07第七章 平面连杆机构
《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
平面连杆机构第一节概述一、基本概念全部用低副联接而组成的机构称为连杆机构。
各构件间的相对运动均在同一平面或平行平面内运动的连杆机构称为平面连杆机构。
其中，做平面运动的构件称为连杆。
由前述可知，三构件用转动副联接起来，不能成为机构。
故含转动副的平面连杆机构至少由四杆组成。
全部是转动副联接而组成的平面四杆机构称为全铰链四杆机构。
连杆机构中的构件常称为杆。
工程中应用最广泛的是平面四连杆机构。
许多平面多杆机构均是在此基础上，通过添加一些杆件系统而构成。
本章主要讨论平面四连杆机构。
二、平面连杆机构的特点及应用1. 平面连杆机构的特点1）寿命较长由于平面连杆机构的构件间用低副连接，接触表面为平面或圆柱面，因而压强小，便于润滑，磨损较小，寿命较长，适合传递较大动力；2）易于制造结构简单，加工方便，易于获得较高的运动精度；3）可实现较远距离的操纵控制因连杆易于做成较长的构件；4）可实现预定的运动轨迹和运动规律因为连杆机构中存在作平面运动的构件，其上各点的轨迹和运动规律多样化，所以连杆机构常用来作为实现预定的运动轨迹或运动规律的机构；5）要求精确实现运动规律时设计复杂，且往往难于实现。
2.平面连杆机构的应用平面连杆机构由于具有以上特点，广泛应用于各种机械和仪表中，如内燃机、冲压机、牛头刨床的主运动等都是平面连杆机构；再如雷达天线俯仰角的调整机构（图5.1.1）；摄影车的升降机构（图5.1.2）以及缝纫机、港口起重机等设备中的传动、操纵机构等都是采用平面连杆机构。
图5.1.1 调整机构图5.1.2 升降机构第二节铰链四杆机构基本型式及曲柄存在条件一、铰链四杆机构的基本型式铰链四杆机构是平面四杆机构的基本型式。
如图5.2.1所示。
其中固定不动的杆4称为机架；与机架相连的杆1、杆3称为连架杆；连接两连架杆的杆2称为连杆。
两连架杆中，能做整周回转的连架杆称为曲柄；只能做一定角度摆动的连架杆称为摇杆。
根据两连架杆运动形式的不同，铰链四杆机构又可分为曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构三种基本型式。
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。
机械基础 第七章 平面连杆机构
《机械基础》第七章
平面连杆机构的特点
无论是生活中，还是生产中，我们都需要各种各样的机构来为我们的生活、生产服务。例如： 天平秤、公交车、起重机、挖掘机、火车等等。
平面连杆机构的特点
平面连杆机构——由一些刚性构件用转动副和移动副相互连接而组成的,在同一平面或相互平行 平面内运动的机构。平面连杆机构中的运动副都是低副，因此平面连杆机构是低副机构。平面连杆机 构能够实现某些较为复杂的平面运动，在生产和生活中广泛用于动力的传递或改变运动形式，如图71和图7-2所示。平面连杆机构构件的形状多种多样，不一定为杆状，但从运动原理来看，均可用等效 的杆状构件代替。
择不同构件作为机架等方式演化而来的。
曲柄滑块 机构
图7-16 曲柄摇杆机构的演化
铰链四杆机构的演化
铰链四杆机构的演化
曲柄滑块机构是具有一个曲柄和一个滑块的平面四杆机构，是由曲柄摇杆机构 演化而来的，如图7-16所示。曲柄滑块机构的功能是将主动曲柄的等速转动转换为 从动滑块的往复直线移动，或者将主动滑块的往复移动转换为从动机构）
铰链四杆机构的组成与分类
铰链四杆机构的分类
曲柄摇 杆机构
双曲柄 机构
双摇杆 机构
双摇杆机构
铰链四杆机构的两个连 架杆都在小于360°的角度 内作摆动，这种机构称为双 摇杆机构。在双摇杆机构中， 两杆均可作为主动件。主动 摇杆往复摆动时，通过连杆 带动从动摇杆往复摆动。
图7-4 铰链四杆机构
铰链四杆机构的组成与分类
