高三机械基础 备课

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1、一、课前引入（一、课前引入（55）1、复习工程力学中各种变型的受力特点和变形特点，应力公式的应用和根据强度条件求解三个工程问题的实例。2、分析学生的作业情况。二、二、 讲授新课（讲授新课（8080）第三章常用机构第三章常用机构思考下列图形的运动形式，观察滑块与机架，两齿轮的接触形式有什么不同？低副（曲柄滑块机构） 高副（齿轮副）（一）（一）、运动副及其分类、运动副及其分类运动副：将两个构件组成的既具有一定约束又具有一定相对运动的联接。两构件组成的运动副，是通过点、线或面接触来实现的。按照接触方式不同，通常把运动副分为低副（如曲柄滑块机构）和高副（齿轮副）两类 。 低副：通过面接触而构成的运动副

2、称为低副。低副：通过面接触而构成的运动副称为低副。例如：例如：移动副 转动副高副：通过点或线接触而构成的运动副称为高副高副：通过点或线接触而构成的运动副称为高副凸轮副（点接触） 齿轮副 （线接触） 其它运动副：其它运动副：球面副 螺旋副注意：注意：1、把构件运动副的两构件之间的相对运动为平面运动的运动副称为平面运动副（如移动副、凸轮副等都为平面运动副） 。2、两构件之间的相对运动为空间运动的运动副称为空间运动副（如球面副、螺旋副为空间运动副）（二）（二）平面机构运动简图平面机构运动简图研究机械的运动（例如研究机器上各点的位移、轨迹、速度和加速度）时，如果使用实物结构图，不仅绘制繁琐，而且由于图

3、形复杂使分析不便。为了使问题简化，有必要去掉那些与运动无关的因素（如构件的形状、组成构件的零件数目、运动副的具体构造等） ，仅用简单线条和符号表示构件和运动副，并按一定比例画出各运动副的位置，这种说明机构中各构件间相对运动关系的简单图形，称为机构运动简图。绘制运动简图的步骤：绘制运动简图的步骤：12球 球碗螺母螺杆211.研究机构的运动原理2.确定运动副的种类3.测量出运动副间的相对位置4.选择视图与比例，用规定符号绘制例：绘制内燃机的机构运动简图。分析：此内燃机由齿轮机构、凸轮机构和四杆机构构成，共有四个转动副、三个移动副、一个齿轮副和两个凸轮高副 。 步骤： 选择视图平面。 选择比例尺，并

4、根据机构运动尺寸定出各运动副间的相对位置。. 画出各运动副和机构符号，并画出各构件。 完成必要的标注 内燃机的运动简图1曲轴；2连杆；3活塞；4缸体；5阀杆；6凸轮；7，8齿轮三、课堂总结（三、课堂总结（4 ）本堂课主要分析讲解运动副的的概念及运动副的种类，要求掌握低副，高副，球面副，螺旋副的特点和应用，同时要学会平面机构运动简图的正确画法。掌握绘制运动简图的步骤。四、作业布置（四、作业布置（1 ）P76 1、2五、课堂后记五、课堂后记一、课前引入（一、课前引入（55）1、讲解作业分析作业中存在问题并提出作业要求2、复习运动副的概念，运动副的类型，3、讲解运动简图的绘制方法二、讲授新课（二、讲

5、授新课（8080）（一）（一） 、平面连杆机构、平面连杆机构平面连杆机构是由若干个刚性构件通过转动副或移动副联接而成的机构，也称平面低副机构，组成平面连杆机构各构件的相对运动均在同一平面或相互平行的平面内。主要内容：铰链四杆机构的基本形式铰链四杆机构的演化形式（1） 、四杆机构各部分名称：1、机架：机构中固定不动的构件，例如杆 AD。2、连架杆：与机架相连的构件，例如杆 AB 和 CD。3、连杆：不与机架直接相连的构件，例如杆 BC。4、曲柄：连架杆中，能作整周回转的杆件称为曲柄。5、摇杆：连架杆中，只能作往复摆动的杆件称为摇杆（2） 、根据连架杆能否成为曲柄，铰链四杆机构分为：曲柄摇杆机构双

