【正文】 專業(yè)資料分享 工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院冶金與工業(yè)設(shè)計(jì)系 任教班級(jí)2016秋汽車制造與檢修（中職）12班 任教科目 汽車機(jī)械基礎(chǔ) 教師姓名____杲金玉_ 2016——2017學(xué)年第一學(xué)期教學(xué)設(shè)計(jì)方案（首頁）課程名稱汽車機(jī)械基礎(chǔ)章、節(jié)名稱教學(xué)項(xiàng)目一、靜力學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)任務(wù)一、靜力學(xué)的基本概念授課教師杲金玉班級(jí)授課日期課時(shí)42課次教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo) 明確力、平衡、剛體和約束等重要概念；掌握靜力學(xué)四個(gè)公理及其推論所概括的力的基本性質(zhì)能力目標(biāo)（專業(yè)能力） 了解各種常見典型約束的性質(zhì)，會(huì)正確表示典型約束的約束反力方法目標(biāo)（社會(huì)能力） 深入淺出的分析，講解新課素質(zhì)目標(biāo) 學(xué)生能在老師的引導(dǎo)下，總結(jié)本節(jié)要點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn) 力、剛體、平衡的概念 四個(gè)基本公理教學(xué)難點(diǎn) 約束類型及約束反力分析教學(xué)準(zhǔn)備 本課教案及相關(guān)的實(shí)用教具教學(xué)反思教學(xué)設(shè)計(jì)方案（副頁）教學(xué)過程時(shí)間分配教學(xué)過程及內(nèi)容教學(xué)方法80引入： 同學(xué)們今天我們將要介紹力的性質(zhì)、靜力學(xué)基本公理、力系的簡(jiǎn)化和平衡條件等靜力、具備對(duì)構(gòu)件進(jìn)行受力分析、畫受力圖及平衡計(jì)算等基本技能一、力的基本性質(zhì)與概念 力的定義 力是物體間相互的機(jī)械作用。力作用的結(jié)果有兩個(gè): ①一是使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化，即力的外效應(yīng)，也稱為運(yùn)動(dòng)效應(yīng)： ②二是使物體的形狀發(fā)生改變，即力的內(nèi)效應(yīng)，也稱為變形效應(yīng)。力是人類在長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)實(shí)驗(yàn)、觀察中逐步建立起來的概念。 ③力作用的例子普遍存在于日常生活和生產(chǎn)勞動(dòng)當(dāng)中。當(dāng)人用手推、拉、投擲、舉起物體時(shí)，會(huì)使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變；力有三要素 力的三要素是指：力的大小、方向和作用點(diǎn)。力對(duì)物體的效應(yīng)取決于力的三要素。只要力的三要素之一發(fā)生改變，則力對(duì)物體的效應(yīng)也就隨著改變。剛體的概念①在實(shí)際工程中，如鋼、鑄鐵、混凝土、木材、陶瓷等常用的構(gòu)件材料均有足夠的抵抗變形的能力，這些構(gòu)件在受力后產(chǎn)生的變形是極其微小的。②構(gòu)件的這些微小變形對(duì)研究物體的平衡問題來說可以忽略不計(jì)。如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中的齒輪軸軸承，在其運(yùn)轉(zhuǎn)過程中齒輪軸的微小彎曲對(duì)兩端軸承受力的影響極小。③在研究齒輪軸的受力時(shí)忽略軸的變形因索，使問題得以簡(jiǎn)化，從而將齒輪軸視做不變形的“剛體”。 平衡的概念平衡是指物體在力系作用下相對(duì)于慣性參考系處于靜止或作勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。力系是指作用于剛體上的一群力。作用于平衡物休土的力系，稱為平衡力系。 二、力的基本性質(zhì)（靜力學(xué)基本公理） 力的平衡公理 剛體受兩個(gè)力作用而平衡的必要和充分的條件是：這兩個(gè)力的大小相等，方向相反，且作用于同一直線上，簡(jiǎn)稱“等值、反向、共線”。工程中將受兩個(gè)力作用而平衡的剛體稱為“二力構(gòu)件”或“二力體”。 加減平衡力系公理 在作用于剛體的任意力系中，加上或減去任何一個(gè)平衡力系，不改變?cè)ο祵?duì)剛體的作用效應(yīng)。推論：力的可傳性原理。作用力與反作用力公理有作用力就必然有反作用力，何一方都不能獨(dú)立存在。