轴的结构及轴上零件的安装

教学题目轴的结构和轴上零件的固定所属学科机械基础 学时安排 1学时 年级 高二一、学习目标与任务1.学习目标描述（知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观）a） 能利用经验公式估算出高速轴与低速轴的直径；b） 知道轴上零件常用的轴向固定和周向固定的方法及注意事项；c） 能利用本堂课所学的知识对轴的错误结构进行正确的分析；d） 树立学生的自信心，培养学生的观察能力和动手能力2.学习内容与学习任务说明（学习内容的选择、学习形式的确定、学习结果的描述、学习重点及难点的分析）教学重点：1） 熟悉轴的结构、要求2） 能结合实际分析轴系结构的问题教学难点：能结合实际分析轴系结构的问题因为轴的结构和轴上零件的固定是机械基础学科中的一个重要知识环节，学生只有知道了轴的直径是如何确定的，常见的轴向固定和周向固定的方法有哪些，应该注意哪些事项，才能达到对轴的错误结构进行正确的剖析，为轴上零件的安装、拆卸打下坚实的基础。所以把能利用经验公式估算出高速轴与低速轴的直径和知道轴上零件常用的轴向固定和周向固定的方法作为教学重点，而对轴的错误结构进行正确的剖析作为教学的难点。学习内容：经验公式估算轴径、轴的结构与轴上零件的固定方式、分析轴的错误结构学习形式：在课堂上采用发现法，让学生从“做中学”里激发兴趣，不断品尝到成功的喜悦。同时在教师设置问题的引导下，学生自己动手，主动质疑探索，交流互补，归纳总结，培养他们自主学习的能力。学习结果：能利用本堂课所学的知识对轴的错误结构进行正确的分析。3.问题设计（能激发学生在教学活动中思考所学内容的问题）复习提问轴的种类和应用通过上节课的学习，轴可以有哪些分类呢？分别应用在那些场合？.轴的分类：根据模型引入轴径经验估式后，据其结构提问阶梯轴的结构要求及加工工艺性要求提问：轴的径向尺寸可以估算得出，那从设计角度出发要考虑哪些结构要求呢？提问：再从加工角度出发，有哪些加工工艺性要求呢？同学们可从结构性角度去思考。在分组拆装减速器前，由上一环节引入零件轴上固定方式。提问：同学们在拆装过程中注意观察轴上零件都有哪些固定方式、应用场合及注意事项？互相可以讨论一下。通过复习提问引入新课，再由两个有联系的提问，推进知识间的关联性，让学生学会联系前后去思考问题。二、学习者特征分析（说明学生的学习特点、学习习惯、学习交往特点等）学生普遍存在着重理论轻实践的心理，而纯理论的学习内容枯燥之味，这使得他们学习兴趣不高，对知识的掌握存在死记硬背的现象，学生自主学习、合作学习的能力比较缺乏。三、学习环境选择与学习资源设计1.学习环境选择（F）AWEB教室B局域网C城域网D校园网E因特网F其他2.学习资源类型（A、B）A课件B工具C专题学习网站D多媒体资源库E案例库F题库G网络课程H其他三、学习情境创设1•学习情境类型（B）A真实情境B问题性情境C虚拟情境D其他2.学习情境设计1） 本堂课主要采用项目教学和发现法相结合的教学方法。把学生分为四小组，让学生带着任务进行合作性学习，在整合所学知识的基础上，让学生通过拆装减速器发现轴上零件固定的方法和注意事项，然后教师引导学生归纳总结，做到理实结合，实现“在做中学”2） 本堂课通过课堂练习进行巩固提高，反馈评价教学效果。在这一环节中主要采用小组竞争的方式，让学生充分发挥个人才思，培养他们的自信和意志等心理品质。具体为小组竞争，说出几处错误及原因，看哪组多例牡指出下图中的结构错误，井简单说明错误原因°答:此题中的错谋主曼冇：装轴歩段不需用蝶母蜓位；轴肩过高・轴承无沈拆側；齿轮轴向不能左粽；齿轮无法装配；精加工轴过长，轴抵不好装拆;轴承端盖期轴必间应摺有间慷;联轴器无汇轴向宦位匕⑥键槽应幵在同一母线上；齿轮周向无能位；轴承和轴颈之冋屈丁过盈配合T不需键鉄接=五、学习活动组织1.自主学习设计（C）类型相应内容使用资源学生活动教师活动A抛锚式B支架式

