平面四杆机构教案

第八章平面连杆机构及其设计§8-1、连杆机构及其传动特点1、连杆机构及其组成。

本章主要介绍平面连杆机构（所有构件均在同一平面或在相互平行的平面内运动的机构）组成：由若干个‘杆’件通过低副连接而组成的机构。

又称为低副机构。

2、平面连杆机构的特点（首先让学生思考在实际生活中见到过哪些连杆机构：钳子、缝纫机、挖掘机、公共汽车门）1）运动副为面接触，压强小，承载能力大，耐冲击，易润滑，磨损小，寿命长；。

2）运动副元素简单（多为平面或圆柱面），制造比较容易；3）运动副元素靠本身的几何封闭来保证构件运动，具有运动可逆性，结构简单,工作可靠；4）可以实现多种运动规律和特定轨迹要求；（连架杆之间）匀速、不匀速主动件（匀速转动）→→→→→从动件连续、不连续（转动、移动）某种函数关系引导点实现某种轨迹曲线导引从动件（连杆导引功能）→→→→→引导刚体实现平面或空间系列位置5）还可以实现增力、扩大行程、锁紧。

连杆机构的缺点：1）由于连杆机构运动副之间有间隙，且运动必须经过中间构件进行传递，因而当使用长运动链（构件数较多）时，易产生较大的误差积累，同时也使机械效率降低。

2）连杆机构所产生的惯性力难于平衡，因而会增加机构的动载荷，所以连杆机构不宜用于高速运动。

3）难以精确地满足很复杂地运动规律（受杆数限制）4）综合方法较难，过程繁复；平面四杆机构的应用广泛，而且常是多杆机构的基础，本章重点讨论平面四杆机构的有关基本知识和设计问题。

§8-2、平面四杆机构的基本类型和应用（利用多媒体中的图形演示说明）1．铰链四杆机构的基本类型1）、曲柄摇杆机构曲柄：与机架相联并且作整周转动的构件；摇杆：与机架相联并且作往复摆动的构件；（还可以举例：破碎机、自行车（人骑上之后）等）2）、双曲柄机构铰链四杆机构的两连架杆均能作整周转动的机构。

还可以补充：平行四边形机构的丁子尺、工作台灯机构；火车驱动机构、摄影平台、播种料斗机构、关门机构等。

主要教学内容及步骤模块二平面连杆机构Ⅰ新课导入四杆机构是平面连杆机构中最常见的形式，也是多杆机构的基础，广泛应用于各种机械和仪表中。

Ⅱ新课学习模块二平面机构的运动简图和自由度课题1 平面机构简介一、运动副及其分类1、低副2、高副二、机构的组成及分类1、组成：机架、原动件、从动件。

2、分类：按其运动看空间一般分为：平面机构、空间机构按运动副形式分：低副机构、高副机构。

课题2 铰链四杆机构的组成与分类任务描述与实施构件间的运动副均为转动副联接的四杆机构，称为铰链四杆机构。

由机架、连杆、连架杆组成。

一、曲柄摇杆机构在两连架杆中，一个为曲柄，另一个为摇杆的铰链四杆机构，称为曲柄摇杆机构。

主要教学内容及步骤牛头刨床横向进给机构，就是采用了曲柄摇杆机构。

应用实例：搅拌机、雷达天线二、双曲柄具有两个曲柄的铰链四杆机构称为双曲柄机构。

举例：惯性筛主要教学内容及步骤三、双摇杆机构具有两个摇杆的铰链四杆机构称为双摇杆机构。

举例：港口用起重机。

Ⅲ复习铰链四杆机构的基本形式。

Ⅳ作业P206课外作业教学后记主要教学内容及步骤Ⅰ新课导入四杆机构是平面连杆机构中最常见的形式，也是多杆机构的基础，广泛应用于各种机械和仪表中。

Ⅱ新课学习课题三铰链四杆机构的基本特性任务描述与实施一、铰链四杆机构曲柄存在的条件1．若铰链四杆机构中最短杆与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。

