2022年机械设计基础(第四版)全册教案

机械设计基础（第四版）全册教案

授课方案

授课教师韩玉成课程名称机械设计基础单元

年月日第周星期第节班

授课时间年月日第周星期第V班

年月日第周星期弟V班

1.分析机器的特征

授课章节2.机构的组成

3.平面机构的运动筒图

知识目标：1.掌握机器与机构的特征：

2.掌握零件、构件、部件的判断方法；

3.掌握运动副的概念、类型及表示符号；

4.掌握机构的运动简图的绘制方法。

能力目标：1.能够正确区分运动副的类型；

教学目标

2.能够正确绘制机构的运动简图。

素质目标：1.应具有独立思考能力和学习能力；

2.应具有较强的表达能力及沟通能力；

3.应具有独立解决问题的能力：

4.应具有实事求是的科学态度。

1.机器、机构，零件、构件、部件的区别与联系；

重点

2.运动副、构件的分类方法；

难点

3.机构的运动简图的绘制方法。

普通教室口一体化教室口多媒体教室曲实训室口

教学地点

实验室口企业现场口其他________

教学方法常规教学口启发式教学口现场教学口案例教学由问题教学口

及手段项目教学0多媒体教学的演示教学口其他________

复习旧课

教导入新课1.分析机器的特征

学2.机构的组成

过3.平面机构的运动简图

程媒体使用多媒体课件

设作业布置p11-1

计问题总结平面运动副分类方法

案例使用单缸四冲程内燃机

教学后记

辽宁机电职业技术学院教案用纸

No1

授课内容

导入新课机器与机构的区

1.分析机器的特征别关键是机器有能量

2.机构的组成转换，做有用功，机

3.平面机构的运动简图构不作功。

一、分析机器的特征信息处理、影像

1.机器和机构相同的特征处理是光机电一体化

（1）都是一种人为的实体构件的组合；机械设备。

（2）各实体构件之间具有确定的相对运动；相关的英文单词

2.机器和机构不同的特征mechanism

（1）机器能实现能量转换或完成有用的机械功进行信息处理、机构

影像处理。machine

（2）机构起着运动的传递和运动形式的转换作用。机器

3.机器的组成machinery

原动机部分+执行部分+传动部分+控制系统+辅助系统机械

构件机构运动的最小单元。link

零件机械制造中不可拆的最小单元。构件

一个构件可以只由一个零件组成，也可由多个零件组成。part

零件按作用分为零件

通用零件是各种机器中经常使用的零件，如螺栓、齿轮、轴akinematicpair

承、弹簧、皮带等；运动副

专用零件只在一些特定的机器中使用的零件，如曲轴、阀、lowerpair

活塞、叶片、飞轮等。低副

二、机构的组成简写为PL

（一）.运动副turningpair

1.运动副的概念转动副

运动副是两构件之间直接接触并能产生一定相对运动的联slidingpair

接。移动副

2.平面运动副的分类（按两构件接触性质不同）higherpair

「转动副高副

氐副（按两构件形成面与面接触的特点）分为Y简写为PH

分类1〔移动副

thecoupler连杆

1高副（按两构件形成点或线接触的特点）

theframe机架

alinkconnected

withtheframe

连架杆

skeletondiagrams

机构运动简图

转动副移动副

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No2

授课内容

通过分析单缸内

燃机中各构件去分析

运动副的概念：两构

件①直接接触②相对

运动

学生自己分析生

凸轮副齿轮副活中常见运动副。

(二)构件的分类(按运动性质不同)利用教室中的门、书

一机架只能有一个。桌、抽屉体会运动副

分类1原动件一个或多个。的分类。

I从动件多个。一个机构中只有

三、平面机构的运动简图一个机架，多个原动

(-)机构运动简图的概念件。

机构运动简图用规定的线条和符号表示构件和运动副，并按一定注意：比例尺的

的比例确定运动副的相对位置及与运动有关的尺寸，表明机构的组表达方法不同于机械

成和各构件间运动关系的简单图形。制图。

(-)平面机构运动简图的绘制机械制图比例是

