中职学校《机械基础》第一学期全套电子教案(含教学进度计划)(配套教材：高教版中职统编)云天课件

1、 中等职业学校备课教案机械基础（2学期共160学时）第一学期教案（80学时）科目 机械基础 教师 专业 机械加工、数控加工 班级 二O 年 期 第一学期 教学进度计划（80学时）教学时间教学内容备注周节章节主要教学内容1 4 012机械的组成机械零件的材料、结构和承载能力240131机械零件的摩擦、磨损和润滑极限与配合（一、二）3411极限与配合（一、二）极限与配合（三）4412几何公差第1章小结、习题课542123力的概念与基本性质力矩、力偶与力的平移约束、约束反力、力系和受力图的应用64234约束、约束反力、力系和受力图的应用平面力系的平衡方程及应用7424平面力系的平衡方程及应用第2章小

2、结、习题课843123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直杆轴向拉伸与压缩时的强度计算943345直杆轴向拉伸与压缩时的强度计算连接件的剪切与挤压圆轴的扭转10436直梁弯曲及组合变形1143471压杆稳定、交变应力与疲劳强度第3章小结、习题课五一节124412金属材料的性能黑色金属材料134423黑色金属材料*铁碳合金相图相图可不要求14444钢的热处理1544567有色金属非金属材料材料选择及运用第4章小结、习题课164512键连接及销连接螺纹连接174523螺纹连接弹性连接弹性连接可不要求184104联轴器与离合器第5章小结、习题课194期末复习204期末考试

3、小计80 （配套课件已上传百度文库）章节 緒 论 第一节 机械的组成 第二节 机械零件的材料、结构和承载能力备注教学目的知识目标1、了解机器的定义及机器的组成2、了解常用工程材料的用途及对零件对材料的一般要求。课型新授课技能目标能判别常见机器的类型，对工程材料有简单认识。学时3日期情感目标激发学生对专业的热爱，培养对机械基础学科的学习兴趣教学资源多媒体课件、模型机零实物重点机器的定义及组成难点材料类别、零件的强度问题教学方法演示法讲授法教 学 过 程教学引导教师自我介绍：导入新课： 你能说出你见过什么样的机器吗？ 机器是人们根据使用要求而设计的一种执行机械运动的装置。绪论第一节 机械的组成一、

4、机器的组成 机器： 是人们根据使用要求而设计的一种执行机械运动的装置。 机器用来传递能量、物料与信息，以代替或减轻人的劳动。 机械： 是机器与机构的总称。 机器用来传递能量、物料与信息，以代替或减轻人的劳动。 机器的定义： （1） 是人工的实物组合；（2） 各部分之间有确定的运动关系；（3） 能实现功能转换。 机器的组成： 动力部分、传动部份、执行部份及控制部分。二、机器的结构 机器 由若干机构组成； 机构 由若干构件组成，能实现功能转换； 构件 由若干零件组成；是机器中最小的运动单元。 零件 是机器中最小的制造单元。三、机械的类型 机器的类型： 种类繁多，应用广泛。 主要分类有： 教材分类：

5、 动力机械、加工机械、运输机械、信息机械等。 按行业分还有工程、矿山、建筑、化工、食品、农业、医疗机械等等。第二节 机械零件的材料、结构和承载能力一、零件的常用材料及选用 1.常用材料 主要分类有： 钢、铸铁、有色金属、非金属材料。 2.材料的选用原则 使用要求、工艺要求和经济性。 1） 使用要求 零件有工作要求和受载的要求，有零件尺寸、质量的限制，还有重要程度不同。 2）工艺要求 工艺性： 材料能适应相关加工方法的能力。 3）经济性 零件还必需满足以济性要求。二、零件的结构工艺性 零件的结构工艺性： 在一定生产批量和制造条件下，零件结构能否用最经济的方法制造出来并符合设计要求的能力。 零件的

6、结构要照顾以下方面： 加工方便、省材、节约工时、降低成本、保证质量、满足结构工艺要求。三、机械零件的标准化、系列化和通用化 机械零部件的标准化， 是指将产品的形式、材料、尺寸、参数、性能等，以国家标准给予统一规定并实施。 机械零部件的系列化， 是指对同一种零部件，在相同的基本结构和基本尺寸下，规定不同的规格，以满足多样化的规程需求。 机械零部件的通用化， 是指某一标准化产品，能适应不同规格的同一产品，甚至不同规格的产品都能采用同一零部件。四、零件的强度 零件的失效： 机械零件因丧失工作能力或达不到要求的性能而成为报废品。 零件失效的主要形式：强度破坏、变形、磨损、精度丧失等等。 1. 载荷 载

7、荷的形式： 静载荷： 载荷的大小和方向不随时间变化（或缓慢变化）的载荷。 动载荷： 载荷的大小和方向随时间变化的载荷。 动力机输出的转矩： 名义转矩 实际转矩 2. 应力 应力： 材料单位横截面上的内力。单位： N/m2是衡量零件受力的重要参数。 应力的形式： 静应力 循环应力 3. 强度 强度类型： 静强度与疲劳强度；体积强度与表面强度。 静强度： 在静应力作用下的材料抵抗断裂或可塑性变形的能力。 塑性材料的强度条件： 脆性材料的强度条件：组织教学：清点人数，整顿秩序想一想 下列产品那些可称为机器？课堂练习与评价： 1. 判别常见机器的类型。 2. 判别常见机器零件的类型。 练习册：P.1，

8、第1节作业题中选择课外作业： 练习册：P.1，第1节课堂小结： 机器主要由动力部分、传动部分、执行部分和控制部分所组成。机构是用于传递运动和动力的构件系统。机构和机器总称为机械。机械按照用途可分为动力机械、加工机械、运输机械和信息机械等。零件是机械制造的单元；构件是机械运动的单元。 机械零件的强度，根据工作条件可分为静强度和疲劳强度；根据破坏形式和分为体积强度和表面强度。选择机械零件的材料时主要考虑使用要求、工艺要求和经济性。影响机械零件结构工艺性的因素包括毛坯准备、机械加工、装配维修等各方面。教学反思：章节第三节 机械零件的摩擦、磨损和润滑备注知识目标了解机械零件的摩擦、磨损和润滑的一般常识

