平面機構(gòu)8個教案

1、 教案編號 1課題平面連桿機構(gòu)授課人曹國偉 課型新授課時8 教具Ppt 電腦原設(shè)計者戴春燦授課時間3、8教學(xué)目標1 了解平面運動副及分類。2 掌握鉸鏈四桿機構(gòu)的基本類型、特點及應(yīng)用。3 掌握鉸鏈四桿機構(gòu)類型的判定。4 了解含有一個移動副的四桿機構(gòu)的類型和應(yīng)用。5 理解曲柄搖桿機構(gòu)的急回運動特性和死點位置。6 了解凸輪機構(gòu)的組成、類型及應(yīng)用。7 了解棘輪機構(gòu)的組成、類型及運動特點。 教學(xué)重點1、 掌握鉸鏈四桿機構(gòu)的基本類型、特點及應(yīng)用。2、掌握鉸鏈四桿機構(gòu)類型的判定。3、理解曲柄搖桿機構(gòu)的急回運動特性和死點位置。 教學(xué)難點掌握鉸鏈四桿機構(gòu)類型的判定。教學(xué)過程（復(fù)習(xí)提問、精講設(shè)計、課前或中預(yù)習(xí)內(nèi)容

2、及要求、設(shè)計當堂測試和作業(yè)、隨堂小結(jié)等）第一課時 一、組織教學(xué)：清點人數(shù)，端正坐姿二、復(fù)習(xí)內(nèi)容：機器和機構(gòu)的區(qū)分 三、導(dǎo)入新課 人們的生活離不開機械，在日常生活中都隨處可見（例如：螺釘、自行車、汽車、挖掘機），它通常有兩類：一類是可以使物體運動速度加快的稱為加速機械（自行車、飛機）；一類是使人們能夠?qū)ξ矬w施加更大力的稱為加力機械（旋具、機床）。4、 講授新課 運動副的概念及應(yīng)用特點1.運動副：兩構(gòu)件之間直接接觸并能產(chǎn)生一定形式相對運動的可動聯(lián)接。根據(jù)接觸情況可分為高副和低副。（1）低副：兩構(gòu)件間作面接觸的運動副。根據(jù)運動特征分為轉(zhuǎn)動、副移動副和螺旋副。（2）高副：兩構(gòu)件間作點或線接觸的運動副。

3、按接觸形式不同分為滾輪接觸、凸輪接觸和齒輪接觸。2.運動副的應(yīng)用特點（1）低副特點：單位面積壓力小，傳力性能好，滑動摩擦，摩擦阻力大，效率低。不能傳遞較復(fù)雜的運動。（2）高副特點：單位面積壓力大，兩構(gòu)件接觸處容易磨損，制造和維修困難，能傳遞較復(fù)雜的運動。3.低副機構(gòu)與高副機構(gòu)機構(gòu)中所有運動副均為低副的機構(gòu)稱為低副機構(gòu)；機構(gòu)中至少有一個運動副是高副的機(a)轉(zhuǎn)動副 (b) 移動副 (c) 螺旋副 構(gòu)稱為高副機構(gòu)。5、 小結(jié) 運動副的分類和特點六、作業(yè)隨堂練 第二課時一、組織教學(xué)：清點人數(shù)，端正坐姿二、復(fù)習(xí)內(nèi)容 1、運動副的分類？2、低副和高副的特點？三、導(dǎo)入新課 門突然打開了？為什么呢？其實這個

4、問題就是我們今天要研究的問題。四、講授新課 1、 四桿機構(gòu)的組成鉸鏈四桿機構(gòu)是由轉(zhuǎn)動副聯(lián)結(jié)起來封閉系統(tǒng)。其中被固定的桿4被稱為機架不直接與機架相連的桿2稱之為連桿與機架相連的桿1和 桿3稱之為連架桿凡是能作整周回轉(zhuǎn)的連架桿稱之為曲柄，只能在小于 360°的范圍內(nèi)作往復(fù)擺動的連架桿稱之為搖桿。 2、四桿機構(gòu)的類型 鉸鏈四桿機構(gòu)根據(jù)其兩個連架桿的運動形式不同，可以分為曲柄搖桿機構(gòu)、雙曲柄機構(gòu)和雙搖桿機構(gòu)三種基本形式。3、曲柄搖桿機構(gòu) 在鉸鏈四桿機構(gòu)中的兩連架桿，如果一個為曲柄，另一個為搖桿，那么該機構(gòu)就稱為曲柄搖桿機構(gòu)。取曲柄AB為主動件，當曲柄AB作連續(xù)等速整周轉(zhuǎn)動時，從動搖桿CD將在

