本站小編為你精心準(zhǔn)備了鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)教學(xué)的機(jī)械設(shè)計(jì)論文參考范文，愿這些范文能點(diǎn)燃您思維的火花，激發(fā)您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

一、鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)部分內(nèi)容的教學(xué)邏輯構(gòu)建

鏈傳動(dòng)這部分的教學(xué)目標(biāo)應(yīng)該是：學(xué)生掌握鏈傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)、應(yīng)用范圍、常見類型、套筒滾子鏈和套筒鏈的結(jié)構(gòu)構(gòu)成；掌握鏈傳動(dòng)速度不均勻性產(chǎn)生的原因、傳動(dòng)比計(jì)算方法、動(dòng)載荷產(chǎn)生的原因；掌握鏈傳動(dòng)工作拉力、離心拉力、垂度拉力及軸上載荷的計(jì)算方法；掌握鏈傳動(dòng)主要參數(shù)的確定方法、參數(shù)大小對(duì)性能的影響過程；掌握鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)過程和步驟；弄清鏈輪的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、鏈傳動(dòng)的空間布置方法、潤滑方法、張緊方法；了解齒形鏈的設(shè)計(jì)方法。根據(jù)上述教學(xué)目標(biāo)，筆者構(gòu)建了鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)部分的教學(xué)邏輯：1．講解鏈傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)。應(yīng)明確鏈傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)是通過與皮帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)相比較而得出的，鏈傳動(dòng)是典型的介于皮帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)之間的一種傳動(dòng)形式；2．講解鏈傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)成特點(diǎn)。鏈的類型有三種，即傳動(dòng)鏈、起重鏈、曳引鏈三種。最常用的是傳動(dòng)鏈，傳動(dòng)鏈主要用來傳遞動(dòng)力，傳動(dòng)鏈又可分為套筒鏈、套筒滾子鏈（簡稱滾子鏈）、齒形鏈和成型鏈。滾子鏈?zhǔn)亲顬槌Ｓ玫囊环N傳動(dòng)鏈，講解其結(jié)構(gòu)時(shí)要結(jié)合結(jié)構(gòu)示意圖進(jìn)行講解，并說明每一部分的功能；3．講解鏈輪的結(jié)構(gòu)。這里要分成滾子鏈鏈輪和齒形鏈鏈輪兩種鏈輪來講解。要結(jié)合鏈輪的結(jié)構(gòu)圖，說明滾子鏈輪的齒形為什么是“三圓弧一直線”結(jié)構(gòu)，齒形鏈鏈輪為什么要做成直邊的齒形，說清楚鏈輪的幾個(gè)主要結(jié)構(gòu)參數(shù)，以及如何計(jì)算這些幾何參數(shù)，說清楚鏈和鏈輪的常用材料是什么；4．講解鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性。這部分要通過示意圖和公式推導(dǎo)，證明鏈傳動(dòng)時(shí)為何會(huì)產(chǎn)生速度的變化、為何會(huì)產(chǎn)生加速度、為何會(huì)產(chǎn)生沖擊載荷，以及這些參數(shù)的計(jì)算表達(dá)，進(jìn)而揭示鏈傳動(dòng)規(guī)律性變化的運(yùn)動(dòng)特性本質(zhì)；5．講解鏈傳動(dòng)的受力分析。受力分析要結(jié)合前面的運(yùn)動(dòng)分析及前面的皮帶傳動(dòng)的有關(guān)公式推導(dǎo)過程進(jìn)行講解，結(jié)合示意圖，說清楚工作拉力、離心拉力、垂度拉力的產(chǎn)生原因及公式計(jì)算方法；6．講解傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)失效形式。這部分要結(jié)合鏈傳動(dòng)的過程中，各元件的運(yùn)動(dòng)方式、受力分析進(jìn)行講解，指出影響每一種失效形式的因素有哪些及如何影響；7．講解功率曲線及鏈傳動(dòng)選型方法。這部分要結(jié)合鏈傳動(dòng)的失效形式進(jìn)行講解，說明功率曲線的由來，如何根據(jù)功率曲線進(jìn)行實(shí)際選型，以及如何進(jìn)行鏈傳動(dòng)的靜強(qiáng)度計(jì)算；8．講解鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)步驟。設(shè)計(jì)步驟其實(shí)就是最為重要的設(shè)計(jì)思想，是實(shí)際設(shè)計(jì)過程需要遵守的設(shè)計(jì)流程。這部分的講解可以結(jié)合一個(gè)設(shè)計(jì)題目進(jìn)行講解，通過設(shè)計(jì)過程，讓學(xué)生弄懂鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)步驟。這部分的教學(xué)還要告訴學(xué)生如何選擇諸如鏈輪齒數(shù)、傳動(dòng)比、鏈節(jié)距、中心距、鏈節(jié)數(shù)等參數(shù)，說明這些參數(shù)的數(shù)值過大或過小會(huì)產(chǎn)生什么樣的性能影響；9．講解鏈傳動(dòng)的布置和張緊。這部分要說明為什么鏈傳動(dòng)與帶傳動(dòng)的布置方法會(huì)有所區(qū)別，講清楚鏈傳動(dòng)的張緊意義與皮帶傳動(dòng)的區(qū)別，講解張緊方法及注意事項(xiàng)。按照上述的教學(xué)邏輯，教師將可以實(shí)現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)上的教學(xué)連續(xù)性和相互關(guān)聯(lián)性，便于實(shí)施層層遞進(jìn)的教學(xué)過程，方便學(xué)生的學(xué)習(xí)和掌握。

