《机械设计基础》 课件 模块1 探索机械之门-典型机构表达

机械设计改变生活技以载道，匠心筑梦大国工匠-王树军课前探索基本信息所用教材：《机械设计基础》主编

杨迪大连理工大学出版社教材服务网站：建议学时：64建议学分：4专业核心课机械及近机械专业承上启下课程定位课程特点知识点多理论性强应用性强专业突出课程简介《机械制图》《机械设计》机电一体化、数控专业专业核心课（64/4）前导课程《机械制造技术》职业面向：

装备制造业一线工人晋升岗位：技术员、工程师后续课程《机械产品三维模型设计》《数控机床故障诊断与维护》课程简介实现预定功能设计的机器应能实现预定功能，并在规定的工作条件下、规定的工作期限内能正常运转。为此，必须正确选择机器的工作原理、机构的类型和机械传动方案，合理设计零件，满足强度、刚度、耐磨性等方面的要求。满足可靠性要求机械产品的可靠性是由组成机械的零、部件的可靠性保证的。只有零、部件的可靠性高，才能使系统的可靠性高。机械系统的零、部件越多，其可靠度越低。为此，要尽量减少机械系统的零件数目，并对系统可靠性有关键影响的零件，必须保证其必要的可靠性。满足经济性要求设计的机械产品应先进、功能强、生产效率高、成本低、使用维护方便、在产品寿命周期内用最低的成本实现产品的预定功能。确保安全性要求要能保证操作者的安全和机械设备的安全，以及保证设备对周围环境无危害，要设置过载保护安全互锁等装置。推行标准化要求设计的机械产品规格、参数符合国家标准，零部件应最大限度的与同类产品互换通用，产品应成系列发展，推行标准化、系列化、通用化，提高标准化程度和水平。体现工艺造型美观要求重视产品的工艺造型设计，不仅要功能强、价格低，而且外型美观、实用，使产品在市场上富有竞争力

1．实现预定功能

2．满足可靠性要求

3．满足经济性要求

4．操作方便、工作安全

5．推行标准化要求

6．造型美观、减少污染机械设计的基本要求课程简介常见的机构带传动机构链传动机构齿轮机构凸轮机构连杆机构螺旋机构机器的各个部分都是由机构组合而成本课程研究对象通用零件:机器中普遍使用的零件，如齿轮、轴、螺钉课程简介

本课程作为机械设计的基础，是一门综合性较强的技术基础课程，主要介绍机械中常用机构的工作原理、运动特性、通用机械零件的设计和计算方法以及有关标准和规范。研究的主要内容如下：(1)机构的运动简图和自由度计算。(2)平面连杆机构、凸轮机构、间歇运动机构等的组成原理、运动分析及设计。(3)各种联接零件(如螺纹联接、键销联接等)的设计计算方法和标准选择。(4)各种传动零件(如带传动、齿轮传动等)的设计计算和参数选择。(5)轴系零件(如轴、轴承等)的设计计算及轴承参数类型选择。本课程研究的主要内容课程简介本课程的主要任务(1)运用基础理论解决简单机构和零件的设计问题，掌握通用机械零件的工作原理、特点、选用及计算方法，初步具有分析失效原因和提高改进措施的能力。(2)树立正确的设计思想，具有设计简单机械传动部件和简单机械的能力。(3)学会使用手册、标准、规范等设计资料。课程简介教学目标能力目标素质目标掌握机械中常用机构的工作原理、运动特性；掌握通用机械零件的设计和计算方法以及有关标准和规范。具有初步分析零件失效原因和提高改进措施的能力；能够根据通用机械零件的工作原理和特点，正确选用零部件；能够树立正确的设计思想，根据相关手册、标准、规范等资料，合理设计简单零部件和机构。通过交流学习，培养学生增强“四信”，以技报国的爱国之情以及热爱劳动、精益求精的工匠精神和安全生产的意识。知识目标课程专业目标探索机械之门-典型机构表达任务1模块一探索机械之门01强素养03讲重点

02引思考04攻难点05强技能06促提升

目录任务1-1分析常见机构的组成任务1-1引思考讲重点攻难点强技能促提升

强素养5S管理体系任务1-1分析常见机构的组成瓦特与蒸汽机任务1-1讲重点攻难点强技能促提升

强素养引思考讲起来师讲生听乐学任务1-1分析常见机构的组成案例1：现代社会动力之源“蒸汽机”结合机械发展史。明确什么是机械、什么是机械设计。机械发展的历史回顾五千年前已开始使用简单的纺织机械；晋朝时在连机椎和水碾中应用了凸轮原理；西汉时应用轮系传动原理制成了指南车和记里鼓车；东汉张衡发明的候风地动仪是世界上第一台地震仪。目前许多机械中仍在采用的青铜轴瓦和金属人字圆柱齿轮，在我国东汉年代的文物中都可以找到它们的原始形态。

