第六章-平面连杆机构(备课版)
第六章平面连杆机构ppt课件
周转副—能作360 相对回转的运动
摇杆
副摆；转副—只能作有限角度摆动的运动副。 三种基本型式：
（1〕曲柄摇杆机构
特征：曲柄＋摇杆
作用：将曲柄的整周回转转变为摇杆的往复摆动。
如雷达天线。
CC 2 33
B1 4 D
3
A
雷达天线俯仰机构 2
3
2 4
1
曲柄主动 （2〕双曲柄机构 特征：两个曲柄
4
1 摇杆主动
特点： ①采用低副。面接触、承载大、便于润滑、不易磨损
形状简单、易加工、容易获得较高的制造精度。 ②改变杆的相对长度，从动件运动规律不同。
③连杆曲线丰富。可满足不同要求。
缺陷： ①构件和运动副多，累积误差大、运动精度低、效率低。 ②产生动载荷〔惯性力），不适合高速。 ③设计复杂，难以实现精确的轨迹。
A
H
C 1
C 90°-θ 2
90°-θ
E
e
①计算:
2θ
θ＝180°(K-1)/(K+1);
o
②作C1 C2 ＝H
③作射线C1O 使∠C2C1O=90°－θ,
作射线C2O使∠C1C2 O=90°－θ。
④以O为圆心，C1O为半径作圆。
⑤作偏距线e，交圆弧于A，即为所求。
⑥以A为圆心，A C1为半径作弧交于E,得：
B’ C’
B
C
A
D
CC 电机
蜗轮 BBBA
D
A
AA D
EE
蜗蜗杆杆
C
B
风扇座
二、平面四杆机构的演化
(1) 改变构件的形状和运动尺寸
曲柄摇杆机构 对心曲柄滑块机构
曲柄滑块机构
↓∞ 偏心曲柄滑块机构
《平面连杆机构》课件
减小机构的整体尺寸，使其更 加紧凑。
重量优化
降低机构的重量，以实现轻量 化设计。
成本优化
通过优化设计降低制造成本。
优化方法
数学建模
建立平面连杆机构的数学模型，以便进行数 值分析。
优化算法
采用遗传算法、粒子群算法等智能优化算法 对机构进行优化。
有限元分析
利用有限元方法对机构进行应力、应变和振 动分析。
实例二：搅拌机
总结词
搅拌机利用平面连杆机构实现搅拌叶片的周期性摆动，促进物料在容器内均匀混 合。
详细描述
搅拌机中的四连杆机构将原动件的运动传递到搅拌叶片，使叶片在容器内做周期 性的摆动，通过调整连杆的长度和角度，可以改变搅拌叶片的摆动幅度和频率， 以满足不同的搅拌需求。
实例三：飞机起落架
总结词
飞机起落架中的收放机构采用了平面连杆机构，通过连杆的 传动实现起落架的收放功能。
。
设计步骤
概念设计
根据需求，构思连杆机构的大 致结构。
仿真与优化
利用计算机仿真技术对设计进 行验证和优化。
需求分析
明确机构需要实现的功能，分 析输入和输出参数。
详细设计
对连杆机构进行详细的尺寸和 运动学分析，确定各部件的精 确尺寸。
制造与测试
制造出样机，进行实际测试， 根据测试结果进行必要的修改 。
实验验证
通过实验验证优化结果的可行性和有效性。
优化实例
曲柄摇杆机构优化
通过调整曲柄长度和摇杆摆角，实现 机构的优化设计。
双曲柄机构优化
通过改变双曲柄的相对长度和转动顺 序，提高机构的运动性能。
平面四杆机构优化
通过调整四根杆的长度和连接方式， 实现机构的轻量化和高性能。
《平面连杆机构 》课件
平面连杆机构的设计考虑因素
直线运动与曲线 运动的转换
设计中需要考虑连杆的长 度、角度和转动轴位移。
运动轨迹的控制
设计中需要考虑连杆的链 接方式、角度和长度。
噪音与振动控制
需要优化连杆的结构和材 料以减少噪音和振动。
结论和总结
平面连杆机构是一种重要的运动装置，它在各个领域都有广泛的应用。了解平面连杆机构的类型 和工作原理，可以为设计和创新提供重要的参考。
《平面连杆机构》PPT课 件
平面连杆机构的定义
平面连杆机构由刚性连杆连接的平面运动装置组成。它们在工程领域、机械 领域以及其他领域中广泛应用。
平面连杆机构的类型
二级及三级机构
由几个连杆组成的层级 结构，实现复杂的运动。
常见的平面连杆机构
如曲柄摇杆机构、滑块 机构和曲柄滑块机构等。
其他特殊形式的平 面连杆机构
如同心圆机构、牛顿摇 杆机构和双可转连杆机 构等。
平面连杆机构的工作原理
平面连杆机构利用连杆的运动实现物体的平面运动，例如旋转、直线运动和复杂的轨迹运动。
平面连杆机构的应用
1 工程领域
2 机械领域
用于机械装置、工业 生产线和运等。
3 其他领域
用于模拟器、游戏开 发和动画制作等。
平面连杆机构精品课件
课下分组完成任务提示
要点：1、注意平面机构的类型 2、注意主动件的确定 3、注意平面机构工作特性
