汽車機(jī)械基礎(chǔ) 第3版 教案 第7章 汽車常用機(jī)構(gòu)

課時(shí)計(jì)劃序號(hào)專業(yè)及班級(jí)授課類型講授月日講授（270＇）課題第7章汽車常用機(jī)構(gòu)課時(shí)教學(xué)目的理解機(jī)器、機(jī)構(gòu)、構(gòu)件、零件的區(qū)別及聯(lián)系；掌握平面連桿機(jī)構(gòu)的概念、特點(diǎn)及類型；掌握鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)和曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及在汽車中的應(yīng)用；掌握凸輪機(jī)構(gòu)的組成、類型及在汽車中的應(yīng)用；理解凸輪從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)常見規(guī)律；能正確分析汽車中應(yīng)用的機(jī)構(gòu)的工作原理。重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：汽車中應(yīng)用的常用機(jī)構(gòu)的組成及工作原理難點(diǎn)：分析汽車中應(yīng)用的機(jī)構(gòu)的工作原理時(shí)間內(nèi)容及講授方法教具5＇60＇120＇60＇25＇組織教學(xué)及新課導(dǎo)入一、機(jī)構(gòu)的組成及其運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖二、平面連桿機(jī)構(gòu)及其在汽車中的應(yīng)用三、凸輪機(jī)構(gòu)及其在汽車中的應(yīng)用小結(jié)及習(xí)題 檢查意見簽字任課教師：板書設(shè)計(jì)（I）第7章汽車常用機(jī)構(gòu)一、機(jī)構(gòu)的組成及運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖1、機(jī)器與機(jī)構(gòu)2、構(gòu)件與零件3、運(yùn)動(dòng)副4、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖二、平面連桿機(jī)構(gòu)1、特點(diǎn)2、類型3、工作特性板書設(shè)計(jì)（II）三、凸輪機(jī)構(gòu)1、組成2、類型及特點(diǎn)3、應(yīng)用實(shí)例4、從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律課后小結(jié)作業(yè)授課內(nèi)容教案（副頁）7.1機(jī)構(gòu)的組成及其運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖單缸發(fā)動(dòng)機(jī)的組成一、機(jī)器與機(jī)構(gòu)1、機(jī)器定義1：機(jī)器是執(zhí)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)、用來變換或傳遞能量、物料、信息的裝置。定義2：由零件裝成，能運(yùn)轉(zhuǎn)、能變換能量或產(chǎn)生有用功的裝置。機(jī)器可以作為生產(chǎn)工具，能減輕人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率。定義3：具有確定相對(duì)運(yùn)動(dòng)、可進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換或做機(jī)械功的一種實(shí)體組合。2、機(jī)構(gòu)用來傳遞運(yùn)動(dòng)和力的、有一個(gè)構(gòu)件為機(jī)架的、用構(gòu)件間能夠相對(duì)運(yùn)動(dòng)的連接方式組成的構(gòu)件系統(tǒng)稱為機(jī)構(gòu)。在一般情況，為了傳遞運(yùn)動(dòng)和力，機(jī)構(gòu)各構(gòu)件間應(yīng)具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。3、其他概念*零件：組成機(jī)械的各個(gè)制造單元，如螺釘、螺母、軸等。*構(gòu)件：組成機(jī)械的各個(gè)運(yùn)動(dòng)單元（可以是單獨(dú)加工的單元體，如車床的主軸；也可是多個(gè)零件的組合體，如連桿）。4、運(yùn)動(dòng)副（1）運(yùn)動(dòng)副：兩個(gè)零件或構(gòu)件間既相接觸又有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的一種聯(lián)接形式，如車輪與鋼軌、一對(duì)輪齒以及軸與軸承之間的聯(lián)接。（2）運(yùn)動(dòng)副的類型*低副：構(gòu)件之間是面接觸；*高副：構(gòu)件之間為點(diǎn)接觸或線接觸。組織教學(xué)導(dǎo)入：提問發(fā)動(dòng)機(jī)的組成，總結(jié)單缸發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)入新課。討論：請(qǐng)同學(xué)舉出機(jī)器的實(shí)例。討論：請(qǐng)同學(xué)舉出機(jī)構(gòu)的實(shí)例。PPT演示機(jī)構(gòu)實(shí)例：齒輪機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)。PPT演示低副和高副的實(shí)例。No1授課內(nèi)容教案（副頁）轉(zhuǎn)動(dòng)副表示：移動(dòng)副表示：二、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖用國標(biāo)規(guī)定的簡(jiǎn)單符號(hào)和線條代表運(yùn)動(dòng)副和構(gòu)件，并按比例定出各運(yùn)動(dòng)副的位置，說明機(jī)構(gòu)各構(gòu)件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系的簡(jiǎn)化圖形，稱為機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。不嚴(yán)格按比例來繪制簡(jiǎn)圖，這樣的簡(jiǎn)圖通常稱為機(jī)構(gòu)示意圖。機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖機(jī)構(gòu)示意圖三、識(shí)讀機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖1、固定件（機(jī)架）：機(jī)構(gòu)中只有一個(gè)構(gòu)件為機(jī)架。2、主動(dòng)件：機(jī)構(gòu)中有驅(qū)動(dòng)力或已知運(yùn)動(dòng)規(guī)律的構(gòu)件。3、從動(dòng)件：除主動(dòng)件以外的所有活動(dòng)構(gòu)件。例：PPT演示各類型運(yùn)動(dòng)副的圖示，認(rèn)識(shí)各類運(yùn)動(dòng)副。思政：結(jié)合機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的國標(biāo)規(guī)定，對(duì)學(xué)生進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范教育，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)素質(zhì)。No2授課內(nèi)容教案（副頁）7.2平面連桿機(jī)構(gòu)一、平面連桿機(jī)構(gòu)若干剛性構(gòu)件通過低副（轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副）聯(lián)接而成的機(jī)構(gòu)，是一種低副機(jī)構(gòu)。二、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)1、定義