我国古代在机械研制方面有许多杰出的发明创造。任务1-1讲重点攻难点强技能促提升

强素养引思考18世纪初以蒸汽机的出现为代表产生了第一次产业革命，人们开始设计制造各种各样的机械，例如纺织机、火车、汽轮船。哈格里沃斯发明的

“珍妮纺纱机”法国陆军技术军官古诺发明了世界上第一辆蒸汽动力车机械发展的历史回顾任务1-1讲重点攻难点强技能促提升

强素养引思考19世纪到20世纪初的第二次产业革命，随着内燃机的出现，促进了汽车、飞机等运输工具的出现和发展。1898年问世的“雷诺”牌汽车“圣路易斯精神”号飞机1927年美国人林德伯格驾驶着它完成了人类首次不着陆飞越大西洋的壮举。机械发展的历史回顾任务1-1讲重点攻难点强技能促提升

强素养引思考20世纪中后期，以机电一体化技术为代表，在机器人，航空航天，海洋舰船等领域开发出了众多高新机械产品，如火箭、卫星、宇宙飞船、空间站、航空母舰、深海探测器等国际太空站航天飞机正在利用机械臂施放哈勃空间望远镜机械发展的历史回顾任务1-1讲重点攻难点强技能促提升

强素养引思考进入21世纪，智能机械、微型机构、仿生机械的蓬勃发展，将促进材料、信息、计算机技术、自动化等领域的交叉与融合，进一步丰富和发展机械基础学科知识。用光刻技术做成的微米尺寸的微机械蜘蛛形探雷机器人机械发展的历史回顾任务1-1讲重点攻难点强技能促提升

强素养引思考分组讨论

学生以小组为单位，例举生活中衣食住行各个方面的机械实例，谈谈机械给人们生活带来的改变。教师引导学生总结各行各业的机械共同特征。任务1-1讲重点攻难点强技能促提升

强素养引思考蒸汽机车内燃机车电力机车机车高铁列车任务1-1讲重点攻难点强技能促提升

强素养引思考

汽车是指能自带能源的机动轮式无轨车辆，它是使用最广泛的交通运输工具。按运输对象汽车可分为客运汽车和货运汽车(简称货车)两大类

汽车任务1-1讲重点攻难点强技能促提升

强素养引思考

船舶是指能航行或停泊于水域进行运输或作业工具，按不同的使用要求而具有不同的技术性能、装备和结构型式。船舶在国防、国民经济和海洋开发等方面都占有十分重要的地位。

船舶任务1-1讲重点攻难点强技能促提升

强素养引思考

航母任务1-1讲重点攻难点强技能促提升

强素养引思考

飞机任务1-1讲重点攻难点强技能促提升

强素养引思考机床任务1-1讲重点攻难点强技能促提升

强素养引思考焊接机器人任务1-1讲重点攻难点强技能促提升

强素养引思考仿生智能机械任务1-1讲重点攻难点强技能促提升

强素养引思考生活中的机械任务1-1讲重点攻难点强技能促提升

强素养引思考

机械工业是国家国民经济的支柱工业之一。总结

机械在人们生产与生活的各个领域都发挥着重要作用，当今社会高度的物质文明是以近代机械工业的飞速发展为基础建立起来的，人类生活的不断改善也与机械工业的发展紧密相连。

机械工业是社会生产力发展水平的重要标志。任务1-1讲重点攻难点强技能促提升

强素养引思考

总结定义：机械是人类用以转换或传递能量、物料和信息从而代替或减轻体力劳动、提高生产效率的工具。机械是机器和机构的总称任务1-1讲重点攻难点强技能促提升

强素养引思考热爱本专业热爱支撑本专业的核心课程热爱核心课程中的“机械设计”任务1-1讲重点攻难点强技能促提升

强素养引思考任务1-1分析常见机构的组成找出预习问题表扬优秀学员讲解重点问题巩固课前预习任务1-1强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升分析课前预习讲解重点内容结合课前预习情况针对本次课的重点内容进行分析讲解。任务1-1分析常见机构的组成任务1-1强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升预习分析有25名同学达到了90分以上，表扬！继续坚持；有14名同学没及格，自律，端正学习态度。任务1-1分析常见机构的组成任务1-1引思考攻难点强技能促提升

讲重点强素养重难点机械及机构的特征机械、机器、机构、构件及零件的定义任务1-1分析常见机构的组成机器的特征

（1）它们都是人为实体（构件）的组合；（2）各个运动实体（构件）之间具有确定的相对运动；（3）能够代替或减轻人类劳动，完成有用功或实现能量转换，能进行信息处理、影像处理等功能。