要求：1、由小组成员共同对第一阶段任务形成的平 面机构的简图进行分析，并拿出所有机构运动 特点分析结论。 2、由小组推举一人进行汇报 3、小组互评，教师点评
教学板书
一、铰链四杆机构存在曲柄的条件： （1）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； （2）连架杆和机架中必有一个是最短杆。
AB = CD BC = AD
平行四边形简图
双曲柄机构特例2：反向平行四边形机构
车门开闭机构
推论
B B’
C C’
A
D
AB = CD BC = AD
双曲柄机构的运动特点：
普通双曲柄机构 主动曲柄等速转动
从动曲柄变速转动
平行双曲柄机构 两曲柄转动的角速度始终相等
反向双曲柄机构 双曲柄的转向相反，且长度也相等
双曲柄机构
双摇杆机构的应用
C
E
B
D
Q A
鹤式起重机
双摇杆机构的应用
D A
C B
双摇杆机构特例：等腰梯形机构
A
D
E
B
C
汽车转向机构
推论
双摇杆机构运动特点：
双摇杆机构
摆动
摆动（摆幅相等或不相等）
子任务二：绘制机构简图
绘制机构简图
问题1：通常采用怎样的符号来表达 平面机构？
问题2：假设我们已经掌握了规定的 表达平面机构的符号，那么 我们怎么运用这些符号表达 出机构的简图呢？
铰链四杆机构类型
1、铰链四杆机构运动特点？ 2、如何判定机构属于哪种类型？
曲柄存在的条件：
曲柄存在的条件
连杆机构
第二节 平面连杆机构的运动和动力特性
一、平面四杆机构存在曲柄的条件
平面四杆机构具有整转副 则可能存在曲柄
设l1 < l4，连架杆l1 若能整周
回转，必有两次与机架共线
由△B2C2D可得：
由△B1C1D可得：
l3≤(l4 –l1) + l2 l2≤(l4– l1) + l3
l1+l4≤ l2 + l3
第六章 连杆机构
§6－1 平面连杆机构的类型、特点和应用 §6－2 平面连杆机构的运动和动力特性 §6－3 平面连杆机构的综合概述和刚体位移矩阵 §6－4 平面刚体导引机构的综合 §6－5 平面函数生成机构的综合 §6－6 平面轨迹生成机构的综合 §6－7 按行程速比系数综合平面连杆机构
第一节 平面连杆机构的类型、特点和应用
二、平面连杆机构的类型和应用
1、平面四杆机构的基本型式和应用 几个概念： 机 架——固定不动的构件 连架杆——与机架相联的构件 摇 杆——只能作往复摆动的连架杆 曲 柄——能够绕机架作整周转动的连架杆 连 杆——连接两连架杆且作平面运动的构件
平面四杆机构在工程中应用的类型很多，但通过下面的分析可知，这些不同 类型的四杆机构，均可看作是由几种基本型式派生出来的。 对于铰链四杆机构，按两连架杆运动形式不同，可分为三种基本型式：
压力角：不计摩擦时,作用在从动件上的驱动力F与该力作 用点绝对速度Vc之间所夹的锐角α。
分析压力角对机构传动的影响：
有效分力: Ft＝Fcosα 即压力角 α↓→有效分力 Ft↑
机构的传动效率↑ 压力角是衡量连杆机构传动性能的标志
对连杆机构，也可用与压力角互余的角 γ，作为衡量机构传力性能的指标 ，更 形象直观，称之为传动角。
第六章 常用机构(汽车机械基础教案)
2.双曲柄机构 两连架杆均为曲柄的铰链四杆机构,称为双曲柄机构.双曲柄机构 中,通常主动曲柄作匀速转动,从动曲柄作同向变速转动.如图6-4所 示的惯性筛机构,当曲柄AB作匀速转动时,曲柄CD作变速转动,通过构 件CF使筛子产生变速直线运动,筛子内的物料因惯性而来回抖动,从而 达到筛选的目的.
在双曲柄机构中, 若相对的两杆长度分别 相等,则称为平行四边 形机构.它有如图6-5a 所示的正平行双曲柄机 构和如图6-5b所示的反 平行双曲柄机构两种形 式.前者的运动特点是 两曲柄的转向相同且角 速度相等,连杆作平动; 后者的运动特点是两曲 柄的转向相反且角速度 不等.
7,利用超越性设计的超越离合器是一种————棘轮机构. A,单向驱动 B,双向驱动
第四节 螺旋机构
螺旋机构由螺杆,螺母和机架组成(一般把螺杆和螺母之一作成机 架),其主要功用是将旋转运动变换为直线运动,并同时传递运动和动力, 是机械设备和仪器仪表中广泛应用的一种传动机构. 按用途和受力情况,螺旋机构又可分为传递运动,动力和用于调整等 三种类型;按螺旋副的摩擦性质,螺旋机构可分为滑动螺旋机构,滚动螺 旋机构和静压螺旋机构三种类型. 螺旋机构具有结构简单,工作连续平 稳,传动比大,承载能力强,传递运动准确,易实现自锁等优点,故应用 广泛. 螺旋机构的缺点是摩擦损耗大,传动效率低.随着滚珠螺纹的出现, 缺点已得到很大的改善.
