平面四杆机构的基本性质死点的教学设计
最新《急回特性、死点位置》教案
《机械基础》教案教学环节教学内容教学说明组织教学1、学生与老师互致问候；2、清点人数；3、点评上次课的作业。
提示学生集中注意力回顾旧课1、铰链四杆机构的组成：机架、连架杆、连杆2、铰链四杆机构的分类：曲柄摇杆机构、双曲柄机构双摇杆机构3、铰链四杆机构的：1）、曲柄摇杆机构以最短杆的相邻杆作为机架2）、双曲柄机构以最短杆作为机架3）、双摇杆机构以最短杆的相对杆作为机架4、曲柄存在的条件：1）、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2）、连架杆和机架中必有一杆是最短杆三种基本类型的运动过程一定再演示一遍，加深学生的印象，一方面因为这是上次课的重点，另外它还是今天新课内容的铺垫。
通过对上一节知识的复习，将问题引入到本节的教学课题上来讲授新课动画导入、提出问题、引发思维、诱趣探求1、动画导入、设疑1）动画导入1）问题通过提问和动画演示的方式激发学生的兴趣，同时增加学生的感性认识培养学生的观察能力和分析问题的能力讲授新课“影片中刨刀的往复运动速度是否相同？”学生很快可以看出，刨刀的运动速度不一样，当它进行切削加工时速度较慢，而不做功的回程速度较快，这时我会告诉学生刨刀的这种运动特性称为急回特性。
那么这急回特性是如何产生的呢?它产生的条件是什么，它在生产中又有什么意义呢？带着这些问题进入新课。
2、探索研究新课的第一个问题是要找出急回产生的原因，这是本节中的第一个难点，为了突破这个难点，我把它的探究过程分为以下四步：第一步：演示曲柄摇杆机构，提出问题。
学生根据前面的复习内容，结合图片演示不难看出，曲柄做等速回转时，会使从动的摇杆获得变速摆动，也就是它的空回行程比工作行程速度要快，从而得到这样一个结论：在曲柄摇杆机构中存在有急回特性。
第二步：继续演示机构，提出共线的问题。
学生很快会发现在曲柄回转这一周的过程中会和连杆出现两次共线，而且两者共线时，摇杆刚好处于一左一右两个极限位置，这时我会给出极位夹角的概念，并在图中明确的表示出来，这个重点概念的给出为后面的推导做好了铺垫。
《平面四杆机构》课件
目 录
• 平面四杆机构简介 • 平面四杆机构的基本形式 • 平面四杆机构的运动特性 • 平面四杆机构的优化设计 • 平面四杆机构的实例分析 • 平面四杆机构的创新与发展
01
平面四杆机构简介
定义与特点
定义
平面四杆机构是指在平面内由四 个刚性构件通过低副（铰链或滑 块）连接而成的相对固定和相对 运动的机构。
总结词
随着科技的不断发展，平面四杆机构的设计 也在不断创新，新型的平面四杆机构在结构 、性能和应用方面都得到了显著提升。
详细描述
新型平面四杆机构采用了先进的材料和设计 理念，使得其具有更高的稳定性和耐用性。 同时，新型平面四杆机构在运动学和动力学 方面也进行了优化，能够实现更加精准和高
效的运动控制。
平面四杆机构的分类
根据连架杆的形状
曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构。
根据机架的长度
长机架四杆机构、短机架四杆机构。
02
平面四杆机构的基本形式ຫໍສະໝຸດ 曲柄摇杆机构总结词
曲柄摇杆机构是平面四杆机构中最常 见的形式之一，其中一根杆固定作为 曲柄，另一根杆作为摇杆，通过曲柄 的转动来驱动摇杆的摆动。
详细描述
特点
具有结构简单、工作可靠、传动 效率高、制造容易等优点，因此 在各种机械和机构中得到广泛应 用。
平面四杆机构的应用
01
02
03
曲柄摇杆机构
用于将曲柄的转动转化为 摇杆的往复摆动，如搅拌 机、榨汁机等。
双曲柄机构
用于实现两个曲柄的等速 转动，如机械式钟表的秒 针机构等。
双摇杆机构
用于将两个摇杆的往复摆 动转化为另一个摇杆的往 复摆动，如雷达天线驱动 机构等。
详细描述
机械原理教案 平面连杆机构及其设计
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。
平面四杆机构的基本特性
§3-3平面四杆机构的基本特性
【教学目的与要求】
1、掌握平面四杆机构的极限位置、极位夹角、行程速比系数、传
动角、压力角、及死点等概念；
2、了解急回特性、死点等在工程上的应用；
3、培养学生对四杆机构分析的初步能力。
【重点与难点】
四杆机构的急回特性和转力特性；行程速比系数、传动角、压力角的概念；死点位置及越过死点的方法。
【教学方法】
讲授、演示讨论法相结合：用模型演示分析来讲授急回特性、传力特性和死点位置由同学讨论并用实例说明过死点的及死点的应用。
【教具、挂图】
铰链四杆机构模型。
教学过程。
平面连杆机构中“死点”的巧妙讲解
