機(jī)械基礎(chǔ)電子教案

1、課程名稱 機(jī)器的組成教學(xué)目標(biāo)1知識(shí)目標(biāo)了解機(jī)器的組成2能力目標(biāo)通過了解機(jī)器的組成，提高學(xué)生對(duì)機(jī)器基本知識(shí)的了解，保證設(shè)備正常運(yùn)行，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。3.態(tài)度目標(biāo)樹立實(shí)事求是的思想意識(shí)，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)、敬業(yè)的工作作風(fēng)教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)方法 講授法、教師與學(xué)生互動(dòng)法教學(xué)學(xué)時(shí) 教學(xué)過程一、學(xué)習(xí)活動(dòng)活動(dòng)一 了解機(jī)器和機(jī)構(gòu)1 機(jī)器機(jī)器的真正含義是：機(jī)器是執(zhí)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)的裝置，用來(lái)變換或傳遞能量、物料與信息。機(jī)器的重要特征是執(zhí)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)，同時(shí)完成能量的轉(zhuǎn)換、物料或信息的傳遞。坦克、導(dǎo)彈、汽車、飛機(jī)、輪船、車床、起重機(jī)、織布機(jī)、印刷機(jī)、包裝機(jī)等大量具有不同外形、不同性能和用途的設(shè)備都是具體的機(jī)器。如汽車、自行車、鐘表、

2、照相機(jī)、洗衣機(jī)、冰箱、空調(diào)機(jī)、吸塵器等。機(jī)器是一個(gè)實(shí)物組合體,它們的具體構(gòu)造各不相同，但是所有這些機(jī)器都有以下三個(gè)共同的基本特征： （1）機(jī)器是人為的各種實(shí)物的組合。（2）組成機(jī)器的各種實(shí)物間具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。（3）可代替或減輕人的勞動(dòng)，完成有用的機(jī)械功或轉(zhuǎn)換機(jī)械能。2機(jī)構(gòu)：它是具有確定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的各種實(shí)物的組合，它只符合機(jī)器的前兩個(gè)特征。（如齒輪機(jī)構(gòu)） 機(jī)構(gòu)主要用來(lái)傳遞和變換運(yùn)動(dòng)。機(jī)器主要用來(lái)傳遞和變換能量。3機(jī)械從結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)學(xué)的角度分析，機(jī)器和機(jī)構(gòu)之間并無(wú)區(qū)別，都是具有確定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的各種實(shí)物的組合，所以，通常將機(jī)器和機(jī)構(gòu)統(tǒng)稱為機(jī)械。帶式輸送機(jī)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖如下所示：4零件和構(gòu)件零件是組成機(jī)器的最

3、小單元，也是機(jī)器的制造單元，機(jī)器是由若干個(gè)不同的零件組裝而成的。各種機(jī)器經(jīng)常用到的零件稱為通用零件。特定的機(jī)器中用到的零件稱為專用零件。構(gòu)件是機(jī)器的運(yùn)動(dòng)單元，一般由若干個(gè)零件剛性聯(lián)接而成，也可以是單一的零件。若從運(yùn)動(dòng)的角度來(lái)講，可以認(rèn)為機(jī)器是由若干個(gè)構(gòu)件組裝而成的。 組成 組成 組成零件-構(gòu)件-機(jī)構(gòu)-機(jī)器活動(dòng)二 了解機(jī)器的組成按照各部分實(shí)體的不同功能，一臺(tái)完整的機(jī)器通常由以下四個(gè)部分組成。 1原動(dòng)機(jī)部分 原動(dòng)機(jī)部分也稱動(dòng)力裝置，其作用是把其他形式的能量轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，以驅(qū)動(dòng)機(jī)器各部分運(yùn)動(dòng)。它是機(jī)器完成預(yù)定功能的動(dòng)力源，常用的有電動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃機(jī)等。 2執(zhí)行部分 執(zhí)行部分也稱工作部分（裝置）。它是機(jī)器

4、直接完成具體工作任務(wù)的部分，例如汽車的車輪、沖床的沖頭等。 3傳動(dòng)部分這部分是原動(dòng)機(jī)到工作機(jī)構(gòu)之間的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，用以完成運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳遞和轉(zhuǎn)換。利用它可以減速、增速，改變轉(zhuǎn)矩以及運(yùn)動(dòng)形式等，滿足工作機(jī)構(gòu)的各種要求，如汽車的變速箱、自行車的鏈傳動(dòng)與飛輪等。 4操縱或控制部分 這部分的作用是顯示和反映機(jī)器的運(yùn)行位置和狀態(tài)，控制機(jī)器正常運(yùn)行和工作?？刂蒲b置可是機(jī)械裝置、電子裝置、電氣裝置等。簡(jiǎn)單的機(jī)器一般由上述的前三部分組成，有的甚至只有原動(dòng)機(jī)部分和執(zhí)行部分，如水泵、排風(fēng)扇等。而現(xiàn)代新型的自動(dòng)化機(jī)器，如數(shù)控機(jī)床、加工中心等，控制部分（包括檢測(cè)）的作用愈來(lái)愈重要。 活動(dòng)三 了解機(jī)械的類型 根據(jù)用途不同，

5、機(jī)械可分為以下四種類型：（1）動(dòng)力機(jī)械 實(shí)現(xiàn)機(jī)械能與其他形式能量間的轉(zhuǎn)換。如電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、發(fā)電機(jī)、液壓機(jī)、壓縮機(jī)等等。（2）加工機(jī)械 改變物料的結(jié)構(gòu)形狀、性質(zhì)及狀態(tài)。如金屬切割機(jī)、粉碎機(jī)、軋鋼機(jī)、包裝機(jī)、壓力機(jī)等等。（3）運(yùn)輸機(jī)械 改變?nèi)嘶蛭锪系目臻g位置。如汽車、飛機(jī)、輪船、起重機(jī)、電梯、輸送機(jī)、纜車等等。（4）信息機(jī)械 獲取或處理各種信息。打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)、數(shù)碼照相機(jī)等等。二、鞏固與提高小結(jié):1. 機(jī)械：一般常將機(jī)構(gòu)和機(jī)器的總稱為機(jī)械2.機(jī)器：由若干機(jī)構(gòu)組成的。機(jī)器可用來(lái)變換或傳遞能量。如電機(jī)變換能量、加工機(jī)械改變物料狀態(tài)、起重機(jī)傳遞物料、計(jì)算機(jī)用來(lái)變換信息。3.機(jī)構(gòu)：由

6、若干個(gè)構(gòu)件組成的一個(gè)人為的構(gòu)件組合體。功用在于傳遞運(yùn)動(dòng)或改變運(yùn)動(dòng)形式。如曲柄連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)等組成機(jī)構(gòu)的各構(gòu)件間只有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。4.構(gòu)件：一個(gè)構(gòu)件通常是由若干個(gè)零件組成的，構(gòu)成一個(gè)剛性系統(tǒng)，是最小的運(yùn)動(dòng)單元，也有的構(gòu)件是由一個(gè)零件組成。 5.零件：任何機(jī)器都是由若干個(gè)零件組成的。若將機(jī)器拆卸，不能再拆的最小單元就是零件。從制造工藝角度看，零件是加工的最小單元。問題:1 機(jī)器有哪幾個(gè)特征？（1）機(jī)器是人為的各種實(shí)物的組合。（2）組成機(jī)器的各種實(shí)物間具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。（3）可代替或減輕人的勞動(dòng)，完成有用的機(jī)械功或轉(zhuǎn)換機(jī)械能。2 機(jī)器由哪幾部分組成？ 1原動(dòng)機(jī)部分 2執(zhí)行部分 3傳

