平面四杆机构的基本性质死点的教学设计
最新《急回特性、死点位置》教案
《机械基础》教案教学环节教学内容教学说明组织教学1、学生与老师互致问候；2、清点人数；3、点评上次课的作业。
提示学生集中注意力回顾旧课1、铰链四杆机构的组成：机架、连架杆、连杆2、铰链四杆机构的分类：曲柄摇杆机构、双曲柄机构双摇杆机构3、铰链四杆机构的：1）、曲柄摇杆机构以最短杆的相邻杆作为机架2）、双曲柄机构以最短杆作为机架3）、双摇杆机构以最短杆的相对杆作为机架4、曲柄存在的条件：1）、最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其他两杆长度之和2）、连架杆和机架中必有一杆是最短杆三种基本类型的运动过程一定再演示一遍，加深学生的印象，一方面因为这是上次课的重点，另外它还是今天新课内容的铺垫。
通过对上一节知识的复习，将问题引入到本节的教学课题上来讲授新课动画导入、提出问题、引发思维、诱趣探求1、动画导入、设疑1）动画导入1）问题通过提问和动画演示的方式激发学生的兴趣，同时增加学生的感性认识培养学生的观察能力和分析问题的能力讲授新课“影片中刨刀的往复运动速度是否相同？”学生很快可以看出，刨刀的运动速度不一样，当它进行切削加工时速度较慢，而不做功的回程速度较快，这时我会告诉学生刨刀的这种运动特性称为急回特性。
那么这急回特性是如何产生的呢?它产生的条件是什么，它在生产中又有什么意义呢？带着这些问题进入新课。
2、探索研究新课的第一个问题是要找出急回产生的原因，这是本节中的第一个难点，为了突破这个难点，我把它的探究过程分为以下四步：第一步：演示曲柄摇杆机构，提出问题。
学生根据前面的复习内容，结合图片演示不难看出，曲柄做等速回转时，会使从动的摇杆获得变速摆动，也就是它的空回行程比工作行程速度要快，从而得到这样一个结论：在曲柄摇杆机构中存在有急回特性。
第二步：继续演示机构，提出共线的问题。
学生很快会发现在曲柄回转这一周的过程中会和连杆出现两次共线，而且两者共线时，摇杆刚好处于一左一右两个极限位置，这时我会给出极位夹角的概念，并在图中明确的表示出来，这个重点概念的给出为后面的推导做好了铺垫。
《平面四杆机构》课件
目 录
• 平面四杆机构简介 • 平面四杆机构的基本形式 • 平面四杆机构的运动特性 • 平面四杆机构的优化设计 • 平面四杆机构的实例分析 • 平面四杆机构的创新与发展
01
平面四杆机构简介
定义与特点
定义
平面四杆机构是指在平面内由四 个刚性构件通过低副（铰链或滑 块）连接而成的相对固定和相对 运动的机构。
总结词
随着科技的不断发展，平面四杆机构的设计 也在不断创新，新型的平面四杆机构在结构 、性能和应用方面都得到了显著提升。
详细描述
新型平面四杆机构采用了先进的材料和设计 理念，使得其具有更高的稳定性和耐用性。 同时，新型平面四杆机构在运动学和动力学 方面也进行了优化，能够实现更加精准和高
效的运动控制。
平面四杆机构的分类
根据连架杆的形状
曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构。
根据机架的长度
长机架四杆机构、短机架四杆机构。
02
平面四杆机构的基本形式ຫໍສະໝຸດ 曲柄摇杆机构总结词
曲柄摇杆机构是平面四杆机构中最常 见的形式之一，其中一根杆固定作为 曲柄，另一根杆作为摇杆，通过曲柄 的转动来驱动摇杆的摆动。
详细描述
特点
具有结构简单、工作可靠、传动 效率高、制造容易等优点，因此 在各种机械和机构中得到广泛应 用。
平面四杆机构的应用
01
02
