中職《機(jī)械基礎(chǔ)》(多學(xué)時)教案

中職《機(jī)械基礎(chǔ)》（多學(xué)時）教案

緒論

0.1機(jī)械的組成、機(jī)械零件的材料、結(jié)構(gòu)和承裁能力

［課程名稱］

機(jī)械的組成、機(jī)械零件的材料、結(jié)構(gòu)和承載能力

［教材版本］

欒學(xué)鋼主編。機(jī)械基礎(chǔ)（多學(xué)時）。北京：高等教育出版社，2010

欒學(xué)鋼主編。機(jī)械基礎(chǔ)（少學(xué)時）。北京：高等教肓出版社，2010

［教學(xué)目標(biāo)與要求］

一、知識目標(biāo)

1、了解機(jī)械的組成

2、了解機(jī)械零件的材料、結(jié)構(gòu)和承載能力

二、能力目標(biāo)

通過了解機(jī)械的組成、機(jī)械零件的材料、結(jié)構(gòu)和承載能力，掌握機(jī)械的組

成特點，以及滿足使用條件下機(jī)械零件的材料、結(jié)構(gòu)、尺寸和形狀。

三、素質(zhì)目標(biāo)

提高學(xué)生對機(jī)器基本知識的了解，保證設(shè)備正常運(yùn)行，延長使用壽命。

三、教學(xué)要求

1、了解組成、機(jī)械零件的材料、結(jié)構(gòu)和承載能力，掌握機(jī)械的組成特

點

2、了解機(jī)械的基本知識，使設(shè)備能正常運(yùn)行，延長使用壽命。

［教學(xué)重點］

磨擦分類中的邊界磨擦與混合磨擦的形成。磨損種類中的疲勞磨損的形成

機(jī)理和本科程的學(xué)習(xí)任務(wù)和要求。

［難點分析］

機(jī)械的材料，失效、的強(qiáng)度定義

［教學(xué)方法］

講授法、教師與學(xué)生互動法。

［學(xué)生分析］

學(xué)生對機(jī)械了解得很少，講課時要注意聯(lián)系學(xué)生所見到的實用機(jī)械，分析

機(jī)器的組成和結(jié)構(gòu)，引起學(xué)生的興趣和愛好，使學(xué)生愛上本課程，是講好本課

程的根本目的。所以，善于理論聯(lián)系實際，從學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律出發(fā)，是講好本

課程的關(guān)鍵。

【教學(xué)資源】

1、機(jī)械基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)課程。北京：高等教育出版社，2010

2、吳聯(lián)興主編。機(jī)械基礎(chǔ)練習(xí)冊。北京：高等教育出版社，2010

［教學(xué)安排］

教學(xué)方法：以講授為主，穿插互動、提問與設(shè)問，最后小結(jié)。

2學(xué)時（90分鐘）

［教學(xué)過程］

一、導(dǎo)入新課

以教材中圖0—1或洗衣機(jī)為例來講機(jī)械的組成。

二、講授新課

（一）機(jī)器的組成

1.機(jī)器的組成

如圖0—1所示或洗衣機(jī)為例來講機(jī)械的組成。得出無論是哪一種機(jī)械，

都是由4個組成的，即動力部分、傳動部分、執(zhí)行部分和控制部分。

2.機(jī)器的結(jié)構(gòu)

零件制造的最小單元。

構(gòu)件運(yùn)動的最小單元。

構(gòu)件可以是一個零件，但更多的是多個零件的組合。零件組成構(gòu)件，構(gòu)件

組成機(jī)器，完成預(yù)定的執(zhí)行運(yùn)動。

3.機(jī)器的類型

按機(jī)器的的用途分為動力機(jī)械，如電動機(jī)、內(nèi)燃機(jī)；加工機(jī)械，如加工機(jī)

床、包裝機(jī)械；運(yùn)輸機(jī)械，如汽車、飛機(jī)；信息機(jī)械，如復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)。

1、零件的常用材料

常用作機(jī)械零件的材料有：鋼、鑄鐵、銅合金、鋁合金、工程塑料和橡

膠。

2、材料的選用原則

主要從使用要求、工藝要求和經(jīng)濟(jì)性幾個方面考慮，尤其在市場經(jīng)濟(jì)、

自由競爭、供大于求的條件下，機(jī)械零件的經(jīng)濟(jì)性更應(yīng)當(dāng)引起足夠的重視。

3,零件結(jié)構(gòu)的工藝性

機(jī)械零件在制造的過程中，由于制造加工的需要，設(shè)計一些必要的工藝

結(jié)構(gòu)，如中心孔、退刀槽等。

4.機(jī)械零件的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化

標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化的目的是為了減少機(jī)械零件的品種和規(guī)格，便

于組織大規(guī)模生產(chǎn)等。

5.機(jī)械零件的強(qiáng)度

（1）載荷分隨時間變化的動載荷和不隨時間變化的辭載荷。通常按靜載

荷計算。其轉(zhuǎn)矩與功率成正比，與轉(zhuǎn)速成反比。

（2）應(yīng)力分靜應(yīng)力和變應(yīng)力。變應(yīng)力分為脈動循環(huán)變應(yīng)力、對稱循環(huán)變

應(yīng)力和非對稱循環(huán)變應(yīng)力三種。對稱循環(huán)變應(yīng)力對機(jī)械零件的強(qiáng)度影響最為

嚴(yán)重。

（3）零件的強(qiáng)度分體積強(qiáng)度和表面強(qiáng)度。通常講機(jī)械強(qiáng)度體積強(qiáng)度，

而表面強(qiáng)度是指擠壓強(qiáng)度、表面強(qiáng)度和磨損強(qiáng)度。

三、小結(jié)

機(jī)器的組成、結(jié)構(gòu)、類型與機(jī)械零件的材料、結(jié)構(gòu)和承載能力是機(jī)械的

基本知識。

四、布置作業(yè)

練習(xí)冊

0.2機(jī)械零件的摩擦、磨損和潤滑與本科程的學(xué)習(xí)任務(wù)和要求

［學(xué)生分析］

1、學(xué)生對摩擦的危害重視不夠，通過學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容，使學(xué)生能夠正

視摩擦和磨損的現(xiàn)實，對機(jī)器的潤滑重要性有一定的認(rèn)識。

2、該內(nèi)容理論性較強(qiáng)，講課中一定要聯(lián)系實際，以提高學(xué)生的興趣

和效果，如磨料磨損可舉眼不柔沙的實例。

［教學(xué)資源］

1、機(jī)械基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)課程。北京：高等教育出版社，2010

