铰链四杆机构的基本性质说
铰链四杆机构的基本性质
（ A ）2.图示曲柄摇
杆机构，该机 构的行程速比 系数k为多少？
A）k=1 B）k>1 C）k=0 D）k<1
三、计算
如图所示，θ=30°，该机构的急回特性
系数k为多少？
空回行程
解： k= 180º+θ
180º-θ
工作行程 C
C1
C2
a≤b a≤c a≤d
C C2
ψ D
分析：
a+d≤b+c
a≤b
C1
a+c≤b+d
a≤c
a+b≤c+d
a≤d
θ
？最短杆为何杆 AB 。 B
B2
ω
φ1 A
？AB杆为何构件 连架杆 。
φ2
？四根杆长度之间有何大小关系。
C C2
ψ D
2、结论
（1）曲柄存在的条件
①连架杆与机架中必有一个是最短杆；
②最短杆与最长杆长度之和必小于 或等于其余两杆长度之和。
一铰链四杆机构中曲柄存在的条件及其判断方法二急回特性lminlmaxl1l2最短杆为连架杆曲柄摇杆机构最短杆为机架双曲柄机构最短杆为连杆双摇杆机构双摇杆机构yesnok180?180??作业
铰链四杆机构的基本性质
想一想
铰链四杆机构有哪三种类型?
曲柄摇杆机构 双曲柄机构 双摇杆机构
右图为何机构？
一、曲柄存在的条件
作业：
如图铰链四杆机构中，
C 120
以不同的杆件作机架，
D
得到何种类型？ 150 130
以AB杆为机架，得双曲柄机构 。
机械基础教案§5-2铰链四杆机构的基本性质2(二)
1、 试用作图法画出图5-5所示曲柄摇杆机构中摇杆的极限位置，并指出死点位置。
分析：
AB是曲柄作整周转动，CD是摇杆作往复摆动
要找摇杆的极限位置，就要求找出C1、C2点
B1点共线时，AC1=B1C1-B1A
= BC-BA
B2点共线时，AC2=B2C2-B2A
= BC所示机构中滑块E的两个极限位置,并由作图判定滑块是否存在急回运动?急回运动的方向如何?
分析:只要找到C点的极限位置,就可以画出E点的两个极限位置.
【小结】
本节共有两大块内容，其中急回特性的判定为重点。
【作业】P7、8、12、13、14
这里有多种情况，可一一列出让学生判断
【教学后记】
重点
急回特性和死点位置的判定
难点
急回特性和死点位置的判定
教学内容
活动
【复习】
已知L1=45,L2=40,L3=30,L4=13,根据四杆的长度，如何可以得到曲柄摇杆机构？请画出以L2为机架的机构简图，猜一猜摇杆极限位置大约在哪里？
【导入】
【新课】
二、急回特性
在前一节我们介绍过插床的主运动机构和惯性筛。它们的往复速度是不相等的。我们把具有这种特性称为急回特性。那么它们为什么会具有急回特性呢？下面我们来分析一下：
1、分析
用自制教具演示
曲柄作匀速转动：
曲柄B2- B1φ1t1摇杆C2-C1t1
曲柄B1- B2φ2t2摇杆C1-C2t2
因为φ1>φ2 =ωt
=ωt1 =ωt2
所以t1>t2
那么摇杆v1= v2=
则v1<v2
通常速度慢的行程作为工作行程，速度快的作为空回行程。
意义：空回行程时间缩短，有利于提高生产率。
铰链四杆机构的基本性质(急回特性)
急回特性还可以改善机构的受力 状况，减小机构在空回行程中的 冲击和振动，提高机构的稳定性
和可靠性。
对未来研究的展望
01
虽然铰链四杆机构的急回特性已经得到了广泛的研究和应用，但仍有许多问题 需要进一步探讨。
02
如何优化机构的急回特性，提高机构的工作效率和稳定性，是未来研究的一个 重要方向。
03
降低噪音和振动
通过合理设计，利用急回特性可以降低机械运动过程中的噪音和振 动。
提高机械效率
合理利用急回特性可以提高机械效率，减少能量损失。
在其他领域的应用
机器人学
在机器人学中，急回特性也被广泛应用，以提高 机器人的运动效率。
车辆工程
在车辆工程中，利用急回特性可以提高车辆的动 力性能和燃油经济性。
航空航天
回特性的程度。
急回特性的产生与机构的杆长、曲柄长 度、连杆长度以及转动副半径等因素有 关，这些因素的综合作用决定了机构急
