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2、双曲柄机构的构成条件;
3、双摇杆机构的构成条件。
教学难点:
曲柄存在的条件。
教学方法:
十步(实物模具演示、提问设置悬念、分析、得出结论、推理演绎、电教演示、范例、自学练习、反馈指导、讲评小结)教学法,直观演示教学法,启发—研究法、电化教学法。
教学用具:
示教板、用木材自制的两个铰链四杆机构及用Flash制作的相应内容的动画课件、展示台、投影仪一套、教师用机;
教学过程:
《复习有关内容》:
1、铰链四杆机构有三种基本形式,即曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。
2、曲柄:
与机架用转动副相连并能绕着该转动副作连续整周旋转运动的构件。
3、摇杆:
与机架用转动副相连并能绕着该转动副作往复摆动的构件。
4、曲柄摇杆机构:
一连架杆为曲柄、另一连架杆为摇杆的铰链四杆机构,其中曲柄作连续整周旋转运动,摇杆在一定范围内作往复摆动。
5、双曲柄机构:
两连架杆都为曲柄的铰链四杆机构,其中两曲柄都作连续整周旋转运动。
6、双摇杆机构:
两连架杆都为摇杆的铰链四杆机构,其中两摇杆都在一定范围内作往复摆动。
《导入新课》:
通过曲柄摇杆机构的实物模型演示其两共线位置,设疑提问,引导学生思考曲柄的存在必须满足一定的条件(设置悬念)。
《讲授新课》:
(一)曲柄存在的条件:
1、已知:
AB=a,BC=b,CD=c,AD=d,如图5-17所示,进行详细分析。
2、第一次共线时:
AC1D构成一个三角形,有两边之和大于第三边。
即:
b-a+c>da+d<b+c;
b-a+d>ca+c<b+d.
3、第二次共线时:
AC2D构成一个三角形,有两边之和大于第三边。
a+b<c+d.
4、考虑到两次共线正好四杆都重合成一直线,有:
(1)a+d≤b+c;
(2)a+c≤b+d;
(3)a+b≤c+d.
5、分析思考以上三式得出结论:
(1)a是最短杆;
(2)b、c、d中有一杆为最长杆;
(3)三式中必然有一式是:
最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆长度之和。
6、电教演示自制课件(打开多媒体课件),展示铰链四杆机构的三种基本形式与四杆长度的关系。
分析思考哪些情况有曲柄存在;
在曲柄存在的情况下,哪一杆件可能为曲柄?
7、得出推论,即曲柄存在的条件是:
最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和;
连架杆或机架中有一个是最短杆。
(二)推理演绎曲柄摇杆机构构成的条件:
1、演示两种曲柄摇杆机构,看其固定件有什么特征?
2、分析得出曲柄摇杆机构构成的条件(因有曲柄存在,应同时满足曲柄存在的两条件):
1、最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和;
2、以最短杆的相邻杆为机架。
(三)推理演绎双曲柄机构的构成条件:
1、演示双曲柄机构的固定件有什么特征?
2、分析得出双曲柄机构的构成条件(因有曲柄存在,应同时满足曲柄存在的两条件):
2、以最短杆为机架。
(四)推理演绎双摇杆机构的构成条件:
1、演示双摇杆机构的固定件有什么特征?
2、分析得出双摇杆机构的构成条件(因无曲柄存在,曲柄存在的两条件只要有一个不满足):
(1)满足第一个条件,但第二个条件不满足,就可构成双摇杆机构:
1、当最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和;
2、以最短杆的相对杆为机架。
(2)第一个条件不满足,也可构成双摇杆机构:
1、当最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和;
2、无论以哪根杆为机架,均可构成双摇杆机构。
(五)分析讲解记忆的方法和技巧:
深刻理解曲柄存在的条件,分析曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构中哪些有曲柄存在,哪些没有曲柄存在;
并与上述条件进行对比记忆。
《课堂练习》:
1、
例5—1:
铰链四杆机构中的四杆长度尺寸为:
AB=130mm,BC=150mm,CD=175mm,AD=200mm。
若取AD杆为机架,试判断此机构属于哪一种类型?
(板书解答过程)解:
∵AB为最短杆、AD为最长杆,它们的长度之和为AB+AD=130+200=330(mm),
其余两杆长度之和BC+CD=150+175=225(mm)。
∴最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和,无论以哪杆为机架,都构成双摇杆机构。
故取AD杆为机架,此机构属于双摇杆机构类型。
2、例5—2:
AB=450mm,BC=400mm,CD=300mm,AD=200mm。
试问以哪杆为机架,可以得到曲柄摇杆机构?
如以BC为机架,则会得到什么机构?
如以CD为机架,则会得到什么机构?
∵AD为最短杆、AB为最长杆,它们的长度之和为AD+AB=200+450=650(mm),其余两杆长度之和BC+CD=400+300=700(mm)。
∴最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和。
(1)如以最短杆的相邻杆为机架,构成曲柄摇杆机构。
故取AD杆的相邻杆AB或CD为机架,可以得到曲柄摇杆机构。
(2)如以最短杆为机架,构成双曲柄机构。
故取AD杆为机架,可以得到双曲柄机构。
(3)如以最短杆的相对杆为机架,构成双摇杆机构。
故取AD杆的相对杆BC为机架,可以得到双摇杆机构。
《自学练习》:
1、铰链四杆机构中的四杆长度尺寸为:
AB=45mm,BC=90mm,CD=70mm,AD=100mm。
若取AD杆为机架,此机构属于哪一种类型?
2、根据图5—30所注明的尺寸,判断各铰链四杆机构的类型。
《巡回指导》:
在学生自学练习的同时,教师进行巡回指导,及时发现学生中存在的误解或疑惑,纠正认识差距,缩短教师与学生间的距离,使师生关系融洽和谐。
及时反馈教与学,真正做到教师起主导作用,学生起主体作用。
实现教法、学法、能力训练三者统一。
《课堂小结》:
本节课学习的主要内容是利用铰链四杆机构的基本性质,即三种基本形式的构成条件判断铰链四杆机构的类型。
通过这次课的学习,我们应该掌握曲柄存在的条件和三种基本形式的构成条件,并且学会运用所学知识解决实际问题,即判断铰链四杆机构的类型,如何获得曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构?
(板书画线部分)
《布置作业》:
《机械基础》第三版习题册的填空题第3、9、12、13,判断题第4、10题,选择题第5、6、8、10题,作图填表题第1题,简述题第2题。
《板书设计》:
曲柄存在的条件
1、曲柄存在的条件;
2、曲柄摇杆机构的构成条件;
3、双曲柄机构的构成条件;
4、双摇杆机构的构成条件
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