导杆机构应用(精)
旋转导杆机构应用研究报告
旋转导杆机构应用研究报告旋转导杆机构应用研究报告摘要：本篇文章主要研究并探讨了旋转导杆机构在各个领域的应用情况和优势。
通过对旋转导杆机构的结构、工作原理和特点进行分析，我们发现它在机械传动和运动控制中具有诸多优点，例如高精度、高刚度、紧凑的结构设计、良好的性能稳定性等。
本文逐一介绍了该机构在机械制造、航天航空、医疗器械和机器人领域的应用实例，并总结了其在这些领域中的推广前景和未来发展方向。
1. 引言旋转导杆机构是一种常用于机械传动和运动控制领域的重要机构，其应用广泛且具有重要的研究价值。
本文将从结构设计、工作原理和特点等方面对旋转导杆机构进行深入研究，并探讨其在不同领域中的应用情况和前景。
2. 旋转导杆机构的结构与工作原理旋转导杆机构是由一对旋转副组成，其中一个副上的导轨与导杆相匹配，另一个副上的套筒与导杆的外表面相配合。
导杆的一端与机构的固定部分连接，另一端与机构的可动部分连接，实现对可动部分的定位。
该机构的工作原理是通过旋转导杆的相对运动，在导轨和导杆之间产生滚动摩擦力和刚性连接，从而实现对可动部分的精确定位。
该机构通过优化设计可以实现高精度、高刚度和低摩擦等要求。
3. 旋转导杆机构在机械制造领域的应用旋转导杆机构在机械制造领域中具有广泛的应用，主要体现在以下几个方面：3.1 工件定位与夹持：在加工过程中，工件的定位与夹持是至关重要的一环。
旋转导杆机构通过其高精度和高刚度的特点，能够实现对工件的精确定位和稳定夹持，提高加工质量和效率。
3.2 机器自动化：旋转导杆机构可以用于机器的自动化控制系统，实现机器的精确定位和控制。
这在需要精确加工和运动控制的自动化生产线中具有重要应用。
3.3 机器人末端执行器：在工业机器人中，末端执行器需要具备精确的定位和运动能力。
旋转导杆机构可以提供高刚度和高精度的定位能力，从而使机器人的末端执行器具备更好的运动控制能力。
4. 旋转导杆机构在航天航空领域的应用航天航空领域对机械传动和运动控制的要求更高，旋转导杆机构能够满足这些要求，并具有以下特点：4.1 高精度：航天航空领域对机械系统的精度要求非常高，旋转导杆机构通过精确的定位和运动控制，能够保证航天器和飞行器的精确控制和操作。
铰链四杆机构的演化及应用教学设计
铰链四杆机构的演化及应用教学设计铰链四杆机构的演化及应用教学设计作为一名教学工作者，通常会被要求编写教学设计，教学设计是一个系统化规划教学系统的过程。
那么优秀的教学设计是什么样的呢？以下是小编精心整理的铰链四杆机构的演化及应用教学设计，希望对大家有所帮助。
《平面连杆机构》是中等职业学校《机械基础》中的重要内容，《铰链四杆机构的演化及应用》是该章中的重点和难点。
铰链四杆机构是平面连杆机构中最为典型的机构，它可以演化为“曲柄滑块机构、导杆机构”，多年教学发现，学生的基础不同，虽然在学习“铰链四杆机构的演化过程及应用”知识时表现出的困难程度有差别，但由于缺乏直观经验，学生在学习过程中均会存在一定的难度！笔者针对现在所任教的单招学生教学对象，设计了一堂课堂教学并进行了实施，本文对教学中的成功与不足等方面进行教学反思，以在今后教学中有所借鉴，提高教学效果！教情、学情分析：任教学生为“单招班”学生，他们的文化基础与学习态度较不是太好。
本节课是一堂复习课，在第一轮新课教学中主要采取传统教学方法，因学生对“机构的应用”缺少感性认识，理解时表现出一定的难度。
本节课运用“多媒体”教学手段（更加直观）、采用“课堂自主—研究学习”的教学方法，力图使学生对本节内容的理解更加深入，掌握更加透彻！“教学目的”的制定：1、掌握铰链四杆机构的演化过程及演化机构的结构组成及运动原理（认知目标）；2、培养学生的观察能力、概括能力和自学能力，使他们能在实习或生产中解决相关的技术问题（能力目标）；3、激发学生学习兴趣，增进师生互动、交流、达到“教学相长”的效果，进行热爱专业的思想教育，培养学生理论联系实际地学习（情感目标）。
教学方法及手段的选择：本节课采取课堂自主——研究的教学方法，课前让学生先进行自学，课堂上教师对总的教学目标进行细化，在讲解每个知识点时，采用“引导教学法”代替传统的“填鸭式”，先示出引导问题，让每个学生通过思考解决问题，层层递进，逐个解决问题，然后教师对学生的思维进行总结、训练和拓展；为弥补学生想像能力的欠缺、增强学生学习的直观性，对铰链四杆机构的演化过程可采用flash软件制作课件，对演化机构的应用（结构组成和运动原理）可从Internet上搜索多种教学素材（录像、实物等），提高教学效果！教学过程如下：一、思维引入：1．铰链四杆机构三种基本类型及判断方式？2．急回特性判定及其应用意义？3．曲柄摇杆机构死点产生条件、位置、克服方法、应用？4．列举实际生产生活中三种典型铰链四杆机构的应用实例？还存在哪些其他形式的四杆机构？二、思维启发演绎：（一）曲柄滑块机构演化通过演示，让学生观察，分析曲柄滑块机构是曲柄摇杆机构的演化形式。
曲柄(导杆)滑块机构设计分析正文.
