互位置。用于轴与轴上零件的联接,并可传递不大的载荷。 《数控加工机械基础》 教研组:机械组 教师:池辉
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任务二 认识带传动 章节 名称 教学 目的 教学 重点 教学 难点 辅助 手段 课后 体会 带传动是由主动轮,从动轮和传动带所组成,靠带与带轮间的摩擦力来传递运动和动力。 一、带传动的特点和类型 1.带传动的特点 与其它传动形式相比较,带传动具有以下特点: (1)由于传动带具有良好的弹性,所以能缓和冲击、 吸收振动, 传动平稳, 无噪声。 但因带传动存在滑动现象, 所以不能保证恒定的传动比。 (2)传动带与带轮是通过摩擦力传递运动和动力的。 因此过载时,传动带在轮缘上会打滑,从而可以避免其它 零件的损坏,起到安全保护的作用。但传动效率较低,带 的使用寿命短;轴、轴承承受的压力较大。 (3)适宜用在两轴中心距较大的场合,但外廓尺寸较 大。 ⑷结构简单,制造、安装、维护方便,成本低。但不适用于高温、有易燃易爆物质的场合。 2.带传动的类型 带传动可分为平型带传动、三角带传动、圆形带传动和同步带传动等。 (1)平型带传动 授课 形式 课 时 班 级

TOPIC 1 认识带传动 1、熟悉带传动的特点及类型。 2、掌握三角带的构造、标准。 带传动的特点 带传动的特点、构造、标准

讲授

2

高一年级

课外 作业

配套习题

(a)平型带传动 (b)三角带传动 (c)圆形带传动 (d)同步带传动 平型带(flat belt)的横截面为矩形,已标准化。常用的有橡胶帆布带、皮革带、棉布带和化纤带等。 平型带传动主要用于两带轮轴线平行的传动,其中有开口式传动(open belt drive)和交叉式传动 (crossed belt drive)等。开口式传动,两带轮转向相同,应用较多;交叉式传动,两带轮转向相反, 《数控加工机械基础》 教研组:机械组 教师:池辉
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传动带容易磨损。 (2)三角带传动 三角带(V—belt)的横截面为梯形,已标准化。三角带传动是把三角带紧套在带轮上的梯形槽内,使 三角带的两侧面与带轮槽的两侧面压紧,从而产生摩擦力来传递运动和动力。 在相同条件下三角带传动比平型带传动的摩擦力大,由于楔形摩擦原理,三角带的传动能力为平带的 3 倍。故三角带传动能传递较大的载荷,获得了广泛的应用。 (3)圆形带传动 圆形带常用皮革制成, 也有圆绳带和圆锦纶带等, 它们的横截面均为圆形。 圆形带传动只适用于低速、 轻载的机械,如缝纫机、真空吸尘器、磁带盘的传动机构等。 (4)同步带传动 同步带传动是靠带内测的齿与带轮的齿相啮合来传递运动和动力的。由于钢丝绳受载荷作用时变形极 小,又是啮合传动,所以同步带传动的传动比较准确。 二、三角胶带的构造和标准 1.三角胶带的构造 三角胶带都制成无接头的环形。 它由包布层、伸张层、强力层和压缩层四个部分组成。包布层多由胶帆布制成,它是三角带的保护层。 伸张层和压缩层主要由橡胶组成,当胶带在带轮上弯曲时可分别伸张和压缩。强力层由几层棉帘布或一层 线绳制成,用来承受基本的拉力。 2.三角胶带的标准 三角胶带是标准件,由专业工厂生产。按截面尺寸的大小,三角胶带分为 O、A、B、C、D、E、F 七种型号。线绳结构的三角胶带目前只生产 O、A、B、C 四种型号。 三角带的内周长度称公称长度。三角带中性层的长度称节线长度。 例如“B2400”表示三角带型号为 B 型 ,内周长 2400mm。

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章节 名称 教学 目的 教学 重点 教学 难点 辅助 手段 课后 体会

TOPIC 2 带传动的工作原理 理解弹性滑动、打滑的概念及区别。 理解弹性滑动、打滑的概念及区别。 理解弹性滑动、打滑的概念及区别。

授课 形式

讲授

课 时

1

班 级

高一年级

课外 作业

配套习题

一、带传动的受力分析 静止时,带预紧套在带轮上,带轮两边的张紧力相等,为初拉力(F0) 。 三、滑动分析 1、弹性滑动 传动带具有一定的弹性,受到拉力后要产生弹性伸长,拉力大伸长量也大。传动带工作时,紧边拉力 F1 比松边拉力 F2 大,所以紧边比松边的弹性变形量大。 传动带在从动轮表面有向前的微小滑动,使传动带的速度 V 大于从动轮的线速度 V2 。

由传动带的弹性变形而引起的滑动称为弹性滑动。 弹性滑动在带传动中是不可避免的。 因此带传动不能保证有准确的传动比。
2、打滑 当传动所需要的圆周力大于极限摩擦力时,传动带将在带轮轮缘上产生显著的相对滑动,这种现象称 为打滑。打滑时,传动带的速度迅速下降,使传动失效。带传动正常工作时是不允许打滑的。

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章节 名称 教学 目的 教学 重点 教学 难点 辅助 手段 课后 体会

TOPIC 3 三角带轮结构及张紧装置

授课 形式

讲授

课 时

2

班 级

高一年级

1、了解三角带轮的结构,会正确安装张紧轮装置。 2、知道带传动的正确使用。 会正确安装张紧轮装置 熟悉三角带传动的设计步骤 课外 作业 配套习题

一、三角带轮的结构 三角带轮重量轻,结构工艺性好,质量分布均匀。 轮槽工作表面粗糙度 Ra 为 1.6~3.2,具有一定尺寸精 度,可延长带的使用寿命。 1、材料: 铸铁,常用 HT150、HT200。 转速高时:用铸钢、钢的焊接结构 低速、小功率时:用铝合金、塑料。 2、三角带典型结构: (4 种) 实心式:当带轮直径 d≤(2.5-3)dS(带轮轴孔直径)采用。 腹板式:当带轮直径 d≤300mm 时采用。 孔板式: 当带轮直径 d≤300mm 时采用。 轮辐式: 当带轮直径 d≥300mm 时采用。

