机械基础机构运动副与平面机构教案
教案 机械设计基础(第四版)韩玉成 (1)[4页]
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授课方案辽宁机电职业技术学院教案用纸No 1 授课内容导入新课1.分析机器的特征2.机构的组成3.平面机构的运动简图一、分析机器的特征1.机器和机构相同的特征（1）都是一种人为的实体构件的组合；（2）各实体构件之间具有确定的相对运动；2.机器和机构不同的特征（1）机器能实现能量转换或完成有用的机械功进行信息处理、影像处理。
（2）机构起着运动的传递和运动形式的转换作用。
3.机器的组成原动机部分+执行部分+传动部分+控制系统+辅助系统构件机构运动的最小单元。
零件机械制造中不可拆的最小单元。
一个构件可以只由一个零件组成，也可由多个零件组成。
零件按作用分为通用零件是各种机器中经常使用的零件，如螺栓、齿轮、轴承、弹簧、皮带等；专用零件只在一些特定的机器中使用的零件，如曲轴、阀、活塞、叶片、飞轮等。
二、机构的组成（一）.运动副1.运动副的概念运动副是两构件之间直接接触并能产生一定相对运动的联接。
2.平面运动副的分类（按两构件接触性质不同）转动副低副（按两构件形成面与面接触的特点）分为分类移动副高副（按两构件形成点或线接触的特点）转动副移动副机器与机构的区别关键是机器有能量转换，做有用功，机构不作功。
信息处理、影像处理是光机电一体化机械设备。
相关的英文单词mechanism机构machine机器machinery机械link构件part零件a kinematic pair运动副lower pair低副简写为P Lturning pair转动副sliding pair移动副higher pair高副简写为P Hthe coupler 连杆the frame 机架a link connectedwith the frame连架杆skeleton diagrams 机构运动简图辽宁机电职业技术学院教案用纸No 2 授课内容凸轮副齿轮副（二）构件的分类（按运动性质不同）机架只能有一个。
分类原动件一个或多个。
从动件多个。
机械学基础电子教案-第01章
33
四. 按照传动特性设计 2. 曲柄滑块机构的传动特性 B b C φ0 S C` φ
-α B`
0
+α
α a α0 A D
S=f(α)
d
位移s与转角α的关系公式:
2 2 a cos α 0 − d a cos α − d s = a (sin α − sin α 0 ) + b 1 − 1 − − b b
34Leabharlann 传动比i公式:i=
dα 1 = . ds a
cos α −
1 (a cos α − d )sin α a cos α − d b 1− b
2
位移x与转角α的关系公式:
x = (sin α − sin α 0 ) + λ2 − (cos α 0 − ε ) − λ2 − (cos α − ε )
2
2
相对传动比ia公式:
ia = dα = dx cos α − 1 (cos α − ε )sin α
λ2 − (cos α − ε )2
相对传动比ia公式与i关系:
ia= a ⋅ i
35
（1） 曲柄滑块机构相对传动比曲线 ia
αg
ε=1 λ=2 B
C A
α0
-90º 0º
+90º
α
α
α
α
C
s
A
40
（习题1-4）：四杆机构如图所示，已知l1=150mm， l2=120mm， l3=180mm， l4=200mm。试问属哪种机构？
41
（习题1-5）：设计一脚踏轧棉机的曲柄摇杆机构。要求踏板CD在 水平位置上下各摆10°，且lCD=500mm， lAD=1000mm，试用图 解法求曲柄AB和连杆BC的长度，如图所示。
机械原理教案 平面连杆机构及其设计
第八章平面连杆机构及其设计§8-1、连杆机构及其传动特点1、连杆机构及其组成。
本章主要介绍平面连杆机构（所有构件均在同一平面或在相互平行的平面内运动的机构）组成：由若干个‘杆’件通过低副连接而组成的机构。
又称为低副机构。
2、平面连杆机构的特点（首先让学生思考在实际生活中见到过哪些连杆机构：钳子、缝纫机、挖掘机、公共汽车门）1）运动副为面接触，压强小，承载能力大，耐冲击，易润滑，磨损小，寿命长；。
