3.4常用机构 教案 (2)

3.4常用机构 教案
【教学课题】
常用机构
【教学目标】
1.知识目标
了解铰链四杆机构的组成。
知道凸轮机构。
2.能力目标
能够辨别区分曲柄摇杆机构，双曲柄机构，双摇杆机构。
能够举例并分析生活中的一些常用机构。
3.情感态度与价值观
观察并说出生活中常用的一些常用机构有那些。
了解凸轮机构的工作原理。
【教学安排】
90分钟
【教学重难点】
重点：铰链四杆机构的组成。
难点：会区分曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构。
【教学方法】
教法：
物理教学是以实验探究为基础的，重在启发思维，教会方法。本节课利用多媒体辅助教学、创设情景──观察──分析──猜想──实验探究──交流讨论──归纳总结相结合的教学方法。
学法：
学生是课堂教学的主体，新课程理念更重视在教学过程中对学生的学法指导。本节课的教学过程中通过观察生活中的常见形变，巧用引导性提问，激发学生的积极性，让学生在轻松、自主、讨论的学习氛围中总结出本节的主要内容从而完成学习任务。
【教学用具】
投影仪、投影片
【教学内容】
引入新课：
什么叫铰链？
铰链四杆机构在生活、生产中广泛用于动力的传递或改变运动的形式，例如公共汽车门的开启，汽车前窗刮雨器等都是利用铰链四杆机构来完成工作任务的。
生活中的铰链：
一、铰链四杆结构
1、铰链四杆机构的组成
铰链四杆机构：
全部用转动副相连的平面四杆机构。它是平面四杆机构的基本型式之一，其它型式的四杆机构可看作是在它的基础上通过演化而成的。
连架杆可分为：曲柄：能绕机架作整周转动的连架杆
摇杆：只能绕机架作小180°的某一角度摆动的连架杆
2、铰链四杆机构的基本类型
根据两个连架杆能否成为曲柄，铰链四杆机构可分为三种基本形式：曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。
（1）曲柄摇杆机构
特点：

将曲柄的整周回转转变为摇杆的往复摆动。
取不同的构件为机架时，可得三种不同性质的铰链四杆机构：
取最短杆的邻杆为机架——曲柄摇杆机构
取最短杆的对杆为机架——双摇杆机构
取最短杆为机架——双曲柄机构
（2）双曲柄机构
特点：

主动曲柄匀速转，从动曲柄变速转。
（3）双摇杆机构
特点：两个连架杆均为摇杆。
二、凸轮结构
1、凸轮简介
凸轮是一种具有曲线轮廓或凹槽的构件，凸轮机构由凸轮、从动件和机架三个基本构件组成。
优缺点
优点：只需设计适当的凸轮轮廓曲线，便可使从动件得到任意预定的运动规律，机构简单、紧凑。
局限性：凸轮机构是高副机构（凸轮与从动件为点、线接触），易磨损，因此只适用于传递动力不大的场合。
3、凸轮机构的分类
凸轮机构可以按凸轮的形状、从动件的形状以及从动件的运动形式等来分类。
（1）按凸轮形状分类
盘形凸轮——是凸轮中最基本的形式，为平面凸轮机构
移动凸轮——具有曲线轮廓作往复直线移动的构件。可以认为当盘形凸轮回转中心趋于无穷大时，凸轮相对机架作直线运动， 为平面凸轮机构。
圆柱凸轮——在圆柱面上开有曲线凹槽的构件。可看作是将移动凸轮卷成圆柱体而形成的，它是一种空间凸轮机构。
曲面凸轮——圆柱表面用圆弧面代替的构件，也是一种空间凸轮机构。
（2）按锁合方式分类
力锁合的凸轮机构
几何锁合的凸轮机构
（3）按从动件型式分类
尖顶从动件——与凸轮是点接触，只用于受力小的低速机构；尖顶能与复杂的凸轮轮廓保持接触，传动精确。
滚子从动件——与凸轮形成滚动磨擦，可传递较大载荷，应用极广；但凸轮上凹陷的轮廓未必能很好地与滚子接触，会影响实现预期的运动规律。
平底从动件——受力较好，效率高，接触面油膜易形成，利于润滑，可用于高速。
四、按从动件运动形式分类
直动从动件凸轮机构
摆动从动件凸轮机构
【课程小结】
凸轮机构
优点：只需设计适当的凸轮轮廓曲线，便可使从动件得到任意预定的运动规律，机构简单、紧凑。
局限性：凸轮机构是高副机构（凸轮与从动件为点、线接触），易磨损，因此只适用于传递动力不大的场合。