任务1-1引思考攻难点强技能促提升

讲重点强素养任务1-1分析常见机构的组成重难点机械及机构的特征机械、机器、机构、构件及零件的定义机构的特征（1）它们都是人为实体（构件）的组合；（2）各个运动实体（构件）之间具有确定的相对运动；（3）能实现预期的机械运动，主要用来传递和变换运动。任务1-1引思考攻难点强技能促提升

讲重点强素养任务1-1分析常见机构的组成重难点机械及机构的特征机械、机器、机构、构件及零件的定义构件组成机构的具有相对运动的单元体，是组成机构的最小运动单元。零件机械制造中不可拆的最小制造单元体。根本区别构件是运动的单元体，而零件是制造的单元体。曲轴（单一零件）连杆（多个零件的刚性组合）任务1-1引思考攻难点强技能促提升

讲重点强素养任务1-1分析常见机构的组成重难点机械及机构的特征机械、机器、机构、构件及零件的定义零件按作用分类通用零件在各种机器中经常使用的零件。专用零件在一些特定类型的机器中使用的零件。通用零件专用零件任务1-1引思考强技能促提升

讲重点

强素养任务1-1分析常见机构的组成攻难点动起来生讲生评会学以案例2“内燃机”为例，分析机器与机构，构件与零件之间的关系。各组代表任务1-1引思考强技能促提升

讲重点

强素养任务1-1分析常见机构的组成攻难点任务1-1引思考强技能促提升

讲重点

强素养任务1-1分析常见机构的组成攻难点功用将液体材料燃烧时产生的热能转变成机械能的动力装置

组成机架(气缸体)、活塞、连杆、曲轴、小齿轮、大齿轮、凸轮轴、推杆、进气阀、排气阀排气阀10气缸体1活塞2进气阀9连杆3曲轴4凸轮轴7推杆8小齿轮5大齿轮6机架（汽缸体）1排气阀6任务1-1引思考强技能促提升

讲重点

强素养任务1-1分析常见机构的组成攻难点

活塞下行，进气阀打开，汽缸内吸入燃气活塞上行，进气阀关闭，压缩燃气点火后燃气燃烧膨胀，推动活塞下行，经连杆带动曲轴输出转动

活塞上行，排气阀打开，排出废气工作过程任务1-1引思考促提升

讲重点

强素养任务1-1分析常见机构的组成攻难点强技能单缸四冲程内燃机组成1.设计要求与数据分析组成单缸四冲程内燃机各机构的作用2.设计内容单缸四冲程内燃机是将燃气燃烧时的热能转化为机械能的机器，包含曲柄滑块机构、齿轮机构和凸轮机构3.设计步骤、结果及说明比起来分组竞赛学会任务1-1引思考促提升

讲重点

强素养任务1-1分析常见机构的组成攻难点强技能比起来分组竞赛学会机器组成原动机部分传动部分执行部分辅助系统，例如润滑、显示、照明等控制系统任务1-1引思考促提升

讲重点

强素养任务1-1分析常见机构的组成攻难点强技能原动机部分机器的动力来源,常用电动机、内燃机和液压马达。执行部分完成机器预定功能的组成部分。传动部分把原动机的运动或动力传递给执行部分的中间环节。操纵和控制部分实现或终止各自预定的功能部分。辅助装置部分保证机器正常工作的补偿、润滑、冷却、操纵及控制。任务1-1引思考促提升

