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文檔簡(jiǎn)介
備課時(shí)間1授課時(shí)間年月日第周
授課課時(shí)2授課形式集體授課
授課章節(jié)
緒論
名稱(chēng)
1、熟悉課程研究的對(duì)象和內(nèi)容
教學(xué)目的
2、了解課程性質(zhì)和根本要求
教學(xué)重點(diǎn)機(jī)器的組成、分類(lèi)
教學(xué)難點(diǎn)機(jī)器、機(jī)構(gòu)的區(qū)分
教學(xué)方法案例教學(xué)法、講授法、討論法
使用教具三角板、課件
板書(shū)設(shè)計(jì)
緒論1、機(jī)器的分類(lèi)
一、本課程研究的對(duì)象和內(nèi)容①動(dòng)力機(jī)器
1、機(jī)器的組成②工作機(jī)器。
(1)動(dòng)力局部③信息機(jī)器
(2)傳動(dòng)局部
(3)_L作局部二、本課程的性質(zhì)、任務(wù)和根本要求
(4)控制局部1、課程性質(zhì)
任何復(fù)雜的機(jī)器都是由假設(shè)干組機(jī)構(gòu)按一2、課程任務(wù)
定規(guī)律組合而成。
①零件
②構(gòu)件
③機(jī)構(gòu)
④機(jī)械
主要教學(xué)內(nèi)容及步驟
緒論
I新課導(dǎo)入
汽車(chē)是人類(lèi)重要的交通工具,汽車(chē)機(jī)械是機(jī)械工業(yè)的重要組成局部。
II新課學(xué)習(xí)
一、本課程研究的對(duì)象和內(nèi)容
汽車(chē)主要由發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤(pán)、車(chē)身和電氣等四大局部組成。
(1)發(fā)動(dòng)機(jī)要完成能量轉(zhuǎn)換、實(shí)現(xiàn)工作循環(huán),保證長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)正常工作,就
必須具備一些機(jī)構(gòu)和系統(tǒng),如汽油機(jī)主要是由曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)、燃
料供應(yīng)系、冷卻系。潤(rùn)滑系、點(diǎn)火系和啟動(dòng)系組成。
(2)底盤(pán)是將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力驅(qū)使汽車(chē)運(yùn)動(dòng),并按駕駛員的操縱而正常行
駛的部件,由傳東系、行駛系、轉(zhuǎn)向系和制動(dòng)系組成。
(3)車(chē)身是駕駛員T作及容納乘客和貨物的場(chǎng)所「
(4)電氣是指汽車(chē)上的用電設(shè)備和供應(yīng)設(shè)備用電的電源。它由電源、發(fā)動(dòng)機(jī)
起動(dòng)系和點(diǎn)火系、照明和信號(hào)裝置、空調(diào)、儀表和報(bào)警系統(tǒng)、輔助電氣及現(xiàn)
代汽車(chē)電子控制裝置等組成。
1、機(jī)器的組成
(1)動(dòng)力局部:是工作機(jī)動(dòng)力的來(lái)源,最常見(jiàn)的是電動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃機(jī)。
(2)傳動(dòng)局部:聯(lián)接動(dòng)力局部和工作局部的中間局部。功用是將動(dòng)刀局部提
供的機(jī)械能以動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的形式傳遞給工作局部。
(3)工作局部:完成預(yù)定的動(dòng)作,位于傳動(dòng)線的終點(diǎn)。
(4)控制局部:奧鄭機(jī)器的啟動(dòng)、停止和正常協(xié)調(diào)動(dòng)作。
任何復(fù)雜的機(jī)器都是由假設(shè)干組機(jī)構(gòu)按一定規(guī)律組合而成。
①零件
②構(gòu)件
③機(jī)構(gòu)
④機(jī)械
1、機(jī)器的分類(lèi)
①動(dòng)力機(jī)器:實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換(如內(nèi)燃機(jī)、蒸汽機(jī)、電動(dòng)機(jī)〕。
②工作機(jī)器:完成有用功(如機(jī)床)。
③信息機(jī)器:完成信息的傳遞與變換(如復(fù)印機(jī)、機(jī)等)。
二、本課程的性質(zhì)、任務(wù)和根本要求
1、課程性質(zhì)
本課程是中等學(xué)校汽車(chē)運(yùn)用和汽車(chē)維修專(zhuān)'業(yè)核心課程之一。
主要教學(xué)內(nèi)容及步驟
2、課程任務(wù)
①熟悉汽車(chē)采用機(jī)構(gòu)的工作原理特點(diǎn)、應(yīng)用的根本知識(shí)
②熟悉通用零件的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、標(biāo)準(zhǔn),了解通用零件的選用根本方法。
③熟悉汽車(chē)液壓傳動(dòng)的工作原理及組成,了解液壓根本元件的工作原理、
結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及選用方法。
④初步具有與本課程有關(guān)的解題、運(yùn)算、繪圖和使用技術(shù)資料的技能。
m復(fù)習(xí)
汽車(chē)的組成、機(jī)器的組成、課程任務(wù)。
IV作業(yè)
汽車(chē)由哪幾局部組成,分別起什么作用?