二、鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)部分幾個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容的教學(xué)方法

鏈傳動(dòng)的教學(xué)內(nèi)容雖然很多，但關(guān)鍵是要抓住最為關(guān)鍵的幾部分，其他部分難度不大，可望迎刃而解。鏈傳動(dòng)這部分的教學(xué)難點(diǎn)和重點(diǎn)包括：鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性、鏈傳動(dòng)的受力及失效形式、鏈傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)與參數(shù)選擇。為了提高上述幾個(gè)難點(diǎn)部分的教學(xué)效果，筆者采用了以下的教學(xué)方法。

（一）結(jié)合示意圖和公式推導(dǎo)深入分析鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性講解過程中先結(jié)合鏈傳動(dòng)的動(dòng)畫，讓學(xué)生看清楚，鏈傳動(dòng)是如何工作的。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合圖2進(jìn)行講解。從圖2可以看出，當(dāng)鏈繞在鏈輪上時(shí)，這一段鏈條將曲折成正多邊形的一部分。因此鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)情況和繞在多邊形輪子上的帶傳動(dòng)很相似，邊長相當(dāng)于鏈節(jié)距p，邊數(shù)相當(dāng)于鏈輪齒數(shù)z。輪子每轉(zhuǎn)一周，帶子轉(zhuǎn)過的長度應(yīng)為np，當(dāng)兩鏈輪轉(zhuǎn)速分別為n2和n3時(shí)，存在關(guān)系式。

（二）結(jié)合公式推導(dǎo)講解鏈傳動(dòng)的受力及失效形式講解鏈傳動(dòng)的受力分析時(shí)，應(yīng)結(jié)合皮帶傳動(dòng)的受力分析講解。首先要說明鏈傳動(dòng)與皮帶傳動(dòng)的不同在于，鏈傳動(dòng)是一種嚙合傳動(dòng)，它不是靠摩擦力實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳遞的。因此，它的工作拉力可以直接應(yīng)用功率P（kW）和鏈速ν（m／s）進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算公式為。和皮帶傳動(dòng)一樣，鏈傳動(dòng)也存在離心拉力，計(jì)算方法與皮帶傳動(dòng)的離心拉力完全一樣，離心拉力Fc的大小取決于每米鏈長的質(zhì)量q和鏈速ν，可以用下面的方程進(jìn)行計(jì)算。和皮帶傳動(dòng)不同的是，鏈傳動(dòng)由于不需要很大的張緊力，所以松邊一般會(huì)有比較大的垂度，加之鏈的質(zhì)量較大，會(huì)產(chǎn)生垂度拉力Ff。這一定要結(jié)合圖3進(jìn)行講解?？梢钥闯?，這個(gè)力學(xué)模型是一個(gè)高度簡化的處理方法，將鉸接的鏈節(jié)看作一個(gè)剛體，從中間對(duì)稱斷開，而將鏈與鏈輪嚙合處看作是自由鉸接點(diǎn)，采用力矩平衡的方法建立力學(xué)平衡關(guān)系，并推導(dǎo)出垂度拉力的計(jì)算公式。該力學(xué)平衡關(guān)系。

