2.1 凸轮机构概述（教案）《机械基础》（机工版·第2版）同步精品课堂

《机械基础》教案 详细教案 一、设计摘要 课程课题 任务2.1 凸轮机构概述 授课教师 1 学时数 1 授课班级 人数 授课时间 教学地点 理实一体化教室 二、设计意图 学情分析 职高学生对机械原理的抽象概念接受较慢，但对生活中的机械装置有一定认知，动手能力较强。他们已学过简单机械的基本概念，对构件的运动形式有初步了解，但对机构的组成和分类缺乏系统认识。部分学生可能在复杂结构的理解上存在困难，需要结合实物或动画演示降低难度。同时，学生对实用性强的知识兴趣较高，教学中需多联系生产生活实例，引导他们从具体应用中总结凸轮机构的特点，激发学习主动性，避免纯理论讲解导致的枯燥感。 背景分析 凸轮机构是机械工程中实现复杂运动的基础机构，在工业生产和日常生活中应用广泛，比如内燃机的配气机构、打印机的送纸装置、自动机床的进给机构等，都依赖它将连续旋转运动转化为预期的往复运动或间歇运动。随着智能制造的发展，自动化设备对精准运动控制的需求增加，掌握凸轮机构的知识对理解机械系统工作原理、从事设备维护与设计等岗位至关重要。职高学生未来多接触生产一线设备，了解其组成、类型和特点，能为后续学习机械设计与维修打下基础，提升解决实际问题的能力。 学习目标 设定 素质目标 知识目标 能力（技能）目标 培养对机械机构的探究兴趣，增强将理论知识与实际应用结合的意识，为后续机械相关技能学习奠定基础。 能说出凸轮机构的三个基本组成部分；能区分盘形凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮等不同形状的凸轮，以及直动从动件、摆动从动件的运动形式，还有尖顶、滚子、平底从动件的末端结构；能总结出凸轮机构结构简单、运动精准但易磨损等特点。 通过观察生活或生产中的实例，能识别出其中的凸轮机构，并判断其类型；能结合实例说明凸轮机构的工作特点及应用场景。 学习任务 描述 能说出凸轮机构的三个基本组成部分； 能区分盘形凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮等不同形状的凸轮； 能总结出凸轮机构结构简单、运动精准但易磨损等特点。 教学资源 准备 教师准备：讨论主题、学生任务书； 学生准备：在线讨论、完成任务书。 教学重点 凸轮机构的三个基本组成部分 教学难点 不同类型凸轮机构的区别及适用场景 教学难点突破方法 用实物模型（如不同形状的凸轮、带不同末端的从动件）让学生动手拼接，直观感受类型差异 三、教学策略 教法 讲授法、演示法、讨论法； 学法 小组讨论法、自主阅读法。 四、教学资源 教材工具材料 《机械基础》，主编：朱明松，第2版；机械工业出版社。 教学情景 创设 五、教学过程 教学环节 教学内容 教师活动 学生活动 设计意图 知识复习与回顾（2分钟） [引入主题]（2分钟） 任务引入：能说出凸轮机构的三个基本组成部分。 提出问题，认真回答问题。 接收并查看本节课堂任务书。查看并记住本节任务的学习目标。 1、组织学生回答问题，使同学们提起兴趣，对学习内容参与度更深。 2.下发和展示任务，让学生明确课堂任务，学习课堂知识。 新 课 导 入 （3分钟） [新课引入]（3分钟） 引导学生分析任务书，明确本节课的学习内容。 通过任务书，采用提问方式引出今天的内容。 1.跟上老师思路。 2.学生分小组交流讨论，总结出小组答案。 激发学生探索学习的欲望与兴趣，还可以把本次课程的内容快速引入课堂。 探索 新知（2分钟） 在机械工业中，凸轮机构是一种常用机构，通常由凸轮从动件和机架三个基本构件组成，如图2-1所示。凸轮一般是具有曲线或曲面轮廓的构件。由于凸轮与从动件组成的是高副，所以凸轮机构属于高副机构。凸轮机构常用于轻载、低速自动或半自动机床的控制。 上课前老师收集相关的新专业、职业、技能等知识。 学生对新专业了解后，再上网查一下新专业所涉及的知识点。 使用学生对新专业有个大概了解，自己再去收集相关资料补充自己的知识面。 学 习 新 知（14分钟） 图 2-2所示为内燃机气阀控制机构。它通过连续转动的凸轮驱动气阀杆做往复移动，从而按预定的时间打开或关闭气阀，完成配气要求。弹簧的作用是使气阀组件紧贴凸轮的轮廓曲面。 图2-3所示为自动车床刀架进给机构。当凸轮转动时，驱动从动杆做往复摆动，通过固定在从动杆上的扇形齿轮，带动刀架下部的齿条，使刀架前后移动，从而完成所需要的进给和退刀运动。 图2-4所示为自动车床靠模机构。滑板带动从动件(刀架)沿工件的轮运动，使切削刃走出手柄外形轨迹。 图 2-5所示为缝纫机的挑线机构。