學習情境4間歇運動機構

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1、機械設計基礎教案學習情境4 間歇運動機構主講教師吳明清指導教師授課日期授課班級12模具機電學習情境任務5 認識間歇運動機構學時2能力目標根據(jù)實際選擇應用間歇運動機構訓練項目認識棘輪機構、槽輪機構和不完全齒輪機構的類型及特點；掌握間歇運動機構的工作原理。知識點棘輪機構、槽輪機構和不完全齒輪機構的類型及特點；間歇運動機構的工作原理。教學重點與難點教學方法任務驅動教學與典型案例講解相結合教學準備課件，黑板，多媒體設備等。檢測與評價教師評價與學生自評與互評相結合；職業(yè)能力(占70%)、職業(yè)素質(30%)；評價成績采用百分制。教案設計工作過程工作內(nèi)容課前組織（5min）1 清點學生人數(shù)；2 檢查授課環(huán)境

2、；3 鏈接多媒體課件。任務導入（5min）機械中尤其是自動機械中，有些運動并不是持續(xù)的，常要求某些執(zhí)行構件實現(xiàn)周期性時動時停的間歇運動。如牛頭刨床的工件進給運動，機械加工成品或工件輸送運動，以及各種機器工作臺的轉位運動等。要實現(xiàn)這種運動，需要有能夠實現(xiàn)這類動作的機構。請結合實際，闡述幾種常見的間歇機構的特點及應用場合。 資訊（30min）2.1棘輪機構棘輪機構是一種間歇運動時間可以調(diào)整的間歇運動機構，其傳動形式屬于嚙合傳動。圖5-1所示為外嚙合齒式棘輪機構。它由擺桿1、主動棘爪2、棘輪3、止回棘爪4和機架5、止回彈簧6組成。通常以擺桿為主動件、棘輪為從動件。當擺桿1連同棘爪2順時針轉動時，主動

3、棘爪2在棘輪齒頂上滑過，進入棘輪的相應齒槽；當擺桿1逆時針轉動時，主動棘爪推動棘輪轉過相應的角度。為了防止棘輪跟隨擺桿反轉，設置止回棘爪4。這樣，擺桿不斷地作往復擺動，棘輪便得到單向的間歇運動。 圖5-1外嚙合齒式棘輪機構2.2槽輪機構常用的槽輪機構如圖5-9所示，槽輪機構由具有徑向槽的槽輪2和具有圓銷的構件1及機架所組成。當構件1的圓銷C未進入槽輪2的徑向槽時，由于槽輪2的內(nèi)凹弧被構件1的外凸圓弧卡住，故槽輪2靜止不動。圓銷C開始進入槽輪徑向槽的位置，這時槽輪2弧被松開，因而圓銷C能驅使槽輪沿與構件1相反的方向轉動。當圓銷C開始脫出槽輪的徑向槽時，槽輪的另一內(nèi)凹弧又被構件1的外凸圓弧卡住，致

4、使槽輪2又靜止不動，直至構件1的圓銷C再進入槽輪2的另一徑向槽時，兩者又重復上述的運動循環(huán)。這樣，當主動構件1做連續(xù)轉動時，實現(xiàn)從動槽輪2的單向間歇轉動。圖5-9 外槽輪機構槽輪機構可分為平面槽輪機構和空間槽輪機構。（1）平面槽輪機構平面槽輪機構有兩種形式：一種是外槽輪機構，如圖5-9所示，其槽輪上徑向槽的開口是自圓心向外，主動構件與槽輪轉向相反；另一種是內(nèi)槽輪機構，如圖5-10所示，其槽輪上徑向槽的開口是向著圓心的，主動構件與槽輪的轉向相同，這兩種槽輪機構都用于傳遞平行軸的運動。 圖5-10 內(nèi)槽輪機構（2）空間槽輪機構如圖5-11所示的空間槽輪機構為球面槽輪機構，它是用于傳遞兩垂直相交軸的

5、間歇運動機構，從動槽輪呈半球形，主動撥盤的軸線與圓柱銷的軸線都通過球心O，當主動撥盤連續(xù)轉動時，球面槽輪得到間歇轉動。圖5-11 球面槽輪機構2.3不完全齒輪機構不完全齒輪機構是由普通漸開線齒輪機構演化而成的一種間歇運動機構，其基本結構形式分為外嚙合與內(nèi)嚙合兩種，如圖5-14為不完全齒輪機構的主動輪1只制出一個或幾個齒，從動輪2具有若干個與主動輪1相嚙合的輪齒及鎖止弧，可實現(xiàn)主動輪的連續(xù)傳動和從動輪的有停歇轉動。 （a）外嚙合 （b）內(nèi)嚙合圖5-14 不完全齒輪機構計劃與決策（5min）1.進行自愿分組。2.學習相關知識。3.明確工作思路。4.討論任務實施注意事項。5.完成任務。6.檢查評價。

