工程力学受扭圆轴的内力与内力图公开课教案.doc.docVIP

教案格式 教学对象 10高职数控 班级人数 22人 授课教师 徐良 授课日期 2012年11月22日 课 型 新课 授课学时 1学时 教学内容 §3-4 受扭圆轴的内力与内力图 教学目标 知 识 技 能 态 度 1.了解功率、转速和外力偶矩之间的关系； 2.掌握圆轴扭转时的内力分析方法，画扭矩图。 能掌握功率、转速和外力偶矩之间的关系； 能计算扭矩大小以及正确判断扭矩方向，能画出正确的扭矩图。 培养学生严格认真的态度、让学生能独立的分析问题并解决问题。 教学重点与难点 教学重点：扭矩图的绘制；教学难点：扭矩的概念，扭矩正负号的规定。 教学方法 讲授法、问答法、讨论法、分析法、练习法 教学资源 多媒体课件、课本 教学设计说明 教学背景： 本班学生属于五年制高职，在校学习已经是两年多。学习过一些文化基础课和少量专业基础课。根据教学计划本课程是该班第五学期开设的一门专业基础课。学生已经具备相关的数学物理知识，而且掌握一定的专业知识。 在内容的安排上，本节课主要是学习轴类零件受扭转外力作用，外力矩的确定因素，以及内力与外力之间的关系，如何确定内力大小、方向内力的图示等问题。对于重点内容的教学采用详细讲解的方法，对于难点内容采用结合例题分析讲解的方法。 板 书 设 计 §3-4 受扭圆轴的内力与内力图 圆轴扭转的概念 扭矩截面法求横截面的内力教 学 实 践 教学环节与主要内容 具体教学目标 教学活动 【新课导入】 工程中有一些承受扭转的构件，如：汽车方向盘操纵杆后轮的传动轴，是常见的扭转变形实例。本次课讨论扭转的基本知识。 【明确学习目标】 ①了解功率、转速和外力偶矩之间的关系。 ②掌握圆轴扭转时的内力分析方法，画扭矩图。 【新 授】 一、 圆轴扭转的概念 工程背景 力学模型 的特点： 1)受力特点 在杆件两端垂直于杆轴线的平面内作用一对大小相等，方向相反的外力偶。 2)变形特点 横截面绕轴线发生相对转动，出现扭转变形。 首先计算作用于轴上的外力偶矩，再分析圆轴横截面的内力，然后计算轴的应力和变形，最后进行轴的强度及刚度计算。 外力偶矩的计算 式中，Me为外力偶矩（N·mm）；? P为功率（kW）； n为转速（r／min）。 主动轮的输入功率所产生的力偶矩转向与轴的转向相同； 从动轮的输出功率所产生的力偶矩转向与轴的转向相反。 扭矩 1.截面法求横截面的内力 规定扭矩的正负（右手螺旋法则）： 以右手手心对着轴，四指沿扭矩的方向屈起，拇指的方向离开截面，扭矩为正，反之为负。 注意：“正”“负”不是计算出来的。 扭矩图 例 输入一个不变转矩Me1，不计摩擦，轴输出的阻力矩为 Me2＝2Me1／3，Me3＝Me1／3，外力偶矩Me1、Me2、Me3将轴 分为AB和BC两段，应用截面法可求出各段横截面的扭矩。 扭矩图——用平行于杆轴线的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。例-10转动轴如图所示，转速n=300rpm，主动轮A输入功率PA=22.1kW，从动轮B、C输出功率分别为PB=14.8kW，PC=7.3kW。试求：1） 作用在轴上的外力偶矩；2） 横截面上的扭矩。 解：1） 求作用在轴上的外力偶矩 2） 计算横截面上的扭矩作扭矩图6 1