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(从动件精确实现预定的运动规律) ❖ 结构简单、紧凑、设计方便 ❖ 点或线接触，易磨损，加工较复杂
❖ 广泛用于各种机械，特别是 自动机械、自动控制装置和 装配生产线。
凸轮机构的应用
盘形凸轮机构 在印刷机中的应用
圆柱凸轮机构 在机械加工中的应用
❖ 自动机床进刀机构
❖ 内燃机配气机构
❖
二、凸轮机构的分类
卡车车厢自动卸料机构
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铰链四杆机构的演化
2、定块机构（移动导杆机构）： （1）演化方法：以构件3为机架，得到定块机构。 （2）应用实例：手动抽水机
移动导杆机构的演化
手动抽水机
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铰链四杆机构的演化
3.3.4 偏心轮机构
（1）在曲柄滑块机构或其他含有曲柄的四杆机构中，当曲柄长 度很短时，由于存在结构设计困难，工程中常将曲柄设计成偏心轮或 偏心轴的形式。
❖1．按凸轮的形状分类 ❖2．按从动件形状和运动形式分类 ❖3．按凸轮与从动件维持高副接触的
方式分类
1．按凸轮的形状分类
盘状凸轮
移动凸轮
圆柱凸轮
2．按从动件形状和运动形式分类
❖ 尖底从动件 ❖ 滚子从动件 ❖ 平底从动件 ❖ 曲底从动件
直动从动件 摆动从动件
按从动件形状和运动形式分类
对心式 直动从动件 偏置式 摆动从动件
槽轮机构
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一、槽轮机构的组成功能
组成：槽轮、拨盘、机架 功能：拨盘作匀速转动，驱使槽轮作时转时停的间歇运动
外啮合式槽轮机构
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二、槽轮机构的特点和应用
特点：结构简单、制造方便、转位迅速、工作可靠，但制造与安 装精度要求较高且转角不能调节，当槽数确定后，槽轮转角即被 确定。 应用：适用于各种转速不太高的自动机械中做转位或分度机构
2、双曲柄机构 概念：铰链四杆机构中，若两连架杆均为曲柄称为双曲 柄机构。
（1）两曲柄不等的双曲柄机构 运动特点：主动曲柄匀速转动，从动曲柄变速转动
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平面连杆机构的类型
应用案例：惯性筛机构
惯性筛机构
功能：将等速转动转换为不等速同向转动。
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平面连杆机构的类型
摇杆机构。
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平面连杆机构的类型-课堂练习
想一想 练一练 请判断图所示各机构属于何类铰链四杆机构？
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铰链四杆机构的演化
在实际工作机械中，铰链四杆机构还远远不能满足需要，生产 实践中，常常采用多种不同外形、结构和特性的四杆机构，都可以认 为是铰链四杆机构的演化形式。
（2）双曲柄相等且转向相同的双曲柄机构 运动特点：两曲柄转向相同，角速度也时时相等
案例：摄影平台升降机构、单盘秤机构、火车车轮联动装 置等
平行四边形机构
单盘秤机构
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平面连杆机构的类型
（3）两曲柄相等且转向相反的双曲柄机构： 运动特点：两曲柄的旋转方向相反，且角速度不相等。
应用案例：公共汽车的车门开关机构
平面连杆机构的类型
铰链四杆机构类型 基本概念： （1）铰链四杆机构：四个构件全部通过铰链（转动副）
相连的四杆机构，称为铰链四杆机构。 （2）机架：机构中固定不动的构件。 （3）连架杆：与机架连接的两个杆。 （4）连杆：连接两连架杆的杆。
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平面连杆机构的类型
曲柄：若能绕机架作整周转动的连架杆则称为曲柄。 摇杆：只能绕着机架在一定范围内摆动的连架杆。
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平面连杆机构的类型
铰链四杆机构按是否存在曲柄可分为三类： 1、曲柄摇杆机构
（1）概念：铰链四杆机构的两个连架杆中，若一个是 曲柄，另一个是摇杆，则称为曲柄摇杆机构。 运动特点：曲柄作整周旋转运动，连杆作往复摆动，摇杆 作一定角度的往复摆动。
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平面连杆机构的类型
缝纫机的脚踏机构
火车车轮联动装置
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凸轮机构
一、凸轮机构的构成和应用
❖ 由凸轮、从动件、机架组成的高副机构 ❖ 凸轮：具有曲线状轮廓的构件 ❖ 从动件：与凸轮保持接触的作往复移动或摆动的构件。 ❖ 原动件连续运动而从动件间歇运动
❖ 特点 ❖ 设计适当的凸轮轮廓就可实现任意预期的运动规律
的距离。 b.对心曲柄滑块机构，e=0
