4.2 方案的构思过程 导学案( 3课时,无答案)

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4.2 方案的构思过程 导学案( 3课时,无答案)

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常见的标准件与其功能辨识
一、标准件是指结构、尺寸、画法、标记等各个方面已经完全标准化,并由专业厂生产的常用的零(部)件,如螺纹件、键、销、滚动轴承等等。
二、 广义包括标准化的紧固件、连结件、传动件、密封件、液压元件、气动元件、轴承、弹簧等机械零件。 狭义仅包括标准化紧固件。 国内俗称的标准件是标准紧固件的简称,是狭义概念,但不能排除广义概念的存在。 此外还有行业标准件,如汽车标准件、模具标准件等,也属于广义标准件。
三、狭义标准件即标准化紧固件,实际是连结件(连接件)的一种,但因为种类繁多应用广泛,所以实际使用中单算一类,甚至简称为标准件,它通常包括以下12类零件:
1.螺栓:由头部和螺杆(带有外螺纹的圆柱体)两部分组成的一类紧固件,需与螺母配合,用于紧固连接两个带有通孔的零件。这种连接形式称螺栓连接。如把螺母从螺栓上旋下,又可以使这两个零件分开,故螺栓连接是属于可拆卸连接。
2. 螺柱:没有头部的,仅有两端均外带螺纹的一类紧固件。连接时,它的一端必须旋入带有内螺纹孔的零件中,另一端穿过带有通孔的零件中,然后旋上螺母,即使这两个零件紧固连接成一见整体。这种连接形式称为螺柱连接,也是属于可拆卸连接。主要用于被连接零件之一厚度较大、要求结构紧凑,或因拆卸频繁,不宜采用螺栓连接的场合。
3.螺钉:也是由头部和螺杆两部分构成的一类紧固件,按用途可以分为三类:机器螺钉、紧定螺钉和特殊用途螺钉。机器螺钉主要用于一个紧定螺纹孔的零件,与一个带有通孔的零件之间的紧固连接,不需要螺母配合(这种连接形式称为螺钉连接,也属于可拆卸连接;也可以与螺母配合,用于两个带有通孔的零件之间的紧固连接。)紧定螺钉主要用于固定两个零件之间的相对位置。特殊用途螺钉例如有吊环螺钉等供吊装零件用。
4. 螺母:带有内螺纹孔,形状一般呈显为扁六角柱形,也有呈扁方柱形或扁圆柱形,配合螺栓、螺柱或机器螺钉,用于紧固连接两个零件,使之成为一件整体。
5.自攻螺钉:与机器螺钉相似,但螺杆上的螺纹为专用的自攻螺钉用螺纹。用于紧固连接两个薄的金属构件,使之成为一件整体 ,构件上需要事先制出小孔,由于这种螺钉具有较高的硬度,可以直接旋入构件的孔中,使构件中形成相应的内螺纹。这种连接形式也是属于可拆卸连接。
6.木螺钉:也是与机器螺钉相似,但螺杆上的螺纹为专用的木螺钉用螺纹,可以直接旋入木质构件(或零件)中,用于把一个带通孔的金属(或非金属)零件与一个木质构件紧固连接在一起。这种连接也是属于可以拆卸连接。
7.垫圈:形状呈扁圆环形的一类紧固件。置于螺栓、螺钉或螺母的支撑面与连接零件表面之间,起着增大被连接零件接触表面面积,降低单位面积压力和保护被连接零件表面不被损坏的作用;另一类弹性垫圈,还能起着阻止螺母回松的作用。
8. 挡圈:供装在机器、设备的轴槽或孔槽中,起着阻止轴上或孔上的零件左右移动的作用。
9. 销:主要供零件定位用,有的也可供零件连接、固定零件、传递动力或锁定其他紧固件之用。
10.铆钉:由头部和钉杆两部分构成的一类紧固件,用于紧固连接两个带通孔的零件(或构件),使之成为一件整体。这种连接形式称为铆钉连接,简称铆接。属与不可拆卸连接。因为要使连接在一起的两个零件分开,必须破坏零件上的铆钉。
11. 组合件和连接副:组合件是指组合供应的一类紧固件,如将某种机器螺钉(或螺栓、自供螺钉)与平垫圈(或弹簧垫圈、锁紧垫圈)组合供应;连接副指将某种专用螺栓、螺母和垫圈组合供应的一类紧固件,如钢结构用高强度大六角头螺栓连接副。
12. 焊钉:由钉杆和钉头(或无钉头)构成的异类紧固件,用焊接方法把他固定连接在一个零件(或构件)上面,以便再与其他零件进行连接。4.2方案的构思过程(第1课时)