2）运动副元素简单（多为平面或圆柱面），制造比较容易；3）运动副元素靠本身的几何封闭来保证构件运动，具有运动可逆性，结构简单,工作可靠；4）可以实现多种运动规律和特定轨迹要求；（连架杆之间）匀速、不匀速主动件（匀速转动）→→→→→从动件连续、不连续（转动、移动）某种函数关系引导点实现某种轨迹曲线导引从动件（连杆导引功能）→→→→→引导刚体实现平面或空间系列位置5）还可以实现增力、扩大行程、锁紧。
连杆机构的缺点：1）由于连杆机构运动副之间有间隙，且运动必须经过中间构件进行传递，因而当使用长运动链（构件数较多）时，易产生较大的误差积累，同时也使机械效率降低。
2）连杆机构所产生的惯性力难于平衡，因而会增加机构的动载荷，所以连杆机构不宜用于高速运动。
3）难以精确地满足很复杂地运动规律（受杆数限制）4）综合方法较难，过程繁复；平面四杆机构的应用广泛，而且常是多杆机构的基础，本章重点讨论平面四杆机构的有关基本知识和设计问题。
§8-2、平面四杆机构的基本类型和应用（利用多媒体中的图形演示说明）1．铰链四杆机构的基本类型1）、曲柄摇杆机构曲柄：与机架相联并且作整周转动的构件；摇杆：与机架相联并且作往复摆动的构件；（还可以举例：破碎机、自行车（人骑上之后）等）2）、双曲柄机构铰链四杆机构的两连架杆均能作整周转动的机构。
还可以补充：平行四边形机构的丁子尺、工作台灯机构；火车驱动机构、摄影平台、播种料斗机构、关门机构等。
机械设计基础-平面机构分析
平面机构分析
图2-10 闭式运动链及开式运动链
平面机构分析
4.一般机构中的构件的分类 一般机构中的构件可分为三类: (1)固定件(机架):用来支 承活动构件的构件。例如图1-1中的气缸体就是固定件, 用以支承活塞和曲轴等。在研究机构中活动构件的运动 时,常以固定件作为参考坐标系。 (2)原动件:运动规律已知的活动构件,它的运动规律是由 外界给定的。比如内燃机 中的活塞就是原动件。
平面机构分析
这样,该机构共有活动构件数n=5,低副数pL =7(其中滑块 5与机架构成移 动副,其余均为回转副),高副数pH =0。所以, 由式(2-1)得该机构自由度为
平面机构分析
图2-17 钢板剪切机构及其复合铰链
平面机构分析
2.局部自由度 机构中某些构件所具有的自由度仅与其自身的局部运动 有关,并不影响其他构件的运 动。计算自由度时,应除去局部 自由度,即设想把滚子与安装滚子的构件固结在一起视为 一 个构件。
平面机构分析 对于图2-16所示的构件组合,其自由度为
平面机构分析
三、 计算平面机构自由度时应注意的一些问题 1.复合铰链 复合铰链是由两个以上的构件通过回转副并联在一起所
构成的铰链。图2-17(a)为一 钢板剪切机的机构运动简图,B 处是由2、3和4三个构件通过两个轴线相重合的回转副并 联 在一起的复合铰链,其具体结构如图2-17(b)所示。因此,在统 计回转副数目时应根据 运动副的定义按两个回转副计算。 同理,当用 K 个构件组成复合铰链时,其回转副数应为 (K-1) 个。
平面机构分析
图2-1 平面机构
平面机构分析
任务实施 一、 平面机构的组成
平面机构是所有构件都在同一平面或相互平行的平面内 运动的机构。机构中的构件只 有通过一定的方式相互联接 起来,并且满足一定的条件才能传递确定的运动和动力,如图 2-1所示。
《机械基础》课程教学大纲
《机械基础》课程教学大纲（电气设备安装专业72课时）一、课程的性质和任务《机械基础》是电气设备安装专业的一门专业课程，本课程的教学任务是：1、使学生具备高素质劳动者中和中、初级专门人才所必须的常用机构、机械零件和公差与技术测量的基本知识及基本技能。
2、为学生学习后续专业课程，提高机电方面知识学习能力，进而提高全面素质打下一定的基础，具备一定的机械方面的实践动手能力。
二、课程教学目标通过本课程的学习，使学生树立良好的科学道德观念，运用辨证唯物主义方法认识世界，培养学生综合运用知识分析问题、解决问题的能力，提高机械方面专业基础知识的认识水平，掌握一些典型的机械原理和机械结构，学习基本的机械设计概论。
通过本课程的学习，培养学生的自学能力和获取机械方面新知识、新技术的能力，在毕业后具备较强的实践能力、创新能力和创业能力。
本课程教学应在知识和能力方面达到以下目标：1、知识方面（1）对理论性知识方面有一定的了解，懂得机械设计概论和公差测量方面的基础知识。
（2）掌握平面机构、凸轮机构和间歇运动机构的基本工作原理、类型和它们的特点，了解联接中常见的结构。
（3）掌握带传动、齿轮传动的结构特点和他们中的一些计算方法，要学会设计简单的传动结构。
（4）对轴系方面的知识要有一定的了解，其中包括轴、轴承和联轴器及离合器等。