（三）深入分析鏈傳動(dòng)的參數(shù)選擇及確定方法這部分的講解要結(jié)合鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)步驟進(jìn)行。一般來說，設(shè)計(jì)滾子鏈時(shí)的原始數(shù)據(jù)為：傳動(dòng)的功率、小鏈輪和大鏈輪的轉(zhuǎn)速（或傳動(dòng)比）、原動(dòng)機(jī)種類、載荷性質(zhì)及傳動(dòng)用途等。設(shè)計(jì)步驟可以歸納為：選擇鏈輪齒數(shù)z1、z2，確定傳動(dòng)比i，確定鏈傳動(dòng)的型號(hào)，確定鏈節(jié)距，確定中心距和鏈長，鏈速和鏈輪的極限轉(zhuǎn)速，計(jì)算鏈傳動(dòng)作用在軸上的力FQ等7個(gè)環(huán)節(jié)。這些環(huán)節(jié)說到底就是確定有關(guān)參數(shù)。在講解選擇大小鏈輪齒數(shù)時(shí)，關(guān)鍵是小鏈輪齒數(shù)的選擇，大鏈輪齒數(shù)根據(jù)傳動(dòng)比自然就同時(shí)產(chǎn)生了。要說清楚小鏈輪齒數(shù)對(duì)鏈傳動(dòng)的平穩(wěn)性和使用壽命有較大的影響，鏈輪齒數(shù)不宜過多或過少。過少時(shí)：1．增加傳動(dòng)的不均勻性和動(dòng)載荷；2．增加鏈節(jié)間的相對(duì)轉(zhuǎn)角，從而增大功率消耗；3．增加鉸鏈承壓面間的壓強(qiáng)（因齒數(shù)少時(shí)，鏈輪直徑小，鏈的工作拉力將增加），從而加速鉸鏈磨損等；4．增加鏈傳動(dòng)的圓周力，從而加速了鏈條和鏈輪的損壞?？梢钥闯?，若Δp不變（磨損量一定），則鏈輪齒數(shù)愈多，分度圓直徑的增量Δd就愈大，所以鏈節(jié)愈向外移，鏈從鏈輪上脫落下來的可能性也就愈大，鏈的使用期限也就愈短。因此，鏈輪最多齒數(shù)限制。在講解傳動(dòng)比的確定方法時(shí)，說明鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比一般i≤8，推薦i＝2～3．5，在低速和外廓尺寸不受限制的地方允許到10（個(gè)別情況可到15）。要說清楚傳動(dòng)比過大和過小會(huì)產(chǎn)生什么樣的問題。比如傳動(dòng)比過大，則鏈包在小鏈輪上的包角過小，嚙合的齒數(shù)太少，這將加速輪齒的磨損，容易出現(xiàn)跳齒，破壞正常嚙合，但傳動(dòng)比過小則會(huì)使得傳動(dòng)的變速效果降低。設(shè)計(jì)時(shí)如何最終確定合適的傳動(dòng)比，一定要綜合考慮。鏈傳動(dòng)的型號(hào)確定很簡單，就是根據(jù)額定功率和小鏈輪的轉(zhuǎn)速－功率曲線即可確定。但在確定過程中，教師一定要告訴學(xué)生，確定的型號(hào)并不是唯一的，可以根據(jù)自己面對(duì)的實(shí)際設(shè)計(jì)要求進(jìn)行一定的調(diào)整。比如說，如果動(dòng)載荷不是一個(gè)關(guān)鍵的問題，希望鏈傳動(dòng)的鏈條數(shù)少一些，可以選擇上一級(jí)大型號(hào)的鏈傳動(dòng)；如果希望鏈的動(dòng)載荷小一些，可以選擇低一級(jí)的鏈傳動(dòng)型號(hào)。當(dāng)然，這時(shí)可能需要采用多排鏈傳動(dòng)。從而讓學(xué)生掌握如何靈活地在應(yīng)用中選擇鏈傳動(dòng)型號(hào)。鏈節(jié)距是鏈傳動(dòng)十分重要的參數(shù)。在講解過程中，教師要告訴學(xué)生，鏈節(jié)距越大，鏈和鏈輪齒各部分尺寸也愈大，鏈的拉曳能力也越大，但傳動(dòng)的速度不均勻性、動(dòng)載荷、噪聲等都將增加，并講清楚為什么會(huì)有上述因果關(guān)系。要告訴學(xué)生，在設(shè)計(jì)時(shí)，在承載能力足夠條件下，應(yīng)選取較小節(jié)距的單排鏈，高速重載時(shí)，可選用小節(jié)距的多排鏈。一般，載荷大、中心距小、傳動(dòng)比大時(shí)，選小節(jié)距多排鏈；速度不太高、中心距大、傳動(dòng)比小時(shí)選大節(jié)距單排鏈。中心距的選擇同樣也是一個(gè)權(quán)衡的過程，因?yàn)楫?dāng)鏈速不變，中心距小、鏈節(jié)數(shù)少的傳動(dòng)，在單位時(shí)間內(nèi)同一鏈節(jié)的屈伸次數(shù)勢必增多，因此會(huì)加速鏈的磨損。中心距大、鏈較長，則彈性較好，抗震能力較高，又因磨損較慢，所以鏈的使用壽命較長。但中心距如果太大，又會(huì)發(fā)生松邊上下顫動(dòng)的現(xiàn)象，使傳動(dòng)運(yùn)行不平穩(wěn)。因此，實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，推薦的最適宜的中心距a＝（30～50）p。但要告訴學(xué)生，這樣的確定方法只是一種近似的方法，關(guān)鍵是實(shí)際工作中要不斷摸索。比如可以采用類比法、實(shí)驗(yàn)法等以經(jīng)驗(yàn)為驅(qū)動(dòng)的方法，通過實(shí)踐逐漸掌握最佳的中心距確定方法。鏈速的確定要結(jié)合前面關(guān)于鏈傳動(dòng)的動(dòng)載荷現(xiàn)象進(jìn)行講解，因?yàn)殒溗俚奶岣呤艿絼?dòng)載荷的限制，所以一般最好不超過12m／s。如果鏈和鏈輪的制造質(zhì)量很高，鏈節(jié)距較小，鏈輪齒數(shù)較多，安裝精度很高，以及采用合金鋼制造的鏈，則鏈速也允許超過20m／s～30m／s。每一種型號(hào)的鏈都存在一個(gè)最佳轉(zhuǎn)速和極限轉(zhuǎn)速，可以通過有關(guān)手冊(cè)查到，告訴學(xué)生盡可能在最佳速度下設(shè)計(jì)，但不是絕對(duì)的。鏈輪軸上的受力FQ計(jì)算只要應(yīng)用公式就可以算出來。但要告訴學(xué)生，為了減少鏈傳動(dòng)過程中鏈輪軸上的力，應(yīng)該盡量減少鏈的松邊垂度，并介紹減少垂度的有關(guān)方法。在上述有關(guān)設(shè)計(jì)步驟和參數(shù)確定方法講完后，教師要結(jié)合一個(gè)鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)例題進(jìn)行強(qiáng)化，讓學(xué)生真正掌握設(shè)計(jì)過程及每一步應(yīng)該解決的問題。

