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鉸鏈四桿機構(gòu)的基本性質(zhì)教案鉸鏈四桿機構(gòu)的基本性質(zhì)學(xué)科 機械基礎(chǔ) 第七章第3節(jié)課題 鉸鏈四桿機構(gòu)的基本性質(zhì)授課時數(shù) 2 授課日期 2009.5.22 授課班級 機電一體化教學(xué)目標與要求 1通過分析曲柄搖桿機構(gòu)的運動，使學(xué)生理解急回特性和死點位置的形成原因2掌握行程速比系數(shù)K的含義及計算3明確死點位置的含義教學(xué)重點和難點 重點：機構(gòu)急回特性形成分析難點：急回特性形成分析 死點位置的理解授課方法：（教具、掛圖和多媒體）演示、講授，再演示，再歸納講授教具：曲柄搖桿機構(gòu)教具、掛圖和多媒體等執(zhí)行后摘記 1通過教具、掛圖和多媒體演示，絕大數(shù)學(xué)生能較好掌握機構(gòu)的急回特性性和死點位置2在死點位置的理解上，主要是死點的克服問題，部分同學(xué)理解較慢，課后還需加強輔導(dǎo)教學(xué)內(nèi)容、過程及教時分配第一節(jié)課一、提問：（兩個同學(xué)） 4分鐘二、對上節(jié)課重點內(nèi)容再次總結(jié)：（要求學(xué)生牢固掌握） 3分鐘三、導(dǎo)入新課： 2分鐘四、講授新課： 36分鐘 1.分析曲柄搖桿機構(gòu)的運動： （5分鐘） 2.歸納： （7分鐘） 3.急回特性形成原因： （10分鐘） 4.提問： （2分鐘） 5.歸納： （3分鐘） 6.行程速比系數(shù)K： （9分鐘） 第二節(jié)課一、演示發(fā)現(xiàn)死點位置 5分鐘二、死點位置產(chǎn)生的原因分析：（分析過程并提問） 10分鐘三、對死點位置的理解要點： 22分鐘四、內(nèi)容小結(jié)： 6分鐘五、作業(yè)布置： 2分鐘復(fù)習舊課并導(dǎo)入新課提問并總結(jié)提問：1什么是曲柄搖桿機構(gòu)？什么是雙曲柄機構(gòu)？什么是雙搖桿機構(gòu)？2判斷下個鉸鏈四桿機構(gòu)的類型？總結(jié)：鉸鏈四桿機構(gòu)曲柄存在的條件是兩點：a連架桿與機架中必有一個是最短桿b最短桿與最長桿長度之和必小于或等于其余兩桿之和如有曲柄存在，再根據(jù)最短桿與機架之間的關(guān)系，具體確定曲柄搖桿機構(gòu)，雙曲柄機構(gòu)和雙搖桿機構(gòu)。導(dǎo)入新課 鉸鏈四桿機構(gòu)三種基本形式中， 曲柄搖桿機構(gòu)是最基本的。這節(jié)課將通過分析曲柄搖桿機構(gòu)的運動進一步研究鉸鏈四桿機構(gòu)的基本性質(zhì)。 講授新課 第二節(jié) 平面連桿機構(gòu)一急回特性和行程速比系數(shù)（板書）1、分析曲柄搖桿機構(gòu)的運動：（板書）（反復(fù)演示曲柄搖桿機構(gòu)的運動，注意當曲柄作主動件時，搖桿往復(fù)擺動的狀況。）提問：從演示中，你發(fā)現(xiàn)了什么？2、歸納：（板書）a能使用主動件曲柄的整周回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成搖桿的往復(fù)運動。b曲柄主動件，且作勻速轉(zhuǎn)動時，搖桿擺向與曲柄轉(zhuǎn)向相同時（工作行程）的擺動速度慢于搖桿擺向與曲柄轉(zhuǎn)向相反時（空回行程）的擺動速度。c急回特性：主動件曲柄作等速轉(zhuǎn)動，而搖桿空回行程的平均速度大于工作行程的平均速度。（機構(gòu)為什么會形成急回特性，再用教具演示，及用掛圖分析）。