08模具、数控机械基础教案.doc
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1、2022年-2023年建筑工程管理行业文档 齐鲁斌创作 广 东 省 佛 山 市 实 验 技 工 学 校教 案 册(机械基础)授课教师 李能保 编写时间 2009-02-10 教 案章节课题第一章11 带传动的组成、原理和类型授课班级08模具、08数控授课时间09213课型授课课时2节教具学具电教设施挂图、示教板、三投影体系教学目标知识教学点1、带传动的组成与原理 2、带传动的类型能力培养点对带传动的类型、特点及应用作一般了解通过对带传动的受力与应力分析,理解带传动的失效形式,明确弹性滑动与打滑的概念德育渗透点教学重点难点重点带传动的受力分析 带传动的弹性滑动及传动比难点受力分析、弹性滑动机理分
2、析学法引导教学内容更新、补充、删节参考资料机械基础课后体会教研组长签阅杜健明部门领导签阅教 与 学 互 动 设 计教 师 活 动 内 容学生活动内容时间一、带传动的组成如图9-1所示,带传动是由主动小带轮1、从动大带轮2、传动带3及机架组成。二、带传动的类型及应用 带传动根据其传动原理分为摩擦型和啮合型两大类。摩擦型带传动包括平带传动、V带传动、圆形带传动等,它主要是靠带和带轮间接触面之间的摩擦力来传递动力和运动;而啮合型带传动即为同步带传动,它是靠带齿与带轮齿的啮合传递运动和动力的。此外,近年来对带传动安全性、多样性的要求也日益增多,如金属带、难燃带、抗静电带等。各种类型的带如图9-2所示。
3、l 带传动的组成、类型、特点及应用一、带传动的组成及其工作原理组成:主动带轮、从动带轮、挠性带和机架组成带传动工作原理:带传动工作时依靠张紧在带轮上的传动带与带轮间的摩擦力来传递运动与动力二、带传动的主要类型1摩擦带传动 平带传动:带为卷带,可任意截取,带内表面为工作面,承载能力不够高 V带传动:带为圈带无接头,带两侧面为工作面,承载能力强,一般为平带的3倍 多楔带传动:多根平带与V带的组合,具有V带的特点 圆带传动:承载能力低,常用于小功率的运动传递2啮合带传动简介:同步带传动齿孔带传动三、带传动的特点及应用(P171)l 带传动的受力分析与应力分析一、带传动的受力分析 初拉力F0:带静止时
4、带轮两边带中承受的拉力紧边拉力F1:带传动工作时在摩擦力的作用下绕入主动轮一边的带被拉紧,拉力由F0增大到F1,称为紧边拉力松边拉力F2:绕出主动轮一端的带被放松,拉力有F0减至为F2,称为松边拉力有效圆周力: Fe = F1 -F2(注意:带传动摩擦力的总和 与有效圆周力永远保持相等。其有效拉力由工作机的阻力所确定,而摩擦力由带传动本身的因素决定,与带传动的弹性滑动有关)有效圆周力的欧拉公式: 由上式可知,带所传递的圆周力F与下列因素有关:1)初拉力F0 (初拉力F0愈大,有效拉力F就愈大,所以安装带时,要保持一定的初拉力。但F0过大,会加大带的磨损,致使带过快的松弛,缩短其工作寿命)2)摩
5、擦因数f (摩擦因数f愈大,摩擦力也愈大,所能传递的圆周力F就愈大。V带的fv= f / sin203 f,所以传递能力高于平带)3)包角a( F随包角的增大而增大。增大包角会使整个接触弧上的摩擦力的总和增加,从而提高传动能力。水平装置的带传动通常将松边放置在上边以增大包角。由于大带轮的包角大于小带轮的包角打滑会首先在小带轮上发生,所以只需考虑小带轮的包角a1。一般要求120)二、带传动的应力分析1拉应力F1产生的应力 F2产生的应力 2离心拉应力 q为单位长度的质量(kg/m)。注意高速传动时宜采用轻质带,以利于减小离心拉应力。3弯曲应力 4最大的拉应力 max = 1 + c + b1 (
