汽车机械基础电子教案 5-1和5-2.doc

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1、职业技术学院教师授课教案20/20学年第学期课程汽车机械基础章节课题第五章刚体定轴转动第1节转速、线速度与转动惯量第2节变速转动与功率授课方法讲授所需教具多媒体课件授课时间月日节月日节月日节月日节授课班级目的要求1.掌握角速度、线速度、转动惯量的概念及计算方法。2.知道功率、转速与转矩之间的关系。旧知复习1.滑动摩擦和滚动摩擦的概念。2.滑动摩擦和滚动摩擦的应用。重点难点1.角速度、线速度、转动惯量的计算方法。2.功率、转速与转矩之间的关系。教学过程复习5分钟第1节转速、线速度与转动惯量15分钟第2节变速转动与功率15分钟课堂练习5分钟小结5分钟

2、课后作业教学后记任课教师教研室主任年月日职业技术学院授课教案附页第2页教学内容旧知复习：1.滑动摩擦和滚动摩擦的概念。2.滑动摩擦和滚动摩擦的应用。讲授新课：第五章刚体定轴转动第1节转速、线速度与转动惯量一、角速度与线速度1.角速度如图5-1a所示的汽车发动机飞轮上的一动点A绕中心点O作圆周运动，经过t（s）后，动点A转到A＇点，绕过的中心角为，其旋转的快慢程度用单位时间内转过的角速度ω来表示，即ω=/t式中——角速度，rad/s(弧度/秒)；——转角，rad(弧度)。工程上常用每分钟转动的圈数来表示构件转动的快慢，称为转速，用n表示，单位为r/

3、min(转/分)。构件每转一周转过的弧度为2π，所以角速度和转速n之间的关系为=2πn（rad/min）=2πn/60(rad/s)=πn/30(rad/s)2.线速度转动构件上某一点的运动速度的快慢还可以用线速度v来表示。注意：构件上到转动中心的距离不相等的点的线速度的大小也不相同。线速度v等于角速度与该点转动半径r的乘积，即任课教师教研室主任年月日v=r=r2πn/60=πnr/30式中v——线速度，m/s；R——转动半径，m；n——转速，r/min。二、转动惯量刚体转动时保持原有的运动状态不变的特性，称为惯性。度量刚体转动惯性大小的物理量称

4、为转动惯量。转动惯量Iz是刚体的质量与它离转轴距离平方的乘积，即Iz=式中m——组成转动刚体每一个质点的质量；r——每一个质点到转动中心的距离。结论：刚体的质量越大，质点到转动中心的距离越大，则转动惯量越大；相同的刚体质量，分布得离转动中心越远，产生的转动惯量也越大。应用：汽车的飞轮通常做成边缘厚、中间薄的形状，把大部分材料分布到远离转轴的地方，达到使用较少的材料获得较大的转动惯量，使发动机在载荷波动时仍然能平稳运转。第2节变速转动与功率一、变速转动机器中的传动件受到主动力矩的驱动，克服阻力矩的作当用，作旋转运动。当主动力矩等于阻力矩时，传动件作

5、匀速运动；当主动力矩大于阻力矩时，传动件作加速运动；当主动力矩小于阻力矩时，传动件作减速运动。传动件在作加速或减速运动的过程中，角速度发生了变化，用角加速度来表示角速度变化的快慢程度，即=（-）/t式中——角加速度，rad/s2；——传动件开始时的角速度，rad/s；——传动件经过t时间后的角速度，rad/s；t——传动件的转动时间，s。结论：在（-任课教师教研室主任年月日）不变的的前提下，传动件的转动时间越短，则角加速度的值越大。说明传动件能在很短的时间内大幅度提高转动的角速度，角速度值越大，则传动件的线速度值也就越大。二、功率力在单位时间内所

6、作的功称为功率，用P（kW）表示，即P=dW/dt=Ftds/dt=Ftv式中Ft——力在运动方向上的投影；v——刚体运动的速度。结论：功率等于力在运动方向上的投影与刚体运动线速度的乘积。对于转动的刚体，功率等于推动刚体转动的某一点的切向力与该点线速度的乘积，即P=Ftv=Ftr=m式中m——刚体上受到的转动力矩，N·m；——刚体的角速度,rad/s。结论：转动刚体的功率等于转动力矩与转动角速度的乘积。三、功率、转速与转矩功率、转速与转矩之间存在着一定的关系：m=9.55（kN·m）=9550（N·m）例5-1已知某轿车的发动机功率P=120kW

7、，求：（1）当曲轴以2000r/min转速旋转时，曲轴的扭矩是多少？（2）如果传动轴的转速为800r/min，该传动轴的的扭矩是多少？（3）当轿车爬斜坡时，传动轴的转速降到500r/min，该传动轴的扭矩又是多少？解：（1）曲轴以2000r/min转速旋转时，曲轴的扭矩m=9550=9550120/2000kN·m=573N·m（2）传动轴的转速为800r/min时，传动轴的扭矩m=9550=9550120/800kN·m=1432.5N·m任课教师教研室主任年月日（3）传动轴的转速为500r/min，传动轴的扭矩m=9550=9550120/5

8、00kN·m=2292N·m结论：在功率不变的情况下，轴的的扭矩与转速成反比，轴的转速越高，扭矩越小；反之，轴的转速越低，扭矩越大。低速