2014年微课教学比赛教学设计

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1、2014年微课教学比赛教学设计微课题目________________平面机构自由度的计算___________课程名称___________________机械设计基础________________所属学科_________________58制造大类—5801_____________所属专业_______________机械设计制造及其自动化__________教师姓名____________________周春梅___________________所属学校__________________山东英才学院____

2、_____________所在院系______________机械制造及自动化工程学院_________微课题目：平面机构自由度的计算教学背景《机械设计基础》是机械设计制造及其自动化专业的专业基础课程，通过本课程的学习，不仅能够让学生掌握专业理论知识，同时也能加强对学生创新思维能力的培养。平面机构自由度计算，属于机械设计基础课程中平面机构的结构分析的重点、难点内容。根据课程标准、教学大纲要求本微课内容主要针对平面机构自由度计算中的三种常见问题（复合铰链、局部自由度、虚约束）进行展开讲解。使学生能完全掌握平面机构自由的的计算

3、。教学目标根据教学大纲要求、教材内容，采用启发式教学，以学生为主体，突出学生能力的培养，体现应用型本科的注重实践的教学特色。整体内容安排上按照“知识回顾——任务引出——主要内容讲解——知识小结——完成任务——拓展练习”的基本思路展开。教学重、难点局部自由度以及虚约束的理解、识别以及处理方法教学过程教学环节教学内容用时前情回顾u机构自由度(degreeoffreedom)：机构具有的独立运动参数的数目称为机构的自由度。u平面自由构件：3个自由度u平面低副：引入2个约束u平面高副：引入1个约束u假设平面机构有n个活动构件：则有

4、：3n个自由度有Pl个低副和Ph个高副：则引入：(2pl+ph)个约束平面机构的自由度计算公式：F=3n-2pl-ph1分任务引出u引例：按照之前的算法下图机构的自由度为：0.5分知识讲授讲解：平面机构自由度计算注意事项u应用式F=3n－(2PL+PH)计算平面机构自由度时，应注意以下三个问题：1.复合铰链2.局部自由度3.虚约束一、复合铰链：两个以上构件在同一处用转动副相连接，该处则构成复合铰链。复合铰链u复合铰链处的运动副数目为：K－1（K为构成复合铰链的构件数目）。二、局部自由度：机构中与输出构件的运动无关的自由度称

5、为局部自由度（或称多余自由度）u处理方法：将构成局部自由度的两构件合二为一，去掉两者构成的运动副，再重新数可动件个数和运动副个数u一般在高副接触处，若有滚子存在，则滚子绕自身轴线转动的自由度属于局部自由度，采用滚子结构的目的在于将高副间的滑动摩擦转换为滚动摩擦，以减轻摩擦和磨损。三、虚约束：对机构起重复约束作用的约束称为虚约束或消极约束，计算自由度时应在约束总和中去掉虚约束。u13分处理虚约束的方法：去掉产生虚约束的构件及其与该构件连接而构成的运动副，再数可动件个数和运动副数目。u出现虚约束的几种情况：1、情况一：两构件间

6、形成多个轴线重合的转动副，轴与轴承在同一轴线上形成两个转动副；两构件形成多个导路平行的移动副。2、情况二：两构件上两点之间的距离始终保持不变，若在两点间用两个转动副和一个构件联接，则由此代入的约束为虚约束。3、情况三：机构中某两构件用转动副相联的联结点，在未组成运动副之前，其各自的轨迹已重合为一，则此联结带入的约束为虚约束。4、情况四：对机构运动不起作用的对称部分引入虚约束。任务求解解：（1）检查机构中有无三种特殊情况（2）计算机构自由度F＝3n－2PL－PH＝3×7－2×9－1×1＝21.5分课堂教学小结u总结自由度的计

7、算及其注意事项——25字口诀：Ø标出复局虚Ø注意要加减Ø数清可动件Ø弄清高低副Ø列出计算式1分教学总结根据教学大纲要求、教材内容，采用启发式教学，以学生为主体，突出学生能力的培养，体现应用型本科的注重实践的教学特色。整体内容安排上按照“知识回顾——任务引出——主要内容讲解——知识小结——完成任务——拓展练习”的基本思路展开。