滚动轴承说课教案

滚动轴承说课教案一、教材分析（一）教材的地位和作用"滚动轴承"是机械设计制造及其自动化专业的一门重要专业课程内容。滚动轴承作为机械中广泛应用的标准零部件，其知识对于学生后续学习机械设计、设备装配与维修等课程具有承上启下的作用。通过学习滚动轴承，学生能够了解其结构、类型、工作原理和应用特点，掌握选择和计算滚动轴承的基本方法，为今后从事相关机械工程领域的设计和维护工作奠定坚实基础。（二）教学目标1.知识与技能目标学生能够准确阐述滚动轴承的基本结构组成。熟练掌握滚动轴承的主要类型、特点及应用场合。学会运用相关手册和标准，根据工作条件正确选择滚动轴承的类型和型号。掌握滚动轴承的寿命计算方法，并能进行简单的寿命校核计算。2.过程与方法目标通过观察实物、模型和图片，培养学生的观察能力和空间想象能力。组织学生进行小组讨论和案例分析，提高学生分析问题和解决问题的能力以及团队协作能力。在计算滚动轴承寿命等实践环节中，锻炼学生的工程计算能力和严谨的科学态度。3.情感态度与价值观目标激发学生对机械专业课程的学习兴趣，培养学生的创新意识和职业素养。使学生认识到标准化和规范化在机械设计与制造中的重要性，增强质量意识和责任感。（三）教学重难点1.教学重点滚动轴承的类型、特点及应用。滚动轴承类型的选择方法。滚动轴承的寿命计算原理和方法。2.教学难点滚动轴承类型选择时综合考虑各种因素的分析与判断。滚动轴承寿命计算中各参数的理解及计算方法的应用。二、学情分析授课对象为机械设计制造及其自动化专业的学生，在之前的课程学习中，学生已经掌握了机械制图、工程力学等基础知识，具备了一定的机械设计思维和工程计算能力。然而，滚动轴承的知识相对较为抽象，对于一些结构和原理，学生可能缺乏直观的认识。此外，学生的自主学习能力和实践操作能力存在一定差异，在教学过程中需要采用多样化的教学方法，引导学生积极参与，逐步掌握相关知识和技能。三、教法与学法（一）教法1.讲授法：系统讲解滚动轴承的基本概念、结构、类型等基础知识，使学生形成初步的知识框架。2.直观演示法：通过展示滚动轴承的实物、模型和图片，以及动画演示其工作原理，让学生更直观地理解抽象的知识内容。3.案例教学法：引入实际工程案例，组织学生进行分析讨论，培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。4.小组讨论法：针对滚动轴承类型选择等难点问题，组织学生分组讨论，促进学生之间的思想交流和合作学习，共同攻克难点。（二）学法1.自主学习法：鼓励学生在课后自主查阅相关资料，深入了解滚动轴承的前沿技术和应用领域，拓宽知识面。2.合作学习法：学生在小组讨论和案例分析中相互协作，共同探讨问题，分享经验和见解，培养团队合作精神和沟通能力。3.实践操作法：通过进行滚动轴承寿命计算等实践练习，加深对理论知识的理解和掌握，提高实际操作能力。四、教学过程（一）导入（5分钟）1.展示一台常见机械设备的图片，如汽车发动机、机床主轴箱等，提问学生这些设备中哪些部件使用了滚动轴承。2.引导学生回忆生活中接触到的使用滚动轴承的实例，如自行车的车轮、电风扇的电机等。3.提出问题：为什么滚动轴承在机械中应用如此广泛？它有哪些优点？从而引出本节课的主题滚动轴承。（二）滚动轴承的结构与工作原理（10分钟）1.利用滚动轴承实物和模型，向学生详细介绍滚动轴承的基本结构组成，包括内圈、外圈、滚动体和保持架。2.通过动画演示，展示滚动轴承在工作时，滚动体在内圈和外圈的滚道间滚动，实现旋转部件与固定部件之间的相对运动，同时承受载荷。3.讲解各结构部件的作用：内圈与轴颈配合，外圈与机座配合，滚动体传递载荷，保持架使滚动体均匀分布，避免相互碰撞。（三）滚动轴承的类型与特点（20分钟）1.主要类型介绍向心球轴承：主要承受径向载荷，也能承受少量轴向载荷。具有摩擦阻力小、极限转速高的特点，适用于高速轻载的场合，如普通机床主轴。圆柱滚子轴承：能承受较大的径向载荷，不能承受轴向载荷。