2014年中国电工仪器仪表制造行业现状及发展前景预测分析

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1、江苏省南华职业高级中学教案课题序号21授课班级09机械1、09数控1、3周期第十四周授课课时2课时授课形式讲授授课章节名称7-1圆轴扭转的力学模型7-2扭矩和扭矩图使用教具黑板教学目的知识目标：掌握用截面法计算圆轴扭转时的内力——扭矩，并能正确地绘制扭矩图能力目标：学会正确地绘制扭矩图情感目标：培养学生的作图能力教学重点圆轴扭转时的强度计算教学难点扭矩图更新、补充、删减章节内容无课外作业练习册P34、35、36教学后记授课主要内容或板书设计7-1圆轴扭转的力学模型一、扭转的概念　　在日常生活及工程实际中，有很多承受扭转的构件。例如汽车转向轴，当汽车转向时，驾驶员通过方向盘把力偶作用在

2、转向轴的上端，在转向轴的下端则受到来自转向器的阻力偶作用。当钳工攻螺纹时，加在手柄上的两个等值反向的力组成力偶，作用于锥杆的上端，工件的反力偶作用在锥杆的下端。又如轴承传动系统的传动轴工作时，电动机通过皮带轮把力偶作用在一端，在另一端则受到齿轮的阻力偶作用。上述杆件的受力情况，可以简化为如图所示的计算简图。由此可以看出：扭转杆件的受力特点是：杆件两端受到一对大小相等、转向相反、作用面与轴线垂直的力偶作用。其变形特点是：杆的各横截面都绕轴线发生相对转动。这种变形称为扭转变形。以扭转变形为主的构件称为轴。　　在生产实际中圆轴（横截面为圆形或圆环形）用得较多。二、扭矩1、外力偶矩的计算式中

3、：M——外力偶矩，单位为牛米（N·m），　　　P——轴传递的功率，单位为千瓦（Kw）　　　n——轴的转速，单位为转／分（r／min）　　可以看出，轴所承受的外力偶矩与所传递的功率成正比。因此，在传递同样大的功率时，低速轴所受的外力偶矩比高速轴大，所以在传动系统中，低速轴的直径要比高速轴的直径粗一些。2、扭矩课堂教学安排教学过程主要教学内容及步骤复习引入（5分）新授教师分析讲解（10分）学生听讲理解（10分）用一根圆截面橡皮棒，两端使之受一对大小相等、转向相反的外力偶作用，引导学生观察橡皮棒扭转变形时的受力特点和变形特点。工程中经常会遇到承受扭转作用的杆件，如各种机器的传动轴。7-1圆

4、轴扭转的力学模型一、扭转的概念　　在日常生活及工程实际中，有很多承受扭转的构件。例如汽车转向轴，当汽车转向时，驾驶员通过方向盘把力偶作用在转向轴的上端，在转向轴的下端则受到来自转向器的阻力偶作用。当钳工攻螺纹时，加在手柄上的两个等值反向的力组成力偶，作用于锥杆的上端，工件的反力偶作用在锥杆的下端。又如轴承传动系统的传动轴工作时，电动机通过皮带轮把力偶作用在一端，在另一端则受到齿轮的阻力偶作用。上述杆件的受力情况，可以简化为如图所示的计算简图。由此可以看出：扭转杆件的受力特点是：杆件两端受到一对大小相等、转向相反、作用面与轴线垂直的力偶作用。其变形特点是：杆的各横截面都绕轴线发生相对转

5、动。这种变形称为扭转变形。以扭转变形为主的构件称为轴。　　在生产实际中圆轴（横截面为圆形或圆环形）用得较多。课堂教学安排教学过程主要教学内容及步骤教师讲解性质（5分）教师总结结论（5分）学生练习(10分)二、扭矩1、外力偶矩的计算　　研究圆轴扭转的强度和刚度问题时，首先要知道作用在轴上的外力偶矩的大小。在工程实际中，作用在轴上的外力偶矩，通常并不直接给出，而是已知轴所传递的功率和轴的转速。功率、转速和力偶矩之间的关系为：式中：M——外力偶矩，单位为牛米（N·m），　　　P——轴传递的功率，单位为千瓦（Kw）　　　n——轴的转速，单位为转／分（r／min）　　可以看出，轴所承受的外力偶

6、矩与所传递的功率成正比。因此，在传递同样大的功率时，低速轴所受的外力偶矩比高速轴大，所以在传动系统中，低速轴的直径要比高速轴的直径粗一些。2、扭矩圆轴在外力偶矩作用下，横截面上将产生内力，用截面法来研究。图示圆轴，在两端受一对大小相等，转向相反的外力偶矩M作用下产生扭转变形，并处于平衡状态。课堂教学安排教学过程主要教学内容及步骤教师分析讲解（15分））教师分析讲解例题（10分）用一假想截面沿m－m处将轴假想切成两段，取其中任一段（如左段）为研究对象。因为原来的轴是处于平衡状态的，所以切开后的任意一段也应处于平衡状态。所以在截面m－m上必然存在一个内力偶矩。这个内力偶矩称为扭矩，用符号

7、MT表示。取截面左段与取截面右段为研究对象所求得的扭矩数值相等而转向相反（作用与反作用）。为了使从左、右两段求得同一截面上的扭矩正负号相同，通常对扭矩的正负号作如下规定：按右手螺旋法则，以右手四指表示扭矩的转向，则大拇指的指向离开截面时的扭矩为正，大拇指指向截面时的扭矩为负。三、扭矩图　　若圆轴上同时受几个外力偶作用时，则各段轴截面上的扭矩就不完全相等，这时必须分段来求。为了确定最大扭矩及其所在截面的位置，通常是将扭矩随截面位置变化的规律用图形表示出来，即