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1、编号：LNJD-PR08-RE08授 课 方 案授课教师韩玉成课程名称机械设计基础单元授课时间年 月 日年 月 日年 月 日第 周第 周第 周星期星期星期第 节第 节第 节班班班授课章节1.分析机器的特征2.机构的组成3.平面机构的运动简图教学目标知识目标：1.掌握机器与机构的特征； 2.掌握零件、构件、部件的判断方法； 3.掌握运动副的概念、类型及表示符号； 4.掌握机构的运动简图的绘制方法。能力目标：1.能够正确区分运动副的类型； 2.能够正确绘制机构的运动简图。素质目标：1.应具有独立思考能力和学习能力； 2.应具有较强的表达能力及沟通能力； 3.应具有独立解决问题的能力；4.应具有实事
2、求是的科学态度。重点难点1.机器、机构，零件、构件、部件的区别与联系；2.运动副、构件的分类方法；3.机构的运动简图的绘制方法。教学地点普通教室 一体化教室 多媒体教室 实训室实验室 企业现场 其他 教学方法及手段常规教学 启发式教学 现场教学 案例教学 问题教学项目教学 多媒体教学 演示教学 其他 教学过程设计复习旧课 导入新课 1.分析机器的特征2.机构的组成3.平面机构的运动简图媒体使用 多媒体课件作业布置 p11-1问题总结 平面运动副分类方法案例使用 单缸四冲程内燃机 教学后记0教案用纸No 1 授 课 内 容导入新课 1.分析机器的特征2.机构的组成3.平面机构的运动简图一、分析机
3、器的特征1.机器和机构相同的特征（1）都是一种人为的实体构件的组合；（2）各实体构件之间具有确定的相对运动；2.机器和机构不同的特征（1）机器能实现能量转换或完成有用的机械功进行信息处理、影像处理。（2）机构起着运动的传递和运动形式的转换作用。3.机器的组成原动机部分+执行部分+传动部分+控制系统+辅助系统构件 机构运动的最小单元。零件 机械制造中不可拆的最小单元。一个构件可以只由一个零件组成，也可由多个零件组成。零件按作用分为通用零件 是各种机器中经常使用的零件，如螺栓、齿轮、轴承、弹簧、皮带等；专用零件 只在一些特定的机器中使用的零件，如曲轴、阀、活塞、叶片、飞轮等。二、 机构的组成（一）
4、.运动副1.运动副的概念运动副 是两构件之间直接接触并能产生一定相对运动的联接。2.平面运动副的分类（按两构件接触性质不同） 转动副 低副（按两构件形成面与面接触的特点）分为 分类 移动副 高副（按两构件形成点或线接触的特点） 转动副 移动副 机器与机构的区别关键是机器有能量转换，做有用功，机构不作功。信息处理、影像处理是光机电一体化机械设备。相关的英文单词mechanism 机构machine 机器machinery 机械link 构件part 零件a kinematic pair运动副lower pair低副简写为PLturning pair转动副sliding pair移动副higher
5、 pair高副简写为PHthe coupler 连杆the frame 机架a link connectedwith the frame连架杆skeleton diagrams机构运动简图0教案用纸No 2 授 课 内 容 凸轮副 齿轮副（二）构件的分类（按运动性质不同） 机 架 只能有一个。 分类 原动件 一个或多个。从动件 多个。 三、平面机构的运动简图（一）机构运动简图的概念机构运动简图 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，表明机构的组成和各构件间运动关系的简单图形。（二）平面机构运动简图的绘制（1）确定机架、原动件和从动件。（2）确