目录1 引言1．1 选题的依据及意义·························································································（1）1．2 国内外研究概况及发展趋势··········································································（2）1．3 论文主要工作·······························································································（3）2 曲柄（导杆）滑块机构简介····································································（4）3 曲柄（导杆）滑块机构的运动学分析3．1 曲柄导杆滑块机构的运动分析······································································（5）3．1．1 机构装配的条件····················································································（6）3．1．2 建立数学模型·························································································（6）3．1．3 计算机辅助分析及其程序设计······························································（9）3. 2曲柄滑块机构的运动分析3．2．1 机构装配的条件·····················································································（25）3．2．2 建立数学模型·······················································································（25）3．2．3 计算机辅助分析及其程序设计·····························································（27）4 曲柄（导杆）滑块机构实验台装置设计4. 1 实验台结构·································································································（40）4.2 实验台硬件操作说明···················································································（41）4.3 用SolidWorks 2006实现实验台的立体图形················································（42）总结·········································································································（46）参考文献·········································································································（47）致谢·········································································································（48）1 引言1．1 选题的依据及意义1．曲柄（导杆）滑块机构定义曲柄滑块机构是铰链四杆机构的演化形式,由若干刚性构件用低副(回转副、移动副)联接而成的一种机构。
导杆机构.
导杆机构
1 2 3
导杆机构的构成与类型
摆动导杆机构的运动特点
摆动导杆机构的应用
曲柄滑块机构的演化
曲柄滑块机构可通过选不同的构件为机架演化出新的机构：导杆机构、 摇块机构和定块机构。
一、导杆机构的结构与类型
曲柄滑块机构中若选择曲柄为
固定件，就会演化成导杆机构。
其中与滑块组成移动副的杆件, 称为导杆 。
1 A
B
2
4
3 C
摆动导杆机构 : 构件2做整周转动，导杆4随滑块3做往复摆动。
二、摆动导杆机构的运动特点
摆动导杆机构具有急回特性 极位夹角等于摆角
三、摆动导杆机构的应用
牛头刨床的主运动机构为摆动导杆机构
转动导杆机构：L1>L2 摆动导杆机构：L1<L2
曲柄滑块机构 导杆机构
