_ 机械基础__学科电子教案48
班 级 课 题 学时 备 注（修
改）
§7－2 铰链四杆机构的演化 6/6
教
学
内
容 本学时
教学
内容 熟悉铰链四杆机构的演化形式、特点及应用
教
学
目
标 知识目标 掌握链传动的工作原理
会传动比的计算
1.具备良好的道德品质、职业素养、竞争和创新意识。
2.具有良好的人际交往、团队协作能力及健康的心理。
3.具有通过多种途径获取信息、学习新知识的能力。
能力目标
情感目标
教
学
重
点
难
点 教学重点 铰链四杆机构的演化形式及应用。
教学难点 铰链四杆机构的特点及应用。
教学
辅助 教具
多媒体
学科资源 课件、模型
教学过程（师生活动、教法、学法） 备 注
第一学时：
安全教育：
讲评作业：
复习上讲内容：
课题引入：通过改变铰链四杆机构中构件的形状、长度或不同的构件作为机架等方法可以得到不同的机构，以达到所需的运动形式。
讲授新课：§7－2 铰链四杆机构的演化
一、曲柄滑块机构
具有一个曲柄和一个滑块的平面四杆机构，由曲柄摇杆机构演化而来的。
由图分析，CD长度变为无穷大时，C点则变为滑块，则机构就演变为图的曲柄滑块机构。
当曲柄AB为主动件时，滑块移动的距离为曲柄长度r的两倍。如取滑块C为主动件时，会存在从动件曲柄与连杆共线的两个死点位置，需采取措施。
应用：内燃机中的曲柄滑块机构。
第二学时：
二、导杆机构
连架杆中至少有一个构件为导杆的平面四杆机构称为导杆机构。由曲柄滑块机构中固定件的位置演化而成。
导杆为机构中与另一运动构件组成移动副的构件。
在曲柄滑块机构中，如将杆1改为固定件时，其曲柄滑块机构演化为导杆机构。
在导杆机构中，一般取杆2为主动件。
导杆机构分转动导杆机构与摆动导杆机构两种。
当机架1的长度1l小于杆2的长度2l时，即1l＜2l，主动杆2与从动件（导杆）4均可作整周回转，即为转动导杆机构。
当1l＞2l时，主动件作整周回转时，从动件只能作往复摆动，即为摆动导杆机构。
《机械设计基础》课程作业 工业设计2011级，2013年
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机械设计基础课程作业
作业提交日期 2013 年 4 月8 日 得 分 评阅人
作业章节及名称
评分要点
（章节学习要求）
作 者 姓 名 学 号
产品属性 名 称 弹簧伸缩玩具
用 途 娱乐
功 能 娱乐
使用方法 手动
设计产品采用的软件
名称 Solidworks
产品三维模型图
所概念 机构类型名称 平面连杆机构 《机械设计基础》课程作业 工业设计2011级，2013年
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用机构的属性 设计
机构运动简图
机构参数设计计算 L1=60mm；L2=120mm;
机构特性分析（包括运动和传力性能分析） 没有急回运动，原动件AB以w等速转动
当AB与BC两次共线时，输出件CD处于两极限位置
极位夹角θ：当摇杆处于两极限位置时，对应的曲柄
位置线所夹的锐角
平面四杆机构具有急回特性的条件：
（1）原动件作等速整周转动；
（2）输出件作往复运动；
（3）θ不等于0
没有死点；曲柄摇杆机构中取摇杆为主动件时，当曲柄与连杆共线时，连杆对从动件曲柄的作用力通过转动中心A，传动角为零，力矩为零，称为死点位置。
最小传动角：
铰链四杆机构中，原动件为AB当δ为锐角时，y=δ以曲柄为原动件的曲柄摇杆机构，当曲柄和机架处于两共线位置之一时，出现最小传动角。最小传动脚小于40度，符合要求。
详细
设计 机构的零部件结构设计 《机械设计基础》课程作业 工业设计2011级，2013年
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提交设计作业文件 (1) 设计产品所用软件的文件格式，即源文件；
(2) 产品三维模型图及其动画文件（avi 文件格式，要求透视出所用机构原型）；
(3) 设计文档，按产品设计文档要求填写设计内容（.doc 文件格式）。