铰链四杆机构的分类
工作部分为曲柄摇杆机构，通过原动机驱动曲柄匀速转动， 通过连杆带动摇杆（动鄂板）往复摆动，与固定鄂板形成破碎腔。
曲柄摇 杆机构
连杆
固定鄂板
机械原理-平面连杆机构及设计
平面连杆机构的运动分析
1
位置分析
通过几何和三角学的方法，确定各个连
速度分析
2
杆和转轴的位置。
计算各个部件的速度，了解机构的运动
特性。
3
加速度分析
研究连杆的加速度，对机械系统的稳定 性和性能影响重大。
平面连杆机构的设计原则
力学平衡Biblioteka 确保各个连杆和转轴保持力学平衡，避免不必 要的应力。
优化尺寸
选择合适的尺寸和比例，以提高系统的性能和 耐久性。
机械原理-平面连杆机构及设计
探索机械原理中的平面连杆机构，深入了解其组成部分、运动分析、设计原 则、类型和应用领域。
什么是平面连杆机构
平面连杆机构是由连杆和旋转副组成的机械装置，用于转换直线运动和旋转运动。它被广泛应用在各种机械设 备和工具中。
平面连杆机构的组成部分
• 连接杆：用于连接各个部件并传递力和运动。 • 转轴：提供连杆的旋转运动。 • 摩擦面或球面：减小连杆关节的摩擦。 • 约束物：限制连杆的自由运动。
减小摩擦
使用适当的润滑和设计摩擦减小装置，提高效 率。
动态平衡
通过合理设计和调整质量分布，减少系统的振 动。
常见的平面连杆机构类型
滑块曲柄机构
由连接杆、连杆、中心轴和滑块 组成，广泛应用在汽车和机床。
钟摆式机构
采用钟摆原理，具有稳定的运动 轨迹，用于摆锤和钟表。
平行连杆机构
通过平行排列的连杆传递运动和 力，在工程和自动化领域有广泛 应用。
平面连杆机构的应用领域
1 工业生产设备
机械加工、装配线和工厂自动化。
3 家庭用具
打印机、洗衣机和电动工具。
2 交通运输工具
汽车、火车和航空器。
机械设计基础-平面连杆机构
平面连杆机构的运动分析
运动分析是设计平面连杆机构中的重要步骤，通过分析各部件的运动规律和 约束关系，可以确定机构的性能和工作范围。
实例与案例分析
案例一
设计一个机械手臂，使其能够在不同位置和角度进 行精确定位。
案例二
设计一个车门开闭机构，使其能够平稳地打开和关 闭。
机械设计基础-平面连杆机构
这个幻灯片将介绍平面连杆机构的基本知识，包括组成、作用、种类、设计 要点、运动分析以及实例与案例分析。
平面连杆机构简介
平面连杆机构是一种常见而重要的机械传动机构，它由连杆、铰链和机构连接件组成，用于将旋转运动转化为 直线运动或相反。
平面连杆机构的组成
连杆
起支撑作用，将旋转运动转化为直线运动。
由滑块和曲杆组成，常用于发动 机的活塞连杆传动。
四连杆机构
由四个连杆组成，常见于机械手 臂和门的开闭机构。
平面伸缩杆机构
通过类似电车接触网的结构实现 伸缩变形。
平面连杆机构的设计要点
1
连杆比例设计
确定连杆的比例关系以实现所需的运动。
铰链选型
2
选择合适的铰链类型和尺寸以满足设计
要求。
3
机构连接方式
选择适当的机构连接件和连接方式以保 证机构的稳定性。
铰链
连接连杆和机构连接件，使其能够相对运动。
机构连接件
固定在机构上，用于连接铰链和机构化为直线运动或相反。
2 传递力量
通过连杆将动力从一个地方传递到另一个地方。
3 控制位置
通过调整连杆的长度和角度来控制机构的位置。
平面连杆机构的种类
滑块曲杆机构
第七章 平面连杆机构测试题
第七章平面连杆机构测试题姓名分数一、单项选择题1. 铰链四杆机构是按____的不同形式分为三种基本型式的。
A. 摇杆B. 连架杆C. 连杆D. 曲柄2. 缝纫机的脚踏板机构是以____为主动件的曲柄摇杆机构。
A. 摇杆B. 连杆C. 曲柄。
3. 铰链四杆机构具有急回特性的条件是____。
A. θ>0°B.θ≤0 °C. K=1D. K＜1。
4. 在铰链四杆机构中，有可能出现死点的机构是机构。
A. 双曲柄B. 双摇杆C. 曲柄摇杆5. 下列铰链四杆机构中，能实现急回运动的是。
