平面四杆机构教学设计
平面四杆机构教学设计
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------平面四杆机构教学设计平面四杆机构1/ 29目录 CONTENTS教学分析2教学过程4Teaching AnalysisTeaching Process1教学设计Teaching Design3教学反思Teaching Refletion---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 目录 CONTENTS教学分析2教学过程4Teaching AnalysisTeaching Process1教学设计Teaching Design3教学反思Teaching Refletion3/ 29教学分析Teaching Analysis教材分析内容分析目标分析学情分析重难点分析7.1平面机构自由度与运动副材料力学工程力学机械设计液压传动第七章平面运动机构第八章齿轮传动机构第九章其他常用机构第十章滚动轴承第十一章轴和轴毂连接7.2平面机构运动简图 7.3机构具有确定运动的条件7.4平面四杆机构机电一体化专业基础课---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 教学分析Teaching Analysis教材分析内容分析目标分析学情分析重难点分析应用广泛日常的生产生活中很多装置及设备都应有平面四杆机构或者其变形形式类型多样拥有多种类型及其变形形式，需注意辨别0102平面四杆机构基础机构最简单的连杆机构，为以后学习多杆机构打下基础。
机械原理 第三章 平面连杆机构及其设计
2
二、连杆机构的特点 优点：
• 承受载荷大，便于润滑
• 制造方便，易获得较高的精度 • 两构件之间的接触靠几何封闭实现 • 实现多种运动规律和轨迹要求
y B a A Φ b β c ψ ψ0 C B φ A D M3
3
连杆曲线
M
M1
M2
连杆
φ0
d
D
x
缺点：
• 不易精确实现各种运动规律和轨迹要求；
27
55
20
40
70
80 (b)
例2：若要求该机构为曲 柄摇杆机构，问AB杆尺寸 应为多少？
解：1.设AB为最短杆
即 LAB+110≤60+70 2.设AB为最长杆 即 LAB+60≤110+70 3.设AB为中间杆 即 110+60≤LAB+70 100≤LAB LAB≤120 A
70
C
60
B
110
FB
D
36
2、最小传动角出现的位置
C b
F VC
B
c
A
d
D
当 为锐角时，传动角 = 当为钝角时，传动角 = 180º - 在三角形ABD中：BD² =a² +d² -2adcos 在三角形BCD中：BD² =b² +c² -2bccos (1) (2)
37
由（1）=（2）得：
b2 c 2 a 2 d 2 2ad cos cos 2bc
1）当 = 0º 时，即曲柄与机架重叠共线，cos =+1， 取最小值。
min
b c (d a ) arccos 2bc
机械原理教案 平面连杆机构及其设计
第八章平面连杆机构及其设计§8-1、连杆机构及其传动特点1、连杆机构及其组成。
本章主要介绍平面连杆机构（所有构件均在同一平面或在相互平行的平面内运动的机构）组成：由若干个‘杆’件通过低副连接而组成的机构。
又称为低副机构。
2、平面连杆机构的特点（首先让学生思考在实际生活中见到过哪些连杆机构：钳子、缝纫机、挖掘机、公共汽车门）1）运动副为面接触，压强小，承载能力大，耐冲击，易润滑，磨损小，寿命长；。
2）运动副元素简单（多为平面或圆柱面），制造比较容易；3）运动副元素靠本身的几何封闭来保证构件运动，具有运动可逆性，结构简单,工作可靠；4）可以实现多种运动规律和特定轨迹要求；（连架杆之间）匀速、不匀速主动件（匀速转动）→→→→→从动件连续、不连续（转动、移动）某种函数关系引导点实现某种轨迹曲线导引从动件（连杆导引功能）→→→→→引导刚体实现平面或空间系列位置5）还可以实现增力、扩大行程、锁紧。
连杆机构的缺点：1）由于连杆机构运动副之间有间隙，且运动必须经过中间构件进行传递，因而当使用长运动链（构件数较多）时，易产生较大的误差积累，同时也使机械效率降低。
2）连杆机构所产生的惯性力难于平衡，因而会增加机构的动载荷，所以连杆机构不宜用于高速运动。
3）难以精确地满足很复杂地运动规律（受杆数限制）4）综合方法较难，过程繁复；平面四杆机构的应用广泛，而且常是多杆机构的基础，本章重点讨论平面四杆机构的有关基本知识和设计问题。