平面连杆机构中“死点”的巧妙讲解作者：许根祥来源：《职业教育研究》2007年第08期摘要：“死点”是平面连杆机构的重要工作特性之一，学生理解和掌握有难度，通过建立、演示、再现、强化“死点”表象，分析原因、总结规律，并适度拓宽教材，可以将“死点”讲活。
关键词：平面连杆机构；死点在平面连杆机构中，当机构处于连杆与从动曲柄共线的两个位置时，会出现传动角γ=0°，压力角α=90°的情况。
主动件通过连杆作用于从动件的力恰好通过其回转中心，不能使从动件转动，我们把此位置称为“死点”，它是平面连杆机构的重要工作特性之一。
中职各类《机械基础》教材大纲大都以曲柄摇杆机构为例，用简短的几行文字，进行分析、说明，笔者在教学实践中体会到，对“死点”这一内容，仅仅照本宣科，学生理解和掌握起来有难度，要顺利地渡过这一难关，需要一个将“死点”活讲的过程。
联系现实生活，建立“死点”印象现实生活是学习的起点。
平面连杆机构来源于生活，要让学生深入生活，引导他们发现问题，探究规律，构建模型。
连杆机构“死点”的工作特性是抽象的，需要一个“死点”表象建立的过程。
结合家用缝纫机，分析曲柄摇杆机构在其脚踏板机构中的典型应用，既可以实现新旧知识的衔接，又为后面表象的建立埋下伏笔。
挖掘学生已有的感性认识，可以建立“死点”表象。
初用缝纫机者，大都会出现踏不动或正反转不定现象。
阐明“产生这种卡死或运动不定”现象的原因就是曲柄摇杆机构中“死点”对传动的影响，学生关于“死点”的表象也就随之建立。
演示再现过程，强化“死点”现象前面学生形成“死点”表象是教师通过语言和文字叙述，经过学生的想象回忆而建立的，这种表象是肤浅的。
教育学理论认为，表象愈完整、愈清晰，学生就愈能顺利、正确地形成科学的概念。
因此，演示曲柄摇杆机构的实物模型，再现“死点”现象，教师结合学生有目的的观察予以指导，可以使学生已建立的“死点”表象进一步清晰、完整。
为此，笔者作了如下演示：1.如图1，演示曲柄AB为主动件，摇杆CD为从动件的机构运动，观察有无“卡死”或“运动不确定”现象。
机械原理课程教案—平面连杆机构及其分析与设计
机械原理课程教案一平面连杆机构及其分析与设计一、教学目标及基本要求1掌握平面连杆机构的基本类型，掌握其演化方法。
2,掌握平面连杆机构的运动特性，包括具有整转副和存在曲柄的条件、急回运动、机构的行程、极限位置、运动的连续性等；3.掌握平面连杆机构运动分析的方法，学会将复杂的平面连杆机构的运动分析问题转换为可用计算机解决的问题。
4.掌握连杆机构的传力特性，包括压力角和传动角、死点位置、机械增益等；正确理解自锁的概念，掌握确定自锁条件的方法。
5,了解平面连杆机构设计的基本问题，掌握根据具体设计条件及实际需要，选择合适的机构型式；学会按2~3个刚体位置设计刚体导引机构、按2~3个连架杆对应位置设计函数生成机构及按K值设计四杆机构；对机构分析与设计的现代解析法有清楚的了解。
二、教学内容及学时分配第一节概述（2学时）第二节平面连杆机构的基本特性及运动分析（4.5学时）第三节平面连杆机构的运动学尺寸设计（3.5学时）三、教学内容的重点和难点重点：1.平面四杆机构的基本型式及其演化方法。
2.平面连杆机构的运动特性，包括存在整转副的条件、从动件的急回运动及运动的连续性；平面连杆机构的传力特性，包括压力角、传动角、死点位置、机械增益。
3.平面连杆机构运动分析的瞬心法、相对运动图解法和杆组法。
4.按给定2~3个位置设计刚体导引机构，按给定的2~3个对应位置设计函数生成机构，按K值设计四杆机构。
难点：1.平面连杆机构运动分析的相对运动图解法求机构的加速度。
2.按给定连架杆的2~3个对应位置设计函数生成机构。
四、教学内容的深化与拓宽平面连杆机构的优化设计。
五、教学方式与手段及教学过程中应注意的问题充分利用多媒体教学手段，围绕教学基本要求进行教学。
在教学中应注意要求学生对基本概念的掌握，如整转副、摆转副、连杆、连架杆、曲柄、摇杆、滑块、低副运动的可逆性、压力角、传动角、极位夹角、行程速度变化系数、死点、自锁、速度影像、加速度影像、装配模式等；基本理论和方法的应用，如影像法在机构的速度分析和加速度分析中的应用、连杆机构设计的刚化一反转法等。
平面连杆机构死点的分析与应用
开发研究平面连杆机构死点的分析与应用刘海峰叶文清董康霖余浩李娜（武昌工学院机械工程学院，湖北武汉430065）摘要:平面连杆机构中最为常见的就是较■链四杆机构，死点即为是较链四杆机构的一个特性。
在实际工程中死点的存在有利有弊,针对这一现象，对死点特性做进一步分析，并举例说明，为后续研究提供参考。
关键词:死点；机构；应用；自锁0引言死点是连杆机构中比较常见的特性，死点的出现会造成机构出现“卡死'的状态，当机构位于死点位置时机构的运动方向不定,故机构的死点同时也是机构的运动转折点。