三,平面四杆机构的特性参数* 平面四杆机构的特性参数*
1.铰链四杆机构存在曲柄的条件 有无曲柄的存在必须满足以下两个条件: 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)最短杆为机架或连架杆. 根据以上条件,我们可得进行铰链四杆机构基本类型的判别,方法 如下: 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时: ①若最短杆为连架杆,则机构为曲柄摇杆机构; ②若最短杆为机架,则机构为双曲柄机构; ③若最短杆为连杆,则机构为双摇杆机构. 2)当最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和时,则不论 取何杆为机架,机构均为双摇杆机构.
平面连杆机构教案
平面连杆机构【教学目标与要求】铰链四杆机构的基本类型和应用；掌握铰链四杆机构的基本类型；【教学重点】铰链四杆机构的基本类型和应用；【教学难点】铰链四杆机构的应用；【教学过程】新课讲授平面连杆机构一、基本概念连杆机构：是由若干个刚性构件通过低副联接而组成的机构，所以又称为低副机构。
平面连杆机构：所有的构件都在同一平面或平行平面内运动的连杆机构。
四杆机构：是平面连杆机构中应用最广泛、结构最简单而且最具代表性的平面低副机构。
二、铰链四杆机构的基本类型和应用构件之间的连接全部是转动副的四杆机构，称为铰链四杆机构。
如图4—1所示为一铰链四杆机构。
固定不动的杆4为机架。
与机架相连的杆1和杆3称为连架杆，其中能作整周回转的称为曲柄，只能在小于360º的一定范围内摆动的则称为摇杆。
连接两连架杆的杆2称为连杆。
图4—1对于铰链四杆机构，按照其连架杆是曲柄还是摇杆，可分为以下三种型式：曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。
2.1.1 曲柄摇杆机构两连架杆中一个为曲柄，另一个为摇杆的铰链四杆机构，称为曲柄摇杆机构。
如图4—2所示的雷达天线俯仰机构和图4—3所示的缝纫机踏板机构。
ABDABDC图4—2雷达天线俯仰机构图4—3缝纫机踏板机构2.1.2 双曲柄机构两个连架杆都是曲柄的铰链四杆机构，称为双曲柄机构。
如图4—4所示的惯性筛的四杆机构就属于这种机构。
图4—4当双曲柄机构中的四个杆件满足相对两杆平行且长度相等时，称为平行双曲柄机构或平行四边形机构。
它的运动特点是：两曲柄则以相同的角速度同向转动，而连杆作平移运动。
如图4—5所示的火车联动机构和图4—6所示的摄影平台升降机构。
图4—5 火车联动机构 图4—6 摄影平台升降机构如果从动曲柄的转向发生反转，则该机构称为反平行四边形机构。
车门开闭机构，就利用反平行四边形机构的两曲柄转向相反的特性，使两车门同时打开或关闭，如图4—7所示。
B1图4—72.1.3 双摇杆机构两个连架杆都是摇杆的铰链四杆机构，称为双摇杆机构。
平面连杆机构教学课件
二级平面连杆机构
二级平面连杆机构包括曲柄滑块机构等，以及 它们的运动学分析。
三级平面连杆机构
三级平面连杆机构适用于冲压机、冲床和锻压 机等机械，拥有较为复杂的运动学规律。
四级平面连杆机
四级平面连杆机构适用于各种工业生产中，如 机械装配、物料搬运、等等。
平面连杆机构的合成和综合分析
1 平面连杆机构的合成
稳定性的前提下寻找最佳设计。
3
运动曲线分析
分析平面连杆机构的运动轨迹及其变 化规律，为控制机构作图、仿真分析 提供基础和保证。
平面连杆机构的动力学分析与工作空间 分析
动力学分析
动力学分析即对平面连杆机构的运动和力学特性 进行分析，包括机构加用于确定机械臂或手的可达范围， 进而确定其适用范围并对其进行应用设计。
平面连杆机构的运动模拟实例和应用 案例分析
运动模拟实例
机构仿真可以模拟机构的运动和特性，方便学者学习和掌握各种连杆机构的运动规律和性能 特点。
应用案例分析
应用案例分析是指将平面连杆机构应用于实际装配过程中，分析运动规律和参数变化，验证 其在实践中的可行性。
平面连杆机构的未来发展方向
1 智能平面连杆机构 2 新型传动机构
按照杆件数目和传动方式可分为4级，每个级别的杆件排列和传动方式都有不同，适用于不 同场景。
平面连杆机构的应用
平面连杆机构广泛应用于各种机械传动系统中，如汽车发动机、内燃机和局部机器人等。
平面连杆机构的运动学分析
平面连杆机构的运动分析
连杆机构的运动分析主要是通过绘制运动学图， 根据杆件之间的运动联系来说明机构的运动规 律。
平面连杆机构教学课件 PPT
欢迎来到平面连杆机构的教学课件。本课程将深入浅出地介绍平面连杆机构 的基础知识和应用，包括运动学、动力学、力学、杆长比等方面的内容。
平面连杆机构教案