7、動(dòng)部分 4操縱或控制部分3 根據(jù)用途不同，機(jī)械可分為哪幾種類型？ （1）動(dòng)力機(jī)械 實(shí)現(xiàn)機(jī)械能與其他形式能量間的轉(zhuǎn)換。如電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、發(fā)電機(jī)、液壓機(jī)、壓縮機(jī)等等。 （2）加工機(jī)械 改變物料的結(jié)構(gòu)形狀、性質(zhì)及狀態(tài)。如金屬切割機(jī)、粉碎機(jī)、軋鋼機(jī)、包裝機(jī)、壓力機(jī)等等。 （3）運(yùn)輸機(jī)械 改變?nèi)嘶蛭锪系目臻g位置。如汽車、飛機(jī)、輪船、起重機(jī)、電梯、輸送機(jī)、纜車等等。 （4）信息機(jī)械 獲取或處理各種信息。打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)、數(shù)碼照相機(jī)等等。三、學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)分組進(jìn)行自評(píng)、小組間互評(píng)、教師評(píng)，在學(xué)習(xí)活動(dòng)評(píng)價(jià)表相應(yīng)等級(jí)的方格內(nèi)劃“v”。學(xué)習(xí)活動(dòng)評(píng)價(jià)表學(xué)生姓名 教師 班級(jí) 學(xué)號(hào) 評(píng)價(jià)項(xiàng)目自評(píng)組評(píng)師評(píng)優(yōu)秀

8、合格不合格優(yōu)秀合格不合格優(yōu)秀合格不合格說(shuō)出機(jī)器的3個(gè)特征說(shuō)出機(jī)器4個(gè)組成部分的名稱和作用說(shuō)出機(jī)械4種類型的名稱和特點(diǎn)總 評(píng)課程名稱 機(jī)械零件的材料、結(jié)構(gòu)和承載力教學(xué)目標(biāo)1.知識(shí)目標(biāo)： 知道機(jī)械零件的材料、結(jié)構(gòu)和承載能力。2.技能目標(biāo)： 會(huì)選擇機(jī)械零件的材料。3.態(tài)度目標(biāo)： 培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的工作作風(fēng)。教學(xué)重點(diǎn) 機(jī)械材料及選用教學(xué)難點(diǎn) 機(jī)械的材料，失效、的強(qiáng)度定義教學(xué)方法 講授法、教師與學(xué)生互動(dòng)法教學(xué)過程一、學(xué)習(xí)活動(dòng)活動(dòng)一 認(rèn)識(shí)零件的常用材料 材料是制作機(jī)械零件的原料，零件有強(qiáng)度和使用壽命的要求，不同的零件需要選用不同的材料。如汽車輪胎需要具有一定的彈性和耐磨性，選用橡膠作為原料；汽車大梁需要承受較

9、大的載荷和沖擊，選用具有一定強(qiáng)度和韌性的低碳合金鋼。機(jī)床的主軸不僅要有強(qiáng)度，還要有抗彎曲變形的剛度要求，選擇45或40Cr鋼材，并作成中空形狀；機(jī)床的床身要求不變形且耐磨損，選用不變形的鑄鐵材料，導(dǎo)軌表面作淬火處理。 1.鋼 常用作機(jī)械零件的材料，它是鐵和碳的合金。常用結(jié)構(gòu)鋼和合金鋼。鋼中含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的多少，影響到鋼的韌性和硬度，含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)越低，韌性越好，但硬度低；反之，含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高，硬度越大，但韌性越差。所以，常用中碳鋼作為零件的材料，具有一定的韌性和硬度，也方便進(jìn)行熱處理。中碳鋼的碳含質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.350.55%左右。對(duì)于需要進(jìn)行塑性變形加工的零件，常選用低碳鋼作材料，如螺釘、螺母等

10、。 鋼一般由鑄造和軋制得到。前者稱為鑄鋼，適用于制造形狀復(fù)雜的重要機(jī)械零件；軋制所得的鋼材通常具有一定的形狀，稱為型材，如圓形、工字形、方形、管形等。圓型材是制造機(jī)械零件的材料，通過鍛造、切削加工成所需要的各種形狀。 2鑄鐵 當(dāng)含碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)在2.11%以上的鐵碳合金稱為鑄鐵。相比鋼材料，其優(yōu)點(diǎn)是鑄造性好，成本低。對(duì)于不重要的零件，形狀較為復(fù)雜，常選用鑄鐵，如暖氣片、軸承座、機(jī)床床身、皮帶輪。鑄鐵材料作機(jī)床床身具有穩(wěn)定性好、不變形的優(yōu)點(diǎn)。鑄鐵材料的性能較穩(wěn)定，且價(jià)格便宜，所以污水井蓋一般都選用鑄鐵材料。 3銅及其合金 銅材料具有很好的耐腐蝕性和減磨性，但成本較高，一般用作滑動(dòng)軸承的軸瓦或蝸輪的齒

11、圈，一般選用鑄造的方法獲得。紫銅管容易變形又耐壓，一般應(yīng)用于空調(diào)、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的管路連接。 4工程塑料 一般作結(jié)構(gòu)零件，具有重量輕，強(qiáng)度高、耐磨損的特點(diǎn)。在汽車、飛機(jī)、家用電器，如臺(tái)燈、低壓開關(guān)、電視機(jī)、空調(diào)機(jī)等都有很廣泛的用途。5橡膠分普通橡膠和特種橡膠兩種，用于制作密封件、減振件、傳動(dòng)帶、輪胎等等。活動(dòng)二 材料的選用材料的品種很多，各有特點(diǎn)，應(yīng)做到物盡其用，用其所長(zhǎng)。材料的選用要考慮以下幾方面的因素：零件工作中的使用要求使用要求主要是指零件的工作和受載情況，對(duì)零件尺寸和質(zhì)量的限制，以及零件的重要程度等等。工藝要求工藝要求是指所選擇的材料容易生產(chǎn)制造，如鑄造材料要求其最小厚度要大于8mm，否

