铰链四杆机构优秀教案

《机械基础》课教案 授课专业:机加工 授课时间:90 分钟

项城中专:张秋峰 总课题: 课题 基本性质 名称 分课题:曲柄存在的条件 讲授 主要 内容 重 点 难点 教 学 目 标 教学 方法 教学 准备 组织形式 演示与电化教学 铰链四杆机构的 课型 新授课

1、曲柄存在的条件; 2、曲柄摇杆机构的构成条件; 3、双曲柄机构的构成条件; 4、双摇杆机构的构成条件。

1、曲柄摇杆机构的构成条件; 2、双曲柄机构的构成条件; 3、双摇杆机构的构成条件。 曲柄存在的条件。 1、认知目标:了解曲柄存在的条件,掌握曲柄摇杆机构、双曲 柄机构和双摇杆机构的构成条件。 2、能力目标:培养学生的自学能力,使他们能在实习或生产中 解决相关的技术问题,特别是能运用归纳和演绎两种推理方 法解决相关技术难题。 3、思想目标:培养学生的归纳演绎的方法和分析、解决问题的 思考方法。 十步(实物模具演示、提问设置悬念、分析、得出结论、推理 演绎、电教演示、范例、自学练习、反馈指导、讲评小结)教学法, 直观演示教学法,启发—研究法、电化教学法。 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

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组织教学(2 分钟) : 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(6 分钟) : 1、铰链四杆机构有三种基本形式,即曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。 2、曲柄:与机架用转动副相连并能绕着该转动副作连续整周旋转运动的构件。 3、 摇杆:与机架用转动副相连并能绕着该转动副作往复摆动的构件。 4、 曲柄摇杆机构:一连架杆为曲柄、另一连架杆为摇杆的铰链四杆机构,其 中曲柄作连续整周旋转运动,摇杆在一定范围内作往复摆动。 5、 双曲柄机构:两连架杆都为曲柄的铰链四杆机构,其中两曲柄都作连续整 周旋转运动。 6、 双摇杆机构:两连架杆都为摇杆的铰链四杆机构,其中两摇杆都在一定范 围内作往复摆动。 二、导入新课(4 分钟) : 通过曲柄摇杆机构的实物模型演示其两共线位置,设疑提问,引导学生思考 曲柄的存在必须满足一定的条件(设置悬念) 。 三、讲授新课(33 分钟) : (一)曲柄存在的条件: 1、已知:AB=a,BC=b,CD=c,AD=d,如图 5-17 所示,进行详细分析。 2、第一次共线时: AC1D 构成一个三角形,有两边之和大于第三边。
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B
1

B A D

B1 图 5--17 曲 柄 摇 杆 机 构

即: b-a+c>d b-a+d>c

a+d<b+c; a+c<b+d.

3、第二次共线时:AC2D 构成一个三角形,有两边之和大于第三边。 即:a+b<c+d. 4、考虑到两次共线正好四杆都重合成一直线,有: (1)a+d≤b+c; (2)a+c≤b+d; (3)a+b≤c+d. 5、分析思考以上三式得出结论: (1) a 是最短杆; (2) b、c、d 中有一杆为最长杆; (3) 三式中必然有一式是:最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆 长度之和。 6、电教演示自制课件(打开多媒体课件) ,展示铰链四杆机构的三种基本形式 与四杆长度的关系。分析思考哪些情况有曲柄存在;在曲柄存在的情况下,哪 一杆件可能为曲柄?
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7、得出推论,即曲柄存在的条件是:最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余 两杆长度之和;连架杆或机架中有一个是最短杆。 (二)推理演绎曲柄摇杆机构构成的条件: 1、演示两种曲柄摇杆机构,看其固定件有什么特征? 2、分析得出曲柄摇杆机构构成的条件(因有曲柄存在,应同时满足曲柄存在的 两条件) : 1、最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和; 2、以最短杆的相邻杆为机架。 (三)推理演绎双曲柄机构的构成条件: 1、演示双曲柄机构的固定件有什么特征? 2、分析得出双曲柄机构的构成条件(因有曲柄存在,应同时满足曲柄存在的两 条件) : 1、最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和; 2、以最短杆为机架。 (四)推理演绎双摇杆机构的构成条件: 1、演示双摇杆机构的固定件有什么特征? 2、分析得出双摇杆机构的构成条件(因无曲柄存在,曲柄存在的两条件只要有 一个不满足) : (1)满足第一个条件,但第二个条件不满足,就可构成双摇杆机构: 1、当最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和; 2、以最短杆的相对杆为机架。 (2)第一个条件不满足,也可构成双摇杆机构:

