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4.2 方案的構思過程 導學案( 3課時,無答案)

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4.2 方案的構思過程 導學案( 3課時,無答案)

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常見的標準件與其功能辨識
一、標準件是指結構、尺寸、畫法、標記等各個方面已經完全標準化,并由專業廠生產的常用的零(部)件,如螺紋件、鍵、銷、滾動軸承等等。
二、 廣義包括標準化的緊固件、連結件、傳動件、密封件、液壓元件、氣動元件、軸承、彈簧等機械零件。 狹義僅包括標準化緊固件。 國內俗稱的標準件是標準緊固件的簡稱,是狹義概念,但不能排除廣義概念的存在。 此外還有行業標準件,如汽車標準件、模具標準件等,也屬于廣義標準件。
三、狹義標準件即標準化緊固件,實際是連結件(連接件)的一種,但因為種類繁多應用廣泛,所以實際使用中單算一類,甚至簡稱為標準件,它通常包括以下12類零件:
1.螺栓:由頭部和螺桿(帶有外螺紋的圓柱體)兩部分組成的一類緊固件,需與螺母配合,用于緊固連接兩個帶有通孔的零件。這種連接形式稱螺栓連接。如把螺母從螺栓上旋下,又可以使這兩個零件分開,故螺栓連接是屬于可拆卸連接。
2. 螺柱:沒有頭部的,僅有兩端均外帶螺紋的一類緊固件。連接時,它的一端必須旋入帶有內螺紋孔的零件中,另一端穿過帶有通孔的零件中,然后旋上螺母,即使這兩個零件緊固連接成一見整體。這種連接形式稱為螺柱連接,也是屬于可拆卸連接。主要用于被連接零件之一厚度較大、要求結構緊湊,或因拆卸頻繁,不宜采用螺栓連接的場合。
3.螺釘:也是由頭部和螺桿兩部分構成的一類緊固件,按用途可以分為三類:機器螺釘、緊定螺釘和特殊用途螺釘。機器螺釘主要用于一個緊定螺紋孔的零件,與一個帶有通孔的零件之間的緊固連接,不需要螺母配合(這種連接形式稱為螺釘連接,也屬于可拆卸連接;也可以與螺母配合,用于兩個帶有通孔的零件之間的緊固連接。)緊定螺釘主要用于固定兩個零件之間的相對位置。特殊用途螺釘例如有吊環螺釘等供吊裝零件用。
4. 螺母:帶有內螺紋孔,形狀一般呈顯為扁六角柱形,也有呈扁方柱形或扁圓柱形,配合螺栓、螺柱或機器螺釘,用于緊固連接兩個零件,使之成為一件整體。
5.自攻螺釘:與機器螺釘相似,但螺桿上的螺紋為專用的自攻螺釘用螺紋。用于緊固連接兩個薄的金屬構件,使之成為一件整體 ,構件上需要事先制出小孔,由于這種螺釘具有較高的硬度,可以直接旋入構件的孔中,使構件中形成相應的內螺紋。這種連接形式也是屬于可拆卸連接。
6.木螺釘:也是與機器螺釘相似,但螺桿上的螺紋為專用的木螺釘用螺紋,可以直接旋入木質構件(或零件)中,用于把一個帶通孔的金屬(或非金屬)零件與一個木質構件緊固連接在一起。這種連接也是屬于可以拆卸連接。
7.墊圈:形狀呈扁圓環形的一類緊固件。置于螺栓、螺釘或螺母的支撐面與連接零件表面之間,起著增大被連接零件接觸表面面積,降低單位面積壓力和保護被連接零件表面不被損壞的作用;另一類彈性墊圈,還能起著阻止螺母回松的作用。
8. 擋圈:供裝在機器、設備的軸槽或孔槽中,起著阻止軸上或孔上的零件左右移動的作用。
9. 銷:主要供零件定位用,有的也可供零件連接、固定零件、傳遞動力或鎖定其他緊固件之用。
10.鉚釘:由頭部和釘桿兩部分構成的一類緊固件,用于緊固連接兩個帶通孔的零件(或構件),使之成為一件整體。這種連接形式稱為鉚釘連接,簡稱鉚接。屬與不可拆卸連接。因為要使連接在一起的兩個零件分開,必須破壞零件上的鉚釘。
11. 組合件和連接副:組合件是指組合供應的一類緊固件,如將某種機器螺釘(或螺栓、自供螺釘)與平墊圈(或彈簧墊圈、鎖緊墊圈)組合供應;連接副指將某種專用螺栓、螺母和墊圈組合供應的一類緊固件,如鋼結構用高強度大六角頭螺栓連接副。