导杆机构
转动导杆机构
转动导杆机构—构件1为机架，构件2为曲柄，L2>L1，导杆4作整周运动。
B
1 A
导杆
2 4
3 滑块 C
特点：曲柄和导杆都能作360°周转运动。 主动曲柄作等速转动，从动导杆作变速，构件2为曲柄， L2＜L1，导杆4做往复摆动。
导杆机构
三、设计内容1、导杆机构运动分析选择表1-1中方案II设计内容导杆机构的运动分析导杆机构的动态静力分析符号n2 L0204 L02A L04B L BC L04S4 X S6 Y S6 G4 G6 P Y P J S4 单位r/min mm N mm kgm2方案Ⅰ60 380 110 540 0.25L04B0.5L04B240 50 200 700 7000 80 1.1 Ⅱ64 350 90 580 0.3L04B0.5L04B200 50 220 800 9000 80 1.2 Ⅲ72 430 110 810 0.36L04B0.5L04B180 40 220 620 8000 100 1.2表1-11、机构运动简图。
图1-12、曲柄位置“7”速度分析，加速度分析（列矢量方程，画速度图，加速度图）取曲柄位置“7”进行速度分析，其分析过程同曲柄位置“1”。
取构件3和4的重合点A进行速度分析。
列速度矢量方程，得υA4=υA3+υA4A3大小? √?方向⊥O4A⊥O2A∥O4B代表pa4 pa3 a3a4V A3=ω2l o2A=64/60×6.28×0.09=0.603m/s取速度极点P，速度比例尺µv=0.01(m/s)/mm，作速度多边形如图1-2则由图1-2知，υA4=pa4·μv=29×0.01=0.29m/sυA4A3=a3a4·μv=52×0.01m/s=0.52m/s图1-2υB5=υB4=υA4·O4B/ O4A=0.44m/s取5构件为研究对象，列速度矢量方程，得υC5=υB5+υC5B5大小? √?方向∥XX⊥O4B⊥BC代表pc5 pb4 b4b5其速度多边形如图1-2所示，有υC5=5Pc·μv=42×0.01=0.42m/s取曲柄位置“7”进行加速度分析，取曲柄构件3和4的重合点A进行加速度分析.列加速度矢量方程,得:a A4 =a A4n +a A4t= a A3n +a A4A3k+a A4A3r 大小? ω42l O4A ?√2ω4υA4A3 ? 方向? A→O4⊥O4B A→O2⊥O4B（向右）∥O4B代表pA4’pn4’n4’A4’p’A3’A3’k’k’A4’取加速度极点为P＇,加速度比例尺μa=0.02（m/s2）/mm作加速度多边形图1-3图1-3则由图1─3知:a A4t= n4’A4’·μa =137×0.02m/s2=2.74m/s2α4= a A4t/l O4A = 7.17 m/s2a A4 = pA4’·μa = 138×0.01m/s2 =2.76 m/s2用加速度影象法求得a B5 = a B4 = a A4 ×l O4B/l O4A=4.19m/s2取5构件的研究对象，列加速度矢量方程，得a C5=a B5+ a C5B5n+ a C5B5t大小?√√?方向∥xx √ C→B ⊥BC代表 P’c5’ P’B5’ n5’B5’ C5’n5’加速度比例尺μa=0.02（m/s2）/mm其加速度多边形如图1─4所示，有图1-4a C5B5t= n5’c5’·μa =31×0.02m/s2 =0.62m/s2a C5 = P’c5’·μa =179×0.02m/s2 =3.58m/s23、曲柄位置“10”速度分析，加速度分析（列矢量方程，画速度图，加速度图）取曲柄位置“10”进行速度分析。
机构死点位置的分析与应用
机构死点位置的分析与应用作者：钱雄伟来源：《职业·中旬》2011年第08期一、死点位置的物理现象如图1所示，当平面连杆机构以曲柄AB为主动件时，机构各构件的运动情况非常顺畅，而当机构以摇杆CD为主动件，在运行至连杆BC与从动件AB处于共线位置时，机构有可能出现卡死停顿现象，并下一瞬时的运动方向不确定，这即为机构的死点位置。
对于以传动为主要目的机构而言，死点位置显然是有害的，必须有克服死点危害的办法。
而有些机械却可以利用死点，满足工作中的某些特殊要求，这时死点位置变得有利了。
故正确认识死点位置，在机构中科学设计，合理利用有重要现实意义。
二、死点位置的本质以图1的曲柄摇杆机构为例，分析机构处于死点位置的力学状态。
从动件曲柄AB的运动来自连杆BC的传递，在死点位置时，AB与BC处于共线，此时二力杆BC沿着AB杆传力，通常情况下，经BC杆传递到从动件上的力F，可分解为从动件上受力点运动曲线的切线与法线两个方向的力，分别称为有效力Ft和有害力Fr，它们与传递力F和压力角α （受力点的受力方向和运动线速度方向的夹角，图中未给出）的关系为：F t=Fcosα，Fr=Fsinα。
在死点位置，压力角等于90°，有效力等于零，即连杆CD无法推动从动件AB实现绕A 点的转动，机构可能出现卡死，而且在此位置重新运动，AB杆的运动方向将不确定，下一瞬时有可能作顺时针转，也可能作逆时针转。