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3.2 铰链四杆机构的演化
（4）应用案例：内燃机、空气压缩机、冲床和送料机构等。
对心曲柄滑块机构
飞机发动机内部结构图
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铰链四杆机构的演化
锯管机构
测量仪表机构
自动送料机构
（5）功能：将转动转换为滑块的往复移动
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实现间歇运动的机构有：
棘轮机构、槽轮机构、不完全齿机构、凸轮机构
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棘轮机构
一、棘轮机构的组成功能和类型
棘轮机构的组成：棘轮、棘爪、摇杆、止回棘爪和机架。
棘轮机构的类型特点：
机构简单、制造方便，棘轮的转角可在一定范围 内调节；但运转时易产生冲击或噪声，适用于低
齿啮式 速和转角要求不大的场合。 棘轮机构
剪床机构
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铰链四杆机构的基本特性
1、极位夹角（ψ）：摇杆（从动件）在两个极限位置时的 夹角称为摇杆的极位夹角。
2、急回特性：原动件曲柄作连续转动时，作往复运动的摇 杆在空回行程的平均速度大于工作行程的特性称为急回特 性。
3、除曲柄摇杆机构外，曲 柄滑块机构、偏心轮机构也 具有急回特性，工作中有工 作行程和空回行程两个过程， 可利用急回特性缩短机械空 行程的时间，提高工作效率。 例如牛头刨床、插床、惯性 筛机构等
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不完全齿轮内啮合传动
不完全齿轮齿轮齿条传动
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公共汽车的车门开关机构
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平面连杆机构的类型
3、双摇杆机构 （1）概念：铰链四杆机构的两个连架杆若都是摇杆，
则称为双摇杆机构。 运动特点：将一种摆动转换为另一种摆动
双摇杆机构
炉门开启机构
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平面连杆机构的类型
应用案例：港口鹤式起重机 、汽车转向 机构
汽车前轮转向机构
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双向棘轮机构
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双向棘轮机构的应用
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内啮合棘轮机构
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内啮合棘轮的应用
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摩擦式棘轮机构
摩擦式棘轮机构
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提升机的棘轮止逆器
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案例导入
案例分析：如图所示为缝纫机踏板机构，为其机构运动 简图和结构示意图。缝纫机传动路线为:操作者踩踏踏板使 摇杆1（原动件）往复摆动→连杆2驱→曲柄3（从动件）→ 带动带轮使机头主轴连续转动。
缝纫机踏板机构
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平面连杆机构的类型
复习：平面机构的概念
飞机发动机内部结构图
测量仪表机构
（2）应用案例：雷达天线、脚踏式脱粒机、搅拌机、水 稻插秧机的秧爪运动机构。
脚踏式脱粒机
缝纫机的脚踏粒机
雷达天线
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平面连杆机构的类型
水稻插秧机的秧ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ运动机构
搅拌机机构
（3）功能：将连续转动转换为摆动，或者将摆动转换为 连续转动。
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平面连杆机构的类型
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平面连杆机构的类型
基本概念： 平面连杆机构：所有构件均在同一平面或相互平行的平面
内运动的连杆机构称为平面连杆机构。
缝纫机脚踏机构
锯管机构
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平面连杆机构的类型
最简单的平面连杆是有四个构件组成的，简称平面四 杆机构
脚踏式脱粒机
缝纫机缝纫机构
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棘轮机构