2、吳聯(lián)興主編。機(jī)械基礎(chǔ)練習(xí)冊。北京：高等教育出版社，2010

［教學(xué)安排］

教學(xué)步驟：講授為主，穿播互動、提問與設(shè)問，最后小結(jié)。

2學(xué)時（90分鐘）

［教學(xué)過程］

三、導(dǎo)入新課

1、生活中普遍存在著磨擦，如人走路時鞋底與地面的摩擦，時間久了鞋底

要磨損。為了減少磨損，盡量把地面做得光滑，走路省力又可以減少磨損；但太

光滑了卻走不了路，如在光滑的冰面上寸步難行。有時候又需要加大摩擦，如汽

車剎車時，能盡快地停下來，這是希望路面粗糙些，摩擦力大些，剎車帶與剎車

輪能盡快閘緊抱住。

2、只要是兩個相互運(yùn)動的表面，就必定會產(chǎn)生摩擦，只要有摩擦就必定產(chǎn)

生磨損，這是正常的現(xiàn)象。研究摩擦和磨損的類型和機(jī)理，目的是減少摩擦損失,

提高機(jī)械零件的使用壽命。

四、新課

（一）機(jī)器中的摩擦

重視摩擦對機(jī)器零件的影響，目前世界上約有30婷50%的能量消耗在各種

形式的摩擦中，約有80%的機(jī)器是因為零件磨損而失效。所以減少摩擦磨損，研

究摩擦磨損的原因是關(guān)系到延長零件使用壽命，節(jié)約能源的重要問題。

1、摩擦干摩擦、邊界摩擦、液體摩擦、混合摩擦

講授中重點放在摩擦副的摩擦狀態(tài)來分類，而邊界摩擦的內(nèi)容難以理解，應(yīng)

舉具體實例來幫助學(xué)生掌握。在機(jī)器中，純干摩擦的現(xiàn)象是很少的，大多是相互

運(yùn)動的表面都有潤滑油存在。一般處于潤滑狀態(tài)的機(jī)器，大部分表面處于混合摩

擦狀態(tài)。要做到純液體摩擦狀態(tài)比較困難，處于液體摩擦狀態(tài)的運(yùn)動表面其磨損

極小，只是在啟動階段表面有些磨損，因為液體對零件表面的摩擦很小。

2、磨損

任何相互運(yùn)動的零件的磨損過程的曲線都是一樣的，都必定經(jīng)過磨合、

穩(wěn)定磨損和劇烈磨損的三個階段，只是穩(wěn)定磨損階段時間的長短取決于設(shè)備

的潤滑和維護(hù)好壞息息相關(guān)。延長穩(wěn)定磨損階段，正是課程研究的最終目的。

按著磨損的形成機(jī)理，可以將磨損分為粘著磨損、磨料磨損、疲勞磨損、

沖蝕磨損和腐蝕磨損。這幾種磨損中，唯獨(dú)疲勞磨損不易理解。

講授粘著磨損時，要突出兩運(yùn)動表面產(chǎn)生接觸、發(fā)生摩擦接觸，溫度劇

烈升高，達(dá)到兩個運(yùn)動的表面相互粘著在一起，才產(chǎn)生粕著磨損。如人從滑

竿上快速滑下，雙手與桿強(qiáng)烈摩擦發(fā)熱掉皮。

講授疲勞磨損時，要突出兩運(yùn)動表面反復(fù)作用的接觸應(yīng)力超過材料的許

用接觸應(yīng)力，零件的運(yùn)動表面或淺層處形成疲勞裂紋，而且必須有潤滑油的

存在，潤滑油順著裂紋滲入到表層內(nèi)，兩表面的相互擠壓；使?jié)B入內(nèi)層的潤

滑油產(chǎn)生高壓，導(dǎo)致金屬顆粒從零件的表面上被擠下脫落下來，形成許多月

牙形的淺坑，即為疲勞磨損。

3.潤滑

(1)流體潤滑兩接觸表面完全被潤滑劑隔離開。分靠外界供油壓的靜

壓液體潤滑

和靠軸轉(zhuǎn)動后形成油壓的玉潤滑。注意形成油壓的原因。

(2)彈性流體動力潤滑如滾動軸承、齒輪等高副接觸的潤滑，壓強(qiáng)大,

應(yīng)力大，形成彈性流體動力潤滑。

(3)邊界潤滑兩接觸表面潤滑劑極薄，兩接觸表面仍然能相互接觸。

如手上的一層極薄的油膜。

（4）混和潤滑多種潤滑狀態(tài)混和在一起，這是常見的潤滑狀態(tài)。

（二）本科程的學(xué)習(xí)任務(wù)和要求

按教材的要求，重點是理論聯(lián)系學(xué)生實際、企業(yè)的崗位實踐。

五、小結(jié)

1、摩擦和磨損是零件工作中不可避免的，目的是如何減少磨損，做好

設(shè)備的維護(hù)與保養(yǎng)，延長零件的使用壽命。

2、常見的摩擦狀態(tài)為混合摩擦。應(yīng)努力使零件處于液體摩擦狀態(tài)。

3、磨損的類型很多，應(yīng)當(dāng)根據(jù)磨損的種類，采取柜應(yīng)的措施，提高零

件的使用壽命。

四、布置作業(yè)

練習(xí)冊

第一章機(jī)械零件的精度

1.1極限與配合

【課題名稱】

極限與配合

【教材版本】

欒學(xué)鋼主編。機(jī)械基礎(chǔ)（多學(xué)時）。北京：高等教育出版社，2010

欒學(xué)鋼主編。機(jī)械基礎(chǔ)（少學(xué)時）。北京：高等教育出版社，2010

【教學(xué)目標(biāo)與要求】

一、知識目標(biāo)

1、了解的含義。

2、熟悉公稱尺寸、實標(biāo)準(zhǔn)化際尺寸、極限尺寸、上下極限偏差、實際偏差、公

差、標(biāo)差

基本偏差、配合精度和配合等概念的含義。

二、能力目標(biāo)

會讀懂零件圖樣中上下極限漏差、配合精度與配合種類。

三、素質(zhì)目標(biāo)

1、了解零件加工中合格產(chǎn)品的尺寸范圍要求。

2、了解零件互換性與標(biāo)準(zhǔn)化的重要性。

四、教學(xué)要求

1、了解極限與配合的概念；

2、能讀懂零件圖樣中極限與配合標(biāo)注的含義。

【教學(xué)重點】

讀懂零件圖樣中極限與配合的標(biāo)注。

【難點分析】

概念名詞多，與生產(chǎn)實際聯(lián)系多。講課時要由淺入深、聯(lián)系生活生產(chǎn)實際。

【教學(xué)方法】

講課時注意聯(lián)系學(xué)生所能接觸到的實際。

【教學(xué)資源】

1.機(jī)械基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)課程.北京：高等教育出版社，2010

2.吳聯(lián)興主編.機(jī)械基礎(chǔ)練習(xí)冊.北京：高等教育出版社，2010

【教學(xué)安排】

7學(xué)時（315分鐘）

【教學(xué)方法】：講授與互動交叉進(jìn)行、講授中穿插練習(xí)與設(shè)同。

【教學(xué)過程】

一、導(dǎo)入新課

某個生活用品壞了，可以到商店買個同型號的換上。而新零件必需具備互

換性才能正常使用。這就要求零件的生產(chǎn)必需達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)要求，才能有互

