铰链四杆机构的基本性质

铰链四杆机构的基本性质教案授课日期课时1学时授课班级2011综高（3）任课教师朱根东课题§ 7—3 铰链四杆机构的基本性质教学目的掌握铰链四杆机构的基本性质重点难点铰链四杆机构三种基本类型的判别方法课的类型新课教具四杆机构模型、挂图、课件教学方法启发式讲解、演示教学环节教学内容调控与活动组织教学观察出席情况，做好课前准备复习提问1、什么是平面连杆机构？2、什么是铰链四杆机构？3、铰链四杆机构的基本类型及定义？学生回答、重点部分重述、实物演示（10分钟）导入新内容四杆机构为什么会有那样三种基本类型？通过学习下一节，四杆机构的基本性质便可得知启发提问讲述新课重述结论§7—3 铰链四杆机构的基本性质一、曲柄存在的条件强调曲柄能作整周圆周运动的重要性（在实际生产中用电机带动）a+b≤b+c由三角形任意两边和大于第三边推导出a+c≤b+da+b≤c+d整理上式得：a≤b a≤c a≤d由此得：（△）※铰链四杆机构中曲柄存在的条件：（△）（1）、连架杆与机架中必有一个是最短杆；（△）（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。

强调：上述两条件必同时满足，否则铰链四杆机构中无曲柄存在。

（△）※根据曲柄存在条件，推出重要结论。

（△）铰链四杆机构三种基本类型的判别方法：（△）⑴若铰链四杆机构中最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和则：（△）①取最短杆为连架杆时，构成曲柄摇杆机构；（35分钟）课件或挂图展示通过诱导启发得出结论四杆机构实物演示语气强调此结论（△）②取最短杆为机架时，构成双曲柄机构；（△）③取最短杆为连杆时，构成双摇杆机构。

（△）⑵若铰链四杆机构中最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和，则无曲柄存在，只能构成双摇杆机构。

（△）二、急回特性（△）1、急回特性的推出：由挂图讲解摆过两个极限位置时曲柄转过的角度之差；曲柄由AB2转过角度φ­1摇杆由C1D摆到C2D（两极限位置）摆过的角度ψ，设C的平均速度为V1所需要时间为t1；曲柄由AB2回到AB1转过角度φ2摇杆CD自C2D回到C1D，角度仍为ψ设C 的平均速度为V2，所需要的时间为t2，由图不难看出φ1＞φ2, t1＞t2即得V2＞V1，实际应用V1为工作行程，V2为空程。

