《机械基础》校本教材

第一章机械零件的精度1.1极限与配合【课题名称】极限与配合【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、了解的含义。2、熟悉公称尺寸、实标准化际尺寸、极限尺寸、上下极限偏差、实际偏差、公差、标差基本偏差、配合精度和配合等概念的含义。二、能力目标会读懂零件图样中上下极限偏差、配合精度与配合种类。三、素质目标1、了解零件加工中合格产品的尺寸范围要求。2、了解零件互换性与标准化的重要性。四、教学要求1、了解极限与配合的概念；2、能读懂零件图样中极限与配合标注的含义。【教学重点】读懂零件图样中极限与配合的标注。【难点分析】概念名词多，与生产实际联系多。讲课时要由浅入深、联系生活生产实际。【教学方法】讲课时注意联系学生所能接触到的实际。【教学资源】1．机械基础网络课程．北京：高等教育出版社，20102．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】7学时（315分钟）【教学方法】：讲授与互动交叉进行、讲授中穿插练习与设问。【教学过程】一、导入新课某个生活用品坏了，可以到商店买个同型号的换上。而新零件必需具备互换性才能正常使用。这就要求零件的生产必需达到标准化的技术要求，才能有互换性。它必需满足零件的极限与配合的技术要求，这是本节课所讲的内容。二、新课教学（一）、互换性与标准化1、完全互换与不完全互换完全互换指新零件在装配或更换时不需要挑选或修配就能使用。不完全互换指新零件在装配或更换时需要作微小的挑选或修配才能使用。互换性是大规模生产的前提，是提高经济效益基础。2、标准化标准化是实现互换性生产的前提，是对生产实施标准化鉴督、管理，和惯彻技术标准的过程。标准分国家标准（代号GB）－最低标准，行业标准和企业标准－最高标准。（二）尺寸精度1．孔和轴孔圆柱形内表面。轴圆柱形外表面。如图1－1所示。2．尺寸公称尺寸设计尺寸。实际尺寸实际测量获得的尺寸。极限尺寸加工中允许的两个极限尺寸。3．偏差、公差和公差带（1）偏差分上、下极限偏差和实际偏差上极限偏差上极限尺寸减去公称尺寸所得的差。下极限偏差下极限尺寸减去公称尺寸所得的差。实际偏差实际尺寸减去公称尺寸所得的差。（2）尺寸公差允许尺寸的变动量，等于上极限偏差减去下极限偏差的值，也等于上极限尺寸减去下极限尺寸的值。公差永远大于零。（3）公差带由两极限偏差或极限尺寸所限定的一个区域。公差带图如图1－3所示。包括公差带大小和基本偏差两个因素。计算如例1－1。4．极限制（1）标准公差由公差等级和公称尺寸组成。公差分成20个等级，用IT表示。如表1－1所示。（2）基本偏差孔和轴的基本偏差各有28种，用26个字目表示。如图1－5所示，A～H的基本偏差为下极限偏差；K～ZC基本偏差的为上极限偏差。H的基本偏差为零。轴的基本偏差值如表1－2所示。实际使用中，将和标准公差合成常用的极限偏差表，如表1－3、4所示。从极限偏差表中可以直接查到上、下极限偏差值，不必再经过复杂的计算。教学中重点是使学生会查轴和孔的极限偏差表，通过反复的练习达到要求。（3）代号及标注公差带代号由基本偏差代号（字母）和标准公差代号（数字）构成，如H8表示基本偏差代号为H，标准公差为8级的公差带代号。孔的基本偏差代号用大写字母，轴的基本偏差代号用小写字母表示。标注时有三种方法：仅注上、下极限偏差数值－适用于零件图的标注；仅注公差带代号，不注上、下极限偏差数值－适用于装配图的标注；不仅注公差带代号，还注上、下极限偏差数值－适用于生产目标不明确。（4）未注公差未注公差不是没有公差，而是一般公差，也称自由公差。查表1－5。（三）、配合精度1．配合种类（1）间隙配合孔的实际尺寸大于轴的实际尺寸，孔与轴之间存在间隙。适用于动连接。如图1－7。（2）过盈配合孔的实际尺寸小于轴的实际尺寸，孔与轴之间存在。适用于静连接。如图1－8。（3）过渡配合孔的实际尺寸大于或小于轴的实际尺寸，间隙或过盈量都很小。适用于定位连接。如图1－9。2．配合公差带图如图1－10。间隙配合的配合公差带图位于零线以上；过盈配合的配合公差带图位于零线以下；过渡配合的配合公差带图位于零线上、下两侧。如例1－6。2．配合制同一极限制的孔和轴组成的配合制度。分基孔制和基轴制。基孔制以孔为基准，用代号H表示，与不同基本偏差的轴形成各种配合状态。下极限偏差为零。基轴制以轴为基准，用代号h表示，与不同基本偏差的孔形成各种配合状态。上极限偏差为零。3．配合代号与标注如公称尺寸为60mm，基孔制的间隙配合，孔的配合精度为8级，轴的配合精度为7级，公差带代号为g，其标注为60H8/g7。如公称尺寸为100mm，基孔制的过渡配合，孔的配合精度为7级，轴的配合精度为6级，公差带代号为m，其标注100H7/m6。如公称尺寸为120mm，基轴制的过盈配合，孔的配合精度为7级，轴的配合精度为6级，公差带代号为S，其标注为120h7/S6。4．标准公差等级的选择常用机械零件配合公差选IT5－IT12等级，以IT6－IT8等级为最常用。非配合公差选IT12－IT18等级。5．基轴制的选用由于孔比轴难加工，所以一般应首先选用基孔制的配合。三、小结尺寸精度在机械加工非常重要，要能看懂图样上尺寸精度标记的含义，才能加工出合格的零件。四、布置作业第一章机械零件的精度1.2几何精度【课题名称】几何精度【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、知识目标理解几何精度的含义，读懂图样上几何精度标记的要求。二、能力目标能读懂工程实际图样结构上几何精度标记的含义。 三、素质目标能读懂工程实际图样。四、教学要求能准确读懂图样上几何精度标记的要求。【教学重点】形位公差项目及苻号的含义。【难点分析】形位公差的标注方法。【教学方法】讲练法、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，20102．吴联兴主编．机械基础练习册．北京：高等教育出版社，20010【教学安排】3学时（135分钟）教学步骤：讲授与演示交叉进行、讲授中穿插练习与设问。【教学过程】一、复习旧课尺寸公差包括哪些内容？如何查找上、下极限偏差值？二、新课教学尺寸公差仅考核零件上某个位置的误差，而对整体零件的形状精度并没有提出要求，所以还必需考核精度对整体零件的形状的影响。几何要素几何要素指构成零件几何特征的点、线、面。如图1－14。几何要素包括公称、实际、组成、导出、被测、基准、单一和关联等八种要素。材介绍。（二）几何的特征项目见教材介绍表1－6。分成、方向公差、位置公差和跳动公差四种。（三）几何公差的标注方法1．几何公差的标注形式形状公差和位置公差用两个方格表示，第一个方格表示形位公差的项目苻号，第二个方格表示形位公差的具体数值。方向公差和跳动公差用三个方格表示，第一个方格表示形位公差的项目苻号，第二个方格表示形位公差的具体数值，第三个方格表示形位公差的基准。2．被测要素的标注方法指引线箭头指向轮廓线或其延长线，且与尺寸线明显分开，表示被测要素为轮廓线的形位公差；指引线箭头与对应的尺寸线重合，表示被测要素为轮廓线的中心线的形位公差。