課
外
作
業(yè)
教
學(xué)
后
記
備課時(shí)間2授課時(shí)間年月日第周
授課課時(shí)2授課形式集體授課
授課章節(jié)模塊一構(gòu)件靜力分析
名稱(chēng)課題一靜力學(xué)的根本概念課題二靜力學(xué)公理
1、了解力、力系、剛體的根本概念
2、掌握平衡的概念,分清靜態(tài)平衡與動(dòng)態(tài)平衡
教學(xué)目的
3、理解二力平衡的條件、加減平衡力系公理、作用力和反作用力公理
4、掌握力的平行四邊形法那么
教學(xué)重點(diǎn)掌握平衡的概念,分清靜態(tài)平衡與動(dòng)態(tài)平衡
教學(xué)難點(diǎn)掌握力的平行四邊形法那么
教學(xué)方法案例教學(xué)法、講授法、討論法
使用教具三角板、課件
板書(shū)設(shè)計(jì)
課題一靜力學(xué)的根本概念課題二靜力學(xué)公理
一、力的概念一、二力平衡條件
1、力的定義:力是物體間的相互作用。兩個(gè)力大小相等,方向相反,并作用在同一
2、力的三要素:力的大小、力的方向、直線上。
力的作用點(diǎn)。二、加減平衡力系公理
3、力的單位:N/KNo在作用于剛體上的力系上,加上或減去任
二、力系的概念一平衡力系,并不改變?cè)ο祵?duì)剛體的作用
所謂力系是指作用于物體上的一群力。效果。
三、剛體的概念推論:力的可傳性:
剛體是指在力的作用下不產(chǎn)生變形的物三、作用與反作用定律
體,這是一個(gè)理想化的靜力學(xué)模型。四、力的平行四邊形法那么
四、平衡的概念推論:三力平衡匯交定理
1、靜態(tài)平衡
2、動(dòng)態(tài)平衡
主要教學(xué)內(nèi)容及步驟
模塊一構(gòu)件靜力分析
課題一靜力學(xué)的根本概念
I新課導(dǎo)入
生活中,任何物體都在受力的作用,而且不只一個(gè)力。
II新課學(xué)習(xí)
1、力的定義:力是物體間的相互作用。
2、力的三要素:力的大小、力的方向、力的作用點(diǎn)。
3、力的單位:N/KNo
二、力系的概念
所謂力系是指作用于物體上的一群力°
根據(jù)力系中各力各力作用線的分布情況,將力系分為平面力系和空間力系兩
大類(lèi)。
三「剛體的概念
剛體是指在力的作用下不產(chǎn)生變形的物體,這是一個(gè)理想化的靜力學(xué)模型。
四、平衡的概念
平衡是指物體相對(duì)于地面保持靜止或作勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài),是物體運(yùn)動(dòng)的
一種特殊形式。
3、靜態(tài)平衡
4、動(dòng)態(tài)平衡
課題二靜力學(xué)公理
一、二力平衡條件
兩個(gè)力大小相等,方向相反,并作用在同一直線上。
FX=-F2
二、加減平衡力系公理
在作用于剛體上的力系上,加上或減去任一平衡力系,并不改變?cè)ο祵?duì)
剛體的作用效果。
主要教學(xué)內(nèi)容及步驟
推論:力的可傳性:
作用于剛體上的力,可以沿其作用線移至剛體內(nèi)任意一點(diǎn),而不改變?cè)摿?/p>
對(duì)物體的作用效果。力對(duì)剛體的效應(yīng)與力的作用點(diǎn)在其作用線上的位置無(wú)關(guān)。
^7^
三、作用與反作用定律
作用力和反作用力總是大小相等,方向相反,作用線相同,但同時(shí)分別作
用在兩個(gè)相互作用的物體上。這個(gè)公理說(shuō)明,力總是成對(duì)出現(xiàn)的,只要有作
用力就必有反作用力,而且同時(shí)存在,又同時(shí)消失。
四、力的平行四邊形法那么
作用在物體上同一點(diǎn)的兩個(gè)力,可以合成一個(gè)合力。合力的作用點(diǎn)仍在該
點(diǎn),合力的大小和方向由這兩個(gè)力為鄰邊所構(gòu)成的平行四邊形的對(duì)角線確定。
推論:三力平衡匯交定理
假設(shè)剛體受到同平面內(nèi)三個(gè)互不平行的力的作用而平衡時(shí),那么該三個(gè)力
的作用線必匯交于一點(diǎn)。
主要教學(xué)內(nèi)容及步驟
III復(fù)習(xí)
力、力的三要素。
IV作業(yè)
力的定義是什么力有哪三要素?什么是力的可傳遞性?
課
外
作
業(yè)
教
學(xué)
后
記
備課時(shí)間3授課時(shí)間年月日第周
授課課時(shí)2授課形式集體授課
授課章節(jié)模塊一構(gòu)件靜力分析
名稱(chēng)課題三靜力學(xué)的根本概念
1、了解力、力系、剛體的根本概念
教學(xué)目的2、掌握平衡的概念,分清靜態(tài)平衡與動(dòng)態(tài)平衡
3、理解二力平衡的條件、加減平衡力系公理、作用力和反作用力公理
掌握平衡的概念,分清靜態(tài)平衡與動(dòng)態(tài)平衡
教學(xué)重點(diǎn)
掌握力的平行四邊形法那么
教學(xué)難點(diǎn)區(qū)分二力平衡與作用力和反作用力
教學(xué)方法案例教學(xué)法、講授法、討論法
使用教具三角板、課件
板書(shū)設(shè)計(jì)
課題三靜力學(xué)的根本概念
三、力的平移定理
一、力矩
1、力矩的定義
2、力矩的方向
二、力偶和力偶矩
1、力偶的三要素:
力偶的大小、轉(zhuǎn)向及作用面
2、力偶方向的規(guī)定:逆時(shí)針為正,
反之為負(fù)。
主要教學(xué)內(nèi)容及步驟
