机械设计基础电子教案 实训：机械设计基础实训

PAGE2PAGE《机械设计基础》教案（学期名称）第XX讲XX老师授课单元机械设计基础实训教案编号教案名称机械设计基础实训授课教师授课学时课程类型R必修课□选修课□实践课授课班级授课时间上课地点班主任日期节次教学目标能力目标通过本实训课程，学生应具备以下能力：能够熟练操作机械设计基础实训中涉及的各种设备和工具，如陈列柜、齿轮展成仪、游标卡尺、公法线千分尺等，掌握其正确使用方法和注意事项。能够运用所学知识，对平面机构和机械传动进行观察、分析和研究，准确描述其结构特点、组成、运动和传动特点。具备绘制机构运动简图的能力，包括确定构件和运动副，按照规定的符号和比例绘制简图，并能计算机构自由度，判断机构是否具有确定运动。掌握渐开线直齿圆柱齿轮参数的测定方法，能使用测量工具获取数据，通过计算确定齿轮的模数、压力角、齿顶高系数等参数。能够设计对心滚子直动从动件盘形凸轮的轮廓曲线，运用反转法等图解法完成设计过程。具备对减速器进行结构分析及拆装的能力，了解减速器的整体结构、主要零部件的结构和装配工艺，掌握拆卸和装配的基本步骤和方法。能够绘制车床传动系统图，分析传动路线和传动关系，计算主轴转速范围和级数。通过小组合作等形式，培养学生的沟通协作能力和问题解决能力，能够在实训过程中发现问题、分析问题并找到解决问题的方法。知识目标学生在本实训课程中应掌握以下知识：深入理解平面机构的组成及特征，包括机器的组成，如单缸内燃机、颚式破碎机等实例中的机构，以及运动副的类型，如转动副、移动副、高副等。熟悉平面连杆机构的多种类型，如五杆铰链机构、曲柄滑块机构、铰链四杆机构等，了解其在不同机械中的应用，如搅拌机、牛头刨床主运动机构等。掌握凸轮机构的分类和特点，如内燃机配气机构、靠模车削机构等，理解凸轮机构的运动规律和设计原理。了解间歇运动机构的类型，如棘轮机构、槽轮机构等，以及它们在日常生活和工业生产中的应用实例。掌握带传动、链传动、齿轮传动的结构特点、工作原理和应用场合，理解不同传动方式的优缺点和适用条件。熟悉螺纹连接和螺旋传动的相关知识，包括螺纹的牙型、旋向、线数、螺距和导程，以及常用的标准螺纹连接件和防松方法。掌握渐开线齿廓的形成原理和展成法加工齿廓的过程，了解齿轮的根切现象及变位修正方法。理解减速器的整体结构和工作原理，掌握其主要零部件，如箱体、轴、齿轮、轴承等的结构和作用，以及润滑、冷却和密封方式。熟悉车床传动系统的组成和工作原理，掌握传动系统图的绘制方法和传动比的计算。素质目标通过本实训课程，培养学生以下素质：培养严谨细致的科学态度，在实训过程中，要求学生准确测量数据、规范绘制图表、认真分析结果，确保实训数据的真实性和可靠性。树立安全第一的意识，严格遵守实训操作规程，正确使用实训设备和工具，避免安全事故的发生，保护自身和设备的安全。培养良好的职业道德和敬业精神，认真对待实训任务，按时完成实训报告，做到实事求是、精益求精。提升学生的观察能力和思维能力，通过对各种机构和机械传动的观察，能够发现其运动规律和结构特点，运用所学知识进行分析和思考。增强学生的动手能力和实践操作技能，通过实际拆装减速器、绘制机构运动简图等环节，提高学生的实践操作水平和解决实际问题的能力。培养学生的团队合作精神，在一些实训项目中，鼓励学生分组合作，共同完成任务，学会与他人沟通、协作，共同解决实训中遇到的问题。激发学生对机械设计领域的兴趣和探索精神，通过接触实际的机械结构和传动系统，让学生感受机械设计的魅力，培养其创新意识和探索欲望。教学重点及解决办法教学重点：平面机构和机械传动的结构特点、运动规律及应用；机构运动简图的绘制及自由度计算；渐开线直齿圆柱齿轮参数的测定；凸轮轮廓曲线的设计；减速器的结构分析及拆装；车床传动系统图的绘制。