第五节 机械效率
第二课时 测算滑轮组的机械效率
【教学任务分析】
教学目标 知识与技能 1.学会测算滑轮组机械效率的方法．
2.知道滑轮组的机械效率不总是一定的．
过程与方法 1.经历测算滑轮组机械效率的过程．
2.通过参与探究滑轮组机械效率的活动，学习拟定简单的科学探究计划和实验方案．
情感态度与价值观 通过探究活动，进行充分交流与合作，培养学生严谨求实的科学态度和团结协作的科学精神．
重点 学习测算滑轮组机械效率的方法．
难点 分析滑轮组的机械效率不总是一定的．
【教学环节安排】
环
节 教 学 问 题 设 计 教学活动设计
创设情境 生活中使用机械时，动力对机械所做的功总大于机械做的有用功，这说明使用机械做功时，存在着一个效率问题．机械的机械效率总是一定的吗？下面我们就用滑轮组来研究一下这个问题． 教师创设情景提出疑问，学生产生好奇心，具有了求知的欲望，教师借机引入新课．
自主学习
“自主学习”提纲见学案 教师出示导学提纲，并指导学生自主学习．
学生利用课前或课上5分钟左右的时间预习本节内容，并完成导学提纲．
知识点：测算滑轮组的机械效率
问题1：测算滑轮组机械效率的原理是什么？
小结：η=W有用/W总=Gh/Fs=G/nF
问题2：根据测算原理，实验需要测量哪些物理量？实验过程中需要用哪些测量工具测量这些物理量？ 教师提出问题，
学生讨论后回答，
教师强调各种形式．
教师提出问题，
合作共建
合作共建 小结：实验中需要测量的物理量是物重G、拉力F、自由端移动的距离s、重物移动的距离h，这些物理量分别用弹簧测力计和刻度尺测量．
问题3：在实验过程中应该注意哪些问题？
小结：测量时，要匀速拉动弹簧测力计．若不测量自由端移动的距离s和重物移动的距离h，也可观察滑轮组承担物重的绳子的段数n．
问题4：如何进行实验？
小结：学生测出右图中甲、乙、丙三个滑轮组的机械效率，并将测量数据记录在表格中（见课本）．教师巡视指导．
1-1至1-4解 机构运动简图如下图所示。
图 1.11 题1-1解图 图1.12 题1-2解图
图1.13 题1-3解图 图1.14 题1-4解图
题 2-3 见图 2.16 。
题 2-7
解 : 作图步骤如下 （见图 2.19 ） ：
（ 1 ）求 ， ；并确定比例尺 。
（ 2 ）作 ，顶角 ， 。
（ 3 ）作 的外接圆，则圆周上任一点都可能成为曲柄中心。
（ 4 ）作一水平线，于 相距 ，交圆周于 点。
（ 5 ）由图量得 ， 。解得 ：
曲柄长度：
连杆长度：
题 2-7图 2.19 3-1解
图 3.10 题3-1解图
如图 3.10所示，以O为圆心作圆并与导路相切，此即为偏距圆。过B点作偏距圆的下切线，此线为
凸轮与从动件在B点接触时，导路的方向线。推程运动角 如图所示。
3-2解
图 3.12 题3-2解图
如图 3.12所示，以O为圆心作圆并与导路相切，此即为偏距圆。过D点作偏距圆的下切线，此线为
凸轮与从动件在D点接触时，导路的方向线。凸轮与从动件在D点接触时的压力角 如图所示。
4-1解 分度圆直径
齿顶高
齿根高
顶 隙
中心距
齿顶圆直径 齿根圆直径
基圆直径
齿距
齿厚、齿槽宽
4-11解 因
螺旋角
端面模数
端面压力角
当量齿数
分度圆直径
齿顶圆直径
齿根圆直径
4-12解 （1）若采用标准直齿圆柱齿轮，则标准中心距应
说明采用标准直齿圆柱齿轮传动时，实际中心距大于标准中心距，齿轮传动有齿侧间隙，传动不 连续、传动精度低，产生振动和噪声。
授课题目： §6—4 用图解法设计凸轮轮廓
授课方式
（请打√）
理论课√讨论课□ 实验课□ 习题课□ 其他□ 课时
安排 2
教学大纲要求：平面凸轮轮廓曲线的设计方法，凸轮机构基本尺寸的确定。
教学目的、要求：掌握平面凸轮轮廓曲线的设计方法，凸轮机构基本尺寸的确定。
教学重点及难点：
重点：盘形凸轮机构凸轮轮廓曲线的设计
难点：凸轮廓线设计中所应用的“反转法”原理