课题：平面连杆机构（教材第6章第1节）教案教学目的：通过一些实例的演示讲解，使学生掌握平面连杆机构的组成、类型、特性及应用，从而掌握一些比较简单的平面铰链四杆机构的设计方法。
教学对象：一年一期模具制造技术、数控技术应用、机电技术应用、汽车维修与检测等专业的新生。
教学重点：1、运动副的概念及机构运动简图的绘制；2、平面铰链四杆机构类型的判别；3、平面铰链四杆机构的运动特性及应用。
教学难点：机构运动简图的绘制、铰链四杆机构类型的判别及其运动特性。
教学方式：讲解法、演示法、例证法、讨论法教学场地：多媒体教室教学课时：2课时教学内容安排：导入：先在多媒体屏幕上打开演示一个飞机起落的3D动画，引起学生的兴趣，集中学生的注意力，由此提出飞机能平安着陆靠的是什么?由这样一个问题引出飞机起落架的运动特性，从而开场今天的新课内容。
一、平面连杆机构概念平面连杆机构的各构件是用销轴、滑道（低副）等方式连接起来的，各构件间的相对运动均在同一平面或互相平行的平面内。
最简单的平面连杆机构是由4个杆件组成的，简称平面四杆机构，其结构简单、易于制造、工作可靠，因此应用非常广泛。
应用实例有：雷达、飞机起落架、铲斗、缝纫机、货车自卸机构、变速器、起重机、破碎机、筛选机、压紧机等等。
二、运动副1、定义：使两构件直接接触而又能产生一定相对运动的连接，称为运动副。
2、分类：在工程上，人们把运动副按其运动范围分为空间运动副和平面运动副两大类。
在一般机器中，经常遇到的是平面运动副。
平面运动副根据组成运动副的两构件的接触形式不同，可分为低副和高副。
（1）、低副是指两构件之间作面接触的运动副。
如下图1所示。
a b c图1（2）、高副高副是指两构件之间作点或线接触的运动副。
如下图2所示。
a b c图23、机构运动简图机构运动简图就是指用一些简单的线条表示运动副关系的图形，称之为机构运动简图。
图4 移动副的表示方法三、铰链四杆机构 1、铰链四杆机构的组成如图6所示，由4个构件通过铰链（转动副）连接而成的机构，称为铰链四杆机构。
机械设计基础平面连杆机构教案
机械设计基础平面连杆机构教案教案标题：机械设计基础平面连杆机构教案教案目标：1. 了解平面连杆机构的基本概念和组成要素。
2. 掌握平面连杆机构的运动分析方法。
3. 能够设计简单的平面连杆机构并进行运动仿真。
教学资源：1. 教材：机械设计基础教程2. 计算机软件：SolidWorks、AutoCAD等教学内容和步骤：第一课：平面连杆机构的基本概念和组成要素1. 引入平面连杆机构的概念和应用领域。
2. 介绍平面连杆机构的基本组成要素：连杆、铰链、滑块等。
3. 分析平面连杆机构的运动特点和限制条件。
第二课：平面连杆机构的运动分析方法1. 介绍平面连杆机构的运动分析方法：图解法、代数法和向量法。
2. 通过示例演示如何利用图解法进行平面连杆机构的运动分析。
3. 引导学生进行代数法和向量法的运动分析实践。
第三课：平面连杆机构的设计与仿真1. 介绍平面连杆机构的设计原则和注意事项。
2. 利用计算机软件（如SolidWorks）进行平面连杆机构的三维建模。
3. 运用仿真功能进行平面连杆机构的运动仿真和分析。
4. 学生根据给定的设计要求，设计并仿真一个简单的平面连杆机构。
教学评估方法：1. 课堂小测验：通过选择题、填空题等形式测试学生对平面连杆机构基本概念和运动分析方法的掌握程度。
2. 设计报告：要求学生撰写一个关于设计和仿真平面连杆机构的报告，包括设计过程、仿真结果和分析等内容。
教学扩展：1. 探究课题：引导学生选择一个具体的平面连杆机构应用案例，深入研究其设计和优化方法，并进行相关实验验证。
2. 实践项目：组织学生参与机械设计竞赛或工程项目，应用所学知识设计和制作平面连杆机构相关部件。
教学辅助措施：1. 提供教材和参考书籍，供学生深入学习和查阅。
2. 提供计算机实验室或计算机软件使用指导，帮助学生进行平面连杆机构的建模和仿真实践。
以上教案仅供参考，具体教学内容和步骤可根据教学实际情况进行调整和拓展。
平面连杆机构(备课版)
a
B2
b
C1
C
e
C2
曲柄滑块机构曲柄存在条件PPT6-2-08
二、压力角和传动角
第二节 连杆机构的运动特性 二、压力角和传动角：1.含义 压力角：从动件受力方向与受力点 速度方向所夹的锐角。 *与压力角互余的角:称为传动角。
传力性能？
Fn
F
Ft Vc
b
B
C
c a d
A D
第二节 连杆机构的运动特性 二、压力角和传动角：2.最小传动角
Y
M(xM,yM)
r2 B
C
2
l2
l1 A (xA,yA)
e
4
D
X
四杆机构的机构简图
*机构运动简图参数:各杆尺寸及机架、某点的位置尺寸 独立参数： xA,yA, l1, l2, e ,r2 2, 4共8个；实现M点轨迹M(xM,yM)
第一节
概述
二、设计的基本问题
*设计的基本问题—— 根据工艺要求来确定 机构运动简图的参数。
