2.4 连接件的剪切与挤压（教案）《机械基础》（多学时）同步精品课堂（高教版·第3版）

《机械基础》（第3版）教案 详细教案 一、设计摘要 课程课题 任务2.4 连接件的剪切与挤压 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 学生已初步掌握剪切与挤压共生关系，能识别键、螺栓等典型零件的受剪特征，理解均匀分布假设及破坏规律，但对不同材料间挤压破坏差异，其中的要点仍需通过案例强化巩固，并且课程的前边有视频引入，也是为了学生更好的融入课程。 背景分析 机械连接中剪切与挤压并存，局部高应力易致塑性压溃或剪断，键、螺栓等典型零件受力复杂，需建立均匀应力假设并兼顾两种强度校核。因此，本文根据连接件的剪切与挤压的内容展开学习，主要掌握剪切、挤压的概念、剪力和切应力、挤压应力的公式，能够学会剪切与挤压在生产实践中的应用。 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，增强动手能力和解决问题的能力。 掌握剪切、挤压的概念、剪力和切应力、挤压应力的公式 能够学会剪切与挤压在生产实践中的应用。 学习任务 描述 掌握剪切、挤压的概念、剪力和切应力、挤压应力的公式 能够学会剪切与挤压在生产实践中的应用。 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 掌握剪切、挤压的概念、剪力和切应力、挤压应力的公式 教学难点 能够学会剪切与挤压在生产实践中的应用。 教学难点突破方法 能够学会基础知识并运用 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：栾学钢赵玉奇陈少斌，2024年8月第3版；高等教育出版社出版。 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） 学会运用抗剪强度条件和抗挤压强度条件进行连接件的强度计算。 工程中常见的连接件中，哪个零件容易发生破坏，破坏的基本形式又是什么呢？ 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、剪切 1.剪切的概念 如图2-22a所示，用剪板机剪钢板时，在上、下刀刃剪切力F的作用下，钢板在两个剪切力间的横截面m—n处发生相对错动，产生剪切变形，直至沿横截面m—n被剪断。剪切的受力特点是外力大小相等、方向相反、作用线平行且相距很近，变形特点是横截面沿外力方向产生相对错动。 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） 2.剪力和切应力 如图2-22b所示，钢板在外力作用下发生剪切变形，在零件内部产生一个抵抗变形的力、称为剪力。根据装而法可求出该横截而的内 力——剪力、剪力大小与外力相等且与该受力横截而相切。剪力的单位是N或kN:剪力常用F。表示。 切应力+表示沿剪切面上应力分布的程度，即单位面积 上受到的剪力。 工程中发生剪切变形的典型零件有很多，如图2-23所示的连接轴与齿轮的键、图2-24所示的连接两块钢板的加强杆螺栓等。 主要讲剪力和切应力内容。 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。 二、挤压 1.挤压的概念 零件在发生剪切变形的同时往往伴随着挤压变形。挤压是两构件在传力的接触面上局部承受较大的挤压力，出现塑性变形或压溃的现象。 在图2-23所示的键连接中，键的左侧上半部分与轮毂键槽接触并相互挤压，键的右侧下半部分与轴上键槽接触压紧。 如果互相挤压的材料不同，则强度低的材料更容易被破坏。由于剪切与挤压相伴而生，因此工程结构中既要考虑剪切强度，又要注意挤压强度。 2.挤压应力 工程中常假定挤压力在挤压面上是均匀分布的。 教师根据挤压讲解。 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。 表面挤压强度 以面接触而无相对运动的零件(如加强杆螺栓),在载荷作用下，接触表面将产生挤压应力。如果挤压应力Rp超过许用值，则塑性材料将产生表面塑性变形，脆性材料将产生表面压溃。 三、剪切与挤压在生产实践中的应用 工程中常用作连接的螺栓、键、销、铆钉等标准件，它们受到的剪力和挤压力较复杂，变形也复杂。因此，在设计时常采用实用计算法，即假定剪力、挤压力是均匀分布的、利用抗剪强度、挤压强度计算公式进行强度校核、设计横截面尺寸及确定许用载荷。有时、为了使机器中的关键零件在超载时不致损坏，把机器中某个次要零件设计成机器中最薄弱的环节，机器超载时这个次要零件先被破坏，从而保护机器中的重要零件。 教师讲解表面挤压强度，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； 图片展示更加直观的让学生感受到知识的魅力，加强学生学习的动力。 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：总结剪力和切应力。 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） 课程聚焦剪切与挤压的概念和公式的计算等内容，阐明键、螺栓等典型零件的受剪特征，强调应力均匀假设，并对比不同材料挤压破坏差异，因此本课程知识点较多。 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.简述剪力和切应力的内容。 2.简述剪切和挤压的概念。 3.简述表面挤压强度。 板书 设计 一、剪切 二、挤压 三、剪切与挤压在生产实践中的应用 六、教学评价 教学评价 七、教学反思 教学反思 教学发现学生对剪切和挤压共生概念易混淆，均匀应力假设较为抽象；后续需增加键、螺栓破坏实例与材料对比实验，强化强度校核步骤，提升学生的应用能力和解决问题的能力。 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 $$