機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)(曹井新)項(xiàng)目1教案

授課教案授課教師課程名稱機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)項(xiàng)目1授課時(shí)間年月日年月日年月日第周第周第周星期星期星期第節(jié)第節(jié)第節(jié)班班班授課項(xiàng)目平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制和自由度計(jì)算教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)：了解機(jī)器或機(jī)構(gòu)的區(qū)別、運(yùn)動(dòng)副的概念，掌握機(jī)器或機(jī)構(gòu)的組成、運(yùn)動(dòng)副的概念及其分類、平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制方法和步驟、平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算方法、計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的三個(gè)問(wèn)題能力目標(biāo)：能夠繪制平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖、計(jì)算平面機(jī)構(gòu)的自由度素質(zhì)目標(biāo)：繪制平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖、計(jì)算平面機(jī)構(gòu)的自由度重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：了解運(yùn)動(dòng)副的概念，掌握平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制方法和步驟、計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的三個(gè)問(wèn)題難點(diǎn)：計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的三個(gè)問(wèn)題教學(xué)地點(diǎn)普通教室□一體化教室□多媒體教室實(shí)訓(xùn)室□實(shí)驗(yàn)室□企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)□其他教學(xué)方法及手段常規(guī)教學(xué)□啟發(fā)式教學(xué)□現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)□案例教學(xué)□問(wèn)題教學(xué)□項(xiàng)目教學(xué)□多媒體教學(xué)□演示教學(xué)其他教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)一、復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)上次課學(xué)習(xí)的內(nèi)容。二、課程導(dǎo)入：本項(xiàng)目通過(guò)“顎式破碎機(jī)主體機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制”任務(wù)的實(shí)施來(lái)介紹平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制方法和步驟；以“篩料機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算”為例，來(lái)學(xué)習(xí)平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算過(guò)程。三、課程設(shè)計(jì)過(guò)程（4學(xué)時(shí)）教師指導(dǎo)學(xué)生活動(dòng)時(shí)間分鐘任務(wù)1.1顎式破碎機(jī)主體機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制自我介紹與課程介紹聽(tīng)課，記錄學(xué)習(xí)筆記10指導(dǎo)學(xué)生分組，產(chǎn)生組長(zhǎng)和組名學(xué)生分組（5-8人）10教師導(dǎo)課：學(xué)習(xí)提示學(xué)生列舉自己見(jiàn)過(guò)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖?！救蝿?wù)引入】繪制顎式破碎機(jī)主體機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。教師介紹本任務(wù)的學(xué)習(xí)內(nèi)容。學(xué)生發(fā)言匯報(bào)、記錄學(xué)習(xí)筆記15分小組學(xué)習(xí):1、什么是機(jī)器和機(jī)構(gòu)。討論：你所見(jiàn)到的機(jī)器和機(jī)構(gòu)。例舉一例。2、什么是零件、部件和構(gòu)件討論：你所見(jiàn)到的零件、部件。例舉一例。3、平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制步驟課堂訓(xùn)練：繪制齒輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。閱讀教材和PPT、分組討論、撰寫(xiě)發(fā)言提綱、學(xué)生發(fā)言匯報(bào)，課，記錄學(xué)習(xí)筆記30顎式破碎機(jī)主體機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖繪制任務(wù)實(shí)施以學(xué)生學(xué)習(xí)小組為單位進(jìn)行任務(wù)實(shí)施匯報(bào)10教師點(diǎn)評(píng)任務(wù)實(shí)施情況并進(jìn)行評(píng)價(jià)學(xué)生自我評(píng)價(jià)，記錄學(xué)習(xí)筆記5教師小結(jié)，解析本任務(wù)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。