线性方程: y1 = a11x1+a12x2+ b1
y2 = a21x1+a22x2+ b2
矩阵式-齐次矩阵
y1 a11 y a 2 21 1 0
a12 a22 0
b1 x1 x b2 2 1 1
X
第三节
机构综合的位移矩阵法
一、刚体平面有限位移的位移矩阵－推导
xpj=xo'+ xP1cosj -yP1sinj
ypj=yo'+xY sinj+yP1cosj P1
j
机械基础电子教案 第六章+常用机构6.2 平面连杆机构
机械基础电子教案6.2 平面连杆机构【课程名称】平面连杆机构【教学目标与要求】一．知识目标1.了解铰链四杆机构的组成和三种基本型式的运动特性与应用。
2.熟悉曲柄存在条件的判别方法。
3.了解含有一个移动副的四杆机构。
4.了解铰链四杆机构的运动特性―急回特性和死点。
二．能力目的1．能够判断四杆机构是否存在曲柄？并根据已知条件确定四杆机构的具体型式。
2．熟悉含有一个移动副的四杆机构和三种基本型式的运动特性及应用场合。
三．素质目标1．了解四杆机构的运动是将连续匀速的转动转变成变速的摇动或其他型式的运动机构，实现运动型式的转化。
2．熟悉三种常见的四连杆运动的基本型式的特点。
3．能够根据曲柄存在条件及取不同构件作为机架来判断出不同的四杆机构。
四．教学要求1．熟悉低副接触四杆机构的运动特点和的组成条件。
2．能够判断四杆机构是否存在曲柄和该机构的基本型式。
掌握三种机构的应用场合。
【教学重点】1．四杆机构曲柄存在条件的判别及四杆型式的确定。
2．熟悉三种基本型式的运动特点及应用场合。
【难点分析】1．高、低运动副的区分和四杆机构基本型式的判断。
2．急回特性的形成，要借助于教具或实物演示，最好请同学上台自己体验。
3．死点的形成条件是曲柄摇杆机构中以摇杆作为主动件才可能出现，如果学生有自己使用过缝纫机请他谈谈使用的感受最好。
在理论上要用力矩的大小等于力与力臂的乘积来决定，如果力臂为0，则无论力有多大，则力矩仍为0。
【教学方法】讲授为主，配合教具课件演示，最后归纳总结。
【学生分析】从机械零件的静止运动转变到常用机构的教学内容，是一个由静向动的变化过程，要从运动的角度出发来启发学生学习本章的内容就比较容易。
同时要从具体的构件抽象出简图来研究运动特点，这也是要改变学生思路的方式。
在讲课时，一定要把这些特点先告诉学生，以便更快地适应新的教学内容。
【教学安排】4学时（180分钟）【教学过程】一．开始常用机构一章的学习，机构的特点是运动的，所以要从运动的角度出发来研究和分析机构，这样就比较容易理解掌握。
第六章 平面连杆机构
连杆机构的结构形式（自学） 第五节 连杆机构的结构形式（自学）
本节知识点 1. 杆件的形式 2. 运动副的结构形式 3. 平面连杆机构结构分层
一、杆件的形式
偏心轮
二、运动副的结构形式 1.转动副 转动副
2. 移动副
三、平面连杆机构结构分层 为了避免连杆机构在传动中的“干涉” 为了避免连杆机构在传动中的“干涉”，平面 连杆机构各构件常常在互相平行的不同平面中。 连杆机构各构件常常在互相平行的不同平面中。
A C B
D
夹持机构
飞机起落架机构
第四节 平面四杆机构的运动设计
按行程速比系数设计（掌握） 一、按行程速比系数设计（掌握） 按行程速比系数综合 按给定连杆位置设计（掌握） 二、按给定连杆位置设计（掌握） 刚体引导机构综合 按给定两连架杆对应位置设计（了解） 三、按给定两连架杆对应位置设计（了解） 设计图解法
若a≥d，同法可得相似结果。 ≥ ，同法可得相似结果。
相邻两杆能作整周转动的条件： 相邻两杆能作整周转动的条件： 两杆中必有一杆为最短杆。 ①a、d两杆中必有一杆为最短杆。 、 两杆中必有一杆为最短杆 ②最长杆和最短杆长度之和应小于或等于其余两 杆长度之和。 杆长度之和。 四杆机构曲柄存在条件 （1）铰链四杆机构曲柄存在条件 ： ）铰链四杆机构
3） γ min 出现的位置 ） 4）导杆机构的传动角 ）导杆机构的传动角
对心式
偏心式
曲柄与导路垂直的两个位置之一。 曲柄与导路垂直的两个位置之一。
始终等于90° 导杆机构的传动角γ始终等于 °。
2．死点 ． 曲柄摇杆机 构中， 构中，当连杆与 曲柄在一条直线 上，出现了传动 =0º的情况 的情况。 角γ =0 的情况。 机构的此种位置 称为死点 称为死点 。
第六章平面连杆机构CAD1杆组法
lDB lDC lBC lDB lDC lBC
速度分析
xC xB lBC cos1 xD lDC cos2
yC
yB
lBC
sin 1
yD
lDC
sin 2
xyCC
xB y B
lBC1 sin 1 xD lDC2 sin 2 lBC1 cos1 yD lDC2 cos2
（1） 位置 分析 rC rB LBC rD LDC
y
C
LBC
LDC
B rB
1 rC
rD
2
D
O
x