2、能力方面（1）熟练掌握好机械设计方面的基本知识，懂得运用知识去解决实际中的机械方面问题，能运用公差和测量方面的知识，掌握其中公差、粗糙度及测量等方面的计算。
（2）掌握平面机构、凸轮机构及间歇运动机构的设计方法，能够按给定的要求进行机械结构系统的简单设计。
（3）能运用所学知识进行带传动、齿轮传动等传动结构的原始数据设计和对系统的安装和维护，了解轴、轴承部件的组合设计，懂得计算设计轴承部件中所需要注意的疲劳强度计算和轴系刚度调整措施，最后还需要懂得对轴系的维护和修理。
三、教学内容和要求基本模块第一章机械设计概论１、内容：（1）本课程研究的对象和内容（2）机械设计的基本要求和一般步骤２、要求：了解机械设计的一般步骤，掌握有关的基本概念，了解零件的常用材料。
机械运动复习教案：熟悉运动副的常用分类和特点
机械运动复习教案：熟悉运动副的常用分类和特点一、引言机械运动是现代机械工程的基础，通过机械运动可以完成各种机械设备的操作和工作。
机械运动副则是机械运动的基本构造单元，是指在机械系统中根据一定规律变化的相对两个零件之间的运动。
要想深入了解机械运动，就必须对机械运动副的分类和特点有所了解。
二、机械运动副的分类1. 平面副：也称为平动副，是指两个运动副之间的运动是沿着平面进行的。
例如，推力滑块机构、平面四杆机构等等。
2. 圆柱副：也称为旋转副，是指两个运动副之间的运动是沿着圆周进行的。
例如，平面摆线机构、齿轮传动机构等等。
3. 球面副：也称为全向副，是指两个运动副之间的运动是沿着球面进行的。
例如，万向节机构、球面四杆机构等等。
4. 摆线副：也称为万向副，是指两个运动副之间的运动是沿着摆线进行的。
例如，行星摆线传动机构、正弦摆线传动机构等等。
5. 蜗轮副：也称为螺旋副，是指两个运动副之间的运动是沿着蜗杆和蜗轮进行的。
例如，蜗轮蜗杆传动机构、蜗杆导杆机构等等。
三、机械运动副的特点1. 运动副中的两个零件，一个是动件，一个是定件。
2. 运动副中，动件和定件必须有至少一点相对连接。
3. 运动副构成之前，需要进行设计，以确保运动副的正确性和合理性。
4. 运动副的设计和制造时，需要考虑到机械工程的相关知识，包括机械力学、材料力学、热力学和机械加工技术等等。
5. 运动副的性能和使用寿命，直接决定了整个机械系统的可靠性和效率。
四、结论机械运动副是机械运动的基本构造单元，不同的运动副有不同的特点和用途。
在设计和制造机械设备时，需要根据具体的机械工艺要求和使用情况，选择合适的运动副，以确保机械设备的高效稳定运行。
了解机械运动副的分类和特点，是机械工程专业人员必备的专业知识。
5-1运动副与平面机构
5.1运动副与平面机构【教材版本】教材版本信息：高等教育出版社主编：李世维顾淑群出版时间：202103第1版【教学目标与要求】一、知识目标1.了解运动副及分类；2.了解平面运动副的结构和符；二、能力目的1.能辨认平面机构的运动简图；2.初步具有分析机构运动简图的能力。
三、素质目标能够正确辨别出各种运动副四、教学要求1.掌握运动副的概念和分类；2.熟悉高低副的运动特点；【教学重点】运动副的类型、特点、应用【难点分析】绘制平面机构运动简图。
【教学方法】讲授为主，配合教具课件演示，最后归纳总结。
【学生分析】从机械零件的静止运动转变到常用机构的教学内容，是一个由静向动的变化过程，要从运动的角度出发来启发学生学习本章的内容就比较容易。
同时要从具体的构件抽象出简图来研究运动特点，这也是要改变学生思路的方式。
在讲课时，一定要把这些特点先告诉学生，以便更快地适应新的教学内容。
【教学资源】1.机械基础网络课程。
北京：高等教育出版社，2006。
2.吴联兴主编，机械基础练习册。
北京：高等教育出版社，2006。
3.PPT、视频资料、动画资源【教学安排】1学时五、教学内容一）运动副构件与构件之间既保持直接接触和制约，又保持确定的相对运动的可动连接称为运动副。
运动副分为平面运动副和空间运动副。
两构件在同一平面内所组成的运动副称为平面运动副。
平面运动副包括低副和高副。
1.低副构件之间通过面接触所形成的运动副称为低副，常见的平面低副有转动副和移动副。
低副的接触面一般为平面，承载时压强较小，容易制造和维修，承载能力大，但低副磨损较大，传动效率较低，不能传递较复杂的运动。
（1）转动副（或称为铰链）是指组成运动副的两构件在接触处仅做相对转动的运动副。
转动副通常由圆柱面与圆柱孔组成。
例如，内燃机的活塞与连杆属于转动副。
转动副表示方法是：圆圈表示转动副，直线表示构件，带斜线部分表示固定构件（或机架），三角形通常表示原动件。
