课程设计 柴油机凸轮机构

图解法课程设计凸轮一、教学目标本课程旨在通过图解法对凸轮机构进行深入的解析和学习。

通过本课程的学习，学生将能够：1.知识目标：理解凸轮的分类、工作原理和基本尺寸计算；掌握图解法设计凸轮的基本步骤和技巧。

2.技能目标：能够独立完成简单凸轮的图解法设计，并正确分析其运动特性；具备使用专业软件进行凸轮设计的能力。

3.情感态度价值观目标：培养学生对机械设计的兴趣，提高学生的问题分析和解决能力，培养学生的创新精神和团队合作意识。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.凸轮机构的基本概念和分类；2.凸轮的工作原理和运动特性的分析；3.凸轮设计的基本步骤和图解法的应用；4.常用凸轮设计软件的使用方法和实践操作。

三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法：1.讲授法：用于讲解凸轮机构的基本概念、工作原理和设计方法；2.案例分析法：通过分析具体的凸轮设计案例，使学生更好地理解和掌握图解法设计技巧；3.实验法：让学生亲自动手进行凸轮设计实验，提高学生的实践操作能力；4.讨论法：鼓励学生积极参与课堂讨论，培养学生的团队合作意识和创新精神。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：《机械设计基础》等相关教材；2.参考书：提供相关的专业书籍，供学生深入学习和参考；3.多媒体资料：制作课件和教学视频，帮助学生更好地理解和掌握知识点；4.实验设备：提供凸轮设计实验所需的设备和工具，让学生能够亲自动手实践。

五、教学评估本课程的评估方式将采用多元化的形式，以全面、客观、公正地评价学生的学习成果。

评估方式包括：1.平时表现：通过课堂参与、提问、小组讨论等环节，评估学生的学习态度和参与程度；2.作业：布置相关的设计练习和报告，评估学生的理解和应用能力；3.考试：期末进行理论考试，评估学生对课程知识的掌握程度。

六、教学安排本课程的教学安排将根据课程内容和学生的实际情况进行合理规划。

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。

目录（一）机械原理课程设计的目的和任务 (2)（二）从动件（摆杆）及滚子尺寸的确信 (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）运算机源程序 (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：一、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；二、培育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成立一个完整的概念；4、进一步提高学生计算和制图能力，及运用电子运算机的运算能力。

二、机械原理课程设计的任务：一、摆动从动件杆盘型凸轮机构二、采纳图解法设计：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确信适合摆杆长度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，并标注全数尺寸（用A2图纸）⑤将机构简图、原始数据、尺寸综合方式写入说明书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：一、尖底（滚子）摆动从动件盘形凸轮机构压力角:00[cos()]tan sin()d la l d a ψψψϕαψψ+-=+在推程中，当主从动件角速度方向不同时取“-”号，相同时取“+”号。

1、三、课程设计采纳方式：关于这次任务，要用图解法和解析法两种方式。

图解法形象，直观，应用图解法可进一步提高学生画图能力，在某些方面，如凸轮设计中，图解法是解析法的起点和基础；但图解法精度低，而解析法那么可应用运算机进行运算，精度高，速度快。

在本次课程设计中，可将两种方式所得的结果加以对照。

四、编写说明书：一、设计题目（包括设计条件和要求）；二、机构运动简图及设计方案的确信，原始数据； 3、机构运动学综合；4、列出必要的计算公式，写出图解法的向量方程，写出解析法的数学模型，计算流程和计算程序，打印结果； 五、分析讨论。

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。

1 前言柴油机电子控制技术始于20世纪70年代，20世纪80年代以来，英国卢卡斯公司、德国博世公司、奔驰汽车公司、美国通用的底特律柴油机公司、康明斯公司、卡特彼勒公司、日本五十铃汽车公司及小松制作所等都竞相开发新产品并投放市场，以满足日益严格的排放法规要求。

