机械设计基础教案

机械设计基础教案（精选8篇）

1.机械设计基础教案 篇一

4-1解

分度圆直径

齿顶高

齿根高

顶 隙

中心距

齿顶圆直径

齿根圆直径

基圆直径

齿距

齿厚、齿槽宽

4-2解由

分度圆直径

可得模数

4-3解 由

得

4-4解

分度圆半径

分度圆上渐开线齿廓的曲率半径

分度圆上渐开线齿廓的压力角

基圆半径

基圆上渐开线齿廓的曲率半径为 0；

压力角为。

齿顶圆半径

齿顶圆上渐开线齿廓的曲率半径

齿顶圆上渐开线齿廓的压力角

4-5解

正常齿制渐开线标准直齿圆柱齿轮的齿根圆直径：

基圆直径

假定

故当齿数 齿根圆。则解

得，基圆小于 时，正常齿制渐开线标准直齿圆柱齿轮的基圆大于齿根圆；齿数

4-6解

中心距

内齿轮分度圆直径

内齿轮齿顶圆直径

内齿轮齿根圆直径

正好在刀具 4-7 证明 用齿条刀具加工标准渐开线直齿圆柱齿轮，不发生根切的临界位置是极限点 的顶线上。此时有关系：

正常齿制标准齿轮、，代入上式

短齿制标准齿轮、，代入上式

图 4.7 题4-7解图

4-8证明 如图所示，、两点为卡脚与渐开线齿廓的切点，则线段。

即为渐开线的法线。根据渐

开线的特性：渐开线的法线必与基圆相切，切点为

再根据渐开线的特性：发生线沿基圆滚过的长度，等于基圆上被滚过的弧长，可知：

AC

对于任一渐开线齿轮，基圆齿厚与基圆齿距均为定值，卡尺的位置不影响测量结果。

图 4.8 题4-8图

图4.9 题4-8解图

4-9解 模数相等、压力角相等的两个齿轮，分度圆齿厚

相等。但是齿数多的齿轮分度圆直径

大，所以基圆直径就大。根据渐开线的性质，渐开线的形状取决于基圆的大小，基圆小,则渐开线曲率 大,基圆大，则渐开线越趋于平直。因此，齿数多的齿轮与齿数少的齿轮相比，齿顶圆齿厚和齿根圆齿 厚均为大值。

4-10解 切制变位齿轮与切制标准齿轮用同一把刀具，只是刀具的位置不同。因此，它们的模数、压 力角、齿距均分别与刀具相同，从而变位齿轮与标准齿轮的分度圆直径和基圆直径也相同。故参数、、不变。、、变位齿轮分度圆不变，但正变位齿轮的齿顶圆和齿根圆增大，且齿厚增大、齿槽宽变窄。因此、变大，变小。

是一对齿轮啮合传动的范畴。

啮合角 与节圆直径 4-11解

因

螺旋角

端面模数

端面压力角

当量齿数

分度圆直径

齿顶圆直径

齿根圆直径

4-12解（1）若采用标准直齿圆柱齿轮，则标准中心距应

说明采用标准直齿圆柱齿轮传动时，实际中心距大于标准中心距，齿轮传动有齿侧间隙，传动不 连续、传动精度低，产生振动和噪声。

（2）采用标准斜齿圆柱齿轮传动时，因

螺旋角

分度圆直径

节圆与分度圆重合，4-13解

4-14解

分度圆锥角

分度圆直径

齿顶圆直径

齿根圆直径

外锥距

齿顶角、齿根角

顶锥角

根锥角

当量齿数

4-15答： 一对直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是：两齿轮的模数和压力角必须分别相等，即、。

一对斜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，螺旋角大小相等、方向 相反（外啮合），即、、。、一对直齿圆锥齿轮正确啮合的条件是：两齿轮的大端模数和压力角分别相等，即。

5-1解： 蜗轮 2和蜗轮3的转向如图粗箭头所示，即 和。

图 5.图5.6

5-2解： 这是一个定轴轮系，依题意有：

齿条 6 的线速度和齿轮 5 ′分度圆上的线速度相等；而齿轮 5 ′的转速和齿轮 5 的转速相等，因此有：

通过箭头法判断得到齿轮 5 ′的转向顺时针，齿条 6 方向水平向右。5-3解：秒针到分针的传递路线为： 6→5→4→3，齿轮3上带着分针，齿轮6上带着秒针，因此有：。

分针到时针的传递路线为： 9→10→11→12，齿轮9上带着分针，齿轮12上带着时针，因此有：。

图 5.7

图5.8

5-4解： 从图上分析这是一个周转轮系，其中齿轮 1、3为中心轮，齿轮2为行星轮，构件 为行星架。则有：

∵

∴ ∴

当手柄转过，即 时，转盘转过的角度，方向与手柄方向相同。

5-5解： 这是一个周转轮系，其中齿轮 1、3为中心轮，齿轮2、2′为行星轮，构件 为行星架。

则有：

∵，∴

∴

传动比 为10，构件 与 的转向相同。

图 5.9

5.10

图5-6解： 这是一个周转轮系，其中齿轮 1为中心轮，齿轮2为行星轮，构件 为行星架。

则有：

∵，∵

∴

∴

5-7解： 这是由四组完全一样的周转轮系组成的轮系，因此只需要计算一组即可。取其中一组作分 析，齿轮 4、3为中心轮，齿轮2为行星轮，构件1为行星架。这里行星轮2是惰轮，因此它的齿数

与传动比大小无关，可以自由选取。

（1）

由图知（2）

又挖叉固定在齿轮上，要使其始终保持一定的方向应有：（3）

联立（1）、（2）、（3）式得：

图 5.11

图5.12

5-8解： 这是一个周转轮系，其中齿轮 1、3为中心轮，齿轮2、2′为行星轮，为行星架。

∵，∴

∴

与 方向相同

5-9解： 这是一个周转轮系，其中齿轮 1、3为中心轮，齿轮2、2′为行星轮，为行星架。

∵设齿轮 1方向为正，则，∴ ∴

与 方向相同

图 5.1图5.14

5-10解： 这是一个混合轮系。其中齿轮 1、2、2′

3、组成周转轮系，其中齿轮1、3为中心轮，齿轮2、2′为行星轮，为行星架。而齿轮4和行星架 组成定轴轮系。

在周转轮系中：（1）

在定轴轮系中：（2）

又因为：（3）

联立（1）、（2）、（3）式可得： 5-11解： 这是一个混合轮系。其中齿轮 4、5、6、7和由齿轮3引出的杆件组成周转轮系，其中齿轮4、7为中心轮，齿轮5、6为行星轮，齿轮3引出的杆件为行星架

。而齿轮1、2、3组成定轴轮系。在周转轮系中：（1）

在定轴轮系中：（2）

又因为：，联立（1）、（2）、（3）式可得：

（1）当，时，的转向与齿轮1和4的转向相同。

（2）当 时，（3）当，时，转向与齿轮1和4的转向相反。

图 5.1图5.16 的 5-12解： 这是一个混合轮系。其中齿轮 4、5、6和构件 心轮，齿轮5为行星轮，组成周转轮系，其中齿轮4、6为中

是行星架。齿轮1、2、3组成定轴轮系。

在周转轮系中：（1）

在定轴轮系中：（2）

又因为：，（3）

联立（1）、（2）、（3）式可得：

即齿轮 1 和构件 的转向相反。

5-13解： 这是一个混合轮系。齿轮 1、2、3、4组成周转轮系，其中齿轮1、3为中心轮，齿轮2为

行星轮，齿轮4是行星架。齿轮4、5组成定轴轮系。

在周转轮系中：，∴（1）

在图 5.17中，当车身绕瞬时回转中心 转动时，左右两轮走过的弧长与它们至 点的距离

成正比，即：（2）

联立（1）、（2）两式得到：，（3）

在定轴轮系中：

则当： 时，代入（3）式，可知汽车左右轮子的速度分别为，5-14解： 这是一个混合轮系。齿轮 3、4、4′、5和行星架 中心轮，齿轮4、4′为行星轮。齿轮1、2组成定轴轮系。

