教案6(机构演化、特征)

1、授 课 日 期2013.03.26审 批 节 序 第三章 累 计 课 时 二学时课题: 二、铰链四杆机构的演化机构 三、铰链四杆机构的运动特性 教学目的: 了解铰链四杆机构的演化过程、演化机构的类型和特点。学会铰链四杆机构的运动分析，学会有关概念：急回特性、摆角、极位夹角、压力角、传动角、死点。教学重点: 演化机构的类型和特点、铰链四杆机构的运动分析和有关概念：急回特性、摆角、极位夹角、压力角、传动角、死点。教学难点: 运动分析和有关概念。教学方法及教改手段: 本节课采用讲授法并结合参观陈列室进行教学。在讲摆角、极位夹角、压力角、传动角时要讲清概念同时还要讲清这几个角度的几何作图法。讲死点时要

2、理论联系实际进行讲解。教学用具:铰链四杆机构和演化机构。教材分析及教学过程:(内容附后)教 案 首 页 课程:机械设计基础 A、复习上一节课内容： 铰链四杆机构的基本类型和有曲柄存在的条件。 B、讲授新内容： 一 、四杆机构的演化 演化过程：以曲柄摇杆机构为例： 以曲柄AB为主动件匀速转动时，C点的运动轨迹是以D为圆心，以CD为半径的圆弧。若因工作需要要求C点的运动轨迹越来越平直时，则CD杆的长度就越来越长，当要求C点的运动轨迹为一条直线时，则要求CD杆的长度为无穷长，很显然这是不可能的，所以说，由于CD杆长不能无限的长，所以使曲柄摇杆机构在应用上就有一定的局限性。 用教具演示保证C点的运动轨

3、迹不变在C 点处增加一个移动副，则成为四构件、三个转动副和一个移动副构成的机构低副机构演化机构。 类型（见第4页）： 有曲柄滑块机构（对心或偏置两种）、摇块机构、定块机构、导杆机构（有转动、摆动两种）。 二、连杆机构的运动特性： 急回特性及行程速比系数： 什么是急回特性 空回行程的平均速度（v回）大于工作行程的平均速度（v工）。 具有急回特性的机构所具有的特点 缩短了非生产时间，提高了生产效率；增大了工作行程的动力。 可能具有急回特性的机构及条件 从动件作往复运动的机构。 如：曲柄摇杆机构以摇杆为从动件；曲柄滑块机构以滑块为从动件；摆动导杆机构以导杆为从动件等。 行程速比系数（急回特性系数）

4、令： 讨论：当K1时，v回v工，机构具有急回特性，且K值越大，机构的急回特性越明显； 当K1时，v回v工，机构没有急回特性。 摆角和极住夹角的概念和几何作图求法： 经过推导： 讨论：当0时，K1，机构具有急回特性； 当0时，K1，机构没有急回特性； 角越大，K值越大，机构的急回特性越明显； 三、压力和传动角的概念和几何作图求法： 压力角：力与运动速度的方向线间所夹的锐角，用表示。 F1=Fcos 有效分力（使CD杆转动的转矩F2CD）F2=F sin 无效分力（使运动副内产生摩擦力的力） 压力角越大则有效分力越大、传动越省力。=90 时有效分力F1等于零。 因为不好度量且不直观，故引入传动角。

5、 传动角：连杆与从动件轴线间所夹的锐角。 =90 为了使机构具有良好的传力性能，所以不能太大，（越小，传力性能越好），故要求：max ， =4055 。即要求min ， min=3550。 角可在图上直观看出，因为机构 在运动过程中角在变化，所以在C1C2弧上各点的压力角是不同的。 四、死点位置： 因为使CD杆转动的力矩MD=FcosCD=FsinCD所以当=90 或=0 时，MD=0。故CD杆不能转动，机构出现“卡死”现象，此时连杆和从动件共线。 死点位置：从动件和连杆轴线共线时的位置。 克服死点位置的方法 ：惯性；机构错排；限制主动摇杆不要摆到极限位置。死点位置的应用：夹具机构 、飞机的起

6、落架。有死点位置的机构：曲柄摇杆机构摇杆为主动件两个死点位置。平行四边形机构任一曲柄为主动件两个死点位置。双摇杆机构任一摇杆为主动件两个死点位置。曲柄滑块机构滑块为主动件两个死点位置。摆动导杆机构导杆为主动件两个死点位置。 C、德育教育内容：透过表面现象，抓住机构的实质，生产力的发展，推动了平面连杆机构的演化，以适应生产的发展，机构的进一步提高。尽管表面形式不一，但其实质相同，都是连杆机构，具有不同的特点和性能。用一分为二的观点分析四杆机构的基本性质。如：死点位置，既有利又有弊。对于连续运转的机械来讲是不利的。要设法克服。像缝纫机的脚踏板机构等。对于快速夹具，飞机起落架，折叠椅等。都是利用其死点位置，达到机构稳定的目的。在设计四杆机构的压力角和传动角时，从全局出发，既不能太大，也不能太小，只有控制局部利益，才能保证机构传动的整体效益。 D、新知识、新技术： 计算机辅助分析铰链