xC xB lBC cos1 xD lDC cos2
yC
yB
lBC
sin 1
yD
lDC
sin 2
LBC LDC LBD
lDB lDC lBC lDB lDC lBC
• S1取正负号与机构两种可能的工作位
B rB
LBC
C LDC
1
2
rC
rD
D
置有关， S1取“+”时BCD顺时针排列； O
S1取“-”时BCD逆时针排列。运动分析
时应根据机构实际的工作状态指明杆
组处于哪种工作位置。
• 如下两种状态出现时，机构运动具有不确定性，应注意避免。
常见杆组的结构类型
Ⅱ级基本杆组——2个活动构件3个低副组成的基本杆组。
RRR
RRP
RPR
PRP
PPR
Ⅲ级基本杆组
——4个活动 构件6个低副 组成，其中包 含一个三副构 件的基本杆组。
机械基础-平面连杆机构
化工机械
如搅拌机、反应器等， 利用平面连杆机构实现
物料的混合和反应。
02
平面连杆机构的基本类型
曲柄摇杆机构
总结词
曲柄摇杆机构是平面连杆机构中最基本的一种形式，它由一个曲柄和一个摇杆 组成，曲柄通过转动将动力传递给摇杆，使摇杆进行摆动或转动。
详细描述
曲柄摇杆机构广泛应用于各种机械装置中，如缝纫机、搅拌机、车窗升降器等。 曲柄通常作为主动件，通过转动将动力传递给摇杆，使摇杆进行摆动或转动， 从而实现特定的运动形式。
机械基础-平面连杆机构
• 引言 • 平面连杆机构的基本类型 • 平面连杆机构的运动特性 • 平面连杆机构的传力特性 • 平面连杆机构的设计 • 平面连杆机构的实例分析
01
引言
平面连杆机构简介
01
平面连杆机构是由若干个刚性构 件通过低副（铰链或滑块）连接 而成的机构，构件在互相平行的 平面内运动。
机构的承载能力分析
总结词
机构的承载能力分析是评估 平面连杆机构在承受载荷时
的承载能力和稳定性。
详细描述
通过承载能力分析，可以确 定机构在各种工况下的最大 承载能力，为机构的安全使
用和优化设计提供保障。
总结词
在进行承载能力分析时，需要综合考虑机 构中各个构件的强度、刚度和稳定性等因 素。
详细描述
通过对这些因素的评估和分析，可以确定 机构在各种工况下的承载能力和稳定性， 为机构的安全使用和优化设计提供依据。
压力角和传动角
总结词
压力角是指在平面连杆机构中，主动件与从动件之间所形成的夹角。传动角是指连杆与曲柄之间所形成的夹角。
详细描述
压力角的大小直接影响到机构的传动能力和效率。较小的压力角可以减小作用在从动件上的力，提高传动效率。 而传动角的大小则与机构的传动性能和曲柄的形状有关。在设计平面连杆机构时，需要综合考虑压力角和传动角 的影响，以获得最佳的传动效果。
平面连杆机构教学设计
淄博建筑工程学校机械基础教案课题：平面连杆机构课时：1课时教学目标：知识目标：1、掌握运动副的判别方法2、掌握铰链四杆机构的组成3、掌握铰链四杆机构的类型能力目标：锻炼学生的观察能力，分析问题、解决问题的能力，语言表达能力教学方法：问题引导、媒体运用教学用具：多媒体、简易教学模型教学过程设计环节方式教学内容学生活动教学意图导入新授回顾提问的形式导入新课动画演示以提问的方式复习回顾，导入新课导入语：马路上的汽车和我们实训基地里的车床，他们有一个共同的名字，大家知道是什么吗？（机器）什么是机器？什么是机构？机构是由构件组合而成的，各构件之间具有确定的相对运动。
机构是机器的主要组成部分，一部机器可以只含有一个机构也可以有多个机构，那要了解机器，我们首先必须要了解机构。
今天，我们就学习一个常用机构——平面连杆机构。
积极思考回答问题边看边思考回顾并为新课作准备引入运动副概念新授讲授以提问的方式讲授动画演示动画演示以提问的方式引入新问一、运动副1运动副：使两构件直接接触而又能产生一定相对运动的连接。
2、分类：（据两构件的接触形式不同）低副：两构件以面接触而形成的运动副实例演示，内燃机工作演示学生边思考边回答观察分析通过观察积极发现问题通过演示直观形象加强记忆为接下来的内容做准备高副：两构件以点或线接触构成的运动副两构件只能做相对转动，又称作铰链两构件只能做相对移动转动副：移动副：新授题动画演示提问由图片引入下一定义二、平面连杆机构若干刚性构件通过低副联接而成的机构，称为平面连杆机构1、平面四杆机构：四个构件通过低副联接而成的平面连杆机构2、铰链四杆机构：所有低副均为转动副的平面四杆机构三、铰链四杆机构发现问题总结规律由学生下定义理论联系实际加强记忆动画演示分析实例动画演示组成：1、机架：固定不动的杆2、连杆：与机架相对的杆3、连架杆：与机架相连的杆（1）曲柄：作整周回转（2）摇杆：只能摆动四、铰链四杆机构的基本形式1、曲柄摇杆机构（1）曲柄主动如：雷达天线（2）摇杆主动如：缝纫机踏板2、双曲柄机构（1）主动曲柄等速回转，从动曲柄变速分析思考并回答问题共同总结类型观察实例积极思考通过演示直观的让学生了解铰链四杆机构的运动特点培养学生观察问题分析问题。
