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常用机构-人教版选修2-2教案一、知识点简介本节课主要介绍常用机构的概念、特点及应用。
二、教学目标1.了解常用机构的定义和分类方法。
2.掌握常用机构的特点及应用。
3.能够根据实际需求选择合适的机构。
三、教学重点1.常用机构的分类。
2.常用机构的特点和应用。
四、教学难点如何根据不同的应用场景选择合适的机构。
五、教学步骤1. 导入新课本节课将学习机构的概念、分类及应用。
2. 了解常用机构的定义和分类方法1.定义：机构是一种由动件、动件连接副和定件组成的构件系统，是为了完成特定的运动、力学功能而设计的。
2.分类：根据构件组成和连接方式的不同，常见的机构可以分为平面机构、空间机构和串联机构三类。
3. 掌握常用机构的特点及应用1.平面机构：由构成平面的动链接副和定链接副组成，主要特点是结构简单，轻便，适用于平面直线运动，常见的有曲柄摇杆机构、连杆机构、滑块机构等。
2.空间机构：由构成空间的动链接副和定链接副组成，主要特点是构造复杂，重量大，能够实现较复杂的运动轨迹和力传递，常见的有球式减速器、丝杠副等。
3.串联机构：由多个平面机构和空间机构组成的机构，通过串联或并联连接方式形成一个完整的机构系统，可以实现多种运动状态和力传递，常见的有平行四边形机构、三角形机构等。
4.应用：常用机构广泛应用于各种机械系统中，如汽车、船舶、机械手臂、机床等。
4. 锻炼能力通过设计机构，提高学生的机构设计能力。
六、教学实例设计一种将圆周运动转化为往复直线运动的机构。
1. 确定要素圆周运动要素：AB为定杆，O为圆心，C为转角杆，D为跟随杆，OE垂直于AB，所需完成的任务是将C点的圆周运动转化为D点的往复直线运动。
2. 设计思路由于C点的圆周运动需要通过连接件传递到D点，因此可以构造一个四杆机构，将AB、C、D三点连接起来，并用OE与其连接，完成圆周运动到往复直线运动的转化。
3. 设计过程1.使用AB、C、D三点构成一个四边形，连接各个端点，构造平行四边形机构。
《机械原理》课程学习指南说明：为配合学生《机械原理》课程的学习，根据机电工程学院本科《机械原理》课程教学大纲的要求，对本课程基本情况、性质、任务、教材和多媒体课件的处理、学习参考书、考核要求及各章节重点、难点等均在本学习指南中做出了较详细的说明。
同时针对各章的不同要求，配备了一定数量的自测练习题，学生通过自测检查可以发现自身学习中存在的问题，有的放矢地进行学习。
一、课程基本情况、性质、研究对象和任务总学时：56学时，课堂教学：50学时，实验教学：6学时。
先修课：大学物理、高等数学、机械制图、理论力学、材料力学、计算机应用基础等。
《机械原理》是高等工业院校机械类专业普遍开设的一门重要技术基础课，在整个教学计划中，以主干课程的角色，起着承上启下的作用，具有十分重要的地位。
本课程主要研究机械系统的运动学和动力学分析及机械系统方案设计基本理论，包括各种机构的结构分析、运动分析和受力分析问题，常用机构的设计问题，机器动力学问题和机械运动系统设计的问题。
它的主要任务是：1)通过本课程的学习，使学生掌握机构学和机器动力学的基本理论、基本知识和基本技能。
2)通过本课程的学习，使学生学会常用机构的分析和综合方法，培养学生的创新精神和机械系统运动方案创新设计的能力。
二、教材及多媒体课件说明1．教材：本课程教材选用由刘会英、杨志强、张明勤编著，机械工业出版社出版的新世纪高校机电工程规划教材《机械原理》。
本教材内容精炼、结构合理、理论性强，是“十一五”国家级规划教材。
由于计划学时有限，不可能在课堂上对教材所有内容一一进行详细讲解。
因此，学生应该抓住每章节的重点、难点，搞清分析问题、解决问题的基本思路，并注意寻找同类问题间的内存规律。
真正做到举一反三，将问题由“繁”变“易”，将课本由“厚”读“薄”。
2．多媒体课件：机械原理多媒体教学课件是本校机械基础学科组集体创作的，它综合了图、文、声、像、二维图形、三维动画等多种媒体手段，经科学、合理的重组、整合、加工，构筑了一种虚拟实际场景的教学氛围。