5、一定角度內(nèi)作往復(fù)擺動。由此可見，曲柄搖桿機構(gòu)能將主動件的整周回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成從動件的往復(fù)擺動。剪刀機是通過原動機驅(qū)動曲柄轉(zhuǎn)動，通過連桿帶動搖桿往復(fù)運動，實現(xiàn)剪切工作。用來調(diào)整雷達天線俯仰角度的曲柄搖桿機構(gòu)。汽車前窗的刮雨器。當主動曲柄AB回轉(zhuǎn)時，從動搖桿作往復(fù)擺動，利用搖桿的延長部分實現(xiàn)刮雨動作。在曲柄搖桿機構(gòu)中，當搖桿為主動件時，可將搖桿的往復(fù)擺動經(jīng)連桿轉(zhuǎn)換為曲柄的連續(xù)旋轉(zhuǎn)運動。在生產(chǎn)中應(yīng)用很廣泛?？p紉機的踏板機構(gòu)，當腳踏板（相當于搖桿）作往復(fù)擺動時，通過連桿帶動曲軸（相當于曲柄）作連續(xù)運動，使縫紉機實現(xiàn)縫紉工作。5、 小結(jié)1、四桿機構(gòu)的組成。2、四桿機構(gòu)的類型。六、作業(yè)隨堂練 第三課時 一、

6、組織教學(xué)：清點人數(shù)，端正坐姿二、復(fù)習(xí)提問1、四桿機構(gòu)由哪幾部分組成？2、四桿機構(gòu)的類型有哪些？三、導(dǎo)入新課 我們上節(jié)課學(xué)習(xí)了幾種機構(gòu)的類型，那么在日常生活中有何應(yīng)用呢？4、 講授新課1、雙曲柄機構(gòu)在鉸鏈四桿機構(gòu)中，若兩個連架桿均為曲柄，則該機構(gòu)稱為雙曲柄機構(gòu)。兩曲柄可分別為主動件。慣性篩中，ABCD為雙曲柄機構(gòu)，工作時以曲柄AB為主動件，并作等速轉(zhuǎn)動，通過連桿BC帶動從動曲柄CD，作周期性的變速運動，再通過E點的聯(lián)接，使篩子作變速往復(fù)運動。慣性篩就是利用從動曲柄的變速轉(zhuǎn)動，使篩子具有一定的加速度，篩面上的物料由于慣性來回抖動，達到篩分物料的目的。雙曲柄機構(gòu)中，當兩曲柄長度不相等時，主動曲柄作等

7、速轉(zhuǎn)動，從動曲柄隨之作變速轉(zhuǎn)動，即從動曲柄在每一周中的角速度有時大于有時小于主動曲柄的角速度，雙曲柄機構(gòu)中，常見的還有平行雙曲柄機構(gòu)和反向雙曲柄機構(gòu)。在雙曲柄機構(gòu)中，若兩個曲柄的長度相等，機架與連架桿的長度相等，這種雙曲柄機構(gòu)稱為平行雙曲柄機構(gòu)。蒸汽機車輪聯(lián)動機構(gòu)，是平行雙曲柄機構(gòu)的應(yīng)用實例。平行雙曲柄機構(gòu)在雙曲柄和機架共線時，可能由于某些偶然因素的影響而使兩個曲柄反向回轉(zhuǎn)。機車車輪聯(lián)動機構(gòu)采用三個曲柄的目的就是為了防止其反轉(zhuǎn)。當雙曲柄機構(gòu)對邊都相等，但互不平行，則稱其為反向雙曲柄機構(gòu)。反向雙曲柄的旋轉(zhuǎn)方向相反，且角速度也不相等。車門啟閉機構(gòu)中，當主動曲柄AB轉(zhuǎn)動時，通過連桿BC使從動曲柄CD

