课程设计凸轮机构

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 2申永胜主编.机械原理教程（第2版）.北京：清华大学出版社,20053孙桓，陈作模、葛文杰主编.机械原理（第七版）.北京：高等教育出版社，20064石永刚，徐振华.凸轮机构设计.上海：上海科学技术出版社，1995七、相关的实践性环节凸轮机构运动参数测试实验。

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。

2. 分析课后练习题，加深对凸轮机构及其设计的理解。

九、课程回顾与展望2. 展望下一节课的内容，让学生对后续学习有所期待。

一、教学目标1. 知识目标：- 了解凸轮机构的基本概念、类型和应用。

- 掌握凸轮机构的结构特点、工作原理和设计方法。

- 熟悉凸轮机构的传动比、速度和加速度的计算。

2. 能力目标：- 能够分析凸轮机构的运动特性，设计简单的凸轮机构。

- 提高动手能力和创新意识，能够运用所学知识解决实际问题。

3. 情感目标：- 培养学生对机械原理的兴趣和热爱。

- 增强学生的团队协作精神和实践能力。

二、教学内容1. 凸轮机构的基本概念和类型：- 凸轮机构简介- 凸轮机构的类型：圆柱凸轮、圆锥凸轮、圆弧凸轮等2. 凸轮机构的结构特点和工作原理：- 凸轮的形状和尺寸对机构性能的影响- 凸轮机构的工作原理和运动规律3. 凸轮机构的设计方法：- 凸轮轮廓的设计- 凸轮机构的强度计算- 凸轮机构的运动学分析4. 凸轮机构的实例分析：- 常见凸轮机构的实例介绍- 分析实例中的设计要点和注意事项三、教学方法1. 讲授法：- 结合多媒体课件，系统讲解凸轮机构的基本概念、类型、工作原理和设计方法。

2. 案例分析法：- 通过实际案例，分析凸轮机构的设计要点和注意事项，提高学生的分析能力。

3. 实验法：- 利用实验设备，让学生亲自动手操作，观察凸轮机构的运动特性，加深对理论知识的理解。

4. 讨论法：- 组织学生进行小组讨论，分享对凸轮机构设计的见解，培养学生的团队协作精神。

四、教学过程1. 导入：- 以实际应用为例，引入凸轮机构的概念，激发学生的学习兴趣。

2. 讲解：- 讲解凸轮机构的基本概念、类型、工作原理和设计方法，并结合多媒体课件进行演示。

3. 案例分析：- 分析实际案例，让学生了解凸轮机构在实际应用中的设计要点和注意事项。

4. 实验操作：- 学生分组进行实验，观察凸轮机构的运动特性，加深对理论知识的理解。

5. 讨论与总结：- 学生分组讨论，分享对凸轮机构设计的见解，教师进行总结和点评。

6. 课后作业：- 布置相关设计题目，让学生运用所学知识进行设计，巩固所学知识。

凸轮机构课程设计ppt一、课程目标知识目标：1. 让学生理解凸轮机构的基本概念，掌握凸轮机构的分类、工作原理及其在工程中的应用。

2. 使学生掌握凸轮轮廓曲线的设计方法，能运用相关公式进行简单凸轮机构的设计计算。

3. 让学生了解凸轮机构动力学特性，掌握分析凸轮机构运动平稳性和振动的方法。

技能目标：1. 培养学生运用CAD软件绘制凸轮轮廓曲线的能力，提高其动手操作和实际应用能力。

2. 培养学生运用数学和力学知识解决凸轮机构设计过程中遇到的问题的能力。

情感态度价值观目标：1. 激发学生对机械设计及其自动化专业的兴趣，培养其热爱科学、勇于探索的精神。

2. 培养学生严谨、务实的学习态度，使其具备良好的团队合作精神和沟通能力。

3. 引导学生关注我国机械制造业的发展，树立为国家和民族工业发展贡献力量的信念。

分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程目标旨在通过理论教学和实践操作，使学生全面掌握凸轮机构的设计原理和方法，培养其创新意识和实践能力，为我国机械制造业培养合格的技术人才。

