铰链四杆机构的基本性质
一、教材分析
1、教学对象分析
学生在前面章节中已经学习了典型的机械传动知识，对机械基础课程有一定的认识，具备基本的分析机构特性的能力。技工学校的学生由于知识基础较差，对知识的理解、转移和迁徙的能力还不够强，我们的培养目标是技能的培养，学生重操作技能轻理论学习，导致对理论学习的兴趣不够浓厚。
2、教学内容
“铰链四杆机构的基本性质”是全国中等职业技术学校机械类专业通用教材《机械基础》第五章第二节的内容。
3、教学内容的分析处理
《机械基础》课程主要内容包括常用机械传动、常用机构、轴系零件及液压传动。第五章“平面四杆机构”是学生在学完机械传动后学习的第一中常用机构，而铰链四杆机构在实际生产和生活中应用广泛，它的学习将对今后的生产实践与创新产生很大影响。本次课学习的“铰链四杆机构的基本性质”是本章的重点内容，既是第一节内容的归纳总结，又是后续章节的基础，是培养学生推理分析问题、解决实际问题的工作能力过程。
机械基础这门课的教学要求之一是：能作简单的有关设计计算和创新。这一节的内容在教材中起承上启下的作用，其教学的成败，将对后续内容的掌握起到决定性作用。为了激发学生的学习热情，提高学生注意力集中程度，充分发挥学生的主动性和创新意识，我的做法是：
1）通过上一次课的学习，让学生自己动手制作一个铰链四杆机构模型，增加学生的学习兴趣和动手能力；
2）利用课件形式增加动画欣赏，起到丰富教学内容、理论联系实际、加强专业知识素养，使学生明确学习目的，从而使学习兴趣和主动性增强。
3）针对学生基础知识薄弱，理解能力不够强的特点，对“曲柄存在条件”、“急回特性”、“死点位置”进行动画演示和公式推导，增加对应的例题讲解和相应的课堂学习。
4、教学目标
知识目标：1.理解铰链四杆机构的基本特性；
2.能够利用曲柄存在条件判断机构类型；
3.掌握急回特性系数、急回特性、死点位置等概念。
能力目标：
1.知识的获取、消化、吸收的能力；
2.分析、判断、解决问题的能力；
3.动手能力，创新能力。
情感目标：
1. 通过理论教学，再联系实际，有效的激发学生的学习兴趣，做到理论联系实际，充分调动学生的学习积极性和主动性。
2.通过对基本性质的分析，锻炼学生自我分析问题的能力，调动其主观能动性。
二、教学重点与难点
1.教学重点
1）曲柄存在条件以及铰链四杆机构的类型判别；
2）急回特性、死点位置的分析。
2.教学难点
1）利用曲柄存在条件判断四杆机构是否存在曲柄及其机构类型；
2）存在急回特性的原因及实际应用；
3）死点位置的分析及实际应用。
三、学习误区导航
在教学过程中，针对以前学生容易理解错误的地方及作业易犯的毛病，应注意以下几个问题：
1）学生在利用曲柄存在条件判断曲柄是否存在时易出错。
原因及解决方法：学生在分析问题时考虑问题不全面，容易忽略其中某一个条件，而导致判断出错。因此，上课时要重点强调两个条件必须同时满足，缺一不可。
2）在判别铰链四杆机构基本类型时，学生易出错。
原因及解决方法：由于铰链四杆机构类型判别条件多，学生难以入手，死记硬背容易判断出错。因此利用图表的形式，帮助学生记忆，从而掌握判别条件。3）针对不同条件而产生的两种双摇杆机构，学生容易当成一种。
原因及解决方法：由于都是双摇杆机构，对于学生而言很容易不注意条件而把两者混为一谈。要明确告诉学生两者有本质区别：即连杆是否可以做整周转动。4）将“死点位置”与“自锁现象”当成一回事。
