课题一 机器的组成与结构电子教案

课题一机器的组成与结构【教材版本】【教学目标】1.了解机械发展简史，尤其是我国机械发展简史；2.了解机器的组成与结构；【教学重点、难点】教学重点：机器的结构教学难点：1.机器的结构【教学媒体及教学方法】借助于多媒体课件，将静态的图形直观展示；通过教师的讲解、学生的观察、分析、讨论，师生充分互动，采用大量联系实际的案例，调动学生的学习积极性，培养学生观察分析、自主探究的能力，使全体学生在合作学习中都能有所收获。【课时安排】3课时（45分钟×3）【教学建议】教学中应交替使用教材、实物和图片。根据学生基本情况及学习本次内容后的总体反应，使用不同的教学方法，加强和学生的互动，使学生积极地参与到教学活动中来。【教学过程】任务导入（5分钟）想一想：为什么用力蹬脚蹬自行车就会前进？你能再举出一些身边存在的与机械应用相关的现象吗？你能从现象中总结出其中的规律吗？看一看：你熟悉下列图示的机械吗？你懂得这些机械的工作原理吗?（d）汽车(e)台钻新课讲授（120分钟）一、机械发展简史机械是人类在长期的生产实践中创造出来的技术装置，是提高社会生产力水平的工具，也是人类文明程度的标志。回顾机械发展的历史，远在古代，人类为了适应生产和生活上的需要，从打磨石刀和石斧等简单工具开始，到利用杠杆、滚子、绞盘等简单机械从事建筑和运输，到汽车、内燃机、缝纫机、洗衣机以及机器人，经历了漫长的岁月。今天，无论是人们的衣食住行，还是能源、材料、信息等工程领域的发展都离不开机械。从小小的螺钉、自行车到机床设备、汽车、大型船只都是机械产品。在古代就有许多机械发明与创造，如图0-1所示的机械，它们作为劳动工具，大大提高生产效率。到了18世纪，英国人瓦特在1782年发明了往复式蒸汽机，促进了产业革命，使机械得到迅猛发展，以蒸汽机、内燃机等为动力源的机械设备（见图0-2~图0-4)的出现促进了制造业、运输业的快速发展，极大地改变了人类的生产方式和人们的生活方式。20世纪中后期以来，随着机电一体化技术的深入应用，机器人（图0-5）、航天器（图0-6)、宇宙探测器等众多高科技的机械产品，促进了人类社会的繁荣。进入21世纪，机械正朝着高速度、高精度、自动化、智能化的方向发展。中国是世界上机械发展最早的国家之一。我国古代人民在机械方面有过许多杰出的创造与发明,在动力的利用和机械结构的设计上都有自己的特色。夏朝发明了车子；周朝有人利用卷筒原理制作辘轳；汉武帝时就能制造水利方面用的筒车（即翻车）；公元132年，张衡创制了世界上第一台地震仪，即候风地动仪（图0-7）。晋朝的记里鼓车（图0-8）是配有减速齿轮系的古代车辆，它所应用的减速齿轮系统已经相当复杂，可以说是现代车辆上计程仪的先驱。机碓和水碾甚至应用了凸轮原理。图0-7候风地动仪图0-8记里鼓车传说早在5000多年前,黄帝时代就已经发明了指南车，如图0-9所示。三国时期，马钧所造的指南车除用齿轮传动外，还有自动离合装置，利用齿轮传动系统和离合装置来指示方向。图0-9指南车图0-10水运仪象台公元1O86年,苏颂和韩公廉设计的水运仪象台（图0-10）是以水为动力来运转的天文钟。已具备现代天文台的雏形，其机械传动装置，类似现代钟表的擒纵器，被英国的李约毖认为“很可能是欧洲中世纪纪天文钟的直接祖先”。但是，由于我国经历了漫长的封建社会，加上帝国主义的侵略和压迫，因此在新中国建立以前，机械工业仍处于非常落后的状态。新中国成立后，我国的科学技术和机械工业有了较快的发展。在第一个五年计划期间，建立了一批大型机械制造厂，使机械工业由过去只能进行零星的修配，跨跃到能自行制造飞机、汽车和各种机床，并为我国机械工业今后的发展奠定了坚实的基础。1956年我国制造出第一架喷气式歼击机“歼—5”，同年制造出第一辆“解放牌”汽车。在以后的几个五年计划期间，又从制造一般的机械设备发展到制造大型、精密、尖端的机械产品。1958年我国制造的第一个原子反应堆和回旋加速器投入运行；1961年12月，江南造船厂功地建成国内第一台12000t水压机，如图0-11所示，为中国重型机械工业填补了一项空白。