在教学过程中，注重将目标分解为具体的学习成果，以便进行有效的教学设计和评估。

二、教学内容1. 凸轮机构的基本概念与分类：介绍凸轮机构定义、组成及其在机械系统中的应用；讲解凸轮机构的分类，如平面凸轮、圆柱凸轮、圆盘凸轮等。

2. 凸轮机构的工作原理：分析凸轮机构的运动规律，探讨从动件的运动方程和运动特性。

3. 凸轮轮廓曲线设计：讲解凸轮轮廓曲线的设计方法，如解析法、图解法等；介绍相关公式和参数计算。

4. 凸轮机构动力学分析：分析凸轮机构的动力学特性，包括运动平稳性、振动和噪声控制。

5. 实践操作：运用CAD软件进行凸轮轮廓曲线绘制，动手制作简易凸轮机构模型。

教学内容安排和进度：第一周：凸轮机构的基本概念与分类，介绍教材第一章相关内容。

第二周：凸轮机构的工作原理，分析教材第二章相关内容。

第三周：凸轮轮廓曲线设计，讲解教材第三章相关内容。

第四周：凸轮机构动力学分析，探讨教材第四章相关内容。

目录（一）机械原理课程设计的目的和任务 (2)（二）从动件（摆杆）及滚子尺寸的确定 (4)（三） .............................. 原始数据分析5（四） ............. 摆杆的运动规律及凸轮轮廓线方程6（五） ................................ 程序方框图8（六） .............................. 计算机源程序9（七） ....................... 程序计算结果及其分析14（八） .......................... 凸轮机构示意简图16（九） .................................. 心得体会16（十）参考书籍 (18)（一）机械原理课程设计的目的和任务一、机械原理课程设计的目的：1、机械原理课程设计是一个重要实践性教学环节。

其目的在于：进一步巩固和加深所学知识；2、培养学生运用理论知识独立分析问题、解决问题的能力；3、使学生在机械的运动学和动力分析方面初步建立一个完整的概念；4、进一步提高学生计算和制图能力，及运用电子计算机的运算能力。

二、机械原理课程设计的任务：1、摆动从动件杆盘型凸轮机构2、采用图解法设计：凸轮中心到摆杆中心A的距离为160mm,凸轮以顺时针方向等速回转，摆杆的运动规律如表：3、设计要求：①确定合适摆杆长度②合理选择滚子半径rr③选择适当比例，用几何作图法绘制从动件位移曲线并画于图纸上；④用反转法绘制凸轮理论廓线和实际廓线，并标注全部尺寸（用A2图纸）⑤将机构简图、原始数据、尺寸综合方法写入说明书4、用解析法设计该凸轮轮廓，原始数据条件不变，要写出数学模型，编制程序并打印出结果备注：1、尖底（滚子）摆动从动件盘形凸轮机构压力角：临f[acos*M）—I]tan:asin伴°十屮）在推程中，当主从动件角速度方向不同时取“-”号，相同时取“ +” 号。

全面探究凸轮机构设计原理及方法凸轮机构是一种常用的机械传动装置，通过凸轮和摆杆的配合组成，具有可逆性、可编程性和高精度的特点。

本文将从设计原理、设计方法和优化策略三个方面探究凸轮机构设计的要点。

一、设计原理
凸轮机构的设计原理是在摆杆与凸轮配合时，摆杆可以沿凸轮轮廓实现规定的运动规律，如直线运动、往返运动和旋转运动等。

凸轮可以根据运动轨迹、运动频率和运动速度等要求，通过凸轮轮廓的设计来完成。

凸轮轮廓的设计包括了初步设计、动力学分析、运动规划等步骤。

二、设计方法
凸轮机构的设计方法包括手工绘图及设计软件辅助。

手工绘图是传统的凸轮轮廓设计方法，适用于简单的凸轮机构，如往复式转动机构、转动转动机构等；而对于复杂的凸轮机构，可以利用计算机辅助设计软件，如ProEngineer、CATIA、AutoCAD等，进行三维建模、运动模拟和优化设计。

此外，对于凸轮机构的设计还需要考虑到强度计算、可靠性分析等相关问题。

三、优化策略
凸轮机构的设计优化策略主要包括凸轮轮廓的形状优化、摆杆的长度优化和机构传动效率的优化等。

凸轮轮廓的形状优化通常是通过
Cycloid、Involute、Bezier等曲线的拟合来实现；摆杆的长度优化可以通过数学模型来建立，利用遗传算法、粒子群算法等优化算法进行
求解；传动效率的优化可以通过轮廓优化、材料优化、润滑优化等途
径来进行。

凸轮机构的设计是机械工业中非常重要的一环，它涉及到运动学、动力学、力学等多个学科的知识，需要学习者在多方面进行深入研究
和实践。

通过对凸轮机构的深入探究，我们可以更好地理解机械原理
的精髓，提高机械设计的水平和能力。

机械课程设计凸轮机构设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解凸轮机构的基本概念、分类和原理；2. 学生能够掌握凸轮机构的运动分析、受力分析和设计方法；3. 学生能够了解凸轮机构在工程实际中的应用。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，设计简单的凸轮机构；2. 学生能够运用计算机辅助设计软件（如CAD）进行凸轮机构的绘图；3. 学生能够运用运动仿真软件对凸轮机构进行运动分析。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对机械设计的兴趣，提高学习积极性；2. 学生培养团队协作精神，提高沟通与协作能力；3. 学生培养工程意识，认识到凸轮机构在工程技术中的重要性。