当机构位于死点时，无论机构有多大的驱动力，都无法将机构驱动运转,在这种情况下死点对传动件不利,我们应该加以改善，但是有些机构正是利用了死点的这一删的特性,满足了工作中一些机构的特殊需求。
所以死点的出现有利有弊，我们应该站在一个公正的角度去看待这一问题，在机械设计中巧妙地去运用它。
1死点的基本特性1.1死点的概念图］所示的曲柄摇杆机构（不考虑杆件自重问题），设摇杆CD为主动件，当C点运动至G与C2时（即为虚线位置），此时机构的传动角Y=0。
（或压力角a=90°），这时的主动件CD通过连杆BC作用于从动件AB上的力恰好通过其回转中心，作用力与运动方向垂直，此时源于连杆的驱动力对从动件曲柄AB的转动力矩为零，此时无论主动件CD有多大的力，都无法带动从动件，整个机构处于静止状态,而且从动件的运动方向也无法确定,既可以正转也可以反转,机构的这种位置称做死点。
图1四杆机构的死点1.2死点与极位和自锁的区别在曲柄摇杆机构中机构的死点与机构的极位实际上指的是机构的同一位置，都处于曲柄与连杆共线的位置，不同点就在于机构的主动件不同。
当曲柄为主动件、摇杆为从基金项目：武昌工学院大学生科研项目（2018XSZ07）o作者简介：刘海峰（1998-）,男，河南信阳人，本科，研究方向：机械设计制造及其自动化。
动件时，曲柄与连杆共线出现极位。
平面四杆机构的基本特性
A图 平面四杆机构B的图基本特性
问题：摇杆在两个极限位置时， 所对应的曲柄和连杆处于怎样 的位置关系？
C图
第一步：在曲柄摇杆机构中，当曲柄与连杆两次共线时，摇杆位 于两个极限位置，简称极位；
此时输入构件曲柄相对应位置之间所夹角的锐角θ称为 极位夹角。
平面四杆机构的基本特性
第二步：已知主动件曲柄作匀速圆周运动,速度为v
例2：飞机起落架 BC、CD共线，机构处于死点位置，承受着陆时的地面反力，作用于CD
的力通过其铰链中心D，故起落架不会反转（摇杆CD不会转动），从而使飞 机的降落更加安全可靠。
平面四杆机构的基本特性
小结：
平面四杆机构具有急回特性的条件： ① 主动件作整周回转运动； ② 从动件往返运动且有极位； ③ 从动件存在两极位时，主动件相应的有极位夹角θ，且极位 夹角θ ≠0。
问题1：摇杆在空回行程和工作 行程往复摆动的过程中，哪个行 程运动速度较快？为什么？
平面四杆机构的基本特性
问题2：你用过缝纫机吗？ 当你踩缝纫机踏板时，由 于操作不当，遇到过踩不 动或使缝纫机飞轮反转的 情况吗？这是为什么呢？
平面四杆机构的基本特性
重点：急回特性和死点 位置的概念
知识准备1：平面连杆机构的定义、组成？
1、定义：平面连杆机构是通过若干构件用平面低副连接而成的 机构。 2、组成：固定不动的杆件AD称为机架，与机架相连的杆AB和杆 CD称为连架杆；不与机架相连的杆BC称为连杆。
平面四杆机构的基本特性
平面连杆机构
知识准备2：铰链四杆机构具有曲柄的条件？
1、最短杆与最长杆长度之和小于或等于其它两杆长度之和 （称为杆长之和条件）； 2、连架杆和机架中必有一杆是最短杆。
平面四杆机构死点问题探讨及应用
平面四杆机构死点问题探讨及应用程引正【摘要】主要以曲柄摇杆机构为例,分析了平面四杆机构死点实质、极限位置、形成死点条件等,为平面四杆机构解决死点问题、利用死点特性提供了理论依据.研究发现机构死点问题可以设法消除,而且存在着一定的应用和发展空间.【期刊名称】《机械研究与应用》【年(卷),期】2010(000)003【总页数】2页(P55-56)【关键词】平面四杆机构;死点;消除;应用【作者】程引正【作者单位】武威职业学院,甘肃,武威,733000【正文语种】中文【中图分类】TH133.51 前言死点问题是平面四杆机构的基本特性之一，它与机构中构件的运动和受力等情况密切相关。
如果机构中出现死点位置问题，将导致整个机构“卡死”，而且转动方向也不能确定，对传动不利，应该加以消除。
笔者主要从平面四杆机构死点原理、判断条件、解决措施以及死点在工程机械上的应用等方面，结合典型事例加以初步研究和讨论。
2 平面四杆机构死点特性的分析［1，2］图1所示的曲柄摇杆机构ABCD，如不考虑各构件的重量和摩擦力，则连杆BC为二力杆。
当摇杆CD为主动件，在曲柄与连杆共线位置(图中AB1C1 D、AB2C2D 所示)时，主动件CD通过连杆BC作用于曲柄AB上的力恰好通过其回转中心A，此时驱动力对从动件AB的回转力矩为零，不论连杆BC对曲柄AB施加多大的作用力，都不能使杆AB转动，整个机构处于静止状态，且转动方向也不能确定。
也就是说，曲柄AB在回转一周的过程中，有两次与连杆BC共线位置，此时传动角r=0°(压力角θ=90°)，摇杆CD分别处在两个极限位置(C1D、C2D)，机构所处的位置即为死点。
