平面机构运动简图电子教案

课题编号 5 2 1 课题名称 平面机构运动简图 教学目标与要求 一 知识目标 1 了解运动副的分类 2 熟悉构件及运动副的规定符号 3 绘制机构的运动简图 二 能力目标 1 能分清运动副的种类 看懂符号的含义 2 能绘制机构的运动简图 三 素质目标 了解运动简图在分析机器构件运动中的作用 四 教学要求 1 熟悉构件及运动副的符号 2 能绘制简单机构的运动简图 教学重点 运动副的分类及符号 运动简图的绘制 难点分析 将结构图绘制成运动简图的转化过程是本课的难点 要注意说 明构件的结构与绘制符号之间的关系 简图只是表达结构的运动关 系 构件不管其大小 都用最简单的符号来表示 以便于分析机构 的运动 分析学生 学生对绘制简图不知从何下手 是学习的难点 要告诉学生从 主动构件入手 按规定的构件与运动副符号逐一表达机构的运动关 系 教学思路设计 多举实例 从日常所能见到的实物入手来画简图 如可带折叠 实物 作图中要注意比例尺的关系 教学安排 2 学时 90 分钟 教学过程 平面连杆机构是指组成机构的所有构件都是由低副中的移动副 或转动副连接而成 且所有的构件都是在同一平面或相互平行的平 面中运动 否则应为空间机构 一 运动副及其分类 1 构件的自由度 任何一个构件都有三个平面自由度 如板擦在黑板上沿着左右 上下移动和绕自身转动三个自由度 用 x y 和表示 如果板擦离 开黑板平面 就不是平面的自由度 而成为空间的自由度 物体的 空间自由度应当是 6 个 本书只研究平面自由度的内容 2 运动副及约束 如果把板擦沿黑板左右运动 此时板擦只能有一个方向的运动 限制了上下方向的移动和转动两个运动 这个限制称为约束 门受 到折页的约束 只能绕折页转动 不能左右前后移动 即被限制了 x y 方向的运动 板擦与板擦槽之间 门与折页之间的连接称为运 动副 3 运动副的分类 按两构件之间的接触状态分为 1 低副 前两种连接状态都是处于面接触 前者是平面接触 后者是曲面接触 其压强比较低 统称为低副 低副分为移动副和 转动副两种 板擦与槽连接称为移动副 而门与门框连接称为转动 副 即铰链连接 板擦只能沿槽左右移动 只有一个方向的自由度 失去了上下和转动的二个自由度 门受门框的约束 只能绕轴转动 失去了 x y 方向的移动二个自由度 所以低副的自由度为 1 约束 为 2 2 高副 粉笔在黑板上写字 与黑板之间是点接触 压强很 高 粉笔磨损很快 称之为高副 如火车车轮与铁轨之间为线接触 车轮与铁轨之间受到高副连接后 车轮受到了上下移动的限制 但 可以沿铁轨方向的移动和绕自身转动 只受到一个方向的约束 失 去了一个自由度 还剩下二个方向的自由度 所以高副的自由度为 2 约束为 1 4 构件及运动副的规定符号 见表 2 1 这些符号通过讲课会慢慢熟悉的 二 机构运动简图的绘制 如图 2 7 所示的缝纫机 要画出脚踏板带动大带轮的运动简 图 其步骤如下 1 找各构件 由踏板 大带轮 连杆和支承架 4 个构件组成 构件之间都是由转动副连接 踏板是主动构件 大带轮是从动构件 连杆是踏板和大带轮的连接件 2 确定各杆件的实际长度 要测量转动中心之间的距离 单 位为毫米 3 选择恰当的比例尺 保证图面能充分表达机构运动简图的 运动关系 比例尺 u 构件实际长度 图示构件长度 如 l u 10mm mm 表示图面上 1mm 表示实际尺寸 10mm 在图上测量出长 l 度为 50mm 构件的实际长度应为 50 10 500mm 初学者一定要注意 图上尺寸乘以比例尺才是构件的实际尺寸 与地图上的比例标注方 法相反 4 按几何关系作图 建立坐标系 xoy 以踏板与机架的转 动中心 A 点为坐标起点 与坐标轴 O 重合一起 该简图取 u 5mm mm 从踏板与 x 轴的夹角作射线 在射线上取 AB 长为 l lab u 0 12 m 5 24mm 分别在相应位置作 BC lbc l u 0 24m 5 48mm CD lcd u 0 025m 5 5mm AD lad ll u 0 255 5 51mm l 5 由于各构件之间都是用转动副连接而成 所以用转动副的符 号将连接各构件 即为该机构的运动简图 按以上所述作成的运动简 图 其图形正好为图 2 7 b 图逆时针转过 90 的图形 与实际构件 的位置一致 然后在主动构件 AB 标注双箭头圆弧 表示踏板作上下 摆动 如有条件 应带一个折叠椅或其它折叠机构 按实物作机构运动 简图 其教学效