从动件挑线杆末端A的滚子嵌在圆柱凸轮的槽中，当圆柱凸轮转动时，使挑线杆绕定点0上下摆动，不断把挑线杆上B处孔中的线挑出一定长度，供缝纫使用。 主要讲解凸轮机构的组成。 学生在书本上找出对应的内容并勾画出重点内容。 通过直观教学法，使用电教媒体PPT的形式，不仅能进一步激发学生的兴趣，也有利于加深学生对知识的理解和对内容的掌握。 凸轮机构按其构件形状与运动形式可分为不同类型。 1.按凸轮形状分类 (1)盘形凸轮(图2-2、图2-3)仅径向轮廓尺寸变化并绕其轴线旋转的凸轮称为盘形凸轮。它结构简单，是凸轮机构的最基本形式。盘形凸轮分为两种:一种是利用外轮推动从动件运动的盘形外轮廓凸轮;另一种是利用曲线沟槽推动从动件运动的盘形槽凸轮(图 2-6)。 (2)移动凸轮(图2-4)当盘形凸轮的回转中心趋于无穷远时，即可成为移动凸轮移动凸轮做往复直线移动，凸轮曲线轮廓推动从动件运动，多用于靠仿形机械。 (3)柱体凸轮轮廓曲线位于圆柱面上，并绕其轴线旋转的凸轮称为柱体凸轮。柱体凸轮分为圆柱凸轮(图2-5)和端面凸轮(图2-7)。在柱体凸轮机构中，当凸轮等速回转时，从动件在平行于凸轮轴线的平面内运动，因此凸轮与从动件的相对运动是空间运动柱体凸轮属于空间凸轮，柱体凸轮机构属于空间凸轮机构。 2.按从动件运动形式分类 按从动件运动形式分，凸轮机构可分为直动从动件(图2-2、图2-4)和摆动从动件(图 2-3、图 2-5、图 2-6)两种。 3.按从动件末端结构形式分类 按从动件末端结构形式分，凸轮机构可分为尖顶从动件、滚子从动件、平底从动件和曲面从动件几种，见表 2-1。 教师根据课本内容讲解凸轮机构的类型。 学生跟上老师的思路； 抽取学生回答老师的提问； 让学生能够快速的掌握学习内容，突破了课程内容难点。 1)凸轮机构可以用在对从动件运动规律要求严格的场合，也可以根据实际需要任意拟定从动件的运动规律，如运动轨迹、位移量、速度、加速度，以及间歌运动的运动时间与间歇时间的比例、停歇次数等。 2)凸轮机构可以高速起动，动作准确可靠。 3)凸轮机构是高副机构，两构件接触处为点接触或线接触，单位面积上承载的压力较大，难以保持良好的润滑，故容易磨损，寿命短。 4)凸轮机构能传递较复杂的运动，但对于复杂的运动特性要求，精确分析和设计凸轮的轮廓曲线比较困难，制造和维修也较困难。随着电子计算机和数控机床的广泛应用，凸轮轮廓型面的设计、制造已变得方便、容易。 教师讲解凸轮机构的特点，通过展示图片和理论相结合的形式，更形象的记忆 学生跟上老师的思路； 图片展示更加直观 学生再练习（6分钟） 4、分配任务：（6分钟）（思政导入：团队合作，培养学生学会思考，解决问题能力） 1）、以小组为单位回答问题：按凸轮形状分类，凸轮有哪几种类型？ 2）、每组派出代表回答老师提问 4）、学生分组相互评价 5）、老师点评，哪个组最好，回答最准确。评出优胜小组。 1、教师分配任务小组任务，随堂进行观察和指导。 2.讨论完成后，教师以提问形式选择学生进行问题的回答。 3.各组互评后，教师进行总结评价。 学生小组讨论后每个组派一人或者两人回答。学生之间互评打分。 学生对知识的一个巩固过程，调动学生的学习积极性。 课堂 总结（2分钟） 教师总结（2分钟） 今天我们认识了凸轮机构这个“机械小能手”，知道它由凸轮、从动件和机架三部分组成。大家还学会了区分不同类型：按形状分盘形、移动、圆柱凸轮，按从动件运动分直动和摆动，按末端结构分尖顶、滚子、平底。它结构简单却能精准控制运动，不过也有易磨损的小缺点。生活中像汽车发动机、打印机里都有它的身影，掌握这些知识能帮我们更好理解身边的机械，为以后学技术打基础，课后可以多找找生活中的凸轮机构，加深印象哦！ 布置下节课任务（40分钟） 布置下节课任务（40分钟） 预习下节课内容 布 置 作业（13分钟） [完成作业]（13分钟） （1）从动件按末端结构可分为哪几类？各有什么特点？ （2）总结凸轮机构的主要特点（至少3点）。 板书 设计 六、教学评价 教学评价 七、教学反思 教学反思 本节课通过生活实例导入，学生对凸轮机构的兴趣较浓，但在讲解类型分类时，部分学生对圆柱凸轮与摆动从动件的匹配关系理解较慢，说明实物演示的直观性仍需加强。虽结合了动画演示生产场景，但互动环节设计不足，学生动手拼接模型的时间偏少，导致对类型差异的记忆不够深刻。后续应增加小组合作拼装不同类型凸轮机构的活动，让学生在操作中自主总结特点，并多引入汽修、机床等专业相关实例，提升知识与岗位的衔接度，帮助学生更好消化理论内容。 教师分配任务 学分组讨论 学生问题提问 学生分组回答 教师总结 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$