铰链四杆机构教案

《平面四杆机构及其应用》教案
学 科 机械 基础

课 题

平面四杆机构及其应用
2013 年 7 月 31 日 讲授法、启发、指导 授课类型 授课时间 授课班级

授课时间 授课方法 教 具

新授课 45 分钟

多 媒 体、模 型、黑板、PPT、粉笔 知识目标

教 学

1、让学生掌握四杆机构的组成、分类及其运动特性。 2、能够对生活和生产中的铰链四杆机构实例进行分析。 通过学习本节知识,提高学生的主观能动性,思维的 积极性,提高其分析问题和解决问题的能力。 通过引导学生参与分析问题和解决问题的过程, 使学生产

能力目标

教 材 解 析

目 标
情感目标

生一种成就感,激发学生的学习兴趣,达到理论与实践相 结合的目的。

教学 重点

铰链四杆机构的组成、分类及其运动特性。

教学 难点

1、 曲柄存在条件的推导。 2、 运用所学知识对铰链四杆机构实例进行分析。 1、 通过对前面章节的学习,学生已经掌握了机器、机构和运动副等知识 点,为本课的学习和分析定下了良好的基础。 2、 很多学生都认为机械课程本身就枯燥,加之学生在学习过程中缺乏实 践经验及理论联系实际的能力,所以在上课时为了提升学生的学习兴 趣和注意力,我们要将授课内容联系实际来讲,多举些实际生活中的 例子,把课本上的东西形象化、生动化,以培养学生理论联系实践的 能力。 以“诱发—质疑―探讨”为主线,通过“演示―观察―分析讨论―归纳总 结”的程序,自然过渡到知识的应用和练习,实现对每个知识点的认识、 理解和记忆。

学情分析

教学方法

1

《平面四杆机构及其应用》教案
教 〖组织教学〗
调节课堂气氛调动学生积极性,共同创设和谐动 感课堂
目视学生







教师活 动

学生活 动
拿出课 本,准备 上课 认真思 考,回答 问题

教学目 标
集中注意 力 加深所学 知识,为 本次课做 铺垫

时 间


1

〖知识回顾〗
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?

向学生 提问

3



〖导入新课〗
1、 用多媒体播放飞机起落架机构、 搅拌机构和鹤式起重机等 机构的动画。 播放机构 视频,提 问及引发 学生的思 考 提高学生 认真观看 的学习兴 ppt 内容, 趣,积极 积极思考 思考,引 入课题

4



2、 提出问题, 这些机构是如何动作的, 它属于什么类型的机 构?要实现这些动作需要什么条件?

〖新课内容〗
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
2

用模型 及动画形 式进行讲 解

认真听讲 与老师互 动

情境式教 学,启发 引导学生 思考,加 深学生对 知识的理 解

5



《平面四杆机构及其应用》教案
4、铰链四杆机构的类型
播放搅拌机动画

铰 链 四 杆 机 构

曲柄摇杆机构 播放缝纫机动画

双曲柄机构 双摇杆机构

播放惯性筛机构动画

播放鹤式起重机动画

(1) 、曲柄摇杆机构 以曲柄为主动件:回转 以摇杆为主动件:摆动

摆动 举例-搅拌机构 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

讲知识 点的同 时, 以播 放动画 的形式 作为辅 助理解, 在观看 动画的 时, 请学 生起来 指出, 哪 些构件 是曲柄, 哪些是 摇杆。

认真听、 看、 理解 不同类 型机构 的运动 形式, 并 积极思 考, 回答 问题

引导学 生思考、 观察, 与 学生进 行互动, 锻炼学 生的语 言表达 能力和 分析问 题的能 力, 加深 对知识 的理解 和记忆。

5



变速回转;举例-惯性筛机构 2 ○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 3 ○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

3

2

1

(a) C 3 D F 2 A 4 (b) E 5 B 1

3

《平面四杆机构及其应用》教案
(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、 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。 (2) 、整转副存在是曲柄存在的必要条件。 分析:设 l1< l4,构件 AB 要为曲柄,则转动副 A 应为周转 副, 为此 AB 杆应能占据整周中的任何位置, AB 必与 AD 则 两次共线。
用模型 演示,并 对曲柄存 在的条件 进行推导 认真听讲 并积极思 考 将理论知 识模型 化,便于 学生理 解,提高 学生观 察、分析 问题的能 力