12、則會(huì)因?yàn)殍T不滿而產(chǎn)生廢品；留出足夠的加工余量。鍛件的內(nèi)孔太小時(shí)，不能沖孔成形；軸上的螺紋要留退刀槽；磨削表面提前做出中心孔等。這些都是滿足加工工藝要求所必須做好的準(zhǔn)備。和經(jīng)濟(jì)性所謂經(jīng)濟(jì)性，即是在滿足使用要求和壽命的前提下，所選用的材料制成的零件應(yīng)當(dāng)是成本最低的，保證機(jī)器在市場(chǎng)上有價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)的優(yōu)勢(shì)?；顒?dòng)三 了解標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化 國(guó)家對(duì)機(jī)械零件做出了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，有利于簡(jiǎn)化零部件的品種和規(guī)格，便于組織大規(guī)模的生產(chǎn)，降低成本。如需要一個(gè)螺釘、螺母，可以在市場(chǎng)上很方便地買到。它是由標(biāo)準(zhǔn)件廠統(tǒng)一生產(chǎn)的，價(jià)格低，通用性好，方便使用，但螺釘有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，如M6、M8、M10、 M12、M16毫米，沒有

13、7、9、11、13,等規(guī)格的螺釘。滾動(dòng)軸承也是一樣，其標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)經(jīng)僅有10、12、15、17、20、25、30、35不可能有其他數(shù)值。 標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化是機(jī)械零件生產(chǎn)所應(yīng)當(dāng)共同遵守的技術(shù)規(guī)范，必須嚴(yán)格執(zhí)行，不得別出心裁，標(biāo)新立異。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)由國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化局統(tǒng)一制定，使用時(shí)應(yīng)當(dāng)按照最近出臺(tái)的最新標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，一般應(yīng)按照2000年以后制定的標(biāo)準(zhǔn)，如果沒有2000年以后的標(biāo)準(zhǔn)，方可使用2000年以前的標(biāo)準(zhǔn)。借助于電腦搜索尋找最新國(guó)標(biāo)?；顒?dòng)四 了解載荷、應(yīng)力和強(qiáng)度失效是指機(jī)械零件不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求的工作性能。如彩色電視機(jī)的顯像管，由于老化而出現(xiàn)的圖象模糊不清，達(dá)不到設(shè)計(jì)時(shí)的要求，稱之為失效。機(jī)械零件的失效形式

14、主要有：因強(qiáng)度不夠而斷裂，過大的彈性形變或塑性形變，摩擦表面的過度磨損、打滑或過熱，連接松動(dòng)，壓力容器、管道等的泄漏，運(yùn)動(dòng)精度達(dá)不到要求等。失效不等于不能用，只是精度沒達(dá)不到要求。 1載荷指機(jī)械零件受到外力或外力矩的作用。分靜載荷和 動(dòng)載荷。載荷大小或方向不隨時(shí)間變化而變化或變化緩慢的，稱為靜載荷；載荷大小或方向隨時(shí)間變化的，稱為動(dòng)載荷。根據(jù)動(dòng)力機(jī)的額定功率P（千瓦）和額定轉(zhuǎn)速n(r/min)計(jì)算出的載荷稱為名義載荷。 2應(yīng)力 應(yīng)力是機(jī)械受到外載荷作用后，單位截面上的內(nèi)力。載荷指零件外部的作用力；應(yīng)力指受到外部作用后，零件內(nèi)部產(chǎn)生的內(nèi)力。應(yīng)力的大小與外部載荷的變化、大小有關(guān)。 靜載荷產(chǎn)生靜應(yīng)力

15、，動(dòng)載荷產(chǎn)生變應(yīng)力。按應(yīng)力變化特點(diǎn)分成脈沖循環(huán)應(yīng)力、對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力和非對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力三種，其中對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力對(duì)零件的壽命影響最大。3強(qiáng)度 強(qiáng)度是指零件抵抗破壞的能力，強(qiáng)度分為表面強(qiáng)度和體積強(qiáng)度，一般強(qiáng)度是指體積強(qiáng)度。 （1）強(qiáng)度體積 分靜應(yīng)力和變應(yīng)力。 靜應(yīng)力使零件產(chǎn)生塑性變形或斷裂。如自行車前后軸固定不動(dòng)，受到人的不變載荷靜止作用，前軸太細(xì)可能產(chǎn)生彎曲塑性變形，嚴(yán)重時(shí)會(huì)斷裂。 變應(yīng)力使零件產(chǎn)生疲勞斷裂。如火車車輪與軸組成一體，軸的受載荷是不變，但軸隨車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)不斷變化位置，它受到對(duì)稱循環(huán)變化的變應(yīng)力作用，經(jīng)過無(wú)數(shù)次轉(zhuǎn)動(dòng)后，可能出疲勞斷裂。 (2) 表面強(qiáng)度 點(diǎn)、線接觸的高副連接表面產(chǎn)生彈性變形，出

16、現(xiàn)很大的局部應(yīng)力，稱接觸應(yīng)力。 (3) 表面擠壓強(qiáng)度 以面接觸而無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零件，在載荷作用下，接觸表面產(chǎn)生擠壓應(yīng)力。 （4）表面磨損強(qiáng)度 以面接觸而作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零件， 在載荷作用下，接觸表面因摩擦產(chǎn)生磨損，當(dāng)磨損量超過許用值，零件即告失效。4安全系數(shù)和許用應(yīng)力 每一種材料經(jīng)過試驗(yàn)后，都可以找到最大極限應(yīng)力值。如果直接以極限應(yīng)力作為計(jì)算材料的強(qiáng)度，當(dāng)達(dá)到極限應(yīng)力值時(shí)，零件就會(huì)出現(xiàn)破壞。此外，實(shí)驗(yàn)室的測(cè)試是靜態(tài)的外載荷作用，與零件實(shí)際工作環(huán)境存在差別，為防止出現(xiàn)意外事故，取一個(gè)比1大的值作為安全系數(shù)。如取安全系數(shù)2，假設(shè)其極限應(yīng)力為200MPa，被2除后，得到100MPa，稱100MPa為許用的

17、應(yīng)力，即當(dāng)應(yīng)力達(dá)到100 MPa時(shí)為最大的極限，超過100 MPa認(rèn)為零件超載，會(huì)出現(xiàn)破壞。實(shí)際應(yīng)用中，有安全系數(shù)的作用，并不一定立即出現(xiàn)問題。所以許用應(yīng)力為極限應(yīng)力與安全系數(shù)的比值。安全系數(shù)越大，零件越安全，但零件尺寸斷面越大，造價(jià)越高。 對(duì)于運(yùn)輸機(jī)械，如摩托車、汽車、飛機(jī)，如果安全系數(shù)過大，自身重量過大，消耗的燃料過多，所以應(yīng)當(dāng)取較小的安全系數(shù) 。二、鞏固與提高1常用材料有哪些？ 答：鋼、鑄鐵、銅及其合金、工程塑料、橡膠2 材料的選用原則是什么？答：零件工作中的使用要求使用要求主要是指零件的工作和受載情況，對(duì)零件尺寸和質(zhì)量的限制，以及零件的重要程度等等。工藝要求工藝要求是指所選擇的材料容易