(1)确定机架、原动件和从动件。构件图样长度与构件

(2)确定运动副的类型和数目。实际长度之比。而运

(3)选择适当的视图平面和原动件位置。动简图是构件实际长

(4)选择适当的比例尺。度与构件图样长度之

问题总结比。

平面运动副按两构件接触性质不同的分类方法和特点一个构件有多个

(1)低副：两构件形成面与面接触，分为转动副和移动副。转动副时可在交叉处

特点：承受载荷时压强较低，便于润滑，磨损较小。涂黑或在内部画斜

(2)高副：两构件形成点或线接触。线，表示一个构件。

特点：承受载荷时压强较高，较易磨损。凸轮、滚子在接触处

画全部轮廓，齿轮画

节圆。

画机构简图时，

原动件不要忘了画表

示运动方向箭头，机

架上打剖面线符号。

编号：LNJD-PR08-RE08

授课方案

授课教师韩玉成课程名称机械设计基础单元

年月日第周星期第节班

授课时间

年月日第周星期第节班

年月日第周星期H-44-班

授课章节平面机构的自由度

知识目标：1.理解自由度、约束对机构运动的影响；

2.掌握平面机构自由度的计算方法。

能力目标：1.能够正确计算机构的自由度；

2.能够正确判定机构是否具有确定相对运动。

教学目标

素质目标：1.应具有独立思考能力和学习能力：

2.应具有较强的表达能力及沟通能力；

3.应具有独立解决问题的能力；

4.应具有实事求是的科学态度。

重点1.机构自由度的计算及其运动确定的条件；

难点2.复合较链、局部自由度和虚约束的正确识别和处理。

普通教室口一体化教室口多媒体教室咐实训室口

教学地点

实验室口企业现场口其他_________

教学方法常规教学口启发式教学口现场教学口案例教学的问题教学口

及手段项目教学曲多媒体教学时演示教学口其他________

教复习旧课平面运动副分类方法

学导入新课平面机构的自由度

过媒体使用多媒体课件

程作业布置P19-1、2

设问题总结原动件数目与机构的自由度数目关系

计案例使用单缸四冲程内燃机

教学后记

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No1

授课内容

复习旧课自由度只是作

平面运动副按两构件接触性质不同的分类方法及特点平面运动的构件，

（1）低副：两构件形成面与面接触，分为转动副和移动副。空间运动自由度是

特点：承受载荷时压强较低，便于润滑，磨损较小。6个。

（2）高副：两构件形成点或线接触。运动副、约束

特点：承受载荷时压强较高，较易磨损。和自由度之间的关

导入新课系：

平面机构的自由度每一个低副加

平面机构的自由度上两个约束，减少

（-）自由度和约束的概念了两个自由度。

1.自由度每一个高副加上一

作平面运动的构件，有3个自由度。个约束，减少了一

2.约束个自由度。

低副增加2个约束，高副增加一个约束。注意各字母含

（二）自由度的计算和机构具有确定运动的条件义

«是活动构件数量,

机构的自由度计算公式F^3n-2P-P

LH不包括机架。

原动件数目与机构的自由度数目关系判断机构是否具有确定运N是所有构件数

量，包括机架。

（三）平面机构中的特殊结构相关的英文单词

1.复合较链constraintforces

约束反力

thedegreeof

freedom

自由度简写为F

想一想当机构

自由度为零时，机

构如何运动，可以

采用①增加一个构

件和一个低副②把

一个低副改为高副

的方法，使机构具

有确定的运动。

滚子绕自身轴的转

动不影响构件3的

运动，

处理方法将滚子和安装滚子的构件视为一体进行计算。

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No2

授课内容

3.虚约束局部自由度最

常用在凸轮机构中

从动件与滚子构成

的转动副应略去不

计。实际滚子与从

动件不是一体的。

凸轮机构可是

外凸和内凹都会出

现局部自由度。

相关的英文单词

cammechanism

凸轮机构

passivedegreeof

freedom

局部自由度

(1)两构件组成多个转动副，其轴线互相重合时。Theredundant

