機電一體化導論教案

1、 復習新課引入新課講授重 點重 點課堂小結(jié)課后作業(yè)課后反思復習新課引入新課講授重 點 課堂小結(jié)課后作業(yè)課后反思復習新課引入新課講授課堂小結(jié)課后作業(yè)課后反思復習新課引入新課講授課堂小結(jié)課后作業(yè)課后反思復習新課引入新課講授課堂小結(jié)插管式回珠器插管式回珠器作 業(yè)復習新課引入新課講授課堂小結(jié)課后作業(yè)課后反思復習新課引入新課講授課堂小結(jié)課后作業(yè)課后反思復習新課引入新課講授課堂小結(jié)課后作業(yè)課后反思復習新課引入新課講授課堂小結(jié)課后作業(yè)課后反思復習新課引入新課講授課堂小結(jié)課后作業(yè)課后反思復習新課引入新課講授課堂小結(jié)課后作業(yè)課后反思節(jié)課我們對這門課進行了介紹，大家初步了解了這門課應該學什么怎么學，請同學們回憶這

2、么幾個問題：什么是傳動機構(gòu)？他的作用是什么？l 通過討論和思考，我們得出，要想使設(shè)備運行，就必須利用一種傳遞能量的設(shè)備傳動機構(gòu)。§2.2 齒輪的傳動機構(gòu)一、分類 1、下圖中屬于平行軸齒輪傳動的是？ADCB2、下圖中屬于相交軸齒輪傳動的是？ADCB二、優(yōu)缺點 制造成本高 精度低時振動和噪聲較大 不宜用于軸間距離較大的傳動 傳動效率高 工作可靠、壽命長 傳動比準確 結(jié)構(gòu)緊湊 功率和速度適用范圍很廣 通過講授使學生了解齒輪的傳動的分類和特點。P8 1.2上節(jié)課我們對這門課進行了介紹齒輪的分類和特點，有什么特點呢？齒輪間隙的大小對傳動比有影響，今天我們來學習齒輪傳動機構(gòu)間隙的消除方法。 &#

3、167;2.2 齒輪的傳動機構(gòu)轉(zhuǎn)動慣量是剛體轉(zhuǎn)動時慣性的量度，其量值取決于物體的形狀、質(zhì)量分布及轉(zhuǎn)軸的位置。為了使傳動有很高的精度，我們要考慮傳動過程中的慣量問題。它主要體現(xiàn)在工作負載，慣性負載，摩擦負載幾個方面。（為了方便量化處理，我們把他們等效計算在軸上）一、慣量2、 傳動比傳動比原理 機構(gòu)中瞬時輸入速度與輸出速度的比值稱為機構(gòu)的傳動比. 機構(gòu)中兩轉(zhuǎn)動構(gòu)件角速度的比值，也稱速比。 三、傳動比分配原則一、對于要求體積小、重量輕的齒輪傳動機構(gòu)，適用于重量最輕原則。二、對于要求動作平穩(wěn)、啟停頻繁和動態(tài)性能好的伺服系統(tǒng)中的齒輪減速機構(gòu)，可采用等效慣量和總轉(zhuǎn)角誤差最小原則。三、對于傳動精度要求高、回

4、程誤差小的傳動輪系，可采用總轉(zhuǎn)角誤差最小原則。四、對于大傳動比傳動輪系，可采用定軸輪系和行星輪系的組合輪系，或采用諧波齒輪傳動。 通過講授使學生掌握慣量的概念，傳動比的概念。自擬如何消除齒輪的間隙？撓性傳動機構(gòu)也是一種常見的傳動方式，今天我們來學習撓性傳動方式的特點和分類。§2.3 撓性的傳動機構(gòu)1、 分類撓性傳動包括帶傳動（撓性曳引元件為傳動帶）鏈傳動（撓性曳引元件為傳動鏈）傳動帶3vvn11n22主動輪1從動輪2傳動鏈點擊添加文本點擊添加文本帶有彈性，能緩沖減振，故傳動平穩(wěn)，噪聲??；過載時，帶在帶輪上打滑，可防止其它零件損壞； 適用于兩軸中心距較大的傳動； 結(jié)構(gòu)簡單，易于制造和安

