機械基礎中職立體教案

一、課前引入（5'）明確學習的目的

1.1理解機械的概念

1.2認識機械中的力學

1.3認識機械的組成

二、講授新課（80'）

?1.1理解機械的概念

觀察兩個圖，說明它們之間的區(qū)別？手機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和

手表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，

認識機械得出畸形兒的概念：

?機械是各種機器和結(jié)構(gòu)的統(tǒng)稱。

-機械由一定數(shù)量的零（部）件組合而成。

-機械通常包括原動機、工作機構(gòu)和傳動機構(gòu)。

■原動機：是機器的動力來源，常用的有電動機、內(nèi)燃機、氣動缸、

液壓缸等，以電動機的使用最為普遍。

■傳動機構(gòu)：將原動機的運動和動力傳遞給執(zhí)行裝置，并實現(xiàn)運動

速度和運動形式的轉(zhuǎn)換。常用的有連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、齒輪傳

動機構(gòu)等。

■工作機構(gòu)：是直接完成機器功能的部分。

舉例：內(nèi)燃機的結(jié)構(gòu)。

功能內(nèi)燃機的功能是將燃氣的熱能轉(zhuǎn)換為機械能。

構(gòu)成：主系統(tǒng)由氣缸、活塞、連桿和曲軸組成。工作過程：

當氣缸中的油氣混合物被火花塞點燃后，爆炸膨脹的氣體推動活塞

向F移動，推動與活塞相連的連桿，使曲軸轉(zhuǎn)動，從而將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C

械能。

此時，曲軸將帶動同一軸上的小齒輪轉(zhuǎn)動，通過嚙合帶動大齒輪轉(zhuǎn)

動，大齒輪再帶動同軸的凸輪同步旋轉(zhuǎn)，凸輪的轉(zhuǎn)動將通過閥桿帶動進

氣閥門上下直線移動，控制內(nèi)燃機的吸氣過程。

氣缸上部有一個進氣閥和一個排氣閥，在內(nèi)燃機的一個工作循環(huán)中，

這兩個閥門應各開啟、閉合一佼，從而完成內(nèi)燃機的進氣和排氣任務。

1.2認識機械中的力學

機器與機構(gòu)都是由若干構(gòu)件組成的，構(gòu)件工作時，都要承受載荷作用

為確保構(gòu)件能正常工作，必須對構(gòu)件的承載能力進行分析。

構(gòu)件主要承受的有拉（壓）、剪切擠壓、扭轉(zhuǎn)、彎曲或它們的組合。

舉例：工作中的起重設備

直接起吊重物的的拉線主要承受了拉力。

起重臂主要受壓和彎矩

舉例：齒輪的傳動機構(gòu)

齒輪面上主要承受壓力；安裝齒輪的軸主要承受彎曲變形和扭轉(zhuǎn)變

形

舉例：機床加工機械零件

鉆頭承受了壓縮變形，彎曲變形，扭轉(zhuǎn)變形等；而工件則主要受到

壓力的作用

通過以上實例，我們認識到機械零件在工作過程中的受力情況是非

常復雜的，受力的類型也各不相同。圖4中的鋼絲繩主要承受拉力，圖

4中的起重臂則主要承受彎矩，而圖5中的齒輪軸主要承受扭矩。至于

圖6中的機床系統(tǒng)則受力情況非常復雜，力的性質(zhì)、大小和方向都在不

斷變化。

在機械產(chǎn)品中，當零件受力過大并且超出其本身的承受能力時，零

件將發(fā)生斷裂等破壞，輕者將導致其無法繼續(xù)工作，重者將引發(fā)嚴重的

事故。因此，對機械產(chǎn)品進行受力分析、發(fā)現(xiàn)潛在的設計隱患是機械設

計中的重要技術環(huán)節(jié)。

1.3認識機械的組成

機械是“機器”和“機構(gòu)”的總稱。

機器不論其結(jié)構(gòu)是簡單還是復雜，都是由若干零件和部件組成。

例：內(nèi)燃機的零件

常見機構(gòu)與零件:

舉例：雙曲柄機構(gòu)

火車機車車輪中為保證聯(lián)動使用的雙曲柄機構(gòu)。

三、課堂總結(jié)（4‘）

本堂課主要分析了機械的概念，講解了機械中的力學，還舉例分

析了各機械的組成。

四、作業(yè)布置（D

P101、2

五、課堂后記

一、課前引入（53

先復習機械的概念，機械中的力學，機械的組成；再明確本堂課的

學習任務：

1.3認識機械的組成

L4初步了解現(xiàn)代機械設計

1.5學習本課程的基本方法與目的

二、講授新課（80'）

1.3認識機械的組成

機械是“機器”和“機構(gòu)”的總稱。

機器不論其結(jié)構(gòu)是簡單還是復雜，都是由若干零件和部件組成。

舉例：內(nèi)燃機的零件

舉例：雙曲柄機構(gòu)

