机械基础教案(DOC 52页).docx

1、编号：教案第 1 次课授课形式课目、课题教学目的和要求重点难点教学进程（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计）学时2课堂讲授授课时间第 1 章 构件的静力分析掌握刚体静力学，平面机构的静力分析；熟悉空间力系的平面解法。受力图的绘制，平面机构的静力分析、力系的合成与平衡计算。受力图的绘制，空间力系的平面解法。第 1 章 构件的静力分析1.基本概念（力、刚体）2.静力学公理3.约束和约束反力约束： 能限制某些物体运动的其它物体。约束反力 (反力 )：约束对非自由体的作用。反力的作用点是约束与非自由体的接触点反力的方向 总是与该约束所能限制的运动方向相反反力的大小 总是未

2、知的。在静力学中可以利用相关平衡条件求出约束反力。约束的基本类型柔性约束光滑面约束光滑铰链约束固定端约束4.受力图恰当地选取研究对象， 正确地画出构件的受力图是解决力学问题的关键。 画受力图的具体步骤如下：1.明确研究对象，画出分离体；页码:12.在分离体上画出全部主动力；3.在分离体上画出全部约束反力。作业布置复习书中典型例题主要机械力学与机械设计郑增铭郭攀成主编参考资料理论力学西工大编由于在大一期间，同学们已经上过建筑力学上册有关于理论力学的内容，因此静力分析和平面汇交力系同学们比较了解，本节课主要是起到复习和加深知识点的作用，同学们对这节课的知识掌握的较好。课后自我总结分析页码:2编号：

3、教案第2次课学时2授课形式课堂讲授授课时间课目、课题第 1 章 构件的静力分析教学目的和要求重点难点教学进程（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计）掌握力矩的定义，力矩的性质以及平面力偶系的合成和平衡。运用平面任意力系的平衡条件和平衡方程。平面力偶系的合成平面任意力系的平衡方程第 1 章 构件的静力分析力对点之矩概念 ：力使物体产生转动效应的物理量称为力矩。产生转动的中心点称为力矩中心（简称矩心） ，力的作用线到力矩中心的距离d 称为力臂，力使物体绕矩心转动的效应取决于力 F 的大小与力臂 d 的乘积及力矩的转动方向。 力对点之矩用 MO（F）来表示合力矩定理： 平

4、面汇交力系的合力对平面内任意一点之矩，等于其所有分力对同一点的力矩的代数和力对点之矩的求法方法 1：用力矩的 定义式 ，即力和力臂的乘积求力矩。这种方法的关键在于确定力臂 d。需要注意的是，力臂 d 是矩心到力作用线的距离，即力臂必须垂直于力的作用线。方法 2：运用 合力矩定理 求力矩。在工程实际中，有时力臂的几何关系较复杂，不易确定时， 可将作用力正交分解为两个分力， 然后应用合力矩定理求原力对矩心的力矩。力偶及其性质定义： 作用在物体上的一对大小相等、 方向相反、 作用线相互平行的两个力称为力偶。平面力偶系的平衡平面力偶系平衡的必要与充分条件是：力偶系中各力偶矩的代数和等于零。页码:3平面

5、一般力系向平面内任意一点的简化：平面一般力系向平面内一点简化，得到一个主矢和一个主矩，主矢的大小和方向与简化中心的选择无关。主矩的值一般与简化中心的选择有关。作业： P31 13,14作业布置主要机械力学与机械设计郑增铭郭攀成主编参考资料机械原理孙桓主编学生们理解了力矩的性质以及平面力偶系的合成和平衡。并且可以通过实际题目进行平面任意力系的平衡条件和平衡方程的运用，但是还需要通过课后练习进行巩固。课后自我总结分析页码:4编号：教案第3次课学时2授课形式课堂讲授授课时间课目、课题第 1 章 构件的静力分析通过对本节内容的详细讲解，旨在让学生了解空间力系的平衡方程及其应用，教学目的和要求重点难点教