讲重点

强素养任务1-1分析常见机构的组成攻难点强技能

组成单缸四冲程内燃机各机构的作用

名称组成作用曲柄滑块机构活塞、连杆、曲轴和气缸体

将活塞的往复移动转换为曲柄的连续转动齿轮机构小齿轮、大齿轮和机架

将曲轴连续的转动传递给凸轮轴凸轮机构凸轮轴、推杆和机架

将凸轮轴的连续转动转变为推杆的直线往复运动，保证进、排气阀有规律的启闭自行车？自行车是“机构”还是“机器”？设计意图任务1-1强素养

引思考

讲重点

攻难点

强技能

促提升

请投票（1min）充分讨论，突破教学难点任务1-1分析常见机构的组成助力车课堂答疑？电动自行车呢？？设计意图任务1-1强素养

引思考

讲重点

攻难点

强技能

促提升

认为是机器的输1认为是机构的输2学生：参与互动（1min）充分讨论，突破教学难点任务1-1分析常见机构的组成任务1-1强素养

引思考

讲重点

攻难点

强技能

促提升

课程思政工企业文化生活案例匠精益求精精善于发现神任务1-1分析常见机构的组成总结击鼓传

花任务1-1强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升任务1-1分析常见机构的组成任务1-1强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升【课堂小结】通过总结，深化本次课的重、难点。明确本门课程的研究对象研究内容主要任务明确并理解定义：机械、机器、机构、构件、零件。明确并理解机械、机器、机构、构件、零件之间的联系与区别。设计意任务1-1分析常见机构的组成任务1-1强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升【课堂小结】明确本门课程的研究对象研究内容主要任务研究对象：机械机械是机器和机构的总称研究对象：生产生活中各种各样的机器和机构。由于机器的各个部分都是由机构组合而成，所以我们重点研究机构。常见的机构带传动机构链传动机构齿轮机构凸轮机构连杆机构螺旋机构研究对象：通用零件，如轴、轴承等任务1-1分析常见机构的组成任务1-1强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升【课堂小结】明确本门课程的研究对象研究内容主要任务研究内容01机构的运动简图和自由度计算。02平面连杆机构、凸轮机构、间歇运动机构等的组成原理、运动分析及设计。03各种联接零件(如螺纹联接、键销联接等)的设计计算方法和标准选择。04各种传动零件(如带传动、齿轮传动等)的设计计算和参数选择。05轴系零件(如轴、轴承等)的设计计算及轴承参数类型选择。任务1-1分析常见机构的组成任务1-1强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升【课堂小结】明确本门课程的研究对象研究内容主要任务运用基础理论分析解决简单机构和通用零件的设计、选用问题。树立正确的设计思想，具有设计简单机械传动部件的能力。学会使用手册、标准、规范等设计资料。任务1-1分析常见机构的组成任务1-1强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升【课堂小结】明确并理解定义：机械、机器、机构、构件、零件。主要定义机械：机械是人类用以转换或传递能量、物料和信息从而代替或减轻体力劳动、提高生产效率的工具。机器：各行各业的机械产品，特征：它们都是人为实体（构件）的组合；各个运动实体（构件）之间具有确定的相对运动；能够实现能量的转换或完成有用的机械功。机构：机器中起传递运动和转换运动形式的组成部分，具备机器前两个特征。构件：机构的基本运动单元，可以是单一零件，也可以是多个零件连接而成的运动单元。零件：

组成机器的最小制造单元。任务1-1分析常见机构的组成任务1-1强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升【课堂小结】联系与区别联系：机械=机器+机构，从结构和运动的观点来看，机器和机构之间没有区别。区别：机器与机构的区别就看能否实现能量的转换，机器可以，机构不能；零件与构件的区别就看该件和其他单元是否具有相对运动，如果有那么就是构件，如果没有就是零件。明确并理解机械、机器、机构、构件、零件之间的联系与区别。零件构件机构机器任务1-1分析常见机构的组成任务1-1强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升完成翻转课堂课后测试课后讨论：（1）GB/JB/QB/ISO

代号含义（2）何为机械设计中的“三化”【课后拓展】任务1-1分析常见机构的组成下课机械设计改变生活技以载道，匠心筑梦探索机械之门-典型机构表达任务2模块一探索机械之门课前探索大国工匠-周永和任务1-2绘制机构运动简图课程导入

通过对单缸四冲程内燃机工作过程分析，发现组成单缸四冲程内燃机的曲柄滑块机构、齿轮机构和凸轮机构的真实外形和各构件外形很复杂，这给快速绘制及与其他人员交流带来了困难。因此，可以选择不考虑与运动特性无关的因素（如构件的复杂外形等），而用规定的线条和符号，绘制机构运动简图方法表明单缸四冲程内燃机将燃气燃烧时的热能转化为机械能的工作原理。任务分析任务1-2绘制机构运动简图课程导入任务目标

（1）掌握运动副、高副、低副的概念。（2）掌握低副和高副，以及转动副和移动副的实例及表示方法。（3）掌握用简单线条或符号表达机构的运动关系，绘制机械运动简图的方法。任务1-2绘制机构运动简图01强素养03讲重点

02引思考04攻难点05强技能06促提升

目录任务1-2绘制机构运动简图任务1-2引思考讲重点攻难点强技能促提升

强素养早会负责人赵吉红任务1-2绘制机构运动简图任务1-2讲重点攻难点强技能促提升

任务1-2绘制机构运动简图引思考强素养

开门时，门把手和锁芯相对于门是转动，弹子相对于锁芯是平行移动；撑开雨伞时，伞骨轴套相对于伞柄的运动为平行移动，伞骨各节之间是转动。机构中各构件如何连接才能实现上述的移动或转动呢？只要把构件连接到一起就能得到具有确定相对运动的机构吗？如何方便的研究机构中各构件的相对运动关系呢？任务1-2强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升结合课前预习情况针对本次课的重点内容进行分析讲解。任务1-2绘制机构运动简图找出课后难点及时调整教学找出预习问题表扬优秀学员讲解重点问题巩固课前预习分析课后作业

