机械原理课程教案—凸轮机构及其设计

机械原理课程教案一凸轮机构及其设计

一、教学目标及基本要求

1了解凸轮机构的基本结构特点、类型及应用，学会根据工作要求和使用场合选择凸轮机构。

2 .了解凸轮机构的设计过程，对凸轮机构的运动学、动力学参数有明确的概念。

3 .掌握从动件常用运动规律的特点及适用场合，了解不同运动规律位移曲线的拼接原则与方法。

4 .掌握凸轮机构基本尺寸设计的原则，学会根据这些原则确定移动滚子从动件盘形凸轮机构的基圆半径、滚子半径和偏置方向，摆动从动件盘形凸轮机构的摆杆长、中心距以及移动平底从动件平底宽度。

5 .熟练掌握应用反转法原理设计平面凸轮廓线，学会凸轮机构的计算机辅助设计方法。

二、教学内容及学时分配

第一节概述

第二节凸轮机构基本运动参数设计

第三节凸轮机构基本尺寸设计（第一、二、三节共2学时）

第四节凸轮轮廓曲线设计（15学时）

第五节凸轮机构从动件设计（1学时） 第六节凸轮机构的计算机辅助设计（0.5学时）

三、教学内容的重点和难点

重点：

1 .凸轮机构的型式选择。

2 .从动件运动规律的选择及设计。

3 .盘形凸轮机构基本尺寸的设计，凸轮轮廓曲线设计的图解法和解析法。

4 .从动件的设计，包括高副元素形状选择，滚子半径和平底宽度的确定。

难点：

凸轮轮廓曲线设计的图解法

四、教学内容的深化与拓宽

空间凸轮机构与高速凸轮机构简介。

五、教学方式与手段及教学过程中应注意的问题

充分利用多媒体教学手段，围绕教学基本要求进行教学。

在教学过程中应强调凸轮机构的运动学参数与结构参数的概念及其选用设计；应用反转法原理进行凸轮轮廓曲线的图解法设计时凸轮转角的分度，要注意从动件反转方向；正确确定偏置移动从动件凸轮机构在反转过程中从动件所依次占据的位置线；滚子从动件凸轮机构理论轮廓曲线与实际轮廓曲线的联系和区别等。要注意突出重点，多采用启发式教学以及教师和学生的互动。

