《机械基础》教案（项目4 轴与轴承）.docx

《机械基础》

教案

课题

认识轴

课时

4学时

教学目标

知识技能目标：

（1）了解轴的分类和用途。

（2）认识轴的结构和材料。

（3）掌握轴和轴上零件的固定方法。

思政育人目标：

通过认识轴的学习，对轴加工精益求精的工匠精神，培养学生认识问题解决问题的能力。

教学重难点

教学重点：轴的分类和用途

教学难点：轴的结构

教学方法

案例分析法、问答法、讨论法、讲授法

教学设计

第1节课：考勤→新课导入→新课讲授→课堂小结

第2节课：新课导入→新课讲授→课堂训练→课堂小结→作业布置

教学过程

主要教学内容及步骤

设计意图

第一节课

新课导入

【教师活动】

提问：同学们，我们日常生活中经常使用的工具和设备，其实都离不开轴的帮助。今天，我们就从一个非常熟悉的例子开始学习——那就是我们每天都会用到的门锁。是的，每当我们转动门锁钥匙时，是不是会感觉到一个小小的金属杆在旋转？这个小金属杆就是轴的一个简单应用。它连接着锁芯和锁体，当我们转动钥匙，轴就带动锁芯旋转，进而驱动锁舌的伸缩，完成开锁的动作。这就是轴的一个基本作用——传递旋转运动。生活中还有哪些例子呢？

【学生活动】

小组讨论：积极参与互动回答。

结合生活应用实例导入，吸引学生学习兴趣。

新课讲授

一、轴的作用

轴的作用是支承轴上零件，承受扭矩和弯矩，并传递运动和动力。

【教师活动】

播放加工轴、生活中轴的运用的小视频，帮助学生认知轴

【学生活动】

认真听讲，做好笔记，积极参与思考、并回答老师的随机提问。

二、轴的分类与用途

（一）按轴线形状分类

根据轴线形状不同，轴可分为直轴、曲轴和挠性轴三类。

1.直轴

直轴的应用最为广泛，按外形不同可分为光轴（如图4-1）、阶梯轴（如图4-2）及一些特殊用途的轴（如花键轴、齿轮轴、蜗杆轴、凸轮轴和传动轴）。光轴与阶梯轴的最大区别在于光轴直径无变化，而阶梯轴直径有变化。

（如图4-1）阶梯轴（如图4-2）

2.曲轴

曲轴的作用是将回转运动转变为直线往复运动，或将直线往复运动转变为回转运动，它是往复式机械运动中的专用零件。如图4-3所示的汽车发动机中的曲轴便可将活塞的直线往复运动转变为回转运动。

图4-3曲轴

3.挠性轴

挠性轴（如图4-4）一般用于连接不在同一轴线或不在同一方向且存在相对运动的两轴，以传递旋转运动和转矩。

图4-4挠性轴

（二）按载荷性质分

根据所受载荷不同，轴可分为心轴、转轴和传动轴三类。

1.心轴

心轴（如图4-5）用于支承回转零件，只承受弯曲作用而不传递动力。按其是否转动可分为转动心轴（如火车车轴）和固定心轴（如滑轮支承轴）。

图4-5心轴

2.转轴

转轴（如图4-6）是机器中常见的轴，指既支承零件又承受转矩和弯矩两种作用的轴。

图4-6转轴

3.传动轴

用来传递动力，只承受扭转作用而不承受弯曲作用或弯曲作用很小的轴称为传动轴。典型应用如图4-7所示的汽车的传动轴。

图4-7传动轴

【教师活动】

教师讲解、现场提问

【学生活动】

认真听讲，做好笔记，积极参与思考、并回答老师的随机提问。

三、轴的结构

（一）轴的结构设计

轴的结构设计任务就是在满足强度、刚度和振动稳定性的基础上，根据轴上零件的定位要求和轴的加工、装配工艺性要求，合理确定轴的结构形状和全部尺寸。

在考虑轴的结构时，应满足三个方面的要求：安装在轴上的零件要固定可靠；轴的结构要便于加工且应尽量减少应力集中；轴上的零件要便于安装和拆卸。

（二）轴的组成

轴主要由轴头、轴颈、轴身三部分组成。安装轮毂的轴段叫作轴头，轴上被支承的部分叫作轴颈，连接轴颈和轴头的轴段叫作轴身，如图4-8所示。

图4-8轴的组成

（三）零件在轴上的定位

为了传递运动和动力，保证机械的工作精度和可靠性，零件必须稳固地安装在轴上，不允许零件沿轴向发生相对运动。因此，轴上零件都必须有可靠的轴向定位措施。

零件在轴上的定位分为轴向定位和周向定位。

1.轴向定位

轴向定位和固定是指将轴上的零件沿轴线方向进行定位和固定。常见的轴向定位和固定的方法是采用轴肩、各种挡圈、套筒、圆螺母及锥端轴头等组合结构。如图4-9所示为常用的组合结构。

（a）轴肩-锁紧挡圈（b）轴肩-弹性挡圈（c）双锁紧挡圈（d）轴肩-套筒

（e）轴肩-圆镙母（f）轴肩-轴端挡圈（g）套筒-轴端挡圈（h）圆锥形轴头-轴端挡圈

图4-9轴向定位和固定

2.周向定位

零件在轴上的周向定位和固定的方法是采用键、成形连接、销及过盈配合等结构。如图4-10所示为常用的结构形式。

（a）键连接（b）花键连接（c）成形连接（d）弹性环连接（e）销连接（f）过盈配合

图4-10周向定