德昌县职业高级中学
教案
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数控 专业 2015 级 3 班 专业部/教研组长审批 ： 年 月 日
课 题
铰链四杆机构基本特性
教学目标
1.知识与技能：
（1）让学生明确曲柄存在的条件，正确掌握铰链四杆机构三种基本
类型的判别方法。
（2）让学生正确理解机构的急回特性，并了解其意义。
（3）让学生正确把握机构的死点位置，了解机构中存在死点位置的
不利面和在工程中的应用。
2.过程与方法：
（1）通过小组合作学习能够掌握链传动的基本知识；
（2）通过理实一体、任务驱动学习使学生更快更轻松掌握本节课的重难点。
3.情感态度、价值观：
（1）能进行行程速度变化系数的简单计算。
（2）培养学生观察、分析、综合归纳能力。
（3）培养学生主动探究、协作学习能力。
重 点
曲柄存在的条件、以及急回特性死点位置产生的条件
难 点
1.产生急回特性的原因
2.产生死点位置的原因
课时安排
6
教学方法
多媒体教学、讲授法
△、复习引入
一、复习有关内容
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。2.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。3.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。
4.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。
5.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。
△、讲授新课
二、导入新课（4分钟）：
通过曲柄摇杆机构的动画模拟其两共线位置，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：
已知：AB=a，BC=b，CD=c，AD=d,如图5-17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。
即：b－a+c＞da+d＜b+c；
b－a+d＞ca+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.得出推论，即曲柄存在的条件是：①连架杆与机架中必有一个是最短杆。
②最短杆与最长杆的长度之和不大于其余两杆的长度之和。
7.根据曲柄存在的条件，可以推论出铰链四件机构的三种基本类型的判别方法：若满足最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆的长度之和，则：最短杆为连架杆→构成曲柄摇杆机构最短杆为机架→构成双曲柄机构最短杆为连杆→构成双摇杆机构
（二）急回特性
1.定义：曲柄摇杆机构中，曲柄作等速转动，而摇杆摆动时空回行程的平均速度大于工作行程的平均速度（即V2＞V1），这种性质称为机构的急回特性。根据上图中曲柄摇杆机构中，曲柄AB为等角速度w顺时针回转，自AB1回转到AB2即转过角度Ψ1时，摇杆CD自CD1摆动到C2Ｄ，摆动角度为Ψ，设C点的平均线速度为V1，所需时间为t1；当曲柄AB继续由AB2回转到AB1，转过角度Ψ2时，CD自CD2摆回到C1D，摆角仍为Ψ，设C点的平均线速度为V2，时间为t2,由图不难看出，Ψ1>Ψ2、所以t1>t2,即V2>V1;
通常摇杆C1D摆动到C2D的过程被用作机构中从动件的行程，而C2D到C1D作为空回行程，以使空回行程时间缩短，有利于提高生产率。
2.得出结论：当极位夹角?>0，K值越大，急回性质越明显。当极位夹角?=0，K=1时机构无急回特性。
（三）死点位置
结合学生的生活经验，我首先提出这样一个问题:即使用缝纫机的问题，通过学生的回答导出第二个教学目标：死点。
定义：当在铰链四杆机构中，当连杆与从动件处于共线的位置我们把机构中的这种位置就称为死点位置。
根据上图分析当摇杆CD为主动件时，曲柄ＡＢ会和连杆BC出现两次共线，曲柄会出现不转动或转动不确定现象，这个位置就是死点位置。
当机构处于死点位置时，从动件将出现运动方向不确定或被卡死现象。对于传动机构来说，机构有四点位置是不利的，应采取措施使机构顺利通过死点位置。对于连续回转的机器，通常：
⑴利用从动件自重或安装飞轮加大惯性的方法，借惯性作用使机构闯过死点。
⑵增设辅助机构。
⑶多组机构错列。来通过死点位置，如缝纫机就是借助于带轮的惯性通过死点位置的。
△、巩固练习
（1）当曲柄为原动件时，具有急回特性的机构有()。
A.曲柄摇杆机构B.偏置曲柄滑块机构C.摆动导杆机构D.双曲柄机构
（2）有急回特性的平面连杆机构的行程速度变化系数()。A.K=1B.K>1C.K≥1D.K<1
（3）如图所示，θ=30°，该机构的行程速度变化系数k为多少？
3.课堂练习
△、课堂小结
本节课学习的主要内容是利用铰链四杆机构的基本性质，即三种基本形式的构成条件判断铰链四杆机构的类型。通过这次课的学习，我们应该掌握曲柄存在的条件和三种基本形式的构成条件，并且学会运用所学知识解决实际问题，即判断铰链四杆机构的类型，还有掌握急回特性产生的原因及条件、死点产生的条件等。
△、布置作业
练习册
△、板书设计
教学反思
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