6、最大拉应力发生在紧边入主动轮处) 三、带传动的弹性滑动:由于带的弹性变形而产生的带与带轮间的滑动称为弹性滑动传动带是弹性体带由紧边绕过主动轮进入松边时,带的拉力逐渐降低,其弹性变形量也逐渐缩短带运动滞后于轮使v带v轮2注意:弹性滑动和打滑是两个截然不同的概念。打滑是指过载引起的全面滑动,是可以避免的。而弹性滑动是由于带的弹性和拉力差引起的,是不可避免的。带传动弹性滑动程度用滑动率表示即 带传动的实际传动比为 注意:由于很小,在一般计算中,可忽略的影响10分钟教 案章节课题第一章12 V带传动授课班级08模具、08数控授课时间09213课型授课课时3节教具学具电教设施教学目标知识教学点1、V带及
7、带轮2、V带传动的主要参数3、普通V带的标记与应用特点能力培养点了解V带的结构和标准和普通V带轮的常用材料与结构明确普通V带传动的失效形式与设计准则德育渗透点教学重点难点重点V带与V带轮的结构和尺寸,普通V带传动的失效形式与设计准则难点单根V带额定功率的确定的方法学法引导教学内容更新、补充、删节参考资料课后体会教研组长签阅杜健明部门领导签阅教 与 学 互 动 设 计教 师 活 动 内 容学生活动内容时间V带的结构和标准V带的构造:抗拉体1(承受载荷的主体,帘布:抗拉强度高;线绳:抗弯强度高)、顶胶2(弹性材料)、底胶3及包布层4(耐磨)节线与节面:V带运行时不伸长、不缩短的圆周,称为节线,全部
8、节线组成带的节面,带的节面宽度称为节宽,用bp表示带轮基准直径dd:和节宽相对应的带轮直径称为基准直径表(9-2)基准长度Ld:V带在规定的张紧力下,带与带轮基准直径上的周线长度。V带的基准长度已标准化(表9-3)截面尺寸:V带截面尺寸已标准化,按截面大小分为Y、Z、A、B、C、D、E七种型号(表9-1),截面尺寸大的传递的功率也愈大。普通V带轮的常用材料与结构一、V带轮的材料当v25m/s时:HT150、HT200当v 25m/s时:铸钢或钢板焊接的带轮小功率带轮:铸铝或塑料二、V带轮的结构和尺寸1带轮的结构带轮由轮缘、轮毂和轮辐三部分组成轮缘:带轮的外缘部分轮毂:带轮与轴相配合的部分。通常
9、带轮与轴用键连接,轮毂上开有键槽,孔的尺寸ds按轴的强度和刚度要求确定。轮辐:轮缘与轮毂相连的部分。轮辐的结构形式随带轮的基准直径而异,直径小的做成实心式,中等的做成腹板式,大的做成辐条式2带轮的尺寸(表9-4)10-4 普通V带传动的失效形式与设计准则带传动的失效形式1打滑:过载(有效拉力超过极限摩擦力)引起带在带轮上打滑不能正常工作2带的疲劳破坏:带上的交变应力带脱层、撕裂、拉断二、带传动的计算准则1保证带传动不打滑2保证带具有足够的疲劳强度和使用寿命疲劳强度条件: max = 1 + c + b1 3单根V带额定功率的确定 带传动所能传递的功率: 单根V带额定功率的确定:P1=(P1 +
10、P1)KaKL注意:P1为额定功率(kW),按带的型号、小轮的转速n1和基准直径dd1查表9-5;P1为单根V带当i 1时所能传递功率的增量(kW)。当实际传动比i 1时,由于带绕经大轮时的弯曲应力小于带绕经小轮时的弯曲应力,可使带轮的疲劳强度有所提高,即传递的功率将增大。P1按带的型号,小轮的转速n1与传动比i,查表9-6确定。 Ka为包角系数。按实际包角查表9-7。KL为带的长度系数。按实际基准长度查表9-3。三、V带传动的参数选择1设计的已知条件:传动用途、载荷性质、需传递的功率、小带轮的转速、传动比以及对外廓尺寸的要求等。2参数选择: V带的型号、长度和根数,以及V带轮的基准直径、V带
