平面连杆机构教案

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1、学习情境2平面连杆机构主讲教师指导教师授课日期授课班级12模具、12焊接学习情境任务3设计搅拌机曲柄摇杆机构学时6能力目标1．平面四杆机构基本特性的分析能力，并能绘图表示；2．平面四杆机构的初步设计能力。训练项目设计平面四杆机构。知识点平面四杆机构的基本形式及其演化；平面四杆机构的特性；曲柄存在的条件、压力角、传动角、死点位置、极限位置、极位夹角、行程速比系数等基本概念；设计平面四杆机构的基本方法。教学重点与难点1.曲柄存在的条件；2.平面四杆机构设计的基本方法。教学方法任务驱动教学与典型案例讲解相结合教学准备课件，黑板，多媒体设备等。检测与评价教师评价与学生自评与互评相结合；职业能力

2、(占70%)、职业素质(30%)；评价成绩采用百分制。教案设计工作过程工作内容课前组织（5min）1．清点学生人数；2．检查授课环境；3．链接多媒体课件。任务导入（5min）平面连杆机构是将各构件用转动副或移动副联接而成的平面机构，例如我们常见的缝纫机踏板机构、公共汽车开关门、折叠伞、折叠床等。最简单最常见的平面连杆机构是由四个构件组成的，简称平面四杆机构，它的应用非常广泛，而且是组成多杆机构的基础。如图所示的搅拌器动力机构为曲柄摇杆机构，若已知摇杆CD的长度，摆角ψ和行程速比系数K，试设计该曲柄摇杆机构。资讯（90min）2.1铰链四杆机构的基本形式铰链四杆机构由四个构件组成，如图3

3、-1所示，其中起固定支座作用的构件4称为机架；与机架直接相连的构件称为连架杆，其中，可相对机架作整周定轴转动的连架杆1称为曲柄，只能相对机架作一定角度(小于360°)定轴摆动的连架杆3称为摇杆；与机架相对的构件2称为连杆。对于铰链四杆机构来说，机架和连杆总是存在的，因此可按照连架杆是曲柄还是摇杆，将铰链四杆机构分为三种基本形式：曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。2.1.1曲柄摇杆机构两连架杆一个为曲柄另一个为摇杆的四杆机构，称为曲柄摇杆机构。2.1.2双曲柄机构两连架杆均为曲柄的四杆机构称为双曲柄机构。2.1.3双摇杆机构若铰链四杆机构的两连架杆均为摇杆，则此铰链四杆机构称为双摇杆

4、机构。双摇杆机构在实际中的应用，主要是通过适当的设计，将主动摇杆的摆角放大或缩小，使从动摇杆得到所需的摆角；或者利用连杆上某点的运动轨迹实现所需的运动。2.2平面四杆机构的演化除前面介绍的三种基本形式的铰链四杆机构以外，在工程实际中还广泛采用含有一个移动副的四杆机构，即曲柄滑块机构。2.2.1曲柄滑块机构2.2.2曲柄滑块机构的演化对心曲柄滑块机构中，曲柄1为主动件，构件4为机架，各个构件之间具有不同的相对运动。因此，如果选取不同的构件作为机架，可得到各种不同的机构。这些机构都可以看成是通过改变曲柄滑块机构中的机架演化而来的。（1）导杆机构转动导杆机构；摆动导杆机构。（2）摇块机构（3

5、）定块机构若取滑块3为固定件2.2.3偏心轮机构偏心轮机构可以看成是由曲柄滑块机构演化而来的。2.3铰链四杆机构有曲柄的条件铰链四杆机构有3种基本形式，其区别在于连架杆是否为曲柄。在工程实际中，我们常利用四杆机构中的曲柄作为原动件输出回转运动，即此四杆机构为曲柄摇杆机构。但是在四杆机构中有的连架杆能作整周回转运动而成为曲柄，有的则不能。那么铰链四杆机构在什么条件下有曲柄存在呢？下面讨论连架杆成为曲柄的条件。如图3-19所示为铰链四杆机构ABCD中各杆件长度分别为a、b、c、d。若假定AB为曲柄，如果杆AB既能转到AB1，又能转到AB2的位置，则它就能绕A点整周转动而为曲柄。此时各杆的长

6、度应满足：在△B1C1D中a+bc即a+cb即a+b

7、否则机构只能为双摇杆机构。图3-19铰链四杆机构进一步分析，在满足“杆长之和条件”下，若以最短杆为机架，此时两连架杆均为曲柄，而得双曲柄机构；若以最短杆的相邻杆为机架，则最短杆为曲柄，而得曲柄摇杆机构；若以与最短杆件相对的杆件为机架，则得双摇杆机构。2.4压力角和传动角在生产实际中，除了考虑平面连杆机构的运动要求、实现预定的运动规律或运动轨迹外，还必须考虑机构的传力特性，使机构运转轻便，具有较高的传动效率。图3-20压力角和传动角在图3-20所