《機(jī)械基礎(chǔ)（少學(xué)時(shí)）第3版》 教案 曾德江 第1-6單元　機(jī)械的認(rèn)知-平面連桿機(jī)構(gòu)

《機(jī)械基礎(chǔ)》課程教學(xué)方案教師：第1號(hào)學(xué)習(xí)內(nèi)容第1單元機(jī)械的認(rèn)知課時(shí)知識(shí)目標(biāo)1.理解本課程的研究對(duì)象和內(nèi)容、機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求和一般過(guò)程。2.掌握機(jī)器、機(jī)構(gòu)及機(jī)械等概念，以及機(jī)器和機(jī)構(gòu)的用途及區(qū)別。能力目標(biāo)1.能明確課程研究的對(duì)象和內(nèi)容、機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求和一般過(guò)程。2.具有識(shí)別機(jī)器和機(jī)構(gòu)，判斷其用途及區(qū)別的能力。素質(zhì)目標(biāo)1.養(yǎng)成機(jī)械傳動(dòng)應(yīng)用的科學(xué)思維方式。。2.學(xué)習(xí)中外機(jī)械發(fā)展史，樹立文化自信與科技報(bào)國(guó)的愛(ài)國(guó)情懷。教學(xué)對(duì)象授課班級(jí)為大一機(jī)械類或近機(jī)械類專業(yè)學(xué)生，已完成了機(jī)械制圖、金工實(shí)習(xí)等前修課程。教學(xué)環(huán)境智慧智慧一體化課室教學(xué)方法講授法、案例教學(xué)法、頭腦風(fēng)暴法、引導(dǎo)文法、講練結(jié)合法教學(xué)過(guò)程教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)間安排課程導(dǎo)入1.案例導(dǎo)入以智能機(jī)器人、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、自動(dòng)組裝機(jī)等案例引出機(jī)械的含義：圖1-1智能機(jī)器人圖1-2數(shù)控加工中心圖1-3自動(dòng)組裝機(jī)2.設(shè)置問(wèn)題：（1）如何機(jī)械是如何工作的？它的特征是什么？（2）課程的能力目標(biāo)是什么？（3）通過(guò)什么訓(xùn)練可獲得相關(guān)的能力？知識(shí)準(zhǔn)備本教學(xué)過(guò)程主要由教師講授學(xué)生作適當(dāng)?shù)幕?dòng)；采取的教學(xué)方法：案例分析法、講授法1.本課程的研究對(duì)象—機(jī)械介紹機(jī)械的發(fā)展史1）18世紀(jì)初以蒸汽機(jī)的出現(xiàn)為代表產(chǎn)生了第一次產(chǎn)業(yè)革命，人們開(kāi)始設(shè)計(jì)制造各種各樣的機(jī)械，例如紡織機(jī)、火車、汽輪船。2）19世紀(jì)到20世紀(jì)初的第二次產(chǎn)業(yè)革命，隨著內(nèi)燃機(jī)的出現(xiàn)，促進(jìn)了汽車、飛機(jī)等運(yùn)輸工具的出現(xiàn)和發(fā)展。3）20世紀(jì)中后期，以機(jī)電一體化技術(shù)為代表，在機(jī)器人、航空航天，海洋艦船等領(lǐng)域開(kāi)發(fā)出了眾多高新機(jī)械產(chǎn)品。4）21世紀(jì)隨著智能機(jī)械、微型機(jī)構(gòu)、仿生機(jī)械的蓬勃發(fā)展，將促進(jìn)材料、信息、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化等領(lǐng)域的交叉與融合，進(jìn)一步豐富和發(fā)展機(jī)械相關(guān)學(xué)科知識(shí)。教學(xué)過(guò)程教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)間安排知識(shí)準(zhǔn)備2.以飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)和洗衣機(jī)為例引出機(jī)械相關(guān)的概念（1）機(jī)器、機(jī)構(gòu)、機(jī)械；零件、構(gòu)件、通用零件、專用零件。（2）機(jī)器的基本組成部分：（1）動(dòng)力部分（2）執(zhí)行部分（3）傳動(dòng)部分（4）操縱部分和控制部分圖1-3飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)圖1-5洗衣機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖圖1-6專用零件圖1-7通用零件3.課程的性質(zhì)：本課程是職業(yè)技術(shù)院校工科相關(guān)專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課4.本課程的研究?jī)?nèi)容：4個(gè)模塊，16個(gè)單元5.課程的任務(wù)：（1）掌握分析解決機(jī)械工程實(shí)際中簡(jiǎn)單力學(xué)問(wèn)題的方法。（2）掌握桿件在承載的情況下，幾種基本變形和組合變形的強(qiáng)度與剛度計(jì)算，并能對(duì)機(jī)械工程中構(gòu)件承載進(jìn)行分析和計(jì)算。（3）掌握一般機(jī)械傳動(dòng)裝置、機(jī)械零件的設(shè)計(jì)方法及設(shè)計(jì)步驟，能選用和設(shè)計(jì)常用機(jī)構(gòu)和通用零件，能使用和維護(hù)一般機(jī)械。（4）完成設(shè)計(jì)計(jì)算、繪圖等基本技能的訓(xùn)練，能熟練運(yùn)用設(shè)計(jì)資料（手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)、圖冊(cè)和規(guī)范等）。項(xiàng)目訓(xùn)練指出下列設(shè)備中那些是機(jī)構(gòu)：銑床、發(fā)電機(jī)、機(jī)械式手表、洗衣機(jī)和汽車。歸納總結(jié)1.本次課要求掌握機(jī)器與機(jī)構(gòu)、構(gòu)件與零件、通用零件與專用零件的區(qū)別；2.明確本課程的能力目標(biāo)作業(yè)習(xí)1-7教學(xué)反饋教研室意見(jiàn)

《機(jī)械基礎(chǔ)》課程教學(xué)方案教師：第2號(hào)學(xué)習(xí)內(nèi)容第2單元機(jī)械工程材料課時(shí)知識(shí)目標(biāo)1.熟悉常用鋼鐵材料、非鐵金屬、粉末冶金等材料的牌號(hào)、種類、性能、用途及選用。2.了解常用金屬材料的熱處理工藝、特點(diǎn)及應(yīng)用。3.熟悉高分子材料、陶瓷材料、復(fù)合材料的種類、性能、用途。能力目標(biāo)1.能識(shí)別機(jī)械行業(yè)常用金屬及非金屬材料，并能識(shí)讀常用材料的牌號(hào)。2.能依據(jù)機(jī)械零件的工作要求選用合適的材料。素質(zhì)目標(biāo)1.強(qiáng)化工程材料國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行的嚴(yán)謹(jǐn)性與規(guī)范性。2.培養(yǎng)工程思維與工程安全意識(shí)。教學(xué)對(duì)象授課班級(jí)為大一機(jī)械類或近機(jī)械類專業(yè)學(xué)生，已完成了機(jī)械制圖、金工實(shí)習(xí)等前修課程。教學(xué)環(huán)境智慧智慧一體化課室教學(xué)方法講授法、案例教學(xué)法、頭腦風(fēng)暴法、引導(dǎo)文法、講練結(jié)合法教學(xué)過(guò)程教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)間安排課程導(dǎo)入1.案例導(dǎo)入以車軸斷裂、某汽車主要零部件應(yīng)用的材料、飛機(jī)起落架斷裂等案例引出工程材料應(yīng)用圖1-1車軸斷裂圖1-2飛機(jī)起落架斷裂圖1-3水立方2.設(shè)置問(wèn)題：（1）機(jī)械工程材料有什么性能、類型、選擇要求及應(yīng)用在什么場(chǎng)合？（2）課程的能力目標(biāo)是什么？（3）通過(guò)什么訓(xùn)練可獲得相關(guān)的能力？知識(shí)準(zhǔn)備1本教學(xué)過(guò)程主要由教師講授學(xué)生作適當(dāng)?shù)幕?dòng)；采取的教學(xué)方法：案例分析法、講授法2.1金屬材料性能1.金屬材料力學(xué)性能1）強(qiáng)度：是指金屬材料在靜載荷作用下抵抗永久變形和斷裂的能力。材料的強(qiáng)度等力學(xué)性能須通過(guò)試驗(yàn)的方法進(jìn)行測(cè)定。拉伸試驗(yàn)機(jī)在試驗(yàn)過(guò)程中可以繪制出施加的載荷與試樣變形的曲線，一般稱為拉伸力-伸長(zhǎng)曲線教學(xué)過(guò)程教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)間安排知識(shí)準(zhǔn)備12）塑性：是指金屬材料在給定外力的作用下，產(chǎn)生永久變形而不被破壞的能力。3）硬度：是指材料局部抵抗硬物壓入其表面的能力,是衡量材料軟硬程度的指標(biāo)。4）韌性：表示材料在塑性變形和斷裂過(guò)程中吸收能量的能力。2.金屬材料工藝性能1）焊接性能：一般是指兩塊相同的金屬材料或兩塊不同的金屬材料，在局部加熱到熔融狀態(tài)下，能夠牢固地焊合在一起的性能。2）切削性能：切削加工性能是指金屬材料在用切削刀具進(jìn)行加工時(shí)，所表現(xiàn)出來(lái)的難易程度。3）壓力加工性能：就是指金屬材料在壓力加工過(guò)程中成型的難易程度。4）鑄造性能：就是指反映金屬材料熔化澆鑄成為鑄件的難易程度，項(xiàng)目訓(xùn)練1自行車是常用的交通工具，如圖2-22～圖2-24所示。老式自行車都是用管材焊接而成；現(xiàn)在使用最多的輕便自行車，為了強(qiáng)度和美觀，還需要對(duì)管材彎曲成型加工；山地自行車則是為高速行駛設(shè)計(jì)的。試分析這樣三款自行車在選材方面各有哪些性能要求。知識(shí)準(zhǔn)備22.2鋼鐵材料及應(yīng)用1.工業(yè)用鋼1）普通碳素鋼（1）碳素鋼是近代工業(yè)中使用最早、用量最大的基本材料。目前碳素鋼的產(chǎn)量在各國(guó)鋼總產(chǎn)量中的比重，約保持在80%左右，它不僅廣泛應(yīng)用于建筑、橋梁、鐵道、車輛、船舶和各種機(jī)械制造工業(yè)。（2）碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)：按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T221-2008，碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)分為四個(gè)部分2）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼（1）優(yōu)質(zhì)碳素鋼分類與性能：優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼和普通碳素結(jié)構(gòu)鋼相比，硫、磷及其他非金屬夾雜物的含量較低。（2）優(yōu)質(zhì)碳素鋼的牌號(hào)：按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T221-2008，優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)分為五個(gè)部分，見(jiàn)表2-5。3）合金結(jié)構(gòu)鋼（1）合金結(jié)構(gòu)鋼的性能：在普通碳素結(jié)構(gòu)鋼基礎(chǔ)上添加適量的一種或多種合金元素而構(gòu)成的鐵碳合金稱為低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼。（2）合金結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)：按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T221-2008，合金結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)分為四個(gè)部分，如表2-6。4）合金工具鋼（1）合金工具鋼的分類與性能：合金工具鋼是在碳素工具鋼基礎(chǔ)上加入鉻、鉬、鎢、釩等合金元素，以提高淬透性、韌性、耐磨性和耐熱性的一類鋼種。（2）合金工具鋼牌號(hào)：按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T221—2008，合金工具鋼牌號(hào)分為兩個(gè)部分，見(jiàn)表2-8。1.鑄鐵1）鑄鐵分類與性能：鐵是碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在2%以上的鐵碳合金。2）鑄鐵牌號(hào)：按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T5612—2008，鑄鐵牌號(hào)的組成有以下三種類型，見(jiàn)表2-10。項(xiàng)目訓(xùn)練2請(qǐng)查閱國(guó)家游泳中心“水立方”和廣州新電視塔主體鋼架結(jié)構(gòu)采用何種材料，并撰寫一篇調(diào)研建筑鋼架材料使用分析報(bào)告。教學(xué)過(guò)程教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)間安排知識(shí)準(zhǔn)備32.3非鐵金屬和粉末冶金材料1.鋁和鋁合金鋁合金是工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一類有色金屬結(jié)構(gòu)材料，在航空、航天汽車、機(jī)械制造、船舶及化學(xué)工業(yè)中已大量應(yīng)用。2.銅和銅合金銅合金以純銅為基體加入一種或幾種其他元素所構(gòu)成的合金。主要用于制作發(fā)電機(jī)﹑母線﹑電纜﹑開(kāi)關(guān)裝置﹑變壓器等電工器材和熱交換器﹑管道﹑太陽(yáng)能加熱裝置的平板集熱器等導(dǎo)熱器材。3.軸承合金軸承合金又稱軸瓦合金，用于制造滑動(dòng)軸承的材料。用于各類軸承材料。4.粉末冶金材料：用粉末冶金工藝制得的多孔、半致密或全致密材料（包括制品）。粉末冶金材料具粉末冶金材料有傳統(tǒng)熔鑄工藝所無(wú)法獲得獨(dú)特的化學(xué)組成和物理、力學(xué)性能，項(xiàng)目訓(xùn)練3某汽車要進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)，其中改變材料是一個(gè)重要的途徑。將一些原先由鋼鐵材料制造的零件改用非鐵金屬材料會(huì)顯著減小汽車的重量。試分析，汽車中哪些零件可用非鐵金屬材料制造。知識(shí)準(zhǔn)備42.4金屬材料的熱處理及應(yīng)用熱處理是對(duì)固態(tài)金屬或合金采用適當(dāng)方式加熱、保溫和冷卻，以獲得所需要的組織結(jié)構(gòu)與性能的加工方法。1.金屬材料整體熱處理整體熱處理是對(duì)工件整體加熱，然后以適當(dāng)?shù)乃俣壤鋮s，獲得需要的金相組織，以改變其整體力學(xué)性能的金屬熱處理工藝。鋼鐵整體熱處理大致有正火、退火、淬火和回火等基本工藝2.金屬材料表面熱處理1）表面淬火：表面淬火是將鋼件的表面層淬透到一定的深度，而心部仍保持未淬火狀態(tài)的一種局部淬火的方法。表面淬火的目的在于獲得高硬度、高耐磨性的表面，而心部仍然保持原有的良好韌性，常用于齒輪、花鍵、機(jī)床導(dǎo)軌等。2）滲碳淬火：滲碳是指使碳原子滲入到鋼表面層的過(guò)程，也是使低碳鋼的工件具有高碳鋼的表面層，再經(jīng)過(guò)淬火和低溫回火，使工件的表面層具有高硬度和耐磨性，而工件的中心部分仍然保持著低碳鋼的韌性和塑性。滲碳工藝廣泛用于飛機(jī)﹑汽車和拖拉機(jī)等的機(jī)械零件﹐如齒輪﹑軸﹑凸輪軸等。項(xiàng)目訓(xùn)練4向墻面釘釘子，發(fā)現(xiàn)釘子的硬度不夠，每次都被打彎也無(wú)法釘入墻體。試分析采用何種熱處理的方法可以解決這個(gè)問(wèn)題。