12. 焊釘:由釘桿和釘頭(或無釘頭)構成的異類緊固件,用焊接方法把他固定連接在一個零件(或構件)上面,以便再與其他零件進行連接。4.2方案的構思過程(第1課時)
學習目標:
1.能就具體的設計任務進行一定的設計分析。
2.能根據設計要求選擇合適的材料或標準件。
一、自主學習 P84–P86并完成下列問題:
(1)產品設計分析的三個要素
1. :產品的使用者。不同的人對產品有不同的需求,需要從人的工作、學習、生活特點及生理、心理特點出發,分析人與產品的關系。
2. :不同的產品有不同的設計要求,要抓住對設計對象的整體分析,也要兼顧對產品各個組成部分的分析。
3. :產品是在一定的環境中使用的,必然受到環境的制約,并對環境產生影響。
(2)材料和標準件的選擇
材料的選擇:1.盡量就地取材;2.并使用可再生資源,實現資源的可持續利用;3.學會選用標準件。
標準件:是指按照 或 的技術要求批量生產的具有 的零部件,
如:螺紋連接件、鍵、銷、滾動軸承等。主要類別包括:緊固件、 、傳動件、 、液壓元件、氣動元件、 、 等機械零件。
二、思考與交流
走進情境:
有些貧困山區因為電力供應不足等原因,時常出現停電現象。在沒有電的夜晚,學生就只能在燭光下做作業,不僅影響學習還會傷害眼睛。此外,有些學生由于家庭經濟條件不太好。所以他們希望臺燈使用壽命長、維護成本低。能否設計一個既可充電使用,又可插電使用,且價廉物美的護眼臺燈呢
任務1:(自主思考)
設計一盞高中生學霸臺燈,需要考慮很多因素,這些因素分別歸屬于 _、_ __、_ __三個方面。
任務2:(小組討論)
①P95示意圖中的內容你們都認同嗎 有需要補充的嗎
②圖中各因素之間有關聯嗎 請舉例說明。
任務3:(小組討論)
各組成部件(燈泡、支撐架、燈罩、開關、底座)的作用是什么 主要考慮哪些方面 有何要求 (請選1至2個組成部件加以分析)
任務4(自主思考)
①你會如何選擇材料 分析臺燈材料的選擇時,需注意什么
②制作臺燈時,你會考慮選擇標準件嗎 為什么
③你會考慮哪些輔助功能 你覺得可行嗎
三、課堂檢測
1.如圖是背包式手推嬰兒車。下列關于該產品設計分析和評價中不正確的是(  )
A.結構新穎,符合設計的創新原則 
B.可折疊成背包形式,主要考慮了人的因素
C.用鉸連接實現折疊,主要考慮了物的因素 
D.展開后的寬度和高度要適當,主要考慮了環境的因素
2.如圖所示是條狀年糕切片器,通過調節刀片與擋板間的距離,可切出不同厚度的年糕片。在設計該產品時,下列因素中不需要考慮的是(  )
A.年糕的長度    
B.年糕片的厚度
C.手柄的形狀
D.刀片的材料
3.學生在臺燈設計、制作的過程中,可以采用標準件或通用件的部分是( )
A.燈罩
B.小螺栓螺母
C.支架
D.底座
4.如圖所示是一款便攜式折疊椅,下列對折疊椅的設計分析和評價中,不正確的是( )
A.既可作坐墊又可作倚子,符合設計的實用原則
B.支架問采用松鉚連接,主要是從“物”的角度考慮的
C.為了便于攜帶及保證強度,要選擇質量輕、強度高的材料
D.折疊或打開需要雙手操作,既考慮普通人群又考慮了特殊人群
5.小明構思了下列懸吊式抓取機構的方案,其中在力F作用下,不能將工件夾緊的是(   )4.2.2標準件的種類與功能用法專題學案
標準件:是按照國家標準或行業標準的技術要求批量生產的具有通用性的零部件,如螺紋連接件、鍵、銷、滾動軸承等,主要類別包括緊固件、連接件、傳動件、密封件、液壓元件、氣動元件、軸承、彈簧等機械零件。
優點:制作臺燈時要學會選擇標準件,這樣既可以簡化制作過程,又能實現通用通換。
判斷:使用標準件并不代表這個產品符合設計的技術規范原則,應該是這個產品采用某種國家標準或者行
業標準才能說符合設計的技術規范原則。
(
名稱:
平墊圈
用法
:放在物體上,將力平均分散,保護物體防止因為局部壓力過大而損壞
) (
名稱:
膨脹螺栓
用法:將較重的物體固定在水泥墻上,天花板,地面上
)
(
名稱:膨脹螺絲
功能用法:將較輕的物體固定在水泥墻上,天花板,地面上
) (
名稱:
彈簧墊圈