布置作業(yè)與下次課預(yù)習(xí)內(nèi)容。閱讀教材、記錄學(xué)習(xí)筆記10任務(wù)1.2篩料機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算復(fù)習(xí)上次課學(xué)習(xí)內(nèi)容10教師導(dǎo)課：學(xué)習(xí)提示學(xué)生討論對(duì)構(gòu)件自由度的理解認(rèn)識(shí)。【任務(wù)引入】本任務(wù)將以“篩料機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算”為例，來(lái)介紹平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算過(guò)程。教師介紹本任務(wù)的學(xué)習(xí)內(nèi)容。學(xué)生發(fā)言匯報(bào)、記錄學(xué)習(xí)筆記15分小組學(xué)習(xí):1、什么是平面機(jī)構(gòu)的自由度。提問(wèn)+討論：為什么要研究平面機(jī)構(gòu)的自由度？舉例說(shuō)明2、機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)時(shí)需要滿足的條件提問(wèn)+討論：構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)時(shí)需要滿足的條件的應(yīng)用3、計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度時(shí)需要注意的問(wèn)題提問(wèn)+討論：為何要有虛約束？其特點(diǎn)和應(yīng)用范圍？舉例說(shuō)明閱讀教材和PPT、分組討論、撰寫(xiě)發(fā)言提綱、學(xué)生發(fā)言匯報(bào)，課，記錄學(xué)習(xí)筆記40“篩料機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算”任務(wù)實(shí)施以學(xué)生學(xué)習(xí)小組為單位進(jìn)行任務(wù)實(shí)施匯報(bào)10教師點(diǎn)評(píng)任務(wù)實(shí)施情況并進(jìn)行評(píng)價(jià)學(xué)生自我評(píng)價(jià)，記錄學(xué)習(xí)筆記5教師小結(jié)，解析本任務(wù)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。布置作業(yè)與下次課預(yù)習(xí)內(nèi)容。閱讀教材、記錄學(xué)習(xí)筆記10四、課后任務(wù)1.完成作業(yè)。2.讓學(xué)生在生活中去發(fā)現(xiàn)本任務(wù)講解的內(nèi)容。3.復(fù)習(xí)并預(yù)習(xí)下次課內(nèi)容教學(xué)后記No授課內(nèi)容任務(wù)1.1顎式破碎機(jī)主體機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制一、自我介紹與課程介紹10分鐘1.日常生活中常見(jiàn)的機(jī)器有哪些？等等，按學(xué)生學(xué)號(hào)提問(wèn)。二、指導(dǎo)學(xué)生分組，產(chǎn)生組長(zhǎng)和組名，10分鐘三、教師導(dǎo)課與課程學(xué)習(xí)：（1）學(xué)習(xí)提示，教師介紹本任務(wù)的學(xué)習(xí)內(nèi)容。15分鐘學(xué)生列舉自己見(jiàn)過(guò)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖?！救蝿?wù)引入】顎式破碎機(jī)主要用于冶金、化工及建材等行業(yè)粉碎礦石和巖石。在研究其主體機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，可以按平面機(jī)構(gòu)來(lái)處理而不影響其運(yùn)動(dòng)規(guī)律。本任務(wù)將繪制顎式破碎機(jī)主體機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。教師學(xué)習(xí)提示：什么是機(jī)器和機(jī)構(gòu)；什么是零件、部件和構(gòu)件；平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制。（2）分小組學(xué)習(xí)，以學(xué)生為主。30分鐘1.1.1機(jī)器和機(jī)構(gòu)1.機(jī)器都是人為的多種實(shí)物（構(gòu)件）的組合體；各實(shí)物（構(gòu)件）之間具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)；能完成有用的機(jī)械功或?qū)崿F(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。2.機(jī)構(gòu)當(dāng)僅對(duì)組成機(jī)器的各實(shí)物（構(gòu)件）之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系進(jìn)行分析而不考慮其具體功用時(shí)，通常把具有確定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的實(shí)物（構(gòu)件）的組合體稱為機(jī)構(gòu)。從結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)看，機(jī)器和機(jī)構(gòu)二者之間沒(méi)有區(qū)別，常用機(jī)械一詞作為它們的總稱，即機(jī)械是機(jī)器和機(jī)構(gòu)的統(tǒng)稱。1.1.2零件、部件和構(gòu)件1.零件：是組成機(jī)器的最小制造單元，是不可再拆分的組成機(jī)器的基本組成要素。2.部件：是能完成特定功能的一系列零件的組合體。比較復(fù)雜的機(jī)器都是先由一些零件組裝成部件，再由部件和另一些零件所組裝而成。3.構(gòu)件：是指機(jī)構(gòu)的基本運(yùn)動(dòng)單元。構(gòu)件按其運(yùn)動(dòng)性質(zhì)可分為固定件、主動(dòng)件和從動(dòng)件。