18、生產(chǎn)制造，如鑄造材料要求其最小厚度要大于8mm，否則會(huì)因?yàn)殍T不滿而產(chǎn)生廢品；留出足夠的加工余量。鍛件的內(nèi)孔太小時(shí)，不能沖孔成形；軸上的螺紋要留退刀槽；磨削表面提前做出中心孔等。這些都是滿足加工工藝要求所必須做好的準(zhǔn)備。經(jīng)濟(jì)性所謂經(jīng)濟(jì)性，即是在滿足使用要求和壽命的前提下，所選用的材料制成的零件應(yīng)當(dāng)是成本最低的，保證機(jī)器在市場(chǎng)上有價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)的優(yōu)勢(shì)。3 實(shí)行機(jī)械零部件的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化有何意義？答：有利于簡(jiǎn)化零部件的品種和規(guī)格，便于組織大規(guī)模的生產(chǎn)，降低成本。三、學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)分組進(jìn)行自評(píng)、小組間互評(píng)、教師評(píng)，在學(xué)習(xí)活動(dòng)評(píng)價(jià)表相應(yīng)等級(jí)的方格內(nèi)劃“v”。學(xué)習(xí)活動(dòng)評(píng)價(jià)表學(xué)生姓名 教師 班級(jí) 學(xué)號(hào) 評(píng)價(jià)項(xiàng)目

19、自評(píng)組評(píng)師評(píng)優(yōu)秀合格不合格優(yōu)秀合格不合格優(yōu)秀合格不合格說(shuō)出常用的幾種材料說(shuō)出材料的三個(gè)選用原則說(shuō)出機(jī)械零件標(biāo)準(zhǔn)化系列化通用化的意義總 評(píng)課程名稱 機(jī)器零件的摩擦、磨損與潤(rùn)滑教學(xué)目標(biāo) 1知識(shí)目標(biāo)： （1）了解摩擦和磨損的危害及摩擦的種類。 (2）了解磨損的過程與類型 （3）了解潤(rùn)滑及類型 2技能目標(biāo)： 通過了解摩擦副的摩擦狀態(tài)和磨損形成機(jī)理，能夠分析零件磨損的原因，提出減少磨損的具體措施 3、態(tài)度目標(biāo)： 培養(yǎng)認(rèn)真細(xì)致的工作作風(fēng)。教學(xué)重點(diǎn) 磨擦分類中的邊界磨擦與混合磨擦的形成。磨損種類中的疲勞磨損的形成機(jī)理教學(xué)難點(diǎn) 邊界磨擦和疲勞磨損的形成機(jī)理。教學(xué)方法 講授法、教師與學(xué)生互動(dòng)法教學(xué)過程一、學(xué)習(xí)活

20、動(dòng)活動(dòng)一 認(rèn)識(shí)摩擦 1.固體摩擦 固體摩擦分為干摩擦和邊界摩擦。 （1）干摩擦 摩擦副在直接接觸時(shí)產(chǎn)生的摩擦稱為干摩擦，如圖2所示，摩擦因數(shù)大，磨損嚴(yán)重，除利用摩擦力工作的場(chǎng)合外，應(yīng)盡量避免。 （2）邊界摩擦 在摩擦副間施加潤(rùn)滑劑后，摩擦副的表面吸附一層極薄的潤(rùn)滑膜，這種摩擦狀態(tài)稱為邊界摩擦。邊界摩擦的潤(rùn)滑膜強(qiáng)度低，容易破裂，致使摩擦副部分表面直接接觸產(chǎn)生磨損，但摩擦和磨損狀況優(yōu)于干摩擦。 2.液（氣）體摩擦 在摩擦副間施加潤(rùn)滑劑后，摩擦副的表面被一層具有一定壓力和厚度的流體潤(rùn)滑膜完全隔開時(shí)的摩擦，稱為液（氣）體摩擦。液（氣）體摩擦中摩擦副的表面不直接接觸，摩擦因數(shù)很小，理論上不產(chǎn)生磨損，是一

21、種理想的摩擦狀態(tài)。 3.混合摩擦 兼有固體摩擦和液（氣）體摩擦中兩種摩擦狀態(tài)以上的一種摩擦狀態(tài)，稱為混合摩擦。混合摩擦中摩擦表面仍有少量直接接觸，大部分處于液（氣）體摩擦，故摩擦和磨損狀況優(yōu)于固體摩擦，但比液（氣）體摩擦差。活動(dòng)二 認(rèn)識(shí)機(jī)械零件的磨損 1.磨損類型 （1）粘著磨損 發(fā)生在重載狀態(tài)，表面沒有潤(rùn)滑的干磨損狀態(tài)，當(dāng)摩擦發(fā)熱的溫度超過金屬的熔點(diǎn)時(shí)，兩運(yùn)動(dòng)表面產(chǎn)生溶化、粘著。材料之間出現(xiàn)轉(zhuǎn)移，表面形成膠粘劃傷。提高油性和潤(rùn)滑油的粘度是減少粘著磨損的有效措施。 （2）磨粒磨損 摩擦表面滲入硬顆粒將表面劃傷，如眼睛中進(jìn)入微小的粉塵，將眼球劃傷一樣。為了防止出現(xiàn)磨粒磨損，機(jī)器盡可能選擇閉式傳動(dòng)

22、，且定期更換潤(rùn)滑油，保證潤(rùn)滑劑的潔凈。 （3）表面疲勞磨損 發(fā)生在有充足潤(rùn)滑油的運(yùn)動(dòng)表面。當(dāng)周期性工作達(dá)到一定期限之后，如一百萬(wàn)次，接觸表面會(huì)產(chǎn)生疲勞裂紋，由于充足的潤(rùn)滑油滲入到裂紋中，接觸表面短時(shí)間形成封閉裂紋，使裂紋內(nèi)的油液壓力急劇升高，超過材料的極限強(qiáng)度之后，金屬表面材料出現(xiàn)脫落，形成麻坑，稱之為點(diǎn)蝕。如果沒有足夠的潤(rùn)滑油，不可能形成麻坑，稱之為表面磨損。 （4）腐蝕磨損 接觸表面受到腐蝕性的氣體、液體的侵蝕而產(chǎn)生的表面破壞，如化工行業(yè)制酸、堿設(shè)備的零件損壞是由于酸堿腐蝕反應(yīng)而造成的。所以一般化工企業(yè)采用不銹鋼材料作為機(jī)器的零件 。 2.磨損的過程 任何相對(duì)運(yùn)動(dòng)，即使?jié)櫥瑮l件再好，也不可

23、避免地會(huì)出現(xiàn)正常的磨損。磨損分為三個(gè)階段：即階段磨合、穩(wěn)定磨損階段和劇烈磨損階段。經(jīng)過機(jī)械加工后的表面，無(wú)論其表面粗糙度值很小，也達(dá)不到磨合后的標(biāo)準(zhǔn)，所以相對(duì)運(yùn)動(dòng)的表面必然要經(jīng)過正常的磨合階段。如新出廠汽車的磨合期為2000km，表明2000km之后，各運(yùn)動(dòng)表面進(jìn)入正常磨損階段，該階段的長(zhǎng)短標(biāo)志著機(jī)器的使用壽命。機(jī)器的質(zhì)量越高，其穩(wěn)定磨損階段越長(zhǎng)，使用的壽命越長(zhǎng)。 當(dāng)機(jī)器的運(yùn)動(dòng)表面磨損超過設(shè)計(jì)的數(shù)值后，間隙過大，使運(yùn)動(dòng)表面產(chǎn)生過大的沖擊振動(dòng)，機(jī)器進(jìn)入劇烈磨損階段。處于劇烈磨損階段的機(jī)器需要進(jìn)行大修，重新更換或修復(fù)零件的運(yùn)動(dòng)表面。如汽車的內(nèi)燃機(jī)活塞缸；滑動(dòng)軸承的軸瓦；更換或調(diào)整滾動(dòng)軸承的間隙；修