解决办法：对于平面机构和机械传动，通过组织学生观察陈列柜中的模型，结合实际应用案例进行讲解，让学生直观了解其结构和运动特点。在机构运动简图绘制方面，先进行理论讲解，明确构件和运动副的表示方法，然后让学生进行大量的练习，教师进行巡回指导和点评，确保学生掌握绘制技巧。渐开线直齿圆柱齿轮参数测定时，详细讲解测量工具的使用方法和测量步骤，让学生分组进行实际测量，教师对测量过程进行监督和指导，帮助学生解决测量中遇到的问题。凸轮轮廓曲线设计，通过理论推导和实例演示，让学生理解反转法的原理，然后让学生动手绘制，教师对学生的设计结果进行检查和修正。减速器拆装实训，教师先进行示范操作，讲解拆装的注意事项和步骤，然后让学生分组进行拆装，教师在旁边进行指导，确保学生正确操作。车床传动系统图绘制，结合车床实物或模型，讲解传动路线和传动关系，让学生按照规定的符号和比例进行绘制，教师对绘制结果进行检查和反馈。教学难点及解决办法教学难点：机构自由度计算中虚约束、局部自由度和复合铰链的判断；渐开线齿廓展成原理及根切现象的理解；凸轮轮廓曲线设计中反转法的应用；减速器拆装中零部件的正确安装和调整；车床传动系统图中传动关系的分析和转速计算。解决办法：针对机构自由度计算的难点，通过列举典型的机构实例，详细讲解虚约束、局部自由度和复合铰链的特点和判断方法，让学生进行大量的练习，加深理解。对于渐开线齿廓展成原理及根切现象，利用齿轮展成仪进行演示，让学生直观观察齿廓的形成过程和根切现象，结合理论讲解，帮助学生理解其原理。凸轮轮廓曲线设计中反转法的应用，通过动画演示和分步讲解，让学生理解反转法的基本思想和操作步骤，然后让学生进行实际设计，教师进行个别指导。减速器拆装中，强调学生在拆装前要仔细观察零部件的结构和位置，做好标记，拆卸和安装时按照正确的顺序进行，对于安装和调整的难点，教师进行重点示范和讲解。车床传动系统图的传动关系分析和转速计算，引导学生从动力输入开始，逐步分析各轴之间的传动关系，列出传动结构式和运动平衡方程式，通过实例计算让学生掌握计算方法，教师对学生的计算过程进行检查和指导。教学方法1.演示教学法：通过展示机械模型、机构运动视频、实验操作等方式，让学生直观地了解机械结构和运动规律。例如，在讲解平面连杆机构时，利用陈列柜中的模型演示其运动过程，让学生观察不同类型连杆机构的运动特点。2.实践操作法：让学生亲自动手进行实验操作、设备拆装、图表绘制等，在实践中掌握知识和技能。如在减速器拆装实训中，学生分组进行拆卸和装配操作，熟悉减速器的结构和装配工艺。3.案例教学法：结合实际的机械应用案例，如内燃机、车床等，分析其中的机构和传动系统，让学生将理论知识与实际应用相结合。例如，以单缸内燃机为例，分析其曲柄滑块机构的运动规律和工作原理。4.小组讨论法：将学生分成小组，针对实训中遇到的问题进行讨论和交流，共同寻找解决问题的方法，培养学生的团队合作能力和沟通能力。如在绘制机构运动简图后，小组内互相检查和讨论，发现问题并进行修正。教学资源推荐教材参考文献PAGE2教学过程教学环节教学内容与过程课前预习同学们，在开始我们的机械设计基础实训课程之前，让我们先通过一些有趣的实例来预习一下相关知识吧！你是否观察过家里的缝纫机是如何工作的？当踩动踏板时，缝纫机的针头会上下运动，同时线轴也会随之转动，这其中就涉及到了多种平面机构和机械传动。比如，缝纫机的下针机构就是一个典型的曲柄滑块机构，踏板的往复运动通过连杆带动滑块（针头）上下运动。你可以试着想象一下它的结构，思考一下这个机构由哪些构件组成，有哪些运动副呢？再比如我们日常生活中常见的雨伞，当我们打开雨伞时，伞骨会展开，这其中也蕴含着机构的奥秘。