机械基础教案(中职)

1、。章节名称介绍-平面机构的运动副和运动简图教学形式教学上课时间1班级10综丝(3)教学目的掌握运动副的常见类型。教学重点低对和高对教学困难运动副的识别和实际理解辅助手段教学模式家庭作业课后体验通过教学，学生掌握了运动副的概念和特点一.运动副使两个物体直接接触并能产生某种相对运动的关节称为运动副。根据运动副中两种结构的不同接触形式，运动副可分为低副和高副。1.低副：低副是指在两个部件之间形成表面接触的运动副。根据两个部件的相对运动，可分为：(1)旋转副：两个部件只能在接触点相对旋转。由滑块和导槽组成的运动副。(2)移动副：两个部件只允许在接触处相对移动。由滑块和导槽组成的运动副。(3)螺旋副：两

2、个部件只能在接触点以固定的关系旋转和移动。由螺钉和螺母组成的运动副。2.高副：高副是在两个部件之间形成点接触或线接触的运动副。(a)旋转副(b)移动副(c)螺旋副(a) (b) (c)第二，自由在空间运动的构件有六种独立的运动，即沿x、y和z轴的运动和绕x、y和z轴的旋转。构件的这种独立运动被称为构件的自由度。在平面内运动的自由构件可以产生三个独立的运动，即沿x、y和z轴的运动和绕点a(极点)的旋转，因此它有三个自由度。当在平面内运动的两个部件形成运动副时，相应的自由度由于约束而减小。旋转对限制了沿X轴和Y轴的移动自由度，并保持了旋转自由度。移动对限制平面内一个轴方向的移动和两个旋转自由度，并

3、保持另一个轴方向的自由度。高副仅限制沿接触的公共法线移动的自由度，并保留绕接触旋转和沿接触的公共切线移动的两个自由度。因此，在平面机构中，每个低副引入两个约束，这使得元件失去两个自由度。每个高对引入一个约束，使组件失去一个自由度。三、平面机构运动图绘制平面机构运动简图的目的绘制平面机构运动图的目的是抛开与机构运动无关的外在形式，掌握机构运动特性的内在联系，揭示机构的运动规律和特征。机构的相对运动仅与运动对的数量、类型、相对位置和某些尺寸有关，而与部件的横截面尺寸、组成部件的零件数量以及运动对的具体结构无关。用直线表示部件，用简单的符号表示运动副的类型，按一定的比例确定运动副的相对位置和与运动有

4、关的尺寸，这种表示机构各部件运动关系的简明图形称为机构运动图。只显示机构的结构和运动而不严格按比例绘制的图表称为机构示意图。章节名称铰链四杆机构教学形式教学上课时间2班级10综丝(3)教学目的掌握铰链四杆机构的基本类型和平面四杆机构中曲柄存在的条件。教学重点1.铰链四杆机构的基本类型；2.平面四杆机构曲柄存在的条件教学困难四杆机构类型的判别辅助手段教学模式家庭作业练习本课后体验通过教学，学生可以掌握铰链四杆机构中曲柄的存在条件和四杆机构类型的判别。一、四杆机构的组成铰链四杆机构是由旋转副连接的封闭系统。其中固定杆4被称为框架没有直接连接到框架的杆2被称为铰链四杆机构根据其两个连杆的不同运动形式

5、可分为三种基本形式：曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。1)曲柄摇杆机构如果铰链四杆机构中有两个连杆，一个是曲柄，另一个是摇杆，这种机构称为曲柄摇杆机构。调节雷达天线俯仰角的曲柄摇杆机构。汽车前窗刮雨器。当主动曲柄AB转动时，从动摇杆前后摆动，利用摇杆的伸出部分实现刮雨动作。2)双曲柄机构如果铰链四杆机构中的两个连杆可以完成360转，这种机构被称为双曲柄机构。在双曲柄机构中，如果两个曲柄的长度相等，则框架和连杆的长度相等(这种双曲柄机构称为平行双曲柄机构。蒸汽机的轮连杆机构是并联双曲柄机构的一个应用实例。平行双曲柄机构可以包括在一些偶然因素的影响下，两个曲柄反向转动。在机车车轮连杆机构中使用