见图1－15、16、17所示。3．基准要素的标注方法基准代号由基准苻号（三角形）、连线（细直线）和正方形组成，基准字母用大写填在方框内。见图1－18、19、20所示。三、小结几何精度是检测零件的重要内容。包括形状公差、位置公差方向公差和跳动公差，每一种公差都影响到零件的几何精度。它用方框、指引线和箭头组成，框内加注苻号或数字表示具体要求。四、布置作业练习册第二章杆件的静力分析力的概念与基本性质，力矩、力偶与力的平移【课题名称】力的概念、基本性质、力矩、力偶和力的平移。【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、熟悉力的概念、性质；2、理解力矩、力偶和力的。二、能力目标能区别力矩和力偶的差别，会作力的平移。 三、素质目标1、了解力的概念，掌握力的性质；2、了解力矩和力偶的不同点。四、教学要求1、初步了解力的概念、性质。2、能准确计算力矩和力偶的值，会作力的平移。【教学重点】力的概念、性质；区分力矩和力偶的不同。【难点分析】力的平移【教学方法】讲练法。【教学资源】1．机械基础网络课程．北京：高等教育出版社，20102．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】3学时（135分钟）【教学过程】一、导入新课从日常生活实例入手，说明力的概念和性质。二、新课教学（一）力的概念1.力的定义力是物体相互间的机械作用，其作用结果使物体的形状和运动状态发生改变。说明：力的效应分外效应—改变物体运动状态的效应。内效应—引起物体变形的效应。2.力的三要素力的大小、方向、作用点（线）。3.力的表示法力是矢量，用数学上的矢量记号来表示。4.力的单位在国际单位制中，力的单位是牛顿(N)1N=1公斤•米/秒2（kg•m/s2)。启发教学：哪一种正确？注意区别矢量与标量。（二）力的基本性质公理一(二力平衡公理)要使刚体在两个力作用下维持平衡状态，必须也只须这两个力大小相等、方向相反、沿同一直线作用。二力构件—不计自重只在两点受力而处于平衡的构件。与构件形状无关。设问：能不能在曲杆的A、B两点上施加二力，使曲杆处于平衡状态？公理二(力平行四边形公理)作用于物体上任一点的两个力可合成为作用于同一点的一个力，即合力。合力的矢由原两力的矢为邻边而作出的力平行四边形的对角矢来表示。AAF1F2FR矢量表达式：课堂讨论：分析下列哪种表达式正确？公理三(加减平衡力系公理)可以在作用于刚体的任何一个力系上加上或去掉几个互成平衡的力，而不改变原力系对刚体的作用。推论(力在刚体上的可传性)作用于刚体上的力，其作用点可以沿作用线在该刚体内前后任意移动，而不改变它对该刚体的作用。F2F1FF2F1FABFABF1ABF1=－F2=F要点：力不能移出作用线以外；力不能移出刚体外。启发教学：为什么说二力平衡条件、加减平衡力系原理和力的可传性等都只适用于刚体？公理四(作用和反作用公理)任何两个物体相互作用的力，总是大小相等，作用线相同，但指向相反，并同时分别作用于这两个物体上。（三）力矩1、力矩的概念力的大小F与力臂d的乘积称为力矩。规定：力使物体绕矩心逆转为正；顺转负。要点:力过矩心，力矩为零。力为零，力矩为零。力沿力线在刚体内移动，力矩不变。2、合力矩定理平面汇交力系的合力对于平面内任一点之矩等于所有各力对该点之矩的代数和。讨论：根据合力矩定理推出：“力偶对任一点的矩等于零’,错在哪里？合力矩定理指出：“合力对点之矩等于各分力对同一点之矩的代数和”，因为“力偶无合力”，所以力偶对一点之矩必等于零。（四）力偶1、力偶的概念等值、反向的两个平行力构成力偶。2、力偶三要素力偶矩的大小、转向、力偶作用面称为力偶三要素。说明：力、力偶为静力学两个基本物理量。3、力偶矩规定：逆时针转向的力偶矩为正，顺转为负。4、力偶性质力偶无矩心；力偶无合力；等效力偶可以互换。讨论：图中力的单位是N，长度单位是cm。试分析图示四个力偶，哪些是等效的？讨论：力偶等效只要满足（）A、只满足力偶矩大小相等B、只满足力偶矩转向相同C、只满足力偶作用面相同D、力偶矩大小、转向、作用面均相等（五）力的平移把力F作用线向某点O平移时，须附加一个力偶，此附加力偶的矩等于原力F对点O的矩。AOFAOAOFAOd要点：力的平移原理只适用于刚体。力的平移是指力在同一刚体上平移，不能移到另一刚体上。力的平移原理的逆定理亦成立。讨论：攻丝时为什么不能单手施力？讨论：打乒乓球时为什么削球比？讨论平推更有威慑力三、小结1．理解静力学公理及力的基本性质。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应用。四、作业练习册第二章杆件的静力分析2.2约束、约束反力、力系和受力图的应用【课题名称】约束、约束反力、力系和受力图的应用【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、知识目标理解约束类型，掌握约束反力方向的确定。会绘制受力图。二、能力目标能把工程实际结构转换成力学模型，培养分析问题和解决问题的能力。 三、素质目标了解约束类型及约束反力方向的确定。会绘制受力图。四、教学要求能准确判断出约束类型并确定约束反力方向，会绘制受力图。【教学重点】约束类型，约束反力方向的确定。画受力图。【难点分析】约束反力方向的确定。【教学方法】教学方法：讲练法、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，20102．吴联兴主编．机械基础练习册．北京：高等教育出版社，20010【教学安排】3学时（135分钟）教学步骤：讲授与演示交叉进行、讲授中穿插练习与设问。【教学过程】一、复习旧课力的四个公理、力矩、和力偶二、新课教学（一）约束类型（30分钟）1、基本概念非自由体对自由体的限制称为约束。约束限制非自由体运动的力称为约束反作用力，简称约束反力。2、常见约束类型（1）柔体约束（动画演示）组成：柔软的绳索、链条或带。反力：只能是拉力。F（2）光滑面约束（动画演示）F组成：导轨、滑槽、气缸等。