9、课型新授课技能目标识别机械中的摩擦种类能描述机械零件磨损的特征学时3时期情感目标在机械入门学习中，培养学生对机械专业的兴趣。教学资源多媒体课件模型机零实物重点磨损和润滑的一般常识难点磨损和润滑的一般常识教学方法演示法讲授法练习法教 学 过 程教学引导复习提问： 1. 机器判别 2. 机器组成导入新课： 描述齿轮工作状态，引入摩擦、磨损和润滑。第三节 机械零件的摩擦、磨损和润滑 摩擦 在正压力作用下，相互接触的物体表面间有相对运动（或其趋势）时，在接触表面上就会产生抵抗运动的阻力，这一自然现象被称为摩擦，阻力叫作摩擦力。 磨损 摩擦体接触表面的材料在相对运动中因机械作用或化学作用产生的不断损耗的

10、现象。 润滑 向摩擦磨损表面加注润滑剂，以降低摩擦阻力和减轻磨损，以提高机器的使用性能、延长机器的使用寿命，并降低能耗。一、机械中的摩擦 1. 干摩擦 摩擦副不加润滑剂时的摩擦。 2. 边界摩擦 摩擦副表面有一层较薄的润滑剂膜时的摩擦。 3. 液体摩擦 摩擦副加入一定压力的润滑油，摩擦副表面被一层有压力有强度的油膜完全隔开的摩擦。 4.混合摩擦 介于干摩擦与液体摩擦之间的摩擦（主要是液体摩擦）。二、机械中的磨损 影响磨损的因素： 主要是摩擦，还有其它如腐蚀等因素，磨损量随时间增加，软材比硬材磨损量大。 1. 磨损的类型 （1）粘附磨损 （2） 磨粒磨损 （3）表面疲劳磨损（点蚀） （4）腐蚀磨

11、损 2. 磨损过程（规律） 磨损规律： 机械零件典型的磨损分为磨合磨损、稳定磨损、剧烈磨损三个阶段。 磨合阶段：稳定磨损阶段：剧烈磨损阶段： 三、机械中的润滑 润滑的作用：降低摩擦、磨损，防锈、冷却、缓冲吸振、密封。润滑的形式： 1. 流体润滑 2. 弹性流体动力润滑 3. 边界润滑 4. 混合润滑 第四节 本课程的学习任务和要求 课程性质： 中等职业学校机械大类的一门专业基础课程，也是专业核心课程之一。 学习目标： 1. 知识目标 2. 技能目标 3.情感态度目标组织教学：清点人数，整顿秩序课堂练习与评价： 练习册：P. 2第2节作业题中选择 课外作业：练习册：P. 2第2节课堂小结： 摩擦

12、（干摩擦、边界摩擦、液体摩擦和混合摩擦）是两相互接触的物体有相对运动或相对运动趋势时，在接触处产生阻力的现象，磨损是摩擦的结果，润滑是降低摩擦、减少磨损的重要措施。 本课程的课程性质： 中等职业学校机械大类的一门专业基础课程，也是专业核心课程之一。本课程的学习目标：1. 知识目标2. 技能目标3.情感态度目标教学反思：章节第一章 机械零件的精度 第一节 极限与配合（一、二）备注教学目的知识目标理解互换性的概念、公差配合国家标准课型新授课技能目标能正确计算尺寸公差问题、画出公差带图学时4 日期情感目标养成遵守国家标准的习惯教学资源多媒体课件模型机零实物重点公差配合国家标准难点公差配合国家标准中的

13、大量概念、符号教学方法演示法讲授法练习法教 学 过 程教学引导导入新课: 观察零件图中的尺寸标注，引出尺寸精度问题。 第一节 极限与配合一、 互换性与标准化 1. 完全互换和不完全互换 互换性： 是指从一批相同的零件中任取一件， 不经修配就能装配到机器或部件中， 并满足产品的性能要求。互换性类别： 互换性作用： 方便设计、组织生产、维修。 2. 标准化 标准化： 制订、贯切、完善标准，促进经济发展的过程。 标准化是实现互换性的提前。 二、 尺寸精度（一）孔和轴 1. 孔 通常是指工件的圆柱形内表面，也包括非圆柱形内表面 (由两平行平面或切面形成的包容面) 。孔径用大写字母L 表示。 2. 轴

14、通常是指工件的圆柱形外表面，也包括非圆柱形外表面 (由二平行平面或切面形成的被包容面) 。孔径用小写字母l 表示。（二）尺寸 尺寸 用特定单位表示长度值的数字。在机械制造中一般常用毫米 (mm) 作为特定单位。 1. 公称尺寸 (孔L 、轴l ) 根据使用要求，经过强度、刚度计算和结构设计而确定的，且按优先数系列选取的尺寸。 2. 实际尺寸 加工后通过测量得到的。 (孔La 、轴la ) 3. 极限尺寸： 允许尺寸变化的两个界限值。极限尺寸是以基本尺寸为基数来确定的。 最大极限尺寸 (孔Lmax 、轴lmax ) 最小极限尺寸 (孔Lmin 、轴lmin )（三）偏差、公差和公差带 1. 偏差

15、： 某一尺寸减其公称尺寸所得的代数差。 注： 偏差是代数差，可“+”、可“”、可为0；正、负号不可省略。 （1）上极限偏差(ES、 es)最大极限尺寸减其公称尺寸所得的代数差。 （2）下极限偏差(EI、 ei)最小极限尺寸减其公称尺寸所得的代数差。 极限偏差尺寸标注为： （3）实际偏差(Ea、 ea)实际尺寸减其基本尺寸所得的代数差。 2. 尺寸公差 （简称公差）：是指允许尺寸变动的量。 即：公差最大极限尺寸 - 最小极限尺寸； 或：公差上极限偏差-下极限偏差 孔的公差 Th = Lmax- Lmin =ES - EI 轴的公差 Ts = lmax- lmin =es - ei 注： 公差以绝

