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
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（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
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（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。
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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。