云南機電職業(yè)技術學院教案PAGE1項目（任務）名稱凸輪機構設計教學方法及教學工具1.授課以課件為主采用多媒體進行教學；2.講授與課堂提問相結合，理論知識講授與實例分析相結合由淺入深進行教學；3.采用目標教學法，把課程任務中內燃機配氣凸輪機構設計內容作為習題讓學生完成。授課內容融入思政元素是□否授課日期授課節(jié)次授課地點項目（任務）描述項目（任務）內容：實際生產中的機器，為滿足各種工作要求需要不同類型的復雜運動，如等速、等加速等減速、簡諧運動等，常用到凸輪機構，尤其是自動化和半自動化機械中應用更為廣泛。凸輪傳動通過凸輪與從動件間的接觸來傳遞運動和動力，是一種常見的高副機構，結構簡單，只要設計出適當的凸輪輪廓曲線，就可以使從動件實現(xiàn)任何預定的復雜運動規(guī)律。項目（任務）清單知識點及要求：1.理解凸輪機構的應用、組成、特點及分類；2.理解從動件的常用運動規(guī)律，了解這些規(guī)律在工程實際中的應用；3.能夠根據機構要實現(xiàn)的運動規(guī)律，設計盤形凸輪輪廓曲線；4.掌握凸輪機構基本尺寸的確定；5.提升創(chuàng)新設計能力。項目（任務）實施思政元素：通過內燃機配氣凸輪機構的設計提升學生的創(chuàng)新設計能力。實施過程及步驟：一、課程引入觀看內燃機配氣機構動畫，了解內燃機閥門是如何實現(xiàn)規(guī)律的啟閉，引出本章學習內容。任務驅動1.凸輪機構是如何組成的？闡述凸輪機構的特點？2.凸輪機構有哪些類型？3.凸輪設計的根本任務是什么？4.如何確定凸輪機構的基本尺寸？三、項目實施方法將學生分組，組織小組討論任務書中的工作任務，確定任務方案后，完成任務，并進行匯報交流，教師根據學生學習情況進行評價總結。項目學習內容：5.1凸輪機構簡介5.1.1凸輪機構的應用、組成和特點內燃機配氣凸輪機構、自動機床進刀凸輪機構、沖床凸輪機構、繞線機凸輪機構1.組成：凸輪，從動件，機架2.作用：將凸輪的轉動或移動轉變?yōu)閺膭蛹囊苿踊驍[動3.優(yōu)點：只需設計適當的凸輪輪廓，便可使從動件得到所需的運動規(guī)律。設計方便。4.缺點：高副接觸，易磨損。項目（任務）實施5.應用：適用于傳力不大的控制機構和調節(jié)機構。5.1.2凸輪機構的分類1.按凸輪形狀分類（1）盤形凸輪（2）移動凸輪（3）圓柱凸輪2.按從動件的形式分（1）尖頂從動件（2）滾子從動件（3）平底從動件3.按凸輪與從動件的鎖合方式分（1）力鎖合凸輪（2）形鎖合凸輪5.2凸輪機構工作過程和從動件運動規(guī)律5.2.1凸輪與從動件的運動關系基圓：以凸輪最小半徑r0所作的圓，r0稱為凸輪的基圓半徑。推程、推程運動角：遠休、遠休止角：回程、回程運動角：近休、近休止角：行程：h位移：s=r-r05.2.2從動件的常用運動規(guī)律1.等速運動規(guī)律2.等加速等減速運動規(guī)律1）等加速2）等減速3.簡諧運動規(guī)律5.3盤形凸輪輪廓曲線的設計5.3.1尖頂對心移動從動件盤形凸輪凸輪機構工作時凸輪是運動的，而我們繪制凸輪輪廓時，卻需要凸輪與圖紙相對靜止，為此，我們在設計中采用“反轉法”。根據相對運動原理：如果給整個機構加上繞凸輪軸心O的公共角速度-ω1，機構各構件間的相對運動不變。這樣一來，凸輪不動，而從動件一方面隨機架和導路以角速度-ω1繞O點轉動，另一方面又在導路中移動。由于尖頂始終與凸輪輪廓相接觸，所以反轉后尖頂的運動軌跡就是凸輪輪廓。5.3.2滾子直動從動件盤形凸輪滾子從動件盤形凸輪設計方法與尖頂對心移動從動件盤形凸輪方法相同，只需把滾子中心看作尖頂從動件的尖頂，按照同樣的方法求出一條輪廓曲線；然后以曲線上各點為中心，以滾子半徑為半徑，畫一系列圓；最后作這些圓的包絡線便得到滾子從動件凸輪的實際輪廓。5.4凸輪機構基本尺寸的確定5.4.1滾子半徑的選擇從減少凸輪與滾子間的接觸應力來看，滾子半徑越大越好；但是，必須注意，滾子半徑增大后對凸輪實際輪廓曲線有很大影響。5.4.2壓力角的校核1.壓力角與作用力的關系：從動件在接觸點B處所受力的方向與其速度方向之間所夾的銳角。壓力角是反映凸輪機構受力情況的一個重要參數直動從動件[α]=30o擺動從動件[α]=45o項目（任務）實施2.壓力角與凸輪機構尺寸的關系α越大，rb越小，凸輪機構緊湊。α越小，rb越大，凸輪機構傳力性能越好，但機構不緊湊。5.4.3基圓半徑的選擇設計凸輪輪廓時，首先應確定凸輪的基圓半徑rb。由前述可知：基圓半徑rb的大小，不但直接影響凸輪的結構尺寸，而且還影響到從動件的運動是否“失真”和凸輪機構的傳力性能。1.根據凸輪的結構確定2.根據max≤[]確定基圓最小半徑rbmin四、內燃機配氣機構設計分析內燃機配氣機構的組成、結構及工作特點，并根據其工作特性設計該機構。項目（任務）小結重