教案附頁(yè)

教學(xué)過(guò)程

時(shí)間教學(xué)手段

及教具

（含教師的教學(xué)行為及學(xué)生的學(xué)習(xí)行為）

V組織教學(xué)

2，新課導(dǎo)入

教學(xué)目的

1.了解研究對(duì)象及內(nèi)容、性質(zhì)和任務(wù)、學(xué)習(xí)

方法；

2.了解機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求和一般過(guò)程；

3.理解機(jī)械、機(jī)器、機(jī)構(gòu)、構(gòu)件、零件。

教學(xué)重點(diǎn)

本課程的內(nèi)容、性質(zhì)和任務(wù)；掌握基本概念：

機(jī)械、機(jī)器、機(jī)構(gòu)、構(gòu)件、零件

教學(xué)難點(diǎn)

82，樹(shù)立好學(xué)習(xí)本課程的決心和信心

新課

緒論

§0-1引言

機(jī)器是人類為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率而創(chuàng)造出來(lái)的

主要工具，使用機(jī)器進(jìn)行生產(chǎn)的水平是衡量一個(gè)國(guó)

家的技術(shù)水平和現(xiàn)代化程度的重要標(biāo)志之一。大量

的新機(jī)器也從傳統(tǒng)的純機(jī)械系統(tǒng)，演變成機(jī)電一體

化的機(jī)械設(shè)備。機(jī)器的設(shè)計(jì)、制造進(jìn)入了智能化的

新階段。機(jī)器的設(shè)計(jì)制造周期越來(lái)越短，對(duì)機(jī)器的

性能、質(zhì)量的要求也越來(lái)越高，個(gè)性化要求越來(lái)越

多，機(jī)械產(chǎn)品向著高速、精密、重載、智能等方面

發(fā)展。

機(jī)械的種類繁多，性能、用途各異，但是他們有共同

的特征：我們從它的特征出發(fā)，剖析其結(jié)構(gòu)，研究其組成原

理，以達(dá)到掌握、運(yùn)用的目的。

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及教具

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§0—2機(jī)器的組成及其特征

一.基本概念

1.機(jī)械--機(jī)器和機(jī)構(gòu)的總稱；

2.機(jī)器的三大特征：

定義：是執(zhí)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)的裝置

特征：

（1）都是人為的實(shí)物組合；

（2）組成機(jī)器的各實(shí)物之間具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)；講授

（3）能實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換（如內(nèi)燃機(jī)、電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)

或渦輪機(jī)）或完成有用的機(jī)械功（如金屬切削機(jī)床、

飛機(jī)、汽車、包裝機(jī)、運(yùn)輸機(jī)和機(jī)械手等）以及實(shí)

現(xiàn)信息傳遞和變換（如打印機(jī)、繪圖機(jī)、復(fù)印機(jī)、

照相機(jī)和放映機(jī)）。

凡具備上述三個(gè)特征的實(shí)物組合就稱為機(jī)器，

它可用來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和變換運(yùn)動(dòng)形式。

3.機(jī)構(gòu)的兩大特征；

1）它們都是由一系列的相對(duì)運(yùn)動(dòng)單元體所組成。

2）組成機(jī)器的各運(yùn)動(dòng)單元體之間都具有確定的

相對(duì)運(yùn)動(dòng)。

4.構(gòu)件一運(yùn)動(dòng)的單元。

5.機(jī)械零件一制造的單元。

零件可分為：通用零件和專用零件兩類：

（1）通用零件是在各種機(jī)械中普遍采用的零件，如：

螺釘、齒輪、軸承等；

（2）專用零件只出現(xiàn)在特殊機(jī)械中，如：汽輪機(jī)葉

片、內(nèi)燃機(jī)活塞等。

6.構(gòu)件與零件的區(qū)別及關(guān)系：構(gòu)件可以是由一個(gè)或

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幾個(gè)零件組成的剛性結(jié)構(gòu)。

§0-3機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求及一般程序

機(jī)械設(shè)計(jì)的目的是為了滿足社會(huì)生產(chǎn)和生活需求,在設(shè)

計(jì)中應(yīng)合理確定機(jī)械系統(tǒng)功能，增強(qiáng)可靠性，提高經(jīng)濟(jì)性，

確保安全性。機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下幾方面的基本要求。

1.實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能：機(jī)器應(yīng)能實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能，并在規(guī)定

的工作條件下、規(guī)定的工作期限內(nèi)能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。為此，必須