课程性质分析：本课程为机械课程设计的一部分，旨在让学生通过实际操作，掌握凸轮机构的设计方法和应用。

学生特点分析：学生已具备一定的机械基础知识，具有较强的动手能力和求知欲，但缺乏实际设计经验。

教学要求：1. 结合课本内容，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力；2. 采用项目式教学，鼓励学生主动参与，培养学生的自主学习能力；3. 注重情感态度价值观的培养，激发学生的学习兴趣，提高学生的综合素质。

二、教学内容1. 凸轮机构基本概念：凸轮机构的定义、分类和特点；2. 凸轮机构原理：凸轮机构的运动规律、运动分析、受力分析；3. 凸轮机构设计方法：基于运动规律的设计方法、计算机辅助设计方法；4. 凸轮机构应用案例分析：介绍凸轮机构在工程实际中的应用实例；5. 设计实践：学生分组进行凸轮机构设计，包括方案设计、详细设计和绘图；6. 运动分析：运用运动仿真软件对设计的凸轮机构进行运动分析。

教学大纲安排：第一课时：凸轮机构基本概念及原理学习；第二课时：凸轮机构设计方法学习；第三课时：凸轮机构应用案例分析；第四课时：设计实践一（方案设计）；第五课时：设计实践二（详细设计和绘图）；第六课时：运动分析及总结。

教材关联：本教学内容与教材中关于凸轮机构的设计、分析与应用相关章节紧密关联，涵盖了课本中凸轮机构的基本知识、设计方法和实际应用等方面的内容。

(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！)凸轮联动机构可爱的小猪目录：一、机构简介 (2)二、原始设计及设计要求、难点 (2)四、制作思路 (3)五、设计步骤 (3)六、设计心得、总结与问题 (30)七、参考文献 (32)一、机构简介凸轮机构的应用，在各种机械，特别是自动机和自动控制装置中，广泛采用着各种形式的凸轮机构。

如内燃机的配汽缸，自动机床的的进刀机构等等。

凸轮机构最大的优点是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，而且快速响应，机构简单紧凑。

正因如此，凸轮机构不可能被数控和电控完全代替。

设计的凸轮画猪机构时用EXCEL设计两个滚子直动从动件判断凸轮机构的凸轮轮廓线，本小组选择以1°为步长设计凸轮变量，设计好了轮廓线再导入WORKING MODEL 2D 仿真软件，即可生成横向纵向凸轮，在完成凸轮连接结构。

画出轨迹图。

二、原始设计及设计要求、难点1.用CAD画出猪的大体图样，如图所示：2.设计要求、难点：要求设计的机构能不断笔的画出猪的的图样，启动与停顿时冲击小，较精准的画出图示的机构的具体尺寸。

制作的困难在于把目标轨迹的横向与纵向很好地、精确地结合在一起，除此之外，目标曲线的制作也是一个挑战。

三、凸轮设计方案比较与选择方案一：尖顶凸轮结构两对心直动尖顶推杆盘形凸轮画猪机构虽然结构简单，但是易磨损，并且启动与停顿时冲击大。

且在working model软件上，难以按所要求的正确运转。

方案二：滚子凸轮及连杆组合机构由于滚子与凸轮之间为滚动摩擦，所以磨损较小，故可以用来传递较大的力，传递精度也较高，但是容易产生较大的积累误差同时使机械效率降低综上比较，并结合working model 的实际情况考虑，本组实验项目采用方案二的凸轮基本机构设计。

四、制作思路1.在CAD上画出目标轨迹的方案简图2.根据所要画的内容设计两个驱动凸轮3.用workingmodel2D仿真软件设计出机构4.调试机构，进行修改，完成小猪的制作五、设计步骤1.用CAD画出猪的大体结构并标注数据，如图横向凸轮数据纵向凸轮数据2.根据数据得到凸轮推杆位移与凸轮转角关系初始可分为39段，每段约9°，即每转9°画出一段，且横纵坐标与曲线对应相增减，将下图中的时间周期转化为相应的角度便可得到位移与角度的关系3. 根据所画的图，设定数据，做出推杆函数方程，用EXCEL 表示出来。

一、教案概述机械原理课程教案—凸轮机构及其设计教学目标：1. 使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及其设计方法；3. 使学生熟悉凸轮机构的设计步骤和注意事项。