6、学进程（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计）要求学生理解滑动摩擦的规律，摩擦角和自锁现象以及摩擦时物体的平衡问题。空间任意力系的平衡方程及其运用摩擦角和自锁现象第 1章构件的静力分析1空间力系力在空间直角坐标轴上的投影一次投影法：力 F 与三个坐标轴所夹的锐角分别为、 、 , 则力 F 在三个轴上的投影等于力的大小乘以该夹角的余弦二次投影法 :若已知力F 与 z 轴的夹角为，力 F 和 z 轴所确定的平面与x 轴的夹角为 ，可先将力 F 在 oxy 平面上投影， 然后再向 x、 y 轴进行投影。空间力系的简化： 与平面任意力系的简化方法一样， 空间力系也可以简化为

7、一个主矢和一个主矩 。空间力系平衡问题的平面解法 ：在工程中，常将空间力系投影到三个坐标平面上，画出构件受力图的主视、俯视、侧视等三视图，分别列出它们的平衡方程，同样可解出所求的未知量。这种将空间问题转化为平面问题的研究方法，称为 空间问题的平面解法 。2滑动摩擦两物体接触表面间产生相对滑动或具有相对滑动趋势时所具有的摩擦。两物体表面间只具有滑动趋势而无相对滑动时的摩擦，称为静滑动摩擦 （静摩擦）；接触表面间产生相对滑动时的摩擦，称为动滑动摩擦（动摩擦） 。摩擦角：全反力与法线间的最大夹角。页码:5作业布置主要参考资料课后自我总结分析自锁： 若主动力的合力FQ 作用在锥体范围内，则约束面必产生

8、一个与之等值、反向且共线的全反力FR 与之平衡。但无论如何增加力FQ，物体总能保持平衡。全反力作用线不会超出摩擦锥的这种现象称为自锁。无机械力学与机械设计郑增铭郭攀成主编机械原理孙桓主编学生们理解了力在空间直角坐标轴上的投影，以及如何运用空间力系平衡问题的平面解法。滑动摩擦是机械基础中最重要的内容之一，在以后的教学中应突出该内容，讲透使得学生有更加深入的了解。页码:6编号：教案第4次课学时2授课形式课堂讲授授课时间课目、课题第 2 章 零件的变形及强度计算教学目的学习：轴向拉伸与压缩的概念；拉 ( 压 ) 杆横截面的应力和变形计算；拉( 压)和要求杆的强度计算；剪切的概念，挤压的概念 ；剪切和

9、挤压的实用计算拉 (压 )杆的轴力和轴力图重点拉 (压 )杆横截面的应力和变形计算难点第 2 章 零件的变形及强度计算一、拉伸和压缩材料拉伸和压缩时的力学性能材料的力学性能：材料在外力作用下，其强度和变形方面所表现出来的教学进程（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计）性能。 它是通过试验的方法测定的， 是进行强度、 刚度计算和选择材料的重要依据。 工程材料的种类 ：根据其性能可分为 塑性材料 和脆性材料 两大类。 低碳钢和铸铁是这两类材料的典型代表， 它们在拉伸和压缩时表现出来的力学性能具有广泛的代表性。拉 (压 )杆的强度计算许用应力：构件安全工作时材料允许承受的

10、最大应力 。构件的工作应力必须小于材料的极限应力。强度计算：应用强度条件式进行的运算。为了使构件不发生拉(压 )破坏，保证构件安全工作的条件是：最大工作应力不超过材料的许用应力。这一条件称为强度条件。页码:7作业布置主要参考资料应用该条件式可以解决以下三类问题：校核强度、设计截面、确定许可载荷 。二、剪切剪切的概念：在力不很大时，两力作用线之间的一微段，由于错动而发生歪斜，原来的矩形各个直角都改变了一个角度。这种变形形式称为剪切变形。挤压的概念：构件发生剪切变形时，往往会受到挤压作用，这种接触面之间相互压紧作用称为挤压。详解书中例题。无机械力学与机械设计郑增铭郭攀成主编机械原理孙桓主编学生们理

11、解了轴向拉伸与压缩的概念，以及拉 ( 压 ) 杆横截面的应力和变形计算。在做书中例题时发现对剪切和挤压的掌握不够好，需要多做练习进行巩固。课后自我总结分析页码:8编号：教案第5次课学时2授课形式课堂讲授授课时间课目、课题教学目的和要求重点难点教学进程（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计）第 2 章 零件的变形及强度计算1 圆轴扭转的概念2扭转内力：扭矩和扭矩图3扭转切应力分析与计算4圆轴扭转时的强度和刚度计算扭矩图的绘制圆轴扭转时的强度和刚度计算第 2 章 零件的变形及强度计算扭转变形的特点：受力特点： 在垂直于杆件轴线的平面内， 作用了一对大小相等，转向相反，作

