平面四杆机构教案设计

《机械基础》教案第10 次课 2 学时授课时间90分钟

教学内容

备注

（包括：教学手段、时间分配、临时更改等）

课前教学准备

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。

组织教学

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

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？

二、导入新课

用多媒体播放世界上最大的起重机。

导入语：每一个机器都是由若干个机构或构件所组成，那么视屏中的起重机中那些机构和我们今天所学的知识有联系呢？我们带着疑问开始今天的课程！（5分钟）

（6分钟）

电教演示自制课件（打开多媒体课件）

教学内容

备注

（包括：教学手段、时间分配、临时更改等）

三、讲授新课

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

4、铰链四杆机构的类型（4分钟）（4分钟）（4分钟）

（5分钟）

铰链四杆机构曲柄摇杆机构

双曲柄机构

双摇杆机构

搅拌机

惯性筛机构

鹤式起重机

教学内容

备注

（包括：教学手段、时间分配、临时更改等）

（1）、曲柄摇杆机构

以曲柄为主动件：回转摆动举例-搅拌机构

以摇杆为主动件：摆动回转举例-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（5分钟）

（3分钟）（3分钟）

（3分钟）

321

D C

F

E B

3

5

21

(a)

(b)

A

4

教学内容（包括：教学手段、时间分配、临时更改等）

（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

（4分钟）（15分钟）

教学内容

（包括：教学手段、时间分配、临时更改等） 由△B 2C 2D 可得： l 1+l 4≤ l 2 + l 3 由△B 1C 1D 可得：

l 3≤（l 4- l 1）+ l 2 l 1+l 3≤ l 2 + l 4 l 2≤（l 4- l 1）+ l 3 l 1+l 2≤ l 3 + l 4

∴AB 为最短杆

若l 1> l 4,如图：

由△B 2C 2D 可得： l 1+l 4≤ l 2 + l 3

由△B 1C 1D 可得：

l 3≤（l 1- l 4）+ l 2 l 3+l 4≤ l 1 + l 2 l 2≤（l 1- l 4）+ l 3 l 2+l 4≤ l 1 + l 3

∴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）

l 1≤l 2 l 1≤l 3 l 1≤l 4

l 4≤l 1 l 4≤l 2 l 4≤l 3

教学内容

备注

（包括：教学手段、时间分配、临时更改等）

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）

曲柄摇杆机构双曲柄机构双摇杆机构双摇杆机构

与最短杆相邻的杆作机架最短杆作机

架

与最短杆相

对的杆作机

架

任意杆作机架

注：a─最短杆；d─最长杆；c、b其余两杆

四、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。

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。（5分钟）（10分钟）

教学内容

备注

（包括：教学手段、时间分配、临时更改等）

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。

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

以学生的自主探究为中心，以问题驱动为主线，在各个环节

中不断地创设情景，设置悬念，并及时的进行点拨引导。调动了

学生的积极性，激发了他们的学习兴趣，活跃了课堂气氛，较好

的完成了以学生为主体，以教师为主导的教学理念。

（3分钟）