（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。

2．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、急回特性机构有无急回特性，取决于急回特性系数K，K值愈大，急回特性愈显著，也就是从动件回程愈快；K=1时，机构无急回特性。

急回特性系数K与极位夹角有关， =0°时，K=1，机构无急回特性；＞0°时机构有急回特性，且愈大，急回特性愈显著。

授课题目：第3章平面连杆机构3.1铰链四杆机构的基本类型和应用3.2铰链四杆机构中曲柄存在的条件及其基本类型的判别教学大纲要求：铰链四杆机构的基本类型和应用；铰链四杆机构的演化；曲柄存在的条件。

教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：掌握铰链四杆机构的基本类型；掌握曲柄存在的条件；掌握铰链四杆机构的演化方法。

教学重点及难点：重点：铰链四杆机构的演化；曲柄存在的条件。

难点：曲柄存在的条件。

作业、讨论题、思考题：综合题3－1课后总结分析：总结铰链四杆机构的演化结果；曲柄存在的条件。

如图3—1所示为一铰链四杆机构。

固定不动的杆4为机架。

与机架相连的杆1和杆3称为连架杆，其中能作整周回转的称为曲柄，只能在小于360º的一定范围内摆动的则称为摇杆。

连接两连架杆的杆2称为连杆。

图3—1对于铰链四杆机构，按照其连架杆是曲柄还是摇杆，可分为以下三种型式：曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。

3.1.1 曲柄摇杆机构两连架杆中一个为曲柄，另一个为摇杆的铰链四杆机构，称为曲柄摇杆机构。

如图3—2所示的雷达天线俯仰机构和图3—3所示的缝纫机踏板机构。

ABDCABDC图3—2 雷达天线俯仰机构 图3—3 缝纫机踏板机构3.1.2 双曲柄机构两个连架杆都是曲柄的铰链四杆机构，称为双曲柄机构。

如图3—4所示的惯性筛的四杆机构就属于这种机构。

ABDC 12345E6图3—4当双曲柄机构中的四个杆件满足相对两杆平行且长度相等时，称为平行双曲柄机构或平行四边形机构。

它的运动特点是：两曲柄则以相同的角速度同向转动，而连杆作平移运动。

如图3—5所示的火车联动机构和图3—6所示的摄影平台升降机构。

公开课教案教学环节教学内容师生活动教学方法设计意图课前任务任务1 利用学习通完成微课《铰链四杆机构组成、类型及应用》学习任务2 完成章节小测验，查看学习成效任务 3 将自主学习过程中存在的疑问在讨论区留言，课上解决【教师】利用“超星”发布课前学习任务，收集学生任务完成数据【学生】完成课前学习任务，提出学习过程的疑问培养学生自主学习的能力一、知识回顾（5分钟）1.动手做一做，每位同学制作一组铰链四杆机构2.铰链四杆机构的组成？3.铰链四杆机构的基本类型？【教师】展示学生超星平台学习成果【学生】动手完成一个铰链四杆机构制作，并结合课前学习内容回答教师问题让学生动手制作，可以活跃课堂氛围，同时对课前自学内容进行简短的总结，为新课教学最好铺垫。

二、创设情境（2分钟）情境：识别生活中存在的铰链四杆机构送料机构——曲柄摇杆机构有一个曲柄车轮转向机构——双摇杆机构无曲柄惯性筛——双曲柄机构有两个曲柄【教师】提供生活中铰链四杆机构应用实例【学生】观察四杆机构运动过程，投票决定四杆机构类型。

创设情境多媒体展示启发式教学自主探究创设情境，引导学生发现生活中隐藏的铰链四杆机构，让学生学会观察和思考，提起学生学习兴趣，激发学习欲望。

启发学生的思维，让学生学会发现，学会探索。

三、新课讲授（30分钟）平面连杆机构的基本特性——铰链四杆机构曲柄存在的条件提出疑问：有曲柄＆无曲柄？一、新知：铰链四杆机构曲柄存在的条件曲柄存在条件之一：在铰链四杆机构其中三根杆长不变，观察第四根杆长变化对铰链四杆机构形式的影响结论：曲柄存在与杆长有关最短杆与最长杆和VS 其余两杆和有无曲柄AB DA CD BC65 + 160 ＜120 + 140 有65 + 160 ＞120 + 90 无65 + 160 ＝120 + 105 有曲柄存在条件一：最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其他两杆长度之和。

