图解法设计盘形凸轮轮廓曲线讲课教案
图解法课程设计凸轮
图解法课程设计凸轮一、教学目标本课程旨在通过图解法对凸轮机构进行深入的解析和学习。
通过本课程的学习，学生将能够：1.知识目标：理解凸轮的分类、工作原理和基本尺寸计算；掌握图解法设计凸轮的基本步骤和技巧。
2.技能目标：能够独立完成简单凸轮的图解法设计，并正确分析其运动特性；具备使用专业软件进行凸轮设计的能力。
3.情感态度价值观目标：培养学生对机械设计的兴趣，提高学生的问题分析和解决能力，培养学生的创新精神和团队合作意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.凸轮机构的基本概念和分类；2.凸轮的工作原理和运动特性的分析；3.凸轮设计的基本步骤和图解法的应用；4.常用凸轮设计软件的使用方法和实践操作。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法：1.讲授法：用于讲解凸轮机构的基本概念、工作原理和设计方法；2.案例分析法：通过分析具体的凸轮设计案例，使学生更好地理解和掌握图解法设计技巧；3.实验法：让学生亲自动手进行凸轮设计实验，提高学生的实践操作能力；4.讨论法：鼓励学生积极参与课堂讨论，培养学生的团队合作意识和创新精神。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：《机械设计基础》等相关教材；2.参考书：提供相关的专业书籍，供学生深入学习和参考；3.多媒体资料：制作课件和教学视频，帮助学生更好地理解和掌握知识点；4.实验设备：提供凸轮设计实验所需的设备和工具，让学生能够亲自动手实践。
五、教学评估本课程的评估方式将采用多元化的形式，以全面、客观、公正地评价学生的学习成果。
评估方式包括：1.平时表现：通过课堂参与、提问、小组讨论等环节，评估学生的学习态度和参与程度；2.作业：布置相关的设计练习和报告，评估学生的理解和应用能力；3.考试：期末进行理论考试，评估学生对课程知识的掌握程度。
六、教学安排本课程的教学安排将根据课程内容和学生的实际情况进行合理规划。
作图法设计对心盘形凸轮轮廓曲线讲稿
作图法设计对心盘形凸轮轮廓曲线讲稿
一、教学目标：
掌握作图法设计对心盘形凸轮轮廓曲线的原理
二、课程知识点讲解
问题引入：
一对心尖顶直动从动件盘形凸轮，其基圆半径为r b，凸轮以等角速度ω逆时针方向回转，从动件的运动规律如下，试设计此凸轮的轮廓曲线。
0-90度匀速上升，90-180度静止，180到360度匀速下降，回到原点。
当凸轮机构从动件的运动规律及凸轮基圆半径确定后，就可以用作图法绘制出凸轮轮廓曲线，该方法适用于低速或对运动规律要求不严的一般机械传动机构。
作图法利用了反转法的基本原理，什么是反转法呢？就是假想给整个凸轮机构加上一个与凸轮转速ω相同，方向相反的转速“-ω”，这样凸轮就变成静止不动，而从动件则以“-ω”绕基圆中心转动的同时又按着给定的从动件运动规律进行运动。
（反转法动画慢）。
从动画中看到凸轮变成静止不动，而从动件则以“-ω”绕基圆中心转动的同时又按着给定的从动件运动规律进行运动。
三、知识点总结
作图法设计对心盘形凸轮的条件是已知运动规律曲线和基圆半径，且是低速运动规律不严格的场合。
四、作业布置:
1、作图法的前提条件是什么？
2、什么是反转法？
拓展思考：
偏置从动件可以用反转法吗？
不同从动件的端部形式不同设计方法有何区别？。
第4.3节(盘形凸轮廓线的设计)
第三节 盘形凸轮廓线的设计当根据工作要求和结构条件选定了凸轮机构的类型、从动件的运动规律和凸轮的基圆半径（其确定将在下节中介绍）等结构参数后，就可以设计凸轮的轮廓曲线。
凸轮廓线的设计方法有图解法和解析法，其设计原理基本相同。
本节先简要介绍图解法，后重点介绍解析法设计凸轮廓线。
一、凸轮廓线设计的基本原理图4-13 反转法设计凸轮廓线基本原理图4-13所示为一尖顶对心盘形凸轮机构，设凸轮以等角速度ω逆时针转动，推动从动件2在导路中上、下往复移动。