A. 双摇杆机构B. 曲柄摇杆机构C. 双曲柄机构D. 对心曲柄滑块机构6．铰链四杆机构各构件以（）联接而成。
A 转动副B 移动副C 螺旋副7．平面连杆机构急回特性系数k（）1时，机构有急回运动。
A大于1 B等于1 C小于18．在曲柄摇杆机构中只有当（）为主动件时，机构才会出现“死点”位置A曲柄 B摇杆 C连杆9．曲柄滑块机构是由（）演化而来的。
A．曲柄摇杆机构B．双曲柄机构C．双摇杆机构10、飞机起落架收放机构属于（）A、曲柄摇杆机构B、双曲柄机构C、双摇杆机构11、可能出现死点位置的平面连杆机构是（）。
A、导杆机构B、曲柄滑块机构C、偏心轮机构12、、铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，则为了获得曲柄摇杆机构，其机架应取( )A.最短杆B.最短杆的相邻杆C.最短杆的相对杆D.任何一杆13、两曲柄的旋转方向相同，角速度也相等的机构是（）A、普通双曲柄B、平行双曲柄C、反向双曲柄D、等腰梯形机构14、、惯性筛分机应用了（）A、不等长双曲柄机构B、平行双曲柄C、反向双曲柄D、曲柄摇杆机构15、在铰链四杆机构中不与机架直接相连的杆叫（）A、静杆B、曲柄C、连杆D、连架杆16、在曲柄摇杆机构中与最短杆相对的是（）A、曲柄B、摇杆C、连杆D、机架17、在双曲柄机构中，最短的杆为（）A、曲柄B、摇杆C、连杆D、机架18、（多）下列能成为双曲柄的是（），能成为双摇杆的是（）A、AB=70，BC=70，CD=90，AD=40且AD为机架B、AB=45，BC=100，CD=80，AD=120且AD为机架C、AB=70，BC=110，CD=70，AD=40且AD为机架D、AB=110，BC=70，CD=90，AD=45且AD为机架19、、已知：AB=90，BC=80，CD=130，AD=120，若用这四杆组成双曲柄机构，应固定（）A、AB杆B、BC杆C、CD杆D、AD杆20、在上题中，若取AB为机架存在“死点”位置，则主动件应取杆（）A、AB杆B、BC杆C、CD杆D、AD杆21、在实际生产中，常把急回运动特性放在往复机构的（）A、工作行程中B、空回行程中C、来回行程中D、工作间歇中22、会出现运动不确定现象的是（）A、等腰梯形机构B、平行双曲柄机构C、曲柄摇杆机构D、双摇杆机构23、能实现转动和往复直线运动相互转化的是（）A、双摇杆机构B、双曲柄机构C、曲柄摇杆机构D、曲柄滑块机构24、若将曲柄摇杆机构的最短杆改为机架，得到（）A、双摇杆机构B、梯形机构C、双曲柄机构D、导杆机构25、（多）克服死点位置的方法有（）A、多组相同机构错位排列B、加大从动件自身重量C、在从动件上加装飞轮装置D、加大主动件惯性26、以下关于铰链四杆机构叙述正确的是（）A、与机架相连的杆称为连架杆B、作整周运动的连杆称为曲柄C、与二连架杆联接的杆称为摇杆D、摇杆只能平移时称为平面四杆机构27、若将曲柄摇杆机构中的最短杆的对面杆改为机架，则得到（）A、双曲柄机构B、双摇杆机构C、曲柄摇杆机构28、在铰链四杆机构中（）的有无存在是机构基本形式的根本区别。
第七章 平面连杆机构2
1、曲柄摇杆机构 特点：两连架杆一个是作整周运动的（红色）称为 曲柄；另一个是作摇摆运动的（蓝色）称为摆杆
如图所示:曲柄 AB为主动件,并作等 速转动,从动摇杆CD 将在C1C2范围内作 变速往复摆动,C1、 C2两个位置能将主 动件的整周回转运 动转换成摇杆的往 复摆动。
曲柄AB为主动件时，从AB2匀速转至AB1,转过1800， 此时从动曲柄C2D转到C1D,其转过的角度为φ 1主动曲柄 AB继续再由B1B2匀速转过1800时从动曲柄CD转过的角度为 φ 2很明显φ 1< φ 2可见双曲柄机构是当主动曲柄作等速 转动时,从动曲柄随之作变速转动
长清区职业中专
第七章:平面连杆机构
1、什么叫机构?