“铰链四杆机构的基本性质”之教学探讨作者：李铭来源：《科学与财富》2017年第23期传统的教学方法是就书本而书本，因枯燥无味，使学生产生了厌学情绪。

针对这种情况，本人在担任《机械设计基础》课程教学工作多年的时间里，不断总结，发现了一些好的教学办法，取得了良好的课堂效果，非常受学生们的欢迎。

现简单介绍一下《机械设计基础》课程中的“铰链四杆机构的基本性质”一节新的教学方法。

一、教材分析1、地位作用本节课是《机械设计基础》课程的重要知识点，是“平面四连杆机构”的核心，也是对铰链四连杆机构的进一步理解和认识。

这些基本机构是四杆机构设计和分析的基础，将越来越多的被应用于自动化操作及工程运输机械中，也会为学生在今后工作中的创新发展打下良好的基础。

2、教学目标知识目标：1）掌握并运用曲柄存在的条件，判断铰链四连杆机构的类型；2）掌握急回特性，行程速比系数的含义；3）掌握死点产生的条件及应用。

能力目标：1）培养学生观察、分析及综合归纳能力；2）培养学生主动探索、协作学习的能力。

思想目标：培养学生对学习活动的情感偏好，主动参与的意识和科学、严谨、细致的工作作风，使学生树立辩证唯物主义的世界观和方法论。

3、重点难点由曲柄是否存在条件来判断出机构的类型是本节课的重点。

急回特性原理分析、行程速比系数的影响因素，都要求学生有严谨细致的抽象思维能力，是本节课的难点。

4、教材处理本着突出重点和突破难点的原则，我对教材做了如下处理：（1）通过平面四连杆机构教具直观演示与生产实践相结合的方法，引导学生循序渐进、步步深入。

通过观察、分析、归纳、总结，得到曲柄存在的条件、急回特性和死点产生的原因。

（2）为使急回特性产生的条件简单易懂，我还补充讲了急回特性系数这一概念。

二、教法设计主要采用直观演示和启发式教学方法，通过生产实例—创新问题情境—提出问题—探究验证—归纳总结—实践应用等环节，使学生顺利地掌握上述重点，消化难点并用“引导——激励”方式引导学生发现问题，激励学生解决问题。

《铰链四杆机构的基本性质》说课稿冯殿红40岁，教龄20年，新安县职业高中机械专业课教师。

我的教学体会是：教师首先应唱好课堂教学这出重头戏，通过直观、启发、演示、电教等手段充分吸引、调动学生的求知欲，“抓住了学生，也就抓住了课堂”；教师应在生活上关心、体贴学生，做他们的良师益友。

一、说教材教材地位及作用：本节课选自全国技工学校机械类通用教材《机械基础》中的第五章第二节。

《机械基础》是机械专业的一门技术基础课，同时也是一门能直接用于指导生产的课程。

在整个教学计划中处于承上启下的地位。

铰链四杆机构不仅本身应用广泛，而且是平面四杆机构、多杆机构的基础，同时为以后如凸轮等机构的学习打下必要的基础，其教学成败直接关系到能否达到教学大纲所规定的培养目标。

本节课在学习了铰链四杆机构的基本类型及应用后，再进一步探索其基本性质即曲柄存在条件、急回特性及行程速比系数K、死点位置，为掌握其他形式的铰链机构打基础，为学习专业知识和今后利用机械原理进行技术革新提供理论指导。

（二）教学目标：根据本节课的内容、教学大纲的要求，参照学生现有知识水平和理解能力，确定本节课的教学目标为：1）知识目标：掌握和理解铰链四杆机构的曲柄存在条件；理解急回特性的概念、行程速比系数K的含义及死点问题的处理。

2）能力目标：培养学生的分析、观察、理解、思维和运用等能力。

3）情感目标：培养学生学习兴趣，养成爱动脑、勤思考的好习惯，培养学生正确的思维方法和学习方法，增加他们做一名有知识有能力的现代技术工人的信心。

（三）教学重点与难点：教学重点是曲柄的存在条件，因为只有准确把握了曲柄的存在条件，才能真正理解四杆机构的基本形式及其转化，理解通过改变某些构件的形状、相对长度或选择不同的构件作为机架得到的一些其他演化形式的机构，为今后对机械机构进行维护、技术创新等打下良好基础；次重点是急回特性，它用行程速比系数K表示，K对于设计、改造机构，提高机构的工作效率起着十分重要的作用；教学难点是急回特性，K与极位夹角θ有关，并且与铰链四杆机构的第三个基本性质死点位置也有关系，要运用物理中运动学、工程力学中力学性质等对这些问题进行分析和处理，对职业学校的学生来说确有一定的难度。

《机械基础》项目教学教案二铰链四杆机构的基本性质教学目标：1.了解铰链四杆机构的基本结构和工作原理；2.掌握铰链四杆机构的基本性质和运动特点；3.能够进行铰链四杆机构的运动分析；4.能够应用铰链四杆机构解决实际工程问题。

