最新机械基础——第一章机械概述教学教案01(高教版)

第一章 机械概述（第1课时）

[课程名称]

金属材料的性能，机械零件的强度

[教材版本]

李世维主编。中等职业教育国家规划教材——机械基础（机械类）。第2版。北京：高等教育出版社，2006

[教学目标与要求]

一、 知识目标

1. 了解金属材料的物理性能、化学性能、力学性能和工艺性能所包括的内容。

2. 了解机械零件失效和强度的内涵，内力和应力的定义。

3. 掌握应力的常用单位

380b MPa τ=的换算方法。 二、 能力目标

1. 掌握力学性能对金属材料所起的作用和工艺性能对加工的影响。

2.掌握应力对材料的强度的关系。

三、 素质目标

1、

了解金属材料的物理、化学、力学和工艺性能对零件使用的影响。 2、

了解失效、应力与零件强度的关系。

四、 教学要求

1、了解金属材料各种性能的定义及应力和强度的含义。

2、掌握力学性能对机械零件强度的影响。

[教学重点]

1、金属材料的力学性能和应力与强度的关系。

2、了解失效的含义。掌握强度的各种表示方法及应力的常用单位。

[难点分析]

强度的分类和应力的分类

[教学方法]

讲练法、演示法、归纳法

[学生分析]

1、金属材料的物理、化学性能对学生来说比较熟悉，初中已多少学过，而

力学性能、工艺性能和强度是新知识，可能比较陌生。

2、强度的种类较多，应多举例以示区别。失效的含义较难，可能一时难以

理解，应多做解释。

[教学资源]

1、机械基础网络课程。北京：高等教育出版社，2006

2、吴联兴主编。机械基础练习册。北京：高等教育出版社，2006

[教学安排]

教学步骤：讲授与演示交叉进行，穿插提问与设问，最后归纳小结。2学时

（90分钟）

[教学过程]

一、导入新课（10分钟）

常用的机器零件都是由金属材料制成的，特别是一些重要的关键零件，不仅要求寿命长耐用，而且机械尺寸精巧又要易于加工，价格还要低廉，这就要求我们必须研究金属材料的物理、化学、力学和工艺性能，以满足各种不同的机械零件的性能要求。如坦克的履带和挖掘机的铲齿都要求材料不仅要硬，还要耐磨损；机床的齿轮不仅要求表面硬度很高，而且芯部要具有足够的韧性；飞机的零件不仅要求材料要轻，同时还必须具有足够的强度，以抵抗气流的冲击。等等。力学性能是机械零件在力的作用下所表示出的特性；工艺性能是零件进行冷热加工时所表示出的特性，它们都是课程研究的重点。

教师设问：塑料的应用很广，但为什么不用塑料来代替金属做重要的齿轮呢？而有些地方却可以用塑料来代替齿轮，如家用电器中的组合音响、DVD影碟机的转盘，随身听的传动都是塑料齿轮。这是什么道理？

二、新课（70分钟）

1-2金属材料的性能

选择适合于机器使用的材料，主要依据于金属材料的性能。它分为使用性能和工艺性能。使用性能是指在使用条件下表现出来的性能，它包括物理、化学、

力学性能，力学性能在机械设备中力的相互作用时所表现出来的性能，是课程研究的重点，关系最为密切；而工艺性能是零件从毛坯到成品加工生产过程中所表现出来的性能，对零件的加工影响很大。

讲课中把力学性能作为重点，特别是强度的含义及所包括的内容要讲清楚。硬度要把洛氏和布氏硬度作为重点，注意应用场合的区别和表示方法，应多举例说明，如HB170~230；HRC45~50，要注意说明为什么不给一个具体值，而要给一个范围？疲劳强度要举例说明，如飞机规定使用1万小时飞行后必须强行退役；出租汽车运行满3年后要报废等实例说明疲劳对零件寿命的关系。

工艺性能以举例说明更能帮助学生理解。如铸造性好的金属其流动性好，可以铸造薄而大的表面，否则易出现填不平；塑性好的低碳钢容易锻造成型，而含炭量高的金属不易锻造，高速钢更难锻压；焊接性好的材料如普通碳素钢，而铜次之，铝更难。

1.3机械零件的强度

重点讲清几个概念：

1、失效

2、载荷

3、应力及常用单位

4、强度

5、主要失效形式—各种应力状态下的不同形式。

讲课时，多举一些学生能理解的实例，以帮助学生理解。使学生感到所讲

内容贴近生活，贴近实际，以利于激发学生的学习兴趣，有利于调动学习的积极性。

三、小结（10分钟）

1、金属材料的性能包括使用性能和工艺性能，而使用性能中的力学

性能与零件关系最大。

2、 强度是金属材料在静载荷作用下抵抗变形和破坏的能力。强度越

高，抵抗破坏能力越大。常用强度是抗拉强度和强度极限b σ。

3、 常用硬度表示方法有HB 布氏和HRC 洛氏硬度，后者用于淬火后

材料的硬度表示。

4、 失效的定义和应力的含义及应力的单位关系。

1380b MPa

τ==100b MPa τ==1N/mm 2. 5、

区别静应力和交变应力不同状态下产生的失效形式有何不同。