第六章常用机构教学内容
第六章 凸轮机构
升程——从动件从最低位置升到最高位置的过程。
推程角φ1——推动从动件实现推程时的凸轮转角。
远休止角φ2——当凸轮继续回转时，从动件在最高位置停止不动，与此对应的凸轮转角，又称远停角。
回程——从动件从最高位置下降到最低位置的过程。
回程角φ3——回程时所对应的凸轮转角。
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教学环节
教 学 内 容
教学方法
巩固小结：
布置作业：
合考虑作出决定。
1．等速运动规律
从动件上升（或下降）的速度为一常数的运动规律——等速运动规律。
等速运动规律的凸轮，其轮廓工作曲线上各点的半径与凸轮转角成线性关系，因此工作轮廓曲线设计简单，加工时工件与刀具间相对运动容易实现。
等运动规律凸轮的缺点是：当从动件处于推程的开始位置时凸轮开始回转的一瞬间，从动件由静止状态突然以速度υ1上升运动，当从动件上升到最高位置时速度由υ2骤变为零，两者均使加速度达到无穷大而引起刚性冲击，对构件产生很大的破坏力。
2．凸轮机构的类型。
P107 1、2、5、8、9。
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江苏省淮安市技工学校
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授课日期
班级
课题：
§6-2凸轮机构的工作原理
教学目的：
1.掌握凸轮机构从动件的运动规律；2.了解凸轮轮廓曲线的画法。
教学重点、难点：
掌握凸轮机构从动件的运动规律
授课方法：讲授法。
教学参考及教具（含电教设备）：挂图，模型。
凸轮是具有曲线可曲面轮廓肯且作为高副元素的构件,凸轮轮廓按输出运动学特性和动力学特性的要求设计。
含有凸轮的机构称为凸轮机构。凸轮机构分为平面凸轮机构和空间凸轮机构两大类。所有构件间的相对运动均为平面运动的凸轮机构称为平面凸轮机构。各构件间的相对运动包含空间运动的凸轮机构称为空间凸轮机构。
第六章 常用机构
§6-1构件、运动副与平面机构
三、平面机构运动简图
只应用一些简单的苻号按一定的比例确定运动副 和构件的相对位置，表示机构各构件间的运动关系的图 形称平面机构运动简图。
§6-2
组成： 4—机架 →固定不动
平面连杆机构
其它四杆机构由它演变而得。
一、基本型式－铰链四杆机构
→定轴转动 1,3—连架杆
作整周转动—曲柄
D
∴此机构属于双摇杆机构 其中AD、BC均为摇杆
§6-2
平面连杆机构
3、 图中各杆件长为： AB=800mm,BC=1300m m,CD=1000mm,AD =1200mm,取各杆件为机 架，可得何种机构？ 解：800+1300 1200+1000，满足杆长条件 取AB为机架，为双曲柄机构； 取BC为机架，为曲柄摇杆机构； 取CD为机架，为双摇杆机构； 取AD为机架，为曲柄摇杆机构。
§6-3 凸轮机构
§6-3 凸轮机构
三、凸轮机构的 运动分析
1、从动件的运动曲 线 从动件的位 移曲线与盘形凸 轮运动轮廓成一 一对应关系。如 图6－40所示。 2、盘形凸轮 几个参数― 基圆半径，远、 近休止角，回程 角。
§6-3 凸轮机构
3、从动件的基本运动规律
常用有等速运动规律， 如图6－41所示；等加等减 速运动规律，如图6－42所 示。主要研究各种运动规律 的加速度大小，因为加速度 与从动件的质量乘积是冲击 力，在从动件的质量一定的 条件下，加速度越大，冲击 力也越大。 （1）等速运动规律
课堂练习
§6-2
平面连杆机构
1. 试判别下面两个图分别属于什么类型并说明连 架杆的名称？
B
20
C
∵15+30>20+18 ∴此机构属于双摇杆机构
第六章 常用机构(汽车机械基础教案)
2.双曲柄机构 两连架杆均为曲柄的铰链四杆机构,称为双曲柄机构.双曲柄机构 中,通常主动曲柄作匀速转动,从动曲柄作同向变速转动.如图6-4所 示的惯性筛机构,当曲柄AB作匀速转动时,曲柄CD作变速转动,通过构 件CF使筛子产生变速直线运动,筛子内的物料因惯性而来回抖动,从而 达到筛选的目的.