正確選擇機(jī)器的工作原理、機(jī)構(gòu)的類型和機(jī)械傳動(dòng)方案，合

理設(shè)計(jì)零件，滿足強(qiáng)度、剛度、耐磨性等方面的要求。

2.滿足可靠性要求：機(jī)械產(chǎn)品的可靠性是由組成機(jī)械講授

的零、部件的可靠性保證的。只有零、部件的可靠性高，才

能使系統(tǒng)的可靠性高。機(jī)械系統(tǒng)的零、部件越多，其可靠度

越低。為此，要盡量減少機(jī)械系統(tǒng)的零件數(shù)目，并對(duì)系統(tǒng)可

靠性有關(guān)鍵影響的零件，必須保證其必要的可靠性。

3.符合經(jīng)濟(jì)合理性：符合經(jīng)濟(jì)合理性要求設(shè)計(jì)的機(jī)械

產(chǎn)品應(yīng)先進(jìn)、功能強(qiáng)、生產(chǎn)效率高、成本低、使用維護(hù)方便、

在產(chǎn)品壽命周期內(nèi)用最低的成本實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的預(yù)定功能。

4.確保安全性要求：要能保證操作者的安全和機(jī)械設(shè)

備的安全，以及保證設(shè)備對(duì)周圍環(huán)境無(wú)危害，要設(shè)置過(guò)載保

護(hù)安全互鎖等裝置。

5.推行標(biāo)準(zhǔn)化要求：機(jī)械產(chǎn)品規(guī)格、參數(shù)符合國(guó)家標(biāo)

準(zhǔn)，零部件應(yīng)最大限度的與同類產(chǎn)品互換通用，產(chǎn)品應(yīng)成系

列發(fā)展，推行標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化，提高標(biāo)準(zhǔn)化程度和

水平。

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（含教師的教學(xué)行為及學(xué)生的學(xué)習(xí)行為）

設(shè)計(jì)過(guò)程列出一個(gè)框圖如下：

設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)調(diào)查研究——開(kāi)發(fā)計(jì)劃書(shū)

§0-4機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的內(nèi)容、性質(zhì)和任務(wù)

一、課程的內(nèi)容

本課程內(nèi)容在簡(jiǎn)要介紹有關(guān)整部機(jī)器設(shè)計(jì)的基本知識(shí)講授

的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)討論常用機(jī)構(gòu)的組成原理，傳動(dòng)特點(diǎn)、功能

特性、設(shè)計(jì)方法等基本知識(shí)；重點(diǎn)討論通用機(jī)械零件在一般

工作條件下的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、選用及設(shè)計(jì)計(jì)算問(wèn)題。

二、課程的性質(zhì)

本課程是一門技術(shù)基礎(chǔ)課，它綜合運(yùn)用了工程力學(xué)、金

屬工藝學(xué)、機(jī)械制圖、公差配合等先修課程知識(shí)，解決常用

機(jī)構(gòu)及通用零部件的分析設(shè)計(jì)問(wèn)題，較之以往的先修課程更

接近工程實(shí)際，但也有別于專業(yè)課程，它主要是研究各類機(jī)

械所具有的共性問(wèn)題,在機(jī)電類專業(yè)課程體系中占有重要位

置。

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三、課程的任務(wù)和要求

本課程的任務(wù)：

1.了解常用機(jī)構(gòu)的工作原理，運(yùn)動(dòng)特性及機(jī)械設(shè)計(jì)的

基本理論和方法。

2.掌握通用零件的工作原理、選用和維護(hù)等方面的知

識(shí)。

3.培養(yǎng)學(xué)生初步具有運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)，查閱相關(guān)技術(shù)資料

能力，具有通用零件的參數(shù)選擇和簡(jiǎn)單機(jī)械傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)

計(jì)算能力。

講授

4.獲得本學(xué)科實(shí)驗(yàn)技能的初步訓(xùn)練。

5.通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)為后續(xù)專業(yè)課程打好基礎(chǔ)。

基本要求：

1.教與學(xué)是雙向活動(dòng)，學(xué)生必須配合老師；

2.課堂上做到：

聽(tīng)課認(rèn)真；記好筆記；看清演示；

小結(jié)

最常用的機(jī)構(gòu)有連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪

3，

機(jī)構(gòu)、輪系和間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)等

機(jī)器與機(jī)構(gòu)之間在本質(zhì)上并無(wú)區(qū)別，只是研究的

著重點(diǎn)不同。前者強(qiáng)調(diào)減輕或代替人們勞動(dòng)的功能

作用，后者則主要以結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)和力作用為研究?jī)?nèi)

容，而且研究者首先關(guān)心的是機(jī)構(gòu)的組成結(jié)構(gòu)與運(yùn)

動(dòng)學(xué)問(wèn)題。

機(jī)械、機(jī)器、機(jī)構(gòu)、構(gòu)件、零件之間的關(guān)系：

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V組織教學(xué)

復(fù)習(xí)提問(wèn)

3，1.什么是機(jī)械、機(jī)器、機(jī)構(gòu)？

2.什么是構(gòu)件、零件？零件分為哪幾種？

2，新課導(dǎo)入

由復(fù)習(xí)提問(wèn)導(dǎo)入新課

新課

79，

教學(xué)目的

1.掌握運(yùn)動(dòng)副及其分類；

2.理解概念：自由度、約束、運(yùn)動(dòng)副

教學(xué)重點(diǎn)：

掌握平面運(yùn)動(dòng)副分類。

教學(xué)難點(diǎn)：

平面運(yùn)動(dòng)副符號(hào)。

第一章平面機(jī)構(gòu)的自由度及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖

板書(shū)