组成周转轮系，其中齿轮3、5为在周转轮系中：（1）

在定轴轮系中：（2）

又因为：，（3）

依题意，指针 转一圈即（4）

此时轮子走了一公里，即（5）

联立（1）、（2）、（3）、（4）、（5）可求得

图 5.18

图5.19

5-15解： 这个起重机系统可以分解为 3个轮系：由齿轮3′、4组成的定轴轮系；由蜗轮蜗杆1′和5组成的定轴轮系；以及由齿轮1、2、2′、3和构件

组成的周转轮系，其中齿轮1、3是中心轮，齿轮4、2′为行星轮，构件 是行星架。

一般工作情况时由于蜗杆 5不动，因此蜗轮也不动，即（1）

在周转轮系中：（2）

在定轴齿轮轮系中：（3）

又因为：，（4）

联立式（1）、（2）、（3）、（4）可解得：。

当慢速吊重时，电机刹住，即，此时是平面定轴轮系，故有：

5-16解： 由几何关系有：

又因为相啮合的齿轮模数要相等，因此有上式可以得到：

故行星轮的齿数：

图 5.20

图5.21

5-17解： 欲采用图示的大传动比行星齿轮，则应有下面关系成立：

（1）

（2）

（3）

又因为齿轮 1与齿轮3共轴线，设齿轮1、2的模数为，齿轮2′、3的模数为，则有：

（4）

联立（1）、（2）、（3）、（4）式可得

（5）

当 能取到1。时，（5）式可取得最大值1.0606；当 时，（5）式接近1，但不可因此 图示的 的取值范围是（1，1.06）。而标准直齿圆柱齿轮的模数比是大于1.07的，因此，大传动比行星齿轮不可能两对都采用直齿标准齿轮传动，至少有一对是采用变位齿轮。5-18解： 这个轮系由几个部分组成，蜗轮蜗杆 1、2组成一个定轴轮系；蜗轮蜗杆5、4′组成一个定轴轮系；齿轮1′、5′组成一个定轴轮系，齿轮4、3、3′、2′组成周转轮系，其中齿轮2′、4是中心轮，齿轮3、3′为行星轮，构件

在周转轮系中：

是行星架。

（1）

在蜗轮蜗杆 1、2中：（2）

在蜗轮蜗杆 5、4′中：（3）

在齿轮 1′、5′中：（4）

又因为：，，（5）

联立式（1）、（2）、（3）、（4）、（5）式可解得：，即。

5-19解： 这个轮系由几个部分组成，齿轮 1、2、5′、组成一个周转轮系，齿轮 1、2、2′、3、组成周转轮系，齿轮3′、4、5组成定轴轮系。

在齿轮 1、2、5′、组成的周转轮系中：

由几何条件分析得到：，则

（1）

在齿轮 1、2、2′、3、组成的周转轮系中：

由几何条件分析得到：，则

（2）

在齿轮 3′、4、5组成的定轴轮系中：

（3）

又因为：，（4）

联立式（1）、（2）、（3）、（4）式可解得：

2.机械设计基础教案 篇二

1 微型机械研究设计的现状

在我国科技水平逐步完善的背景下, 我国也在硅微细加工、光刻电铸加工等加工领域有了突飞猛进的发展趋势, 已经设计和制造出了很多不同的微型器件, 例如微齿轮齿条、行星齿轮机构、微棘轮机构等。与此同时, 国外也在微型机械领域中取得了显著的突破。由此可以看出, 在我们不懈地努力研究下, 已经可以初步解决微型机械系统在设计时的一些基础问题, 使微型机械的发展不在那么缓慢。

随着对微型机电系统不断深入研究, 人们已经开始对微型机电系统有了初步地了解。由于对微型机电系统只是初步地了解, 所以对微型机电系统研究中很多存在的基础问题仍然没有办法解决, 造成了大家只敢看不敢动手操作的现状, 即使有人大胆动手操作, 微型机电也不能正常运作。分析这一现象出现的原因, 是由于我们现在还没有成型的微系统理论知识, 致使人们对微观条件下机械系统的运动规律等理论知识不是很了解。对微型机械研究中, 只是单纯地凭借经验来进行探讨和研究。

2 微型机械设计基础研究中存在的问题和研究意义

微型机械的出现, 不仅是科技发展的必然结果, 也是人们追求事物极限的需求。当一个事物的尺寸小至微米或纳米级时, 就需要更先进的科技技术来维持, 否则会出现很多新的问题。微型机械中的构建材料与宏观机械的构建材料是不一样, 一旦微型机械中的构建材料出现问题, 传统的机械理论根本就派不上用场。

微型机械研究发展到现在, 我们已经可以制造出很多微型机械的零件, 但是, 由于现在还没有成型的微系统理论知识, 所以要将这些微型机械的零件组合成微型机电系统, 并发挥它的功效是十分困难的。现在, 在微型机电系统研究中存在许多有关微摩擦学、微热力学等问题, 严重影响了微型机械运行的可靠性, 甚至导致微型机械严重损坏的现象。

总而言之, 由于微型机械系统在设计时存在一些基础问题, 已经严重拖累了微型机电系统的发展, 所以对微型机械微系统基础理论的研究已经刻不容缓。如今, 微型机械微系统基础理论的研究主要以三个方面为中心:

a.通过对微观条件下微系统的运动规律、微小构件的物理特性和受载之下的力学行为以及物理、化学和生物效应等方面的研究, 我们从中得到规律, 为微系统基础理论的研究提供依据。

b.在研究物理、化学和生物原理的基础上, 探索微型化和集成化的新理论, 开发新功能的系统, 从而开发新的技术领域。

c.在实现高效率生产硅等材料的前提下, 实现微系统传感、测量、控制和执行的有效集成的微系统的测量和控制技术。如果这些问题得以解决, 我们就可以在研究微型机械微系统中取得成绩。

3 微机械设计基础研究的范畴

3.1 微机械设计基础研究

微机械不是单纯地将传统机械变小, 而是根据现代科学技术, 用一种全新的思路, 设计研究微机械。由于微机械不同于传统机械, 所以在研究设计时, 应格外注重尺度、材料、制造方法和工作原理等方面, 结合微型机械的实际特点与用途进行研究设计。目前, 我们对微型机械的设计研究主要为以下内容:a.研究微机械中运动变换、动力传递和机电系统动态特性的微机构学。b.研究材料学, 为制造微构件寻找性能独特的材料, 研究材料在环境影响下的变形响应和失效规律。c.研究微摩擦学, 从原子和分子的角度考虑, 研究原子和分子间相互运动碰撞产生的作用力, 变化和损伤机理, 以及对策的方法。

3.2 微机械研究的分支学科

随着微机械不断地发展, 微机械的研究内容还出现了分支学科:

3.2.1 微机构学。

微机电研究内容的主要部分是微机构学。微机构学就是要求在一个很小的空间里传递能量, 转化一些运动等功能, 依靠这些功能完成一些指定的动作, 并且达到一些精确度。但是由于空间很小, 可供支配的能量有限, 就需要在设计微机械时, 尽可能少使用构造零件。根据微机电系统的特点, 微机构学的主要研究内容如下:a.在研究微机构时, 应该秉着微型化和低耗能的原则进行研发和设计, 根据多功能微组合机构研究, 微机构与微电子或微光器件等的集成系统的合理组成原理进行设计研发。b.主要分析微机构及其组合系统的动力学, 研究微机电系统弹性动力学与多柔性系统动力学研究以及产生。c.研究微机构在制造时产生的误差, 构件之间的弹性, 运动时产生的摩擦等, 对上述运动严格分析。

3.2.2 微构件材料力学。

用于制造微构件的材料不仅要保证微机械的性能要求, 还必须满足纳米加工方法时所要求的条件, 因此, 材料类别和它们的物理性能与传统机械不同。如果构件在一定程度内进行了缩小, 构件内部材料的缺点就会进一步减少, 导致材料的机械性强度增强, 就会出现尺寸效应。由于微构件的抗拉强度、断裂韧度、疲劳强度以及残余应力等都和大构件不一样, 所以这些上述的物理量都需要重新定义。

3.2.3 微摩擦学。

在危机点系统设计中, 对摩擦学研究突出了很多的要求。在微机械中, 由于微机械没有太大的能源, 所以不会有太大的摩擦力, 在这种情况下, 我们就要尽可能实现零摩擦, 使摩擦损失的能量降到最少。如果能达到零摩擦, 我们就可以大大地提高微机械的运行效率和微机械的使用寿命。摩擦学主要研究内容有:a.滑动磨损中, 分子的转移规律, 如何取用材料, 可达到零摩擦。b.降低摩擦材料的开发。c.表面薄膜涂层微摩擦磨损性能与应用研究。

4 结论

在科技日益发展的今天, 微小型的微电子机械逐渐地进入了机械领域, 使微电子与机械融为一体, 制造出结构复杂和功能独特的微型机电系统。微型机电的特点是体积小、重量轻、耗能低和性能稳定, 有利于生产。在生产过程中, 由于微型机电体积小, 在一定程度上可以节约原料成本。由于微型机电有惯性小、谐振频率高、响应时间短、附加值高等优点, 使微型机电广泛应用于生物医药、军事、工业和农业等各方面, 预计可以带来巨大的经济效益。随着对微型机电系统不断深入研究, 人们已经开始对微型机电系统有了初步地了解。由于对微型机电系统只是初步地了解, 所以对微型机电系统研究中很多存在的基础问题仍然没有办法解决, 使微型机械的发展比较缓慢。本文就微型机械设计基础研究的重要性做了研究, 希望可以给设计师在微型机械设计中带来一些灵感。

摘要：微型机械系统在设计时, 由于存在一些基础问题没有解决, 使微型机械的发展比较缓慢。本文就微型机械设计基础研究的重要性做了研究, 希望可以给设计师在微型机械设计中带来一些灵感。

关键词：微型机械,设计,研究

参考文献

[1]莫海军, 吴上生, 蓝民华, 李杞仪等.机械设计教材中几个问题的探讨[J].机械设计与研究, 2009 (3) .[1]莫海军, 吴上生, 蓝民华, 李杞仪等.机械设计教材中几个问题的探讨[J].机械设计与研究, 2009 (3) .