8、朝反向轉(zhuǎn)過，從而保證兩扇車門能同時開啟和關(guān)閉。 2、雙搖桿機構(gòu) 鉸鏈四桿機構(gòu)的兩個連架桿都在小于360°的角度內(nèi)作擺動，這種機構(gòu)稱為雙搖桿機構(gòu)。在鉸鏈四桿機構(gòu)中，若兩個連架桿均為搖桿時，則該機構(gòu)稱為雙搖桿機構(gòu)。在雙搖桿機構(gòu)中，兩桿均可作為主動件。主動搖桿往復(fù)擺動時，通過連桿帶動從動搖桿往復(fù)擺動。 雙搖桿機構(gòu)在機械工程上應(yīng)用也不少，汽車離合器操縱機構(gòu)中,當駕駛員踩下踏板時，主動搖桿AB往右擺動，由連桿BC帶動從動桿CD也向右擺動，從而對離合器產(chǎn)生作用。五、小結(jié)1、雙曲柄機構(gòu)的類型和應(yīng)用。2、雙搖桿機構(gòu)的類型和應(yīng)用。6、 作業(yè)隨堂練第四課時一、組織教學(xué)：清點人數(shù)，端正坐姿二、復(fù)習(xí)提問：1

9、、雙曲柄機構(gòu)有哪些類型？2、雙搖桿機構(gòu)有哪些類型？3、 導(dǎo)入新課 在日常生活中我們會看到很多機構(gòu)，但它會屬于哪一種呢？我們?nèi)绾蝸砼卸?？四、講授新課 曲柄存在的條件由上述以知，在鉸鏈四桿機構(gòu)中，能作整周回轉(zhuǎn)的連架桿稱為曲柄。而曲柄是否存在。則取決于機構(gòu)中各桿的長度關(guān)系，即要使連架桿能作整周轉(zhuǎn)動而成為曲柄，各桿長度必須滿足一定的條件，這就是所謂的曲柄存在的條件?？蓪q鏈四桿機構(gòu)曲柄存在的條件概括為：1 連架桿與機架中必有一個是最短桿；2 最短桿與最長桿長度之和必小于或等于其余兩桿長度之和。 上述兩條件必須同時滿足，否則機構(gòu)中無曲柄存在。根據(jù)曲柄條件，還可作如下推論：（1）若鉸鏈四桿機構(gòu)中最短桿與

10、最長桿長度之和必小于或等于其余兩桿長度之和，則可能有以下幾種情況：a以最短桿的相鄰桿作機架時，為曲柄搖桿機構(gòu)；b以最短桿為機架時，為雙曲柄機構(gòu)；c以最短桿的相對桿為機架時，為雙搖桿機構(gòu)。 (2)若鉸鏈四桿機構(gòu)中最短桿與最長桿長度之和大于其余兩桿長度之和，則不論以哪一桿為機架，均為雙搖桿機構(gòu)。 五、隨堂練習(xí)6、 小結(jié)1、 曲柄存在的條件？2、 四桿機構(gòu)類型的判定。7、 作業(yè)隨堂練第五課時一、組織教學(xué)：清點人數(shù)，端正坐姿二、復(fù)習(xí)提問：1、曲柄存在的條件？2、如何判定四桿機構(gòu)的類型？三、導(dǎo)入新課 四桿機構(gòu)有哪些特性呢？在生活中怎么為我們所用呢？4、 講授新課急回特性 極位夾角搖桿在C1D、C2D兩極