在双曲柄机构中, 若相对的两杆长度分别 相等,则称为平行四边 形机构.它有如图6-5a 所示的正平行双曲柄机 构和如图6-5b所示的反 平行双曲柄机构两种形 式.前者的运动特点是 两曲柄的转向相同且角 速度相等,连杆作平动; 后者的运动特点是两曲 柄的转向相反且角速度 不等.
7,利用超越性设计的超越离合器是一种————棘轮机构. A,单向驱动 B,双向驱动
第四节 螺旋机构
螺旋机构由螺杆,螺母和机架组成(一般把螺杆和螺母之一作成机 架),其主要功用是将旋转运动变换为直线运动,并同时传递运动和动力, 是机械设备和仪器仪表中广泛应用的一种传动机构. 按用途和受力情况,螺旋机构又可分为传递运动,动力和用于调整等 三种类型;按螺旋副的摩擦性质,螺旋机构可分为滑动螺旋机构,滚动螺 旋机构和静压螺旋机构三种类型. 螺旋机构具有结构简单,工作连续平 稳,传动比大,承载能力强,传递运动准确,易实现自锁等优点,故应用 广泛. 螺旋机构的缺点是摩擦损耗大,传动效率低.随着滚珠螺纹的出现, 缺点已得到很大的改善.
三,平面四杆机构的特性参数* 平面四杆机构的特性参数*
1.铰链四杆机构存在曲柄的条件 有无曲柄的存在必须满足以下两个条件: 1)最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和. 2)最短杆为机架或连架杆. 根据以上条件,我们可得进行铰链四杆机构基本类型的判别,方法 如下: 1)当最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和时: ①若最短杆为连架杆,则机构为曲柄摇杆机构; ②若最短杆为机架,则机构为双曲柄机构; ③若最短杆为连杆,则机构为双摇杆机构. 2)当最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和时,则不论 取何杆为机架,机构均为双摇杆机构.
机械设计基础第六章 机械常用机构
一、 铰链四杆机构的基本形式及应用
图6-6 双曲柄机构
一、 铰链四杆机构的基本形式及应用
图6-7 机车车轮联动机构
一、 铰链四杆机构的基本形式及应用
3. 双摇杆机构 两连架杆都为摇杆的铰链四杆机构，称为双摇杆机构。 如图6-８a所示，双摇杆机构的两摇杆均可作为主动件，当主动摇杆1往复摆动时，
通过连杆2带动从动摇杆往复摆动。如图6-8b所示门式起重机的变幅机构即是双摇杆机 构，当主动摇杆1摆动时，从动摇杆3随之摆动，使连杆2的延长部分上的E点(吊重物
平面连杆机构中，最常见的是四杆机构。下面主要介绍其类型、运动转换及其特 征。
一、 铰链四杆机构的基本形式及应用
如图6-1所示，当平面四杆机构中的运动副都是转动副时，称为铰链四杆机构。机 构中固定不动的构件4称为机架，与机架相连的构件1和3称为连架杆，不与机架相连的 构件2称为连杆。连架杆相对于机架能作整周回转的构件(如杆1)称为曲柄，若只能绕机 架摆动的称为摇杆(如杆3)。
图6-3 缝纫机踏板机构
一、 铰链四杆机构的基本形式及应用
在双曲柄机构中，如两曲柄的长度相等，且连杆与机架的长度也相等，称为平行 双曲柄机构(图6-6的ABCD)。平行双曲柄机构有两种情况：图6-6a所示为同向双曲柄 机构；图6-6b所示为反向双曲柄机构。
图6-5 惯性筛
图6-4 双曲柄机构运动示意图
第一节 平面连杆机构
连杆机构是由若干构件用转动副或移动副连接而成的机构。在连杆机构中，所有 构件都在同一平面或相互平行的平面内运动的机构，称为平面连杆机构。
平面连杆机构能够实现多种运动形式的转换，构件间均为面接触的低副，因此运 动副间的压强较小，磨损较慢。由于其两构件接触表面为圆柱面或平面，制造容易， 所以应用广泛。缺点是连接处间隙造成的累积误差比较大，运动准确性稍差。
常用机构
2、按照从动件的形状分： 尖顶从动件 滚子从动件