5、裝，故成本低。 優(yōu)點缺點 由于彈性滑動和打滑，傳動比不恒定； 傳動效率較低，壽命較短，外廓尺寸較大； 由于需要施加張緊力，軸和軸承受力較大。 特點2、 特點應用：用于中心距較大，傳動比無嚴格要求的場合，在多級傳動系統(tǒng)中通常用于高速級傳動，如機床中由電動機到主軸箱的第一級傳動。 P35 4.5撓性機構(gòu)的特點有哪些？滾珠絲杠是一種常見的傳動方式，今天我們來學習撓性傳動方式的特點和分類。§2.4 滾珠絲杠的傳動機構(gòu)1、 分類2、 結(jié)構(gòu)1、電機（伺服電機，變頻電機）2、聯(lián)軸器（彈性，剛性）3、絲杠（梯形絲杠，滾珠絲杠）4、導軌（直線滾動導軌，直線滑動導軌，直線光軸）5、附件（絲杠支撐，鎖緊螺

6、母）3、 特點 1、傳動效率高：滾珠絲杠在90%以上，梯形絲杠最高 在60%左右。 2、定位精度：滾珠絲杠發(fā)熱小，加上可以采取預緊 消除間隙可以獲得極高的定位精度和重復定位精 度。（微進給） 3、傳動可逆性：由于沒有自鎖能力，可以實現(xiàn)兩種 傳動方式，直線運動變旋轉(zhuǎn)運動，旋轉(zhuǎn)運動變直 線運動。 4、使用壽命：由于滾道得準確性、表面硬度、材料 的選擇嚴格，滾珠絲杠的壽命遠高于其他結(jié)構(gòu)的 絲杠。 5、軸向剛度高：由于制造精度高，軸向間隙的消除， 同一系統(tǒng)采用多套滾珠絲杠時刻獲得很好的同步 工作，靈敏度高，運動平穩(wěn)。通過講授使學生掌握滾珠絲杠的類型和特點。P35 5撓性傳動機構(gòu)分類有哪些？上節(jié)課我們學

7、習了滾珠絲杠的特點和類型，今天我們講一講它的傳動類型。§2.4 滾珠絲杠的傳動機構(gòu)絲杠滾珠螺母滾珠回路一、結(jié)構(gòu)絲杠滾珠螺母滾珠回路滾珠絲杠傳動主要由絲杠、螺母、滾珠、滾珠循環(huán)返回裝置組成。常用的循環(huán)方式有兩種：滾珠在循環(huán)過程中有時與絲杠脫離接觸的稱為外循環(huán)；始終與絲杠保持接觸的稱內(nèi)循環(huán)。這種形式結(jié)構(gòu)緊湊，剛度好，滾珠流通性好，摩擦損失小，但制造較困難。適用于高靈敏、高精度的進給系統(tǒng)，不宜用于重載傳動中。DCBA反向回珠器DACB內(nèi)循環(huán)外循環(huán)這種形式結(jié)構(gòu)簡單，工藝性好，承載能力較高，但徑向尺寸較大，且滾珠容易堵塞。目前應用最為廣泛，也可用于重載傳動系統(tǒng)中。DCBA反向回珠器DACB1.

8、 結(jié)構(gòu)2. 傳動類型自擬滾珠絲杠的傳動形式是？導軌是機床電器和設(shè)備中非常常見的一種機構(gòu)，今天我們來學習。 *2.5 滾珠絲杠的傳動機構(gòu)1、 作用：支承和引導運動部件按給定方向 作往復直線運動。2、 運動件、承導件3、 分類 數(shù)控機床上廣泛使用的貼塑導軌是一種金屬對塑料的摩擦形式，也屬于滑動摩擦導軌，兼具摩擦因數(shù)小，動、靜摩擦因數(shù)差很小，使用壽命長等特點。它是用粘貼的方法在金屬導軌表面貼上一層塑料軟帶，聚四氟乙烯導軌軟帶是貼塑導軌中最成功的一種。通過本節(jié)課的學習，使學生了解導軌的分類和特點。P35 8導軌的特點有哪些？上節(jié)課我們學習了導軌的類型和特點，本節(jié)課我們來一起學習導軌的選材和間隙調(diào)整。

