圆轴的扭转电子教案机械基础

第一篇：圆轴的扭转电子教案机械基础

机械基础及电子教案 3.4 圆轴的扭转

【课题名称】

圆轴的扭转

【教材版本】

栾学钢主编。机械基础（多学时）。北京：高等教育出版社，2010 栾学钢主编。机械基础（少学时）。北京：高等教育出版社，2010 【教学目标与要求】

一、知识目标

1、了解扭转概念；熟悉外力偶矩、扭矩计算；

2、理解扭转时的应力分析，掌握扭转强度计算。

二、能力目标

通过扭转时的应力分析，了解应力分析方法，培养分析问题的能力。

三、素质目标

1、了解扭转变形的受力特点、变形特点；

2、通过作扭转应力图，了解应力图的一般做法。

四、教学要求

1、初步了解扭转变形的受力特点、变形特点；

2、较深入地认识扭转强度计算，并能应用强度条件解决工程实际问题。【教学重点】

1、扭转应力图。

2、扭转强度计算。【难点分析】

扭转应力分析方法。【教学方法】

教学方法：讲练法、演示法、讨论法。【教学资源】

1．机械基础网络课程．北京：高等教育出版社，2010 2．吴联兴主编．机械基础练习册．北京：高等教育出版社，2010 【教学安排】

2学时（90分钟）

教学步骤：讲授与演示交叉进行、讲授中穿插讨论、讲授中穿插练习与设问。【教学过程】

一、复习旧课

剪切强度

Q maxA挤压强度

FBmaxBB AB

二、导入新课

日常生活中常用的螺丝刀，汽车的传动轴，反应釜中的搅拌轴等均产生扭转变形。

三、新课教学

1、扭转的概念（演示工程实例——引出扭转概念）

受力特点：在垂直于轴线的横截面内作用一对等值、反向的力偶； 变形特点：轴表面的纵线变成螺旋线。这种变形称为圆轴扭转。讨论：下列实例中属于扭转变形的是（）

A、起重吊钩 B、钻头钻孔 C、火车车轴 D、零件钻孔

2、圆轴扭转外力偶矩

NM9550Pn式中 M —轴外力偶矩，N·m；

NP —轴功率，kW;n —轴转速，r/min。讨论：（1）汽车爬坡时，使用高速挡还是低速挡？

（2）在同一台机器的几根逐级传动轴中，是高速轴粗，还是低速轴粗？为什么？ 3．圆轴扭转变形

圆轴扭转变形的圆周线只是绕轴线转了不同的角度，纵向线倾斜一个小角度，矩形变成平形四边形。

4．切应力分布规律 如图3－28所示。

5、圆轴扭转剪应力计算

讨论：如何排列传动轴上的轮子能使最大扭矩值最小？（1）圆轴扭转时，横截面上只有垂直于直径的剪应力。

MTmax Wt

式中

MT —横截面上扭矩，N·mm；

Wt —抗扭矩，mm

33D3W0.2Dt

16空心圆轴 33

Wt0.2D(1)式中 d/D

讨论：。两根圆轴，材料相同，受力相同，而直径不同，当d12d2时，则两轴的最大剪应力之比1/2为（）

A．1/4 B．1/8 C．4 D．8 2．指出以下应力分布图中哪些是正确的（）A、图(a)(d)正确 B、图(b)(c)正确 C、图(c)(d)正确 D、图(b)(d)正确

（2）圆轴抗扭强度条件

maxMmaxWt应用 ：（1）校核强度 maxMmax Wt（2）设计截面 WtMmax

（3）确定许可载荷 MmaxWt

6、提高抗扭能力的方法 由强度条件可知：

MmaxmaxWt

（1）、提高抗扭截面系数Wt

WtD3，因此采用空心轴，在相同截面的前提下，可以有效提高轴的扭转强度。（从应力分布图中直观看出）。（2）、降低Mmax

合理安排轴上零件位置，使输出、输入两端的扭矩值相等或接近，可降低轴的Mmax。

四、小结

扭转概念；外力偶矩计算、扭转强度计算

五、作业

六、练习

第二篇：轴机械基础电子教案

机械基础电子教案(2学时)

