凸轮机构电子教案

机械基础凸轮机构教案

Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】

课题序号 5 授课班级 1314

授课课时 2 授课形式 复习

授课章节 凸轮机构

教学目标 知识目标 ⑴?了解凸轮机构的分类、应用及特点。

⑵熟悉从动件具有等速运动规律、等加速等减速运动规律的凸轮机构工作特点。

技能目标 能根据所学内容，正确分析从动件运动规律。

情感目标 通过本节的学习，培养学生认真学习，细致的作风。

教学重点

与难点 重点：凸轮从动件运动规律。

难点：从动件刚性冲击、柔性冲击的位置。

教学方法 讲授法、演示法、导复教学法

教学资源 多媒体设备、习题资源、高考大纲

板书设计 盘形凸轮：应用于从动件的行程不能太大或摆角较小的场合。

移动凸轮：移动凸轮机构在靠模仿形机械中应用较广。

柱体凸轮：可用较小的径向尺寸获得较大的行程。

等速运动规律：凸轮低速回转、从动件质量小和轻载的场合。

等加速等减速运动规律 ：凸轮中速回转，从动件质量不大和轻载（承载能力大于等速运动规律）的场合。

图形

课 堂 教 学 安 排

教学环节与主要内容 具体教学目标 教学活动

学生准备：

1、凸轮机构的运动特点从动件运动规律由何决定属于何种机构

2、按形状分类，凸轮机构有哪些类型特点是什么

3、按从动件末端形式分类，凸轮机构有哪些类型特点是什么

4、按从动件运动形式分类，凸轮机构有哪些类型特点是什么

5、从动件常用的运动规律及其运动场合

6、从动件常用运动规律的位移曲线、速度曲线、加速度曲线作图，分析冲击位置，刚性、柔性冲击的原因及避免刚性冲击的方法。

7、根据位移曲线，计算从动件各运动阶段的时间，速度。

8、补画位移曲线、速度曲线何加速度曲线。

复习引入：

1、了解凸轮的分类；

2、掌握凸轮的运动规律。

复习知识：

1、从动件运动规律由凸轮外轮廓决定，属于高副机构。

本次课题： 凸轮机构及其设计

教学要求：

1、 了解凸轮机构的类型、特点和应用；

2、 了解常用运动规律特点及其选择原则，按给定的运动规律图解绘制其S-ф曲线

3、掌握凸轮廓线设计的基本原理

4、掌握图解法设计凸轮轮廓及凸轮机构压力角与基圆半径的关系

5、了解用解析法设计凸轮廓线

重 点：推杆常用运动规律的特点及其选择原则；凸轮廓线设计的基本原理；凸轮轮廓曲线的绘制；压力角与基圆半径的关系

难 点：反转法的理解

教学手段及教具：多媒体教学

讲授内容及时间分配：

本章讲授5学时，主要内容如下：

1．凸轮机构的特点、应用及分类

2．从动件常用运动规律：多项式类（n=1;n=2）,余弦加速度

3．凸轮廓线设计的基本原理----反转法

4．用作图法设计凸轮廓线：直动、对心、偏置、尖底、滚子、平底、摆动、柱体凸轮。

5．用解析法设计凸轮廓线：偏置直动滚子、直动平底、摆动

6．凸轮机构基本尺寸的确定：直动从动件凸轮机构压力角与基圆半径的关系、滚子半径的选择、平底尺寸的确定。

课后作业 基本运动规律位移线图的几何绘图、偏置直动滚子（或平底）从动件凸轮廓线设计、摆动从动件凸轮廓线设计的图解法，给定凸轮机构的反求问题。

阅读指南

从动件的运动规律是现代凸轮机构设计中非常重要的问题之一，组合型运动规律往往可以获得较好的动力性能，关于改进的梯形加速度、改进的正弦加速度和一些组合型运动规律、复杂多项式运动规律可参阅：

《凸轮机构的现代设计》邹慧君、董师予编著 上海：上海交通大学出版社

1991。凸轮机构基本参数选择不当，则可能造成压力角过大或产生运动失真，本书不仅推导出各种凸轮机构的压力角与基本尺寸的关系，还给出了反映各种凸轮机构压力角与基本尺寸的关系的诺模图。