分析课前预习讲解重点内容任务1-2引思考攻难点强技能促提升

讲重点强素养任务1-2绘制机构运动简图课后分析有16名同学达到了优秀；有1名同学没及格，努力。任务1-2强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升预习分析有5名同学达到了90分以上，表扬！继续坚持；有9名同学没及格，自律，端正学习态度。任务1-2绘制机构运动简图任务1-2引思考攻难点强技能促提升

讲重点强素养自律自学小能手任务1-2绘制机构运动简图任务1-2引思考攻难点强技能促提升

讲重点强素养任务1-2绘制机构运动简图讲解重点运动副的概念及分类机构的组成简单机构中各构件如何连接才能实现上述的转动或移动呢？案例1：门把手引出本次课教学重点教师设问任务1-2强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升讲解重点运动副的概念及分类机构的组成定义：两构件之间直接接触并能产生一定相对运动的连接称为运动副。

比如轴与轴承、活塞与缸体、车轮与钢轨等。概念里面有三个要素：一是两个构件，二是直接接触，三是相对运动。任务1-2绘制机构运动简图任务1-2强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升讲解重点运动副的概念及分类机构的组成任务1-2绘制机构运动简图

点接触线接触面接触任务1-2强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升分类：根据两构件接触方式的不同，我们把运动副分为低副和高副(1)低副两构件形成面与面接触的运动副称为低副，又分转动副和移动副。

任务1-2绘制机构运动简图讲解重点运动副的概念及分类机构的组成任务1-2强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升讲解重点运动副的概念及分类机构的组成任务1-2绘制机构运动简图任务1-2强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升讲解重点运动副的概念及分类机构的组成任务1-2绘制机构运动简图移动副任务1-2强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升(2)高副

两构件以点或线的形式相接触而组成的运动副称为高副。任务1-2绘制机构运动简图讲解重点运动副的概念及分类机构的组成任务1-2强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升常见的空间运动副：任务1-2绘制机构运动简图讲解重点运动副的概念及分类机构的组成任务1-2强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升注意：低副引入两个约束，只保留一个方向的运动；高副引入一个约束，保留两个方向的运动。任务1-2绘制机构运动简图讲解重点运动副的概念及分类机构的组成任务1-2强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升举手讲解任务1-2绘制机构运动简图讲解重点运动副的概念及分类机构的组成机构中构件按运动性质分类机架相对于地面固定不动的构件，起支撑作用；原动件按给定的运动规律独立运动的构件，起运动的输入作用；从动件除原动件以外的所有活动构件，起运动的传递和输出作用。任务1-2强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升任务1-2绘制机构运动简图讲解重点运动副的概念及分类机构的组成任务1-2强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升小结：以上就是本次课第一小节的重点内容。请各组根据刚才的讲解，选取衣食住行各个方面的一个机构为例，分析讨论机构的组成以及组成各机构的构件之间运动副的类型。任务1-2绘制机构运动简图讲解重点运动副的概念及分类机构的组成任务1-2引思考强技能促提升

讲重点

强素养攻难点动起来合作学习会学以衣食住行各个方面的机构为例分析讨论机构的组成及运动副的类型各组代表任务1-2绘制机构运动简图任务1-2引思考促提升

讲重点

强素养攻难点强技能讲解难点平面机构运动简图的绘制

用规定的线条和符号表示构件和运动副，并按一定的比例确定运动副的相对位置及与运动有关的尺寸的简图。（1）构件构件用直线或小方块等来表示。任务1-2绘制机构运动简图任务1-2引思考促提升

讲重点

强素养攻难点强技能（2）转动副1211221122图面垂直于回转轴线图面不垂直于回转轴线一个构件具有多个转动副时任务1-2绘制机构运动简图任务1-2引思考促提升

讲重点

强素养攻难点强技能111111222222移动副（3）移动副任务1-2绘制机构运动简图任务1-2引思考促提升

讲重点

强素养攻难点强技能

（4）平面高副平面高副画出两构件接触处的曲线轮廓。凸轮滚子齿轮任务1-2绘制机构运动简图任务1-2引思考促提升

讲重点

强素养攻难点强技能（二）平面机构运动简图的绘制（1）分析机构的组成。（2）分析构件间的相对运动形式。（3）选择适当的视图平面和原动件位置。（4）选择适当的比例尺构件的图样长度构件的实际长度任务1-2绘制机构运动简图任务1-2引思考促提升