本章簡(jiǎn)介：1.運(yùn)動(dòng)副及其分類2.平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖

的繪制方法。3.自由度的計(jì)算

§1-1平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)副及其分類

一、構(gòu)件及其自由度

1.構(gòu)件的自由度：構(gòu)件的可能出現(xiàn)的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)數(shù)目。

2.平面機(jī)構(gòu)的活動(dòng)構(gòu)件，都有3個(gè)自由度。

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(含教師的教學(xué)行為及學(xué)生的學(xué)習(xí)行為)

-X-A)

A

t4

入

O'-

X

二、約束與運(yùn)動(dòng)副

1.約束：當(dāng)一構(gòu)件與其它構(gòu)件相互連接時(shí)，其相對(duì)

運(yùn)動(dòng)將受到限制，對(duì)構(gòu)件獨(dú)立運(yùn)動(dòng)所加的限制稱為

約束。板書(shū)

2.運(yùn)動(dòng)副：

概念.

“(1)運(yùn)動(dòng)副：使兩構(gòu)件直接接觸并能產(chǎn)生一

定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的連接。

(2)平面運(yùn)動(dòng)副：組成運(yùn)動(dòng)的兩構(gòu)件只能相

對(duì)作平面運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)副。

三.運(yùn)動(dòng)副的分類

1.低副

兩構(gòu)件以面接觸的運(yùn)動(dòng)副稱為低副。根據(jù)它們

之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是轉(zhuǎn)動(dòng)還是移動(dòng)，運(yùn)動(dòng)副又可分為

轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副。

(1)轉(zhuǎn)動(dòng)副若組成運(yùn)動(dòng)副的兩構(gòu)件之間只能

繞某一軸線作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)副。通常轉(zhuǎn)動(dòng)副的具

體形式是用錢鏈連接，即由圓柱銷和銷孔所構(gòu)成的轉(zhuǎn)

動(dòng)副，如教材1—3圖所示。

f0

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(含教師的教學(xué)行為及學(xué)生的學(xué)習(xí)行為)

板書(shū)

2

222▲

2

'',1'

(a)(b)

(2)移動(dòng)副若組成運(yùn)動(dòng)副的兩構(gòu)件只能作

相對(duì)直線移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)副。如教材圖1-4所示.

活塞與氣缸體所組成的運(yùn)動(dòng)副即為移動(dòng)副。

掛圖

1

12

211

'22

2

平面機(jī)構(gòu)中的低副引入兩個(gè)約束，僅保留

一個(gè)自由度。

V<T4

2.高副

兩構(gòu)件以點(diǎn)或線接觸的運(yùn)動(dòng)副成為高11。

如教材圖1—5所示，輪齒1與輪齒2組成的高

副中輪齒1沿公法線〃〃方向的移動(dòng)受到約束，

而齒輪1相對(duì)于齒輪2則即可沿接觸點(diǎn)A的切

線〃方向移動(dòng)，同時(shí)還可繞A點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。由此可

見(jiàn)，平面機(jī)構(gòu)中的高副引入一個(gè)約束，保留了

兩個(gè)自由度。

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（含教師的教學(xué)行為及學(xué)生的學(xué)習(xí)行為）

此外，常用的運(yùn)動(dòng)副還有球面副、螺旋副他們板書(shū)

都屬于空間運(yùn)動(dòng)副，即兩構(gòu)件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)為空

間運(yùn)動(dòng)。

掛圖

四、運(yùn)動(dòng)副符號(hào)

五、機(jī)構(gòu)中構(gòu)件的分類及組成

組成機(jī)構(gòu)的的構(gòu)件，根據(jù)運(yùn)動(dòng)副的性質(zhì)可分為

三類：

1.固定構(gòu)件（機(jī)架）機(jī)構(gòu)中用來(lái)支撐可動(dòng)構(gòu)件

的部分。

2.主動(dòng)件（原動(dòng)件）機(jī)構(gòu)中作用有驅(qū)動(dòng)力或驅(qū)

動(dòng)力矩的構(gòu)件。

3.從動(dòng)件機(jī)構(gòu)中除主動(dòng)件以外的運(yùn)動(dòng)構(gòu)件。

教案附頁(yè)

教學(xué)過(guò)程

時(shí)間教學(xué)手段

及教具

（含教師的教學(xué)行為及學(xué)生的學(xué)習(xí)行為）

3，小結(jié)：本節(jié)課學(xué)習(xí)了以下內(nèi)容

1.構(gòu)件的自由度

2.約束與運(yùn)動(dòng)副

3.運(yùn)動(dòng)副的分類

4.運(yùn)動(dòng)副符號(hào)

5.機(jī)構(gòu)中構(gòu)件的分類及組成

作業(yè)：

2，

1.18頁(yè)1-1、1-2

2.機(jī)構(gòu)中構(gòu)件分為哪幾類？

教案附頁(yè)