机构是具有确定相对运动的构件的组合，它是用来传递 运动和力的构件系统。
1、概念：使两构件直接接触并能产生一定相对运动的可动联接 2、类型：运动副分为空间运动副和平面运动副 3、平面运动副: 高副 低副 （1）低副 两构件通过面接触而构成的运动副称为低副。 根据两构件间的相对运动形式，低副又可分为转动副和移动副。
曲柄摇杆机构的应用
C 2 3 4 D
B 1
A
雷达天线俯仰机构
曲柄摇杆机构的应用
汽 车 刮 雨
器
双曲柄机构的应用
6 E C 2 3 B 4 D 1 A
惯性筛机构
双曲柄机构特例1：平行四边形机构
天平
B
C
火车轮
A
D
升降平台
公共汽车车门启闭机构
当主动曲柄AB转动时，通过连杆BC使从动曲柄CD朝 反向转动，从而保证两扇车门能同时开启和关闭到预定位置
机动车主动轮联动装置（中间增设一个曲柄）以防止平行双 曲柄变为反向双曲柄机构。
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。
第七章 平面连杆机构
教 材 分 析
地位和作用 教学目标
教学重点
四杆机构的分类及应用 四杆机构类型的判断方法
教学难点
重点、难点
四杆机构类型的判断方法
教法学法
• 教法： 分小组进行项目教学法 利用多媒体课件进行演
•
学法：
小组学习法
教学过程
1、课前准备
制订项目； 准备制作四杆机构的材料； 准备课件（见光盘）
教学过程
教材分析
教法学法
教学过程 板书设计 教学反思
• 在教学中，我从生产实践出发，认真设计项 目、规划学法，充分发挥学生自主学习的动 能，从而实现以项目带动教学。学生学习新 知识新技能的过程就是职业能力提升的过程。 这一过程是艰辛的，但也是富有成效的。我 将继续努力，不断探索
谢谢
汽车雨刷 (曲柄摇杆机构)
车门开启机构 ( 双曲柄机构 )
机架固定，曲柄作＿＿＿＿运动， 摇杆作＿＿＿＿运动。 长度：机架＿＿＿＿，曲柄＿＿＿ ＿，摇杆＿＿＿＿，连杆＿＿＿＿。 Lmax+Lmin＿＿＿＿L，+L，， ＿＿＿＿最短
机架固定，曲柄作＿＿＿＿运动， 摇杆作＿＿＿＿运动。 长度：机架＿＿＿＿，曲柄＿＿＿ ＿，摇杆＿＿＿＿，连杆＿＿＿＿。 Lmax+Lmin＿＿＿＿L，+L，， ＿＿＿＿最短
课本习题：已知铰链四杆机构的各杆的尺寸，机架的位置，判断各四杆机构的类 型
。
教学过程
4、项目实施
（7）作业 A、练习册
B、思考： a、当主动件为曲柄，而从动件为往复运动的构件时 （摇摆、移动），来回的平均速度是否相同呢？ b、在曲柄连杆共线，通过连杆加于曲柄上的力的有效回转力 矩为0，能不能推动曲柄转动？
第七章 平面连杆机构复习题
第七章平面连杆机构复习题 (开学上交的作业）一、填空题：1、平面连杆机构是由一些刚性构件用副和副相互联接而成的机构。
2、当平面四杆机构中的运动副都是副时，就称之为铰链四杆机构，它是其它多杆机构的。
3、在铰链四杆机构中，能绕机架上的铰链作整周的叫曲柄。
4、平面四杆机构的两个连架杆，可以有一个是，另一个是，也可以两个都是或都是。
5、组成曲柄摇杆机构的条件是：最短杆与最长杆的长度之和或其余两杆的长度之和，最短杆的相邻构件为机架，则最短杆为曲柄。
6、在曲柄摇杆机构中，如果将杆作为机架，则与机架相连的两杆都可以作运动，即得双曲柄机构。
7、在机构中，最短杆与最长杆的长度之和其余两杆的长度之和时，则不论取哪个杆作为，都可以组成双摇杆机构。
8、曲柄滑块机构是由曲柄摇杆机构的长度趋向无穷大时演变成的。