六、主要参考书目

1黄茂林，秦伟主编.机械原理.北京：机械工业出版社,2010

机械原理课程教案—凸轮机构及其设计

一、教学目标

1. 让学生了解凸轮机构的定义、分类和应用。

2. 使学生掌握凸轮的轮廓曲线设计方法。

3. 培养学生分析、解决凸轮机构实际问题的能力。

二、教学内容

1. 凸轮机构的定义及分类

1.1 凸轮机构的组成

1.2 凸轮机构的分类

1.3 凸轮机构的应用

2. 凸轮的轮廓曲线

2.1 凸轮的轮廓曲线类型

2.2 基圆、止点圆和顶点圆的概念

2.3 凸轮轮廓曲线的设计方法

3. 凸轮机构的设计步骤

3.1 确定凸轮的类型和参数

3.2 选择合适的凸轮材料

3.3 设计凸轮的轮廓曲线

3.4 计算凸轮的强度和寿命

4. 凸轮机构的实际应用案例分析

三、教学方法

1. 采用讲授法，讲解凸轮机构的定义、分类和应用。 2. 利用多媒体演示法，展示凸轮机构的运动原理和设计方法。

3. 案例分析法，分析实际应用中的凸轮机构设计。

四、教学准备

1. 教案、教材、多媒体课件。

2. 凸轮模型或图片。

五、教学过程

1. 导入：简要介绍凸轮机构的定义和应用，激发学生的学习兴趣。

2. 讲解：详细讲解凸轮机构的分类、凸轮的轮廓曲线设计方法。

3. 演示：利用多媒体展示凸轮机构的运动原理和设计方法。

4. 实践：让学生分组讨论，分析实际应用中的凸轮机构设计案例。

6. 作业：布置相关练习题，巩固所学知识。

六、教学评估

1. 课堂问答：通过提问方式检查学生对凸轮机构基本概念的理解。

2. 练习题：布置针对性的练习题，巩固学生对凸轮轮廓曲线设计和凸轮机构设计步骤的掌握。

3. 案例分析报告：评估学生对实际应用案例分析的能力，检查学生能否将理论知识运用到实际问题中。

七、拓展学习

1. 介绍其他类型的凸轮机构，如摆动凸轮、复合凸轮等。

2. 探讨凸轮机构在现代机械设计中的应用和发展趋势。

八、课后作业

1. 复习本节课的内容，重点掌握凸轮机构的分类、凸轮轮廓曲线的设计方法及设计步骤。

1 δδδδνhω/δ＋∞－∞图7-7第六讲 凸轮机构及其设计

（一）凸轮机构的应用和分类

一、凸轮机构

1．组成：凸轮，推杆，机架。

2．优点：只要适当地设计出凸轮的轮廓曲线，就可以使推杆得到各种预期的运动规律，而且机构简单紧凑。 缺点：凸轮廓线与推杆之间为点、线接触，易磨损，所以凸轮机构多用在传力不大的场合。

二、凸轮机构的分类

1．按凸轮的形状分：盘形凸轮 圆柱凸轮

2．按推杆的形状分

尖顶推杆： 结构简单，能与复杂的凸轮轮廓保持接触，实现任意预期运动。易遭磨损，只适用于作用力不大和速度较低的场合

滚子推杆： 滚动摩擦力小，承载力大，可用于传递较大的动力。不能与凹槽的凸轮轮廓时时处处保持接触。

平底推杆： 不考虑摩擦时，凸轮对推杆的作用力与从动件平底垂直，受力平稳；易形成油膜，润滑好；效率高。不能与凹槽的凸轮轮廓时时处处保持接触。

3．按从动件的运动形式分（1）往复直线运动：直动推杆，又有对心和偏心式两种。（2）往复摆动运动：摆动推杆，也有对心和偏心式两种。

4．根据凸轮与推杆接触方法不同分：

（1）力封闭的凸轮机构：通过其它外力（如重力，弹性力）使推杆始终与凸轮保持接触，（2）几何形状封闭的凸轮机构：利用凸轮或推杆的特殊几何结构使凸轮与推杆始终保持接触。①等宽凸轮机构②等径凸轮机构③共轭凸轮

（二）推杆的运动规律

一、基本名词：以凸轮的回转轴心O为圆心，以凸轮的最小半径r0为半径所作的圆称为凸轮的基圆，r0称为基圆半径。推程：当凸轮以角速度转动时，推杆被推到距凸轮转动中心最远的位置的过程称为推程。推杆上升的最大距离称为推杆的行程，相应的凸轮转角称为推程运动角。回程：推杆由最远位置回到起始位置的过程称为回程，对应的凸轮转角称为回程运动角。休止：推杆处于静止不动的阶段。推杆在最远处静止不动，对应的凸轮转角称为远休止角；推杆在最近处静止不动，对应的凸轮转角称为近休止角

二、推杆常用的运动规律

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机械原理课程设计任务书（二）

柳柏魁 专业 液压传动与控制 班级 液压09-1 学号 0907240110

一、设计题目：牛头刨床凸轮机构设计

二、系统简图：

棘轮工作台电动机ABCDFEOO45671138O'O"O214O91910工件z'z"z1z212n34567891011128'1'127'CBA123456h/2n2

三、工作条件

已知：摆杆9为等加速等减速运动规律，其推程运动角，远休止角s，回程运动角'，摆杆长度Dl09，最大摆角max，许用压力角（参见表2-1）；凸轮与曲柄共轴。

四、原始数据

凸轮机构设计

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