1.1.3平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制1.運(yùn)動(dòng)副當(dāng)構(gòu)件組成機(jī)構(gòu)時(shí)，需要以一定的方式把各構(gòu)件聯(lián)接起來(lái)。使兩構(gòu)件間直接接觸，且能作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的聯(lián)接稱為運(yùn)動(dòng)副。兩構(gòu)件只能在同一平面內(nèi)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)副稱為平面運(yùn)動(dòng)副。按兩構(gòu)件間的接觸特性，平面運(yùn)動(dòng)副通?？煞譃榈透焙透吒?。2.平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖用來(lái)表明平面機(jī)構(gòu)的組成和各構(gòu)件間真實(shí)運(yùn)動(dòng)關(guān)系的簡(jiǎn)單圖形，稱為平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。學(xué)生發(fā)言匯報(bào)、記錄學(xué)習(xí)筆記學(xué)生發(fā)言匯報(bào)并記錄學(xué)習(xí)筆記閱讀教材和PPT、分組討論、撰寫(xiě)發(fā)言提綱、學(xué)生發(fā)言匯報(bào)，課，記錄學(xué)習(xí)筆記No授課內(nèi)容3.平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖中運(yùn)動(dòng)副的表示方法在繪制平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖前，需要確定該機(jī)構(gòu)中構(gòu)件的數(shù)目和各個(gè)構(gòu)件之間運(yùn)動(dòng)副的類型，然后按規(guī)定的符號(hào)和比例尺進(jìn)行繪圖。4.平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖中構(gòu)件的表示方法平面機(jī)構(gòu)中的構(gòu)件無(wú)論其形狀如何復(fù)雜，都用簡(jiǎn)單的線條表示。5.平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪圖步驟1）分析機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)及組成。確定機(jī)架、原動(dòng)件和從動(dòng)件。2）識(shí)別運(yùn)動(dòng)副的類型。由原動(dòng)件開(kāi)始，依次分析構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)形式，確定運(yùn)動(dòng)副的類型和數(shù)目。3）選擇投影平面，畫(huà)出機(jī)構(gòu)草圖。4）確定比例尺μｌ，繪制機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。μｌ＝構(gòu)件實(shí)際長(zhǎng)度（m）∕構(gòu)件圖樣長(zhǎng)度（mm）。按照各運(yùn)動(dòng)副間的距離和相對(duì)位置，用規(guī)定的線條和符號(hào)繪圖。（3）任務(wù)實(shí)施。10分鐘任務(wù)內(nèi)容：試?yán)L制如圖所示顎式破碎機(jī)主體機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。1）分析機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)及組成。確定機(jī)架、原動(dòng)件和從動(dòng)件。2）識(shí)別運(yùn)動(dòng)副的類型。由原動(dòng)件開(kāi)始，依次分析構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)形式，確定運(yùn)動(dòng)副的類型和數(shù)目。3）選擇投影平面，畫(huà)出機(jī)構(gòu)草圖。4）確定比例尺μｌ，繪制機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。μｌ＝構(gòu)件實(shí)際長(zhǎng)度（m）∕構(gòu)件圖樣長(zhǎng)度（mm）。按照各運(yùn)動(dòng)副間的距離和相對(duì)位置，用規(guī)定的線條和符號(hào)繪圖。（4）教師點(diǎn)評(píng)任務(wù)實(shí)施情況并進(jìn)行評(píng)價(jià)。5分鐘（5）教師小結(jié)，解析本任務(wù)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。布置作業(yè)與下次課預(yù)習(xí)內(nèi)容。10分鐘什么是機(jī)器和機(jī)構(gòu)；什么是零件、部件和構(gòu)件；平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制。三、課后任務(wù)1.完成作業(yè)：課后作業(yè)。2.讓學(xué)生在生活中去發(fā)現(xiàn)本任務(wù)講解的內(nèi)容。3.復(fù)習(xí)并預(yù)習(xí)下次課內(nèi)容：任務(wù)1.2。學(xué)生在老師的指導(dǎo)下分組學(xué)習(xí)并進(jìn)行小組學(xué)習(xí)成果匯報(bào)以學(xué)生學(xué)習(xí)小組為單位進(jìn)行任務(wù)實(shí)施匯報(bào)No授課內(nèi)容任務(wù)1.2篩料機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算一、復(fù)習(xí)10分鐘1.什么是機(jī)器和機(jī)構(gòu)？1.什么是零件、部件和構(gòu)件？按學(xué)生學(xué)號(hào)提問(wèn)。二、教師導(dǎo)課與課程學(xué)習(xí)：（1）學(xué)習(xí)提示，教師介紹本任務(wù)的學(xué)習(xí)內(nèi)容。