导杆机构
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。
机械基础(高职高专)第一章--常用机构
B2 C3
1 A
自用盘编号JJ321002
例题
2 1
复
7 3
56 4
局
F＝3n－2PL－PH ＝3 7－2 9 －1
＝2
F＝3n－2PL－PH ＝36－2 8－ 1
＝1
8
9
例题
6
7
5
局
8
4
3
2 1
第二节 平面连杆机构
平面连杆机构——由若干个构件通过平面低副(转动副和移 动副)联接而构成的平面机构，也叫平面低副机构。
解决方法：计算时应将构件3及其引入的 约束去掉来计算
同理，也可将构件4当作虚约束，将构件 4及其引入的约束去掉来计算，效果完全 一样
3
C(C2,C3)
2B
1
D
A 4
F＝3n－2PL－PH ＝3 3－2 －4 0 ＝1
平行四边形机构
b、 两构件某两点之间的距离在运动中保持不变 时
在这两个例子中，加与不加红色构件MN效果完全一样，为 虚约束
＝1
＝2
＝1
F=3n-2PL-PH
=32-23 -0 =0
三个构件通过三 个转动副相连, 相 当于一个构件。
4.机构(运动链)具有确定相对运动的条件
有一个机架 自由度大于零（F>0） 原动件数 =自由度数
（通常，原动件为含低副构件且与机架相连, 只有一个自由度。）
●
5.注意事项
（1）复合铰链 —计算在内 要正确计算运动副数目
平面运动的一个转动副或一个移动副引入两个约 束，保留一个自由度。
一个平面高副引入一个约束，保留两个自由度。 综上所述，平面机构中： 每个低副引入两个约束，使构件失去两个自由度； 每个高副引入一个约束，使构件失去一个自由度。
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。
导杆机构应用(精)
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
摆动导杆机构
二、基本机构的运动特点分析
❖（一）转动到转动的运动特性分析 ❖（二）转动到往复摆动的运动特性分析 ❖（三）转动到往复移动的运动特性分析 ❖（四）转动到间歇转动的运动特性分析 ❖（五）摆动到连续转动的运动特性分析 ❖（六）移动到连续转动的运动特性分析
第十二章 机构组合与创新设计
（一）转动到转动的运动特性分析
12、双滑块机构
双滑块机构的基本型 第十二章 机构组合与创新设计
（二）齿轮类机构的基本型
❖ 1、单级圆柱齿轮机构 ❖ 2、单级圆锥齿轮机构 ❖ 3、单级蜗杆机构
第十二章 机构组合与创新设计
1、单级圆柱齿轮机构
❖ 外啮合圆柱齿轮机构示意图
第十二章 机构组合与创新设计
2、单级圆锥齿轮机构
❖ 外啮合圆锥齿轮机构示意图
第一节 基本机构及其运动特性
❖ 一、基本机构的概念 ❖ 二、基本机构的运动特点分析
第十二章 机构组合与创新设计
一、基本机构的概念
❖ （一）连杆机构的基本型 ❖ （二）齿轮类机构的基本型 ❖ （三）凸轮类机构的基本型 ❖ （四）间歇运动机构的基本型 ❖ （五）其它常用机构的基本型 ❖ （六）挠性传动机构 第十二章 机构组合与创新设计
3、直动从动件圆柱凸轮机构
直动从动件圆柱凸轮机构的基本型 第十二章 机构组合与创新设计
4、摆动从动件圆柱凸轮机构
摆动从动件圆柱凸轮机构的基本型 第十二章 机构组合与创新设计
（四）间歇运动机构的基本型
❖ 1、棘轮机构 ❖ 2、槽轮机构 ❖ 3、不完全齿轮机构 ❖ 4、分度凸轮机构
第十二章 机构组合与创新设计
第十二章 机构组合与创新设计
4、摩擦轮机构
❖ 用于速度或方向的运动变换，即可 实现减速也可增速传动。结构紧凑 简单，运转平稳，但传动比不准确， 只能在小功率且传动比要求不是很 准确的场合应用。
机械原理第三章
1 . (角)位移分析
写成复向量形式：
l1 l2 l4 l3
l1 cos 1 l2 cos 2 l3 cos 3 l4 0 l1 sin 1 l2 sin 2 l3 sin 3 0
A A2 B 2 C 2 ) 消去2后得： 3 2arctg ( B C
第四节
平面连杆机构的运动分析
l2 C
l3 3 D 4 l4 3 x
二、用解析法对平面连杆机构进行运动分析
（一）铰链四杆机构 已知：各杆长 l , l , l
求：
2 , 3 , 2 , 3 , 2 , 3 .