第8章

支承零部件

8．1

轴

[课程名称] 轴 [教材版本] 栾学钢主编。机械基础（多学时）。北京：高等教育出版社，2010 栾学钢主编。机械基础（少学时）。北京：高等教育出版社，2010 [教学目标与要求]

一、知识目标1、2、了解轴的结构、分类、常用材料。

理解轴上零件的轴向和周向固定方法，熟悉轴的结构工艺性。

二、能力目标

1、能够合理选择轴的材料。

2、能够正确分析轴上结构设计的目的。

三、素质目标

1、了解轴的功用和轴的常用材料。

2、能结合实际分析轴上各结构的功用。

四、教学要求1、2、[教学重点]

1、直轴的分类、功用和轴的常用材料。

2、轴的结构要求及轴向和周向固定方法。[难点分析] 轴上零件的固定方法，特别是结构工艺性。[教学方法] 讲授法、实物教具演示、互动法、归纳法 熟悉传动轴、心轴和转轴的区别，及轴的常用材料。了解轴上零件的轴向和周向固定方法，及结构工艺性。[学生分析]

1、学生的实际知识较少，对于轴上零件的固定方法不易理解，尤其是结构工艺性更难懂，教学时应当配以课件或加工实况、实物，或生产安装的教学录像帮助学生理解轴的结构。[教学资源]

1、机械基础网络课程。北京：高等教育出版社，20102、3、[教学安排] 教学步骤：讲授与教具或实物演示交叉进行，配以课件或加工实况录像，穿插互动、提问与设问，最后小结。2学时（90分钟）[教学过程]

一、导入新课（10分钟）

机械零件是组成及其的最基本单元，生产中必须按图纸的工艺要求生产出每一个合格零件，然后再组装成构件和机器。因此必须熟悉常用零件的功用、结构特点和加工工艺，才能生产出适应机器使用要求的零件。常用零件分为通用零件和专用零件。专用零件指某些机器上特有的零件，如直升飞机上的螺旋桨，轮船上的螺旋桨，内燃机上的曲轴等。通用零件是指在各种设备上都共同具有的零件，如螺钉、螺帽、轴承、齿轮等。本课程只讲通用零件的结构、特点。通用零件有部分是标准件，即可以在市场上买到的，不必要自己组织生产；而有一部分必须自己生产，但他们具有统一的标准和规格。

教师可演示实物，如有可能播放生产录像，了解零件的生产过程。强调学习本章内容要注意贴近实际，联系生产。

二、新课（75分钟）

1、轴的功用与分类特点

轴是机器中最重要的零件之一，主要起支承轴上零件并传递运动和转矩的作用。这里注意运动和转矩的区别。

轴的分类主要分清传动轴、心轴和转轴，一般的轴多为转轴，可举学生能见到的例来说明。如书上所举的例子，或如下： 吴联兴主编。机械基础练习册。北京：高等教育出版社，2010 课件、教具、实物。传动轴：汽车方向盘的轴；电风扇的轴 心轴：火车的车轮轴

转轴：大部分轴为转轴，如自行车中轴、齿轮、皮带轮的轴等等。这里要注意的是三种轴的共同特点都应当以转动的轴为前提，再按受力状态来区分。

2、轴的常用材料

应介绍常用中碳钢45钢和合金钢40Cr作轴的材料，但是选择合金钢时，必须进行热处理，才能发挥合金钢的优势，否则合金钢对应力的敏感性对轴的强度反而产生不利的影响。

3、轴的结构

轴上零件的固定方法很多，分为轴向和周向固定两种，常用轴向固定的方法是键联接，它具有可拆性，而且可以传递很大的扭矩，应用广泛。周向固定方法一般选用轴肩或轴套等，要根据实际情况来决定，但要简单方便可靠，易于加工。因此，轴一般为阶梯形状。