6、定运动副的类型和数目。（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。问题总结平面运动副按两构件接触性质不同的分类方法和特点（1）低副：两构件形成面与面接触，分为转动副和移动副。特点：承受载荷时压强较低，便于润滑，磨损较小。（2）高副：两构件形成点或线接触。特点：承受载荷时压强较高，较易磨损。通过分析单缸内燃机中各构件去分析运动副的概念：两构件直接接触相对运动学生自己分析生活中常见运动副。利用教室中的门、书桌、抽屉体会运动副的分类。一个机构中只有一个机架，多个原动件。注意：比例尺的表达方法不同于机械制图。机械制图比例是构件图样长度与构件实际长度之比。而运动简图是构件实际长度与构件
7、图样长度之比。一个构件有多个转动副时可在交叉处涂黑或在内部画斜线，表示一个构件。凸轮、滚子在接触处画全部轮廓，齿轮画节圆。画机构简图时，原动件不要忘了画表示运动方向箭头，机架上打剖面线符号。编号：LNJD-PR08-RE08授 课 方 案授课教师韩玉成课程名称机械设计基础单元授课时间年 月 日年 月 日年 月 日第 周第 周第 周星期星期星期第 节第 节第 节班 班 班授课章节平面机构的自由度教学目标知识目标：1.理解自由度、约束对机构运动的影响；2.掌握平面机构自由度的计算方法。能力目标：1.能够正确计算机构的自由度；2.能够正确判定机构是否具有确定相对运动。素质目标：1.应具有独立思考能力
8、和学习能力； 2.应具有较强的表达能力及沟通能力； 3.应具有独立解决问题的能力；4.应具有实事求是的科学态度。重点难点1.机构自由度的计算及其运动确定的条件；2.复合铰链、局部自由度和虚约束的正确识别和处理。教学地点普通教室 一体化教室 多媒体教室 实训室实验室 企业现场 其他 教学方法及手段常规教学 启发式教学 现场教学 案例教学 问题教学项目教学 多媒体教学 演示教学 其他 教学过程设计复习旧课 平面运动副分类方法导入新课 平面机构的自由度媒体使用 多媒体课件作业布置 P19-1、2问题总结 原动件数目与机构的自由度数目关系案例使用 单缸四冲程内燃机 教学后记0教案用纸No 1 授 课
9、内 容复习旧课 平面运动副按两构件接触性质不同的分类方法及特点（1）低副：两构件形成面与面接触，分为转动副和移动副。特点：承受载荷时压强较低，便于润滑，磨损较小。（2）高副：两构件形成点或线接触。特点：承受载荷时压强较高，较易磨损。导入新课平面机构的自由度 平面机构的自由度 （一）自由度和约束的概念1.自由度作平面运动的构件，有3个自由度。2.约束低副增加2个约束，高副增加一个约束。（二）自由度的计算和机构具有确定运动的条件机构的自由度计算公式 原动件数目与机构的自由度数目关系判断机构是否具有确定运动（三）平面机构中的特殊结构1.复合铰链2.局部自由度 处理方法 将滚子和安装滚子的构件视为一体
10、进行计算。自由度只是作平面运动的构件，空间运动自由度是6个。运动副、约束和自由度之间的关系：每一个低副加上两个约束,减少了两个自由度。每一个高副加上一个约束,减少了一个自由度。注意各字母含义是活动构件数量，不包括机架。是所有构件数量，包括机架。相关的英文单词constraint forces约束反力the degree offreedom自由度简写为F想一想当机构自由度为零时，机构如何运动，可以采用增加一个构件和一个低副把一个低副改为高副的方法，使机构具有确定的运动。滚子绕自身轴的转动不影响构件3的运动，0教案用纸No 2 授 课 内 容3.虚约束 （1）两构件组成多个转动副，其轴线互相重合时
11、。（2）两构件构成多个移动副，其导路互相平行。（3）两构件组成多处接触点公法线重合的高副。（4）在联接点处的运动轨迹与机构上的该点的运动轨迹重合。（5）机构中对传递运动不起独立作用的对称部分。处理方法 在计算自由度时应省略不计。问题总结原动件数目与机构的自由度数目关系。若原动件数目应等于机构的自由度数目，机构具有确定运动。若机构中原动件数目多于机构的自由度数目，将导致机构中最薄弱的构件损坏。若机构中原动件数目少于机构的自由度数目，则机构的运动不确定，首先沿阻力最小的方向运动。局部自由度最常用在凸轮机构中从动件与滚子构成的转动副应略去不计。实际滚子与从动件不是一体的。 凸轮机构可是外凸和内凹都会
