2.2 平键连接的选择、标记和平键的强度验算（教案）《机械基础》同步精品课堂（江苏凤凰教育出版社）

《机械基础》教案 详细教案 一、设计摘要 课程课题 任务2.2 平键连接的选择、标记和平键的强度验算 授课教师 1 学时数 1 授课班级 人数 授课时间 教学地点 理实一体化教室 二、设计意图 学情分析 在学习平键连接的选择、标记及强度验算时，学生对平键的类型和应用场景理解较快，但在具体选择和标记上容易混淆标准规范。强度验算部分，学生常因公式复杂和参数众多而感到困难，尤其在确定许用应力和计算扭矩时容易出错。教学中需结合实际案例，强化标准规范的学习，通过逐步解析公式和参数，帮助学生掌握验算方法，提升其解决实际问题的能力。 背景分析 平键连接是机械设计中广泛应用的轴毂连接方式，其选择、标记和强度验算是确保机械传动可靠性的关键环节。随着机械工业的不断发展，对传动精度和承载能力的要求日益提高，准确选择合适的平键类型、正确进行标记以及精确验算强度，对于保障机械设备的稳定运行至关重要。本课程旨在帮助学生掌握平键连接的设计要点，培养其理论联系实际的能力，以满足现代机械设计的需求。 学习目标 设定 情感目标 知识目标 能力（技能）目标 能够结合本节课所学知识，认识机械键连接的选择。 掌握平键连接的配合与应用 能够学会平键连接的选择、标记和平键的强度验算 学习任务 描述 掌握平键连接的配合与应用 能够学会平键连接的选择、标记和平键的强度验算 教学资源 准备 教师准备：讨论主题、学生任务书； 学生准备：在线讨论、完成任务书。 教学重点 掌握平键连接的配合与应用 教学难点 能够学会平键连接的选择、标记和平键的强度验算 教学难点突破方法 本项目从机器概述开始，对电控系统做深入浅出的讲解并引导学生进行相关内容的学习。 三、教学策略 教法 讲授法、演示法、讨论法； 学法 小组讨论法、自主阅读法。 四、教学资源 教材工具材料 《机械基础》，主编：李莹德，2022年8月第1版；江苏凤凰教育出版社出版。 教学情景 创设 五、教学过程 教学环节 教学内容 教师活动 学生活动 设计意图 知识复习与回顾（2分钟） [引入主题]（2分钟） 案例引入：机械设备的发明 提出问题，认真回答问题。 接收并查看本节课堂任务书。查看并记住本节任务的学习目标。 1、组织学生回答问题，使同学们提起兴趣，对学习内容参与度更深。 2.下发和展示任务，让学生明确课堂任务，学习课堂知识。 新 课 导 入 （3分钟） [新课引入]（3分钟） 引导学生分析任务书，明确本节课的学习内容。 通过任务书，采用提问方式引出今天的内容。 1.跟上老师思路。 2.学生分小组交流讨论，总结出小组答案。 激发学生探索学习的欲望与兴趣，还可以把本次课程的内容快速引入课堂。 探索 新知（12分钟） (一)平键连接的配合与应用 平键连接采用基轴制配合，按键宽配合的松紧程度不同，分为松连接、正常连接和紧密 连接三种。三种连接的键宽、轴槽宽和轮毂槽宽的公差及其应用范围见表2-4。 上课前老师收集相关的新专业、职业、技能等知识。 学生对新专业了解后，再上网查一下新专业所涉及的知识点。 使用学生对新专业有个大概了解，自己再去收集相关资料补充自己的知识面。 学 习 新 知（20分钟） (二)平键连接的选择、标记和平键的强度验算 1. 平键连接的选择 平键已标准化，通常采用45钢制造，当轮毂为有色金属或非金属时，可用20钢或 Q235 钢。普通平键的主要尺寸有键宽b、键高h、键长L 。键宽b的公差h8, 键高h 的公差 h11(方形截面则为 h8), 键长L 的公差为 h14;与之相配的轴上键槽长度公差为 H14。 轴槽及轮毂槽的宽度b 对轴及轮毂轴心线的对称度，一般可按 GB/T 1184—1996中 《同轴度、对称度、圆跳动和全跳动公差值》规定的对称度公差7～9级选取。 轴槽、轮毂槽的键槽宽度b 两侧面粗糙度参数Ra 值推荐为1.6～3.2μm, 轴槽底面、轮 毂槽底面的表面粗糙度参数Ra 值为6.3μm。 