教學(xué)過(guò)程教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)間安排知識(shí)準(zhǔn)備52.5常用非金屬材料非金屬材料是由非金屬元素或化合物構(gòu)成的材料。1.高分子材料是以高分子化合物為基礎(chǔ)的材料?，F(xiàn)代，高分子材料已與金屬材料、無(wú)機(jī)非金屬材料相同，成為科學(xué)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的重要材料。2.陶瓷材料是用天然或合成化合物經(jīng)過(guò)成型和高溫?zé)Y(jié)制成的一類無(wú)機(jī)非金屬材料。它具有高熔點(diǎn)、高硬度、高耐磨性、耐氧化等優(yōu)點(diǎn)，可用于制作結(jié)構(gòu)材料、刀具材料。3.復(fù)合材料是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料，通過(guò)物理或化學(xué)的方法，將其組成具有新性能的材料。各種材料在性能上互相取長(zhǎng)補(bǔ)短，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，使復(fù)合材料的綜合性能優(yōu)于原組成材料而滿足各種不同的要求。項(xiàng)目訓(xùn)練5某汽車要進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)，其中改變材料是一個(gè)重要的途徑。將一些原先由鋼鐵材料制造的零件改用有色金屬會(huì)顯著減小汽車的重量。試分析，汽車中哪些零件可用有色金屬制造。綜合訓(xùn)練項(xiàng)目2-3中國(guó)空軍運(yùn)-20的出現(xiàn)，使國(guó)產(chǎn)飛機(jī)的起飛重量從60t級(jí)一步跨越至200t級(jí)。運(yùn)-20機(jī)身主要由復(fù)合材料制成，包括碳纖維、玻璃纖維和金屬?gòu)?fù)合材料。這些材料賦予機(jī)身高強(qiáng)度和耐久性。此外，機(jī)身中也使用了一定比例的鈦合金和鋁合金，這些材料在機(jī)翼的襟翼中也有應(yīng)用。運(yùn)-20投入使用標(biāo)志著中國(guó)空軍的遠(yuǎn)程機(jī)動(dòng)能力和戰(zhàn)略投送能力獲得大幅提升。請(qǐng)查閱國(guó)產(chǎn)戰(zhàn)斗機(jī)機(jī)身和航天器采用何種碳纖維復(fù)合材料，并撰寫一篇關(guān)于碳纖維復(fù)合材料使用情況的分析報(bào)告。歸納總結(jié)1.了解、識(shí)別常用普通碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金鋼材料的特性、使用工況以及牌號(hào)。2.了解、識(shí)別常用鋁合金、銅合金等合金材料的特性、使用工況以及牌號(hào)。3.了解常用高分子材料、陶瓷材料以及復(fù)合材料的特性和使用案例。作業(yè)習(xí)2-1、2-2、2-3教學(xué)反饋教研室意見(jiàn)

《機(jī)械基礎(chǔ)》課程教學(xué)方案教師：第3號(hào)學(xué)習(xí)內(nèi)容第3單元工程構(gòu)件受力的分析課時(shí)知識(shí)目標(biāo)1.理解靜力學(xué)的基本概念—?jiǎng)傮w、力、平衡和約束；掌握靜力學(xué)公理及其應(yīng)用范圍。2.掌握工程中常見(jiàn)的約束和約束反力的畫法，能熟練而正確地畫出物體的受力圖。3.理解平面力系的合成和平衡條件，能利用平衡條件求解平面匯交力系的平衡問(wèn)題。能力目標(biāo)1.能根據(jù)工程構(gòu)件的工作情況構(gòu)建力學(xué)模型。2.能區(qū)別常見(jiàn)約束力類型，并能對(duì)工程構(gòu)件進(jìn)行受力分析。3.能對(duì)簡(jiǎn)單平面力系進(jìn)行定量分析。素質(zhì)目標(biāo)1.培養(yǎng)工程思維與工程倫理意識(shí)。2.養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范、精益求精的工匠精神。教學(xué)對(duì)象授課班級(jí)為大一機(jī)械類或近機(jī)械類專業(yè)學(xué)生，已完成了機(jī)械制圖、金工實(shí)習(xí)等前修課程教學(xué)環(huán)境智慧智慧一體化課室教學(xué)方法講授法、案例教學(xué)法、頭腦風(fēng)暴法、講練結(jié)合法教學(xué)過(guò)程教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)間安排課程導(dǎo)入1.案例導(dǎo)入以工件的夾緊機(jī)構(gòu)為案例導(dǎo)入，引出本單元內(nèi)容學(xué)習(xí)重點(diǎn)及應(yīng)獲得能力目標(biāo)圖1-1液壓夾具2.設(shè)置問(wèn)題：（1）工程中常見(jiàn)的約束有哪些？它的特點(diǎn)是什么？（2）如何正確繪制構(gòu)件的受力圖？知識(shí)準(zhǔn)備1本教學(xué)過(guò)程主要由教師講授學(xué)生作適當(dāng)?shù)幕?dòng)獲得課程能力目標(biāo)；本單元采取的教學(xué)方法有：案例分析法、講授法、講練結(jié)合法、手段：多媒體演示和思維導(dǎo)圖。3.1靜力學(xué)基本概念及其公理1.靜力學(xué)基本概念1）靜力學(xué)基本任務(wù)：就是研究物體在力系的作用下處于平衡與利用平衡條件解決未知力大小的問(wèn)題。2）靜力學(xué)基本概念平衡、剛體、物系、力系、力及力的三要素、分布力、集中力、等效力系、平衡力系2.靜力學(xué)公理（1）公理1二力平衡公理1）分析：如果變形體承受兩個(gè)壓力，物體是否平衡？2）結(jié)論：公理1只適用剛體3)二力桿：在兩個(gè)力的作用下保持平衡的構(gòu)件稱為二力構(gòu)件。要點(diǎn)：二力桿可以是直桿，也可以是曲桿。二力桿的受力特點(diǎn)是：兩個(gè)力的方向必在二力作用點(diǎn)的連線上。