教学时一定要结合课件或录像、教具进行，否则枯燥无味，学生没有兴趣。或组织学生进行一次拆装实习，作实践体会，亲手感受。

轴的加工工艺性更难理解，工艺结构要结合车工实习的内容来讲，请同学谈自己实习加工的体会，就比较好懂，中心孔是加工细长轴和为了下一道工序加工准备的；退刀槽是为了加工螺纹时，防止撞坏零件左端面而设计的；越程槽是为了磨削后装配零件能到位而设计的。

装配工艺比较难懂，许多装配工艺是为了方便装配和准确定位而设计的。如30°大倒角是为了顺利安装；两个零件在轴向和径向只能各有一个配合面，不可能使一个配合面同时接触两个面。过度要求适得其反，实际上也是达不到要求的。这里要培养学生从实际的要求为出发点来考虑问题，也就是理论要联系实际。

教学中配合课件演示教学，可以提高效果。

三、小结（10分钟）

1、按载荷方向直轴可以分为传动轴、心轴和转轴三种，大多数轴为转轴。

2、一般常见轴为45钢，较重要的轴为40Cr经过调质处理。

3、轴上零件的固定方法可分为轴向固定和周向固定两种。轴肩和键是常用的两种方法，具体要以实际而选用。

4、轴的加工工艺性是按加工需要确定的。

四、布置作业

练习册中P [课后分析]

第三篇：链传动机械基础电子教案

机械基础电子教案 7．2

链传动

【课程名称】

链传动 【教材版本】

栾学钢主编。机械基础（多学时）。北京：高等教育出版社，2010 栾学钢主编。机械基础（少学时）。北京：高等教育出版社，2010 【教学目标与要求】

一．知识目标

1． 了解链传动的组成、主要优缺点及传动的类型。2． 了解链传动的传动比、安装与维护。二．能力目标

1． 能比较链传动和皮带传动的主要优缺点及应用场合。2． 能够计算链传动的传动比、会进行链传动的安装与维护。

三、素质目标

1． 了解链传动的特点及类型。2． 熟悉链传动的安装与维护。

四、教学要求

1． 能分析比较出两种传动的特点及应用场合。2． 熟悉链传动的安装与维护。3． 【教学重点】

链传动的特点及应用。【难点分析】

链传动能否得到准确传动比？与带传动相比的优势在哪里？传动比还是不能得到瞬时准确。这部分内容比较难以理解。【教学方法】

教具与实物演示或课件演示，讲授与学生动手课堂练习相结合。【学生分析】

学生对于瞬时传动比的理解有困难，演示教具从宏观上看不出瞬时的变化，需要画图加以说明，但超过教材的要求，只好要求承认教师的结论。【教学资源】

1． 机械基础网络课程。北京：高等教育出版社，2010。

2． 吴联兴主编。机械基础练习册。北京：高等教育出版社，2010。3． 实物、教具和课件。【教学安排】

2学时（90分钟）【教学过程】 一．导入新课

复习带传动的内容，总结出带传动的优缺点。大家平时还能见到的另一种传动――自行车上用的链传动，能否比带传动在传动比方面更准确一些呢？由此引出本次课的新内容。

二．讲授新课

1． 链传动 先演示实物或课件，使学生对链传动有感性认识。相比之下，由于有齿的关系，链条传动是齿的啮合与分开，从宏观上它应当是传动比准确，但实际上只是传动一周时的传动比不变；而在两齿之间的大部分区域，其传动比是微小变化的，所以只能说明是平均传动比准确。总结传动的优点突出能在高温，多尘等恶劣条件下工作，这是皮带传动所不可比拟的。主要缺点是冲击、噪声。