24、磨機(jī)床的導(dǎo)軌等，才能保證機(jī)器具有原有的工作精度。活動(dòng)三：認(rèn)識(shí)機(jī)械中的潤(rùn)滑 1.流體潤(rùn)滑 （1）流體靜力潤(rùn)滑 （2）流體動(dòng)力潤(rùn)滑 2.彈性流體動(dòng)力潤(rùn)滑 3.邊界潤(rùn)滑 4.混合潤(rùn)滑二、鞏固與提高1摩擦和磨損有什么危害？2磨損的類型有哪些？（1）粘著磨損（2）磨粒磨損 （3）表面疲勞磨損 （4）腐蝕磨損3磨損有哪幾個(gè)過程？答：磨合階段、穩(wěn)定磨損階段和劇烈磨損階段。三、學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)分組進(jìn)行自評(píng)、小組間互評(píng)、教師評(píng)，在學(xué)習(xí)活動(dòng)評(píng)價(jià)表相應(yīng)等級(jí)的方格內(nèi)劃“v”。學(xué)習(xí)活動(dòng)評(píng)價(jià)表學(xué)生姓名 教師 班級(jí) 學(xué)號(hào) 評(píng)價(jià)項(xiàng)目自評(píng)組評(píng)師評(píng)優(yōu)秀合格不合格優(yōu)秀合格不合格優(yōu)秀合格不合格說(shuō)出摩擦和磨損的危害說(shuō)出4種摩擦4種磨損說(shuō)出4種

25、類型的潤(rùn)滑總 評(píng)課程名稱 力的概念、基本性質(zhì)教學(xué)目標(biāo)1知識(shí)目標(biāo)：熟悉力的概念、性質(zhì)；2能力目標(biāo)：會(huì)用力的基本性質(zhì)進(jìn)行受力分析；3. 態(tài)度目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的習(xí)慣教學(xué)重點(diǎn) 力的概念、性質(zhì)教學(xué)難點(diǎn) 力的平行四邊形法則教學(xué)方法 講授法、講練法教學(xué)過程一、學(xué)習(xí)活動(dòng)活動(dòng)一 認(rèn)識(shí)力的概念1.力的定義力是使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化或使物體產(chǎn)生變形的物體間的相互機(jī)械作用。這種作用存在于物體與物體之間，例如物體相互吸引的萬(wàn)有引力，相互接觸物體之間的擠壓力，以及相互接觸且具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的物體間的摩擦力等，都是物體之間產(chǎn)生的相互作用。也就是說(shuō)，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生的變化，都是由于其他物體對(duì)該物體所施加力的作

26、用結(jié)果。2.力的三要素力的作用效果取決于三個(gè)要素：力的大小 力的方向 力的作用點(diǎn)3. 力的表示法 力的圖示法：力是一個(gè)具有大小又有方向的矢量。力矢量在圖上用帶箭頭的有向線段表示，箭頭的指向表示力的方向，線段的起點(diǎn)或終點(diǎn)表示力的作用點(diǎn)，力的大小用有向線段的長(zhǎng)度表示。力矢量常用黑體字母表示。 4.力的單位在國(guó)際單位制中，力的單位是牛頓(N) 1 N= 1公斤米/秒2（kg m/s2 )。v 啟發(fā)教學(xué)：哪一種正確？ 注意區(qū)別矢量與標(biāo)量。活動(dòng)二 認(rèn)識(shí)力的基本性質(zhì)公理一 作用力與反作用力力的作用是相互的，作用力與反作用力大小相等、方向相反、且作用在同一直線上，并同時(shí)分別作用于兩個(gè)物體上。公理二 二力平衡

27、要使剛體在兩個(gè)力作用下維持平衡狀態(tài)，必須也只須這兩個(gè)力大小相等、方向相反、沿同一直線作用。二力構(gòu)件不計(jì)自重只在兩點(diǎn)受力而處于平衡的構(gòu)件。與構(gòu)件形狀無(wú)關(guān)。v 設(shè)問：能不能在曲桿的A、B兩點(diǎn)上施加二力，使曲桿處于平衡狀態(tài)？ 公理三 力平行四邊形法則 作用于物體上任一點(diǎn)的兩個(gè)力可合成為作用于同一點(diǎn)的一個(gè)力，即合力。合力的矢由原兩力的矢為鄰邊而作出的力平行四邊形的對(duì)角矢來(lái)表示。AF1F2FR矢量表達(dá)式： 課堂討論：分析下列哪種表達(dá)式正確？ 公理四 加減平衡力系公理可以在作用于剛體的任何一個(gè)力系上加上或去掉幾個(gè)互成平衡的力，而不改變?cè)ο祵?duì)剛體的作用。推論 (力在剛體上的可傳性)作用于剛體上的力，其作用

28、點(diǎn)可以沿作用線在該剛體內(nèi)前后任意移動(dòng)，而不改變它對(duì)該剛體的作用。 F2F1FABFAB F1ABF1 = F2= F要點(diǎn)：力不能移出作用線以外；力不能移出剛體外。啟發(fā)教學(xué)：為什么說(shuō)二力平衡條件、加減平衡力系原理和力的可傳性等都只適用于剛體？二、鞏固與提高1.力的概念是什么？答：力是使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化或使物體產(chǎn)生變形的物體間的相互機(jī)械作用。這種作用存在于物體與物體之間，例如物體相互吸引的萬(wàn)有引力，相互接觸物體之間的擠壓力，以及相互接觸且具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的物體間的摩擦力等，都是物體之間產(chǎn)生的相互作用。也就是說(shuō)，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生的變化，都是由于其他物體對(duì)該物體所施加力的作用結(jié)果。2 力

29、的三要素是什么？答：三個(gè)要素：力的大小 力的方向 力的作用點(diǎn)3 力的基本性質(zhì)有哪些？答：1作用力與反作用力：力的作用是相互的，作用力與反作用力大小相等、方向相反、且作用在同一直線上，并同時(shí)分別作用于兩個(gè)物體上。2二力平衡：要使剛體在兩個(gè)力作用下維持平衡狀態(tài)，必須也只須這兩個(gè)力大小相等、方向相反、沿同一直線作用。3力平行四邊形法則：作用于物體上任一點(diǎn)的兩個(gè)力可合成為作用于同一點(diǎn)的一個(gè)力，即合力。合力的矢由原兩力的矢為鄰邊而作出的力平行四邊形的對(duì)角矢來(lái)表示。4加減平衡力系公理：可以在作用于剛體的任何一個(gè)力系上加上或去掉幾個(gè)互成平衡的力，而不改變?cè)ο祵?duì)剛體的作用。三、學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)分組進(jìn)行自評(píng)、小組間互