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1、当最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和; 2、无论以哪根杆为机架,均可构成双摇杆机构。 (五)分析讲解记忆的方法和技巧:深刻理解曲柄存在的条件,分析曲柄摇杆 机构、双曲柄机构和双摇杆机构中哪些有曲柄存在,哪些没有曲柄存在;并与 上述条件进行对比记忆。 四、范例讲解题(15 分钟) : 1、 例 5—1:铰链四杆机构中的四杆长度尺寸为:AB=130mm,BC=150mm, CD=175mm,AD=200mm。若取 AD 杆为机架,
C

试判断此机构属于哪一种类型?
B

(板书解答过程)解:∵AB 为最短杆、AD 为最长杆, 它们的长度之和为 AB+AD=130+200=330(mm) , 其余两杆长度之和 BC+CD=150+175=225(mm) 。
A D

∴最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和,无论以哪杆为机架,都构 成双摇杆机构。 故取 AD 杆为机架,此机构属于双摇杆机构类型。 2、例 5—2:铰链四杆机构中的四杆长度尺寸为:AB=450mm,BC=400mm, CD=300mm,AD=200mm。试问以哪杆为机架,可以得到曲柄摇杆机构?如以 BC 为机架,则会得到什么机构?如以 CD 为机架,则会得到什么机构? (板书解答过程)解:∵AD 为最短杆、AB 为最长杆, 它们的长度之和为 AD+AB=200+450=650(mm) ,其余 两杆长度之和 BC+CD=400+300=700(mm) 。
B C

D

∴最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和。

A

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(1)如以最短杆的相邻杆为机架,构成曲柄摇杆机构。 故取 AD 杆的相邻杆 AB 或 CD 为机架,可以得到曲柄摇杆机构。 (2)如以最短杆为机架,构成双曲柄机构。 故取 AD 杆为机架,可以得到双曲柄机构。 (3)如以最短杆的相对杆为机架,构成双摇杆机构。 故取 AD 杆的相对杆 BC 为机架,可以得到双摇杆机构。 五、自学练习(25 分钟) : 1、铰链四杆机构中的四杆长度尺寸为: AB=45mm, BC=90mm, CD=70mm, AD=100mm。 若取 AD 杆为机架,此机构属于哪一种类型?
A B 90 70 45 100 D C

2、根据图 5—30 所注明的尺寸,判断各铰链四杆机构的类型。
90 B B 70 A 40 D 110 45 A 120 70 D 70 60 c) C 100 C B 100 90 70 100 C 50 B 50 C

A

D

A

D

a)

b)

d)

六、反馈巡回指导:
在学生自学练习的同时,教师进行巡回指导,及时发现学生中存在的误解或 疑惑,纠正认识差距,缩短教师与学生间的距离,使师生关系融洽和谐。及时 反馈教与学,真正做到教师起主导作用,学生起主体作用。实现教法、学法、能 力训练三者统一。 七、讲评小结(3 分钟) : 本节课学习的主要内容是利用铰链四杆机构的基本性质,即三种基本形式的

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构成条件判断铰链四杆机构的类型。通过这次课的学习,我们应该掌握曲柄存 在的条件和三种基本形式的构成条件,并且学会运用所学知识解决实际问题, 即判断铰链四杆机构的类型,如何获得曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机 构?(板书画线部分) 八、布置作业(2 分钟) : 《机械基础》第三版习题册的填空题第 3、9、12、13,判断题第 4、10 题, 选择题第 5、6、8、10 题,作图填表题第 1 题,简述题第 2 题。 九、教学后记: 本次课不但使学生掌握了曲柄存在的条件及三种基本形式的构成条件,还熟 练地掌握了利用构成条件判断铰链四杆机构的类型。作业的正确率很高,达 92.6%,同学们也很赞同这种教学方法和学习方法。

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