同学制作的铰链四杆机构是否满足条件最短杆长+最长杆长≤其余两杆长度和曲柄存在条件之二：在满足曲柄存在一的前提下，让学生尝试取不同的构件为机架，观察铰链四杆机构类型构件2做机架为曲柄摇杆机构构件1做机架为双曲柄机构构件3做机架为双摇杆机构构件4做机架为曲柄摇杆机构【教师】引导学生提出铰链四杆机构中有无曲柄存在的疑问【教师】演示铰链四杆机构中杆长变化过程【学生】观察思考。

机械原理课程教案—其它常用机构教案章节：一、平面四杆机构教学目标：1. 了解平面四杆机构的组成及其分类。

2. 掌握平面四杆机构的工作原理及其应用。

3. 能够分析平面四杆机构的动态特性。

教学内容：1. 平面四杆机构的组成及其分类。

2. 平面四杆机构的工作原理及其应用。

3. 平面四杆机构的动态特性分析。

教学方法：1. 讲授法：讲解平面四杆机构的组成、工作原理及其应用。

2. 案例分析法：分析实际应用中的平面四杆机构，如自行车链条、吊车滑轮组等。

3. 互动教学法：引导学生积极参与讨论，提问回答，增强对平面四杆机构的理解。

教学评估：1. 课堂提问：检查学生对平面四杆机构组成、工作原理及其应用的掌握程度。

2. 课后作业：布置相关案例分析题，检验学生对平面四杆机构动态特性的分析能力。

教案章节：二、凸轮机构教学目标：1. 了解凸轮机构的组成及其分类。

2. 掌握凸轮机构的工作原理及其应用。

3. 能够分析凸轮机构的动态特性。

教学内容：1. 凸轮机构的组成及其分类。

2. 凸轮机构的工作原理及其应用。

3. 凸轮机构的动态特性分析。

教学方法：1. 讲授法：讲解凸轮机构的组成、工作原理及其应用。

2. 案例分析法：分析实际应用中的凸轮机构，如发动机气门、包装机输送带等。

3. 互动教学法：引导学生积极参与讨论，提问回答，增强对凸轮机构的理解。

教学评估：1. 课堂提问：检查学生对凸轮机构组成、工作原理及其应用的掌握程度。

2. 课后作业：布置相关案例分析题，检验学生对凸轮机构动态特性的分析能力。

教案章节：三、齿轮机构教学目标：1. 了解齿轮机构的组成及其分类。

2. 掌握齿轮机构的工作原理及其应用。

3. 能够分析齿轮机构的动态特性。

教学内容：1. 齿轮机构的组成及其分类。

2. 齿轮机构的工作原理及其应用。

3. 齿轮机构的动态特性分析。

教学方法：1. 讲授法：讲解齿轮机构的组成、工作原理及其应用。

2. 案例分析法：分析实际应用中的齿轮机构，如汽车变速箱、机床主轴等。

《机械基础》教案第10 次课 2 学时授课时间90分钟,教学内容备注（包括：教学手段、时间分配、临时更改等）课前教学准备1.白板笔，示教板、用木材自制的两个铰链四杆机构及用Flash制作的相应内容的动画课件、展示台、投影仪一套、教师用机；2.学案（包括教学目标、重点、难点、自学练习题），师生人手一份。

{组织教学1.学生按时进入课室，师生互相问候。

2.检查学生出勤、装束、精神状态情况。

3.宣布本次课题的内容及任务。

教学过程一、复习有关内容1.什么是机构什么是平面机构2.什么是低副低副有哪几种类型-二、导入新课用多媒体播放世界上最大的起重机。

导入语：每一个机器都是由若干个机构或构件所组成，那么视屏中的起重机中那些机构和我们今天所学的知识有联系呢我们带着疑问开始今天的课程！？（5分钟）~（6分钟）电教演示自制课件（打开多媒体课件）"教学内容备注（包括：教学手段、时间分配、临时更改等）三、讲授新课一、!一、平面连杆机构1、定义：由若干构件和低副组成的平面机构。