图 9-10 三角带轮的结

二、带传动的张紧装置



1、 定 《数控加工机械基础》 教研组:机械组 教师:池辉
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期张紧 装有带轮的电动机安装在移动导轨上,旋转调节螺钉以增大或减小中心距,从而达张紧或松开的目的。 电动机安装在摆动底座上,通过旋转调整螺母来调节中心距,达到张紧目的。 2、自动张紧 把电动机安装在的摇摆架上,利用电动机的自重,使带轮随电动机绕固定轴摆动,以达到自动张紧的目 的。

图 9—12 自动张紧装置

图 9—13 采用张紧轮张紧装置

3、采用张紧轮 若中心距不能调整,可采用张紧轮张紧。图所示张紧装置适宜平带传动。图所示张紧装置适宜三角带 传动,张紧轮一般安装在松边内侧,使带只受单弯曲;同时尽量靠近大带轮,以免减小小带轮的包角。张紧 轮直径可小于小带轮直径,其轮槽尺寸与带轮相同。 三、带传动的维护 为了延长使用寿命,保证正常运转,须掌握正确的使用与维护。

图 9—14 采用张紧轮张紧装置

1.带传动在安装时,必须使两带轮轴线平行,轮槽对正,否则会加剧磨损。安装时应缩小中心距后 套上,然后调整。 2.严防与矿物油、酸、碱等腐蚀性介质接触,也不宜在阳光下曝晒。 3.为保证安全,带传动应加防护罩。

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任务三 认识齿轮传动 章节 名称 教学 目的 教学 重点 教学 难点 辅助 手段 课后 体会 一、概念 齿轮机构是由齿轮副组成的传递运动和动力的装置。 二、齿轮传动的特点 1、传递功率的范围大,速度广 2、 能保证瞬时传动比恒定,平稳性较高,传递运动准确可靠。 3、传动效率高,使用寿命长,工作可靠。 4、可以实现平行或不平行轴之间的传动。 5、齿轮的制造、安装精度、成本较高。 6、不宜用于远距离的传动 提问:比较齿轮和以前所学过的几种传动装置的不同点? 三、齿轮机构的类型 外啮合 直齿圆柱齿轮 内啮合 齿轮齿条 平行轴传动 斜齿圆柱齿轮 人字齿轮 按两轴的相对位置和齿向 相交轴传动 直齿圆锥齿轮 曲齿圆锥齿轮 交错轴斜齿轮 蜗杆机构 授课 形式 课 时 班 级

Topic 1

齿轮概述

讲授

2

高一年级

了解齿轮转动的分类,掌握齿轮传动的特点 了解齿轮转动的分类,掌握齿轮传动的特点,瞬时传动比恒定 瞬时传动比恒定 齿轮模型 课外 作业 配套习题

交错轴传动

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教研组:机械组

教师:池辉

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节名 称 教学 目的 教学 重点 教学 难点 辅助 手段 课后 体会

Topic2 渐开线直齿圆柱齿轮

授课 形式

讲授

课 时

3

班 级

高一年级

①掌握齿轮各部分的名称及主要参数、几何尺寸②掌握齿轮传动的正确啮合条件。 ①主要参数、几何尺寸的计算 ②正确啮合条件 ①理解正确啮合条件 齿轮模型 课外 作业 配套习题

一.齿轮各部分的名称 1.齿槽:齿轮上相邻两轮齿之间的空间。 2.齿顶圆:轮齿顶部所在的圆称为齿顶圆,其直径用 da 表示。 3.齿根圆:齿槽底部所在的圆称为齿根圆,其直径用 df 表示。 4.齿厚:一个齿的两侧端面齿廓之间的弧长称为齿厚,用

s 表示。
5.齿槽宽:一个齿槽的两侧齿廓之间的弧长称为齿槽宽, 用 e 表示。 6.分度圆:齿轮上具有标准模数和标准压力角的圆称为分 度圆,其直径用 d 表示。 7. 齿距: 两个相邻而同侧的端面齿廓之间的弧长称为齿距, 用 p 表示。即:p=s+e 8.齿高:齿顶圆与齿根圆之间的径向距离称为齿高,用 h 表示。 9.齿顶高:齿顶圆与分度圆之间的径向距离称为齿顶高,用 ha 表示。 10.齿根高:齿根圆与分度圆之间的径向距离称为齿根高,用 hf 表示。 11.齿宽:沿齿轮轴线方向量得的齿轮宽度,用 b 表示。 二、主要参数: 1.齿数 Z 一个齿轮的牙齿数目即齿数。 2.模数 m 因为分度圆周长π d=Zp,则分度圆直径为 π 所得的商称为模数,用 m 表示。即 3.压力角α 通常说的压力角指分度圆上的压力角,用α 表示。? 我国规定标准压力角α =20°。 齿廓形状是由模数、参数、压力角三个因素决定的。 三.标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算 《数控加工机械基础》 教研组:机械组 教师:池辉
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d=Zp/π
(mm)

由于π 为一无理数,为了计算和制造上的方便,人为地把 p/π 规定为有理数,即齿距 P 除以圆周率

m=p/π

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正常齿制 短齿制

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ha =1, C =0.25 ha*=0.8, C*=0.3
表 11





顶隙 一对齿轮啮合时,一个齿轮的齿顶到另一个齿轮的齿根之间的径向距离,用 c 表示。顶隙可以 避免一对齿轮传动时轮齿相互碰撞,?并可贮存一些润滑油。 例题:已知一对标准直齿圆柱齿轮传动,其传动比 i12=3, 主动轮转速 n1=600r/min, 中心距 a= 168mm, 模数 m=4mm, 试求从动轮的转速 n2. ?齿轮齿数 z1 和 z2 各是多少? 解:传动比 i12=n1/n2=Z2/Z1 n2=n1/i12=600/3=200r/min i12=Z2/Z1=3 a=m (Z1+Z2) /2=168 Z2=3Z1 Z1=21 Z1+Z2=84 Z2=63 四.直齿圆柱齿轮传动 1.正确啮合条件 直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是:两齿轮的模数和压力角分别相等。 2.中心距 一对标准安装的标准直齿圆柱齿轮传动,由于分度圆上的齿厚与齿槽宽相等,所以两齿轮的分度圆相 切,且作纯滚动,此时两分度圆与其相应的节圆重合,则标准中心距为:a=r1+r2=m (Z1+Z2)/2 3.啮合角 注意:单个齿轮有固定的分度圆和分度圆压力角,而无节圆和啮合角,只有一对齿轮啮合时,才有节 圆和啮合角。此外,为了保证一对直齿圆柱齿轮能连续传动,其重合度必须大于 1(ε >1)。 《数控加工机械基础》 教研组:机械组 教师:池辉
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章节 名称 教学 目的 教学 重点 教学 难点 辅助 手段 课后 体会