§8-2、平面四杆机构的基本类型和应用（利用多媒体中的图形演示说明）1．铰链四杆机构的基本类型1）、曲柄摇杆机构曲柄：与机架相联并且作整周转动的构件；摇杆：与机架相联并且作往复摆动的构件；（还可以举例：破碎机、自行车（人骑上之后）等）2）、双曲柄机构铰链四杆机构的两连架杆均能作整周转动的机构。
还可以补充：平行四边形机构的丁子尺、工作台灯机构；火车驱动机构、摄影平台、播种料斗机构、关门机构等。
4次课平面四杆机构的类型及演化
课时授课计划第 4 次课【教学课题】：§3-1 平面机构的基本类型§3-3平面四杆机构的演化【教学目的】：掌握平面机构的基本类型及类型的判断方法。
【教学重点及处理方法】：平面机构的基本类型及类型的判断方法。
平面机构的演化及类型的判断方法。
处理方法：结合图详细讲解【教学难点及处理方法】：曲柄存在条件。
平面机构的演化及类型的判断方法。
处理方法：分析讲解【教学方法】: 讲授法【教具】：三角板【时间分配】：引入新课5min新课80 min小结、作业5min第四次课【提示启发引出新课】平面连杆机构是由若干结构通过低副连接而组成的机构。
平面连杆机构的用途：实现运动的变换；实现一定的动作；实现一定的轨迹。
它的特点是面接触，承载能力高、耐磨损；易于制造和获得较高的精度。
缺点是效率低，会产生较大的运动误差。
【新课内容】§3-1平面连接机构的基本类型当四杆机构各机件之间都转动副联接时，该四杆机构称为铰链四杆机构，它是四杆机构的基本形式。
在此机构中，固定的构件称为机架；与机架相连的构件称为连架杆；联接两连架杆的构件称为连杆。
曲柄：能作整周回转的连架杆。
摇杆：仅在一定角度范围内摆动的连架杆。
根据曲柄和摇杆的数目，铰链四杆机构可以分为三种基本型式平面四杆机构可分为两类：一、曲柄摇杆机构在铰链四杆机构中，若两连杆之一为曲柄，另一为摇柄时，则此铰链四杆机构称为曲摇杆。
二．双曲柄机构双曲柄机构：铰链四杆机构的两个连架都是曲柄时，称为双曲柄机构。
三、双摇杆机构双摇杆机构：铰链四杆机构的两连架杆都是摇杆时，称为双摇杆机构。
在双摇杆机构中，若两摇杆的长度相等，称为等腰梯形机构。
四、铰链四杆机构中曲柄存在的条件铰链四杆机构分成三种基本类型：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构。
这三种类型的主要区别在于是否存在曲柄及存在几个曲柄。
1、曲柄的存在条件杆AB、BC、CD、DA的长度分别以a、b、c、d表示。
设杆AB 为曲柄，杆CD为摇杆，当曲柄AB与连杆BC重叠共线时，CD处于左极限位置；当曲柄AB与连杆BC拉直共线时，CD处于右极限位置。
课程设计四杆机构
课程设计四杆机构一、教学目标本课程旨在让学生掌握四杆机构的原理、类型和应用；培养学生运用数学知识解决实际问题的能力；引导学生通过观察、分析、设计四杆机构，培养其创新意识和团队合作精神。
具体来说，知识目标包括：1.了解四杆机构的定义、分类和基本原理。
2.掌握四杆机构的设计方法和步骤。
3.熟悉四杆机构在实际应用中的各种案例。
技能目标包括：1.能够运用数学方法分析四杆机构的运动特性。
2.能够运用计算机软件进行四杆机构的仿真和设计。
3.能够独立完成四杆机构的设计和制作。
情感态度价值观目标包括：1.培养学生对机械结构的兴趣和好奇心。
2.培养学生勇于探索、积极思考的科学精神。
3.培养学生关注社会、关爱环境的意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括四杆机构的定义、分类和基本原理，四杆机构的设计方法和步骤，以及四杆机构在实际应用中的各种案例。
具体安排如下：1.第一课时：四杆机构的定义、分类和基本原理。
2.第二课时：四杆机构的设计方法和步骤。
3.第三课时：四杆机构在实际应用中的各种案例。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法、实验法等。
1.讲授法：用于讲解四杆机构的基本原理和设计方法。
2.讨论法：用于分析四杆机构在实际应用中的各种案例。
3.案例分析法：通过分析具体案例，使学生更好地理解四杆机构的原理和应用。
4.实验法：让学生亲自动手制作和测试四杆机构，提高其实践能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将选择和准备以下教学资源：1.教材：《机械原理》2.参考书：《四杆机构设计手册》3.多媒体资料：四杆机构动画演示、实际应用案例视频等。