回特性的表现。
PART 02
铰链四杆机构的基本性质
REPORTING
WENKU DESIGN
曲柄摇杆机构
定义
01
曲柄摇杆机构是一种具有一个曲柄和一个摇杆的铰链四杆机构。
运动特性
在航空航天领域，急回特性也被广泛应用于各种 飞行器的设计和优化中。
PART 05
结论
REPORTING
WENKU DESIGN
总结急回特性的重要性
急回特性是铰链四杆机构的一个 重要特性，它对于机构的工作性
能和运动特性具有重要影响。
急回特性的存在可以缩短空回行 程时间，提高机构的工作效率， 对于需要快速响应的机械系统尤
曲柄作主动件
曲柄作为主动件时，机构具有急回特 性。
铰链四杆机构的基本形式和特性
在铰链四杆机构中，按连架杆能否 作整周转动，可将铰链四杆机构分为：
一、曲柄摇杆机构 二、双曲柄机构 三、双摇杆机构
一、曲柄摇杆机构
两个连架杆中，一个为曲柄，另一个为摇杆， 则此铰链四杆机构称为曲柄摇杆机构。
曲柄1为原动件，作匀速转动；摇杆3为从动件， 作变速往复摆动。 雷达天线俯仰机构
基本概念
1、铰链四杆机构： 全部用转动副相连的平面四杆机构。它是平
面四杆机构的基本型式，其它型式的四杆机构 可看作是在它的基础上通过演化而成的。
2、机架：机构的固定构件，如杆4 。 3、连杆：不直接与机架连接的构件，如杆2。 4、连架杆：与机架用转动副相连接的构件，
如杆1、3 。 连架杆可分为： 5、曲柄：能绕机架作整周转动的连架杆，如杆1； 6、摇杆：只能绕机架作小于360°的某一角度摆动
F2
C
γF α
δ F1 vc
D
F1 为有效分力 F1 = Fcosα , F1
在连杆设计中，为度量方便，习惯用传动角γ来判 断机构传力性能。 γ F1，机构传力性能越好，
反之，机构传力越费劲，传动效率越低。
机构运转时，传动角γ是变化的，为
了保证机构的正常工作，机构的传动角作出 如下规定（P23）
转动
当l1≤l2，杆2、杆4能作
整周转动，称为转动导
杆机构。
当l1>l2，杆2能作整周转动，杆4
只能往复摆动，称为摆动导杆
机构。 运动特性：
三、摇块机构和定块机构： 选用不同的构件为机架
摆动滑块机构
自卸卡车车箱的举升机构 运动特性：
固定滑块机构或定块机构
3 C
2 4
B 1 A
C3
2 4
铰链四杆机构基本形式和特性
3.４ 铰链四杆机构类型判别
３、案例分析
如图所示的铰链四杆机构ABCD中，已知各杆的长度 分别为：a=30，b=50，c=40，d=45。试确定该机构分别以
AD、AB、CD和BC为机架时，属于何种机构？（板书）
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3.４ 铰链四杆机构类型判别
案例分析
3.1 铰链四杆机构的类型
平面铰链四杆机构：构件间均用用转动副相连的平面四 杆机构。如：脚踏式脱粒机
脚踏式脱粒机
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3.1 铰链四杆机构的类型
二、铰链四杆机构组成
（1）机架：机构中固定不动的构件。 （2）连架杆：与机架连接的构架。
曲柄：若能绕机架作整周转动的连架杆则称为曲柄。 摇杆：只能绕着机架在一定范围内摆动的连架杆。 （3）连杆：不直接与机架相连的构件。
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3.2 平面四杆机构的特性-死点特性
(1)死点的概念
曲柄摇杆机构中，当摇杆为主动件时，当连杆与从动曲
柄共线时，机构的传动角γ＝0°，此时主动件CD 通过连杆 作用于从动曲柄AB上的力恰好通过其回转中心，所以出现了 不能使构件AB转动的顶死现象，机构的这种位置称为死点位
置或死点。
缝纫机的脚踏机构
