凸轮机构工作原理教案

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。

（完整版）凸轮机构教案凸轮机构4.1 凸轮机构的类型及应用4.1.1 凸轮机构的组成和应用组成：由凸轮、从动件和机架三部分组成特点：1）只要设计出适当的凸轮轮廓曲线，就可以使从动件实现任何预期的运动规律。

2）结构简单、紧凑。

3）凸轮机构是高副机构，易于磨损。

4）凸轮轮廓加工比较困难。

应用：只适用于传递动力不大的场合。

应用实例：内燃机配气机构绕线机的凸轮机构凸轮自动送料机构结论：从动杆的运动规律取决于凸轮轮廓曲线或凹槽曲线的形状。

二、凸轮机构的分类(一)按凸轮的形状分1．盘形凸轮(盘形凸轮是一个具有变化向径的盘形构件绕固定轴线回转)尖顶移动从动杆盘形凸轮机构尖顶摆动从动杆盘形凸轮机构滚子移动从动杆盘形凸轮机构滚子摆动从动杆盘形凸轮机构平底移动从动杆盘形凸轮机构平底摆动从动杆盘形凸轮机构特点：结构简单，但是从动件行程不能太大，否则凸轮运转沉重。

2．移动凸轮(移动凸轮可看作是转轴在无穷远处的盘形凸轮的一部分，它作往复直线移动。

)特点：凸轮和从动件都可作往复移动。

3. 圆柱凸轮（圆柱凸轮是一个在圆柱面上开有曲线凹槽，或是在圆柱端面上作出曲线轮廓的构件，它可看作是将移动凸轮卷于圆柱体上形成的。

）特点：从动件可获得较大的行程。

(二)按从动杆的端部型式分1．尖顶从动件凸轮机构特点：（1）传动灵敏。

（2）从动杆的构造最简单，但易磨损。

应用：只适用于作用力不大和速度较低的场合(如用于仪表等机构中)。

2．滚子从动件凸轮机构特点：磨损较小，可用来传递较大的动力，但结构复杂。

应用：常用于速度不高、载荷较大的场合。

3．平底从动件凸轮机构特点：传动平稳，润滑较好，传动效率高。

应用：常用于高速传动中。

但平底从动件不能用于具有内凹轮廓曲线的凸轮。

（三）按推杆的运动形式分移动从动杆凸轮机构摆动从动杆凸轮机构4.2 凸轮机构的从动件常用运动规律4.2.1基本概念所作的圆1、基圆：以凸轮轮廓最小半径 rb2、推程：从动件经过轮廓AB段，从动件被推到最高位置3、推程角：角δ0，这个行程称为，δ2称为4、回程：经过轮廓CD段，从动件由最高位置回到最低位置；5、回程角：角δ26、远停程角：角δ17、近停程角：角δ3凸轮与从动件的关系：从动件的运动规律取决于凸轮的轮廓曲线形状。

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。

第一章：凸轮机构概述1.1 凸轮机构的定义1.2 凸轮机构的组成1.3 凸轮机构的分类1.4 凸轮机构的特点与应用第二章：凸轮的型式与设计2.1 凸轮的型式2.2 凸轮的材料与制造2.3 凸轮的设计原则2.4 凸轮设计的方法与步骤第三章：凸轮机构的工作原理与分析3.1 凸轮机构的工作原理3.2 凸轮机构的运动分析3.3 凸轮机构的动力分析3.4 凸轮机构的动态特性分析第四章：凸轮机构的压力角与传动角4.1 压力角的概念与计算4.2 传动角的概念与计算4.3 压力角与传动角对凸轮机构的影响4.4 压力角与传动角的选择与设计第五章：凸轮机构的效率与损失5.2 凸轮机构的损失5.3 影响凸轮机构效率与损失的因素5.4 提高凸轮机构效率与减少损失的方法第六章：凸轮机构的运动规律6.1 基本运动规律6.2 运动规律的选择与分析6.3 运动规律的图示与计算6.4 运动规律对凸轮机构性能的影响第七章：凸轮机构的轮廓设计7.1 轮廓设计的基本要求7.2 轮廓设计的步骤与方法7.3 轮廓设计的注意事项7.4 轮廓设计的实例分析第八章：凸轮机构的参数设计与优化8.1 参数设计的基本内容8.2 参数设计的方法与步骤8.3 参数优化的目标与方法8.4 参数设计与优化实例第九章：凸轮机构的应用实例9.1 汽车发动机凸轮机构9.2 缝纫机凸轮机构9.4 其他行业凸轮机构应用实例第十章：凸轮机构的测量与维护10.1 凸轮机构的测量方法10.2 凸轮机构的测量设备10.3 凸轮机构的维护与保养10.4 凸轮机构的故障分析与处理重点和难点解析重点一：凸轮机构的基本概念与组成凸轮机构是机械系统中一种常见的传动机构，主要由凸轮、从动件和支撑构件组成。