教学重点：1.铰链四杆机构的基本结构和工作原理；2.铰链四杆机构的运动特点；3.铰链四杆机构的运动分析。

教学难点：1.铰链四杆机构的运动分析；2.铰链四杆机构的应用。

教学过程：一、引入（5分钟）铰链四杆机构是一种常见的机械传动装置，它由四根连杆和若干个铰链连接而成。

在机械工程中，铰链四杆机构被广泛应用于各种机械装置中，如机械手臂、液压机械等。

今天我们就来学习铰链四杆机构的基本性质和运动特点。

二、铰链四杆机构的基本结构和工作原理（15分钟）1.铰链四杆机构的定义和分类；2.铰链四杆机构的基本结构和组成部分；3.铰链四杆机构的工作原理。

三、铰链四杆机构的基本性质和运动特点（25分钟）1.铰链四杆机构的自由度和约束性；2.铰链四杆机构的运动类型；3.铰链四杆机构的运动范围；4.铰链四杆机构的运动分析方法。

四、铰链四杆机构的运动分析（25分钟）1.铰链四杆机构的运动方程；2.铰链四杆机构的角度分析；3.铰链四杆机构的位移分析。

五、铰链四杆机构的应用（15分钟）1.铰链四杆机构在机械设计中的应用；2.铰链四杆机构在实际工程中的应用案例。

六、总结与展望（5分钟）通过今天的学习，我们了解了铰链四杆机构的基本结构和工作原理，掌握了铰链四杆机构的基本性质和运动特点，掌握了铰链四杆机构的运动分析方法。

希望大家能够继续深入学习机械基础知识，为将来的机械设计和研究打下坚实的基础。

以上是《机械基础》项目教学教案二，铰链四杆机构的基本性质。

铰链四杆机构的基本性质铰链四杆机构是一种常用的机构，在很多领域都有着广泛的应用，如机械结构、机器人、汽车工业、航天工业等等。

本文将介绍铰链四杆机构的基本性质。

1.定义铰链四杆机构是由四个杆件和若干个铰链连接而成的机构。

其中，两个杆件之间连接一个铰链，相邻的三个杆件两两之间都连接着一个铰链。

铰链四杆机构一般用于传递转动运动或平移运动。

2.片面刚性铰链四杆机构在运动过程中，片面会受到一定的刚性限制。

因为机构中存在着铰链的约束，使得机构的运动只能发生在某些特定的路径上，而不能在其他方向上任意移动。

因此，铰链四杆机构是一种片面刚性的机构。

3.自由度铰链四杆机构的自由度是指这个机构在运动过程中具有的独立的变量数目。

在不计算变形的情况下，铰链四杆机构的自由度为1。

也就是说，在铰链四杆机构中选择一根杆件作为输入杆，通过外力输入使它作为运动起源，通过连杆间的铰链往复转动或往复平移，从而实现对运动的控制。

4.悬点和固点铰链四杆机构中，有些铰链连接点可以被看做为悬点，有些则可以看做为固点。

所谓悬点是指在机构运动过程中轨迹随运动而变化的点；而固点则是指在运动过程中固定不动的点。

在铰链四杆机构中，运动悬点是特别重要的一个概念，因为可以通过运动悬点的路径来描述机构的运动。

5.拉必达条件拉必达条件是指在运动学分析中限制铰链四杆机构运动方向的等式。

这个条件的表达式较为复杂，这里不再赘述。

需要注意的是，拉必达条件约束了铰链四杆机构在运动过程中的移动范围。

6.逆解逆解是指通过给定的铰链四杆机构的固定尺寸和运动轨迹，求解铰链四杆机构的角度或长度参数。

逆解是机构设计中重要的一环，可以用于机构优化设计和反演。

7.正解正解是指通过给定的铰链四杆机构的角度或长度参数，求出机构的运动轨迹和悬点的移动轨迹。

正解可以用于机构仿真和运动学分析。

8.应用领域铰链四杆机构是一种常用的机构，在机械结构、机器人、汽车工业、航天工业等领域都有广泛应用。

例如，在机械结构中，铰链四杆机构常被用作指示器、调整机构、控制杆等等。