9、导杆机构可看作是由改变曲柄滑块机构中的而演化来的。
10、将曲柄滑块机构的改作固定机架时，可以得到导杆机构。
11、曲柄摇杆机构产生“死点”位置的条件是：摇杆为件，曲柄为件或者把运动转换成。
12、曲柄摇杆机构出现急回运动特性的条件是：摇杆为件，曲柄为件或者把运动转换成。
13、曲柄摇杆的不等于0º，则急回特性系数就，机构就有急回特性。
14、若以曲柄滑块机构的曲柄为主动件，可以把曲柄的运动转换成滑块的运动。
15、若以曲柄滑块机构的滑块为主动件时。
在运动过程中有“死点”位置。
16、通常利用机构中构件运动时的惯性，或依靠增设的在曲柄上的的惯性来通过“死点”位置。
17、连杆机构的“死点”位置将使机构在传动中出现或发生运动方向等现象。
18、在实际生产中，常常利用急回运动这个特性，来缩短时间，从而提高了。
二、判断题： 1、平面连杆机构的基本形式，是铰链四杆机构。
( )2、曲柄、连杆都是连架杆。
( )3、平面四杆机构都有曲柄。
( )4、在曲柄摇杆机构中，曲柄和连杆共线就是“死点”位置。
( )5、铰链四杆机构的曲柄存在条件是：连架杆或机架中必有一个是最短杆，最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两面杆的长度之和。
第七章平面连杆机构第四节 铰链四杆机构的演化
程
平罗县职业教育中心
二、导杆机构
导杆是机构中与另一运动构件组成移动副的构件。连架杆中至少有一个构件为 导杆的平面四杆机构称为导杆机构。 （1）转动导杆机构 图 1b 所示导杆机构，当时，机架 1 为最短杆，它的相邻杆 2 与导杆 4 均能绕机架作连续转动，故称为转动导杆机构（图 2a）；图 2b 所示为插床 机构，其中构件 1、2、3、4 组成转动导杆机构，工作时，导杆 4 绕 A 点回转，带动 构件 5 及插刀 6 往复运动，实现切削。 （2）摆动导杆机构 图 1b 所示导杆机构，当时，机架 1 不是最短杆，它的相邻构件 导杆 4 只能绕机架摆动，故称为摆动导杆机构（图 3a）。图 3b 所示为刨床机构，其中 构件 1、2、3、4 组成摆动导杆机构，工作时，导杆 4 绕 A 点摆动，带动构件 5 及刨 刀 6 往复运动，实现刨削。
Байду номын сангаас
演化
2016 年 11 月 12 日
课时序号
16 级 21 班 掌握铰链四杆机构的基本性质和演化。
教学 目的
任学兵 45-46
教学 重点 教学 难点 教学 方式
教
学
过
掌握铰链四杆机构的基本性质和演化
掌握铰链四杆机构的基本性质和演化。
黑板画图，PPT
教具 挂图
第四节 铰链四杆机构的演化
一、曲柄滑块机构
2．减轻学生负担，留足发展“问题提出”能力的时空。
3．倡导多向怀疑。
4．鼓励大胆发问。
总之，在今后的教学中，要更好的考虑怎样培养学生提出有价值问题的能力，让 学生带着问题走进课堂，带着更深刻、甚至更多的问题走出课堂，这样才能更好地培 养学生的创新能力，而不把学生培养成为驯服的工具。
《平面连杆机构 》课件
分析优化后机构在工程应用中的前景，为实 际应用提供指导。
05
平面连杆机构的未来发展
新材料的应用
轻质材料
01
采用轻质材料如碳纤维、玻璃纤维等，降低机构重量，提高运
动性能。
高强度材料
02
选用高强度材料如钛合金、超高强度钢等，提高机构承载能力
。
复合材料
03
利用复合材料的各向异性特点，优化机构性能，实现多功能化
遗传算法