03
曲柄摇杆机构
用于将曲柄的转动转化为 摇杆的往复摆动，如搅拌 机、榨汁机等。
双曲柄机构
用于实现两个曲柄的等速 转动，如机械式钟表的秒 针机构等。
双摇杆机构
用于将两个摇杆的往复摆 动转化为另一个摇杆的往 复摆动，如雷达天线驱动 机构等。
详细描述
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。
平面四杆机构的基本特性
§3-3平面四杆机构的基本特性
【教学目的与要求】
1、掌握平面四杆机构的极限位置、极位夹角、行程速比系数、传
动角、压力角、及死点等概念；
2、了解急回特性、死点等在工程上的应用；
3、培养学生对四杆机构分析的初步能力。
【重点与难点】
四杆机构的急回特性和转力特性；行程速比系数、传动角、压力角的概念；死点位置及越过死点的方法。
【教学方法】
讲授、演示讨论法相结合：用模型演示分析来讲授急回特性、传力特性和死点位置由同学讨论并用实例说明过死点的及死点的应用。
【教具、挂图】
铰链四杆机构模型。
教学过程。
平面连杆机构中“死点”的巧妙讲解
平面连杆机构中“死点”的巧妙讲解作者：许根祥来源：《职业教育研究》2007年第08期摘要：“死点”是平面连杆机构的重要工作特性之一，学生理解和掌握有难度，通过建立、演示、再现、强化“死点”表象，分析原因、总结规律，并适度拓宽教材，可以将“死点”讲活。
关键词：平面连杆机构；死点在平面连杆机构中，当机构处于连杆与从动曲柄共线的两个位置时，会出现传动角γ=0°，压力角α=90°的情况。
主动件通过连杆作用于从动件的力恰好通过其回转中心，不能使从动件转动，我们把此位置称为“死点”，它是平面连杆机构的重要工作特性之一。
中职各类《机械基础》教材大纲大都以曲柄摇杆机构为例，用简短的几行文字，进行分析、说明，笔者在教学实践中体会到，对“死点”这一内容，仅仅照本宣科，学生理解和掌握起来有难度，要顺利地渡过这一难关，需要一个将“死点”活讲的过程。
联系现实生活，建立“死点”印象现实生活是学习的起点。
平面连杆机构来源于生活，要让学生深入生活，引导他们发现问题，探究规律，构建模型。
连杆机构“死点”的工作特性是抽象的，需要一个“死点”表象建立的过程。
结合家用缝纫机，分析曲柄摇杆机构在其脚踏板机构中的典型应用，既可以实现新旧知识的衔接，又为后面表象的建立埋下伏笔。
挖掘学生已有的感性认识，可以建立“死点”表象。
初用缝纫机者，大都会出现踏不动或正反转不定现象。
阐明“产生这种卡死或运动不定”现象的原因就是曲柄摇杆机构中“死点”对传动的影响，学生关于“死点”的表象也就随之建立。
演示再现过程，强化“死点”现象前面学生形成“死点”表象是教师通过语言和文字叙述，经过学生的想象回忆而建立的，这种表象是肤浅的。
教育学理论认为，表象愈完整、愈清晰，学生就愈能顺利、正确地形成科学的概念。
因此，演示曲柄摇杆机构的实物模型，再现“死点”现象，教师结合学生有目的的观察予以指导，可以使学生已建立的“死点”表象进一步清晰、完整。
为此，笔者作了如下演示：1.如图1，演示曲柄AB为主动件，摇杆CD为从动件的机构运动，观察有无“卡死”或“运动不确定”现象。
机械原理课程教案—平面连杆机构及其分析与设计
机械原理课程教案一平面连杆机构及其分析与设计一、教学目标及基本要求1掌握平面连杆机构的基本类型，掌握其演化方法。
2,掌握平面连杆机构的运动特性，包括具有整转副和存在曲柄的条件、急回运动、机构的行程、极限位置、运动的连续性等；3.掌握平面连杆机构运动分析的方法，学会将复杂的平面连杆机构的运动分析问题转换为可用计算机解决的问题。