更多要求，可以查阅国家标准GB/T 1096—2003《普通型平键》以及 GB/T 1095— 2003《平键键槽的剖面尺寸》,部分摘录见表2-5和表2-6。 平键的选择包括类型选择和尺寸选择两方面。 主要讲解平键连接的选择、标记和平键的强度验算等内容。 学生在书本上找出对应的内容并勾画出重点内容。 通过直观教学法，使用电教媒体PPT的形式，不仅能进一步激发学生的兴趣，也有利于加深学生对知识的理解和对内容的掌握。 (1)键连接的类型选择 选择键连接类型时，需考虑的因素有：载荷的类型；传递转矩的大小；轴与轮毂对中性 要求；键在轴上所处位置；轴上零件是否有轴向移动以及移动距离大小；键是否要承受轴向 力或键是否要对轴上零件进行轴向固定等。 (2)平键的尺寸选择 首先根据标准GB/T 1095—2003《平键键槽的剖 面尺寸》,从中选定键尺寸b×h,一并得到轴上键槽与 轮毂键槽的剖面尺寸及公差。然后根据标准 GB/T 1096—2003《普通型平键》确定键长L, 键长L 根据轮 毂长度确定，应略小于(或等于)轮毂的长度，并符合标 准规定的长度系列。 教师根据键连接的类型选择等内容讲解。 学生跟上老师的思路； 抽取学生回答老师的提问； 让学生能够快速的掌握学习内容，突破了课程内容难点。 2. 平键的标记 确定了键的类型以及具体尺寸，就可对键进行标记。 3. 平键连接的强度验算 平键连接工作时，受力情况如图2-12所示，键的 侧面受挤压，剖面a—a 受剪切。对于标准键连接，主 要失效形式是键、轴槽、毂槽三者中较弱零件的工作面 被压溃(对于静连接)或磨损(对于动连接)。因此，对 于按标准选取的平键连接，只需按工作面的挤压应力 进行强度计算。 比较验算结果，如发现强度不够，可采取以下措施： (1)适当增加键长和轮毂的长度，但不应过长，以免载荷分布不均。 (2)可在同一轴毂连接位置、相隔180°布置两个平键。校核时按1.5个平键计算。 教师讲解平键的标记，通过展示图片和理论相结合的形式，更形象的记忆 学生跟上老师的思路； 图片展示更加直观 学生再练习（6分钟） 4、分配任务：（6分钟）（思政导入：团队合作，培养学生学会思考，解决问题能力） 1）、以小组为单位回答问题：总结平键连接的配合。 2）、每组派出代表回答老师提问 4）、学生分组相互评价 5）、老师点评，哪个组最好，回答最准确。评出优胜小组。 1、教师分配任务小组任务，随堂进行观察和指导。 2.讨论完成后，教师以提问形式选择学生进行问题的回答。 3.各组互评后，教师进行总结评价。 学生小组讨论后每个组派一人或者两人回答。学生之间互评打分。 学生对知识的一个巩固过程，调动学生的学习积极性。 课堂 总结（2分钟） 教师总结（2分钟） 本课程系统讲解平键连接的选择、标记及强度验算。首先介绍平键类型及适用场景，指导学生根据载荷、转矩、对中要求等因素合理选择平键。接着讲解平键的标记方法，强调标准规范的重要性。最后，通过公式推导和实例分析，详细讲解平键强度验算步骤，包括扭矩计算、应力分析等，培养学生解决实际问题的能力，为机械设计实践奠定基础。 布置下节课任务（40分钟） 布置下节课任务（40分钟） 预习下节课内容 布 置 作业（13分钟） [完成作业]（13分钟） 1.简述平键的尺寸选择。 2.简述键连接的类型选择。 3.简述平键连接的选择。 板书 设计 六、教学评价 教学评价 七、教学反思 教学反思 在平键连接的选择、标记和强度验算教学中，发现学生对平键类型的选择理解较快，但在标记规范和强度验算的公式应用上存在困难。标记部分，学生常因标准繁多而混淆；强度验算时，对参数选取和公式理解不够深入。今后教学中，应增加标准规范的解读和实例练习，通过分步讲解和互动答疑，帮助学生更好地掌握标记和验算方法，提升其综合应用能力。 教师分配任务 学分组讨论 学生问题提问 学生分组回答 教师总结 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$