【正文】 構(gòu)的結(jié)構(gòu)和精度2四、教學思路設(shè)計通過本章學習后，能根據(jù)工作要求合理地選擇凸輪機構(gòu)的類型、從動件的運動規(guī)律、設(shè)計出凸輪的輪廓曲線，以及合理地確定凸輪機構(gòu)基本尺寸，具有良好的傳力性能和結(jié)構(gòu)尺寸較為緊湊。關(guān)于輪廓曲線設(shè)計方法的確定應與采用加工方法有關(guān)，這就是本章的教學思路。第5章 第1講知識點教學手段1. 1）凸輪機構(gòu)的應用 2）凸輪機構(gòu)的分類 3）凸輪和滾子的材料2. 1）平面凸輪機構(gòu)的基本尺寸和運動參數(shù) 2）常用的從動件運動規(guī)律 3）從動件運動規(guī)律的選擇課件（凸輪機構(gòu)，凸輪的應用，各種凸輪，從動件形狀，各種推桿凸輪機構(gòu)）一、講授時注意幾點：1. 概述 作一般性介紹。2. 常用的從動件運動規(guī)律應掌握凸輪機構(gòu)的運動過程、常用運動規(guī)律，一般情況下可根據(jù)使用場合和工作要求，從教材中介紹的常用運動規(guī)律中選取。二、講授程序設(shè)計在對凸輪機構(gòu)有了一般性了解后，才能對常用的從動件運動規(guī)律進行分析，重點對等速運動、等加速一等減速運動規(guī)律，得出適用場合，供現(xiàn)場中使用。講授教案編寫如下所述。第1講 教案第5章 凸輪機構(gòu) 概述放課件（凸輪機構(gòu)）說明其組成部件，凸輪以ω1轉(zhuǎn)，依靠凸輪輪廓曲線形狀不同，產(chǎn)生不同從動件運動規(guī)律，它為高副機構(gòu)，為點接觸。本章討論為平面運動的凸輪機構(gòu)，解釋一下。 凸輪機構(gòu)的應用放課件（~），略作說明。 凸輪機構(gòu)的分類凸輪機構(gòu)的種類很多，可從以下角度來分類。1. 按凸輪形狀分類（1）盤形凸輪（2）移動凸輪（3）圓柱凸輪2. 按從動件形式分類（1）尖頂從動件（2）滾子從動件（3）平底從動件以上二種分類，有課件可播放一下，加以簡單說明。3. 按從動件與凸輪保持接觸的方式分類（1）力鎖合的凸輪機構(gòu)（2）幾何鎖合的凸輪機構(gòu)，最后說明一下凸輪機構(gòu)的名稱就是從這些分類中得出，如尖頂移動從動件盤形凸輪機構(gòu)。 凸輪和滾子材料教材中已敘述，教案中不再重敘了。 常用的從動件運動規(guī)律 平面凸輪機構(gòu)的基本尺寸和運動參數(shù)放課件（凸輪機構(gòu)的運動過程），現(xiàn)以偏置移動尖頂從動件盤形凸輪機構(gòu)為例來說明一下。偏距e：從動件移動導路至凸輪轉(zhuǎn)動中心的距離稱為偏距e。以e為半徑，轉(zhuǎn)動中心為圓心，所作的圓稱為偏距圓，如e=0，稱為對心的?；鶊A：以凸輪轉(zhuǎn)動中心為圓心，輪廓上最小的向徑r0為半徑畫圓，這圓稱為基圓，r0為基圓半徑。凸輪以ω1轉(zhuǎn)動，推動從動件移動，現(xiàn)在從動件處于最低位置，A點。AB曲線——凸輪轉(zhuǎn)，向徑增大，即從動件將由最低位置A按一定的運動規(guī)律推動到最遠距離B，這一過程稱為推程，凸輪相應地轉(zhuǎn)過一個角度為，稱為推程運動角。在推程過程中，從動件移動的距離為h，稱為升程（行程）。BC曲線——它為以凸輪軸心O為圓心的圓弧，凸輪轉(zhuǎn)角為，這時從動件處于最高位置靜止不動，這稱為遠休止角。CD曲線——從動件由最高位置B回到最低位置A，這一個過程稱為回程，凸輪轉(zhuǎn)過角度為稱為回程運動角。