4.掌握连杆机构的传力特性，包括压力角和传动角、死点位置、机械增益等；正确理解自锁的概念，掌握确定自锁条件的方法。
5,了解平面连杆机构设计的基本问题，掌握根据具体设计条件及实际需要，选择合适的机构型式；学会按2~3个刚体位置设计刚体导引机构、按2~3个连架杆对应位置设计函数生成机构及按K值设计四杆机构；对机构分析与设计的现代解析法有清楚的了解。
二、教学内容及学时分配第一节概述（2学时）第二节平面连杆机构的基本特性及运动分析（4.5学时）第三节平面连杆机构的运动学尺寸设计（3.5学时）三、教学内容的重点和难点重点：1.平面四杆机构的基本型式及其演化方法。
2.平面连杆机构的运动特性，包括存在整转副的条件、从动件的急回运动及运动的连续性；平面连杆机构的传力特性，包括压力角、传动角、死点位置、机械增益。
3.平面连杆机构运动分析的瞬心法、相对运动图解法和杆组法。
4.按给定2~3个位置设计刚体导引机构，按给定的2~3个对应位置设计函数生成机构，按K值设计四杆机构。
难点：1.平面连杆机构运动分析的相对运动图解法求机构的加速度。
2.按给定连架杆的2~3个对应位置设计函数生成机构。
四、教学内容的深化与拓宽平面连杆机构的优化设计。
五、教学方式与手段及教学过程中应注意的问题充分利用多媒体教学手段，围绕教学基本要求进行教学。
在教学中应注意要求学生对基本概念的掌握，如整转副、摆转副、连杆、连架杆、曲柄、摇杆、滑块、低副运动的可逆性、压力角、传动角、极位夹角、行程速度变化系数、死点、自锁、速度影像、加速度影像、装配模式等；基本理论和方法的应用，如影像法在机构的速度分析和加速度分析中的应用、连杆机构设计的刚化一反转法等。
平面连杆机构死点的分析与应用
开发研究平面连杆机构死点的分析与应用刘海峰叶文清董康霖余浩李娜（武昌工学院机械工程学院，湖北武汉430065）摘要:平面连杆机构中最为常见的就是较■链四杆机构，死点即为是较链四杆机构的一个特性。
在实际工程中死点的存在有利有弊,针对这一现象，对死点特性做进一步分析，并举例说明，为后续研究提供参考。
关键词:死点；机构；应用；自锁0引言死点是连杆机构中比较常见的特性，死点的出现会造成机构出现“卡死'的状态，当机构位于死点位置时机构的运动方向不定,故机构的死点同时也是机构的运动转折点。
当机构位于死点时，无论机构有多大的驱动力，都无法将机构驱动运转,在这种情况下死点对传动件不利,我们应该加以改善，但是有些机构正是利用了死点的这一删的特性,满足了工作中一些机构的特殊需求。
所以死点的出现有利有弊，我们应该站在一个公正的角度去看待这一问题，在机械设计中巧妙地去运用它。
1死点的基本特性1.1死点的概念图］所示的曲柄摇杆机构（不考虑杆件自重问题），设摇杆CD为主动件，当C点运动至G与C2时（即为虚线位置），此时机构的传动角Y=0。
（或压力角a=90°），这时的主动件CD通过连杆BC作用于从动件AB上的力恰好通过其回转中心，作用力与运动方向垂直，此时源于连杆的驱动力对从动件曲柄AB的转动力矩为零，此时无论主动件CD有多大的力，都无法带动从动件，整个机构处于静止状态,而且从动件的运动方向也无法确定,既可以正转也可以反转,机构的这种位置称做死点。
图1四杆机构的死点1.2死点与极位和自锁的区别在曲柄摇杆机构中机构的死点与机构的极位实际上指的是机构的同一位置，都处于曲柄与连杆共线的位置，不同点就在于机构的主动件不同。
当曲柄为主动件、摇杆为从基金项目：武昌工学院大学生科研项目（2018XSZ07）o作者简介：刘海峰（1998-）,男，河南信阳人，本科，研究方向：机械设计制造及其自动化。