[2]刘莉.浅谈机械设计中三维动画创作与应用[J].核动力工程, 2003 (2) .[2]刘莉.浅谈机械设计中三维动画创作与应用[J].核动力工程, 2003 (2) .

[3]陈扬枝, 胡强, 罗亮.一种基于空间曲线啮合原理的新型传动机构的研究[J].机械传动, 2009 (2) .[3]陈扬枝, 胡强, 罗亮.一种基于空间曲线啮合原理的新型传动机构的研究[J].机械传动, 2009 (2) .

[4]任明星, 李邦盛, 杨闯, 傅恒志.微尺度铸件的力学性能及断裂行为研究[J].哈尔滨工程大学学报, 2008 (3) .[4]任明星, 李邦盛, 杨闯, 傅恒志.微尺度铸件的力学性能及断裂行为研究[J].哈尔滨工程大学学报, 2008 (3) .

[5]李姣, 雷竹峰.现代机构学研究综述[J].机械管理开发, 2011 (6) .[5]李姣, 雷竹峰.现代机构学研究综述[J].机械管理开发, 2011 (6) .

3.浅谈《机械设计基础》教学 篇三

【关键词】机械设计基础；教学方法；现代教育

《机械设计基础》是机械类专业的基础课，它的教学成败将直接影响本专业其他课程的理论学习和实践。我们在进行该课的教学过程中，存在着两大难点：一方面是概念多，内容抽象，并且实践性强，极易使学生产生厌学和弃学心理；另一方面是进入高职院校的学生大部分学习基础差，其中有为数不少的学生在高中时就“厌学”，在他们心中，到高职读书不是“我要读书”，而是父母“要我读书”， 缺乏学习兴趣和学习动力。如何在学习《机械设计基础》学科中，帮助他们在建立兴趣和学习自信心的同时.激发他们的思维，培养他们的创造能力，这是摆在所有高职院校专业教师面前的重要任务。在这里本人就高职《机械设计基础》这门课程的教学谈谈自己的看法。

一、导入形象直观，培养学生的学习兴趣。

心理学研究表明，人对事物感知的印象是先入为主，首次认知对后继学习能否顺利进行至关重要。课堂教学的有效导入可控制学生的非智力因素，使学生把注意力较快地集中到学习任务上来。利用学生的好奇心理，结合具体教学内容，有针对性地选择教学媒体，可体现教学的直观性原则。利用这一年龄段学生具有强烈好奇心、凡事易凭兴趣、自我约束能力还不够强的特点，充分组织好每堂课的教学导入，让学生在好奇、兴奋中，无意识地学习某些知识，对学生学好这门课是一项不可缺少的教学手段。虽然许多知识需要有意识记忆，但作为教师，可以有意识地利用学生的“无意识”，引发其“有意识”的产生，达到教与学的目的。夸美纽斯说：“兴趣，是创造一个欢乐和光明的教学环境的重要条件之一。”兴趣是环境和文化的产物，是后天习得的，它是一个人获得知识、发展能力不可或缺的心理素质，又是学习的动力。因此，在课堂教学中，重视培养学生的学习兴趣，创设轻松愉快、生动活泼的课堂气氛，是激发学生学习动力的关键。

1.以“奇”生趣。例如在学习机器的组成一节时，机器能够转换能量，有四个部分组成，分别是动力装置、执行部分、传动部分和操纵或控制部分。讲完之后让学生举例自己常见的机器，如汽车、机床、飞机、拖拉机、三轮车等等，分析它们的组成，这些机器都有动力装置进行能量转换。然后老师设问：“同学们看过《三国演义》吗？”顿时课堂气氛活跃，因为《三国演义》对同学们来说是再熟悉不过了。《三国演义》第一百二回云：诸葛亮造木牛流马，方腹曲头，一脚四足，皆不食水，可以昼夜转运不绝，上山下陵各尽其便。这种交通运输工具是机器吗?是与否的回答异常活跃。老师再追问：“这种交通运输工具有原动机吗？它是什么样的？是发动机、电动机？”回答显然是否定的。这种交通运输工具是一个不消耗能量，经过科学家多少年论证不存在的永动机。经过一番举例讨论后，使学生感到新奇，又很好地掌握了课堂知识，从而激发了学生的学习兴趣。

2.动画生趣。如在学习铰链四杆机构、凸轮机构、间歇运动机构时，采用动画课件，把曲柄摇杆机构的急回特性、死点位置、凸轮机构的从动件运动规律，以及间歇运动机构的特点生动形象地进行演示，这样就在教学过程中使师生之间的信息交流和反馈得以加强。声、像、文、图并茂的教学信息，也增强了教学的艺术效果，增强了学生对学习内容的认识和理解，提高了课堂教学效率。

二、良好的教学方法在《机械设计基础》课教学中的作用

1.启发式教学

高职学生年龄在十八九岁，正是思想活跃的阶段，那种传统的讲授、满堂灌的教学方法对现在的学生是肯定行不通的。而且讲授过多枯燥难懂的理论知识，会阻碍学生主观能动性的发挥。因此在教学中我们应采用启发式教学，提倡“以学生为主体，教师为主导”的教学模式，要允许学生对不理解的问题随时举手发问，并对学生抢接话题发表自己的见解给予肯定，鼓励和引导学生积极参与到课堂教学的每一个环节中来，调动其听课的积极性。

例如在讲齿轮传动、链传动、带传动等内容时，每次在讲一种新的传动时，我们可以让学生思考一下，在日常生活中有哪些传动的实例？自己在哪些地方见过这些机构？它们的工作特点是什么？这样带着问题听课，并在讲解中不断提出新问题，在教师的启发下，学生得到一个自由发挥的空间，调动积极思维，发现解决问题的方法，始终体现主体地位，发挥主观能动性。

2.项目教学法

项目教学法，是指将传统的学科体系中的知识内容转化为若干个教学项目，围绕着项目组织和展开教学，使学生直接参与项目全过程的一种教学方法。是师生通过共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动。一般由确定项目任务、制定工作计划、实施计划、成果展示与评估几部分构成。在项目教学中，学习过程成为一个人人参与的创造实践活动，注重的不是最终的结果，而是完成项目的过程。学生在项目实践过程中，理解和把握课程要求的知识和技能，体验创新的艰辛与乐趣，培养分析问题和解决问题的能力及团队精神和合作能力等。例如项目教学法在铰链四杆机构教学中的实际应用 ：

（1）教学项目的确定。铰链四杆机构是中国劳动社会保障出版社《机械基础》模块六“平面连杆机构”中的课题1，介绍铰链四杆机构的三种基本形式、判断条件及应用，它是课题2铰链四杆机构演化学习的基础，也是后续学习凸轮机构、间歇运动机构的铺垫。由于平面连杆机构能以简单的结构实现复杂的运动规律,而且更以其独特可靠的低副联接形式，倍受广大机械设计人员的瞩目。其在工业、农业、冶金、化工、纺织、食品等机械中的应用实例不胜枚举。如此重要的教学内容，应该探寻一种形式新颖、方法独特的教学方法，以达到良好的教学效果。

（2）工作计划的制定。学生通过观看视频资料和其它班作品，组长组织成员交流探讨填写教师事先发放的学材。然后抽取制作任务。确定本组团队名称及口号；根据组员各自的特点进行角色分配，推选出陈述员、自评员、互评员、信息员，各角色各施其责；依据任务确定设计尺寸,绘制构件图样，讨论设计制作方案。编写制作产品说明书。策划本组学习成果展示方案。

（3）工作计划的实施。小组成员根据计划分工，进行各自的工作,其中遇到的问题可通过教师预先准备的资料查找。在这一过程中，教师的主要任务是关注学生的考虑是否正确，是否周全，并进行新思维的启发，鼓励学生朝目标方向努力。引导他们进一步思索探究,使学生自己在实践中理解知识、掌握知识和运用知识。教师的角色是引导者和协作者,指挥引导学生掌握项目所需知识，完成技能训练。