机构出现了死点位置对机构传动是不利的，需要设法克服这一缺陷，但有些机构中要利用机构死点特性来实现特定的工作要求。
所以，应正确对待机构死点问题，以便合理地进行平面四杆机构设计和使用。
3 平面四杆机构死点位置判断［3］(1)判断机构有无死点位置，关键是看机构中哪个构件为主动件。
机械设计2-1分析平面四杆机构的运动特性
（2）当分别取构件AB、BC、CD为机架时，各将得到什么机构？
解：（1）当AD杆为机架时，最短杆 为连杆BC。最短杆并非是机架或连架 杆，所以该机构为双摇杆机构。
（2）由50+120>72+96，可知，此 机构不满足曲柄存在的杆长之和条件 。故，无论取何构件为机架，该机构 均为双摇杆机构。
搅拌机
雷达天线俯仰机构
天线
2C
3
1
BA
4
D
曲柄摇杆机构
1-曲柄、2-连杆、3-摇杆、4-机架
缝纫机脚踏机构
铰链四杆机构应用实例
(2)双曲柄机构
含义：两连架杆BC、AD均为曲柄
a) 一般双曲柄机构：BC≠AD 应用实例：惯性筛
2 3
1 4
双曲柄机构
铰链四杆机构应用实例
b)特例
平行四边形机构（反向平行四边形）BC=AD、AB=CD
3、图示铰链四杆机构中，已 知AB，BC,CD,AD 的长度如 图所标，单位为毫米，其中 AD为机架，试问，该四杆机 构有曲柄吗？如果存在，指出 是什么机构？
曲柄存在条件例子
解：由曲柄存在的条件可知， 若该四杆机构满足杆长之和条件，且有最短杆，那么该四杆 机构就有曲柄。故列以下式子： 最短杆+最长杆：200+450=650 其他两杆之和： 300+400=700 显然，该四杆机构满足杆长之和条件，故有曲柄。 若以AD为机架，则该机构为曲柄摇杆机构。
曲柄存在条件例子
1、图示铰链四杆机构中，已知各杆的长度如图所标，单 位为毫米，试问，该四杆机构有曲柄吗？如果存在，指出 是什么机构？
机械基础 第三版 教案 模块四 机械常用结构
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。
浅析平面四杆机构死点位置及应用
浅析平面四杆机构死点位置及应用王鑫铝（常州工程职业技术学院机电学院，江苏常州213164）摘要：四杆机构在不同的运动中会存在死点，它对机构运动产生影响；本论文通过平面四杆机构的运动情况分析，得出常用七种平面四杆机构的死点位置及个数，为利用或克服死点位置提供分析依据；正确理解死点和死点位置有助于提高机械创新设计能力。
关键词：四杆机构；死点；位置1前言平面四杆机构是研究多杆机构的基础，多杆机构可以分解成若干个平面四杆机构。
平面四杆机构种类很多，其中最常用的平面四杆机构分两大类即为铰链四杆机构和滑块四杆机构，它可以包含一个或多个转动副和移动副，图1为曲柄摇杆机构，图2为曲柄滑块机构，它们是典型的平面四杆机构。
图1曲柄摇杆机构图2曲柄滑块机构平面四杆机构在运动中有时会出现一个很特殊的位置即死点位置，死点问题是平面四杆机构的基本特性之一，它的出现与机构中构件的运动和受力等情况密切相关。
当平面四杆机构在运动中出现传动角γ=0ʎ（或压力角α=90ʎ）时，驱动力对从动件的有效回转力矩为零，即主动件无法带动从动件运动，这个位置称为机构的死点位置［1］［4］，整个机构“卡死”，而且转动方向也不能确定。
2铰链四杆机构死点位置分析根据两连架杆中曲柄（或摇杆）的数目，铰链四杆机构可分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构三种基本类型。
其死点位置的判别是根据机构运动时从动件与连杆是否有共线的位置，共线的位置数决定死点的个数。
2．1曲柄摇杆机构死点位置分析如图1所示，若曲柄摇杆机构以摇杆为主动件，而曲柄为从动件，当机构处于图中双点划线所示的两个位置之一时，由于摇杆处于极限位置，连杆与曲柄共线，机构的这两个位置即为死点位置，死点数2个。
若曲柄摇杆机构以曲柄为主动件，而摇杆为从动件，机构一般情况下连杆与摇杆不会出现共线，也就无死点位置即死点数为0。
但有一种特别情况，当最短杆与最长杆的长度之和等于另外两杆长度之和时，以最短杆作连架杆时，机构为曲柄摇杆机构，该机构若以曲柄为主动件，根据最长杆的位置变化机构有1或2个死点位置，不是没有死点位置；若以摇杆为主动件时，此曲收稿日期：2016－03－18；修回日期：2016－05－23．作者简介：王鑫铝（1966－），男，江苏海门人，副教授，主要研究方向机械设计．222016年第2期总第八十八期常州工程职业技术学院高职研究HIGHEＲVOCATIONAL STUDIES OF CHANGZHOU INSTITUTE OF ENGINEEＲING TECHNOLOGYVol．22016June No．88柄摇杆机构将有3或4个死点位置（这里不作详细讨论）。