模塊一構(gòu)件靜力分析
課題三力矩與力偶
I新課導(dǎo)入
了解力矩、力偶的概念及力向一點(diǎn)平移的結(jié)果。在汽車(chē)各部件中,很多
零件屬于旋轉(zhuǎn)部件,或是采用了杠桿原理,為了研究這些零件的受力情況,
我們就需要學(xué)習(xí)力矩以及力偶的知識(shí)。
II新課學(xué)習(xí)
一、力矩
1、力矩的定義
力對(duì)構(gòu)件作用的運(yùn)動(dòng)效應(yīng)表達(dá)在構(gòu)件的移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng),力的移動(dòng)效應(yīng)取決于
力的大小和方向,力的轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)那么是用力矩來(lái)度量的C
力F使物體繞0點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的效應(yīng),取決于以下兩個(gè)因素:
①力的大小與力臂的乘積Fd;
②力使物體繞。點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的方向。
通常規(guī)定:力使物體繞矩心逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)的力矩為正,反之為負(fù)。以上兩
個(gè)因素可用一個(gè)代數(shù)量士Fd來(lái)表示,用公式記為:
2、力矩的方向
力使物體繞矩心逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的力矩為正,反之為負(fù)。
二、力偶和力偶矩
大小相等、方向相反、作用線平行但不共線的兩個(gè)力稱(chēng)為力偶,用符號(hào)(F,
『)表示。
1、力偶的三要素:
力偶的大小、轉(zhuǎn)向及作用面。三要素中的任何一個(gè)發(fā)生改變,力偶對(duì)物體的
轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)就會(huì)改變。
在國(guó)際單位制中,力偶矩的單位是N?m或kN?m。
2、力偶方向的規(guī)定:逆時(shí)針為正,反之為負(fù)。
主要教學(xué)內(nèi)容及步驟
3、力偶的性質(zhì):
力偶作為一種特殊的力系,有其自身獨(dú)特的性質(zhì):
(1)力偶不能與一個(gè)力等效,也不能與一個(gè)力平衡;
(2)力偶對(duì)其作用平面內(nèi)任一點(diǎn)的矩恒等于力偶矩,與矩心位置無(wú)關(guān);
(3)力偶可在其作用平面內(nèi)任意轉(zhuǎn)移,而不改變它對(duì)剛體的作用效果;
(4)只要保持力偶矩的大小和轉(zhuǎn)向不變,可以同時(shí)改變力偶中力的大小和力
偶臂的長(zhǎng)短,而不改變其對(duì)剛體的作用效果。
三、力的平移定理
將剛體上某點(diǎn)的力平移到剛體上的任一點(diǎn)后,將產(chǎn)生一附加力偶,其力偶
矩等于改力對(duì)新點(diǎn)之矩。
m復(fù)習(xí)
力矩的概念、力偶、力偶矩的概念、力的平移定理。
IV作業(yè)
課
外
作
業(yè)
教
學(xué)
后
記
備課時(shí)間4授課時(shí)間年月日第周
授課課時(shí)2授課形式集體授課
授課章節(jié)模塊一構(gòu)件靜力分析
名稱(chēng)課題四約束、約束反力與受力圖的應(yīng)用
約束、約束反力的概念2.掌握常見(jiàn)約束類(lèi)型及符號(hào)3.能正確畫(huà)出光滑面約
教學(xué)目的束、柔體約束、光滑活動(dòng)錢(qián)鏈的約束反力4、能看懂含有光滑面約束柔體約
束、光滑活動(dòng)較鏈等約束的物體受力分析及受力圖
掌握常見(jiàn)約束類(lèi)型及符號(hào)、能正確畫(huà)出光滑面約束、柔體約束、光滑活動(dòng)
教學(xué)重點(diǎn)
校鏈的約束反力
教學(xué)難點(diǎn)能正確畫(huà)出光滑面約束、柔體約束、光滑活動(dòng)較鏈的約束反力
教學(xué)方法案例教學(xué)法、講授法、討論法
使用教具三角板、課件
板書(shū)設(shè)計(jì)
模塊一構(gòu)件靜力分析
課題四約束、約束反力與受力圖的應(yīng)用
一、約束和約束反力
1.約束和約束反力的概念
2.柔性約束
3.光滑面約束
任務(wù)1分析梯子的受力并畫(huà)受力圖
主要教學(xué)內(nèi)容及步驟
I復(fù)習(xí)提問(wèn)、新課導(dǎo)入
在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸、凸輪軸中采用了皮帶傳動(dòng),為了分析其受力情況,
本節(jié)講授課題四約束、約束反力與受力圖的應(yīng)用
II新課學(xué)習(xí)
模塊一構(gòu)件靜力分析
課題四約束、約束反力與受力圖的應(yīng)用
二、約束和約束反力
1.約束和約束反力的概念
通常把這種對(duì)物體運(yùn)動(dòng)起限制作用的周?chē)矬w稱(chēng)為約束,受到約束作
用的物體稱(chēng)為被約束物體「當(dāng)物體沿某一方向的運(yùn)動(dòng)受到約束限制忖,約束