教學(xué)過(guò)程教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)間安排（2）公理2加減平衡力系公理——該公理成為力系簡(jiǎn)化的基本方法之一1）推論1力的可傳性原理——只用于剛體（3）公理3力的平行四邊形法則，力的三角形法則；推論2三力平衡匯交定理：三個(gè)力矢量按首尾連接的順序構(gòu)成一封閉三角形，或力的三角形自行封閉。（4）公理4作用與反作用定律注意：二力平衡公理與作用與反作用定律的區(qū)別？項(xiàng)目訓(xùn)練1二力平衡公理與作用與反作用定律的區(qū)別？知識(shí)準(zhǔn)備23.2約束與約束力1.約束與約束力的概念2.工程中常見(jiàn)約束的類型（1）柔性約束1）觀察案例2）柔性約束的特點(diǎn)：只能承受拉力，不能承受壓力，這類約束只能限制物體沿柔索伸長(zhǎng)方向的運(yùn)動(dòng)；3）約束力的方向：總是沿柔索伸長(zhǎng)方向背離被約束物體，常用符號(hào)FT為表示。4）課堂訓(xùn)練（2）光滑面約束1）觀察案例2）約束的特點(diǎn)：只限制物體在接觸點(diǎn)沿接觸面的公法線方向指向約束物體的運(yùn)動(dòng)，而不限制物體沿接觸面切線方向的運(yùn)動(dòng)。3）約束力的方向：通過(guò)接觸點(diǎn)沿接觸面公法線方向并指向被約束物體。通常用FN表示。項(xiàng)目訓(xùn)練2如圖3-1所示的工件的夾緊機(jī)構(gòu)，請(qǐng)判斷哪個(gè)構(gòu)件接觸點(diǎn)處屬于光滑面約束？如工件處于夾緊狀態(tài)，你能否畫出該構(gòu)件的受力圖？知識(shí)準(zhǔn)備3（3）光滑鉸鏈約束1）觀察門窗所用的活頁(yè)、鍘刀與刀架的聯(lián)接特點(diǎn)。2）特點(diǎn)：采用光滑圓柱定位銷將兩個(gè)構(gòu)件相聯(lián)接而形成的約束。3）約束反力：常用兩個(gè)通過(guò)鉸鏈中心大小未知方向正交的力Fx、Fy來(lái)表示。4）工程中常見(jiàn)光滑鉸鏈約束的主要有以下三種類型：A、固定鉸鏈支座；B、中間鉸C、活動(dòng)鉸項(xiàng)目訓(xùn)練3項(xiàng)目3-1重力為P的圓球放在木板AC與墻壁AB之間，如圖3-10所示。設(shè)板AC重力不計(jì)，試作出木板與球的受力圖。項(xiàng)目3-2如圖3-11所示，畫出梁AC的受力圖。如圖3-10如圖3-11知識(shí)準(zhǔn)備4（4）固定端約束1）教學(xué)設(shè)計(jì)思路：觀察與分析案例—確定約束特點(diǎn)——獲得約束符號(hào)表示和約束力的表示→→知識(shí)準(zhǔn)備53.3受力分析與受力圖1.幾個(gè)關(guān)于受力分析的基本概念（1）受力分析：是指在靜力學(xué)中，分析所要研究的構(gòu)件（稱為研究對(duì)象）上受哪些作用力，并確定每個(gè)力的作用位置和方向的過(guò)程。（2）分離體：解除約束后的物體稱為分離體（3）構(gòu)件的受力圖：在分離體上畫出它所受的全部主動(dòng)力和約束反力，這種表示構(gòu)件受力情況的簡(jiǎn)明圖形稱為構(gòu)件的受力圖。2.繪制受力圖的一般步驟為：（1）確定研究對(duì)象，解除約束，畫出研究對(duì)象的分離體簡(jiǎn)圖；（2）根據(jù)已知條件，在分離體簡(jiǎn)圖上畫出的全部主動(dòng)力；（3）在分離體的每一約束處，根據(jù)約束的類型畫出約束反力。項(xiàng)目訓(xùn)練5實(shí)施策略：以學(xué)生為主，進(jìn)行構(gòu)件約束類型的判斷、受力圖繪制分析習(xí)2-1中各受力圖是否正確？如有錯(cuò)誤請(qǐng)改正？教學(xué)過(guò)程教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)間安排案例導(dǎo)入3.4平面力系如3-1圖所示液壓夾緊機(jī)構(gòu)中，B、C、D、E為光滑鉸鏈。根據(jù)上單元所學(xué)知識(shí)，并畫出各構(gòu)件的受力圖。問(wèn)題設(shè)置：如果已知力F及機(jī)構(gòu)平衡時(shí)角度，你能否求此時(shí)工件H所受的壓緊力？提出解決物體由已知求解未知力的方法。知識(shí)準(zhǔn)備6教學(xué)設(shè)計(jì)：通過(guò)采用大量的工程案例載體引出本單元的能力目標(biāo)，具備運(yùn)用平面力系基礎(chǔ)知識(shí)，解決工程中常見(jiàn)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單力學(xué)問(wèn)題的能力。本單元采取的教學(xué)方法有：案例分析法、講授法、講練結(jié)合法、手段：多媒體演示和思維導(dǎo)圖。由學(xué)生根據(jù)案例分析引出平面匯交力系概念——在平面力系中各力作用線均匯交于一點(diǎn)的力系。項(xiàng)目訓(xùn)練6請(qǐng)利用所學(xué)知識(shí)，分析圖3-1所示液壓夾緊機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件的受力圖，判斷哪個(gè)構(gòu)件承受匯交力系作用？知識(shí)準(zhǔn)備73.4.1平面匯交力系1.平面匯交力系合成的幾何法與平衡幾何條件1）平面匯交力系合成的幾何法：力的多邊形法則2.平面匯交力系平衡的幾何條件：=０，力的多邊形自行封閉。平面匯交力系2.平面匯交力系合成的解析法與平衡的解析條件1）力在坐標(biāo)軸上的投影投影的正負(fù)號(hào)規(guī)定為：投影指向與坐標(biāo)軸正向相同為正，相反為負(fù)。2.平面匯交力系平衡的解析條件

教學(xué)過(guò)程教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)間安排項(xiàng)目訓(xùn)練7與同學(xué)一起分析項(xiàng)目37項(xiàng)目3-7如圖3-21a所示一圓柱體放置于夾角為α的V型槽內(nèi)，并用壓板D夾緊。已知壓板作用于圓柱體上的壓力為F。試求槽面對(duì)圓柱體的約束反力。。案例導(dǎo)入3.4.2力矩與平面力偶系設(shè)置問(wèn)題：在機(jī)械設(shè)備裝配及修理工作中，經(jīng)常會(huì)用到各種各樣的螺釘，當(dāng)采用一字旋具（如圖3-13a）擰螺釘時(shí)，常易把螺釘頭弄壞。而采用十字旋具擰螺釘時(shí)，卻不易將螺釘頭弄壞？請(qǐng)問(wèn)為什么？a）一字旋具擰螺釘b）絲錐攻絲知識(shí)準(zhǔn)備81.力對(duì)點(diǎn)之矩1）力對(duì)點(diǎn)之距：在力學(xué)中以物理量F﹒h及其轉(zhuǎn)向來(lái)度量力使物體繞O轉(zhuǎn)動(dòng)的效應(yīng)，這個(gè)量稱為力F對(duì)O點(diǎn)之矩，簡(jiǎn)稱力矩。Mo（F）＝±Fh正負(fù)號(hào)則表示力矩的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，一般規(guī)定：逆時(shí)針轉(zhuǎn)向?yàn)檎?，順時(shí)針為負(fù)。2）合力矩定理：平面匯交力系的合力對(duì)平面上任一點(diǎn)之矩，等于力系中各分力對(duì)同點(diǎn)力矩的代數(shù)和。2.力偶的概念力偶的定義：一對(duì)等值、反向、不共線的平行力組成的力系，稱為力偶。力偶實(shí)例力偶矩的計(jì)算及負(fù)號(hào)表示3.力偶的三要素1）力偶矩的大?。?）力偶的轉(zhuǎn)向；3）力偶作用面的方位4.平面力偶系的合成與平衡1）平面力偶系的合成：M＝M1+M2+…+Mn＝∑M2）平面力偶系的平衡條件：∑Mi＝0項(xiàng)目訓(xùn)練8項(xiàng)目3-10四連桿機(jī)構(gòu)在圖3-31所示位置平衡，已知OA=60cm，O1B=40cm，作用在搖桿OA上的力偶矩M1=1N·m，不計(jì)桿自重，求力偶矩M2的大小。教學(xué)過(guò)程教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)間安排案例導(dǎo)入分析圖3-33a所示的曲軸沖床簡(jiǎn)圖，已知AB、AO的尺寸、沖壓力為F，請(qǐng)利用前面所學(xué)知識(shí)分析各構(gòu)件的受力情況，并判斷各構(gòu)件承受的力系類型。如何利用前面所學(xué)知識(shí)求解：設(shè)置問(wèn)題：1）能否正確繪制出各構(gòu)件的受力圖；2）能否求解作用在輪I上的力偶矩M的大??；3）能否求解軸承O處的約束力；4）能否求解連桿AB受的力；5）沖頭給導(dǎo)軌的側(cè)壓力。曲軸沖床簡(jiǎn)圖知識(shí)準(zhǔn)備93.4.3平面任意力系由學(xué)生根據(jù)案例分析曲軸沖床簡(jiǎn)圖引出平面任意力系概念——各力的作用線在同一平面內(nèi)任意分布的力系。由圖3-30所示可知沖頭承受的平面匯交力系作用，AB桿為二力桿，曲軸I承受的是平面任意力系。如何解決曲軸I所要解決的問(wèn)題，利用已學(xué)的知識(shí)是無(wú)法完成的。1.平面任意力系的簡(jiǎn)化1)平面任意力系的簡(jiǎn)化，主矢與主矩設(shè)剛體上作用有一平面任意力系F1、F2、…、Fn，如圖3-31a所示，在平面內(nèi)任意取一點(diǎn)O，稱為簡(jiǎn)化中心。簡(jiǎn)化的方法是：根據(jù)力的平移定理，得到平面匯交力系和一附加力偶系。平面力系的簡(jiǎn)化過(guò)程與簡(jiǎn)化結(jié)果2)平面任意力系簡(jiǎn)化結(jié)果的討論（1）F′＝0，Mo≠0→簡(jiǎn)化為一個(gè)力偶；（2）F′≠0，Mo＝0→力系的簡(jiǎn)化結(jié)果是一個(gè)力；（3）F′≠0，Mo≠0→合成一個(gè)合力；（4）F′＝0，Mo＝0物體在此力系作用下處于平衡狀態(tài)。2.平面任意力系的平衡方程及應(yīng)用1)平面任意力系的平衡方程（1）基本形式（2二矩式（3）三矩式教學(xué)過(guò)程教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)間安排項(xiàng)目訓(xùn)練9項(xiàng)目3-1無(wú)重水平梁的支承和載荷如圖3-35a所示。已知F=qa、力偶矩M=qa2的力偶。求支座A和B處的約束力a）b）圖3-35無(wú)重水平梁綜合案例分析圖3-36a所示為曲軸沖床簡(jiǎn)圖，曲輪I、連桿AB和沖頭B組成。OA=R，AB=l。忽略摩擦和自重，當(dāng)OA在水平位置、沖壓力為F時(shí)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)。求:：1)作用在輪I上的力偶矩M的大小；2）軸承O處的約束力；3）連桿AB受的力；4）沖頭給導(dǎo)軌的側(cè)壓力。曲軸沖床簡(jiǎn)圖解決問(wèn)題的關(guān)鍵：（1）正確繪制出各構(gòu)件的受力圖，關(guān)鍵先找出二力桿，然后再順序繪制出各構(gòu)件的受力圖；（2）正確判斷各構(gòu)件承受何種力系作用；（3）確定求解問(wèn)題的順序，求解順序?yàn)椋簺_頭→二力桿AB→曲輪I（4）正確列解平衡方程。歸納總結(jié)1.理解并識(shí)別常見(jiàn)工程約束，如柔性約束、光滑面約束、光滑鉸鏈約束以及固定端約束等。2.能區(qū)別平面匯交力系、平面力偶系、平面任意力學(xué)，并進(jìn)行簡(jiǎn)單的定量計(jì)算。作業(yè)習(xí)3-3、3-9、3-10、3-11、3-12教學(xué)反饋教研室意見(jiàn)