1
2
3
, l4及 ,
1
y 1 A
i 3
1
2 B l1 1 1
2
图 图 图 图
• 机构具有运动的连续性：当主动件连续运 动时，从动件也能连续地占据预定的各个 位置。 图
二、平面四杆机构的传力特性 1、压力角和传动角 图 压力角a：从动件所受的力与力作用点的速度方向 之间所夹的锐角。 传动角 g：压力角的余角。可以直接从图中量出。 a愈小， g 愈大，对传动愈有利。
g 设计时限制最小传动角： min 40 g min
最小传动角 g min的位置：
（一般） 50 （高速、重载）
（1）曲柄摇杆机构：曲柄与机架共线。
图
1）当主动件与机架重叠共线时
b 2 c 2 (d a) 2 g arccos 2bc
2）当主动件与机架拉直共线时：
b 2 c 2 (d a) 2 g 180 arccos 2bc
一、速度分析的瞬心法及其应用
1、速度瞬心的概念和类型
转动导杆机构的运动分析
% 转动导杆机构运动分析% 已知条件n=200;omega_1=pi*n/30; % 主动件导杆转速和角速度(rad/s)lambda=0.5; % 机构尺度系数alpha_p=45; % 机构许用压力角du=180/pi;hd=pi/180; % 角度与弧度转换系数disp ' ******** 已知条件********'fprintf (' 导杆转速n = %3.4f r/min \n',n)fprintf (' 导杆角速度omega_1 = %3.4f rad/s \n',omega_1)fprintf (' 机构尺度系数lambda = %3.4f \n',lambda)fprintf ('机构许用压力角alpha_p = %3.4f °\n',alpha_p)% 1-计算机构运动参数for phi_1=1:360phi_3(phi_1)=phi_1-asin(lambda*sin(phi_1*hd))*du; % 从动件曲柄角位移omega_3_z=lambda*cos(phi_1*hd);omega_3_m=sqrt(1-lambda^2*sin(phi_1*hd)^2);omega_3(phi_1)=omega_1*(1-omega_3_z/omega_3_m); % 从动件曲柄角速度i_31(phi_1)=omega_3(phi_1)/omega_1; % 机构传动比alpha(phi_1)=asin(lambda*sin(phi_1*hd))*du; % 机构压力角enddisp ' 'disp ' *** 转动导杆机构的运动参数***'disp ' 导杆转角曲柄角位移曲柄角速度'disp ' (°) (°) (rad/s) 'for phi_1=10:10:360ydcs=[phi_1 phi_3(phi_1) omega_3(phi_1)];disp(ydcs)end% 2-绘制机构的运动线图figure(1);subplot(2,1,1) % 曲柄角位移线图phi_1=1:360;plot(phi_1,phi_3);xlabel ('导杆转角\it \phi_1 / \rm( °)')ylabel ('\it \phi_3 / \rm(°)')title('从动件曲柄角位移线图');subplot(2,1,2) % 曲柄角速度线图phi_1=1:360;plot(phi_1,omega_3);xlabel ('导杆转角\it \phi_1 / \rm( °)')ylabel ('\it \omega_3 / \rm(rad/s)')title('从动件曲柄角速度线图');% 3-绘制机构的压力角线图figure(2);phi_1=1:360;plot(phi_1,alpha);xlabel ('导杆转角\it \phi_1 / \rm( °)');ylabel ('\it \alpha / \rm(°)');line([0,360],[alpha_p,alpha_p]);text(365,45,'\alpha_{max}=45°');line([0,360],[0,0]); % 横坐标line([0,360],[-alpha_p,-alpha_p]);text(365,-45,'\alpha_{min}=-45°');title('机构压力角线图');text(230,30,'可行域');% 4-绘制机构的传动比线图和传动比与尺度系数关系线图figure(3);subplot(1,2,1) % 机构传动比线图phi_1=1:360;plot(phi_1,i_31);xlabel ('导杆转角\it \phi_1 / \rm( °)')ylabel ('\it i_{31}')title('机构传动比线图(尺度系数是定值)');subplot(1,2,2) % 机构传动比与尺度系数关系线图line([0,sin(alpha_p*hd)],[1,1+sin(alpha_p*hd)]);line([0,sin(alpha_p*hd)],[1,1-sin(alpha_p*hd)]);line([sin(alpha_p*hd),sin(alpha_p*hd)],[1+sin(alpha_p*hd),1-sin(alpha_p*hd)]); xlabel ('尺度系数\it \lambda = e / l_3 ')ylabel ('\it i_{31}')title('传动比与尺度系数关系线图');text(0.25,1.4,'\it i_{31max}')text(0.32,1.0,'可行域')text(0.25,0.6,'\it i_{31min}')******** 已知条件********导杆转速n = 200.0000 r/min导杆角速度omega_1 = 20.9440 rad/s机构尺度系数lambda = 0.5000机构许用压力角alpha_p = 45.0000 °*** 转动导杆机构的运动参数***导杆转角曲柄角位移曲柄角速度(°) (°) (rad/s)10.0000 5.0191 10.592020.0000 10.1534 10.956430.0000 15.5225 11.577540.0000 21.2528 12.472550.0000 27.4790 13.657060.0000 34.3411 15.135170.0000 41.9757 16.886680.0000 50.5013 18.854790.0000 60.0000 20.9440100.0000 70.5013 23.0332 110.0000 81.9757 25.0013 120.0000 94.3411 26.7528 130.0000 107.4790 28.2309 140.0000 121.2528 29.4154 150.0000 135.5225 30.3104 160.0000 150.1534 30.9315 170.0000 165.0191 31.2959 180.0000 180.0000 31.4159 190.0000 194.9809 31.2959 200.0000 209.8466 30.9315 210.0000 224.4775 30.3104 220.0000 238.7472 29.4154 230.0000 252.5210 28.2309 240.0000 265.6589 26.7528 250.0000 278.0243 25.0013 260.0000 289.4987 23.0332 270.0000 300.0000 20.9440 280.0000 309.4987 18.8547 290.0000 318.0243 16.8866 300.0000 325.6589 15.1351 310.0000 332.5210 13.6570 320.0000 338.7472 12.4725 330.0000 344.4775 11.5775 340.0000 349.8466 10.9564 350.0000 354.9809 10.5920 360.0000 360.0000 10.4720。
导杆机构分析
7、机构运动简图8、计算机构的自由度 F=3×5－2×7=1五、用解析法作导杆机构的运动分析如图所示，先建立一直角坐标系，并标出各杆矢量及其方位角。
其中共有四个未知量3θ、4θ、3S 、E S 。
为求解需建立两个封闭的矢量方程，为此需利用两个封闭的图形O 3AO 2O 3及O 3BFDO 3，由此可得：→→→→→→→+=+=+ES L L '64L3S3L1L6并写成投影方程为：’64433E 4433116331133L sin L sin L 0S cos L cos L sin sin cos cos =+=-++==θθθθθθθθL L S L S由上述各式可解得：4433E 311343364111163cos L cos L S cos cos L S L sin L L arcsincos L sin L L arctanθθθθθθθθθ⨯+⨯=⨯=⨯-=⨯⨯+=⋅由以上各式即可求得3θ、4θ、3S 、E S 四个运动变量，而滑块的方位角2θ=3θ。