11、限位置時，曲柄與連桿共線，對應(yīng)兩位置所夾的銳角，用表示。 急回特性：空回行程時的平均速度大于工作行程時的平均速度。機構(gòu)的急回特性可用行程速比系數(shù)K表示： 極位夾角越大，機構(gòu)的急回特性越明顯。曲柄搖杯機構(gòu)中，當曲柄A B沿順時針方向以等角速度轉(zhuǎn)過1時，搖桿CD自左極限位置C1D擺至右極位置C2D，設(shè)所需時間為 t1，C點的明朗瞪為 V1；而當曲柄AB再繼續(xù)轉(zhuǎn)過2時，搖桿CD自C2D擺回至C1D，設(shè)所需的時間為 t2，C點的平均速度為 V2。由于12，所以 t1t2 ,V2Vl。由此說明：曲柄AB雖作等速轉(zhuǎn)動，而搖桿CD空回行程的平均速度卻大于工作行程的平均速度，這種性質(zhì)稱為機構(gòu)的急回特性。搖桿C

12、D的兩個極限位置間的夾角稱為搖稈的最大擺角，主動曲柄在搖桿處于兩個極限位置時所夾的銳角稱為極位夾角。 在某些機械中(如牛頭刨床、插床或慣性篩等)，常利用機械的急回特性來縮短空回行程的時間，以提高生產(chǎn)率。行程速比系數(shù)K：從動件空回行程平均速度V2與從動件工作行程平均速度V1的比值。K值的大小反映了機構(gòu)的急回特性，K值愈大，回程速度愈快。 KV2V1 (C2C1t2) (C1C2t1)（180°十） (180°一)由上式可知，K與有關(guān)，當0時，K1，說明該機構(gòu)無急回特性；當0時，Kl，則機構(gòu)具有急回特性。5、 隨堂練習(xí)6、 小結(jié) 1、急回特性的定義。 2、急回特性的意義及應(yīng)用。

13、七、作業(yè)隨堂練第六課時一、組織教學(xué)：清點人數(shù)，端正坐姿二、復(fù)習(xí)提問：1、什么是急回特性？2、急回特性的意義？三、導(dǎo)入新課 死點在日常生活中有意義嗎？有的話，如何應(yīng)用？4、 講授新課死點位置 在曲柄搖桿機構(gòu)中，如圖所示，若取搖桿為主動件，當搖桿在兩極限位置時，連桿與曲柄共線，通過連桿加于曲柄的力F經(jīng)過鉸鏈中心A，該力對A點的力矩為零，故不能推動曲柄轉(zhuǎn)動，從而使整個機構(gòu)處于靜止狀態(tài)。這種位置稱為死點。平面四桿機構(gòu)是否存在死點位置，決定于從動件是否與連桿共線。凡是從動件與連桿共線的位置都是死點。 對機構(gòu)傳遞運動來說，死點是有害的，因為死點位置常使機構(gòu)從動件無法運動或出現(xiàn)運動不確定現(xiàn)象。如上圖所示的縫

14、紉機踏板機構(gòu)（曲柄搖桿機構(gòu)），當踏板CD為主動件并作往復(fù)擺動時，機構(gòu)在兩處有可能出現(xiàn)死點位置，致使曲柄AB不轉(zhuǎn)或出現(xiàn)倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象。為了保證機構(gòu)正常運轉(zhuǎn)，可在曲柄軸上裝飛輪，利用其慣性作用使機構(gòu)順利地通過死點位置。 在工程上，有時也利用死點進行工作，如圖2所示的鉸鏈四桿機構(gòu)中，就是應(yīng)用死點的性質(zhì)來夾緊工件的一個實例。當夾具通過手柄1，施加外力F使鉸鏈的中心B、C、D處于同一條直線上時，工件2被夾緊，此時如將外力F去掉，也仍能可靠地夾緊工件，當需要松開工件時，則必須向上扳動手柄1，才能松開夾緊的工件。 五、隨堂練習(xí)六、小結(jié)1、死點的定義。2、死點的意義。七、作業(yè)隨堂練第7課時 一、組織教學(xué)：清點人數(shù)，