11、传动的中心距;计算V带的初拉力和作用在轴上的压力二、V带传动设计的计算方法及步骤1确定计算功率Pc : Pc = KA P (kW) 式中KA工作情况因数,查表102确定带的型号:按计算功率Pc和小轮转速n1由图10-12选带的型号3确定两轮的基准直径dd1、dd21) 确定小轮的基准直径dd1:带轮的直径小可使传动的结构紧凑,但另一方面又使带中的弯曲应力增大,而使带的寿命降低。设计时应使基准直径大于表9-2规定的最小值2)计算大轮的基准直径dd2:dd2= i dd1,大带轮的直径应圆整成相近的带轮基准直径的标准值4验算带速: 注意:当传递的功率一定时,提高带速,有效拉力将减小,可减少带的根
12、数。但带速过高,离心应力过大,使摩擦力减小,传动能力反而降低。因此,带的速度一般应在525m/s。5确定中心距a和带的基准长度Ld1)初定中心距a0: 0.7( dd1 + dd2 ) a0 2( dd1 + dd2) 2)确定基准长度Ld: L d 0为带的基准长度的计算值,查表10-6选定带的基准长度的L d标准值3)确定实际中心距a: 为了张紧和调整需给中心距一定的调整公差,一般取 -0.015 L d + 0.03L d6验算小轮包角 :120若不满足此条件,可适当增大中心距或减小两轮的直径差,也可以加张紧轮7计算带的根数z: 带的根数应取整数,为使各带的受力均匀,根数不能太多,一般z
13、10。8计算带的初拉力F0: 安装带时,必须予以保证9计算带对轴的压力: F Q是设计轴和选择轴承的依据。l 带传动的张紧、安装与维护一、带传动的张紧带安装时应张紧以保证一定的初拉力。另外,带工作一段时间后就会由于塑性变形而松弛,使初拉力减小,传动能力下降,这时又需要重新张紧1调整中心距方式:定期张紧(定期调整中心距以恢复张紧力。滑道式摆架式自动张紧)2 紧轮方式:若带传动的轴间距不可调整时,可采用张紧轮装置(调位式内张紧轮装置摆锤式张紧轮装置)注意:张紧轮一般设置在松边的内侧靠近大轮处。若设置在外侧时,则应使其靠近小轮,这样可以增加小带轮的包角,提高带的疲劳强度。二、带传动的安装和维护(P1
14、81)1平行轴传动时,各带轮的轴线必须保持规定的平行度。各轮宽的中心线,V带轮、多楔带轮对应轮槽的中心线否则会加速带的磨损,降低带的寿命 2同组使用的V带应型号相同、长度相等,不同厂家生产的V带、新旧V带不能同时使用,应定期检查胶带,如有一根松弛或损坏则应全部更换新带3安装时,应按规定的初拉力张紧,也可凭经验张紧,带的张紧程度以100m带长大拇指能将带按下15mm为宜。4带传动装置外面应加以保护罩,以保护安全,防止带与酸、碱或油接触而腐蚀传动带,带传动不需润滑,应及时清理带轮槽内及传动带上的油污。10分钟教 案章节课题第一章13 同步带传动简介授课班级08模具、08数控授课时间09213课型授