通过偏心楔块与摩擦轮之间的摩擦力，使摩擦轮沿
摩擦式 逆时针方向转动；这种机构噪声小，但因靠摩擦力 棘轮机构传动，接触表面容易产生滑动，可起到过载保护作
用精度不高，适用于低速轻载场合
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功能：将摇杆的连续往复摆动 转变为棘轮的单向间歇转动 外啮合棘轮机构：
摇杆1 棘轮2 棘爪3 轴4 止回棘爪5 弹簧6
常用的的演化方法： （1）变转动副为移动副；（2）取不同的构件作机架； （3）扩大转动副和移动副的尺寸。
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铰链四杆机构的演化
3.2.1 曲柄滑块机构 （ 1）由曲柄摇杆机构，将CD→无穷大，C点轨迹变成直线； （ 2）演化方法：将转动副→移动副； （ 3）类型： a.偏心曲柄滑块机构 ，e≠0 偏距：曲柄转动中心距导路
（1）长度和条件：机构中最短构件与最长构件长度之和 小于或等于其余两构件长度之和，即lmin+lmax≤l'+l" （2）最短构件条件：连架杆与机架中必有一杆为最短构 件。
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平面连杆机构的类型
2、铰链四杆机构基本类型的判别方法 （1）满足长度和条件，即lmin+lmax≤l'+l" 1)若以最短构件相邻边为机架时，机构为曲柄摇杆机构； 2）若以最短构件为机架，则机构为双曲柄机构； 3）若以最短构件对边为机架，则机构为双摇杆机构。 （2）不满足长度和条件，则无论取哪个构件为机架均为双
2、死点位置的利弊 利：工程上利用死点位置进行工作。
飞机起落架机构
夹具机构
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铰链四杆机构的基本特性
弊：机构有死点，从动件出现卡死或运动方向不确定 现象，对传动不利，如缝纫机的脚踏机构。
缝纫机的脚踏机构
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铰链四杆机构的基本特性
3、克服死点的方法 （1）增大从动件的质量，利用惯性度过死点位置。 （2）在从动曲柄上施加外力或安装飞轮以增加惯性。 （3）采用相同的机构错位排列。
铰链四杆机构的演化
（3）应用案例：常用于牛头刨床、插床和回转油泵中。
牛头刨床
摆动导杆机构
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铰链四杆机构的演化
3.2.3 摇块机构和定块机构
1、摇块机构（摆动导杆滑块机构） （1）演化方法：以构件2为机架，可得摇块机构。 （2）应用实例：卡车车厢自动卸料机构、玩具步行机构
摇块机构的演化
鹤式起重机
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平面连杆机构的类型
电风扇摇头机构
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平面连杆机构的类型
想一想 练一练 请根据下列机构的运动情况，判断其属于哪类铰链四
杆机构？
水排以鼓风炼铁
飞机起落架
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平面连杆机构的类型
铰链四杆机构类型的判断 1、铰链四杆机构存在曲柄的条件
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铰链四杆机构的基本特性
死点位置 1、概念：在曲柄摇杆机构中，摇杆为主动件、曲柄为
从动件时，当连杆与曲柄共线时主动件通过连杆传动给从动 机曲柄的力恰好通过曲柄转动中心，其转动力矩为零，从动
机不转，机构停顿，机构所处的位置为死点位置，简称死点。
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铰链四杆机构的基本特性
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槽轮机构在生产中的应用
电影放映机卷片机构
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三、外啮合槽轮机构的槽数z与拨盘圆销数K 槽数z 销数k 拨盘转一周槽轮转多少度？
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不完全齿轮机构
不完全齿轮机构 是由普通渐开线 齿轮机构演变而 成的一种间歇运 动机构。
不完全齿轮外啮合传动
三、凸轮机构的基本名词术语
基圆 推程
基圆半径rb 行程或升距h
位移曲线
s
推程运动角
B
远休止
h B
远休止角s 回程
B0 s
rb
O
s s
360º
,t
回程运动角 近休止
s
近休止角s
D
D0
间歇运动机构
间歇运动机构定义 将主动件等速连续运 动时转换成从动件时 转时停的周期性运动 的机构称为间歇运动 机构。
（2）目的：不仅克服了结构设计问题，而且还提高了偏心轴的 强度和刚度。曲柄为偏心轮结构的连杆机构称为偏心轮机构。
1-偏心轮 2-连杆 3-滑块 4-机架
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3.2 铰链四杆机构的演化