30、評(píng)、教師評(píng)，在學(xué)習(xí)活動(dòng)評(píng)價(jià)表相應(yīng)等級(jí)的方格內(nèi)劃“v”。學(xué)習(xí)活動(dòng)評(píng)價(jià)表學(xué)生姓名 教師 班級(jí) 學(xué)號(hào) 評(píng)價(jià)項(xiàng)目自評(píng)組評(píng)師評(píng)優(yōu)秀合格不合格優(yōu)秀合格不合格優(yōu)秀合格不合格說(shuō)出力的基本概念說(shuō)出力的三要素說(shuō)出力的四個(gè)基本性質(zhì)總 評(píng)課程名稱 力矩、力偶和力的平移教學(xué)目標(biāo)1知識(shí)目標(biāo)：理解力矩、力偶和力的平移。2能力目標(biāo)：能區(qū)別力矩和力偶的差別，會(huì)作力的平移3. 態(tài)度目標(biāo)：培養(yǎng)穩(wěn)重踏實(shí)的工作習(xí)慣教學(xué)重點(diǎn) 區(qū)分力矩和力偶的不同教學(xué)難點(diǎn) 力的平移教學(xué)方法 講授法、討論法教學(xué)過程學(xué)習(xí)活動(dòng)活動(dòng)一 力矩1.力矩的概念力矩是力對(duì)一點(diǎn)的矩，等于從該點(diǎn)到力作用線上任一點(diǎn)矢徑與該力的矢量積，記作。在國(guó)際單位制中，以牛頓米（簡(jiǎn)稱牛米）

31、為力矩的單位，記作。力使物體轉(zhuǎn)動(dòng)的效果，如扳手使螺母的轉(zhuǎn)動(dòng)效果，由兩個(gè)因素決定： 力的大小與力臂的乘積。 力使物體繞點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。 這兩個(gè)因素可用一代數(shù)量來(lái)表示：。 -扳手上作用的力 -到軸心線的垂直距離即力的大小F與力臂d的乘積稱為力矩。規(guī)定：力使物體繞矩心逆轉(zhuǎn)為正；順轉(zhuǎn)負(fù)。要點(diǎn): 力過矩心，力矩為零。力為零，力矩為零。力沿力線在剛體內(nèi)移動(dòng)，力矩不變。2、合力矩定理平面匯交力系的合力對(duì)于平面內(nèi)任一點(diǎn)之矩等于所有各力對(duì)該點(diǎn)之矩的代數(shù)和?；顒?dòng)二 認(rèn)識(shí)力偶的有關(guān)概念1力偶的概念作用在同一物體上等值、反向的兩個(gè)平行力構(gòu)成力偶。力偶的兩力之間的垂直距離稱為力偶臂。力偶不能合成一個(gè)力，也不能用一個(gè)力來(lái)平

32、衡，或用一個(gè)力來(lái)等效替換。力偶可使物體轉(zhuǎn)動(dòng)或改變物體的轉(zhuǎn)動(dòng)的狀態(tài)。2力偶三要素力偶矩的大小、轉(zhuǎn)向、力偶作用面稱為力偶三要素。3力偶矩力偶對(duì)物體的作用效應(yīng)可用力偶矩（力與力偶臂的乘積，記作,即：，單位為）來(lái)度量，力偶矩是兩個(gè)大小相等、方向相反，且不在同一直線上的力所產(chǎn)生的力矩之和 。如下圖所示，即 （，）（）（） （） 規(guī)定力偶矩的方向：逆時(shí)針轉(zhuǎn)向?yàn)檎?，順時(shí)針轉(zhuǎn)向?yàn)樨?fù)。 規(guī)定：逆時(shí)針轉(zhuǎn)向的力偶矩為正，順轉(zhuǎn)為負(fù)。4力偶性質(zhì)力偶無(wú)矩心；力偶無(wú)合力；討論：根據(jù)合力矩定理推出：“力偶對(duì)任一點(diǎn)的矩等于零,錯(cuò)在哪里？合力矩定理指出：“合力對(duì)點(diǎn)之矩等于各分力對(duì)同一點(diǎn)之矩的代數(shù)和”，因?yàn)椤傲ε紵o(wú)合力”，所以力偶

33、對(duì)一點(diǎn)之矩必等于零。 等效力偶可以互換。討論：圖中力的單位是N，長(zhǎng)度單位是cm。試分析圖示四個(gè)力偶，哪些是等效的？討論：力偶等效只要滿足（ ） A、只滿足力偶矩大小相等 B、只滿足力偶矩轉(zhuǎn)向相同 C、只滿足力偶作用面相同 D、力偶矩大小、轉(zhuǎn)向、作用面均相等活動(dòng)三 掌握力的平移力是矢量，如果當(dāng)力的作用線在剛體上平行移動(dòng)時(shí)，它對(duì)剛體的作用效果就會(huì)改變。那么要使力的作用線在剛體上平移又不改變對(duì)剛體的作用效果，就必須有附加條件，這就是力的平移定理所要解決的問題。.力的平移定理 定理：可以把作用在剛體上點(diǎn)的力平行移到一點(diǎn)，但同時(shí)必須附加一個(gè)力偶，這個(gè)附加力偶的矩等于原來(lái)的力對(duì)新作用點(diǎn)的矩。證明：圖-中力

34、作用于剛體的點(diǎn)。在剛體上任取一點(diǎn)，為點(diǎn)至力作用線的垂直距離，在點(diǎn)加上兩個(gè)等值反向的力和，并使，顯然三個(gè)力、組成的新力系與原力等效。此時(shí)可將看作是力平移到點(diǎn)后的力，而、構(gòu)成一力偶。該力偶就是所需的附加力偶。附加力偶矩為 （） 于是定理得證。 圖2-19要點(diǎn)： 力的平移原理只適用于剛體。 力的平移是指力在同一剛體上平移，不能移到另一剛體上。 力的平移原理的逆定理亦成立。力的平移的應(yīng)用 由力的平移定理可知，可以將一個(gè)力替換成同平面內(nèi)的一個(gè)力和一個(gè)力偶；反之，同一平面內(nèi)的一個(gè)力和一個(gè)力偶也可以用一個(gè)力來(lái)等效替換。力的平移定理不僅是力系向一點(diǎn)簡(jiǎn)化的依據(jù)，也可解釋一些實(shí)際問題。例如：如圖所示攻螺紋時(shí)，必須

