机械工程基础

1、汽车机械基础课程单元教学设计设计人：程燕所 属 系： 机械与汽车工程系制订时间：2015年莱芜职业技术学院汽车机械基础课程单元教学设计一、教案头为垫圈、 螺栓、锉刀、齿单元教学学时单元标题：轮、滚动轴承选用材料在整体设计中的位置授课班级上课地点能力目标知识目标1. 熟悉本课程的性质与作用、学习内容、学教1. 能明确认识本课程在专业课习目标和学习方法。2. 掌握金属材料的力学学程体系中的地位与作用。性能和工艺性能；2. 能够选用合适的热处理方法；目3. 掌握钢的热处理方3. 能为常用零件选用合适的材标法；料；4. 了解常用金属材料；5. 了解选用材料的一般原则能力训练任任务：为垫圈、螺栓、锉刀、

2、齿轮、滚动轴承选用材料务及案例4第1、2次素质目标1、培养学生热爱本专业、爱学、会学的思想意识。2、培养学生应用理论知识分析和解决实际问题的能力；3、培养学生遵守职业岗位操作规范的习惯；4、培养学生实事求是，精益求精的职业意识；、培养学生的团队合作意识；6、培养学生安全、环保、节约意识。教1、教材学使用多媒体辅助教学材料1二、教学设计步骤教学内容沟通：介绍自己的工作情况、 联系方式； 点名；问询学生对自己的专业以及所开设课程的了解情况，导入与本课相关的话题。导入ppt 图片展示学生熟知的机械零件、 工程构建等，讲述其材料的选用、 设计的过程包含的基本1 任务步骤，告知学生这些都与本课程的学习内

3、容相导入关，以引起学生的学习兴趣。介绍课程及学习条件介绍课程的性质与作用、 学习目标、 能力训练项目、授课方式、学习方法、考核方法；介绍本课程的 建设情况 和现有的教学条件。设置情景提出任务某机械厂要生产一批零件，包括垫圈、螺栓、锉刀、齿轮、滚动轴承， 请为它们选择合适的材料。一 金属材料的力学性能和工艺性能1.力学性能主要指标有强度、塑性、韧性和硬度。 （介绍相关概念，对各项指标有所了解）强度是指材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力。塑性就是材料产生塑性变形而不断裂的能力。硬度 材料抵抗另一硬物压入其表面的能力。衡量材料软硬程度的指标布氏硬度 (HB) 较软材料 有色金2 资讯属、灰铸铁、洛

4、氏硬度 (HR) 硬度中 钢铁材料韧性在冲击载荷作用下金属材料抵抗破坏掉的能力。疲劳强度是指在规律性变化应力长期作用下，材料抵抗破坏的能力二、金属材料的工艺性能铸造性能灰铸铁与青铜有良好的铸造性能，而铸钢的铸造性能较差。锻造性能低碳钢的锻造性能好， 碳钢的锻造性能一般较合金钢好。铸铁不能锻造。教学教学学生时间方法手段活动分配课件展示多媒体观 察头脑风暴辅助教15 分与 思法学钟考实物展示多媒体学 生课件15 分自 主举例法引导文钟学习2焊接性能低碳钢的焊接性能好，高碳钢和铸铁焊接性能较差。切削加工性能灰口铸铁具有良好的切屑加工性能。硬度过高过低、韧性过大的材料，性能差。三、钢的热处理方法1.整

5、体热处理主要工艺有退火、正火、淬火和回火；2.表面热处理常用的有感应淬火和火焰淬火；3.化学热处理主要有渗碳、渗氮和碳氮共渗等。分别介绍退火、正火、淬火、回火、表面淬火、化学热处理等做法及处理过后材料的性质。钢的热处理新技术如： 真空热处理，激光热处理，电子束热处理等。四、常用金属材料常用金属材料分为钢铁材料和非铁金属材料（有色金属）两大类（一）、非合金钢（碳钢）碳钢分(1) 结构钢（普碳钢、优碳钢、铸钢）(2)工具钢 普通碳素结构钢 (普碳钢 )性能：杂质含量较高， 强度、硬度低；冶炼容易，多媒体学 生价格便宜，工艺性能好实物展示课件15 分2 资讯自 主应用：常压制成各种板材、 带材、型材

6、（工字钢，引导文钟圆钢，钢筋）等。举例法学习 优质碳素结构钢牌号 用两位数字表示 ,数字表示钢中碳的平均含量的万分数举例： 45碳的平均含量 0.45%按碳的含量分类低碳钢 c 0.25（强度低，塑性韧性好，用于 制造 螺钉，螺母，冲压件）中碳钢0.30 c 0.50（强度较高， 塑性韧性好； 用于制造齿轮， 发动机连杆， 轴类零件， 45 钢用途最广泛）高碳钢 0.55 c 0.85（热处理后具有高强度和良好的弹性，切削性，焊接性差;用于制造高强度、 耐磨性和弹性零件：弹簧和垫圈等零件） 铸钢应用：制造承受重载的大型零件：大型齿轮，摇臂，锻锤等。 碳素工具钢30.65 c 1.35的高碳钢T