教學(xué)過(guò)程

時(shí)間教學(xué)手段

及教具

（含教師的教學(xué)行為及學(xué)生的學(xué)習(xí)行為）

V組織教學(xué)

3，復(fù)習(xí)提問(wèn)

1.什么是運(yùn)動(dòng)副？包括幾種類型？

2.什么是低副和高副？平面機(jī)構(gòu)中的高副和

低副各引入幾個(gè)約束？

2，新課導(dǎo)入

由復(fù)習(xí)提問(wèn)導(dǎo)入新課

7，新課

教學(xué)目的

1.掌握平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制方法。

2.理解概念：機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。

教學(xué)重點(diǎn)：

掌握平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制方法。

教學(xué)難點(diǎn)：

掌握平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制注意事項(xiàng).

§1-2平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖

一、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖與機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖定義：板書(shū)

1.機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖定義：在研究機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)，為了使問(wèn)題簡(jiǎn)

化,可以不考慮那些與運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)的構(gòu)件外形和運(yùn)動(dòng)副的具體

構(gòu)造，僅用簡(jiǎn)單線條和符號(hào)表示構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副，并按比例定

出各運(yùn)動(dòng)副的位置。這種表明機(jī)構(gòu)各構(gòu)件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系的

宋巨玲

?9J

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及教具

(含教師的教學(xué)行為及學(xué)生的學(xué)習(xí)行為)

簡(jiǎn)單圖形稱為機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)筒圖。

二、繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖

1.步驟

(1)確定構(gòu)件的類型和數(shù)目

(2)確定運(yùn)動(dòng)副的種類和數(shù)目板書(shū)

(3)合理選擇試圖

(4)選定比例尺，繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖

2.注意：

(1)按一定的長(zhǎng)度比例尺繪制

(2)用特定的構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副符號(hào)繪制

舉例

練習(xí)

3，小結(jié)

本節(jié)課學(xué)習(xí)了機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制?

2，作業(yè)

1.P191-4

教案附頁(yè)

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時(shí)間教學(xué)手段

及教具

（含教師的教學(xué)行為及學(xué)生的學(xué)習(xí)行為）

［機(jī)構(gòu)

機(jī)構(gòu)—r干〃?

f構(gòu)件—零件一

機(jī)械L叫包出:二二零件二

機(jī)器《機(jī)構(gòu)二《構(gòu)件二_

［構(gòu)件零件…

機(jī)構(gòu)…

2'作業(yè)：

1.什么是機(jī)械、機(jī)器、機(jī)構(gòu)?

2.什么是構(gòu)件、零件？零件分為哪幾種？

課后追記

教案附頁(yè)

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V組織教學(xué)

3，復(fù)習(xí)提問(wèn)

1.什么是機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖？

2.繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖應(yīng)注意什么？

2，新課導(dǎo)入

導(dǎo)語(yǔ)：為使組合起來(lái)的構(gòu)件能產(chǎn)生確定的相對(duì)

運(yùn)動(dòng)，需要確定機(jī)構(gòu)的自由度和判定機(jī)構(gòu)是否具備

確定運(yùn)動(dòng)的條件。

新課

7，

教學(xué)目的

1.掌握平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算

2.掌握機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件

3.掌握平面機(jī)構(gòu)自由度的注意事項(xiàng)

教學(xué)重點(diǎn)：

熟練掌握平面機(jī)構(gòu)的自由度的計(jì)算

教學(xué)難點(diǎn)：

準(zhǔn)確識(shí)別復(fù)合錢鏈、局部自由度、虛約束

§1-3平面機(jī)構(gòu)的自由度

一、平面機(jī)構(gòu)的自由度

1.定義：使該機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件相對(duì)于機(jī)架所具有

的獨(dú)立板書(shū)

運(yùn)動(dòng)的數(shù)目。

2.平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算公式

若機(jī)構(gòu)中有n個(gè)可動(dòng)構(gòu)件（即不包括機(jī)架），在未通

教案附頁(yè)

教學(xué)過(guò)程

時(shí)間教學(xué)手段

及教具

（含教師的教學(xué)行為及學(xué)生的學(xué)習(xí)行為）

過(guò)運(yùn)動(dòng)副連接前共有3n個(gè)自由度。當(dāng)用P“個(gè)低副和

PL個(gè)高副接組成機(jī)構(gòu)后，每個(gè)低副引入兩個(gè)約束，

每個(gè)高副引入一個(gè)約束，共引人2R+P”個(gè)約束，因

此整個(gè)機(jī)構(gòu)的自由度為：

F=3n-2P-PH

一、計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)

1、復(fù)合錢鏈

兩個(gè)以上的構(gòu)件同時(shí)在一處用轉(zhuǎn)動(dòng)副相聯(lián)接就

構(gòu)成復(fù)合錢鏈。由K個(gè)構(gòu)件組成的復(fù)合錢鏈，應(yīng)當(dāng)

包含有K—1個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副。板書(shū)