第2章平面连杆机构教案（精选5篇）
第2章平面连杆机构教案（精选5篇）第一篇：第2章平面连杆机构教案第2章平面连杆机构平面连杆机构——由若干个构件通过平面低副(转动副和移动副)联接而构成的平面机构，也叫平面低副机构平面连杆机构具有承载能力大、结构简单、制造方便等优点，用它可以实现多种运动规律和运动轨迹，但只能近似地实现所要求的运动。
最简单的平面连杆机构由四个构件组成，简称平面四杆机构。
是组成多杆机构的基础只介绍四杆机构§2-1 平面四杆机构的基本类型及其应用一，铰链四杆机构铰链四杆机构——全部由回转副组成的平面四杆机构，它是平面四杆机构最基本的形态。
如图2-1a所示，铰链四杆机构由机架4、连架杆(与机架相连的 1、3两杆)和连杆(与机架不相联的中间杆2)组成。
如图所示曲柄——能绕机架上的转动副作整周回转的连架杆。
摇杆——只能在某一角度范围(小于360°)内摆动的连架杆。
铰链四杆机构按照连架杆是曲柄还是摇杆分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构三种基本型式。
1、曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构——两连架杆中一个是曲柄，一个是摇杆的铰链四杆机构。
当曲柄为原动件时，可将曲柄的连续转动，转变为摇杆的往复摆动。
应用：雷达调整机构2、双曲柄机构两连架杆均为曲柄的铰链四杆机构称为双曲柄机构。
当原动曲柄连续转动时，从动曲柄也作连续转动如图所示在双曲柄机构中，若其相对两杆相互平行如右图所示，则成为或平行四边形机构(平行双曲柄机构)。
如图所示当平行四边形机构的四个铰链中心处于同一条直线上时，将出现运动不确定状态，一般采用相同机构错位排列的方法，来消除这种运动不确定状态。
如图所示应用：在机车车轮联动机构中，则是利用第三个平行曲柄来消除平行四边形机构在这种死点位置的运动不确定性。
3、双摇杆机构两连架杆均为摇杆的铰链四杆机构称为双摇杆机构应用：飞机起落架通过用移动副取代转动副、变更杆件长度、变更机架和扩大转动副等途径，可以得到铰链四杆机构的其他演化型式二，含一个移动副的四杆机构 1，曲柄滑块机构通过将摇杆改变为滑块，摇杆长度增至无穷大，可得到曲柄滑块机构，如图所示对心曲柄滑块机构与偏置曲柄滑块机构曲柄滑块机构应用于活塞式内燃机2、导杆机构在图所示曲柄滑块机构中，若改取杆1为固定构件，即得导杆机构。
机械设计基础(高教版第五版)精品教案：第2章平面四杆机构
授课内容：第2章 平面四杆机构目的要求:了解铰链四杆机构的基本型式和特性、铰链四杆机构有整转副的条件重点难点：重点：平面四杆机构的基本特性 难点：平面四杆机构的基本特性 计划学时：2第一节 铰链四杆机构的基本型式和特性1）曲柄摇杆机构:两连架杆中，一个为曲柄，而另一个为摇杆。
2）双曲柄机构 两连架杆均为曲柄。
3）双摇杆机构 两连架杆均为摇杆。
急回特性v 1 =C 1C 2/t 1 v 2 =C 1C 2/t 2 ϕ1=180°+θ, ϕ2=180°-θ ∵ ϕ1>ϕ2 , ∴ t 1>t 2 , v 1<v 2行程速比系数K = 输出件空回行程的平均速度 输出件工作行程的平均速度θ=180°（K-1）/（K+1）机构的死点位置摇杆为主动件，且连杆与曲柄两次共线时，有:γ＝0连架杆连杆连架杆机架摆角 θψ C 1C 2DAB 1B 2Bϕ1Cωϕ2极位夹角此时机构不能运动，称此位置为：“死点”避免措施：两组机构错开排列，如火车轮机构;靠飞轮的惯性第二节 铰链四杆机构有整转副的条件平面四杆机构具有整转副可能存在曲柄整转副存在的条件最长杆与最短杆的长度之和应≤其他两杆长度之和整转副是由最短杆（曲柄）与其邻边组成的当满足杆长条件时，说明存在整转副，当选择不同的构件作为机架时，可得不同的机构。
如 曲柄摇杆1 、曲柄摇杆2 、双曲柄、 双摇杆机构F’’’’ B CA BE FD CGA B CDl 1l 2 l 3 l 4授课内容：第2章平面四杆机构（§2.3—§2.4）目的要求:了解铰链四杆机构的基本型式和特性、铰链四杆机构有整转副的条件重点难点：重点：平面四杆机构的基本特性难点：平面四杆机构的基本特性计划学时：22.3 铰链四杆机构的演化通过前面的学习，我们知道在铰链四杆机构中，可根据两连架杆是曲柄还是摇杆，把铰链四杆机构分为三种基本形式——曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构，而后两种可视为曲柄摇杆机构取不同构件作为机架的演变。
基于工程实例的四杆机构教学设计
教 师结合课 件演示并讲解基本概念 ：四杆机构死 点 的概