在燃料消耗的上，柴油机是现代热机中最经济的。

因此，它是最完善的一种热机柴油机具备高扭矩与长寿命、低油耗与较低排放等特点，柴油机成为解决汽车及工程机械能源问题最现实和最可靠的手段。

因此柴油机的使用范围变得更广，数量越来越多，应用越来越普及。

同时对柴油机的动力、经济等性能，对噪声污染的要求也变得越来越高了。

近年来，随着计算机技术、传感器技术及信息技术的迅速发展，使电子产品的可靠性、成本、体积等各方面都能满足柴油机进行电子控制的要求，并且电子控制燃油喷射很容易实现。

事实上，柴油机产生的废气中CO和HC与汽油机相比更少，在NO X排放上跟汽油机差不多，但是废气中微尘含量较高，这与柴油机燃烧机理有关。

柴油机是一种非均质燃烧，可燃混合气形成时间很短，而且可燃混合气形成与燃烧过程交错在一起。

通过分析柴油机喷油规律得到：喷入燃料的雾化质量、汽缸内气体的流动以及燃烧室形状等均直接影响燃烧过程的进展以及有害排放物的生成。

提高了喷油压力，提高柴油的雾化效果，同时使用预喷射，使用分段喷射等方式可以非常有效的来改善排放效果。

经过多年的研究和新技术应用，柴油机的现状已与以往大不相同。

目前高端的柴油机大都选用电控喷射、高压共轨和涡轮增压中冷各种技术，在很多方面已获得大的成就，如重量、噪音、烟度等，已经与汽油机持平。

伴随世界上对排放控制的严厉政策的颁布和实施，汽油机和柴油机都同时面对更严峻的未来，众多解决方案之一是选用电子进行控制燃油喷射的技术。

目前，柴油机电子控制技术大多发达国家的使用率已超过60%。

国外的柴油机得发展较早，1924年，美国的康明斯公司正式采用了泵喷油器，这一发明有效地降低了柴油机的质量。

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。

机械设计课程设计凸轮一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握凸轮的基本概念、类型和设计方法，培养学生运用机械设计的基本原理解决实际问题的能力。

具体目标如下：1.知识目标：（1）了解凸轮的定义、分类和应用范围；（2）掌握凸轮的轮廓线方程及其设计方法；（3）熟悉凸轮制造和安装的基本要求。

2.技能目标：（1）能够运用凸轮设计原理，分析并解决实际工程问题；（2）具备初步的凸轮轮廓线设计能力；（3）学会使用相关软件进行凸轮设计。

3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对机械设计的兴趣和热情，提高学生对工程实践的认知；（2）培养学生团队协作、创新思维和解决问题的能力；（3）强化学生的工程责任感，使其意识到机械设计在工程技术领域的重要性。

二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分：1.凸轮的基本概念和分类：凸轮的定义、凸轮的分类及特点；2.凸轮的轮廓线设计：凸轮轮廓线方程的推导、凸轮设计方法及步骤；3.凸轮制造和安装：凸轮的材料选择、加工方法及安装要求；4.凸轮应用实例分析：结合实际工程案例，分析凸轮在机械设计中的应用。

三、教学方法为实现本节课的教学目标，将采用以下教学方法：1.讲授法：讲解凸轮的基本概念、分类和设计方法；2.案例分析法：分析实际工程案例，让学生了解凸轮在机械设计中的应用；3.实验法：安排凸轮设计实验，培养学生动手能力和实际操作技能；4.讨论法：分组讨论凸轮设计过程中遇到的问题，培养学生的团队协作和沟通能力。

四、教学资源为实现本节课的教学目标，将准备以下教学资源：1.教材：《机械设计基础》；2.参考书：相关凸轮设计方面的论文和书籍；3.多媒体资料：凸轮设计原理和应用的PPT、视频等；4.实验设备：凸轮设计实验器材、测量工具等；5.软件：凸轮设计相关软件（如CAD、SolidWorks等）。

五、教学评估本节课的评估方式包括以下几个方面：1.平时表现：通过课堂参与、提问、讨论等方式评估学生的学习态度和积极性；2.作业：布置相关凸轮设计的练习题，评估学生对知识的掌握和应用能力；3.考试：安排期末考试，全面测试学生对凸轮设计知识的掌握程度。

凸轮机构功率课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解凸轮机构的基本概念、分类和运动特点；2. 掌握凸轮机构的功率计算方法和公式；3. 了解凸轮机构在实际机械中的应用和优化。