火車機車車輪中為保證聯(lián)動使用的雙曲柄機構(gòu)。

舉例：棘輪機構(gòu)

以棘輪棘爪機構(gòu)作為核心的手拉葫蘆，用于吊起重物。棘輪棘爪機

構(gòu)可以將主動件的連續(xù)運動變換成從動件的間歇運動。

舉例：常見的各種凸輪零件。

凸輪機構(gòu)主要用于實現(xiàn)運動變換，將主動件的轉(zhuǎn)動和移動轉(zhuǎn)換為從

動件的往復移動或擺動。

如下圖常見的凸輪零件

舉例：常見的齒輪零件

齒輪機構(gòu)是一種重要的傳動機構(gòu)，用于實現(xiàn)運動和速度的變換。

常見的機械傳動

舉例：帶傳動

帶傳動在機械傳動中是常見的，一般原動機到工作機首先就為帶傳

動。

舉例：齒輪傳動

這是斜齒輪傳動

圖斜齒輪傳動

舉例：齒輪傳動

蝸桿蝸輪傳動也是齒輪傳動的一種。

舉例：齒輪傳動

齒條齒輪傳動也是齒輪傳動的一種

1.4初步了解現(xiàn)代機械設計

傳統(tǒng)的機械設計主要依靠試驗，通過歸納總結(jié)的方法獲得設計參數(shù)

和經(jīng)驗公式，然后創(chuàng)建出機械的模型。

現(xiàn)代機械設計中，使用的設計手段更加豐富，產(chǎn)品的更新周期更短,

主要特點：

-重視產(chǎn)品的創(chuàng)新性

-先進設計手段的采用

1.5學習本課程的目的

學習本課程的基本方法

努力領會課本上所講述知識的內(nèi)涵。

隨時觀察周圍的事物，把書木上的知識與實踐相結(jié)合，將理論和實

踐融會貫通。

利用課余時間學習一些現(xiàn)代設計方法，比如CAD軟件的使用，然后

根據(jù)身邊的事物從事簡單的設計工作，并在設計中勇于加入自己的創(chuàng)新

思想。

本課程理論與實際聯(lián)系比較密切，重視生產(chǎn)實習、實驗和參觀。

三、課堂總結(jié)（4'）

本堂課重點通過舉例講解了機械的組成，通過視頻初步的了解現(xiàn)

