铰链四杆机构教案.doc

《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
授课时间
2013 年7月31日
授课类型

新授课
授课方法
讲授法、启发、指导
授课时间
45分钟
教 具
多 媒 体、模 型、黑板、PPT、粉笔
授课班级

教
材
解
析
教
学
目
标
知识目标
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。
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。
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
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。
学情分析
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。
教学方法
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。

教 学 内 容
教师活动
学生活动
教学目标
时间
〖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
拿出课本，准备上课
集中注意力
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
认真思考，回答问题
加深所学知识，为本次课做铺垫
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。

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？
播放机构视频，提问及引发学生的思考
认真观看ppt内容，积极思考
提高学生的学习兴趣，积极思考，引入课题
4〃
〖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
4、铰链四杆机构的类型
播放搅拌机动画

播放缝纫机动画
曲柄摇杆机构
铰链四杆机构

双曲柄机构

播放惯性筛机构动画

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。
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。
播放鹤式起重机动画
双摇杆机构

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
（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
5〃

（2）、双曲柄机构
一般双曲柄机构：等速回转 变速回转；举例-惯性筛机构
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
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）、双摇杆机构
摆动 摆动 举例-起重机
等腰梯形机构（两摇杆长度相等时） 举例-汽车转向梯形机构

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〃
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，则AB必与AD两次共线。

l1≤l2
l1≤l3
l1≤l4

由△B2C2D可得： l1+l4≤ l2 + l3
由△B1C1D可得：
l3≤（l4- l1）+ l2 l1+l3≤ l2 + l4
l2≤（l4- l1）+ l3 l1+l2≤ l3 + l4
∴AB为最短杆
若l1> l4,如图：
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
用模型演示，并对曲柄存在的条件进行推导

l4≤l1
l4≤l2
l4≤l3

由△B2C2D可得： l1+l4≤ l2 + l3
由△B1C1D可得：
l3≤（l1- l4）+ l2 l3+l4≤ l1 + l2
l2≤（l1- l4）+ l3 l2+l4≤ l1 + 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：
连架杆和机架中必有一杆是最短杆。
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。
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〃
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

检查学生学以致用的能力，在教学过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。
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。
10〃
先举例巩固所学知识，然后对学生进行分组，并给出设计题目。
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。

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。
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〃
机架
〖课堂小结〗
摇杆
连架杆
组成

曲柄
平面四杆机构
铰链四杆机构

连杆

曲柄摇杆机构

双曲柄机构
类型

双摇杆机构

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
4〃
〖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，看有没有运用到本课的一些机构，都是什么类型的？
教师出题
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。
〖板书设计〗
平面四杆机构及其应用
1、最短杆与最长杆之和小于等于其他两杆之和。
一、 铰链四杆机构的组机 三、曲柄存在条件
曲柄
1、机架

2、连架杆和机架中必有一杆为最短杆。
摇杆
2、连架杆
3、连杆

1、曲柄摇杆机构
二、铰链四杆机构的基本形式
2、双曲柄机构

3、双摇杆机构

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