16、对值定义，没有正负含义，公差不能取零值。 3. 公差带、公差带图和基本偏差 尺寸公差带： 用两平行直线表示的尺寸两极限偏差或两极限尺寸所限定的一个区域。 公差带图： 尺寸公差带的图解方式。 基本偏差： 最靠近零线的那个极限偏差。即基本偏差是上、下极限偏差当中的一个，用以确定公差带的位置。（四）极限制 国标规定： 尺寸公差带由标准公差系列和基本偏差系列决定。这样：公差带有两个基本参数，即公差带的大小与位置。 公差带的大小由标准公差系列决定，公差带的位置由基本偏差系列决定。 1. 标准公差系列 标准公差： 国家标准极限与配合 中所规定的任一公差。（标准公差数值表见书 P.17 表11） 公差等级（

17、IT） 确定尺寸精确程度的等级。国家标准设置了20个公差等级。 基本尺寸分段同一公差等级的标准公差数值，随公称尺寸的增大而增大，但在同一尺寸分段内不变。 2. 基本偏差系列 基本偏差： 国家标准极限与配合 中所规定的，用以确定公差带相对于零线位置的上极限偏差或下极限偏差。 基本偏差一般为靠近零线的那个极限偏差，也就只能是上、下偏差当中的一个。基本偏差代号 ： 国标规定，孔、轴各有28种基本偏差位置。 基本偏差系列的特点 ： 对孔， AH段，公差带在零线上方，基本偏差是下偏差； JZC段，公差带在零线的下方，基本偏差是上偏差。 对轴， ah段，公差带在零线下方，基本偏差是上偏差， jzc段，公差

18、带在零线上方，基本偏差是下偏差。 注意：基准孔H与基准轴h，其基本偏差为0.，JS (js) ，公差带对称于零线，基本偏差为上偏差或下偏差。 基本偏差数值：查表 3. 公差带代号及其标注 公差带的三种表示法： 公差带代号解释举例：公称尺寸为20mm，基本偏差代号为 g , 标准公差等级为 6级的轴。 4. 线性尺寸的未注公差 线性尺寸未注公差不是没有公差，而是在车间普通工艺条件下，机床设备一般加工能力可保证的公差。在正常维护和操作情况下，它代表经济加工精度。 适用范围：既适合于金属切削加工的尺寸，也适用于一般冲压加工的尺寸，非金属材料和其他工艺方法加工的尺寸也可参照采用。国家标准规定线性尺寸的

19、一般公差适用于非配合尺寸。 未注公差等级与数值： f（精密级）、 m（中等级）、 c（粗糙级）和v（最粗级）。 组织教学：清点人数，整顿秩序 课堂练习与评价： 1. 2. 例：画尺寸 的公差带图。 3. 例： 18， IT6级，查表求公差。 4. 例： 确定轴 30 f7 的极限偏差和极限尺寸。 练习册：P.4第1、2节作业题中选择 课外作业：练习册：P.4第1、2节课堂小结： 有关互换性的概念、偏差与公差的概念及区别、公差带的组成（标准公差与基本偏差），能进行公差带的简单计算和判断。公差带代号的识读。教学反思：章节 第一节 极限与配合（三）备注教学目的知识目标理解配合的概念、配合性质、特点及

20、应用课型新授课技能目标能进行相关配合方面的计算学时2日期情感目标养成遵守国家标准的习惯教学资源多媒体课件模型机零实物重点配合性质的判定及相关计算难点配合性质的判定及相关计算、综合应用问题教学法演示法讲授法练习法教 学 过 程教学引导复习提问： 1. 说说公差与偏差的区别？ 2. 怎么理解标准公差与基本偏差？ 导入新课: 孔轴组成配合时，怎么去表达不同的松紧程度？ 第一节 极限与配合 三、 配合精度（一）配合及其种类 配合： 基本尺寸相同，相互结合的孔与轴公差之间的关系。 配合种类： 配合可分为间隙配合、过盈配合和过渡配合三种 。 间隙 X ： 是指孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸之差为正。 过盈

21、Y ： 是指孔的尺寸减去相配合的轴的尺寸之差为负。 （注意：都是孔尺寸减轴尺寸） 1. 间隙配合： 具有间隙的配合（包括最小间隙为零）。孔公差带在轴公差带的上方。 最大间隙： 孔为上极限尺寸而与其相配的轴为下极限尺寸时，配合处于最松状态。 Xmax = Dmaxdmin = ESei 最小间隙： 孔为下极限尺寸而与其相配的轴为上极限尺寸，配合处于最紧状态。 Xmin = Dmindmax = EIes 2.过盈配合： 具有过盈的配合（包括最小过盈为零）。孔公差带在轴公差带的下方。 最大过盈： 孔为下极限尺寸而与其相配的轴为上极限尺寸时，配合处于最紧状态。 Ymax = Dmindmax= Ei

22、es 最小过盈： 孔为上极限尺寸而与其相配的轴为下极限尺寸，配合处于最紧状态。 Ymin = Dmaxdmin= ESei 3.过渡配合： 可能具有间隙或过盈的配合。孔公差带与轴公差带有部分重叠。 最大间隙： 孔为上极限尺寸而与其相配的轴为下极限尺寸时，配合处于最松状态。 Xmax = Dmaxdmin= ESei 最大过盈： 孔为下极限尺寸而与其相配的轴为上极限尺寸时，配合处于最紧状态。 Ymax = Dmindmax= Eies 注意： 过渡配合的最小间隙与最小过盈均为零。 4. 配合公差及配合公差带图 配合公差： 间隙或过盈的允许变动量。配合公差的大小反映出某种配合精度的高低。 (二)配

