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。