Topic3 渐开线齿轮的加工原理

授课 形式

讲授

课 时

1

班 级

高一年级

①了解齿轮的加工原理, 掌握根切现象和最少齿数。 ②知道分度圆弦齿厚和分度圆公法 线长度的测量方法。 ①了解齿轮的加工原理、最少齿数②分度圆公法线长度的测量方法。 ①了解齿轮的加工原理 齿轮加工模型 课外 作业 配套习题

一.齿轮加工原理 齿轮的加工方法很多,如铸造、热轧、冲压、模锻及切削加工等。现介绍常用的两种切削加工原理。 方法 比较项目 仿形法 范成法 原理 所用机器 加工特点 应用场合 成形铣刀加工 普通铣床 逐齿切削的,且不连续,所以 精度差,效率低 仅适用于单件生产和精度要求 不高的齿轮加工 齿轮的啮合原理 专用插齿、滚齿和磨齿机床 加工是连续的,精度和效率较 高, 批量和精度要求较高的场合

二.根切现象 1、 根切现象 成法加工渐开线标准齿轮时,如被切齿轮的齿数过少,刀具顶线就会超过啮合线与被切齿轮基圆 的切点N1,刀刃将轮齿根部的渐开线齿廓切去,这种现象称为根切现象。 根切后轮齿弯曲强度降低,重合度减小,对传动很不利,因此应当避免根切。 2、 最少齿数 成法加工渐开线齿轮时,是否产生根切取决于被切齿轮的齿数多少。我们把不产生根切现象的极 限齿数称为最少齿数。

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章节 名称 教学 目的 教学 重点 教学 难点 辅助 手段 课后 体会

Topic4 齿轮传动的失效形式和材料 1.知道齿轮失效形式和预防措施 2.了解齿轮的常用材料及热处理方法 1.知道齿轮失效形式 2.了解齿轮的常用材料及热处理方法 齿轮的常用材料及热处理方法 模型

授课 形式

讲授

课 时

2

班 级

高一年级

课外 作业

配套习题

一、齿轮传动的失效形式 齿轮传动过程中,在载荷的作用下,如果轮齿发生折断,齿面损坏等现象,则轮齿就失去了正常的工 作能力,称为失效。 由于齿轮传动的工作条件和应用范围各不相同,影响失效的原因很多,主要都发生在轮齿上,常见的 轮齿失效形式有:轮齿折断、齿面点蚀、齿面胶合、齿面磨损、齿面塑性变形等。 失效形式 轮齿折断 比较项目 1、 短 时 意 外 的 严 引起原因 重过载 2、 超 过 弯 曲 疲 劳 极限 部位 齿根部分 选择适当的 避免措施 模数和齿宽, 采用合适的 材料及热处 理方法, 降低 表面粗糙度, 降低齿根弯 曲应力。 很小的面接 齿面表层就会 产生细微的疲 劳裂纹、微粒 剥落下来而形 成麻点 靠近节线的齿 根表面 提高齿面硬度 提高齿面硬度, 降低表面粗糙 度,采用粘度大 和抗胶合性能好 的润滑油 提高齿面硬度, 减小载荷,减 降 低 表 面 粗 糙 少启动频率 度, 改善润滑条 件,加大模数, 尽可能用闭式 齿轮传动结构 代替开式齿轮 传动结构 高速重载、啮合 润滑失效,齿面 金属直接接触并 相互粘连,较软 的齿面被撕下而 形成沟纹 轮齿接触表面 轮齿接触表面 轮齿 触表面间有较 产生滑动摩擦 触、循环变化、 区温度升高引起 齿面点蚀 齿面胶合 齿面磨损 齿面塑性变 形

低速重载、齿 大的相对滑对, 面压力过大

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图 11

二、齿轮的常用材料及热处理 1.齿轮常用材料 常用的齿轮材料是各种牌号的优质碳素钢、 合金结构钢、 铸钢和铸铁等, 一般多采用锻件或轧制钢材, 当齿轮较大(d>400~600mm)而轮坯不易制造时,?可采用铸钢,开式低速传动可采用灰铸铁,球墨铸铁有 时可代替铸钢。 一对相啮合的齿轮,为使大小两轮的工作寿命相近,小齿轮应比大齿轮选用好一点的材料、高一些的 硬度。 2.常用热处理方法 齿轮常用的热处理方法有:正火、调质、表面淬火、渗碳淬火和渗氮等。 (1)经正火、调质处理的齿轮为软齿面齿轮,工艺过程简单,运用于对强度要求不高,中低速的一 般机械传动的齿轮。 (2)经表面淬火,渗碳淬火和渗氮处理后的齿轮为硬齿面齿轮,可较大地提高齿轮的承载能力和耐 磨性,适用于生产批量大和要求结构紧凑的齿轮。

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章节 名称 教学 目的 教学 重点 教学 难点 辅助 手段 课后 体会 一、齿轮结构

Vocational Education Center Of 授课 形式 课 时 班 级

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Topic5 齿轮结构和工作图 了解齿轮结构形式及选择方法 了解齿轮结构形式及选择方法