利用遗传算法对平面连杆机构进行优化，通 过不断迭代和选择，寻找最优解。
约束处理
在优化过程中，需要特别注意处理各种约束 条件，如几何约束、运动约束等。
优化实例
曲柄摇杆机构优化
以曲柄摇杆机构为例，通过优化算法找到最优 的设计参数，使得机构的运动性能达到最佳。
双曲柄机构优化
对双曲柄机构进行优化，改善机构的运动平稳 性和精度。
平面连杆机构系列优化
对一系列平面连杆机构进行优化，比较不同机构的性能特点，为实际应用提供 参考。
优化效果评估
性能指标
通过性能指标来评估优化效果，如运动精度 、运动范围、刚度等。
经济性评估
评估优化后机构的经济效益，包括制造成本 、运行成本等。
实验验证
通过实验验证优化的有效性，对比优化前后 的性能差异。
。
新工艺的探索
精密铸造
通过精密铸造技术，提高 零件的精度和表面质量， 减少加工余量。
激光切割
利用激光切割技术，实现 零件的高精度、高效率加 工。
3D打印
利用3D打印技术，快速制 造复杂结构零件，缩短产 品研发周期。
新技术的应用
智能控制
有限元分析
引入智能控制技术，实现机构的高精 度、高效率运动控制。
机械原理之平面连杆机构
平面连杆机构是一种常见的机械原理，应用广泛。本 presentation 将介绍平面 连杆机构的构成、运动规律、设计方法、应用案例等内容，帮助您深入了解 这一重要机构。
什么是平面连杆机构
平面连杆机构是由杆件和连接点组成的机械系统，可以实现直线运动、旋转运动和复杂的机构运动。
平面连杆机构的应用范围
4 活动副
平面连杆机构中杆件间的连接关系，包括铰 接、滑动等。
平面连杆机构的种类
单曲柄平面四杆机构
使用一个曲柄连接四个连杆， 常用于某些简单的转换运动。
双曲柄平面四杆机构
使用两个曲柄连接四个连杆， 比单曲柄机构更复杂，能实现 更灵活的变换运动。
六杆机构
由六个连杆组成的机构，具有 更多自由度，可以实现复杂的 机械运动。
打印机
打印机中的平面连杆机构控制打印头的移动， 实现文字和图像的打印。
机器人
机器人的运动分部中使用平面连杆机构来实现 腿部或手臂的运动。
平面连杆机构的未来发展趋势
1
智能化
随着科技的进步，平面连杆机构将更加智能化，实现自动化无人操作。
2
材料创新
新型材料的应用将提升平面连杆机构的强度和耐用性，推动机械工程的发展。
代数法
使用代数方程描述平面连杆机 构的位置、速度和加速度，刻 画机构的运动规律。
图像法
通过绘制机构运动的示意图， 直观展示连杆机构的运动特性。
平面连杆机构的应用案例
发动机
汽车发动机中的连杆机构将活塞运动转化为曲 轴旋转，提供动力。
摇滚机
摇滚机利用平面连杆机构的运动来实现摇摆， 并供儿童嬉戏和休闲。
平面连杆机构广泛应用于机械工程、汽车工业、航空航天、机器人等领域， 用于传输功率、转换运动、控制位置等。
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第七章平面连杆机构
§7-1 平面连杆机构的特点§7-2 铰链四杆机构的组成与分类
一、选择题
1、铰链四杆机构中，各构件之间以（）相连接。
A 转动副
B 移动副
C 螺旋副
2、在铰链四杆机构中，能相对机架作整周旋转的连架杆为（）。
A 连杆
B 摇杆
C 曲杆
3、车门启闭机构采用的是（）机构。
A 反向双曲柄
B 曲柄摇杆
C 双摇杆
4、铰链四杆机构中，不与机架直接连接，且作平面运动的杆件称为（）。
A 摇杆
B 连架杆
C 连杆
5、家用缝纫机踏板机构采用的是（）机构。
