平面机构运动简图电子教案

【课题编号】

5—2.1

【课题名称】

平面机构运动简图

【教学目标与要求】

1、 知识目标

1 .了解运动副的分类。

2 .熟悉构件及运动副的规定符号。

3 .绘制机构的运动简图。

2、 能力目标

1 .能分清运动副的种类,看懂符号的含义。

2 .能绘制机构的运动简图。

3、 素质目标

了解运动简图在分析机器构件运动中的作用。

4、 教学要求

1 .熟悉构件及运动副的符号。

2 .能绘制简单机构的运动简图。

【教学重点】

运动副的分类及符号,运动简图的绘制。

【难点分析】

将结构图绘制成运动简图的转化过程是本课的难点，要注意说明构件的结构与绘制符号之间的关系，简图只是表达结构的运动关系，构件不管其大小，都用最简单的符号来表示，以便于分析机构的运动。【分析学生】

学生对绘制简图不知从何下手，是学习的难点，要告诉学生从主动构件入手，按规定的构件与运动副符号逐一表达机构的运动关系。【教学思路设计】

多举实例，从日常所能见到的实物入手来画简图，如可带折叠 实物。作图中要注意比例尺的关系。

【教学安排】

2学时（90分钟）

【教学过程】

平面连杆机构是指组成机构的所有构件都是由低副中的移动副或转动副连接而成，且所有的构件都是在同一平面或相互平行的平面中运动。否则应为空间机构。

1、 运动副及其分类。

1. 构件的自由度

任何一个构件都有三个平面自由度，如板擦在黑板上沿着左右、上下移动和绕自身转动三个自由度，用x、y和表示。如果板擦离开黑板平面，就不是平面的自由度，而成为空间的自由度。物体的空间自由度应当是6个，本书只研究平面自由度的内容。

2.运动副及约束

如果把板擦沿黑板左右运动，此时板擦只能有一个方向的运动，限制了上下方向的移动和转动两个运动，这个限制称为约束。门受到折页的约束，只能绕折页转动，不能左右前后移动，即被限制了x、y方向的运动。板擦与板擦槽之间、门与折页之间的连接称为运动副。

3. 运动副的分类

按两构件之间的接触状态分为：

1) 低副 前两种连接状态都是处于面接触，前者是平面接触，后者

是曲面接触，其压强比较低，统称为低副。低副分为移动副和转动副两种，板擦与槽连接称为移动副，而门与门框连接称为转动副，即铰链连接。板擦只能沿槽左右移动，只有一个方向的自由度，失去了上下和转动的二个自由度；门受门框的约束，只能绕轴转动，失去了x、y方向的移动二个自由度，所以低副的自由度为1,约束为2。

2) 高副 粉笔在黑板上写字，与黑板之间是点接触，压强很高，粉

笔磨损很快，称之为高副。如火车车轮与铁轨之间为线接触。车轮与铁轨之间受到高副连接后，车轮受到了上下移动的限制，但可以沿铁轨方向的移动和绕自身转动，只受到一个方向的约束，失去了一个自由度，还剩下二个方向的自由度。所以高副的自由度为2,约束为1。

4. 构件及运动副的规定符号

见表2—1。这些符号通过讲课会慢慢熟悉的。

二、机构运动简图的绘制

如图2—7所示的缝纫机，要画出脚踏板带动大带轮的运动简图，其步骤如下：

1 .找各构件 由踏板、大带轮、连杆和支承架4个构件组成，构件之间都是由转动副连接，踏板是主动构件，大带轮是从动构件。连杆是踏板和大带轮的连接件。

2. 确定各杆件的实际长度 要测量转动中心之间的距离，单位为毫米。

3. 选择恰当的比例尺 保证图面能充分表达机构运动简图的运动

关系。 比例尺u=构件实际长度/图示构件长度,如u=10mm/mm,表示图面上1mm表示实际尺寸10mm,在图上测量出长度为50mm构件的实际长度应为50×10=500mm。初学者一定要注意图上尺寸乘以比例尺才是构件的实际尺寸。与地图上的比例标注方法相反。

4. 按几何关系作图 建立坐标系xoy，以踏板与机架的转动中心A点为坐标起点，与坐标轴O重合一起。该简图取 u=5mm/mm。从踏板与x轴的夹角作射线，在射线上取AB 长为lab/ u=0.12 m/5=24mm；分别在相应位置作BC=lbc/ u=0.24m/5=48mm，CD=lcd/ u=0.025m/5=5mm，AD=lad/ u=0.255/5=51mm。

5. 由于各构件之间都是用转动副连接而成,所以用转动副的符号将连接各构件,即为该机构的运动简图。按以上所述作成的运动简图,其图形正好为图2—7 b)图逆时针转过90°的图形,与实际构件的位置一致。然后在主动构件AB标注双箭头圆弧,表示踏板作上下摆动.

如有条件,应带一个折叠椅或其它折叠机构,按实物作机构运动简图,其教学效果更好。

三、小结

1 .熟悉作机构简图的目的是将复杂的机构转化成简图，以分析其运动

的特征。

2 .运动副按接触状态分为高、低副，低副是面接触，分为转动副和移

动副。

四、布置作业

P63 2—7、2、3