讲授

1

高一年级

如何选择 课外 作业 配套习题

根据强度条件和传动比要求可以确定齿轮的模数、齿数等基本参数,并计算出齿轮传动的主要尺寸。 在确定齿轮尺寸的基础上,考虑材料制造工艺等因素,确定齿轮的结构形状。齿轮结构可分为齿轮轴、实 心式、腹板式、轮辐式等。 1.齿轮轴 直径较小的钢质齿轮,当齿根圆直径与轴径接近时,可将齿轮和轴做成整体的,称为齿轮轴。 齿轮轴刚度较好,但齿轴磨损后,轴也同时报废,对直径较大的齿轮应分开制造。 2.实心式齿轮 齿顶圆直径 da≤160mm 时,可采用锻造毛坯的实心式结构,?当齿顶圆直径 da<100mm 时,单件或小 批量生产的齿轮,?可直接用轧制圆钢作齿轮毛坯。 3.腹板式 齿顶圆直径 da≤500mm 时,一般用锻造方法做成腹板结构齿轮,?不重要的用铸造的方法做成腹板结 构齿轮。为了减轻重量,节省材料,常在腹板上制出圆孔。有关结构尺寸参照图中经验公式确定。 4.轮辐式 齿顶圆直径da>500时,齿轮毛坯常用铸造方法做成轮辐结构,? 如图11-28。根据不同要求,可用铸 钢或铸铁。

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章节 名称 教学 目的 教学 重点 教学 难点 辅助 手段 课后 体会 一、斜齿圆柱齿轮齿廓形成及啮合特点 1.斜齿圆柱齿轮齿廓形成

Vocational Education Center Of 授课 形式 课 时 班 级

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Topic6

斜齿圆柱齿轮传动

讲授

1

高一年级

1.掌握斜齿轮传动的主要参数、几何尺寸和正确啮合条件。 2.掌握斜齿轮传动的受力分析,会判断各力的方向。 斜齿轮传动的主要参数、正确啮合条件、受力分析,会判断各力的方向 受力分析,会判断各力的方向 齿轮模型 课外 作业 配套习题

? 渐开线斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成与渐开线直齿圆柱齿轮相似。 实质上齿廓表面是一渐开线曲面。 2.啮合特点: (1) 直齿圆柱齿轮 由齿廓曲面形成原理可知,直齿圆柱齿轮在啮合过程中,接触线平行于轴线,因而一对直齿齿廓是同 时沿整个齿宽进入啮合脱离啮合, 即其上的载荷也是突然加上和突然卸下, 易引起冲击。 传动平稳性较差。 (2) 斜齿圆柱齿轮 而一对斜齿圆柱齿轮接触线为斜直线,接触线长度先由短到长,再由长到短,?直至脱离啮合,故传动 平稳性好,承载能力强,适用于高速重载传动。在传动时会产生轴向力。 二、斜齿圆柱齿轮的主要参数 由斜齿圆柱齿轮齿廓形成可知, 它的齿面是一渐开线螺旋面, 其端面(垂直于齿轮轴线的平面)和法面平面(垂直于齿的平面) 的齿形不同,当用成型铣刀加工时,刀具沿螺旋线方向进刀,故 轮齿的法面齿形与刀具的齿形一致,因此以轮齿的法面参数为标 准来选择刀具。但在计算斜齿轮的几何尺寸时,又要按端面参数 进行计算,故必须建立法面参数与端面参数之间的换算关系。 1.螺旋角 斜齿轮的螺旋线为斜直线,螺旋线与分度圆柱母线的夹角称 螺旋角,用β 表示。斜齿轮轮齿的旋向分为左、右旋两种。 2.模数 mt——端面模数 3.压力角 斜齿轮在分度圆上的压力角也有法向压力角α n 和端面压力角α t 之分 一般规定法向压力角取标准值,即α n=20° 三、斜齿圆柱齿轮传动啮合条件 一对斜齿轮的正确啮合条件:两轮的法面模数和法面压力角相等,分度圆上的螺旋角相等,方向相反。 mn——法面模数(一般取 mn 为标准模数)
图 11

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章节 名称 教学 目的 教学 重点 教学 难点 辅助 手段 课后 体会 一、齿圆锥齿轮

Vocational Education Center Of 授课 形式 课 时 班 级

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Topic7 直齿圆锥齿轮传动

讲授

1

高一年级

1. 了解直齿圆锥齿轮的正确啮合条件。 2.会对直齿圆锥齿轮受力分析,判断各力的方向。 了解直齿圆锥齿轮的正确啮合条件、受力分析、断各力的方向 受力分析,判断各力的方向 模型 课外 作业 配套习题

直齿圆锥齿轮机构用于两相交轴之间的传动,两轴的夹角可由传动的要求确定,在一机构中多采用 ?=90 的直齿圆锥齿轮机构。
0

一对圆锥齿轮轮齿分布在两个截锥体上,且锥顶交于一点,其轮齿尺寸由大端面锥方向的小端逐渐变 小。显然圆锥齿轮大端和小端的参数是不相同的。 为了便于测量和估算机构的外形尺寸,规定以大端参数为标准,大端压力角?=20 。
0

二、齿圆锥齿轮传动的几何尺寸 三.当量齿轮 以圆锥齿轮大端模数为标准模数,大端压力角为标准压力角,按照圆柱齿轮作图法画出扇形齿轮的齿 廓,其齿廓与直齿圆锥齿轮大端齿廓近似相同,两扇形齿轮的齿数为两圆锥齿轮的实际齿数。若将扇形齿 轮补足为完整的圆柱齿轮,这两个假想的圆柱齿轮就称为两锥齿轮的当量齿轮,当量齿轮的齿数称为当量 齿数,用 Zv 表示。 四、正确啮合条件 一对直齿圆锥齿轮的正确啮合的条件为大端模数和压力角必须分别相等 五.直齿圆锥齿轮传动的轮齿受力分析 一对直齿圆锥齿轮传动,假设轮齿间的作用力近似地作用于齿宽节线的中点处,如不考虑摩擦力的影 响,其方向垂直指向工作齿面。为主动锥齿轮的受力情况,轮齿间的法向力,可分解为圆周力、轴向力和 径向力 圆周力在 Ft 在主动轮上与啮合点圆周速度的方向相反;在从动轮上则与啮合点的圆周速度方向相 同。 径向力的方向都垂直指向各自的齿轮轴线。 轴向力 Fx 的方向则总是由锥顶指向齿轮的大端。

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章节 名称 教学 目的 教学 重点 教学 难点 辅助 手段 课后 体会 一、轮系的概念

