《03机构自由度计算的注意事项教学设计说明》由会员分享，可在线阅读，更多相关《03机构自由度计算的注意事项教学设计说明（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、机械设计基础课程教学设计 2014年 5 月 28 日案例名称第一章 平面机构分析 第三节 机构自由度计算的注意事项科目机械设计基础教学对象大学二年级课时1课时一、教材容分析机械设计基础是一门培养学生具有一定机械设计能力的技术基础课。通过学习该课程，要求学生掌握机械中常用机构的结构原理、运动特性及有关机构动力学的基本知识，初步具有分析和设计基本机构的能力，并对机械运动方案的确定有所了解。同时掌握通用机械零件的工作原理、特点、选用和设计计算的基本知识，使学生初步具有设计简单的机械及普通机械传动装置的能力。并培养学生运用标准、规、手册、图册等有关技术资料的能力。 “平面机构分析”这一教学容是机械设
2、计基础课程中的第一章，后续的“平面连杆机构”、“凸轮机构”、“齿轮机构”以及“轮系”章节都是向学生讲授典型机构的相关知识，而学好这些容的前提就是要学会分析机构，其中一个重要环节就是准确地计算出该机构的自由度数目。平面机构自由度计算的目的是判定一个已有的机构是否正确,确定原动件的个数。在进行机构的运动分析和受力分析时,必须通过机构的结构分析才能进行。如果机构的自由度计算不正确,那就无法进行机构的结构、运动及受力分析。所以,平面机构的自由度计算在机构的学习、设计中占有重要地位。“机构自由度计算”是机械设计基础课程第一章平面机构分析中第三节课程的教学容，在学生掌握了平面机构的组成、特点，熟练掌握机构
3、运动简图绘制的基础上，进行教学的。通过学习该节容，让学生学会如何准确的计算出机构的自由度，以及学会判断机构是否具有确定的运动，为已有机构进行分析或创造新的机构提供基本条件。二、教学目的（知识，技能，情感态度、价值观）知识与技能目标：1.熟练掌握机构具有确定运动的条件。2.熟练掌握机构自由度计算公式，以及在计算机构自由度时的注意事项。过程与方法目标：1.通过提问式方法，总结归纳出机构自由度计算公式；2.用三种典型机构作对比，引导学生分析出机构具有确定运动的条件；3.分别用工程中常见的机构作为例题，通过课堂练习法，带领学生巩固机构自由度计算公式，并对比实际结果，发现存在的问题，从而引出机构自由度计
4、算的注意事项。4.从中培养学生的观察、操作、想象能力，发展学生的空间观念，渗透转化的思想。情感态度与价值观目标：1.培养学生的探索精神和合作能力，养成良好的学习习惯。2.培养学生自学的意识和创新的精神。让学生将学到的知识运用到实际生活中。三、学习者特征分析本门课面向的对象是大学二年级、第四学期的近机械类学生。他们在之前的学期中已经学习了高等数学、工程制图、理论力学和材料力学等相关的基础课和专业基础课。对自由度的概念已经有了一定的认识，并能够读懂常见的工程图以及简图。大学二年级的学生已经具有一定的自学能力，能够独立进行思考、发现、分析问题，所以在学习过程中可针对这一特点，适时地以启发式教学方法进
5、行教学，激励他们通过自己的思考、分析解决问题。但这个阶段的学生在学习中难免存在一定的惰性，所以要通过适当的方式和手段激发他们学习新事物的兴趣。四、教学思想主要体现在主体性教学思想和反思性教学思想上五、教学策略和方法本节课采用启发式和主动参与式教学策略，引导学生发现问题，分析问题并解决问题。为了完成本节课的知识技能、情感态度、价值观方面的目标，我使用的教学方法有：谈话法、观察法、演示法。谈话法：谈话法又叫问答法，在教学过程中我一直用谈话法，与学生交流，让学生感到轻松的学习氛围，激发学生的思维活动；培养学生的独立思考能力和语言表达能力；唤起和保持学生的注意力和兴趣。观察法：实际机构的自由度可由其运
6、动形式以及原动件数目分析出来，故此处我采用机构动画演示的方式，让学生通过观察，分析出机构自由度的数目。演示法：通过对实际工程案例的演示，引起学生的注意力，提高他们的学习兴趣。六、教学分析（容、重难点）教学容：1）机构具有确定运动的条件2）机构自由度计算公式机构 3）自由度计算的注意事项（1）局部自由度（2）复合铰链教学重点及难点1）机构自由度计算公式2）局部自由度和复合铰链的识别与处理方法。七、教学环境及资源准备1.以自制的机构运动动画做演示，能直观的展示抽象数据的特点，使学生更好的理解。避免学生对抽象数据充分理解的欠缺。需用到电脑与投影仪等现代教学设备。2.教师的讲解配合板书，并采用多媒体的