6、三个曲柄的目的是防止其反向转动。3)双摇杆机构铰链四杆机构的两个连杆在小于360度的角度内摆动。这种机构称为双摇杆机构。第三，曲柄存在的条件从上面可以看出，在铰链式四杆机构中，能够完全转动的连杆称为曲柄。以及曲柄是否存在。它取决于机构中各杆的长度关系，即要使连杆绕轴旋转成为曲柄，各杆的长度必须满足一定的条件，这就是所谓的曲柄存在条件。铰链四杆机构的曲柄存在的条件可以总结如下：1.连杆和齿条之一必须是最短的杆；2.最短杆和最长杆的长度之和必须小于或等于另外两根杆的长度之和。以上两个条件必须同时满足，否则机构中没有曲柄。根据曲柄条件，还可以作出以下推论：(1)如果铰链四杆机构中最短杆和最长杆的长度

7、之和必须小于或等于另外两个杆的长度之和，则可能出现以下情况：A.当最短杆的相邻杆用作框架时，它是曲柄摇杆机构；当用最短的杆作为框架时，它是双曲柄机构；当最短杆的相对杆作为框架时，它是一个双摇杆机构。(2)如果铰链四杆机构中最短杆和最长杆的长度之和大于其他两个杆的长度之和，则用作框架的杆为双摇杆机构。4.铰链四杆机构的演变1.曲柄滑块机构在曲柄摇杆机构中，如果用移动副代替摇杆和机架之间的旋转副，则形成的机构称为曲柄滑块机构。它可以将旋转运动转换成往复直线运动，反之亦然。曲柄摇杆机构b导杆机构c摆动滑块机构d固定滑块机构2.导杆机构章节名称铰链四杆机构的工作特性教学形式教学上课时间1班级10综丝(

8、3)教学目的把握铰链四杆机构的工作特点教学重点把握铰链四杆机构的工作特点教学困难快速返回特性，死点辅助手段教学模式及相关课件家庭作业练习本课后体验通过生动具体的物理教学，结合课件教学，学生可以快速适应教学，掌握和理解知识内容。一、急回特性和行驶速比系数在曲柄摇杯机构中，当曲柄甲乙以顺时针方向等角速度转动1时，摇杆CD从左极限位置C1D摆动到右极点位置C2D，所需时间为t1，点C的清晰度为V1；然而，当曲柄AB继续转动2时，摇杆CD从C2D转回到C1D，所需时间t2和平均速度在点C V2。因为1 2，t1 T2，v2 VL。这表明，尽管曲柄AB以恒定的速度旋转，摇杆CD的空转冲程的平均速度大于t

9、在一些机械中(如牛头刨床、开槽机或惯性筛等)。)，机械的快速返回特性经常被用来缩短怠速返回冲程的时间，从而提高生产率。行驶速度比系数K:从动构件的怠速返回行驶平均速度V2与从动构件的工作行驶平均速度V1的比率。K值反映了机构的快速返回特性。K值越大，返回速度越快。K=V2/V1=(C2C1/t2)/(C1C2/t1)=(180 10)/(180 1)从上面的公式可以看出，k与有关。当=0时，k=1，表明该机构没有快速返回特性。当 0且k 1时，该机构具有快速返回特性。第二，死点以摇杆为驱动元件的曲柄摇杆机构。当从动曲柄和连杆在两个位置共线时，机构的传动角=0，压力角=90。此时，连杆对从动曲柄

10、的作用力刚好通过其转动中心，不能推动曲柄转动。这个机构的位置叫做死点。当机构处于死点位置时，由于意外外力的影响，曲柄也可能不规则地转动。死点不利于旋转机构。惯性通常用于通过死点，机构交错布置也可用于避免死点。然而，死点也有可利用的一面。当工件被夹紧时，BCD在一条直线上，机构处于死点位置。即使工件的反作用力很大，夹具也不会自动松开。章节名称凸轮机构的应用和分类教学形式教学上课时间1班级10综丝(3)教学目的了解凸轮机构的应用和分类。教学重点凸轮机构的功能，教学困难凸轮机构的功能辅助手段模型，挂图家庭作业练习本课后体验通过教学，学生可以快速接受真实物体的感性知识。一、凸轮机构的组成及应用1.作文