反力：法向支承力。（3）、光滑铰链约束（动画演示）固定铰链约束：反力：正交分力。活动铰链约束：反力：法向支持力。（4）、固定端约束（动画演示）AABFAyFAxMA反力：正交分力和反力偶。应用：动画演示——轴承、桥梁、内燃机、飞机、遮雨棚等。（二）力系1．平面汇交力系一个物体受到同一个平面上多个力的作用，且力的作用线汇交于一点，称这些力组成平面汇交力系。如图2－24、25所示。2．平面任意力系各个力的作用线在平面力系上是任意分布的称为平面任意力系。如图2－26所示（三）、受力图画受力图的方法：1、取分离体2、画出主动力3、出约束反力画受力图过程如教材图2－28图，和下图所示：ACACDFACFFCFBFAB约束力三、小结1、理解约束、约束力重要概念。2、明确各类约束对应的约束力的特征。3、能正确对物体进行受力分析。四、作业练习册第二章杆件的静力分析2.3平面力系的平衡方程及应用【课题名称】平衡方程及其应用【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、了解力在坐标轴上的投影；2、理解平面力系的平衡方程及其应用。二、能力目标通过平面力系平衡方程的应用，培养分析问题和解决问题的能力。 三、素质目标1、了解力在坐标轴上的投影；2、了解平面力系的平衡方程及其特例。应用平衡方程解决工程实际问题，培养工程意识。四、教学要求1、初步了解力在坐标轴上的投影；2、应用力的平移原理建立平衡方程并能解决工程实际问题。【教学重点】1、力在坐标轴上的投影；2、平衡方程的应用。【难点分析】应用力的平移原理建立平衡方程【教学方法】教学方法：讲练法、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，20102．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：讲授中穿插讨论、讲授中穿插练习与设问。【教学过程】一、复习旧课1、力的平移原理2、力偶性质力偶无矩心；力偶无合力二、导入新课平衡方程是在解决工程实际问题中，通过对力的分析，建立起来的力的数学解析表达式，是工程实际中对受力情况的一种定量分析方法。三、新课教学（一）、平面力系的平面方程1．力在坐标轴上的投影力F在x、y轴上的投影：力F在x、y轴分力大小：投影正负规定如下：若此力沿坐标轴的分力的指向与坐标轴一致，则力在该坐标轴上的投影为正值；反之，则投影为负值．注意：力的分力是矢量，而力在坐标轴上的投影是代数量讨论：合力是否一定比分力大？2、平面汇交力系的简化AA3OA2A1F1F3F2一般力系平移后得到一个汇交力系和力偶系。3、平面任意力系的平衡平面汇交力系的合力和平面力偶系的合力偶矩同时为零。平衡方程：例题分析：教材例2-5、例2-6（二）、平面受力的特殊情况1、平面平行力作用的平衡平衡方程例题分析：塔式起重机的机身总重G=220kN,重心在塔中点，最大起重量,尺寸如图所示。求（1）当平衡重时，轨道的反力；

（2）满载时保持机身平衡的最小平衡重；

（3）空载时保持机身平衡的最大平衡重。解：（1）由平衡力系平衡方程求反力（2）满载时，（3）空载时，2、平面力偶系的合成与平衡作用在物体同一平面内的力偶，称为平面力偶系。平面力偶系合成的结果为一合力偶，其合力偶矩等于各分力偶矩的代数和。若力偶系平衡，则合力偶矩必为零。平衡方程例题分析：钻孔时钻头给工件施加一个压力和一个力偶，其力偶矩，若夹紧工件的两个螺栓间的距离，求每个螺栓所受的横向力。解：3．齿轮和轴的受力分析见教材图2－32、33、34（三）功率和效率1、功率机器的主要性能指标P=Fv2、机械效率机器工作时输出的有用功率与输入功率之比。机械效率越高，有用功率越大。四、小结平面任意力系的简化与平衡；平面任意力系平衡方程的应用五、作业练习册第三章直杆的基本变形3.1直杆轴向拉伸与压缩时的变形与应力分析拉伸与压缩时材料的力学性能【课题名称】直杆轴向拉伸与压缩时的变形与应力分析和拉伸与压缩时材料的力学性能【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、了解拉压变形、内力的概念，了解截面法求内力、应力的方法；2、理解拉压材料的力学性质。二、能力目标通过做低碳钢拉压时的力学性质实验，培养动手能力。 三、素质目标1、理解截面法求内力的基本方法。2、理解拉压材料的力学性质，培养实践能力。四、教学要求1、了解拉、压内力概念，理解截面法求内力。2、。【教学重点】拉压、内力概念，截面法求内力。理解拉、压材料的力学性质【难点分析】材料拉、压时的力学性能。【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，20102．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，最后进行归纳。【教学过程】一、复习旧课二、导入新课作用于构件上的外力形式不同，构件产生的变形也不同。把构件的变形简化为四种基本变形。拉压、剪切、扭转、弯曲。三、新课教学（一）直杆轴向拉伸与压缩时的变形与应力分析1．拉伸与压缩时的变形特点杆件受拉伸与压缩时必定产生伸长或缩短的变形。如教材图3－7所示。2．内力与截面法求应力内力杆件受拉伸或压缩时，杆件材料内部产生阻止变形的抗力。内力是由外力引起的构件内部一部分对另一部分的作用力。截面法假想地将杆件截开，以求的内力大小的方法。用力学平衡方程方法求出内力的大小。用截面法求内力的过程为：切、取、代、平。应力用内力除以杆件的截面积，即得到单位面积上的应力。（二）、拉伸与压缩时材料的力学性能（演示工程实例引出概念）受力特点：沿轴向作用一对等值、反向的拉力或压力。变形特点：杆件沿轴向伸长或缩短。这种变形称为拉伸或压缩。1．低碳钢时拉伸与压缩的力学性能（1）低碳钢拉伸时的力学性能如图3－11所示，为低碳钢拉伸时的应力与应变曲线图。分为几个阶段，即弹性变形阶段、屈服阶段、强化阶段和缩颈阶段。得出相应的材料比例极限、弹性极限、屈服极限和抗拉强度。（2）低碳钢压缩时的力学性能如图3－13所示，为低碳钢压缩时的应力与应变曲线图。也有相应的比例极限、弹性极限、屈服极限，与拉伸的应力与应变曲线图相似。2．铸铁拉伸与压缩时的力学性能如图3－14所示，为铸铁压缩时的应力与应变曲线图，不同点是其抗压强度远大于抗拉强度。3．塑性与泠作硬化塑性是材料抵抗永久变形而不断裂的能力。用伸长率和收缩率表示。泠作硬化是材料在机械加工过程中，塑性下降的现象。如图3－15所示。泠作硬化不利于机械零件的再加工。说明：讲授完材料的力学性能后，要有2学时的实验课，完成典型材料的机械性能试验。四．小结拉压概念；拉压变形、拉压内力、应力计算五．作业1123三种材料的应力应变曲线如图，哪种强度最好？哪种刚度最好？哪种塑性最好？第三章直杆的基本变形3.2直杆轴向拉伸与压缩时的强度计算【课题名称】直杆轴向拉伸与压缩的强度计算【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、知识目标熟悉直杆轴向拉伸与压缩的强度计算。二、能力目标培养分析直杆轴向拉伸与压缩问题的解决能力。 三、素质目标了解直杆轴向拉伸与压缩的变形与强度计算。四、教学要求1、了解直杆轴向拉伸与压缩的变形的特点。2、会对直杆轴向拉伸与压缩的变形作强度计算。【教学重点】直杆轴向拉伸与压缩的变形作强度计算。【难点分析】求许用应力和最大拉力。【教学方法】教学方法：讲练法、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，20102．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、练习与设问。【教学过程】一、导入新课直杆受轴向拉伸与压缩时产生的变形，将影响到材料的强度，哪怎麽确定材料的强度能否满足使用要求呢？二、新课教学1.许用应力与安全系数极限应力是指杆件丧失工作能力时的应力。