念 、产生死点 的条件 。 提 出问题 ：图 １ １ 所 示 的机构 是否 有死 点存 在？工 程上
如何利用死点或 避免死点？
［ ３ ］ 王 逢 贤． 学 与教 的 原 理． 北 京 ：高等 教 育 出版 社 ，
Ｏ ｔ 、传 动角 ；介绍机构最小传动 角 ＂ Ｙ ｍ ｉ ｎ 位置。 提 出问题 ：图 １ ０所 示 的导杆 机构 ，哪一种 的传 力 特性
更 好 ？为 什 么 ？
（ ｂ） 机 车
｜
｜
Ｈ ｌ ｐ 。 ｆ ｂ）
Ｊ 圈 Ｉ ’ ’ 。 一 ｌ ’
（ ｄ ）缝 纫枫 （ ｅ ）飞机降落 架 图１ １ 四 杆 机 构 死 点 的 工 程 实例
≯
图１ ０ 导 杆 机 构
三 、学生 反馈 预测 和调 控设 计
预计 四杆机构 的运动特性 的学 习有一定 困难 。
采用 的调控 设计 是 选 择 比较典 型 的 问题 进行 讨 论 、讲 解 、示范 和练习 ；着力于对变式 问题进 行启发 和讨 论 ；对创
２ ０ｏ Ｏ．
责任编辑 朱守锂
学生观察 、思考 、讨 论 ；教师启发 、动 画演示并 与学生
一
起分析 、小结 ：图 １ １所 示 的机构都 存在 死点 ，夹具 和 飞
圈业教一
２ ０ １ ５年第 ２期
・１ ０１・
从动件会不 动 ，导人新课 。 ３ ． 四杆机构 的死点
定 的技能 、技巧 ；以利于培养学生 的专 业能力 和专业创新
精神 ；以利于教与学的和谐统一 。 参考文献 ：
［ １ ］ 石岚． 机械 基础［ Ｍ］ ． 上海 ： 复旦 大学 出版社 ， ２ ０ １ ４ ． ［ ２ ］ 刘应辉． 课 堂教 学法基础 实用手册［ Ｍ］ ． 海口： 海南出
四杆机构的基本特性和设计
E
θ
φ 设计：潘存云
C1 90°-θ
②任取一点D，作等腰三角形
腰长为CD，夹角为φ;
A
θD
③作C2P⊥C1C2，作C1P使
∠C2C1P=90°－θ,交于P;
P
④作△P C1C2的外接圆，则A点必在此圆上。
⑤选定A，设曲柄为l1 ，连杆为l2 ，则:
A C1= l1+l2 ,A C2=l2- l1 => l1 =( A C1－A C2)/ 2
⑥以A为圆心，A C2为半径作弧交于E,得： l1 =EC1/ 2 l2 = A C1－EC1/ 2
2) 曲柄滑块机构 已知K，滑块行程H，偏
H C1 90°-θ C2
距e，设计此机构 。
A
90°-θ
e
E 设计：潘存云
①计算:
2θ
θ＝180°(K-1)/(K+1);
o
②作C1 C2 ＝H
③作射线C1O 使∠C2C1O=90°－θ, 作射线C2O使∠C1C2 O=90°－θ。
A
B1
C C1 DD
B2
当曲柄以ω逆时针转过180°+θ时，摇杆从C1D位置 摆到C2D。 所花时间为t1 , 平均速度为V1,那么有：
t1 (180 ) / V1 C1C2 t1 C1C2 /(180 )
当曲柄以ω继续转过180°-θ时，摇杆从C2D,置摆到
C1D，所花时间为t2 ,平均速度为V2 ,那么有：
2023最 新 整 理 收 集 do
something
§6.3
平面机构的基本特性
1.曲柄存在条件Βιβλιοθήκη 2.急回运动特性 3.压力角和传动角 4.死点位置
机械设计-平面四杆机构的特性
4 - 4
01
平面四杆机构的运动特性
平面四杆机
构 的 特 性
02
平面四杆机构的传力特性
平面连杆机构能实现转动、摆动、移
动等，在应用机构时我们需要知道它的运动
特点和传力性能，平面连杆机构的运动特点
有急回特性，传力特点有压力角、传动角、
死点位置。
在图4-4.1所示的曲柄摇杆机构中，
（2）死点位置：当从动件与连杆共线时，=0，该位置叫做死点位置，工程中有的地方可以利
用死点位置，如夹具机构；有的需要克服死点位置，如缝纫机的踏板机构。
感谢您的观看
从动摇杆3所受的力F与力作用点C 的速
度vC 间所夹 的锐角称为压力角，用α表示。
习惯用压力角α的余角γ来判断传力性
能，γ称为传动角。越大，机构传力性能越
好，为了保证机构传力性能良好，一般要求
机构的最小传动角min≥40°，传递大功率
时所用机械 如颚式破碎机、冲床等，
min≥50°。
图4-4.2 压力角和传动角
=2/1=(180°+)/(180°−)，
=180°(−1)/(+1)。
平面四杆机构有无急回特性取决于极位夹角θ。
若θ≠0，则K>1，机构有急回特性，且θ越大，机构
的急回特性就越明显；若θ=0，机构无急回特性。
利用机构的急回特性，可以缩短空回行程的时
间，提高机器的生产率。
图4-4.1 曲柄摇杆机构的运动特性
（a）
（b）
图4-4.5 克服死点位置
本节课学习了以下几个内容：
1. 平面连杆机构的运动特性——急回特性：空回行程的平均速度大于工作行程的平均速度，极