必然對(duì)該物體有力的作用,這種力稱(chēng)為約束反作用力,簡(jiǎn)稱(chēng)約束反力。
2.柔性約束
由柔軟的繩索、傳動(dòng)帶、鏈條等柔性物體所構(gòu)成的約束稱(chēng)為柔性約束。
柔性約束反力作用于連接點(diǎn),方向沿著柔性件中心線背離被約束物體,
通常用符號(hào)T表示。
m?--
3.光滑面約束
兩個(gè)相互接觸的物體,假設(shè)不計(jì)摩擦,那么它們之間的約束稱(chēng)為光滑
面約束。光滑面約束反作用力通過(guò)接觸點(diǎn),方向總是沿接觸面公法線而指向
受力物體,通常用符號(hào)FN或N表示。
主要教學(xué)內(nèi)容及步驟
任務(wù)1分析梯子的受力并畫(huà)受力圖
1.取梯子AB為研究對(duì)象,把梯子從周?chē)h(huán)境中別離出來(lái)。
⑴梯子AB受到本身重力G的作用(作用于梯子中心0點(diǎn),鉛直向下)。
(2)在A點(diǎn),地面支撐梯子,屬于光滑面約束。
梯子在A點(diǎn)受到地面的約束反力FNA,作用于接觸點(diǎn)A,垂直于地
面向上。
W2—1—10光滑向約束
(3)在D點(diǎn),梯子受到繩子的拉力,屬于柔性約束:。
梯子在D點(diǎn)受到的約束反力即繩索的拉力,作用于D點(diǎn),沿著繩索方
向,用FT表示。
(4)在C點(diǎn),墻支撐梯子,同樣屬于光滑面約束。
梯子在C點(diǎn)受到墻面的約束反力FNC,作用于接觸點(diǎn)C,垂直于梯子。
主要教學(xué)內(nèi)容及步驟
3.畫(huà)出梯子所受的各力,準(zhǔn)確標(biāo)注作用點(diǎn)字母、各力矢符號(hào),即得梯子的受
力圖,如圖2T-11所示。一
圖棒子的爻力圖
m小結(jié)
能正確畫(huà)出光滑面約束、柔體約束、光滑活動(dòng)較鏈的約束反力
IV作業(yè)
課
外
作
業(yè)
教
學(xué)
后
記
備課時(shí)間5授課時(shí)間年月日第周
授課課時(shí)2授課形式集體授課
授課章節(jié)
課題五平面也交力系及平面力偶系
名稱(chēng)
1.了解平面匯交力系的概念2.掌握力在坐標(biāo)軸上的投影3.掌握合力投影
教學(xué)目的定理4.能夠分析和判斷平面匯交力系5.能夠?qū)ζ矫鎱R交力系進(jìn)行合成與
分解6.掌握平面匯交力系的平衡條件,
掌握力在坐標(biāo)軸上的投影。掌握合力投影定理。掌握平面匯交力系的平衡
教學(xué)重點(diǎn)
條件。
掌握力在坐標(biāo)軸上的投影。掌握合力投影定理“掌握平面匯交力系的平衡
教學(xué)難點(diǎn)
條件,
教學(xué)方法案例教學(xué)法、講授法、討論法
使用教具三角板、課件
板書(shū)設(shè)計(jì)
模塊一構(gòu)件靜力分析
課題五平面匯交力系及平面力
偶系
一、平面匯交力系合成的幾何法
二、平面匯交力系合成的解析法
三、平面匯交力系的平衡條
主要教學(xué)內(nèi)容及步驟
I復(fù)習(xí)提問(wèn)、新課導(dǎo)入
在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸、凸輪軸中采用了皮帶傳動(dòng),為了解決其受力情況,
本節(jié)講授課題萬(wàn)平而匯交力系及平面力偶系
II新課學(xué)£=F'cosa
F、=Fc。*模塊一構(gòu)件靜力分析
課題五平面匯交力系及平面力偶系
如圖2-l-17a所示為臥式車(chē)床,圖2-l-17b所示為在該車(chē)床上月三爪自
定心卡盤(pán)夾緊工件時(shí)的受力圖(重力忽略不計(jì))。試分析工件受到的夾緊力。
圖2-1-17臥式車(chē)床上的三爪自定心《被夾緊r件
a:C624O臥代車(chē)床b)工件在三爪自定心卡做作用下的受力圖
分析平面匯交力系=+-----FIn=XB
z=1
工件受到三個(gè)卡爪的作用力,分別為Fl、F2和F3,這三個(gè)力作用在同一個(gè)平面
內(nèi),且它們的作用線匯交于一點(diǎn)(回轉(zhuǎn)中心),一般把這樣的力系稱(chēng)為平面匯交力系。這
樣的力系能不能進(jìn)一步簡(jiǎn)化成一個(gè)力呢?要使構(gòu)件平衡,這個(gè)力系又應(yīng)該滿足什么條件
呢?
一、平面匯交力系合成的幾何法
平面匯交力系合成的結(jié)果是一個(gè)合力,其大小和方向由各個(gè)分力的大小
和方向決定,其作用線通過(guò)各力的匯交點(diǎn)。即合力等于各分力的矢量和。
二、平面匯交力系合成的解析法
1.力在坐標(biāo)軸上的投影,如下圖。
主要教學(xué)內(nèi)容及步驟
如F在x軸和y軸上的投影為Fx和Fy,那么
Fx=Fcosa
Fy=Fcos/3
F=,比+巴
FF、.
cosa=-rrx.cosf=
rr
圖2—1-19力在坐標(biāo)軸上的投影
2.合力投影定理
fl
F\x=XFix
i=1
F\y=XBy
i=I
這說(shuō)明,有限個(gè)力的合力在任意軸上的投影等于各個(gè)分力在同一軸上
投影的代數(shù)和,稱(chēng)為合力投影定理。
三、平面匯交力系的平衡條件
1.平面匯交力系平衡的幾何條件
FR=XF,=o
/=1
平面匯交力系平衡的幾何(充分必要)條件是:該力系的力多邊形自行封閉。
2.平面匯交力系平衡的解析條件及平衡方程
平面匯交力系平衡的條件是合力FR為零,用合成的解析法式表示那么有:
FI4x+.