12、出现局部自由度。相关的英文单词cam mechanism凸轮机构passive degree of freedom局部自由度The redundant constraints虚约束2个公法线重合的高副，凸轮机构在计算自由度时应只算作一个高副。注意：复合铰链、局部自由度和虚约束的位置。标注序号时，整个机构中机架只有一个。编号：LNJD-PR08-RE08授 课 方 案授课教师韩玉成课程名称机械设计基础单元授课时间年 月 日年 月 日年 月 日第 周第 周第 周星期星期星期第 节第 节第 节班班班授课章节1.平面连杆机构的基本形式及其演化2.平面四杆机构存在曲柄的条件及基本特性教学目标知识目标：1
13、.了解平面四杆机构的基本形式及演化形式；2.掌握平面四杆机构存在曲柄的条件及基本特性；3.掌握平面四杆机构的工作特性及在工程实际中的应用。能力目标：1.能够正确分析铰链四杆机构的演化形式及应用；2.能够正确分析平面四杆机构的基本特性。素质目标：1.应具有独立思考能力和学习能力； 2.应具有较强的表达能力及沟通能力； 3.应具有独立解决问题的能力；4.应具有实事求是的科学态度。重点难点1.铰链四杆机构的演化途径；2.平面四杆机构的基本特性。教学地点普通教室 一体化教室 多媒体教室 实训室实验室 企业现场 其他 教学方法及手段常规教学 启发式教学 现场教学 案例教学 问题教学项目教学 多媒体教学
14、演示教学 其他 教学过程设计复习旧课 原动件数目与机构的自由度数目关系导入新课 1.平面连杆机构的基本形式及其演化2.平面四杆机构存在曲柄的条件及基本特性媒体使用 多媒体课件作业布置 P42-1、2、3问题总结 平面四杆机构的基本特性案例使用 牛头刨床 教学后记0教案用纸No 1 授 课 内 容复习旧课 原动件数目与机构的自由度数目关系。若原动件数目应等于机构的自由度数目，机构具有确定运动。若机构中原动件数目多于机构的自由度数目，将导致机构中最薄弱的构件损坏。若机构中原动件数目少于机构的自由度数目，则机构的运动不确定，首先沿阻力最小的方向运动。导入新课 1.平面连杆机构的基本形式及其演化2.平
15、面四杆机构存在曲柄的条件及基本特性3平面四杆机构的运动设计一、平面连杆机构的基本形式及其演化（一）铰链四杆机构基本形式根据两个连架杆运动形式不同，分为曲柄摇杆机构 双曲柄机构 双摇杆机构（二）含有一个移动副的平面四杆机构 曲柄滑块机构 偏心轮机构 舞动导杆机构 转动导杆机构相关的英文单词The shapermechanism牛头刨床planar linkagea平面连杆机构crank-rocker linkage曲柄滑块机构double-crank linkage双曲柄机构double- rocker linkage双摇杆机构注意转变过程中的杆件和运动副、几何尺寸变化滑块导路是否通过曲柄转动中
16、心曲柄能否做整周圆周运动0教案用纸No 2 授 课 内 容 摇块机构. 定块机构二、平面四杆机构存在曲柄的条件及基本特性（一）铰链四杆机构存在曲柄的条件曲柄存在条件1.最短杆条件2.长度和条件（二）急回特性急回特性 行程速比系数，机构无急回特性。（三）压力角和传动角。（四）死点位置传动角，压力角。相关的英文单词slider-crank mechanism曲柄滑块机构rotating guide-bar mechanism转动导杆机构rocking -block linkage曲柄摇块机构sliding guide-bar linkage移动导杆机构rocking guide-bar linka