图5-8转动副表示方法（2）移动副是指组成运动副的两构件在接触处仅做相对移动的运动副。
机械基础 第三版 教案 模块四 机械常用结构
机构的急回特性。
行程速比系数K表明急回运动的相对程度。
2.传力特性2.1压力角：作用于从动件上的力与其作用点C的绝对速度方向之间所夹的锐角，称为压力角。
压力角的余角称为传动角。
四杆机构体现了机构在运动中的配合关系，改变不同长度，可以实现不同状态的运动，引出学生要有配合，灵活的思想等速运动是从动件上升或下降的速度为一常数的运动规律。
2)等加速等减速运动规律从动件在推程(或回程)的前半段行程作等加速运动，后半段行程作等减速运动。
4.凸轮机构的传力特性凸轮机构的型线导致从动件运动规律的不同，可以引出不同的思路可以创造不同结知识点五螺旋机构一、螺纹的基本知识1根据压型分类2螺纹根据牙型可分三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹等，其中三角形螺纹主要用于零件间连接，矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹主要用于传递动力和运动。
3.按螺旋方向分类根据螺旋线绕行方向的不同，螺纹可分为右旋螺纹和左旋螺纹4.按形成螺纹线数分类螺纹有单线和多线之分，沿一条螺旋线形成的螺纹为单线螺纹，沿多条螺旋线形成的螺旋为多线螺纹，多线螺纹中，以双线螺旋较为常用5.按螺旋线形成的表面分类在圆柱体外表面上形成的螺纹称为外螺纹，在圆柱内表面形成的螺纹称为内螺纹6.螺纹的参数内、外螺纹总是成对使用的，只有当内、外螺纹的牙型、公称直径、螺距、线数和旋向五个要素完全一致时，才能正常地旋合。
二、螺旋机构的基本知识1.分类：传力螺旋、传动螺旋、调整螺旋2.螺旋机构的特点(1)当螺杆转过一周时，螺母只移动一个导程，而导程可以做得很小。
故螺旋机构可以得到很大的减速比。
(2)由于减速比大，当在主动件上施加一个不大的扭矩时，在从动件上可获得一个很大的推力，即螺旋机构具有很大的机械利益。
(3)选择合适的螺旋升角可以使螺旋机构具有自锁性。
(4)结构简单、传动平稳、无噪声等。
(5)滑动螺旋的效率较低，特别是自锁螺旋的效率都低于50%。
3.螺旋机构的运动形式4.滚动螺旋机构。
机械基础机构运动副与平面机构教案
机械基础机构运动副与平面机构教案一、教学目标1. 理解运动副的概念及其在机械系统中的作用。
2. 掌握平面机构的组成及其分类。
3. 能够分析并绘制平面机构的运动简图。
4. 学会运用运动副和平面机构的知识解决实际问题。
二、教学内容1. 运动副的定义及分类定义：运动副是连接两个或多个运动构件的组成部分，使它们能够相对运动。
分类：转动副、滑动副、滚动副、螺旋副等。
2. 平面机构的组成及分类组成：构件、运动副、约束。
分类：固定副、移动副、转动副、螺旋副、齿轮副等。
3. 平面机构的自由度及分析方法自由度：机构中独立运动的自由度数目。
分析方法：利用矩阵方法或图解法分析机构的自由度。
4. 平面机构的运动简图运动简图：用图形表示机构运动过程的图示。
绘制方法：根据机构构件和运动副的连接关系，绘制运动简图。
5. 平面机构的动力分析及应用动力分析：分析机构在受力作用下的运动情况。
应用：利用平面机构设计机械装置，如传动装置、制动装置等。
三、教学方法1. 讲授法：讲解运动副的定义、分类和平面机构的组成、分类。
2. 演示法：通过实物模型或动画演示平面机构的运动过程。
3. 练习法：让学生绘制简单平面机构的运动简图，分析其自由度。
4. 案例分析法：分析实际机械装置中的平面机构，引导学生运用所学知识解决实际问题。
四、教学准备1. 教材：机械基础教材及相关参考书。
2. 教具：平面机构模型、动画演示软件。
3. 课件：制作相关教学课件，包括图片、图表、动画等。
五、教学评价1. 课堂问答：检查学生对运动副和平面机构的基本概念的理解。
2. 练习题：布置练习题，让学生绘制运动简图和分析自由度。
4. 期末考试：设置有关运动副和平面机构的题目，测试学生对该部分知识的掌握程度。
六、教学内容6. 平面机构的传动原理及类型传动原理：通过运动副的连接，实现力的传递和运动的转换。
类型：齿轮传动、蜗轮传动、皮带传动、链条传动等。
7. 平面机构的运动分析速度分析：研究机构运动的速度变化规律。
机械基础教案-常用机构
教师授课教案2016下-2017上学年一学期课程机械基础教学内容旧知复习：1.机器与机构的关系。