凸轮作为主动件，通过其轮廓形状和转动来驱动从动件完成特定的运动。

学生需要重点掌握凸轮机构的定义、组成及其分类，这是理解后续内容的基础。

重点二：凸轮的型式与设计凸轮的型式包括盘形凸轮、圆柱形凸轮、摆线凸轮等，每种型式都有其特定的应用场景。

第5章凸轮机构（一）教学要求1．了解凸轮机构的工作原理2．掌握常用从动件运动规律及特性3．掌握盘形凸轮轮廓的设计4．了解凸轮机构的尺寸的确定（二）教学的重点与难点1．凸轮的工作原理2．用反转法设计凸轮轮廓3．凸轮的尺寸对其机构的影响（三）教学内容5.1概述5.1.1 概念1．凸轮机构的组成：凸轮是由从动件、机架、凸轮三部分组成的高幅机构。

2．凸轮：是一种具有曲线轮廓或凹糟的构件，它通过与从动什的高副接触，在运动时可以使从动件获得连续或不连续的任意预期运动。

3．特点：结构相当简单，只要设计出适当的凸轮轮廓曲线，就可以使从动件实现任何预期的运动规律。

但另一方面，由于凸轮机构是高副机构，易于磨损，因此只适用于传递动力不大的场合。

4．凸轮机构的应用例：内燃机配气机构（如下图所示）靠模车削机构（如下图所示）自动送料机构（如下图所示）分度转位机构（如下图所示）5.1.2 凸轮机构的分类1、按照凸轮的形状分为：(1)盘形凸轮凸轮中最基本的形式。

凸轮是绕固定铂转动且向径变化的盘形零件，凸轮与从动件互作平面运动，是平面凸轮机构。

(2)移动凸轮可看作是回转半径无限大的盘形凸轮，凸轮作往复移动，是平面凸轮机构。

(3)圆柱凸轮可看作是移动凸轮绕在圆柱体上演化而成的，从动件与凸轮之间的相对运动为空间运动，是一种空间凸轮机构。

(4)曲面凸轮当圆柱表面用圆弧面代替时，就演化成曲面凸轮，它也是一空间凸轮机构。

2、按锁合方式的不同凸轮可分为：(1)力锁合凸轮，如靠重力、弹簧力锁合的凸轮等；(2)几何锁合凸轮，如沟槽凸轮、等径及等宽凸轮、共轭凸轮等。

3、按从动件型式分为：(1)尖顶从动件(2)滚子从动件(3)平底从动件根据从动件运动型式不同分为直动从动件和摆动从动件。

5.1.3 凸轮和滚子的材料凸轮机构的主要失效形式：磨损和疲劳点蚀要求凸轮和滚子的工作表面硬度高、耐磨并且有足够的表面接触强度。

对于经常受到冲击的凸轮机构还要求凸轮芯部有较强的韧性。

机械设计基础凸轮机构的工作原理学院：专业：班级：第二节凸轮机构的工作原理教学过程：一、复习有关内容（6分钟）：1.凸轮机构的基本概念。

2.凸轮机构的基本组成：凸轮、从动件和机架。

3.凸轮机构的特点：结构简单、设计方便，结构紧凑；凸轮轮廓与凸轮为点接触或者线接触，易于磨损。

4.凸轮机构的分类：按照凸轮的形状分类有盘形凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮；按照从动件的形式分类：尖顶从动件、滚子从动件、平底从动件。