动件时，曲柄与连杆共线出现极位。
平面四杆机构的基本特性
A图 平面四杆机构B的图基本特性
问题：摇杆在两个极限位置时， 所对应的曲柄和连杆处于怎样 的位置关系？
C图
第一步：在曲柄摇杆机构中，当曲柄与连杆两次共线时，摇杆位 于两个极限位置，简称极位；
此时输入构件曲柄相对应位置之间所夹角的锐角θ称为 极位夹角。
平面四杆机构的基本特性
第二步：已知主动件曲柄作匀速圆周运动,速度为v
例2：飞机起落架 BC、CD共线，机构处于死点位置，承受着陆时的地面反力，作用于CD
的力通过其铰链中心D，故起落架不会反转（摇杆CD不会转动），从而使飞 机的降落更加安全可靠。
平面四杆机构的基本特性
小结：
平面四杆机构具有急回特性的条件： ① 主动件作整周回转运动； ② 从动件往返运动且有极位； ③ 从动件存在两极位时，主动件相应的有极位夹角θ，且极位 夹角θ ≠0。
问题1：摇杆在空回行程和工作 行程往复摆动的过程中，哪个行 程运动速度较快？为什么？
平面四杆机构的基本特性
问题2：你用过缝纫机吗？ 当你踩缝纫机踏板时，由 于操作不当，遇到过踩不 动或使缝纫机飞轮反转的 情况吗？这是为什么呢？
平面四杆机构的基本特性
重点：急回特性和死点 位置的概念
知识准备1：平面连杆机构的定义、组成？
1、定义：平面连杆机构是通过若干构件用平面低副连接而成的 机构。 2、组成：固定不动的杆件AD称为机架，与机架相连的杆AB和杆 CD称为连架杆；不与机架相连的杆BC称为连杆。
平面四杆机构的基本特性
平面连杆机构
知识准备2：铰链四杆机构具有曲柄的条件？
1、最短杆与最长杆长度之和小于或等于其它两杆长度之和 （称为杆长之和条件）； 2、连架杆和机架中必有一杆是最短杆。
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“平面四杆机构的基本性质死点”的教学设计
所属一级学科：交通运输大类（代码：）
所属二级学科：水上运输类（代码：）
专业：轮机工程技术（轮机管理）（代码：）
课程名称：《轮机工程基础》
知识点名称：平面四杆机构的基本性质死点
适用对象：高职高专轮机工程技术（轮机管理）专业学生
主讲教师：孔晓丽
教学背景
“轮机工程基础”是轮机工程技术专业的专业基础课程，主要内容涵盖机械制图、轮机工程材料、机构与机械传动、仪表与单位、工程力学。
其知识点是海船船员三管轮适任考试课程“船舶主推进动力装置”和“船舶辅机”的组成部分。
本课程前导课程是“高等数学”和“力学”，后续课程是“船舶柴油机”、“船舶辅机”、“轮机维护与修理”。
“机构与机械传动”作为其中非常重要的一部分内容，目的是使学生具有能够识别船舶机械中常用机构组成、工作特性和通用机械零件结构特点的能力，具有选择常用机构和通用零件的能力。
本课题是“机构与机械传动”中很重要的一个知识点，注重理论和实际应用相结合。
《轮机工程基础》课程依据公约马尼拉修正案、国家海事局高级船员最新考纲和现代船舶轮机管理的工作需求设置；同时考虑到“以职业素质为基础，以适岗能力为本位”的教育教学指导思想和航海高职高专学生的认知规律，兼顾满足远洋船舶轮机人才需求、船舶轮机岗位群能力的需求和对于高级船员的适任要求。
课程中的“机构与机械传动”部分又在船舶柴油机和船舶辅机当中得到了广泛的应用。
所以，学习本课题不仅为专业课程的学习奠定必要的理论基础，而且培养学生的机械理论素养，提高学生对专业现象的分析能力，为学生步入“轮机管理员”、“轮机维修员”岗位后的持续发展作了准备。
二、“机构与机械传动”教学目标