可见，机构死点位置的实质是从动件上的压力角等于90°，推动从动件运动的有效力为零（如为转动构件，则该位置的传力构件对从动件的有效转矩为零）——此为动力特性。
机构在此位置的卡死或运动方向的不确定为其运动特性。
三、机构死点位置的判断图1的曲柄摇杆机构当以曲柄AB作为主动件，摇杆CD作为从动件时，机构无论在哪个位置并未出现前述的死点现象，而当以摇杆CD作为主动件，曲柄AB作为从动件时，在曲柄AB与连杆BC共线的两个位置（图中虚线位置），机构出现了死点现象。
6第六章常用机构
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。
如图6-28所示为自行车后轮飞轮中的内啮合单向驱动棘轮机构。
图6-29是控制牛头刨床工作台进与退的棘轮机构。 图6-30所示为摩擦式棘轮机构。
二、槽轮机构
槽轮机构由带销的主动拨盘、具有径向槽的从动槽轮和机架组成。 槽轮机构的停歇时间和运动时间取决于槽轮的槽数和拨销数。 槽轮机构可分为外槽轮机构和内槽轮机构，如图6-31、图6-32。
槽轮机构结构简单，工作可靠，转位方便，能精确控制转角，但转 角大小不可调节，且有冲击，只能用于低速机构或分度机构中。如图633所示为转塔车床的刀架转位机构。
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。
2．导杆机构
若将图6-9所示的曲柄滑块机构的构件作为机架，则曲柄滑块机构就 演化为导杆机构，连架杆对滑块的运动起导向作用，称为导杆，它包括转 动导杆机构和摆动导杆机构两种形式。如图6-10所示，导杆均能绕机架作 整周转动，称为转动导杆机构。如图 6-11所示，导杆4只能在某一角度内 摆动，称为摆动导杆机构。导杆机构 具有很好的传力性能，常用于插床、 牛头刨床和送料装置等机器中。
常用机构案例分析
斯林特发动机
十字滑块联轴器
风扇摇头机构
该机构把电机的转动 转变成扇叶的摆 动。红色的曲柄 与蜗轮固接，蓝 色杆为机架，绿 色的连架杆与蜗 杆（电机轴）固 接。电机带扇叶 转动，蜗杆驱动 蜗轮旋转，蜗轮 带动曲柄作平面 运动，而完成风 扇的摇头（摆动） 运动。机构中使 用了蜗轮蜗杆传 动，目的是降低 扇叶的摆动速度、 模拟自然风。
常用的机构
平面连杆机构 凸轮机构 轮系 棘轮机构 槽轮机构 螺旋机构
平面连杆机构
铰链四杆机构 四杆机构
滑块四杆机构
凸轮机构
盘形凸轮 移动凸轮
圆柱凸轮
曲柄摇杆机构 双曲柄机构 双摇杆机构 单滑块四杆机构
双滑块四杆机构
四杆机构
六组平行四杆机构- 机构传动
平行四边形的旋转运动结构
平行四边形的机械联动构造
奥拓循环发动机配气相位
四冲程活塞式发动机
等速万向节
椭圆规
密码打火机ຫໍສະໝຸດ 式破碎机工作原理图日内瓦结构内部
压铸模具
差速器
周期性滑轨拨叉机构，巧妙而常用的机械结构
连续摆、滑机构
转子发动机
用凸轮调节输出轴转速机构
该机构可实现输出轴的复杂运转。 用一个绿色的凸轮控制灰色的行星 锥齿轮的公转，使输出轴由匀速转 动变成非匀速转动。右端红色的锥 齿轮是主动齿轮，通过行星齿轮与 另一个红色的从动锥齿轮啮合，从 动锥齿轮与一个黄色的直齿轮同固 结在输出轴上；两个红色的齿轮大 小一样。行星直齿轮铰接在蓝色转 臂的一端。蓝色的小直齿轮与凸轮 同固结在一个轴上，小直齿轮与大 直齿轮啮合。
图 双曲柄机构
齿条齿轮构造应用
公交车里的天窗
行星离合器
随着绿色齿轮转动，橙色的杠杆在黄色器皿中转动过程中同 时上下运动，使面粉与水在锅里无限缠绵。
3-12导杆机构应用.
PPT1 本次课讲授导杆机构应用
PPT2 本次课的教学目标是,了解导杆机构应用的实例
PPT３１．摆动导杆机构请注意看动画运动情况
１）结构组成：是由机架曲柄摇杆（导杆）滑套（滑块）组成
２）工作原理：曲柄作定轴匀速转动，带动滑套（滑块）转动并摆动，滑套（滑块）套在导杆上，使导杆往复来回摆动。
PPT４２．摆动导杆机构应用实例
１）摆动导杆机构在插床上的应用请注意看动画运动情况,工作原理为
ＡＢ构件绕销轴Ａ作定轴转动，带动滑块Ｂ转动并摆动，滑块Ｂ在导杆ＣＤ上滑动,并带动导杆ＣＤ绕销轴Ｃ做定轴摆动，摆杆ＣＤ带动连杆ＤＥ做平面运动，连杆ＤＥ带动滑块Ｅ和刀架及插刀做往复运动，实现插削加工。
PPT4 ２）摆动导杆机构在牛头刨床上的应用请注意看动画运动情况
构件２绕铰链Ｂ作定轴转动，带动滑块３一起转动，滑块３绕铰链Ｃ摆动，并沿导杆ＤＡ滑动，带动导杆ＤＡ绕固定铰链Ａ摆动，连杆ＤＥ做平面运动，滑块Ｅ沿ＦＥ导杆上下滑动，并带动刨床的滑枕做水平往复移动，从而实现刨刀的切削加工。
PPT５下面对本次课内容进行小结：本次课，
１．摆动导杆机构１）结构组成２）工作原理
２．摆动导杆机构应用实例
１）摆动导杆机构在插床上的应用
２）摆动导杆机构在牛头刨床上的应用
PPT６本次课作业：选择题图示牛头刨床机构的导杆为。
Ａ．构件ＡＤＢ．构件ＢＣＣ．构件ＤＥ。
3-10转动导杆机构应用.