（3）应用范围：偏心轮广泛应用在传力较大的剪床、冲 床、颚式破碎机、内燃机等机械中。
偏心轮机构
❖ 广泛用于各种机械，特别是 自动机械、自动控制装置和 装配生产线。
凸轮机构的应用
盘形凸轮机构 在印刷机中的应用
圆柱凸轮机构 在机械加工中的应用
❖ 自动机床进刀机构
❖ 内燃机配气机构
❖
二、凸轮机构的分类
卡车车厢自动卸料机构
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铰链四杆机构的演化
2、定块机构（移动导杆机构）： （1）演化方法：以构件3为机架，得到定块机构。 （2）应用实例：手动抽水机
移动导杆机构的演化
手动抽水机
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铰链四杆机构的演化
3.3.4 偏心轮机构
（1）在曲柄滑块机构或其他含有曲柄的四杆机构中，当曲柄长 度很短时，由于存在结构设计困难，工程中常将曲柄设计成偏心轮或 偏心轴的形式。
❖1．按凸轮的形状分类 ❖2．按从动件形状和运动形式分类 ❖3．按凸轮与从动件维持高副接触的
方式分类
1．按凸轮的形状分类
盘状凸轮
移动凸轮
圆柱凸轮
2．按从动件形状和运动形式分类
❖ 尖底从动件 ❖ 滚子从动件 ❖ 平底从动件 ❖ 曲底从动件
直动从动件 摆动从动件
按从动件形状和运动形式分类
对心式 直动从动件 偏置式 摆动从动件
槽轮机构
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一、槽轮机构的组成功能
组成：槽轮、拨盘、机架 功能：拨盘作匀速转动，驱使槽轮作时转时停的间歇运动
外啮合式槽轮机构
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二、槽轮机构的特点和应用
特点：结构简单、制造方便、转位迅速、工作可靠，但制造与安 装精度要求较高且转角不能调节，当槽数确定后，槽轮转角即被 确定。 应用：适用于各种转速不太高的自动机械中做转位或分度机构
2、双曲柄机构 概念：铰链四杆机构中，若两连架杆均为曲柄称为双曲 柄机构。
（1）两曲柄不等的双曲柄机构 运动特点：主动曲柄匀速转动，从动曲柄变速转动
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平面连杆机构的类型
应用案例：惯性筛机构
惯性筛机构
功能：将等速转动转换为不等速同向转动。
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平面连杆机构的类型
摇杆机构。
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平面连杆机构的类型-课堂练习
想一想 练一练 请判断图所示各机构属于何类铰链四杆机构？
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铰链四杆机构的演化
在实际工作机械中，铰链四杆机构还远远不能满足需要，生产 实践中，常常采用多种不同外形、结构和特性的四杆机构，都可以认 为是铰链四杆机构的演化形式。
（2）双曲柄相等且转向相同的双曲柄机构 运动特点：两曲柄转向相同，角速度也时时相等
案例：摄影平台升降机构、单盘秤机构、火车车轮联动装 置等
平行四边形机构
单盘秤机构
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平面连杆机构的类型
（3）两曲柄相等且转向相反的双曲柄机构： 运动特点：两曲柄的旋转方向相反，且角速度不相等。
应用案例：公共汽车的车门开关机构
平面连杆机构的类型
铰链四杆机构类型 基本概念： （1）铰链四杆机构：四个构件全部通过铰链（转动副）
相连的四杆机构，称为铰链四杆机构。 （2）机架：机构中固定不动的构件。 （3）连架杆：与机架连接的两个杆。 （4）连杆：连接两连架杆的杆。
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平面连杆机构的类型
曲柄：若能绕机架作整周转动的连架杆则称为曲柄。 摇杆：只能绕着机架在一定范围内摆动的连架杆。
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平面连杆机构的类型
铰链四杆机构按是否存在曲柄可分为三类： 1、曲柄摇杆机构
（1）概念：铰链四杆机构的两个连架杆中，若一个是 曲柄，另一个是摇杆，则称为曲柄摇杆机构。 运动特点：曲柄作整周旋转运动，连杆作往复摆动，摇杆 作一定角度的往复摆动。
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平面连杆机构的类型
缝纫机的脚踏机构
火车车轮联动装置
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凸轮机构
一、凸轮机构的构成和应用
❖ 由凸轮、从动件、机架组成的高副机构 ❖ 凸轮：具有曲线状轮廓的构件 ❖ 从动件：与凸轮保持接触的作往复移动或摆动的构件。 ❖ 原动件连续运动而从动件间歇运动
❖ 特点 ❖ 设计适当的凸轮轮廓就可实现任意预期的运动规律
的距离。 b.对心曲柄滑块机构，e=0
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3.2 铰链四杆机构的演化