二、铰链四杆机构1、定义：由四个杆件通过铰链（转动副）连接而成的平面四杆机构。

2、结构特征（1）、四个构件（2）、运动副全为转动副￥机架曲柄-整转副3、组成连架杆摇杆-摆转副连杆4、铰链四杆机构的类型。

！（4分钟）（4分钟）-（4分钟）|（5分钟）—铰链四杆机构曲柄摇杆机构…双摇杆机构搅拌机惯性筛机构鹤式起重机（1）、曲柄摇杆机构以曲柄为主动件：回转摆动举例-搅拌机构以摇杆为主动件：摆动回转举例-缝纫机机构（2）、双曲柄机构{○1一般双曲柄机构：等速回转变速回转；举例-惯性筛机构○平行双曲柄机构：转向相同、转速相等（两曲柄长度相等且平行）；举例-机车联动装置○反向双曲柄机构：转向相反、转速不等（两曲柄长度相等但不平行）；举例-车门启闭装置!（5分钟）》（3分钟）（3分钟）(（3分钟）教学内容）备注（包括：教学手段、时间分配、临时更改等）321D CFE B3521(a)(b)A4（3）、双摇杆机构摆动摆动举例-起重机○1等腰梯形机构（两摇杆长度相等时）举例-汽车转向梯形机构三、、三、曲柄存在的条件1、曲柄存在条件（1）、在铰链四杆机构中，能使被连接的两个构件相对转动360度的转动副为整转副。

机构的急回特性。

行程速比系数K表明急回运动的相对程度。

2.传力特性2.1压力角：作用于从动件上的力与其作用点C的绝对速度方向之间所夹的锐角，称为压力角。

压力角的余角称为传动角。

四杆机构体现了机构在运动中的配合关系，改变不同长度，可以实现不同状态的运动，引出学生要有配合，灵活的思想等速运动是从动件上升或下降的速度为一常数的运动规律。

2)等加速等减速运动规律从动件在推程(或回程)的前半段行程作等加速运动，后半段行程作等减速运动。

4.凸轮机构的传力特性凸轮机构的型线导致从动件运动规律的不同，可以引出不同的思路可以创造不同结知识点五螺旋机构一、螺纹的基本知识1根据压型分类2螺纹根据牙型可分三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹等，其中三角形螺纹主要用于零件间连接，矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹主要用于传递动力和运动。

3.按螺旋方向分类根据螺旋线绕行方向的不同，螺纹可分为右旋螺纹和左旋螺纹4.按形成螺纹线数分类螺纹有单线和多线之分，沿一条螺旋线形成的螺纹为单线螺纹，沿多条螺旋线形成的螺旋为多线螺纹，多线螺纹中，以双线螺旋较为常用5.按螺旋线形成的表面分类在圆柱体外表面上形成的螺纹称为外螺纹，在圆柱内表面形成的螺纹称为内螺纹6.螺纹的参数内、外螺纹总是成对使用的，只有当内、外螺纹的牙型、公称直径、螺距、线数和旋向五个要素完全一致时，才能正常地旋合。

二、螺旋机构的基本知识1.分类：传力螺旋、传动螺旋、调整螺旋2.螺旋机构的特点(1)当螺杆转过一周时，螺母只移动一个导程，而导程可以做得很小。

故螺旋机构可以得到很大的减速比。

(2)由于减速比大，当在主动件上施加一个不大的扭矩时，在从动件上可获得一个很大的推力，即螺旋机构具有很大的机械利益。

(3)选择合适的螺旋升角可以使螺旋机构具有自锁性。

(4)结构简单、传动平稳、无噪声等。

(5)滑动螺旋的效率较低，特别是自锁螺旋的效率都低于50%。

3.螺旋机构的运动形式4.滚动螺旋机构。