常用的链传动有套筒滚子链和齿形链，前者应用较广泛。2。链传动的组成

链传动由主动链轮、从动链轮和链条组成。常用的链传动有套筒滚子链和齿形链，前者应用较广泛。按用途可分成起重链、牵引链和传动链。

套筒滚子链的结构如图7－17所示，由5个零件组成。

3．链传动的特点

主要有平均传动比准确，能在高温、潮湿等条件下工作。但有噪音。

4．链传动的传动比

链传动的传动比等于为主动轮的转速与从动轮的转速之比，也等于从动轮的齿数与主动轮的齿数之比。5．链传动的安装与维护

见教材图7－20、21、22

链传动的安装时，链条太松易掉链，会产生振动；太紧影响传动。

链条为标准件，其标记为链号及节数，如自行车链条为10号，节距可查标准为15.87毫米。

三．小结

1．链传动的优点是可得到准确的平均传动比，可以恶劣的条件下工作。其缺点是有冲击和噪声。四．布置作业

【课后分析】

第四篇：滚动轴承机械基础电子教案

机械基础电子教案 8.3 滚动轴承

【课程名称】 滚动轴承 【教材版本】

栾学钢主编。机械基础（多学时）。北京：高等教育出版社，2010 栾学钢主编。机械基础（少学时）。北京：高等教育出版社，2010

【教学目标与要求】 一．知识目标

1.了解滚动轴承的分类及结构。

2.掌握滚动轴承的代号含义，能够熟记常用轴承的代号。3.能够正确的拆装与维护轴承。二．能力目标

1． 能够掌握滚动轴承的优点及应用场合。

2． 能够看懂滚动轴承代号的含义，并正确选用轴承。三．素质目标

1． 了解常用滚动轴承的特性。

2． 能够读懂滚动轴承代号的含义。

四．教学要求

1． 了解滚动轴承的功用、分类、特点。2． 熟悉滚动轴承代号的含义。【教学重点】

1． 滚动轴承的特点与应用场合。2． 掌握滚动轴承代号的含义。【难点分析】

1． 滑动轴承与滚动轴承的使用场合。2． 滚动轴承的代号含义。【教学方法】

讲授法，教具演示，讲课中穿插讨论与提问。【教学资源】

1． 机械基础网络课程。北京：高等教育出版社，2010。

2． 吴联兴主编。机械基础练习册。北京：高等教育出版社，2010。3． 教具与实物。【教学安排】

4学时（180分钟）【教学过程】

一．作业讲评（5分钟）

根据轴类零件学生作业完成中存在问题进行讲评，注意强调独立完成，切勿抄袭。重点表扬独立思考完成作业的少部分同学。二．导入新课（5分钟）

滑动轴承的摩擦系数较大，开始运转时滑动摩擦阻力较大，而滚动摩擦的摩擦系数比滑动摩擦的摩擦系数小，起动容易，所以在大量的场合中滚动轴承的应用比滑动轴承更加广泛。

三、新课教学

1．滚动轴承的结构 用实物和挂图、动画表示滚动轴承的结构，使学生对滚动轴承的结构有感性的认识。这里主要掌握基本结构，即由内外座圈，滚动体和保持架组成。滚动体的结构决定了轴承的特性，因此应当作为重点来讲解，区分出轴承的承载和转速特点。2．滚动轴承的分类

可按承载方向、滚动体形状以及是否可调心来分：

按承载方向－主要承载径向载荷的向心轴承；主要承载轴向载荷的推力轴承。按滚动体形状－分球和两类，柱又可分成圆柱和圆锥。按可调心－分调心轴承和非调心轴承。3．滚动轴承的代号

代号的含义是学习的重点内容，必须要求记住类别、直径系列和内径的表示方法，其余内容懂得去查相关手册即可以了。类别中必须记住常用的深沟球轴承

6、圆锥滚子轴承3和推力轴承5三种代号；直径系列要记住2、3、4即轻、中、重型；宽度系列要记住0、1、2即窄、正常、宽型系列；内径要求记住尾数乘以5为实际内径，但还必须记住00—03的特殊尺寸。该段内容是本节学习重点，要反复结合练习册来练习，达到牢记。

4． 滚动轴承的安装与维护

内圈与轴选用较紧的过渡配合；外圈与座孔选用较松的过渡配合。

安装时借用紫铜棒敲入，不能用手锤直接敲打滚动轴承；或用加热方法套入内圈； 安装推力时注意分清标准内孔的座轴承圈分为大小二个内圈，大圈的内孔尺寸比小圈的内孔大0.2mm，应贴紧安装在静止的支座上；小圈安装在转动的轴上，贴紧转动轴的端面上，与轴一起转动。从外观上看，大圈的内孔比较粗糙，安装时千万不能出错，否则轴承很快就会损坏，而且也不起支承的作用。