当材料接近极限应力时，构件就处于危险的状态，为了使材料安全可靠地工作给材料留有足够的强度储备，引入一个大于1的安全系数。常取安全系数在1.2~2.5。将极限应力除于安全系数即得到许用应力值。2．轴向拉伸与压缩时的强度计算强度计算时需要先求出危险截面的内力和截面积，然后用教材中的3－8式计算。结果只要小于许用应力值，说明材料的强度足够。3．应力集中与温差应力（1）应力集中直杆容易出现应力集中的地方常常在直杆截面变化的轴肩、开槽、钻孔处，也是出现危险断面的位置。（2）温差应力温差也会对直杆产生应力，如北方的热水管、铁轨，温度变化将使材料伸长，产生温差应力，所以要留出弯曲变形，以消除温差可能带来的应力对管道的影响。强度计算的方法如教材例题3－1、2。强度计算对中职学生不是重点，只是作为了解的要求即可。三、小结轴向拉伸与压缩时的强度计算是保证杆件安全使用的前提。但要先求出安全系数和许用应力，并计算出危险截面的内力和截面积。四、布置作业第三章直杆的基本变形3.3连接件的剪切与挤压【课题名称】连接件的剪切与挤压【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、了解剪切与挤压的概念；2、掌握剪切与挤压强度计算。二、能力目标利用剪切与挤压强度条件解决工程实际问题。培养分析问题和解决问题的能力。 三、素质目标1、了解剪切与挤压变形；2、了解剪切与挤压强度条件在工程实践中的应用。四、教学要求1、初步了解剪切与挤压概念；2、较深入地认识剪切与挤压强度条件的应用，有一定的分析和运用能力。【教学重点】1、剪切与挤压的受力特点、变形特点；2、剪切与挤压强度计算。【难点分析】挤压面积的计算。【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，20102．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，最后进行归纳。【教学过程】一．复习旧课强度拉压与拉压变形二．导入新课（演示工程实例：剪钢板、、键连接等——引出剪切概念）剪床剪钢板，销钉连接均属剪切变形。（一）剪切1、剪切概念受力特点：作用于构件两侧面上外力的合力等值反向、作用线相距很近。变形特点：截面沿着力的作用方向相对错动。这种变形称为剪切。2、剪力和剪应力平行于截面的内力称为剪力或切力。截面法：切、取、代、平。单位面积上所受到的剪力称为剪应力。单位:兆帕（MPa）说明：工程实例近似认为：剪应力均布。例题分析：剪断钢板时刀口的作用力为，钢板宽，厚。求剪断钢板时的剪应力。解：二、挤压1、挤压的概念受剪切的构件常常还承受挤压的作用。在接触表面互相压紧而产生局部变形的现象称为挤压。2、挤压应力式中AB---挤压面积，曲面取直径投影面积。说明：工程实际近似认为：挤压应力均布.讨论：不属于剪切破坏的是（）A、铆钉连接B、键连接C、钢板用对接焊缝连接D、钢板用填角焊缝三、剪切与挤压强度剪切强度挤压强度校核强度设计截面确定许可载荷讨论：材料抗挤的能力要比抗压的能力大得多？应用：演示工程实例：剪钢板、销钉连接、键连接等。小结（5分钟）剪切概念、内力、应力；挤压概念、内力、应力。剪切与挤压强度五、作业六、练习第三章直杆的基本变形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】扭转应力图。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，20102．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、复习旧课剪切强度挤压强度二、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。式中MT—横截面上扭矩，N·mm；Wt—抗扭矩，mm3空心圆轴式中讨论：。两根圆轴，材料相同，受力相同，而直径不同，当时，则两轴的最大剪应力之比为（）A．1/4B．1/8C．4D．82．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）圆轴抗扭强度条件应用：（1）校核强度（2）设计截面（3）确定许可载荷6、提高抗扭能力的方法由强度条件可知：（1）、提高抗扭截面系数，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。四、小结扭转概念；外力偶矩计算、扭转强度计算五、作业六、练习第三章直杆的基本变形3.5直梁的弯曲及组合变形与压杆稳定【课题名称】直梁的弯曲及组合变形与压杆稳定【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、熟悉弯曲的概念；了解梁的基本形式；2、理解弯曲内力、应力计算；掌握弯曲强度条件的应用。二、能力目标通过提高粱抗弯曲强度措施，培养分析问题和解决问题的能力。 三、素质目标1、了解弯曲的概念；明确梁的基本形式。2、熟悉弯曲应力的分析方法；掌握弯曲强度条件的应用。四、教学要求1、初步了解弯曲变形的受力特点和变形特点；2、认识弯曲强度条件的应用及提高粱弯曲强度措施。【教学重点】1、弯曲概念、梁的基本形式；2、弯曲强度计算。【难点分析】弯矩横截面上正应力的分布规律。【教学方法】教学方法：讲练法、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，20102．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。【教学过程】一、复习旧课扭转剪应力：实心圆轴空心圆轴二、导入新课弯曲变形是工程实际中应用最广泛的一种变形。如起重机的横梁、火车车轮轴等在载荷作用下都会产生弯曲变形。1、弯曲的概念（演示工程实例）受力特点：垂直于轴线的外力或在轴线平面内受到力偶；变形特点：梁的轴线由直变弯。这种变形称为弯曲变形。凡以弯曲变形为主要变形的构件习惯称为梁。2、梁的基本形式简支梁悬臂梁外伸梁梁的两支点间距离称梁跨度。3、梁的弯曲应力分析凹入一侧纤维缩短，存在压应力；凸出一侧纤维伸长，存在拉应力。中间一层纤维长度不变称中性层。中性层与横截面的交线称中性轴z轴。判断：弯曲变形的实质是剪切？讨论：中性轴是梁的（）的交线A、纵向对称面与横截面B、纵向对称面与中性层C、横截面与中性层D、横截面与顶面或底面弯曲正应力计算：式中—抗弯矩，mm2（1）圆形截面：（2）圆环形截面：式中（3）矩形截面：4、弯曲强度强度条件：应用：校核强度设计截面：确定许可载荷：讨论：矩形截面梁受弯曲变形，如果梁横截面的高度增加一倍时，则梁内的最大正应力为原来的多少倍？（）A、正应力为1/2倍B、正应力为1/4倍C、正应力为1/8倍D、无法确定5、提高梁弯曲强度措施（1）、降低合力安排支座：合力布置载：改变载荷位置：故齿轮安装时常靠近一端轴承，可提高梁弯曲度。（2）、提高工字钢或槽钢优于环形，环形优于矩形，矩形优于圆形。（3）、等强度梁阶梯轴汽车板弹簧6．