7、8AT8高级优质碳素工具钢 碳素工具钢应用：制造刀具、模具、量具（如木工用的钻头，锤头，刨刀，锯条，锉刀及卡尺等）（二）合金钢(1)合金结构钢2）合金工具钢分类：量具钢：游标卡尺，量规（具有高硬度，耐磨性，尺寸稳定性）模具钢：冷冲模，热锻模（具有高的强度，耐磨性和韧性）刃具钢 分为低合金刃具钢（含铬的钢）和高速钢 3）特殊性能钢不锈钢： 常用有 3Cr13 ，1Cr18Ni9 ，用于化工设备和医疗器械。耐热钢：常用1Cr13 Si13，用于制造在高温下工作的零件：内燃机气阀， 航空航天中的重要零件。耐磨钢：具有在强烈冲击下抵抗磨损的能力，用于坦克和拖拉机履带、破碎机颚板软磁钢：具有很好的磁性，

8、用于制造变压器、电机的材料。实物展示多媒体学 生（三）、铸铁课件15 分2 资讯自 主（ 1）灰铸铁举例法引导文钟性能软而脆， 具有良好的铸造性、学习耐磨性、 减震性和切削加工性应用 :机床床身、机座、箱壳、阀体等牌号： HT200 最低抗拉强度为200MPa 的灰铸铁。（ 2）白口铸铁性硬而脆，极难切屑加工。应用：冷铸车轮，主要做炼钢的原料。（ 3）可锻铸铁塑性、韧性较灰铸铁有明显提高， 但仍不能锻造。应用：制造汽车、 拖拉机的薄壳零件、低压阀门和各种管接头等。（ 4）球墨铸铁性能：具有较高的力学性能 （既具有灰铸铁的优点，又具有良好的塑性韧性和较高的抗拉强度）应用：制造汽车、 拖拉机的轮毂

9、， 离合器及减速器的壳体，曲轴、活塞等。牌号：由 “球铁 ”两个字的汉语拼音字首“QT”加两组数字组成。如：QT400-18 ：最低抗拉强度为 400MPa 和最低伸长率18%。（ 5）合金铸铁4在铸铁中加入合金元素构成合金铸铁。（ 5）合金铸铁在铸铁中加入合金元素构成合金铸铁。分类：耐磨铸铁 加入磷、铬、钼、铜（机床导轨，活塞环，滑动轴承，犁铧）耐热铸铁 加入硅、铝、铬（加热炉的底板，炉条，烟道挡板等）耐蚀铸铁 加入铬、钼、铜、镍、硅（如阀门，管道，泵）二、非铁金属材料1、铝及其合金纯铝主要用于导电材料或制造耐蚀零件，而不能用于制造承载零件。铝合金常用于要求重量轻、强度高的零件。2、铜及其合

10、金纯铜也称紫铜，主要用于各种导电材料。（ 1）黄铜构成主要是铜和锌应用：一般用于制造耐蚀和耐磨零件，如弹簧、阀门、管件等。实物展示多媒体学 生（2） 白铜课件15 分2 资讯自 主构成以镍为主加元素的铜合金。举例法引导文钟学习性能：1）强度、塑性好，能进行冷热变形2）耐蚀性好3）电阻率高应用：制造船舶仪器零件、化工机械零件、 医疗器械（ 3）青铜构成锡和铜（锡青铜）、铜和锡以外的合金元素（无锡青铜）性能：锡青铜：良好的力学性能、铸造性能、耐蚀性、减摩性应用：主要用于摩擦零件和耐蚀零件的制造，如涡轮、轴瓦等，以及在水、水蒸汽和油中工作的零件。3、轴承合金应用：制造滑动轴承的特定材料。按有色金属的

11、含量分：锡锑轴承合金、铅锑轴承合金、铝基轴承合金54、钛及其合金性能：强度高、耐热性和耐蚀性好等突出优点。应用：主要用于航天、 航空、造船以及化工工业重要的结构材料。5、粉末冶金材料性能：具有少切屑或无切屑、材料利用率高、 生产率高等优点。应用：常用来制造硬质合金、减摩材料、 难熔金属材料、磁性材料和耐热材料。五、非金属材料1、工程塑料特点：机械强度高、质轻、绝缘、减摩、耐磨，或具备耐热、耐蚀等特种性能，成型工艺简单，生产效率高。2、橡胶特点：在很宽的温度范围内有高弹性。 还有耐磨、隔音、绝热等性能。应用：密封件、减震件、传动件、轮胎、电线、电缆等。实物展示多媒体学 生2 资讯3、工业陶瓷15

12、 分课件自 主特点：耐高温、抗氧化、耐腐蚀和高温强度高；举例法引导文钟学习几乎不能塑性变形，脆性大。应用：切削刀具、高温轴承、泵的密封圈等。4、复合材料六、选用材料的一般原则1、 使用性原则材料所能提供的使用性能指标对零件功能和寿命的满足程度。主要依据材料的力学性能指标和零件的工作情况。2、 工艺性原则材料加工的难易程度。选材应考虑零件形状复杂程度、材料加工的可能性和方便性、零件生产的批量。3、 经济性原则在保证使用性能的前提下，尽可能优化设计方案，选用廉价材料并降低加工和使用过程中的费用。6操作与实践决策检查总结（评价）作业分析：选用零件材料需要了解零件的工作受载特点，确定零件材料需要的力学性能、 工艺性能，根据材料的性能进行选取。学生分组讨论，确定结果。教师参与决策， 把握学生掌握的程度。 在教师的指导下，对各小组选择的轴承进行讨论，