（4）成果展示与评估。各组陈述员依次上台展示成果、按照本组产品说明书讲解作品；自评员阐述本小组自评结果并给出自评成绩；对应小组的互评员阐述本小组互评结果并给出互评成绩;教师根据制作过程、学习成果以及展示过程的点评，对学生知识目标达成情况给予评价；然后客观公正填写学习质量评价表。填写时评价的结果均用A、B、C、D四个等级来表示、作为本次课各小组的学习成绩。通过开展相互观摩学习,可以巩固本次课学习的新知识，师生共同检测本次课知识目标达成情况；同时渗透德育和职业教育，进一步达成方法能力目标和社会能力目标。

三、现代化教育技术在教学中运用

传统的教学方法只是教师——学生——教材三点一线的简单形式，使学生感到枯燥乏味、难以理解，最终失去学习兴趣。而多媒体教学具有教学信息传输量大、可以有效提高教学效果的特点。对于问题具有化繁为简、化静为动等作用，从而使教学方法生动灵活。

对刚刚从初中升人职高的学生来说，《机械设计基础》课本中新出现的运动副、构件、机构、曲柄、摇杆等术语，他们知之甚少，也缺乏直观的印象。因此教師在教学中要充分利用学校的多媒体资源，将教学内容中抽象的、无法观察的结构和形状逼真地展示在学生面前，充分激发学生的学习兴趣与学习主动性，建立学生的感性认识，从而获得传统教学手段无法达到的效果。在教学方法和教学手段上更应该充分直观地体现零部件的具体构造和运动情况。我在教学中结合专业教学特点，制作了《机械设计基础》多媒体课件，逐步在教学中使用。这样，一方面增大了信息量，另一方面又增强了学生的学习兴趣，使教学质量和效果有了明显提高。

现在的学生大多是“90后”，他们的思想观念、世界观、人生观与过去的学生相比已经有很大的不同，教师也要不断改变、提高自己的认知观念和知识水平.以便更好地适应新的教学环境。我们不仅需要现代化的教学手段，而且需要全新的观念和理论去重新审视和指导教学活动的各个领域和环节，以促进教育的改革与发展，培养高素质人才。这都需要我们在今后的课程教学实践中不断探索，以求完善。

教育家叶圣陶先生说：“所谓教师之主导作用，盖在善于引导启迪，俾使学生自奋其力，自致其知，非谓教师滔滔讲说，学生默默取受。”实践证明，教师滔滔讲说，呕心沥血，方法不当，事倍功半。尤其机械设计基础这门枯燥、繁杂且不系统的课程，若照本宣科，不进行教学信息的双向交流，学生必学之无味，学之困难。所以只有 将“教”与“学”配合好才能更好的完成教学。

4.机械基础教案 篇四

第一篇

机构及机械零件基础

通常一台完整的机包括三个基本部分：（1）（2）（3）

第一章

第一节

一、低副

两构件以面接触组成的运动副称为低副

1、若组成运动副的两个构件只能作相对转动，这种运动副称为转动副或回转副

2、若组成运动副的两个构件以面接触，且沿某一固定直线或曲线（如圆弧）作相对移动，这种运动副称为移动副。

第二节

平面机构具有确定运动的条件

一、平面机构的自由度

一个作平面运动的自由构件具有三个自由度。

活动构件的自由度总数减去运动副引入的约束总数就是该机构相对于固定件的自由度数，以F表示即

F=3n-2PL-PH

机构具有确定运动的条件是:机构的原动件数目必须等于机构的自由度。

第二章

平面连杆机构由若干刚性构件用低副联接而成，也可称为平面低副机构。

平面连杆机构的优点是：由于机构中名构件之间的运动副都是低副制造比较简单，承载能力大；

平面连杆机构的缺点是：为实现复杂运动规律或运动轨迹设计的平面连杆机构一般比较繁琐，且多数另能近似满足设计要求；机构构件较多时，有较大的积累误差。

第一节

平面四杆机构的分类及其应用

一、全转动副的四杆机构（又称铰链四杆机构）

1、曲柄摇杆机构

2、双曲柄机构

具有两个曲柄的铰链四杆机构称为双曲柄机构。

3、双摇杆机构

两连架杆均为摇杆的四杆机构称为双摇杆机构。

二、含有移动副的四杆机构

1、曲柄滑块机构

当四杆机构中有一连架杆为曲柄，另一连架杆相对于机架往复移动而成为滑块时，则这个四杆机构称为曲柄滑块机构。

2、导杆机构

四杆机构、其连架杆1为曲柄，连架杆3对滑块2的运动起导向作用，称为导杆。

第三章

凸轮机构的间歇运动机构

平面连杆机构 运动副及其分类 机构分析的基本知识 原动部分 工作部分 传动部分

第一节

凸轮机构的应用和分类

凸轮机构按其运动形式，分为平面凸轮机构和空间凸轮机构两种。

凸轮机构运动简图（a）平面凸轮机构(b)空间凸轮机构(c)移动凸轮机构 1凸轮 2从动件3机架

一、凸轮机构的应用及特点

凸轮是一个具有一定形状的曲线轮廓或凹槽的构件。当凸轮运动时，通过其轮廓或凹槽与从动件接触，使从动件实现预定的运动。止轮机构主要由凸轮、从动件和机架组成。凸轮与从动件之间可以通过弹簧力、重力或几何形状封闭等方法来保持接触。从动件运动规律完全取决于凸轮轮廓的形状。

二、凸轮机构的分类

1、按凸轮的形状分类 ① ② ③ 盘形凸轮，也叫平板凸轮。移动凸轮 圆柱凸轮。

2、按从动件端部形状分类 ① ② ③

第四章

带传动和链传动

第一节

带传动概述

一、带传动的类型

1、按传动原理分类 ① ② 摩擦式带传动 齿合式带传动 尖顶从动件 滚子从动件平底从动件

2、按传动带的截面形状分类 ①平带 ② V带 ③ 圆形带 ④ 多楔带 ⑤ 同步带

二、带传动的特点

1、由于带具有弹性与挠性，可起到缓冲和减振的作用，运转平稳，噪声小

2、可用于远距离（两轴中心距离较大）的传动。

3、结构简单，便于维护。

4、由于它靠摩擦力进行传动，当传动负荷过载时，带会在带轮上进行打滑，故能起到过载保护作用。

5、带传动效率（与齿轮传动相比）较低，平均效率一般为n=0.94~0.97。

6、带靠摩擦传动，摩擦容易起电。因此，不能用在有易燃、易爆危险品的场合，如某些化要车间。

7、对于传动比要求比较严格的场合，不能采用带传动。

第二节

链传动概述

一、链传动的特点和类型

链传动由装在平行轴上的链轮和跨绕在两用人才链轮上的环形链条所组成，以链条作中间挠性件，靠链条与链轮轮齿的啮合来传递运动和动力。

链传动结构简单，耐用、维护容易，适用于中心距较大的场合。与带传动相比，链传动能保持稳定准确的平均传动比；没有弹性滑动和打滑需要的张紧力小；能在温度较高、有油污等恶劣环境条件下工作。与齿轮传动相比，链传动制造和安装精度要求较低，成本低廉，能实现远距离传动；但瞬时速度不均匀，瞬时传动比不恒定；传动中有一定的冲击和噪声。

按照链条的结构不同，传动力用的链条主要有滚子链和齿形链两种，齿形链具有传动平稳、噪声小，承受冲击性能好，工作可靠等优点，但结构复杂，重量较大，价格较高。

第四章

一、概述

齿轮传动是机械传动中应用最广泛的传动形式。其主要优点是：传动准确可靠，效率高，寿命长，适应的载荷和速度范围广，能在空间任意两轴间传递运动和动力等；主要缺点是制造和安装要求精度较高，两轴相距较远刊机构庞大，不适宜用在距离传动的场合。

二、齿轮传动的类型

齿轮传动

第一节

齿轮传动概述

其分类方法主要有以下三种。

1、按两齿轮轮轴的相对位置分类 ① 两齿轮轴线平行圆柱齿轮传动，平行的圆柱齿轮，双可按照轮齿相对轴线的方向分为直齿圆柱齿轮传动斜齿圆柱齿轮传动和人字形齿轮传动三种。圆柱齿轮按照啮合情况又可分成外啮合齿轮传动内啮合轮传动及齿轮与齿条传动等。② ③ ① 两齿轮轴线相交的锥齿轮传动。两员线相交的锥齿轮传动又有直齿锥齿轮传动和曲齿锥齿轮传动两种。两齿轮轴线相错的齿轮传动，两轴线相错的齿轮传动又可分为交错轴斜齿轮传动和蜗杆蜗轮传动。