二、导入新课（4分钟）：通过凸轮和推杆的运动动画，设疑提问，引导学生思考凸轮旋转运动与从动件推杆的运动规律之间的联系。

三、讲授新课（33分钟）：（一）工作过程和参数在凸轮机构中最常见的运动形式为凸轮机构作等速回转运动，从动件往复移动。

以图为例（对心外轮廓盘形凸轮机构）。

首先介绍一下本图中各构件的名称。

1、运动分析：当凸轮以等角速度绕基点逆时针回转时，从动件从A点开始被凸轮轮廓以一定的规律推动，共包含以下四个过程，分别为：推程，远休止，回程，近休止。

根据凸轮的转角和从动件的运动规律，可以得到如下表，表示凸轮转过不同的角度时，所对应的从动件所处的运动状态。

2、参数①推程--从动件自最低位置升到最高位置的过程②推程角-推动从动件实现推程时的凸轮转角（ϕ1）③回程--从动件自最高位置升到最低位置的过程④回程角--从动件从最高位置回到最低位置时的凸轮转角（ϕ3）⑤远停角（远休止角）从动件在最高位置停止不动，与此对应的凸轮转角。

（ϕ2）⑥近停角（近休止角）从动件在最低位置停止不动，与此对应的凸轮转角。

（ϕ4））--以凸轮轮廓上最小半径所画的圆。

⑦基圆（r⑧对心--从动件的运动方向线通过凸轮的中心⑨偏心--从动件的运动方向线不通过凸轮的中心（二）从动件的常用运动规律1、等速运动规律（1）等速运动规律运动方程式（推程）：（2）运动分析：（3）从动件位移曲线横坐标—凸轮转过的角度纵坐标—从动件位移量（4）优缺点:优点:曲线轮廓设计简单。

机械基础凸轮机构教案第一章：凸轮机构概述1.1 凸轮机构的定义凸轮机构是由凸轮、从动件和机架组成的机械传动机构。

凸轮是具有曲线轮廓或凹槽的旋转构件，用于转换转动运动为线性或其他形式的运动。

1.2 凸轮的分类按形状分类：盘形凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮等。

按工作原理分类：正凸轮、逆凸轮、复合凸轮等。

1.3 凸轮机构的特点和应用特点：简单、紧凑、易于控制和调节。

应用：印刷机械、包装机械、机床、汽车等。

第二章：凸轮的轮廓设计2.1 凸轮轮廓的基本参数基圆半径：凸轮与从动件接触点的圆的半径。

顶圆半径：凸轮最高点或最低点的圆的半径。

工作圆半径：凸轮轮廓的最小圆的半径。

2.2 凸轮轮廓的计算按运动规律计算：正弦、余弦、直线等运动规律。

按压力角计算：凸轮轮廓的压力角与基圆压力角的关系。

2.3 凸轮轮廓的设计方法按运动要求设计：确定凸轮的升程、降程和回程。

按力学要求设计：计算凸轮的强度和刚度。

按加工要求设计：选择合适的加工方法和刀具。

第三章：凸轮机构的从动件设计3.1 从动件的分类和特点按形状分类：摆动从动件、直线从动件、滚子从动件等。

按驱动方式分类：曲柄摇杆机构、摆线机构、蜗轮蜗杆机构等。

3.2 从动件的设计要点确定从动件的运动规律和运动要求。

选择合适的从动件形状和尺寸，满足力学和运动要求。

考虑从动件与凸轮的接触条件和磨损情况。

3.3 从动件的设计实例以摆动从动件为例，介绍其设计步骤和注意事项。

分析不同形状和尺寸的从动件对凸轮机构性能的影响。

第四章：凸轮机构的动力特性4.1 凸轮机构的压力角和啮合角压力角：凸轮和从动件接触点处的压力角。

啮合角：凸轮和从动件啮合点处的啮合角。

4.2 凸轮机构的动态特性冲击和振动：凸轮和从动件的接触冲击和振动。

传动误差：凸轮和从动件的啮合误差。

4.3 凸轮机构的动力分析和优化分析凸轮机构的动力特性对整个机械系统的影响。

优化凸轮的形状和参数，减小冲击和振动，提高传动效率。

第五章：凸轮机构的应用实例5.1 印刷机械中的凸轮机构介绍印刷机械中凸轮机构的作用和应用。

第6章 凸轮机构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6.1 凸轮机构的应用及分类6.1.1凸轮机构的应用凸轮机构是由凸轮、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。

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。

下面我们先看两个凸轮使用的实例。

图6.1所示为内燃机的配气凸轮机构，凸轮1作等速回转，其轮廓将迫使推杆2作往复摆动，从而使气门3开启和关闭（关闭时借助于弹簧4的作用来实现的），以控制可燃物质进入气缸或废气的排出。