Z
T
SF,x=0
K
即平面匯交力系平衡的解析條件是該力系中所有的力在軸x和軸y上
投影的代數(shù)和分別等于零。上式稱(chēng)為平面匯交力系的平衡方程。利用平衡方
程可以求解未知量。
主要教學(xué)內(nèi)容及步驟
分析平面匯交力系
工件受到三爪自定心卡盤(pán)的三個(gè)卡爪的作用力,分別為Fl、F2和F3,這三
個(gè)力在同一個(gè)平面內(nèi),其作用線匯交于一點(diǎn)(回轉(zhuǎn)中心),所以是一人平面匯
交力系。
工件所受的平面匯交力系可以合成為一個(gè)力,有兩個(gè)方法:
(1)運(yùn)用幾何法合成。
(2)運(yùn)用解析法合成。
根據(jù)平面匯交力系的平衡條件可知,要使工件平衡,必須使工件所受合力FR
為零°
m小結(jié)
力在坐標(biāo)軸上的投影。合力投影定理。平面匯交力系的平衡條件。
IV作業(yè)
課
外
作
業(yè)
教
學(xué)
后
記
備課時(shí)間6授課時(shí)間年月日第周
授課課時(shí)2授課形式集體授課
授課章節(jié)模塊二構(gòu)件受力變形
名稱(chēng)課題一構(gòu)件受力變形的根本變形
1.了解拉伸與壓縮的概念
2.掌握橫截面上的內(nèi)力和應(yīng)力
教學(xué)目的
3.了解軸向拉伸或壓縮時(shí)的變形;
教學(xué)重點(diǎn)橫截面上的內(nèi)力和應(yīng)力
教學(xué)難點(diǎn)橫截面上的內(nèi)力和應(yīng)力
教學(xué)方法案例教學(xué)法、講授法、討論法
使用教具三角板、課件
板書(shū)設(shè)計(jì)
.平安系數(shù)和許用應(yīng)力
模塊二構(gòu)件受力變形3
課題一構(gòu)件受力變形的根本變
形
一、拉伸和壓縮
二、橫截面上的內(nèi)力和應(yīng)力
1.軸力和軸力圖
2.橫截面上的正應(yīng)力
三、許用應(yīng)力和平安系數(shù)
1.極限應(yīng)力?!?/p>
2.橫截面上的正應(yīng)力
主要教學(xué)內(nèi)容及步驟
I復(fù)習(xí)提問(wèn)、新課導(dǎo)入
在工程實(shí)際中,有很多構(gòu)件在工作時(shí)會(huì)發(fā)生拉伸或壓縮變形。如圖2?2?la所示的
裝載車(chē)自卸裝置,車(chē)斗下面的活塞桿在工作時(shí)的受力簡(jiǎn)圖如圖2-2-lb所示,活塞桿是承
受壓縮的。假設(shè)裝載車(chē)的額定載質(zhì)量是121,活塞桿選用鋼件,直徑為50mm,Fl=235kN,
活塞桿的許用應(yīng)力為120MPa。那么活塞桿的強(qiáng)度是否滿足使用要求?假設(shè)Fl=200kN,
活塞桿直徑至少應(yīng)為多大?
b)
圖2-2-1裝我4門(mén)和裝史及活塞桿受力諭圖
a)找找乍1>)活塞桿受力篙相
要解決上面的問(wèn)題,必須研究活塞桿的受力情況,特別是活塞桿所受的內(nèi)力,以及
其受力后的變形情況和強(qiáng)度問(wèn)題,然后由強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)活塞桿的尺寸。所以要學(xué)習(xí)桿件
拉伸與壓縮時(shí)的內(nèi)力、應(yīng)力及強(qiáng)度條件等。
II新課學(xué)習(xí)
模塊二構(gòu)件受力變形
課題一構(gòu)件受力變形的根本變形
一、拉伸和壓縮
受拉伸或壓縮的構(gòu)件大多是等截面直桿(統(tǒng)稱(chēng)為桿件),其受力情況簡(jiǎn)化和受力特
點(diǎn)以及變形特點(diǎn)見(jiàn)表2-2-lo
*2—2—1拉伸和壓縮
荷化圖例(實(shí)線為變形侑.虛線為變形后》受力持點(diǎn)變形特點(diǎn)
軸作用在桿嫡的兩外力F大
.--------------------------------------------------------
向/廣
7F小相等.方向相反,作用找桿件沿油線方向伸長(zhǎng)、沿徑向
抱■]
伸與桿的軸紋重合,并且指向縮短.這種變形稱(chēng)為拉伸
L..J
離開(kāi)端俵面.F稱(chēng)為他力
作用在桿端的兩外力大
FL.一一―一―—————rPF
]1.1?小相等.方向相反.作用線桿件沿軸城方向縮短、徑向伸
1.與桿的軸戲重合.并且指向長(zhǎng).這種變形稱(chēng)為樂(lè)菊
一—一一―———―一―一端霞面?F稱(chēng)為壓力
主要教學(xué)內(nèi)容及步驟
二、橫截面上的內(nèi)力和應(yīng)力
1,軸力和軸力圖,見(jiàn)表2-2-2。
續(xù)表
取桿件的一部分為研究對(duì)象.利用靜力平街方苣求內(nèi)力的方法稱(chēng)為截面法.截面法是材料
定義
力學(xué)中求內(nèi)力的基本方法
截面
法求(1)切:敏想沿某橫技而將桿切開(kāi)
內(nèi)力(2)ffl;留下左半段或右半段作為研究對(duì)象
步躲
(3)代:將擲掉部分對(duì)留下部分的作用用內(nèi)力代替
(4)平:對(duì)留下部分寫(xiě)平衡方程求出內(nèi)力.即軸力的值