2.局部自由度

在機(jī)構(gòu)中如某構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)，并不影響整個(gè)機(jī)構(gòu)

的運(yùn)動(dòng)，這種與整個(gè)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)的自由度稱為局

部自由度。在計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)，局部自由度應(yīng)除

去不計(jì)。相當(dāng)于將滾子與推桿固結(jié)。

3.虛約束

在運(yùn)動(dòng)副引入的約束中，有些約束對(duì)機(jī)構(gòu)自由

度的影響是重復(fù)的，這些在機(jī)構(gòu)中與其它約束重復(fù)

而不起限制運(yùn)動(dòng)作用的約束稱虛約束，或稱消極約

束。計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)除去不計(jì)。

教案附頁(yè)

教學(xué)過(guò)程

時(shí)間教學(xué)手段

及教具

（含教師的教學(xué)行為及學(xué)生的學(xué)習(xí)行為）

如下情況出現(xiàn)虛約束：

1）構(gòu)件上某點(diǎn)軌跡與該點(diǎn)引入約束后的軌跡相

同；

2）兩構(gòu)件組成多個(gè)導(dǎo)路平行的移動(dòng)副；

3）兩構(gòu)件組成多個(gè)軸線重復(fù)的轉(zhuǎn)動(dòng)副；

4）機(jī)構(gòu)中對(duì)運(yùn)動(dòng)無(wú)影響的對(duì)稱部分。

三.構(gòu)件系統(tǒng)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件

1.分析幾種機(jī)構(gòu)的自由度：

a.桁架結(jié)構(gòu)；自由度為0；

b.四連桿機(jī)構(gòu)：自由度為1,給一個(gè)主動(dòng)件，

機(jī)構(gòu)可以得到確定的運(yùn)動(dòng)；板書(shū)

c.五連桿機(jī)構(gòu)：自由度為2,需要給出兩個(gè)

主動(dòng)件，機(jī)構(gòu)才有確定運(yùn)動(dòng)；

2.結(jié)論：機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件為：

1）自由度F>0；

2）機(jī)構(gòu)的主動(dòng)件數(shù)=F。

3.機(jī)構(gòu)自由度F與機(jī)構(gòu)原動(dòng)件數(shù)W不等

（1）F>W：機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)不確定

（2）F<W：機(jī)構(gòu)卡死或?qū)е逻\(yùn)動(dòng)副損壞或構(gòu)件的

損壞，不能成為機(jī)構(gòu)。

教案附頁(yè)

教學(xué)過(guò)程

時(shí)間教學(xué)手段

及教具

（含教師的教學(xué)行為及學(xué)生的學(xué)習(xí)行為）

四.計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度的實(shí)用意義板書(shū)

1.判定機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)方案是否合理

2.改進(jìn)不合理的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)方案，使之具有確定

的相對(duì)運(yùn)動(dòng)

（1）如果設(shè)計(jì)方案的機(jī)構(gòu)自由度F=0,而設(shè)計(jì)要

求機(jī)構(gòu)具有一個(gè)自由度時(shí)，一般可在該機(jī)構(gòu)中適當(dāng)

位置，用增加一構(gòu)件帶一平面低副的方法來(lái)解決。

（2）對(duì)于設(shè)計(jì)方案中運(yùn)動(dòng)不確定的構(gòu)件系統(tǒng)，可

采用增加約束或原動(dòng)件的方法使其運(yùn)動(dòng)確定，成為

機(jī)構(gòu)：增加一個(gè)帶有兩平面低副的構(gòu)建；也可增加

原動(dòng)件。

3，3.判定測(cè)繪的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖是否正確

小結(jié)：

本節(jié)課主要學(xué)習(xí)了機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算和機(jī)構(gòu)具

2，有確定運(yùn)動(dòng)的條件

作業(yè)

1.P191-5>1-6

2.P181-4

課后追憶

教案附頁(yè)

教學(xué)過(guò)程

時(shí)間教學(xué)手段

及教具

（含教師的教學(xué)行為及學(xué)生的學(xué)習(xí)行為）

組織教學(xué)板書(shū)

教學(xué)目的

1.掌握平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算

2.掌握機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件

3.掌握平面機(jī)構(gòu)自由度的注意事項(xiàng)

教學(xué)重點(diǎn)：

掌握自由度的計(jì)算及應(yīng)用

教學(xué)難點(diǎn)：

復(fù)合較鏈、局部、自由度虛約束

自由度計(jì)算習(xí)題課

引言：本章重點(diǎn)是掌握平面機(jī)構(gòu)的自由度的計(jì)算，

難點(diǎn)是準(zhǔn)確識(shí)別復(fù)合錢鏈、局部自由度、虛

3，約束，下面具體練習(xí)。

一、作業(yè)講評(píng)

二、習(xí)題課

2，

結(jié)合習(xí)題重點(diǎn)講清：

1、機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件

2、復(fù)合較鏈

3、局部自由度

4、虛約束

5、自由度的計(jì)算

教案附頁(yè)