为保证滚动轴承的使用寿命，必需给予足够的润滑剂。如果轴承选用脂润滑，则油脂的用量不要超过轴承空腔的2/3。油脂过多将形成运动阻力。

安装轴承尽量使用专用工具，可保证轴承的安装质量和使用寿命。用手锤敲打时，防止损坏轴承，注意安装到位，防止出现歪斜。

拆卸滚动轴承时常用拆卸器拆卸滚动轴承的内圈较为快速、方便。5． 滚动轴承的失效形式

常见滚动轴承的失效形式有疲劳点蚀和塑性变形，前者是正常失效，后者是超载引起的失效。此外，在密封不好的条件下也会出现磨粒和粘着磨损。三．小结

滚动轴承的使用范围较广，其特点是标准化，系列化，而且方便维修。常用的类型，直径系列和内径代号应当熟记，对今后的学习和工作非常有益。

注意安装和拆卸滚动轴承应当掌握的要点。四．作业 【课后分析】

第五篇：平面连杆机构机械基础电子教案

机械基础电子教案 6.2 平面连杆机构

【课程名称】平面连杆机构 【教材版本】

栾学钢主编。机械基础（多学时）。北京：高等教育出版社，2010 栾学钢主编。机械基础（少学时）。北京：高等教育出版社，2010

【教学目标与要求】 一．知识目标

1.了解铰链四杆机构的组成和三种基本型式的运动特性与应用。2.熟悉曲柄存在条件的判别方法。3.了解含有一个移动副的四杆机构。

4.了解铰链四杆机构的运动特性―急回特性和死点。二．能力目的

1． 能够判断四杆机构是否存在曲柄？并根据已知条件确定四杆机构的具体型式。2． 熟悉含有一个移动副的四杆机构和三种基本型式的运动特性及应用场合。三．素质目标

1． 了解四杆机构的运动是将连续匀速的转动转变成变速的摇动或其他型式的运动机构，实现运动型式的转化。

2． 熟悉三种常见的四连杆运动的基本型式的特点。

3． 能够根据曲柄存在条件及取不同构件作为机架来判断出不同的四杆机构。

四．教学要求

1． 熟悉低副接触四杆机构的运动特点和的组成条件。

2． 能够判断四杆机构是否存在曲柄和该机构的基本型式。掌握三种机构的应用场合。【教学重点】

1． 四杆机构曲柄存在条件的判别及四杆型式的确定。2． 熟悉三种基本型式的运动特点及应用场合。【难点分析】

1． 高、低运动副的区分和四杆机构基本型式的判断。

2． 急回特性的形成，要借助于教具或实物演示，最好请同学上台自己体验。3． 死点的形成条件是曲柄摇杆机构中以摇杆作为主动件才可能出现，如果学生有自己使用过缝纫机请他谈谈使用的感受最好。在理论上要用力矩的大小等于力与力臂的乘积来决定，如果力臂为0，则无论力有多大，则力矩仍为0。【教学方法】

讲授为主，配合教具课件演示，最后归纳总结。【学生分析】

从机械零件的静止运动转变到常用机构的教学内容，是一个由静向动的变化过程，要从运动的角度出发来启发学生学习本章的内容就比较容易。同时要从具体的构件抽象出简图来研究运动特点，这也是要改变学生思路的方式。在讲课时，一定要把这些特点先告诉学生，以便更快地适应新的教学内容。【教学资源】

1． 机械基础网络课程。北京：高等教育出版社，2010。

2． 吴联兴主编。机械基础练习册。北京：高等教育出版社，2010。【教学安排】

4学时（180分钟）【教学过程】

一．

开始常用机构一章的学习，机构的特点是运动的，所以要从运动的角度出发来研究和分析机构，这样就比较容易理解掌握。要习惯于机构简图的表示内涵及它表示的构件运动特点。如书中图6-3所示。机构的种类很多，本书只介绍平面连杆机构，凸轮机构和间歇运动机构，其共同特点是将主动件连续的匀速转动通过机构转化成断续或不均运的各种运动型式，以满足实际工作场合的需求。二． 新课讲授 1．平面连杆机构