概述軸力沿釬件軸線方向變化的圖形稱(chēng)為軸力圖.軸力圖表示軸力隨散面位置變化的規(guī)律
軸力
橫馳表示板面位置.縱軸表示軸力大小
圖特點(diǎn)
拉力為正畫(huà)在橫軸以上.壓力為負(fù)面在橫軸以下
2.橫截面上的正應(yīng)力
反力是指構(gòu)件在外力作用下,單位面積上的內(nèi)力。
桿件受拉(壓)時(shí)的內(nèi)力在橫截面上是均勻分布的,如圖2?2.4所示。
0=kl----------------1-
八一
圖2—2—1內(nèi)力在橫極面上的分布
三、許用應(yīng)力和平安系數(shù)
1.極限應(yīng)力。。
由金屬材料知識(shí)可知,當(dāng)塑性材料到達(dá)屈服強(qiáng)度ReL時(shí),將產(chǎn)生較大
塑性變形;脆性材料到達(dá)抗拉強(qiáng)度Rm時(shí),將發(fā)生斷裂。
工逑上把材料喪失正常工作能力的應(yīng)力,稱(chēng)為極限應(yīng)力或危險(xiǎn)應(yīng)力,以
。0表示O
脆性材料:
塑性材料:
2.工作應(yīng)力。
構(gòu)件工作時(shí),由載荷引起的應(yīng)力稱(chēng)為工作應(yīng)力。
構(gòu)件拉伸或壓縮變形時(shí),其橫截面上的工作應(yīng)力為:
主要教學(xué)內(nèi)容及步驟
3.平安系數(shù)和許用應(yīng)力
通常把極限應(yīng)力除以大于1的系數(shù)n,作為材料的許用應(yīng)力,用符號(hào)[。]表
示。n稱(chēng)為平安系數(shù)。即:
M=^
7Z
實(shí)際生產(chǎn)中,應(yīng)滿足工作應(yīng)力
ZHI
n
【實(shí)際演練】
【課堂討論】
【講評(píng)小結(jié)】(略)
【布置作業(yè)】
課
外
作
業(yè)
教
學(xué)
后
記
備課時(shí)間7授課時(shí)間年月日第周
授課課時(shí)2授課形式集體授課
授課章節(jié)模塊二構(gòu)件受力變形
名稱(chēng)課題二直桿軸向拉伸和壓縮
掌握橫截面上的內(nèi)力和應(yīng)力;強(qiáng)度計(jì)算、強(qiáng)度校核;
教學(xué)目的能夠利用強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)構(gòu)件尺寸。
強(qiáng)度計(jì)算、強(qiáng)度校核:
教學(xué)重點(diǎn)
能夠利用強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)構(gòu)件尺寸
教學(xué)難點(diǎn)能夠利用強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)構(gòu)件尺寸
教學(xué)方法案例教學(xué)法、講授法、討論法
使用教具三角板、課件
板書(shū)設(shè)計(jì)
模塊二構(gòu)件受力變形課題二直
桿軸向拉伸和壓縮
一、拉伸和壓縮
二、橫截面上的內(nèi)力和應(yīng)力
二、許用應(yīng)力和平安系數(shù)
四、拉(壓)桿的強(qiáng)度條件
五、最大工作應(yīng)力不應(yīng)超過(guò)許用應(yīng)力
主要教學(xué)內(nèi)容及步驟
I復(fù)習(xí)提問(wèn)、新課導(dǎo)入
受拉伸或壓縮的構(gòu)件大多是等截面直桿(統(tǒng)稱(chēng)為桿件),其受力情況簡(jiǎn)化
和受力特點(diǎn)如何?
]]新課學(xué)習(xí)
模塊二構(gòu)件受力變形課題二直桿軸向拉伸和壓縮
一、拉伸和壓縮
受拉伸或壓縮的構(gòu)件大多是等截面直桿(統(tǒng)稱(chēng)為桿件),其受力情況簡(jiǎn)化和受力特點(diǎn)以
及變形特點(diǎn)
橫截面上的內(nèi)力和應(yīng)力
許用應(yīng)力和平安系數(shù)
拉(壓)桿的強(qiáng)度條件
最大工作應(yīng)力不應(yīng)超過(guò)許用應(yīng)力
^max=m&[C一
根據(jù)強(qiáng)度條件,可以解決三類(lèi)強(qiáng)度計(jì)算問(wèn)題,見(jiàn)表2.2?3。
表2-2-3強(qiáng)度條件解決的三類(lèi)問(wèn)題
解決問(wèn)的強(qiáng)度校核設(shè)計(jì)戳面尺寸確定許可載荷
時(shí)應(yīng)公式A嚙
(1)求活塞桿的內(nèi)力。
FN=F|=235kN
(2)求活塞桿的應(yīng)力。
F、235X103
片才=F^=U9.75MPa
主要教學(xué)內(nèi)容及步驟
(3)強(qiáng)度校核。
(7=119.75MPa<120MPa
所以活塞桿強(qiáng)度足夠。
1、
假設(shè)圖2-2-1b中的Fl=200kN,■7㈤的許用應(yīng)力[。]=12
應(yīng)用公式:
即:
設(shè)活塞桿的直徑為d,那么閆
/4X2OOX1O1
J-JtX120-=46mm
所以活塞桿的直徑至少應(yīng)為46mm
常見(jiàn)的油孔、溝槽等均有構(gòu)件尺寸突變,突變處將產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象,如