然后，分别将上式对时间取一次、二次导数，并写成矩阵形式，及得一下速度和加速度方程式。
⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡//-=⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-•00cos sin S 0cos L cos L 01sin L -sin L -000cos S sin 00sin S -cos 111114334433443333333θθθθθθθθθθL L w v w w E =⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-••E αααθθθθθθθθ43344334433333333S 0cos L cos L 01sin L -sin L -000cos S sin 00sin S -cos ⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡//-+⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡---••00sin cos 0sin w L -s w L -00c w L -cos w L -000sin w S -cos cos 00cos w S sin S -sin 111111144433344433333333333333333θθθθθθθθθθθθw L w L w in os S w w 而2w =3w 、2α=3α根据以上各式，将已知参数代入，即可应用计算机计算。
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。
《机械设计基础》第五版摆动导杆机构设计课件
《机械设计基础》第五版摆动导杆机构设计课件
摆动导杆机构是一种用来传递动力和运动的机构。
在机械设计中，摆动导杆机构是经常用来设计滑块机构和曲柄机构的重要组成部分。
摆动导杆机构通常由下面几个部分组成：
1.导杆：导杆是机构的最主要的构成部分，通常由一条杆件构成，其作用是引导滑块或连杆的运动。
2.摆杆：摆杆是导杆机构的另一个重要部分，通常被用来连接导杆和其他部分。
摆杆的长度和角度通常被用来影响机构的运动状态。
3.滑块：滑块是机构中一个常用的部分，通常被用来将动力从曲柄传递给导杆，进而让导杆带动滑块和其他部分的运动。
4.曲柄：曲柄是机构的主要动力来源之一，通常被用来提供旋转动力，用来带动其他部分的运动。
设计摆动导杆机构需要考虑以下几个方面：
1.机构的应用场景和需要：设计摆动导杆机构需要首先考虑机构应用的场景和需要，例如机构所需要承受的载荷大小、运动速度要求等。
2.机构的运动状态和限制：设计摆动导杆机构需要考虑机构的运动状态和限制，例如机构是否需要进行平移或者旋转等，以及机构是否有特殊的运动限制或者要求。
3.材料和制造工艺：设计摆动导杆机构需要选择适合的材料和制造工艺，以保证机构的可靠性和耐用性。
4.机构的结构和尺寸：设计摆动导杆机构需要考虑机构的结构和尺寸，以保证机构的可操作性和可维护性。
总的来说，摆动导杆机构的设计需要综合考虑机械设计基础知识、应用场景和运动要求等方面，以达到机构可靠、高效、稳定的运行状态。
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。
铰链四杆机构判断
铰链四杆机构:所有的运动副全部都是回转副，这种四杆机构叫铰链四杆机构。
形成条件结论：①最短杆与最长杆长度和小于或等于其余两杆长之和。
②整转副是由最短杆与其邻边组成的。
1、 取最短杆为机架时，机架上有两个整转副，故得双曲柄机构βψϕ2、 取最短杆的邻边为机架时，机架上只有一个整转副，故得曲柄摇杆机构γβγβψϕϕψγβγβψϕϕψ3、取最短杆的对边为机架时，机架上没有整转副，故得双摇杆机构齿轮的压力角渐开线上某点的法线（也就是压力方向线）与该点 速度方向线所夹的锐角αk 称为该点的压力角。
此概 念和平面连杆机构以及凸轮机构中确定的一样。
如果用r b 表示基圆半径∵ OB ⊥BK ， OK ⊥V k ∴ αk=∠BOKI对中曲柄滑块机构偏置曲柄滑块机构摆动导杆机构与转动导杆机构当l2 > l1时，β和ϕ都可以在0~360︒范围内变化，也就是说，杆2、杆4都可以作整周转动。