C随机进入式复习提问教材自主回答D其他2•协作学习设计(A、B)类型相应内容使用资源学生活动教师活动A竞争联系与巩固环节习题思考讨论并回答点评及总结B伙伴拆装减速器减速器模型动手，讨论指导及总结C协同D辩论E角色扮演F其他3.教学结构流程的设计流程：模型分析得出结论练习巩固确定轴径；复习引入、展示目标明确任务拆装模型抓住重点、突破难点交流反馈、完善结论练习巩固明确轴上零件的固定方法；教学环节教师活动学生活动1.复习导复习提问轴的种类和应用，从轴设计的师生共答：（1）按轴线的形状分：入 合理性角度引入本堂课的内容。1）直轴：各轴线段轴线共线，可分为（5分钟左提问:通过上节课的学习，轴可以有哪光轴、阶梯轴右） 些分类呢？（教师有适当提示） 2）曲轴：（内燃机主轴）教帅追问：分别应用在那些场合？（2）轴按所受载何不同，可分：1）心轴、转轴学生回答：心轴，用来支承回转零件，只受弯曲作用而不传递动力的轴，心轴可以是转动的（火车车轮轴），也可以是固定不动的（自行车的前后轴；滑轮轴）转轴：既支承回转零件又传递动力，同时承受弯曲和扭转两种作用的轴（机器的主轴）传动轴：用来传递动力，只受扭转作用而不受弯曲作用或弯曲作用很小的轴（汽车后桥传动轴）2.讲授新（一）教师通过模型展示引入轴的直径学生能够记住“经验式”进行估算，课（35分确定方法（10分钟）使学生理解并记忆,了解强度校核法钟） 两种方法1强度校核（补充）T二二9出x106p<.]TW 0.2d3nTT(15-1)式中TT为轴的扭剪应力，N/mm2；T为转矩，N・mm；P为传递的功率，kW；n为轴的转速，r/min；卬T为轴的抗扭截面系数，mm3；d为轴的直径，mm；[TT]为材料的许用扭剪应力，N/mm2O用上式计算既传递转矩又承受弯矩的转轴时，必须把许用扭剪应力^T]适当降低，以补偿弯矩对轴的影响。将降低后的许用应力代入上式并整理，即得轴的直径的设计公式d>严“°63；'了=A3Emm3°.2|t]3n3nT TA为决定乎材料和承载情况的常数。2•经验式估算高速轴：d=（0.8〜1.2°）do低速轴：d=（°.3〜°.4）a（二）教师由上一环节，引入轴的结构要求与加工工艺性a） 教师提问：轴的结构多种多样，那从设计角度出发要怎样考虑呢，我们就来看看轴的结构要求吧轴的结构要求1） 轴上零件可靠固定；2） 轴便于加工和尽量避免或减应力集中；3） 轴上零件便于安装；b） 从加工角度出发，轴在加工上有哪些工艺要求呢？教师提醒从结构特点思考，然后教师总结，轴的加工工艺性要求：学生思考并回答1） 阶台轴的直径应中间大，两头小，由中间向两头一次减小，以便轴上零件的装拆。学生思考并回答2） 轴端、轴颈与周肩的过渡部位应有倒角或有过渡圆角，便于装配，并减小

应力集中。3） 轴上有螺纹时，要切退刀槽，有磨削面时，要留越程槽，（轴上有多个退刀槽或越程槽时，尽可能取相同尺寸）。4） 轴上装有较大质量零件或与轴颈过盈配合的零件时，其装入端应加工出半锥角10。的倒锥面。5） 便于轴的加工及精度的保证，必要时应设置中心孔。学生分组在教师指导下进行减速器拆装，观察、分析并思考教师提出的问题，然后互相讨论得出结果（三）由上一个环节引入本堂课的第二个教学重点一一轴上零件的固定，便于学生更好理解轴上零件的固定方式、应用场合以及注意事项分四组进行减速器拆装，教师提出要求：观察、分析并思考，找出轴向固定和周向固定的各种形式、应用场合以及注意事项。（20分钟）教师点评及总结：同学们说的都不错都很善于思考，下面我们一起来做个总结学生分组在教师指导下进行减速器拆装，观察、分析并思考教师提出的问题，然后互相讨论得出结果（板书，展示配套挂图）轴上零件的固定（1）轴上零件的轴向固定：保证零件在轴上有确定的轴向位置，防止零件作轴向移动并能承受轴向力。1）用轴肩和轴环固定其结构简单，定位可靠，能够承受较大的轴向力，应用最广轴肩或轴环的高度为2-10mm,固定滚动轴承时，轴径应小于轴承内圈厚度，轴环的宽度为1.4h，轴肩或轴环的圆角半径应小于与轴配合零件的倒角尺寸或圆角半径。2）用轴端挡圈和圆锥面固定用轴端挡圈和圆锥面固定应用于轴端零件的固定，用圆锥面时,定心精度高，但锥面不如圆柱面易加工。注：以上两种需轴端挡圈定位加螺钉定位，防止螺钉松动可采用图示放松装置

3）用轴套固定：依靠已确定位置的零件来作为轴向定位，适用于相邻零件间距较小的场合。可简化轴的结构，保证轴的强度学生分组讨论并回答学生分组讨论并回答4）用圆螺母固定应用在无法用轴套或轴套太长时，通常是轴的中部或端部，拆装方便，固定可靠，能承受较大轴向力。注：切制的螺纹为细牙螺纹且螺纹大径小于套装零件的孔径；用双螺母或一个螺母加止推垫圈来A/、 \k J\Z< - J5）用弹性挡圈固定：结构简单紧凑、装拆方便但承受轴向力较小注：切槽要有一定精度6）用圆锥销和紧定螺钉固定：可用作周向固定，承载较小，常用于安全装置或辅助性联接的固定。（2）轴上零件的周向定位和固定常采用键、盈配合等多种结构应用及注意事项：同一