作用力與力的平行四邊形公理作用于物體同一點(diǎn)的兩個(gè)力可以合成為一個(gè)合力，合力也作用于該點(diǎn)，其大小和方向由以這兩個(gè)力為鄰邊所構(gòu)成的平行四邊形的對(duì)角線所確定，即合力矢等于這兩個(gè)分力矢的矢量和。 三力平衡匯交定理剛體受同一平而內(nèi)三個(gè)互不平行的力作用而平衡時(shí)，此三個(gè)力的作用線必匯交于一點(diǎn)。此推論可用力的可傳性原理、平行四邊形法則來證明。三、約束與約束力約束與約束力的定義 約束是指用以限制物體某一方向運(yùn)動(dòng)的裝置。工程中的機(jī)器或者結(jié)構(gòu)，總是由許多零部件組成的。這些零部件按照一定的形式相互連接，它們之間的運(yùn)動(dòng)必然互相限制。約束力 約束力是指當(dāng)非自由體有沿約束所限制方向運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，約束與被約束體之間產(chǎn)生相互的作用力。在路上行駛的汽車受到地面的支持力就是約束力。 約束類型與約束力的確定1）柔性約束：在實(shí)際工程中，常見的鋼絲繩、繩索、皮帶、鏈條等均屬柔體約束。2）約束特點(diǎn)：柔體只能承受拉力，不能承受壓力。柔休對(duì)物體的約束只能限制物體沿著柔體的中心線離開柔體的運(yùn)動(dòng)，而不能限制其他方向的運(yùn)動(dòng)。3）約束力的確定：柔體對(duì)物體的約束反力作用在接觸點(diǎn)上、方向沿著柔體中心線背離被約束物體的拉力。 光滑接觸約束① 光滑接觸約束的特點(diǎn)是光滑接觸面約束只能限制物體沿著接觸面的公法線指向支承面的運(yùn)動(dòng)。② 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中典型的光滑面約束有齒輪嚙合、光滑欽鏈約束等。用圓柱形銷釘將兩個(gè)開有銷釘孔的零件連接起來形成的一種可動(dòng)的連接。工程上常見的光滑鉸鏈有如下幾種形式（1）中間鉸鏈 中間鉸鏈的結(jié)構(gòu)是用銷釘穿過兩個(gè)可動(dòng)零件的圓柱孔，將它們連接起來，使兩個(gè)零件可繞銷釘軸線相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。（2）固定鉸鏈 固定鉸鏈支座是用銷釘把某構(gòu)件與固定機(jī)架或固定支承面連接，構(gòu)件只能繞銷釘軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，不能用做其他移動(dòng)，銷釘與構(gòu)件的接觸為光滑圓柱面。受力分析與受力圖在研究靜力平衡問題時(shí)，首先要解決的兩個(gè)關(guān)鍵問題是：（1）研究對(duì)象的確定；（2）研究對(duì)象的受力分析。講授演示教學(xué)設(shè)計(jì)方案（首頁）課程名稱汽車機(jī)械基礎(chǔ)章、節(jié)名稱教學(xué)任務(wù)二、平面匯交力系授課教師杲金玉班級(jí)授課日期課時(shí)1課次2教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo) 理解力在直角坐標(biāo)軸上的投影和合力投影定理，能力目標(biāo)（專業(yè)能力）掌握平面匯交力系平衡方程方法目標(biāo)（社會(huì)能力） 主要研究平面力系的簡(jiǎn)化和合成方法，平衡條件和平衡方程，應(yīng)用平衡方程求解物體平衡問題的方法步驟素質(zhì)目標(biāo) 在學(xué)習(xí)過程中了解，平面匯交力系平衡方程教學(xué)重點(diǎn)平面匯交力系平衡方程教學(xué)難點(diǎn) 合力投影定理教學(xué)準(zhǔn)備 本課教案及相關(guān)教具教學(xué)反思教學(xué)設(shè)計(jì)方案（副頁）教學(xué)過程時(shí)間分配教學(xué)過程及內(nèi)容教學(xué)方法引言：平面力系——各力作用線都在同一平面內(nèi)的力系。空間力系——各力作用線不在同一平面內(nèi)的力系。匯交力系——作用線交于一點(diǎn)的力系。一、 力的分解 按照平行四邊形法則，兩個(gè)共作用點(diǎn)的力，可以合成為一個(gè)合力，解是唯一的；但反過來，要將一個(gè)已知力分解為兩個(gè)力，如無足夠的條件限制，其解將是不定的。 力在坐標(biāo)軸上的投影 力的投影是代數(shù)量，取正值；反之，取負(fù)值。若已知力的大小和方向?yàn)榱υ谥苯亲鴺?biāo)軸上的投影，可以同時(shí)表明力沿直角坐標(biāo)軸分解時(shí)分力的大小和方向。合力投影定理 若剛體在平面上的一點(diǎn)作用著兩個(gè)力合成的平行四邊形法則（三角形）依次類推，從而得出力系的合力等于各分力的矢量和。合力投影定理——合力在某一軸上的投影等于各分力在同一軸上投影的代數(shù)和。