6、曲柄机构双摇杆机构（3）重点分析曲柄摇杆机构铰链四杆机构中，若两个连架杆一个为曲柄，一个为摇杆，则四杆机构称为曲柄摇杆机构。例 1：图所示为食品设备中的物料搅拌机构，当曲柄旋转时，利用连杆上 E 点的运动可以实现物料搅拌的要求。 例 2：牛头刨床的横向进给机构，该机构工作时，右侧小齿轮带动相当于曲柄的大齿轮转动，然后通过连杆带动带有棘爪的摇杆作往复摆动，从而带动棘轮连同丝杠作单向间歇运动。所以牛头刨车的横向进给机构是由曲柄摇杆机构与棘轮机构串联构成的。（4） 、分析双曲柄机构双曲柄机构铰链四杆机构中，若两个连架杆均为曲柄，则四杆机构称为双曲柄机构。例 1：当主动曲柄 AB 转动时，通过连杆 B

7、C、从动曲柄 CD 和连杆 CE，带动滑块 E（筛）做水平往复移动。这里的机构是由双曲柄机构添加了一个连杆和滑块所组成。例 2：机车车轮联动机构中的 ABCD 就是一个正平行四边形机构，主动曲柄 AB 与从动曲柄 CD 作同速同向转动，连杆 BC 则作平移运动。思考：取消杆 EF，对两车轮的运动是否有影响。 （5） 、分析双摇杆机构双摇杆机构铰链四杆机构中，若两个连架杆均为摇杆，则四杆机构称为双摇杆机构。例 1：ABCD 为一双摇杆机构，当主动摇杆 AB 摆动时，从动摇杆 CD 也随着摆动，从而使连杆延长线上的重物悬挂点 E 做平面运动。例 2：ABCD 构成一个双摇杆机构。摇杆 AB 摆动，

8、带动摇杆CD 摆动，使飞机轮子放下。注意：此时 AB 与 BC 连线，主动件 AB 通过连杆作用于从动件CD 上的力恰好通过其回转中心，出现了不能使构件 CD 转动的“顶死”现象，机构的这种位置称为死点。这时无论飞机施加在 AB 上的力有多大，都不能使 BC 转动，保证飞机正常的着陆。（6） 、重点分析铰链四杆机构存在曲柄的条件 1.最短杆与最长杆的长度之和，小于或等于其他两杆长度之和；2.连架杆和机架中必有一个是最短杆。推论：推论：铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆长度之和，则取最短杆的相邻杆为机架时，得曲柄摇杆机构；取最短杆为机架时，得双曲柄机构；取与最短杆相对的

9、杆为机架时，得双摇杆机构。铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆的长度之和大于其余两杆长度之和，则不论取何杆为机架时均无曲柄存在，而只能得双摇杆机构。（7） 、铰链四杆机构的演化形式、铰链四杆机构的演化形式1、改变构件的形状和运动尺寸2、改变运动副的尺寸偏心轮的演化过程 应用实例：偏心轮机构的应用鄂式破碎机 ：鄂式破碎机 鄂式破碎机运动简图3、选用不同的构件为机架曲柄滑块机构中，当将曲柄 AB 改为机架时， 就演化为导杆机构。导杆机构曲柄滑块机构中，当将连杆 BC 改为机架时， 就演化为曲柄摇杆机构。曲柄摇杆机构曲柄滑块机构中，当将滑块 C 改为机架时，就演化为直动滑块机构。直动滑块机构小结小结 ：

10、三、课堂总结（三、课堂总结（4 ）本课时讲解了铰链四杆机构的组成和基本形式，要求同学们重点掌握曲柄存在的条件，分析曲柄摇杆机构，双曲柄机构，双摇杆机构的工作原理和应用，要求同学们了解铰链四杆机构的演化形式。四、作业布置（四、作业布置（1 ）P76 3，4五、课堂后记五、课堂后记一、课前引入（一、课前引入（55）提问：1、曲柄存在的条件？2、曲柄摇杆机构，双曲柄机构，双摇杆机构的特点？二、讲授新课（二、讲授新课（8080）一）一） 、认识凸轮机构、认识凸轮机构凸轮机构是通过凸轮与从动件之间的直接接触来传递运动和动力的，是一种常用的高副机构，在机械中应用也很广泛。 例：观察下图汽车配气机构就是利用

11、凸轮来控制气门的启闭。 1、凸轮机构的组成：凸轮机构由凸轮 1、从动件 2 和机架 3 三个基本构件及锁合装置组成，是一种高副机构。其中凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件，通常作连续等速转动，而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。2、凸轮机构的优点：只要适当地设计凸轮轮廓，就可以使从动件实现预期的运动规律，结构简单、紧凑，易于设计。3、凸轮机构的缺点：凸轮与从动件是高副接触，易磨损，制造困难，适用于传力不大的控制机构。 （二）（二） 、凸轮机构的类型、凸轮机构的类型1、按凸轮的形状分类：123e盘形凸轮机构移动凸轮机构盘形凸轮机构移动凸轮机构盘形凸轮盘形凸轮 移动凸轮移