換性。它必需滿足零件的極限與配合的技術(shù)要求，這是本節(jié)課所講的內(nèi)容。

二、新課教學(xué)

（一）、互換性與標(biāo)準(zhǔn)化

1、完全互換與不完全互換

完全互換指新零件在裝配或更換時不需要挑選或修配就能使用。

不完全互換指新零件在裝配或更換時需要作微小的挑選或修配才能使用。

互換性是大規(guī)模生產(chǎn)的前提，是提高經(jīng)濟(jì)效益基礎(chǔ)。

2、標(biāo)準(zhǔn)化

標(biāo)準(zhǔn)化是實現(xiàn)互換性生產(chǎn)的前提，是對生產(chǎn)實施標(biāo)準(zhǔn)化鑒督、管理，和慣

徹技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的過程。標(biāo)準(zhǔn)分國家標(biāo)準(zhǔn)（代號GB）—最低標(biāo)準(zhǔn)，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)

標(biāo)準(zhǔn)一最高標(biāo)準(zhǔn)。

（二）尺寸精度

1.孔和軸

孔圓柱形內(nèi)表面。

軸圓柱形外表面。

如圖1—1所示。

2.尺寸

公稱尺寸設(shè)計尺寸。

實際尺寸實際測量獲得的尺寸。

極限尺寸加工中允許的前個極限尺寸。

3.偏差、公差和公差帶

（1）偏差分上、下極限偏差和實際偏差

上極限偏差上極限尺寸減去公稱尺寸所得的差。

下極限偏差下極限尺寸減去公稱尺寸所得的差。

實際偏差實際尺寸減去公稱尺寸所得的差。

(2)尺寸公差允許尺寸的變動量，等于上極限偏差減去下極限偏差的值,

也等于上極限尺寸減去下極限尺寸的值。公差永遠(yuǎn)大于零。

(3)公差帶由兩極限偏差或極限尺寸所限定的一個區(qū)域。

公差帶圖如圖1—3所示。包括公差帶大小和基本偏差兩個因素。計算如例1

—10

4.極限制

(1)標(biāo)準(zhǔn)公差由公差等級和公稱尺寸組成。公差分成20個等級，用IT表

示。如表1—1所示。

(2)基本偏差孔和軸的基本偏差各有28種，用26個字目表示。如圖1一5

所示，A?H的基本偏差為下極限偏差；K?ZC基本偏差的為上極限偏差。H的基

本偏差為零。

軸的基本偏差值如表1一2所示。實際使用中，將和標(biāo)準(zhǔn)公差合成常用的極

限偏差表，如表1—3、4所示。從極限偏差表中可以直接查到上、下極限偏差值,

不必再經(jīng)過復(fù)雜的計算。教學(xué)中重點是使學(xué)生會查軸和孔的極限偏差表，通過反

復(fù)的練習(xí)達(dá)到要求。

(3)代號及標(biāo)注

公差帶代號由基本偏差代號(字母)和標(biāo)準(zhǔn)公差代號(數(shù)字)構(gòu)成，如H8

表示基本偏差代號為H,標(biāo)準(zhǔn)公差為8級的公差帶代號?？椎幕酒畲栍么?/p>

寫字母，軸的基本偏差代號生小寫字母表示。

標(biāo)注時有三種方法：

僅注上、下極限偏差數(shù)值一適用于零件圖的標(biāo)注；

僅注公差帶代號，不注上、下極限偏差數(shù)值一適用于裝配圖的標(biāo)注；

不僅注公差帶代號，還注上、下極限偏差數(shù)值一適用于生產(chǎn)目標(biāo)不明確。

(4)未注公差

未注公差不是沒有公差，而是一般公差，也稱自由公差。查表1-5°

（三）、配合精度

1.配合種類

（1）間隙配合孔的實際尺寸大于軸的實際尺寸，孔與軸之間存在間隙。

適用于動連接。如圖1一7。

（2）過盈配合孔的實際尺寸小于軸的實際尺寸，孔與軸之間存在。適用

于靜連接。如圖1—8。

（3）過渡配合孔的實際尺寸大于或小于軸的實際尺寸，間隙或過盈量都

很小。適用于定位連接。如圖1一9。

2.配合公差帶圖如圖1一10。間隙配合的配合公差帶圖位于零線以上；

過盈配合的配合公差帶圖位于零線以下；過渡配合的配合公差帶圖位于零線上、

下兩側(cè)。如例1—6。

2.配合制

同一極限制的孔和軸組成的配合制度。分基孔制和基軸制。

基孔制以孔為基準(zhǔn)，用代號H表示，與不同基本偏差的軸形成各種配合

狀態(tài)。下極限偏差為零。

基軸制以軸為基準(zhǔn)，用代號h表示，與不同基本偏差的孔形成各種配合

狀態(tài)。上極限偏差為零。

3.配合代號與標(biāo)注

如公稱尺寸為60mm,基孔制的間隙配合，孔的配合精度為8級，軸的配

合精度為7級，公差帶代號為g,其標(biāo)注為。60H8/g7。

如公稱尺寸為lOOmm,基孔制的過渡配合，孔的配合精度為7級，軸的

配合精度為6級，公差帶代號為m,其標(biāo)注。100H7/m6。

如公稱尺寸為120mm,基軸制的過盈配合，孔的配合精度為7級，軸的

配合精度為6級，公差帶代號為S,其標(biāo)注為。120h7/S6。

4.標(biāo)準(zhǔn)公差等級的選擇

常用機(jī)械零件配合公差選IT5—IT12等級，以IT6—IT8等級為最常用。非

配合公差選IT12-IT18等級。

5.基軸制的選用

由于孔比軸難加工，所以一般應(yīng)首先選用基孔制的配合。

三、小結(jié)

尺寸精度在機(jī)械加工非常重要，要能看懂圖樣上尺寸精度標(biāo)記的含義，才

能加工出合格的零件。

四、布置作業(yè)

第一章機(jī)械零件的精度

1.2幾何精度

【課題名稱】

幾何精度

【教材版本】

欒學(xué)鋼主編。機(jī)械基礎(chǔ)（多學(xué)時）。北京：高等教育出版社，2010

欒學(xué)鋼主編。機(jī)械基礎(chǔ)（少學(xué)時）。北京：高等教育出版社，2010

【教學(xué)目標(biāo)與要求】

一、知識目標(biāo)

理解幾何精度的含義，讀懂圖樣上幾何精度標(biāo)記的要求。

二、能力目標(biāo)

能讀懂工程實際圖樣結(jié)構(gòu)上幾何精度標(biāo)記的含義。

三、素質(zhì)目標(biāo)