PPT1 本次课讲授转动导杆机构应用
PPT2 本次课的教学目标是,了解转动导杆机构应用实例
PPT3 １．转动导杆机构在缝纫机针刺机上的应用请注意看动画, 工作原理为
构件１作定轴转动，带动滑块２随同构件１作定轴转动，滑块２既随构件1转动,又沿构件3的滑道往复移动,同时带动导杆３做上下移动，把线缝在衣料上。
这是缝纫机针刺机构的示意图。
PPT4 ２．转动导杆机构在小型刨床上的应用请注意看动画,工作原理为:构件２作定轴转动，带动滑块３做转动与摆动，滑块３带动导杆４绕着固定铰链Ａ作定轴转动，同时滑块３沿导杆４作相对移动，转动导杆４带动连杆５，做平面运动，连杆５带动刨刀架与刨刀沿导轨进行往复移动，从而实现对工件的刨削加工。
PPT5 ３．转动导杆机构在插床上的应用, 请注意看动画, 工作原理为
ＡＢ构件绕机架销轴Ｂ作定轴转动，带动导杆齿条移动并摆动，齿条带动小齿轮做定轴摆动, 小齿轮做定轴摆动的同时大齿轮也做定轴摆动,这是因为大齿轮与小齿轮共用一根轴的缘故,大齿轮带动齿条上安装的插刀进行上下往复移动,从而实现插键槽的加工。
PPT7 下面对本次课内容进行小结：
１．转动导杆机构在缝纫机针刺机上的应用
２．转动导杆机构在小型刨床上的应用
３．转动导杆机构在插床上的应用
PPT8 本次课作业：选择题
图示采用转动导杆机构的刨床，导杆为。
Ａ.构件２Ｂ.构件４ C.构件５。
机械设计模拟考试题(附答案)
机械设计模拟考试题（附答案）一、单选题（共60题，每题1分，共60分）1、机构具有相对运动的条件是（）A、机构的自由度数目小于主动件数目B、机构的自由度数目等于主动件数目C、机构的自由度数目大于等于主动件数目D、机构的自由度数目大于主动件数目正确答案：B2、按自由度数目不同，周转轮系可分为（）A、周转轮系和定轮轮系B、简单行星轮系和差动轮系C、简单行星轮系和定轴轮系D、定轴轮系和差动轮系正确答案：B3、在蜗杆传动中，应用比较广泛的是（）A、渐开线蜗杆B、圆柱蜗杆C、环面蜗杆D、锥蜗杆正确答案：B4、下列联轴器中，能补偿两轴的相对位移并且可缓冲、吸震得是（ )A、万向联轴器B、凸缘联轴器C、齿式联轴器D、弹性柱销联轴器正确答案：D5、平面齿轮传动的是（）。
A、螺旋齿轮传动B、锥齿轮传动C、蜗杆蜗轮传动D、斜齿轮传动正确答案：D6、下列四种轴承何种轴承必须成对使用。
A、推力球轴承B、圆柱滚子轴承C、圆锥滚子轴承D、深沟球轴承正确答案：D7、凸轮机构的从动件运动规律与凸轮的（）有关。
A、表面硬度B、机架C、轮廓线D、基圆正确答案：D8、带和带轮间的摩擦系数与初拉力一定时，（），则带传动不打滑时的最大有效圆周力也愈大。
A、带速愈低B、大带轮上的包角愈大C、带轮愈宽D、小带轮上的包角愈大正确答案：D9、组成轮系的齿轮可以是（）①圆柱齿轮；②圆锥齿轮；③蜗杆齿轮；④平面齿轮；A、①③④B、①②③C、①②③D、①②④正确答案：B10、无论滚子半径的大小如何,( )不会变A、实际轮廓B、尺寸C、度数D、以上都是正确答案：A11、导向键和（）都用于动连接，即轴与轮毂间有相对轴向移动的连接。
A、平键B、矩形花键C、滑键D、轴键正确答案：C12、在下列平面四杆机构中,（）无论以哪一构件为主动件，都不存在死点位置。
A、双曲柄机构和双摇杆机构B、曲柄摇杆机构C、双曲柄机构D、双摇杆机构正确答案：C13、轴的结构设计主要有（）内容①各轴径向尺寸的确定；②各轴段向尺寸的确定；③其他尺寸的确定；A、①②③B、②③C、①③D、①②正确答案：A14、在运用( )解决周转轮系传动比的计算问题.A、反转法B、乘法C、正转法D、除法正确答案：A15、润滑油最重要的物理性能指标是（）A、散热B、防锈C、吸振D、黏度正确答案：D16、带传动的中心距过大时，会导致( )A、带的弹性滑动加剧B、带在工作时会产生颤动C、带的寿命短D、小带轮包角减小而易产生打滑正确答案：B17、当量运载荷P=XFr+YFa,其中X代表（）A、轴向载荷系数B、轴承承受的轴向载荷C、轴承承受的径向载荷D、径向载荷系数正确答案：D18、（）的调质处理后屈服强度极限为800MPaA、35SiMnB、40CrC、QT600-3D、40MnB正确答案：D19、为了提高蜗杆的刚度，应（）。
导杆机构分析范文
导杆机构分析范文导杆机构是一种常见的工程机械传动结构，广泛应用于起重机械、挖掘机、推土机等工程机械设备中。
本文将对导杆机构进行详细的分析与解释。
导杆机构是一种通过导杆来实现直线运动的机构，一般由导杆、导套、固定块等部件组成。