15分鐘篩料機(jī)構(gòu)是平面機(jī)構(gòu)的一個(gè)具體實(shí)例，本任務(wù)將以“篩料機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算”為例，來(lái)介紹平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算過(guò)程。教師學(xué)習(xí)提示：什么是平面機(jī)構(gòu)的自由度；機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)時(shí)需要滿足的條件；計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度時(shí)需要注意的問(wèn)題。（2）分小組學(xué)習(xí)，以學(xué)生為主。40分鐘1.2.1平面機(jī)構(gòu)的自由度1.構(gòu)件的自由度作平面運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件相對(duì)于定參考系所具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目，稱為構(gòu)件的自由度。簡(jiǎn)單地說(shuō)，構(gòu)件所具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目稱為構(gòu)件的自由度。當(dāng)兩構(gòu)件組成平面轉(zhuǎn)動(dòng)副時(shí)，兩構(gòu)件間便只具有一個(gè)獨(dú)立的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，失去兩個(gè)相互垂直方向的移動(dòng)；當(dāng)兩構(gòu)件組成平面移動(dòng)副時(shí)，兩構(gòu)件間便只具有一個(gè)獨(dú)立的相對(duì)移動(dòng)，失去相互垂直方向的移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，一個(gè)平面低副引入兩個(gè)約束，保留一個(gè)自由度。2.平面機(jī)構(gòu)自由度的定義平面機(jī)構(gòu)相對(duì)于機(jī)架所具有的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)數(shù)目，稱為平面機(jī)構(gòu)的自由度。為了使設(shè)計(jì)者所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)能夠運(yùn)動(dòng)并且具有運(yùn)動(dòng)的確定性，必須計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度，根據(jù)自由度可以確定機(jī)構(gòu)所需要的原動(dòng)件（主動(dòng)件）的數(shù)目。3.平面機(jī)構(gòu)的自由度計(jì)算若該平面機(jī)構(gòu)中共有PL個(gè)低副、PH個(gè)高副，則平面機(jī)構(gòu)的自由度F的計(jì)算公式為F＝3ｎ－2PL－PH1.2.2機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)時(shí)需要滿足的條件機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件為：機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件數(shù)目W等于機(jī)構(gòu)的自由度F并且F大于零，即W＝F>01.2.3計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度時(shí)需要注意的問(wèn)題計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度時(shí)需要注意復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束等三個(gè)方面的問(wèn)題，否則，會(huì)造成計(jì)算結(jié)果的錯(cuò)誤。1．復(fù)合鉸鏈兩個(gè)以上的構(gòu)件在同一處以同軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)副相聯(lián)，稱為復(fù)合鉸鏈。學(xué)生發(fā)言匯報(bào)、記錄學(xué)習(xí)筆記學(xué)生發(fā)言匯報(bào)并記錄學(xué)習(xí)筆記閱讀教材和PPT、分組討論、撰寫(xiě)發(fā)言提綱、學(xué)生發(fā)言匯報(bào)，課，記錄學(xué)習(xí)筆記No授課內(nèi)容2．局部自由度與機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)的構(gòu)件的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)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)略去不計(jì)。3.虛約束機(jī)構(gòu)中與其他約束重復(fù)而對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)不起新的限制作用的約束，稱為虛約束。計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)，應(yīng)除去虛約束。（3）任務(wù)實(shí)施10分鐘【任務(wù)內(nèi)容】：試計(jì)算如圖所示篩料機(jī)構(gòu)的自由度，并判定該機(jī)構(gòu)正常工作時(shí)原動(dòng)件的數(shù)目應(yīng)為多少？機(jī)構(gòu)中復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束等三個(gè)方面的問(wèn)題如下圖所示：考慮復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束等問(wèn)題后：ｎ＝7，PL＝9，PH＝1，其自由度為F＝3ｎ－2PL－PH＝3×7－2×9－1＝2（4）教師點(diǎn)評(píng)任務(wù)實(shí)施情況并進(jìn)行評(píng)價(jià)。5分鐘（5）