1.2 铰链四杆机构（教案）《机械基础》（机工版·第2版）同步精品课堂

《机械基础》教案 详细教案 一、设计摘要 课程课题 任务1.2 铰链四杆机构 授课教师 1 学时数 1 授课班级 人数 授课时间 教学地点 理实一体化教室 二、设计意图 学情分析 职高学生对机械结构有一定直观认知，接触过自行车、折叠椅等含四杆机构的物品，但缺乏系统理论梳理。他们动手能力较强，对具象案例兴趣高，抽象思维稍弱，学习时需结合实物或动画理解。此前已学过构件、铰链等基础概念，为本课铺垫了知识基础，但对机构类型划分、曲柄存在条件等逻辑推导易混淆。部分学生可能觉得理论枯燥，需通过生活实例和互动操作激发兴趣，同时注重知识与技能的结合，帮助他们将理论用于分析实际机械，为后续专业技能学习打牢基础。 背景分析 铰链四杆机构是机械传动中最基本的机构之一，广泛应用于机床、汽车、纺织机械等设备中，如牛头刨床的工作台进给机构、汽车雨刮器等都依赖其实现运动转换。职高学生未来从事的机械维修、设备操作等岗位，常需接触含此类机构的设备，理解其原理对设备维护、故障排查至关重要。本节课是机械基础课程的核心内容，既承接前期构件连接的知识，又为后续学习复杂机构奠定基础，掌握其类型与判别方法，能帮助学生从机械结构本质理解设备工作原理，提升专业实践能力。 学习目标 设定 素质目标 知识目标 能力（技能）目标 感受机械机构在生活和生产中的广泛应用，增强对机械专业的学习兴趣。 培养严谨的分析思维，提升将理论知识应用于实际的意识。 能说出铰链四杆机构的三种基本类型，并能结合生活实例描述其运动特点。 熟记曲柄存在的两个条件。 掌握铰链四杆机构基本类型的判别方法，能根据四杆长度和机架位置判断机构类型。 能观察身边的机械装置（如折叠椅、剪草机），识别其中的铰链四杆机构并判断其类型。 能运用曲柄存在条件和类型判别方法，分析简单四杆机构的运动可能性。 学习任务 描述 了解铰链四杆机构的基本类型、特点及应用。 理解曲柄存在的条件。 掌握铰链四杆机构基本类型的判别方法。 教学资源 准备 教师准备：讨论主题、学生任务书； 学生准备：在线讨论、完成任务书。 教学重点 铰链四杆机构三种基本类型的结构特点和运动形式 教学难点 结合杆长关系和机架位置准确判别机构类型 教学难点突破方法 总结“杆长之和→最短杆位置→机构类型”的判别口诀，结合自行车、火车轮等实例分步讲解判别过程，再让学生分组练习典型例题 三、教学策略 教法 讲授法、演示法、讨论法； 学法 小组讨论法、自主阅读法。 四、教学资源 教材工具材料 《机械基础》，主编：朱明松，第2版；机械工业出版社。 教学情景 创设 五、教学过程 教学环节 教学内容 教师活动 学生活动 设计意图 知识复习与回顾（2分钟） [引入主题]（2分钟） 任务引入：了解铰链四杆机构的基本类型、特点及应用。 提出问题，认真回答问题。 接收并查看本节课堂任务书。查看并记住本节任务的学习目标。 1、组织学生回答问题，使同学们提起兴趣，对学习内容参与度更深。 2.下发和展示任务，让学生明确课堂任务，学习课堂知识。 新 课 导 入 （3分钟） [新课引入]（3分钟） 引导学生分析任务书，明确本节课的学习内容。 通过任务书，采用提问方式引出今天的内容。 1.跟上老师思路。 2.学生分小组交流讨论，总结出小组答案。 激发学生探索学习的欲望与兴趣，还可以把本次课程的内容快速引入课堂。 探索 新知（2分钟） 机构按其运动空间分为平面机构和空间机构两类。平面机构是指所有构件都在同一平面或相互平行平面内运动的机构;空间机构则相反，它主要传递空间复杂运动。 平面连杆机构是将所有刚性构件以转动副或移动副连接而成的平面机构，属于低副机构。它能够实现某些较为复杂的平面运动，在生产中广泛用于动力的传递或运动形式的改变。在平面连杆机构中，最常见的是由四个构件组成的四杆机构，而构件间全部以转动副连接成的四杆机构称为铰链四杆机构。铰链四杆机构是四杆机构的基本形式，也是其他多杆机构的基础。 上课前老师收集相关的新专业、职业、技能等知识。 学生对新专业了解后，再上网查一下新专业所涉及的知识点。 使用学生对新专业有个大概了解，自己再去收集相关资料补充自己的知识面。 学 习 新 知（14分钟） 1.曲柄摇杆机构 若铰链四杆机构的两个连架杆一个为曲柄，另一个为摇杆，则此铰链四杆机构称为曲柄摇杆机构。如图1-7所示的雷达天线俯仰角度调整装置，当原动曲柄1转动时，通过连杆2、可以使与摇杆3固定连接的抛物面天线做一定角度的摆动，以调整天线的仰角度。 图1-8所示的缝纫机踏板机构，当原动摇杆(踏板)CD上下摆动时通过连杆BC、使曲柄(曲轴)AB转动，从而将动力输出。 2.双曲柄机构 若铰链四杆机构的两个连架杆均为曲柄，则此铰链四杆机构称为双曲柄机构。