能讀懂工程實際圖樣。

四、教學(xué)要求

能準(zhǔn)確讀懂圖樣上幾何精度標(biāo)記的要求。

【教學(xué)重點】

形位公差項目及苻號的含義。

【難點分析】

形位公差的標(biāo)注方法。

【教學(xué)方法】

講練法、討論法、。

【教學(xué)資源】

1.機(jī)械基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)課程.北京：高等教育出版社，2010

2.吳聯(lián)興主編.機(jī)械基礎(chǔ)練習(xí)冊.北京：高等教育出版社，20010

【教學(xué)安排】

3學(xué)時（135分鐘）

教學(xué)步躲：講授與演示交叉進(jìn)行、講授中穿插練習(xí)與設(shè)問。

【教學(xué)過程】

一、復(fù)習(xí)舊課

尺寸公差包括哪些內(nèi)容？如何查找上、下極限偏差值？

二、新課教學(xué)

尺寸公差僅考核零件上某個位置的誤差，而對整體零件的形狀精度并沒有

提出要求，所以還必需考核精度對整體零件的形狀的影響。

（一）幾何要素

幾何要素指構(gòu)成零件幾何特征的點、線、面。如圖1—14。

幾何要素包括公稱、實際、組成、導(dǎo)出、被測、基準(zhǔn)、單一和關(guān)聯(lián)等八種

要素。材介紹。

（二）幾何的特征項目

見教材介紹表1—6。分成、方向公差、位置公差和跳動公差四種。

（三）幾何公差的標(biāo)注方法

1.幾何公差的標(biāo)注形式

形狀公差和位置公差用兩個方格表示，第一個方格表示形位公差的項目苻

號，第二個方格表示形位公差的具體數(shù)值。

方向公差和跳動公差用三個方格表示，第一個方格表示形位公差的項目苻

號，第二個方格表示形位公差的具體數(shù)值，第三個方格表示形位公差的基準(zhǔn)。

2.被測要素的標(biāo)注方法

指引線箭頭指向輪廓線或其延長線，且與尺寸線明顯分開，表示被測要素

為輪廓線的形位公差；

指引線箭頭與對應(yīng)的尺寸線重合，表示被測要素為輪廓線的中心線的形

位公差。

見圖1—15、16、17所示。

3.基準(zhǔn)要素的標(biāo)注方法

基準(zhǔn)代號由基準(zhǔn)苻號（三角形）、連線（細(xì)直線）和正方形組成，基準(zhǔn)字

母用大寫填在方框內(nèi)。見圖1-18、19、20所示。

三、小結(jié)

幾何精度是檢測零件的重要內(nèi)容。包括形狀公差、位置公差方向公差和跳

動公差，每一種公差都影響到零件的幾何精度。它用方框、指引線和箭頭組

成，框內(nèi)加注苻號或數(shù)字表示具體要求。

四、布置作業(yè)

練習(xí)冊

第二章桿件的靜力分析

力的概念與基本性質(zhì)，力矩、力偶與力的平移

【課題名稱】

力的概念、基本性質(zhì)、力矩、力偶和力的平移。

【教材版本】

欒學(xué)鋼主編機(jī)械基礎(chǔ)（多學(xué)時）。北京：高等教育出版社，2010

欒學(xué)鋼主編機(jī)械基礎(chǔ)（少學(xué)時）。北京：高等教育出版社，2010

【教學(xué)目標(biāo)與要求】

一、知識目標(biāo)

1、熟悉力的概念、性質(zhì)；

2、理解力矩、力偶和力的。

二、能力目標(biāo)

能區(qū)別力矩和力偶的差別，會作力的平移。

三、素質(zhì)目標(biāo)

1、了解力的概念，掌握力的性質(zhì)；

2、了解力矩和力偶的不同點。

四、教學(xué)要求

1、初步了解力的概念、性質(zhì)。

2、能準(zhǔn)確計算力矩和力偶的值，會作力的平移。

【教學(xué)重點】

1、力的概念、性質(zhì)；

2、區(qū)分力矩和力偶的不同。

【難點分析】

力的平移

【教學(xué)方法】

講練法。

【教學(xué)資源】

1.機(jī)械基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)課程.北京：高等教育出版社，2010

2.吳聯(lián)興主編.機(jī)械基礎(chǔ)練習(xí)冊.北京：高等教育出版社，2010

【教學(xué)安排】

3學(xué)時（135分鐘）

【教學(xué)過程】

一、導(dǎo)入新課

從日常生活實例入手，說明力的概念和性質(zhì)。

二、新課教學(xué)

（一）力的概念

1.力的定義

力是物體相互間的機(jī)械作用，其作用結(jié)果使物體的形狀和運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生改

說明：力的效應(yīng)分外效應(yīng)一改變物體運(yùn)動狀態(tài)的效應(yīng)。內(nèi)效應(yīng)一引起物體變形的

效應(yīng)。

2.力的三要素

力的大小、方向、作用點（線）。

3.力的表示法

力是矢量，用數(shù)學(xué)上的矢量記號來表示。

4.力的單位

在國際單位制中，力的單位是牛頓（N）

1N=1公斤?米/秒*（kg?m/s2）o

啟發(fā)教學(xué)：

F=20N

_哪一種正確？注意區(qū)別矢量與標(biāo)量。

F=20N

（二）力的基本性質(zhì)

公理一（二力平衡公理）

要使剛體在兩個力作用下維持平衡狀態(tài)，必須也只須這兩個力大小相等、方

向相反、沿同一直線作用。

二力構(gòu)件一不計自重只在兩點受力而處于平衡的構(gòu)件。與構(gòu)件形狀無關(guān)。

設(shè)問：

rji能不能在曲桿的A、B兩點上施加二力，使曲桿處于

I平衡狀態(tài)？

公理二（力平行四邊形公理）F____F

作用于物體上任一點的用于同一點的一個力，即合力。合

力的矢由原兩力的矢為鄰邊（4四邊形的對角矢來表示。

矢量表達(dá)式：

FR=F^F2

課堂討論:

分析下列哪種表達(dá)式正確？月=月十月

FR=F^F2

公理三（加減平衡力系公理）

可以在作用于剛體的任何一個力系上加上或去掉幾個互成平衡的力，而不改

變原力系對剛體的作用。

推論（力在剛體上的可與性）

要點:

力不能移出作用線以外;

力不能移出剛體外。

啟發(fā)教學(xué)：

為什么說二力平衡條件、加減平衡力系原理和力的可傳性等都只適用于剛

體？

公理四（作用和反作用公理）

任何兩個物體相互作用的力，總是大小相等，作用線相同，但指向相反，并

同時分別作用于這兩個物體上。

（三）力矩

1、力矩的概念

力的大小F與力臂d的乘積稱為力矩。

規(guī)定：力使物體繞矩心逆轉(zhuǎn)為正；順轉(zhuǎn)負(fù)。

MO(F)=+Fd

要點：

力過矩心，力矩為零。

力為零，力矩為零。

力沿力線在剛體內(nèi)移動，力矩不變。

2、合力矩定理

平面匯交力系的合力對于平面內(nèi)任一點之矩等于所有各力對該點之矩的代

數(shù)和。

M.(F)(Fi)(Ft)?-7.(F.)?EM.(F)