3、急回特性形成原因：（板書）（用掛圖1和多媒體分析）（圖略）分析：（板書）（1） 曲柄AB 搖桿CD位置： AB1AB2 （工作行程）左極限C1D右極限C2D 時間：t1 時間：t1 轉(zhuǎn)角：1=1800 + 擺角： = C1C2 轉(zhuǎn)速：（等速） 擺速：v1（平均）（2）位置：A B2AB1 （空回行程）右極限C2D左極限C1D 時間：t2 時間：t2 轉(zhuǎn)角：2=1800 擺角： = C2C1 轉(zhuǎn)速：（等速） 擺速：v2（平均） 1 2 t1 t2又 C1C2 = C2C1 v2（平均） v1（平均）形成原因：（板書）搖桿來回擺程相同而所時間不同，因此來回速度不同。提問：從你的 生產(chǎn)實習的經(jīng)驗中，你覺得急回特性有什么實際意義？歸納：（板書）：在一些機械中，利用機構(gòu)的急回特性能縮短空行程時間，以提高工作效率。（急回特性就是搖桿的空回行程平均速度大于工作行程的平均速度，如何來衡量這種空回行程與工作行程的快慢程度，引入行程速比系數(shù)概念）。4、行程速比系數(shù)K：（板書）K = 空回行程平均速度v2/ 工作行程平均速度v1 = 1/ 2=1800 + / 1800 （1） 極位夾角（主動件曲柄與連桿在兩共線位置時的夾角）K值的大小反映了機構(gòu)的急回特性。K1，有急回特性。K值愈大，回程愈快。=0時，K=1，此時，該機構(gòu)無急回特性。 由公式（1）變形得： = 1800K-1 / K+1(已知K，可求得) （2）第二節(jié)課 （演示）：（上節(jié)課以曲柄搖桿機構(gòu)的曲柄作主動件，分析了急回特性，現(xiàn)在以搖桿作主動件，機構(gòu)運動狀況如何？有什么特性？） 由學(xué)生動手操作教具發(fā)現(xiàn)死點 由學(xué)生回想初學(xué)縫紉機的經(jīng)驗卡死，不動，倒轉(zhuǎn)說明機構(gòu)確實存在死點歸納三.死點位置 （板書）1、死點位置的產(chǎn)生的原因（板書）（再次演示搖桿作主動件時，機構(gòu)的運動狀況，特別是注意連桿與曲柄出現(xiàn)兩次共線時的情況）歸納（板書）：搖桿為主動件時能將搖桿的往復(fù)擺動轉(zhuǎn)換為曲柄的回轉(zhuǎn)運動。（連桿與曲柄的兩次共線時，搖桿CD通過連桿BC傳給曲柄AB的力，其作用線必通過A點）提問：根據(jù)已學(xué)過的工程力學(xué)知識，這個力對A點的力矩等于多少？（由工程力學(xué)知識，該力對A點的力矩等于零，因此，曲柄AB不會轉(zhuǎn)動，這時的位置，就是死點位置）（對死點位置，我們必須明確以下幾點）2、對死點位置的理解要點：（板書）死點位置，就是連桿與從動件共線的位置搖桿作主動件時，搖桿的兩個極限文職，就是曲柄的兩個死點位置機構(gòu)處于死點位置時，從動件和整個機構(gòu)是靜止不動（卡死，自鎖）或產(chǎn)生不確定的現(xiàn)象（在死點位置B1，B2時，從動件正的方向可以順時針轉(zhuǎn)，也可以逆時針轉(zhuǎn)）死點位置有其不利的一面，也有其有利的一面。（利用死點位置卡死性質(zhì)，使機構(gòu)具有自鎖作用，如：飛機起落架等）死點的克服：a.利用慣性使機構(gòu)渡過死點。（增加從動曲柄本身重量，或附加一轉(zhuǎn)動慣量較大的飛輪）b.利用多組機構(gòu)的死點錯位。（利用幾組相同機構(gòu)聯(lián)動而又死點位置互相錯位來克服死點）死點位置在曲柄搖桿機構(gòu)中存在，在雙搖桿機構(gòu)，曲柄滑塊機構(gòu)等中也存在。3、小結(jié)：（板書）a.急回特性特點： 曲柄作主動件且等速轉(zhuǎn)動，從動件有急回特性 用行程速比系數(shù)K = 1800 + / 1800 來表示急回特性的大小 K1，有急回特性。K=1，無急回特性。b.死點位置要求： 搖桿作主動件，從動件（曲