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3.2 平面四杆机构的特性-死点特性
(3)克服死点的方法
（1）增大从动件的质量，利用惯性度过死点位置。 （2）在从动曲柄上施加外力或安装飞轮以增加惯性。 （3）采用相同的机构错位排列。
缝纫机的脚踏机构
火车车轮联动装置
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3.3 铰链四杆机构曲柄存在条件
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铰链四杆机构的基本性质(教案)
铰链四杆机构的基本性质教案授课日期课时1学时授课班级2011综高（3）任课教师朱根东课题§ 7—3 铰链四杆机构的基本性质教学目的掌握铰链四杆机构的基本性质重点难点铰链四杆机构三种基本类型的判别方法课的类型新课教具四杆机构模型、挂图、课件教学方法启发式讲解、演示教学环节教学内容调控与活动组织教学观察出席情况，做好课前准备复习提问1、什么是平面连杆机构？2、什么是铰链四杆机构？3、铰链四杆机构的基本类型及定义？学生回答、重点部分重述、实物演示（10分钟）导入新内容四杆机构为什么会有那样三种基本类型？通过学习下一节，四杆机构的基本性质便可得知启发提问讲述新课重述结论§7—3 铰链四杆机构的基本性质一、曲柄存在的条件强调曲柄能作整周圆周运动的重要性（在实际生产中用电机带动）a+b≤b+c由三角形任意两边和大于第三边推导出a+c≤b+da+b≤c+d整理上式得：a≤b a≤c a≤d由此得：（△）※铰链四杆机构中曲柄存在的条件：（△）（1）、连架杆与机架中必有一个是最短杆；（△）（2）、最短杆与最长杆长度之和必小于或等于其余两杆长度之和。
强调：上述两条件必同时满足，否则铰链四杆机构中无曲柄存在。
（△）※根据曲柄存在条件，推出重要结论。
（△）铰链四杆机构三种基本类型的判别方法：（△）⑴若铰链四杆机构中最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和则：（△）①取最短杆为连架杆时，构成曲柄摇杆机构；（35分钟）课件或挂图展示通过诱导启发得出结论四杆机构实物演示语气强调此结论（△）②取最短杆为机架时，构成双曲柄机构；（△）③取最短杆为连杆时，构成双摇杆机构。
（△）⑵若铰链四杆机构中最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和，则无曲柄存在，只能构成双摇杆机构。
（△）二、急回特性（△）1、急回特性的推出：由挂图讲解摆过两个极限位置时曲柄转过的角度之差；曲柄由AB2转过角度φ1摇杆由C1D摆到C2D（两极限位置）摆过的角度ψ，设C的平均速度为V1所需要时间为t1；曲柄由AB2回到AB1转过角度φ2摇杆CD自C2D回到C1D，角度仍为ψ设C 的平均速度为V2，所需要的时间为t2，由图不难看出φ1＞φ2, t1＞t2即得V2＞V1，实际应用V1为工作行程，V2为空程。
铰链四杆机构说课稿
《铰链四杆机构的基本性质》说课稿冯殿红40岁，教龄20年，新安县职业高中机械专业课教师。
我的教学体会是：教师首先应唱好课堂教学这出重头戏，通过直观、启发、演示、电教等手段充分吸引、调动学生的求知欲，“抓住了学生，也就抓住了课堂”；教师应在生活上关心、体贴学生，做他们的良师益友。
一、说教材教材地位及作用：本节课选自全国技工学校机械类通用教材《机械基础》中的第五章第二节。
《机械基础》是机械专业的一门技术基础课，同时也是一门能直接用于指导生产的课程。
在整个教学计划中处于承上启下的地位。
铰链四杆机构不仅本身应用广泛，而且是平面四杆机构、多杆机构的基础，同时为以后如凸轮等机构的学习打下必要的基础，其教学成败直接关系到能否达到教学大纲所规定的培养目标。