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Topic1 轮系的功用与分类 了解轮系的功用与分类 轮系的功用,以及与齿轮传动的比较 功用 模型、挂图

讲授

1

高一年级

课外 作业

配套习题

一系列互相啮合的齿轮所组成的齿轮机构来进行传动。这种齿轮机构称为轮系。 二、轮系的主要功用是: ⑴可以获得很大的传动比。很多机械要求有很大的传动比,机床中的电动机转速很高,而主轴的转速 要求很低才能满足切削要求,一对齿轮的传动比只能达到3~6,若采用轮系就可以达到很大的传动比。 ⑵可以作较远距离的传动。当两轴中心距较远时,若仅用一对齿轮传动,势必将齿轮做得很大,结构 不合理,而采用轮系传动则结构紧凑、合理。 ⑶可以实现变速、变向的要求。一般机器为了适应各种工作需要,多采用轮系组成各种机构,将转速 分为多级进行变换,并能改变转动方向。 ⑷可以合成或分解运动。采用周转轮系可以将两个独立运动合成一个运动,或将一个运动分解为两个 独立运动。 提问:比较轮系与齿轮的传动特点? 三、轮系的分类 轮系的结构形式很多,根据轮系在传动中各齿轮的几何轴线在空间的相对位置是否固定,轮系可分为 定轴轮系和周转轮系两大类。

1. 定轴轮系:当轮系运转时,其中各齿轮的几何轴线位置都是固定的,此轮系称为定轴轮系。 2. 周转轮系:当轮系运转时,其中至少有一个齿轮的几何轴线是绕另一齿轮的固定几何轴线转动,此轮 系称为周转轮系。

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章节 名称 教学 目的 教学 重点 教学 难点 辅助 手段 课后 体会 1、 传动比

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Topic2

定轴轮系

讲授

2

高一年级

掌握定轴轮系转动方向的确定和传动比大小的计算。 定轴轮系转动方向的确定和传动比大小的计算。 定轴轮系转动方向的确定和传动比大小的计算。 课外 作业 配套习题

轮系中首末两轮的转速(或角速度)比,称为轮系的传动比,用 i?表示。即: i1k ?

2、旋转方向 (1) 一对圆柱齿轮传动,外啮合时两轮转向相反其传动比规定为负 一对内啮合圆柱齿轮,两转转向相同,其传动比规定为正 (2)两轮的旋转方向也可以用画箭头的方法表示。两轮旋转方向相反,画两反向箭头, 两轮旋转方 向相同,画两同向箭头。箭头方向表示可见侧面的圆周速度的方向。

n1 n2

(a) 外啮合齿轮 图 12-3 成对圆柱齿轮转向

(b) 内啮合齿轮

3、 传动比的计算 定轴轮系的传动比等于组成该轮系的各对齿轮传动比的连乘积;首末两轮的转向由轮系中外啮合齿轮 的对数决定。上式(-1) ?表示轮系中外啮合齿轮共有三对,(-1) =-1 表示轮1与轮5转向相反。从图 12 -4可知,?轮系中各轮的转向也可用画箭头的方法表示。 由分析可知,定轴轮系总传动比的计算式可写成 i1k=n1/nk=(-1) ·所有从动轮齿数的连乘积/所有主动轮齿数的连乘积 式中 m 为外啮合齿轮的对数。 注意:在应用上式计算定轴轮系的传动比时,若轮系中有圆锥齿轮,蜗杆蜗轮机构,传动比的大小仍 可用上式计算,而各轮的转向只能用画箭头的方法在图中表示清楚。 例 1 : 图 12-5所示的轮系中,Z1=16,Z2=32, Z2'=20, Z3=40, Z3'=2(右旋)?Z4=40。若 n1=800r /min, 其转向如图所示, 求蜗轮的转速 n4 及各轮的转向. 解:传动比大小: i14=n1/n4=Z2Z3Z4/Z1Z2'Z3'=32×40×40/16×20×2=80 所以: n4=n1/i14=800/80=10r/min 因 《数控加工机械基础》 教研组:机械组 教师:池辉
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m 3 3

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为此轮系中有蜗杆蜗轮和圆锥齿轮,故各轮的转向只能用箭头表示。 课堂练习:

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课题二 任务一 课 课 题:联轴器 型:新授课(3 课时) 1、 弄清联轴器的作用; 2、 了解联轴器的分类;

Vocational Education Center Of 进给传动装置及零部件

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认识数控机床进给传动零部件

教学目的:

3、 掌握各种联轴器的结构原理、优缺点及适用场合。 重、难点:联轴器的结构原理、优缺点、适用场合 教 教 法:讲授法 具:模 型

教学过程: 导入: 由传动中,轴与轴的相对位置关系(平行、同轴)导入联轴器。 新课:

一、刚性联轴器 (一)固定式联轴器 1、 凸缘联轴器

YL 型 YLD 型 结构原理: (动画演示) 优 点:构造简单,维护容易,成本低,对中精度可靠,传递扭矩 较大。 适用场合:载荷平稳的两轴联接, 应用广泛。 缺 点:径向尺寸大,结构不紧凑。
[过渡:由缺点导入下一种联轴器——套筒联轴器]

2、 套筒联轴器

用键、紧钉螺钉联接

用圆锥销联接

结构原理: (动画演示) 优 点:结构简单,成本低,径向尺寸较小。 适用场合:两轴直径较小,同心度较高,工作平稳的场合。 缺 点:装拆时,需一轴作轴向移动。

《数控加工机械基础》

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凸缘联轴器 总结:联轴器——刚性——固定式 套筒联轴器
[过渡:由于制造、安装、温度变化、外力等因素,可能导致轴线之间的四种相对偏移,导入可移式联轴 器]

(二)可移式联轴器 1、 滑块联轴器

结构原理: (动画演示) 优点:能补偿两轴间的角偏移和径向偏移,可传递较大转矩。 适用场合: 适用于轴线间相对位移较大, 无冲击, 传递扭矩较大而转速不高的两轴联接。 工作时应注意润滑。 缺点:转速不能过高,需润滑。
[过渡:由缺点导入下一种联轴器——齿式联轴器]

