《工程力学》教案 第19课 扭 转.pdf

课题扭转

课时2课时（90min）

知识技能目标：

（1）了解扭转的概念。

（2）了解扭矩的概念，掌握扭矩图的绘制。

（3）熟练掌握圆轴扭转时横截面上的应力计算。

教学目标（4）熟练掌握圆轴扭转时的强度计算。

（5）掌握圆轴扭转时的变形及刚度计算。

素质目标：

（1）养成踏实勤奋、严谨细致的工作态度。

（2）弘扬矢志不渝、不懈奋斗的爱国精神。

教学重点：扭转、扭矩的概念、扭矩图的绘制、圆轴扭转时横截面上的应力计算、强度计算、变形

教学重难点及刚度计算。

教学难点：圆轴扭转时横截面上的应力计算、强度计算、变形及刚度计算。

教学方法案例分析法、问答法、讨论法、讲授法

教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材

教学过程主要教学内容及步骤

【教师】布置课前任务，和学生负责人取得联系，让其提醒同学通过APP或其他学习软件，完成课

前任务

课前任务

请大家了解扭转的相关知识，了解其在工程实际中的计算方法。

【学生】完成课前任务

【教师】使用APP进行签到

考勤

【学生】班干部报请假人员及原因

【教师】结合教材，提出问题：什么是扭转？邀请学生回答，并举例说明

新课导入

【学生】思考、举手回答

【教师】通过学生的回答引入要讲的知识，展开扭转相关知识的讲解

一、扭转的概念

【教师】请学生结合教材，讨论什么是扭转，并随机邀请学生回答

【学生】思考、讨论、回答

传授新知

【教师】结合学生回答，讲解扭转的概念

在日常生活和工程实际中，存在着许多等直圆轴的应用实例，如机器的传动轴（见图15-1

（a））、水轮发电机的主轴（见图15-1（b））等。在这些实例中，圆轴受力的共同特点是：圆轴受

到外力偶的作用，且外力偶的作用平面垂直于圆轴的轴线，从而使圆轴的任意横截面都绕轴线发生相

对转动，如图15-2所示。这种由于转动而产生的变形称为扭转。

二、外力偶矩的计算

作用在圆轴上的外力偶的力偶矩通常不是直接给出的，而是需要根据轴的传递功率和轴的转速

算出来的，其换算关系为

P

M9550

n（15-1）

式中，M为外力偶矩（Nm）；P为轴的传递功率（kW）；n为轴的转速（r/min）。

【师生互动】

【教师】组织学生讨论并回答以下问题：

如何确定外力偶矩的方向？

【学生】讨论、思考、回答。

【教师】总结点评学生的回答，鼓励回答较好的学生。

在确定外力偶矩的方向时应注意：输入力偶矩为主动力矩，其方向与轴的转向相同；输出力偶矩

为阻力矩，其方向与轴的转向相反。

三、扭矩和扭矩图

【头脑风暴】

【教师】组织学生扫码观看“扭矩图的绘制”视频（详见教材），总结扭矩图的绘制方法。

【学生】扫码观看视频、思考、回答

【教师】根据学生回答，引入扭矩图绘制的讲解。