机械原理第二版课后答案第一章结构分析作业1.2 解：F = 3n－2PL－PH = 3×3－2×4－1= 0该机构不能运动，修改方案如下图：1.2 解：（a）F = 3n－2PL－PH = 3×4－2×5－1= 1 A点为复合铰链。
（b）F = 3n－2PL－PH = 3×5－2×6－2= 1B、E两点为局部自由度, F、C两点各有一处为虚约束。
（c）F = 3n－2PL－PH = 3×5－2×7－0= 1 FIJKLM为虚约束。
1.3 解：F = 3n－2PL－PH = 3×7－2×10－0= 11）以构件2为原动件，则结构由8－7、6－5、4－3三个Ⅱ级杆组组成，故机构为Ⅱ级机构(图a)。
2）以构件4为原动件，则结构由8－7、6－5、2－3三个Ⅱ级杆组组成，故机构为Ⅱ级机构(图b)。
3）以构件8为原动件，则结构由2－3－4－5一个Ⅲ级杆组和6－7一个Ⅱ级杆组组成，故机构为Ⅲ级机构(图c)。
(a) (b) (c)第二章 运动分析作业2.1 解：机构的瞬心如图所示。
2.2 解：取作机构位置mmmm l /5=μ图如下图所示。
1.求D 点的速度V D13P D V V =而 25241314==P P AE V V E D ，所以 s mm V V E D /14425241502524=⨯==2. 求ω1s rad l V AE E /25.11201501===ω3. 求ω2因 98382412141212==P P P P ωω ，所以s rad /46.0983825.1983812=⨯==ωω4. 求C 点的速度V Csmm C P V l C /2.10154446.0242=⨯⨯=⨯⨯=μω2.3 解：取作机构位置mmmm l /1=μ图如下图a 所示。
1. 求B2点的速度V B2V B2 =ω1×L AB =10×30= 300 mm/s 2.求B3点的速度V B3V B3 ＝ V B2 ＋ V B3B2 大小 ？ ω1×L AB ？ 方向 ⊥BC ⊥AB ∥BC取作速度多边mms mm v /10=μ形如下图b 所示，由图量得：mmpb 223= ，所以smm pb V v B /270102733=⨯=⨯=μ由图a 量得：BC=123 mm , 则mmBC l l BC 1231123=⨯=⨯=μ3. 求D 点和E 点的速度V D 、V E利用速度影像在速度多边形，过p 点作⊥CE ，过b 3点作⊥BE ，得到e 点；过e 点作⊥pb 3，得到d 点 , 由图量得：mmpd 15=，mmpe 17=，所以smm pd V v D /1501015=⨯=⨯=μ ，smm pe V v E /1701017=⨯=⨯=μ；smm b b V v B B /17010173223=⨯=⨯=μ4. 求ω3srad l V BC B /2.212327033===ω5. 求nB a 222212/30003010s mm l a ABn B =⨯=⨯=ω6. 求3B aa B3 ＝ a B3n ＋ a B3t ＝ a B2 ＋ aB3B2k ＋ aB3B2τ大小 ω32LBC ？ ω12LAB 2ω3VB3B2 ？ 方向 B →C ⊥BC B →A ⊥BC ∥BC 22233/5951232.2s mm l a BCn B =⨯=⨯=ω223323/11882702.222s mm V a B B k B B =⨯⨯=⨯=ω取作速度多边mms mm a 2/50=μ形如上图c 所示，由图量得：mmb 23'3=π ，mmb n 20'33=,所以233/11505023's mm b a a B =⨯=⨯=μπ2333/10005020's mm b n a at B =⨯=⨯=μ7. 求3α233/13.81231000s rad l a BC tB ===α8. 求D 点和E 点的加速度aD 、a E利用加速度影像在加速度多边形，作e b 3'π∆∽CBE ∆, 即BE eb CEeCBb 33''==ππ，得到e 点；过e 点作⊥3'b π，得到d 点 , 由图量得：mm e 16=π，mmd 13=π，所以2/6505013s mm d a a D =⨯=⨯=μπ ，2/8005016s mm e a a E =⨯=⨯=μπ 。