本节课在学习了铰链四杆机构的基本类型及应用后，再进一步探索其基本性质即曲柄存在条件、急回特性及行程速比系数K、死点位置，为掌握其他形式的铰链机构打基础，为学习专业知识和今后利用机械原理进行技术革新提供理论指导。
（二）教学目标：根据本节课的内容、教学大纲的要求，参照学生现有知识水平和理解能力，确定本节课的教学目标为：1）知识目标：掌握和理解铰链四杆机构的曲柄存在条件；理解急回特性的概念、行程速比系数K的含义及死点问题的处理。
2）能力目标：培养学生的分析、观察、理解、思维和运用等能力。
3）情感目标：培养学生学习兴趣，养成爱动脑、勤思考的好习惯，培养学生正确的思维方法和学习方法，增加他们做一名有知识有能力的现代技术工人的信心。
（三）教学重点与难点：教学重点是曲柄的存在条件，因为只有准确把握了曲柄的存在条件，才能真正理解四杆机构的基本形式及其转化，理解通过改变某些构件的形状、相对长度或选择不同的构件作为机架得到的一些其他演化形式的机构，为今后对机械机构进行维护、技术创新等打下良好基础；次重点是急回特性，它用行程速比系数K表示，K对于设计、改造机构，提高机构的工作效率起着十分重要的作用；教学难点是急回特性，K与极位夹角θ有关，并且与铰链四杆机构的第三个基本性质死点位置也有关系，要运用物理中运动学、工程力学中力学性质等对这些问题进行分析和处理，对职业学校的学生来说确有一定的难度。
铰链四杆机构的基本性质
铰链四杆机构的基本性质”，这是《机械基础》课程中的一部分内容，《机械基础》这门课是机电专业学生的一门必修课，它为本专业学生学习专业课程提供了基础理论，所以在授课中要准确地把握它在各学科中承上启下的纽带作用，以及对生产实践的指导作用。
现从教材分析、教法设计、学法指导以及教学过程四个方面分别进行阐述，对该节内容教学设计如下：一、教学分析1、教材的地位和作用本节内容属于高教版《机械基础》中第6章的第1节。
平面连杆机构作为常用机构中应用最广的一类，其为学习其他机构提供了分析方法，也是学生今后使用、改造各类机械的理论基础。
而该章的第2节“铰链四杆机构的基本性质”一共阐述了三大问题：急回特性、死点位置和曲柄存在的条件。
本次教学设计中中只对急回特性和死点位置两个问题进行详细地讲解，这一部分内容含概的知识点多，理论性较强，是前一节内容的深化和提升，又是后面学习铰链四杆机构演化的基础和铺垫，并对生产实践起着重要指导意义。
所以这部分内容是第九章乃至整本书的重点，在全书中占有极其重要的地位。
2、学情分析要想讲好一堂课，不仅要备教材，还要备学生，只有对授课对象也就是学生的知识结构、心理特征进行分析、掌握，才能制定出切合实际的教学目标和教学重点。
在学习本节内容之前，学生已经掌握了曲柄摇杆机构的组成，以及曲柄或摇杆为主动件的运动关系，而且也有一定的力学知识，所以学生已经具备了探究本节内容的理论基础，但是缺乏实践经验和对各学科知识的综合运用能力，并且相当一部分学生缺乏自信心，又正处于叛逆心理较重的青春期。
基于学生的这些特点结合教材内容，首先要营造平等、宽松的教学氛围，设法激发起学生的学习兴趣，并结合授课内容多给出几组实例，把理论性较强的课本知识形象化、生动化，引导学生探究学习并把各科知识进行融会贯通。
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《铰链四杆机构的基本性质》说课稿
通州中专机电工程部陆静
铰链四杆机构的基本性质，这是《机械基础》课程中的重要的一部份。
《机械基础》这门课是机电专业学生的一门必修课，它为本专业学生学习专业课程提供了基础理论，所以在授课中要准确地把握它在各学科中承上启下的纽带作用，以及对生产实践的指导作用。
今天说课的内部实质意义是这门课程的重点之一，现从教材分析、教法设计、学法指导以及教学目标、教学过程五个方面分别进行论述。
一、教材分析
1、教材的地位和作用
今天所讲的内部实质意义归属第四版《机械基础》中第三章的第2节。