《機(jī)械基礎(chǔ)》課程教學(xué)方案教師：第4號(hào)學(xué)習(xí)內(nèi)容第4單元工程構(gòu)件承載能力分析4-1軸向拉伸與壓縮課時(shí)知識(shí)目標(biāo)1.理解和掌握強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性、內(nèi)力、應(yīng)力、許用應(yīng)力及應(yīng)力集中等基本概念。2.掌握構(gòu)件承受軸向拉伸與壓縮基本變形的特點(diǎn)。3.了解構(gòu)件承受軸向拉伸與壓縮變形的強(qiáng)度計(jì)算。能力目標(biāo)1.能根據(jù)工程構(gòu)件的承載，準(zhǔn)確識(shí)別工程構(gòu)件的變形類型。2.初步具有分析工程構(gòu)件承載的能力。素質(zhì)目標(biāo)1.培養(yǎng)工程思維與安全規(guī)范意識(shí)。2.養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、精益求精的工匠精神教學(xué)對(duì)象授課班級(jí)為大一機(jī)械類專業(yè)學(xué)生，已完成了機(jī)械制圖、金工實(shí)習(xí)等前修課程。教學(xué)環(huán)境智慧智慧一體化課室教學(xué)方法講授法、案例教學(xué)法、頭腦風(fēng)暴法、講練結(jié)合法教學(xué)過(guò)程教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)間安排課程導(dǎo)入如圖1所示為氣動(dòng)連桿夾具，活塞在氣壓作用下左行帶動(dòng)滾輪A，連桿AB使杠桿的B端繞0點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使C端壓緊工件。設(shè)置問(wèn)題：（1）能否利用前面所學(xué)的知識(shí)對(duì)圖示狀態(tài)下各構(gòu)件進(jìn)行受力分析，并判斷哪些構(gòu)件屬于二力桿；（2）如何在保證工件滿足夾緊需求的同時(shí)，各構(gòu)件具有足夠的承載能力。圖1氣動(dòng)連桿夾具示意圖知識(shí)準(zhǔn)備14.1構(gòu)件承載能力認(rèn)知1.構(gòu)件的承載能力材料力學(xué)就是一門研究構(gòu)件承載能力的學(xué)科。通過(guò)案例分析與演示引出幾個(gè)基本概念：強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性2.彈性體及其基本假設(shè)材料力學(xué)的研究對(duì)象就是彈性體，材料力學(xué)中對(duì)彈性體作出如下的基本假設(shè)：（1）均勻連續(xù)性假設(shè)；（2）各向同性假設(shè)；（3）小變形假設(shè)3.桿件變形的基本形式（1）構(gòu)件基本形狀a）塊b）板c）殼d）直桿e）曲桿構(gòu)件的形狀教學(xué)過(guò)程教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)間安排知識(shí)準(zhǔn)備（2）構(gòu)件的基本變形桿件的基本變形形式4.2軸向拉伸與壓縮的概念分析圖示案例可得：（1）拉（壓）桿的受力特點(diǎn)是：承受一對(duì)大小相等、方向相反、作用線與桿件的軸線重合的外力（或合外力）；（2）變形特點(diǎn)是：桿件沿軸線方向伸長(zhǎng)或壓縮。緊固螺栓氣缸的活塞桿軸向拉伸與壓縮計(jì)算簡(jiǎn)圖1.軸力和橫截面上的應(yīng)力1）拉（壓）桿的內(nèi)力與截面法（1）內(nèi)力的概念：構(gòu)件的內(nèi)部將產(chǎn)生相互作用的力，稱為內(nèi)力截面的內(nèi)力（2）截面法：求構(gòu)件內(nèi)力的方法通常采用截面法，用截面法求內(nèi)力可歸納為四個(gè)字：1）截；2）取；3）代；4）平2.軸力與軸力圖（1）軸力的概念：垂直于桿的橫截面，并通過(guò)截面的形心的內(nèi)力，這種內(nèi)力稱為軸力，常用符號(hào)FN表示截面法求內(nèi)力（2）軸力符號(hào)規(guī)定：桿件受拉，規(guī)定軸力為正；反之桿件受壓，軸力為負(fù)。（3）軸力的大?。?）軸力圖表示軸力沿桿軸線方向變化的圖形稱為軸力圖。常取橫坐標(biāo)x表示橫截面的位置，縱坐標(biāo)值表示橫截面上軸力的大小，正的軸力（拉力）畫在x軸的上方，負(fù)的軸力（壓力）畫在x軸的下方。

教學(xué)過(guò)程教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)間安排項(xiàng)目訓(xùn)練1項(xiàng)目4-1圖如a所示的等截面直桿，受軸向力，的作用。求出桿件1-1、2-2截面的軸力，并畫出軸力圖。作圖步驟：（1）受力分析；（2）內(nèi)力分析；（3）繪制軸力圖知識(shí)準(zhǔn)備24.拉（壓）桿橫截面上的應(yīng)力（1）應(yīng)力的概念內(nèi)力在截面上的分布密集度稱為應(yīng)力；垂直于截面的應(yīng)力R稱為正應(yīng)力；平行于截面的應(yīng)力τ稱為切應(yīng)力。在國(guó)際單位制中，應(yīng)力的單位是牛/米2（N/m2），又稱帕斯卡，簡(jiǎn)稱帕（Pa）。在實(shí)際應(yīng)用中這個(gè)單位太小，通常使用兆帕（MPa）N/mm2或吉帕（GPa）。它們的換算關(guān)系為：1N/m2=1Pa，1MPa=106Pa，1GPa=109Pa。（2）拉（壓）桿橫截面上的應(yīng)力當(dāng)桿件軸向拉伸時(shí)，軸力在橫截面上是均勻分布的，且方向垂直于橫截面，桿件橫截面上只存在正應(yīng)力R，其計(jì)算式為項(xiàng)目訓(xùn)練2項(xiàng)目4-2蒸汽機(jī)的氣缸如圖4-7所示，氣缸內(nèi)徑D=560mm，內(nèi)壓強(qiáng)p=2.5MPa，活塞桿直徑d=100mm。試求：活塞桿的正應(yīng)力。知識(shí)準(zhǔn)備35.軸向拉伸與壓縮桿的變形虎克定律1)拉（壓）桿的變形實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)拉桿沿其軸向伸長(zhǎng)時(shí)，其橫向?qū)⒖s小(圖4-14a所示)；壓桿則沿其軸向縮短時(shí)，橫向?qū)⒃龃蟆）拉伸變形b）壓縮變形拉壓桿的變形情況2.泊松比：3.虎克定律：教學(xué)過(guò)程教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)間安排知識(shí)拓展14.2.4拉伸和壓縮時(shí)材料的力學(xué)性能材料的力學(xué)性能:是指材料承受外力作用時(shí)在強(qiáng)度和變形方面表現(xiàn)的各種性質(zhì)，材料的力學(xué)性能是通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得的。1.低碳鋼的拉伸力學(xué)性能碳含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）低于0.25%的碳素結(jié)構(gòu)鋼，稱為低碳鋼。低碳鋼的力學(xué)性能比較典型，工程中使用也比較廣泛。第Ⅰ階段：彈性變形階段；第Ⅱ階段：屈服階段或流動(dòng)階段；第Ⅲ階段：強(qiáng)化階段；第Ⅳ階段：頸縮階段2.低碳鋼拉伸時(shí)的力學(xué)性能1）塑性延伸強(qiáng)度Rp：符合胡克定律的最大應(yīng)力值，稱為材料的塑性延伸強(qiáng)度。2）屈服強(qiáng)度(或屈服點(diǎn))ReL：當(dāng)金屬材料呈現(xiàn)屈服現(xiàn)象時(shí)、在試驗(yàn)期間金屬材料產(chǎn)生塑性變形而力不增加時(shí)的應(yīng)力點(diǎn)，屈服階段的最低應(yīng)力稱為屈服強(qiáng)度，用ReL表示，屈服強(qiáng)度為:3）強(qiáng)度極限（或抗拉極限）Rm：相應(yīng)最大力Fm對(duì)應(yīng)的應(yīng)力4）斷后伸長(zhǎng)率A：表示試件拉斷后塑性變形程度，用A表示5）斷面收縮率Z：試樣斷口處橫截面積的相對(duì)變化率稱為斷面收縮率，用Z表示。2.其他幾種材料在拉伸時(shí)的力學(xué)性能（1）名義屈服極限：把產(chǎn)生0.2%殘余應(yīng)變時(shí)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力作為名義屈服點(diǎn)，并用R0.2表示。（2）鑄鐵在拉伸時(shí)的力學(xué)性能鑄鐵是工程上廣泛應(yīng)用的脆性材料，強(qiáng)度極限Rb是衡量鑄鐵強(qiáng)度的唯一指標(biāo)。3.材料壓縮時(shí)的力學(xué)性能（1）低碳鋼:低碳鋼不存在抗壓強(qiáng)度。（2）鑄鐵:是脆性材料受壓時(shí)的強(qiáng)度極限Rbc比拉伸時(shí)強(qiáng)度極限Rb高4～5倍。所以鑄鐵常用于制作承壓構(gòu)件。如機(jī)器的底座、外殼和軸承座等受壓零部件。項(xiàng)目訓(xùn)練3基礎(chǔ)能力訓(xùn)練1）有一低碳鋼試件，由試驗(yàn)測(cè)得其應(yīng)變e=0.002，已知低碳鋼的塑性延伸強(qiáng)度Rp=200MPa，彈性模量E=200GPa，問(wèn)能否利用胡克定律R=Ee計(jì)算其正應(yīng)力？為什么？2）三種材料的R-e曲線如圖4-10所示，試說(shuō)明哪種材料的強(qiáng)度高，哪種材料的塑性好，哪種材料在彈性范圍內(nèi)的剛度大。三種材料的R-e曲線如圖所示。試說(shuō)明哪種材料的強(qiáng)度高？哪種材料的塑性好？哪種材料在彈性范圍內(nèi)的剛度大？