当从动件处于最低位置时，凸轮轮廓曲线与从动件在A 点接触，当凸轮转过1ϕ角时，凸轮的向径A A 0将转到A A '0位置，而凸轮轮廓将转到图中虚线所示的位置。
从动件尖端从最低位置A 上升至B '，上升的位移为B A S '=1，这是从动件的运动位移。
若设凸轮不动，从动件及其运动的导路一起绕A 0点以等角速度-ω转过1ϕ角，从动件将随导路一起以角速度-ω转动，同时又在导路中作相对导路的移动，如图中的虚线位置，此时从动件向上移动的位移为B A 1。
而且，11S B A B A ='=，即在上述两种情况下，从动件移动的距离不变。
由于从动件尖端在运动过程中始终与凸轮轮廓曲线保持接触，所以从动件尖端的运动轨迹即为凸轮轮廓。
设计凸轮廓线时，可由从动件运动位移先定出一系列的B 点，将其连接成光滑曲线，即为凸轮廓线。
由于这种方法是假设凸轮固定不动而使从动件连同导路一起反转，故称为反转法。
对其它类型的凸轮机构，也可利用反转法进行分析和凸轮廓线设计。
二、图解法设计凸轮廓线1. 移动从动件盘形凸轮廓线的设计（1）尖端从动件 图4-14a 所示为一偏置移动尖端从动件盘形凸轮机构。
设已知凸轮的基圆半径为b r ，从动件导路偏于凸轮轴心A 0的左侧，偏距为e ，凸轮以等角速度ω顺时针方向转动。
从动件的位移曲线如图4-14b 所示，试设计凸轮的轮廓曲线。
图4-14 尖端从动件盘形凸轮廓线设计依据反转法原理，具体设计步骤如下。
机械原理课程教案—凸轮机构及其设计
机械原理课程教案—凸轮机构及其设计一、教学目标1. 让学生了解凸轮机构的定义、分类和应用。
2. 使学生掌握凸轮的轮廓曲线设计方法。
3. 培养学生分析、解决凸轮机构实际问题的能力。
二、教学内容1. 凸轮机构的定义及分类1.1 凸轮机构的组成1.2 凸轮机构的分类1.3 凸轮机构的应用2. 凸轮的轮廓曲线2.1 凸轮的轮廓曲线类型2.2 基圆、止点圆和顶点圆的概念2.3 凸轮轮廓曲线的设计方法3. 凸轮机构的设计步骤3.1 确定凸轮的类型和参数3.2 选择合适的凸轮材料3.3 设计凸轮的轮廓曲线3.4 计算凸轮的强度和寿命4. 凸轮机构的实际应用案例分析三、教学方法1. 采用讲授法，讲解凸轮机构的定义、分类和应用。
2. 利用多媒体演示法，展示凸轮机构的运动原理和设计方法。
3. 案例分析法，分析实际应用中的凸轮机构设计。
四、教学准备1. 教案、教材、多媒体课件。
2. 凸轮模型或图片。
五、教学过程1. 导入：简要介绍凸轮机构的定义和应用，激发学生的学习兴趣。
2. 讲解：详细讲解凸轮机构的分类、凸轮的轮廓曲线设计方法。
3. 演示：利用多媒体展示凸轮机构的运动原理和设计方法。
4. 实践：让学生分组讨论，分析实际应用中的凸轮机构设计案例。
6. 作业：布置相关练习题，巩固所学知识。
六、教学评估1. 课堂问答：通过提问方式检查学生对凸轮机构基本概念的理解。
2. 练习题：布置针对性的练习题，巩固学生对凸轮轮廓曲线设计和凸轮机构设计步骤的掌握。
3. 案例分析报告：评估学生对实际应用案例分析的能力，检查学生能否将理论知识运用到实际问题中。
七、拓展学习1. 介绍其他类型的凸轮机构，如摆动凸轮、复合凸轮等。
2. 探讨凸轮机构在现代机械设计中的应用和发展趋势。
八、课后作业1. 复习本节课的内容，重点掌握凸轮机构的分类、凸轮轮廓曲线的设计方法及设计步骤。
2. 分析课后练习题，加深对凸轮机构及其设计的理解。
九、课程回顾与展望2. 展望下一节课的内容，让学生对后续学习有所期待。
机械设计教案：凸轮机构的认识与盘形凸轮轮廓的设计
授课教案No任务3.1 凸轮机构的认识一、复习10分钟复习上次课学习内容二、教师导课与课程学习：（1）学习提示，教师介绍本任务的学习内容。
15分钟本项目以直动从动件的盘形凸轮机构为例，在从动件等速运动、等加速等减速运动、余弦加速度运动（简谐运动）规律条件下，分析了凸轮机构中存在的柔性冲击与刚性冲击。