2.构件与零件的关系。
3.运动副的概念及分类。
讲授新课：项目一常用机构任务1 平面四杆机构一、平面四杆机构的结构平面连杆机构是由多个构件在同一平面或相互平行的平面内组合而成的。
平面连杆机构的运动特点是将主动杆件的连续匀速转动转换成从动杆件的变速移动、移动或摆动。
4个杆件经过4个铰链（即转动副）连接而成，称为铰链四杆机构。
1.曲柄摇杆机构如果铰链四杆机构中的两连架杆中有一个为曲柄，另一个为摇杆，则该机构称为曲柄摇杆机构。
图示为物料搅拌机，当曲柄1整周转动时，摇杆2做往复摆动，利用连杆3上的E点以实现物料搅拌的要求。
物料搅拌机课堂思考图1-7所示为缝纫机的踏板机构，结合生活实际，找找主动件和从动件。
课堂小结：教师授课教案2016下-2017上学年一学期课程机械基础双曲柄机构如果铰链四杆机构中的两连架杆都是能做整周转动的曲柄，则该机构称为双曲柄机构。
1 两曲柄不等如图1-8所示的惯性筛，ABCD 为双曲柄机构。
曲柄AB 和曲柄CD 的长度不相等，当主动曲柄AB 作等速转动时，从动曲柄CD 作变速转动，再通过连杆BC 和连杆CE 带动滑块E （筛）做水平往复移动。
这里的机构是由双曲柄机构添加了一个连杆和滑块所组成。
2、 两曲柄相等，同向转动双曲柄机构中，当两曲柄长度相等，连杆与机架的长度也相等时，称为平行双曲柄机构（平行四边形机构）。
如图所示的机车车轮联动机构中的ABCD 就是一个平行双曲柄机构，主动曲柄AB 与从动曲柄CD 做同速同向运动，连杆BC 则做平移运动。
在平行双曲柄机构的运动过程中，主动曲柄AB 转动一周，从动曲柄CD 将会出现两次与连杆BC 共线位置（C1和C2），这样会造成从动曲柄运动的不确定现象（即CD 可能顺时针转，也可能逆时针转）。
为避免这一现象。
可用增设辅助机构（如曲柄EF ）或将若干组相同机构错列等方法来解决。
机械设计基础
机构运动简图中一般包括： （1）构件数目；
（2）运动副的数目；
（3）构件之间的连接关系； （4）与运动变换相关的构件尺寸参数； （5）主动件及运动特性。
齿轮副 凸轮副
移动副 转动副
机构运动简图的绘制步骤：
1、找出组成机构的各构件 2、选择视图平面 3、绘制机构简图
四、机构自由度的计算
1.机构自由度：
F = 3n - 2Pl - Ph
2.平面机构具有确定运动的条件：机构原动件个数应等 于机构的自由度数目，即W=F=3n-2Pl-Ph
五、计算自由度时应注意的几种情况
（2）恰当地选择投影面。选择时应以能简单、清楚 地把机构的运动情况表示出来为原则。一般选取与构 件运动平面相平行的平面作为投影面。 （3）把原动件固定在某一位置，选取适当的比例尺。
（4）用规定的符号画出运动副，并用简单的线条或 图形联接，标出构件号数及运动副的代号字母，以及 原动件的转向箭头，并且注明绘图时的尺寸比例尺或 在图纸上列表说明各构件的运动特征尺寸，即得机构 运动简图。
例 3.3 计算大筛机构自由度, 判断机构是 否具有确定相对运动。
4 B A 8 1 D E C 5 7 3 E′ F O 2 6 G
解 ：C处为复合铰链； E和E′其中之一为虚约束； F处滚子为局部自由度。机构的可动构件数n=7, 低副 数Pl＝9, 高副数Ph=1。
F＝3n－2Pl－Ph ＝3×7－2×9－1＝2
O1
N
O3
A 2 1 O1 4 N
M
机械基础教案(全国中等职业技术学校机械类通用教材)
课时授课计划课时授课计划（第1页）时授课计划（第2页）课时授课计划（第3页）课时授课计划课时授课计划（第1页）讲授内容和过程方法与指导 §1－1 带传动的组成、原理和类型一、带传动的组成与原理 1、带传动的组成（1）—带轮（主动轮） （2）—带轮（从动轮） （3）—挠性带摩擦型带传动 啮合型带传动1—带轮（主动轮） 2—带轮（从动轮） 3—挠性带 2、带传动的工作原理以张紧在至少两轮上的带作为中间挠性件，靠带与带轮接触面间产生的摩擦力（啮合力）来传递运动和（或）动力。
3、带传动的传动比i机构的传动比——机构中瞬时输入速度与输出速度的比值。
带传动的传动比就是主动轮转速n 1与从动轮转速n 2之比：二、带传动的类型带传动 ：摩擦型带传动、 啮合型带传动1122n i n时授课计划（第2页）讲授内容和过程方法与指导三、带传动的特点与其它传动形式相比较，带传动具有以下特点：(1)由于传动带具有良好的弹性，所以能缓和冲击、吸收振动，传动平稳，无噪声。
但因带传动存在滑动现象，所以不能保证恒定的传动比。