9、*2.5 滾珠絲杠的傳動機構(gòu)分類1、 導軌的選材 課本中還介紹了動壓導軌和靜壓導軌，它們都是滑動油膜導軌。它們的原理都是一樣的：采用滑動摩擦的形式，使承導體與運動件之間形成一油膜，避免直接摩擦。 動壓導軌是靠導軌之間的相對運動產(chǎn)生的壓力油膜將運動件浮起,把兩個導軌面隔離,形成純液體摩檫。兩導軌面之間應有鍥形間隙和一定的相對速度,此外還需要有一定粘度的潤滑油流進鍥形間隙，適用于主運動導軌。直線運動導軌的油腔應開在動導軌上,可以保證在工作過程中,油鍥始終不會外露,不和大氣相通,從而保證油鍥形成的油膜壓力對運動件的浮力在全長上始終是均衡的。 1 、選材的基本要求 具有高的耐磨性，減震性，熱穩(wěn)定性，以

10、及易于 生產(chǎn)制造。2 、導軌材料選擇與組合 課本P33思考：為什么要有減震性和熱穩(wěn)定性？ 哪些措施可提高導軌的耐磨性？靜壓導軌是將具有一定壓力的潤滑油,經(jīng)節(jié)流器輸入到導軌面上的油腔,即可形成承載油膜,使導軌面之間處于純液體摩擦狀態(tài)。 2、 導軌的間隙調(diào)整 1.采用磨、刮相應的結(jié)合面或加墊片的方法 2.采用平鑲條調(diào)整 3.采用斜鑲條調(diào)整l 提高導軌耐磨性的措施1. 合理選擇導軌的材料及熱處理2. 減小導軌面壓強3. 保證導軌良好潤滑油膜4. 提高導軌精度直線度、相對位置精度、粗糙度 通過本節(jié)課，使學生掌握材料和間隙的問題。 自擬單元測試一.填空:1.斜齒圓柱齒輪的配對條件是_，_，_。

11、2.一漸開線標準直齒圓柱齒輪的齒距為15.7毫米，齒根圓直徑為367.5mm，則該齒輪的齒數(shù)為_。3.三角帶橫截面為等腰梯形，夾角為40度，在設(shè)計三角帶輪時，輪槽夾角一般確定為_4.三角帶表面上印有B2240，它表示該三角帶是_，_長度為2240mm。5.常用的間歇運動機構(gòu)有_和_。6.A、B、C 三種類型的普通平鍵b、h、h相同，則工作中受擠壓面積最大的應屬_型。7.鏈“B18X80”的含義是_。8.漸開線標準直齒圓柱齒輪傳動，正確嚙合條件是_.。9.力對物體的作用效果，是由力的_，_，_所決定的。10.螺紋聯(lián)接是指_。螺旋傳動是指_。11.鍵“12x80”的含義是_。螺栓M20x80的含義

12、是_。12.平面四桿機構(gòu)無急回特性時_，行程速比 系數(shù) _13.機器或機構(gòu)_之間，具有確定的相對運動。14.凸輪機構(gòu)能使從動桿按照_實現(xiàn)各種復雜的運動。15.鉸鏈四桿機構(gòu)的基本類型有_，_，_。16.螺紋聯(lián)接的基本類型主要有_，_，_， _。17.一般來說，_更能承受沖擊，_更適合于較高的轉(zhuǎn)速下工作。18.一平面鉸鏈四桿機構(gòu)的各桿長度分別為a=350,b=600,c=200,d=700； (1) 當取c 桿為機架時，它為何種具體類型？_；（2）當取d桿為機架時，則為_。19.一定型號的三角帶傳動，若小帶輪直徑一定，增大其傳動比，則帶饒過大帶輪上的彎曲應力_。20.在曲柄搖桿機構(gòu)中，當曲柄等速轉(zhuǎn)

13、動時，搖桿往復擺動的平均速度不同的運動特性稱為_。二.選擇1.從經(jīng)濟性考慮在同時滿足使用要求時，就應優(yōu)先選用_。 A.圓柱滾子軸承 B.圓錐滾子軸承 C.深溝球軸承 D.2.帶傳動的主動輪直徑D1=180mm,轉(zhuǎn)速n1=940r/min,從動輪直徑D2=710，轉(zhuǎn)速n2=233r/min,則滑動系數(shù) 為_。 A.1.2% B.1.5% C.1.8% D.2.2%3.當一對漸開線齒輪制成后，即使兩輪的中心距稍有改變，其角速度比仍保持原值不變，原因是_。 A.壓力角不變 B.嚙合角不變 C.節(jié)圓半徑不變 D.基圓半徑不變4.開式蝸桿傳動的主要失效形式是_ A.輪齒折斷和齒面膠合 B.齒面磨損和輪齒