8



由△B2C2D 可得: 由△B1C1D 可得:

l1+l4≤ l2 + l3 l1≤l2 l1+l3≤ l2 + l4 l1+l2≤ l3 + l4 l1≤l3 l1≤l4

l3≤(l4- l1)+ l2 l2≤(l4- l1)+ l3
∴AB 为最短杆

4

《平面四杆机构及其应用》教案
若 l1> l4,如图:

由△B2C2D 可得: 由△B1C1D 可得:

l1+l4≤ l2 + l3 l4≤l1 l3+l4≤ l1 + l2 l2+l4≤ l1 + l3 l4≤l2 l4≤l3

用模型 演示, 并 对曲柄 存在的 条件进 行推导

认真听 讲并积 极思考

将理论 知识模 型化, 便 于学生 理解, 提 高学生 观察、 分 析问题 的能力

l3≤(l1- l4)+ l2 l2≤(l1- l4)+ l3
∴AD 为最短杆

由此,我们可以得出铰链四杆机构曲柄存在的条件为: 1 ○连架杆和机架中必有一杆是最短杆。 2 ○ 最短杆与最长杆长度之和小于等于其他两杆长度之 和。 (杆长条件) 注意:上述两个条件必须同时满足,否则不存在曲柄。 四、铰链四杆机构类型的判别方法
a+d≤b+c (最长杆与最短杆之和小于等于其余两杆之和) a+d>b+c
(最长杆与最短杆之和小 于等于其余两杆之和)

曲柄摇杆机构 与最短杆相邻的 杆作机架

双曲柄机构 最短杆作机 架

双摇杆机构 与最短杆相 对的杆作机 架

双摇杆机构 任意杆作机架

老师以 模型进行 互动式讲 解

根据所给 条件认真 思考,积 极与老师 互动

学会用 曲柄存 在的条 件, 对铰 链四杆 机构的 类型进 行判别

4



注:a─最短杆;d─最长杆;c、b 其余两杆
5

《平面四杆机构及其应用》教案
五、教学巩固 1、通过曲柄存在的条件判断下列机构属于什么类型。
检查学生 学以致用 的能力, 在教学过 先举例巩 固所学知 识,然后 对学生进 行分组, 根据设计 要求,积 极思考, 确定设计 方案,同 学之间相 互协作配 合完成。 程中学生 不仅巩固 了理论知 识,还提 高了动手 能力和思 考能力, 最重要的 是激发了 学生的学 习兴趣和 团队合作 意识。

10



2、学生活动 按人数将学生分为 4 个大组,并安排设计任务。 第一组:设计曲柄摇杆机构。 第二组:设计双曲柄机构。 第三组:设计双摇杆机构(a+d≤b+c,a、b 为最短与最长 杆) 。 第四组:设计双摇杆机构(a+d>b+c,a、b 为最短与最长 杆) 。 设计完成后,各组派代表展示本组成果。

并给出设 计题目。

〖课堂小结〗
机架 组成 平 面 四 杆 机 构 铰 链 四 杆 机 构 连架杆 曲柄 连杆 老师以 引导的方 式进行提 问 配合老师 积极回答 回顾本课 知识点, 加深印象 摇杆

曲柄摇杆机构

4



类型

双曲柄机构

双摇杆机构

〖作业〗
1、通过对本课的学习,学生课后多留心观察周边的设施, 教师出题 看有没有运用到本课的一些机构,都是什么类型的?
学生看题

培养学生 观察、分 析及理论 联系实际 的能力

1



〖教学反思〗
1、执行结果: 2、实施感受: 3、不足之处:
注:教学完成后进行填写。
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《平面四杆机构及其应用》教案
〖板书设计〗 平面四杆机构及其应用 一、 铰链四杆机构的组机
1、机架 2、连架杆 摇杆 3、连杆 曲柄

三、曲柄存在条件
1、最短杆与最长杆之和小于等于 其他两杆之和。 2、连架杆和机架中必有一杆为最 短杆。

二、铰链四杆机构的基本形式
1、曲柄摇杆机构 2、双曲柄机构 3、双摇杆机构

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