技能目标：1. 能够正确绘制凸轮机构的示意图，并进行运动分析；2. 能够运用所学知识，计算凸轮机构的功率，并提出改进措施；3. 能够运用凸轮机构知识解决实际工程问题。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械设计的兴趣和热情，激发创新意识；2. 培养学生严谨的科学态度和良好的团队合作精神；3. 增强学生对我国机械工程领域的自豪感，树立正确的价值观。

分析课程性质、学生特点和教学要求：本课程为机械设计基础课程，旨在帮助学生掌握凸轮机构功率计算方法，提高解决实际工程问题的能力。

针对高中年级学生的认知特点，课程内容以直观、易懂为主，注重理论与实践相结合。

教学要求学生在掌握基本知识的基础上，能够运用所学解决实际问题，培养创新意识和团队协作能力。

将目标分解为具体的学习成果：1. 学生能够正确描述凸轮机构的基本概念、分类和运动特点；2. 学生能够运用公式计算凸轮机构的功率，并进行优化设计；3. 学生能够通过实例分析，了解凸轮机构在实际工程中的应用；4. 学生能够在团队合作中发挥积极作用，提出创新性设计方案。

二、教学内容1. 凸轮机构概述：介绍凸轮机构的基本概念、分类及运动特点，关联教材第3章第1节。

2. 凸轮机构运动分析：讲解凸轮机构的运动规律，包括位移、速度、加速度分析，关联教材第3章第2节。

3. 凸轮机构功率计算：阐述凸轮机构功率计算的基本原理，推导公式，并进行实例计算，关联教材第3章第3节。

4. 凸轮机构优化设计：介绍凸轮机构优化设计方法，包括结构优化、运动优化等，关联教材第3章第4节。

5. 凸轮机构应用实例：分析凸轮机构在实际机械中的应用，展示工程案例，关联教材第3章第5节。

6. 实践教学：安排学生进行凸轮机构运动分析与功率计算的实际操作，培养动手能力和解决实际问题的能力。

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。

机械设计基础第五章凸轮机构学习教案教案内容：一、教学内容：本节课的教学内容选自机械设计基础第五章，主要涉及凸轮机构的相关知识。

教材的章节包括：凸轮机构的组成、分类、工作原理及其设计方法。

具体内容有：凸轮的形状、凸轮的运动规律、凸轮机构的压力角、基圆半径的计算、凸轮轮廓曲线的绘制等。

二、教学目标：1. 使学生了解凸轮机构的组成和分类，理解凸轮的工作原理。

2. 使学生掌握凸轮的运动规律，能够进行凸轮的设计和计算。

3. 培养学生的动手能力，学会绘制凸轮轮廓曲线。

三、教学难点与重点：重点：凸轮机构的组成、分类、工作原理及其设计方法。

难点：凸轮的运动规律的计算和凸轮轮廓曲线的绘制。

四、教具与学具准备：教具：黑板、粉笔、多媒体教学设备。

学具：教材、笔记本、尺子、圆规、橡皮擦。

五、教学过程：1. 实践情景引入：观察生活中常见的凸轮机构，如洗衣机脱水装置、汽车雨刷等，引导学生思考凸轮机构的作用和原理。

2. 知识讲解：讲解凸轮机构的组成、分类、工作原理及其设计方法。

3. 例题讲解：分析典型凸轮机构的设计案例，讲解凸轮的运动规律的计算和凸轮轮廓曲线的绘制。

4. 随堂练习：让学生动手绘制简单的凸轮轮廓曲线，巩固所学知识。

六、板书设计：凸轮机构1. 组成：凸轮、从动件、支撑件2. 分类：盘形凸轮、圆柱凸轮、球形凸轮3. 工作原理：凸轮的运动规律1. 线速度与角速度2. 加速度与减速度3. 压力角与基圆半径凸轮轮廓曲线的绘制七、作业设计：1. 题目：设计一个盘形凸轮，使其能够实现某个特定的动作。

答案：根据动作要求，计算凸轮的参数，绘制凸轮轮廓曲线。

2. 题目：计算一个给定参数的凸轮的运动规律。

答案：根据凸轮的参数，计算出线速度、角速度、加速度、减速度等运动规律。

八、课后反思及拓展延伸：本节课通过观察生活中的凸轮机构，让学生了解凸轮机构的作用和原理。

通过例题讲解和随堂练习，使学生掌握凸轮的设计方法和轮廓曲线的绘制。

在教学过程中，要注意引导学生思考，培养学生的动手能力。

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。

机械原理凸轮课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解凸轮的基本概念、分类及在机械原理中的应用；2. 掌握凸轮的运动规律、轮廓曲线的设计方法；3. 了解凸轮机构的设计与优化原则。

