03 机构自由度计算的注意事项教学设计

1、精选文档机械设计基础课程教学设计 2014年 5 月 28 日案例名称第一章 平面机构分析 第三节 机构自由度计算的留意事项科目机械设计基础教学对象高校二班级课时1课时一、教材内容分析机械设计基础是一门培育同学具有肯定机械设计力量的技术基础课。通过学习该课程，要求同学把握机械中常用机构的结构原理、运动特性及有关机构动力学的基本学问，初步具有分析和设计基本机构的力量，并对机械运动方案的确定有所了解。同时把握通用机械零件的工作原理、特点、选用和设计计算的基本学问，使同学初步具有设计简洁的机械及一般机械传动装置的力量。并培育同学运用标准、规范、手册、图册等有关技术资料的力量。 “平面机构分析”这一教

2、学内容是机械设计基础课程中的第一章，后续的“平面连杆机构”、“凸轮机构”、“齿轮机构”以及“轮系”章节都是向同学讲授典型机构的相关学问，而学好这些内容的前提就是要学会分析机构，其中一个重要环节就是精确地计算出该机构的自由度数目。平面机构自由度计算的目的是判定一个已有的机构是否正确,确定原动件的个数。在进行机构的运动分析和受力分析时,必需通过机构的结构分析才能进行。假如机构的自由度计算不正确,那就无法进行机构的结构、运动及受力分析。所以,平面机构的自由度计算在机构的学习、设计中占有重要地位。“机构自由度计算”是机械设计基础课程第一章平面机构分析中第三节课程的教学内容，在同学把握了平面机构的组成、

3、特点，娴熟把握机构运动简图绘制的基础上，进行教学的。通过学习该节内容，让同学学会如何精确的计算出机构的自由度，以及学会推断机构是否具有确定的运动，为已有机构进行分析或制造新的机构供应基本条件。二、教学目的（学问，技能，情感态度、价值观）学问与技能目标：1.娴熟把握机构具有确定运动的条件。2.娴熟把握机构自由度计算公式，以及在计算机构自由度时的留意事项。过程与方法目标：1.通过提问式方法，总结归纳出机构自由度计算公式；2.用三种典型机构作对比，引导同学分析出机构具有确定运动的条件；3.分别用工程中常见的机构作为例题，通过课堂练习法，带领同学巩固机构自由度计算公式，并对比实际结果，发觉存在的问题，

4、从而引出机构自由度计算的留意事项。4.从中培育同学的观看、操作、想象力量，进展同学的空间观念，渗透转化的思想。情感态度与价值观目标：1.培育同学的探究精神和合作力量，养成良好的学习习惯。2.培育同学自学的意识和创新的精神。让同学将学到的学问运用到实际生活中。三、学习者特征分析本门课面对的对象是高校二班级、第四学期的近机械类同学。他们在之前的学期中已经学习了高等数学、工程制图、理论力学和材料力学等相关的基础课和专业基础课。对自由度的概念已经有了肯定的生疏，并能够读懂常见的工程图以及简图。高校二班级的同学已经具有肯定的自学力量，能够独立进行思考、发觉、分析问题，所以在学习过程中可针对这一特点，适时

5、地以启发式教学方法进行教学，激励他们通过自己的思考、分析解决问题。但这个阶段的同学在学习中难免存在肯定的惰性，所以要通过适当的方式和手段激发他们学习新事物的爱好。四、教学思想主要体现在主体性教学思想和反思性教学思想上五、教学策略和方法本节课接受启发式和主动参与式教学策略，引导同学发觉问题，分析问题并解决问题。为了完成本节课的学问技能、情感态度、价值观方面的目标，我使用的教学方法有：谈话法、观看法、演示法。谈话法：谈话法又叫问答法，在教学过程中我始终用谈话法，与同学沟通，让同学感到轻松的学习氛围，激发同学的思维活动；培育同学的独立思考力量和语言表达力量；唤起和保持同学的留意力和爱好。观看法：实际

6、机构的自由度可由其运动形式以及原动件数目分析出来，故此处我接受机构动画演示的方式，让同学通过观看，分析出机构自由度的数目。演示法：通过对实际工程案例的演示，引起同学的留意力，提高他们的学习爱好。六、教学分析（内容、重难点）教学内容：1）机构具有确定运动的条件2）机构自由度计算公式机构 3）自由度计算的留意事项（1）局部自由度（2）复合铰链教学重点及难点1）机构自由度计算公式2）局部自由度和复合铰链的识别与处理方法。七、教学环境及资源预备1.以自制的机构运动动画做演示，能直观的呈现抽象数据的特点，使同学更好的理解。避开同学对抽象数据充分理解的欠缺。需用到电脑与投影仪等现代教学设备。2.老师的讲解