(2)两构件构成多个移动副，其导路互相平行。constraints

(3)两构件组成多处接触点公法线重合的高副。虚约束

(4)在联接点处的运动轨迹与机构上的该点的运动轨迹重合。2个公法线重

(5)机构中对传递运动不起独立作用的对称部分。合的高副，凸轮机

处理方法在计算自由度时应省略不计。构在计算自由度时

问题总结应只算作一个高

原动件数目与机构的自由度数目关系。副。

若原动件数目应等于机构的自由度数目，机构具有确定运动。注意：复合校

若机构中原动件数目多于机构的自由度数目，将导致机构中最薄链、局部自由度和

弱的构件损坏。若机构中原动件数目少于机构的自由度数目，则机构虚约束的位置。

的运动不确定，首先沿阻力最小的方向运动。标注序号时，

整个机构中机架只

有一个。

编号：LNJD-PR08-RE08

授课方案

授课教师韩玉成课程名称机械设计基础单元

年月日第周星期第V班

授课时间年月日第周星期第节班

痴-W-

年月日第周星期第-p班

1.平面连杆机构的基本形式及其演化

授课章节

2.平面四杆机构存在曲柄的条件及基本特性

知识目标：1.了解平面四杆机构的基本形式及演化形式；

2.掌握平面四杆机构存在曲柄的条件及基本特性；

3.掌握平面四杆机构的工作特性及在工程实际中的应用。

能力目标：1.能够正确分析较链四杆机构的演化形式及应用；

教学目标2.能够正确分析平面四杆机构的基本特性。

素质目标：1.应具有独立思考能力和学习能力；

2.应具有较强的表达能力及沟通能力；

3.应具有独立解决问题的能力；

4.应具有实事求是的科学态度。

重点1.较链四杆机构的演化途径；

难点2.平面四杆机构的基本特性。

普通教室口一体化教室口多媒体教室由实训室口

教学地点

实验室口企业现场口其他_________

教学方法常规教学口启发式教学口现场教学口案例教学可问题教学口

及手段项目教学的多媒体教学曲演示教学口其他________

复习旧课原动件数目与机构的自由度数目关系

教

导入新课1.平面连杆机构的基本形式及其演化

学2.平面四杆机构存在曲柄的条件及基本特性

过媒体使用多媒体课件

程作业布置P42-1、2、3

设问题总结平面四杆机构的基本特性

计案例使用牛头刨床

教学后记

辽宁机电职业技术学院教案用纸

No1

授课内容

复习旧课

原动件数目与机构的自由度数目关系。相关的英文单词

若原动件数目应等于机构的自由度数目，机构具有确定运动。Theshaper

mechanism

若机构中原动件数目多于机构的自由度数目，将导致机构中

牛头刨床

planarlinkagea

最薄弱的构件损坏。平面连杆机而

crank-rocker

若机构中原动件数目少于机构的自由度数目，则机构的运动不确

linkage

定，首先沿阻力最小的方向运动。曲柄.块机构

导入新课

double-crank

1.平面连杆机构的基本形式及其演化

linkage

2.平面四杆机构存在曲柄的条件及基本特性

双曲柄机构

3平面四杆机构的运动设计

一、平面连杆机构的基本形式及其演化double-rocker

(-)钱链四杆机构基本形式linkage

双摇杆机构

根据两个连架杆运动形式不同，分为

曲柄摇杆机构双曲柄机构双摇杆机构

注意转变过程中的

(-)含有一个移动副的平面四杆机构

杆件和运动副、几

何尺寸变化

滑块导路是否通过

曲柄转动中心

曲柄能否做整周圆

周运动

舞动导杆机构转动导杆机构

辽宁机电职业技术学院教案用纸

No2

授课内容

相关的英文单词

slider-crank

mechanism

曲柄滑块机构

rotatingguide-bar

mechanism

转动导杆机构

rocking-block

linkage

二、平面四杆机构存在曲柄的条件及基本特性曲柄摇块机构

(-)较链四杆机构存在曲柄的条件slidingguide-bar

曲柄存在条件linkage

1.最短杆条件移动导杆机构

2.长度和条件rockingguide-bar

(二)急回特性linkage

基动导杆机构

急回特性