17、ge摆动导杆机构以曲柄滑块机构中不同构件为机架，可以得到不同的机构。掌握不同机构的应用实例。急回特性与极位夹角的关系以曲柄摇杆机构为例的三个基本特性问题，（1）who为主动件、从动件（2）who与who共线the pressure angle压力角the acute angle传动角dead points死点位置0教案用纸No 3 授 课 内 容使机构顺利通过死点位置措施（1）利用从动件的惯性顺利地通过死点位置。（2）有时可利用死点位置实现某种功能。问题总结平面四杆机构的基本特性。（1）急回特性；（2）压力角和传动角；（3）死点位置。死点应用实例2014年2月25日奥凯民营航空公司，天津飞往沈
18、阳的新舟60飞机，乘客38人机组5人，由于仪表显示起落架故障，3颗绿色信号灯全开标志起落架降下，恰是这3颗绿灯中有1颗没亮，机组人员不确认起落架安全落下。在沈阳上空盘旋2小时，空中耗油，一方面是为了在降落时轻且避免燃油起火爆炸，一方面也是为机组人员应急操作，在燃油耗尽前，无论何种情况也得迫降。在最后一次降落前完成一次超低空通飞，离地50米飞过机场，机场机务人员站在跑道上确认起落架降下，正常着陆。2014年2月4日幸福航空公司新舟60飞机在郑州降落时，起落架出现故障，导致机头触地，幸好无人员伤亡。编号：LNJD-PR08-RE08授 课 方 案授课教师韩玉成课程名称机械设计基础单元授课时间年 月
19、 日年 月 日年 月 日第 周第 周第 周星期星期星期第 节第 节第 节班班班授课章节平面四杆机构的设计教学目标知识目标：1.掌握按给定连杆的位置设计平面四杆机构的方法；2.掌握按给定行程速比系数设计平面四杆机构的方法。能力目标：能够根据工作要求正确设计平面四杆机构。素质目标：1.应具有独立思考能力和学习能力； 2.应具有较强的表达能力及沟通能力； 3.应具有独立解决问题的能力；4.应具有实事求是的科学态度。重点难点按给定行程速比系数设计平面四杆机构教学地点普通教室 一体化教室 多媒体教室 实训室实验室 企业现场 其他 教学方法及手段常规教学 启发式教学 现场教学 案例教学 问题教学项目教学
20、多媒体教学 演示教学 其他 教学过程设计复习旧课 平面四杆机构的基本特性导入新课 平面四杆机构的运动设计媒体使用 多媒体课件作业布置 P42-4、5、6、7、8问题总结 按行程速比系数K设计平面四杆机构的步骤案例使用 牛头刨床 教学后记0教案用纸No 1 授 课 内 容复习旧课 平面四杆机构的基本特性。（1）急回特性；（2）压力角和传动角；（3）死点位置。导入新课平面四杆机构的运动设计一、平面四杆机构的运动设计（一）图解法设计平面四杆机构1.按给定的连杆三个位置设计平面四杆机构2. 按给定的连杆两个位置设计平面四杆机构由于A点可任意选取，所以有无穷解。在实际设计中可根据其他辅助条件，例如限制最
21、小传动角或者A、D的安装位置来确定铰链A、D的安装位置。设计一振实造型机的反转机构，要求反转台8位于位置（实线位置）时，在砂箱7内填砂造型振实，反转台8反转至位置（虚线线位置）时起模，已知连杆BC长0.5m和两个位置B1C1、B2C2。要求固定铰链中心A、D在同一水平线上并且AD=BC，求出各杆长度。对于改变比例作出的机构，不要忘了按比例换算实际尺寸呀！让学生复习中学所学的平面几何知识，如何确定不在同一直线上的点的圆心。对于两点确定无数个圆心的问题，要结合附加的限定条件。0教案用纸No 2 授 课 内 容3.按行程速比系数K设计平面四杆机构问题总结1.按行程速比系数K设计平面四杆机构的步骤（1