学习目标:
1.能就具体的设计任务进行一定的设计分析。
2.能根据设计要求选择合适的材料或标准件。
一、自主学习 P84–P86并完成下列问题:
(1)产品设计分析的三个要素
1. :产品的使用者。不同的人对产品有不同的需求,需要从人的工作、学习、生活特点及生理、心理特点出发,分析人与产品的关系。
2. :不同的产品有不同的设计要求,要抓住对设计对象的整体分析,也要兼顾对产品各个组成部分的分析。
3. :产品是在一定的环境中使用的,必然受到环境的制约,并对环境产生影响。
(2)材料和标准件的选择
材料的选择:1.尽量就地取材;2.并使用可再生资源,实现资源的可持续利用;3.学会选用标准件。
标准件:是指按照 或 的技术要求批量生产的具有 的零部件,
如:螺纹连接件、键、销、滚动轴承等。主要类别包括:紧固件、 、传动件、 、液压元件、气动元件、 、 等机械零件。
二、思考与交流
走进情境:
有些贫困山区因为电力供应不足等原因,时常出现停电现象。在没有电的夜晚,学生就只能在烛光下做作业,不仅影响学习还会伤害眼睛。此外,有些学生由于家庭经济条件不太好。所以他们希望台灯使用寿命长、维护成本低。能否设计一个既可充电使用,又可插电使用,且价廉物美的护眼台灯呢
任务1:(自主思考)
设计一盏高中生学霸台灯,需要考虑很多因素,这些因素分别归属于 _、_ __、_ __三个方面。
任务2:(小组讨论)
①P95示意图中的内容你们都认同吗 有需要补充的吗
②图中各因素之间有关联吗 请举例说明。
任务3:(小组讨论)
各组成部件(灯泡、支撑架、灯罩、开关、底座)的作用是什么 主要考虑哪些方面 有何要求 (请选1至2个组成部件加以分析)
任务4(自主思考)
①你会如何选择材料 分析台灯材料的选择时,需注意什么
②制作台灯时,你会考虑选择标准件吗 为什么
③你会考虑哪些辅助功能 你觉得可行吗
三、课堂检测
1.如图是背包式手推婴儿车。下列关于该产品设计分析和评价中不正确的是(  )
A.结构新颖,符合设计的创新原则 
B.可折叠成背包形式,主要考虑了人的因素
C.用铰连接实现折叠,主要考虑了物的因素 
D.展开后的宽度和高度要适当,主要考虑了环境的因素
2.如图所示是条状年糕切片器,通过调节刀片与挡板间的距离,可切出不同厚度的年糕片。在设计该产品时,下列因素中不需要考虑的是(  )
A.年糕的长度    
B.年糕片的厚度
C.手柄的形状
D.刀片的材料
3.学生在台灯设计、制作的过程中,可以采用标准件或通用件的部分是( )
A.灯罩
B.小螺栓螺母
C.支架
D.底座
4.如图所示是一款便携式折叠椅,下列对折叠椅的设计分析和评价中,不正确的是( )
A.既可作坐垫又可作倚子,符合设计的实用原则
B.支架问采用松铆连接,主要是从“物”的角度考虑的
C.为了便于携带及保证强度,要选择质量轻、强度高的材料
D.折叠或打开需要双手操作,既考虑普通人群又考虑了特殊人群
5.小明构思了下列悬吊式抓取机构的方案,其中在力F作用下,不能将工件夹紧的是(   )4.2.2标准件的种类与功能用法专题学案
标准件:是按照国家标准或行业标准的技术要求批量生产的具有通用性的零部件,如螺纹连接件、键、销、滚动轴承等,主要类别包括紧固件、连接件、传动件、密封件、液压元件、气动元件、轴承、弹簧等机械零件。
优点:制作台灯时要学会选择标准件,这样既可以简化制作过程,又能实现通用通换。
判断:使用标准件并不代表这个产品符合设计的技术规范原则,应该是这个产品采用某种国家标准或者行
业标准才能说符合设计的技术规范原则。
(
名称:
平垫圈
用法
:放在物体上,将力平均分散,保护物体防止因为局部压力过大而损坏
) (
名称:
膨胀螺栓
用法:将较重的物体固定在水泥墙上,天花板,地面上
)
(
名称:膨胀螺丝
功能用法:将较轻的物体固定在水泥墙上,天花板,地面上
) (
名称:
弹簧垫圈