整个第三章讲的是最简单的平面连杆机构，它作为常用机构中应用最广的一类为学习其他机构提供了分析方法，也是学生今后施用、改造各类机械的理论基础。
而该章的第3节"铰链四杆机构的基本性质"一共论述了三大问题：急回特性、死点位置和曲柄存在的条件。
本次说课中只对急回特性和死点位置两个问题进行讲解，这一部分内部实质意义含盖的常识点多，理论性较强，是前两节内部实质意义的深化和提升，又是后面学习铰链四杆机构演化的基础和铺垫，并对生产实践起着重要指导意义。
所以这部门内部实质意义是第三章乃至整本书的重点。
2、学情分析
要想讲好一堂课，不仅要备教材，还要备学生，只有对授课对象也就是学生的常识结构、生理特征进行分析、掌握，才能制定出切合实际的教学方法和教学重点。
在学习本节内部实质意义以前，学生已经掌握了曲柄摇杆机构的组成，以及曲柄或摇杆为主动件的运动机构，而且也有一定的力学常识，所以学生已经具备了探究本节内部实质意义的理论基础，可是缺乏实践经验和对各学科常识的综合运用能力，并且相当一部分学生缺乏自信心，又正处于叛逆生理较重的青春期。
基于学生的这些特点结合教材内部实质意义，首先要营造平等、宽松的教学氛围，设法激发起学生的学习兴趣，并结合授课内部实质意义多给出几组实例，把理论性较强的讲义常识形象化、生动化，引导学生探究学习并把各科常识进行融会贯通。
二、教学目标
（1）掌握急回特性和死点位置孕育发生的条件
（2）明确急回特性和死点位置在实践中的应用
（3）掌握行程速比系数和极位夹角的概念
能力目的：（是利用本节所学常识点加以拓展）
培养学生的主观自觉积极性，思维的积极性
提高其分析问题和处理完成问题的能力
情感目的：通过引导学生参与分析问题和处理完成问题的过程，使学生体验成功的感受，激发学生的学习热情，增强学生自信心.
根据制定的教学目的和学生现有的常识结构，我确定了以下教学重点和难点
（4）教学重点和难点
教学重点为急回特性和死点的孕育发生条件，孕育发生条件对指导实践生产有着重要意义，所以在教学过程的三个环节中以不同的方式进行巩固、突出；
教学难点为急回和死点孕育发生原因，孕育发生原因的推导相对学生的基础而言有一定难度，在教学过程中主要以问题诱导方式分步进行化解。
三、教法设计
到这里对教材已经分析了，但教材只是教学的原始素材，是一种思绪，我们必须利用这个原始素材和思绪，想办法达到制定的教学目的，那么授课中教学方法的设计运用就尤其重要。
在本节内部实质意义的讲授中，根据这一课常识的特点和学生的实际，主要接纳启发诱导，探索发现的教学方法，配合以模型感受、多媒体演示等教学手段，增强了师生间的互动性，使教学更直观、形象。
四、学法指导
教师的教是为了不教而教，这要求我们教师在授课中不仅要让学生听懂、学会，还要指导他们的学习方法，不能让学生脱离老师这根拐棍就不会走路了，必须学会自主学习。
在本节内部实质意义的讲授中要引导学生积极思考，善于提出问题，形成主动探究和协作学习的良好学习习惯。
五、教学过程
1、导入新课（2—3分钟）
利用视频动画或图片来引入平面连杆机构的实例，让学生了解平面连杆机构的应用场合、概念及其特点；
2、讲授新课（35分钟）
利用模型说明铰链四杆机构的基本形式。
再利用大量的例题分析与讨论让学生得出急回特性、死点位置和曲柄存在的条件。
让学生加深对急回特性和死点位置两个问题的理解。
上课开始指出本次课的学习要求和任务，通过各种实例讲解加深学生对重点难点的理解和掌握，
3、课堂小结（2-3分钟）
下课前再次总结本次课的学习内容及重点难点
4、板书设计：
在进行多媒体教学，可适当在黑板对重点内容进行强调和分析
5、布置作业
布置2-3题课后作业
通过布置课后作业来进一步巩固学习效果。
（注：素材和资料部分来自网络，供参考。
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