机械基础教案

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《机械基础》课教案

授课专业：机电专业授课时间：90分钟章节：第七章平面连杆机构

第三节：铰链四杆机构的基本性质

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7-3-1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。

图7-3-1 曲柄摇杆机构

即： b－a+c＞d a+d＜b+c；

b－a+d＞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

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如图7-3-2

图7-3-2 两种曲柄摇杆机构

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

征如图7-3-3

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）：

图7-3-3 双曲柄机构

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

征如图7-3-4

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）：

图7-3-4 双摇杆机构

（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：

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7-3-1：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

断此机构属于哪一种类型

（板书解答过程）解：∵AB 为最短杆、它们的长度之和为AB+AD=130+200=330其余两杆长度之和BC+CD=150+175=225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7-3-2：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 它们的长度之和为AD+AB=200+450=650（mm 杆长度之和BC+CD=400+300=700（mm ）。

（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。