2、 齿式联轴器

结构原理: (动画演示) 优 点:具有良好的补偿性,允许有较大的综合偏移,传递转矩大。 适用场合:正反转变化多,起动频繁等场合,在高速重载等重型机械中被广泛应用。 缺 点:制造成本高。
[过渡:由误差上的角偏移量小,提出问题:当结构上要求两轴有一定角度时,导入下一种联轴 器——万向联轴器]

3、万向联轴器 结构原理: (动画演示) 优 点:两轴结构上允许轴线有较大角度(可达 35°--45°),传递扭矩
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较大。 适用场合:相交两轴的联接,结构紧凑,维护方便,应用广泛。 缺 点:主动轴等角速度转动时,从动轴作变角速度转动。
[过渡:由角速度上的缺点导入——双万向联轴器]

双万向联轴器 使用要求: 1、中间轴两端的叉面必须位于同一平面 2、主动轴与中间轴的夹角等于从动轴与中间轴的夹角 总结: 固定式 凸缘联轴器 联轴器 刚性 套筒联轴器 十字滑块联轴器 可移式 齿式联轴器 万向联轴器
[过渡:由刚性联轴器的缺点导入——弹性联轴器]

二、弹性联轴器 1、弹性套柱销联轴器 优 点:制造容易,成本低,装拆方便。 缺 点:若载荷过大,弹性套易磨损。 适用场合:中小功率的两轴联接。 2、弹性柱销联轴器 优 点:结构简单,制造容易,维修、更换方便。 缺 点:要限制使用温度,两端要配挡板,安装时 要留有轴向间隙。 适用场合:轴向窜动量较大,正反转起动繁的场合。 3、轮胎联轴器 优 点:结构简单,装拆时轴不需作轴向移动, 可补偿较大的综合偏移。 缺 点:径向尺寸大,不易制造。 适用场合:起重机械中应用广泛。
[过渡:由需要过载保护导入——安全联轴器]

三、安全联轴器 目 的:对机器进行过载保护,保护重要机件不被损坏。 保护方法:靠联接件的折断,分离或打滑使传动中断或限制转矩的传递。 类 型:最常见的是剪切销安全联轴器 课堂练习:联轴器拆装练习 总 结: 主要内容是:联轴器的功用、类型及每类的结构原理、优缺点和适用场合。

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教研组:机械组

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任务二 章节 名称 教学 目的 教学 重点 教学 难点 辅助 手段 课后 体会 螺旋传动类型和应用

Vocational Education Center Of 认识螺旋传动 授课 形式 讲授 课 时 3 班 级

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高一年级

了解螺旋传动特点和应用。能熟练运用左、右手法则判断运动方向。 掌握螺旋传动移动距离的计算。 能熟练运用左、右手法则判断运动方向。 能熟练运用左、右手法则判断运动方向。 掌握螺纹传动移动距离的计算。 模型 课外 作业 配套习题

一、概述 螺纹传动是用内、外螺纹组成的螺旋副来传递运动和动力的传动装置。螺旋传动主要用来把主动件的 回转运动转变为从动件的直线往复运动。 螺纹传动特点:结构简单,传动连续、平稳、承载能力大、传动精度高。但在传动中磨损较大效率低。 二、普通螺旋传动 1.普通螺旋传动:指由螺杆和螺母组成的简单螺旋副。 2.运动方向的判定 螺杆、螺母的运动方向根据左右手螺旋法则判定: 左旋螺杆(螺母)伸左手,右旋螺杆(螺母)伸右手。半握拳,四指顺 着螺杆(或螺母)的旋转方向, 大母指的指向, 即为螺杆(螺母)的移动方 向。 若当螺杆(螺母)原地旋转, 螺母(螺杆)移动时, 螺母(螺杆)移动方 向与大拇指指向相反。 3.移动距离 L=n·S (mm/min) 三、其它螺旋传动 1.差动螺旋传动 差动螺旋传动是指活动螺母与螺杆产生差动的螺旋传动机构。差动螺旋传动 机构可以产生极小的位移,而其螺纹的导程并不需要很小,加工比较容易.所以 差动螺旋机构常用于测微器,计算机,分度机,以及许多精密切削机床仪器和工 具中。 2.滚动螺旋传动 为了提高螺旋传动的效率,螺纹面之间采用滚动摩擦代替滑动摩擦,这种技 术就是滚动螺旋传动。 滚珠螺旋传动,传动效率高,传动时运动平稳,动作灵敏。但结构复杂,制 造技术要求高,外形尺寸较大, 成本高。目前主要应用在精密传动的数控机床上, 以及自动控制装置、升降机构和精密测量仪器中。

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Vocational Education Center Of 课题三 自动换刀装置及零部件 任务一 认识蜗杆、蜗轮及蜗杆传动

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章节 名称 教学 目的 教学 重点 教学 难点 辅助 手段 课后 体会

蜗杆传动

授课 形式

讲授

课 时

2

班 级

高一年级

1、了解蜗杆传动的特点,主要参数 2、掌握蜗杆传动的受力分析,掌握蜗杆与蜗轮之间的转向 1、了解蜗杆传动的特点,主要参数 2、掌握蜗杆传动的受力分析,掌握蜗杆与蜗轮之间的转向 掌握蜗杆传动的受力分析,掌握蜗杆与蜗轮之间的转向 模型 课外 作业 配套习题

蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成,用于传递空间交错的两轴间的运动和动力,一般交错角为90?,通常蜗 杆为主动件,蜗轮为从动件。 一、蜗杆传动的特点 1.传动比大,结构紧凑。用于传递运动时,i 可达 1000。 2.传动平稳,无噪声。因为蜗杆与蜗轮齿的啮合是连续的,同时啮合的齿数较多所以平稳性好。 3.当蜗杆的螺旋角小于轮齿间的当量摩擦角时,蜗杆传动能自锁,即只能由蜗杆带动蜗轮,而不能蜗 轮带动蜗杆。 4.传动效率低。因为在传动中摩擦损失大,其效率一般为?=0.7~0.8,故不适用于传递大功率和长期 连续工作。 5.为了减少摩擦,蜗轮常用贵重的减摩材料(如青铜)制造,成本高。 二、蜗杆传动的主要参数 蜗杆传动的设计计算中,均以通过蜗杆轴线并与蜗轮轴线垂直的平面的参数和几何关系为基准。 (一)主要参数:模数、压力角 通常取蜗杆的头数 Z1=1~4。当 Z=1 时,导程角小,效率低,一般用于分度传动或自锁传动中,Z=2~ 4 常用于动力传动和有较高效率。若头数多,导程角大,制造困难。 蜗轮齿数根据传动比和蜗杆的头数决定:Z2=iZ1, 通常取 Z2=20~28,Z2 不应少于 28 齿,以免根切和 降低传动的平稳性。 三、蜗杆传动的回转方向的确定 (1)螺旋方向的判定 蜗杆传动与斜齿轮传动一样,也有左旋与右旋之分。蜗杆、蜗轮的螺旋方向可用右手法则判定:手心 对着自己,四指顺着蜗杆(蜗轮)的轴线方向摆肩。若啮合与右手拇指指向一致,该蜗杆(蜗轮)为右旋, 反之为左旋。

图 11

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(2)蜗轮旋转方向的判定

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蜗轮的旋转方向不仅与蜗杆的旋转方向有关。 蜗轮旋转方向的判定方法如下: 当蜗杆是左旋 (或右旋) 时,伸出右手(或左手)半握拳,用四指顺着蜗杆的旋转方向,大拇指指向的相反方向就是蜗轮的旋转方 向, 蜗轮旋转方向判定。

图 11

四、蜗轮材料选择 蜗杆传动的主要失效形式有胶合、点蚀和磨损等,因此,蜗杆蜗轮的材料不仅要有足够的强度,而且 还要有良好的减磨性,耐磨性和抗胶合的能力。 蜗杆一般采用碳素钢或合金钢制造,要求齿面光洁并且有较高的硬度。对于高速重载传动,蜗杆常用 15 Cr、20 Cr、20 CrMnTi 等,经渗碳淬火,表面硬度 HRC56~62,并经磨削。对中速中载传动,蜗杆材 料可用 45 、40 Cr、35SiMn 等,表面淬火,表面硬度 HRC45~55,也需磨削。低速不重要的传动,蜗杆材 料可采用 45 钢调质处理,硬度 HB220~270。 蜗轮材料可参考滑动速度 Vs 来选择,常采用青铜与铸铁,在 Vs>5--25m/s 的连续工作的重要传动中, 蜗轮材料常用铸锡磷青铜 ZQSn10—1 或铸锡锌铅青铜 ZQSn6—6—3 等,这些材料的减摩性、耐磨性和抗胶合 的性能及切削性能都较好,但强度低,价格高。在 Vs<5m/s 传动中,蜗轮材料可用无锡青铜,如铸铝铁青 铜 ZQAl9—4 或铸锰黄钢 ZHMn58—2—2 等,这类材料的强度较高,价格较廉,但减摩性、抗胶合性能不如锡 磷青铜。 在 Vs<2m/s 的不重要传动中, 蜗轮材料可用灰铸铁 HT150 或 HT200 等, 也可用球墨铸铁 QT600—3、 QT700—2 等。也可由尼龙或增强尼龙材料制成。

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任务二 章节 名称 教学 目的 教学 重点 教学 难点 辅助 手段 课后 体会 一、链传动的工作原理和特点

Vocational Education Center Of 认识链传动 课 时 班 级

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TOPIC 1 链传动概述 了解链传动概述 链传动概述

授课 形式

讲授

2

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课外 作业

配套习题

链传动是由主动链轮、链条、从动链轮组成。 链轮具有特定的齿形,链条套装在主动链轮 和从动链轮上。工作时,通过链条的链节与链轮 轮齿的啮合来传递运动和动力。 链传动具有下列特点: ⑴链传动结构较带传动紧凑,过载能力大。 ⑵链传动有准确的平均传动比,无滑动现象, 但传动平稳性差,工作时有噪声。 ⑶作用在轴和轴承上的载荷较小。 ⑷可在温度铰高、灰尘较多、湿度较大的不 良环境下工作。 ⑸低速时能传递较大的载荷。 ⑹安装精度高,制造成本较高。 二、链的类型和应用 由于链的用途不同,链分为传动链、起重链和牵引链三种。 传动链用于一般机械中传递动力和运动;起重链用于起重机械中提升重物;牵引链用于链式输送机中 移动重物, 常用的传动链根据其结构的不同, 可分为短节距精密滚子链(简称滚子链)和齿形链(又称无声链) 两种。 齿形链是由一组带有两个特定齿形的链板左右交错并列铰接而成。工作时,通过链板上的链齿与链轮 轮齿相啮合来实现传动。 与滚子链相比,齿形链传动平稳,噪声小,承受冲击性能好,工作可靠,但结构复杂,价格较高,且 制造较难,故多用于高速或运动精度要求较高的传动装置中。 链传动通常用于要求有准确的平均传动比,两轴平行且中心距较大,不宜应用带传动和齿轮传动的场 合。因链传动能在恶劣条件下工作,故在矿山、冶金、建筑、石油、农业和化工机械中获得广泛应用。 三、滚子链和链轮 1.滚子链 滚子链(roller chain)在一般机械中应用广泛。滚子链条由若干内链节和外链节依次铰接而成。内链节由 内链扳、套筒和滚子组成。内链板与套筒以过盈配合联接,套筒与滚子以间隙配合相联,构成活动铰链,滚 《数控加工机械基础》 教研组:机械组 教师:池辉
70 图 10-1 链传动