教學(xué)過(guò)程教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)間安排知識(shí)拓展24.2.5拉（壓）桿的強(qiáng)度計(jì)算1.極限應(yīng)力、許用應(yīng)力與安全系數(shù)構(gòu)件由于變形和破壞喪失正常工作能力稱為失效，材料喪失工作能力時(shí)的應(yīng)力稱為極限應(yīng)力。脆性材料的極限應(yīng)力是其強(qiáng)度極限Rb（（或Rbc）；塑性材料其極限應(yīng)力是其屈服極限Rel（或R0.2）。塑性材料或；脆性材料或2.拉（壓）桿的強(qiáng)度計(jì)算（1）構(gòu)件承受軸向拉伸或壓縮時(shí)的強(qiáng)度條件：項(xiàng)目訓(xùn)練4項(xiàng)目4-4三角形結(jié)構(gòu)尺寸及受力如圖a所示，AB可視為剛體，CD為圓截面鋼桿，直徑為d=30mm，材料為Q235鋼，許用應(yīng)力為[σ]=160MPa，若載荷F=50kN，試校核CD桿的強(qiáng)度。分析要點(diǎn)：（1）正確判斷CD桿、ACB桿的受力情況，并繪制出其受力圖；（2）按強(qiáng)度計(jì)算式校驗(yàn)CD桿的強(qiáng)度。知識(shí)拓展34.2.6應(yīng)力集中開(kāi)有圓孔和帶有切口的板條，當(dāng)其受軸向拉伸時(shí)，在圓孔和切口附近的局部區(qū)域內(nèi)，應(yīng)力的數(shù)值劇烈增加，而在離開(kāi)這一區(qū)域稍遠(yuǎn)的地方，應(yīng)力迅速降低而趨于均勻。這種現(xiàn)象，稱為應(yīng)力集中。結(jié)論：鑒于應(yīng)力集中往往會(huì)削弱桿件的強(qiáng)度，因此在設(shè)計(jì)中應(yīng)盡可能避免或降低應(yīng)力集中的影響。應(yīng)力集中出現(xiàn)的部位緩解應(yīng)力集中的方法歸納總結(jié)1.熟練掌握快速作圖法繪制軸力圖——要點(diǎn)：某截面的軸力2.承受軸向拉伸與壓縮構(gòu)件的剛度計(jì)算，計(jì)算總變形量時(shí)注意承受的是何種拉伸還是壓縮變形。3.并利用相關(guān)知識(shí)解決工程中軸向拉伸與壓縮的承載能力分析能力。作業(yè)習(xí)4-3、4-4、4-5教學(xué)反饋教研室意見(jiàn)

《機(jī)械基礎(chǔ)》課程教學(xué)方案教師：第5號(hào)學(xué)習(xí)內(nèi)容第4單元工程構(gòu)件承載能力分析4-2剪切與擠壓課時(shí)知識(shí)目標(biāo)1掌握構(gòu)件剪切與擠壓基本變形的特點(diǎn)。2了解構(gòu)件承剪切與擠壓的強(qiáng)度計(jì)算。能力目標(biāo)1.能根據(jù)工程構(gòu)件的承載，準(zhǔn)確識(shí)別工程構(gòu)件的變形類型。2.初步具有分析工程構(gòu)件承載的能力。素質(zhì)目標(biāo)1.培養(yǎng)工程思維與安全規(guī)范意識(shí)。2.養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、精益求精的工匠精神教學(xué)對(duì)象授課班級(jí)為大一機(jī)械類專業(yè)學(xué)生，已完成了機(jī)械制圖、金工實(shí)習(xí)等前修課程。教學(xué)環(huán)境智慧一體化課室教學(xué)方法講授法、案例教學(xué)法、頭腦風(fēng)暴法、講練結(jié)合法教學(xué)過(guò)程教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)間安排案例導(dǎo)入工程上常用銷釘、鉚釘、耳片和平鍵等聯(lián)接件將構(gòu)件與構(gòu)件之間聯(lián)接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳遞。如圖5-1a所示利用凸緣聯(lián)軸器和螺栓組將汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)軸聯(lián)接起來(lái)，圖b所示凸緣聯(lián)軸器在直徑D0的圓周上共用8個(gè)螺栓布置。當(dāng)機(jī)器工作時(shí)，汽輪機(jī)軸通過(guò)螺栓組將轉(zhuǎn)矩傳遞給發(fā)動(dòng)機(jī)軸，從而實(shí)現(xiàn)兩軸同步運(yùn)轉(zhuǎn)。設(shè)置問(wèn)題：螺栓的直徑為多少時(shí)，才能保證8個(gè)螺栓在不發(fā)生破壞的情況下，汽輪機(jī)傳遞將PkW功率傳遞給發(fā)電機(jī)軸。a）氣輪機(jī)軸與發(fā)電機(jī)軸的聯(lián)接b）聯(lián)軸器的主視圖和側(cè)視圖圖5-1聯(lián)軸器應(yīng)用實(shí)例知識(shí)準(zhǔn)備教學(xué)設(shè)計(jì)：通過(guò)大量聯(lián)接案例的失效形式引出剪切與擠壓的概念及學(xué)習(xí)目標(biāo)。本單元采取的教學(xué)方法有：案例分析法、講授法、講練結(jié)合法、手段：多媒體演示和思維導(dǎo)圖。1.剪切與擠壓認(rèn)知1）剪切變形概念由學(xué)生根據(jù)案例分析剪切變形的受力和變形特點(diǎn)。（1）受力特點(diǎn)：桿件兩側(cè)作用有一對(duì)大小相等，方向相反，作用線平行且相距很近的外力。（2）變形特點(diǎn)：夾在兩外力作用線之間的剪切面發(fā)生了相對(duì)錯(cuò)動(dòng)。圖5-2鉚釘聯(lián)結(jié)圖5-3平鍵聯(lián)接圖5-4焊縫聯(lián)接圖5-5銷釘聯(lián)接

教學(xué)過(guò)程教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)間安排知識(shí)準(zhǔn)備2)擠壓變形由于局部承受較大的壓力，而出現(xiàn)塑性變形的現(xiàn)象—壓陷、起皺（圖5-6b）。這種現(xiàn)象稱為擠壓變形。作用于接觸面間的壓力，稱為擠壓力，用符號(hào)用Fbs表示。構(gòu)件上發(fā)生擠壓變形的表面稱為擠壓面。圖5-6鉚釘聯(lián)接的擠壓變形3)剪切的實(shí)用計(jì)算1.剪力：沿截面作用的內(nèi)力，稱為剪力，常用符號(hào)FQ表示。a）b)圖鉚釘受剪時(shí)剪切面上的剪力和應(yīng)力2.切應(yīng)力：3.剪切強(qiáng)度計(jì)算：20′項(xiàng)目訓(xùn)練1【項(xiàng)目訓(xùn)練1】學(xué)生獨(dú)立分析T圖所示的焊接聯(lián)接，獲得剪切變形的強(qiáng)度計(jì)算。如圖所示為兩塊鋼板用焊接聯(lián)接，焊縫的長(zhǎng)度為，鋼板的厚度為δ，試分析鋼板在外力F作用下，焊縫的最小剪切面積。圖鋼板搭焊示意圖【項(xiàng)目訓(xùn)練2】由學(xué)生和教師一起分析案例獲得剪切變形的安全性分析的方法和思路。案例1已知鋁板的厚度為t，剪切強(qiáng)度極限為。為了將其沖成圖4-24所示形狀，試求沖床的最小沖剪力。沖壓零件形狀沖壓成形分析與解決問(wèn)題的關(guān)鍵：（1）準(zhǔn)確確定剪切面的面積A;(2)應(yīng)采用，確定最小沖剪力。拓展知識(shí)2.擠壓的實(shí)用計(jì)算1）擠壓應(yīng)力：擠壓面上由擠壓力引起的應(yīng)力稱為擠壓應(yīng)力，用符號(hào)Rbs表示。擠壓實(shí)用計(jì)算中，假設(shè)擠壓應(yīng)力在擠壓計(jì)算面積上均勻分布，則2）擠壓面積的計(jì)算圖圓柱面擠壓應(yīng)力圖擠壓面面積3.擠壓強(qiáng)度條件：教學(xué)過(guò)程教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)間安排項(xiàng)目訓(xùn)練2【項(xiàng)目訓(xùn)練3】由學(xué)生獨(dú)立完成下列訓(xùn)練任務(wù)。1.擠壓應(yīng)力與一般的壓應(yīng)力有何區(qū)別？2.如圖a所示受拉力作用下的螺栓，試在圖b中指出螺栓的剪切面和擠壓面。圖受拉螺栓解決問(wèn)題的關(guān)鍵：（1）剪切面與剪力平行；（2）擠壓面與擠壓力垂直。；【項(xiàng)目訓(xùn)練4】教師與學(xué)生一分析案例案例2、3、4。目的：通過(guò)課程訓(xùn)練獲得正確判斷構(gòu)件承受剪切與擠壓變形是的安全性。案例-2案例3木榫結(jié)構(gòu)案例4【項(xiàng)目訓(xùn)練5】分析聯(lián)接件在結(jié)構(gòu)承受題圖所示載荷作用下，工作時(shí)的剪切面和擠壓面面積，剪切面和擠壓面上的剪切力及擠壓力。20′歸納總結(jié)熟練掌握平面任意力系的簡(jiǎn)化熟練掌握平面任意力系的平衡方程；并利用相關(guān)知識(shí)解決工程中平面任意力系的平衡問(wèn)題。5′作業(yè)習(xí)5-3、5-5教學(xué)反饋教研室意見(jiàn)