原因及解决方法：“死点”与“自锁”都是机构不能运动，从这方面来看有相似处。但要让学生明白二者有本质区别。强调指出“自锁”是由于机构中存在摩擦的缘故，而当连杆机构处于“死点位置”即使不存在摩擦，机构也仍然不能运动。5）学完“死点位置”后，误以为只要是曲柄摇杆机构就有死点位置。
原因及解决方法：对死点位置存在条件有忽略。提醒学生注意在曲柄摇杆机构中，当曲柄为主动件时，不存在死点位置；只有当曲柄为从动件，摇杆为主动件时，才存在死点位置。
四、教学方法
1.教法
根据本次课的内容及特点，为了有效地理解重点，攻克难点，按照学习过程中的认知规律，采用以兴趣为宗旨，以启发为思路，以直观为手段，以导带学，以练为主的教学方法。具体教法如下：
1）多媒体演示法——利用多媒体课件激发学生的学习兴趣。
2）模型演示法——利用简单的铰链四杆机构模型，演示曲柄存在条件等性质，让学生形象直观的掌握重点。
3）启发式教学——在讲完铰链四杆机构的类型判别后，引导学生举处生活中常见的四杆机构实例，加深理解，做到理论联系实际。
4）典型例题讲解法——选几道典型例题进行分析讲解，教会学生分析问题的方法。
2.学法
教与学是相辅相成的双边活动，教师的教法首先要让学生理解和接受，学生才能在教师的主导作用下发挥主体地位，主动学习，主动掌握学习方法，将学习作为一件快乐和自觉的行为。让学生在“回顾旧知?模型展示?以旧连新?单个掌握?组合应用?例题讲解?归纳总结”的认知过程中，自主参与到各个阶段的活动中来，体验学习乐趣，达到提高学习效率和培养创新意识的目的。
五、教学手段
本次课将利用多媒体课件、模型等教学手段，把静态、抽象、难以想象的四杆机构转化为动态、具体、直观的虚拟模型，再配给真实模型把虚拟事物实际应用化，使学生的理论学习与生产实践相结合，做到活学活用。
六、教学过程设计
教学过程是学生认知的过程，是技巧掌握、技能形成、能力发展及情趣与作风培养的主要途径，为达到预期的教学目标，我对整个教学过程进行了规划与设
计，根据学生的认知过程，明确难点，对症下药，使学生达到事半功倍的效果。本次课的主要教学过程有八个：
1）回顾旧知，模型展示，导入目标（8分钟）
2）演示导学，明确重点（2分钟）
3）分解重点难点，综合应用（25分钟）
4）误区与学法导航（10分钟）
5）典型例题讲解，综合应用（25分钟）
6）学生练习，教师巡回指导、难点提示（10分钟）
7）归纳小结，布置作业（5分钟）
8）学生复习，解答疑惑（5分钟）
七、教学过程
1）2）
3）4）
分析：找出最短杆、最长杆然后根据机构类型判别条件求
§5—2铰链四杆机构的基本性质
一、曲柄存在条件（作图5－17略）
(1)连架杆与机架必有一个是最短杆；
1.曲柄存在条件
(2)最短杆与最长杆长度之和必小于或等于其余两杆长度之和。
2.推论（判断铰链四杆机构类型）：
二、急回特性
1.基本概念：极位：摇杆摆动的极限位置。
摆角（φ）：摇杆两极限位置间的夹角，用φ表示。
极位夹角（θ）：摇杆处于左、右两极限位置时，曲柄两位置所夹的
锐角。
急回特性：曲柄摇杆机构中，曲柄虽作等速运动，而摇杆摆动时空
回行程的平均速度却大于工作行程的平均速度
2.公式：急回特性系数K ＝180?＋θ/180?－θ Θ＝180?11
+-k k 三、死点位置
1.概念：在曲柄摇杆机构中，取摇杆为主动件，曲柄为从动件，连杆与曲柄会出
现两次共线，这两个位置就是死点位置。
2.特点：无论在摇杆上施加多大的力，均不能使从动件曲柄转动，且转向不能确定。 十：备课资料
1、全国中等职业技术学校机械类专业通用教材《机械基础》中国劳动社会出版社第三版；