首先要和学生共同回忆机构的定义，即构件的组合与构件之间具有相对的运动，如果没有相对的运动，就不成机构。接着要讲明连杆的含义，即长度与横截面之比值较大才成为杆，杆之间用运动副（如销轴或滑道）连接。然后再介绍何为平面，即四个杆件的运动都在一个平面内或者在相互平行的平面内才称之为平面连杆机构。开始讲授时，一定要把基本概念阐述严密完整。高低运动副的区别在于是面或是点线接触，多举例说明，如板擦与黑板之间是面接触，而粉笔与黑板是点接触；滚动轴承是点线接触的高副连接，滑动轴承的曲面接触的低副连接。2．铰链四杆机构

凡是由四个杆件组成的机构即是四杆机构，它必定有固定不动的机架和两个与机架相连的连架杆，另一个不与机架相接触的杆件即为连杆。由于杆件的长度不一，但总能找出其中最短的杆件，将最短杆与其中最长杆的长度之和与其它两杆长度之和的比较，一定能得出如果大于其它两杆长度之和，则此机构取不同的杆件作为机架，将会出现曲柄摇杆机构，双曲柄机构和双摇杆机构等三种不同型式。曲柄即能绕机架的固定转轴作整周转动，而摇杆只能绕机架作某个角度范围内的摆动。3． 双曲柄机构如果双曲柄的长度相等，又可以根据双曲柄的运动方向是否相同或相反分成二种运动特性。

讲课中重点要结合中职学生的职业特点讲述机构的应用实例，理论要贴近实际，应用到生产实践中，加深学生的记忆，也使学生学以致用，为用而学，才能调动学生的学习主动性。

4． 含有一个移动副的四杆机构

常用曲柄滑块机构，把转动转化成移动，如冲压机。

5． 铰链四杆机构的运动特性

急回特性

从演示中先让学生得出结论入手再按书中图6-28来分析，着重注意虽然摇杆的行程往返一样长，但曲柄转过的圆心角都不相等，由于曲柄作等角速运动，走过的圆心角所需要的时间就长，反之所需要的时间就短，在相同的行程中，时间长的其移动的速度必然就慢，反之必然就快，这就导致在摇杆的往返两个行程产生了不同的行走速度，即一快一慢，出现了快速的回程，这正是机械中空行程所需要的，它可以缩短非工作时间。称为回程的急回特性。

压力角

压力角的大小影响到从动件的运动受力状况，压力角与传动角互成90度，传动角的大小由连杆和摇杆的夹角组成，在运动中容易观察，所以常用传动角的大小来控制。

死点

死点形成的前提是在曲柄摇杆机构中以摇杆作为主动构件，而当摇杆在两端极限位置时，极位夹角成0°或180°时，曲柄的力臂为0，此时无论施加多大的作用力，曲柄都不可能转动，称之为死点位置。解决死点位置的方法是加惯性轮，靠惯性的作用冲过死点，或者采用机构错位排列的方法，如图6-17所示。反之也可以利用死点来作有用的工作，如作夹具或飞机起落架。三．小结

1．平面连杆机构的功能是将连续匀速的转动转化为非匀速的断续或其它运动型式，满足不同的工作环境要求。

2．平面连杆机构主要由低副联接而成的四杆机构，根据组成条件，可以分为曲柄连杆机构，双曲柄机构和双摇杆机构，这主要取决于四杆机构中是否存在曲柄，并取何杆件作为机架来决定。

3． 双曲柄还可以根据两曲柄的特点进一步细分，但不必讲的过深，简单了解就可以。4． 急回特性是曲柄摇杆机构运动的特点，具有一定的实用价值。死点产生于以摇杆作主动构件的前题。四．作业布置

【课后分析】