图6.2所示为自动机床中用来控制刀具进给运动的凸轮机构。

刀具的一个进给运动循环包括：1）刀具以较快的速度接近工件；2）刀具等速前进来切削工件；3）完成切削动作后，刀具快速退回；4）刀具复位后停留一段时间等待更换工件等动作。

然后重复上述运动循环。

这样一个复杂的运动规律是由一个作等速回转运动的圆柱凸轮通过摆动从动件来控制实现的。

其运动规律完全取决于凸轮凹槽曲线形状。

由上述例子可以看出，从动件的运动规律是由凸轮轮廓曲线决定的，只要凸轮轮廓设计得当，就可以使从动件实现任意给定的运动规律。

同时，凸轮机构的从动件是在凸轮控制下，按预定的运动规律运动的。

这种机构具有结构简单、运动可靠等优点。

但是，由于是高副机构接触应力较大，易于磨损，因此，多用于小载荷的控制或调节机构中。

6.1.2 凸轮机构的分类根据凸轮及从动件的形状和运动形式的不同，凸轮机构的分类方法有以下四种：1．按凸轮的形状分类（1）盘形凸轮：如图6.1所示，这种凸轮是一个具有变化向径的盘形构件，当他绕固定轴转动时，可推动从动件在垂直于凸轮轴的平面内运动。