教學(xué)過(guò)程

時(shí)間教學(xué)手段

及教具

（含教師的教學(xué)行為及學(xué)生的學(xué)習(xí)行為）

組織教學(xué)板書(shū)

復(fù)習(xí)提問(wèn)

1.計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度的公式是什么？

2.機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是什么？

新課導(dǎo)入

導(dǎo)語(yǔ)：

平面連桿機(jī)構(gòu)是一些剛性構(gòu)件（簡(jiǎn)稱“桿”）用轉(zhuǎn)

動(dòng)副和移動(dòng)副連接而成，故又稱平面低副機(jī)構(gòu)。平

面連桿機(jī)構(gòu)種類繁多，運(yùn)動(dòng)形式多樣，應(yīng)用廣泛。

其中最基本、最常用的是四桿機(jī)構(gòu)。本章將著重討

論四桿機(jī)構(gòu)的類型、應(yīng)用、工作原理、運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)及

設(shè)計(jì)問(wèn)題。

新課

3，教學(xué)目的

1.了解平面連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)和應(yīng)用

2.掌握四桿機(jī)構(gòu)的基本形式

3.掌握四桿機(jī)構(gòu)的演化方法

2，

教學(xué)重點(diǎn)：

四桿機(jī)構(gòu)的基本形式

教學(xué)難點(diǎn)：

四桿機(jī)構(gòu)的演化方法

第二章平面連桿機(jī)構(gòu)

§2-1平面連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)和應(yīng)用

教案附頁(yè)

教學(xué)過(guò)程

時(shí)間教學(xué)手段

及教具

（含教師的教學(xué)行為及學(xué)生的學(xué)習(xí)行為）

一、變換運(yùn)動(dòng)形式板書(shū)

二、實(shí)現(xiàn)剛體的若干給定位置

三、實(shí)現(xiàn)給定的軌跡

四、連桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用和特點(diǎn)

3，

2，

教案附頁(yè)

教學(xué)過(guò)程

時(shí)間教學(xué)手段

及教具

（含教師的教學(xué)行為及學(xué)生的學(xué)習(xí)行為）

V組織教學(xué)

2，

復(fù)習(xí)提問(wèn)

1.什么是低副？

新課導(dǎo)入

2，導(dǎo)語(yǔ)

由復(fù)習(xí)提問(wèn)導(dǎo)入新課

80，新課

教學(xué)目標(biāo)

1.了解平面連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)和應(yīng)用

2.掌握四桿機(jī)構(gòu)的基本形式

3.掌握四桿機(jī)構(gòu)的演化方法

教學(xué)重點(diǎn)

四桿機(jī)構(gòu)的基本形式

教學(xué)難點(diǎn)

四桿機(jī)構(gòu)的演化方法

第二章平面連桿機(jī)構(gòu)

引言：平面連桿機(jī)構(gòu)是一些剛性構(gòu)件（簡(jiǎn)稱“桿”）

用轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副連接而成，故又稱平面低

副機(jī)構(gòu)。平面連桿機(jī)構(gòu)種類繁多，運(yùn)動(dòng)形式

多樣，應(yīng)用廣泛。其中最基本、最常用的是

四桿機(jī)構(gòu)。本章將著重討論四桿機(jī)構(gòu)的類型、

教案附頁(yè)

教學(xué)過(guò)程

時(shí)間教學(xué)手段

及教具

（含教師的教學(xué)行為及學(xué)生的學(xué)習(xí)行為）

應(yīng)用、工作原理、運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)問(wèn)題。板書(shū)

§2-1概述

一.有關(guān)的幾個(gè)基本概念

連桿機(jī)構(gòu)：構(gòu)件間只有低副連接的機(jī)構(gòu)成為連桿機(jī)

構(gòu)。

平面連桿機(jī)構(gòu)：所有構(gòu)件均作平行于某一平面的平

面運(yùn)動(dòng)的連桿機(jī)構(gòu)，稱為平面連桿機(jī)構(gòu)。

四桿機(jī)構(gòu)：具有四個(gè)構(gòu)件的（包括機(jī)架）低副機(jī)構(gòu)

稱為四桿機(jī)構(gòu)。

錢鏈四桿機(jī)構(gòu)：構(gòu)件間用四個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副相連的平面四

桿機(jī)構(gòu)稱為較鏈四桿機(jī)構(gòu)。

二.平面連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)和應(yīng)用

1.優(yōu)點(diǎn)

（1）連桿機(jī)構(gòu)中構(gòu)件間以低副相連，低副兩元素

為面接觸，在承受同樣載荷的條件下壓強(qiáng)較低，因

而可用來(lái)傳遞較大的動(dòng)力。又由于低副元素的幾何

形狀比較簡(jiǎn)單（如平面、圓柱面），故容易加工。

⑵構(gòu)件運(yùn)動(dòng)形式具有多樣性。連桿機(jī)構(gòu)中既有

繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的曲柄、繞定軸往復(fù)擺動(dòng)的搖桿，又有

