杆件的剪切与挤压教案-2022-2023学年度高一下学期北京理工大学出版社中职机械基础

中等专业学校2022-2023-2教案 课时总编号： 备课组别 机 械 课程 名称 机械 基础 所在 年级 高一 主备教师 授课教师 授课 系部 授课 班级 授课 日期 课题 2-3-2 杆件的剪切与挤压 教学 目标 1.理解连接件的剪切与挤压的概念； 2.会判断连接件的受剪面与受挤面 重点 1.会判断连接件的受剪面与受挤面 难点 2.会判断连接件的受剪面与受挤面 教法 启发式、互动式教学 教学设备 多媒体教学设备、激光翻页笔等 教学 环节 教学活动内容及组织过程 个案补充 教 学 内 容 课题导入 工程中受剪切变形的典型零件有很多，如图2-3-1所示的连接轴与齿轮的键，键在左侧上半部分与轮毂键槽接触并相互挤压，在它的右侧下半部分与轴键槽接触压紧。图2-3-2所示连接两块钢板之间的配合螺栓等，也是承受剪切的零件。如果外力过大，这些受剪切的构件就有可能沿剪切面剪断。 图2-3-1 键连接的剪切与挤压 图2-3-2 受剪切的螺栓 想一想：观察图2-3-3所示木屋架的端接头连接，当斜杆受力F作用时，水平杆左端上部容易出现什么破坏现象？其长度L是长些还是短些，更利于保证屋架的安全？ 图2-3-3木屋架的端接头 教学 环节 教学活动内容及组织过程 个案补充 教 学 内 容 讲授新课 1.剪切变形的概念 构件受大小相等、方向相反，作用线平行且相距很近的二平行力作用，构件上两力之间材料的颗粒沿外力方向发生相对错动的变形称为剪切变形。图2-3-4所示，用剪切机剪断钢板，就是剪切变形的过程。剪切变形中，产生相对错动的截面，称为剪切面。如图2-3-4所示的截面m-n，它总是平行于外力作用线。 2.剪力和切应力 如图2-3 -5所示，铆钉在外力作用下发生剪切变形时，剪切面上产生的抵抗变形的内力，称为剪力。其作用线与剪切面平行，常用ＦＱ表示，ＦＱ的大小可根据截面法求得，剪力的单位是Ｎ（牛）或kＮ（千牛）。 切应力是指单位面积上所受到的剪力，表示沿剪切面上应力分布的情况。由于剪切面附近变形复杂，切应力在剪切面上的分布规律难于确定，因此工程中一般近似地认为：剪切面上的切应力分布是均匀的，其方向与剪切力相同，简易计算方法如下： ＝ 式中：ＦＱ---剪力，A---剪切面的面积；切应力的单位是Pa或MPa。 教学 环节 教学活动内容及组织过程 个案补充 教 学 内 容 3.挤压和挤压应力 连接件和被连接件的接触面间相互压紧的现象称为挤压变形。连接件和被连接件相互接触并产生挤压变形的表面称为挤压面，一般垂直于外力的作用线。连接件发生发生剪切变形的同时都伴随着挤压变形，当挤压力较大时，在接触面的局部出现塑性变形或压溃的现象，称为挤压破坏。挤压面上抵抗挤压变形的内力称为挤压力，用Fjy表示，工程中常假定挤压力在挤压面上是均匀分布的，挤压面上单位面积所受到的挤压力，称为挤压应力，用σjy表示，如图2-3-6所示。 挤压应力的近似计算公式为： =Fjy/Ajy； 其中Ajy为挤压面的面积（对于平面接触时，实际承压的接触面积为挤压面积；对于圆柱面接触，有效挤压面面积取为实际承压面积在其直径平面上的投影）。 图2-3-6 受挤压作用的螺栓 4.剪切与挤压在生产实践中的应用 为了使机器中关键零件产生超载时不致损坏，把机器中某个次要零件设计成机器中最薄弱的环节，机器超载时这个零件先行破坏，从而保护了机器中其他重要零件。如车床丝杠与走刀箱间的安全销连接。 做一做： 分析图2-3-8所示零件的剪切面和挤压面？ 教学 环节 教学活动内容及组织过程 个案补充 教 学 内 容 学习评价及作业 1.学习评价 充分体现学生在教学中的主体地位。通过学生的自我评价，使其能够进行客观地自我反思，清晰地认识自我、自我总结的一个过程；通过小组评价，可以使学生更加注重小组的团结协作、互相学习，加强团队意识；通过教师评价，体现教师在教学中的另一主体地位，引导教学的方向和进程，指导学生掌握学习方法，学会探索、发现规律，同时，培养能力强的学生积极思考，主动探究；激励能力弱的学生认真观察，积极参与，以提高教学效果。 2.课堂小结 简要小结本次课程的内容（学生归纳，老师点晴并指出需要注意的问题）。 3.布置作业： （1）预习课题四内容 （2）见课后习题 板 书 设 计 教后札记 学科网（北京）股份有限公司 $