开式齿轮传动。开式齿轮传动的齿轮外露齿轮上容易落上灰尘，不能保证良好的润滑，容易产生磨损。这种类型的传动多用于传动齿轮较大的场合，如矿山设备、建筑设备等。② 闭式齿轮传动。闭式齿轮传动的齿轮全部安装在封闭的刚性箱体内，安装精确，润滑良好，工业企业的设备多数采用该类型。按齿轮齿廓的曲线形状可分可为渐开线齿轮传动摆线齿轮传动和圆弧齿轮传动等；工程中常用渐开线齿轮传动，其容易加工制造，费用低，广泛应用在各类设备中。

第二节

渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分的名称和基本尺寸

一、齿轮各部分的名称

2、按齿轮的工作条件分类

3、按齿轮廓的曲线形状分类

齿廓啮合线

1、齿顶圆。过齿轮顶端的圆为齿顶圆，是齿轮上最大的圆（或直径）。其半径和直径分别用ra和d a 表示。

2、齿根圆。过轮齿根部的圆为齿根圆，其半径和直径分别用rf和df 表示。

3、分度圆。在齿顶圆与齿根圆之间，取一个圆作为计算齿轮各部分尺寸的基准，称为分度圆，其半径和直径分别用r和d 表示。分度圆上的齿厚s、齿槽宽e、齿距p、压力角a等分别规定这些符号一律不加脚标。而其他圆上的参数必须指明是哪个圆上的参数，如基圆齿厚符号为sb、齿顶圆压力角符号为aa等。

4、齿顶高。齿顶圆和分度圆之间沿半径方向的高度称为齿顶高，用ha 表示。

5、齿根高。齿根高和分度之间沿半径方向的高度称为齿根高，用hf表示。

6、全齿高。齿根圆和齿顶圆之间沿半径方向的高度称为全齿高，用H表示。

7、齿距。任一圆上，相邻两齿对应点间距离不齿距。分度圆上的齿距（简称齿距或周节）用P表示。

8、齿厚。在齿轮同一圆周上，一个轮齿左右两齿廓间的距离（弧长）称为齿厚。分度圆齿厚用S表示。

9、槽宽。分度圆上，一个齿槽两侧齿廓间的弧才称为槽宽，用E表示。显然

p=s+e

10、齿轮宽度。轮齿沿轴线方向的宽度称为齿轮宽度，用B表示。

二、渐开线齿轮的主要参数

1、模数

工程上规定比值P/∏于整数或选择简单的有理数，并称之为齿轮模数，以M表示，单位为㎜。所以可将上式写成 d=mz

2、压力角

我国规定分度圆上的压力角a=200，称为标准压力角。

3、齿顶高系数和顶隙系数

齿顶高ha=ha*m

齿根高 hf=ha+c=(ha*+c*)m

第三节 渐开线齿轮的啮合

一、渐开线齿轮连续传动的条件

为了保证齿轮能够连续传动，就必须使前一对轮齿尚末脱离啮合时，后一对轮齿已经进入啮合。

第四节

一、概述

斜齿圆柱齿轮是逐渐进入和退出啮合，同时啮合的轮齿数较直齿圆柱齿轮为多，重合度较大。与直径齿轮传动相比，其传动平稳，承载能力大，适合于高速及大切率传动，斜齿轮的主要缺点是产生轴向力。

第五节

锥齿轮传动的概念

一、概述

锥齿轮用来传递两相交轴的运动和动力。其传动可以看成是两个锥顶共点的圆锥体相互作纯滚动。

第六节

蜗杆传动

当两传动轴既不平行，也不相交，而在空间垂直相错且要求传动比较大时，可以采用蜗杆传动，如图所示，本节讨论常用的普通圆柱蜗杆蜗轮传动。

斜齿圆柱齿轮传动

一、特点

1、传动比大，动力传动中可取i=10~80，分度机构可达1000，故机构紧凑。

2、传动平稳，噪音小

3、蜗杆蜗轮传动可实现自锁，常用于需要反向自锁的设备中。蜗杆蜗轮传动的主要缺点效率较低，发热和磨损严重。为减少摩擦和磨损，提高传动效率，蜗轮齿圈常需用贵重的青铜制造。

第五章

螺纹联接与螺旋传动

螺纹联接和螺旋传动都是利用具有螺纹的零件进行工作的，前者作为紧固联接件，后者则作为传动件。

第一节

螺纹的基本知识

一、螺纹的类型

螺纹有外螺纹和内螺纹之分，二者共同组成螺纹副用于联接或传动。螺纹有米（公）制和英制两种，我国除部分管螺纹外都采用米制螺纹。常用的螺纹牙型有三角型、矩形、梯形和锯齿形等。按螺旋绕行方向的不同，螺纹可分为右旋螺纹和左旋螺纹，通常用右旋螺纹。按螺旋线的数目，还可将螺纹分为单线（单头）螺纹和多线螺纹，一般常用的是单线螺纹。

二、螺纹的主要参数

现以圆柱普通螺纹为例说明螺纹的主要几何参数，1、大径d与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的假想圆术体的直径，是螺纹的最大直径，在有关螺纹的标准中称为公称直径。

2、小径d1：与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的假想圆柱体的直径，是螺纹的最小直径，常选此直径作为强度计算的依据。

3、中径d2：在螺纹的轴向断面内牙厚与牙槽宽相等处的假想圆柱的直径。

4、螺距p：螺纹相邻两牙在中线上对应两点间的轴向距离。

5、导程s：同一条螺旋线上两牙间的轴向距离。导程s、螺距p及线数z之间的关系为s=zp。显然对单线螺纹而言其螺距与导程相等。

6、螺纹升角^：按螺纹中径所在的圆柱量得。由图6-4可得

tan^=s/

7、牙型角a和牙侧角B：在螺纹 的轴向断面内，螺纹牙型相邻两侧边的夹角称为牙型角。牙型侧边与螺纹轴线的垂线间的夹角称为牙侧角，三角形和梯形螺纹具有对称的牙侧角，锯齿型螺纹如图所示。其牙侧角是不对称的。

三、常用螺纹的特点及应用

由于三角形螺纹副中的摩擦属于楔面摩擦，自锁性能好，即只要适当控制螺纹升角，即可得到良好的自锁性，从而提高了连接的可靠性。三角形螺纹的牙根厚、强度高，但效率低，故多用于紧固联接。

1、普通螺纹

普通螺纹即米制三角形螺纹，其牙型角为a=600 ,螺纹大径d称为螺纹的公称直径，以㎜为单位。

2、管螺纹

管螺纹是英制螺纹，公称直径为管子的内径。可将管螺纹分为550非螺纹密封管螺纹和用螺纹密封的管螺纹。

第二节

一、螺纹联接的基本类型

1、螺栓联接

这种联接是利用一端有头、另一端有螺纹的螺栓穿过被联接件的光孔，拧上螺母将被联接件联成一体。

2、双头螺柱联接

螺纹联接的基本类型和螺纹联接件 双头螺柱的两端加工成螺纹，联接时一端拧紧在被联接件之一的螺纹孔内，另一端穿过另一被联接件的通孔，再旋上螺母。

3、螺钉联接

螺钉的杆部一般全部为螺纹，其联接的特点是不用螺母，用途与双头螺柱联接相似，多用于不需经常拆卸的场合。

4、紧定螺钉联接

将紧定螺钉旋入一零件的螺纹孔中，并以其末端顶住另一零件的表面或嵌入相应的凹坑中，以固定两个零件的相对位置，并传递不大的力或转矩。

5、地脚螺栓联接

地脚螺栓的一端为钩头、另一端为螺纹，与螺母相联，其作用是将设备固定在地基上。

第三节

螺纹联接的预紧和防松

一、螺纹联接的预紧

大多数情况下，在装配螺栓时要预紧螺母。

二、防松

一般在静载荷和温度不高的情况下，拧紧螺母后，只靠螺纹之间的预紧力F产生的摩擦力是能自锁的，不会自行松脱，但在冲击、振动或变载荷作用下，螺纹之间的摩擦力可能减小或消失，联接有可能松脱而发生事故，因此，这种螺纹联接时，必须考虑防松问题。

第四节

螺旋传动

在机械中，有时需要将转动变为直线移动。螺旋传动是实现这种转变经常采用的一种传动，分别为螺旋压力机和螺旋千顶，工作部分的直线运动都是利用螺旋转动来实现的，又如机床给机构中采用螺旋传动实现刀具或工作台的直线进给。

螺旋传动是由螺杆、螺母和机架组成的螺旋机构来完成的，主要用于将回转运动转变为直线运动，同时传递运动和动力的场合。螺旋传动一般采用梯形螺纹或锯齿形螺纹。

第六章

轴承

轴承是用来支承轴及轴上零件、保持轴的旋转精度和减少转轴与支承之间的摩擦和磨损，轴承分两大类：滚动轴承和滑动轴承。两类轴承按所受载荷方向的不同，又可分为向心轴承和推力轴承两种。