《機(jī)械基礎(chǔ)》課程教學(xué)方案教師：第6號(hào)學(xué)習(xí)內(nèi)容第4單元工程構(gòu)件承載能力分析4-3圓周扭轉(zhuǎn)課時(shí)知識(shí)目標(biāo)1.掌握工程構(gòu)件圓軸扭轉(zhuǎn)基本變形的特點(diǎn)。2.了解工程構(gòu)件圓軸扭轉(zhuǎn)的強(qiáng)度計(jì)算。能力目標(biāo)1.能根據(jù)工程構(gòu)件的承載，準(zhǔn)確識(shí)別工程構(gòu)件的變形類型。2.初步具有分析工程構(gòu)件承載的能力。素質(zhì)目標(biāo)1.培養(yǎng)工程思維與安全規(guī)范意識(shí)。2.養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、精益求精的工匠精神。教學(xué)對(duì)象授課班級(jí)為大一機(jī)械類專業(yè)學(xué)生，已完成了機(jī)械制圖、金工實(shí)習(xí)等前修課程。教學(xué)環(huán)境智慧一體化課室教學(xué)方法講授法、案例教學(xué)法、頭腦風(fēng)暴法、講練結(jié)合法教學(xué)過(guò)程教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)間安排案例導(dǎo)入如圖汽車發(fā)動(dòng)機(jī)將功率通過(guò)主傳動(dòng)軸AB傳遞給后橋，驅(qū)動(dòng)車輪行駛。如果已知主傳動(dòng)軸所承受的外力偶矩、主傳動(dòng)軸的材料及尺寸情況下，請(qǐng)分析：（1）主傳動(dòng)軸承受的外載荷？設(shè)置問(wèn)題：（1）如果已知主傳動(dòng)軸承受的外載荷和截面尺寸的情況下能否確定傳動(dòng)軸的強(qiáng)度？（2）如果主傳動(dòng)軸采用空心和實(shí)心軸，它們的重量比是多少？圖1汽車的主傳動(dòng)軸5′知識(shí)準(zhǔn)備教學(xué)設(shè)計(jì)：通過(guò)大量案例分析引出圓軸扭轉(zhuǎn)相關(guān)知識(shí)及課程學(xué)習(xí)目標(biāo)。本單元采取的教學(xué)方法有：案例分析法、講授法、講練結(jié)合法、手段：多媒體演示和思維導(dǎo)圖。1.圓軸扭轉(zhuǎn)的概念1）圓軸扭轉(zhuǎn)受力和變形特點(diǎn)扭轉(zhuǎn)變形的受力特點(diǎn)是：承受兩個(gè)大小相等、方向相反、作用面垂直于桿軸線的力偶（圖2、3、4所示）。圓軸扭轉(zhuǎn)變形特點(diǎn)是：兩外力偶作用面之間的任意兩個(gè)橫截面將繞軸線產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。圖2方向盤操縱桿圖3鉆探機(jī)鉆桿圖4汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖15′教學(xué)過(guò)程教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)間安排知識(shí)準(zhǔn)備12）基本概念兩外力偶作用面之間的任意兩個(gè)橫截面將繞軸線產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。其中桿件任意兩截面間相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度稱為扭轉(zhuǎn)角，用φ表示。如圖中的φ角就是截面B相對(duì)于截面A轉(zhuǎn)過(guò)的扭轉(zhuǎn)角。同時(shí)，桿件表面的縱向直線也轉(zhuǎn)了一個(gè)角度γ，變?yōu)槁菪€，γ稱為切應(yīng)變。圖圓軸扭轉(zhuǎn)2.扭矩和扭矩圖1)外力偶矩的計(jì)算應(yīng)當(dāng)注意：在確定外力偶的轉(zhuǎn)向時(shí)，輸入功率所產(chǎn)生的外力偶為主動(dòng)力偶，其轉(zhuǎn)向與軸的轉(zhuǎn)向相同；而從動(dòng)輪的輸出功率所產(chǎn)生的外力偶為阻力偶，其轉(zhuǎn)向與軸的轉(zhuǎn)向相反。2)圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)橫截面上的內(nèi)力——扭矩（1）扭矩的大?。海?）扭矩的符號(hào)規(guī)定：扭矩正負(fù)號(hào)規(guī)定如下：按“右手螺旋法則”確定扭矩的正負(fù)：用四指表示扭矩的轉(zhuǎn)向，大拇指的指向與該截面的外法線方向相同時(shí)，該扭矩為正。圖6截面法確定圓軸橫截面上的扭矩圖7扭矩正負(fù)規(guī)定20′3)扭矩圖（1）扭矩圖當(dāng)軸上同時(shí)作用兩個(gè)以上的外力偶矩時(shí)，為了形象地表示各截面扭矩的大小和正負(fù)，以便分析危險(xiǎn)截面，常需畫出扭矩隨截面位置變化的圖形，這種圖形稱為扭矩圖?！景咐治觥颗c學(xué)生一起分析軸力圖的繪制案例1傳動(dòng)軸如圖a所示，主動(dòng)輪A輸入功率PA=120kW，從動(dòng)輪B、C、D輸出功率分別為PB=30kW，PC=40kW，PD=50kW，軸的轉(zhuǎn)速n=300r/min。試作出該軸的扭矩圖。

教學(xué)過(guò)程教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)間安排項(xiàng)目訓(xùn)練1傳動(dòng)軸作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，軸上裝有五個(gè)輪子，主動(dòng)輪2的輸入功率為65kW，從動(dòng)輪1、3、4、5依次輸出功率20kW、12kW、25kW和8kW，軸的轉(zhuǎn)速n=200r/min。試（1）作該軸的扭矩圖；（2）通過(guò)調(diào)整軸上輪子的位置，指出最合理的布置方式。作圖要點(diǎn)：作圖可以從左向右作圖，向下的扭矩則扭矩圖就向下繪制數(shù)值等于向下的扭矩值，向上的扭矩就向上繪制扭矩圖，突變值等于扭矩值。知識(shí)準(zhǔn)備23.圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)橫截面上的切應(yīng)力1)圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)橫截面上的切應(yīng)力（1）平面假設(shè)：圓軸的橫截面變形后仍為平面，其形狀和大小不變，僅繞軸線發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)（無(wú)軸向移動(dòng)），這一假設(shè)稱為圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的平面假設(shè)。圖6-11圓軸扭轉(zhuǎn)變形試驗(yàn)按照平面假設(shè)，可得如下推論：1）橫截面上無(wú)正應(yīng)力，因扭轉(zhuǎn)變形時(shí)，圓軸相鄰橫截面間距不變，即圓軸沒(méi)有縱向變形發(fā)生，所以橫截面上沒(méi)有正應(yīng)力。2）橫截面上有切應(yīng)力，因扭轉(zhuǎn)變形時(shí)，相鄰橫截面間發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，截面上各點(diǎn)相對(duì)錯(cuò)動(dòng)，發(fā)生了剪切變形，所以橫截面上有切應(yīng)力。3）切應(yīng)力方向與半徑垂直，因半徑長(zhǎng)度不變，故切應(yīng)力方向必與半徑垂直；2)圓軸的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力分布規(guī)律圖6-12圓截面上的切應(yīng)力分布規(guī)律3.橫截面任意點(diǎn)的切應(yīng)力大?。鹤畲笄袘?yīng)力：式中，——稱為圓截面的抗扭截面系數(shù)，常用單位為m3或mm3。4.極慣性矩Ip和抗扭截面系數(shù)Wp1）圓形截面：2）空心圓截面：式中，D、d分別為空心圓截面的外徑和內(nèi)徑，內(nèi)外徑之比。

教學(xué)過(guò)程教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)間安排項(xiàng)目訓(xùn)練2如圖a所示圓軸，AB段直徑d1=120mm，BC段直徑d2=100mm，外力偶矩MeA=22kN.m，MeB=36kN.m，MeC=14kN.m。試求該軸的最大切應(yīng)力。圖汽車傳動(dòng)軸圖傳動(dòng)軸及其扭矩圖分析要點(diǎn)：（1）正確求解傳動(dòng)軸的扭矩；（2）正確判斷最大切應(yīng)力發(fā)生的位置，正確求解最大切應(yīng)力。20′知識(shí)準(zhǔn)備34.圓軸扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算對(duì)于等直圓軸，最大工作應(yīng)力τmax發(fā)生在最大扭矩Tmax所在橫截面（危險(xiǎn)截面）邊緣點(diǎn)處；對(duì)于階梯軸，由于各段的WP不同，τmax不一定發(fā)生在所在的截面上，必須綜合考慮WP和Tmax兩個(gè)因素來(lái)確定。20′項(xiàng)目訓(xùn)練3如圖所示汽車發(fā)動(dòng)機(jī)將功率通過(guò)主傳動(dòng)軸AB傳遞給后橋，驅(qū)動(dòng)車輪行駛。主傳動(dòng)軸采用45鋼制成，軸徑，，當(dāng)主傳動(dòng)軸承受的最大外力偶矩為時(shí)。試（1）校核主傳動(dòng)軸的強(qiáng)度；（2）在扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度相同的情況下，用空心軸代替實(shí)心軸，空心軸外徑時(shí)的內(nèi)徑值；（3）確定空心軸與實(shí)心軸的重量比。歸納總結(jié)1.能夠正確掌握快速作圖法繪制扭矩圖2.熟練掌握?qǐng)A軸扭轉(zhuǎn)的應(yīng)力計(jì)算；3.并利用相關(guān)知識(shí)解決工程圓軸扭轉(zhuǎn)的承載能力。作業(yè)教學(xué)反饋教研室意見(jiàn)

《機(jī)械基礎(chǔ)》課程教學(xué)方案教師：第7號(hào)學(xué)習(xí)內(nèi)容第4單元工程構(gòu)件承載能力分析4-4平面彎曲課時(shí)知識(shí)目標(biāo)1.掌握工程構(gòu)件圓軸扭轉(zhuǎn)基本變形的特點(diǎn)。2.了解工程構(gòu)件圓軸扭轉(zhuǎn)的強(qiáng)度計(jì)算。能力目標(biāo)1.能根據(jù)工程構(gòu)件的承載，準(zhǔn)確識(shí)別工程構(gòu)件的變形類型。2.初步具有分析工程構(gòu)件承載的能力。素質(zhì)目標(biāo)1.培養(yǎng)工程思維與安全規(guī)范意識(shí)。2.養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、精益求精的工匠精神。教學(xué)對(duì)象授課班級(jí)為大一機(jī)械類專業(yè)學(xué)生，已完成了機(jī)械制圖、金工實(shí)習(xí)等前修課程。教學(xué)環(huán)境智慧一體化課室教學(xué)方法講授法、案例教學(xué)法、頭腦風(fēng)暴法、講練結(jié)合法教學(xué)過(guò)程教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)間安排案例導(dǎo)入案例導(dǎo)入：化工用容器，借助4個(gè)耳座支架在4根長(zhǎng)度相等的工字鋼梁的中點(diǎn)上，工字鋼再由四根混凝土柱支持。問(wèn)題設(shè)置：你能根據(jù)所學(xué)的知識(shí)畫出單根工字鋼梁計(jì)算簡(jiǎn)圖、并判斷AB梁的變形情況嗎？知識(shí)準(zhǔn)備11.平面彎曲的認(rèn)知受力特點(diǎn)——外力垂直于桿的軸線變形特點(diǎn)——軸線由直線變成了曲線，這種變形稱為彎曲。梁——通常將只發(fā)生彎曲(或彎曲為主)變形的構(gòu)件。橋式起重機(jī)化工反應(yīng)塔火車輪軸油道托架

