平面四杆机构教案

《机械基础》教案第 10 次课 2 学时授课时间 90分钟

课题（章节）平面四杆机构的基本类型及应用

教学目的与要求：

1.认知目标：⑴让学生掌握四杆机构的组成、分类及其运动特性。⑵能够对生活和

生产中的铰链四杆机构实例进行分析。

2.能力目标：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。

3.情感目标：通过引导学生参与分析问题和解决问题的过程，使学生产生一种成就

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、难点：

铰链四杆机构的组成、分类及其运动特性。

教学方法及师生互动设计：

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。

课堂练习、作业：

《机械设计基础》第2版P38页3-1 3-2 3-6

课后小结：

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）

教学内容

备注（包括：教学手段、时间分配、临时更改等）

铰链四杆机构曲柄摇杆

双曲柄机构

双摇杆机构

搅拌机

惯性筛机构

鹤式起重机

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（3分钟）（3分钟）（3分钟）

教学内容

备注（包括：教学手段、时间分配、临时更改等）

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

教学内容

备注（包括：教学手段、时间分配、临时更改等）

由△B2C2D可得：l1+l4≤　l2 + l3

由△B1C1D可得：

l3≤（l4- l1）+ l 2 l1+l3≤　l2 + l4

l2≤（l4- l1）+ l 3 l1+l2≤　l3 + l 4

∴AB为最短杆

若l1> l4,如图：

由△B2C2D可得：l1+l4≤　l2 + l3

由△B1C1D可得：

l3≤（l1- l4）+ l 2 l3+l4≤　l1 + l2

l2≤（l1- l4）+ l 3 l2+l4≤　l1 + 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）

教学内容

备注

（包括：教学手

段、时间分配、

临时更改等）l1≤l

2

l1≤l

l4≤l

1

l4≤l

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）