(2)传动带与带轮是通过摩擦力传递运动和动力的。
因此过载时，传动带在轮缘上会打滑，从而可以避免其它零件的损坏，起到安全保护的作用。
但传动效率较低，带的使用寿命短；轴、轴承承受的压力较大。
(3)适宜用在两轴中心距较大的场合，但外廓尺寸较大。
⑷结构简单，制造、安装、维护方便，成本低。
但不适用于高温、有易燃易爆物质的场合。
四、带传动的维护为了延长使用寿命，保证正常运转，须掌握正确的使用与维护。
1．带传动在安装时，必须使两带轮轴线平行，轮槽对正，否则会加剧磨损。
安装时应缩小中心距后套上，然后调整。
2．严防与矿物油、酸、碱等腐蚀性介质接触，也不宜在阳光下曝晒。
3．为保证安全，带传动应加防护罩。
课时授课计划课时授课计划（第1页）讲授内容和过程 方法与指导 §1－2 V 带传动一、V 带及带轮V 带传动——由一条或数条V 带和V 带带轮组成的摩擦传动。
机械基础机构运动副与平面机构教案
机械基础机构运动副与平面机构教案一、教学目标1. 理解运动副的概念及其在机械中的作用。
2. 掌握平面机构的分类及其特点。
3. 学会分析平面机构的自由度。
4. 能够运用运动副和平面机构的知识解决实际问题。
二、教学内容1. 运动副的定义及其分类2. 运动副在机械中的作用3. 平面机构的分类及其特点4. 平面机构的自由度分析5. 运动副和平面机构在实际中的应用三、教学重点与难点1. 教学重点：运动副的概念、分类及其作用；平面机构的分类、特点和自由度分析。
2. 教学难点：运动副的配合原理；平面机构的自由度计算。
四、教学方法1. 采用讲授法，讲解运动副和平面机构的基本概念、原理和应用。
2. 利用多媒体演示，直观展示运动副和平面机构的运动过程。
3. 案例分析，让学生通过实际案例理解运动副和平面机构在机械中的作用。
4. 课堂讨论，引导学生主动思考、提问和解决问题。
五、教学过程1. 引入：讲解运动副的概念，引导学生了解运动副在机械中的重要性。
2. 讲解：详细介绍运动副的分类、作用以及配合原理。
3. 过渡：引出平面机构的概念，让学生了解平面机构与运动副的关系。
4. 讲解：讲解平面机构的分类、特点及其在机械中的应用。
5. 重点：详细讲解平面机构的自由度分析方法，引导学生掌握自由度计算。
6. 案例分析：分析实际案例，让学生运用运动副和平面机构的知识解决问题。
7. 课堂讨论：引导学生主动思考、提问和解决问题。
8. 总结：对本节课的内容进行总结，强调运动副和平面机构的重要性。
9. 作业布置：布置相关练习题，巩固所学知识。
10. 课后反思：教师对本节课的教学效果进行反思，为下一步教学做好准备。
六、教学评估1. 课堂提问：通过提问了解学生对运动副和平面机构概念的理解程度。
2. 练习题：布置针对性的练习题，检查学生对运动副配合原理和平面机构自由度计算的掌握情况。
3. 案例分析报告：评估学生在案例分析中的表现，了解其运用运动副和平面机构知识解决实际问题的能力。
运动副及平面机构
3、虚约束
定义：重复出现的，对机构运动不起独立限制作 用的约束，是构件几何尺寸满足某些特殊要求的 产物。
应除去虚约束，即 A
将产生虚约束的构件
MN及运动副不计。 O1
n = 3, Pl =4, Ph =0
F = 3×3 - 2×4 – 0 =1
A
1 O1 4
M
B
N M
◆计算中应将对称部分除去不计。
F＝33－23 －2＝1（）
（5）若两构件在多处相接触构成平面高副，且各接 触点处的公法线重合,则只能算一个平面高副。若公法 线方向不重合，将提供各2个约束。
有一处为虚约束
此两种情况没有虚约束
结论：
采用虚约束是为了改善构件的受力情况； 增加构件的刚性；传递较大功率；或满足某种 特殊需要，在结构设计中被广泛使用。
F＝33-2 4=1
F= 原动件 1 数目
机构有 确定运动
F＝33-2 4 =1
F＜ 原动 2 件数目
机构运 动不确定
§2－3 平面机构的自由度
F＝ 342 5 =2 1
F＞ 原动件 数目
机构运 动不确定
F＝0
F＝ 322 3 =0
0
机构为 桁架结构，
不能运动
例1：试计算图示牛头刨床机构的自由度，并确定 其原动件数目。
F=3n-(2PL+PH) =37-210=1
2、局部自由度
定义：不影响其它构件相对运动 的自由度，只与局部运动有关。
F＝32－22－1＝1（） F＝33－23－1＝2（）
在计算机构自由度 时，可预先排除。
局部自由度经常发生的场合： 滑动摩擦变为滚动摩擦时添加的滚子；轴承中
机械基础电子教案——构件、运动副与平面机构