6、實施（30min）4. 1棘輪機構的類型和特點根據(jù)棘輪機構的結構特點，棘輪機構可分為齒式棘輪機構和摩擦式棘輪機構。也可根據(jù)工作轉向，分為單向棘輪機構和雙向棘輪機構。（1）齒式棘輪機構在齒式棘輪機構中，棘輪外緣或內(nèi)緣上具有剛性輪齒，依靠棘爪與棘輪齒間的嚙合傳遞運動。如圖5-1所示為外嚙合齒式棘輪機構，并且是單向的棘輪機構。如圖5-2所示為雙向棘輪機構，其棘爪1做有兩個對稱的爪端，棘輪2的輪齒做成矩形。在圖示實線位置，棘爪1在擺桿帶動下，推動棘輪2作逆時針方向的間歇轉動；若將棘爪1翻轉到圖示虛線位置，則可推動棘輪2作順時針方向的間歇轉動。圖5-3所示雙向棘輪機構采用回轉棘爪，當棘爪1按圖示位置放置

7、時，棘輪2將作逆時針間歇轉動。若將棘爪提起，并繞本身軸線轉180后再插人棘輪齒槽時，棘輪將作順時針間歇轉動。若將棘爪提起并繞本身軸線轉動90，棘爪將被架在殼體頂部的平臺上，使輪與爪脫開，此時棘輪將靜止不動。 圖5-2 矩形齒雙向棘輪機構 圖5-3 回轉棘爪雙向棘輪機構（2）摩擦棘輪摩擦式棘輪機構的形式有很多種，如圖5-4所示，摩擦式棘輪機構采用沒有棘齒的摩擦輪，棘爪為扇形的偏心輪。當擺桿逆時針方向擺動時，偏心輪1楔緊摩擦輪2成為一體，使摩擦輪2也一同逆時針方向轉動，這時止回扇形的偏心輪3打滑；當擺桿順時針方向轉動時，偏心輪1在摩擦輪2上打滑，這時止回扇形的偏心輪3楔緊，以防止摩擦輪2倒轉。這樣

8、當擺桿做連續(xù)反復擺動時，摩擦輪2便得到單向的間歇運動。由于摩擦傳動會出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，所以不適于從動件轉角要求精確的地方。如圖 5-5所示的摩擦式棘輪機構，當構件1順時針方向轉動時，由于摩擦力的作用使?jié)L子2楔緊在構件1、3的狹隙處，從而帶動構件3一起轉動；當構件1逆時針方向轉動時，滾子松開，構件3靜止不動。 圖5-4 摩擦式棘輪機構原理 圖5-5 摩擦式棘輪機構棘輪機構結構簡單、制造容易、運動可靠，而且棘輪的轉角在很大范圍內(nèi)可調(diào)。但工作時有較大的沖擊與噪聲、運動精度不高，所以常用于低速輕載的場合。4.2槽輪機構的特點槽輪機構的優(yōu)點是能準確控制轉角、結構簡單、制造容易、工作可靠、機械效率較高。與棘輪

9、機構相比，工作平穩(wěn)性較好。槽輪機構的缺點是槽輪機構動程不可調(diào)節(jié)、轉角不可太小，銷輪和槽輪的主從動關系不能互換、起停有沖擊，并隨著轉速的增加或槽輪槽數(shù)的減少而加劇，故不適用于高速。槽輪機構的結構要比棘輪機構復雜，加工精度要求較高，因此制造成本上升。4.3不完全齒輪機構的特點不完全齒輪機構的優(yōu)點是設計靈活，從動輪的運動角范圍大，很容易實現(xiàn)在一個周期內(nèi)的多次動停時間不等的間歇運動。不完全齒輪機構的缺點是加工復雜，主動輪與從動輪不能互換等。檢查與評價（15min）巡回指導檢查，及時解答學生疑問。對學生進行評價。評定形式比例評定內(nèi)容評定標準得分自我評定20%1.學習工作態(tài)度 5分2.完成任務情況 5分3

10、.出勤情況 5分4.獨立工作能力 5分積極【5】；一般【3】；不積極【0】全部【5】；一半【3】；沒有【1】全勤【5】；缺兩次【3】；30%【0】強【5】；一般【3】；不強【1】小組評定30%1.學習工作責任意識 5分2.收集材料、調(diào)研能力 5分3.匯報、交流、溝通能力 10分4.團隊協(xié)作精神 10分強【5】；一般【3】；不強【0】強【5】；一般【3】；不強【1】強【10】；一般【6】；不強【2】強【10】；一般【6】；不強【2】教師評定50%1.集體學習工作過程狀態(tài) 10分2.計劃制定、執(zhí)行情況 10分3.任務完成情況 15分4.項目學習、實訓報告 15分積極【10】；一般【6】；較差【2】好【10】；一般【6】；較差【2】好【15】；一般【10】；較差【5】【0】-【15】