1/27第2章平面连杆机构
2.1复习笔记
【通关提要】
本章主要介绍了平面四杆机构的基本类型、基本特性和设计方法。学习时需要掌握铰链
四杆机构有整转副的条件、急回特性的应用和计算、压力角与传动角以及死点位置的分析等
内容。本章主要以选择题、填空题和计算题的形式考查，复习时需把握其具体内容，重点记
忆。
【重点难点归纳】
一、平面四杆机构的基本类型及其应用（见表2-1-1）
表2-1-1平面四杆机构的基本类型及其应用
2/
27二、平面四杆机构的基本特性（见表2-1-2）
3/27表2-1-2平面四杆机构的基本特性
4/
27图2-1-1
图2-1-2连杆机构的压力角和传动角
2.2课后习题详解
2-1试根据图2-2-1所注明的尺寸判断下列铰链四杆机构是曲柄摇杆机构、双曲柄机
构还是双摇杆机构。
5/
27图2-2-1
答：（a）40＋110＝150＜70＋90＝160满足杆长条件，且最短杆为机架，因此是双
曲柄机构。
（b）45＋120＝165＜100＋70＝170满足杆长条件，且最短杆的邻边为机架，因此
是曲柄摇杆机构。
（c）60＋100＝160＞70＋62＝132不满足杆长条件，因此是双摇杆机构。
（d）50＋100＝150＜100＋90＝190满足杆长条件，且最短杆的对边为机架，因此
是双摇杆机构。
2-2试运用铰链四杆机构有整转副的结论，推导图2-2-2所示偏置导杆机构成为转动
导杆机构的条件（提示：转动导杆机构可视为双曲柄机构）。
6/
27图2-2-2
答：根据铰链四杆机构有整转副的结论，则A、B均为整转副。
（1）当A为整转副时，要求AF能通过两次与机架共线的位置。
如图2-2-3中位置ABC′F′和ABC′′F′′。在Rt△BF′C′中，因为直角边小于斜边，所以l
AB
＋e＜l
BC。
同理，在Rt△BF′′C′′中，有l
AB－e＜l
BC（极限情况取等号）。
综上，得l
AB＋e＜l
BC。
（2）当B为整转副时，要求BC能通过两次与机架共线的位置。如图2-2-3中位置
机械设计基础平面连杆机构教案
教案标题：机械设计基础平面连杆机构教案
教案目标：
1. 了解平面连杆机构的基本概念和组成要素。
2. 掌握平面连杆机构的运动分析方法。
3. 能够设计简单的平面连杆机构并进行运动仿真。
教学资源：
1. 教材：机械设计基础教程
2. 计算机软件：SolidWorks、AutoCAD等
教学内容和步骤：
第一课：平面连杆机构的基本概念和组成要素
1. 引入平面连杆机构的概念和应用领域。
2. 介绍平面连杆机构的基本组成要素：连杆、铰链、滑块等。
3. 分析平面连杆机构的运动特点和限制条件。
第二课：平面连杆机构的运动分析方法
1. 介绍平面连杆机构的运动分析方法：图解法、代数法和向量法。
2. 通过示例演示如何利用图解法进行平面连杆机构的运动分析。
3. 引导学生进行代数法和向量法的运动分析实践。
第三课：平面连杆机构的设计与仿真
1. 介绍平面连杆机构的设计原则和注意事项。
2. 利用计算机软件（如SolidWorks）进行平面连杆机构的三维建模。
3. 运用仿真功能进行平面连杆机构的运动仿真和分析。 4. 学生根据给定的设计要求，设计并仿真一个简单的平面连杆机构。
教学评估方法：
1. 课堂小测验：通过选择题、填空题等形式测试学生对平面连杆机构基本概念和运动分析方法的掌握程度。
2. 设计报告：要求学生撰写一个关于设计和仿真平面连杆机构的报告，包括设计过程、仿真结果和分析等内容。
教学扩展：
1. 探究课题：引导学生选择一个具体的平面连杆机构应用案例，深入研究其设计和优化方法，并进行相关实验验证。
2. 实践项目：组织学生参与机械设计竞赛或工程项目，应用所学知识设计和制作平面连杆机构相关部件。
教学辅助措施：
1. 提供教材和参考书籍，供学生深入学习和查阅。
2. 提供计算机实验室或计算机软件使用指导，帮助学生进行平面连杆机构的建模和仿真实践。
以上教案仅供参考，具体教学内容和步骤可根据教学实际情况进行调整和拓展。
