平面機構運動簡圖電子教案

1、課題編號】5【課題名稱】平面機構運動簡圖【教學目標與要求】一、知識目標1 . 了解運動副的分類。2 . 熟悉構件及運動副的規(guī)定符號。3 . 繪制機構的運動簡圖。二、能力目標1 . 能分清運動副的種類 , 看懂符號的含義。2 . 能繪制機構的運動簡圖。三、素質目標 了解運動簡圖在分析機器構件運動中的作用。四、教學要求1 . 熟悉構件及運動副的符號。2 . 能繪制簡單機構的運動簡圖。【教學重點】 運動副的分類及符號 , 運動簡圖的繪制。【難點分析】 將結構圖繪制成運動簡圖的轉化過程是本課的難點， 要注意說明構件的結構與繪制符號之間的關系，簡圖只是表達結構的運動關系，構件不管其大小， 都用最簡單的符

2、號來表示， 以便于分析機構的運動。 【分析學生】學生對繪制簡圖不知從何下手， 是學習的難點， 要告訴學生從主 動構件入手，按規(guī)定的構件與運動副符號逐一表達機構的運動關系。 【教學思路設計】多舉實例，從日常所能見到的實物入手來畫簡圖，如可帶折疊 實物。作圖中要注意比例尺的關系?！窘虒W安排】2 學時 90 分鐘【教學過程】 平面連桿機構是指組成機構的所有構件都是由低副中的移動副 或轉動副連接而成， 且所有的構件都是在同一平面或相互平行的平面 中運動。否那么應為空間機構。一、運動副及其分類。1. 構件的自由度 任何一個構件都有三個平面自由度，如板擦在黑板上沿著左右、 上下移動和繞自身轉動三個自由度，

3、用 x、y 和 表示。如果板擦離 開黑板平面，就不是平面的自由度，而成為空間的自由度。物體的空 間自由度應當是 6 個，本書只研究平面自由度的內容。2. 運動副及約束如果把板擦沿黑板左右運動， 此時板擦只能有一個方向的運動， 限制了上下方向的移動和轉動兩個運動， 這個限制稱為約束。 門受到折頁的約束，只能繞折頁轉動，不能左右前后移動，即被限制了x、y方向的運動。板擦與板擦槽之間、門與折頁之間的連接稱為運動副。3. 運動副的分類按兩構件之間的接觸狀態(tài)分為：1) 低副 前兩種連接狀態(tài)都是處于面接觸，前者是平面接觸， 后者是曲面接觸，其壓強比擬低，統(tǒng)稱為低副。低副分為移動副和轉 動副兩種，板擦與槽連

4、接稱為移動副，而門與門框連接稱為轉動副， 即鉸鏈連接。板擦只能沿槽左右移動，只有一個方向的自由度，失去 了上下和轉動的二個自由度；門受門框的約束，只能繞軸轉動，失去 了 x、 y 方向的移動二個自由度，所以低副的自由度為 1, 約束為 2。2) 高副 粉筆在黑板上寫字， 與黑板之間是點接觸， 壓強很高， 粉筆磨損很快，稱之為高副。如火車車輪與鐵軌之間為線接觸。車輪 與鐵軌之間受到高副連接后， 車輪受到了上下移動的限制， 但可以沿 鐵軌方向的移動和繞自身轉動， 只受到一個方向的約束， 失去了一個 自由度，還剩下二個方向的自由度。 所以高副的自由度為 2,約束為 1。4. 構件及運動副的規(guī)定符號見

5、表 21。這些符號通過講課會慢慢熟悉的。二、機構運動簡圖的繪制如圖 27 所示的縫紉機，要畫出腳踏板帶動大帶輪的運動簡 圖，其步驟如下：1 . 找各構件由踏板、大帶輪、連桿和支承架 4 個構件組成，構件之間都是由轉動副連接，踏板是主動構件，大帶輪是從動構件。連桿是踏板和大帶輪的連接件2. 確定各桿件的實際長度 要測量轉動中心之間的距離， 單位 為毫米。3. 選擇恰當?shù)谋壤?保證圖面能充分表達機構運動簡圖的 運動關系。比例尺ul二構件實際長度/圖示構件長度，如u l =10mm/mm, 表示圖面上1mm表示實際尺寸10mm在圖上測量出長度為50mm構件 的實際長度應為50X 10=500mm初

6、學者一定要注意圖上尺寸乘以比 例尺才是構件的實際尺寸。與地圖上的比例標注方法相反。4. 按幾何關系作圖 建立坐標系 xoy ，以踏板與機架的轉動 中心A點為坐標起點，與坐標軸O重合一起。該簡圖取u丨=5mm/mm 從踏板與 x 軸的夾角作射線，在射線上取 AB 長為 lab/ u l =0.12 m/5=24mm 分別在相應位置作 BC=lbc/ u l =/5=48mm, CD=lcd/ u l =/5=5mm， AD=lad/ u l 51mm。5. 由于各構件之間都是用轉動副連接而成 , 所以用轉動副的符 號將連接各構件 , 即為該機構的運動簡圖。按以上所述作成的運動簡圖，其圖形正好為圖2 7 b圖逆時針轉過90°的圖形，與實際構件的 位置一致。然后在主動構件 AB 標注雙箭頭圓弧 , 表示踏板作上下擺 動.如有條件 , 應帶一個折疊椅或其它折疊機構 , 按實物作機構運動 簡圖 , 其教學效果更