23、合制 为了以尽可能少的标准公差带形成的配合，标准规定了两种基准制：基孔制和基轴制，并优先采用基孔制。 （1）基孔制配合：基本偏差为一定（H）的孔的公差带，与不同基本偏差的轴的公差带形成各种配合的一种制度。 优先采用基孔制。基孔制中的孔是配合的基准件， EI=0, 称为基准孔。代号“H”。轴为配合轴与基准孔形成不同性质的配合。 （2）基轴制配合：基本偏差为一定（h）的轴的公差带，与不同基本偏差的孔的公差带形成各种配合的一种制度。基孔制中的轴是配合的基准件， es = 0, 称为基准轴。代号“h”。孔为配合孔与基准轴形成不同性质的配合。必要时才采用基轴制。 如：活塞销装配、滚动轴承外圈与轴承座孔的

24、装配。（三）配合代号及标注 配合代号由孔和轴的公差带代号组成，写成分数形式，分子为孔的公差带代号，分母为轴的公差带代号。凡是分子中含H的为基孔制配合，凡是分母中含h的为基轴制配合。 如 25H 7 / g6 或 其含义是：公称尺寸为 25 mm，孔的公差带代号为H7，轴的公差带代号为g6，为基孔制间隙配合。（四）标准公差等级的选择 选择原则： （1） 在满足使用要求的条件下，尽量选取低的公差等级 （2） 同等加工难度原则。由于孔比轴难于加工，相配合的孔的精度等级通常比轴低一级，这样孔与轴的加工难度就相当。如：（3） 采用类比的方法确定尺寸公差等级。根据已有的类似配合精度等级，合理选择零件尺寸的

25、精度等级。组织教学：清点人数，整顿秩序课堂练习与评价： 例：16 已知公称尺寸为30的孔和轴，孔和轴的上极限尺寸分别为30.033 mm 和29.980 mm ，下极限尺寸分别为30 mm和29.959 mm ，现测得孔和轴的公称尺寸分别为30.013 mm和29.970 mm ，试求孔、轴的极限偏差、实际偏差、公差；画出孔、轴的公差带图，判断其配合性质；求配合的极限值和配合公差。 练习册P.7第3节作业题中选择课外作业：练习册P.7第3节课堂小结： 同一极限制的孔和轴组成配合 的一种制度，称为配合制。国家标准 规定 了两种配合基准制：基孔制配合和基轴制，它们都各有间隙配合、过渡配合和过盈配合

26、三类配合。教学反思：章节 第二节 几何公差备注教学目的知识目标认识机械零件的几何公差项目及标注课型新授课技能目标能正确解读零件图上的几何公差项目的含义学时2 日期情感目标培养学生观察识别能力教学资源多媒体课件模型机零实物重点几何公差项目及标注难点几何公差项目及标注教学方法演示法讲授法练习法教 学 过 程教学引导复习提问：1、说说三种配合孔轴公差带的特征？2、为什么要优先采用基孔制？导入新课：机器零件除有尺寸精度要求以外，还要有几何形状和表面质量要求。 第二节 几何精度 尺寸误差几何（形状位置）误差表面微观几何误差加工误差几何误差： 零件表面、中心轴线等实际形状和位置偏离设计所要求的理想形状和位

27、置，从而产生误差。几何公差： （以前叫形位公差）限制几何误差的公差。几何精度的研究对象是构成零件几何特征的点、线、面，这些点、线、面统称为零件的几何要素。 一、几何要素几何精度的研究对象是构成零件几何特征的点、线、面，这些点、线、面统称为零件的几何要素。1.零件的几何要素分类二、几何公差的特征项目几何公差的项目包括形状公差、 方向公差、位置公差、跳动公差。其符号如下：1. 几何公差的标注形式几何公差代号包括： 几何公差有关项目的符号、几何公差框格和指引线、几何公差数值和其他有关符号、基准符号及基准代号。 几何公差代号包括： 几何公差有关项目的符号、几何公差框格和指引线、几何公差数值和其他有关符

28、号、基准符号及基准代号。 2. 被测要素的标注方法 被测要素：由指引线箭头所指的要素。 被测要素是组成要素时：箭头指引线要指向轮廓线或其延长线上。 被测要素是中心要素时：箭头指引线要与该要素所对应的尺寸线对齐。 3. 基准要素的标注方法 基准要素：用来确定被测要素方向或位置的要素。符号如图。 基准要素是组成要素时：箭头指引线要指向轮廓线或其延长线上。 基准要素是中心要素时：箭头指引线要与该要素所对应的尺寸线对齐。几何公差的识读：无基准格式： （被测要素） 的 （公差项目） 公差为（公差值）mm。有基准格式：（被测要素） 对基准（字母）（基准要素）的 （公差项目） 公差为（公差值）mm。组织教学

29、：清点人数，整顿秩序课堂练习与评价： 练习册P.10第4节作业题中选择课外作业：练习册P.10第4节 课堂小结： 重点是几何精度的标注与识读。包括熟悉几何公差项目符号、标注的规则、正确解读几何公差框格的含义（可套用解释格式）。难点是如何正确的表述被测要素和基准要素。教学反思：章节第一章小结、习题课备注教学目的知识目标巩固极限配合与几何公差相关国家标准课型复习课习题课技能目标能识读零件图上的尺寸公差、几何公差要求。学时2日期情感目标培养学生复习巩固知识的良好习惯教学资源多媒体课件模型机零实物重点难点教学方法归纳法练习法教 学 过 程教学引导本章小结： 互换性和标准化在现代化生产和技术进步中具有重

30、要意义。 国家标准产品几何技术规范 极限与配合规定了“标准公差系列”和“基本偏差系列”。这种经标准化的公差与偏差制度称为极限制。两种制度的结合可构成不同的孔、轴公差带。 同一极限制的孔和轴组成配合 的一种制度，称为配合制。国家标准 规定 了两种配合基准制：基孔制配合和基轴制，它们都各有间隙配合、过渡配合和过盈配合三类配合。 国家标准产品几何技术规范几何公差 形状、方向、位置和跳动公差标注规定了形状公差、方向公差、位置公差及跳动公差等四大类，共19种公差项目，以控制几何误差，保证产品的质量和互换性。组织教学：清点人数，整顿秩序课堂练习与评价： 练习册：本章习题点评课外作业：练习册：本章习题课堂小