代機械的設計過程，介紹了學習本課程的目的。

四、作業(yè)布置（D

P103、4

五、課堂后記

第一章的習題答案

觀察你身邊的事物，尋找“力”的影子。

答：電線桿的受力，自行車的鏈條鏈輪的受力，汽車的轉(zhuǎn)軸等。

觀察你使用的自行車，看看動力是怎么傳遞的？

答：通過鏈條鏈輪傳遞動力和運動的。

拆開一個舊鐘表，看看機構(gòu)是怎么工作的？

答：主要是輪系的傳遞。

想想怎樣學好“機械基礎”這門課程？

答：努力領會課本上所講述知識的內(nèi)涵。同學之間多討論，有疑問

勇于向老師請教，帶著興趣去學習。

隨時觀察周圍的事物，把書本上的知識與實踐相結(jié)合，將理論和實

踐融會貫通，這有助于更好地掌握這些理論知識。

利用課余時間學習一些現(xiàn)代設計方法，比如CAD軟件的使用，然后

根據(jù)身邊的事物從事簡單的設計工作，并在設計中勇于加入自己的創(chuàng)新

思想。

本課程理論與實際聯(lián)系比較密切，學習時要堅持理論聯(lián)系實際的原

則，注意與實習相結(jié)合，重視生產(chǎn)實習、實驗和參觀

一、課前引入（53

復習1、機械的概念

2、機械中的力學

二、講授新課（80'）

?、靜力學基礎

列舉生活實例：

1、當小球在細繩的牽引下旋轉(zhuǎn)時，其運動方向時刻都在發(fā)生改變。

2、彈簧在重物的作用下會伸長，重物撤銷后又會自動恢復原長

3、當推力用力點在中間時，木塊向前移動；而當推力用力點在上端

時，木塊可能翻倒。

從以上實例推出力的基本概念

A、力是物體間的相互作用。

B、力對物體的效應是使物體的運動狀態(tài)發(fā)生變化或使物體發(fā)生變

形。

C、力對物體的效應取決于力的大小、方向和作用點，即力的三要素。

二、力的基本定理

1、剛體：剛體是指在力的作用下不變形的物體。

2、受力平衡：如果物體在力的作用下，其運動狀態(tài)不發(fā)生改變。

3、力的可傳性：作用于剛體上的力可沿其作用線移動到該剛體上任

一點，而不改變此力對剛體的作用效果。

FF

B=A

AB

HD~~

////////////////////////////////

4、力的平行四邊形法則

作用于物體上同一點的兩個力的合力也作用于該點，且合力的大小和

方向可用以這兩個力作用線為鄰邊所作的平行四邊形的對角線來確定。

兩物體間相互作用的力總是同時存在，并且兩力等值、反向、共

線，分別作用于兩個物體。這兩個力互為作用與反作用的關系。

二、約束和約束反力

1、一個物體的運動受到周圍其他物體的限制，這種限制條件稱為

約束。

例1：判斷鏈條AB和AC的受力。

例2：思考圖中球的受力和桿的受力。

例3：曲柄與連桿用銷聯(lián)接，連桿與活塞也用銷聯(lián)接，思考兩個銷

的受力情況是否相同。

例4：思考圖中車床上的刀架對車刀的約束情況。

通過以上各種約束實例得出小結(jié):

1、柔性約束是限制物體沿柔索伸長方向運動，只能給物體提供拉

力。

2、光滑接觸面約束力的作用線，沿接觸面公法線方向，指向被約

束物體，恒為壓力。

3、較鏈約束：

A、較鏈約束：固定較鏈約束反力的方向隨轉(zhuǎn)動零件所處的位置的

變化而變化，通?？捎脙蓚€相互垂直的分力表示，約束反力的作用線必

定通過錢鏈的中心。

B、活動較鏈在不計摩擦的條件下，支座只能限制構(gòu)件沿支承面垂

直方向的運動，故活動較鏈支座的約束反力必定通過較鏈中心，并與支

承面相垂直。

4、固定端約束可阻止被約束物體作任何移動和轉(zhuǎn)動，所以除存在

互相垂直的約束反力外，還存在一個阻止其轉(zhuǎn)動的力偶矩。

三、課堂總結(jié)（4'）

本堂課重點是要掌握力的6個基本定理，區(qū)別二力平衡和作用力

與反作用力，各種約束反力的畫法，要能很好的區(qū)別各種約束的特點和

他們的約束反力的應用。

四、作業(yè)布置（T）

P411、2

五、課堂后記

一、課前引入（5'）

復習1、力的基本定理？（六個基本定理）

2、各種約束類型以及各種約束反力的畫法

二、講授新課（80'）

一、力矩與力偶

1、在力學上以乘積廠"作為度量力/使物體繞。點轉(zhuǎn)動的效果的物

理量，稱為力/對。點之矩，簡稱力矩，表示為：M)(Q=±R/。其中，0

點稱為力矩中心，簡稱矩心；。點到力尸作用線的垂直距離稱為力臂。

正負號說明力矩的轉(zhuǎn)向，規(guī)定力使物體繞矩心作逆時針方向轉(zhuǎn)動時，力

矩取正號，反之取負號，力矩的單位常取N?m或kN?m.

例：扳手擰緊物體

2、一個力系的合力對某點的矩等于該力系中各分力對該點的矩作用

效果之和，此為合力矩定理。

例：一對齒輪嚙合受力分析：(在上圖)

3、在力學中，用力偶中的任一力的大小尸與力偶臂d的乘積再冠以

相應的正負號，作為力偶使物體產(chǎn)生轉(zhuǎn)動效應的度量，稱為力偶矩。記

作：F')=M=+Fd.