12、用平 面平行的外力偶矩；变形特点： 杆件任意两横截面都发生了绕杆件轴线的相对转动。这种形式的变形称为扭转变形。扭矩图： 用平行于轴线的x 坐标表示横截面的位置，用垂直于x 轴的坐标MT 表示横截面扭矩的大小，描画出截面扭矩随截面位置变化的曲线，称为扭矩图。圆轴扭转时的变形特征:1)各圆周线的形状大小及圆周线之间的距离均无变化；各圆周线绕轴线转动了不同的角度。2)所有纵向线仍近似地为直线，只是同时倾斜了同一角度。页码:9作业布置主要参考资料圆轴扭转时的强度计算：强度条件 :圆轴扭转时的强度要求仍是最大工作切应力 max 不超过材料的许用切应力 。应用扭转强度条件，可以解决圆轴强度计算的三类问题：

13、校核强度、设计截面和确定许可载荷。圆轴扭转时的变形和刚度计算：刚度条件： 最大单位长度扭角max 小于或等于许用单位长度扭角 。根据扭转刚度条件，可以解决刚度计算的三类问题： 即校核刚度、设计截面和确定许可载荷。作业： P60 8,9,11机械力学与机械设计郑增铭郭攀成主编机械原理孙桓主编学生们理解了扭转变形的特点和变形特征，并会应用强度计算公式和刚度计算公式进行校核，以后还需要增加一些习题的练习。由于扭转变形时几种变形里面比较重要的内容，以后教学过程中本章内容可以适当强化。课后自我总结分析页码:10编号：教案第6次课学时2授课形式课堂讲授授课时间课目、课题第 2 章 零件的变形及强度计算1.

14、直梁平面弯曲的概念2.梁的类型及计算简图教学目的3.梁弯曲时的内力（剪力和弯矩）和要求4.梁纯弯曲时的强度条件5.梁弯曲时的变形和刚度条件梁弯曲时的内力计算（剪力和弯矩）重点梁纯弯曲时的强度条件和刚度条件难点第 2 章 零件的变形及强度计算直梁平面弯曲的概念：弯曲变形： 作用于杆件上的外力垂直于杆件的轴线，使杆的轴线由直线变为曲线。平面弯曲： 梁的外载荷都作用在纵向对称面内时，则梁的轴线在纵向对称面内教学进程弯曲成一条平面曲线。（含课堂以弯曲变形为主的直杆称为直梁，简称梁。教学内容、梁的类型：教学方法、简支梁：一端为活动铰链支座，另一端为固定铰链支座。辅助手段、外伸梁：一端或两端伸出支座之外的

15、简支梁。师生互动、悬臂梁：一端为固定端，另一端为自由端的梁。时间分配、求梁的内力的方法仍然是截面法。板书设计）剪力方程和弯矩方程弯矩图画法： 以与梁轴线平行的 x 坐标表示横截面位置， 纵坐标 y 按一定比例表示各截面上相应弯矩的大小，正弯矩画在轴的上方，负弯矩画在轴的下方。页码:11作业布置主要参考资料弯矩图的规律：1.梁受集中力或集中力偶作用时，弯矩图为直线，并且在集中力作用处，弯矩发生转折；在集中力偶作用处，弯矩发生突变，突变量为集中力偶的大小。2.梁受到均布载荷作用时，弯矩图为抛物线，且抛物线的开口方向与均布载荷的方向一致。3.梁的两端点若无集中力偶作用，则端点处的弯矩为0；若有集中力

16、偶作用时，则弯矩为集中力偶的大小。作业： P60 8,9,11机械力学与机械设计郑增铭郭攀成主编机械原理孙桓主编学生们理解了梁弯曲时的内力计算（剪力和弯矩）方法，以及弯矩图的画法，由于本节内容难度比较大，同学们接受的程度各不相同，在以后的教学中要放慢教学速度，争取让更多的同学理解的更好，并加强习题和作业，使学生在做作业的时候得到进一步的巩固。课后自我总结分析页码:12编号：教案第 7 次课授课形式课目、课题教学目的和要求重点难点教学进程（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计）学时2课堂讲授授课时间第 2 章 零件的变形及强度计算了解组合变形的概念掌握斜弯曲变形的应力