15、课课时2节教具学具电教设施教学目标知识教学点1、同步带传动的特点2、同步带传动的应用能力培养点掌握带传动的设计方法及各项参数的选择方法。了解带的张紧与维护特点和同步带传动的特点德育渗透点教学重点难点重点同步带传动的特点难点掌握带传动的设计方法及各项参数的选择方法学法引导教学内容更新、补充、删节参考资料课后体会教研组长签阅杜健明部门领导签阅教 与 学 互 动 设 计教 师 活 动 内 容学生活动内容时间一、同步带传动的特点和应用同步带是以细钢丝绳或玻璃纤维为强力层,外覆以聚氨脂或氯丁橡胶的环形带。由于带的强力层承载后变形小,且内周制成齿状使其与齿形的带轮相啮合,故带与带轮间无相对滑动,构成同步传
16、动。同步带传动具有传动比恒定、不打滑、效率高、初张力小、对轴及轴承的压力小、速度及功率范围广、不需润滑、耐油、耐磨损以及允许采用较小的带轮直径、较短的轴间距、较大的速比,使传动系统结构紧凑的特点。一般参数为:带速 v50 m/s;功率P100KW;速比i10;效率= 0.92 0.98;工作温度20 80。二、同步带的参数、类型和规格1.同步带的参数(1)节距Pb与基本长度Lp。在规定张紧力下,同步带相邻两齿对称中心线的距离,称为节距Pb。同步带工作时保持原长度不变的周线称为节线,节线长度Lp为基本长度(公称长度),轮上相应的圆称为节圆。如图8-10所示。显然有Lp =Pb z。(2)模数m。
17、与齿轮一样,也规定模数 m=Pb /。 2.同步带的类型和规格同步带分为梯形齿和圆弧齿两大类,标准同步带的标记包括:型号、节线长度代号、宽度代号和国标号。对称齿双面同步带在型号前加“DA”,交错齿双面同步带在型号前加“DB”。图8-12 对称双面齿和交错双面齿同步齿形带标记示例: 聚氨酯同步带 DA 900 H 200 GB/T11616-89带宽代号200,带宽50.8mm型号H, 节距12.7mm长度代号900,节线长2286mm对称齿双面同步带三、同步带轮(1)同步带轮的材料及轮辐、轮毂结构同V带轮。为防止齿形带工作时从带轮上脱落,一般推荐小带轮两边均有挡圈,而大带轮则无挡圈;或大小带轮
18、均为单面挡圈,但挡圈各在不同侧,如表8-12所示。(2)同步带轮轮齿形状有渐开线齿廓和直边齿廓两种(用于梯形齿同步齿形带),其中渐开线齿廓的同步带轮可借用齿轮刀具展成加工,齿廓具体尺寸请参阅有关手册。(3)周节制同步齿形带轮的宽度如表8-12所示,直径如表8-14所示。(4)周节制同步带轮标记由带轮齿数、带型号、轮宽代号和标准代号组成。10分钟教 案章节课题第二章 螺旋传动21 螺纹的种类和应用授课班级08模具、08数控授课时间09213课型授课课时3节教具学具电教设施教学目标知识教学点1、按螺纹牙型分类及其应用 2、按螺旋线方向分类及其应用3、按螺旋线的线数分类及其应用 4、按螺旋线形成表面
19、分类能力培养点德育渗透点教学重点难点重点难点学法引导教学内容更新、补充、删节参考资料课后体会教研组长签阅杜健明部门领导签阅教 与 学 互 动 设 计教 师 活 动 内 容学生活动内容时间引入新题螺旋传动是利用螺杆和螺母组成的螺旋副来实现传动的。螺纹类型有多种,除了可以实现传动外,也能对零件进行紧固连接。一、 按螺纹牙型分类及其应用 螺纹牙型是指通过轴线断面上的螺纹轮廓形状。根据牙型不同,螺纹可分为三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹等,如图1所示。二、按螺旋线方向分类及其应用根据螺旋线的方向不同,螺纹分为左旋螺纹和右旋螺纹,如图2所示。三、按螺旋线的线数分类及其应用 根据螺旋线的线数,分
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