討論：

根據(jù)合力矩定理推出：“力竭對任一點的矩等于零'，錯在哪里？

合力矩定理指出:“合力對點之矩等于各分力對同一點之矩的代數(shù)和”，因為“力

偶無合力”，所以力偶對一點之矩必等于零。

(四)力偶

1、力偶的概念

等值、反向的兩個平行力構(gòu)成力偶。

2、力偶三要素

力偶矩的大小、轉(zhuǎn)向、力偶作用面稱為力偶三要素。

說明：力、力偶為靜力學(xué)兩個基本物理量。

'/甥f(F,F')=士Fd

規(guī)定：逆時針轉(zhuǎn)向的力偶矩為正，順轉(zhuǎn)為負(fù)。

4、力偶性質(zhì)

力偶無矩心；

力偶無合力；

等效力偶可以互換。

討論：

圖中力的單哪些是等效的？

討論:

力偶等效只要滿足（）

A、只滿足力偶矩大小相等B、只滿足力偶矩轉(zhuǎn)向相同

C、只滿足力偶作用面相同D、力偶矩大小、轉(zhuǎn)向、作用面均

相等

（五）力的平移

修用線向某點o平移時，須附加一個力偶，此附加力偶的矩等于原

把力R

力?

腱。

要點:

力的平移原理只適用于剛體。

力的平移是指力在F

力的平移原理的逆方

討論:

攻絲時為什么不能

討論:

打乒乓球時為什么?

三、小結(jié)

1.理解靜力學(xué)公理及力的基本性質(zhì)。

2.力矩和力偶的概念，力偶的特性。

3.理解力系的平衡及平衡方程的應(yīng)用。

四、作業(yè)

練習(xí)冊

第二章桿件的靜力分析

2.2約束、約束反力、力系和受力圖的應(yīng)用

【課題名稱】

約束、約束反力、力系和受力圖的應(yīng)用

【教材版本】

欒學(xué)鋼主編。機(jī)械基礎(chǔ)（多學(xué)時）。北京：高等教育出版社，2010

欒學(xué)鋼主編。機(jī)械基礎(chǔ)（少學(xué)時）。北京：高等教育出版社，2010

【教學(xué)目標(biāo)與要求】

一、知識目標(biāo)

理解約束類型，掌握約束反力方向的確定。會繪制受力圖。

二、能力目標(biāo)

能把工程實際結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成力學(xué)模型，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力。

三、素質(zhì)目標(biāo)

了解約束類型及約束反力方向的確定。會繪制受力圖。

四、教學(xué)要求

能準(zhǔn)確判斷出約束類型并確定約束反力方向，會繪制受力圖。

【教學(xué)重點】

3、約束類型，約束反力方向的確定。

4、畫受力圖。

【難點分析】

約束反力方向的確定。

【教學(xué)方法】

教學(xué)方法：講練法、討論法、。

【教學(xué)資源】

1.機(jī)械基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)課程.北京：高等教育出版社，2010

2.吳聯(lián)興主編.機(jī)械基礎(chǔ)練習(xí)冊.北京：高等教育出版社，20010

【教學(xué)安排】

3學(xué)時（135分鐘）

教學(xué)步驟：講授與演示交叉進(jìn)行、講授中穿插練習(xí)與設(shè)問。

【教學(xué)過程】

一、復(fù)習(xí)舊課

力的四個公理、力矩、和力偶

二、新課教學(xué)

（一）約束類型（30分鐘）

1、基本概念

非自由體對自由體的限制稱為約束。

約束限制非自由體運(yùn)動的力稱為約束反作用力，簡稱約束反力。

活動較鏈約束:

A

反力：法向支持力。

4

I（C）

（4）、固定端約束（動畫演示）

反力：正交分力和反力偶。

應(yīng)用：動畫演示一一軸承、橋梁、內(nèi)燃機(jī)、飛機(jī)、遮雨棚等。

（二）力系

1.平面匯交力系

一個物體受到同一個平面上多個力的作用，且力的作用線匯交于一點，

稱這些力組成平面匯交力系。如圖2—24、25所示。

2.平面任意力系

各個力的作用線在平面力系上是任意分布的稱為平面任意力系。如圖2-

26所示

（三）、受力圖

畫受力圖的方法：

1、取分離體

2、畫出主動力

3、出約束反力

畫受力圖過程如教材圖2—28圖，和下圖所示:

約束力

三、小結(jié)

1、理解約束、約束力重要概念。

2、明確各類約束對應(yīng)的約束力的特征。

3、能正確對物體進(jìn)行受力分析。

四、作業(yè)

練習(xí)冊

第二章桿件的靜力分析

2.3平面力系的平衡方程及應(yīng)用

【課題名稱】

平衡方程及其應(yīng)用

【教材版本】

欒學(xué)鋼主編。機(jī)械基礎(chǔ)（多學(xué)時）。北京：高等教育出版社，2010

欒學(xué)鋼主編。機(jī)械基礎(chǔ)（少學(xué)時）。北京：高等教育出版社，2010

【教學(xué)目標(biāo)與要求】

一、知識目標(biāo)

1、了解力在坐標(biāo)軸上的投影；

2、理解平面力系的平衡方程及其應(yīng)用。

二、能力目標(biāo)

通過平面力系平衡方程的應(yīng)用，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力。

三、素質(zhì)目標(biāo)

1、了解力在坐標(biāo)軸上的投影；

2、了解平面力系的平衡方程及其特例。應(yīng)用平衡方程解決工程實際問題,

培養(yǎng)工程意識。

四、教學(xué)要求

1、初步了解力在坐標(biāo)軸上的投影；

2、應(yīng)用力的平移原理建立平衡方程并能解決工程實際問題。

【教學(xué)重點】

1、力在坐標(biāo)軸上的投影；

2、平衡方程的應(yīng)用。

【難點分析】

應(yīng)用力的平移原理建立平衡方程

【教學(xué)方法】

教學(xué)方法：講練法、討論法。

【教學(xué)資源】

1.機(jī)械基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)課程.北京：高等教育出版社，2010

2.吳聯(lián)興主編.機(jī)械基礎(chǔ)練習(xí)冊.北京：高等教育出版社，2010

【教學(xué)安排】

2學(xué)時90分露"

教學(xué)步驟：講授中穿插討論、講授中穿插練習(xí)與設(shè)問。

【教學(xué)過程】

一、復(fù)習(xí)舊課

1、力的平移原理

2、力偶性質(zhì)

力偶無矩心；力偶無合力

二、導(dǎo)入新課

平衡方程是在解決工程實際問題中，通過對力的分析，建立起來的力的數(shù)學(xué)

解析表達(dá)式，是工程實際中對受力情況的一種定量分析方法。

三、新課教學(xué)

（一X平面力系的平面方程

1.力在坐標(biāo)星鮑影

力:在X、y*融《的投影：

I，—！_

??-j----------

力F在x、y軸分力大?。虹?；

A'suia■

投影正負(fù)規(guī)定如下：若此力沿坐標(biāo)軸的分力的指向與坐標(biāo)軸一致，則力在該

坐標(biāo)軸上的投影為正值；反之，則投影為負(fù)值.

