2016机电一体化专业机械基础（机工版）电子教案：凸轮机构的工作过程及从动件运动规律.docVIP

机电一体化专业机械基础（机工版）电子教案 章节 课题 §8-3凸轮机构的工作过程及从动件运动规律 课 型 新授课 课时 2 教具学具 电教设施 挂图 教学目标 知识 教学点 理解凸轮机构的工作过程及从动件运动规律 能力 培养点 理解凸轮机构的工作过程及从动件运动规律 德育 渗透点 培养学生团结协作的精神 教学重点 难点 重点 凸轮机构的工作过程及从动件运动规律 难点 凸轮机构的工作过程及从动件运动规律 学法引导 1、讲授法 2、讨论法 教学内容 更新、补 充、删节 补充《机械基础》相关内容 参考资料 《机械原理》 课后体会 教 与 学 互 动 设 计 教 师 活 动 内 容 学生活动内容 时间 （一）组织教学 点名考勤，稳定学生情绪，准备上课 （二）导入新课 凸轮的分类、应用特点 （三）讲授新课 第三节 凸轮机构的工作过程及从动件运动规律 一、凸轮机构工作过程 凸轮机构中最常用的运动形式为凸轮作等速回转运动，从动件作往复移动 凸轮回转时，从动件作“升→停→降→停”的运动循环。 基圆：以凸轮轮廓最小半径 rb所作的圆 推程：从动件经过轮廓AB段，从动件被推到最高位置 推程角：角δ0，这个行程称为，δ2称为 回程：经过轮廓CD段，从动件由最高位置回到最低位置； 回程角：角δ2 远停程角：角δ1 近停程角：角δ3 二、从动件的运动规律 1．等速运动规律 当凸轮作等角速度旋转时，从动件上升或下降的速度为一常数，这种运动规律称为等速运动规律。 位移曲线(S—δ曲线) 若从动件在整个升程中的总位移为 h，凸轮上对应的升程角为δ0，那么由运动学可知，在等速运动中，从动件的位移S与时间t的关系为：S＝v·t 凸轮转角δ与时间t的关系为：δ＝ω·t 则从动件的位移S与凸轮转角δ之间的关系为: v和ω都是常数，所以位移和转角成正比关系。因此，从动件作等速运动的位移曲线是一条向上的斜直线。 从动件在回程时的位移曲线则与下图相反，是一条向下的斜直线。 （2）等速运动凸轮机构的工作特点 由于从动件在推程和回程中的速度不变，加速度为零，故运动平稳；但在运动开始和终止时；从动件的速度从零突然增大到v或由v突然减为零，此时，理论上的加速度为无穷大，从动件将产生很大的惯性力，使凸轮机构受到很大冲击，这种冲击称刚性冲击。随着凸轮的不断转动，从动件对凸轮机构将产生连续的周期性冲击，引起强烈振动，对凸轮机构的工作十分不利。因此，这种凸轮机构一般只适用于低速转动和从动件质量不大的场合。 2．等加速、等减速运动规律 当凸轮作等角速度旋转时，从动件在升程(或回程)的前半程作等加速运动，后半程作等减速运动。这种运动规律称为等加速等减速运动规律。 (1)位移曲线(S—δ曲线) 由运动学可知，当物体作初速度为零的等加速度直线运动时，物体的位移方程：在凸轮机构中，凸轮按等角速度ω旋转，凸轮转角δ与时间t之间的关系为t=δ/ω 则从动件的位移S与凸轮转角δ之间的关系为： 式中a和ω都是常数，所以位移s和转角δ成二次函数的关系，所以，从动件作等加速等减速运动的位移曲线是抛物线。因此，从动件在推程和回程中的位移曲线是由两段曲率方向相反的抛物线连成。 (2)等加速等减速运动凸轮机构的工作特点 从动件按等加速等减速规律运动时，速度由零逐渐增至最大，而后又逐步减小趋近零，这样就避免了刚性冲击，改善了凸轮机构的工作平稳性。因此，这种凸轮机构适合在中、低速条件下工作。 当从动件运动规律选定后，即可根据该运动规律和其他给定条件（如凸轮转向、基圆半径等）确定凸轮的轮廓曲线。确定凸轮轮廓曲线的方法有图解法和解析法。图解法的特点是简便、直观，但不够精确，不过其准确度已足以满足一般机器的工作要求。 三、凸轮机构轮廓曲线的画法 1．“反转法”作图方法 凸轮轮廓曲线作图的方法是“反转法”。为了作图方便起见，可以看成凸轮在图纸上不转动，而将从动件的位置看成是相反于凸轮的旋转方向转动，并以此方向作图，这就是“反转法”。这种方法的优点是容易作图。 2．轮廓曲线画法步骤 (1)先画出从动件的位移曲线图。用凸轮转角作横坐标，以从动件的位移作纵坐标，由从动件的运动规律作出位移曲线，如图b所示。 (2)再画凸轮轮廓曲线。在凸轮基圆上作等分角线，用“反转法”以与位移曲线相同的比例截取各对应点(位移行程)，连接各点，即可得凸轮轮廓曲线。如图a所示。 （四）课堂小结 凸轮机构的类型及其应用特点。 （五）布置作业 1、复习本次课的内容 2、课后练习册 3、下一节内容预习提示； 准备上课 学生思考并回答所提出的问题。 听 课 记笔记 学生认真听讲 跟随老师的 思路进行分析 听 课 记笔记 学