压杆稳定如图3－48的压杆，由于细长轴受轴向压力作用，虽然压力很小，但可能不能保持原有的平衡状态而突然变弯，称为压杆失稳。三、小结弯曲变形概念，弯曲内力计算，弯曲应力计算和提高粱弯曲强度措施四、作业练习册第四章工程材料4.1金属材料的性能、黑色金属材料和铁碳合金状态图分析[课题名称]金属材料的性能、黑色金属材料和铁碳合金状态图[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、知识目标熟悉碳素钢的分类、牌号、性能及用途；较清楚地了解合金钢、铸铁的分类、牌号、合金结构钢的性能用途；了解铁碳合金状态图的特征及应用。二、能力目标根据碳钢和合金结构钢的牌号，能分析它的成分、性能特点和大致用途。三、素质目标熟悉碳钢、合金钢、铸铁的分类、牌号，了解合金结构钢的牌号，知道它们的性能和用途。四、教学要求、较熟练地掌握碳钢的分类、常用碳素钢的牌号、性能及应用，掌握常用合金结构钢、铸铁的牌号、性能及应用，具有初步运用的能力。[教学重点]常用碳钢、常用合金结构钢、铸铁的牌号、性能和应用。[难点分析]根据碳钢、合金结构钢、铸铁的牌号能分析它们的性能特点和大致应用范围。[分析学生]碳钢、铸铁是生产上用途最广、用量最大的工程材料，合金结构钢广泛用于制造重要零件，是机械工程材料学习的重点。本节课应用性很强，在教学上要引导学生联系实际应用，根据钢铁材料牌号，知道它的大致性能与应用；根据零件的用途、性能要求，初步学会正确选用钢铁牌号。[教学设计思路]教学方法：讲授法、讨论法[教学资源]机械基础网络课程．北京：高等教育出版社，2010。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、复习旧课（15分钟）讲评作业批改情况及存在问题。二、导入新课材料是机械的物质基础，学习机械及其加工，就要会正确地选择和使用材料，熟悉和掌握机械工程材料的种类、牌号、性能和用途，以及铁碳合金状态图的等相关知识。三、新课教学选择适合于机器使用的材料，主要依据于金属材料的性能。它分为使用性能和工艺性能。使用性能是指在使用条件下表现出来的性能，它包括物理、化学、力学性能，力学性能在机械设备中力的相互作用时所表现出来的性能，是课程研究的重点，关系最为密切；而工艺性能是零件从毛坯到成品加工生产过程中所表现出来的性能，对零件的加工影响很大。讲课中把力学性能作为重点，特别是强度的含义及所包括的内容要讲清楚。硬度要把洛氏和布氏硬度作为重点，注意应用场合的区别和表示方法，应多举例说明，如HB170~230；HRC45~50，要注意说明为什么不给一个具体值，而要给一个范围？疲劳强度要举例说明，如飞机规定使用1万小时飞行后必须强行退役；出租汽车运行满3年后要报废等实例说明疲劳对零件寿命的关系。工艺性能以举例说明更能帮助学生理解。如铸造性好的金属其流动性好，可以铸造薄而大的表面，否则易出现填不平；塑性好的低碳钢容易锻造成型，而含炭量高的金属不易锻造，高速钢更难锻压；焊接性好的材料如普通碳素钢，而铜次之，铝更难。1．金属材料的性能金属材料的性能包括物理、化学性能、力学性能和工艺性能。研究金属材料的性能主要指力学性能，包括强度、塑性、硬度、冲击韧性和疲劳强度。它涉及到材料的安全和使用寿命。2．黑色金属材料（1）．钢的分类含碳的质量分数小于2。11％的铁碳合金。钢的分类方法很多，常用化学成分分为碳素钢和合金钢，按含碳的质量分数多少分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。也可按钢的品质和用途来分类。（2）．钢的编号碳素结构钢用Q和数值表示，如Q235表示钢的屈服强度为235MPa。一般用作于建筑钢材。优质碳素结构钢用两位数字表示，如45钢，表示钢的含碳的质量分数为0。45％。碳素工具钢用T和数值表示，如T8A钢，表示钢的含碳的质量分数为0。8％的优质碳素工具钢。A表示优质。铸钢用ZG和数值表示，如ZG200－400，表示屈服强度大于200MPa，抗拉强度大于400MPa的铸钢。合金结构钢用数值和合金元素苻号表示，如40Cr表示含有一定百分比的Cr元素。滚动轴承钢用G和的合金元素含量表示，如GCr15表示含有1。5％以下的Cr合金元素。不绣钢和耐热钢的表示方法与合金结构钢基本相同，如1Cr13，3Cr13等。（3）碳素钢的特性钢的含碳的质量分数小于2。11％的结构钢称为碳素钢。碳素结构钢普通冶炼容易，工艺性好，应用广。常用有Q195、Q215和Q235，用作一般工程结构和机械零件。优质碳素结构钢常用有45钢，力学性能较好，常用作较为重要的机械零件。（4）合金钢合金结构钢分低合金结构钢，如合金结构钢Q295、Q345，与碳素结构钢相比具有较强的力学性能，应用于车辆、桥梁、船舶；机械制造用钢，如20CrMnTi、40Cr、Cr15用于制造力学性能要求较高的重要机械零件。合金工具钢如作刀具的高速钢W18Cr4V、模具钢9SiCr、5CrMnMo和作游标卡尺的量具钢。特属性能钢如含Cr和CrNi不锈钢、耐热钢如15CrMo和耐磨钢如ZGMn13等。（5）铸铁含碳的质量分数大于2。11％的铁碳合金。用铸造方法获得。常用分为灰铸铁、球墨铸铁和可锻铸铁。灰铸铁用HT表示，如HT150，用于一般机械零件和机器的基座；球墨铸铁用QT表示，如QT400－15，机械性能接近于钢，具有较好的减振性和耐磨性，用作曲轴、凸轮轴；可锻铸铁用KTH表示，如KTH330－08，具有较好的强度、韧性和塑性，用于管接头、轮壳。3．铁碳合金状态图的分析如图4－8为简化的铁碳合金状态图，它反映了温度与含碳的质量分数之间的关系，学习铁碳合金状态图的目的是确定不同材料热加工的温度区间，从图4－9中可以45钢为例画一条竖线，与图中斜线相交的区域为锻造、铸造或热处理的温度区间。此内容为选学，了解其含意即可以。四、小结（5分钟）简述碳素钢按用途分类与含碳质量分数的关系，性能与用途；合金结构钢的分类、性能与用途；铁碳合金状态图的用途。五、作业布置1．习题补充题：简述合金渗碳钢、合金调质钢、合金弹簧钢碳含量和用途的不同。2．思考题题4-2；4-3。[教学后记]第四章工程材料4．2钢的热处理与有色金属材料[课题名称]钢的热处理与有色金属材料[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、知识目标了解钢的热处理含义、目的、种类，钢的退火、正火、淬火、回火、表面热处理、化学热处理的方法与用途，有色金属材料的分类与特点。二、能力目标较熟练地掌握钢的退火、正火、淬火的方法与应用，能正确选择回火方法，能读懂有色金属的代号。三、素质目标较熟练地掌握钢的退火、正火、淬火、回火的方法及应用，具有初步运用能力；了解热处理、化学热处理方法与应用，能读懂有色金属的代号。四、教学要求较熟练地掌握钢的退火、正火、淬火、回火的方法及应用，具有初步运用能力；一般了解钢的表面热处理、化学热处理方法与应用，能读懂有色金属的代号。[教学重点]钢的退火、正火、淬火、回火的目的、方法及应用。有色金属的代号。[难点分析]淬透性、淬硬性概念及应用。