滚子与滚道为线接触，承载能力较大，常用于大型机床、矿山机械等重载设备。圆锥滚子轴承：同时承受径向和轴向载荷，承载能力较大。其滚子呈圆锥状，可调整轴承的游隙，常用于汽车、拖拉机的变速器等部件。推力球轴承：只能承受轴向载荷，承载能力较大。有单向和双向之分，适用于轴向力较大的场合，如起重机吊钩等。2.特点比较组织学生分组讨论不同类型滚动轴承的特点，填写如下表格：|轴承类型|承载能力|转速|轴向承载能力|应用场合||||||||向心球轴承|较小|高|小|高速轻载||圆柱滚子轴承|大|较高|无|重载||圆锥滚子轴承|较大|较高|有|同时承受径、轴向载荷||推力球轴承|大|低|大|轴向力大|每组选派代表发言，分享讨论结果，教师进行总结和补充，强调各类型滚动轴承的区别和适用范围。（四）滚动轴承类型的选择（20分钟）1.案例引入给出一个实际的机械传动装置设计案例，如某一小型减速箱的设计，已知其工作条件：传递功率P=5kW，转速n=1450r/min，轴的直径d=35mm，有轻微冲击，轴向力较小。提出问题：该减速箱的轴承应如何选择类型？2.选择原则讲解讲解滚动轴承类型选择时需要考虑的主要因素，包括载荷的大小、方向和性质，转速的高低，调心性能要求，安装空间限制等。针对案例，引导学生分析其工作条件，逐步确定轴承类型的选择思路。首先根据传递功率和转速计算出轴承的当量动载荷，判断载荷性质；再考虑轴向力较小，转速一般等因素，结合各类型轴承的特点，初步确定选用向心球轴承。3.小组讨论与分析组织学生分组讨论案例中如果工作条件发生变化，如轴向力增大、转速提高等，轴承类型应如何调整。每个小组派代表汇报讨论结果，教师进行点评和总结，强调在实际应用中要根据具体情况灵活选择滚动轴承类型。（五）滚动轴承的寿命计算（20分钟）1.寿命概念讲解介绍滚动轴承的寿命定义：滚动轴承中任一套圈或滚动体出现疲劳点蚀前，轴承所能达到的总转数或在一定转速下所能工作的总小时数。强调滚动轴承的寿命是一个随机变量，受到多种因素的影响，如载荷大小、材料性能、制造精度等。2.寿命计算方法讲解滚动轴承寿命计算的基本公式：$L_h=\frac{10^6}{60n}(\frac{C}{P})^{\epsilon}$，其中$L_h$为轴承的基本额定寿命（小时），$n$为轴承的转速（r/min），$C$为轴承的基本额定动载荷（N），$P$为当量动载荷（N），$\epsilon$为寿命指数，对于球轴承$\epsilon=3$，对于滚子轴承$\epsilon=10/3$。以一个简单的例子说明公式的应用：已知某向心球轴承的基本额定动载荷$C=30000N$，当量动载荷$P=2000N$，转速$n=1000r/min$，计算该轴承的基本额定寿命$L_h$。让学生自己动手计算，教师巡视指导，及时纠正学生计算过程中出现的错误。3.寿命校核与应用给出一个实际工况下的滚动轴承应用案例，如某机床主轴上的滚动轴承，已知其工作载荷、转速等参数，要求学生计算该轴承的寿命，并判断其是否满足设计要求。引导学生分析在实际应用中如何根据计算结果对轴承的选型进行调整，如当计算寿命不满足要求时，可以考虑更换更大尺寸或更高等级的轴承。（六）课堂小结（5分钟）1.请学生回顾本节课所学内容，包括滚动轴承的结构、类型、选择方法和寿命计算等方面的知识。2.教师进行总结强调：滚动轴承类型的选择要综合考虑多种因素，准确计算当量动载荷是寿命计算的关键，掌握这些知识对于机械设计和设备维护具有重要意义。3.布置课后作业，要求学生完成教材上相关的习题，加深对课堂知识的理解和巩固。（七）课后作业1.教材课后习题中与滚动轴承结构、类型、选择和寿命计算相关的题目。2.查阅资料，了解新型滚动轴承的发展趋势，并撰写一篇简短的报告。五、教学资源1.滚动轴承实物、模型若干。2.滚动轴承工作原理的动画演示课件。3.相关的机械设计手册和教材。4.多媒体教学设备，用于展示图片、视频等教学资料。六、教学反思通过本节课的教学，学生对滚动轴承的知识有了较为系统的了解，基本达到了教学目标。在教学过程中，采用多种教学方法相结合，如