机械基础电子教案6.1 构件、运动副与平面机构【课程名称】构件、运动副与平面机构【教学目标与要求】一．知识目标了解运动副类型、构件和运动简图。
二．能力目的1．能够判断低副和高副的不同，区分构件和零件。
2．能读懂机构运动简图。
三．素质目标了解运动副的作用，读懂机构运动简图，了解机构的传动过程。
四．教学要求熟悉低副和高副的结构，了解构件和零件的不同，能读懂机构运动简图。
【教学重点】低副和高副的结构特点，机构运动简图。
【难点分析】机构运动简图的表示法。
【教学方法】讲授为主，配合教具课件演示，最后归纳总结。
【学生分析】从机械零件的静止运动转变到常用机构的教学内容，是一个由静向动的变化过程，要从运动的角度出发来启发学生学习本章的内容就比较容易。
同时要从具体的构件抽象出简图来研究运动特点，这也是要改变学生思路的方式。
在讲课时，一定要把这些特点先告诉学生，以便更快地适应新的教学内容。
【教学安排】2学时（90分钟）【教学过程】一．开始常用机构一章的学习，机构的特点是运动的，所以要从运动的角度出发来研究和分析机构，这样就比较容易理解掌握。
要习惯于机构简图的表示内涵及它表示的构件运动特点。
如书中图6－9、10所示。
机构的种类很多，本书只介绍平面连杆机构，凸轮机构和间歇运动机构，其共同特点是将主动件连续的匀速转动通过机构转化成断续或不均运的各种运动型式，以满足实际工作场合的需求。
二．新课讲授1．首先要和学生共同回忆机构的定义，即构件的组合与构件之间具有相对的运动，如果没有相对的运动，就不成机构。
接着要讲明连杆的含义，即长度与横截面之比值较大才成为杆，杆之间用运动副（如销轴或滑道）连接。
然后再介绍何为平面，即四个杆件的运动都在一个平面内或者在相互平行的平面内才称之为平面连杆机构。
开始讲授时，一定要把基本概念阐述严密完整。
高低运动副的区别在于是面或是点线接触，多举例说明，如板擦与黑板之间是面接触，而粉笔与黑板是点接触；滚动轴承是点线接触的高副连接，滑动轴承的曲面接触的低副连接。
机械基础教案(职高)
章节名称TOPIC 1平面机构运动副和运动简图授课形式讲授课时1班级中专0101 教学目的掌握常用的运动副类型教学重点低副和高副教学难点辅助手段课外作业课后体会一、运动副使两物体直接接触而又能产生一定相对运动的联接，称为运动副。
根据运动副中两构接触形式不同，运动副可分为低副和高副。
1.低副：低副是指两构件之间作面接触的运动副。
按两构件的相对运动情况，可分为：（1）转动副：两构件在接触处只允许作相对转动。
由滑块与导槽组成的运动副。
（2）移动副：两构件在接触处只允许作相对移动。
由滑块与导槽组成的运动副。
3）螺旋副：两构件在接触处只允许作—定关系的转动和移动的复合运动。
丝杠与螺母组成的运动副。
2.高副：高副是两构件之间作点或线接触的运动副。
二、自由度—个作空间运动的构件具有六个独立的运动，即沿X、Y、Z轴的移动和绕X、Y、Z轴的转动，构件的这种独立的运动称为构件的自由度。
一个作平面运动的自由构件，可以产生三个独立运动，即沿X、Y、Z轴的移动及绕A点（极点）的转动，所以具有三个自由度。
当两个作平面运动的构件组成运动副之后，由于受到约束，相应的自由度也随之减少。
转(a)转动副(b) 移动副(c) 螺旋副图6—1(a)(b) (c)图6—2动副约束了沿X、Y轴向移动的自由度，保留了—个转动的自由度。
移动副约束了沿一轴方向的移动和在平面内两个转动自由度，保留了沿另—轴方向移动的自由度。
高副则只约束了沿接触处公法线方向移动的自由度，保留了绕接触处的转动和沿接触处共切线方向移动的两个自由度。
所以在平面机构中，每个低副引入两个约束，使构件失去两个自由度。
每个高副引入一个约束，使构件失去一个自由度。
三、平面机构的运动简图绘制平面机构运动简图的目的绘制平面机构运动简图的目的在于：撇开与机构运动无关的外部形态，把握机构运动性质的内在联系，揭示机构的运动规律和特性。
机构的相对运动只与运动副的数目、类型、相对位置及某些尺寸有关，而与构件的横截面尺寸、组成构件的零件数目、运动副的具体结构无关。
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《平面机构》活动单【教学目标】：
了解平面机构的概念
了解构件及其类型
熟悉平面运动副及其分类
熟悉铰链四杆机构的基本类型与应用
【教学重点】：
熟悉平面运动副及其分类
【教学难点】：
熟悉铰链四杆机构的基本类型与应用
【复习】：
1、什么是力?