雨伞的机构可以看作是一个多杆机构，通过手柄的转动或推动，带动伞骨的运动。你能分析一下雨伞机构中各构件之间的运动关系吗？另外，你是否注意到汽车的发动机？发动机内部的凸轮机构控制着进排气门的开启和关闭，这对于发动机的正常工作至关重要。凸轮机构是如何实现这种精确控制的呢？它的轮廓曲线又有什么特点？带着这些问题，我们来预习一下本次实训课程中涉及的一些基本概念。首先，平面机构是由若干个构件通过运动副连接而成的，用来传递运动和力。运动副根据其接触形式的不同，可以分为低副和高副，低副又包括转动副和移动副。你能举例说明生活中哪些地方存在转动副和移动副吗？其次，机械传动是机械设计中的重要组成部分，常见的有带传动、链传动和齿轮传动。带传动和链传动在生活中应用广泛，比如自行车的链条传动，洗衣机中的带传动。它们各有什么优缺点呢？齿轮传动则具有传动比准确、效率高等优点，在各种机械中得到了广泛应用。你知道齿轮的基本参数有哪些吗？通过对这些实例和概念的预习，相信大家对机械设计基础实训课程已经有了初步的了解。在课堂上，我们将通过实际观察、动手操作等方式深入学习这些知识，探索机械世界的奥秘。期待在实训课堂上与大家一起揭开这些机械结构的神秘面纱！课中讲练在今天的实训课堂上，我们将以缝纫机下针机构和颚式破碎机为例，深入学习平面机构的相关知识并进行实践练习。首先，我们来观察陈列柜中的缝纫机下针机构模型。大家可以看到，当我们转动模型的手柄时，针杆会上下运动。现在请大家分组讨论，分析这个机构的组成构件和运动副。（学生分组讨论，教师巡视指导）好，时间到，哪个小组能分享一下你们的分析结果？（学生回答）不错，这个机构主要由曲柄、连杆、滑块（针杆）和机架组成，其中曲柄和机架之间是转动副，曲柄和连杆之间是转动副，连杆和滑块之间是转动副，滑块和机架之间是移动副。接下来，我们来绘制这个机构的运动简图。大家还记得机构运动简图的绘制步骤吗？（学生回答）对，首先确定构件和运动副，然后选择适当的比例尺，用规定的符号绘制出各构件和运动副的相对位置。现在请大家拿出绘图工具，在练习纸上绘制缝纫机下针机构的运动简图，并计算其自由度。（学生动手绘制，教师巡回指导）绘制完成后，我们再来分析颚式破碎机的机构。颚式破碎机主要用于破碎矿石等物料，它的工作机构是一个双摇杆机构。大家观察模型，当主动摇杆摆动时，从动摇杆也会随之摆动，从而实现破碎物料的功能。请大家思考一下，这个双摇杆机构与我们之前学习的曲柄摇杆机构有什么区别呢？（学生思考回答）接下来，我们进行一个小练习，每个小组根据颚式破碎机的机构特点，设计一个简单的破碎机构模型，可以用身边的材料如牙签、cardboard等制作，要求能够模拟颚式破碎机的运动。（学生分组制作，教师进行指导和评价）通过以上的讲练，相信大家对平面机构的组成、运动简图绘制和自由度计算有了更深入的理解。在接下来的时间里，大家可以自由观察陈列柜中的其他机构模型，选择一个自己感兴趣的机构进行分析，并绘制其运动简图，下节课我们将进行交流和点评。课后拓展提升课后，我们来进行一个有趣的拓展提升活动。大家知道吗，在我们的生活中，间歇运动机构的应用非常广泛。比如电影放映机的送片机构就是采用的槽轮机构，它能够实现胶片的间歇送进，让我们看到连续的画面。现在请大家思考一下，除了电影放映机，生活中还有哪些地方应用了间歇运动机构呢？（学生思考）大家可以去观察一下家里的钟表，钟表中的时针和分针的运动是否是间歇运动呢？其实，钟表中的齿轮传动是连续运动，但有些钟表的报时机构可能会用到间歇运动机构。另外，自动生产线上的工件传送有时也会用到间歇运动机构，以实现工件的定位和加工。现在给大家布置一个任务：请大家寻找一个生活中的间歇运动机构实例，分析其工作原理，绘制出