讲重点

强素养攻难点强技能1.设计要求与数据单缸四冲程内燃机主体机构。2.设计内容绘制单缸四冲程内燃机的运动简图。任务1-2绘制机构运动简图任务1-2引思考促提升

讲重点

强素养攻难点强技能

3.设计步骤、结果及说明任务1-2绘制机构运动简图任务1-2引思考促提升

讲重点

强素养攻难点强技能

1.设计要求与数据鄂式破碎机主体机构。2.设计内容绘制鄂式破碎机的运动简图。比起来分组竞赛学会任务1-2绘制机构运动简图任务1-2引思考促提升

讲重点

强素养攻难点强技能

3.设计步骤、结果及说明任务1-2绘制机构运动简图任务1-2强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升任务1-2绘制机构运动简图随机点名任务1-2强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升【课堂小结】通过总结，深化本次课的重、难点。运动副的概念及分类

机构的组成平面机构运动简图的绘制设计意任务1-2绘制机构运动简图任务1-2强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升逻耐心辑细心思信心维恒心温馨提示任务1-2绘制机构运动简图任务1-2强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升完成翻转课堂课后测试课后讨论：（1）偏心泵运动简图的绘制。（2）压力机运动简图的绘制。【课后拓展】任务1-2绘制机构运动简图偏心泵任务1-2强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升任务1-2绘制机构运动简图压力机任务1-2强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升任务1-2绘制机构运动简图下课机械设计改变生活技以载道，匠心筑梦探索机械之门-典型机构表达任务3模块一探索机械之门课程导入大国工匠-彭祥华任务1-3-1机构具有确定运动的条件课程导入

单缸四冲程内燃机，包括曲柄滑块机构、齿轮机构和凸轮机构，主要功用是传递运动和动力，或改变运动的形式和运动轨迹。当原动件活塞按给定的运动规律上下运动，其余构件的运动是否是完全确定的。通过对单缸四冲程内燃机自由度的计算，来判定通过运动副相连起来的构件系统是否为机构，以及机构是否具有确定的相对运动。任务分析任务1-3-1机构具有确定运动的条件课程导入任务目标

（1）掌握平面机构自由度的计算方法，能准确识别机构中的复合铰链、局部自由度和虚约束。（2）掌握平面机构具有确定运动的条件。任务1-3-1机构具有确定运动的条件01强素养03讲重点

02引思考04攻难点05强技能06促提升

目录任务1-3-1机构具有确定运动的条件任务1-3引思考讲重点攻难点强技能促提升

强素养早会负责人任务1-3-1机构具有确定运动的条件任务1-3讲重点攻难点强技能促提升

引思考强素养

撑开雨伞时，伞骨轴套相对于伞柄的运动为平行移动，伞骨各节之间是转动。机构中各构件如何连接才能实现上述的移动或转动呢？只要把构件连接到一起就能得到具有确定相对运动的机构吗？如何方便的研究机构中各构件的相对运动关系呢？任务1-3-1机构具有确定运动的条件任务1-3强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升结合课前预习情况针对本次课的重点内容进行分析讲解。找出课后难点及时调整教学找出预习问题表扬优秀学员讲解重点问题巩固课前预习分析课后作业

分析课前预习讲解重点内容任务1-3-1机构具有确定运动的条件任务1-3引思考攻难点强技能促提升

讲重点强素养课后分析有10名同学达到了优秀；有4名同学没及格。任务1-3-1机构具有确定运动的条件任务1-3引思考攻难点强技能促提升

讲重点强素养分析问题得分率最低的是第2题：任务1-3-1机构具有确定运动的条件任务1-3引思考攻难点强技能促提升

讲重点强素养自律自学小能手任务1-3-1机构具有确定运动的条件任务1-3引思考攻难点强技能促提升

讲重点强素养讲解重点机构自由度的计算机构具有确定运动的条件只要把构件连接到一起就能得到具有确定相对运动的机构吗案例1：公交车车门引出本次课教学重点教师设问任务1-3-1机构具有确定运动的条件任务1-3强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升讲解重点机构自由度的计算机构具有确定运动的条件运动构件相对于参考系所具有的独立运动的数目，称为构件的自由度。