第一节

滑动轴承的类型与构造

滑动轴承按其工作表面的摩擦状态有液体摩擦和非液体摩擦之分。摩擦表面完全被润滑油隔开的轴承称为液体摩滑动轴承。

摩擦表面不能被润滑油完全隔开的轴承称为非液体摩擦滑动轴承。

一、向心滑动轴承

滑动轴承一般是由轴瓦、壳体、连接零件及附属的润滑、密封等装置组成。常用的非液体摩擦滑动轴承的类型与构造

1、整体式滑动轴承

典型的整体式向心滑动轴承，系由轴承座和轴瓦构成。

2、剖分式滑动轴承

剖分式向心滑动轴承，它由轴承座、轴承盖、双头螺柱、螺母和对轴瓦等组成。

3、自动调心式滑动轴承。

二、推动滑动轴承

推力滑动轴承由轴承座

1、衬套

2、向心轴瓦3和环状推力轴瓦4等组成。

第二节

滚动轴承的基本构造和类型

一、滚动轴承的基本构造

滚动轴承有多种结构型式，其基本构造由是外圈

1、内圈

2、滚动体3和保持架4组成。

二、常用滚动轴承的类型和应用

第一种分类法：按其承受载荷的作用方向，可分成三大类，即径向接触轴承、向心角接触轴承和轴向接触轴承。

1、径向接触轴承

这类轴承主要用于承受径向载荷，可分为：深沟球轴承、圆柱滚轴承、调心球轴承等。

① 深沟球轴承

2、向心角接触轴承

这类轴承能同时承受径向与单向轴向载荷，可分为：角接触球轴承、圆锥滚子轴承等。

3、轴承向接触轴承

轴承只能承受轴向载荷。轴承两个套圈的内孔直径不同，直径较小的套圈紧配在轴颈上，直径较大的套圈安放在机座上，称为座圈。

第2种分类法：按滚动体形状可分为球轴承和滚子轴承两大类。

① 球轴承。球状滚动体与内、外圈滚道为点接触，故承载能力、耐冲击能力低，但极限转速较高，价格便宜。

②

滚子轴承。滚动体与内、外圈滚道为线接触，承载能力、耐冲击能较高，但极限转速低，价格较贵。

第二篇

液压与气传动

液压与气传动都是以有压流体（压力油或压缩空气）为工作介质，进行运动和动力传递的一种传动方式。

第七章

液压传动基本知识

第一节

液压传动的基本概念

一、液压传动装置的组成

一个完整的液压传动装置是由四部分组成的。

1、动力元件。液压泵，它给液压系统提供压力油，是将电动机输出的机械能转换为油液的液压能的元件。

2、执行元件。液压缸或液压马达，是将油液的液压能转换为驱动工作部件的机械能的元件。实现直线运动的执行元件叫做液压缸；实现旋转运动的执行无件叫做液压马达。

3、控制调节元件。各种控制阀、压力控制阀、流量控制阀等，用以控制调节液压系统油液的流动方向、压力和流量，以满足执行元件运动的要求。

4、辅助元件。辅助元件包括油箱、滤油器、蓄能器、热交换器、压力表、管件和密封装置等。

二、液压传动的优缺点

1、液压传动的优点

与机械传动、电气传动相比，液压传动的优点如下：

① 从结构上看，与机械传动相比传递同样载荷，液压传动装置体积小，重量轻，结构简单，安装方便，便于和其他传动方式联用，易实现较远距离操纵和自动控制。

② 从工作性能上看，速度、转矩、功率均可作无级调节，能迅速换向的变速，调速范围宽，动作快速性好。

③ 从使用维护上看，元件的自润滑性好，能实现系统的过载保护，使用寿命长；元件易实现系统化、标准化、通用化，便于设计、制造、维修和推广使用。

2、液压传动的缺点

① 由于存在油液的漏损和阻力损失，因此系统的效率低。

② 液压元件的加工的装配精度要求较高，成本较高。

③ 系统受温度的影响较大，故液压传动不宜在高温和低温的场合使用。

④ 系统的故障原因有时不是易查明。

第八章

液压元件

第一节

液压泵

液压泵是将电动机（或其他原动机）输入的机械能转换为液体压力能的能量转换元件。在液压系统中，液压泵是动力元件，作为动力源，向液压系统供给液压油，是液压系统的“心脏”是液压系统重要的组成部分。

一、常用液压泵的种类

液压泵的种类多，按其结构不同可分为柱塞泵、叶片泵、齿轮泵及凸轮转子泵等；按输出的流量能否调节可分定量泵和变量泵。按额定压亿的高低又可分为低压泵、中压泵和高压泵。

第二节

液压缸和液压马达

液压缸和液压马达的作用与液压泵正好相反，它是将液压能转变为机械能的转换元件，在液压传动系统中属于执行元件。

一、液压缸是液压系统中应用最为广泛的执行元件。按照液压缸的结构形式，可分为活塞式、柱塞式和摆动液压缸。按照液压缸-的驱动方式，可分为单作用液压缸和双作用液压缸两大类。

第三节

液压控制阀

液压阀的种类很多，根据其工作特点和用途的不同可分为三大类：

1、方向控制阀，如单向阀、换向阀等。

2、压力控制阀，如溢流阀、顺序阀、减压阀等。

3、流量控制阀，如节流阀，调速阀等。

一、方向阀

方向阀用来控制油液的定向、换向和闭锁等，它包括单向阀和换向阀。

1、单向阀

单向阀的作用是使油液只能沿一个方向流动，因此亦称逆止阀。

2、换向阀

换向阀的作用通过阀心的运动，变换油流方向或截断油路来对油流进行方向控制。

二、压力阀

压力阀用来控制液压系统中的压力，以实现恒压、限压、减压或稳压，或利用系统中压力的变化来控制某些液压元件的动作，压力阀是利用阀心所受的液压作用力和弹簧力的平衡关系来进行工作的。

压力阀按用途可分溢流阀、减压阀、顺序阀和压力继电器等。

第九章

液压基本回路及液压系统

第一节

液压基本回路

一、方向控制回路

在液压系统中，起控制执行元件的起动、停止（包括锁紧）及换向作用的回路，称为方向控制回路。

1、换向回路

运动部件的换向，一般可采用各种换向阀来实现。

2、闭锁回路

为了使执行元件在任意位置上停止后漂移或窜动，可采用闭锁回路。

第十章

气压传动

气压传动系统是以压缩空气不工作介质实现动力传递和工程控制的系统，与机械、电气、液压传动相比，由于气压传动的工作介质的空气，因此具有来源方便、不污染环境、节能、高效、动作迅速、维护简单等优点，此外，气动元件结构简单、成本低、寿命长，使得气压传动近年来发展迅速，在机械、轻工、航空、交通运输等行业中得到广泛应用。

第一节

气压传动基本知识

一、气压传动系统的组成

气压传动系统由以下四部分组成。

1、气源装置。气源装置即压缩空气的发生装置，其主体部分是空气压缩机（简称空压机）。它将原动机（如电动机）供给的机械能转换为空气的压力能并经净化设备净化，为各类气动设备提供洁净的压缩空气。

2、执行机构。执行机构是系统的能量输出装置，如气缸和气马达，它们将气体的压力能转换为机械能，并输出到工作机构上去。

3、控制元件。控制元件是用来控制压缩空气的压力、流量和流动方向，以便使执行机构完成运动规律的元件，如各种压阀、流量阀、方向阀和逻辑元件等。

4、辅助元件。系统中除上述三类元件外，其余元件称辅助元件，如过滤器、油雾器、消声器、散热器、传感器、放大器及管件等。它们对保证系统可靠、稳定和持久地工作起着十分重要的作用。

第二节

气压传动系统的元件及装置

一、气源装置

1、空气压缩机

二、气动执行元件

气动执行元件中将压缩空气的压力能转化为机械能的能量转换装置，包括气缸和气马达。气缸用于实现直线往复运动，气马达用于实现旋转运动。

三、气动控制元件

5.机械基础中职教案 篇五

教学目标

1.科学探究：会做杠杆尺的探索性实验，能够观察记录杠杆尺的状态，学习使用图示法简化问题。能够从众多看似杂乱的数据中，分析整理出杠杆省力的规律。

2.情感态度和价值观：在科学探究过程中，培养乐于探究、注重科学事实、敢于提出不同见解、乐于合作与交流的意识;能够利用杠杆解决生活中的实际问题。

3.科学知识：能合理解释身边的杠杆工具的工作原理。

教学重难点

分析、整理数据，发现杠杆省力的规律。能够从众多看似杂乱的数据中，分析整理出杠杆省力的规律。

器材准备

学生材料：杠杆尺(课前组装好)、钩码一盒、实验记录表。(每组一份)

老师材料：学生材料一份、课件、老虎钳、镊子、小黑板。

教学建议

本课是具体认识一种简单机械的起始课，教师在实验过程中要特别注意“教、扶、放”的关系。

教学过程

第一课时

一、导入

1.科技史引入-阿基米德的故事

讲一讲古希腊阿基米德的大话、提出质疑阿基米德为什么说出如此大话?他所说的是一种什么神奇的装置呢?