教师介绍本任务的学习内容：凸轮机构的分类；常用术语；从动件的运动规律；凸轮机构的结构形式；常用材料及热处理（2）分小组学习: 40分钟3.1.1常用设备中的凸轮机构1. 凸轮机构的组成如图所示的凸轮机构是由凸轮、从动件和机架等三个基本构件组成的机构。
2.凸轮机构应用实例自动钻床进给机构、冲床凸轮机构等。
3.1.2凸轮机构的分类凸轮机构的类型很多，按凸轮和从动件的形状及其运动形式的不同，凸轮机构的分类方法有以下几种：1.按凸轮形状分类(1）盘形凸轮（2）移动凸轮。
（3）圆柱凸轮2.按从动件形式分类（1）尖顶从动件（2）滚子从动件（3）平底从动件从动件的结构形式3.按从动件的运动形式分类学生发言汇报、记录学习笔记学生发言汇报并记录学习笔记阅读教材和PPT、分组讨论、撰写发言提纲、学生发言汇报，课，记录学习笔记No（1）直动从动件直动从动件指相对于机架作直线往复移动的从动件，如图3.1.1中所示。
直动从动件又分为对心直动从动件和偏置直动从动件。
（2）摆动从动件：绕某一固定转动中心摆动的从动件。
4.按凸轮与从动件的锁合方式分类 （1）力锁合利用从动件的重力、弹簧力或其他外力使从动件与凸轮轮廓保持接触，（2）形锁合利用从动件和凸轮特殊的几何形状来维持接触，例如圆柱凸轮机构是利用滚子与凸轮凹槽两侧面的配合来实现形锁合。
3.1.3凸轮机构的常用术语如下：1.凸轮基圆与基圆半径b r2.凸轮的转角δ凸轮相对于某一位置转过的角度，称为凸轮转角δ。
具体包括推程运动角0δ、远停程运动角S δ回程运动角0′δ和近停程运动角Sδ'。
凸轮轮廓曲线的设计市公开课金奖市赛课一等奖课件
图9-21
x y
=( =(
s0 + s0 +
s s
)sinδ )cosδ
+ -
ecosδ esinδ
凸轮理论廓线方程
式中e为偏距，s0 = r02 e2 。
第16页
∵ 工作廓线与理论廓线在法线方 向距离处处相等，且等于滚子半
径 rr 。
∴ 当已知理论廓线上任意一点B （x ，y）时，则可得到工作廓 线上相应点B′( x ′，y ′)。 由高等数学知识，理论廓线B点处法线斜率（与切线
6）在各条切线上，由基圆开始向外量取S线图上相应长度11′、 22′、33′、……，得点1′、2′、3′、……。此即代表推杆 尖顶在复合运动中依次占据位置；
第6页
7）光滑连接1′、2′、 3′、……[此例中：4′与 5′、8′(8)与9′(A)之间 为圆弧]，此即为所设计凸 轮轮廓曲线。
注： 对于对心直动推杆盘形凸轮机构，能够认为是e=0时
注意：e为代数值，其正负要求为：当凸轮沿逆时针方向转动时，
若推杆处于凸轮回转中心右侧， e为正，反之为负；当凸
轮沿顺时针方向转动时，推杆处于中心左侧，e为正，反
之为负。
第18页
2、对心直动平底推杆（平底⊥导路）盘形凸轮机构 如图9-22所表示建立Oxy坐
标系。B0点为凸轮推程段廓线起 始点，当凸轮转过（即推杆反 转）δ角度时，推杆位移为s， 平底与凸轮在B点相切。
由理论廓线方程对δ求导，得：
dx/dδ=(ds/dδ-e)sinδ+(s0 +s)cosδ dy/dδ=(ds/dδ-e)cosδ-(s0+s )sinδ
工作廓线上相应点B′( x′ ，y′)坐标为：
最新中职机械基础教案：盘形凸轮轮廓曲线的设计
章节名称盘形凸轮轮廓曲线的设计
授课
形式
讲授
课
时
2
班
级
教学目的根据工作要求已经选定从动件的运动规律，并已知凸轮的转向和基圆半径，就可以进行轮廓曲线的设计
教学
重点
反转法
教学
难点
滚子凸轮机构的反转法画图
辅助手段课外作业
课后
体会
通过再度的讲解和分析，学生对前节课的内容进行拆分化解，有所提高。
一、作图原理
反转法：在整个机构上加上一个反转的角速度，机构中的各件的相对运动不变，凸轮不动，从动件一方面绕圆心作–ω，另一方面在自己的导路中按预定的规律运动。
尖顶的轨迹就是凸轮的轮廓。