22、）求极位夹角（2）作摇杆的极限位置 （3）求回转中心A （4）确定机构尺寸（5）校验最小传动角min采用倒退的方式，就是假设机构已经设计完成了，分析如何利用圆周角确定圆心位置的方法。如何利用平面几何知识中的圆心角与圆周角2倍关系。编号：LNJD-PR08-RE08授 课 方 案授课教师韩玉成课程名称机械设计基础单元授课时间年 月 日年 月 日年 月 日第 周第 周第 周星期星期星期第 节第 节第 节班班班授课章节1.凸轮机构的类型及应用2.凸轮机构的从动件常用运动规律教学目标知识目标：1.了解凸轮机构的类型、特点及应用场合；2.了解凸轮机构的常用运动规律及位移曲线绘制方法。能力目标：1.能够正
23、确选用凸轮机构的类型；2.能够正确绘制从动件位移曲线。素质目标：1.应具有独立思考能力和学习能力； 2.应具有较强的表达能力及沟通能力； 3.应具有独立解决问题的能力；4.应具有实事求是的科学态度。重点难点1.凸轮机构的从动件等速运动规律和等加速等减速运动规律；2.凸轮机构的位移曲线绘制方法。教学地点普通教室 一体化教室 多媒体教室 实训室实验室 企业现场 其他 教学方法及手段常规教学 启发式教学 现场教学 案例教学 问题教学项目教学 多媒体教学 演示教学 其他 教学过程设计复习旧课 按行程速比系数K设计平面四杆机构的步骤导入新课 1.凸轮机构的类型及应用2.凸轮机构的从动件常用运动规律媒体使
24、用 多媒体课件作业布置 P56-1、2、3、问题总结 凸轮机构的从动件常用运动规律及特点案例使用 牛头刨床 教学后记0教案用纸No 1 授 课 内 容复习旧课 按行程速比系数K设计平面四杆机构的步骤。（1）求极位夹角（2）作摇杆的极限位置 （3）求回转中心A （4）确定机构尺寸（5）校验最小传动角min导入新课 1.凸轮机构的类型及应用2.凸轮机构的从动件常用运动规律一、凸轮机构的类型及应用（一）凸轮机构的组成及分类方法组成 凸轮、从动件和机架三部分。特点（1）结构简单。（2）高副机构，易于磨损。分类1）按凸轮的形状（1）盘形凸轮（2）移动凸轮（3）圆柱凸轮2）按从动杆的端部形状（1）尖顶从动
25、件（2）滚子从动件（3）平底从动件3）按从动件的运动形式（1）移动从动件（2）摆动从动件4）按凸轮与从动件锁合形式（1）力锁合（2）形锁合（二）凸轮机构的应用（三）凸轮和滚子的材料凸轮材料常用40Cr，滚子材料用20Cr。二、凸轮机构的从动件常用运动规律（一）凸轮机构的运动分析按凸轮机构的分类方法分析工程实例，从运动副是高副分析凸轮机构的特点。0教案用纸No 2 授 课 内 容（二）从动件的常用运动规律（1）等速运动规律凸轮角速度为常数时，从动件速度不变。产生刚性冲击。（2）等加速等减速运动规律等加速、等减速运动规律，在前半程用等加速运动规律，后半程采用等减速运动规律，两部分加速度绝对值相等。
26、产生柔性冲击，（3）简谐运动规律余弦加速度运动规律的加速度曲线为1/2个周期的余弦曲线，加速度曲线不连续，存在柔性冲击。问题总结凸轮机构的从动件常用运动规律及特点。（1）等速运动规律凸轮角速度为常数时，从动件速度不变。产生刚性冲击应用于中、小功律和低速场合。（2）等加速等减速运动规律等加速、等减速运动规律在运动起点、中点、终点产生柔性冲击，用于中速场合。（3）简谐运动规律存在柔性冲击，用于中速场合。注意升-停-降-停字母的含义o-opens-stoph-huij-jin凸轮轮廓曲线形状决定凸轮机构从动件的运动规律。掌握各运动规律的准确含义。（1）从动件速度不变。（2）加速度绝对值相等。（3）加
27、速度曲线为1/2个周期的余弦曲线。抓住各种运动规律在位移、速度、加速度上局部图像的特点。编号：LNJD-PR08-RE08授 课 方 案授课教师韩玉成课程名称机械设计基础单元授课时间年 月 日年 月 日年 月 日第 周第 周第 周星期星期星期第 节第 节第 节班班班授课章节1.反转法绘制盘形凸轮轮廓曲线2.凸轮机构基本尺寸的确定教学目标知识目标：1.掌握反转法设计凸轮轮廓曲线的绘制方法；2.熟悉凸轮机构基本尺寸对凸轮机构的影响。能力目标：1.能够正确图设计盘形凸轮轮廓曲线；2.能够正确分析凸轮机构基本尺寸对凸轮轮廓的影响。素质目标：1.应具有独立思考能力和学习能力； 2.应具有较强的表达能力及