2.活动一：我们也来撬地球。

⑴给你一根撬棍，你会如何撬起地球?模拟体验撬动地球(两种方法)

⑵认识它的结构(阻力点、支点、动力点)：像这种撬动“地球”的装置叫杠杆。杠杆工作时总围绕一个点转动。这个点叫支点。“撬地球”时，对杠杆用力的那点就是动力点，悬挂“地球”的点就是阻力点。

二、活动二：寻找杠杆的秘密。

1.分别移动杠杆支点、阻力点、动力点的位置，再去撬一撬“地球”，效果有什么不同?

2.看来并非任何情况下杠杆都能轻松撬起重物，怎样利用它才能使我们更省力?下面我们借助“杠杆尺”来进行进一步研究。

3.认识杠杆尺

⑴它的支点在哪里?我们把挂在左边的钩码看成“地球”，那么它挂的位置就是阻力点。右边不用手按，也挂上钩码来显示力的大小，那么这些钩码就可就成为动力，挂的位置就是动力点。既然这样，做实验的时候左右两边都只能在一个位置挂上钩码，不能遍地开花的到处挂。

⑵要想更明晰的分析实验现象，记录是必不可少的。怎样记录呢?

A、独立思考。

B、出示记录单：

杠杆尺不同时候的状态记录

第____小组____年____月____日

左（阻力点）情况	杠杆尺的状态（图示）	右（动力点）情况
钩码数	与支点距	钩码数	与支点距

C、杠杆尺不同状态的简笔图示：(见下表)

D、提示：小组内每做一次就记录一次。

4.小组活动

⑴小组商议成员分工。

⑵领取材料进行实验、记录。

5、汇报交流各组实验情况。

⑴.请各小组将材料放桌子中间，我们一起来交流一下实验结果。教师根据学生的汇报记录在小黑板上。 ⑵观察分析以上数据你们有什么发现?

(给学生留下思考的时间，如果学生觉得茫然，可以引导学生重点分析杠杆平衡状态的情况)

希望学生能有的发现：

A、不是所有杠杆都能省力;

B、当杠杆左右两边乘积相等，杠杆就能平衡。

C、动力点与阻力点，谁离支点近，谁就省力，谁离支点远，谁就省力。

⑶现在你能分析阿基米德所说的“大话”必须在什么情况下才能实现?

第二课时

一、复习回顾：

上节课我们一起认识研究了杠杆，大家都有哪些收获呢?(独立思考后交流)

二、杠杆在生活中的应用：

1.课件出示：下列工具中哪些属于杠杆类工具(钉锤、钓鱼竿。压井抽水柄、剪刀、镊子、虎口钳、钢笔?)你能找出它的三个关键的位置吗?

2.这些杠杆类工具中，哪些可以省力?为什么?

3.另外这些杠杆在使用中并不省力有时反而更费力，为什么我们还要使用这样的杠杆呢?

4.跷跷板(胖爸爸和瘦女儿一起玩跷跷板，怎样坐才协调?)

5.人体中的杠杆(参见课本26页拓展)

三、特殊杠杆(既不省力也不费力)——天平。

1.课件出示：天平，它是杠杆吗?省力还是费力呢?

2.介绍我国天平的的历史。(结合教材25页指南车资料)

3.你也能制作一个小天平吗?怎样做?需要哪些材料?(参考课本26页制作方法)

4.小组协商分工，领取材料进行制作。

6.机械基础公开课教案(2011) 篇六

教学时间：2011年12月8日下午第1节 教学班级：11机秋班 任课教师：封英

教学内容：齿轮传动

教学目标：通过本节的教学，要求学生掌握渐开线齿轮各部分名称、主要参数，直齿圆柱齿轮的尺寸计算

教学重难点：渐开线齿轮各部分名称、主要参数，直齿圆柱齿轮的尺寸计算 教具：齿轮

教学方法：讲练结合 教学环节：

二、由复习提问引入新课

1、齿轮传动的特点、应用

2、齿轮传动的分类

二、新课：

（一）渐开线齿轮各部分名称

1、齿顶圆：轮齿顶部所在的圆称为齿顶圆，其直径用da表示。

2、齿根圆：齿槽底部所在的圆称为齿根圆，其直径用df表示。

3、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。

4、全齿高：齿顶圆与齿根圆之间的径向距离称为齿高，用h表示。

5、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。

6、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。

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

（二）主要参数：

１．齿数Z 一个齿轮的轮齿数目即齿数。２．模数m 因为分度圆周长πd＝Zp，则分度圆直径为

d＝Zp／π

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π所得的商称为模数，用m表示。即

m＝p／π

(mm)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°。

（三）标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算 基本公式：

齿顶圆直径：da=m(z+2)齿根圆直径:df=m(z-2.5)分度圆直径:d=mz 中心距：a=m/2(z1+z2)例题：有一标准直齿圆柱齿轮，z=20, m=4mm,试求d，da，df。解：d=mz=4×20=80(mm)

da=m(z+2)=4×(20+2)=88(mm)df=m(z-2.5)= 4×(20-2.5)=70(mm)

三、小结

四、作业

1、什么是齿顶圆、分度圆、齿根圆？

2、什么是齿数、压力角、模数？分别用什么符号表示？

7.“机械设计基础”课程教学改革 篇七

本文提出一些改革措施,旨在改进 “机械设计基础”课程的教学方法,提高 “机械设计基础”课程的教学质量, 进一步培养学生独立完成机械设计的能力和创新意识。

一、中职学生的特点

中职学生的特点在综合素质方面表现为: 文化基础薄弱,探究、记忆、思维能力不高,对理论知识的学习不感兴趣,缺乏学习热情,没有自信心,不愿动脑,缺乏良好的学习习惯; 在行为习惯方面表现为: 意志不顽强,自制能力差,懒散,学习马虎,害怕困难,但动手能力强。

二、传统教学存在的弊端

( 1) 在传统教学中,教师只注重知识的讲解,忽视学生在教学活动中主体作用的发挥、综合能力的培养和专业素质的提高。传统的 “填鸭式” 教学方法使学生对知识学习缺乏应有的热情,导致课堂气氛沉闷,让学生失去学习兴趣,甚至厌恶学习,使得课堂教学过程中尤为重要的学科认知目标不能有效地完成。

( 2) 传统的教学内容重理论、轻实践,忽略了动手能力的培养,学生实践操作能力差,不能解决实际问题。另外,理论与实践相脱离,不能有效地呈现课程的教学重点和难点。基础薄弱、 学习意志不坚定的学生很难理解教学内容,无法完成知识的巩固和运用。

三、教学改革

( 1) 帮助学生建立系统的知识结构。“机械设计基础”课程由于理论性较强,教学内容缺乏逻辑性,学生缺乏相应的感性认识,难以建立系统的知识结构,很难将各章节的知识点有机地结合起来,这样给教学带来很大困扰。因此,教师在讲授每一个章节前,一方面,应让学生对要讲到的教学内容形成系统的认识,应该介绍每一章节之间的关系及其应用,以及该课程要重点讲授的理论知识和方法; 另一方面,应在实践操作能力方面对学生提出设计构思和设计技能的总体要求等,使学生从整体上把握学好本课程的方法,让学生对该课程有一个总体的认识,帮助他们建立一个系统的知识框架。

( 2) 采用讲、学、练一体的教学方法。采用事例教学、任务驱动教学、 项目教学等教学手段引导学生进行自主探究,突出教学过程的实践操作性,强化实训环节,注重教学目标与工作岗位要求相一致,采用理实一体化教学模式,使理论教学环节与实践教学环节有机结合,着重培养学生的实践能力。

( 3) 现代化教学手段的应用。积极采用现代化技术,制作易于学习和理解的教学素材,综合应用多种教学载体和教学模式,从教材到挂图、教具到实物,从板书到多媒体视频,从教室到实训室,以达到最佳的教学效果。利用计算机的视频、动画功能,向学生展现形象、直观、生动的视频材料,充分调动学生的多种感官进行学习,激发学生学习热情,增进学生的感性认识,提高课堂效率。将教学课件、网络资料、教学素材库等教学资源有效地应用到教学过程中,合理安排理论教学内容与实训内容的比例,形成最优化的教学过程。

四、结束语

“机械设计基础”课程的教学质量的好坏关键在于教师是否能发挥主观能动性,积极参与教学改革,大胆地去探索新的教学方法。只有大胆创新,我们才能提高教学质量,为相关行业培养出高素质的技能型人才。

摘要：“机械设计基础”是中职学校机械专业的核心专业课,对机械专业的学生而言至关重要。但是,中职学生的基础知识薄弱,行为习惯、学习习惯较差等诸多特点导致该课程教学质量不高。本文针对传统教学方法的弊端,提出了一系列“机械设计基础”课程教学改革的措施,旨在提高该课程的教学质量。

关键词：“机械设计基础”,教学改革,教学质量

参考文献

[1]任国强,罗啸峰.案例教学法在《机械设计基础》教学中的应用[J].四川职业技术学院学报,2011(01):85—86.