教學(xué)過(guò)程教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)間安排知識(shí)準(zhǔn)備1根據(jù)圖示和動(dòng)畫理解縱向?qū)ΨQ面、外力的作用面、平面彎曲的概念。2.梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖及分類工程上梁的截面形狀、載荷及支承情況一般都很復(fù)雜，為了便于分析和計(jì)算，必須對(duì)梁進(jìn)行簡(jiǎn)化，包括梁本身的簡(jiǎn)化、載荷簡(jiǎn)化以及支座的簡(jiǎn)化等。知識(shí)點(diǎn)：（1）梁的簡(jiǎn)化；（2）載荷的簡(jiǎn)化；（3）支座的簡(jiǎn)化；（4）梁的基本形式。案例分析：化工容器借助4個(gè)耳座支架在4根長(zhǎng)度相等的工字鋼梁的中點(diǎn)上，工字鋼再由四根混凝土柱支持。請(qǐng)問(wèn)（1）你能根據(jù)所學(xué)的知識(shí)畫出單根工字鋼梁計(jì)算簡(jiǎn)圖；（2）你能繪制出單根梁的受力圖，并判斷AB梁的變形情況嗎？3.梁的內(nèi)力——剪力和彎矩1）剪力和彎矩思路：梁平衡→外力（載荷和支座反力）→截面法→內(nèi)力變成外力→平衡條件求解內(nèi)力。2）確定剪力和彎矩的大小方法：3)FQ與M的正負(fù)號(hào)規(guī)定規(guī)定：外力剪力外力矩彎矩左上右下（+）FQ（+）左順右逆（+）M（+）左下右上（–）FQ（–）左逆右順（–）M（–）45′

教學(xué)過(guò)程教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)間安排項(xiàng)目訓(xùn)練1【項(xiàng)目訓(xùn)練1】分析：橋式起重機(jī)橫梁長(zhǎng)L，起吊重量為F(圖8-14所示)，不計(jì)梁的自重，試?yán)L制其FQ和M圖，并確定FQ和M的最大值。解題思路：（1）計(jì)算簡(jiǎn)圖；（2）求支座反力；（3）建立剪力和彎矩方程；（4）繪圖。分析總結(jié):為了簡(jiǎn)捷地繪制與校核FQ和M圖，必須尋找FQ和M圖隨載荷不同而變化的規(guī)律。綜合以上各例，可得：（1）一般情況下，從FQ和M是截面位置的不連續(xù)函數(shù)，或者說(shuō)是分段定義的連續(xù)函數(shù)。載荷變化處(集中力、集中力偶作用處，分布載荷的始末端)為FQ和M函數(shù)的分界線，所以需分段建立FQ和M方程，繪制以FQ和M圖。（2）FQ和M圖在函數(shù)分界線處的特點(diǎn)：集中力處FQ（x）不連續(xù)，F(xiàn)Q圖發(fā)生突變，突變的方向和數(shù)值與集中力相同(從左向右作圖)；M圖發(fā)生轉(zhuǎn)折(參閱案例2)。集中力偶作用處M（x）不連續(xù)，F(xiàn)Q圖無(wú)變化；M圖發(fā)生突變，突變的數(shù)值與集中力偶相同，順時(shí)針轉(zhuǎn)向向上突變，反之向下突變(從左向右作圖)；M圖發(fā)生轉(zhuǎn)折(參閱案例3)。40′項(xiàng)目訓(xùn)練2【項(xiàng)目訓(xùn)練3】想一想練一練圖示的化工容器，借助4個(gè)耳座支架在4根各長(zhǎng)2.4m的工字鋼梁的中點(diǎn)上，工字鋼再由四根混凝土柱支持。容器包括物料重W=110kN，試畫出單根工字鋼梁的剪力圖和彎矩圖，并確定最大的剪力和彎矩值。知識(shí)準(zhǔn)備24.剪力圖和彎矩圖的簡(jiǎn)捷作法為了簡(jiǎn)捷地繪制FQ和M圖，綜合以上所述案例尋找出FQ和M圖隨載荷不同而變化的規(guī)律，如表4-8所示。

教學(xué)過(guò)程教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)間安排案例分析案例分析：化工用容器，借助4個(gè)耳座支架在4根長(zhǎng)度相等的工字鋼梁的中點(diǎn)上，工字鋼再由四根混凝土柱支持。問(wèn)題設(shè)置：如果已知工字鋼梁的長(zhǎng)度、型號(hào)、容器的重總量及材料許用彎曲應(yīng)力，請(qǐng)問(wèn)此單根工字梁的強(qiáng)度足夠嗎？知識(shí)準(zhǔn)備34.純彎曲時(shí)梁橫截面上的應(yīng)力1）純彎曲的概念一般情況下，梁在發(fā)生彎曲變形時(shí)橫截面上都存在剪力和彎矩，我們稱這種彎曲為橫力彎曲（即剪切彎曲）。如梁上的剪力值為零，而彎矩為常數(shù)，因此該段無(wú)剪切變形，僅有彎曲變形，我們稱這種平面彎曲為純彎曲。2）橫截面上應(yīng)力的分布規(guī)律5.梁的正應(yīng)力強(qiáng)度計(jì)算與拉伸、壓縮桿的強(qiáng)度設(shè)計(jì)相似，工程設(shè)計(jì)中，為了保證梁具有足夠的安全，梁的危險(xiǎn)截面上的最大正應(yīng)力，必須小于許用應(yīng)力。梁的彎曲強(qiáng)度條件為項(xiàng)目訓(xùn)練4項(xiàng)目4-14在項(xiàng)目4-13中各條件不變的情況下，已知鋼材彎曲許用應(yīng)力[σ]=120MPa，試校核單根工字鋼梁的強(qiáng)度。歸納總結(jié)1.能夠正確掌握快速作圖法繪制彎矩圖和剪力圖圖2.熟練掌握平面彎曲的應(yīng)力計(jì)算；3.并利用相關(guān)知識(shí)解決工程平面彎曲的承載能力。作業(yè)教學(xué)反饋教研室意見(jiàn)

《機(jī)械基礎(chǔ)》課程教學(xué)方案教師：第8號(hào)學(xué)習(xí)內(nèi)容第4單元工程構(gòu)件承載能力分析4-5平組合變形課時(shí)知識(shí)目標(biāo)1.掌握工程構(gòu)件組合變形的特點(diǎn)。2.熟悉工程構(gòu)件組合變形的承載分析方法。能力目標(biāo)1.能根據(jù)工程構(gòu)件的承載，準(zhǔn)確識(shí)別工程構(gòu)件的組合變形類型。2.初步具有分析工程構(gòu)件承載的能力。素質(zhì)目標(biāo)1.培養(yǎng)工程思維與安全規(guī)范意識(shí)。2.養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、精益求精的工匠精神。目標(biāo)群體授課班級(jí)為大一機(jī)械類專業(yè)學(xué)生，已完成了金工實(shí)習(xí)、機(jī)械制圖等前修課程。教學(xué)環(huán)境智慧一體化課室教學(xué)方法講授法、案例教學(xué)法、頭腦風(fēng)暴法、講練結(jié)合法、引導(dǎo)文法教學(xué)過(guò)程教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)間安排案例導(dǎo)入案例導(dǎo)入如圖所示為鉆床結(jié)構(gòu)及其受力簡(jiǎn)圖2、布置任務(wù)通過(guò)本單元的學(xué)習(xí)，如果在已知鉆床立柱的截面形狀、尺寸及立柱材料許用應(yīng)力請(qǐng)問(wèn)你能夠分析出立柱、電動(dòng)機(jī)軸承受哪幾種載荷，屬于哪種組合變形，并通過(guò)計(jì)算確定鉆床立柱的強(qiáng)度。3.學(xué)生活動(dòng)安排：1）學(xué)生通過(guò)教師入的案例—如圖示鉆床結(jié)構(gòu)及其受力簡(jiǎn)圖。2）使學(xué)生體會(huì)梁的尺寸和形狀、所受載荷、材料相互之間的關(guān)系。知識(shí)準(zhǔn)備11.組合變形的概念組合變形：構(gòu)件受力后同時(shí)發(fā)生兩種以上的基本變形，稱為組合變形。