（4）应用案例：内燃机、空气压缩机、冲床和送料机构等。
对心曲柄滑块机构
飞机发动机内部结构图
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铰链四杆机构的演化
锯管机构
测量仪表机构
自动送料机构
（5）功能：将转动转换为滑块的往复移动
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实现间歇运动的机构有：
棘轮机构、槽轮机构、不完全齿机构、凸轮机构
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棘轮机构
一、棘轮机构的组成功能和类型
棘轮机构的组成：棘轮、棘爪、摇杆、止回棘爪和机架。
棘轮机构的类型特点：
机构简单、制造方便，棘轮的转角可在一定范围 内调节；但运转时易产生冲击或噪声，适用于低
齿啮式 速和转角要求不大的场合。 棘轮机构
剪床机构
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铰链四杆机构的基本特性
1、极位夹角（ψ）：摇杆（从动件）在两个极限位置时的 夹角称为摇杆的极位夹角。
2、急回特性：原动件曲柄作连续转动时，作往复运动的摇 杆在空回行程的平均速度大于工作行程的特性称为急回特 性。
3、除曲柄摇杆机构外，曲 柄滑块机构、偏心轮机构也 具有急回特性，工作中有工 作行程和空回行程两个过程， 可利用急回特性缩短机械空 行程的时间，提高工作效率。 例如牛头刨床、插床、惯性 筛机构等
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不完全齿轮内啮合传动
不完全齿轮齿轮齿条传动
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公共汽车的车门开关机构
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平面连杆机构的类型
3、双摇杆机构 （1）概念：铰链四杆机构的两个连架杆若都是摇杆，
则称为双摇杆机构。 运动特点：将一种摆动转换为另一种摆动
双摇杆机构
炉门开启机构
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平面连杆机构的类型
应用案例：港口鹤式起重机 、汽车转向 机构
汽车前轮转向机构
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双向棘轮机构
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双向棘轮机构的应用
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内啮合棘轮机构
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内啮合棘轮的应用
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摩擦式棘轮机构
摩擦式棘轮机构
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提升机的棘轮止逆器
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案例导入
案例分析：如图所示为缝纫机踏板机构，为其机构运动 简图和结构示意图。缝纫机传动路线为:操作者踩踏踏板使 摇杆1（原动件）往复摆动→连杆2驱→曲柄3（从动件）→ 带动带轮使机头主轴连续转动。
缝纫机踏板机构
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平面连杆机构的类型
复习：平面机构的概念
飞机发动机内部结构图
测量仪表机构
（2）应用案例：雷达天线、脚踏式脱粒机、搅拌机、水 稻插秧机的秧爪运动机构。
脚踏式脱粒机
缝纫机的脚踏粒机
雷达天线
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平面连杆机构的类型
水稻插秧机的秧ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ运动机构
搅拌机机构
（3）功能：将连续转动转换为摆动，或者将摆动转换为 连续转动。
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平面连杆机构的类型
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平面连杆机构的类型
基本概念： 平面连杆机构：所有构件均在同一平面或相互平行的平面
内运动的连杆机构称为平面连杆机构。
缝纫机脚踏机构
锯管机构
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平面连杆机构的类型
最简单的平面连杆是有四个构件组成的，简称平面四 杆机构
脚踏式脱粒机
缝纫机缝纫机构
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棘轮机构
通过偏心楔块与摩擦轮之间的摩擦力，使摩擦轮沿
摩擦式 逆时针方向转动；这种机构噪声小，但因靠摩擦力 棘轮机构传动，接触表面容易产生滑动，可起到过载保护作