[分析学生]钢的退火与正火、淬火、回火是最常用的热处理方法。退火与正火常用作毛坯和零件的预备热处理；淬火是钢强化的主要手段，与回火配合多用作零件的最终热处理，要引导学生认真学习，努力掌握。表面热处理、化学热处理主要解决零件的表面强化问题，是钢的整体热处理（退火、正火、淬火、回火）的补充和完善，相互配合，全面达到零件多种多样的使用性能要求。本次课工艺性强，多利用网络课程视频资料。[教学设计思路]教学方法：讲练法、演示法、讨论法、归纳法。[教学资源]机械基础网络课程．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，讲授中穿插练习与设问、穿插讨论，最后进行归纳。[教学过程]一、复习旧课1．简述合金工具钢的分类与用途；灰铸铁、球墨铸铁的牌号与用途。2．讲评作业批改情况二、导入新课钢的热处理是采用适当的方式对钢铁材料或工件进行加热、保温和冷却以获得预期的组织结构与性能的工艺。热处理能显著提高钢的力学性能，满足零件使用要求和延长寿命；还可改善钢的加工性能，提高加工质量和劳动生产率。热处理在机械制造中应用很广，汽车、拖拉机中有70%~80%的零件进行热处理，各种刀具、量具、模具等几乎100%要进行热处理。三、新课教学（一）钢的热处理1．钢的退火与正火退火与正火的目的是降低材料的硬度，改善切削加工性能。教师讲授钢的热处理含义、工艺、作用和种类；讲授钢退火、正火的工艺、目的、方法和用途。讲授中演示热处理的作用与重要性，两者的区别在于正火与退火的泠却速度快慢。要举实例来讲课，才能比较之间的不同。2．钢的淬火钢的淬火目的是提高材料的表面的硬度。教师讲授钢淬火的方法、工艺及应用；淬硬性、淬透性概念及它们的区别。讲授中演示钢的淬火视频。以45钢为例来讲课更好懂。3．钢的回火钢的回火目的是消除材料淬火后产生的内应力，稳定组织。教师讲授回火的工艺、目的、方法与应用。4．钢的表面热处理钢的表面热处理目的是提高表面的硬度和耐磨性，主要的方法有表面淬火和化学热处理。表面淬火是对表面作淬火处理，可用火焰加热表面，但更多的是采用高频感应加热的方法，然后用水泠却。化学热处理常用渗碳和氮的方法，渗碳是针对低碳钢的，旨在提高表面碳的含量，再然后进行淬火处理。教师讲授表面热处理的种类、方法、特点及应用。教师用视频演示火焰淬火特点及应用，感应加热基本原理与热处理的过程。教师讲授化学热处理工艺、作用、方法与应用。教师演示化学热处理过程。（二）有色金属材料1．铝及铝合金纯铝具有质轻、密度小、导热性好的优点，但强度和硬度低，不宜用作结构零件。铝合金的硬度较高，常用作结构零件，分为形变铝合金和铸造铝合金两种。铝板、铝管和铝棒属于形变铝合金，发动机外壳属于铸造铝合金。形变铝合金按用途分防锈铝合金、硬铝合金、超硬铝合金和锻铝合金。其强度和使用场合不同。2．铜及铜合金纯铜为紫红色，也称紫铜。其硬度很低，强度不高，但导电性极好。用T表示，如T1、T2、T3、T4。数字越大，杂质含量越多。铜合金分为普通黄铜、特殊黄铜、青铜和白铜。普通黄铜用苻号H加数字表示，如H70表示含铜质量分数为70％，其余为锌。H70用作弹壳。特殊黄铜是在普通黄铜内加入合金元素，如HPb59－1为铅黄铜。青铜是在铜中加入锌、镍以外的合金。如ZCuSn101，其中含Sn质量分数为10％，含P质量分数为1％.白铜是铜镍的合金。3．轴承合金轴承合金只应用作轴承的轴承衬，具有良好的磨合能力、减磨性和耐磨性。常用有锡基、铅基和铝基轴承合金，称为巴氏合金。一般用于要求较高的静压润滑中。四、小结（5分钟）简述钢的退火、正火、淬火、回火的目的、方法及应用。了解有色金属材料常用种类、特点及应用。[教学后记]第四章工程材料4.3非金属材料与材料的选择及运用[课题名称]非金属材料与材料的选择及应用[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、知识目标非金属材料的种类、性能及应用，了解材料的选择原则。二、能力目标了解材料的选择原则，会正确选择金属材料的种类三、素质目标熟悉非金属材料的种类、性能四、教学要求[教学重点]熟悉非金属材料的种类、性能和材料选择依据[难点分析]熟悉非金属材料的种类、性能[分析学生]学生对非金属材料能制作零件认识不足，需要多举实例给予说明。[教学方法]讲练法、演示法、讨论法。[教学资源]机械基础网络课程．北京：高等教育出版社，2010[教学安排]2学时（90分钟）教学步骤：讲授中穿插设问与练习，穿插演示、讨论，最后归纳总结。[教学过程]一、复习旧课（15分钟）讲评作业批改情况二、导入新课除了黑色和有色金属用来作机械零件外，非金属也常用作机械零件，如工程塑料，等。三、新课教学1．非金属材料（1）工程塑料常用的工程塑料的种类、性能及应用见表4－4所示。（2）复合材料复合材料指由两种以上的不同材料组合而成，可以是两种金属基体、或两种非金属基体，也可以是金属基体和非金属基体组合而成，达到所需要的机械性能。（3）新型工程主要有形状记忆合金、纳米材料和超导材料。2．材料的选择要根据材料的失效形式来选择材料。（1）材料的失效形式主要有超载断裂和疲劳断裂、过量变形和表面损伤。（2）材料选择的根据满足使用要求选择最经济的材料、结构和尺寸为前提。根据的失效形式分成以力学性能为根据、以疲劳断裂或疲劳点蚀为根据或以表面磨损为根据，来选择材料。（3）材料选择的方法不仅要有科学的根据，还要结合当地现有的材料来源，方便就地取材，减少不必要的支出，要有经济意识。四、小结（5分钟）了解非金属材料的种类、特性，理解选择作为机械零件材料的根据。五、作业布置[板书设计]参考相应的PPT文集。[教学后记]第五章连接5.1键连接与销连接【课程名称】键连接与销连接【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】知识目标了解键的功用、类型和平键的标注方法。能力目标能够读懂普通平键标准和销的含义和连接的型式。素质目标了解键和销的作用及常用键的表示方法。了解花键的工作特点。教学要求了解的普通平键和销安装固定的常用方法及拆卸时应注意的问题。【教学重点】普通平键和销的标注方法。【难点分析】普通平键配合公差的选择。【教学方法】讲练法，实用工具演示，比较法【教学资源】机械基础网络课程。北京：高等教育出版社，2010。吴联兴主编。机械基础练习册。北京：高等教育出版社，2010。实物工具。【教学安排】2学时（90分钟）【教学过程】作业讲评讲解上次课所做作业中存在的共同问题。注意表扬有进步的同学。导入新课零件与零件之间是靠什么方法连接在一起？常用的连接方法有键、销、螺纹、弾性连接和联轴器与离合器。这都是可拆连接。新课平键连接主要是实现轴上零件的周向固定，并能传递较大的扭矩，而且拆装方便，应用很广泛。重点讲授键的四种类型的特点，一般以普通平键应用最多，而且以普通平键中的A型应用最为普遍。不论是哪一类型的平键，它都是以键的两侧面来传递扭矩，顶面与被联结件不接触，留有间隙。安装时为了保证紧密接触，键与轴的两侧之间不能有间隙，可采用过渡配合中的较紧配合N9.