圖2-2-5所示。構(gòu)件尺寸變化越急劇、角越尖、孔越小,應(yīng)力集中的程度越
嚴(yán)重。應(yīng)力集中對(duì)塑性材料的影響不大,而對(duì)脆性材料的影響嚴(yán)重,應(yīng)特別
注意。
【講評(píng)小結(jié)】(略)
【布置作業(yè)】
課
外
作
業(yè)
教
學(xué)
后
記
備課時(shí)間8授課時(shí)間年月日第周
授課課時(shí)2授課形式集體授課
授課章節(jié)
課題三材料在拉伸時(shí)的力學(xué)性能
名稱(chēng)
教學(xué)目的材料在拉伸時(shí)的力學(xué)性能
教學(xué)重點(diǎn)剪切、擠壓、扭轉(zhuǎn)、彎曲實(shí)用計(jì)算
教學(xué)難點(diǎn)剪切、擠壓、扭轉(zhuǎn)、彎曲實(shí)用計(jì)算
教學(xué)方法案例教學(xué)法、講授法、討論法
使用教具三角板、課件
板書(shū)設(shè)計(jì)
課題三材料在拉伸時(shí)的力學(xué)性能
一、剪切和擠壓的概念
二、剪切和擠壓的相關(guān)計(jì)算
1.剪切的相關(guān)計(jì)算
2.擠壓的相關(guān)計(jì)算
3.剪切面積和擠壓面積的計(jì)算
主要教學(xué)內(nèi)容及步驟
I復(fù)習(xí)提問(wèn)、新課導(dǎo)入
工程上常用螺栓、鉀釘、鍵、銷(xiāo)等連接件連接構(gòu)件(見(jiàn)圖2-2-6),它們受
力后發(fā)生了剪切和擠壓變形。如圖2-2-6b所示直徑為20mm的鉀釘連接兩個(gè)
厚度為10mm的鋼板,鋼板受力F=28kN,鉀釘為鋼件,那么加釘受的剪力
和擠壓力是多少?鉀釘?shù)闹睆綉?yīng)設(shè)計(jì)為多大才不致被破壞?為了保證連接件
不發(fā)生剪切破壞和擠壓破壞,必須研究連接件的具體受力情況和變形情況以
及強(qiáng)度條件,由強(qiáng)度條件來(lái)設(shè)計(jì)連接件的尺寸。所以,要學(xué)習(xí)剪切和擠壓的
概念、有關(guān)計(jì)算等。
m常用燈提件
tnwiaMb>■“我itc>d>
II新課學(xué)習(xí)
課題三材料在拉伸時(shí)的力學(xué)性能
一、剪切和擠壓的概念
如圖2-2-7所示的剪板機(jī)剪切鋼板時(shí),剪板機(jī)的上下兩個(gè)刀刃以大小相等、方向相
反、作用線相距很近的兩力作用于鋼板上,迫使鋼板在兩力間的截面處發(fā)生相對(duì)錯(cuò)動(dòng),
從而使鋼板不斷變形,最后剪斷(見(jiàn)圖2?2-8),這種變形稱(chēng)為剪切變形。
圖2—2—8剪板機(jī)剪鋼板
a>剪切受力b)剪切變形
產(chǎn)生相對(duì)錯(cuò)動(dòng)的截面稱(chēng)為剪切面(見(jiàn)圖2-2-9b)。剪切面總是平行于外力作用線。假
設(shè)外力過(guò)大,被剪切件將沿剪切面被剪斷,發(fā)生剪切破壞。
主要教學(xué)內(nèi)容及步驟
圖2—2—9卸釘?shù)氖芰D
a)受外力變形M內(nèi)力Qc>剪力分布
二、剪切和擠壓的用關(guān)計(jì)算
1.剪切的相關(guān)計(jì)算
(1)剪切面上的內(nèi)力。Q就是剪切面上的內(nèi)力,沿截面作用,稱(chēng)為剪力。
(2)剪切面上的應(yīng)力。式中A為剪切面面積,單位為m2o剪應(yīng)力I的單位與正
應(yīng)力。的單位相同,常用MPa(BPlMN/m2=lN/mm2)o
(3)剪切強(qiáng)度條件。[口為材料的許用剪應(yīng)力,通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法得到,具體材料的[口
可以從有關(guān)手冊(cè)中查得。一般塑性材料的[D和許用應(yīng)力[。]之間存在如下的關(guān)系:口]
二(0.6?0.8)[。]o脆性材料為:[T]=(0.8?1.0)[0]o
2.擠壓的相關(guān)計(jì)算
(1)擠壓面上的擠壓力。作用在擠壓面上的壓力稱(chēng)為擠壓力,用符號(hào)Fjy表示。
(2)擠壓面上的應(yīng)力。Ajy為擠壓面面積,ojy為擠壓應(yīng)力,單位分別同剪切面面
積A和剪應(yīng)力To
(3)擠壓強(qiáng)度條件。[ojy]為材料的許用擠壓應(yīng)力,同[口一樣,常由實(shí)驗(yàn)方法得
到,具體材料的[”jy]可以從有關(guān)手冊(cè)中查得。一般塑性材料的[ojy]和許用應(yīng)力[。]
之間存在如下的關(guān)系:[ojy]=(1.7-2.0)[0]。脆性材料為:[ojy]=99?。
%=
Ajy
3.剪切面積和擠壓面積的計(jì)算
擠壓面積的計(jì)算視接觸面的情況而定。鍵連接的擠壓面為平面,Ajy=(h/2)XL;螺
栓、鉀釘、銷(xiāo)釘?shù)葓A柱形連接件的接觸面近似于半圓柱面,為了簡(jiǎn)化計(jì)算,一般取通過(guò)
圓柱直徑的平面面積作為擠壓面的計(jì)算面積,Ajy=dXL,如圖2-2-10所示。
剪切面積八=邛=吟空=314(mn?)
