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(完整word版)17.1轴类零件的选材原则
轴的定义:传动零件必须被支撑起来以后,才能进行工作,支撑传动件的零件称为轴。
轴的分类
按受载的特点:心轴、转轴、传动轴
按轴线的形状:等径轴、阶梯轴、曲轴、钢丝软轴
轴的组成
轴颈:轴上支撑的部分
轴头:支撑回转零件的部分
轴身:连接轴颈和轴头的部分
轴类零件的失效形式包括有:
1、弯曲(因冲击负载导致的弯曲、因计算失误导致的弯曲、因意外事故导致的弯曲),特别以悬臂轴尤为严重
先让学生回顾,导入学习情境,通过提问,让学生回顾前面所学的机械零件的相关知识
新课学习
引入新课
通过回顾他们上次课所学的机械零件的失效形式,进行问答式引入,以前专门进行过轴类零件的学习,通过回顾轴类零件的特点总结轴类零件的主要失效形式有哪些
失效的定义:机械零件由于各种原因造成不能完成规定的功能称为机械零件失效,简称失效。
2、失稳(特以细长轴最为严重,并且是承受轴向压力负载的轴最容易发生)
3、重心偏置(对于空心轴来说,由于加工的原因将会导致壁厚偏置,也就是一边厚、一边薄),这样的轴在运行时,特别是高速运行时,将会发生严重的振动,甚至是破坏性的。
4、挠度过大(对于简支梁性的轴而言,若负载过大,将会是轴产生挠度,当然,前期的设计不足也有原因)
2.本班学生已经进行过车加工轴类零件的实训,所以对轴的构造了解比较多,一次来分析它的特点,相信同学们都有自己的心得,通过表述和听取别人的想法可以让自己得到一种自我提升
3.教师讲解,在学生总结的基础上,对学生所想到的知识进行分析,对他们想到的知识加深映像,没想到的的重点剖析
4.教师补充,主要讲解学生所熟悉的机床主轴,让学生记忆更加深刻
教学难点:轴类零件的失效形式
教学重点:典型轴的选材
教学方法:讨论法、讲授法
教具准备:教材
教学过程
教学步骤
(流程)
教学内容
设计意图
及依据
复习导入
1、检查人数,梳理上节课的重点
2、让学生回顾上节课学了哪些内容
3、提问:选择材料的基本原则有哪些(使用性能、工艺性能、经济性)
4、提问:请同学讲述零件失效的定义?
2局部(轴颈、花键等)承受磨擦和磨损;
3特殊条件下受温度或介质作用。
新课讲解
老师进行总结,然后引入典型轴类零件的讨论
性能要求:①高的疲劳强度,防止疲劳断裂;②优良的综合机械性能,即较高的屈服强度的抗拉强度,较高的韧性,防止塑性变形及过载或冲击载荷下的扭转和折断;③局部承受磨擦的部位具有高硬度和耐磨性,防止磨损;④在特殊条件下工作的转的材料应具有特殊性能,如蠕变抗力,耐腐蚀性等。
教学反思
学生对轴类零件的熟悉程度很高,甚至在实习工厂进行过轴类零件的加工,所以导致部分同学对此不上心,但对于关键知识点掌握到位情况较好
5、折断(这是最严重的事故,原因:设计不足、材料问题、热处理问题、加工应力、冲加工,那么轴类零件有何特点?它一般应用于何种工作场所?
轴的工作条件失效方式及对性能的要求:
轴主要是起支承传动零件并传递扭矩,工作条件
1承受高变扭转载荷、高变弯曲载荷或拉一压载荷;
典型轴的选材
机床主轴
机床主轴承受中等扭转—弯曲复合载荷,转速中等并承受一定的冲击载荷。大多选用45钢制造,经调质处理后轴颈处再进行表面淬火,载荷较大时可选用40Cr钢制造。
工艺路线:
下料→锻造→正火→粗加工→调质→精加工→局部表面淬火+低温回火→精磨→成品。
正火处理可细化组织,调整硬度,改善切削加工性;调质处理可获得高的综合机械性能和疲劳强度;局部表面淬火及低温回火可获得局部高硬度和耐磨性。
课堂小结
轴类零件作为机械零件中最常见的零件之一,使用范围极广,接触的也是很多,特别是车床很多都是用来加工轴类零件的,所以对于重点知识必学反复强调,务必让学生弄懂
板书提纲
板书设计
轴类零件的选材
1.=定义
2.轴类零件的主要失效形式
3.轴的工作条件
4.典型轴的选材——机床主轴
布置作业
通过轴的工艺路线,简述“四火”
对于某些机床主轴如成能洗床主轴,也可用球墨铸铁代替45钢来制造。对于要求高精度、高尺寸稳定性及耐磨性的主轴的镗床主轴,往往用38CrMoAlA钢制造,径调质处理后再进行氮化处理。
轴类零件需用的材料有普通碳素钢、优质碳素钢、合金结构钢和球墨铸铁等。
1.通过对以前类似知识的复习,利用它们的共通点引入新课,通过自己的思考,在老师讲解的过程中就更容易理解
教学课题:轴类零件的选材原则
教学课时: 2
教学目的:
1.知识与技能:让学生了解轴类零件工作条件及常见的失效形式,通过学习,让学生对典型轴类零件的材料选择有一定的了解
2.情感、态度与价值观:通过对轴类零件选用原则的学习,由于本节内容与上节课的内容有很强的相似性,所以掌握起来比较容易,可以很好的提升学生的自信心