注意：大的分力是矢量，而力在坐標(biāo)軸上的投影是代數(shù)量

過論：0t是否一定比分力大？

系的簡化

一般力系平移后得到下0宓囁和力偶系。

3、平面任意力系的平衡Q叫認(rèn)L。

平面匯交力系的合力和平面力偶鼎合力偶矩同時為零。

平衡方稷叫=0

ZFv=0

￡此=0

例題分析：教材例2-5、例2-6

（二）、平面受力的特殊情況

1、平面平行力作用的平衡平衡方程

SFv=O

Z%=0

例題分析：塔式起重機(jī)的機(jī)身總重企220田￥,重心在塔中點，最大起重量，尺

（1）由平衡力系平衡方程求反力

￡外（尸）=°

。(6+2)—3?4+G?2-P(12-2)=0

NA=45AN

ZP.=。NA”B-G-P-Q=4

NB=255kN

（2）滿載時，M=。

XMB(P)=O

Qmin(6+2)+G?2一尸(12—2)=O

emi?=15kN

20

（3）空載時,

XMA(P)=0

(6一2)—62=0

=1\4kN

7.5kN<C?<11GkN

2、平面力偶系的合成與平衡

作用在物體同一平面內(nèi)的力偶，稱為平面力偶系。平面力偶系合成的結(jié)果為

一合力偶，其合力偶矩等于各分力偶矩的代數(shù)和。

M=m?++?mn=Em

若力偶系平衡，則合力偶矩必為零。

平衡方程

M=Z〃z=O

層加一個壓力和一個力偶，其力偶矩，若夾緊

!個螺栓所受的橫向力。

Z機(jī)=0

3.齒輪和軸的受力分析NAl+mi=0

見教材圖2—32、33、34NA=2=25GN

（三）功率和效率

1、功率機(jī)器的主要性能森=川冬彳斗N

2、機(jī)械效率機(jī)器工作時輸出的有用功率與輸入功率之比。機(jī)械效率越高,

有用功率越大。

四、小結(jié)

平面任意力系的簡化與平衡；平面任意力系平衡方程的應(yīng)用

五、作業(yè)

練習(xí)冊

第三章直桿的基本變形

3.1直桿軸向拉伸與壓縮時的變形與應(yīng)力分析

拉伸與壓縮時材料的力學(xué)性能

【課題名稱】

直桿軸向拉伸與壓縮時的變形與應(yīng)力分析和拉伸與壓縮時材料的力學(xué)性能

【教材版本】

欒學(xué)鋼主編。機(jī)械基礎(chǔ)（多學(xué)時）。北京：高等教育出版社，2010

欒學(xué)鋼主編。機(jī)械基礎(chǔ)（少學(xué)時）。北京：高等教育出版社，2010

【教學(xué)目標(biāo)與要求】

一、知識目標(biāo)

1、了解拉壓變形、內(nèi)力的概念，了解截面法求內(nèi)力、應(yīng)力的方法;

2、理解拉壓材料的力學(xué)性質(zhì)。

二、能力目標(biāo)

通過做低碳鋼拉壓時的力學(xué)性質(zhì)實驗，培養(yǎng)動手能力。

三、素質(zhì)目標(biāo)

1、理解截面法求內(nèi)力的基本方法。

2、理解拉壓材料的力學(xué)性質(zhì)，培養(yǎng)實踐能力。

四、教學(xué)要求

1、了解拉、壓內(nèi)力概念，理解截面法求內(nèi)力。

2、。

【教學(xué)重點】

5、拉壓、內(nèi)力概念，截面法求內(nèi)力。

6、理解拉、壓材料的力學(xué)性質(zhì)

【難點分析】

材料拉、壓時的力學(xué)性能。

【教學(xué)方法】

教學(xué)方法：講練法、演示法、討論法。

【教學(xué)資源】

1.機(jī)械基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)課程,北京：高等教育出版社，2010

2.吳聯(lián)興主編.機(jī)械基礎(chǔ)練習(xí)冊.北京：高等教育出版社，2010

【教學(xué)安排】

4學(xué)時（180分鐘）

教學(xué)步驟：講授與演示交叉進(jìn)行、講授中穿插討論、講授中穿插練習(xí)與

設(shè)問，最后進(jìn)行歸納。

【教學(xué)過程】

一、復(fù)習(xí)舊課

二、導(dǎo)入新課

作用于構(gòu)件上的外力形式不同，構(gòu)件產(chǎn)生的變形也不同。把構(gòu)件的變形簡

化為四種基本變形。拉壓、剪切、扭轉(zhuǎn)、彎曲。

三、新課教學(xué)

（一）直桿軸向拉伸與玉縮時的變形與應(yīng)力分析

1.拉伸與壓縮時的變形特點

桿件受拉伸與壓縮時必定產(chǎn)生伸長或縮短的變形。如教材圖3-7所示。

2.內(nèi)力與截面法求應(yīng)力

內(nèi)力桿件受拉伸或壓縮時，桿件材料內(nèi)部產(chǎn)生阻止變形的抗力。內(nèi)

力是由外力引起的構(gòu)件內(nèi)部一部分對另一部分的作用力。

截面法假想地將桿件截開，以求的內(nèi)力大小的方法。用力學(xué)平衡方程

方法求出內(nèi)力的大小。用截面法求內(nèi)力的過程為：切、取、代、平。

應(yīng)力用內(nèi)力除以桿件的截面積，即得到單位面積上的應(yīng)力。

（二）、拉伸與壓縮時材料的力學(xué)性能

（演示工程實例引出概念）

受力特點：沿軸向作用一對等值、反向的拉力或壓力。

變形特點：桿件沿軸向伸長或縮短。這種變形稱為拉伸或壓縮。

1.低碳鋼時拉伸與王縮的力學(xué)性能

（1）低碳鋼拉伸時的力學(xué)性能

如圖3—11所示，為低碳鋼拉伸時的應(yīng)力與應(yīng)變曲線圖。分為幾個階段,

即彈性變形階段、屈服階段、強(qiáng)化階段和縮頸階段。得出相應(yīng)的材料比例極

限、彈性極限、屈服極限和抗拉強(qiáng)度。

（2）低碳鋼壓縮時的力學(xué)性能

如圖3—13所示，為低碳鋼壓縮時的應(yīng)力與應(yīng)變曲線圖。也甫相應(yīng)的比

例極限、彈性極限、屈服極限，與拉伸的應(yīng)力與應(yīng)變曲線圖相似。

2.鑄鐵拉伸與壓縮時的力學(xué)性能

如圖3—14所示，為鑄鐵壓縮時的應(yīng)力與應(yīng)變曲線圖，不同點是其抗壓

強(qiáng)度遠(yuǎn)大于抗拉強(qiáng)度。

3.塑性與泠作硬化

塑性是材料抵抗永久變形而不斷裂的能力。用伸長率和收縮率表示。

泠作硬化是材料在機(jī)域加工過程中，塑性下降的現(xiàn)象。如圖3—15所示。

泠作硬化不利于機(jī)械零件的再加工。

說明：講授完材尊力卜簿后，要有2學(xué)時的實驗課，完成典型材料的機(jī)

械性能諫削加的應(yīng)

四應(yīng)變,照如圖，y/

拉壓概念；拉壓變畛今正內(nèi)力、應(yīng)力計算.