任一做平面运动的自由构件(未用运动副与其它构件连接)有三个独立的运动。

自由构件的自由度自由度1任务1-3-1机构具有确定运动的条件任务1-3强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升讲解重点约束2当两构件组成运动副后，它们之间的某些相对运动受到限制，对于相对运动所加的限制称为约束。每加上一个约束，自由构件便失去一个自由度。运动副不同，失去的自由度数目(约束)和保留的自由度数目也不同。低副引入两个约束，保留一个自由度；高副引入一个约束，保留两个自由度。任务1-3-1机构具有确定运动的条件机构自由度的计算机构具有确定运动的条件任务1-3强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升讲解重点常见的平面运动副：任务1-3-1机构具有确定运动的条件机构自由度的计算机构具有确定运动的条件任务1-3强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升讲解重点常见的平面运动副：任务1-3-1机构具有确定运动的条件机构自由度的计算机构具有确定运动的条件任务1-3强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升讲解重点设一个平面构由N个构件组成，其中必有一个构件为机架，则活动构件数为n=N-1。它们在未组成运动副之前，共有3n个自由度。用运动副连接后便引入了约束，减少了自由度。若机构中有PL个低副、PH个高副。则平面机构的自由度F的计算公式为F=3n-2PL-PH因此，当机构中原动件数等于机构自由度数时，机构中各构件就会具有确定的相对运动。任务1-3-1机构具有确定运动的条件机构自由度的计算机构具有确定运动的条件任务1-3强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升讲解重点平面机构自由度的计算实例1设n：机构中活动构件数；Pl

：机构中低副数；则

F=3n-2Pl-Ph

计算实例：解：n=3,Pl

=4,Ph=0F=3n-2Pl

-Ph

=3×3-2Pl-Ph=3×3-2×4-0=1任务1-3-1机构具有确定运动的条件机构自由度的计算机构具有确定运动的条件任务1-3强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升讲解重点

计算实例2

解：n=5,Pl

=7,Ph

=0F=3n–2Pl

–Ph=3×5–2×7–0=1任务1-3-1机构具有确定运动的条件机构自由度的计算机构具有确定运动的条件任务1-3强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升讲解重点机构具有确定的运动没有相对运动，不能构成机构123任务1-3-1机构具有确定运动的条件机构自由度的计算机构具有确定运动的条件任务1-3强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升讲解重点机构具有确定的运动机构不具有确定的运动任务1-3-1机构具有确定运动的条件机构自由度的计算机构具有确定运动的条件任务1-3强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升讲解重点由上述分析可知，机构的自由度数目、原动件数目与机构运动特性之间有着密切的联系。自由度数目原动件数目结论F≤0－机构变为刚性结构，构件之间没有相对运动，不能构成机构F＞0＜F机构的运动不确定，从动件首先沿阻力小的方向运动＞F会导致机构的薄弱构件损坏F机构中各构件具有确定的相对运动机构具有确定运动的判断方法任务1-3-1机构具有确定运动的条件机构自由度的计算机构具有确定运动的条件任务1-3引思考强技能促提升

讲重点

强素养攻难点动起来生讲师评会学以案例2：内燃机为例，分析讨论机构自由度的计算。各组代表任务1-3-1机构具有确定运动的条件任务1-3引思考强技能促提升

讲重点

强素养攻难点任务1-3-1机构具有确定运动的条件任务1-3引思考强技能促提升

讲重点

强素养攻难点任务1-3-1机构具有确定运动的条件动起来生讲生评会学以案例3牛头刨床，分析讨论机构是否合理。各组代表任务1-3-1机构具有确定运动的条件任务1-3引思考促提升

讲重点

强素养攻难点强技能任务1-3-1机构具有确定运动的条件任务1-3引思考促提升

讲重点

强素养攻难点强技能任务1-3-1机构具有确定运动的条件任务1-3引思考促提升

讲重点

强素养攻难点强技能任务1-3强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升随机点名任务1-3-1机构具有确定运动的条件任务1-3强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升【课堂小结】通过总结，深化本次课的重、难点。机构自由度的计算机构具有确定运动的条件设计意任务1-3-1机构具有确定运动的条件任务1-3强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升完成翻转课堂课后测试课后讨论：液压挖掘机【课后拓展】任务1-3-1机构具有确定运动的条件任务1-3强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升任务1-3-1机构具有确定运动的条件试计算图示挖土机的自由度，并说明为什么要配置三个油缸。

下课机械设计改变生活技以载道，匠心筑梦探索机械之门-典型机构表达任务3模块一探索机械之门课程导入大国工匠-张兴华任务1-3-2计算机构自由度注意事项课程导入

单缸四冲程内燃机，包括曲柄滑块机构、齿轮机构和凸轮机构，主要功用是传递运动和动力，或改变运动的形式和运动轨迹。当原动件活塞按给定的运动规律上下运动，其余构件的运动是否是完全确定的。通过对单缸四冲程内燃机自由度的计算，来判定通过运动副相连起来的构件系统是否为机构，以及机构是否具有确定的相对运动。任务分析任务1-3-2计算机构自由度注意事项课程导入任务目标

（1）掌握平面机构自由度的计算方法，能准确识别机构中的复合铰链、局部自由度和虚约束。（2）掌握平面机构具有确定运动的条件。任务1-3-2计算机构自由度注意事项01强素养03讲重点