4.实验设备：四杆机构实验套件、测量工具等。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试等，以全面反映学生的学习成果。
1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与程度、提问和回答问题的情况，以及小组讨论的表现来评估学生的学习态度和理解程度。
平面四杆机构的设计
以A为圆心、 l1为半径作圆， 交C1A的延长线于
B1， 交C2A于B2， 即可得连杆的长度l2=B1C1=B2C2
以及机架的长度l4=AD。 机构AB1C1D即为该机构在
极限位置时的运动简图。
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机械设计基础
cos l2 cos l4 l3 cos
sin l2 sin l3 sin
机械设计基础
Machine Design Foundation
平面四杆机构的设计
该机构的四个杆组成封闭多边形。取各杆在坐标轴 x和y上的投影，可得以下关系式：
将cosφ和sinφ平移到等式右边，再把等式两边平
机械设计基础
Machine Design Foundation
平面四杆机构的设计
1.3 按给定的行程速度变化系数设计
在设计具有急回特性的平面四杆机构时， 通常 按照实际的工作需要， 先确定行程速度变化系数K的
数值， 并按式（6 - 2）计算出极位夹角θ， 然后利用
机构在极限位置时几何关系， 再结合其它有关的附加 条件进行四杆机构的设计， 从而求出机构中各个构件 的尺寸参数。
P
平面四杆机构的设计
NM
图6- 25 按K值设计曲柄摇杆机构
机械设计基础
Machine Design Foundation
平面四杆机构的设计
解 设计的实质就是确定曲柄与机架组成的固定
铰链中心A的位置， 并求出机构中其余三个构件的长 度l1、 l2和l4。
其设计步骤如下：
(1) 计算极位夹角θ。
根据给定的行程速度变化系数K， 由式（4 - 9）计
解 设计的实质就是确定连架杆与机架组成的固定
铰链中心A和D的位置， 并由此求出机构中其余三个构 件的长度l1、 l3和l4。
机械基础 第三版 教案 模块四 机械常用结构
机构的急回特性。
行程速比系数K表明急回运动的相对程度。
2.传力特性2.1压力角：作用于从动件上的力与其作用点C的绝对速度方向之间所夹的锐角，称为压力角。
压力角的余角称为传动角。
四杆机构体现了机构在运动中的配合关系，改变不同长度，可以实现不同状态的运动，引出学生要有配合，灵活的思想等速运动是从动件上升或下降的速度为一常数的运动规律。
2)等加速等减速运动规律从动件在推程(或回程)的前半段行程作等加速运动，后半段行程作等减速运动。
4.凸轮机构的传力特性凸轮机构的型线导致从动件运动规律的不同，可以引出不同的思路可以创造不同结知识点五螺旋机构一、螺纹的基本知识1根据压型分类2螺纹根据牙型可分三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹等，其中三角形螺纹主要用于零件间连接，矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹主要用于传递动力和运动。
3.按螺旋方向分类根据螺旋线绕行方向的不同，螺纹可分为右旋螺纹和左旋螺纹4.按形成螺纹线数分类螺纹有单线和多线之分，沿一条螺旋线形成的螺纹为单线螺纹，沿多条螺旋线形成的螺旋为多线螺纹，多线螺纹中，以双线螺旋较为常用5.按螺旋线形成的表面分类在圆柱体外表面上形成的螺纹称为外螺纹，在圆柱内表面形成的螺纹称为内螺纹6.螺纹的参数内、外螺纹总是成对使用的，只有当内、外螺纹的牙型、公称直径、螺距、线数和旋向五个要素完全一致时，才能正常地旋合。
二、螺旋机构的基本知识1.分类：传力螺旋、传动螺旋、调整螺旋2.螺旋机构的特点(1)当螺杆转过一周时，螺母只移动一个导程，而导程可以做得很小。
故螺旋机构可以得到很大的减速比。
(2)由于减速比大，当在主动件上施加一个不大的扭矩时，在从动件上可获得一个很大的推力，即螺旋机构具有很大的机械利益。
(3)选择合适的螺旋升角可以使螺旋机构具有自锁性。
(4)结构简单、传动平稳、无噪声等。
(5)滑动螺旋的效率较低，特别是自锁螺旋的效率都低于50%。
3.螺旋机构的运动形式4.滚动螺旋机构。
第2章平面连杆机构教案（精选5篇）
第2章平面连杆机构教案（精选5篇）第一篇：第2章平面连杆机构教案第2章平面连杆机构平面连杆机构——由若干个构件通过平面低副(转动副和移动副)联接而构成的平面机构，也叫平面低副机构平面连杆机构具有承载能力大、结构简单、制造方便等优点，用它可以实现多种运动规律和运动轨迹，但只能近似地实现所要求的运动。