14、折斷 C.齒面點蝕和齒面磨損 D.齒面膠合和齒面點蝕5.徑向滑動軸承的主要結(jié)構(gòu)形式有三種，以其中_滑動軸承應用最廣。 A.整體式 B.對開式 C.調(diào)心式 D.6.標準壓力角和標準模數(shù)均在_上。 A.分度圓 B.基圓 C.齒根圓 D.齒頂圓7.擰緊螺母的效率，主要與螺母的_有關(guān) A.導程角 B.線數(shù) C.螺距和牙型角 D.導程角和牙型角8.對于滾子式從動件的凸輪機構(gòu)，為了在工作中不使運動“失真”，其理論輪廓外凸部分的最小曲率半徑必須_滾子半徑。 A.大于 B.小于 C.等于 D.都可以9.棘輪機構(gòu)的主動件是是作_的。 A.往復擺動運動 B.往復直線運動 C.等速轉(zhuǎn)動 D.直線運動10.凸輪機構(gòu)從

15、動件作等速規(guī)律運動時會_。 A.產(chǎn)生剛性沖擊 B.產(chǎn)生柔性沖擊 C.產(chǎn)生剛性和柔性沖擊 D.不產(chǎn)生沖擊三.判斷1.彈簧墊圈和對頂螺母都屬于機械防松法。 ( )2.速比公式i12=n1/n2=Z2/Z1不論對齒輪傳動還是蝸桿傳動都成立。 ( )3.齒輪的標準壓力角和標準模數(shù)都在分度圓上。 ( )4.帶傳動中彈性滑動現(xiàn)象是不可避免的。 ( )5.m，d，ha c都是標準值的齒輪是標準齒輪。 ( )6.只有軸頭上才有鍵槽。 ( )7.軸瓦與軸承座之間是不允許有相對移動的。 ( )8.至少有一個齒輪和它的幾何軸線繞另一個齒輪旋轉(zhuǎn)的輪系被稱為復合輪系。 ( )四.簡答1.簡述“二力平衡公理”和“作用力與

16、反作用力公理”的區(qū)別。2.分度圓上壓力角的變化，對齒廓的形狀有無影響？3.在選擇大小齒輪材料及熱處理方法時，所要考慮的“配對”問題指的是什么？為什么要這樣考慮？4.為什么常將軸設(shè)計為階梯軸？5.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計主要考慮的因素有哪些？什么是滾珠絲杠傳動？結(jié)構(gòu)是什么？傳感器在生活中的應用非常廣泛，電冰箱、洗衣機、汽車、空調(diào)，醫(yī)療、航空等等方面都離不開傳感器。 §3.1 傳感器1、 傳感器的發(fā)展 定義：將被測非電量信號轉(zhuǎn)換為與之有確定對應關(guān)系電量輸出的器件或裝置叫做傳感器，也叫變換器、換能器或探測器。2、 傳感器的應用通過本節(jié)課使學生了解傳感器的發(fā)展和應用。P63 1生活中有哪些傳感器？傳感器

17、在生活中的應用非常廣泛，電冰箱、洗衣機、汽車、空調(diào)，醫(yī)療、航空等等方面都離不開傳感器。 §3.1 傳感器基本概念1、 概念將被測非電量信號轉(zhuǎn)換為與之有確定對應關(guān)系電量輸出的器件或裝置叫做傳感器，也叫變換器、換能器或探測器。2、 結(jié)構(gòu)敏感元件轉(zhuǎn)換元件接口電路輸入輸出 敏感元件將被測量轉(zhuǎn)換為特定的非電量(如應變、位移等)；轉(zhuǎn)換元件非電量轉(zhuǎn)換為電參數(shù)（電阻、電感、電容、電勢等）接口電路將電參數(shù)變換為電量(電壓或電流）。傳感器從被測物體拾取能量時對被測物體的狀態(tài)產(chǎn)生了影響，從而導致了誤差。如：熱電偶測溫時，輸入的熱流是被測物體傳遞的，若熱電偶的熱容量過大，將使被測物體的溫度下降，從而產(chǎn)生誤差