31、结： 教学反思：章节第二章 杆件的静力分析 第一节 力的概念与基本性质 第二节 力矩、力偶与力的平移备注教学目的知识目标理解力的概念及力的基本性质及力矩、力偶的概念课型新授课技能目标能运用力的基本性质解释简单的实际问题学时3日期情感目标启发学生注意初中力学知识与本章知识的衔接教学资源多媒体课件模型机零实物重点力的基本性质难点力矩的计算教学方法演示法讲授法练习法教 学 过 程教学引导导入新课: 一般把长度大于直径 5 倍的机件称为杆件，是机械零件中比较典型的类型。机械零件受力平衡，才能保持正确的形态。本章学习静力学的基本知识，讨论物体平衡的基本规律，为分析、解决实践中的问题打下基础 第一节 力的

32、概念与基本性质一、 力的概念 力的产生条件： 是物体间的相互机械作用，这种作用使物体的运动状态或形状发生改变。 力的作用效果：运动效果： 平衡、不平衡（变速运动）； 变形效果： 变形以至破坏。 力的三个要素： 力的大小、方向和作用点。 力是矢量： 力是一个既有大小，也有方向的矢量。力的单位： N（牛顿）， KN、 MN二、力的基本性质力的基本性质，有四大公理（定律）， 是本章重要基础，高考题时有概念题出现。 （1）作用与反作用 作用力与反作用力同时存在，两力的大小相等方向相反，沿着同一直线分别作用在两个相互作用的物体上。两个力性质相同，同时产生、改变、消失。 特征： “等值、反向、共线、 异体

33、” （2） 二力平衡公理 作用于同一刚体上的两个力，使刚体处于平衡状态的充要条件是：两个力大小相等、方向相反且作用在同一条直线上。也称“二力杆”。 特征： “等值、反向、共线、 同体” 推论： 三力平衡汇交定理若刚体在三个非平行力作用下处于平衡状态，则这三个力必汇交于同一点。（3）力的平行四边形法则 作用在物体上同点的两个力，可以合成一个合力，合力的作用点仍在该点，合力的大小和方向由这两个力为边构成的平行四边形的对角线来表示，即合力为原两力的矢量和。力可以合成，也可以分解。 矢量表达式： FR= F1+F2 第二节 力矩、力偶与力的平移一、 力矩力对点的矩 力F对某点O的矩等于力的大小与点O到

34、力的作用线距离h的乘积。记作 Mo（F） Fd 式中，点O称为矩心， d称为力臂， Fd表示力使物体绕点O转动效果的大小，正负号是转动方向。 力矩的方向： 使物体逆时针方向转动的力矩为正，反之为负。力矩的单位为牛顿米（Nm） 或KNm。讨论： 力矩为0，有两种情况：一是力为0，还有就是力臂为0.二、 力偶 力偶： 大小相等、方向相反，但不作用在同一作用线上的一对平行力。注意，力偶不是二力平衡，力偶只有转动效应，而没有移动效应。力偶的三要素（1） 力偶矩的大小（2） 力偶的转向 在作用面内，顺时针、逆时针（为正）（3） 力偶作用面的方位（略）。三、 力的平移定理 作用在刚体上A点处的力F，可以平

35、移到刚体内任意点O，但必须同时附加一个力偶，其力偶矩等于原来的力F对新作用点O的矩。这就是力的平移定理。组织教学：清点人数，整顿秩序组织教学：清点人数，整顿秩序课堂练习与评价： 例：21 如图所示，物体重量为G 20KN，放在与水平面成= 30角的斜面上，试将重量 G 分解为沿斜面方向和垂直于斜面方向。 教材观察与思考： P.36 P.40 练习册：P.11第1节作业题中选择课外作业：练习册：P.11第1节课堂小结： 第一节 力的概念与基本性质一、 力的概念 力的产生条件：力的作用效果：力的三个要素：力是矢量：力的单位：二、力的基本性质 力的基本性质，有四大公理（定律）， 是本章重要基础，高考

36、题时有概念题出现。 （1）作用与反作用（2） 二力平衡公理 推论： 三力平衡汇交定理（3）力的平行四边形法则 第二节 力矩、力偶与力的平移一、 力矩 力对点的矩 Mo（F） Fd 力矩的方向：二、 力偶 力偶：力偶的三要素（1） 力偶矩的大小（2） 力偶的转向 在作用面内，顺时针、逆时针（为正）（3） 力偶作用面的方位（略）。三、 力的平移定理作用在刚体上A点处的力F，可以平移到刚体内任意点O，但必须同时附加一个力偶，其力偶矩等于原来的力F对新作用点O的矩。这就是力的平移定理。教学反思：章节第三节 约束、约束反力、力系和受力图的应用备注教学目的知识目标理解约束、约束反力、力系力的概念课型新授课

37、技能目标能正解识别约束类型、画出简单问题的受力分析图学时3日期情感目标学会对机械工程中的力学问题进行分析教学资源多媒体课件模型机零实物重点正解识别约束类型、画出简单问题的受力图难点受力分析教学方法演示法讲授法练习法教 学 过 程教学引导复习提问： 如图起重机吊起一重物，说明其中存在的作用力和反作用力与二力平衡现象，并比较二者的异同。导入新课: 构件在机器中必须按照预定规律运动，构件就不能随意乱动，这是怎么做到的哪？在机器中，就要求对构件的运动进行一定的约束。 第三节 约束、约束反力、力系和受力图的应用 一、 约束与约束力 约束： 限制物体运动的物体。例如，钢轨是火车的约束。 约束力：约束对被约

38、束体的作用力， 也叫约束反力，简称反力。 约束力的方向： 总是与其所限制的物体的运动方向或趋势相反。柔性约束光滑面约束铰链约束固定端约束约束固定铰链支座可动铰链支座约束类型： 在实际中存在着各种各样的约束，工程中一般将一些常见的约束理想化，归纳为几种基本类型，并根据各种约束的特性定性地给出其约束力的情况。 1. 柔性约束 组成： 由柔性构件对物体的约束。如绳、链条等对物体的约束。特点： 约束力通过柔性构件的中心， 约束反力方向： 总是背离物体方向的拉力。 2. 光滑面约束 组成： 由光滑接触面构成的约束。且是理想光滑的约束（忽略摩擦）。特点： 不论接触面是平面或曲面，只能限制物体沿着接触面的公