导杆负责传递运动力，导套则用来限定和滑动导杆的轨迹。
导杆机构可以实现高精度的直线运动，并且结构简单、制造成本低廉，因此在工程机械中得到广泛应用。
导杆机构的工作原理是通过传递力来实现直线运动。
当外力作用在导杆上时，导杆会受到力的作用而产生运动。
通过导套的限位作用，导杆只能在规定的轨迹上运动，从而实现直线运动。
导杆机构的特点是稳定性好、刚度高、定位精度高。
这是由于导杆在运动过程中受到的力是沿着导杆轴方向的，对导杆的外力和力矩不敏感，从而保证了较好的稳定性。
导杆机构的刚度是由导杆的材料和尺寸决定的，通常可以通过增大导杆的直径或者增大导套的长度来提高刚度。
定位精度则主要取决于导杆和导套的加工精度，一般可以达到几十个微米的精度要求。
导杆机构的应用范围非常广泛。
在起重机械中，导杆机构通常用于实现大臂伸缩、小车行走等动作。
在挖掘机中，导杆机构则常用于实现斗杆的伸缩和升降。
在推土机中，导杆机构常用于实现铲斗的升降和倾斜。
此外，导杆机构还可以应用于其他需要直线运动的工程机械设备中。
导杆机构的设计和制造需要注意以下几个因素。
首先是导杆和导套的材料选择，一般要选择具有较高强度和硬度的材料，以提高导杆机构的承载能力和耐磨性。
其次是导杆和导套的加工精度，对于要求较高精度的导杆机构，需要保证导杆和导套的加工精度。
最后是导杆和导套的润滑方式，可以使用润滑脂或者油脂等润滑剂来减少摩擦，提高导杆机构的工作效率和寿命。
总之，导杆机构是一种常见的工程机械传动结构，具有稳定性好、刚度高、定位精度高等优点。
通过合理的设计和制造，可以满足各种工程机械设备对直线运动的要求。
在未来的发展中，导杆机构还有可能在更多的工程机械设备中得到应用，提高工程机械的性能和效率。
1.曲柄摇杆机构
一、平面连杆机构
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。
惯性筛
一、平面连杆机构
主动曲柄等速转动，从动曲柄一般为变速转动，插床六杆机构是以 双曲柄机构为基础扩展而成的。
在双曲柄机构中有一种特殊机构，连杆与机架的长度相等、两个曲 柄长度相等且转向相同的双曲柄机构，称为平行四边形机构。
一、平面连杆机构
3.双摇杆机构 两连架杆均为摇杆的铰链四杆机构，称为双摇杆机构。常用于
操纵机构、仪表机构等。如图所示港口起重机机构，可实现货物 的水平移动，以减少功率消耗。在双摇杆机构中若两摇杆长度相 等，称为等腰梯形机构。
等腰梯形机构的运动特性是两摇杆摆角不相等。 如图所示的汽车、拖拉机前轮转向机构。
插床六杆机构
机车车轮平行四边形机构
一、平面连杆机构
一、平面连杆机构
平行四边形机构有以下三个运动特点:
（1）两曲柄转速相等
机车车轮联动机构。
（2）连杆始终与机架平行
天平机构、所示的摄影车升降机构。
机车车轮联动机构
天平机构
摄影车升降机构
一、平面连杆机构
（3）运动的不确定性 为了克服运动的不确定性， 可以对从动曲柄施加外力，或 利用飞轮及构件本身的惯性作 用。也可以采用辅助曲柄等措施解决。
一、平面连杆机构
机构中从动件与连杆共线的位置称为机构的死点位置。 2. 死点的利用： 若以夹紧、增力等为目的，则机构的死点位置可以加以 利用。
B2
A
D
C2
B1 C1
地面 飞机起落架机构
一、平面连杆机构
3. 死点的克服
对传动机构来说，有死点是不利的，应采取措施
使其顺利通过。 措施： 加装飞轮，增大惯性；
常用机构(四连杆机构)
三、平面四杆机构的传动特性
急回特性 死点位置 压力角和传动角
急回特征
当回程所用时间小于工作行程所用时间时，称该机构具有急回特征
极位夹角： 对应从动杆的两个极限位置, 主动件两相应位置所夹锐
角.
急回特性分析： 1 = C 1 = 1 t1 =1800 + 2 = 1 t2 =1800 -
慢 快
(3) 传力特性
压力角和传动角
压力角 从动杆(运动输出件)受力点的力作用线与该点 速度方位线所夹锐角. (不考虑摩擦)
传动角
压力角的余角.(连杆轴线与从动杆轴线所夹锐角)
F
d
V
d
d
1800 d
传动不利，设计时规定 4050 通常，机构在运动过程中传动角是变化的，最小值在哪？
设计
已知活动铰点B、C中心位置，求固定铰链A、D 中心位置。
B1
C1
B2
A●
●D
C2
四杆机构 AB1C1D 为所求.
实现连杆给定的三个位置
C1 C2
B1 B2
B3 C3
D
A
四杆机构 AB1C1D 为所求.
2.具有急回特性的机构
按给定的 K 值,设计曲柄摇杆机构
1） 给定 K、y、LCD
① 分析.