18、。傳感器輸出端的負載消耗傳感器的能量時，亦對被測物體造成誤差。傳感器對被測物體的影響越小，負載對傳感器輸出的影響越小，測量精度就越高。3、 特點1、精度高、靈敏、響應快、穩(wěn)定性好，抗干擾。2、可靠性高、壽命長。3、便于與其他設(shè)備連接，有較高的接口技術(shù)。4、體積小，重量輕，維護方便，功耗小。5、成本低、性價比高。通過本節(jié)課的學習，使學生掌握傳感器的概念和特點。P63 2上節(jié)課我們學習的傳感器，了解了它的概念和特點，那么傳感器有哪些特點和優(yōu)勢？傳感器的種類很多，不同的領(lǐng)域需要不同的傳感方式。本節(jié)課我們來學習一下傳感器的種類。 §3.2 常用傳感器1、 傳感器的分類1、 按被測量分類 物理

19、量傳感器：利用某些變換元件的物理性質(zhì)或某些功能材料的特殊性能制成的傳感器。（P39 表 3-2） 化學量傳感器：利用電化學反應原理把有機和無機的化學物質(zhì)的成分、濃度等轉(zhuǎn)換成電信號的傳感器，例如，水質(zhì)檢測裝置。 生物量傳感器：利用生物功能物質(zhì)作識別器件制成的傳感器，例如，人體溫度傳感。2、 按傳感器工作原理分類 可將傳感器分為電磁原理和固體物理學兩大類。電磁感應，電勢變化，渦流傳感，半導體性質(zhì)，壓力電阻性質(zhì)等。3、 按傳感器能量轉(zhuǎn)換分類 根據(jù)能量觀點分類，可將傳感器分為有源傳感器和無源傳感器兩大類。有源傳感器是將非電能量轉(zhuǎn)換為電能量，稱之為能量轉(zhuǎn)換型傳感器，也稱換能器。通常配合有電壓測量電路和放

20、大器。如:壓電式、熱電式、電磁式等。 無源傳感器又稱為能量控制型傳感器。被測非電量僅對傳感器中的能量起控制或調(diào)節(jié)作用。所以必須具有輔助能源(電能)。如:電阻式、電容式和電感式等。2、 原理靜態(tài)模型是指在輸入信號不隨時間變化的情況下，描述傳感器的輸出與輸入量的一種函數(shù)關(guān)系。分辨率與閾值 ：傳感器在規(guī)定的范圍所能檢測輸入量的最小變化量。閾值是使傳感器的輸出端產(chǎn)生可測變化量的最小被測輸入量值，即零點附近的分辨力。穩(wěn)定性：在室溫條件下，經(jīng)過相當長的時間間隔， 傳感器的輸出與起始標定時的輸出之間的差異。靈敏度：在穩(wěn)態(tài)下輸出增量與輸入增量的比值：通過本節(jié)課，掌握傳感器的分類，原理和重要參數(shù)。P63 3上節(jié)

21、課我們學習的傳感器，了解了它的概念和特點，那么傳感器有哪些特點和優(yōu)勢？傳感器的種類很多，不同的領(lǐng)域需要不同的傳感方式。本節(jié)課我們來學習一下傳感器的種類。 §3.3 常用傳感器1、 對傳感器的主要性能要求1、精度高、靈敏、響應快、穩(wěn)定性好，抗干擾。2、可靠性高、壽命長。3、便于與其他設(shè)備連接，有較高的接口技術(shù)。4、體積小，重量輕，維護方便，功耗小。5、成本低、性價比高。物理量傳感器：利用某些變換元件的物理性質(zhì)或某些功能材料的特殊性能制成的傳感器。（P39 表 3-2）光電效應：當光線照射在金屬表面時,金屬中有電子逸出的現(xiàn)象,稱光電效應。 光電效應發(fā)生的原因是金屬表面的電子吸收外 界的光子, 克服金屬的束縛而逸出金屬表面。 不同的金屬發(fā)生光電效應的最小光頻率是不同的。 化學量傳感器：利用電化學反應原理把有機和無機的化學物質(zhì)的成分、濃度等轉(zhuǎn)換成電信號的傳感器，例如，水質(zhì)檢測裝置。 生物量傳感器：利用生物功能物質(zhì)作識別器件制成的傳感器，例如，人體溫度傳感。通過本節(jié)課，掌握傳感器的分類，原理和重要參數(shù)。P63 3上節(jié)課我們學習了傳感器的分類和原理，請同學們思考以下問題：1、 壓力傳感器的原理是什么？2、 光電傳感器的原理是什么？ 隨著時代的發(fā)展，傳感技術(shù)也日趨成熟，這節(jié)課我們來一起學習一下傳感技術(shù)的發(fā)展。 §