12、动凸轮 圆柱凸轮圆柱凸轮2、按推杆的形状分类：尖顶移动从动杆盘形凸轮机构 滚子移动从动杆盘形凸轮机构 平底移动从动杆盘形凸轮机构 3、根据推杆的运动形式的不同：有作往复直线运动的直动推杆和作往复摆动的摆动推杆尖顶移动从动杆盘形凸轮机构 尖顶摆动从动杆盘形凸轮机构 4、按照凸轮与推杆保持接触的方式分类：a、力封闭的凸轮机构：其利用推杆的重力、弹簧力来使推杆与凸轮保持接触。b、几何封闭的凸轮机构。其利用凸轮或推杆的特殊几何结构使凸轮与推杆保持接触。 力封闭的凸轮机构 几何封闭的凸轮机构（三）（三） 、凸轮机构的材料、凸轮机构的材料工作条件工作条件材料材料热处理热处理低速轻载低速轻载QT800-2、

13、40、45调质调质 中速轻载中速轻载45、40Cr调质、表面淬调质、表面淬火中速中载火中速中载20、20Cr、20CrMnTi表面渗碳淬火表面渗碳淬火高速重载高速重载GCr15淬火低温回火淬火低温回火（四） 、凸轮的结构凸轮的结构 当凸轮轮廓尺寸较小时，常将凸轮和轴做成一体。当凸轮轮廓尺寸较大时，则凸轮与轴应分开制造而后装配在一起使用 。凸轮在轴上的常见固定形式如下图所示。整体式凸轮轴圆锥销固定 圆锥套筒和双螺母固定 键联接固定 （五） 、凸轮机构的应用凸轮机构的应用内燃机中的排气阀与进气阀就是靠凸轮来控制的。三、课堂总结（三、课堂总结（4 ）A AAA（a）（b）（c）本堂课主要讲解凸轮机构

14、的组成，特点，类型和应用四、作业布置（四、作业布置（1 ）P76 5，6五、课堂后记五、课堂后记一、课前引入（一、课前引入（55）1、总结和分析学生的作业并提出作业中存在的问题；2、复习凸轮机构的组成，特点，类型二、讲授新课（二、讲授新课（8080）螺旋机构的主要内容：螺旋机构的分类滑动螺旋机构滚动螺旋机构一、一、螺旋机构的组成：下图为最基本的螺旋机构，由螺杆、螺母和机架组成。螺旋机构的组成 螺杆与螺母组成螺旋副，螺杆与机架组成转动副，螺线与机架组成移动副。二、螺旋机构的分类（按螺旋副的摩擦性质）1、滑动螺旋机构 2、滚动螺旋机构 3、静压螺旋机构 特点：特点：机架螺母螺杆1、结构简单，制造方

15、便，运转平稳，易于自锁；但摩擦阻力大，传动效率低有侧向间隙，反向有空行程，低速有爬行2、传动效率高，具有传动的可逆性，运转平稳，低速不爬行；经调整预紧，可获得很高的定位精度和较高的轴向刚度，但结构复杂，抗冲击性能差，不具有自锁性，多由专业厂制造 3、传动效率高，具有传动的可逆性，运动平稳，无爬行现象；反向时无空行程，定位精度高，磨损很小；但螺母结构复杂，需有一套要求较高的供油系统 应用：应用：1、金属切削机床的进给、分度机构的传动螺旋，摩擦压力机、千斤顶的传力螺旋 2、数控机床、精密机床、测试机械、仪器的传动螺旋和调整螺旋；飞行器、船舶等自动控制系统的传动螺旋 3、精密机床的进给、分度机构的传

16、动螺旋 （1） 、滑动螺旋机构滑动螺旋机构在传动中螺杆与螺母之间产生滑动摩擦 。按用途可分为：A、传力螺旋：以传递动力为主，要求以较小的转矩产生较大的轴向推力。例 1：传动螺旋螺旋千斤顶 螺旋压力机 B、传导螺旋：以传递运动为主，有时也承担较大的轴向力。例 2：传导螺旋车床的进给机构，通过螺杆的转动，使与刀架相连在一起的螺母水平移动，从而完成车刀切削进给动作。 C、调整螺旋：用于调整、固定零件的相对位置。例 3：调整螺旋：台式虎钳，螺杆上装有活动钳口，螺母与固定钳口固连在一起，当转动手柄时，螺杆相对螺母作回转运动，并带动活动钳口一起沿轴向移动，这样，活动钳口和固定钳口之间的工件就可以被夹紧或松开。 （2） 、滚动螺旋机构滚动螺旋装置主