平面连杆机构教(学)案
课题：平面连杆机构（教材第6章第1节）教案教学目的：通过一些实例的演示讲解，使学生掌握平面连杆机构的组成、类型、特性及应用，从而掌握一些比较简单的平面铰链四杆机构的设计方法。
教学对象：一年一期模具制造技术、数控技术应用、机电技术应用、汽车维修与检测等专业的新生。
教学重点：1、运动副的概念及机构运动简图的绘制；2、平面铰链四杆机构类型的判别；3、平面铰链四杆机构的运动特性及应用。
教学难点：机构运动简图的绘制、铰链四杆机构类型的判别及其运动特性。
教学方式：讲解法、演示法、例证法、讨论法教学场地：多媒体教室教学课时：2课时教学容安排：导入：先在多媒体屏幕上打开演示一个飞机起落的3D动画，引起学生的兴趣，集中学生的注意力，由此提出飞机能平安着陆靠的是什么?由这样一个问题引出飞机起落架的运动特性，从而开场今天的新课容。
一、平面连杆机构概念平面连杆机构的各构件是用销轴、滑道（低副）等方式连接起来的，各构件间的相对运动均在同一平面或互相平行的平面。
最简单的平面连杆机构是由4个杆件组成的，简称平面四杆机构，其结构简单、易于制造、工作可靠，因此应用非常广泛。
应用实例有：雷达、飞机起落架、铲斗、缝纫机、货车自卸机构、变速器、起重机、破碎机、筛选机、压紧机等等。
二、运动副1、定义：使两构件直接接触而又能产生一定相对运动的连接，称为运动副。
2、分类：在工程上，人们把运动副按其运动围分为空间运动副和平面运动副两大类。
在一般机器中，经常遇到的是平面运动副。
平面运动副根据组成运动副的两构件的接触形式不同，可分为低副和高副。
（1）、低副是指两构件之间作面接触的运动副。
如下图1所示。
a b c图1（2）、高副高副是指两构件之间作点或线接触的运动副。
如下图2所示。
a b c图23、机构运动简图机构运动简图就是指用一些简单的线条表示运动副关系的图形，称之为机构运动简图。
图4 移动副的表示方法三、铰链四杆机构1、铰链四杆机构的组成如图6所示，由4个构件通过铰链（转动副）连接而成的机构，称为铰链四杆机构。
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第二节 连杆机构的运动特性 一、有曲柄条件：3. 双摇杆机构
*摇（摆）杆——往复摆动的连架杆
双摇杆机构PPT6-2-02
第二节 连杆机构的运动特性 一、有曲柄条件：4.曲柄存在条件的观察
C
B
*摆动副—作摆动的转动副
A
D
*全转副—整周转动的转动副
*使用场合： 实现的点位数较少或要求实现某些性能。
一、 按连杆给定位置的机构综合
第四节 机构综合的代数式法 一、按连杆给定位置的机构综合－演示
根据震实台的三位 置设计四杆机构
已知连杆上两转动副P、K的三位置
* 用作图法设计四杆机构
a)给定连杆两组位置 将 铰 链 A 、 D 分 别 选 在 B1B2 ， C1C2 连 线 的 垂 直 平 分 线 上 任 意 位置都能满足设计要求。 有无穷多组解。
min = ， min
'
'' ''
C ''
C'
B' aA
b
max c
d
外共线
'
b
min c
D
a A
d
D
B''
演示PPT6-2-09
内共线
第二节 连杆机构的运动特性 二、压力角和传动角：3.曲柄滑块机构最小传动角
*min=arccos{(e+a)/b}
a
b
min
c b
d a
第二节 连杆机构的运动特性 一、有曲柄条件：4.曲柄存在条件的推导
a+b c+d 以上各式两两相加得： a+c d+b a b ；a c ；a d。 a+d c+b
2).最短杆与最长 杆之和小b 于或等于 其它a 两杆之和c。
d
1).具有两个全转副 的b构件为c运动链中 的最短杆；
第六章 平面连杆机构
(Planar Linkage Mechanisms)
本章内容
第一节 概述 第二节 连杆机构的运动特性 *第三节 机构综合的位移矩阵法 第四节 机构综合的代数式法 *第五节 受控五杆机构的简介
第一节 概述
*平面连杆机构—— 由低副连接而成的平面机构
转动副、移动副
一、平面连杆机构的特点
A 70
D
练习2： 如图，已知：a=70, b=90, d=40; 问c 取何值时， 该机构为双曲柄机构? (根据双曲柄机构存在条件)
b
C
B
a
c
A
D
d
二、压力角和传动角
第二节 连杆机构的运动特性 二、压力角和传动角：1.含义
压力角：从动件受力方向与受力点
速度方向所夹的锐角。
*与压力角互余的角:称为传动角。
= 1800(K-1)/(K+1)
*K=1，0 机构无急回特性 *K>1， 机构有急回特性 *K=3， 90
K>3, 为钝角
一般K <3 常为锐角
四、止点位置
第二节 连杆机构的运动特性 四、止点位置：1.止点的含义及特点
压力角和传动角的定义没有差别!