35、用雙手均勻握住扳手兩端，而且用力要相等，不能只用一只手扳動(dòng)扳手。因?yàn)樽饔迷诎馐忠欢说牧εc作用點(diǎn)的一個(gè)力和一個(gè)力偶矩等效（圖a）。這個(gè)力偶使絲錐轉(zhuǎn)動(dòng)，而力卻易使絲錐產(chǎn)生折斷。 圖2-20討論： 攻絲時(shí)為什么不能單手施力？討論：打乒乓球時(shí)為什么削球比討論平推更有威懾力？ 二、鞏固與提高1什么是力矩？答：力矩是力對(duì)一點(diǎn)的矩，等于從該點(diǎn)到力作用線上任一點(diǎn)矢徑與該力的矢量積，記作。在國(guó)際單位制中，以牛頓米（簡(jiǎn)稱牛米）為力矩的單位，記作。2 什么是力偶？答：作用在同一物體上等值、反向的兩個(gè)平行力構(gòu)成力偶。3把力F 作用線向某點(diǎn)O 平移時(shí)，須附加一個(gè)力偶，此附加力偶的矩等于多少？（等于原力F 對(duì)點(diǎn)O 的矩）

36、AOFAOd 三、學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)分組進(jìn)行自評(píng)、小組間互評(píng)、教師評(píng)，在學(xué)習(xí)活動(dòng)評(píng)價(jià)表相應(yīng)等級(jí)的方格內(nèi)劃“v”。學(xué)習(xí)活動(dòng)評(píng)價(jià)表學(xué)生姓名 教師 班級(jí) 學(xué)號(hào) 評(píng)價(jià)項(xiàng)目自評(píng)組評(píng)師評(píng)優(yōu)秀合格不合格優(yōu)秀合格不合格優(yōu)秀合格不合格說(shuō)出力矩的計(jì)算公式說(shuō)出力偶及其性質(zhì)說(shuō)出力是平移定理總 評(píng)課程名稱 約束、約束反力、力系和受力圖的應(yīng)用教學(xué)目標(biāo)1知識(shí)目標(biāo)理解約束類型，掌握約束反力方向的確定。會(huì)繪制受力圖。2、能力目標(biāo)能把工程實(shí)際結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成力學(xué)模型，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力3.態(tài)度目標(biāo)：培養(yǎng)勤于思考、善于分析的習(xí)慣教學(xué)重點(diǎn) 約束類型，約束反力方向的確定；畫受力圖教學(xué)難點(diǎn) 約束反力方向的確定教學(xué)方法 講授法、教師與學(xué)生互動(dòng)法

37、教學(xué)學(xué)時(shí) 教學(xué)過程一、學(xué)習(xí)活動(dòng)活動(dòng)一 了解約束類型 1基本概念（）.約束和約束反力空間不受位移限制的物體稱為自由體，如飛機(jī)、炮彈等。而有些物體在空間的位移受到一定限制，稱它們?yōu)榉亲杂审w，如：機(jī)車受鋼軌的限制只能沿軌道行駛；吊車吊起的重物受鋼索的限制不能下落。把非自由體對(duì)自由體的限制稱為約束。約束是限制物體的運(yùn)動(dòng)，且這種限制是通過力的作用來(lái)實(shí)現(xiàn)的。因此，約束對(duì)物體的作用實(shí)際上就是力，這種力叫約束反力，簡(jiǎn)稱反力。約束反力的方向與約束對(duì)物體限制其運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反。約束反力的作用點(diǎn)即是約束與物體之間的相互作用點(diǎn)。在物體平衡力系中，約束反力總是未知的，往往需要和物體受到的其他已知力組成平衡力系，通過平

38、衡條件求得其大小和方向。約束反力以外的力（如重力，切削力）稱為主動(dòng)力。物體所受主動(dòng)力往往是給定的或是可測(cè)定的。2常見約束類型（1 ）柔體約束 組成：柔軟的繩索、鏈條或帶。反力：只能是拉力。（2）光滑面約束組成：導(dǎo)軌、滑槽、氣缸等。反力：法向支（3）光滑鉸鏈約束固定鉸鏈約束： 反力：正交分力。 活動(dòng)鉸鏈約束： 反力：法向支持力。（4）固定端約束固定端約束一個(gè)桿件的一端完全固定，既不能夠移動(dòng)也不能夠轉(zhuǎn)動(dòng)，這種約束稱為固定端約束，反力：正交分力和反力偶。應(yīng)用軸承、橋梁、內(nèi)燃機(jī)、飛機(jī)、遮雨棚等?；顒?dòng)二： 了解力系 1平面匯交力系 一個(gè)物體受到同一個(gè)平面上多個(gè)力的作用，且力的作用線匯交于一點(diǎn)，稱這些力組

39、成平面匯交力系。 2平面任意力系各個(gè)力的作用線在平面力系上是任意分布的稱為平面任意力系?；顒?dòng)三 受力圖 為了清晰地表示物體受力情況，常需把研究的物體從周圍物體中分離出來(lái)，然后把其他物體對(duì)研究對(duì)象的全部作用力用簡(jiǎn)圖形式畫出來(lái)。這種表示物體受力的簡(jiǎn)明圖形，稱為受力圖。 例1 壓路機(jī)用力拉動(dòng)碾子壓平路面，碾子受到一石塊阻礙，其受力圖如圖2-11所示。 解 （）取碾子為研究對(duì)象，單獨(dú)畫出其簡(jiǎn)圖。 （）受力分析：畫出已知主動(dòng)力（重力、桿對(duì)碾子的拉力）。因碾子在、兩點(diǎn)受到石塊和地面的約束，故在處受到法向約束反力的作用，在處受到地面的法向的作用，它們都沿碾子接觸點(diǎn)的公法線指向圓心。 （）畫出受力簡(jiǎn)圖，如圖-

40、所示。 圖2-11 例 如圖-所示的三鉸拱橋，由左、右兩拱鉸接而成，設(shè)拱的自重不計(jì)，在左拱上作用載荷，試分別畫出拱和的受力圖。 解（）先分析右拱的受力。由于拱自重不計(jì)且只在、兩處受到鉸鏈約束，因此拱為二力桿，在鉸鏈中心、分別受、兩力作用，且。這兩個(gè)力的方向如圖所示。 （2）取左拱為研究對(duì)象，主動(dòng)力只有，拱在鉸鏈處受拱產(chǎn)生的約束力作用。根據(jù)作用反作用原理，。拱在處的約束力由于方向未定，可用、兩個(gè)大小未知的正交分力代替。進(jìn)一步分析，由于拱受三個(gè)力作用，且處于平衡狀態(tài)，根據(jù)三力平衡匯交定理，三力必匯交一點(diǎn)，即與的交點(diǎn)，于是可確定點(diǎn)受力方向，如圖-所示。 圖2-12ACDFACFFCFBFAB 畫受力

41、圖的方法：1、取分離體2、畫出主動(dòng)力3、畫出約束反力 畫受力圖過程如教材圖228圖，和下圖所示：二、鞏固與提高1約束的類型有哪幾種？答：（1 ）柔體約束 組成：柔軟的繩索、鏈條或帶。反力：只能是拉力。F（2）光滑面約束組成：導(dǎo)軌、滑槽、氣缸等。反力：法向支承力。（3）光滑鉸鏈約束固定鉸鏈約束： 反力：正交分力。 活動(dòng)鉸鏈約束： 反力：法向支持力。（4）固定端約束固定端約束一個(gè)桿件的一端完全固定，既不能夠移動(dòng)也不能夠轉(zhuǎn)動(dòng)，這種約束稱為固定端約束，反力：正交分力和反力偶。2.平面力系分幾種？答： 1平面匯交力系 一個(gè)物體受到同一個(gè)平面上多個(gè)力的作用，且力的作用線匯交于一點(diǎn)，稱這些力組成平面匯交力系