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。

机械基础凸轮机构教案第一章：凸轮机构概述教学目标：1. 了解凸轮机构的定义、分类和应用。

2. 掌握凸轮的形状、尺寸和运动特性的基本知识。

教学内容：1. 凸轮机构的定义和分类。

2. 凸轮的形状和尺寸。

3. 凸轮的运动特性和曲线。

4. 凸轮机构在实际应用中的例子。

教学方法：1. 采用多媒体课件进行讲解。

2. 展示凸轮机构的实物模型或图片。

3. 分析凸轮的运动特性和曲线。

教学活动：1. 引入凸轮机构的定义和分类。

2. 展示凸轮的形状和尺寸的图片。

3. 分析凸轮的运动特性和曲线。

4. 举例说明凸轮机构在实际应用中的例子。

作业与练习：1. 复习凸轮机构的定义和分类。

2. 练习分析凸轮的形状和尺寸。

3. 练习分析凸轮的运动特性和曲线。

第二章：凸轮的设计与制造教学目标：1. 掌握凸轮的设计原则和方法。

2. 了解凸轮制造的工艺和设备。

教学内容：1. 凸轮的设计原则和方法。

2. 凸轮制造的工艺和设备。

教学方法：1. 采用多媒体课件进行讲解。

2. 展示凸轮设计的实例。

3. 分析凸轮制造的工艺和设备。

教学活动：1. 介绍凸轮的设计原则和方法。

2. 展示凸轮设计的实例。

3. 分析凸轮制造的工艺和设备。

作业与练习：1. 复习凸轮的设计原则和方法。

2. 练习分析凸轮制造的工艺和设备。

第三章：凸轮机构的工作原理与分析教学目标：1. 掌握凸轮机构的工作原理。

2. 学会分析凸轮机构的运动特性和性能。

教学内容：1. 凸轮机构的工作原理。

2. 凸轮机构的运动特性和性能分析。

教学方法：1. 采用多媒体课件进行讲解。

2. 演示凸轮机构的运动。

3. 分析凸轮机构的运动特性和性能。

教学活动：1. 介绍凸轮机构的工作原理。

2. 演示凸轮机构的运动。

3. 分析凸轮机构的运动特性和性能。

作业与练习：1. 复习凸轮机构的工作原理。

2. 练习分析凸轮机构的运动特性和性能。

第四章：凸轮机构的应用与实例教学目标：1. 了解凸轮机构在实际应用中的例子。

2. 学会分析凸轮机构的优缺点和适用场合。

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。

凸轮机构凸轮机构是机械中的一种常用机构，在自动化、半自动化机械中应用较为广泛。

6.1凸轮机构的特点、应用和分类6.1.1特点凸轮机构是由凸轮1、从动件2和机架3所组成,如图6-1所示。

可以使从动件得到预定的运动规律;且结构紧凑。

但凸轮机构中包含有高副，不宜传递较大的动力;同时由于凸轮具有曲线轮廓，它的加工制造比较复杂。

6.1.2应用凸轮机构应用于各类机械中。

图6-2所示为内燃机的配气机构;图6-3所示为自动车床上使用的走刀机构;此外，凸轮机构还应用于其他机械中，不一一列举。

6.1.3类型凸轮机构的类型是多种多样的，其基本类型可由凸轮和从动件的不同型式来区分。

1．按凸轮的型式分按凸轮型式分，各类凸轮机构如表6-1所示。

图5-1凸轮机构图5-3自动车床走刀机构图5-2内燃机配气机构2．按从动件的型式分根据从动件的运动和端部型式区分，基本类型如表6-2所示。

表6-2 凸轮机构从动件的基本类型表6-1 凸轮的类型6.2 从动件的运动规律6.2.1凸轮机构的工作过程图6-4（a）所示为对心尖顶移动从动件盘形凸轮机构。

在尖顶移动从动件盘形凸轮机构的凸轮上以向径r为半径所绘的最大圆称为凸轮的基圆。

当凸轮以ω等速沿逆时针方向回转Φ时，从动件尖顶被凸轮轮廓推动，以一定运动规律由离回转中心最近位置A到达最远位置B的过程称为推程，这时它所走过的距离h称为从动件的升程;而与推程对应的凸轮转角Φ称为推程角。

当凸轮继续回转sΦ时，以O点为中心的圆弧BC与尖顶相作用，从动件在最远位置停留不动，这一过程称为远休止，对应的凸轮转角sΦ称为远休止角;当凸轮继续回转'Φ时，从动件在弹簧力或重力作用下，以一定运动规律回到起始位置，这个过程称为回程，对应的转角'Φ称为回程角。

当凸轮继续回转'Φs 时，从动件在最近位置停留不动为近休止，'Φs称为近休止角。

如果以直角坐标系的纵坐标代表从动件位移S，横坐标代表凸轮转角ϕ(转动时间t)，则可以画出S与ϕ之间的曲线，它简称为从动件位移线图，见图6-4（b）。

第三节凸轮机构教学目的1.了解凸轮机构的类型及各类凸轮机构的特点和适用场合。

2.掌握从动件几种常用运动规律的特点和适用场合以及不同运动规律位移曲线的拼接方法。

教学重点1凸轮机构的组成、特点及应用2 凸轮机构的分类3 凸轮机构的材料教学过程一、凸轮机构的应用实例：自动机床的进刀机构、内燃机配气凸轮机构二、凸轮机构1凸轮、从动件的定义。

•凸轮：是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件，通常作连续等速转动。

•从动件：按预定运动规律作间歇（或连续）直线往复移动或摆动。

•特点：从动件可按任意给定规律运动，结构简单、紧凑；凸轮轮廓加工困难，从动件易磨损。

2.凸轮机构的组成凸轮从动件机架三个构件组成.三、凸轮机构的分类1按凸轮的形状分类盘形凸轮移动凸轮圆柱凸轮特点盘形凸轮：这种凸轮是一个绕固定轴转动并且具有变化向径的盘形零件，如。

当其绕固定轴转动时，可推动从动件在垂直于凸轮转轴的平面内运动。

它是凸轮的最基本型式，结构简单，应用最广。

移动凸轮：当盘形凸轮的转轴位于无穷远处时，就演化成了图示的移动凸轮（或楔形凸轮）。

凸轮呈板状，它相对于机架作直线移动。

在以上两种凸轮机构中，凸轮与从动件之间的相对运动均为平面运动，故又统称为平面凸轮机构。

圆柱凸轮：如果将移动凸轮卷成圆柱体即演化成圆柱凸轮。

图示为自动机床的进刀机构。

在这种凸轮机构中凸轮与从动件之间的相对运动是空间运动，故属于空间凸轮机构。

2.按从动件的的类型分类尖顶从动件从动件的尖端能够与任意复杂的凸轮轮廓保持接触，从而使从动件实现任意的运动规律。

这种从动件结构最简单，但尖端处易磨损，故只适用于速度较低和传力不大的场合。

滚子从动件为减小摩擦磨损，在从动件端部安装一个滚轮，把从动件与凸轮之间的滑动摩擦变成滚动摩擦，因此摩擦磨损较小，可用来传递较大的动力，故这种形式的从动件应用很广。

平地从动件从动件与凸轮轮廓之间为线接触，接触处易形成油膜，润滑状况好。

此外，在不计摩擦时，凸轮对从动件的作用力始终垂直于从动件的平底，受力平稳，传动效率高，常用于高速场合。