1962年制成第一架超音速歼击机“歼—7”；1965年制成高精度万能外圆磨床，达到当时的世界先进水平；1970年成功地发射了第一颗人造地球卫星“东方红”；1971年制成第一台3图0-11万吨水压机改革开放以来，我国机械工业总量规模发展迅速，机械产品技术水平大幅提升，中国机械工业在世界机械工业中的地位不断提高。机械工业对国民经济建设的支撑能力、对国民经济重点领域的装备支撑能力、对国防工业的促进能力、对航天事业的推动能力大为加强，我国正在从“制造大国”向“制造强国”、“创造强国”迈进。二、机器的组成与结构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，用来变换或传递能量、物料与信息，以代替或减轻人们的体力劳动和脑力劳动。（一）机器的组成机器主要由动力部分、传动部分、执行部分和控制部分组成这四个部分之间的关系，如图0-14所示。图0-14机器组成部分间的关系图0-12所示为一小型汽车的组成示意图。从图中可看出，小汽车由原动部分、传动部分、执行部分、控制部分与辅助部分等组成。图0-12汽车的组成如图0-13所示为普通洗衣机的组成示意图，从图中可看出，常用洗衣机由动力、传动、执行、控制等部分组成，用以代替人进行衣物的洗涤。图0-13普通洗衣机的组成机器各组成部分的功能见表0-1。表0-1机器各组成部分的功能组成部分功能实例动力部分将其他类型的能量转换为机械能，给机器提供动力，驱动机器各部件运动电动机、内燃机、空气压缩机等传动部分将原动机的运动和动力传递给执行部分。通常由一些机构（连杆机构、凸轮机构）或传动形式（带传动、齿轮传动）组成带传动、螺旋传动、齿轮传动、连杆机构等执行部分直接完成机器的工作任务，处于整个传动装置的终端金属切削机床中的主轴、滑板、车辆的车轮等控制部分使机器各部分按一定顺序和规律实现运动，完成给定的工作循环。保证机器的启动、停止和正常协调动作。离合器、制动器、电动机开关、机电一体化产品（数控机床、机器人）中的控制装置等（二）机器的结构冲压机的结构如图0-15所示；汽油机的结构如图0-16所示。图0-15冲压机的结构图0-16汽油机的结构概括对各类机器的结构分析，可得到机器的结构如图0-17所示。图0-17机器的结构1.零件：构成机器的不可拆的制造单元体，相互间无相对运动。在各种机器中普遍使用的零件称为通用零件，如螺栓（母）、轴、键、齿轮、弹簧等；只在某些机器中使用的零件，称为专用零件，如曲轴、连杆、滑块、风扇的叶片、起重机的吊钩等。常见的零件类型类型结构图例一般材料受力情况轴套类钢一般承受垂直于轴心线方向的作用力盘盖类铸铁、钢、非金属材料盘与盖一般具有载重能力，要有一定的厚度；盖一般装在箱体上叉架类铸铁、钢、非金属材料承受垂直于叉架杆轴线的作用力箱体铸铁、钢、非金属材料具有相应的承重能力2.部件：在机器中，由若干零件装配在一起构成的具有独立功能的部分。如轴承、联轴器、离合器、减速器等。为简便起见，一般用“零件”一词泛指零件和部件。3.构件：构成机器的各个相对运动单元体。构件一般由若干个零件刚性连接而成，也可是单一的零件。4.机构：由一些相对独立运动的构件组成的装置，只能实现运动和力的传递与变换。复杂的机器由多种机构构成，而简单的机器可能只含有一种机构。由机器的结构可见，机构的性能和零件的质量决定着机器的完善程度。如果不考虑做功或实现能量转换，只从结构和运动的角度去分析，机构与机器之间并无区别，因此将机构和机器统称为机械。（三）机械的类型按照机械主要用途的不同，机械的类型参表0-3。表0-3机械的类型机械类型主要用途实例动力机械变换能量电动机、内燃机、发电机、液压泵、压缩机加工机械改变物料的状态、性质、结构和形状金属切削机床、粉碎机、压力机、织布机、轧钢机、包装机运输机械改变人或物料的空间位置汽车、机车、缆车、轮船、飞机、电梯、起重机、输送机信息机械获取或处理各种信息复印机、打印机、绘图机、传真机、计算机、数码相机、数码摄像机学习评价及作业（10分钟）1、学习评价充分体现学生在教学中的主体地位。通过学生的自我评价，使其能够进行客观地自我反思