平底从动件
3、按照从动件的运动形式分
移动从动件
摆动从动件
二、凸轮机构的材料及结构
1、材料
凸轮
高副点线接触的压强大，要求耐磨损
材料，凸轮和滚子选45、40Cr，外轮廓淬火热处理。
从动杆 端部作淬火热处理。
2、结构
凸轮按结构大小做成凸轮轴或凸轮与轴分 别加工，然后再用键或销连接起来。
第六章 常用机构
机构是机械基础的重要内容，它将连续 的转动改变成执行元件所需要的其它运动 形式，如直线运动、间歇运动等。
常见的机构有平面四杆机构、凸轮机构 棘轮机构、槽轮机构等。
机器是由各种机构和传动组成的，掌握 机构的组成和特点，是了解和正确使用机 器的必备基础知识。
一、运动副
按接触状态分为点、线接触的高副；面 接触的低副。
摩擦式 可无级调节转角，运动平稳。 外接式，尺寸大；内接式，结构紧凑。 （2）噪音、冲击、磨损铰大。不适用于高速。 （3）可用改变摇杆摆角或在棘轮上加遮板调节转 角。 （4）双向式棘爪调节棘轮转向。
二、主要参数
1、棘轮齿数 z 2、棘轮齿距 P 3、棘轮模数 m
4、棘轮齿面倾角 三、棘轮机构的应用
例 6－2 图中各杆件长度 分别AB=800mm,BC= 1300mm,CD=1000mm, AD =1200mm,取各杆件 为机架，可得何种机构？
三、含有一个移动副的四杆机构
1、曲柄滑块机构 把转动转化成移动，如冲压机。
2、摇杆滑块机构
3、曲柄摇块机构 4、导杆机构
四、 平面四杆机构的运动特性
四、槽轮。机构的结构和运动特点
1、结构 拨销、槽轮、机架三构件。 2、运动特点 槽轮作等角度的间歇转动。
《铰链四杆机构的演化》教学设计(最新整理)
《铰链四杆机构的演化》教学设计教学环节教学过程设计意图引出主题导入新课演示曲柄摇杆机构和曲柄滑块机构引导学生比较结构上的不同,提问：它们的不同在哪里？引入新课。
激发学生的兴趣，由学生能观察到的事物引入新课，激发起学生的求知欲望。
探究一：曲柄滑块机构的演化（一）探究曲柄滑块机构演化过程、运动特点(二）探究两种曲柄滑块机构是否存在急回特性和死点位置?成果：死点位置：有两个（以滑块为主动件）急回特性：对心曲柄滑块机构（无急回特性）偏置曲柄滑块机构（有急回特性）（三）演示应用实例（四）曲柄滑块机构的应用设计通过演示法，突出重点，化解难点，培养学生对事物的观察、分析能力，表达能力，通过学生的自主学习，提高学生解决实际问题的能力。
引导学生回忆急回特性及死点位置的判别方法,观察动画演示，把抽象难懂的问题变得形象化，学生积极参与讨论，获得答案，突破了难点。
培养学生知识迁移、扩展的能力，通过学生的探究活动，使他们体验到成功的乐趣，进一步激发学习的兴趣。
让学生直观感受应用实例，激发学生理论联系实际的求知欲望。
使学生感受知识源于生活,应用于生活，与生活息息相关。
探索研究：探究二：偏心轮机构的演化（一）探究偏心轮机构演化过程想一想：改变曲柄滑块机构中运动副的大小，会成为什么机构？（二）演示应用实例探究三：导杆机构的演化及分类（一）探究导杆机构演化过程想一想：以曲柄滑块机构中不同的构件为机架，会成为什么机构？播放动画，给出分类，然后再引导学生自主分析导杆机构的与与运动特点。
通过多媒体动画演示，将抽象的理论知识形象化，克服学生空间想象能力弱的特点，引导学生的学习兴趣，激发学生的创造、创新能力。
通过演示法，揭示本课教学重点的同时化解教学难点，培养学生对事物的分析、总结和归纳的能力，使学生在思考和讨论中感受到“知识创造生活”。
使学生在主动解决问题的过程中建构知识、提升能力。
知识点与生产实际相结合，培养学（二）演示应用实例生用运动变化的思想分析解决问题，从而实现从一般到具体、从感性到理性的辩证唯物主义思想教育。
第六章 常用机构 复习要点
第六章常用机构复习要点1、运动副的概念运动副：平面运动副：2、运动副的类型1）_____副：概念：两构件通过____与________组成的运动副称为_____副。