平面匯交力系的平衡條件平面匯交力系可以合成為一個(gè)合力，即平面匯交力系可用其合力來代替。 二、解靜力學(xué)平衡問題的一般方法和步驟： 所選研究對(duì)象應(yīng)與已知力（或已求出的力）、未知力有直接關(guān)系，這樣才能應(yīng)用平衡條件由已知條件求未知力； 根據(jù)研究對(duì)象所受外部載荷、約束及其性質(zhì)，對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析并得出它的受力圖。 在建立坐標(biāo)系時(shí)，最好選取有一軸與一個(gè)未知力垂直。 根據(jù)平衡條件列平衡方程時(shí)，要注意各力投影的正負(fù)號(hào)。如果計(jì)算結(jié)果中出現(xiàn)負(fù)號(hào)時(shí)，說明原假設(shè)方向與實(shí)際受力方向相反。教學(xué)設(shè)計(jì)方案（首頁）課程名稱汽車機(jī)械基礎(chǔ)章、節(jié)名稱力矩和力偶授課教師杲金玉班級(jí)授課日期課時(shí)1課次2教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo) 了解力矩和力偶的概念；理解力的平移原理； 掌握力偶性質(zhì)。能力目標(biāo)（專業(yè)能力） 掌握力偶性質(zhì)，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力。方法目標(biāo)（社會(huì)能力） 了解力矩和力偶的概念。 掌握力偶性質(zhì)及力的平移原理、應(yīng)用。素質(zhì)目標(biāo) 了解力矩和力偶的概念，掌握力偶性質(zhì)。 了解力的平移原理；并能解釋生活和工程實(shí)際問題。教學(xué)重點(diǎn) 力矩和力偶的概念，力偶性質(zhì)； 力的平移原理、應(yīng)用。教學(xué)難點(diǎn) 力偶性質(zhì)、力的平移原理及應(yīng)用教學(xué)準(zhǔn)備 本課教案及相關(guān)教具教學(xué)反思教學(xué)設(shè)計(jì)方案（副頁）教學(xué)過程時(shí)間分配教學(xué)過程及內(nèi)容教學(xué)方法80力矩和力偶一、力矩力矩的概念力的大小F與力臂d的乘積稱為力矩。規(guī)定：力使物體繞矩心逆轉(zhuǎn)為正；順轉(zhuǎn)負(fù)。 要點(diǎn): 1）力過矩心，力矩為零。2）力為零，力矩為零。3）力沿力線在剛體內(nèi)移動(dòng)，力矩不變。合力矩定理平面匯交力系的合力對(duì)于平面內(nèi)任一點(diǎn)之矩等于所有各力對(duì)該點(diǎn)之矩的代數(shù)和。 討論： 根據(jù)合力矩定理推出：“力偶對(duì)任一點(diǎn)的矩等于零’,錯(cuò)在哪里？合力矩定理指出：“合力對(duì)點(diǎn)之矩等于各分力對(duì)同一點(diǎn)之矩的代數(shù)和”，因?yàn)椤傲ε紵o合力”，所以力偶對(duì)一點(diǎn)之矩必等于零。二、力偶力偶的概念等值、反向的兩個(gè)平行力構(gòu)成力偶。力偶三要素力偶矩的大小、轉(zhuǎn)向、力偶作用面稱為力偶三要素。說明：力、力偶為靜力學(xué)兩個(gè)基本物理量。力偶矩規(guī)定：逆時(shí)針轉(zhuǎn)向的力偶矩為正，順轉(zhuǎn)為負(fù)。力偶性質(zhì)☉力偶無矩心☉力偶無合力☉等效力偶可以互換 三、力的平移 要點(diǎn)： 1）力的平移原理只適用于剛體。 2）力的平移是指力在同一剛體上平移，不能移到另一剛體上。 3）力的平移原理的逆定理亦成立。講授演示教學(xué)設(shè)計(jì)方案（首頁）課程名稱汽車機(jī)械基礎(chǔ)章、節(jié)名稱摩擦力授課教師杲金玉班級(jí)汽車制造與檢修1601班授課日期課時(shí)1課次2教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo) 知道滑動(dòng)摩擦、滑動(dòng)摩擦力的概念，認(rèn)識(shí)滑動(dòng)摩擦產(chǎn)生的條件 明確滑動(dòng)摩擦力的方向，知道滑動(dòng)摩擦力大小與相互接觸的物體的材料、正壓力和接觸面的粗糙程度的關(guān)系。能力目標(biāo)（專業(yè)能力） 能運(yùn)用動(dòng)摩擦因數(shù)計(jì)算摩擦力大小。 認(rèn)識(shí)靜摩擦的規(guī)律，能夠用二力的平衡知識(shí)得出靜摩擦力的大小。方法目標(biāo)（社會(huì)能力） 聯(lián)系生產(chǎn)、生活和實(shí)際討論和認(rèn)識(shí)各種摩擦力的利弊，加深對(duì)靜摩擦力的認(rèn)識(shí)；通過對(duì)生活中摩擦力的了解用自身的語言表達(dá)深化對(duì)摩擦力的認(rèn)識(shí)，達(dá)到鞏固提高的目的。