8.1 轴（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8.1 轴 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 中职学生基础薄弱，对轴的结构、材料与受力分析缺乏系统认知，需通过直观图示、案例拆解与动手实践，强化对轴的分类、选材原则及受力特点的理解，提升解决实际问题的能力。 背景分析 本课选自《机械基础》中职同步精品课程第八章，对接装备制造类专业岗位需求，聚焦轴与轴承核心部件，为后续机构装配与故障诊断奠定理论与技能基础。 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。 掌握轴的结构与特点、轴的分类掌握轴的结构与特点、轴的分类 能够学会轴的材料或轴的受力分析，以及影响轴结构的因素 学习任务 描述 掌握轴的结构与特点、轴的分类 能够学会轴的材料或轴的受力分析，以及影响轴结构的因素 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 掌握轴的结构与特点、轴的分类 教学难点 能够学会轴的材料或轴的受力分析，以及影响轴结构的因素 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） 轴是穿在轴承中间或车轮中间或齿轮中间的圆柱形物件，但也有少部分是方型的。轴是支承转动零件并与之一起回转以传递运动、扭矩或弯矩的机械零件。一般为金属圆杆状，各段可以有不同的直径。机器中作回转运动的零件就装在轴上。 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、轴的结构与特点 轴是支承回转运动零部件(如齿轮、蜗轮等)的重要零件，是机械运转的主要零件。 1.轴的结构 如图8-1所示，轴的结构主要包括：轴颈——被支承处，安装轴承；轴头——安装轮毂处；轴身——连接轴颈和轴头处；轴肩——横截面尺寸变化处。 2.轴的分类 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、轴的材料 由于轴工作时产生的应力多为变应力，所以轴的失效多为疲劳损坏，因此轴的材料应具有足够的疲劳强度、较小的应力集中敏感性和良好的切削加工性能等。 轴的主要材料是优质碳素结构钢与合金结构钢。 (1)优质碳素结构钢 优质碳素结构钢价格低，对应力集中的敏感性较低，可以利用热处理提高其耐磨性和疲劳强度。常用的有35钢、45钢，其中以45钢应用最广。对于受力较小或不太重要的轴，也可以使用Q235、Q275等碳素结构钢。 (2)合金结构钢 对于要求强度较高、尺寸较小或有其他特殊要求的轴，可以使用合金钢材料。对耐磨性要求较高的可以采用20Cr、20CrMnTi等合金渗碳钢，要求较高的轴可以使用40Cr(或用35SiMn、40MnB代替)、40CrNi(或用38SiMnMo代替)等合金调质钢进行热处理。合金钢比非合金钢机械强度高、热处理性能好，但对应力集中敏感性高，价格也较高。 高强度铸铁和球墨铸铁具有良好的制造工艺性，而且价格低、吸振性和耐磨性较 好，适用于外形复杂的曲轴、凸轮轴等。 主要讲轴的材料等内容。 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。 三、轴的受力分析 轴是机器中的重要零件。轴上通常装有带轮、链轮、齿轮等传动零件，因此轴的受力既有径向力、圆周力，又有轴向力，如图8-9所示。将圆周力和轴向力平移到轴线上，使轴受到力偶的作用。轴的受力不在同一个平面，属于空间力系。空间力系的平衡问题可以转化为几个平面力系的平衡问题。 教师根据轴的受力分析讲解。 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。 四、影响轴结构的因素 轴的结构取决于下面几个因素： ①轴的毛坯种类。 ②轴上作用力的大小及分布情况。 ③轴上零件的位置、配合性质及连接固定的方法。 ④轴的加工方法、装配方法及其他特殊要求。 轴的强度与工作应力的大小和性质有关。选择轴的结构时，应使轴的形状接近于等强度条件；尽量避免各轴段横截面突然改变以降低局部应力集中；改变轴上零件的布置，可以减小轴上的载荷；改进轴上零件的结构也可以减小轴上的载荷。轴的结构应便于加工和装配，形状力求简单，阶梯轴的级数尽可能少，各段直径不能相差太大。 轴上需车制螺纹的轴段应有退刀槽(图8-10a),需磨削的轴段应设置砂轮越程槽(图8-10b)。为便于加工，各圆角、倒角、砂轮越程槽及退刀槽等结构尺寸尽可能统一，同一轴上的各键槽应开在同一母线位置上(图8-10c)。为便于装配，轴端应有倒角。轴肩高度不能妨碍零件的拆卸。阶梯轴一般设计成两端小中间大的形状，便于零件从两端装拆。 教师讲解影响轴结构的因素等内容，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：总结影响轴结构的因素。 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） 本课围绕“轴”展开，先述结构与分类，再讲选材与受力，终析设计影响因素，配案例、答练习，融知识、能力、情感三维目标于一体。 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） 试指出图所示轴的结构不合理的地方，并予以改正。 板书 设计 一、轴的结构与特点 二、轴的材料 三、轴的受力分析 四、影响轴结构的因素 六、教学评价 教学评价 七、教学反思 教学反思 本课以案例与图示并重，学生对轴的分类、材料及受力理解较好，但空间受力分析抽象，阶梯轴结构细节仍模糊；后续需增加三维模型互动与阶梯轴测绘实训，强化应力集中概念，分层任务兼顾基础与拔高。 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 $$