资源简介

第6章 常用机构
【课程名称】
铰链四杆机构的运动特性、凸轮机构
【教材版本】
李世维主编，中等职业教育国家规划教材――机械基础（机械类）。第2版。北京：高等教育出版社，2006。
【教学目标与要求】
知识目标
了解铰链四杆机构的运动特性――急回特性和死点。
了解凸轮机构的组成、特点和基本类型。
能力目标
掌握急回特性为提高生产率减少空行程的时间，了解急回特性的应用场合。
了解死点的形成原因，为解决机构的死点问题提出改进措施。
掌握凸轮的运动特点和组成。
素质目标
通过对急回特性和死点的研究培养学生对机构特性的关注，应用机构的特殊性去解决生产实际中存在的问题。
死点的出现既有弊也有利，这是事物的二重性，应善于克服缺点，将弊转化成利，为生产实践服务。
了解凸轮机构是高副应用的实例，高副联接可以减少运动构件，使结构简单紧凑，如缝纫机中应用凸轮的地方很多，它可以将连续的主运动通过高副联接转化成缝纫机的多种运动形式，而且结构很紧凑。
教学要求
了解急回特性形成的原因及应用场合。
了解死点的形成条件及如何然解决死点的问题，从实例中又可以看出如何巧妙地应用死点来为生产服务。
了解凸轮机构的组成及运动特点及其分类。
【教学重点】
急回特性的形成过程
死点是如何形成的。
凸轮机构的运动特点。
【难点分析】
急回特性的形成，要借助于教具或实物演示，最好请同学上台自己体验。
死点的形成条件是曲柄摇杆机构中以摇杆作为主动件才可能出现，如果学生有自己使用过缝纫机请他谈谈使用的感受最好。在理论上要用力矩的大小等于力与力臂的乘积来决定，如果力臂为0，则无论力有多大，则力矩仍为0。
【教学方法】
讲授与学生自我演示教具互动来体验，最后归纳。
【学生分析】
实习中如果有学生在牛头创床上工作过，可以请他讲讲滑枕往复运动速度有何不同，如果没有只好靠教具演示，来说明急回特性，由于太抽象，可能难以理解。同样如果学生自己用过缝纫机，就会感受到死点，讲课比较容易理解，多实践多联系实践才能学好本课程，但目前学生脱离实际问题比较突出，给讲课带来较大困难。
【教学资源】
机械基础网络课程。北京：高等教育出版社，2006。
吴联兴主编。机械基础练习册。北京：高等教育出版社，2006。
教具，实物或课件。
【教学安排】
2学时（90分钟）
【教学过程】
复习上次课的内容即四杆机构的三种型式的形成，举例请同学课上回答的题，抽查学习情况。
导入新课
从演示教具或实物入手，让学生发现急回特性和死点的运动特点。要多演示几遍或请同学上台自己感受。
凸轮机构的讲课开始，也要让同学自己来观察组成凸轮机构的构件数与运动副和平面连杆机构有何不同？
新课讲授
铰链四杆机构的运动特性
从演示中先让学生得出结论入手再按书中图6-15来分析，着重注意虽然摇杆的行程往返一样长，但曲柄转过的圆心角都不相等，由于曲柄作等角速运动，走过的圆心角所需要的时间就长，反之所需要的时间就短，在相同的行程中，时间长的其移动的速度必然就慢，反之必然就快，这就导致在摇杆的往返两个行程产生了不同的行走速度，即一快一慢，出现了快速的回程，这正是机械中空行程所需要的，它可以缩短非工作时间。
死点
死点形成的前提是在曲柄摇杆机构中以摇杆作为主动构件，而当摇杆在两端极限位置时，极位夹角成0°或180°时，曲柄的力臂为0，此时无论施加多大的作用力，曲柄都不可能转动，称之为死点位置。解决死点位置的方法是加惯性轮，靠惯性的作用冲过死点，或者采用机构错位排列的方法，如图6-17所示。反之也可以利用死点来作有用的工作，如作夹具或飞机起落架。
凸轮的组成与特点
先演示教具使学生得出它是高副接触，并且具有三个构件组成，这是其一特色，它可以将连续匀速转动的凸轮转变成从动件断续非匀速的直线运动或摆动，具有构件数少，结构紧凑的特点，但由于点线接触的压强大，不适于重载的工作条件。
凸轮机构的类型
主要有按凸轮的形状和按从动件的端部结构两种分类方法。
盘形凸轮：如常见的补鞋机的手摇轮即是双凸轮。
移动凸轮：常用钥匙与锁心的弹子。
其运动特点由于是点线的尖端接触，所以压强大，易于磨损。
四．小结
1．研究四杆机构的急回特性和死点为其特性，可将它应用到生产中去，有利于提高生产率，并化弊为利。
2．凸轮机构是高副运动机构，具有结构简单的特点，在轻载的工作场合中得到广泛应用，如纺织机械等。
五．布置作业
【课后分析】

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