三、結(jié)束語

本文以鏈傳動(dòng)的教學(xué)方法為對(duì)象，從鏈傳動(dòng)部分內(nèi)容的教學(xué)邏輯構(gòu)建、結(jié)合示意圖和公式推導(dǎo)深入分析鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性、結(jié)合公式推導(dǎo)講解鏈傳動(dòng)的受力及失效形式、深入分析鏈傳動(dòng)的參數(shù)選擇及確定方法等幾個(gè)方面，系統(tǒng)分析了鏈傳動(dòng)的教學(xué)方法，指出教學(xué)過程應(yīng)該注意的事項(xiàng)。但教學(xué)過程中還要就鏈傳動(dòng)的一些其他內(nèi)容進(jìn)行認(rèn)真思考。比如教授套筒鏈和套筒滾子鏈的結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)說清楚套筒滾子鏈與套筒鏈的結(jié)構(gòu)區(qū)別，為什么套筒滾子鏈的效率會(huì)更高？應(yīng)說清楚為什么鏈傳動(dòng)中的鏈節(jié)數(shù)一般要取偶數(shù)，鏈節(jié)數(shù)為奇數(shù)時(shí)為什么要采用過渡鏈節(jié)，過渡鏈節(jié)會(huì)帶來什么問題？為何在全部使用過渡鏈節(jié)時(shí)可以起到很好的緩沖作用？為什么鏈板要做成“8”字形，意義是什么？多排鏈的排數(shù)為何要進(jìn)行限制？這些都是設(shè)計(jì)思想，需要強(qiáng)化。再比如齒形鏈傳動(dòng)更適合高速傳動(dòng)，其內(nèi)在的結(jié)構(gòu)原因是什么？為什么齒形鏈在工作過程中的聲音會(huì)很?。窟@些也要從結(jié)構(gòu)原理上進(jìn)行講解……可以看出，雖然鏈傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，其應(yīng)用也非常普遍和常見，但鏈傳動(dòng)這一部分的教學(xué)無論在原理分析、結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定及設(shè)計(jì)計(jì)算過程的細(xì)節(jié)問題上，都需要我們?cè)诮虒W(xué)過程中認(rèn)真對(duì)待，探索更為有效的教學(xué)方法。

作者：安琦單位：華東理工大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院