(一)课程总体目标：本课程的目标是使学生掌握必需的机构与机械传动知识，达到公约和中华人民共和国海事局关于海船船员二三管轮提出的与本课程有关的适任标准，为成为船舶管理级轮机员奠定知识和能力基础。
（二）课程具体目标
、知识目标：
掌握专业必需的机构与机械传动方面的基础知识。
、能力目标
初步具备综合运用机构与机械传动理论知识的能力，能初步分析轮机工程实际中的典型问题，为《船舶柴油机》、《船舶辅机》、《轮机维护与修理》等后续专业课的学习打下良好的基础。
具体如下：
）识别船舶机械中常用机构组成、工作特性和通用机械零件结构特点的能力，具有选择常用机构和通用零件的能力；
）学会运用标准、规范、手册等有关技术资料的能力。
（三）素质目标
）具有一定的机械意识；
）具有独立分析问题、解决问题的能力；
）具有热爱科学、实事求是、独立思考的素养；
）具有创新意识和创新精神；
）具有诚实守信、认真负责、积极向上的职业精神和职业道德意识；
）树立科学发展观，注重生态环保；执行行业标准和法规，注重技术安全和劳动保护；
）与其他成员形成良好人际关系，善于团队协作。
三、教学方法
学生在学习本门课之前，已经积累了《力学》和《高等数学》等基础知识，但是对于常用机构的原理、性质、应用并不了解，本课题以应用最广泛的一种机构：平面四杆机构为目标进行科学设计，以讲授为主，借助多媒体课件展示丰富的动画，并安排学生实际操作模型，使学生对平面四杆机构的性质有形象直观的认识，确定了讲授、演示、模型、实际操作、互动相结合的教学方法，具有教、学、做一体化的特点，通过对模型的直观认识和对死点特性的深刻体会，有助于学生的理解，同时调动学生积极性。
四、教学设计与实施
“机构与机械传动”部分介绍了常用机构和通用机械零件的工作原理、结构特点和应用，平面四杆机构应用广泛，在船舶柴油机和辅机上都起到了很重要的作用。
因此，掌握平面四杆机构的性质和应用可以为学生深入学习专业课打下牢固的基础。
本课题将现代化的教学手段（多媒体课件和动画）与模型，引入到了教学设计中，再结合动手操作，在实践当中掌握理论知识，凸显高等职业教育的特色，教、学、做相结合，用各种方法鼓励学生积极参与课程实践，提高学生的感受能力和操作能力，强化学生职业素养的培养。
具体实施如下：
课题名称：平面四杆机构的基本性质——死点
授课班级海轮授课时间分钟
适用对象轮机工程技术专业学生授课地点多媒体教室
教学目的掌握平面四杆机构的基本性质死点的概念；掌握死点的应用；
掌握克服死点的方法。
教学目标能力目标知识目标素质目标
具备识别平面四杆机构
的能力；
具备分析平面四杆机构
性质的能力；
初步具备综合运用专业
基础理论知识的能力。
掌握死点的概念；
掌握死点的应用；
掌握克服死点的方法。
培养学生分析问题解决
问题的能力；
具有一定的机械意识；
具有热爱科学、实事求
是、独立思考的素养。
任务与案例以曲柄摇杆机构(模型)为例，通过学生操作，教师讲授，使学生掌握死点性质，并学会应用与克服死点。
教学重点、难点及解决策略教学重点：死点的性质、死点的应用、克服死点的措施
教学难点：死点的性质及死点时机构的受力分析
解决策略：利用动画和实际操作模型使学生对平面四杆机构有了直观的认识，对死点的性质有了切身的体会，富含动画的多媒体课件和模型操作提高了学生的学习兴趣；通过多媒体展示案例动画，使学生对死点的应用及克服死点的措施有了深刻的理解，有效提高了教学效果。
教学实施步骤
序号教学环节教学内容方法与手段时间分配教学媒体
案例导入标、项目为载体、教学模式多样
化”高等职业教育的特色，将“引
动画分钟多媒体。