平面四杆机构的基本特性

《平面四杆机构的基本特性》说课稿机电工程系刘楠楠一、教材的地位与作用《机械设计基础》是机械设计制造及其自动化专业近机类专业的一门主要专业课。本课程主要介绍一般机械中的常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本的设计理论和计算方法，同时扼要的介绍与本课程有关的国家标准和规范。在教学过程中综合运用先修课程中有关的知识与技能。本课程在培养学生的机械综合和设计能力及创新能力所需的知识结构中，占有十分重要的地位，为学生的日后工作打下良好的基础。本节课是选自机械工业出版社出版的《机械设计基础》第十一章第二节的内容。主要介绍平面四杆机构的基本特性——运动特性及传力特性。它即是上节平面四杆机构概述知识点的进一步强化，又为即将学习的平面四杆机构设计的奠定理论基础，是这一章中具有承上启下作用的一节。把平面四杆机构的基本特性讲清讲透，有助于开发和培养学生综合分析、运用机械的能力。二、教材的处理这节课教材上的内容包括：平面四杆机构中曲柄存在的条件、平面四杆机构的运动特性及传力特性三方面的内容。为了使课程内容更具连贯性，使学生的思路更顺畅，进一步发挥其分析问题的能力，我们把第一个内容调整到上节课中讲授完毕。即：上次课学习的《概述》中，包括四杆机构的基本形式、四杆机构的演化两方面的内容。我们在学习完四杆机构的基本形式后，设问：以上学习的三种基本类型是根据什么进行分类的？怎样分类的？四杆机构具备曲柄的条件什么？直接引入到曲柄存在得条件（教材上第二节课的内容）。本节课的内容就调整为两项：平面四杆机构的运动特性和传力特性。三、教学目标的确定根据本节课的教学内容和教学大纲的要求，结合学生现有的知识水平和他们的学习特点及认知能力，确定本节课得教学目标：知识目标：使学生理解并掌握行程速度变化系数K、急回特性、极位夹角、传动角、压力角、死点位置等概念，能力目标：通过讲、练结合，使学生能够运用所学致用，能熟练通过作图确定和求出四杆机构的极限位置、极位夹角、最小传动角（最大压力角）和死点位置。情感目标：进一步培养学生的专业兴趣，引导和发觉其勤于思考、善于思考的能力，逐步养成做事一丝不苟、精益求精的良好习惯，为以后的工作打下良好的基础。四、教学重点和难点的确定《机械设计基础》这门课中的知识都是与生活、生产中的实际有着密切联系的。特别是平面四杆机构这部分知识，在生活中有很多应用（比如牛头刨床的主体运动机构、缝纫机的踏板机构、机车车轮的联动机构等）。因此，理解并掌握四杆机构的运动特性及传力特性，是至关重要的。在掌握的这些基本特性的同时，能够熟练的确定四杆机构是否有急回特性、最小压力角（最大传动角）的位置在哪，何时会出现死点位置，这些对指导实际的生产具有现实得指导意义。因此确定去定本节课的重点为：四杆机构的运动特性和传力特性的基本概念的理解。难点为：四杆机构基本特性的的应用。五、学情分析我校属于高职高专类院校。总体上看，在校学生和普通的高校生一样都具备当代青年学生的人生观、价值观、道德观，但是他们也具有一些不足的问题。1、文化基础差，入学成绩普遍偏低。近几年来随着高校的全面扩招，高等教育的学生综合素质也在明显的下降，专科这个层次的学生已是高等教育的最低层次，学生的素质特别是文化课的成绩也成了最头疼的问题。2、对人生的目标模糊，学习的主动性、自觉性不足，学习习惯不好。这一条也是导致学生学习成绩差的重要原因，大部分同学都带着原来的一些不好的学习习惯，学习方法，使他们在接受知识上比别的同学要慢一些，而且在课余时间，他们也不能自我加压。因此在他们的教学上，我们既要采用合理的教学方法教授理论知识，又要帮助他们逐步的养成良好的学习习惯，树立正确的人生观、价值观。六、教学方法和教学设计根据教学内容的安排和学生的实际情况，本课遵循启发式教学的原则，主要运用任务驱动法、总结归纳法、直观演示法。在上课之初，把本节课要讲授得重要知识点，告知学生，让他们能够有的放矢的进行学习，提高学习的效率。在教学过程中坚持以学生为主体，通过教师的启发，引导学生按照一定的步骤循序渐进的进行学习，激发学生积极主动的参与到教学活动中，从而实现本课的教学目标。根据学生学习主动性不高的特点，在课前我准备了多媒体课件。