17、、强度计算重点：斜弯曲变形的应力、强度计算组合变形的概念构件同时发生两种或两种以上的基本变形称为组合变形。举例：略对发生组合变形的杆件计算应力和变形时，采用叠加法。即：先将荷载分解成符合基本变形外力条件的外力系，分别计算构件在每一种基本变形时的内力、应力、然后进行叠加，就得原来的荷载引起的组合变形的应力和变形。当然必须满足小变形假设及线弹性条件。斜弯曲变形的应力和强度1. 斜弯曲变形的应力和强度计算1 ） .外力分解Py=P cosPz=P sin2） .分别计算各基本变形的内力、应力M zP cos xM cosM yP sinxM sin3）叠加M zyM yzI zI y页码:134）

18、.强度计算（ 1） 中性轴的位置中性轴方程：M zyM yz 0I zI y中性轴是一条通过截面形心的直线。tgy0M y I zI ztgz0M z I yI y当 I zI y 时，即中性轴不再垂直于荷载作用面。（ 2）最大正应力M zM ymaxWzWy（ 3） .强度计算M zmaxM y maxmax复习作业布置WzWy主要机械力学与机械设计郑增铭郭攀成主编参考资料机械原理孙桓主编本次课介绍了组合变形的概念，并详细推导了斜弯曲变形的应力、强度计算公式。组合变形的应力、强度计算是在基本变形应力、强度计算基础上的，课后自我较后者有一定的难度。讲课时突出难点、重点。总结分析页码:14编号：

19、教案第8次课学时2授课形式课堂讲授授课时间课目、课题第 2 章 零件的变形及强度计算教学目的和要求重点难点掌握斜弯曲变形的应力、强度、变形计算掌握拉伸（压缩）和弯曲组合变形的计算斜弯曲变形的应力、强度、变形计算拉伸（压缩）和弯曲组合变形的计算斜弯曲变形的应力和强度斜弯曲梁的饶度和刚度计算Py 引起的自由端的挠度：教学进程f yPy l 33EI z（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计）Pz 引起的自由端的挠度：Pz l 3f z3EI y| f | f y |2| f z |2页码:15Pzl 3tgf z3EI yPz I zI z tg3f yPy lPy I

20、 yI y3EI z当 I zIy 时，即位移不再发生在荷载作用作用面。因而不属于平面弯曲。拉伸（压缩）和弯曲的组合变形1、 内力分析2、 应力分析3、 强度计算作业布置查找相关在建筑中的实例主要机械力学与机械设计郑增铭郭攀成主编参考资料机械原理孙桓主编本次课内容比较难，讲授时速度较慢，使学生容易接受。以后要多讲一些比较经典的习题。课后自我总结分析页码:16编号：教案第 9 次课授课形式课目、课题教学目的和要求重点难点教学进程（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计）学时2课堂讲授授课时间第 2 章 零件的变形及强度计算掌握偏心压缩的计算偏心压缩的计算偏心压缩（拉伸）

21、1、偏心压缩时的应力和强度计算（40 分钟）1） 荷载的简化2） 内力分析3） 应力分析4） 中性轴的位置中性轴的特点： 中性轴为不能过截面形心的直线。中性轴与偏心压力的作用点分别处于截面形心的相对两边。偏心压力的作用点越向截面形心靠近，中性轴就越离开截面形心。当中性轴与截面周边相切或在截面以外时，整个截面上只产生压应力而不出现拉应力。5） 最大正应力6） 强度计算例题讲解（ 20 分钟）2、 截面核心（ 20 分钟）概念：偏心压力F 作用在形心附近的某个区域内，整个截面只产生压应力，而不产生拉应力，这个区域称为截面核心。矩形截面核心是截面对称轴的三分点连接而成的菱形区域。圆形截面的截面核心是

22、一直径为d/4 的圆形区域。3、小结（ 10 分钟）页码:17作业布置主要机械力学与机械设计郑增铭郭攀成主编参考资料机械原理孙桓主编本节课主要内容是偏心压缩应力和强度计算，是以后专业课的基础课内容。要求学生要很好的掌握。结合工程实例讲解，效果较好。课后自我总结分析页码:18编号：教案第 10次课学时2授课形式课堂讲授授课时间课目、课题第 3 章 机械工程材料及其选用1. 金属材料的力学性能教学目的2铁碳合金和要求3. 有色金属与粉末冶金材料4.机械工程材料的选用了解金属材料的力学性能重点有色金属与粉末冶金材料难点机械工程材料的选用第 3章 机械工程材料及其选用一、金属材料的力学性能强度和塑性、