7、协作板书，并接受多媒体的现代化教学手段作帮助，准时总结本课的学问点，加强巩固。八、教学支配教学过程老师活动同学活动设计意图及资源预备一、组织教学同学们好，现在开头上课！停止说话，预备上课用洪亮的声音吸引同学的留意力，让他尽快进入上课状态二、复习复习上次课学过的主要内容：1机构具有确定运动的条件原动件数目=自由度数目2.自由度计算公式F=3n-2PL-PH强调公式的重要性，并逐一解释公式中各个量的含义，并加以强调同学回忆该部分的学问温故而知新，复习前次课的重要内容，对于本次课的学习有至关重要的作用三、导入新课1、为什么计算机构自由度如此重要？由于在工程中，要面对、分析以甚至设计众多简单的机器、机

8、构，推断该机构能否运动、能否具有确定运动的首选方法就是计算它的自由度2、计算工程实例中的滚子推杆凸轮机构的自由度3、计算结果F=2，为同学演示动画，并分析发觉机构的原动件数目为1时，运动已经确定，即正确结果是F=1，计算结果消灭偏差，是什么呢？4、解释机构自由度计算时有若干留意事项，若不正确处理，就会消灭错误，都有哪些留意事项（板书标题：计算机构自由度时的留意事项）同学思考，乐观回应同学认真听讲 同学认真作答，并乐观回应老师同学认真思考同学认真记笔记奇妙入境，通过对旧学问的复习，用工程实例作为例题，以提问的方式来巩固旧知，调动同学的乐观性，导入新课，激发同学对新课的古怪心。提高同学的学习爱好，

9、主动参与到学习中来。四、新课讲授1、 由例题引出第一个留意事项局部自由度（板书：一、局部自由度）2、结合多媒体课件讲解局部自由度的定义：对机构其他构件的运动不产生影响的局部运动的自由度。3、（回到板书上的例题）观看并分析机构中的小滚子，它的用途。（引起同学留意，重点部分的到来）4、 而小滚子转动的自由度对机构其他构件的运动没有影响，所以它是局部自由度5、局部自由度的存在导致计算结果与实际不符6、同时引导同学找到局部自由度的消灭场合，什么时候简洁消灭呢？（板书：消灭场合：小滚子）7、如何处理局部自由度呢？ 结合板书：（板书：去除）假象将小滚子与推杆焊接到一起。再依据自由度计算公式进行计算。8、重

10、新用正确的方法做一遍例题，引导同学先处理局部自由度，再计算结果9、做其次道例题，求如板书所示的杆机构的自由度10、解得的结果为F=9，通过机构具有确定运动的条件分析结果，并用动画演示，分析出机构自由度应为1同学认真听讲并思考同学观察后回答：用滚动摩擦代替滑动摩擦减小磨损同学认真听讲并思考同学领悟错误所在同学回答：机构中有小滚子的地方同学想，回答；同学乐观参与到老师的细致讲解中，并会在老师的带动下随声附和同学认真做题并乐观回应老师同学认真作答，并乐观回应老师同学认真听讲并思考。在教学过程中，以同学为主题，以前学过的学问都让同学自行回答，巩固旧知，引入新知，同学乐观协作，用自制的教具，直观的呈现在

11、同学面前，让同学更简洁接受抽象图形的特点，提高学习效果。对同学的正确回赐予表扬，激发同学学习爱好。做课后习题，准时巩固新知，让同学学到的学问运用到实际中。11、引出该机构的典故，为波舍利直线机构，其出处，用途，让同学学以致用，将理论学问与实践相结合12、什么缘由造成的错误？引出其次个留意事项复合铰链（板书：二、复合铰链）13、 结合多媒体课件讲解局部自由度的定义：两个以上构件在同一点处，以转动副相连。14、其中，强调定义中的三个要点：两个以上、在同一点、均为转动副15、在黑板上画出一个运动链，符合复合铰链定义，并设问：该复合铰链有几个转动副？（引起同学留意，重点部分的到来）16、通过作图，发觉

12、其运动副数目为2，而不是1个（一边板书一边认真讲解）17、 通过递推法推导出复合铰链查运动副的方法：m个构件就有m-1个转动副。（板书：处理：m个构件就有m-1个转动副）18、重新分析此道例题，引导同学发觉缘由所在，并正确的处理问题，最终得出正确结果同学学习机械机构的背景历史同学认真听讲，思考同学认真记录同学认真听课并记录同学认真思考同学依据以往制图基础亦附和老师同学回答出结论，并认真听课、记录同学认真作答，并乐观回应老师具体讲解，从听觉与视觉两方面加强对同学的刺激，加深学问的记忆。准时让同学做课后习题，将他们学到的学问运用到实际解题中，巩固新知，在多种题型中得到熬炼。为以后解各种类型题打好基础。准时对同学解过的题进行认真讲解，以免同学解题期间消灭的问题得不到解决。让同学做题，提高其应变力量。并培育同学乐观做题。五、巩固新课 课堂小结这节课我们学习了计算机构自由度的两个留意事项，通过学习发觉在计算自由度时，应先推断机构中是否存在留意事