例：轉(zhuǎn)動方向盤

4、力偶的等效處理

5、力可以平行移動到剛體內(nèi)任意點。，但是，平移后必須附加一個

力偶，其力偶矩的大小等于原力對。點的力矩值。

叫廣）

（a）m不

⑹（C）

二、物體的受力分析和受力圖

畫受力圖的步驟一般如下。

A、確定研究對象，取分離體。

B、在分離體上畫出全部主動力。

C、在分離體上畫出全部約束反力。

1、例：畫出凸輪機構(gòu)中的推桿的受力圖

r

lb

?1

2、例：重量為G的球用繩掛在光滑的鉛直墻上，畫出此球的受力圖。

三、課堂總結(jié)（43

重點分析了力矩和力偶的定義，以及大小的表達方式，和正負號

的規(guī)定，分析了力偶的等效，力的平移要附加力偶的原理，同時要掌握

物體的受力分析和受力圖。

四、作業(yè)布置（T）

P413,4

五、課堂后記

一、課前引入（5'）

復習：1、力矩和力偶的特點及應用

2、公式〃（向=±R7應用及正負號的確認

3、畫受力圖的?般步驟

二、講授新課（80'）

一、材料力學概論

在靜力學部分，研究物體所受外力時，把物體當做不變形的剛體，而

實際上真正的剛體并不從在，一般物體在外力的作用下，其幾何形狀和

尺寸均要發(fā)生變法。

1、構(gòu)件正常工作的基本要求:

A、足夠強度；b、足夠剛度；c、足夠的穩(wěn)定性

2、變形固體及基本假設

-均勻性假設

-連續(xù)性假設

二、拉伸與壓縮

1、受力特點：外力的作用線與桿軸線重合，桿件的軸向長度發(fā)

生伸長或縮短。

例：思考懸臂吊車中拉桿的受力情況及其變形特點。

由于變形引起的物體內(nèi)部的附加力。物體受外力作用后，山于變形,

其內(nèi)部各點均會發(fā)生相對位移，因而產(chǎn)生相互作用力。

3、求解內(nèi)力的基本方法

內(nèi)力的確定----截面法（基本方法）

A、截開一欲求哪個截面的內(nèi)力，就假想的將桿從此截面截開，桿分

為兩部分。

B、代替一取其中一部分為研究對象，移去另一部分，把移去部分對

留下部分的相互作用力用內(nèi)力代替。

C、平衡一利用平衡條件，列出平衡方程，求出內(nèi)力的大小。

舉例：軸向拉壓桿的內(nèi)力

1.外力——F

2.內(nèi)力--Fx（軸力）

7

（1）軸力的大?。海ń孛娣ù_定）

①截開。

②代替，用內(nèi)力代替。

③平衡，EX=O,F「F=O,%=F。

（2）軸力的符號規(guī)定：原則一根據(jù)變形

拉伸一拉力，其軸力為正值。方向背離所在截面。

壓縮一壓力，其軸力為負值。方向指向所在截面

(3)軸力圖：軸力沿軸線變化的圖形

①取坐標系

②選比例尺

③正值的軸力畫在X軸的上側(cè)，負值的軸力畫在X軸的下側(cè)。

I*

(4)軸力圖的意義

①反映出軸力與截面位置變化關系，較直觀；

②確定出最大軸力的數(shù)值及其所在橫截面的位置，即確定危險截面位

置，為強度計算提供依據(jù)。

(5)注意的問題

A、在截開面上設正的內(nèi)力方向。

B、采用截面法之前，不能將外力簡化、平移。

例：如圖所示，已知M=20kN,9=8kN,用=10kN,試用截面法求圖示

桿件指定截面1T、2-2、3-3的軸力，并畫出軸力圖。

解：

1.外力項、內(nèi)、用、用將桿件分為AB、BC和CD段，取每段左邊

為研究對象，使用截面法依次求得各段軸力為

2.7=Nl=/;2=8kN

/N2=/:2-M=-12kN

/^3=及+丹-Al=-2kN

3.最后畫出軸力圖，如圖2-37所示。其中，求解出來的負號代表

力的方向與所設方向相反。

三、應力

1、桿件受力的強弱程度，不僅與內(nèi)力大小有關，還與桿件的截面積

大小有關，因此工程上常用單位面積上內(nèi)力的大小來衡量構(gòu)件受力的強

弱程度.

Z

B=A

2、許用應力：為了保證拉（壓）構(gòu)件使用安全，必須使其最大應力

不超過材料在拉伸（壓縮）時的許用應力，即

例：有一根鋼絲繩，其橫截面面積為0.725cm）受到3000N的拉力，

其鋼絲繩的許用應力為50MPa,試求鋼絲繩的應力是多少，鋼絲繩會不

會拉斷？

解：法3000N

A=O.725cmJO.725X10'm2

貝Ub="=-------3000--=41.38MPa<|b]=5OMPa

A0.725xIO-4

結(jié)論：鋼絲繩不會拉斷.