8.机械设计基础教案 篇八

关键词：机械设计基础 课程设计 指导

中图分类号：Ｇ728．8文献标识码：Ａ文章编号：1673－1875（2007）02－082－02

《机械设计基础》课程设计是在该课程学习的结束阶段，对学生进行的一次以《机械设计基础》课程知识为基本内容的实践训练。课程设计的目的是培养学生从事机械设计工作的能力，灵活运用《机械设计基础》及相关课程知识的能力和独立分析、解决工程实际问题的能力，为毕业设计和学生今后独立工作打下良好的基础。由于这一工作要求学生有较好的基础知识和多方面的能力，所以在完成这一教学环节时，学生感到困难，无从下手，这就给我们指导老师提出一个课题：如何指导学生做好《机械设计基础》课程设计，确保质量，提高收效呢？

一、《机械设计基础》课程设计中学生常存在的问题

通过对几届学生进行设计的观察可以发现，学生在设计中往往出现以下一些问题：

（一）把课程设计等同于做习题，缺少创新性。设计过程是一个边分析、边论证、边计算的过程，许多方面比如一些参数的选择、加工工艺的选取等，需要学生自己确定，显然是与做习题是不同的，但是有些学生习惯于用习题的思路、方法来对待设计，既不对具体问题加以具体分析，又不对设计结果加以论证、校核，致使整个设计纸上谈兵，脱离实际，严重时出现错误。如：有的学生在设计齿轮减速箱的齿轮过程中，对齿轮材料的选择只按照书上的设计过程计算一遍，没有对设计过程中的一些具体环节（如：是开式传动还是闭式传动，是低速级还是高速级）仔细考虑，不是所选材料的力学性能不满足使用要求就是所选材料的经济性能不满足要求。

（二）只考虑结构要求，不进行综合分析。《机械设计基础》课程设计是一次综合的技术运用过程，一份好的设计方案应满足结构性能、使用性能和经济性能的要求，但是有些学生在设计中只以结构性能要求为惟一要求，缺少对零件的加工性能以及经济性要求的分析，以及加工设备的正确选择加以探索。虽然结构设计满足要求，但是算不上好的设计，没有达到设计的目的。

（三）团队精神和协同合作意识不强。设计是一项复杂的工作，有时一个设计课题需要多个人共同研究来完成，为了节约时间，提高效率，设计过程中，就要既讲分工又讲合作，分工是为了加快速度，合作是为了集思广益，增加设计的可行性，这方面学生表现出的主要不足有：（1）不会合作；（2）不愿意合作；（3）合作成为抄袭他人成果的借口。

（四）准备工作不充分，只想一蹴而就。要搞好《机械设计基础》课程设计，学生必须做好充分的准备工作，再动手设计，设计准备包括：（1）读懂设计任务书；（2）搜集资料；（3）制定个人设计进度计划。但是有些学生忽视这一环节，设计不查阅资料，遇到问题按自己的理解去进行设计；设计没有计划性，没有一个整体安排，缺少完整的构思，造成设计东拼西凑，设计结束了，感觉什么收获也没有。

二、指导教师的任务和重要性

那么学生课程设计中产生这些问题的原因又是什么呢？我认为这里既有学生综合运用知识能力不够的原因，又有教师在对学生进行能力培养、能力训练方面做得不够的原因；既有学生初次接触设计工作，对设计缺少感性认识、创新意识的原因，又有教师在设计各环节上指导把握不力的原因，而教师的指导，是对设计的好坏起着直接的制约作用的。通过多年的指导实践，我认为要想指导好《机械设计基础》课程设计，必须把握好以下四个环节。

（一）课题贴切 任务明确 课题选择是搞好《机械设计基础》课程设计的基础。课题选择合理可以使后续设计进展顺利，同时又可以收到良好的效果。《机械设计基础》的主要任务是：传动类型的选择和结构设计。《机械设计基础》课程中讲授的齿轮传动、带传动、链传动等均可以选为设计课题，但为了达到效果，选题应遵循以下原则：（1）满足教学要求原则。选题应达到专业培养目标和教学大纲的要求，在此前提下，课题可有多种形式，可以是虚拟题，也可以是结合生产实际的题目，可以一人完成一个课题的设计内容，也可以同一课题多人平等完成。但应注意使每一个学生都熟悉设计的全过程并完成一定的设计任务，这样使学生获得较全面的训练机会。（2）切合实际原则。选题应符合本校或本地区的实际情况，要使学生在本校或本地区能够查阅到有关的资料，同时选题也要符合学生的实际，题目不宜过大，难度要适中，任务量要保证大多数学生在规定的时间内经过努力可以完成。

（二）认真动员 制定计划 《机械设计基础》课程设计是五年制高职机电一体化专业学生首次接触设计任务，学生往往会感到束手无策，为此设计前的动员是必不可少的。动员工作要使学生了解此课程设计的目的、性质、任务和基本要求，对设计思路要多启发和诱导，对设计步骤和方法的介绍要简化；对设计工作态度要提出严格要求，对学生的设计思路和思想少设定框框，必要时可以对设计中可能出现的问题先向学生提出，以减少学生在设计过程中少走弯路。

课程设计是一个系统工程，要制定好个人工作计划。在教师的指导下，明确各阶段应完成的任务，切不可前松后紧，马虎了事。

（三）过程指导 严肃认真 过程指导是《机械设计基础》课程设计中最主要的指导部分，花费的时间最长，涉及的内容最多，可以采用以下方法做好过程指导工作。（1）分段检查。就是将整个设计过程分为若干阶段，学生每完成一个阶段的设计任务就应将草稿交指导老师处检查，教师应将学生的设计情况做好记录，对学生设计中出现的错误给予及时指出，这样，一方面教师能及时了解学生设计的进度，另一方面学生能及时知道所完成的设计部分有无方向性的错误，以免前功尽弃。如，将设计工作可分为制定设计任务书；搜集和查阅资料；设计方案的比较、论证及确定；设计计算和绘制图纸；编写设计说明书。每个阶段指导老师都应认真检查，并做好记载。（2）个别指导。即教师深入学生设计工作场所进行现场指导，但应以学生和学生提出问题为主，教师在回答问题时以启发式为主，指出解决问题的方向，引导学生自我解决问题。过程指导中，教师要抓好以下几个关键问题：（1）检查学生设计方案选取是否满足使用性能和结构上合理的要求；（2）检查学生设计参数确定是否符合国家标准，加工工艺性是否满足要求，是否便于维修且使用安全可靠；（3）检查学生能否运用已学知识对设计过程中加工工艺参数、结构参数进行比较、筛选，能否对已经确定的方案进行分析、论证其优缺点，针对不足之处提出可供改进的设想、措施；（4）检查学生设计说明书编制是否规范和完整；（5）检查学生设计图纸绘制是否符合国家制图标准。这五方面的检查，如果发现问题应及时纠正，这样才使设计达到一定水平，收到真正的效果。

（四）成绩评定 严格标准 《机械设计基础》课程设计的成绩是在学生完成了设计任务规定的内容后，再经过答辩，综合评定出来的，主要从以下几方面考虑：学生平时工作态度，设计说明书编写和计算的质量，设计图纸部分的质量，答辩中回答问题的水平等。具体分数根据各部分工作在整个设计过程中的权重确定，逐项考核。对完成设计工作好的学生，指导教师应该提出表扬，设计资料交学校有关部门建档。对设计中存在欠缺的，答辩过程中或设计工作总结时，指导教师应指出存在问题，并帮助学生提出改进方案，真正使学生的设计能力通过《机械设计基础》课程设计得到锻炼和提高。

总之，《机械设计基础》课程设计的指导工作是一项较为复杂的工作，它要求指导教师不仅要精通《机械设计基础》课程的内容，还要精通《机械工程制图》、《机械制造基础》、《金属材料及热处理》、《计算机绘图》等方面的知识，但是只要我们在指导工作中不断的探索和总结，《机械设计基础》课程设计这项工作是可以圆满完成的。

参考文献：

［1］曾宗福主编．机械设计基础［Ｍ］．南京：江苏科学技术出版社，2006．2

［2］曾宗福主编．机械设计基础学习与实验指导书［Ｍ］．南京：江苏科学技术出版社，2006．2

［3］曲中谦主编．机械设计基础［Ｍ］．南京：江苏科学技术出版社，1991．1