五.作業(yè)

哪種強(qiáng)度最好？哪種剛度最好？哪種塑性最好？

第三章直桿的基本變形

3.2直桿軸向拉伸與壓縮時的強(qiáng)度計算

【課題名稱】

直桿軸向拉伸與壓縮的強(qiáng)度計算

【教材版本】

欒學(xué)鋼主編。機(jī)械基礎(chǔ)（多學(xué)時）。北京：高等教育出版社，2010

欒學(xué)鋼主編。機(jī)械基礎(chǔ)（少學(xué)時）。北京：高等教育出版社，2010

【教學(xué)目標(biāo)與要求】

一、知識目標(biāo)

熟悉直桿軸向拉伸與壓縮的強(qiáng)度計算。

二、能力目標(biāo)

培養(yǎng)分析直桿軸向拉伸與壓縮問題的解決能力。

三、素質(zhì)目標(biāo)

了解直桿軸向拉伸與壓縮的變形與強(qiáng)度計算。

四、教學(xué)要求

1、了解直桿軸向拉伸與壓縮的變形的特點。

2、會對直桿軸向拉伸與壓縮的變形作強(qiáng)度計算。

【教學(xué)重點】

直桿軸向拉伸與壓縮的變形作強(qiáng)度計算。

【難點分析】

求許用應(yīng)力和最大拉力。

【教學(xué)方法】

教學(xué)方法：講練法、討論法。

【教學(xué)資源】

1.機(jī)械基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)課程.北京：高等教育出版社，2010

2.吳聯(lián)興主編.機(jī)械基礎(chǔ)練習(xí)冊.北京：高等教育出版社，2010

【教學(xué)安排】

2學(xué)時（90分鐘）

教學(xué)步驟：講授與演示交叉進(jìn)行、講授中穿插討論、練習(xí)與設(shè)問。

【教學(xué)過程】

一、導(dǎo)入新課

直桿受軸向拉伸與壓縮時產(chǎn)生的變形，將影響到材料的強(qiáng)度，哪怎麼確定

材料的強(qiáng)度能否滿足使用要求呢？

二、新課教學(xué)

1.許用應(yīng)力與安全系數(shù)

極限應(yīng)力是指桿件喪失工作能力時的應(yīng)力。

當(dāng)材料接近極限應(yīng)力時，構(gòu)件就處于危險的狀態(tài)，為了使材料安全可靠

地工作給材料留有足夠的強(qiáng)度儲備，引入一個大于1的安全系數(shù)。常取安全

系數(shù)在1.2~2.5。將極限應(yīng)力除于安全系數(shù)即得到許用應(yīng)力值。

2.軸向拉伸與壓縮時的強(qiáng)度計算

強(qiáng)度計算時需要先求出危險截面的內(nèi)力和截面積，然后用教材中的3—8

式計算。結(jié)果只要小于許用應(yīng)力值，說明材料的強(qiáng)度足夠。

3.應(yīng)力集中與溫差應(yīng)力

（1）應(yīng)力集中直桿容易出現(xiàn)應(yīng)力集中的地方常常在直桿截面變化的

軸肩、開槽、鉆孔處，也是出現(xiàn)危險斷面的位置。

（2）溫差應(yīng)力溫差也會對直桿產(chǎn)生應(yīng)力，如北方的熱水管、鐵軌，

溫度變化將使材料伸長，產(chǎn)生溫差應(yīng)力，所以要留出彎曲變形，以消除溫

差可能帶來的應(yīng)力對管道的影響。

強(qiáng)度計算的方法如教材例題3—1、2o強(qiáng)度計算對中職學(xué)生不是重點，

只是作為了解的要求即可。

三、小結(jié)

軸向拉伸與壓縮時的強(qiáng)度計算是保證桿件安全使用的前提。但要先求出

安全系數(shù)和許用應(yīng)力，并計算出危險截面的內(nèi)力和截面積。

四、布置作業(yè)

第三章直桿的基本變形

3.3連接件的剪切與擠壓

【課題名稱】

連接件的剪切與擠壓

【教材版本】

欒學(xué)鋼主編。機(jī)械基礎(chǔ)（多學(xué)時）。北京：高等教育出版社，2010

欒學(xué)鋼主編。機(jī)械基礎(chǔ)（少學(xué)時）。北京：高等教育出版社，2010

【教學(xué)目標(biāo)與要求】

一、知識目標(biāo)

1、了解剪切與擠壓的概念；

2、掌握剪切與擠壓強(qiáng)度計算。

二、能力目標(biāo)

利用剪切與擠壓強(qiáng)度條件解決工程實際問題。培養(yǎng)分析問題和解決問題的

能力。

三、素質(zhì)目標(biāo)

1、了解剪切與擠壓變形；

2、了解剪切與擠壓強(qiáng)度條件在工程實踐中的應(yīng)用。

四、教學(xué)要求

1、初步了解剪切與擠壓概念；

2、較深入地認(rèn)識剪切與擠壓強(qiáng)度條件的應(yīng)用，有一定的分析和運(yùn)用能力。

【教學(xué)重點】

1、剪切與擠壓的受力特點、變形特點；

2、剪切與擠壓強(qiáng)度計算。

【難點分析】

擠壓面積的計算。

【教學(xué)方法】

教學(xué)方法：講練法、演示法、討論法。

【教學(xué)資源】

1.機(jī)械基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)課程.北京：高等教育出版社，2010

2.吳聯(lián)興主編.機(jī)械基礎(chǔ)練習(xí)冊.北京：高等教育出版社，2010

【教學(xué)安排】

2學(xué)時（90分鐘）

教學(xué)步驟：講授與演示交叉進(jìn)行、講授中穿插討論、講授中穿插練習(xí)與設(shè)