通过课件的演示使学生在感官上对学习“四杆机构的基本特性”有所认识，从而调动学生学习的积极性。同时在配以理论的讲授突破本节课的重点，同时为下次课的“四杆机构的设计”做好铺垫。针对高职高专学生的特点，本节课采用的是讲——练——总结归纳相结合的教学方法。一是可以使学生在学习的过程中存在的问题能够及时的得到反馈，做到有问题及时解决。二是也可以作为检验本次课重、难点的再次突破。七、学法指导在学习“四杆机构运动特性——急回特性”及“压力角和传动角”时，我们都是以曲柄摇杆机构为例讲授的。其后让学生们自己总结和归纳出“曲柄滑块机构”、“摆动导杆机构”是否有急回特性及最小压力角（最大传动角）的位置。通过这种方式来培养、锻炼学生的观察、分析、归纳、概括能力以及利用所学知识获取新知识的能力。然后通过课堂联系，使学生实现自我知识的掌握能力的检验，充分发挥学生学习的主观能动性。八、教学过程（一）复习导入思考并回答：1、什么是铰链四杆机构？它有几部分组成？2、曲柄和摇杆的区别是什么？3、铰链四杆机构的基本形式有哪些？4、判别四杆机构的类型。（多媒体演示）通过对以上几个问题的复习，使学生对上次课所学的知识点作简要的复习，进一步掌握重点内容。为本次课的学习，作良好的引入。使新旧课紧密的联系到一起。另外，将本节课的重点内容告知学生，使其有针对性的学习，是学习效果和效率都提高。（二）新课讲授1、平面四杆机构的运动特性用多媒体课件，演示牛头刨床的运动，让学生能够直观的看到其工作过程。并设问：为什么牛头刨床的工作行程比回程慢呢？从感官上刺激学生，给学生的思考留下一定的空间，激发他们学习的积极性，引入到本节课的第一个问题。课件演示一“曲柄摇杆机构”。对应讲授极位、极位夹角、最大摆角等概念，并分析出“机构的急回特性”、及其衡量指标“行程速度变化系数K”。进一步让学生画出“曲柄滑块机构”、“摆动导杆机构”的极位、极位夹角和最大摆角。从而总结出他们时候有急回特性，和它们本身所具有的特点。（例如：对心曲柄滑块机构无急回特性、摆动导杆机构的极位夹角和导杆的摆角相等。）2、平面四杆机构的传力特性（1）压力角和传动角课件展示：以“曲柄摇杆机构”为例介绍压力角和传动角的概念。并分析其对传动的影响。同上，总结出曲柄滑块机构、摆动导杆机构的最小传动角位置。（2）死点设问：缝纫机为什么有时踩不动？引入到本节课的第三个问题——死点。讲解克服死点的方法：惯性法（缝纫机踏板机构）和错开法（机车车轮联动机构）。同时介绍生产实际中死点的利用整个过程老师都充分肯定学生的想法，并引导学生从理性的角度来分析这些想法。通过师生间的交流，自然的得出所要学习的知识结论，并引导学生用简洁的语言来描述相关结论，培养学生的抽象概括能力。（三）课堂练习为了检验学生的掌握情况，结合刚刚讲过的急回特性、传动角和死点位置等内容，给出相关练习。目的是对知识点的消化和进一步理解，学以致用，并首尾呼应。在此阶段我采用现代教学倡导的“学生主体、教师主导”的模式，让学生发挥自己的能动性来思考问题。在这个过程中，学生的认知、思维始终在教师的引导下处于积极的状态，并通过适当的进行点评、总结，当堂予以反馈。这样有利于提高学生学习的成就感，逐步培养他们对学习产生兴趣。课堂气氛活跃，形成教学的流畅性。（四）课堂总结归纳本节课的知识要点，并在总结时说明需要注意的问题，加深理解，强化记忆。（五）布置作业通过课后作业，可以使学生由课内的合作到课外的独立完成，使所学知识在课外得到巩固和发展，同时也为下下次课——四杆机构的设计做准备。九、教学效果在本课教学中，充分发挥学生在教学中的主体作用，教师不是一味的“讲知识”，而是利用启发式的原则，给学生指明学习目标和方向，让学生去研究、探索，注重了知识的及时巩固，也侧重了学生各方面素质的培养，学生总体掌握较好，收到了预期的效果。十、板书设计11、2平面四杆机构的基本特性一、运动特性1、基本概念极位极位夹角最大摆角2、急回特性3、行程速度变化系数图1图2结论：二、传力特性1、压力角和传动角压力角α传动角γ对传动的影响分析图1图2结论：三、死点1、死点位置结论：（1）曲柄摇杆机构（2）曲柄滑块机构（3）摆动导杆机构图2、避免（通过）死点的措施3、死点位置的应用四、课堂练习