(1) 曲柄存在条件
（以曲柄摇杆机构为例）
设 AB 为曲柄, 且 a<d . 由 △BCD :
b+c>f 、 b+f >c 、 c+f >b 以 fmax = a + d ， fmin = d - a 代入并整理得：
《转动导杆机构》课件
05
转动导杆机构的维护与保养
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
日常维护保养
01
02
03
04
定期检查导杆机构的润滑情况 ，确保润滑良好，防止磨损和
卡滞。
定期清理导杆机构及其周围的 杂物，保持清洁，防止杂物对
机构造成损伤。
检查导杆机构的紧固件，确保 紧固件无松动，防止机构在运
优化转动导杆机构的结构 设计，降低重量、提高刚 度和强度。
市场需求与发展方向
高效能
满足高负载、高转速、高 精度等要求，提高转动导 杆机构的工作效率和性能 。
紧凑化
减小转动导杆机构的体积 和重量，便于安装和维护 。
长寿命
提高转动导杆机构的耐磨 性和耐久性，延长使用寿 命。
对未来发展的思考与建议
加强产学研合作
ERA
定义与特点
定义
转动导杆机构是一种常见的机械 传动机构，由曲柄、连杆和导杆 组成，通过曲柄的旋转运动转换 为导杆的往复直线运动。
特点
结构简单、工作可靠、传动平稳 、易于实现变速和换向，广泛应 用于各种机械传动系统中。
工作原理
01
当曲柄绕其固定轴转动时，通过 连杆带动导杆在滑块中往复直线 运动，从而实现将曲柄的旋转运 动转换为导杆的往复直线运动。
与齿轮机构的比较
齿轮机构和转动导杆机构都是常见的传动机构，但齿轮机构通常更适合于实现高 速、重载和精确的传动，而转动导杆机构则更适合于传递较大的扭矩和力矩。
03
转动导杆机构的设计与优化
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
设计原则与流程
确定设计目标
机械设计基础第2章平面连杆机构1全
l3、l4。图中最短杆1为曲柄，、、和分别为相邻两
杆间夹角。
曲柄1整周转动时，曲柄与相邻两杆夹角、变化范 围0~360；摇杆与相邻两杆夹角、变化范围＜360。
据相对运动原理，连杆2和机
架4相对曲柄1也是整周转动；
而相对摇杆3作＜ 360摆动。 a) 当杆长度不变而取不同杆
2、平面四杆机构：若干低副（转动、移动）连 接组成的平面机构。 特征：有一作平面运动的构件，称为连杆。
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。
缺点：①构件和运动副多，累积误差大、运动精 度低、效率低。
l l - l 4 4 1
C”
l3
D
曲柄存在的条件：
1. 最长杆与最短杆的长度之和应≤其他两杆长度之和 称为杆长条件。
2.连架杆或机架之一为最短杆。
此时，铰链A为整转副。
若取BC为机架，则结论相同，可知铰链B也是整转副。
可知：当满足杆长条件时，其最短杆参与构成的转动
副都是整转副。
l2
C
B
A l1
l3
F’ E’
C’
D’
G’
设计：潘存云
A
E D 设计：潘存云
G
B
F
C
平行四边形 设计：潘存云 机构当四个铰链中心处于同一直 设计：潘存云 线上 时，出现运动不确定。采用两组机构错开排列。
3）双摇杆机构 特征：两个摇杆
例1： P24 图2-1d，C、D为摆动副，因3位机架，
《转动导杆机构》课件
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01
02
03
04
05
06
定义：转动导杆机构是一种机械装置，通过转动导杆、滑块和连接件等。
工作原理：通过转动导杆的转动，带动滑块在固定导杆上滑动，实现力的传递和运动。
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加工精度：保证加工精度，如尺寸精度、形位精度等
材料选择：选择合适的材料，如钢、铝、铜等
表面处理：进行适当的表面处理，如电镀、喷漆等
装配工艺：保证装配精度，如螺栓紧固力、轴承间隙等
定期检查：检查转动导杆机构的各部分，确保其正常工作
润滑保养：定期对转动导杆机构进行润滑，防止磨损
曲线导杆：导杆形状为曲线，适用于曲线运动
折线导杆：导杆形状为折线，适用于折线运动
螺旋导杆：导杆形状为螺旋，适用于螺旋运动
直线运动：导杆在直线方向上运动
旋转运动：导杆在旋转方向上运动
复合运动：导杆在直线和旋转方向上同时运动
曲线运动：导杆在曲线方向上运动
确定设计目标：明确转动导杆机构的功能、性能和尺寸要求
机械制造：用于制造各种机械设备
汽车工业：用于汽车发动机、变速箱等部件
航空航天：用于飞机、火箭等航天器的制造
医疗设备：用于医疗设备的制造和维修
转动副：包括圆柱副、圆锥副、球副等
球副：包括转动副、移动副、螺旋副等
圆锥副：包括转动副、移动副、螺旋副等
圆柱副：包括转动副、移动副、螺旋副等
直线导杆：导杆形状为直线，适用于直线运动