教案附頁(yè)

教學(xué)過(guò)程

時(shí)間教學(xué)手段

及教具

（含教師的教學(xué)行為及學(xué)生的學(xué)習(xí)行為）

作平面一般運(yùn)動(dòng)的連桿、作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的滑塊等，板書(shū)

利用連桿機(jī)構(gòu)可以獲得各種形式的運(yùn)動(dòng)，這在工程

實(shí)際中具有重要價(jià)值。

⑶在主動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律不變的情況下，只要改變連桿

機(jī)構(gòu)各構(gòu)件的相對(duì)尺寸，就可以使從動(dòng)件實(shí)現(xiàn)不同

的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和運(yùn)動(dòng)要求。

⑷連桿曲線具有多樣性。連桿機(jī)構(gòu)中的連桿，可以

看作是在所有方向上無(wú)限擴(kuò)展的一個(gè)平面，該平面

稱為連桿平面。在機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，固接在連桿

平面上的各點(diǎn)，將描繪出各種不同形狀的曲線，這

些曲線稱為連桿曲線。

2.缺點(diǎn)

⑴根據(jù)從動(dòng)件所需要的運(yùn)動(dòng)規(guī)律或軌跡來(lái)設(shè)

計(jì)連桿機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜。

⑵在連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，一些構(gòu)件（如連

桿）的質(zhì)心在作變速運(yùn)動(dòng)，由此產(chǎn)生的慣性力不好

平衡，因而會(huì)增加機(jī)構(gòu)的動(dòng)載荷，使機(jī)構(gòu)產(chǎn)生強(qiáng)迫

振動(dòng)。所以連桿機(jī)構(gòu)一般不適于用在高速場(chǎng)合。

教案附頁(yè)

教學(xué)過(guò)程

時(shí)間教學(xué)手段

及教具

（含教師的教學(xué)行為及學(xué)生的學(xué)習(xí)行為）

⑶連桿機(jī)構(gòu)中運(yùn)動(dòng)的傳遞要經(jīng)過(guò)中間構(gòu)件，而板書(shū)

各構(gòu)件的尺寸不可能做得絕對(duì)準(zhǔn)確，再加上運(yùn)動(dòng)副

間的間隙，故運(yùn)動(dòng)傳遞的累積誤差比較大。

連桿機(jī)構(gòu)是最常用的基本機(jī)構(gòu)之一。它廣泛應(yīng)

用于各種機(jī)械、儀表和機(jī)電產(chǎn)品中。如內(nèi)燃機(jī)、鍛

壓機(jī)、空氣壓縮機(jī)及牛頭刨床中的主要運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行

機(jī)構(gòu)；雷達(dá)天線俯仰角的調(diào)整機(jī)構(gòu)（圖3-2a）；縫

紉機(jī)、顆式破碎機(jī)、拖拉機(jī)、液壓鴕機(jī)、回轉(zhuǎn)式油

泵等機(jī)器設(shè)備中的傳動(dòng)、操縱機(jī)構(gòu)等都采用連桿機(jī)

構(gòu)。

2-2四桿機(jī)構(gòu)的基本形式及其演化

一、錢鏈四桿機(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)

二、錢鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化

1.轉(zhuǎn)動(dòng)副演化成移動(dòng)副

（1）一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副轉(zhuǎn)化為移動(dòng)副

教案附頁(yè)

教案附頁(yè)

教學(xué)過(guò)程

時(shí)間教學(xué)手段

及教具

（含教師的教學(xué)行為及學(xué)生的學(xué)習(xí)行為）

r組織教學(xué)板書(shū)

2，復(fù)習(xí)提問(wèn)

1.較鏈四桿機(jī)構(gòu)有哪幾種基本形式？

新課導(dǎo)入

導(dǎo)語(yǔ)

2，

由復(fù)習(xí)提問(wèn)導(dǎo)入新課

新課

80，

教學(xué)目標(biāo)

掌握錢鏈四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件

教學(xué)重點(diǎn)

錢鏈四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件

教學(xué)難點(diǎn)

錢鏈四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件的應(yīng)用

§2-3平面四桿機(jī)構(gòu)的基本特性（一）

一、錢鏈四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件

（1）連架桿和機(jī)架中必有一桿為最短桿

（2）最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和小于或等于其余

二桿長(zhǎng)度之和一一錢鏈四桿機(jī)構(gòu)中曲柄存在的必要

條件。

教案附頁(yè)

教學(xué)過(guò)程

時(shí)間教學(xué)手段

及教具

（含教師的教學(xué)行為及學(xué)生的學(xué)習(xí)行為）

板書(shū)