而为了安装方便，键与轮毂选用过渡配合中的较松的配合Js9.平键连接的选用按工作要求和使用条件定类型－按直径选键宽和键高－按轮毂宽度定键的长度－校核键的挤压强度。花键连接实际上是将多个平键和轴作成一体，其特点是可传递更大的转矩，使轴上的零件能在轴上移动，具有较好的导向性。常用的花键齿形有矩形和渐开线形。通常内花键齿形是用拉刀拉出来，外花键齿形是用花键铣刀在卧铣床上加工出来的。销连接销连接主要用来固定零件间的相对位置，与平键连接相比较，它所承受的载荷要小，主要起定位作用。分圆柱销和圆锥销两种。圆锥销标准锥度为1：50，且以小端直径为标准。两者都选过渡配合。有时也用开口销。小结键联接是常用的连接件，以普通A型平键应用最广，它的特征是键宽和键高。安装时分别取N9和Js9两种配合状态。花键连接和销连接也常用，如各种机床、汽车应用很多。作业布置【课后分析】第五章连接5.2螺纹连接【课程名称】螺纹连接与螺旋传动【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】知识目标了解螺纹的基本知识，螺纹的种类，特点和应用。掌握螺纹联接的基本类型和常用的螺纹连接的防松方法。能力目标了解螺纹的形成过程，掌握螺纹的主要参数：旋向、大径、线数、螺矩和自锁性。了解常用公制螺纹的牙型角与管螺纹牙型角的区别。掌握螺栓联接的特点及常用联接的防松方法。素质目标熟悉螺纹的主要参数和类型，特点及自锁特性。了解螺纹连接四种类型的特点及连接件的应用场合。教学要求要求学生了解螺纹的形成过程，记住主要的基本参数：线数、旋向、大径、螺矩、升角与自锁的关系。掌握常用公制普通螺纹的代号和牙型角，及常用管螺纹的标注与牙型角的区别。熟悉常用螺纹联接的特点及防松的方法。【教学重点】熟记螺纹的几个主要参数。分清粗、细牙的标注方法，及管螺纹与普通螺纹牙型角的区别。区别传动螺纹与连接螺纹的特点。熟悉常用螺纹联接的特点及防松的方法。【难点分析】自锁性与牙型角的关系，多头螺纹线的形成。管螺纹圆弧过渡角的作用。【教学方法】联系实习讲授螺纹线的形成，讲授与讨论相结合，配合教具或课件演示。【学生分析】如果学生有螺纹加工基础，对螺纹线的形成可能比较容易理解，否则由平面图形转化成立体的螺纹可能有些难度。自锁性和线数关系有一定困难，只能多举例解释，或借助于演示没有自锁性的螺纹教具来帮助学生理解。解释管螺纹的作用，注重圆弧齿形的特点及其在连接件中所起的作用，使学生区分清连接螺纹和传动螺纹的区别，理解牙型角不同的原因。【教学资源】机械基础网络课程。北京：高等教育出版社，20010。吴联兴主编。机械基础练习册。北京：高等教育出版社，2010。教具、实物、课件。【教学安排】2学时（90分钟）【教学过程】导入新课讲评作业中存在的问题，请同学举出键联接的实例，如洗衣机的叶轮与电机的联接。电风扇的扇叶为什么不用键联接而用销钉联接代替呢？键联接常用于机器中，还有一种联接是螺纹联接，请几个同学介绍在哪些地方见过螺纹的联接？为了更好地使用螺纹连接，需要对它进行进一步的了解。新课教学1.请几个有车削螺纹经历的同学讲述螺纹加工的过程，然后放录像或课件展示生产实况，如果都没有这个条件，则需要应用圆柱筒和三角形卷纸表示螺纹形成过程。介绍螺纹线数时，一定要用二条不同颜色的绳子绕过圆筒的外圆周来表示。介绍旋向时必须把螺纹的轴线竖直起来，从螺纹线的下端向上看，螺旋线向左上倾斜，则为左旋；如果向右倾斜，则为右旋。如果将轴线水平放置，则结论相反，讲授中必须注意。螺纹的升角与自锁性关系密切，相同大径的螺纹，其螺矩越大，则升角越大，自锁性越差。为了取得良好的自锁性，一般要用细牙的螺纹，如汽车的车轮与轴的联接采用细牙联接，就是为了确保螺纹自锁，防止自动松脱，造成事故。2.螺纹的种类大体可分为连接螺纹和传动螺纹两大类，而连接螺纹又分为普通螺纹和管螺纹，主要熟悉粗牙的普通螺纹和常用55°的圆柱管螺纹，它们的应用最广，管螺纹的牙顶和牙底为圆弧角，保证连接的紧密性，不会漏水、气。传动螺纹以梯形螺纹的应用较多，如普通机床的传动丝杠。3.螺纹连接以螺栓连接应用最为普遍，在日常生活中螺钉联接较为常见，后者应用于不常拆卸且受力不大的场合，如家用电器的外壳固定。螺纹连接件是组成螺纹连接的主要部分，根据连接要求选配。4．螺纹连接的预紧预紧的定义即是连接在没有承受工作载荷之前,受到预紧力的作用,其目的是增加螺钉螺母及联接件之间的摩擦力,保证连接可靠。按照工作条件的要求，螺纹连接分为有无预紧力要求的连接，要用专业扳手进行拧紧，保证所有的螺栓都有同样的预紧力，如气缸盖在相同的预紧力作用下，才能使气缸不会漏气，正常工作。对于无预紧要求的联接，要特别注意不能拿大扳手来拧小螺栓，或是加长扳手的长度来拧紧螺栓，这样很容易导致扭力过大而扭断螺栓。5．螺栓联接的防松分析各种防松方法的特点和应用场合，要记住几种常用的防松方法。6．螺旋传动要区别传动与连接的区别。连接固定要靠预紧力，为了保证联接可靠，要求自锁性能好。而传动则相反，传递运动时要求摩擦损失小，工作表面摩擦系数小，所以螺纹的牙型角要小，如螺纹连接牙型角为60°，传动最常用梯形螺纹的牙型角才30°，方牙更小为0°。另外螺纹传动是把连续传动转变成直线移动，如虎钳、螺旋千斤顶等都是应用螺旋传动的实例。应用双螺旋传动时的螺矩不相等，用作差动螺旋机构，如旋向相同，用于测微器、分度机构等仪表工具中；如果双螺母的旋向相反，可以加大螺旋的运动距离，如应用于夹紧机构，小汽车的起重器。随着科技的发展，滚珠丝杠得到快速发展，它用滚动摩擦代替螺纹之间的滑动摩擦，使传动精密准确，在数控机床中的传动丝杠得到广泛的应用，也是决定机床精度的关键元件。三．小结螺纹的主要参数是本节课的要点，特别是线数、旋向、大径、螺矩、升角与自锁性关系必须熟悉。螺纹种类中的普通公制螺纹的代号及管螺纹的代号应当掌握。应当熟悉螺栓连接的主要特点及应用场合。应当熟悉几种常用的防松方法和特点。四．作业【课后分析】第五章连接5.3弾性连接【课程名称】弹簧连接【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】知识目标了解弹簧的功用、类型及常用弹簧材料。了解圆柱弹簧的结构。能力目标掌握各种弹簧的应用场合及常用材料的选用。熟悉圆柱弹簧的结构。素质目标熟悉弹簧在机器中的作用，能够了解各种型式的弹簧的应用场合。能够熟悉弹簧材料的特性与一般材料的区别，熟悉弹簧端部结构的使用条件教学要求了解弹簧的功用、弹簧的类型及应用，熟悉弹簧的材料特性及制作方法。了解弹簧端部的结构特点。【教学重点】弹簧的不同功用及不同类型的特点。熟悉常用弹簧的材料。【难点分析】弹簧的制作。各种弹簧的应用，如碟形弹簧比较少见，刚度很大，学生很难理解。热处理对弹簧的特性为什么会产生如此重大的影响？不经过热处理的弹簧有什么结果？这将是学习中的难点，需要采用不同的热处理方式的弹簧演示给学生观察。【教学方法】演示与讲授相结合，可以借用课件或实物录相来演示，以提高教学效果。如有条件，也可以应用实物进行演示比较。【学生分析】学生在生活中对弹簧有一定的了解，教师应将综合归纳上升到几大类别，对于见不到的弹簧，如碟形弹簧理解会有一定困难，要作比较仔细的讲解，在数控铣床主轴中已应用到刀具的夹持。