位夹角θ越大，机构的急回特性越明显，若θ=0，机构无急回特性。
四杆机构“死点”位置及其应用的再探讨
“ 死点 ” 问题是平 面 四杆 机构 的基本 特 性之 一 ，
它 与构 件 的运动 和受 力等 情况 密切 相关 。如果 机构
中 出现 “ 死点” 位置 问题 ， 将 出现 整个 机 构 “ 卡死 ” 的
现象 ， 而且 从动 杆件 转动 方 向也不 能确 定 ， 对 传 动 不
利 ， 应 该加 以排 除 。 本文 主要 从平 面 四杆机 构 “ 死点 ” 的定义 、 位 置 的判 断 ， “ 死点” 位 置 的 排 除 以及 “ 死点 ”
ｄ ， 摇杆 Ｃ Ｄ为 主动 件 ， 则 两个 “ 死点” 位 置 为 ＡＢ ｃ 、 ＡＢ Ｃ ； 图 ２ ｄ中 ， 摇杆 Ｃ Ｄ为最长杆且摇 杆 Ｃ Ｄ和 机 架 ４Ｄ 等 长 即 Ｃ ＝ ｄ，则 曲柄 摇 杆 机 构 ＡＢＣ Ｄ存 在 的条 件是 ： ６ ｔ ＋ Ｃ≤６ ＋ ， 摇杆 Ｃ Ｄ 为 主动件 ， 则两 个 “ 死 点” 位 置 为 Ａ曰 ｃ １ Ｄ、 ＡＢ Ｃ ３ Ｄ。
作者简 介 ： 郭 平（ １ ９ ５ ６ 一 ） ， 男， 副教授 ， 从 事机械 设计、 机械制 图与计 算机 绘 图等教研
图 ２ 几种状态下的
１ ． ３ 机构“ 死点” 位置 的判断
构 渡过 死点 ， 或利用 机构 的组合 错开死 点位 置 。 当一
（ １ ） 从 动件 与连 杆是否 共线 （ 从 动 件 与 连 杆 的位
图 １所 示 的 曲 柄 摇 杆 机 构 ＡＢＣ Ｄ，如 不 考 虑 各
构 件 的重量 和摩 擦力 ， 则 连 杆 ＢＣ为 二 力 杆 。当 摇 杆 Ｃ Ｄ 为 主 动 件 ， 在 曲 柄 与 连 杆 共 线 位 置 ＡＢ Ｃ Ｄ、 ＡＢ： Ｃ ２ Ｄ 中 ，主动 件摇 杆 Ｃ Ｄ 通 过 连 杆 ＢＣ作 用 于 从 动 件 曲 柄 ＡＢ上 的 力 正 好 通 过 转 轴 中 心 Ａ，此 时 源 于 连 杆 的 驱 动 力 对 从 动 件 曲 柄 ＡＢ 的 转 动 力 矩 为
平面四杆机构死点问题探讨及应用
平面四杆机构死点问题探讨及应用平面四杆机构是机械工程中常见的一种机构，它由四个杆件和四个铰链连接而成，可以实现直线运动、旋转运动和复杂的运动轨迹。
但是，在实际应用中，平面四杆机构常常会出现死点问题，这给机构的运动控制和精度带来了很大的挑战。
本文将探讨平面四杆机构死点问题的原因和解决方法，并介绍其在实际应用中的一些案例。
一、死点问题的原因平面四杆机构死点问题的根本原因是机构中存在的杆件相互干涉，导致机构无法运动。
具体来说，当机构中的两个杆件处于同一直线上时，机构就会出现死点。
这是因为在这种情况下，机构的运动轨迹会被限制在一个平面内，无法实现三维运动。
二、解决方法为了解决平面四杆机构死点问题，可以采取以下几种方法：1.增加杆件数量：通过增加杆件数量，可以使机构的自由度增加，从而避免死点问题的出现。
但是，这种方法会增加机构的复杂度和成本。
2.改变杆件长度：通过改变杆件长度，可以使机构的运动轨迹发生变化，从而避免死点问题的出现。
但是，这种方法需要对机构进行重新设计和制造。
3.使用曲柄摇杆机构：曲柄摇杆机构是一种常见的机构，它可以将旋转运动转化为直线运动，从而避免死点问题的出现。
这种方法可以通过在平面四杆机构中添加曲柄摇杆机构来实现。
三、应用案例平面四杆机构在实际应用中有着广泛的应用，例如：1.汽车悬挂系统：汽车悬挂系统中的平面四杆机构可以实现车轮的上下运动，从而提高车辆的行驶稳定性和舒适性。
2.机器人手臂：机器人手臂中的平面四杆机构可以实现机器人手臂的运动控制，从而实现精确的抓取和放置操作。
3.印刷机构：印刷机构中的平面四杆机构可以实现印刷头的运动控制，从而实现高精度的印刷操作。
总之，平面四杆机构死点问题是机械工程中常见的问题，需要通过合理的设计和控制来解决。
在实际应用中，平面四杆机构具有广泛的应用前景，可以为各行各业的生产和制造提供更加高效和精确的解决方案。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
“平面四杆机构的基本性质死点”的教学设计
所属一级学科：交通运输大类（代码：）
所属二级学科：水上运输类（代码：）
专业：轮机工程技术（轮机管理）（代码：）
课程名称：《轮机工程基础》
知识点名称：平面四杆机构的基本性质死点
适用对象：高职高专轮机工程技术（轮机管理）专业学生
主讲教师：孔晓丽
教学背景
“轮机工程基础”是轮机工程技术专业的专业基础课程，主要内容涵盖机械制图、轮机工程材料、机构与机械传动、仪表与单位、工程力学。