素質(zhì)目標(biāo) 在理解摩擦力的利與弊的過程中，領(lǐng)略自然界的和諧與奇妙，使學(xué)生的價(jià)值觀得到提升；教學(xué)重點(diǎn)滑動(dòng)摩擦力的大小、方向和作用點(diǎn)； 滑動(dòng)摩擦力產(chǎn)生的條件及規(guī)律，并會(huì)用f ＝μFN解決具體問題； 靜摩擦力產(chǎn)生的條件及規(guī)律，正確理解最大靜摩擦力的概念。教學(xué)難點(diǎn)滑動(dòng)摩擦力方向的判定 靜摩擦力有無、大小和方向的判定。教學(xué)準(zhǔn)備本課教案及相關(guān)教具教學(xué)反思教學(xué)任務(wù)一、機(jī)構(gòu)常識(shí) 一、機(jī)器的組成 機(jī)器是執(zhí)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)、用來變換或傳遞能量、物料、信息的裝置。 人是不是機(jī)器 機(jī)器的定義是:“機(jī)器是執(zhí)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)、用來變換或傳遞能量、物料、信息的裝置?！倍艘部蓤?zhí)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)變換或傳遞能量、物料和信息。 一般機(jī)器包含四個(gè)基本組成部分 動(dòng)力部分、傳動(dòng)部分、控制部分、執(zhí)行部分。1）工業(yè)機(jī)器人鉸接臂機(jī)械手, ,。 二、機(jī)器與機(jī)構(gòu)以及零件、構(gòu)件及部件 1．機(jī)構(gòu) 用來傳遞運(yùn)動(dòng)和力的、有一個(gè)構(gòu)件為機(jī)架的、用構(gòu)件間能夠相對(duì)運(yùn)動(dòng)的連接方式組成的構(gòu)件系統(tǒng)稱為機(jī)構(gòu)。 1）機(jī)構(gòu)分類 （1）平面機(jī)構(gòu)： （2）)空間機(jī)構(gòu)：不滿足平面機(jī)構(gòu)條件的機(jī)構(gòu)。 2）機(jī)構(gòu)實(shí)例 削鉛筆器、照相機(jī)快門、折疊椅、可調(diào)臺(tái)燈、電風(fēng)扇、雨傘骨架、食物攪拌器、汽車變速器等。 機(jī)器 具有確定相對(duì)運(yùn)動(dòng)、可進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換或做機(jī)械功的一種實(shí)體組合，如汽車、起重機(jī)、機(jī)床等。 機(jī)構(gòu)和機(jī)器的區(qū)別 （1）機(jī)器是由各種機(jī)構(gòu)組成：只含有一個(gè)最簡(jiǎn)單的機(jī)構(gòu)。如電動(dòng)機(jī)，只含有一個(gè)定子和轉(zhuǎn)子組成的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。 （2）機(jī)構(gòu)只是一個(gè)構(gòu)件系統(tǒng)：而機(jī)器除構(gòu)件系統(tǒng)之外還包含電氣、液壓等其他裝置,具有變換或傳遞能量、物料、信息的功能。 機(jī)械 機(jī)器與機(jī)構(gòu)的總稱 5．零件 組成機(jī)械的各個(gè)制造單元，如螺釘、螺母、軸等。 6．構(gòu)件 組成機(jī)械的各個(gè)運(yùn)動(dòng)單元（可以是單獨(dú)加工的單元體，如車床的主軸；也可是多個(gè)零件的組合體，如連桿）。 7．運(yùn)動(dòng)副 兩個(gè)零件或構(gòu)件間既相接觸又有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的一種聯(lián)接形式，如車輪與鋼軌、一對(duì)輪齒以及軸與軸承之間的聯(lián)接。 （1）平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)副 1）低副：兩構(gòu)件間呈面接觸的運(yùn)動(dòng)副，可分為回轉(zhuǎn)副和移動(dòng)副。 ① 回轉(zhuǎn)副：組成運(yùn)動(dòng)副的兩構(gòu)件只能在一個(gè)平面內(nèi)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。 ② 移動(dòng)副：組成運(yùn)動(dòng)副的兩構(gòu)件只能沿某一軸線相對(duì)移動(dòng)。 2）高副：兩構(gòu)件間呈點(diǎn)、線接觸的運(yùn)動(dòng)副。 教學(xué)任務(wù)二、汽車常見四桿機(jī)構(gòu) 一、曲柄連桿機(jī)構(gòu) 1）連桿機(jī)構(gòu)——用低副聯(lián)接構(gòu)件組成的機(jī)構(gòu)，又稱低