行程速比系数K以曲柄滑块机构中

不同构件为机架，

“v,t180°+6>

t可以得到不同的机

vt180°

22构。掌握不同机构

的应用实例。

。=0°,机构无急回特性。

急回特性K与极位

(三)压力角和传动角夹角e的关系

以曲柄摇杆机构为

r=90°-a。

例的三个基本特性

(四)死点位置问题，

(1)who为主动件、

传动角r=0°,压力角a=90°。

从动件

(2)who与who共

线

thepressureangle

压力角

theacuteangle

传动角

deadpoints

死点位置

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No3

授课内容

使机构顺利通过死点位置措施死点应用实例

(1)利用从动件的惯性顺利地通过死点位置。2014年2月25日奥

(2)有时可利用死点位置实现某种功能。凯民营航空公司，

问题总结天津飞往沈阳的新

平面四杆机构的基本特性。舟60飞机，乘客38

(1)急回特性；人机组5人，由于

(2)压力角和传动角；仪表显示起落架故

(3)死点位置。障，3颗绿色信号灯

全开标志起落架降

下，恰是这3颗绿

灯中有1颗没亮，

机组人员不确认起

落架安全落下。在

沈阳上空盘旋2小

时，空中耗油，一

方面是为了在降落

时轻且避免燃油起

火爆炸，一方面也

是为机组人员应急

操作，在燃油耗尽

前，无论何种情况

也得迫降。在最后

一次降落前完成一

次超低空通飞，离

地50米飞过机场，

机场机务人员站在

跑道上确认起落架

降下，正常着陆。

2014年2月4日幸

福航空公司新舟60

飞机在郑州降落

时，起落架出现故

障，导致机头触地,

幸好无人员伤亡。

编号：LNJD-PR08-RE08

授课方案

授课教师韩玉成课程名称机械设计基础单元

年月日第周星期第节班

授课时间年月日第周星期第节班

年月日第周星期第节班

授课章节平面四杆机构的设计

知识目标：1.掌握按给定连杆的位置设计平面四杆机构的方法：

2.掌握按给定行程速比系数设计平面四杆机构的方法。

能力目标：能够根据工作要求正确设计平面四杆机构。

教学目标

素质目标：1.应具有独立思考能力和学习能力；

2.应具有较强的表达能力及沟通能力；

3.应具有独立解决问题的能力：

4.应具有实事求是的科学态度。

重点

按给定行程速比系数设计平面四杆机构

难点

普通教室口■一体化教室口多媒体教室由实训室口

教学地点

实验室口企业现场口其他________

教学方法常规教学口启发式教学口现场教学口案例教学曲问题教学口

及手段项目教学由多媒体教学由演示教学口其他________

教复习旧课平面四杆机构的基本特性

学导入新课平面四杆机构的运动设计

过媒体使用多媒体课件

程作业布置P42-4、5、6、7、8

设问题总结按行程速比系数K设计平面四杆机构的步躲

计案例使用牛头刨床

教学后记

辽宁机电职业技术学院教案用纸

No1

授课内容

复习旧课

平面四杆机构的基本特性。

（1）急回特性；

（2）压力角和传动角；

（3）死点位置。

导入新课

平面四杆机构的运动设计

一、平面四杆机构的运动设计

（一）图解法设计平面四杆机构

L按给定的连杆三个位置设计平面四杆机构

对于改变比例作出

的机构，不要忘了

按比例换算实际尺

寸呀！

2.按给定的连杆两个位置设计平面四杆机构

由于A点可任意选取，所以有无穷解。在实际设计中可根据其他让学生复习中学所

辅助条件，例如限制最小传动角或者A、D的安装位置来确定较链A、学的平面几何知

D的安装位置。识，如何确定不在

设计一振实造型机的反转机构，要求反转台8位于位置1（实线同一直线上的点的

位置）时，在砂箱7内填砂造型振实，反转台8反转至位置H（虚线圆心。

线位置）时起模，已知连杆BC长0.5m和两个位置BiCi、B2c2。要

求固定较链中心A、D在同一水平线上并且AD=BC,求出各杆长度。

对于两点确定无数

个圆心的问题，要

结合附加的限定条

件。

辽宁机电职业技术学院教案用纸

No2

授课内容