对于高速凸轮的设计是将其认为一个弹性系统来分析，关于高速凸轮的真实运动情况，以及凸轮-从动件系统振动的原因和减振的途径，可参阅：

项目2 凸轮机构 教案

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项目2 凸轮机构设计

1．教学目标

（1）了解凸轮机构的分类及应用；

（2）了解推杆常用运动规律的选择原则；

（3）掌握在确定凸轮机构的基本尺寸时应考虑的主要问题；

（4）能根据选定的凸轮类型和推杆运动规律设计凸轮的轮廓曲线。

2．教学重点和难点

（1）推杆常用运动规律特点及选择原则；

（2）盘形凸轮机构凸轮轮廓曲线的设计；

（3）凸轮基圆半径与压力角及自锁的关系。

难点：“反转法原理”与压力角的概念。

3．讲授方法

多媒体课件

4．讲授时数

8学时

任务一 凸轮机构的应用

【任务导入】

凸轮机构是由凸轮、从动件、机架以及附属装置组成的一种高副机构。其中凸轮是一个具有曲线轮廓的构件，通常作连续的等速转动、摆动或移动。从动件在凸轮轮廓的控制下，按预定的运动规律作往复移动或摆动。受奥拓汽车零部件制造有限公司委托带领学员分析汽车内燃机凸轮机构的工作过程。

【任务分析】

在各种机器中，为了实现各种复杂的运动要求，广泛地使用着凸轮机构，汽车机构也不例外，如图2.1是汽车内燃机凸轮机构的工作简图。 项目2 凸轮机构 教案

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【力学知识】

平面汇交力系的简化与平衡方程

按照力系中各力的作用线是否在同一平面内，可将力系分为平面力系和空间力系。若各力作用线都在同一平面内并汇交于一点，则此力系称为平面汇交力系。按照由特殊到一般的认识规律，我们先研究平面汇交力系的简化与平衡规律。

设刚体上作用有一个平面汇交力系F1、F2、…、Fn，各力汇交于A点（图2.2a）。根据力的可传性，可将这些力沿其作用线移到A点，从而得到一个平面共点力系（图2.2b）。故平面汇交力系可简化为平面共点力系。

第4章 凸轮机构

第一讲: 4．１ 凸轮机构的类型及应用

课 题: 4.１．1 凸轮机构的应用和组成

4.1．2 凸轮机构的分类

教学目标:1. 熟悉凸轮机构的应用和特点,

2. 掌握凸轮机构的类型，

教学重点: 凸轮机构的应用和特点及类型

教学难点:凸轮机构的应用

教学方法：利用动画演示机构运动,工程应用案例展示其应用场合。

教学内容：4．1.１ 凸轮机构的应用和组成

1.应用：

图4－１ 内燃机配气机构 图４-2 冲床送料机构

图4-3 绕线机的凸轮机构 图4-4 圆柱凸轮机构（进刀机构)

组成：凸轮机构由凸轮、从动件和机架组成。

凸轮与从动件通过高副连接，故凸轮机构属于高副机构。

作用：凸轮机构的主要作用是将主动凸轮的连续转动或移动转化为从动件的往复移动或摆动。

4.1.２ 凸轮机构的分类

1.按凸轮形状分类

（1)盘形凸轮 具有变化向径的盘状构件称为盘形凸轮。它是凸轮的基本形式，图4-1、图4-3。

（2）移动凸轮 做移动的平面凸轮。可看作是当转动中心在无穷远处时盘形凸轮的演化形式,图4-2。

(３）圆柱凸轮 圆柱体的表面上具有曲线凹槽或端面上具有曲线轮廓,称为圆柱凸轮。属于空间凸轮机构，图４-4。

2.按从动件的端部结构分类

（1)尖顶从动件 从动件端部以尖顶与凸轮轮廓接触，图4-５(a）

图４-5 从动件的端部结构形式

（2）滚子从动件 从动件端部装有可以自由转动的滚子。图４-5（b)

(3）平底从动件 从动件的端部是一平底，如图4-5(ｃ）所示。

3．按从动件的运动方式分类

(１）移动从动件 图４-1。从动件做往复直线移动。

（２)摆动从动件 图４-３。从动件做往复摆动。

4．按锁合方式分类

(１)力锁合 利用重力、弹簧力或其他力锁合。图4-１

(2）形锁合 利用凸轮和从动件的特殊几何形状锁合，图4－４。