/\\1

:艮\/*掛圖

dAD

’、、J

圖3-24曲柄存在條件

例2-1如圖3-25所示的錢鏈四桿機(jī)構(gòu)ABCD

中，已知各桿長(zhǎng)分別為a=30,b=50,c-40

J=45,試確定該機(jī)構(gòu)分別以AD,AB,CD和BC各桿為

機(jī)架時(shí)，屬何種機(jī)構(gòu)？

解：因?yàn)閍+人＜c+d,qC

此機(jī)構(gòu)滿足桿長(zhǎng)之和條件，因而\

可能有曲柄存在。氣廠12X

1.以最短桿AB的相鄰I'/\

桿AD為機(jī)架Ad

2.因連架桿AB與機(jī)架AD中有一最短桿AB,故AB

為曲柄。而另一連架桿CD與機(jī)架AD中無(wú)最短桿，故

教案附頁(yè)

教學(xué)過(guò)程

時(shí)間教學(xué)手段

及教具

（含教師的教學(xué)行為及學(xué)生的學(xué)習(xí)行為）

CD桿必為搖桿。因此該機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。板書(shū)

3.以最短桿AB的另一相鄰桿BC為機(jī)架

此時(shí)與上述情況相似，該機(jī)構(gòu)仍為曲柄搖桿機(jī)

構(gòu)。

4.以最短桿AB為機(jī)架

兩連架桿BC和AD均滿足曲柄存在條件（1）,即BC桿和

機(jī)架AB；AD桿與機(jī)架AB中均有最短桿AB,故兩連架桿BC,AD

均為曲柄，該機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)。

4.以最短桿AB的對(duì)邊桿CD為機(jī)架

因兩連架桿BC、AD與機(jī)架CD中均無(wú)最短桿，故兩連架桿

均為搖桿，該機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)。

通過(guò)此例，可得出以下兩個(gè)推論：

⑴不滿足桿長(zhǎng)之和條件的錢鏈四桿機(jī)構(gòu)，任何桿

為機(jī)架時(shí)皆為雙搖桿機(jī)構(gòu)；

⑵滿足桿長(zhǎng)之和條件的較鏈四桿機(jī)構(gòu)，當(dāng)以最

短桿的相鄰桿為機(jī)架時(shí)，必為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)；當(dāng)以

最短桿為機(jī)架時(shí)，必為雙曲柄機(jī)構(gòu)；當(dāng)以最短桿的

對(duì)面桿為機(jī)架（最短桿為連桿）時(shí)，必為雙搖桿機(jī)

構(gòu)。

3，

練習(xí)

小結(jié)：本節(jié)課學(xué)習(xí)了錢鏈四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件

教案附頁(yè)

教學(xué)過(guò)程

時(shí)間教學(xué)手段

及教具

（含教師的教學(xué)行為及學(xué)生的學(xué)習(xí)行為）

2，作業(yè)：板書(shū)

1.38頁(yè)2-4

2.38頁(yè)2-6

教案附頁(yè)

教學(xué)過(guò)程

時(shí)間教學(xué)手段

及教具

（含教師的教學(xué)行為及學(xué)生的學(xué)習(xí)行為）

r組織教學(xué)

2'

復(fù)習(xí)提問(wèn)

1.錢鏈四桿機(jī)構(gòu)中有曲柄的條件是什么？

3，

導(dǎo)語(yǔ)

由復(fù)習(xí)提問(wèn)導(dǎo)入新課

79,

新課

教學(xué)目標(biāo)

1.掌握行程速度變化系數(shù)

2.掌握壓力角和傳動(dòng)角、死點(diǎn)位置

教學(xué)重點(diǎn)

行程速度變化系數(shù)概念及意義

教學(xué)難點(diǎn)

壓力角和傳動(dòng)角、死點(diǎn)位置概念

§2-3錢鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本特性（二）

二.急回特性板書(shū)

急回運(yùn)動(dòng)特性可用行程速度變化系數(shù)表示，即

一d、K

義—_￡1_￡1_1800+8

也藁"e2180-6

三、壓力角和傳動(dòng)角

1.壓力角

F與作用點(diǎn)絕對(duì)速度Vc之間所夾的銳角a,稱

教案附頁(yè)

教學(xué)過(guò)程

時(shí)間教學(xué)手段

及教具

（含教師的教學(xué)行為及學(xué)生的學(xué)習(xí)行為）

壓力角。板書(shū)

2.傳動(dòng)角：壓力角的余角=90°—a,稱為傳動(dòng)角。

傳動(dòng)角越大越好，當(dāng)戶90°時(shí)，傳力特性最好。

1.曲柄搖桿機(jī)構(gòu)

1.2.曲柄滑塊機(jī)構(gòu)

3.擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)

cc

掛圖

尸

圖3-26曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的急回特性

四、死點(diǎn)位置

當(dāng)連桿與曲柄共線，傳動(dòng)角尸0,連桿加于曲柄

的力恰好通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)中心，因此無(wú)論作用力多大，曲

柄也不能轉(zhuǎn)動(dòng)，此位置稱為死點(diǎn)位置。

教案附頁(yè)

教學(xué)過(guò)程

時(shí)間教學(xué)手段

及教具

（含教師的教學(xué)行為及學(xué)生的學(xué)習(xí)行為）

掛圖