問，最后進(jìn)行歸納。

【教學(xué)過程】

一.復(fù)習(xí)舊課

強(qiáng)度拉壓與拉壓變形

二.導(dǎo)入新課（演示工程實例：剪鋼板、、鍵連接等——引出剪切概念）

剪床剪鋼板，銷釘連接均屬剪切變形。

（一）剪切

1、剪切概念

受力特點：作用于構(gòu)件兩側(cè)面上外力的合力等值反向、作用線相距很近。

變形特點：截面沿著力的作用方向相對錯動。這種變形稱為剪切。

2、剪力和剪應(yīng)力

平行于截面的內(nèi)力稱為剪力或切力。

截面法：切、取、代、平。

單位面積上所受到修剪力稱為剪應(yīng)力。

r~A

單位：兆帕（掰%）

說明：工程實例近似認(rèn)%:剪應(yīng)力均布。

色而析：剪斷鋼板時刀口的作徽.鋼板

O求剪斷鋼板時的剪應(yīng)力。

解：

Q_P_80xl03

=320MPa

~A~~bh~50x5

二、擠壓

1、擠壓的概念

受剪切的構(gòu)件常常還承受擠壓的作用。在接觸表面互相壓緊而產(chǎn)生局部變形

的現(xiàn)象稱為擠壓。

2、擠壓應(yīng)力L

bn=-F-R

4

式中4-一擠壓面積，曲面取直徑投影面積。

說明：工程實際近似認(rèn)為：擠壓應(yīng)力均布.

討論：不屬于剪切破壞的是（）

A、一釘連接

B、鍵連接

C、鋼板用對接焊縫連接

D、鋼板用填角焊縫

三、剪切與擠壓強(qiáng)度

剪切強(qiáng)度—=心”

擠壓強(qiáng)度

校核強(qiáng)度設(shè)計截面確定許可載荷

討論：材料抗擠的能力要比抗壓的能力大得多？

應(yīng)用：演示工程實例：剪鋼板、銷釘連接、鍵連接等。

四、小結(jié)（5分鐘）

1.剪切概念、內(nèi)力、應(yīng)力；擠壓概念、內(nèi)力、應(yīng)力。

2.剪切與擠壓強(qiáng)度

五、作業(yè)

六、練習(xí)

第三章直桿的基本變形

3.4圓軸的扭轉(zhuǎn)

【課題名稱】

圓軸的扭轉(zhuǎn)

【教材版本】

欒學(xué)鋼主編。機(jī)械基礎(chǔ)（多學(xué)時）。北京：高等教育出版社，2010

欒學(xué)鋼主編。機(jī)械基礎(chǔ)（少學(xué)時）。北京：高等教育出版社，2010

【教學(xué)目標(biāo)與要求】

一、知識目標(biāo)

1、了解扭轉(zhuǎn)概念；熟悉外力偶矩、扭矩計算；

2、理解扭轉(zhuǎn)時的應(yīng)力分析，掌握扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計算。

二、能力目標(biāo)

通過扭轉(zhuǎn)時的應(yīng)力分析，了解應(yīng)力分析方法，培養(yǎng)分析問題的能力。

三、素質(zhì)目標(biāo)

1、了解扭轉(zhuǎn)變形的受力特點、變形特點；

2、通過作扭轉(zhuǎn)應(yīng)力圖，了解應(yīng)力圖的一般做法。

四、教學(xué)要求

1、初步了解扭轉(zhuǎn)變形的受力特點、變形特點；

2、較深入地認(rèn)識扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計算，并能應(yīng)用強(qiáng)度條件解決工程實際問題。

【教學(xué)重點】

1、扭轉(zhuǎn)應(yīng)力圖。

2、扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計算。

【難點分析】

扭轉(zhuǎn)應(yīng)力分析方法。

【教學(xué)方法】

教學(xué)方法：講練法、演示法、討論法。

【教學(xué)資源】

1.機(jī)械基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)課程.北京：高等教育出版社，2010

2.吳聯(lián)興主編.機(jī)械基礎(chǔ)練習(xí)冊.北京：高等教育出版社，2010

【教學(xué)安排】

2學(xué)時（90分鐘）

教學(xué)步驟：講授與演示交叉進(jìn)行、講授中穿插討論、講授中穿插練習(xí)與設(shè)

問。

【教學(xué)過程】

一、復(fù)習(xí)舊課

剪切強(qiáng)度

r.nax=/V[7]

擠壓強(qiáng)度

二、導(dǎo)入新課

日常生活中常用的螺絲刀，汽車的傳動軸，反應(yīng)釜中的攪拌軸等均產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)

變形。

三、新課教學(xué)

1、扭轉(zhuǎn)的概念（演示工程實例一一引出扭轉(zhuǎn)概念）

受力特點：在垂直于軸線的橫截面內(nèi)作用一對等值、反向的力偶；

變形特點：軸表面的縱線變成螺旋線。這種變形稱為圓軸扭轉(zhuǎn)。

討論：下列實例中屬于扭轉(zhuǎn)變形的是（）

A、起重吊鉤B、鉆頭鉆孔C、火車車軸D、零件鉆

孔

2、圓軸扭轉(zhuǎn)外力偶矩

N

M=9550。

式中〃一軸外力偶矩，N?m；

弘一軸功率，kW；

n一軸轉(zhuǎn)速，r/min0

討論：（1）汽車爬坡時，使用高速擋還是低速擋？

（2）在同一臺機(jī)器的幾根逐級傳動軸中，是高速軸粗，還是低速軸

粗？為什么？

3.圓軸扭轉(zhuǎn)變形

圓軸扭轉(zhuǎn)變形的圓周線只是繞軸線轉(zhuǎn)了不同的角度，縱向線傾斜一個

小角度，矩形變成平形四邊形。

4.切應(yīng)力分布規(guī)律如圖3—28所示。

5、圓軸扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力計算

討論：如何排列傳動軸上的輪子能使最大扭矩值最小？

（1）圓軸扭轉(zhuǎn)時，璜截面上只有垂直于直徑的剪應(yīng)力。

此一抗扭矩，/

W=--?0.2D3

'16

3

空心圓軸Wt=0.2D\\-a)

式中a=d/D

討論：。兩根圓軸，材料相同，受力相同，而直徑不同，當(dāng)&=24時,

則兩軸的最大剪應(yīng)力之比4/々為（）

（2）圓軸抗扭強(qiáng)度條件

Mmax

^max

二%ax

應(yīng)用：（1）校核強(qiáng)度max-

（2）設(shè)計截面叱

（3）確定許可載荷MmaxW]

6、提高抗扭能力的方法

由強(qiáng)度條件可知:

"a

丁max

叱

（1）、提高抗扭截面系數(shù)叱

W^D\因此采用空心軸，在相同截面的前提下，可以有效提高

軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度。（從應(yīng)力分布圖中直觀看出）。

（2）、降低Mw

合理安排軸上零件位置，使輸出、輸入兩端的扭矩值相等或接近,

可降低軸的Mmax。

四、小結(jié)

扭轉(zhuǎn)概念；外力偶矩計算、扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計算

五、作業(yè)

六、練習(xí)

第三章直桿的基本變形

3.5直梁的彎曲及組合變形與壓桿穩(wěn)定

【課題名稱】

直梁