集成化展望：未来，转动导杆机构与其他机构的集成化研究将更加深入，应用范围将更加广泛
导杆机构设计
1. 导杆机构的设计及运动分析已知 行程速度变比系数（行程速比系数）K ，滑块5的冲程H ，中心距32O O l ,比值BC l /B O l 3,各构件的重心S 的位置，曲柄每分钟的转速n1.要求 设计导杆机构，作机构两个位置的速度多边形和加速度多边形，作滑块的运动线图，以上的内容与后面动态静力分析一起画在1号图纸上。
1.1导杆机构的设计1.1.1曲柄O 2A 长度的确定 根据已知条件K=2，有K=（180°+θ）/（180°-θ）则θ=60°而又有曲柄此时是在1或9位置所以O 2A ⊥O 3A 因而O 2A=75mm1.1.2连杆中O 3B 大小的确定曲柄由1位置运动到11位置时连杆O 3B 推动滑块5向下运动。
由于滑块5在竖直位置上滑动了2H的长度，所以依据 他们的几何关系有：B 点在竖直位置上运行了2H 的长度即BC=2H =50mm所以O 3B=2BC=100mm1.1.3倒槽距支座O 3的水平距离由于y-y 位于B 点所画圆弧的平分线上 所以有DE=EF又根据机构的位置关系与几何关系,有 ∠DO 3B=30°,BD ⊥DO 3所以DO 3=O 3Bcos30°=86.6mm 又O 3B= O 3F所以x=DE+ DO 3=93.3mm1.2作机构的运动简图 选取长度比例尺u l =0.001mmm,将所分配的两个曲柄位置（1位置和11位置）作出机构的运动简图。
如图纸I 所示1.3作速度、加速度多边形1.3.1速度大小与方向的计算 以1位置进行计算由n1=60r/min,有ω=6.28rad/s,V A2 = ωO 2A=.471m/s由运动合成原理可知，有 V A2 = V A2A3 + V A3 方向√ √ √ 大小√ ？ ？ 所以V A2A3= V A2=0.471m/s ，V A3=0m/ 因而ω3=0rad/s,VS3=0m/s又以B 点为基点，由基点法有 V C = V B + V BC 方向√ √ √ 大小？ 0 ？所以V C =0m/s ，V BC =0m/s 1.3.2加速度大小与方向的计算 同样以1位置进行计算anA 2+atA 2= aA A 32+a n A 3+a t A 3+aK A A 32方向√ √ √ √ √ ？ 大小√ 0 ？ √ ？ ？ 根据上式，由于aK A A 32=2ω3V A2A3 =0m/sa nA 2= O 2A ω2=2.96m/s2atA 2= O 2A α=0m/s要使上式成立，则必须有atA 3==2.96m/s2所以构件3的角加速度ε，有ε=a t A 3/ O 3A=22.8m/s2构件3中S 3 =εO 3S 3=2.85m/s2又根据基点法，有aaa a a nCB tCB t B n B C +++=方向√ √ √ √ √ 大小 ？ √ √ ？ √ 由于有ω4=0，anB=0，an CB=0所以根据理论力学有关知识，可求得aC=1.97m/s2根据同样的过程也可求得11位置的速度和加速度根据速度与加速度它们的大小，选取速度比例尺uv=0.011mmm和加速度比例尺u a ，将 所分配的两个曲柄位置（1位置和11位置）作出与其对应的速度多边形和加速度多边形，如图纸I 所示。
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摆动导杆机构应用
２．摆动导杆机构应用实例 ２）摆动导杆机构在牛头刨床上的应用
摆动导杆机构应用
小结
１．摆动导杆机构
１）结构组成 ２）工作原理 ２．摆动导杆机构应用实例 １） 摆动导杆机构在插床上的应用
２） 摆动导杆机构在牛头刨床上的应用
摆动导杆机构应用
作业
填空题
标出图示牛头刨床机构的导杆为 Ａ．构件ＡＤ Ｂ．构件ＢＣ 。 Ｃ．构件ＤＥ
２）工作原理
曲柄作定轴匀速转动，带 动滑套（滑块）转动并摆 动，滑套（滑块）套在导 杆上，使导杆往复来回摆 动。
滑套
导杆
摆动导杆机构应用
２．摆动导杆机构应用实例 １）摆动导杆机构在插床上的应用 工作原理
ＡＢ构件绕销轴Ａ作定轴转 动，带动滑块Ｂ转动并摆动 ，滑块Ｂ在导杆ＣＤ上滑动 并带动导杆ＣＤ绕销轴Ｃ作 定轴摆动，摆杆ＣＤ带动连 杆ＤＥ做平面运动，连杆Ｄ Ｅ带动滑块Ｅ和刀架及插刀 做往复运动，从而实现插削 加工。
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作者：张本升 email：79210583@
摆动导杆机构 应用
作者：张本升 单位：浙江工贸职业技术学院
所属学科：工科 课程：激光设备机械设计基础
专业：光机电应用技术 适用对象：光机电应用技术专业的学生
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 摆动导杆机构应用
教学目标
了解摆动导杆机构应用实例
摆动导杆机构应用
１．摆动导杆机构 １）结构组成
由机架· 曲柄· 摇杆（导杆） 和滑套（滑块）组成。 曲柄 机架