特点：由于____副是_________，在承受载荷时_________，便于_________，故不易_______。
分类：按照两构件允许相对运动的形式不同分为___________、__________举例：2）____副：概念：两构件以_____或______的形式相接触组成的运动副称为_______副。
特点：由于____副是以_______________，其接触部分的__________，故易磨损。
举例：3、平面连杆机构1）平面连杆机构是由若干________和_______组成的平面机构。
2）最常见的平面连杆机构是________________________。
其中，全部运动副都是___________的____________________和含有一个_______的四杆机构应用最为广泛。
4、铰链四杆机构1）在铰链四杆机构中，与机架相连的构件称为________，不与机架相连的构件称为______。
2）连架杆相对于机架能作_______运动的称为_______，不能作______运动的称为摇杆。
3）根据两连架杆中曲柄的数目，铰链四杆机构分为_______基本形式。
5、曲柄摇杆机构1）两连架杆分别为______和________的铰链四杆机构，称为_________________。
2）特点：它可将__________的连续______，转换为______摇杆的______________。
3）举例：6、双曲柄机构1）两连架杆均为______的铰链四杆机构，称为______________。
2）特点：主动曲柄_____转动，从动曲柄一般为______转动。
3）举例：4）平行四边形机构：概念：_______与________的_______相等、两个______长度_______且______相同的_________机构。
课堂教学设计_
课堂教学设计表课程名称设计者单位（学校）授课班级课堂教学设计表由4张基本表格组成，在填写时应注意以下几点：1．章节名称按照教科书上的章、节（或课）的顺序和名称填写。
在一般情况下，是以教科书上的一节（或一课）为单位进行课堂教学设计的。
如果教科书上的一节（或一课）在实际教学时需要两堂以上的课（我们把它称为学时）才能完成，那幺在进行课堂教学设计时，既可以统一设计、分段教学；也可以按学时分别设计、各成体系。
如《初中化学》第二章第二节：原子，统一设计时章节名称可填写为：§2.2 原子；分别设计时则为：§2.2 原子（第一学时）和§2.2 原子（第二学时）两个设计表。
2．计划学时按照设计的授课实际需要填写。
如上述统一设计，需要两堂课来完成“原子”这一节的教学内容，因此在“计划学时”栏中应填写“2”；若按照第二种分学时的设计方案，则在对应的“计划学时”栏中填写“1”。
3．教学目标应根据本课程的课程标准（教学大纲）的要求，认真研究教学内容和分析教学对象的特点，提出本节（课）的教学目标。
教学目标的编写一般包括了认知、动作技能和情感三方面的内容。
尤其是情感目标，应在深入研究教学内容的基础上，挖掘、提炼对学生思想、品德发展有积极意义的方面，因势利导、自然贴切。
若本节课（尤其是理科的一些章节）和思想、情感没有直接的、必然的联系，则不必挖空心思搞形式主义。
教学目标的叙述应简洁、准确、精炼，概括性强，包括对象、行为、条件和标准四个要素。
它和表下方的各知识点学习目标有着直接的关系，但又不是所有学习目标的简单相加。
另外要注意的是，教学目标涉及的范围要和上面“章节名称”栏中所确定的范围相符合。
如果是一节（课）的统一设计，教学目标也应是整节（课）的；若是按学时分别设计的，则教学目标应是对应该学时教学内容的那一部分，而不是该节（课）的全部。
4．学习目标描述学习目标描述的内容分三个部分：（1）知识点编号指该知识点的代号，它在本课程中具有惟一性。