15、端正坐姿二、復(fù)習(xí)提問： 什么是死點？3、 導(dǎo)入新課 曲柄滑塊機構(gòu)是由哪種機構(gòu)演化而來呢？4、 講授新課曲柄滑塊機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)是具有一個曲柄和一個滑塊的平面四桿機構(gòu)，是由曲柄搖桿機構(gòu)演化而來的它能把回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為往復(fù)直線運動，或作相反的轉(zhuǎn)變。在曲柄滑塊機構(gòu)中，若曲柄為主動件，可將曲柄的連續(xù)旋轉(zhuǎn)運動，經(jīng)連桿轉(zhuǎn)換為從動滑塊的往復(fù)直線運動，圖所示的壓力機，當曲柄連續(xù)旋轉(zhuǎn)運動時，經(jīng)連桿帶動滑塊實現(xiàn)加壓工作；反之若滑塊為主動件，經(jīng)連桿轉(zhuǎn)換為從動曲柄的連續(xù)旋轉(zhuǎn)運動。鉸鏈四桿機構(gòu)的演化形式 改變構(gòu)件的形狀和運動尺寸 5、 隨堂練習(xí)6、 小結(jié) 曲柄滑塊機構(gòu)的演化。第8課時一、組織教學(xué)：清點人數(shù)，端正坐姿二、復(fù)

16、習(xí)提問： 曲柄滑塊機構(gòu)有幾種類型？三、導(dǎo)入新課 選用不同的構(gòu)件為機架會得到哪些機構(gòu)？4、 講授新課1、導(dǎo)桿機構(gòu)導(dǎo)桿是機構(gòu)中與另一運動構(gòu)件組成移動副的構(gòu)件。連架桿中至少有一個構(gòu)件為導(dǎo)桿的平面四桿機構(gòu)稱為導(dǎo)桿機構(gòu)。 （1）轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu) 圖1b所示導(dǎo)桿機構(gòu)，當時，機架1為最短桿，它的相鄰桿2與導(dǎo)桿4均能繞機架作連續(xù)轉(zhuǎn)動，故稱為轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu)（圖2a）；圖2b所示為插床機構(gòu)，其中構(gòu)件1、2、3、4組成轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu)，工作時，導(dǎo)桿4繞A點回轉(zhuǎn)，帶動構(gòu)件5及插刀6往復(fù)運動，實現(xiàn)切削。（2） 擺動導(dǎo)桿機構(gòu) 圖1b所示導(dǎo)桿機構(gòu)，當時，機架1不是最短桿，它的相鄰構(gòu)件導(dǎo)桿4只能繞機架擺動，故稱為擺動導(dǎo)桿機構(gòu)（圖3a）

17、。圖3b所示為刨床機構(gòu)，其中構(gòu)件1、2、3、4組成擺動導(dǎo)桿機構(gòu)，工作時，導(dǎo)桿4繞A點擺動，帶動構(gòu)件5及刨刀6往復(fù)運動，實現(xiàn)刨削。2、定塊機構(gòu) 若將曲柄滑塊機構(gòu)（圖1）中的構(gòu)件3作為機架，就演化成定塊機構(gòu)（圖2a)，此機構(gòu)中滑塊固定不動。圖2b所示的抽水機，就應(yīng)用了定塊機構(gòu)。當搖動手柄1時，在桿2的支撐下，活塞桿4即在固定滑塊3（唧筒作為靜件）內(nèi)上下往復(fù)移動，以達到抽水的目的。圖1 曲柄滑塊機構(gòu)3、搖塊機構(gòu) 若將曲柄滑塊機構(gòu)（圖1）中的構(gòu)件2作為機架，就演化成搖塊機構(gòu)（圖3a)，此機構(gòu)中滑塊相對機架搖動。這種機構(gòu)常應(yīng)用于擺缸式內(nèi)燃機或液壓驅(qū)動裝置。圖3b所示的自卸翻斗裝置，也應(yīng)用了搖塊機構(gòu)。桿1（車廂）可繞車架2上的B點擺動。桿4（活塞桿），液壓缸3（搖塊）可繞車架上C點擺動，當液壓缸中的壓力油推動活塞桿運動時，迫使車廂繞B點翻轉(zhuǎn)，物料