2、全国中等职业技术学校机械类专业通用教材《机械基础》第三版习题册；
3、全国中等职业技术学校机械类专业机械基础课教学参考书
铰链四杆机构的基本性质 一、教材分析 1、教学对象分析 学生在前面章节中已经学习了典型的机械传动知识，对机械基础课程有一定的认识，具备基本的分析机构特性的能力。技工学校的学生由于知识基础较差，对知识的理解、转移和迁徙的能力还不够强，我们的培养目标是技能的培养，学生重操作技能轻理论学习，导致对理论学习的兴趣不够浓厚。 2、教学内容 “铰链四杆机构的基本性质”是全国中等职业技术学校机械类专业通用教材《机械基础》第五章第二节的内容。 3、教学内容的分析处理
《机械基础》课程主要内容包括常用机械传动、常用机构、轴系零件及液压传动。第五章“平面四杆机构”是学生在学完机械传动后学习的第一中常用机构，而铰链四杆机构在实际生产和生活中应用广泛，它的学习将对今后的生产实践与创新产生很大影响。本次课学习的“铰链四杆机构的基本性质”是本章的重点内容，既是第一节内容的归纳总结，又是后续章节的基础，是培养学生推理分析问题、解决实际问题的工作能力过程。 机械基础这门课的教学要求之一是：能作简单的有关设计计算和创新。这一节的内容在教材中起承上启下的作用，其教学的成败，将对后续内容的掌握起到决定性作用。为了激发学生的学习热情，提高学生注意力集中程度，充分发挥学生的主动性和创新意识，我的做法是： 1）通过上一次课的学习，让学生自己动手制作一个铰链四杆机构模型，增加学生的学习兴趣和动手能力； 2）利用课件形式增加动画欣赏，起到丰富教学内容、理论联系实际、加强专业知识素养，使学生明确学习目的，从而使学习兴趣和主动性增强。 3）针对学生基础知识薄弱，理解能力不够强的特点，对“曲柄存在条件”、“急回特性”、“死点位置”进行动画演示和公式推导，增加对应的例题讲解和相应的课堂学习。 4、教学目标 知识目标：1.理解铰链四杆机构的基本特性； 2.能够利用曲柄存在条件判断机构类型； 3.掌握急回特性系数、急回特性、死点位置等概念。 能力目标： 1.知识的获取、消化、吸收的能力； 2.分析、判断、解决问题的能力； 3.动手能力，创新能力。 情感目标： 1. 通过理论教学，再联系实际，有效的激发学生的学习兴趣，做到理论联系实际，充分调动学生的学习积极性和主动性。 2.通过对基本性质的分析，锻炼学生自我分析问题的能力，调动其主观能动性。
课题：平面连杆机构应用及特点 教材分析： 本课题选自李世维主编、高等教育出版社出版的中等职业教育国家规划教材《机械基础》（机械类）第6章“常用机构”中“§6-1 平面连杆机构”的内容。本节课内容主要介绍的铰链四杆机构的实际应用及特点。 学情分析： 中职生文化基础差、学习能力较弱、学习的主动性不强，这是一个不争的事实，也是一个普遍的现实问题，但他们对新事物有较强的好奇心，善于联想，从这一现状出发，教学中应以调动学生学习积极性为出发点，以生活中的实例为教学模型，扩散思维，归纳总结来组织教学，让学生在发现问题，解释问题的思索中提高对本课程的学习兴趣，不断积累专业知识，并能活学活用，理论联系实践。教学目标： 1. 知识目标 （1）掌握铰链四杆机构的特点和应用实例； （2）了解铰链四杆机构的急回特性及应用实例； （3）掌握铰链四杆机构的死点位置及应用实例。 2. 能力目标 培养学生理论联系实际的能力，从生活中，从身边去挖掘教学模型，学以致用。 3. 情感目标 培养学生口头表达能力，如何去欣赏别人的优点，如何去肯定别人，从而培养团队意识，合作意识。 教学重点：1．铰链四杆机构的急回特性 2．铰链四杆机构的死点位置。 教学难点：极位夹角和摆角的画法。 课时安排：2课时 教学手段：利用多媒体辅助教学