DA曲線——DA的基圓上一部分，凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動，這樣從動件停止不動，凸輪轉(zhuǎn)過，稱為近休止角。這樣凸輪，轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，從動件就作升停降停的運動循環(huán)連續(xù)轉(zhuǎn)動凸輪，這過程就重復循環(huán)進行著?，F(xiàn)以與從動件位移的關(guān)系做出一線圖，s圖稱為從動件的位移線圖，通過微分就可得出速度線圖，加速度線圖，這三個線圖總稱為從動件的運動線圖，這就表明出從動件的運動規(guī)律，它由凸輪輪廓曲線形狀來決定的。因此設(shè)計輪廓曲線，就必須要首先確定從動件的運動規(guī)律。下面為討論一下從動件運動規(guī)律有哪幾種。 常用的從動件運動規(guī)律教材中介紹了四種常用的從動件運動規(guī)律，這里只討論二種，等速運動，等加速等減速運動規(guī)律，并指出其適用場合。1. 等速運動規(guī)律，運動方程為。從圖中可知：從動件在運動開始和終止時，其速度產(chǎn)生突變由0↑，這樣加速度a→+∞，∞。這樣機構(gòu)就會發(fā)生強烈的沖擊。這稱為剛性沖擊，因此等速運動只適用于低速，輕載，從動件質(zhì)量小的場合。2. 等加速等減速運動規(guī)律運動方程為。這里假定加速段與減速段時間是相等的，同樣可得出，曲線（）。，從圖中可見出速度曲線是連續(xù)的，不會出現(xiàn)剛性沖擊，但在三處會產(chǎn)生加速度突變，也會發(fā)生沖擊，這為柔性沖場，適用于中速場合。第5章 第2講知識點教學手段1. 1）反轉(zhuǎn)法原理 2）作圖法設(shè)計凸輪輪廓曲線 3）解析法設(shè)計凸輪輪廓曲線 4）凸輪輪廓的加工方法2. 1）凸輪機構(gòu)的壓力角 2）基圓半徑的確定 3）滾子半徑的確定3. 1）凸輪機構(gòu)的結(jié)構(gòu) 2）凸輪的精度課件（反轉(zhuǎn)法原理，設(shè)計各種從動件盤形凸輪輪廓、壓力角、基圓半徑確定，滾子半徑的選擇）一、講授時注意幾點1. 盤形凸輪輪廓的設(shè)計與加工方法應掌握以下幾點：（1）應用反轉(zhuǎn)法原理可用圖解法、解析法設(shè)計凸輪輪廓曲線。（2）圖解法設(shè)計凸輪輪廓。作圖步驟：理論輪廓線、實際輪廓的關(guān)系，取法。（3）解析法設(shè)計凸輪輪廓。以極坐標法討論設(shè)計凸輪輪廓。（4）采取不同加工方法，輪廓設(shè)計方法也不同。2. 凸輪機構(gòu)基本尺寸的確定如何合理地確定壓力角，基圓半徑，滾子半徑等才能使凸輪機構(gòu)既有良好的傳力性能，又使結(jié)構(gòu)尺寸緊湊。二、講授程序設(shè)計本講是凸輪機構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵、核心內(nèi)容。根據(jù)運動規(guī)律，及加工方法，采用不同的輪廓曲線設(shè)計方法。同時，討論了機構(gòu)基本尺寸的確定、機構(gòu)的結(jié)構(gòu)和凸輪的精度問題，這樣才算凸輪機構(gòu)設(shè)計成功。講授教案編寫如下所述。第2講 教案 盤形凸輪輪廓的設(shè)計與加工方法輪廓設(shè)計有二種方法：圖解法和解析法。圖解法：直觀，簡便，適用于要求不高的場合。解析法：輪廓精確，適用于要求高的場合。