作业、讨论题、思考题：
课后总结分析：
教 学内 容 备注
§6—4 用图解法设计凸轮轮廓
当运动规律选定以后，即可根据运动规律和其他的条件（凸轮转向、基圆半径等）进行凸轮的轮廓设计，凸轮轮廓的设计方法有图解法和解析法两种。
一体化实现，有利于数控加工，度快，易实现，可视化解析法：结果准确，速繁琐，精度低图解法：虽然形象，但CAMCAD/
一、凸轮轮廓设计的基本原理
反转法：在设计凸轮廓线时，可假设凸轮静止不动，而使推杆相对于凸轮作反转运动，同时又在其导轨内作预期运动，做出推杆在这种复合运动中的一系列位置，则其尖顶的轨迹就是所要求的凸轮廓线。(图轮廓线的设计的基本原理)
二、直动从动件盘形凸轮轮廓的设计
1、对心尖顶直动尖顶推杆盘形凸轮机构
试用反转法绘制一对心直动尖顶推杆盘形凸轮机构的凸轮轮廓曲线，已知凸轮的基圆半径为r0=15mm,凸轮以等角速度沿逆时针方向回转，推杆的运动规律如图。
步骤：
（1）绘制并等分位移线图fr,
（2）取与位移曲线相同的比例尺画基圆和从动件尖顶离轴心O最近时从动件的初始位置。
（3）等分基圆得推杆在反转运动中导轨占据的各个位置
（4）求推杆在复合运动中占据的位置 教
学内 容 备注
（5）连线
（6）校核凸轮机构的压力角：max，最大压力角可用诺谟图来确定，若不满足，增大基圆半径重新设计。
2、对心滚子直动从动件盘形凸轮机构
仍采用上述的已知条件，只是在从动件的顶部加上一个半径为rT的滚子。由于滚子中心是从动件上的一个固定点，该点的运动就是从动件的运动，因此可把滚子中心作为尖顶从动件的尖底，按设计尖底从动件凸轮轮廓的方法绘出凸轮轮廓曲线η，η称为凸轮的理论轮廓曲线。与滚子直接接触的凸轮轮廓才是实际轮廓，而理论轮廓与实际轮廓的法向距离恒为滚子半径。因此对心滚子直动从动件盘形凸轮机构的设计步骤为：
1 机械设计基础第五版复习提纲（杨可桢）
第一部分课程重点内容
网上找到的资料，然后改正了错误加注了页数
一．运动副的概念和分类P6—7；运动副图形符号P8；能画出和认识机构运动简图P8—10。平面机构自由度的计算公式P11；复合铰链、局部自由度及简单的虚约束P12—13；速度瞬心及三心定理P15-17
1. 所以构件都在相互平行的平面内运动的机构称为平面机构；
2. 两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接称为运动副。两构件通过面接触组成的运动副称为低副，平面机构中的低副有移动副和转动副。两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副；
3. 绘制平面机构运动简图；
4. 机构自由度F=3n-2Pl-Ph,原动件数小于机构自由度，机构不具有确定的相对运动；原动件数大于机构自由度，机构中最弱的构件必将损坏；机构自由度等于零的构件组合，它的各构件之间不可能产生相对运动；
5. 计算平面机构自由度的注意事项：（1）复合铰链（图1-13）（2）局部自由度：凸轮小滚子焊为一体（3）虚约束（4）两个构件构成多个平面高副，各接触点的公共法线彼此重合时只算一个高副，各接触点的公共法线彼此不重合时相当于两个高副或一个低副，而不是虚约束；
6. 自由度的计算步骤要全：1）指出复合铰链、虚约束和局部自由度2）指出活动构件、低副、高副3）计算自由度4）指出构件有没有确定的运动。
二．铰链四杆机构的三种基本形式及运动特征P21—28；四杆机构类型判定准则P29；急回特性 P29；压力角与传动角P30；死点位置P31；四杆机构的设计（按给定的连杆位置或行程速度变化系数设计四杆机构，给定两连杆架与给定点的运动轨迹设计四杆机构不考）P32—34。
1. 平面连杆机构是由若干构件用低副(转动副、移动副)连接组成的平面机构，又称平面低副机构；按所含移动副数目的不同，可分为：全转动副的铰链四杆机构、含一个移动副的四杆机构和含两个移动副的机构。