42、。 2平面任意力系各個(gè)力的作用線在平面力系上是任意分布的稱為平面任意力系。3受力圖的畫法分幾個(gè)步驟？三、學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)分組進(jìn)行自評(píng)、小組間互評(píng)、教師評(píng)，在學(xué)習(xí)活動(dòng)評(píng)價(jià)表相應(yīng)等級(jí)的方格內(nèi)劃“v”。學(xué)習(xí)活動(dòng)評(píng)價(jià)表學(xué)生姓名 教師 班級(jí) 學(xué)號(hào) 評(píng)價(jià)項(xiàng)目自評(píng)組評(píng)師評(píng)優(yōu)秀合格不合格優(yōu)秀合格不合格優(yōu)秀合格不合格說(shuō)出約束的4種類型說(shuō)出平面力系和2種類型說(shuō)出畫受力圖的3個(gè)步驟總 評(píng)項(xiàng)目三 直桿的基本變形部分課程名稱 直桿軸向拉伸與壓縮時(shí)的變形與應(yīng)力分析教學(xué)目標(biāo)1知識(shí)目標(biāo)：（1）了解拉壓變形、內(nèi)力的概念，了解截面法求內(nèi)力、應(yīng)力的方法；（3）了解剪切與擠壓的概念；（4）掌握剪切與擠壓強(qiáng)度計(jì)算。（5）了解扭轉(zhuǎn)概念；熟悉外力

43、偶矩、扭矩計(jì)算；（6）理解扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力分析，掌握扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算。2.能力目標(biāo)：（1）利用剪切與擠壓強(qiáng)度條件解決工程實(shí)際問題。培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力。（2）通過扭轉(zhuǎn)時(shí)的應(yīng)力分析，了解應(yīng)力分析方法，培養(yǎng)分析問題的能力。3.態(tài)度目標(biāo)： 培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的工作作風(fēng)。學(xué)會(huì)冷靜分析問題和解決問題。教學(xué)重點(diǎn) 拉壓、內(nèi)力概念，截面法求內(nèi)力教學(xué)難點(diǎn) 材料拉、壓時(shí)的力學(xué)性能教學(xué)方法 講授法、演示法、討論法教學(xué)過程一、學(xué)習(xí)活動(dòng)活動(dòng)一：了解軸向拉伸與壓縮時(shí)的變形特點(diǎn)1. 變形現(xiàn)象 桿件受拉伸與壓縮時(shí)必定產(chǎn)生伸長(zhǎng)或縮短的變形在生產(chǎn)實(shí)踐中，受到拉伸或壓縮的桿件雖然外形各有差異，但構(gòu)件都是直桿，因此在計(jì)算中都可以簡(jiǎn)化為圖所

44、示的受力簡(jiǎn)圖。 圖332. 受力特點(diǎn)：沿軸向作用一對(duì)等值、反向的拉力或壓力。凡以軸向伸長(zhǎng)為主要變形特征的桿件稱為拉桿，以軸向壓縮為主要變形特征的桿件稱為壓桿?？梢姉U件的強(qiáng)度不僅與軸力有關(guān)，而且與截面尺寸有關(guān)。工程上常用單位面積上的內(nèi)力來(lái)比較和判斷桿件的強(qiáng)度。內(nèi)力是連續(xù)分布在截面上的，應(yīng)力描述了內(nèi)力在截面上的分布情況和密集程度，它才是判斷桿件強(qiáng)度是否足夠的根據(jù)。3. 變形特點(diǎn)：桿件沿軸向伸長(zhǎng)或縮短。這種變形稱為拉伸或壓縮。 當(dāng)拉（壓）桿受到軸力作用后，桿中橫截面上的任一點(diǎn)都將產(chǎn)生正應(yīng)力，同時(shí)該點(diǎn)相應(yīng)地產(chǎn)生縱向線應(yīng)變。正應(yīng)力表示為 線應(yīng)變?yōu)閱挝婚L(zhǎng)度的伸長(zhǎng)量。正應(yīng)力與線應(yīng)變存在下列關(guān)系： 式中，比例

45、系數(shù)，稱為彈性模量。在一定的范圍內(nèi)，一點(diǎn)處的正應(yīng)力同該點(diǎn)處的線應(yīng)變成正比關(guān)系。式中的量綱與正應(yīng)力的量綱相同，的常用單位為MPa或GPa。該式稱為胡克定律，適用于單向拉伸、壓縮。 拉桿伸長(zhǎng)量可用下式計(jì)算： /式中，軸力；桿長(zhǎng)；彈性模量；桿件的橫截面積。該式的應(yīng)用條件為：在桿長(zhǎng)范圍內(nèi)，、分別為常量。該式是胡克定律的另一表達(dá)式?；顒?dòng)二 認(rèn)識(shí)內(nèi)力與應(yīng)力1.內(nèi)力的概念 桿件在外力作用下產(chǎn)生變形，其內(nèi)部相互間產(chǎn)生的阻止變形的力稱為內(nèi)力。內(nèi)力是由外力引起的構(gòu)件內(nèi)部一部分對(duì)另一部分的作用力。這種內(nèi)力將隨外力增加而增大。當(dāng)內(nèi)力增大到一定限度時(shí)，桿件就會(huì)發(fā)生破壞。內(nèi)力是與構(gòu)件的強(qiáng)度密切相關(guān)的，拉壓桿上的內(nèi)力又稱為

46、軸力。2.截面法 圖31截面法 將受外力作用的桿件假想地切開，用以顯示內(nèi)力的大小，并以平衡條件確定其合力的方法，稱為截面法。它是分析桿件內(nèi)力的唯一方法。具體求法如下： 圖31所示為受拉桿件，假想沿截面將桿件切開，分為和兩段。取段為研究對(duì)象。在段的截面上到處都作用著內(nèi)力，其合力為。是段對(duì)段的作用力，并與外力相平衡。由于外力的作用線沿桿件軸線，顯然，截面上內(nèi)力的合力也必然沿桿件軸線。據(jù)此，可列出其平衡方程： 得 綜上所述，求桿件內(nèi)力的方法截面法可概述如下： 截：在需求內(nèi)力的截面處，沿該截面假想地把構(gòu)件切開。 ?。哼x取其中一部分為研究對(duì)象。 代：將棄去部分對(duì)研究對(duì)象的作用，以截面上的未知內(nèi)力來(lái)代替。 平：根據(jù)研究對(duì)象的平衡條件，建立平衡方程，以確定未知內(nèi)力的大小和方向。 例3-1 如圖32a所示，設(shè)一桿沿軸線同時(shí)受力、的作用，其作用點(diǎn)分別為、,求桿各橫截面上的軸力。 圖- 解 由于桿上有三個(gè)外力，因此在段和段的橫截面上將有不同的軸力。 如圖3-2b在段內(nèi)的任意處以橫截