凸轮机构教案完-(2)

1课程名称机械基础学时7授课班级2015级高考班课题第二节凸轮机构课型新授课学习目标1．了解凸轮机构的类型、作用及特点。2．理解凸轮机构的工作原理及在发动机配气机构中的作用。3．掌握凸轮机构从动件的常用运动规律。学习重点1．凸轮机构的种类和结构。2.凸轮机构的特点及用途。学习难点1.凸轮机构的工作原理。2.凸轮机构从动件的常用运动规律。教学方法讲授法、视频演示法、案例教学法教学手段多媒体PPT、动画演示授课时间6月3日、6月7日、6月10日、6月13日、6月17日、6月21日、6月24日教学活动流程一、组织教学二、复习旧知常见的平面四杆机构类型平面四杆机构中曲柄存在的条件是什么？引入：发动机配气机构动画引入，分析凸轮机构三、新授课第二节凸轮机构一、凸轮机构的组成和应用如图6-21所示，凸轮机构由凸轮、从动件和机架三个基本构件组成，通常作连续等速转动，从动件则在凸轮轮廓的控制下按预定的运动规律作往复移动或摆动。图6-22所示为内燃机配气机构。清点人数，记考勤教师提问引导学生回答，复习旧知动画引入新课2特点优点：1、能够实现精确的运动规律；2、设计较简单；3、结构简单、紧凑，工作可靠。缺点：1、承载能力低，主要用于控制机构；2、凸轮与从动件间为点或线接触，故难以保持良好的润滑，易于磨损；3、凸轮轮廓加工困难凸轮应用：凸轮机构通常适用于传力不大的机械中。尤其广泛应用于自动机械、仪表和自动控制系统中。二、凸轮机构的分类凸轮机构的类型很多，通常按凸轮和从动件的几何形状及运动类型分类。1．按凸轮形状分类（1）盘形凸轮盘形凸轮是一种外缘或凹槽具有变化半径的盘形构件，如图6-22所示的内燃机配气机构。其凸轮都是绕固定轴线转动.盘形凸轮机构简单，应用广泛，但限于凸轮径向尺寸不能变化太大，故从动件的行程较短。（2）圆柱凸轮圆柱凸轮是一种在圆柱面上开有曲线凹槽或在圆柱端面上制出曲线轮廓的构件，看成是绕卷在圆柱体上的移动凸轮，如图6-23所示为缝纫机拉线机构。利用它可使从动件得到较大的行程。凸轮机构应用实例3——绕线机凸轮机构动画演示动画演示3绕线机凸轮机构1-凸轮2-摆动从动件3-线轴•这种凸轮在运动中能推动摆动从动件2实现均匀缠绕线绳的运动学要求。凸轮机构应用实例——自动进刀机构在圆柱表面开出曲线凹槽的圆柱凸轮1转动时，凹槽的侧面推动摆杆2端部的滚子，使摆杆绕固定铰链C的回转中心摆动，摆杆另一端的扇形齿轮与刀架底部的齿条相啮合，使刀架实现进刀和退刀动作。（3）移动凸轮其凸轮是具有曲线轮廓、作往复直线移动的构件，它可看成是转动轴线位于无穷远处的盘形凸轮。如图6-24所示为自动机床靠模机构。盘形凸轮和移动凸轮与从动件之间的相对运动为平面运动，属于平面凸轮机构；而圆柱凸轮与从动件之间的相对运动不在平行平面内，属于空间凸轮机构。动画演示4凸轮机构应用实例——靠模车削机构•靠模板4（相当于移动凸轮）固定在车床床身上。车削加工时，工件旋转，刀架3带动车刀2（从动件）沿工件轴向移动，由靠模板曲线轮廓控制车刀相对于工件的径向进给；车刀按预定规律动作，从而车削出具有曲面轮廓的工件。2．按从动件形式分类（如图6-25所示）（1）尖顶从动件其从动件的端部呈尖点，特点是能与任何形状的凸轮轮廓上各点相接触，因而理论上可实现任意预期的运动规律。尖顶从动件凸轮机构是研究其他型式从动件凸轮机构的基础。但由于从动件尖顶易磨损，故只能用于轻载低速的场合。（2）滚子从动件其从动件的端部装有滚子，由于从动件与凸轮之间可形成滚动摩擦，所以磨损显著减少，能承受较大载荷，应用较广。但端部重量较大，又不易润滑，故仍不宜用于高速。（3）平底从动件其从动件端部为一平底。若不计摩擦，凸轮对从动件的作用力始终垂直于平底，传力性能良好，且凸轮与平底接触面间易形成润滑油膜，摩擦磨损小、效率高，故可用于高速，缺点是不能用于凸轮轮廓有内凹的情况。此外，凸轮可按从动件的运动类型分为移动从动件和摆动从动件。动画演示5列表对比讲解2.2凸轮机构的工作过程基本概念1、基圆：以凸轮轮廓最小半径rb所作的圆2、推程：从动件经过轮廓AB段，从动件被推到最高位置3、推程角：角δ0，这个行程称为，δ2称为4、回程：经过轮廓CD段，从动件由最高位置回到最低位置；5、回程角：角δ26、远停程角：角δ17、近停程角：角δ3凸轮与从动件的关系：从动件的运动规律取决于凸轮的轮廓曲线形状。6本课小结：1、凸轮机构的组成和应用2、凸轮机构的工作过程教师指导，学生总结布置作业：列举凸轮机构的应用，试举出几个实例。课后反思：借助于多媒体课件和flash动画演示，感性认识凸轮机构的运动模式和受力形式，再从运动模式和受力形式中理解凸轮机构的存在对汽车的影响，同时引导学生拓展思维思考凸轮机构的发展形式。今后更要注意所讲知识与实际生活的联系，使学生能很明白的懂得所讲知识。