技能目标：1. 能够运用所学知识，分析并解决实际凸轮机构中的运动问题；2. 学会使用相关软件（如CAD）进行凸轮轮廓曲线的设计；3. 能够通过小组合作，完成一个简单的凸轮机构设计与制作。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械原理学科的兴趣，激发其创新意识和探索精神；2. 培养学生的团队协作能力，使其认识到团队协作的重要性；3. 增强学生的环保意识，使其在设计过程中注重节能、减排。

课程性质：本课程为机械原理课程的实践环节，旨在让学生将理论知识应用于实际设计中，提高学生的实践能力。

学生特点：学生为高年级本科生，已具备一定的机械原理知识基础，具有较强的自学能力和动手能力。

教学要求：结合学生特点和课程性质，将课程目标分解为具体的学习成果，注重理论与实践相结合，提高学生的综合应用能力。

在教学过程中，注重启发式教学，引导学生主动探索、积极思考，培养学生的创新精神和实践能力。

同时，关注学生的情感态度价值观培养，使其成为具有全面素质的工程技术人才。

二、教学内容1. 凸轮基本概念及分类- 凸轮的定义、作用及分类方法；- 各类凸轮的特点和应用实例。

2. 凸轮运动规律及轮廓曲线设计- 凸轮运动规律的基本理论；- 常见凸轮轮廓曲线的设计方法；- 运用CAD软件进行凸轮轮廓曲线设计的操作步骤。

3. 凸轮机构设计与优化- 凸轮机构设计的基本原则；- 凸轮机构优化方法及案例分析；- 凸轮机构设计与制造过程中的注意事项。

4. 实践操作- 小组合作，设计并制作一个简单的凸轮机构；- 分析并解决实际凸轮机构运动问题；- 总结实践操作过程中的经验教训。

教材章节关联：本教学内容与教材第十章“凸轮机构”相关，涵盖凸轮的基本概念、运动规律、轮廓曲线设计、机构设计与优化等方面的内容。

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。

机械原理课程设计凸轮机构一、课程设计目标本课程设计旨在通过对凸轮机构的学习，使学生了解凸轮机构的基本工作原理、结构特点和应用领域，掌握凸轮机构的设计和分析方法，培养学生的机械原理分析和设计能力。

二、课程设计内容1. 凸轮机构的基本概念和分类（1）凸轮机构的定义和基本概念（2）凸轮机构的分类和特点2. 凸轮机构的工作原理和运动分析（1）凸轮机构的工作原理和运动规律（2）凸轮机构的运动分析方法3. 凸轮机构的设计和优化（1）凸轮机构的设计原则和方法（2）凸轮机构的优化设计方法4. 凸轮机构的应用和发展（1）凸轮机构在机械传动系统中的应用（2）凸轮机构的发展趋势和前景三、教学方法本课程采用多种教学方法，包括课堂讲授、案例分析、实验演示、课外阅读和小组讨论等。

通过多种教学手段，引导学生深入理解和掌握凸轮机构的基本原理和设计方法，提高学生的分析和设计能力。

四、教学评价本课程的教学评价主要包括平时作业、课堂表现、实验报告和期末考试等。

通过对学生的综合评价，评估学生的学习成果和能力提高情况，为学生提供有效的反馈和指导。

五、参考教材1.《机械设计基础》（第四版），郑育新、刘道玉编著，清华大学出版社，2017年。

2.《机械原理》（第五版），唐光明编著，高等教育出版社，2018年。

3.《机械设计手册》（第三版），机械工业出版社，2015年。

六、教学进度安排本课程的教学进度安排如下：第一周：凸轮机构的基本概念和分类第二周：凸轮机构的工作原理和运动分析第三周：凸轮机构的设计和优化第四周：凸轮机构的应用和发展第五周：实验演示和案例分析第六周：课外阅读和小组讨论第七周：期末考试和总结回顾。