法:用于易受震动的场所,与螺母挨在一起,防止螺母因振动松动脱落
)
(
名称

元宝螺栓(螺母),也叫蝶(翼)形螺栓(螺母)
用法

为方便手拧操作而设计,用于需要经常拆卸的螺纹连接处
) (
名称:
自攻螺丝
用法:将物体固定在木材上
)
(
名称:
内六角螺栓扳手
用法:用来拧内六角螺栓
) (
名称:
内六角螺栓
用法:用于固定
)
(
名称:
普通铁钉
用法:只能将物体固定在木材上
) (
名称:
水泥钉
用法:将物体固定在水泥墙壁或木材上
)
(
名称:
抽芯铆钉枪
用法:用来操作抽芯铆钉
) (
名称:
抽芯铆钉
用法:用于铁皮之间的铆固
)
(
名称:
平头铆钉
用法:用于铆接两个物体
)
(
名称:
圆头铆钉
用法:用于铆接
)
(
名称:
沉头铆钉
用法:用于铆接,锚固后物体表面仍然是平的
) (
名称

自调整螺丝
方便手拧,一般用于可伸缩的结构中调节和固定伸缩后的相对位置,
如立式电风扇立杆上用于高度调节的紧定螺钉
)
(
名称:
销钉
用法:插入到光滑孔中,用来固定两个物体
) (
名称:
紧定螺钉
用法:固定轴或轮子,板牙和板牙扳手
)
(
开口销

与销钉配合使用,插在销钉尾部的孔内,然后将两只脚掰开,即可起到
防止
销钉脱落作用,也可用在尾端打孔的螺栓上,防止螺母掉落
) (
名称:
销钉
和开口销
用法:插入到光滑孔中,用来固定两个物体
)
(
名称:
滚针轴承
用法:实现转动
) (
名称:
滚动轴承
用法:实现转动
)
(
名称:
键和


用法:
用来传递扭转力矩
) (
名称:
滑动轴承
用法:实现转动
(里面没有钢珠)
)
(
名称:
键槽
用法:用来放置键
) (
名称:

用法:放置在
传动轴的
键槽
内,用来传递扭转力矩
)
(
名称:
合页
用法:用
来实现两个物体的转动,若是安装在木材上,一般用沉头自攻螺丝
) (
名称:
合页
用法:用
来实现两个物体的转动,若是安装在木材上,一般用沉头自攻螺丝
)
(
名称:
轴用
弹性挡圈
用法:用来将
零件固定在轴上,防止零件沿
轴轴
向移动
(注意与
弹性垫圈的
区别)
)

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