三、課堂總結(jié)（4'）

重點分析了內(nèi)力的求解方法（截面法）和應力公式的定義和應用,

對強度條件的理解。

四、作業(yè)布置（T）

P415、6

五、課堂后記

一、課前引入（5'）

復習：作業(yè)分析，提出作業(yè)中從在的問題和解決辦法。同時復

習，拉伸和壓縮是時的變形特點以及內(nèi)力和應力的求解方法。

二、講授新課（80'）

（-）剪切與擠壓

舉例：剪切鋼板：在鋼板上沖圓孔；兩塊鋼板用鉀釘相連接；兩塊

鋼板用焊縫相連接。

二、剪切的概念

受力特點：作用于構(gòu)件兩側(cè)面上的外力合力大小相等，方向相反,

且作用線相距很近。

變形特點：兩力之間相鄰截面發(fā)生相對錯動。

剪切面：相對錯動的面。

三、剪切與擠壓的強度計算

1、外力:Fo

F

in-.in

F

2、內(nèi)力：（截面法）剪力Fs=F。

3、應力：實用切應力，名義切應力（剪應力）

假設一一剪切面上只存在切應力，而且其分布是均勻的。

方向：同剪力的方向。

4、強度計算

A、強度條件：r=^<[r]

A

B、許用切應力：卜]="町、=塌

nA

C、強度計算：⑴校核強度，⑵設計截面，⑶確定外荷載。

四、擠壓的實用計算

1、擠壓——構(gòu)件之間相互接觸表面產(chǎn)生的一種相互壓緊的現(xiàn)象。

2、擠壓面一一相互壓緊的表面。其面積用AM表示。

3、擠壓力——擠壓面上的力。用丁表示。

4、擠壓應力一一擠壓面上的壓強。用。b,表示。

五、擠壓應力的確定（實用的擠壓應力，名義擠壓應力）

假設：擠壓面上只存在擠壓應力，且擠壓應力分布均勻。

6，，=先7向：垂直于擠壓面。

六、強度計算：

1、強度條件：

2、強度計算：⑴校核強度，⑵設計截面尺寸，⑶確定外荷載。

七、擠壓面面積的確定

1、實際的擠壓面為平面時一一按實際平面面積計算。

2、實際的擠壓面為半圓柱型表面時——按其對應的直經(jīng)平面計算。

2、擠壓的強度計算：

3、軸向拉伸的強度計算:cr=?W⑸

三、課堂總結(jié)（4‘）

重點分析了剪切的受力特點和變形特點，同時要求同學們能夠很

好的應用應力公式進行強度校核。

四、作業(yè)布置（T）

P417,8

五、課堂后記

一、課前引入（5'）

復習：1、剪切與擠壓的受力特點和變形特點，

2、利用截面法求解剪應力和擠壓應力的方法

二、講授新課（80'）

圓軸扭轉(zhuǎn)