7、现代化教学手段作辅助，及时总结本课的知识点，加强巩固。八、教学安排教学过程教师活动学生活动设计意图及资源准备一、组织教学同学们好，现在开始上课！停止说话，准备上课用洪亮的声音吸引学生的注意力，让他尽快进入上课状态二、复习复习上次课学过的主要容：1机构具有确定运动的条件原动件数目=自由度数目2.自由度计算公式F=3n-2PL-PH强调公式的重要性，并逐一解释公式中各个量的含义，并加以强调学生回忆该部分的知识温故而知新，复习前次课的重要容，对于本次课的学习有至关重要的作用三、导入新课1、为什么计算机构自由度如此重要？因为在工程中，要面对、分析以甚至设计众多复杂的机器、机构，判断该机构能否运动、能否
8、具有确定运动的首选方法就是计算它的自由度2、计算工程实例中的滚子推杆凸轮机构的自由度3、计算结果F=2，为学生演示动画，并分析发现机构的原动件数目为1时，运动已经确定，即正确结果是F=1，计算结果出现偏差，是什么呢？4、解释机构自由度计算时有若干注意事项，若不正确处理，就会出现错误，都有哪些注意事项（板书标题：计算机构自由度时的注意事项）学生思考，积极回应学生认真听讲 学生认真作答，并积极回应老师学生认真思考学生认真记笔记巧妙入境，通过对旧知识的复习，用工程实例作为例题，以提问的方式来巩固旧知，调动学生的积极性，导入新课，激发学生对新课的好奇心。提高学生的学习兴趣，主动参与到学习中来。四、新课
9、讲授1、 由例题引出第一个注意事项局部自由度（板书：一、局部自由度）2、结合多媒体课件讲解局部自由度的定义：对机构其他构件的运动不产生影响的局部运动的自由度。3、（回到板书上的例题）观察并分析机构中的小滚子，它的用途。（引起学生注意，重点部分的到来）4、 而小滚子转动的自由度对机构其他构件的运动没有影响，所以它是局部自由度5、局部自由度的存在导致计算结果与实际不符6、同时引导学生找到局部自由度的出现场合，什么时候容易出现呢？（板书：出现场合：小滚子）7、如何处理局部自由度呢？ 结合板书：（板书：去除）假象将小滚子与推杆焊接到一起。再根据自由度计算公式进行计算。8、重新用正确的方法做一遍例题，引
10、导学生先处理局部自由度，再计算结果9、做第二道例题，求如板书所示的杆机构的自由度10、解得的结果为F=9，通过机构具有确定运动的条件分析结果，并用动画演示，分析出机构自由度应为1学生认真听讲并思考学生看见后回答：用滚动摩擦代替滑动摩擦减小磨损学生认真听讲并思考学生领会错误所在学生回答：机构中有小滚子的地方学生想，回答；学生积极参与到老师的细致讲解中，并会在老师的带动下随声附和学生认真做题并积极回应老师学生认真作答，并积极回应老师学生认真听讲并思考。在教学过程中，以学生为主题，以前学过的知识都让学生自行回答，巩固旧知，引入新知，学生积极配合，用自制的教具，直观的展示在学生面前，让学生更容易接受抽
11、象图形的特点，提高学习效果。对学生的正确回给予表扬，激发学生学习兴趣。做课后习题，及时巩固新知，让学生学到的知识运用到实际中。11、引出该机构的典故，为波舍利直线机构，其出处，用途，让学生学以致用，将理论知识与实践相结合12、什么原因造成的错误？引出第二个注意事项复合铰链（板书：二、复合铰链）13、 结合多媒体课件讲解局部自由度的定义：两个以上构件在同一点处，以转动副相连。14、其中，强调定义中的三个要点：两个以上、在同一点、均为转动副15、在黑板上画出一个运动链，符合复合铰链定义，并设问：该复合铰链有几个转动副？（引起学生注意，重点部分的到来）16、通过作图，发现其运动副数目为2，而不是1个
12、（一边板书一边仔细讲解）17、 通过递推法推导出复合铰链查运动副的方法：m个构件就有m-1个转动副。（板书：处理：m个构件就有m-1个转动副）18、重新分析此道例题，引导学生发现原因所在，并正确的处理问题，最后得出正确结果学生学习机械机构的背景历史学生认真听讲，思考学生认真记录学生认真听课并记录学生认真思考学生根据以往制图基础亦附和老师学生回答出结论，并认真听课、记录学生认真作答，并积极回应老师详细讲解，从听觉与视觉两方面加强对学生的刺激，加深知识的记忆。及时让学生做课后习题，将他们学到的知识运用到实际解题中，巩固新知，在多种题型中得到锻炼。为以后解各种类型题打好基础。及时对学生解过的题进行仔
13、细讲解，以免学生解题期间出现的问题得不到解决。让学生做题，提高其应变能力。并培养学生积极做题。五、巩固新课 课堂小结这节课我们学习了计算机构自由度的两个注意事项，通过学习发现在计算自由度时，应先判断机构中是否存在注意事项，再进行做题！学生积极配合对本课的总结可以及时的帮助学生对主要讲授容进行梳理，对学生的学习起巩固的作用六、布置作业课件中布置课后作业，计算图示机构的自由度。学生认真记录布置课后作业，加强训练，加深本课学习的知识印象，有利于提高学生把学到的知识运用到实际解题中的能力。教学流程图组织课堂 复习旧课 导入新课情境式导入 问答法 讲解新课 演示法 讲授法 本堂小结 布置作业 九、板书设计