23、硬度、塑性二、影响金属材料性能的因素金属的晶体结构：体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格合金的概念、 合金的结构：固溶体、金属化合物合金的组织：结晶晶粒、机械混合物三、铁碳合金教学进程铁碳合金的基本知识及其性能（含课堂铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、莱氏体教学内容、铁碳合金分类：教学方法、工业纯铁、钢、白口铸铁辅助手段、钢的热处理方法：师生互动、退火、钢的淬火、钢的回火、钢的表面热处理时间分配、工业用钢：碳素钢、合金钢板书设计）四、有色金属与粉末冶金材料铝和铝合金、铜和铜合金、滑动轴承合金、粉末冶金材料五、非金属材料高分子材料：塑料、橡胶和粘结剂六、机械工程材料的选用零件的实效形式：撕裂、

24、表面损伤、过量变形材料选择的基本原则：1) 满足零件的工作要求2) 满足加工要求页码:193）具有较好的经济性零件选材的方法：以综合力学性能为主时的选材以疲劳强度为主时的选材以磨损为主时的选材作业布置P105： 1,2,3,4主要机械力学与机械设计郑增铭郭攀成主编参考资料机械原理孙桓主编学生们对一系列的机械工程材料有了一个初步的了解，以后的讲解需要更加的详细，甚至适当的增加课时。课后自我总结分析页码:20编号：教案第11次课学时2授课形式课堂讲授授课时间课目、课题第四章公差与配合1. 光滑圆柱的极限与配合教学目的2形位公差和要求3. 表面粗糙度重点极限与配合的选择难点第四章公差与配合一、光滑圆

25、柱的极限配合最基本的配合关系：孔与轴的配合有关线性尺寸的定义：线性尺寸、基本尺寸、极限尺寸、实际尺寸教学进程（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计）有关偏差、公差的定义：尺寸偏差、尺寸公差、公差带有关配合的定义：配合、配合公差间隙或过盈：间隙配合、过盈配合、过渡配合详解例题4-1 ，4-2公差带及基本配合代号的查询二、形位公差简介形位公差的研究对象：构成零件几何特征的点、线、面形位公差的项目与符号形位公差的标注页码:21形位公差带的特点形位公差的选用作业布置P136：习题 4-2主要机械力学与机械设计郑增铭郭攀成主编参考资料机械原理孙桓主编学生们理解了有关线性尺寸和

26、配合的定义，掌握了公差带及基本配合代号的查询，以及掌握了形位公差的标注。形位公差相关知识以后讲的时候要更加注意方式方法，讲的易懂易理解即可。课后自我总结分析页码:22编号：教案第12次课学时2授课形式课堂讲授授课时间课目、课题第四章公差与配合教学目的1.表面粗糙度简介和要求2.练习题讲解理解表面粗糙度的概念和评定重点了解表面粗糙度的标注难点表面粗糙度代号第四章公差与配合一、表面粗糙度的概念表面粗糙度的研究对象是零件表面微观不平度。二、表面粗糙度的评定取样长度和评定长度教学进程（含课堂基准线教学内容、表面粗糙度的评定参数：教学方法、辅助手段、轮廓算术平均偏差师生互动、微观不平度十点高度时间分配、板书设计）轮廓最大高度三、表面粗糙度数值的选择四、表面粗糙度的标注表面粗糙度的符号及说明表面粗糙度的高度特性参数标注示例练习题讲解页码:23作业布置P136：习题 4-3主要机械力学与机械设计郑增铭郭攀成主编参考资料机械原理孙桓主编学生们理解了理解表面粗糙度的概念和评定， 掌握了表面粗糙度的标注， 以及掌握了表面粗糙度的符号及说明，还需补充图纸及图例等相关知识。可以多制作一些幻灯片，加强感性认识。课后自我总结分析页码:24编号：教案第13次课学时2授课形式课堂讲授授课时间课目、课题第五章常用机构教学目的1.构件和运动副和要求2平面连杆机构