第7章 汽车常用机构 （教案）-《汽车机械基础》同步教学（机工版.第3版）

课 时 计 划 序号 专业及班级 授 课 类 型 讲 授 月 日 讲授 （270＇） 课 题 第7章 汽车常用机构 课 时 教 学 目 的 1. 理解机器、机构、构件、零件的区别及联系； 2. 掌握平面连杆机构的概念、特点及类型； 3. 掌握铰链四杆机构和曲柄滑块机构的特点及在汽车中的应用； 4. 掌握凸轮机构的组成、类型及在汽车中的应用； 5. 理解凸轮从动件运动常见规律； 6. 能正确分析汽车中应用的机构的工作原理。 重 点 与 难 点 重点：汽车中应用的常用机构的组成及工作原理 难点：分析汽车中应用的机构的工作原理 时 间 内容及讲授方法 教 具 5＇ 60＇ 120＇ 60＇ 25＇ 组织教学及新课导入 一、机构的组成及其运动简图 二、平面连杆机构及其在汽车中的应用 三、凸轮机构及其在汽车中的应用 小结及习题 检 查 意 见 签字 任课教师： 板 书 设 计 （I） 第7章 汽车常用机构 一、机构的组成及运动简图 1、机器与机构 2、构件与零件 3、运动副 4、机构运动简图 二、平面连杆机构 1、特点 2、类型 3、工作特性 板 书 设 计 （II） 三、凸轮机构 1、组成 2、类型及特点 3、应用实例 4、从动件的运动规律 课 后 小 结 作 业 授 课 内 容 教案 （副页） 7.1 机构的组成及其运动简图 单缸发动机的组成 一、机器与机构 1、机器 定义1：机器是执行机械运动、 用来变换或传递能量、物料、信息的装置。 定义2：由零件装成，能运转、能变换能量或产生有用功的装置。机器可以作为生产工具，能减轻人的劳动强度，提高生产效率。 定义3：具有确定相对运动、可进行能量转换或做机械功的一种实体组合。 2、机构 用来传递运动和力的、有一个构件为机架的、用构件间能够相对运动的连接方式组成的构件系统称为机构。 在一般情况，为了传递运动和力，机构各构件间应具有确定的相对运动。 3、其他概念 *零件：组成机械的各个制造单元，如螺钉、螺母、轴等。 *构件：组成机械的各个运动单元（可以是单独加工的单元体，如车床的主轴；也可是多个零件的组合体，如连杆）。 4、运动副 （1）运动副：两个零件或构件间既相接触又有相对运动的一种联接形式，如车轮与钢轨、一对轮齿以及轴与轴承之间的联接。 （2）运动副的类型 *低副：构件之间是面接触； *高副：构件之间为点接触或线接触。 组织教学 导入：提问发动机的组成，总结单缸发动机的结构，导入新课。 讨论：请同学举出机器的实例。 讨论：请同学举出机构的实例。 PPT演示机构实例：齿轮机构、凸轮机构、连杆机构。 PPT演示低副和高副的实例。 No 1 授 课 内 容 教案 （副页） 转动副表示： 移动副表示： 二、机构运动简图 用国标规定的简单符号和线条代表运动副和构件，并按比例定出各运动副的位置，说明机构各构件间相对运动关系的简化图形，称为机构运动简图。 不严格按比例来绘制简图，这样的简图通常称为机构示意图。 机构运动简图 机构示意图 三、识读机构运动简图 1、固定件（机架）：机构中只有一个构件为机架。 2、主动件：机构中有驱动力或已知运动规律的构件。 3、从动件：除主动件以外的所有活动构件。 例： PPT演示各类型运动副的图示，认识各类运动副。 思政：结合机构运动简图的国标规定，对学生进行标准和规范教育，培养学生的职业素质。 No 2 授 课 内 容 教案 （副页） 7.2 平面连杆机构 一、平面连杆机构 若干刚性构件通过低副（转动副和移动副）联接而成的机构，是一种低副机构。 二、铰链四杆机构 1、定义 由四个构件通过转动副连接而成的平面连杆机构。 2、组成 3、铰链四杆机构的基本形式 （1）曲柄摇杆机构 （2）双曲柄机构 （3）双摇杆机构 曲柄摇杆机构 双曲柄机构 双摇杆机构 4、铰链四杆机构的应用实例 （1）分析缝纫机运动形式，说明其平面连杆机构的形式。 （2）分析汽车刮水器的机构形式及工作过程 缝纫机 汽车刮水器 PPT演示平面连杆机构动画，认识平面连杆机构的组成。 PPT演示铰链四杆机构的三种类型的组成及动画，理解铰链四杆机构的组成及运动形式特点。 PPT演示缝纫机、汽车刮水器、起重机等铰链四杆机构应用实例的机构动画，分析其机构组成及运动特点。 