法:用于易受震動的場所,與螺母挨在一起,防止螺母因振動松動脫落
)
(
名稱

元寶螺栓(螺母),也叫蝶(翼)形螺栓(螺母)
用法

為方便手擰操作而設計,用于需要經常拆卸的螺紋連接處
) (
名稱:
自攻螺絲
用法:將物體固定在木材上
)
(
名稱:
內六角螺栓扳手
用法:用來擰內六角螺栓
) (
名稱:
內六角螺栓
用法:用于固定
)
(
名稱:
普通鐵釘
用法:只能將物體固定在木材上
) (
名稱:
水泥釘
用法:將物體固定在水泥墻壁或木材上
)
(
名稱:
抽芯鉚釘槍
用法:用來操作抽芯鉚釘
) (
名稱:
抽芯鉚釘
用法:用于鐵皮之間的鉚固
)
(
名稱:
平頭鉚釘
用法:用于鉚接兩個物體
)
(
名稱:
圓頭鉚釘
用法:用于鉚接
)
(
名稱:
沉頭鉚釘
用法:用于鉚接,錨固后物體表面仍然是平的
) (
名稱

自調整螺絲
方便手擰,一般用于可伸縮的結構中調節和固定伸縮后的相對位置,
如立式電風扇立桿上用于高度調節的緊定螺釘
)
(
名稱:
銷釘
用法:插入到光滑孔中,用來固定兩個物體
) (
名稱:
緊定螺釘
用法:固定軸或輪子,板牙和板牙扳手
)
(
開口銷

與銷釘配合使用,插在銷釘尾部的孔內,然后將兩只腳掰開,即可起到
防止
銷釘脫落作用,也可用在尾端打孔的螺栓上,防止螺母掉落
) (
名稱:
銷釘
和開口銷
用法:插入到光滑孔中,用來固定兩個物體
)
(
名稱:
滾針軸承
用法:實現轉動
) (
名稱:
滾動軸承
用法:實現轉動
)
(
名稱:
鍵和


用法:
用來傳遞扭轉力矩
) (
名稱:
滑動軸承
用法:實現轉動
(里面沒有鋼珠)
)
(
名稱:
鍵槽
用法:用來放置鍵
) (
名稱:

用法:放置在
傳動軸的
鍵槽
內,用來傳遞扭轉力矩
)
(
名稱:
合頁
用法:用
來實現兩個物體的轉動,若是安裝在木材上,一般用沉頭自攻螺絲
) (
名稱:
合頁
用法:用
來實現兩個物體的轉動,若是安裝在木材上,一般用沉頭自攻螺絲
)
(
名稱:
軸用
彈性擋圈
用法:用來將
零件固定在軸上,防止零件沿
軸軸
向移動
(注意與
彈性墊圈的
區別)
)

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