教学方法：情景教学、启发引导、讲练结合 学法指导：教法与学法室相辅相成的，教法直接影响学生对知识点掌握和能力的提高，而学法指导是学生智力发展目标得以实现的重要途径。 教学过程： （一）新课导入教学模型实物展示，多媒体展示汽车雨刮器动画，雷达天线俯仰机构动画，引出新课 （二）新课讲授： 一、铰链四杆机构的应用 1、曲柄摇杆机构 两连架杆中一为曲柄、一为摇杆的铰链四杆机构称为曲柄摇杆机构，如图所示，曲柄AB为主动件，并作等速运动。从动摇杆CD将在弧C1C2范围内作变速 往复摆动，C1、C2两个位置是摇杆摇摆的两个极限位置。 （1）曲柄摇杆机构能将曲柄的整周回转运动转换成摇杆的往复摆动。 曲柄主动，摇杆从动。如剪刀机、筛砂机、搅拌机以及碎石机等，都可以连
死点位置在实际生活的利弊分析 在平面连杆机构中，当出现传动角γ=0°（或压力角α=90°）时，作用力与运动方向垂直，主动件无法带动从动件运动，这个位置称为机构死点。 压力角是在不考虑各运动副中的摩擦力及构件重力和惯性力的影响下,机构运动时从动件所受的驱动力的方向线与该力作用点的速度方向线之间的夹角。 传动角是机械机构上某点沿该点方向的正驱动力的方向与该点的速度方向所夹的锐角α的余角。在四杆机构中，以连杆和从动件轴线之间所夹锐角γ作为传动角，判断传动性能好坏。 死点优点利用：由于在死点位置，无论驱动力有多大，机构都将不能运动，就能实现安全保护或其它特定功能的要求，因此在工程实践中存在着广泛应用。 夹紧装置利用平面四杆机构的死点位置实现夹紧目的。如图ABCD构成四杆机构，当BC杆与CD杆共线，此时传动角γ=0，α=90度，处于死点位置，当力F向下作用时，机构不会运动，与AB相连的1件位置保持不变，从而对2零件达到夹紧的作用。当力F向上的时候，机构脱离死点位置，夹紧装置放松，达到调整零件的作用。 电气设备的开关合闸机构应用的是铰链四连杆机构死点位置合闸的原理,。合闸时机构处于死点位置,此时触头力Q和弹簧力F对构件CD产生的多大的力矩,也不能推动构件AB 转动而分闸;当需要分闸时,通过控制装置(图中未表示)产生较小的力来推动构件AB离开死点位置,构件CD便可以转动从而达到分闸的目的。分闸后图形如虚线所示。
折叠桌子，当桌子展开的时候，机构简图由右边第一图所示，是平面四连杆机构。当机构折叠时，C与D固定端随着桌面转动由水平转为竖直，此时AB杆逆时针转动，BC杆顺时针转动到竖直位置，AD杆逆时针转动到竖直平面，此时位于死点位置，保证桌子折叠后的稳定性，不容易被推倒。 死点的弊端：对于传动机构而言，当转动到死点位置时，会出现卡死和运动不确定现象，这在现实生活的传动机构中需要避免。目前利用构架的惯性使机构通过死点位置，通过从动件和飞轮的运动惯性来离开死点位置。缝纫机踏板机构采用的是曲柄摇杆机构,脚踏板是摇杆,主动件带动从动件曲柄转动,进而带动带轮转动。当脚踏板处于上下两个极限位置时,从动曲柄与连杆两次共线,机构处于死点位置,此时影响缝纫机的正常工作。可以借助大带轮的惯性作用,使曲柄顺利通过死点位置。也可以手动转动主轴的转轮，借用外力离开死点位置。 死点在生活中存在着利弊关系，合理利用死点位置，可以达成夹紧，固定，保护的安全作用，同样避免死点造成的机构卡死和运动不确定造成的负面影响，才能在设计机构中，更 加安全有效地促进生产的进步与发展。