机械基础教案

《机械基础》课教案
授课专业：机电专业授课时间：90分钟章节：第七章平面连杆机构
第三节：铰链四杆机构的基本性质
组织教学（2分钟）：
1、学生按时进入课室，师生互相问候。

2、检查学生出勤、装束、精神状态情况。

3、宣布本次课题的内容及任务。

教学过程：
一、复习有关内容（6分钟）：
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。

3、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。

4、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。

5、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。

6、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。

二、导入新课（4分钟）：
通过曲柄摇杆机构的实物模型演示其两共线位置，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：
1、已知：AB=a，BC=b，CD=c，AD=d,如图7-3-1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。

图7-3-1 曲柄摇杆机构
即：b－a+c＞d a+d＜b+c；
b－a+d＞c a+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、电教演示自制课件（打开多媒体课件），展示铰链四杆机构的三种基本形式与四杆长度的关系。

分析思考哪些情况有曲柄存在；在曲柄存在的情况下，哪
一杆件可能为曲柄？
7、得出推论，即曲柄存在的条件是：最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和；连架杆或机架中有一个是最短杆。

（二）推理演绎曲柄摇杆机构构成的条件：
1、演示两种曲柄摇杆机构，看其固定件有什么特征？如图7-3-2
图7-3-2 两种曲柄摇杆机构
2、分析得出曲柄摇杆机构构成的条件（因有曲柄存在，应同时满足曲柄存在的两条件）：
1、最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和；
2、以最短杆的相邻杆为机架。

（三）推理演绎双曲柄机构的构成条件：
1、演示双曲柄机构的固定件有什么特
征？如图7-3-3
2、分析得出双曲柄机构的构成条件（因
有曲柄存在，应同时满足曲柄存在的两
条件）：图7-3-3 双曲柄机构
1、最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和；
2、以最短杆为机架。

（四）推理演绎双摇杆机构的构成条件：
1、演示双摇杆机构的固定件有什么特
征？如图7-3-4
2、分析得出双摇杆机构的构成条件（因
无曲柄存在，曲柄存在的两条件只要有
一个不满足）： 图7-3-4 双摇杆机构
（1）满足第一个条件，但第二个条件不满足，就可构成双摇杆机构：
1、当最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和；
2、以最短杆的相对杆为机架。

（2）第一个条件不满足，也可构成双摇杆机构：
1、当最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和；
2、无论以哪根杆为机架，均可构成双摇杆机构。

（五）分析讲解记忆的方法和技巧：深刻理解曲柄存在的条件，分析曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构中哪些有曲柄存在，哪些没有曲柄存在；并与上述条件进行对比记忆。

四、范例讲解题（15分钟）：
1、 例7-3-1：铰链四杆机构中的四杆长度尺寸为：AB=130mm ，BC=150mm ，
CD=175mm ，AD=200mm 。

若取试判断此机构属于哪一种类型？
（板书解答过程）解：∵AB 它们的长度之和为
其余两杆长度之和BC+CD=150+175=225（mm）。

∴最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和，无论以哪杆为机架，都构成双摇杆机构。

故取AD杆为机架，此机构属于双摇杆机构类型。

2、例7-3-2：铰链四杆机构中的四杆长度尺寸为：AB=450mm，BC=400mm，CD=300mm，AD=200mm。

试问以哪杆为机架，可以得到曲柄摇杆机构？如以BC为机架，则会得到什么机构？如以CD为机架，则会得到什么机构？
（板书解答过程）解：∵AD为最短杆、AB
它们的长度之和为AD+AB=200+450=650（mm
两杆长度之和BC+CD=400+300=700（mm）。

（1）如以最短杆的相邻杆为机架，构成曲柄摇杆机构。

故取AD杆的相邻杆AB或CD为机架，可以得到曲柄摇杆机构。

（2）如以最短杆为机架，构成双曲柄机构。

故取AD杆为机架，可以得到双曲柄机构。

（3）如以最短杆的相对杆为机架，构成双摇杆机构。

故取AD杆的相对杆BC
五、自学练习（25分钟）：
1、铰链四杆机构中的四
AB=45mm，BC=90mm，
若取AD
2、根据下图7-3-6
反馈教与学，真正做到教师起主导作用,学生起主体作用。

实现教法、学法、能力训练三者统一。

七、讲评小结（3分钟）：
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，如何获得曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构？（板书画线部分）
八、布置作业（2分钟）：
《机械基础》第四版习题册第39页的选择题第1、2、4、7、10，判断题第
1、2、8题，填空题第1、3题，应用题第1、3、5题。

九、教学后记：
本次课不但使学生掌握了曲柄存在的条件及三种基本形式的构成条件，还熟练地掌握了利用构成条件判断铰链四杆机构的类型。

作业的正确率很高，达92.6%，同学们也很赞同这种教学方法和学习方法。