2.1 键连接的类型、特点与应用（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2.1 键连接的类型、特点与应用 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 键连接是机械设计中的重要内容，学生在学习时需掌握其类型、特点与应用。键连接主要包括平键、花键、切向键等类型，各有独特特点：平键结构简单、对中性好；花键承载能力强、对中精度高；切向键传递转矩大但需双向布置。学生在理解这些类型时，常因理论抽象而感到困难，尤其在区分不同类型的应用场景时容易混淆。教学中需结合实际案例，通过直观展示和对比分析，帮助学生深入理解键连接的特性及其在机械设计中的具体应用，从而提高学习效果。 背景分析 键连接是机械设计中实现轴与轮毂之间周向固定和传递转矩的重要连接方式。随着机械工业的发展，对机械传动的精度、可靠性和承载能力提出了更高要求。键连接的多样化类型（如平键、花键、切向键等）及其各自的特点和应用场景，为满足不同机械设计需求提供了选择依据。掌握键连接的设计与应用，对于培养学生解决实际工程问题的能力具有重要意义，是机械设计课程中的核心内容之一。 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，认识机械键连接的的分类 掌握键连接的类型、特点与应用 能够学会导向平键连接与滑键连接 学习任务 描述 掌握键连接的类型、特点与应用 能够学会导向平键连接与滑键连接 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 掌握键连接的类型、特点与应用 教学难点 能够学会导向平键连接与滑键连接 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：键的类型 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、键连接 通过键将轴与轴上零件连接在一起，实现周向固定，并传递转矩的连接称为键连接，如图2-1所示。键连接结构简单、装拆方便、工作可靠，而且键已经标准化，无须另行设计，故在机械中得以广泛应用。 (一)键连接的类型、特点与应用 常用的键有平键、半圆键、楔键、切向键和花键，由此构成的键连接分别称为平键连接、半圆键连接、楔键连接、切向键连接和花键连接等。 1.平键连接 平键是矩形截面的连接件，置于轴和轴上零件的键槽内，键的两侧面为工作面，用以传递转矩。平键分普通平键、导向平键和滑键三类。 2.半圆键连接 半圆键连接，如图2-5所示，也是通过两侧面传递转矩，同样具有较好的对中性。半圆键在轴槽中能绕自身几何中心沿槽底圆弧摆动，以适应轮毂上键槽的斜度，特别适用于锥形轴与轮毂的连接。由于轴上键槽较深，对轴的强度削弱较大，因此只 能传递较小的转矩，一般用于轻载连接。 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） 3.楔键连接 楔键分普通楔键和钩头楔键两种。普通楔键有圆头(A型)、方头(B型)和单圆头(C型)三种类型，如图2-6所示。钩头楔键只有一种形式，如图2-7所示。 如图2-8所示，楔键的上、下表面为工作面，上表面相对下表面有1:100的斜度，轮毂键槽底面也有1:100的斜度。楔键两侧面都不与键槽侧面接触，为非工作面。把楔键打人轴与轴上零件之间的键槽，上、下表面间会产生很大的楔紧力。工作时，楔键主要靠摩擦力传递转矩，并能承受单方向的轴向力。 主要讲解楔键连接等内容。 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。 4.切向键连接 切向键由一对具有1:100斜度的楔键沿斜面拼合而成，其上、下两工作面互相平行，轴和轮毂的键槽底面没有斜度，如图2-9所示。装配时，一对键分别自轮毂两边打入，使两工作面分别与轴和轮毂上键槽底面压紧。工作时，切向键靠工作面的压紧作用传递转矩。一对切向键只能传递单向转矩，若需传递双向转矩，则采用两组切向键，互成120°~135°布置，如图2-10所示。 教师根据切向键连接等内容讲解。 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。 5.花键连接 花键连接由外花键(轴)与内花键(轮毂孔)组成同轴偶件，依靠两零件上周向均布且齿数相同的键齿相互啮合构成，如图2-11所示。 (1)花键连接的特点及应用。 花键连接的主要特点：花键齿侧面为工作面，花键齿较多、工作面积大、承载能力强；键齿均匀分布，受力较均匀；齿轴一体且齿槽浅、齿根应力集中小，且对轴的强度削弱较小；轴上零件对中性和导向性较好；但花键加工需要专用设备，成本高。 花键连接主要用于定心精度高、载荷大或经常滑移的连接。 (2)花键的类型。 根据键齿形状的不同，常用的花键分为矩形花键和渐开线花键两类，渐开线花键连接中还有三角形花键连接的形式，具体见表2-2。 教师讲解花键连接，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：总结键的类型。 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） 本课程系统讲解键连接的类型、特点与应用。涵盖平键、花键、切向键等常见类型，分析其结构特点，如平键对中性好、花键承载能力强、切向键传递大转矩等。结合实际案例，探讨不同类型键在机械传动中的应用场景，帮助学生理解键连接在工程设计中的重要性，培养其解决实际问题的能力，为后续机械设计学习奠定坚实基础。 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.简述切向键连接。 2.简述花键连接的特点。 3.简述花键的类型。 板书 设计 六、教学评价 教学评价 七、教学反思 教学反思 在键连接的类型、特点与应用教学中，发现学生对理论知识理解较快，但在实际应用和区分场景时存在困难。通过引入实际案例和实物模型展示，学生参与度明显提高，对不同类型键的适用场景有了更直观的认识。今后教学中，应进一步强化实践环节，增加互动讨论，帮助学生更好地将理论与实际相结合，提升其工程思维和解决问题的能力。 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 $$