二、作图
1、尖顶对心移动从动件盘形凸轮
（1）、选取适当比例尺作位移线图和基圆
（2）、作位移线图和基圆取分点保持等分角度一致
（3）、沿导路方向量取各点的位移量
（4）、光滑连接各点，形成轮廓曲线
2、滚子移动从动件盘形凸轮
（1）、同前
对心移动从动件盘形凸轮轮
（2）、在已画出的理论轮廓曲线上选一系列点为圆心，以滚子半径为半径作若干个滚子圆，此圆族的内包络线即为所求的凸轮轮廓曲线。
它是实际与滚子接触的凸轮轮廓，所以称为凸轮的实际轮廓。
图解法设计盘形凸轮轮廓曲线
山东理工职业学院教案首页
2015-2016学年 第 二 学期
课程名称
机械设计基础
任课教师
授课班级
授课时间
第周
第周
第周
第 周
第周
第 周
星期
星期
星期
星期
星期
星期
第节
第节第节Βιβλιοθήκη 第 节第节第 节
月日
月日
月日
月日
月日
月日
授课课题
图解法设计盘形凸轮轮廓曲线
教学目的
图解法设计盘形凸轮轮廓曲线
设计凸轮机构应注意的问题
教学重点
图解法设计盘形凸轮轮廓曲线
教学难点
设计凸轮机构应注意的问题
课前准备
教具模型
备 注
山东理工职业学院教案纸
教学过程
教学内容
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不同点 线位移 角位移
问题的关键：以 哪点作为研究对 象来切入
第三节 图解法设计盘形凸轮轮廓
一、偏置尖顶推杆盘形凸轮轮廓线设计
1、问题导入：案例剖析 2、训练项目：
用CAD技术设计一盘形凸轮轮廓曲线
2、训练项目：
工程实例：
已知送料机构凸轮的基圆半径r0=15mm， 偏距e=7.5mm，凸轮以等角速度ω沿逆时 针方向回 转，推杆行程h=16mm,运动规律：
δ=0~120°，推杆等速上升h δ=120~180°，推杆远休 δ=180~270°，推杆正弦加速度下降h δ= 270~360°，推杆近休
试设计此尖顶直动推杆盘形凸轮轮廓线。
工作要求：
1、采用计算机 辅助设计。
2、课堂仅设计
推程段凸轮轮廓 线，其它课后完 成。
第三节 图解法设计盘形凸轮轮廓
判断下面的设计正确否 提示：1、反转法使用正确否
2、从动件运动轨迹确定正确否
第三节 图解法设计盘形凸轮轮廓
二、其它类型从动件盘形凸轮轮廓曲线设计
结论：反转法把凸轮轮廓线的设计转化成求从动 件端部的运动轨迹。
第三节 图解法设计盘形凸轮轮廓
主要内容
偏置尖顶推杆
盘形凸轮
轮廓曲线的设计
重点、难点
重点：
掌握用图解法设计偏置 尖顶推杆盘形凸 轮轮廓 曲线的方法
难点
1、深化对反转法的认识。 2、根据工程上给定的运动
规律，在设计图纸上确 定从动件与凸轮接触的 瞬时位置
机电与汽车工程系 程荷枝
图解法Байду номын сангаас
设计盘形凸轮轮廓曲线
第三节 图解法设计盘形凸轮轮廓
✓ 反转法原理 图解法设计盘形凸轮轮廓曲线
课前复习相关内容
反转法
基本理论：相对运动原理
设凸轮以ω逆时针转动
假想把整个机构加一个-ω：
结果：
1.凸轮静止不动。 2.从动件及导路以-ω转动，且从动件沿导路上下移动。 3.凸轮与从动件之间的相对运动关系不变。
高设计速度是新技术的要求。
课后作业：完成课堂设计项目未完成部分 思考题：采用CAD技术用图解法设计盘形凸轮的作
图方法灵活多样，互相交流探讨最佳方法。
机电与汽车工程系 程荷枝
敬请多提宝贵意见
用作图法设计摆动推杆盘形凸轮廓线
摆动推杆与移动 移动推杆 推杆比较分析 摆动推杆
相同点
反转法： 凸轮不动 推杆动
◆当尖顶上加装滚子时→ 滚子直动从动件盘形 凸轮 ◆当尖顶上加装平底时→ 平底直动从动件盘形 凸轮
第三节 图解法设计盘形凸轮轮廓
归纳：
本节内容以熟练掌握偏置尖顶推杆盘形凸轮设计 为重点，强调如下三点：
（1）、正确认识和运用反转法是设计的前提。 （2）、正确确定凸轮与从动件瞬时接触点是设计的
关键。 （3）、运用CAD技术，在保证准确性的前提下，提