這二種設(shè)計方法，其基本原理都是相同的，都是采用反轉(zhuǎn)法來設(shè)計輪廓曲線。 反轉(zhuǎn)法原理放課件，在整個凸輪機構(gòu)上加上一個與凸輪ω大小相等，方向相反的“ω1”，這樣構(gòu)件之間的相對運動的關(guān)系仍然保持不變，凸輪就成靜止，不動了，而從動件與導路一起以ω1角速度繞凸輪轉(zhuǎn)動，從動件仍以原來的運動規(guī)律相對導路作移動，這方法稱為反轉(zhuǎn)法，這樣從動件尖頂?shù)倪\動軌跡就是凸輪輪廓曲線。 作圖法設(shè)計凸輪輪廓曲線現(xiàn)以偏置尖頂移動從動件盤形凸輪輪廓曲線為例，講授一下凸輪輪廓曲線的設(shè)計。，放課件（設(shè)計偏置直動尖頂從動件盤狀凸輪機構(gòu)），應用反轉(zhuǎn)法，設(shè)計步驟教材中有，簡單說明一下。說明一下凸輪轉(zhuǎn)角分度越多，得出曲線就越正確。當e=0時，偏距圓的切線就是過O點的徑向線，可按上法得出對心直動尖頂從動件盤形凸輪的輪廓曲線。若將尖頂從動件改為滾子從動件，這時可以減少接觸處的磨損，輪廓曲線設(shè)計方法還是這樣，這時應將滾子中心看成為尖頂，用上法設(shè)計出輪廓曲線，放課件（偏置直動滾子從動件盤狀凸輪機構(gòu)），說明一下，這條曲線稱為理論輪廓曲線，然后以曲線上各點為圓心，以滾子半徑rT為半徑，做出一系列的圓，最后做出這些圓的包絡(luò)線就成為凸輪輪廓曲線，這曲線稱為凸輪的實際輪廓曲線。這時基圓半徑r0應在理論輪廓曲線上量出的。 解析法設(shè)計凸輪輪廓曲線輪廓設(shè)計的理論基礎(chǔ)還是反轉(zhuǎn)法，現(xiàn)在介紹一種極坐標法，坐標原點取在凸輪回轉(zhuǎn)中心，經(jīng)教學推導可求出輪廓曲線點的極坐標值（）。 凸輪輪廓的加工方法采用什么樣的設(shè)計方法與采用什么樣加工方法有著直接關(guān)系。加工方法通常有二種：① 銑削、銼削加工 用圖解法設(shè)計曲線② 數(shù)控加工 用解析法設(shè)計曲線這里要了解，在數(shù)控加工中為什么坐標原點要取在凸輪回轉(zhuǎn)中心，這是加工工藝要求的，否則會影響到凸輪的精度。 凸輪機構(gòu)基本尺寸的確定凸輪機構(gòu)設(shè)計，不僅要考慮到能實現(xiàn)預期的運動規(guī)律，而且還要求它的傳力性能好，結(jié)構(gòu)緊湊等這些要求都與壓力角、基圓半徑、滾子半徑等有關(guān)。 凸輪機構(gòu)的壓力角凸輪不但要使從動件傳遞運動，而且還要傳遞力，在設(shè)計輪廓時，并未考慮這個傳力問題，所以從受力觀點來考慮，這樣設(shè)計出輪廓，不一定合理，可能凸輪推動從動件時很吃力，磨損很嚴重，傳動效率很低等，現(xiàn)在就要討論這問題。在分析前先談一下壓力角定義，這與以前的是一樣的，也是受力方向與速度（運動）方向之夾角（銳角），放一下課件可看出不同接觸點，壓力角也是不同的。從動件上受什么力1）外載荷FQ 凸輪ω1轉(zhuǎn)，推動從動件，使上移，即要克服FQ后向上移。2）凸輪給從動件的反力F 不考慮摩擦力時，這F一定為沿著nn方向。F分解成二分力：F1：用于克服外載荷FQ，推動從動件移動的有效分力。 F2：引起導路中摩擦阻力的有害分力。所以從傳動角度來看，α越小，越好，但不能太小，會導致整個機構(gòu)尺寸增大，設(shè)計時規(guī)定了最大壓力角αmax一定要小于許用值，αmax≤[α]。 