其知识点是海船船员三管轮适任考试课程“船舶主推进动力装置”和“船舶辅机”的组成部分。
本课程前导课程是“高等数学”和“力学”，后续课程是“船舶柴油机”、“船舶辅机”、“轮机维护与修理”。
“机构与机械传动”作为其中非常重要的一部分内容，目的是使学生具有能够识别船舶机械中常用机构组成、工作特性和通用机械零件结构特点的能力，具有选择常用机构和通用零件的能力。
本课题是“机构与机械传动”中很重要的一个知识点，注重理论和实际应用相结合。
《轮机工程基础》课程依据公约马尼拉修正案、国家海事局高级船员最新考纲和现代船舶轮机管理的工作需求设置；同时考虑到“以职业素质为基础，以适岗能力为本位”的教育教学指导思想和航海高职高专学生的认知规律，兼顾满足远洋船舶轮机人才需求、船舶轮机岗位群能力的需求和对于高级船员的适任要求。
课程中的“机构与机械传动”部分又在船舶柴油机和船舶辅机当中得到了广泛的应用。
所以，学习本课题不仅为专业课程的学习奠定必要的理论基础，而且培养学生的机械理论素养，提高学生对专业现象的分析能力，为学生步入“轮机管理员”、“轮机维修员”岗位后的持续发展作了准备。
二、“机构与机械传动”教学目标
(一)课程总体目标：本课程的目标是使学生掌握必需的机构与机械传动知识，达到公约和中华人民共和国海事局关于海船船员二三管轮提出的与本课程有关的适任标准，为成为船舶管理级轮机员奠定知识和能力基础。
（二）课程具体目标
、知识目标：
掌握专业必需的机构与机械传动方面的基础知识。
、能力目标
初步具备综合运用机构与机械传动理论知识的能力，能初步分析轮机工程实际中的典型问题，为《船舶柴油机》、《船舶辅机》、《轮机维护与修理》等后续专业课的学习打下良好的基础。
具体如下：
）识别船舶机械中常用机构组成、工作特性和通用机械零件结构特点的能力，具有选择常用机构和通用零件的能力；
）学会运用标准、规范、手册等有关技术资料的能力。
（三）素质目标
）具有一定的机械意识；
）具有独立分析问题、解决问题的能力；
）具有热爱科学、实事求是、独立思考的素养；
）具有创新意识和创新精神；
）具有诚实守信、认真负责、积极向上的职业精神和职业道德意识；
）树立科学发展观，注重生态环保；执行行业标准和法规，注重技术安全和劳动保护；
）与其他成员形成良好人际关系，善于团队协作。
三、教学方法
学生在学习本门课之前，已经积累了《力学》和《高等数学》等基础知识，但是对于常用机构的原理、性质、应用并不了解，本课题以应用最广泛的一种机构：平面四杆机构为目标进行科学设计，以讲授为主，借助多媒体课件展示丰富的动画，并安排学生实际操作模型，使学生对平面四杆机构的性质有形象直观的认识，确定了讲授、演示、模型、实际操作、互动相结合的教学方法，具有教、学、做一体化的特点，通过对模型的直观认识和对死点特性的深刻体会，有助于学生的理解，同时调动学生积极性。
四、教学设计与实施
“机构与机械传动”部分介绍了常用机构和通用机械零件的工作原理、结构特点和应用，平面四杆机构应用广泛，在船舶柴油机和辅机上都起到了很重要的作用。
因此，掌握平面四杆机构的性质和应用可以为学生深入学习专业课打下牢固的基础。
本课题将现代化的教学手段（多媒体课件和动画）与模型，引入到了教学设计中，再结合动手操作，在实践当中掌握理论知识，凸显高等职业教育的特色，教、学、做相结合，用各种方法鼓励学生积极参与课程实践，提高学生的感受能力和操作能力，强化学生职业素养的培养。
具体实施如下：
课题名称：平面四杆机构的基本性质——死点
授课班级海轮授课时间分钟
适用对象轮机工程技术专业学生授课地点多媒体教室
教学目的掌握平面四杆机构的基本性质死点的概念；掌握死点的应用；
掌握克服死点的方法。
教学目标能力目标知识目标素质目标
具备识别平面四杆机构
的能力；
具备分析平面四杆机构
性质的能力；
初步具备综合运用专业
基础理论知识的能力。
掌握死点的概念；
掌握死点的应用；
掌握克服死点的方法。
培养学生分析问题解决
问题的能力；
具有一定的机械意识；
具有热爱科学、实事求
是、独立思考的素养。
任务与案例以曲柄摇杆机构(模型)为例，通过学生操作，教师讲授，使学生掌握死点性质，并学会应用与克服死点。
教学重点、难点及解决策略教学重点：死点的性质、死点的应用、克服死点的措施
教学难点：死点的性质及死点时机构的受力分析
解决策略：利用动画和实际操作模型使学生对平面四杆机构有了直观的认识，对死点的性质有了切身的体会，富含动画的多媒体课件和模型操作提高了学生的学习兴趣；通过多媒体展示案例动画，使学生对死点的应用及克服死点的措施有了深刻的理解，有效提高了教学效果。
教学实施步骤
序号教学环节教学内容方法与手段时间分配教学媒体
案例导入标、项目为载体、教学模式多样
化”高等职业教育的特色，将“引
动画分钟多媒体。