课    题：凸轮机构 

教学目标：

本讲的教学目标是让学生掌握凸轮的组成、特点、应用和工作过程，了解凸轮从动件常用运动规律和盘形凸轮轮廓设计的方法。

重点与难点

本单元的重点是掌握凸轮机构的组成、类型和工作过程。难点是凸轮从动件常用运动规律和盘形凸轮轮廓的设计思路。

教学设计：

1.   凸轮机构概述：介绍凸轮机构的组成、特点及类型。

2.   凸轮从动件的常用运动规律：首先介绍凸轮机构的工作过程和基本术语，再重点介绍凸轮从动件常用运动规律。

3.   盘形凸轮轮廓设计：主要讲解几种常见对心直动从动件凸轮轮廓的设计思路。

教学方法和教学手段：

采用启发式教学、案例教学等教学方法。教学手段采用多媒体课件、视频等媒体技术。教学组织采用课堂整体讲授和分组演示。

教学资源：

课前准备：搜集一些凸轮机构的视频和图片作为导入和讲课内容，凸轮机构工作的图片便于学生理解。

教学过程和组织：

Ø 1. 凸轮机构概述

（1）凸轮机构的组成及特点

凸轮通过与从动件高副接触带动从动件实现预期运动。

                                                       图6-20凸轮机构                   

（2）凸轮机构的类型

① 按凸轮的形状分为盘形凸轮、移动凸轮和圆柱凸轮。

② 按从动件形式分类，可分为尖顶从动件、滚子从动件和平底从动件。

③ 按推杆的运动形式分类，可分为移动从动件和摆动从动件。

                              图6-26摆动从动件凸轮机构

Ø 2. 凸轮从动件常用运动规律【难点】

（1）凸轮机构的工作过程及基本术语

                                                     图6-27凸轮机构工作情况

② 等加速等减速运动规律

从动件在一个行程中，前半行程等加速运动，后半行程等减速运动。在运动开始、终止和等加速等减速变速的瞬间，加速度出现有限值的突变。因此，产生有限惯性力，从而产生柔性冲击，适用于中速、轻载的场合。

③ 简谐运动规律（余弦加速度运动规律）

当质点在圆周上做匀速运动时，它在该圆直径上的投影所构成的运动称为简谐运动。

Ø 3. 盘形凸轮轮廓设计【重点】

（1）对心式直动尖顶从动件盘形凸轮轮廓设计

有一凸轮机构，凸轮的基圆半径为30mm，工作时凸轮逆时针方向回转，要求从动件的运动规律如下：

试绘制该凸轮的轮廓曲线。

解：作图方法及步骤如下：

① 绘制从动件的位移曲线

l 画出坐标轴，以横坐标代表凸轮转角，以纵坐标代表从动件的位移。

l 选取长度比例尺，角度比例尺。

② 按长度比例尺在纵坐标轴向上截取25mm代表行程，作出从动件的位移曲线图。

③ 绘制凸轮轮廓曲线

l 等分位移曲线

l 绘制凸轮基圆

l 等分基圆

l 绘制凸轮轮廓曲线

                                          图6-30对心式直动尖顶从动件盘形凸轮轮廓设计

（2）对心直动滚子从动件盘形凸轮轮廓设计

对于偏置移动滚子从动件盘形凸轮机构，当用反转法使凸轮固定不动后，从动件的滚子在反转过程中，将始终与凸轮轮廓曲线保持接触，而滚子中心将描绘出一条与凸轮廓线法向等距的曲线η。一旦作出了这条曲线，就可顺利地绘制出凸轮的轮廓曲线。 

                                    图6-31偏置移动滚子从动件盘形凸轮机构轮廓设计

（3）对心平底直动从动件盘形凸轮轮廓设计

平底从动件盘形凸轮机构凸轮轮廓曲线的设计过程如图6- 32所示。

                                       图6-32对心平底直动从动件盘形凸轮轮廓设计

布置作业：思考与练习六：4