《机械基础（少学时）第3版》 教案 曾德江 第7--16单元　凸轮机构---联轴器与离合器 .doc

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《机械基础》课程教学方案

教师：第11号

学习内容

第7单元凸轮机构

课时

知识目标

1.掌握凸轮机构的工作原理、分类及应用。

2.掌握凸轮机构从动件常用运动规律和运动特性。

3.掌握用图解法设计对心直动从动件盘形凸轮轮廓的方法。

能力目标

1.能分析与识别凸轮机构的工作原理、类型及应用。

2.能简单分析凸轮机构的运动规律和运动特性

素质目标

1.培养工程思维和创新意识。

2.养成独立思考与探索实践的精神。

教学对象

授课班级为大一机械类或近机械类专业学生，已完成了机械制图、金工实习等前修课程。

教学环境

智慧一体化课室

教学方法

讲授法、案例教学法、头脑风暴法、讲练结合法、引导文法、仿真法

教学过程

教学活动设计

时间安排

案

例

导

入

1.案例导入：

以自动车床中的转塔式自动换刀装置为载体，通过动画的演示引出凸轮机构的运动特点和应用范围。

运动特点：将主动件的连续转动→从动件的往复移动或摆动→使从动件获得预先给定的运动规律。应用范围：广泛用于自动化和半自动化机械中。

知

识

准

备

1

7.1凸轮机构的特点、应用和分类

1.凸轮机构认知；从动件运动规律的选择

（1）借助凸轮机构的各种工程案例分析：凸轮机构的组成、工作原理、类型、特点及应用。

凸轮机构应用实例

结论：1）凸轮机构的工作原理：借助凸轮的轮廓实现从动件预期的运动规律。

2）凸轮机构常用于将主动件的连续转动转变为从动件的往复移动或摆动，能使从动件获得预先给定的运动规律，因而广泛用于自动化和半自动化机械中。

2.凸轮机构的运动过程

借助动画演示了解凸轮机构的运动过程，凸轮转过一周，从动件经历推程、远休止、回程、近休止四个运动阶段，是典型的升—停—回—停的双停歇循环，从动件也可以是一次停歇或没有停歇的循环

教学过程

教学活动设计

时间安排

知

识

准

备

2

7.2凸轮机构的运动过程及从动件常用的运动规律

1.常用的运动规律有等速运动、等加速等加速运动规律；

2.熟练绘制从动件常用运动规律的位移线图？

等速运动规律等加速等减速运动规律

项

目

训

练

1

【项目1】如图2所示凸轮机构运动简图，凸轮的实际轮廓线为一圆，其圆心为A点，半径R=40mm，LOA=25mm。试确定凸轮的基圆半径和从动件的行程。

图1图2

拓

展

知

识

1

7.3凸轮轮廓曲线的设计

1.借助仿真软件演示反转法原理

凸轮轮廓线设计的反转法原理图解法设计尖顶对心直动从动件盘形凸轮轮廓

（2.对心直动从动件盘形凸轮轮廓设计

1）借助案例11-1采取演示法和仿真法同时使用，进行教学，是学生在讲授、演示的过程完成用图解法设计凸轮轮廓。

2）图解法设计对心直动从动件盘形凸轮机构的轮廓步骤

3）图解法设计凸轮机构的易出现问题

=1\*GB3①绘制的位移线图不正确，没有按给定的运动规律绘制；

=2\*GB3②位移线图的长度比例尺和角度比例尺选择错误；

=3\*GB3③、位移线图的长度比例尺与凸轮轮廓长度比例尺不相等；

=4\*GB3④绘制的凸轮轮廓为按规定要求标注。

4）工作轮廓的设计

=1\*GB3①引出凸轮的理论轮廓和工作轮廓的概念区别

=2\*GB3②工作轮廓的设计：

凸轮工作轮廓的作法是：以理论轮廓为基础，作从动件末端形状的曲线族，再作与曲线族中所有曲线相切的包络线，此包络线便是凸轮的实际轮廓线。

5）凸轮工作轮廓的校核

=1\*GB3①凸轮轮廓的校核主要从凸轮机构的压力角、运动失真两个方面考虑

=2\*GB3②防止凸轮机构运动失真的条件：凸轮的理论轮廓的最小曲率半径大于滚子的半径。

教学过程

教学活动设计

时间安排

项

目

训

练

1

项目1：能够分析识别凸轮机构在机械传动系统中的应用。综合案例——专用车床的凸轮控制机构

项目2：如左图所示机构由那些典型机构组成？若曲柄匀速旋转，凸轮将作什么运动？用箭头标出图示位置时从动杆的运动方向，画出图示位置凸轮的压力角。

拓

展

知

识

2

7.4凸轮工作轮廓的校核

1.凸轮机构的压力角

1）凸轮机构压力角的概念：凸轮轮廓上，从动件的运动速度方向与其受凸轮作用力方向所夹的锐角，称为凸轮机构的压力角，用α表示。

2）压力角