02引思考04攻难点05强技能06促提升

目录任务1-3-2计算机构自由度注意事项任务1-3引思考讲重点攻难点强技能促提升

强素养早会负责人任务1-3-2计算机构自由度注意事项任务1-3讲重点攻难点强技能促提升

引思考强素养撑开雨伞时，伞骨轴套相对于伞柄的运动为平行移动，伞骨各节之间是转动。机构中各构件如何连接才能实现上述的移动或转动呢？只要把构件连接到一起就能得到具有确定相对运动的机构吗？如何方便的研究机构中各构件的相对运动关系呢？任务1-3-2计算机构自由度注意事项任务1-3引思考攻难点强技能促提升

讲重点强素养讲解重点平面机构中的特殊结构几个构件以转动副连接？共几个转动副？案例1：毛巾架引出本次课教学重点教师设问任务1-3-2计算机构自由度注意事项任务1-3强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升讲解重点任务1-3-2计算机构自由度注意事项

两个以上的构件在同一处以同轴线的转动副相连。推理：m个构件时，有m–1个转动副。

123123复合铰链平面机构中的特殊结构复合铰链1任务1-3强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升讲解重点任务1-3-2计算机构自由度注意事项

复合铰链常见场合

图示运动副类型图示运动副类型杆1、2与机架3形成两个转动副杆1滑块2与滑块3形成两个转动副杆1、2与滑块3形成两个转动副杆1滑块3齿轮2形成两个转动副杆1滑块2与机架3形成两个转动副齿轮1滑块2与机架3形成两个转动副平面机构中的特殊结构复合铰链1任务1-3强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升讲解重点任务1-3-2计算机构自由度注意事项平面机构中的特殊结构C处为复合铰链n=5,Pl

=7,Ph

=0=3×5-2×7–0=1F=3n-2Pl

–Ph惯性筛机构复合铰链1任务1-3强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升讲解重点任务1-3-2计算机构自由度注意事项

如图所示为直线机构，其构件的长为AF=FE，AD=AB，BC=

CD=DE=EB，当构件FE摇动时，C点的轨迹为垂直于AF的直线。该机构在A、B、D、E四点均为由三个构件组成轴线重合的两个转动副，即复合铰链。该机构n=7，PL=10，PH=0，其自由度为：F=3n-2PL-PH=3×7-2×10-0=1

复合铰链1平面机构中的特殊结构任务1-3强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升任务1-3-2计算机构自由度注意事项讲解重点局部自由度2平面机构中的特殊结构

机构中某些构件所产生的局部运动并不影响其他构件的运动。这些构件所产生的这种局部运动的自由度称为局部自由度。

在计算机构自由度时，局部自由度应略去不计。

凸轮机构任务1-3强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升任务1-3-2计算机构自由度注意事项滚子的转动自由度并不影响整个机构的运动，属局部自由度。

计入局部自由度时n=3,Pl

=3,Ph

=1

F=3×3-2×3-1=2

与实际不符讲解重点局部自由度2平面机构中的特殊结构任务1-3强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升任务1-3-2计算机构自由度注意事项应除去局部自由度，即把滚子和从动件看作一个构件。

处理方法

实际结构上为减小摩擦采用局部自由度，“除去”指计算中不计入，并非实际拆除。n=2,Pl=2,Ph

=1,F=3×2-2×2–1=1与实际相符讲解重点局部自由度2平面机构中的特殊结构任务1-3强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升任务1-3-2计算机构自由度注意事项讲解重点虚约束3平面机构中的特殊结构

（1）两构件组成多个转动副BA212

处理方法计算中只计入一个转动副。

机构中与其他约束重复而对机构运动不起新限制作用的约束。

任务1-3强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升任务1-3-2计算机构自由度注意事项讲解重点虚约束3平面机构中的特殊结构

（1）两构件组成多个转动副

处理方法计算中只计入一个转动副。

机构中与其他约束重复而对机构运动不起新限制作用的约束。

任务1-3强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升任务1-3-2计算机构自由度注意事项

（2）两构件组成多个移动副FCBA21处理方法计算中只计入一个移动副。

讲解重点虚约束3平面机构中的特殊结构任务1-3强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升任务1-3-2计算机构自由度注意事项

（2）两构件组成多个移动副处理方法计算中只计入一个移动副。

讲解重点虚约束3平面机构中的特殊结构任务1-3强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升任务1-3-2计算机构自由度注意事项

（3）两构件组成多处接触点公法线重合的高副

处理方法计算中只计入一个高副。

两构件1、2在A、B点构成平面高副，且接触点A、B处的公法线n-n彼此重合。

nnAB12讲解重点虚约束3平面机构中的特殊结构任务1-3强素养引思考讲重点攻难点强技能促提升任务1-3-2计算机构自由度注意事项