一、外力：m（外力偶矩）

已知：功率P千瓦（KW）,轉(zhuǎn)速n轉(zhuǎn)/分（r/min；rpm）。

外力偶矩：=9549-（N-m）

mn

二、內(nèi)力

2、內(nèi)力的符號規(guī)定：以變形為依據(jù)，按右手螺旋法則判斷。右手的

四指代表扭矩的旋轉(zhuǎn)方向，大拇指代表其矢量方向，若其矢量方向背離

所在截面則扭矩規(guī)定為正值，反之為負值。

3、注意的問題

（1）、截開面上設正值的扭矩方向。

(2)、在采用截面法之前不能將外力簡化或平移。

4、內(nèi)力圖(扭矩圖)：表示構(gòu)件各橫截面扭矩沿軸線變化的圖形。

作法：同軸力圖。

［例］已知：一傳動軸，/?=300r/min,主動輪輸入P.=500kW,從動

輪輸出Pz=150kW,P:s=150kW,P,=200kW,試繪制扭矩圖。

1、圓軸線一一形狀、大小、間距不變，各圓周線只是繞軸線轉(zhuǎn)動了

一個不同的角度。

2、縱向線一一傾斜了同一個角度，小方格變成了平行四邊形。

（實心截面）（空心截面）

圓軸扭轉(zhuǎn)時的強度計算

1、強度條件：

2、強度計算：

[ax=L4⑶

1）校核強度；%.實:應）3/16

萬力3I

2）設計截面尺寸；空：

，一m116J

3）確定外荷載匕團=m

三、課堂總結(jié)（4'）

本堂課重點分析圓軸扭轉(zhuǎn)的受力特點和變形特點，同時分析用截

面法求解扭轉(zhuǎn)內(nèi)力的方法，圓軸扭轉(zhuǎn)時的強度計算。

四、作業(yè)布置（D

P419、10

五、課堂后記

一、課前引入（5'）

復習：1、扭轉(zhuǎn)的受力特點和變形特點；

2、扭轉(zhuǎn)變形的強度計算和強度條件公式

二、講授新課（80'）

直梁彎曲

（一）、簡化的原則：便于計算，且符合實際要求。

（二）、梁的簡化：以梁的軸線代替梁本身。

（三）、荷載的簡化：

1、集中力一一荷載作用的范圍與整個桿的長度相比非常小時。

2、分布力一一荷載作用的范圍與整個桿的長度相比不很小時。

3、集中力偶（分布力偶）一一作用于桿的縱向?qū)ΨQ面內(nèi)的力偶。

（四）、支座的簡化：

1、固定端——有三個約束反力。

2、固定較支座——有二個約束反力。

Fa-FK-Fi

內(nèi)力的方向確定

彎曲變形特點：

1、橫向線仍為直線，只是相對變形前轉(zhuǎn)過了一個角度，但仍與

縱向線正交。

2、縱向線彎曲成弧線，且靠近凹邊的線縮短了，靠近凸邊的線

伸長了，而位于中間的?條縱向線既不縮短，也不伸長。

梁的純彎曲

1、由平面假設可知，純彎曲時梁橫截面上只有正應力而無切應力。

2、由于梁橫截面保持平面所以沿橫截面高度方向縱向纖維從縮短

到伸長是線性變化的，因此橫截面上的正應力沿橫截面高度方向

也是線性分布的。

3、以中性軸為界，凹邊是壓應力，使梁縮短；凸邊是拉應力，使梁

伸長。橫截面上同一高度各點的正應力相等，距中性軸最遠點有

最大拉應力和最大壓應力，中性軸上各點正應力為零。

在彈性范圍內(nèi)，梁純彎曲時橫截面上任意一點的正應力為:

b=

梁在彎曲時的正應力分布

六、物體組合變形

1、構(gòu)件的拉壓、剪切、扭轉(zhuǎn)、彎曲為基本變形，在工程實際中,

有許多構(gòu)件在載荷作用下，常常同時產(chǎn)生兩種或兩種以上的基本變形,

這種情況稱為組合變形。

七、壓桿穩(wěn)定

1、細長桿在壓力的作用下會失去平衡。

例：細長桿失穩(wěn)

細長直桿在較大的壓力作用下，可能突然由直線變成曲線，這是

喪失穩(wěn)定性。

例：受壓的薄壁容器

受壓的薄壁容器，在較大的外壓作用下，可能突然變扁。這個現(xiàn)象

稱為喪失穩(wěn)定性。

三、課堂總結(jié)(4')

本堂課重點分析彎曲變形的強度計算和強度校核

四、作業(yè)布置(D

P4211,12

五、課堂后記

第2章工程力學基礎-一習題答案

1、力是物體之間相互的機械作用，這種作用使物體的機械運動狀態(tài)

發(fā)生變化以及使物體發(fā)生變形。

影響三要素：力的大小、方向、作用點。

2、(a)Fl(b)0(c)Fsin91

6、材料力學主要研究物體在外力的作用下，其幾何形狀和尺寸發(fā)生

的變化，

即研究構(gòu)件的變形問題以保證和滿足機械構(gòu)件工作的安全要求及合

理性。

7、拉壓、剪切、扭轉(zhuǎn)、彎曲等基本變形。

8、o=N/A=170000/[nt(55/2)2]=72MPa<[o]=80MPa

9,剪切應力T=Fs/A=400000/[n(20/2)2>127MPa

拉壓應力?！?Fj，/Aj，=40000/(2*2*15)=66.7Mpa

10、軸小端：MA+M小湍=0

可得M小端=-MA=-600N.m

T的小制="1，卜端/30=-6OO/(le/R)

Ie=nD'/32

T小端=46.875MPaW60MPa

軸大端：MB+M大輸=0

可得M人端=-MB=-1500N.m

T軸大端=M大域/3戶-1500/(le/R)

Ie=nD'/32

t不蝶=21.87MPaW60MPa

11、A,C圖正確。

12、構(gòu)件在載荷作用下保持其原有平衡形態(tài)的能力稱為構(gòu)件的穩(wěn)定

性。

提高壓桿穩(wěn)定性，可適當減少桿長度，增大桿直徑，選用較好的桿材

料。

一、課前引入（5'）

1、復習工程力學中各種變型的受力特點和變形特點，應力公式的應

用和根據(jù)強度條件求解三個工程問題的實例。2、分析學生的作業(yè)情況。

二、講授新課（80'）

第三章常用機構(gòu)