学生对弹簧材料为什么要用高碳钢不理解，可以携带低碳钢和中碳钢现场绕制弹簧让学生比较，且自己绕制的弹簧将会终生难忘。【教学资源】1．机械基础网络课程。北京：高等教育出版社，20010。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）【教学过程】一．检查上节课内容，讲评作业中存在共同的问题及应注意典型问题。二．导入新课请学生回答自己在日常生活和实习中见到哪些种弹簧，在机器中起到的作用又有何不同？如沙发弹簧、弹簧秤中的弹簧、汽车和火车的弹簧、自动笔回弹的弹簧等。根据学生的回答引入本次课的内容。三．新课讲授1．弹簧的功用结合学生了解的弹簧，由实例总结出相应的功用，得出教材中的四种功用，顺序可以不同。2．弹簧的种类、特点及弹簧材料如书中表5－4所列出的类型，重点讲解应用场合，最好能举出更多的实例，如有可能应带更多的实物或演示课件或录相。如果条件允许，请同学帮助当场绕制几个不同材料（分低、中和高碳钢）的圆柱弹簧，体验材料不同，所需要的绕制扭力也大不相同，弹性的效果也不相同。在绕制种应取较细的铁丝和钢丝来演示。弹簧的材料常用材料为高碳钢和合金钢二种，对于不重要的弹簧，以高碳钢为主。为了提高弹簧的特性，一般要经过热处理，淬火和回火。圆柱弹簧的端部结构是根据使用条件决定的，可按设计要求来制作。一般情况下，当钢丝的直径小于4毫米时，可以采用冷绕成形。直径大于4毫米时，必须加热后再绕制，再经过热处理定型，以提高其特性。四．小结1.弹簧的功用有四种，是重要的机械零件之一。2.弹簧的种类很多，应根据使用条件的选择。3.弹簧的材料主要是高碳钢和65Mn合金钢制成，但要经过热处理可以提高其特性。弹簧的制作有专用冷绕弹簧设备，其效果较好，如果直径大于4毫米以上，必须经过加热后再绕制，然后热处理定型。4．弹簧的端部结构很多种，根据实际用途来选择。五．布置作业【课后分析】第五章连接5.4联轴器与离合器【课程名称】联轴器与离合器【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】知识目标了解联轴器和离合器的功用、分类及特点。熟悉联轴器与离合器的区别，掌握几种常用的联轴器和离合器的结构及使用场合。能力目标根据工作条件能选择最合适的联轴器或离合器。了解常用联轴器和离合器的结构。素质目标了解联轴器和离合器在机器中的功用及工作特点。了解常用的联轴器和离合器的结构特征。教学要求能够认识联轴器和离合器的功用与工作特点。熟悉常用的几种联轴器和离合器的结构。能够区分联轴器和离合器。【教学重点】熟悉联轴器和离合器的功用及特点。能看懂联轴器和离合器的结构，找出它们之间的区别。【难点分析】联轴器与离合器之间的区别。如何根据工作条件选用合适的联轴器或离合器。【教学方法】结合立体图或课件讲授结构，或请同学分析结构图，教师与学生互动。【学生分析】立体图的视觉效果比较好，容易看得懂，学生可能比较兴趣，如果能让学生自己来分析，效果可能更好。对于联轴器和离合器的应用场合理解不深，应多举例说明。【教学资源】机械基础网络课程。北京：高等教育出版社，2010。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）【教学过程】一．检查螺纹联接内容的学习情况，讲评作业及存在共同问题。二．导入新课汽车、火车起动之后，内燃机不停的转动，但在行驶的过程中速度要不断地变化，有时候还要停下来，而又要求不能熄火，这就要求内燃机与变速器之间有一种离与合的装置来控制汽车或火车的运动，这种在运动中可以随时离与合的装置称之为离合器，它在交通机械中尤其重要。而有些轴的长度较长，需要用二段或三段轴联接起来，这个联接装置称为联轴器。新课讲授联轴器将两根轴联接固定起来的装置称之为联轴器，这种联轴器固定后，在运动中不能随意装卸。根据联接特点总体可分成四大类，即刚性、挠性、安全和齿轮联轴器。按照结构不同，可以细分成八种以上。讲授时按立体图简述结构特征，把主要结构特点讲清楚即可，注意强调不同联轴器的特点及应用场合。2.离合器与联轴器相同之处都是起到将两轴联接起来传递运动和扭矩；不同之处是在运动中，组成离合器的两半部份可以随时分开或随时合上，如汽车司机变速时要先踩离合器，将发动机的转轴与变速箱传动轴脱开，然后再改变啮合的齿轮达到变速的作用。这一点是联轴器所没有的功能。常用的离合器如书中所讲的两种，在汽车上应用有单盘或多盘摩擦片离合器。在普通机械中，由于牙嵌式离合器传递扭矩稳定，结构简单可靠，应用比较多。讲课时注意结构上的区别及应用特点，在CA6140的车床主轴箱的一轴上也应用了多片式离合器。小结联轴器和离合器是机器的一个重要组成部份，要区分联轴器和离合器的功用。关键在于在运转中能否随时脱离开来作为判断的根据。联轴器和离合器在结构上各有不同，但功能是一样的，要根据工作场合选择最简单经济而寿命又长的装置。作业布置【课后分析】第六章常用机构6.1构件、运动副与平面机构【课程名称】构件、运动副与平面机构【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】知识目标了解运动副类型、构件和运动简图。能力目的能够判断低副和高副的不同，区分构件和零件。能读懂机构运动简图。素质目标了解运动副的作用，读懂机构运动简图，了解机构的传动过程。教学要求熟悉低副和高副的结构，了解构件和零件的不同，能读懂机构运动简图。【教学重点】低副和高副的结构特点，机构运动简图。【难点分析】机构运动简图的表示法。【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】机械基础网络课程。北京：高等教育出版社，2010。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）【教学过程】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6－9、10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。新课讲授1．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．运动副按接触状态分为点、线接触的高副，面接触的低副。低副又分为曲面接触的转动副，平面接触的移动副。构件构件可以是一个零件，更多的是多个零件的组合体。构件可分成机架、原动件和从动件三种。构件两端的运动副可以是转动副、移动副或高副。平面机构运动简图只应用一些简单的苻号按一定的比例确定运动副和构件的相对位置，表示机构各构件间的运动关系的图形称平面机构运动简图。画图的步骤是：找出原动件－传动构件－执形构件－机架－确定运动副的类型－选比例尺－用直线或曲线连接运动副。小结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。读懂运动副的表示苻号和平面机构运动简图。作业布置【课后分析】第六章