39、法线指向约束物体方向的运动。 约束反力方向： 通过接触点，沿着接触面公法线方向，指向被约束的物体，通常用N表示。3. 铰链约束 组成： 两物体分别钻有直径相同的圆柱形孔，用一圆柱形销钉连接起来，在不计摩擦时，即构成光滑圆柱形铰链约束， 约束特点： 这类约束只能确定铰链的约束反力为一通过销钉中心、而大小和方向还没有预先确定的未知力。通常此力就用两个大小未知的正交分力来表示。 （1） 固定铰链支座约束 如果连接铰链中有一个构件与地基或机架相连，便构成固定铰链支座，其约束反力仍用两个正交的分力x和y表示., （2） 活动铰链约束 在桥梁、屋架等工程结构中经常采用这种约束。在铰链支座的底部安装一排滚轮

40、，可使支座沿固定支承面移动，这种支座的约束性质与光滑面约束反力相同，其约束反力必垂直于支承面，且通过铰链中心。4. 固定端约束 固定端约束能限制物体沿任何方向的移动，也能限制物体在约束处的转动。所以，固定端A处的约束反力可用两个正交的分力A、A和力矩为M的力偶表示。平面力系平面汇交力系平面平行力系平面力偶力系平面任意力系二、 力系1. 平面汇交力系平面力系中，若各力的延长线能汇交于一点，就是平面汇交力系。推论： 构件受三个非平行力而平衡时，三力必汇交于一点。 2. 平面任意力系平面力系中，若各力的作用线任意分布，就属于平面任意力系。（各力既不汇交，也不平行。）三、 受力图 物体的受力分析，就是

41、要确定研究对象受了那些力以及每个力的作用位置和方向。这是解决力学问题重要的一步。 受力图的画法可概括为以下几个步骤。 1. 根据问题的要求选取研究对象，画出分离体简图；2. 画出分离体所受的全部主动力；3. 在分离体上原来存在约束的地方，按照约束类型逐一画出约束力。 注意事项：明确研究对象；注意“二力杆”，受力必沿两力作用点的连线。 组织教学：清点人数，整顿秩序课堂练习与评价： 教材观察与思考： P.44 练习册：P.14第2节作业题中选择 课外作业：练习册：P.14第2节课堂小结： 第三节 约束、约束反力、力系和受力图的应用 一、 约束与约束力 约束：约束力：约束力的方向：约束类型：平面力系

42、平面汇交力系平面平行力系平面力偶力系平面任意力系 1. 柔性约束 2. 光滑面约束3. 铰链约束4. 固定端约束二、 力系三、 受力图 受力图的画法可概括为以下几个步骤 1. 根据问题的要求选取研究对象，画出分离体简图；2. 画出分离体所受的全部主动力；3. 在分离体上原来存在约束的地方，按照约束类型逐一画出约束力。注意事项：明确研究对象；注意“二力杆”，受力必沿两力作用点的连线。教学反思：章节第四节 平面力系的平衡方程及应用备注教学目的知识目标了解平衡方程及应用课型新授课技能目标能进行简单问题分析计算学时4日期情感目标拓展知识面教学资源多媒体课件模型机零实物重点平衡方程应用难点平衡方程应用教

43、学方法演示法讲授法练习法教 学 过 程教学引导复习提问： 作出AB杆的受力图。导入新课: 根据受力分析，建立物体的平衡方程，就能对物体的受力进行定量分析计算。 第四节 平面力系的平衡方程及应用 一、 平面力系的平衡方程 1 平面汇交力系的平衡方程 平面汇交力系合成的结果是一个合力。 若平面汇交力系的合力为零，物体处于平衡状态，则该力系不会引起物体的运动状态发生变化。 能使物体处于平衡状态的力系称为平衡力系。 平面汇交力系的平衡方程为： 2 平面任意力系的平衡方程 平面任意力系的平衡方程为： 平面任意力系的平衡方程表述为：力系中各力在坐标轴上投影的代数和等于零, 且各力对平面内任意一点的力矩的代

44、数和为零。二、 齿轮与轴的受力分析 1. 直齿圆柱齿轮的受力 2. 斜齿圆柱齿轮的受力 3. 轴的受力分析三、 功率与效率 1. 功率 单位时间所作的功称为功率，用P表示，单位： W、 kW。 功率是机器的主要指标之一，它代表机器的工作能力。 对于回转运动，作用在轮轴上的转矩为： 在机器功率一定时，转矩和转速成正比。转速大时转矩小，转速小时转矩大。如：轿车爬上坡时，要减速以获得较大转矩。 2. 机械效率： 有用功率：输入功率中的一部份用于克服有用阻力以完成指定的工作需要的功率，也称输出功率。 机械效率： 机器工作时，输出的功率与输入功率之比。 输入功率P、有用功率（输出）P1、无用功率P2组织

45、教学：清点人数，整顿秩序课堂练习与评价： 例25 如图所示，圆柱形储罐架在砖座上，储罐半径 r = 0.5 m, 罐G = 24 kN, 罐座间距离 l =0.8 m, 试求砖座对储的约束力。 例27 用车刀切削一直径为 d 的零件外圆，如图所示， d 200 mm, 车床齿轮效率 0.8 ，切削时车床主轴转速 n = 180 r/min，主轴转矩M = 250 Nm，求： （1） 切削速度、切削力；（2）切削消耗的功率；（3）电动机功率。 教材观察与思考： P.49 1、2 练习册：P.17P.27第3、4节作业题中选择课外作业：练习册：P.17P.27第3、4节课堂小结：一、 平面力系的平