A 曲柄摇杆 B双摇杆 C 双曲柄
6、汽车窗雨刷采用的是（）机构。
A双曲柄 B曲柄摇杆 C 双摇杆
7、平行双曲柄机构中的两个曲柄（）。
A 长度相等，旋转方向相同
B 长度不等，旋转方向相同
C 长度相等，旋转方向相反
8、雷达天线俯仰角摆动机构采用的是（）机构。
A双摇杆 B 曲柄摇杆 C 双曲柄
9、天平采用的是（）机构。
A 双摇杆 B平行双曲柄 C 反向双曲柄
二、判断题
1、（）平面连杆机构能实现较为复杂的平面运动。
2、（）铰链四杆机构中，其中有一杆必为连杆。
3、（）平面连杆机构是用若干构件以高副连接而成的。
4、（）铰链四杆机构中，能绕铰链中心作整周旋转的杆件是摇杆。
5、（）反向双曲柄机构中的两个曲柄长度不相等。
6、（）常把曲柄摇杆机构中的曲柄和连杆称为连架杆。
三、填空题
1、平面连杆机构是将用连接而组成的平面机构。
2、当平面四杆机构中的死光杆件均以转动副连接时，该机构称为。
滑块四杆机构中，除了转动副连接外，还有连接。
3、铰链四杆机构中，固定不动的杆件称为；不与机架直接连接的杆件称为；杆件与机架用转动副相连接，且能绕该转动副回转中心作整周旋转的杆件称为；杆件与机架用转动副相连接，但只能绕该转动副回转中心的杆件称为摇杆。
4、缝纫机踏板机构采用的是机构；电扇摇头机构采用的是；惯性筛作变速往复运动是应用机构来实现的。
5、铰链四杆机构一般有、和三种基本形式。
6、天平是利用机构中的两曲柄转向和长度的特性，保证量只天平盘始终保持水平状态。
四、术语解释
1、曲柄：
2、摇杆：
§7-3 铰链四杆机构的基本性质
一、选择题
1、铰链四杆机构中，最短杆件与最长杆件长度之和小于或等于其余两杆件的长度之和时，机构中一定有（）。
A 曲柄 B摇杆 C 连杆
2、不等长双曲柄机构中，（）长度最短。
A 曲柄 B连杆 C 机架
3、曲柄摇杆机构中，曲柄作等速转动时，摇杆摆动过程中空回行程的平均速度大于工作行程的平均速度，这种性质称为（）。
A 死点位置 B机构的运动不确定性 C 机构的急回特性
4、曲柄摇杆机构中，曲柄的长度（）。
A 最短
B 最长
C 介于最短与最长之间
5、曲柄摇杆机构中，以（ ）为主动件，连杆与（ ）处于共线位置时，该位置称为死点位置。
A 曲柄
B 摇杆
C 机架
6、行程速比系数K 与极位夹角θ的关系为：K=（ ）。
A θθ-︒+︒180180 B θθ+︒-︒180180 C ︒
-︒+180180θθ 7、在下列铰链四杆机构中，若以BC 杆件为机架，则能形成双摇杆机构的是（ ）。
（1）AB=70mm ，BC=60mm ，CD=80mm ，AD=95mm
（2）AB=80mm ，BC=85mm ，CD=70mm ，AD=55mm
（3）AB=70mm ，BC=60mm ，CD=80mm ，AD=85mm
（4）AB=70mm ，BC=85mm ，CD=80mm ，AD=60mm
A ．（1）、（2）、（4）
B ．（2）、（3）、（4）
C ．（1）、（2）、（3）
8、当急回运动行程速比系数（ ）时，曲柄摇杆机构才有急回运动。
A. K=0
B. K=1
C. K>1
9、当曲柄摇杆机构出现死点位置时，可在从动曲柄上（ ）使其顺利通过死点位置。
C
A 加设飞轮
B 减少阻力
C 加大主动力
10、如图所示铰链四杆机构中，BC=30mm ，CD=40mm ，AD=20mm ，若以AD 杆件的长度范围为（ ）时可获得双曲柄机构。