用精度不高，适用于低速轻载场合
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功能：将摇杆的连续往复摆动 转变为棘轮的单向间歇转动 外啮合棘轮机构：
摇杆1 棘轮2 棘爪3 轴4 止回棘爪5 弹簧6
常用的的演化方法： （1）变转动副为移动副；（2）取不同的构件作机架； （3）扩大转动副和移动副的尺寸。
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铰链四杆机构的演化
3.2.1 曲柄滑块机构 （ 1）由曲柄摇杆机构，将CD→无穷大，C点轨迹变成直线； （ 2）演化方法：将转动副→移动副； （ 3）类型： a.偏心曲柄滑块机构 ，e≠0 偏距：曲柄转动中心距导路
（1）长度和条件：机构中最短构件与最长构件长度之和 小于或等于其余两构件长度之和，即lmin+lmax≤l'+l" （2）最短构件条件：连架杆与机架中必有一杆为最短构 件。
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平面连杆机构的类型
2、铰链四杆机构基本类型的判别方法 （1）满足长度和条件，即lmin+lmax≤l'+l" 1)若以最短构件相邻边为机架时，机构为曲柄摇杆机构； 2）若以最短构件为机架，则机构为双曲柄机构； 3）若以最短构件对边为机架，则机构为双摇杆机构。 （2）不满足长度和条件，则无论取哪个构件为机架均为双
2、死点位置的利弊 利：工程上利用死点位置进行工作。
飞机起落架机构
夹具机构
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铰链四杆机构的基本特性
弊：机构有死点，从动件出现卡死或运动方向不确定 现象，对传动不利，如缝纫机的脚踏机构。
缝纫机的脚踏机构
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铰链四杆机构的基本特性
3、克服死点的方法 （1）增大从动件的质量，利用惯性度过死点位置。 （2）在从动曲柄上施加外力或安装飞轮以增加惯性。 （3）采用相同的机构错位排列。
铰链四杆机构的演化
（3）应用案例：常用于牛头刨床、插床和回转油泵中。
牛头刨床
摆动导杆机构
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铰链四杆机构的演化
3.2.3 摇块机构和定块机构
1、摇块机构（摆动导杆滑块机构） （1）演化方法：以构件2为机架，可得摇块机构。 （2）应用实例：卡车车厢自动卸料机构、玩具步行机构
摇块机构的演化
鹤式起重机
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平面连杆机构的类型
电风扇摇头机构
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平面连杆机构的类型
想一想 练一练 请根据下列机构的运动情况，判断其属于哪类铰链四
杆机构？
水排以鼓风炼铁
飞机起落架
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平面连杆机构的类型
铰链四杆机构类型的判断 1、铰链四杆机构存在曲柄的条件
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铰链四杆机构的基本特性
死点位置 1、概念：在曲柄摇杆机构中，摇杆为主动件、曲柄为
从动件时，当连杆与曲柄共线时主动件通过连杆传动给从动 机曲柄的力恰好通过曲柄转动中心，其转动力矩为零，从动
机不转，机构停顿，机构所处的位置为死点位置，简称死点。
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铰链四杆机构的基本特性
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槽轮机构在生产中的应用
电影放映机卷片机构
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三、外啮合槽轮机构的槽数z与拨盘圆销数K 槽数z 销数k 拨盘转一周槽轮转多少度？
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不完全齿轮机构
不完全齿轮机构 是由普通渐开线 齿轮机构演变而 成的一种间歇运 动机构。
不完全齿轮外啮合传动
三、凸轮机构的基本名词术语
基圆 推程
基圆半径rb 行程或升距h
位移曲线
s
推程运动角
B
远休止
h B
远休止角s 回程
B0 s
rb
O
s s
360º
,t
回程运动角 近休止
s
近休止角s
D
D0
间歇运动机构
间歇运动机构定义 将主动件等速连续运 动时转换成从动件时 转时停的周期性运动 的机构称为间歇运动 机构。
（2）目的：不仅克服了结构设计问题，而且还提高了偏心轴的 强度和刚度。曲柄为偏心轮结构的连杆机构称为偏心轮机构。
1-偏心轮 2-连杆 3-滑块 4-机架
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3.2 铰链四杆机构的演化
（3）应用范围：偏心轮广泛应用在传力较大的剪床、冲 床、颚式破碎机、内燃机等机械中。
偏心轮机构