由四個(gè)構(gòu)件通過轉(zhuǎn)動(dòng)副連接而成的平面連桿機(jī)構(gòu)。

2、組成3、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本形式（1）曲柄搖桿機(jī)構(gòu)（2）雙曲柄機(jī)構(gòu)（3）雙搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)雙曲柄機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)4、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用實(shí)例（1）分析縫紉機(jī)運(yùn)動(dòng)形式，說明其平面連桿機(jī)構(gòu)的形式。（2）分析汽車刮水器的機(jī)構(gòu)形式及工作過程縫紉機(jī)汽車刮水器PPT演示平面連桿機(jī)構(gòu)動(dòng)畫，認(rèn)識(shí)平面連桿機(jī)構(gòu)的組成。PPT演示鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的三種類型的組成及動(dòng)畫，理解鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的組成及運(yùn)動(dòng)形式特點(diǎn)。PPT演示縫紉機(jī)、汽車刮水器、起重機(jī)等鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例的機(jī)構(gòu)動(dòng)畫，分析其機(jī)構(gòu)組成及運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。No3授課內(nèi)容教案（副頁）三、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)1、組成曲柄滑塊機(jī)構(gòu)由滑塊、連桿、曲柄和機(jī)架四個(gè)構(gòu)件通過轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副連接而成。2、運(yùn)動(dòng)形式的轉(zhuǎn)換當(dāng)滑塊為主動(dòng)件時(shí)，機(jī)構(gòu)將滑塊的往復(fù)移動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍男D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；當(dāng)曲柄為主動(dòng)件時(shí)，機(jī)構(gòu)將曲柄的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑝K的往復(fù)移動(dòng)。四、平面連桿機(jī)構(gòu)的特性1、死點(diǎn)位置曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)搖桿為主動(dòng)件，曲柄為從動(dòng)件時(shí)，連桿BC與曲柄AB共線時(shí)，連桿BC施加在曲柄AB上的力恰好通過轉(zhuǎn)動(dòng)中心A，無論作用力多大，其轉(zhuǎn)動(dòng)力矩都為零，不能推動(dòng)曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)，稱為死點(diǎn)位置。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)也具有相同特性。2、急回特性曲柄連桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)曲柄為主動(dòng)件做勻速回轉(zhuǎn)時(shí)，從動(dòng)件搖桿的往返擺動(dòng)行程和往返速度不同，返程要快，這種運(yùn)動(dòng)特性稱為急回特性。急回特性廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際中，使工作行程平均速度小，工作行程平穩(wěn)，非工作行程速度加快，縮短非工作時(shí)間，達(dá)到提高工作效率的目的。討論：死點(diǎn)位置存在的條件？PPT演示死點(diǎn)位置的應(yīng)用：飛機(jī)起落架。討論：急回特性存在的調(diào)劑那？No4授課內(nèi)容教案（副頁）7.3凸輪機(jī)構(gòu)及其在汽車中的應(yīng)用一、汽車中的凸輪機(jī)構(gòu)圖示為發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)，在這個(gè)機(jī)構(gòu)中具有曲線外廓形狀的構(gòu)件1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其輪廓將迫使氣門桿2作斷續(xù)的往復(fù)移動(dòng)，從而控制氣門有規(guī)律的開啟和關(guān)閉（氣門的關(guān)閉借助氣門彈簧3的彈力作用實(shí)現(xiàn)），使可燃混合氣進(jìn)入氣缸或使燃燒后的廢氣排出。在這個(gè)配氣機(jī)構(gòu)中具有曲線外廓形狀的構(gòu)件1稱為凸輪；與凸輪始終保持直接接觸的氣門2稱為從動(dòng)件。二、凸輪機(jī)構(gòu)的組成凸輪機(jī)構(gòu)——由凸輪（1），從動(dòng)件（2）和機(jī)架（3）構(gòu)成的三桿高副機(jī)構(gòu)。三、常用凸輪機(jī)構(gòu)的類型1、按凸輪形狀分