No 3 授 课 内 容 教案 （副页） 三、曲柄滑块机构 1、组成 曲柄滑块机构由滑块、连杆、曲柄和机架四个构件通过转动副和移动副连接而成。 2、运动形式的转换 当滑块为主动件时，机构将滑块的往复移动转变为曲柄的旋转运动； 当曲柄为主动件时，机构将曲柄的旋转运动转变为滑块的往复移动。 四、平面连杆机构的特性 1、死点位置 曲柄摇杆机构中，当摇杆为主动件，曲柄为从动件时，连杆BC与曲柄AB共线时，连杆BC施加在曲柄AB上的力恰好通过转动中心A，无论作用力多大，其转动力矩都为零，不能推动曲柄转动，称为死点位置。曲柄滑块机构也具有相同特性。 2、急回特性 曲柄连杆机构中，当曲柄为主动件做匀速回转时，从动件摇杆的往返摆动行程和往返速度不同，返程要快，这种运动特性称为急回特性。 急回特性广泛应用于生产实际中，使工作行程平均速度小，工作行程平稳，非工作行程速度加快，缩短非工作时间，达到提高工作效率的目的。 讨论：死点位置存在的条件？ PPT演示死点位置的应用：飞机起落架。 讨论：急回特性存在的调剂那？ No 4 授 课 内 容 教案 （副页） 7.3 凸轮机构及其在汽车中的应用 一、汽车中的凸轮机构 图示为发动机的配气机构，在这个机构中具有曲线外廓形状的构件1转动时，其轮廓将 迫使气门杆2作断续的往复移动，从而控制气门有规律的开启和关闭（气门的关闭借助气门弹簧3的弹力作用实现），使可燃混合气进入气缸或使燃烧后的废气排出。在这个配气机构中具有曲线外廓形状的构件1称为凸轮；与凸轮始终保持直接接触的气门2称为从动件。 二、凸轮机构的组成 凸轮机构 ——由凸轮（1），从动件（2）和机架（3） 构成的三杆高副机构。 三、常用凸轮机构的类型 1、按凸轮形状分  *盘形凸轮  *移动凸轮 *圆柱凸轮  2、按从动件分 *尖顶从动件  *滚子从动件 *平底从动件  四、凸轮机构的应用实例 1、插齿机切深机构 工作原理：当凸轮1转动时，拉动丝杠5向右侧运动，则刀架4和插齿刀3一起向毛坯件移动，直到将齿轮切到需要深度为止。 2、自动车床走刀机构 工作原理：当圆柱凸轮1转动时，利用其凹槽带动摆杆2绕固定轴O往复摆动，再通过扇形齿轮3与齿条的啮合传动，使刀架5按一定规律运动，完成进刀和退刀的动作。 PPT演示凸轮机构的动画，理解凸轮机构的组成及运动形式特点。 PPT演示插齿机切深机构简图，分析其工作原理。 PPT演示自动车床走到机构简图，分析其工作原理。 No 5 授 课 内 容 教案 （副页） 3、火柴盒自动装机机构 工作原理：火柴从进料口4装入，当插板3在凸轮1推动下插入进料口下部时，火柴就不能落下来。当凸轮转回时，在弹簧2的作用下插板3退出，火柴便落入盒7中，随后插板5插入，阻止火柴落下，使火柴盒装满。 火柴盒自动装机机构 五、从动件的运动规律 1、凸轮的基本概念 （1）基圆：以凸轮的最小向径为半径所作的圆称为基圆，基圆半径用rmin表示。 （2）推程：推程运动角δt； （3）远休止、远休止角δs； （4）回程、回程运动角δh； （5）近休止、近休止角δs ˊ ； （6）行程:从动件在推程或回程中移动的距离，用 h 表示。 2、凸轮机构从动件的常用运动规律 （1）等速运动规律：等速运动规律的特点是当凸轮等速回转时，从动件推程或回程中的速度为常数。 从图中可以看出，在始末两点的理论加速度值为无穷大，它所引起的惯性力也应为无穷大，而产生强烈的冲击，这种冲击称为刚性冲击。这种规律只适用于凸轮转速很低的场合。 等速运动规律 分析可知：凸轮的各参数影响着从动件的位移、速度和加速度，因此从动件的运动规律是由凸轮的轮廓曲线的形状决定的。 PPT演示等速运动规律和等加速等减速运动规律曲线，分析各运动规律的特点。 No 6 授 课 内 容 教案 （副页） 等加速等减速运动规律 （2）等加速等减速运动规律 推程的始末点及前后半段交接处加速度也有突变。但是加速度为有限值，产生的是有限惯性力，因此而产生的冲击是有限冲击，称为柔性冲击。但是在高速下仍将导致相当严重的振动、噪声和磨损。因此，这种运动规律只适用于中、低速的场合。 小结及习题：略。 PPT演示凸轮机构等加速等减速运动规律曲线，分析其运动特点。 No 7 学科网（北京）股份有限公司 $$