思考下列圖形的運動形式，觀察滑塊與機架，兩齒輪的接觸形式有

什么不同？

低副（曲柄滑塊機構(gòu)）高副（齒輪副）

（-）、運動副及其分類

運動副：將兩個構(gòu)件組成的既具有一定約束又具有一定相對運動的

聯(lián)接。

兩構(gòu)件組成的運動副，是通過點、線或面接觸來實現(xiàn)的。

按照接觸方式不同，通常把運動副分為低副（如曲柄滑塊機構(gòu)）和

高副（齒輪副）兩類。

低副：通過面接觸而構(gòu)成的運動副稱為低副。

例如：

移動副轉(zhuǎn)動副

高副：通過點或線接觸而構(gòu)成的運動副稱為高副

其它運動副:

球血副螺旋副

注意:

1、把構(gòu)件運動副的兩構(gòu)件之間的相對運動為平面運動的運動副稱為

平面運動副（如移動副、凸輪副等都為平面運動副）。

2、兩構(gòu)件之間的相對運動為空間運動的運動副稱為空間運動副（如

球面副、螺旋副為空間運動副）

（二）平面機構(gòu)運動簡圖

研究機械的運動（例如研究機器上各點的位移、軌跡、速度和加速

度）時，如果使用實物結(jié)構(gòu)圖，不僅繪制繁瑣，而且由于圖形復雜使分

析不便。為了使問題簡化，有必要去掉那些與運動無關的因素（如構(gòu)件

的形狀、組成構(gòu)件的零件數(shù)目、運動副的具體構(gòu)造等），僅用簡單線條和

符號表示構(gòu)件和運動副，并按一定比例畫出各運動副的位置，這種說明

機構(gòu)中各構(gòu)件間相對運動關系的簡單圖形，稱為機構(gòu)運動簡圖。

繪制運動簡圖的步驟:

例：繪制內(nèi)燃機的機構(gòu)運動簡圖。

分析：此內(nèi)燃機由齒輪機構(gòu)、凸輪機構(gòu)和四桿機構(gòu)構(gòu)成，共有四個轉(zhuǎn)動

副、三個移動副、一個齒輪副和兩個凸輪高副。

?步驟：

?①選擇視圖平面。

?②選擇比例尺，并根據(jù)機構(gòu)運動尺寸定出各運動副間的相對位

置。.

?③畫出各運動副和機構(gòu)符號，并畫出各構(gòu)件。

?④完成必要的標注

內(nèi)燃機的運動簡圖

1一曲軸；2一連桿；

3—活塞；4一缸體；

5—閥桿；6—凸輪；

7,8一齒輪

三、課堂總結(jié)(4')

本堂課主要分析講解運動副的的概念及運動副的種類，要求掌握

低副，高副，球面副，螺旋副的特點和應用，同時要學會平面機構(gòu)運動

簡圖的正確畫法。掌握繪制運動簡圖的步驟。

四、作業(yè)布置(T)

P761、2

五、課堂后記

一、課前引入（5'）

1、講解作業(yè)分析作業(yè)中存在問題并提出作業(yè)要求

2、復習運動副的概念，運動副的類型，

3、講解運動簡圖的繪制方法

二、講授新課（80'）

（一）、平面連桿機構(gòu)

平面連桿機構(gòu)是由若干個剛性構(gòu)件通過轉(zhuǎn)動副或移動副聯(lián)接而成的

機構(gòu)，也稱平面低副機構(gòu)，組成平面連桿機構(gòu)各構(gòu)件的相對運動均在同

-平面或相互平行的平面內(nèi)。

主要內(nèi)容：

校鏈四桿機構(gòu)的基本形式

錢鏈四桿機構(gòu)的演化形式

（1）、四桿機構(gòu)各部分名稱：

1、機架：機構(gòu)中固定不動的構(gòu)件，例如桿

2、連架桿：與機架相連的構(gòu)件，例如桿力8和5。

3、連桿：不與機架直接相連的構(gòu)件，例如桿6a

4、曲柄：連架桿中，能作整周回轉(zhuǎn)的桿件稱為曲柄。5、搖桿：連

架桿中，只能作往復擺動的桿件稱為搖桿

律架和\

（）、根據(jù)連：弟）

2桃架

曲柄搖桿機構(gòu)

＜雙曲柄機構(gòu)

、雙搖桿機構(gòu)