11、凸轮机构由凸轮、从动件和框架组成。2.运动定律凸轮机构可以将驱动件凸轮的恒速连续旋转转化为从动件的往复直线运动或绕某一固定点的摆动，依靠凸轮轮廓曲线精确实现所需的运动规律。3.特征本发明的优点是只要凸轮轮廓曲线设计正确，从动件就可以实现任何给定的运动规律，结构简单、紧凑、可靠。缺点是：凸轮和从动件之间点接触或线接触，不容易润滑，容易磨损。因此，凸轮机构主要用于力传递很少的控制机构和调节机构。二。凸轮机构的分类1、根据凸轮点的形状(l)盘形凸轮也叫平凸轮。该凸轮是具有不同径向尺寸的盘形构件。当凸轮L绕固定轴旋转时，从动件可以在垂直于凸轮轴的平面内移动。(2)移动凸轮当盘形凸轮的径向尺寸变为无穷大

12、时，其旋转轴也将处于无穷大，此时凸轮将线性移动。这种凸轮通常被称为移动凸轮。(3)圆柱凸轮凸轮是一个圆柱体，可以看到它被一个移动的凸轮卷曲。曲线轮廓可以在圆柱体的端面上打开，或者曲线凹槽可以在圆柱体的表面上打开。2、根据从动件的形式(l)尖塔跟随器结构最简单，尖顶可以与形状更复杂的凸轮轮廓接触，从而实现更复杂的运动。然而，由于塔尖的极度磨损，它仅适用于轻负载和低速的凸轮机构和仪表。(2)滚子从动件从动件的一端设有可自由转动的滚轮。由于滚子和凸轮轮廓之间的滚动摩擦，磨损较小，工作条件得到改善。因此，它可以用来传输更大的功率，并被广泛使用。(3)平底从动件从动件的一端制成平底(即平表面)，在凸轮轮

13、廓和从动件的底面之间容易形成油膜，润滑条件好，磨损小。当不考虑摩擦力时，凸轮作用在从动件上的力总是垂直于平底，具有较好的传力性能和较高的传动效率，所以常用常见运动规律的特点及应用教学困难运动曲线的绘制辅助手段家庭作业练习本课后体验这一课的教学有一些困难。学生缺乏从空间物体到平面图形的转换，这需要重新理解。一.基本概念1.基圆：用凸轮轮廓的最小半径rb制成的圆2.推进距离：从动件穿过轮廓的AB段，从动件被推到最高位置。3.顶推角度：角度0。这个冲程叫做，2叫做4.回程：从动件通过轮廓圆截面后，从最高位置返回到最低位置；5.返回角度：角度26.距离停止角度：角度17.近停止角：角度3二、凸轮与从动

14、件的关系凸轮轮廓机构取决于从动件的运动规律，从动件的运动规律取决于工作要求。第三，跟随者的运动规律1.等速运动定律当凸轮以相等的角速度旋转时，从动件上升或下降的速度是恒定的，这种运动规律称为等速运动规律。(1)位移曲线(S-曲线)如果从动件在整个升程中的总位移为h，凸轮上相应的升程角为0，则从动件的位移s与等速运动中的时间t之间的关系可从运动学中看出如下：S=vt凸轮角度和时间t之间的关系是：=t那么从动件的位移s和凸轮角度之间的关系是：v和是常数，因此位移与旋转角度成正比。因此，以相同速度运动的随动件的位移曲线是一条向上倾斜的直线。从动件在回程时的位移曲线与下图相反，是一条向下倾斜的直线。(2)等速运动凸轮机构的工作特性由于从动构件在推进和返回冲程中的速度是恒定的，并且加速度为零，所以运动是稳定的。但是在运动的开始和结束时；从动构件的速度从0突然增加到V或者从V突然减小到0。此时，理论加速度是无限的，并且从动构件将产生大的惯性力，导致凸轮机构受到大的冲击，这被称为刚性冲击。随着凸轮的不断转动，从动件会对凸轮机构产生连续的周期性冲击，造成强烈的振动，这对凸轮机构的工作非常不利。因此，这种凸轮机构一般只适用于低速旋转和低质量的从动件。2.等加速度、等减速运动规律当凸轮以相等的角