教学内容：1. 凸轮机构的定义和分类；2. 凸轮的轮廓曲线及其设计；3. 凸轮机构的设计步骤；4. 凸轮机构的应用实例。

教学重点：1. 凸轮机构的分类和应用；2. 凸轮的轮廓曲线及其设计方法；3. 凸轮机构的设计步骤。

教学难点：1. 凸轮的轮廓曲线的设计方法；2. 凸轮机构的设计步骤。

教学准备：1. 教学PPT；2. 凸轮机构的相关图纸和实例；3. 设计软件（如AutoCAD、SolidWorks等）。

教学方法：1. 讲授法：讲解凸轮机构的定义、分类和应用；2. 案例分析法：分析凸轮机构的设计实例；3. 实践操作法：引导学生利用设计软件进行凸轮机构的设计。

二、教学过程1. 导入：通过展示凸轮机构的实例，引导学生思考凸轮机构的定义和作用。

2. 讲解凸轮机构的定义、分类和应用。

3. 讲解凸轮的轮廓曲线及其设计方法。

4. 讲解凸轮机构的设计步骤。

5. 分析凸轮机构的设计实例。

6. 练习：引导学生利用设计软件进行凸轮机构的设计。

三、教学评价1. 课堂问答：检查学生对凸轮机构的定义、分类和应用的掌握情况。

2. 设计练习：评估学生对凸轮机构设计方法的掌握程度。

3. 课后作业：布置相关设计题目，检查学生对凸轮机构设计的实际操作能力。

四、教学拓展1. 介绍其他常见的机械传动机构，如齿轮传动、皮带传动等；2. 介绍凸轮机构的应用领域，如汽车、机械制造等。

五、教学资源1. 教学PPT；2. 凸轮机构的相关图纸和实例；3. 设计软件（如AutoCAD、SolidWorks等）。

六、教学进度安排1. 课时：2课时（90分钟）；2. 教学环节：讲解、案例分析、练习。

六、教学内容6. 凸轮机构的动态特性分析a. 运动规律b. 压力角与传动角c. 凸轮与从动件的接触条件d. 凸轮机构的效率与功耗7. 凸轮机构的强度计算a. 凸轮的接触应力b. 从动件的弯曲应力c. 凸轮机构的疲劳寿命d. 安全系数的确定8. 凸轮机构的实验研究a. 实验目的与意义b. 实验设备与方法c. 实验结果分析9. 凸轮机构的设计案例分析a. 案例一：单凸轮机构设计b. 案例二：双凸轮机构设计c. 案例三：组合凸轮机构设计d. 案例讨论与总结10. 凸轮机构的应用与创新a. 凸轮机构的实际应用场景b. 凸轮机构在现代工业中的挑战与机遇c. 凸轮机构的设计创新d. 未来发展趋势与展望七、教学过程1. 导入：通过展示凸轮机构的动态特性实验，引导学生关注凸轮机构的动态特性分析。

机械原理课程教案—凸轮机构及其设计一、教学目标1. 使学生了解凸轮机构的分类、工作原理和应用。

2. 培养学生掌握凸轮机构的设计方法和步骤。

3. 提高学生分析问题和解决问题的能力。

二、教学内容1. 凸轮机构的分类及工作原理凸轮机构的分类凸轮的工作原理凸轮机构的应用2. 凸轮的轮廓曲线设计凸轮轮廓曲线的基本原理常用凸轮轮廓曲线的特点及应用凸轮轮廓曲线的设计方法3. 凸轮的压力角和基圆半径的选择压力角的定义及作用基圆半径的计算方法压力角和基圆半径的选择原则4. 凸轮机构的设计步骤确定凸轮的类型和参数选择合适的轮廓曲线计算压力角和基圆半径校核凸轮的强度和运动性能5. 凸轮机构的设计实例实例分析设计过程演示结果讨论和评价三、教学方法1. 采用讲授法，讲解凸轮机构的基本概念、设计方法和步骤。

2. 利用多媒体演示凸轮机构的工作原理和设计过程。

3. 引导学生进行实例分析，培养学生的实际设计能力。

4. 开展课堂讨论，提高学生的思考和表达能力。

四、教学环境1. 教室环境：宽敞、明亮，配备多媒体教学设备。

2. 教学材料：教案、PPT、参考书籍、设计实例。

五、教学评价1. 课堂参与度：观察学生在课堂上的发言和讨论情况，评价学生的积极性。

2. 作业完成情况：检查学生提交的凸轮机构设计作业，评价学生的理解和应用能力。

3. 期末考试：设置有关凸轮机构设计的题目，评价学生对课程知识的掌握程度。

六、教学活动1. 课堂讲解：讲解凸轮机构的基本概念、分类、工作原理和应用。

2. PPT演示：通过PPT展示凸轮机构的工作原理和设计过程。

3. 实例分析：分析典型凸轮机构设计实例，引导学生掌握设计方法和步骤。

4. 小组讨论：分组讨论凸轮机构设计中的问题，培养学生的团队协作能力。

5. 作业布置：布置凸轮机构设计相关作业，巩固所学知识。

七、教学资源1. PPT：制作精美的凸轮机构教学PPT，展示图片、图表和实例。

2. 参考书籍：提供有关凸轮机构设计和应用的参考书籍，方便学生查阅。