(3)重點分析曲柄搖桿機構(gòu)

校鏈四桿機構(gòu)中，若兩個連架桿一個為曲柄，一個為搖桿，則四桿

機構(gòu)稱為曲柄搖桿機構(gòu)。

例1：圖所示為食品設備中的物料攪拌機構(gòu)，當曲柄旋轉(zhuǎn)時，利用

連桿上《點的運動可以實現(xiàn)物料攪0拌的要求。

例2：牛頭刨床的橫向進給時，右側(cè)小齒輪帶動

相當于曲柄的大齒輪轉(zhuǎn)動，然后通過連桿帶動帶有棘爪的搖桿作往復擺

動，從而帶動棘輪連同絲杠作單向間歇運動。所以牛頭刨車的橫向進給

機構(gòu)是由曲柄搖桿機構(gòu)與棘輪機構(gòu)串聯(lián)構(gòu)成的。

(4)、分析雙曲柄機構(gòu)

錢鏈四桿機構(gòu)中，若兩個連架桿均為曲柄，則四桿機構(gòu)稱為雙曲柄

機構(gòu)。

例1：當主動曲柄相轉(zhuǎn)動時，通過連桿BC、從動曲柄以和連桿CE,

帶動滑塊￡（篩）做水平往復移動。這里的機構(gòu)是由雙曲柄機構(gòu)添加了

一個連桿和滑塊所組成。

例2：機車車輪聯(lián)動機構(gòu)中的"成就是一個正平行四邊形機構(gòu)，主

動曲柄與從動曲柄作同速同向轉(zhuǎn)動，連桿則作平移運動。

思考：取消桿EF,對兩車輪的運動是否有影響。

（5）、分析雙搖桿機構(gòu)

錢鏈四桿機構(gòu)中，若兩個連架桿均為搖桿，則四桿機構(gòu)稱為雙搖桿

機構(gòu)。

例1：4?切為一雙搖桿機構(gòu)，當主動搖桿擺動時，從動搖桿以

也隨著擺動,從而使連桿延長線上的重!

例2：=切構(gòu)成一個雙搖桿機構(gòu)。搖桿16擺動，帶動搖桿8擺動,

使飛機輪子放下。

注意：此時46與8c連線，主動件通過連桿作用于從動件切上

的力恰好通過其回轉(zhuǎn)中心，出現(xiàn)了不能使構(gòu)件切轉(zhuǎn)動的“頂死”現(xiàn)象,

機構(gòu)的這種位置稱為死點。這時無論飛機施加在46上的力有多大，都不

能使6C轉(zhuǎn)動，保證飛機正常的著陸。

(6)、重點分析錢鏈四桿機構(gòu)存在曲柄的條件

1.最短桿與最長桿的長度之和，小于或等于其他兩桿長度之和：

2.連架桿和機架中必有一個是最短桿。

推論：

①錢鏈四桿機構(gòu)中，若最短桿與最長桿的長度之和小于或等于其

余兩桿長度之和，則取最短桿的相鄰桿為機架時，得曲柄搖桿機構(gòu)；取

最短桿為機架時，得雙曲柄機構(gòu)；取與最短桿相對的桿為機架時，得雙

搖桿機構(gòu)。②較鏈四桿機構(gòu)中，若最短桿與最長桿的長度之和大于其余

兩桿長度之和，則不論取何桿為機架時均無曲柄存在，而只能得雙搖桿

機構(gòu)。

(7)、錢鏈四桿機構(gòu)的演化形式

1、改變構(gòu)件的形狀和運動尺寸

2、改變運動副的尺寸

偏心輪的演化過程

應用實例：偏心輪機構(gòu)的應用一鄂式破碎機：

鄂式破碎機鄂式破碎機運動簡圖

3、選用不同的構(gòu)件為機架

曲柄滑塊機構(gòu)中，當將曲柄AB改為機架時，就演化為導桿機構(gòu)。

導桿機構(gòu)

曲柄滑塊機構(gòu)中，當將連桿BC改為機架時，就演化為曲柄搖桿

機構(gòu)。

曲柄搖桿機構(gòu)

曲柄滑塊機構(gòu)中，當將滑塊C改為機架時，就演化為直動滑塊機構(gòu)。

小結(jié)：

‘曲柄搖桿機構(gòu)

銃鏈四桿機

平雙曲柄機構(gòu)

構(gòu)（全轉(zhuǎn)

面

動副）、雙搖桿機構(gòu)

四

桿

機'曲柄滑塊機構(gòu)

構(gòu)含有移動副