汽车机械基础教案.docx

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汽车机械基础教案

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工业职业技术学院

冶金与工业设计系

任教班级2016秋汽车制造与检修（中职）1-2班

任教科目汽车机械基础

教师姓名____杲金玉_

2016——2017学年第一学期

教学设计方案（首页）

课程名称

汽车机械基础

章、节名称

教学项目一、静力学基础

教学任务一、静力学的基本概念

授课教师

杲金玉

班级

授课日期

2016.8.23-26

课时

4

2课次

教学目标

知识目标

明确力、平衡、刚体和约束等重要概念；掌握静力学四个公理及其推论所概括的力的基本性质

能力目标（专业能力）

了解各种常见典型约束的性质，会正

确表示典型约束的约束反力

方法目标（社会能力）

深入浅出的分析，讲解新课

素质目标

学生能在老师的引导下，总结本节要点

教学重点

1、力、刚体、平衡的概念

2、四个基本公理

教学难点

约束类型及约束反力分析

教学准备

本课教案及相关的实用教具

教学反思

教学设计方案（副页）教学过程

时间分配

教学过程及内容

教学方法

80

引入：

同学们今天我们将要介绍力的性质、静力学基本公理、力系的简化和平衡条件等静力、具备对构件进行受力分析、画受力图及平衡计算等基本技能

一、力的基本性质与概念

1、力的定义

力是物体间相互的机械作用。

力作用的结果有两个:

①一是使物体的运动状态发生变化，即力的外效应，也称为运动效应：

②二是使物体的形状发生改变，即力的内效应，也称为变形效应。

力是人类在长期的生产实践和科学实验、观察中逐步建立起来的概念。

③力作用的例子普遍存在于日常生活和生产劳动当中。

当人用手推、拉、投掷、举起物体时，会使物体的运动状态改变；

2、力有三要素

力的三要素是指：

力的大小、方向和作用点。

力对物体的效应取决于力的三要素。

只要力的三要素之一发生改变，则力对物体的效应也就随着改变。

3、刚体的概念

①在实际工程中，如钢、铸铁、混凝土、木材、陶瓷等常用的构件材料均有足够的抵抗变形的能力，这些构件在受力后产生的变形是极其微小的。

②构件的这些微小变形对研究物体的平衡问题来说可以忽略不计。

如汽车发动机中的齿轮轴轴承，在其运转过程中齿轮轴的微小弯曲对两端轴承受力的影响极小。

③在研究齿轮轴的受力时忽略轴的变形因索，使问题得以简化，从而将齿轮轴视做不变形的“刚体”。

4、平衡的概念

平衡是指物体在力系作用下相对于惯性参考系处于静止或作匀速直线运动状态。

力系是指作用于刚体上的一群力。

作用于平衡物休土的力系，称为平衡力系。

二、力的基本性质（静力学基本公理）

1、力的平衡公理

刚体受两个力作用而平衡的必要和充分的条件是：

这两个力

的大小相等，方向相反，且作用于同一直线上，简称“等值、反向、共线”。

工程中将受两个力作用而平衡的刚体称为“二力构件”或“二力体”。

2、加减平衡力系公理

在作用于刚体的任意力系中，加上或减去任何一个平衡力系，不改变原力系对刚体的作用效应。

推论：

力的可传性原理。

3、作用力与反作用力公理

有作用力就必然有反作用力，何一方都不能独立存在。

作用力与

4、力的平行四边形公理

作用于物体同一点的两个力可以合成为一个合力，合力也作用于该点，其大小和方向由以这两个力为邻边所构成的平行四边形的对角线所确定，即合力矢等于这两个分力矢的矢量和。

5、三力平衡汇交定理

刚体受同一平而内三个互不平行的力作用而平衡时，此三个力的作用线必汇交于一点。

此推论可用力的可传性原理、平行四边形法则来证明。

三、约束与约束力

1、约束与约束力的定义

约束是指用以限制物体某一方向运动的装置。

工程中的机器或者结构，总是由许多零部件组成的。

这些零部件按照一定的形式相互连接，它们之间的运动必然互相限制。

2、约束力

约束力是指当非自由体有沿约束所限制方向运动趋势时，约束与被约束体之间产生相互的作用力。

在路上行驶的汽车受到地面的支持力就是约束力。

3、约束类型与约束力的确定

1）柔性约束：

在实际工程中，常见的钢丝绳、绳索、皮带、链条等均属柔体约束。

2）约束特点：

柔体只能承受拉力，不能承受压力。

柔休对物体的约束只能限制物体沿着柔体的中心线离开柔体的运动，而不能限制其他方向的运动。

3）约束力的确定：

柔体对物体的约束反力作用在接触点上、方向沿着柔体中心线背离被约束物体的拉力。

4、光滑接触约束

①光滑接触约束的特点是光滑接触面约束只能限制物体沿着接触面的公法线指向支承面的运动。

②汽车发动机中典型的光滑面约束有齿轮啮合、光滑钦链约束等。

用圆柱形销钉将两个开有销钉孔的零件连接起来形成的一种可动的连接。

5、工程上常见的光滑铰链有如下几种形式

（1）中间铰链中间铰链的结构是用销钉穿过两个可动零件的圆柱孔，将它们连接起来，使两个零件可绕销钉轴线相对转动。

（2）固定铰链固定铰链支座是用销钉把某构件与固定机架或固定支承面连接，构件只能绕销钉轴线转动，不能用做其他移动，销钉与构件的接触为光滑圆柱面。

6、受力分析与受力图

在研究静力平衡问题时，首先要解决的两个关键问题是：

（1）研究对象的确定；

（2）研究对象的受力分析。

讲授

演示

教学设计方案（首页）

课程名称

汽车机械基础

章、节名称

教学任务二、平面汇交力系

授课教师

杲金玉

班级

授课日期

课时

1课次

2

教学目标

知识目标

理解力在直角坐标轴上的投影和合力投影定理，

能力目标（专业能力）

掌握平面汇交力系平衡方程 

方法目标（社会能力）

主要研究平面力系的简化和合成方法，平衡条件和平衡方程，应用平衡方程求解物体

平衡问题的方法步骤

素质目标

在学习过程中了解，平面汇交力系平衡方程

教学重点

平面汇交力系平衡方程

教学难点

合力投影定理

教学准备

本课教案及相关教具

教学反思

教学设计方案（副页）教学过程

时间分配

教学过程及内容

教学方法

引言：

平面力系——各力作用线都在同一平面内的力系。

空间力系——各力作用线不在同一平面内的力系。

汇交力系——作用线交于一点的力系。

一、力的分解