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子可绕套筒自由转动。外链节由外链板和销轴组成,它们之间以过盈配合联接在一起。内链节和外链节之 间用套筒和销轴以间隙配合相联。当链屈伸时,套筒能够绕销独自由转动,起着铰链的作用。 链条工作时,滚子与链轮轮齿相啮合,由于滚子是活套在套 简上的,故滚子与轮齿为滚动摩擦,可减轻它们之间的磨损。 链条上相邻两销轴中心的距离 p 叫作节距(pitch),它是链条 的主要参数。 传动链在使用时总是首尾相连成环形。滚子链的接头形式, 当链节总数为偶数时内链板和外链板首尾相接可用开口销或弹簧 卡将销轴锁紧。当链节总数为奇数时,则应采用过渡链节进行联 接。但过渡链节的弯链板在工作时易产生附加弯曲应力,故应尽 量避免采用。因此链节总数最好为偶数。 2.链轮 链轮的齿形对啮合质量有很大影响,正确的齿形应保证链节平 稳而自由地进入和退出啮合,各齿磨损均匀,不易脱链且便于加工和测量。三段圆弧和直线 bc 组成,称 为三圆弧一直线齿形。 链轮的典型结构由轮辐、轮毂、轮缘三部分组成。具体结构型式由链轮直径大小而定。有整体式、腹 板式、孔板式、组合式。 选择链轮的材料时应保证链轮轮齿具有足够的强度和较好的耐磨性,同时注意降低成本。一般小链轮 采用的材料应好于大链轮,因为小链轮啮合次数比大链轮多,磨损较重,受冲击较大。 3.主要参数 (l)链轮齿数:z1、 z2 齿数过少会增加链传动的运动不均匀性,铰链磨损加快,使用寿命降低。齿数过多会使尺寸增大,磨 损后易引起脱链,降低链条寿命。所以一般 z 取值范围在 17~120。 (2)传动比 i 滚子链的传动比通常小于 6,推荐 i=2~3.5。因为传动比过大会造成链齿磨损加快,链条容易跳齿, 也会使传动装置尺寸加大。 (3)链节距 p 链条上相邻两销轴中心的距离叫作节距。节距越大传动能力越强,但会使传动平稳性变差,动载荷增 加。所以对于重载的链传动,应选用小节距多排链。 (4)中心距 a 中心距过小,会使链条磨损加快,寿命降低。中心距过大会引起链条松边颤动,运动不均匀性增强。

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章节 名称 教学 目的 教学 重点 教学 难点 辅助 手段 课后 体会 一、滚子链的失效形式

Vocational Education Center Of 授课 形式 课 时 班 级

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TOPIC 2 链传动的失效形式与应用 了解失效形式、布置形式、润滑 失效形式、布置形式、润滑 合理的布置形式

讲授

2

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课外 作业

配套习题

链传动中,一般链轮强度比链条高,使用寿命也较长。所以链传动的失效主要是由链条的失效而引起 的。链条的主要失效形式有: (1)链条元件的疲劳破坏 传动时链条受到交变应力的作用, 当达到一定的循环次数时链条将发生疲劳 破坏。 (2)链条铰链的磨损 润滑不良,磨损加快,造成脱链,是开式链的主要失效形式。 (3)销轴与套筒的胶合 主要出现在高速、载荷很大情况下。 (4)链条的拉断 在低速重载时,链条所受拉力超过静力强度,导致链条拉断。 二、链传动的布置形式 链传动中,为保证链和链轮的正确啮合,传动布置必须合理。 三、链传动的润滑和维护 为了延长链传动的寿命,要进行润滑和维护。润滑可以减轻链条和链轮齿面的磨损,缓和链条和链轮 齿面的冲击,降低链环节内部的温度。常用润滑方式有: 1.人工定期润滑 适于低速(v ≤4m/s )、不重要的链传动。 2.滴油润滑 用油杯通过油管滴入松边内、外链板间隙处,适于 v≤10m/s 的传动。 3.油浴润滑 将松边的链条浸入油池中,浸油深度为 6~12mm。 4.飞溅润滑 在密封容器中用甩油盘将油甩起,经壳体上的集油装置将油导流到链条上。甩油盘的 线速度应大于 3m/s。 5.压力润滑 用于 v≥8m/s 的大功率重要设备,使用油泵将油喷射至链条与链轮啮合处。

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章节 名称 教学 目的 教学 重点 教学 难点 辅助 手段 课后 体会

Vocational Education Center Of 授课 形式 课 时 班 级

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期中复习

讲授

4

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对一学期所学习的知识有一个全面的了解,并能在此基础答对问题 各种机构和零件的特点、使用、维护 会分析各种零件的特点、能作出正确的选择 课外 作业 配套习题

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铰链四杆机构 1、 什么是运动副? 2、 低副和高副的区别、特点? 3、 四杆机构的各杆的名称? 4、 铰链四杆机构的三种形式? 5、 曲柄存在的条件?判断的方法? 6、 曲柄滑快机构 7、 急回特性 8、 死点 9、凸轮组成 10、常见的运动规律 11、画凸轮的方法? 反转法 12、凸轮的基圆确定方法? 13、螺纹的分类? 旋向、内外、齿形 最常见的是 单线右旋 14、螺纹的主要参数? 大径 小径 中径 螺距 导程 15、螺纹代号? 16、螺纹联接件? 螺纹联接类型? 17、螺纹传动的方向? 左右手定则 18、差动、滚动螺纹传动? 带传动 19、带传动的组成? 20、三角带的型号 21、三角带的截面夹角是 40 度 三角带槽的截面夹角小于 40 度 22、带的受力分析 松边 紧边 23、带工作中所受的应力 拉 弯曲 离心力 受力最大处 紧边绕入小轮处 24、弹性滑动 25、打滑 26、张紧装置 张紧轮 三角 内大 平带 外小 27、三角带的更换原则 链传动 28、组成 29、为什么用偶数链节? 避免弯曲应力 30、带、链、齿轮的传动特点比较? 《数控加工机械基础》

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31、渐开线的形成? 32、渐开线齿轮啮合特点? 传动比恒定 传动的可分性 啮合角为定值 33、直齿圆柱齿轮的各部分的名称? 34、参数 齿数 模数 压力角 35、齿轮传动 计算公式 36、正确的啮合的条件 直齿 斜齿 圆锥 37、渐开线齿轮的加工? 38、根切、最少齿数? 39、受力分析 直齿 斜齿 圆锥 轮系 40、功用 41、表示转动方向 箭头 +-号 42、传动比的计算公式 键、销 43、键的分类 44、平键、锲键的工作面 45、平键尺寸选择的依据 46、花键的工作特点 47、销的使用 轴 48、轴的分类 工作 外形 49、轴上零件的固定 周向 轴向 50、周向、轴向固定的方法? 51、轴的结构工艺性? 52、轴类零件的改错?

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Education

Center

Of

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