基圓半徑的確定基圓半徑r0越小，結(jié)構(gòu)就越緊湊，過小也不行，會使α↑，傳力性能差，二者權(quán)衡一下，設(shè)計時做法：會使α不大于αmax時盡量取r0小些，設(shè)計應用經(jīng)驗公式來確定。 r0=（~2）r （r為軸頸） 滾子半徑的確定理論輪廓曲線求出后，如滾子半徑rT選得不適當時，得出實際輪廓曲線是否都能在所有位置上與滾子相切，否則就會造成運動的失真。、ρ′、ρmin（最小曲率半徑）與rT取得的關(guān)系。1. 對于內(nèi)凹的理論廓線（a圖） ρ′min =ρmin +rT圖中可看出，不管滾子半徑取多大，即ρ′min總為“+”值，實際廓線總可以做出，與滾子都能相切。2. 對于外凸的理論廓線 由于ρ′min =ρmin +rT ，實際輪廓是否能作出就取決于ρmin與rT之間的相對大小，這里就可分為三種情況談一下。（1）當ρmin rT時，圖b，ρ′min0，實際廓線可作出。（2）當ρmin = rT時，圖c，ρ′min=0，實際廓線出現(xiàn)尖點，這樣極易磨損，不能實用，磨損就會改變原來預期的運動規(guī)律。（3）當ρmin rT時，圖d，ρ′min0，為負值，實際廓線出現(xiàn)交叉點，交叉以上的部分輪廓曲線在加工時將被切去，導致從動件不能按原來的預期運動規(guī)律運動。為了避免發(fā)生這個問題，滾子半徑rT選擇時必須要保證ρmin rT，則ρ′min0，設(shè)計時建議為 rT≤ 凸輪機構(gòu)的結(jié)構(gòu)和精度因為敘述性內(nèi)容，很易看懂，學生自學一下。第6章 間歇運動機構(gòu)一、教學要求間歇運動機構(gòu)是實現(xiàn)間歇運動的機構(gòu)。本章扼要把闡述了棘輪機構(gòu)、槽輪機構(gòu)的工作原理和運動特點，并對不完全齒輪機構(gòu)作簡單地介紹。具體教學要求如下：了解棘輪機構(gòu)、槽輪機構(gòu)的組成、工作原理、運動特點和適用場合。二、重點、難點重點：棘輪機構(gòu)、槽輪機構(gòu)的運動特點和適用場合。難點：因作一般性概念介紹，無什么難點之處。三、教學安排教學內(nèi)容學時數(shù)1. 棘輪機構(gòu)2. 槽輪機構(gòu)3. 不完全齒輪機構(gòu)2四、教學思路設(shè)計本章內(nèi)容為一般性概念介紹，只對棘輪機構(gòu)、槽輪機構(gòu)的組成、工作原理、運動特點和適用場合進行講授，而對具體設(shè)計計算問題在此不作介紹。因此講授方法可應用課件的播放進行，適當?shù)卣f明就可以了。第6章 第1講知識點教學手段1. 1）工作原理 2）棘輪轉(zhuǎn)角的調(diào)節(jié) 3）特點與應用2. 1）工作原理 2）類型、特點及應用3. 不完全齒輪機構(gòu)課件（間歇運動機構(gòu)、雙動式棘輪機構(gòu)、矩形齒、雙向棘輪機構(gòu)、回轉(zhuǎn)棘爪、雙向棘輪機構(gòu)、用遮板調(diào)節(jié)棘輪機構(gòu)、改變搖桿螺角大小、槽輪機構(gòu)、內(nèi)槽，外槽，空間槽輪機構(gòu)、不完全齒輪機構(gòu)）一、講授時注意幾點本章主要內(nèi)容只作一般性介紹，以動作為主，介紹其工作原理、特點、應用等，其內(nèi)容均為敘述性，同學看課件后，很易理解。二、講授程序設(shè)計講授均按組成、工作原理、分類、特點及適用范圍順序進行的。講授教案編寫時，不必寫成詳細的講稿，只要根據(jù)教材內(nèi)容，結(jié)合課件作一介紹就行了（槽輪棘數(shù)z和撥盤圓柱銷數(shù)k的選擇這一節(jié)內(nèi)容不作要求，可省去不講）。