（中职）机械基础（多学时）单元五课题二（2）电子教案.doc

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1、【课题】凸轮机构（2）【教材版本】【教学目标】1. 理解凸轮轮廓的绘制方法。【教学重点、难点】教学重点：1. 凸轮轮廓的绘制方法。教学难点： 1.凸轮轮廓的绘制方法。【教学媒体及教学方法】借助于多媒体课件，将静态的图形直观展示；通过教师的讲解、学生的观察、分析、讨论，师生充分互动，采用大量联系实际的案例，调动学生的学习积极性，培养学生观察分析、自主探究的能力，使全体学生在合作学习中都能有所收获。【课时安排】2课时（45分钟2）【教学建议】 教学中应交替使用教材、实物和图片。根据学生基本情况及学习本次内容后的总体反应，使用不同的教学方法，加强和学生的互动，使学生积极地参与到教学活动中来。【教学过

2、程】任务导入（5分钟）新课讲授（75分钟）3. 凸轮轮廓的绘制方法当从动件运动规律选定后，即可根据该运动规律和其他给定条件（如结构所允许的空间、凸轮转向、基圆半径等）确定凸轮的轮廓曲线。确定凸轮轮廓曲线的方法有图解法和解析法。图解法的特点是简便、直观，但精度不高。一般适用于低速或对从动件运动规律要求不太严格的场合。这里介绍图解法。 确定凸轮轮廓曲线的基本原理是“反转法”。凸轮机构工作时，凸轮和从动件都是运动着的，为了在图纸上画出凸轮轮廓曲线，可用反转法使凸轮与图纸平面相对静止。如图5-2-10所示，从动件导路中线通过凸轮回转中心，称为尖顶对心移动从动件盘形凸轮机构。Rb为基圆半径，从动件在初始

3、位置时与凸轮在A0点接触，当凸轮以角速度转过1时，向径01位置即转到01位置，于是从动件被凸轮轮廓推动上升一段位移A01，凸轮继续转动从动件可得到位移A02、A03、。现假设把整个机构加上一公共的角速度-，这样可以把凸轮看作静止不动，而从动件则以角速度-绕轮转动的同时沿导路移动，分别在图中虚线位置。由图可见A11= A01、A22= A02、。从动件在这种复合运动中，其尖顶始终与凸轮接触，显然其尖顶的运动轨迹就是凸轮的轮廓曲线。因此，如果已知从动件的运动规律并已画出了位移线图，应用反转法原理把凸轮看作固定不动，从位移线图中得到对应凸轮每个转角的从动件位移A11、A22、等，从而确定出1、2、各

4、点，并以光滑曲线相连接，即求得凸轮轮廓曲线。图5-2-10 反转法下面具体说明应用反转法绘制尖顶对心移动从动件盘形凸轮轮廓曲线的一般步骤。 如图5-2-11b所示，已知凸轮逆时针回转，其基圆半径rb=30mm，从动件运动规律见表5-2-1。 表5-2-1 盘形凸轮从动件运动规律凸轮转角0180180300300360从动件运动规律等速上升级30mm等加速等减速下降至原处停止不动 该盘形凸轮轮廓曲线作图步骤如下：（1）选取适当比例尺作位移线图 选取长度比例尺和角度比例尺为 l=0.002(m/mm),=6(/mm) 按角度比例尺在横轴上由原点向右量取30mm、20mm、10mm分别代表推程运动1

5、80、回程运动角120，近休止角60。每30取一分点等分推程和回程，得分点1、2、10，停程不必取分点。在纵轴上按长度比例尺截取15mm，代表推程位移30mm。应用前述位移线图的作法，按已知运动规律画出位移线图，如图5-2-11a所示，得到与各分点转角对应的从动件位移11、22、99。（2）作基圆取分点如图5-2-11b所示，作取O为圆心，以B点为从动件尖端的最低位置，取为半径作基圆。圆周上B点即为轮廓曲线初始点,按（-）方向取推程运动角、回程运动角和近休止角,并分成与位移图对应的相同等分,得分点B1、B2、B11。B11和B点重 合。（3）画凸轮轮廓曲线联接OB1并在延长线上取B1B1=11

6、得点B1,同样在OB2延长线上取B2B2= 22,，直到B9，点B10与基圆上点B10重合。将B1、B2、B10。连接为光滑曲线，即所要求的凸轮轮廓曲线。 a. b. c.图5-2-11 对心移动从动件盘形凸轮轮廓的绘制*4. 凸轮的常用材料和结构4.1 凸轮和从动件的材料及热处理凸轮机构工作时，由于凸轮与从动件高副接触，且承受冲击载荷。故要求凸轮和从动件接触端的材料有足够的抗疲劳强度和耐磨性。表5-2-2列出了凸轮和从动件接触端常用材料及热处理方法。表5-2-2 凸轮和从动件接触端常用材料及热处理工作条件凸轮从动件接触端材料热处理材料热处理低速轻载40、45、50调质220260HBS45表

7、面淬火4045HRCHT200、HT250、HT300170250HBSQT5001.5QT6002190270HBS尼龙中速轻载45表面淬火4045HRC45、40Cr表面高频淬火5258HRC20Cr渗碳淬火，渗碳层深0.81mm,5560HRC15Mn、20Mn、20Cr、20CrMn渗碳淬火，渗碳层0.81.5mm,5662HRC高速重载或靠模凸轮40Cr高频淬火，表面5660HRC，心部4550HRCT8T10T12淬火5862HRC38CrMoAl35CrAl氧化，表面硬度HV700900（约6067HRC）注：对一般中等尺寸的凸轮机构，n100r/min为低速，100r/minn

8、200r/min为高速。（1）凸轮在轴上的固定当凸轮的轮廓尺寸与轴的直径相近时,凸轮与轴可做成一体成凸轮轴,如图5-2-12所示。图5-2-12 凸轮轴当凸轮尺寸较大，且与轴的直径相差也较大时，则应与轴分开制造，然后固定于轴上。图5-2-13a为用键将凸轮与轴固定，此种结构较简单，但凸轮在轴上圆周方向的位置不能调整；图5-2-13b为用销将凸轮与轴固定，凸轮可沿轴上圆周方向调整位置，初调时用螺钉定位，调整结束后用推销固定；图5-2-13c为用弹性锥套筒及双螺母将凸轮与轴固定，这种结构也能调整凸轮在轴上的位置，但承载能力不大。 a. b. c.图5-2-13 凸轮在轴上的固定（2）滚子及其连接滚

9、子从动件顶端的滚子结构及连接方式如图5-2-14所示。滚子可以是专门制造的圆柱体，如图5-2-14a、b，也可采用滚动轴承，如图5-2-14c。滚子与从动件末端可用螺栓连接，如图5-2-14a ，也可用小轴连接，如图5-2-14b、c。无论何种连接。都要保证滚子相对从动件能灵活转动。 a. b. c.图5-2-14 滚子及其连接学习评价及作业（10分钟）1、学习评价充分体现学生在教学中的主体地位。通过学生的自我评价，使其能够进行客观地自我反思，清晰地认识自我、自我总结的一个过程；通过小组评价，可以使学生更加注重小组的团结协作、互相学习，加强团队意识；通过教师评价，体现教师在教学中的另一主体地位，引导教学的方向和进程，指导学生掌握学习方法，学会探索、发现规律，同时，培养能力强的学生积极思考，主动探究；激励能力弱的学生认真观察，积极参与，以提高教学效果。 2、课堂小结简要小结本次课程的内容（学生归纳，老师点晴并指出需要注意的问题）。3、布置作业：