44
擠壓面積Ajy=<//=20X10=200(mm2)
主要教學(xué)內(nèi)容及步驟
如圖2211所示接頭,受軸向力F作用。F=50kN,b=150mm,h=10mm,d=17mm,
a=80mm,[o]=160MPa,[T]=120MPa,[ojy]=320MPa,鉀釘和板的材料相同,試校核
其強(qiáng)度
r=早=工=絲產(chǎn):八1=15.6X10。(Pa)=15.6(MPa)<[r]
A\ah4X0.08X0.01°」
,lox10<(Pa),10(MPa)<
r=T=J=S=2點(diǎn)晨黑==㈤
4
"光=6=147X0=U7(MPa)<[.J
m小結(jié)
剪切、擠壓、扭轉(zhuǎn)、彎曲的概念和實(shí)用計(jì)算
IV作業(yè)
【課堂討論】
課
外
作
業(yè)
教
學(xué)
后
記
備課時(shí)間9授課時(shí)間年月日第周
授課課時(shí)2授課形式集體授課
授課章節(jié)
課題四直桿的其它變形
名稱(chēng)
1.了解扭轉(zhuǎn)的概念及外力偶矩的計(jì)算.扭矩和扭矩圖;
教學(xué)目的2.了解圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力和強(qiáng)度條件
教學(xué)重點(diǎn)利用扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件進(jìn)行強(qiáng)度校核和構(gòu)件設(shè)計(jì)
教學(xué)難點(diǎn)利用扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件進(jìn)行強(qiáng)度校核和構(gòu)件設(shè)計(jì)
教學(xué)方法案例教學(xué)法、講授法、討論法
使用教具三角板、課件
板書(shū)設(shè)計(jì)
課題四直桿的其它變形
一、扭轉(zhuǎn)的概念
二、外力偶矩的計(jì)算
外力偶矩的計(jì)算公式
三、扭矩和扭矩圖
四、圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)橫截面上的應(yīng)力和強(qiáng)度條
件
圓軸扭轉(zhuǎn)的強(qiáng)度條件
T1max—"I
Tmaxtrr一7」
Wy
主要教學(xué)內(nèi)容及步驟
I復(fù)習(xí)提問(wèn)、新課導(dǎo)入
受扭轉(zhuǎn)變形桿件通常為軸類(lèi)零件,其橫截面大多是圓形的,所以這里只介紹圓軸扭
轉(zhuǎn)
II新課學(xué)習(xí)
課題四直桿的其它變形
一、扭轉(zhuǎn)的概念
再如圖2-2-13所示的汽車(chē)轉(zhuǎn)向盤(pán)傳動(dòng)軸,上端受司機(jī)的主動(dòng)力偶作用,下端受傳動(dòng)齒輪
的阻抗力偶作用,軸的受力情況可簡(jiǎn)化為如圖2-2-13b所示。
b)
圖2—2一13汽車(chē)轉(zhuǎn)向盤(pán)傳動(dòng)軸及共:受力圖
a)汽車(chē)轉(zhuǎn)向次及傳動(dòng)軸b)汽車(chē)轉(zhuǎn)向盤(pán)傳動(dòng)軸的受力圖
三、外力偶矩的計(jì)算
1.外力偶矩的計(jì)算公式
PK
Me=9550—
n
式中Me——外力偶矩.N-m;
PK——軸傳遞的功率,kW;
n----軸的轉(zhuǎn)速,r/mirio
.外力偶矩的方向
但凡輸入功率的主動(dòng)外力偶矩,Me的方向與軸的轉(zhuǎn)向一致;但凡輸出功率的阻力偶矩,
Me的方向與軸的轉(zhuǎn)向相反。
三、扭矩和扭矩圖
主要教學(xué)內(nèi)容及步驟
BI2—2—16IH矩圖
四、圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)橫截面上的應(yīng)力和強(qiáng)度條件
圓軸扭轉(zhuǎn)的強(qiáng)度條件
T
2max廠一)
^*max-777一丁」
Wp
m小結(jié)扭轉(zhuǎn)的概念及外力偶矩的計(jì)算扭矩和扭矩圖;
圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力和強(qiáng)度條件利用扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件進(jìn)行強(qiáng)度校核和構(gòu)件設(shè)計(jì)
IV作業(yè)
P45
課
外
作
業(yè)
教
學(xué)
后
記
備課時(shí)間10授課時(shí)間年月日第周
授課課時(shí)2授課形式集體授課
授課章節(jié)
名稱(chēng)
教學(xué)目的
教學(xué)重點(diǎn)
教學(xué)難點(diǎn)
教學(xué)方法案例教學(xué)法、講授法、討論法
使用教具三角板、課件
板書(shū)設(shè)計(jì)
主要教學(xué)內(nèi)容及步驟
主要教學(xué)內(nèi)容及步驟
主要教學(xué)內(nèi)容及步驟
【實(shí)際演練】
【課堂討論】
【講評(píng)小結(jié)】(略)
【布置作業(yè)】
課
外
作
業(yè)
教
學(xué)
后
記
備課時(shí)間2授課時(shí)間年月日第周
授課課時(shí)2授課形式集體授課
授課章節(jié)
名稱(chēng)
教學(xué)目的
教學(xué)重點(diǎn)
教學(xué)難點(diǎn)
教學(xué)方法案例教學(xué)法、講授法、討論法
使用教具三角板、課件
板書(shū)設(shè)計(jì)
主要教學(xué)內(nèi)容及步驟
主要教學(xué)內(nèi)容及步驟
主要教學(xué)內(nèi)容及步驟
【實(shí)際演練】
【課堂討論】
【講評(píng)小結(jié)】(略)
【布置作業(yè)】
課
外
作
業(yè)
教
學(xué)
后
記
備課時(shí)間2授課時(shí)間年月日第周
授課課時(shí)2授課形式集體授課
授課章節(jié)
名稱(chēng)
教學(xué)目的
教學(xué)重點(diǎn)
教學(xué)難點(diǎn)
教學(xué)方法案例教學(xué)法、講授法、討論法
使用教具三角板、課件
板書(shū)設(shè)計(jì)
主要教學(xué)內(nèi)容及步驟
主要教學(xué)內(nèi)容及步驟
主要教學(xué)內(nèi)容及步驟
【實(shí)際演練】
【課堂討論】
【講評(píng)小結(jié)】(略)
【布置作業(yè)】
課
外
作
業(yè)
教
學(xué)
后
記
備課時(shí)間2授課時(shí)間年月日第周
授課課時(shí)2授課形式集體授課
授課章節(jié)
名稱(chēng)
教學(xué)目的
教學(xué)重點(diǎn)
教學(xué)難點(diǎn)
教學(xué)方法案例教學(xué)法、講授法、討論法
使用教具三角板、課件
板書(shū)設(shè)計(jì)
主要教學(xué)內(nèi)容及步驟
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