图1-10所示为惯性筛机构，其中ABCD为双曲柄机构，当主动曲柄AB做等角速度转动时，从动曲柄DC做变角速度转动，通过构件CE使体做变速往复直线移动，面上的物料由于惯性而来回抖动，从而实现筛选功能。 3.双摇杆机构 在铰链四杆机构中，若两个连架杆都是摇杆，则称其为双摇杆机构。图 1-16所示为鹤式起重机的提升机构。当主动摇杆AB摆动时，从动摇杆 DC也随之摆动，并使连杆BC上E点的轨迹近似于水平直线，该点所吊重物做水平移动，从而避免了由不必要的升降所引起的能耗。 主要讲解铰链四杆机构的基本类型。 学生在书本上找出对应的内容并勾画出重点内容。 通过直观教学法，使用电教媒体PPT的形式，不仅能进一步激发学生的兴趣，也有利于加深学生对知识的理解和对内容的掌握。 曲柄是能做整周回转的连架杆，只有这种能做整周回转的构 件才能用电动机等连续转劲的装置来驱动，所以，曲柄是机 构中的关键构件。铰链四杆机构中是否存在曲柄，取决于各 构件长度之间的关系。 在如图 1-19所示的曲柄摇杆机构中，设曲柄AB、连杆 BC、摇杆 CD 和机架 AD 的杆长分别为 a、6、c、d，当曲柄 AB 回转一周时，B点的轨迹是以A为圆心、半径等于a的圆。当B点通过B，和B，点时，曲柄ABB3与连杆BC出现两次共线，AB能否顺利通过这两个位置，是AB能否成为曲柄的关键。下面根据处于这两个位置时各构件的几何关系来分析曲柄存在的条件。 由式(1-1)与式(1-2)可得，铰链四机构中曲柄存在的条件为: 1)连架杆与机架中必有一个是最短杆。 2)最短杆与最长杆的长度之和必小于或等于其余两杆的长度之和。 上述两个条件必须同时满足，否则铰链四杆机构中无曲柄存在。 教师根据课本内容讲解曲柄存在的条件。 学生跟上老师的思路； 抽取学生回答老师的提问； 让学生能够快速的掌握学习内容，突破了课程内容难点。 根据曲柄存在的条件，可以推导出铰链四杆机构三种基本类型的判别方法: 1)若铰链四杆机构中最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆的长度之和，则: ①取最短杆为连架杆时，构成曲柄摇杆机构。 ②取最短杆为机架时，构成双曲柄机构。 ③取最短杆为连杆时，构成双摇杆机构。 2)若铰链四杆机构中最短杆与最长杆的长度之和大于其余两杆的长度之和，则无曲柄存在，只能构成双摇杆机构。 教师讲解铰链四杆机构基本类型的判别，通过展示图片和理论相结合的形式，更形象的记忆 学生跟上老师的思路； 图片展示更加直观 学生再练习（6分钟） 4、分配任务：（6分钟）（思政导入：团队合作，培养学生学会思考，解决问题能力） 1）、以小组为单位回答问题：曲柄存在的两个条件是什么？ 2）、每组派出代表回答老师提问 4）、学生分组相互评价 5）、老师点评，哪个组最好，回答最准确。评出优胜小组。 1、教师分配任务小组任务，随堂进行观察和指导。 2.讨论完成后，教师以提问形式选择学生进行问题的回答。 3.各组互评后，教师进行总结评价。 学生小组讨论后每个组派一人或者两人回答。学生之间互评打分。 学生对知识的一个巩固过程，调动学生的学习积极性。 课堂 总结（2分钟） 教师总结（2分钟） 今天我们学习了铰链四杆机构的三种类型：能实现转动和摆动转换的曲柄摇杆机构，如缝纫机踏板；两杆都能整周转动的双曲柄机构，像火车轮联动装置；两杆都只能摆动的双摇杆机构，比如鹤式起重机。我们还掌握了曲柄存在的两个条件：杆长之和要满足，最短杆位置是关键。记住判别步骤：先看杆长关系，再定最短杆位置，就能分清机构类型。这些知识能帮大家看懂身边的机械，以后操作或维修设备时，就能更明白其中的道理，课后可以多观察身边的机械，试着分析一下哦。 布置下节课任务（40分钟） 布置下节课任务（40分钟） 预习下节课内容 布 置 作业（13分钟） [完成作业]（13分钟） （1）已知一铰链四杆机构的杆长分别为20mm、30mm、40mm、50mm，若以20mm的杆为机架，该机构属于哪种类型？ （2）若铰链四杆机构的杆长不满足“最短杆+最长杆≤其余两杆之和”，该机构一定是什么类型？ 板书 设计 六、教学评价 教学评价 七、教学反思 教学反思 本节课通过生活实例导入，激发了学生兴趣，但部分学生对曲柄存在条件的理解仍显模糊，尤其在杆长关系与最短杆位置结合判别的环节，抽象思维转换较慢。模型操作环节虽调动了积极性，但小组分工需更明确，避免个别学生被动参与。教学中实例选择可更贴近学生专业，如增加机床相关案例，增强职业关联性。下次教学可提前让学生自带含四杆机构的小物件，课前进行分类观察，课堂上结合实物推导理论，同时设计分层练习，帮助不同基础学生巩固知识。 教师分配任务 学分组讨论 学生问题提问 学生分组回答 教师总结 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$