目录目录1、机构简介与设计数据（1）机构简介（2）设计数据2、设计内容及方案分析（1）齿轮机构的设计（2）凸轮机构的设计3、设计体会4、主要参考文献单缸四冲程柴油机1、机构简介与设计数据（1）机构简介柴油机（如附图1（a））是一种内燃机，他将燃料燃烧时所产生的热能转变成机械能。

往复式内燃机的主体机构为曲柄滑块机构，以气缸内的燃气压力推动活塞3经连杆2而使曲柄1旋转。

本设计是四冲程内燃机，即以活塞在气缸内往复移动四次（对应曲柄两转）完成一个工作循环。

在一个工作循环中，气缸内的压力变化可由示功图（用示功器从气缸内测得，如附图1（b）所示），它表示汽缸容积（与活塞位移s成正比）与压力的变化关系，现将四个冲程压力变化做一简单介绍。

进气冲程：活塞下行，对应曲柄转角θ=0°→180°。

进气阀开，燃气开始进入汽缸，气缸内指示压力略低于1个大气压力，一般以1大气压力算，如示功图上的a →b。

压缩冲程：活塞上行，曲柄转角θ=180°→360°。

此时进气完毕，进气阀关闭，已吸入的空气受到压缩，压力渐高，如示功图上的b→c。

做功冲程：在压缩冲程终了时，被压缩的空气温度已超过柴油的自燃的温度，因此，在高压下射入的柴油立刻爆燃，气缸内的压力突然增至最高点，燃气压力推动活塞下行对外做功，曲柄转角θ=360°→540°。

随着燃气的膨胀，气缸容积增加，压力逐渐降低，如图上c→b。

排气冲程：活塞上行，曲柄转角θ=540°→720°。

排气阀打开，废气被驱出，气缸内压力略高于1大气压，一般亦以1大气压计算，如图上的b→a。

进排气阀的启闭是由凸轮机构控制的。

凸轮机构是通过曲柄轴O上的齿轮Z1和凸轮轴上的齿轮Z2来传动的。

由于一个工作循环中，曲柄转两转而进排气阀各启闭一次，所以齿轮的传动比i12=n1/n2=Z1/Z2 =2。

由上可知，在组成一个工作循环的四个冲程中，活塞只有一个冲程是对外做功的，其余的三个冲程则需一次依靠机械的惯性带动。

机械原理课程设计编程说明书设计题目：柴油机凸轮机构的设计指导教师：郝志勇、席本强设计者：杨忠平学号：0907240122班级：液压09-12011年6月29日辽宁工程技术大学机械原理课程设计任务书姓名杨忠平专业液压传动与控制班级液压09-1 学号0907240122一、设计题目：单缸四冲程柴油机凸轮机构设计二、系统简图：1）计算从动件位移和速度。

绘制线图（坐标纸或计算机绘制）。

2）用计算机语言按照许用压力角确定凸轮机构的基本尺寸，选滚子半径，画凸轮的实际轮廓曲线，并按比例绘出机构运动简图。

3）编写出计算说明书。

指导教师：郝志勇席本强开始日期：2011 年6 月26 日完成日期：2011 年6月30目录1、设计任务及要求 (3)2、设计思想及数学模型的建立 (4)3、程序框图 (8)4、程序清单及运行结果 (9)5、总结 (19)6、参考文献 (19)一、设计任务及要求已知：从动件冲程为h=20mm，推程的许用压力角[α]=30°，回程的许用压力角[α]′=75°，推程运动角φ=50°，远休止角φs=10°，回程运动角φ′=50°，从动件相应的运动规律。

要求：1）计算从动件位移和速度。

绘制线图。

2）用计算机语言按照许用压力角确定凸轮机构的基本尺寸，选滚子半径，画凸轮的实际轮廓曲线，并按比例绘出机构的运动简图，同时做出凸轮机构动态显示图。

3）编写出计算说明书。

二、设计过程及数学模型的建立2．1、设计思想首先，任取一个基圆半径r0，计算出位移s 、速度v 、加速度a 、画出位移s 、速度v 、加速度a 随旋转角δ变化的曲线图；其次，把圆周分为72等份，算出静态时的凸轮理论和实际轮廓线各点坐标值，将其分别放入x[]、y[]、xx[]、yy[]数组中；然后，在利用坐标旋转（x=x*cos θ+y*sin θ；y=x*sin θ-y*cos θ），从而模拟出凸轮的运动。