46、衡方程 1 平面汇交力系的平衡方程 2 平面任意力系的平衡方程 二、 齿轮与轴的受力分析三、 功率与效率 1. 功率 2. 机械效率：机器工作时，输出的功率与输入功率之比。教学反思：章节第二章小结、习题课备注教学目的知识目标巩固杆件受力的相关基础知识和分析方法课型复习课习题课技能目标能作简单结构的受力分析及计算学时2日期情感目标培养学生复习巩固知识的良好习惯教学资源多媒体课件模型机零实物重点力的基本性质难点力的基本性质教学方法归纳法练习法教 学 过 程教学引导本章小结： 力是使物体的运动状态发生变化或使物体产生变形的物体之间的相互机械作用。力对物体的效应取决于力的大小、方向和作用点三个要素。

47、根据力的平行四边形法则，可以进行力的合成与分解。 力矩是物体绕某点转动效应的度量。大小相等、方向相反 、作用线平行但不共线的两个力称为力偶。作用于刚体上的力，可以平移到刚体上任意一点，但必须附加一个力偶才能与原来的力等效。 对于某一物体的运动起限制作用的周围其它物体，称为约束，约束作用于物体上的力称为约束力。约束力的方向总是与该约束所限制的运动方向相反。受力图是表示物体受到的主动力和约束力情况的简明图形。 平面任意力系的平衡议程可以表述为：为力系中各力在坐标轴上投影的和等于零，且各力对平面内任意一点的力矩的代数和等于零。平面汇交力系是平面一般力系的一种特殊情况。组织教学：清点人数，整顿秩序课堂

48、练习与评价： 练习册：本章习题点评课外作业：练习册：本章习题课堂小结：教学反思：章节第三章 杆件的基本变形第一节 直杆轴向拉伸与压缩时的变形与应力分析第二节 拉伸与压缩时材料的力学性能备注教学目的知识目标理解杆件的受力特点与受力特点了解拉压时的力学性能课型新授课技能目标能进行杆件内力的计算学时3日期情感目标树立克服困难的信心教学资源多媒体课件模型机零实物重点拉压的受力特点与变形特点，内力计算，强度、塑性指标难点内力计算教学方法演示法讲授法练习法教 学 过 程教学引导导入新课: 如图所示的结构，通过静力学分析、计算，可以知道AB杆（受拉）、CB杆（受压）所受力的大小，那么这些力计算出来怎么用于计

49、算构件的强度哪？这就需要进一步分析计算杆件内力、应力，解决杆件的强度方面的问题。第一节 直杆轴向拉伸与压缩时的变形与应力分析 一、拉伸与压缩时的变形特点轴向拉压的受力特点： 外力的合力作用线与杆的轴线重 合。 轴向拉压的变形特点： 轴向拉伸：杆的变形沿轴向伸长，横向缩短。 轴向压缩： 杆的变形沿轴向缩短，横向变粗。二、内力与应力 （1）内力 外力与内力： 杆件所受其它物体的作用力。主动力和约束力都是外力。在外力作用下杆件要发生变形，而材料内部阻止变形的抗力，就是内力。 内力的特点： 内力是由外力引起的，内力随外力增大而增大，消失而消失。内力的计算是分析构件强度、刚度、稳定性等问题的基础。杆件在

50、拉（压）时的内力也叫轴力。 （2）求内力的方法： 截面法 求拉压杆件内力的方法 。用截面法求杆件内力的 步骤： 截、取、代、平 （3）应力 应力： 单位面积上的内力。 杆件的拉、压时，应力方向垂直于截面，称为正应力，用符号 表示。 应力单位：Pa ，1MPa = 106 Pa = 1N/ MM2规定：应力拉伸为正，压缩为负。第二节 拉伸与压缩时材料的力学性能 力学性能： 金属材料在外力的作用下表现出来的性能称为力学性能。如： 强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度等。 拉伸试验： 对材料进行拉伸试验可以得到材料的强度和塑性指标。一、低碳钢拉伸与压缩的力学性能 1. 低碳钢拉伸时的力学性能 如 20钢

51、、Q235等。 低碳钢的力伸长曲线、 应力应变曲线：低碳钢拉伸过程中的四个阶段 （1）弹性阶段op（2） 屈服阶段ps（3） 强化阶段sb（4） 颈缩阶段bz。 两大强度指标： 屈服强度： 屈服强度指标主要用于钢等塑性材料。 抗拉强度： 抗拉强度指标主要用于铸铁等脆性材料。铸铁等脆性材料在拉伸与压缩时无明显的屈服点，主要使用抗拉强度指标，且强度远低于钢（约1/3）。2. 低碳钢压缩时的力学性*二、铸铁拉伸（压缩）时的力学性能 铸铁的抗拉强度很差，远低于钢。而 铸铁的抗压强度很好，远高于钢。 铸铁适合做承压的基础零件，如机床床身、箱体等，不适合做承受拉应力的杆件、轴类零件。三、塑性与冷作硬化 1

52、. 塑性 材料在外力作用下，能产生永久变形而不断裂的能力。塑性指标也由拉伸试验同时测出。 指标：断后伸长率和断面收缩率。 通常，把 5%材料称为塑性材料，如钢，把 5%材料称为塑性材料，如钢，把 0.9% 后，虽然硬度继续上升，因为网状的Fe3C11出现并增加，强度下降，塑性、韧性继续下降。工业上应用的碳钢，其wc 1.4% 。三、铁碳合金状态图的应用1. 钢铁材料的选用选择依据： 力学性能要求；选择方法： 根据力学性能要求来选择钢碳的质量分数；选择钢的牌号： 根据碳的质量分数选择出钢的牌号。2. 制定热加工工艺（1）铸造温度区 铸造加热温度在液相线以上50100C。（2）锻造温度区 主要在奥

53、氏体区 （A）。组织教学：清点人数，整顿秩序铁碳状态图是大量实验的成果（1868年俄国冶金学家）。课堂练习与评价：例： 选择某一般齿轮的材料。答： 齿轮零件受力复杂，要求对强度、硬度、塑性、韧性等力学性能有一定的综合性要求，由上图中可看出中碳钢具有综合的力学性能，中碳钢的一个典型牌号是45号钢，故选此齿轮材料为45号钢。 课外作业：课堂小结： 铁碳合金相图是全面表达Fe C合金在不同成分比例、不同温度下，有不同的内部组织结构和力学性能的图形。 钢中碳的质量分数对钢力学性能影响是本节重点。 了解铁碳合金状态图的几种应用。 教学反思：章节*第四节 钢的热处理备注教学目的知识目标了解钢的热理原理，理