28、沟通能力； 3.应具有独立解决问题的能力；4.应具有实事求是的科学态度。重点难点1.反转法设计凸轮轮廓曲线；2.凸轮机构传力性能与基圆尺寸的关系。教学地点普通教室 一体化教室 多媒体教室 实训室实验室 企业现场 其他 教学方法及手段常规教学 启发式教学 现场教学 案例教学 问题教学项目教学 多媒体教学 演示教学 其他 教学过程设计复习旧课 凸轮机构的从动件常用运动规律及特点导入新课 1.反转法绘制盘形凸轮轮廓曲线2.凸轮机构基本尺寸的确定媒体使用 多媒体课件作业布置 P56-4、5、6问题总结 基圆半径与压力角的关系案例使用 牛头刨床 教学后记0教案用纸No 1 授 课 内 容复习旧课 凸轮机
29、构的从动件常用运动规律及特点。（1）等速运动规律凸轮角速度为常数时，从动件速度不变。产生刚性冲击应用于中、小功律和低速场合。（2）等加速等减速运动规律等加速、等减速运动规律在运动起点、中点、终点产生柔性冲击，用于中速场合。（3）简谐运动规律存在柔性冲击，用于中速场合。导入新课 1.反转法绘制盘形凸轮轮廓曲线2.凸轮机构基本尺寸的确定一、反转法设计盘形凸轮轮廓曲线反转法原理 注意事项基圆是指凸轮轮廓曲线上的基圆。凸轮理论轮廓曲线与实际轮廓曲线是等距曲线。二、凸轮机构基本尺寸的确定（一）滚子半径的确定引入生活中雪中爬山人的脚印的例子，说明凸轮轮廓曲线的形成。反转的含义是给整个凸轮机构加上和凸轮转向
30、相反。对于轮子从动件中的基圆和压力角一定是轮子中心所在位置失真是机械加工中造成凸轮轮廓曲线被切除，不能连续0教案用纸No 2 授 课 内 容（二）凸轮机构的压力角当压力角增大到某一值时，从动件将发生自锁（卡死）现象。（三）基圆半径的确定基圆半径较大的凸轮对应点的压力角较小，传力性能好些，但结构尺寸较大；基圆半径小时，压力角较大，容易引自锁，但凸轮的结构比较紧凑。问题总结基圆半径与压力角的关系。基圆半径较大的凸轮对应点的压力角较小，传力性能好些，但结构尺寸较大；基圆半径小时，压力角较大，容易引自锁，但凸轮的结构比较紧凑。压力角的大小会影响有效分力和从动件和导路之间摩擦力的大小，引起自锁。编号：L
31、NJD-PR08-RE08授 课 方 案授课教师韩玉成课程名称机械设计基础单元授课时间年 月 日年 月 日年 月 日第 周第 周第 周星期星期星期第 节第 节第 节班班班授课章节1.棘轮机构2.槽轮机构3.不完全齿轮机构教学目标知识目标：1.了解棘轮机构及其应用场合；2.了解槽轮机构及其应用场合；3.了解不完全齿轮机构及其应用场合。能力目标：1.能够正确选择和应用棘轮机构完成机械运动的传递；2.能够正确选择和应用槽轮机构完成机械运动的传递；3.能够正确选择和应用不完全齿轮机构完成机械运动传递。素质目标：1.应具有独立思考能力和学习能力； 2.应具有较强的表达能力及沟通能力； 3.应具有独立解决
32、问题的能力；4.应具有实事求是的科学态度。重点难点棘轮转角的调节方法。教学地点普通教室 一体化教室 多媒体教室 实训室实验室 企业现场 其他 教学方法及手段常规教学 启发式教学 现场教学 案例教学 问题教学项目教学 多媒体教学 演示教学 其他 教学过程设计复习旧课 基圆半径与压力角的关系导入新课 1.棘轮机构2.槽轮机构3.不完全齿轮机构媒体使用 多媒体课件作业布置 P55-1、2、3、4问题总结 棘轮转角的调节方法案例使用 牛头刨床 教学后记0教案用纸No 1 授 课 内 容复习旧课 基圆半径与压力角的关系。基圆半径较大的凸轮对应点的压力角较小，传力性能好些，但结构尺寸较大；基圆半径小时，压力角较大，容易引自锁，但凸轮的结构比较紧凑。导入新课 1.棘轮机构2.槽轮机构3.不完全齿轮机构一、棘轮机构（一）棘轮机构的工作原理组成 主要由摇杆、驱动棘爪、棘轮、止动棘爪和弹簧等。分类 外接、内