2、力的三要素是什么？
【新课】
活动一：
1、什么是构件？
2、构件的类型是什么？
活动二
按照接触方式不同，通常把运动副分为哪两种？活动三：
1、什么是曲柄摇杆机构?
2、什么是双曲柄机构？
3、什么是双摇杆机构？
授课主要内容或板书
课堂教学安排
《四杆机构》活动单【教学目标】：
熟悉铰链四杆机构基本形式的判别
了解带移动副的四杆机构的类型与应用
了解四杆机构的运动特性
【教学重点】：
熟悉铰链四杆机构基本形式的判别
【教学难点】：
理解四杆机构的运动特性
【复习】：
1、运动副按照接触形式不同可以分为哪几种类型？
2、铰链四杆机构的三种基本类型?
【新课】
活动一：
1、铰链四杆机构是否存在曲柄的条件是什么？
2、在存在曲柄的前提下怎么判别为哪种铰链四杆机构？活动二
什么是滑块四杆机构？
活动三：
1、什么是急回特性？急回特性用什么来表示？
2、生活中那些机构利用机构的死点位置的？
授课主要内容或板书
急回特性用行程速比系数k 来描述。
θ越大，k 值越大，急回特性越明显。
2）、死点位置
在铰链四杆机构中，当连杆与从动件共线时，压力角为90°，会使从动件无法转动或转向不定，这种位置称为死点位置。
课堂教学安排
《直杆的轴向拉伸与压缩》活动单【教学目标】：
熟悉直杆轴向拉伸与压缩的概念
掌握内力与应力、变形与应变的概念及区别
了解拉伸与压缩时材料的力学性能
了解求杆件内力的步骤
【教学重点】：
熟悉直杆轴向拉伸与压缩的概念
掌握内力与应力、变形与应变的概念及区别
了解拉伸与压缩时材料的力学性能
【教学难点】：
了解求杆件内力的步骤
【复习】：
1、铰链四杆机构是否存在曲柄的条件是什么？
2、什么是急回特性？急回特性用什么来表示？【新课】
活动一：
1、什么是直杆轴向拉伸？
2、什么是直杆轴向压缩？
活动二
1、什么是内力？什么是应力？两者的区别是什么？
2、什么是变形？什么是应变？两者的区别是什么？活动三：
低碳钢拉伸的可分为几个变形阶段？
活动四：
杆件内力的分析步骤是什么？
授课主要内容或板书
课堂教学安排
《凸轮机构》活动单【教学目标】：
掌握间歇运动机构的概念及类型
掌握凸轮机构概念、组成及类型；
了解凸轮机构的基本参数、加工及材料；
【教学重点】：
掌握凸轮的概念及类型
了解常见凸轮机构的组成、类型、特点
【教学难点】：
了解常见凸轮机构的应用
【复习】：
1、什么是内力？什么是应力？什么是变形？什么是应变？
2、低碳钢拉伸的可分为几个变形阶段？
3、杆件内力的分析步骤是什么？
【新课】
活动一：
什么是间歇机构？常见间歇机构有哪些？
活动二：
1、什么是凸轮机构？凸轮机构常用材料有哪些？
2、常见的凸轮机构有哪些？有哪些基本参数？活动三：
1、凸轮的常用的加工方法有哪些？
2、凸轮在轴上固定的方式有哪些？
授课主要内容或板书
课堂教学安排
《棘轮机构、槽轮机构》活动单
【教学目标】：
了解棘轮机构的组成、类型、特点及其应用
了解槽轮机构的组成、类型、特点及其应用
【教学重点】：
了解棘轮机构和槽轮机构的组成、类型、特点
【教学难点】：
了解棘轮机构和槽轮机构的应用
【复习】：
1、什么是间歇机构？常见间歇机构有哪些？
2、什么是凸轮机构？凸轮机构常用材料有哪些？
3、常见的凸轮机构有哪些？有哪些基本参数？
【新课】
活动一：
1、什么是棘轮机构？由哪几部分组成？其工作原理是什么？
2、棘轮机构的特点是什么？其应用场合是什么？
活动二：
1、什么是槽轮机构？常见的槽轮机构有哪些？
2、槽轮机构的特点是什么？其应用场合是什么？
活动三：
复习本章节的主要内容
授课主要内容或板书
课堂教学安排。