*盤形凸輪

*移動(dòng)凸輪*圓柱凸輪

2、按從動(dòng)件分*尖頂從動(dòng)件

*滾子從動(dòng)件*平底從動(dòng)件

四、凸輪機(jī)構(gòu)的應(yīng)用實(shí)例1、插齒機(jī)切深機(jī)構(gòu)工作原理：當(dāng)凸輪1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，拉動(dòng)絲杠5向右側(cè)運(yùn)動(dòng)，則刀架4和插齒刀3一起向毛坯件移動(dòng)，直到將齒輪切到需要深度為止。2、自動(dòng)車床走刀機(jī)構(gòu)工作原理：當(dāng)圓柱凸輪1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，利用其凹槽帶動(dòng)擺桿2繞固定軸O往復(fù)擺動(dòng)，再通過扇形齒輪3與齒條的嚙合傳動(dòng)，使刀架5按一定規(guī)律運(yùn)動(dòng)，完成進(jìn)刀和退刀的動(dòng)作。PPT演示凸輪機(jī)構(gòu)的動(dòng)畫，理解凸輪機(jī)構(gòu)的組成及運(yùn)動(dòng)形式特點(diǎn)。PPT演示插齒機(jī)切深機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖，分析其工作原理。PPT演示自動(dòng)車床走到機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖，分析其工作原理。No5授課內(nèi)容教案（副頁）3、火柴盒自動(dòng)裝機(jī)機(jī)構(gòu)工作原理：火柴從進(jìn)料口4裝入，當(dāng)插板3在凸輪1推動(dòng)下插入進(jìn)料口下部時(shí)，火柴就不能落下來。當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)回時(shí)，在彈簧2的作用下插板3退出，火柴便落入盒7中，隨后插板5插入，阻止火柴落下，使火柴盒裝滿?；鸩窈凶詣?dòng)裝機(jī)機(jī)構(gòu)五、從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律1、凸輪的基本概念（1）基圓：以凸輪的最小向徑為半徑所作的圓稱為基圓，基圓半徑用rmin表示。（2）推程：推程運(yùn)動(dòng)角δt；（3）遠(yuǎn)休止、遠(yuǎn)休止角δs；（4）回程、回程運(yùn)動(dòng)角δh；（5）近休止、近休止角δsˊ；（6）行程:從動(dòng)件在推程或回程中移動(dòng)的距離，用h表示。2、凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律（1）等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律：等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律的特點(diǎn)是當(dāng)凸輪等速回轉(zhuǎn)時(shí)，從動(dòng)件推程或回程中的速度為常數(shù)。從圖中可以看出，在始末兩點(diǎn)的理論加速度值為無窮大，它所引起的慣性力也應(yīng)為無窮大，而產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊，這種沖擊稱為剛性沖擊。這種規(guī)律只適用于凸輪轉(zhuǎn)速很低的場(chǎng)合。等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析可知：凸輪的各參數(shù)影響著從動(dòng)件的位移、速度和加速度，因此從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是由凸輪的輪廓曲線的形狀決定的。PPT演示等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律和等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律曲線，分析各運(yùn)動(dòng)規(guī)律的特點(diǎn)。No6授課內(nèi)容教案（副頁）等加速等減