教學(xué)過(guò)程教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)間安排知識(shí)準(zhǔn)備12.拉伸（壓縮）與彎曲組合變形【案例分析】：以起重機(jī)梁和鉆床鉆孔為例，分析拉（壓）彎組合變形的受力和變形特點(diǎn)受力特點(diǎn)：作用在對(duì)稱平面內(nèi)的外力相交成某一角度而不垂直或與構(gòu)件軸線平行而不重合。項(xiàng)目訓(xùn)練11）圖4-57所示為房架的檀條示意圖，試根據(jù)以前所學(xué)知識(shí)畫出房架的檀條計(jì)算簡(jiǎn)圖，分析房架檀條承受的外力，并判斷該房架檀條會(huì)產(chǎn)生哪種組合變形。2）圖4-58a所示為弓箭示意圖，圖4-58b為弓箭手射箭示意圖，試分析弓箭手拉滿弓時(shí)弓承受的外力，并判斷弓將產(chǎn)生何種組合變形。知識(shí)準(zhǔn)備23.圓軸彎曲與扭轉(zhuǎn)組合變形扭轉(zhuǎn)和彎曲的組合變形是機(jī)械工程中常見(jiàn)的情況。以圖示的電動(dòng)機(jī)軸為例分析彎扭組合變形的強(qiáng)度計(jì)算。機(jī)械中的轉(zhuǎn)軸，大多發(fā)生彎曲和扭轉(zhuǎn)變形，其構(gòu)件承載能力分析思路如下：外力分析：電動(dòng)機(jī)軸承受了垂直軸線的力F=F1+F2)l和外力偶矩Me=（F2–F1）D/2，力F使電動(dòng)機(jī)軸產(chǎn)生彎曲變形，外力偶矩Me使電動(dòng)機(jī)軸產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形。構(gòu)件在載荷的作用下既發(fā)生彎曲變形又發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，稱為彎曲與扭轉(zhuǎn)組合變形，簡(jiǎn)稱彎扭組合變形。項(xiàng)目訓(xùn)練1.請(qǐng)問(wèn)射箭運(yùn)動(dòng)員，使用弓箭射箭時(shí)，弓箭產(chǎn)生何種變形？2.如圖所示各桿的AB、BC、CD（或BD）各段橫截面上有哪些內(nèi)力？各段產(chǎn)生什么組合變形？歸納總結(jié)工程實(shí)際的構(gòu)件大多承受的是組合變形，解決組合變形的基本思路是先進(jìn)行外力分析—變形分析—內(nèi)力分析—應(yīng)力分析—建立強(qiáng)度理論—完成構(gòu)件的承載能力計(jì)算與分析作業(yè)教學(xué)反饋教研室意見(jiàn)PAGEPAGE55《機(jī)械基礎(chǔ)》課程教學(xué)方案教師：第9號(hào)學(xué)習(xí)內(nèi)容第5單元平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析課時(shí)知識(shí)目標(biāo)1.掌握構(gòu)件、運(yùn)動(dòng)副的概念，能識(shí)別并掌握代表常用構(gòu)件及運(yùn)動(dòng)副的簡(jiǎn)圖符號(hào)，能根據(jù)實(shí)際機(jī)構(gòu)畫出其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。2.熟練掌握自由度與約束的概念及平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算，熟練掌握平面機(jī)構(gòu)具有確定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的條件，在計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度時(shí)，能正確判斷并處理復(fù)合鉸鏈、局部自由度、虛約束。能力目標(biāo)1.能分析平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，正確識(shí)別構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副的數(shù)目和類型。2.能正確繪制平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，并準(zhǔn)確判斷平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的確定性。素質(zhì)目標(biāo)1.培養(yǎng)工程思維和創(chuàng)新意識(shí)。2.學(xué)習(xí)中國(guó)空間站機(jī)械臂技術(shù)應(yīng)用，樹立科技報(bào)國(guó)的愛(ài)國(guó)情懷。教學(xué)對(duì)象授課班級(jí)為大一機(jī)械類或近機(jī)械類專業(yè)學(xué)生，已完成了機(jī)械制圖、金工實(shí)習(xí)等前修課程教學(xué)環(huán)境智慧一體化課室教學(xué)方法講授法、案例教學(xué)法、頭腦風(fēng)暴法、講練結(jié)合法、引導(dǎo)文法教學(xué)過(guò)程教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)間安排案例導(dǎo)入1.課程導(dǎo)入以汽車發(fā)動(dòng)機(jī)作為載體，學(xué)習(xí)正確分析平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)、繪制平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖及判斷平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)確定性，另外，還將通過(guò)大量的工程實(shí)際案例進(jìn)行相關(guān)能力訓(xùn)練。2.設(shè)置問(wèn)題：（1）各構(gòu)件之間的聯(lián)接如何實(shí)現(xiàn)，有何特點(diǎn)？（2）為了研究機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和工作原理，你該如何表現(xiàn)各構(gòu)件之間的關(guān)系？能夠用一個(gè)簡(jiǎn)圖表示嗎？如何表示？3.展示與專業(yè)相關(guān)的工程案例，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。以綜合案例—汽車為載體，通過(guò)動(dòng)畫演示，分析汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)線圖→引出構(gòu)件自由度、運(yùn)動(dòng)副、約束等概念→通過(guò)對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行分解引出→運(yùn)動(dòng)副的分類及表示、構(gòu)件的分類及符號(hào)表示→由如何用簡(jiǎn)單的線圖表示汽車發(fā)動(dòng)機(jī)之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系引出→平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制方法及步驟。教學(xué)過(guò)程教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)間安排知識(shí)準(zhǔn)備15.1構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副1.構(gòu)件的自由度：構(gòu)件作獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的可能性，稱為構(gòu)件的自由度。2.運(yùn)動(dòng)副和約束1）運(yùn)動(dòng)副：由兩構(gòu)件直接接觸并能產(chǎn)生一定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的聯(lián)接，稱為運(yùn)動(dòng)副。2）約束：運(yùn)動(dòng)副限制了兩個(gè)構(gòu)件間的某些獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的可能性，這種限制就稱為約束。3）運(yùn)動(dòng)副的分類：平面運(yùn)動(dòng)副中，兩構(gòu)件之間的直接接觸有三種情況：點(diǎn)接觸、線接觸和面接觸。平面運(yùn)動(dòng)副按兩構(gòu)件接觸的幾何特征分為低副和高副。（1）低副：兩構(gòu)件通過(guò)面接觸構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副稱為低副。每個(gè)低副有兩個(gè)約束。按兩構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)形式，低副又分為移動(dòng)副和轉(zhuǎn)動(dòng)副。（2）高副概念：兩構(gòu)件呈現(xiàn)點(diǎn)、線接觸的運(yùn)動(dòng)副稱為高副。高副用兩構(gòu)件在直接接觸處的輪廓表示，每個(gè)高副有一個(gè)約束。注意：畫高副時(shí)，對(duì)于凸輪、滾子，習(xí)慣上畫出全部的輪廓；對(duì)于齒輪，常畫點(diǎn)畫線畫出其節(jié)圓。4）構(gòu)件的分類機(jī)構(gòu)中的構(gòu)件可分為三類：（1）固定件(機(jī)架)：是用來(lái)支承著活動(dòng)構(gòu)件的構(gòu)件。（如縫紉機(jī)腳踏機(jī)構(gòu)中的AD構(gòu)件）；（2）原動(dòng)件:原動(dòng)件是運(yùn)動(dòng)規(guī)律已知的活動(dòng)構(gòu)件，它的運(yùn)動(dòng)是由外界輸入的，故又稱為輸入構(gòu)件。（3）從動(dòng)件:從動(dòng)件是機(jī)構(gòu)中隨著原動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)的其余活動(dòng)構(gòu)件。項(xiàng)目訓(xùn)練1請(qǐng)判斷圖5-6所示汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)圖中，凸輪軸1與進(jìn)氣門3、進(jìn)氣門3或排氣門4與機(jī)體7、活塞8與氣缸6、活塞8與連桿9、連桿9與曲軸10、齒形帶13與張緊輪12，是采用何種運(yùn)動(dòng)副聯(lián)接起來(lái)的？知識(shí)準(zhǔn)備25.2平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖1.機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的概念：撇開(kāi)實(shí)際機(jī)構(gòu)中與運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)的因素，用簡(jiǎn)單的線條和符號(hào)表示構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副，并按一定的比例定出各運(yùn)動(dòng)副的相對(duì)位置，表示機(jī)構(gòu)各構(gòu)件間真實(shí)運(yùn)動(dòng)關(guān)系的圖，稱為機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。執(zhí)行件，其他從動(dòng)件則起傳遞運(yùn)動(dòng)的作用。機(jī)構(gòu)示意圖：沒(méi)有按一定比例表示出各運(yùn)動(dòng)副間準(zhǔn)確的相對(duì)位置，只能表示機(jī)構(gòu)組合方式的機(jī)構(gòu)圖稱為機(jī)構(gòu)示意圖。2.平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制（1）比例尺的概念3.平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制的一般步驟（1）分析機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的傳遞情況，找出機(jī)架、原動(dòng)件和從動(dòng)件。（2）從原動(dòng)件開(kāi)始，按照運(yùn)動(dòng)的傳遞順序，分析各構(gòu)件間的運(yùn)動(dòng)形式，從而確定構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副的數(shù)目和類型。（3）測(cè)量各運(yùn)動(dòng)副間的相對(duì)位置。（4）選擇適當(dāng)?shù)囊晥D平面和原動(dòng)件位置，以便清楚地表達(dá)各構(gòu)件間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系。平面機(jī)構(gòu)通常選擇與構(gòu)件運(yùn)動(dòng)平行的平面作為投影面。（5）選擇適當(dāng)?shù)谋壤撸凑崭鬟\(yùn)動(dòng)副間的距離和相對(duì)位置，用簡(jiǎn)單的線條和運(yùn)動(dòng)副符號(hào)畫出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖

教學(xué)過(guò)程教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)間安排項(xiàng)目訓(xùn)練2項(xiàng)目5-1試?yán)L出圖5-8a所示抽水唧筒的平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。知識(shí)準(zhǔn)備35.3機(jī)構(gòu)具有確定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的條件1平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算2.平面機(jī)構(gòu)具有確定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的條件3.種特殊情況的處理1）復(fù)合鉸鏈：（1）概念：兩個(gè)以上構(gòu)件在同一處用同軸轉(zhuǎn)動(dòng)副相聯(lián)接組成的運(yùn)動(dòng)副，稱為復(fù)合鉸鏈。（2）處理方法：當(dāng)由m個(gè)構(gòu)件組成復(fù)合鉸鏈時(shí)，則聯(lián)接處就有（m-1）個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副。在計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)，應(yīng)注意這種情況，以免漏算運(yùn)動(dòng)副的數(shù)目。2）局部約束（1）概念：不影響整個(gè)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的局部的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，稱為局部自由度。（2）出現(xiàn)的場(chǎng)合：將滑動(dòng)摩擦改為滾動(dòng)摩擦處。（3）處理方法：計(jì)算自由度時(shí)將局部自由度除去，將滾子與桿件固結(jié)一體。3）虛約束概念：機(jī)構(gòu)中與別的約束起重復(fù)限制作用的約束，稱為虛約束。虛約束出現(xiàn)的場(chǎng)合：（1）兩個(gè)構(gòu)件形成多個(gè)具有相同作用的運(yùn)動(dòng)副（2）兩構(gòu)件形成多個(gè)導(dǎo)路平行或重合的移動(dòng)副，只有一個(gè)移動(dòng)副起作用，其余都是虛約束。處理方法：只保留一個(gè)移動(dòng)副。（3）兩構(gòu)件在多處接觸形成的高副。處理方法：只保留一個(gè)高副。（4）機(jī)構(gòu)中對(duì)傳遞運(yùn)動(dòng)不起獨(dú)立作用的對(duì)稱部分

教學(xué)過(guò)程教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)間安排項(xiàng)目訓(xùn)練3項(xiàng)目5-5計(jì)算圖5-18a所示機(jī)構(gòu)的自由度，并指出其中是否有復(fù)合鉸鏈、局部自由度、虛約束（應(yīng)說(shuō)明屬于哪一類虛約束），并判斷該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)是否有確定運(yùn)動(dòng)（圖中箭頭所示構(gòu)件為原動(dòng)件），為什么？綜合項(xiàng)目訓(xùn)練圖5-19所示為單缸內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)圖，它的工作原理是利用燃料在氣缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生的熱能，使氣體受熱膨脹推動(dòng)活塞移動(dòng)，再經(jīng)過(guò)連桿傳遞到曲軸使其旋轉(zhuǎn)做功。當(dāng)氣體推動(dòng)活塞4做往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)連桿3使曲柄2做連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而將燃?xì)獾膲毫δ苻D(zhuǎn)換為曲柄的機(jī)械能。齒輪、凸輪和推桿的作用是按一定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律按時(shí)開(kāi)閉閥門，完成吸氣和排氣。單缸內(nèi)燃機(jī)由機(jī)架（氣缸體）1、曲柄2、連桿3、活塞4、進(jìn)氣閥5、排氣閥6、推桿7、凸輪8和齒輪9、10組成。試?yán)盟鶎W(xué)知識(shí)完成以下任務(wù)：1）分析單缸內(nèi)燃機(jī)的結(jié)構(gòu)；2）繪制單缸內(nèi)燃機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖；3）判斷該機(jī)構(gòu)是否具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。歸納總結(jié)1.為了正確分析應(yīng)用在生產(chǎn)和生活中各種機(jī)械設(shè)備的工作原