最简单的平面连杆机构由四个构件组成，简称平面四杆机构。
是组成多杆机构的基础只介绍四杆机构§2-1 平面四杆机构的基本类型及其应用一，铰链四杆机构铰链四杆机构——全部由回转副组成的平面四杆机构，它是平面四杆机构最基本的形态。
如图2-1a所示，铰链四杆机构由机架4、连架杆(与机架相连的 1、3两杆)和连杆(与机架不相联的中间杆2)组成。
如图所示曲柄——能绕机架上的转动副作整周回转的连架杆。
摇杆——只能在某一角度范围(小于360°)内摆动的连架杆。
铰链四杆机构按照连架杆是曲柄还是摇杆分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构三种基本型式。
1、曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构——两连架杆中一个是曲柄，一个是摇杆的铰链四杆机构。
当曲柄为原动件时，可将曲柄的连续转动，转变为摇杆的往复摆动。
应用：雷达调整机构2、双曲柄机构两连架杆均为曲柄的铰链四杆机构称为双曲柄机构。
当原动曲柄连续转动时，从动曲柄也作连续转动如图所示在双曲柄机构中，若其相对两杆相互平行如右图所示，则成为或平行四边形机构(平行双曲柄机构)。
如图所示当平行四边形机构的四个铰链中心处于同一条直线上时，将出现运动不确定状态，一般采用相同机构错位排列的方法，来消除这种运动不确定状态。
如图所示应用：在机车车轮联动机构中，则是利用第三个平行曲柄来消除平行四边形机构在这种死点位置的运动不确定性。
3、双摇杆机构两连架杆均为摇杆的铰链四杆机构称为双摇杆机构应用：飞机起落架通过用移动副取代转动副、变更杆件长度、变更机架和扩大转动副等途径，可以得到铰链四杆机构的其他演化型式二，含一个移动副的四杆机构 1，曲柄滑块机构通过将摇杆改变为滑块，摇杆长度增至无穷大，可得到曲柄滑块机构，如图所示对心曲柄滑块机构与偏置曲柄滑块机构曲柄滑块机构应用于活塞式内燃机2、导杆机构在图所示曲柄滑块机构中，若改取杆1为固定构件，即得导杆机构。
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教学设计
设计思路：
本次课程的主要内容：首先通过PPT图片引出本次课程的学习内容平面四杆，然后通过介绍平面四杆机构的概念，并进行详细的讲解让学生理解并记住，引出新名词曲柄摇杆概念让学生分组进行讨论研究。
教师介绍平面四杆机构的基本类型，并对每个类型讲解，列举生活中的应用实例，最后介绍四杆机构的判别方法，最后教师进行总结。
教学内容：平面四杆机构。
教学目标：
知识与能力目标：1、引领学生对平面四杆机构进行学习。
2.提升学
生理论知识与实际应用结合的能力。
过程与方法目标：培养学生提出问题、解决问题的能力。
情感态度与价值观目标：1.引导学生学习，调动学生学习积极性。
2.培养学生的自信心。
教学重点：平面四杆机构的组成。
教学难点：平面四杆机构的分类。
教学方法：案例教学法、分组讨论法
教材准备：《机械基础》
学情分析：学生在之前课时中已经学习过高副低副以及构件的概念。
教材分析：《机械基础》是中等职业教育规划新教材，本次课《键连接和销连接》选自课本第四章第一节，介绍了键和销连接功能、类型、结构形式及应用是本书重点内容之一。
为后面学习第五章构件、机械
的基础知识、工作原理和基本技能等知识打好理论知识基础，在机械专业中具有不容忽视的重要的地位。
教学过程：
1.首先教师通过复习之前课程学习过的高副低副以及构件的基本概
念并介绍平面四杆机构的概念，提问学生生活中有哪些类型的四杆机构？让学生进行思考。
2.教师通过展示平面四杆机构的图片，让学生对于平面四杆机构有
一个大致的了解，然后详细介绍每一构件。
3.教师讲解平面四杆机构的各种类型，并列举生活中的应用实例，
让同学们有进一步的了解。
4.教师通过讲授法给学生讲解平面四杆机构的判别方法。
5.教师最后进行评价总结，知识建构。
教学评价：根据学生在课堂上的表现，课堂学习的氛围，师生之间的互动情况反思教学设计思路是否合理，教学内容的选择和教学过程的安排是否合理，学生是否能跟上教师的节奏，内容的转换是否突兀，讲解的内容是否符合由浅入深的教学原则，并作出相应的修改和调整。
案例教学是互动式的教学，学生可以变被动听讲为主动参与，有利于调动其学习积极性和主动性，激励学员独立思考，提高学生理解、运用和驾驭知识的能力，改善教学效果。