VB
B
F
A
C
CD为主动件!
y12
y1
x22
x12
y
y22
y12 x22 x12
2y2 y1
x2 x1x y2 y1
C2
C1
设动铰链(x1,y1);(x2,y2);(x3,y3) C3 支座铰链(x,y)
(x1-x)2+(y1-y)2=(x2-x)2+(y2-y)2
(x1-x)2+(y1-y)2=(x3-x)2+(y3-y)2
2．实现已知的轨迹
*使机构的构件上某一点沿着已知的轨迹运动
港口起重机变幅机构直线轨迹
演示AVI6-1-06
步进式搬运机连杆曲线
演示AVI6-1-07Fra bibliotek第一节 概述 三、机构综合方法
机构综合方法：
位移矩阵法 代数式法 优化方法
第二节 连杆机构的运动特性
*机构的运动特性———— 机构的运动学和传力性能
第二节 连杆机构的运动特性 一、有曲柄条件：5.四杆运动链的演化
*最短杆为机架
得双曲柄机构
曲柄
最短
曲柄
满足：杆长 之和条件
第二节 连杆机构的运动特性 一、有曲柄条件：5.四杆运动链的演化
*最短杆的对杆为机架 得双摇杆机构
摇杆
最短
摇杆
满足：杆长 之和条件
第二节 连杆机构的运动特性 一、有曲柄条件：5.四杆运动链的演化
第一节 概述 一、平面连杆机构的特点
*1）实现远距离传动或增力;
构件能够做成较长的杆
颚式破碎机AVI6-1-01 颚式破碎机PPT6-1-01
第一节 概述 一、平面连杆机构的特点
*2）可完成某种轨迹
搅拌机构AVI6-1-02
搅拌机构PPT6-1-02
第一节 概述 一、平面连杆机构的特点
*3）寿命较长，适于 传递较大的动力;
a+b c+d
a+c d+b
c d+ b-a
a+d c+b
d c + b-a
C
c
b
D
A
d
a
B
第二节 连杆机构的运动特性 一、有曲柄条件：4.曲柄存在条件的推导
a+b c+d 以上各式两两相加得： a+c d+b a b ；a c ；a d。 a+d c+b
b c
a d
低副为面接触，压力较小。
用于动力机械、冲床等
雷达天线俯仰机构AVI6-1-03
第一节 概述 一、平面连杆机构的特点
*4）便于制造。
运动副元素为圆柱面或平面。
第一节 概述 一、平面连杆机构的特点
缺
点:
1.设计困难，
一般只能近似地满足运动要求 2.多数构件作变速运动，
其惯性力难以平衡
二、
平面连杆机构设计 的基本问题
D
第二节 连杆机构的运动特性 四、止点位置：1.止点的含义及特点
*当连杆与从动件共线时( =900、 =0)，机
构不能运动，此位置称为止点位置。
VB
C
CD为主动件!
=0
B
A
D
F
第二节 连杆机构的运动特性 四、止点位置：1.止点的含义及特点
在止点位置时，其从动件运动方向不定!
VB
C
CD为主动件!
d a
第二节 连杆机构的运动特性 一、有曲柄条件：5.四杆运动链具有两个全转副的条件
C
b
c
B
a
D
d
A
1.具有两个全转副的构件为最短杆；
2.最短杆与最长杆之和<(或=)其它两杆之
和 (称为杆长之和条件）。
第二节 连杆机构的运动特性 一、有曲柄条件：5.四杆运动链的演化
*运动副的性质不随机架变更而改变： 低副运动的可逆性。
1).靠本身质量或附加质量的惯性 2).加一辅助曲柄
演示PPT6-2-13
3).加一辅助连杆
4).平行双曲柄机构多以短杆为机 架，且不整周转动。
第四节 机构综合的代数式法
列出运动参数与尺寸参数间的关系式，可人 工计算出尺寸参数。
*代数式法的优点： 可以用人工计算完成；可考虑机构的某种 运动和传力方面的特殊要求。
三、行程速度变化系数：1.极位夹角
机构的近极位
V1
机构的远极位
C2
C1
V2
1
B2
A
D
*机构在两极位处，一曲柄与另一
B1
曲柄反向线间的夹角——极位夹角
2
演示PPT6-2-11
第二节 连杆机构的运动特性 三、行程速度变化系数：2.行程速比系数K
1(t1)>2(t2)
V1
V2 > V1
1
有曲柄条件、传动角、急回运动、止点。
一、有曲柄条件
第二节 连杆机构的运动特性 一、有曲柄条件：1.基本名称
*连架杆：与机架相连的构件
33
2
11 *连杆：作一般平面运动的构件
4 *机架——相对固定的构件
第二节 连杆机构的运动特性 一、有曲柄条件：2. 曲柄摇杆机构
*摇（摆）杆——往复摆动的连架杆 *曲柄——整周转动的连架杆
第二节 连杆机构的运动特性 一、有曲柄条件：7.曲柄滑块机构
a+b e
b-a e
*曲柄滑块机构的有曲柄条件： b e+a
B1
e
a
A
B
B2
b
C1
C C2
曲柄滑块机构曲柄存在条件PPT6-2-08
课堂练习
练习1： 1)判断该机构有无整转副?
B 110
C
40
90
2)分别以AB 、BC、DC 、AD 为机架,能得到什么类型的机构?
b)给定连杆上铰链BC的三组位置 有唯一解。
B1
A A’
C1 B2
C2
D D’
C1 C2 C3
B1 B2 B3 D
A
第四节 机构综合的代数式法 一、按连杆给定位置的机构综合－推导
已知带铰链B、C的连杆的三位置，设计四杆机构
x
y2
y1
y32
2x3