按照平行四边形法则，两个共作用点的力，可以合成为一个合力，解是唯一的；但反过来，要将一个已知力分解为两个力，如无足够的条件限制，其解将是不定的。

1、力在坐标轴上的投影

力的投影是代数量，取正值；反之，取负值。

若已知力的大小和方向为力在直角坐标轴上的投影，可以同时表明力沿直角坐标轴分解时分力的大小和方向。

2、合力投影定理

   若刚体在平面上的一点作用着两个力合成的平行四边形法则（三角形）依次类推，从而得出力系的合力等于各分力的矢量和。

合力投影定理——合力在某一轴上的投影等于各分力在同一轴上投影的代数和。

3、平面汇交力系的平衡条件

平面汇交力系可以合成为一个合力，即平面汇交力系可用其合力来代替。

二、解静力学平衡问题的一般方法和步骤：

1.选择研究对象所选研究对象应与已知力（或已求出的力）、未知力有直接关系，这样才能应用平衡条件由已知条件求未知力；

2.画受力图根据研究对象所受外部载荷、约束及其性质，对研究对象进行受力分析并得出它的受力图。

3.建立坐标系在建立坐标系时，最好选取有一轴与一个未知力垂直。

4.列平衡方程解出未知量根据平衡条件列平衡方程时，要注意各力投影的正负号。

如果计算结果中出现负号时，说明原假设方向与实际受力方向相反。

教学设计方案（首页）

课程名称

汽车机械基础

章、节名称

力矩和力偶

授课教师

杲金玉

班级

授课日期

2016.8.30

课时

1课次

2

教学目标

知识目标

1、了解力矩和力偶的概念；理解力的平移原理；

2、掌握力偶性质。

能力目标（专业能力）

掌握力偶性质，培养分析问题和解决问题的能力。

方法目标（社会能力）

1、了解力矩和力偶的概念。

2、掌握力偶性质及力的平移原理、应用。

素质目标

1、了解力矩和力偶的概念，掌握力偶性质。

2、了解力的平移原理；并能解释生活和工程实际问题。

教学重点

1、力矩和力偶的概念，力偶性质；

2、力的平移原理、应用。

教学难点

力偶性质、力的平移原理及应用

教学准备

本课教案及相关教具

教学反思

教学设计方案（副页）教学过程

时间分配

教学过程及内容

教学方法

80

力矩和力偶

一、力矩

1、力矩的概念

力的大小F与力臂d的乘积称为力矩。

规定：

力使物体绕矩心逆转为正；顺转负。

要点:

1）力过矩心，力矩为零。

2）力为零，力矩为零。

3）力沿力线在刚体内移动，力矩不变。

2、合力矩定理

平面汇交力系的合力对于平面内任一点之矩等于所有各力对该点之矩的代数和。

讨论：

根据合力矩定理推出：

“力偶对任一点的矩等于零’,错在哪里？

合力矩定理指出：

“合力对点之矩等于各分力对同一点之矩的代数和”，因为“力偶无合力”，所以力偶对一点之矩必等于零。

二、力偶

1、力偶的概念

等值、反向的两个平行力构成力偶。

2、力偶三要素

力偶矩的大小、转向、力偶作用面称为力偶三要素。

说明：

力、力偶为静力学两个基本物理量。

3、力偶矩

规定：

逆时针转向的力偶矩为正，顺转为负。

4、力偶性质

☉力偶无矩心

☉力偶无合力

☉等效力偶可以互换

三、力的平移

要点：

1）力的平移原理只适用于刚体。

2）力的平移是指力在同一刚体上平移，不能移到另一刚体上。

3）力的平移原理的逆定理亦成立。

讲授

演示

教学设计方案（首页）

课程名称

汽车机械基础

章、节名称

摩擦力

授课教师

杲金玉

班级

汽车制造与检修1601班

授课日期

2016.9.2

课时

1课次

2

教学目标

知识目标

1、知道滑动摩擦、滑动摩擦力的概念，认识滑动摩擦产生的条件

2、明确滑动摩擦力的方向，知道滑动摩擦力大小与相互接触的物体的材料、正压力和接触面的粗糙程度的关系。

能力目标（专业能力）

能运用动摩擦因数计算摩擦力大小。

认识静摩擦的规律，能够用二力的平衡知识得出静摩擦力的大小。

方法目标（社会能力）

联系生产、生活和实际讨论和认识各种摩擦力的利弊，加深对静摩擦力的认识；通过对生活中摩擦力的了解用自身的语言表达深化对摩擦力的认识，达到巩固提高的目的。

素质目标

在理解摩擦力的利与弊的过程中，领略自然界的和谐与奇妙，使学生的价值观得到提升；

教学重点

1、滑动摩擦力的大小、方向和作用点；

2、滑动摩擦力产生的条件及规律，并会用f＝μFN解决具体问题；

3、静摩擦力产生的条件及规律，正确理解最大静摩擦力的概念。

教学难点

1、滑动摩擦力方向的判定

2、静摩擦力有无、大小和方向的判定。

教学准备

本课教案及相关教具

教学反思

教学任务一、机构常识

一、机器的组成

机器是执行机械运动、用来变换或传递能量、物料、信息的装置。

1、人是不是机器

机器的定义是:

“机器是执行机械运动、用来变换或传递能量、物料、信息的装置。

”而人也可执行机械运动变换或传递