54、解典型热处理（四把火及表面热处理）的用途、方法课型新授课技能目标能根据钢的牌号、用途要求，说明其典型热处理方法学时4日期情感目标培养学生的探究精神教学资源多媒体课件模型机零实物重点典型材料的典型处理（四把火及表面热处理）及典型应用难点热处理方法教学方法演示法讲授法练习法教 学 过 程教学引导复习提问： 比较10号钢与T10A钢，比较它们在类别、碳的质量分数、质量、用途上的不同点。导入新课： 钢经过不同的热处理（加热、保温、冷却）之后，钢的组织和性能会发生很大的变化，有的会变软、有的会变硬，利用这些神奇的变化，可以改善钢的切削加工性能、强化钢的相关性能。目前，重要的机器零件以及几乎所有的工具都要

55、进行热处理。 *第四节 钢的热处理 钢的热处理 把钢加热、保温、冷却，通过改变钢的内部组织，来达到改变（强化）钢的性能的一种工艺方法。 钢热处理的目的 （1）强化作用： 通过提高钢的强度和硬度，提高承载能力和耐磨性，达到强化零件、节省钢材、延长使用寿命的目的，如淬火等等。 （2）改善钢的加工工艺性能： 通过热处理还可以降低材料硬度、提高塑性，达到改善工艺性能（如切削加工性、冲压性）的目的，如退火等等。 热处理的类别： 热处理方法种类很多，主要有整体热处理、 表面热处理、化学热处理。一、钢的退火与正火退火与正火目的相近，主要是改善切削加工性。1. 退火退火工艺： 将钢加热到适当温度，保温一段时间

56、后， 缓慢冷却的热处理方法。退火目的： 降低硬度，改善切削加工性；提高塑性和韧性，以利于冷变形加工；改善钢的组织；消除钢中的残余内应力。退火用途： 主要用于高碳钢改善切削加工性；以及去应力退火。2. 正火工艺： 将钢加热到适当温度，保温一段时间后，出炉空冷的热处理方法。正火目的与用途： 低中碳钢调整硬度，改善切削加工性；高碳钢消除网状渗碳体；要求不高的中碳钢零件可用正火代替调质；细化组织，为后续热处理作准备。正火与退火的比较： 正火后组织较细，强度、硬度比退火高；操作简便，生产周期短，成本低。一般中低碳钢常用正火改善切削加工性。一般型钢均以正火状态出厂。二、钢的淬火工艺： 将钢加热到适当温度，

57、保温一段时间，然后快速冷却（水冷或油冷）的热处理方法。（获得马氏体组织）。淬火的目的： 通过改变钢的内部组织结构，来达到提高钢的强度、硬度和耐磨性的目的。钢淬火的意义： 淬火热处理是强化钢的重要手段，钢通过强化，提高强度与硬度，节省了材料，减轻重量，减缓零件磨损，延长零件寿命，总体降低成本。淬硬性与淬透性淬硬性： 指零件淬火后的硬度，与钢中碳的质量分数有关；低碳钢淬火后硬度仍然不高，效果差，中、高碳钢淬火后硬度、强度高，强化效果好。淬透性： 指零件淬火后获得淬硬层（马氏体层） 深度的能力；淬透性好的钢，能获得较深的淬硬层以至完全淬透，整体强化效果就更好。钢的淬透性与钢中加入的合金元素有关，碳钢

58、淬透性差，合金钢淬透性大多很好，这也是合金钢比碳钢好的重要原因。*第四节 钢的热处理三、钢的回火回火方法： 将淬火钢重新加热到低于727 C以下的某一温度保温一段时间，然后空冷到室温的热处理方法。回火目的：（1）消除内应力 防止零件变形与开裂。钢淬火后的马氏体组织，残余内应力很大，易发生变形与开裂而报废，所以钢淬火后要及时回火。（2）稳定组织稳定尺寸 马氏体的组织和尺寸都不稳定，今后容易发生尺寸变化影响精度；回火后促成稳定。（3）调节不同的力学性能 钢淬火后的马氏体组织硬度都较高，塑性、韧性差，性能单一，通过不同温度的回火，可以调节为软硬不同的力学性能组合，以适应不同类型零件的需要。*回火方法

59、： 将淬火钢重新加热到低于727 C以下的某一温度保温一段时间，然后空冷到室温的热处理方法。回火分类：1. 低温回火（150250 C）目的： 降低淬火内应力，提高韧性，同时保持高硬度和耐磨性。用途： 高碳钢制造的各种工具、量具和模具，滚动轴承，及其它耐磨零件。2. 中温回火（250500 C）目的及用途： 具有高的弹性极限、屈服强度和一定的韧性。主要用于制造各类较大尺寸的弹簧。3. 高温回火（500650 C）淬火+高温回火调质目的： 中碳钢调质后获得了较合理的硬度、强度、塑性和韧性，具有良好的综合力学性能。用途： 调质广泛用于受力复杂，需要较好综合力学性能的螺栓、连杆、齿轮、主轴等重要零件

60、的热处理。四、钢的表面热处理 对于要求表面耐磨，而又承受冲击载荷的某些零件，适合进行表面淬火、渗碳淬火等表面热处理。对钢进行表面热处理，可以达到“心韧表硬”的特殊效果，如活塞销、齿轮齿面、机床导轨等。1. 表面淬火方法： 仅对工件的表面进行淬火强化，而工件心部仍保持未淬火的状态。目的： 表面淬火后工件表层硬度高、耐磨性好，而心部具有足够的塑性和韧性。工艺： 火焰加热表面淬火、感应加热表面淬火2. 钢的化学热处理（1）渗碳： 将低碳钢零件置于活性碳介质中经长时间加热、保温，然后冷却下来，使零件表层获得高碳成分。渗碳后的热处理： 淬火、低温回火。目的： 获得“心韧表硬”的特殊力学性能：表层淬硬耐磨