A ． AB<20 mm B. AB>50 mm C. 30mm ≤A
B ≤50mm
11、在曲柄摇杆机构中，若以摇杆为主动件，则在死点位置时，曲柄的瞬时运动方向是（ ）。
A 按原运动方向
B 按原运动的反方向
C 不确定的
12、对于缝纫机的踏板机构，以下论述不正确的是（ ）。
A. 应用了曲柄摇杆机构，且摇杆为主动件
B ．利用了飞轮帮助其克服死点位置
C ．踏板相当于曲柄摇杆机构中的曲柄
二、判断题
1、（）铰链四杆机构中，最短杆件就是曲柄。
2、（）在铰链四杆机构的三种基本形式中，最长杆件与最短杆件的长度之和必定小于其余两杆件长度之和。
3、（）曲柄摇杆机构中，极位夹角θ越大，机构的行程速比系数K值越大。
4、（）在实际生产中，机构的死点位置对工作都是有害无益的。
5、（）行程速比系数K=1时，表示该机构具有急回运动特性。
6、（）各种双曲柄机构中都存在死点位置。
7、（）实际生产中，常利用急回运动特性来节省非工作时间，提高生产效率。
8、（）当最长杆件与最短杆件长度之和小于或等于其余两杆件长度之和，且连架杆与机架之一为最短杆件时，则一定为双摇杆机构。
9、（）牛头刨床中刀具的退刀速度大于其切削速度，就是应用了急回特性。
三、填空题
1、铰链四杆机构中是否存在曲柄，主要取决于机构中各杆件的
和选择。
2、铰链四杆机构的急回特性可以节省，提高。
3、如图所示，铰链四杆机构中，各杆件分别为AB=450mm，BC=400mm，CD=300mm，AD=200mm.若以杆件为机架，则为曲柄摇杆机构。
若以BC杆件为机架，则为机构；若以AD杆件为机架，则为机构。
4、当曲柄摇杆机构中存在死点位置时，其死点位置有个。
在死点位置时，该机构中与 处于共线状态。
5、曲柄摇杆机构中，当出现急回运动时，曲柄为，摇杆为。
6、为使铰链四杆机构能够顺利地通过死点位置，继续正常运转，常采用
、和方法。
四、术语解释
1．急回特性：
2．死点位置：
五、应用题
1、根据图中标注的尺寸，判断各铰链四杆机构的基本类型。
2、如图所示，AB=30mm， CD=50mm，AD=50mm。
（1）若此机构为曲柄摇杆机构，求BC的长度范围。
（2）若此机构为双摇杆机构，求BC的长度范围。
§7-4 铰链四杆机构的演化
一、选择题
1、曲柄滑块机构中，若机构存在死点位置，则主动件为( )。
A 连杆
B 机架
C 滑块
2、牛头刨床的主运动采用的是（）机构。
A 曲柄摇杆
B 导杆
C 双曲柄
3、（）为曲柄滑块机构的应用实例。
A 自卸汽车卸料装置
B 手动抽水机
C 滚轮送料机
4、冲压机采用的是（）机构。
A 移动导杆
B 曲柄滑块
C 摆动导杆
5、在曲柄滑块机构应用中，往往用一个偏心轮代替（）。
A 滑块
B 机架
C 曲柄
二、判断题
1、（）曲柄滑块机构常用于内燃机中。
2、（）将曲柄滑块机构中的滑块改为固定件，则原机构将演化为摆动导杆机构。
3、（）曲柄滑块机构是曲柄摇杆机构演化而来的。
三、填空题
1、在曲柄滑块机构中，若以曲柄为主动件，则可以把曲柄的运动转换成滑块的运动。
2、在对心曲柄滑块机构中，若曲柄长为20mm，则滑块的行程Η= 。
3、岂不怀渴饥是具有一个和一个的平面四杆机构，是
由演化而来的。
4、偏心轮机构用于较大，且较小的剪床、冲床、鄂式破碎机等机械中。
5、曲柄滑块机构是由曲柄摇杆机构中的杆件长度趋于而演变来的。
四、应用题
1 答 当滑块为主动件且AB与BC共线位置时 左右两个位置 机构会产生“死点位置” 作图省略。