此时，导杆机构又叫做转动导杆机构。
当l1 > l2时，ϕ只能在<360︒的范围内变化，就是说，杆4只能往复摆动。
此时，导杆机构又称为摆动导杆机构。
（需要注意的一点是：导杆机构有一个很大的优点：γ≡ 90︒，传动角恒等于90︒。
因为滑块3作用在导杆4的力P始终垂直于导杆，始终与导杆的运动方向一致。
这样，α≡ 0，γ≡ 90︒421ABB摆块机构如果我们固定曲柄滑块机构中的杆2这个构件，不管AB作整周转动还是摆动，块3都是绕C点作往复摆动。
因此，这种机构就叫做摆动滑块机构，简称摆块机构。
B定块机构要是固定滑块3，这种机构就叫做定块机构。
1234A BC双滑块机构椭圆机构偏心轮机构l 1Al 2B CDl 2l 1l牛头刨床齿轮传动结论：渐开线齿轮的正确啮合条件是两轮的模数和压力角必须分别相等。
这样，传动比还可写成：2112121221''z z d d d d d d i b b =====ωω中心距 a = r 1'+r 2'= r 1+r 2 = m (z 1+z 2) /2。
《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
含有一个移动副的四杆机构
三、含有一个移动副的四杆机构
（一）曲柄滑块机构
1、对心式
（1）曲柄主动
特点：整周回转 举例：压力机、搓齿机 往复直线运动；无急回特性
压力机（冲压机）
（2）滑块主动
特点：往复直线运动 举例：内燃机 整周回转；有死点
2、偏置式
（1）曲柄主动 特点：整周回转 往复直线运动；有急回特性
摇块绕铰链转动中心作往
2、应用：汽车吊车
（四）导回转
应用：插床
2、摆动导杆机构 特点：导杆AC绕A点摆 动 应用：牛头刨床
举例：自动送料机
（2）滑块主动 特点：往复直线运动 整周回转；有死点
滚轮送料机
（二）摇杆滑块机构（固定滑块机构，定块机构）
1、特点：滑块固定不动，将AB杆的摆动 复直线运动
2、应用： 手摇唧筒（抽水机）； 双作用式水泵
AC杆的往
（三）曲柄摇块机构（摇块机构）
1、特点：曲柄AB作整周回转 复摆动
《转动导杆机构》课件
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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。
添加标题
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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
曲柄滑块机构导杆机构
取不同构件为机架
导杆机构、定块机构、摇块机构
平 面 连 杆 机 构
曲柄滑块机构———————— 转动导杆机构 应用：插床机构
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3.1.1 铰链四杆机构的基本形式及其演化
平 面 连 杆 机 构
曲柄滑块机构————————摆动导杆机构 应用：
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3.1.1 铰链四杆机构的基本形式及其演化
3.1.1 铰链四杆机构的基本形式及其演化
曲柄摇杆机构应用
平 面 连 杆 机 构
上一页 下一页
3.1.1 铰链四杆机构的基本形式及其演 化
2) 双曲柄机构：两连架杆均为曲柄的铰链四 杆机构。 可为正平行双曲柄机构和反平行双曲柄机构
平 面 连 杆 机 构
上一式及其演 化
1) 曲柄摇杆机构
平 面 连 杆 机 构
特点：既能将曲柄的整周转动变换为摇杆的往复摆动，又能将 摇杆的往复摆动变换为曲柄的连续回转运动。
曲柄摇杆机构
应用：雷达天线调整机构
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3.1.1 铰链四杆机构的基本形式及其演化
曲柄摇杆机构应用
平 面 连 杆 机 构
搅拌机 缝纫机
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铰链四杆机构的演化
曲柄摇杆机构
取不同构件为机架
曲柄滑块机构
取不同构件为机架
偏心轮机构
双曲柄机构 双摇杆机构
导杆机构
定块机构
摇块机构
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3.1.2 平面四杆机构的基本特性
平 面 连 杆 机 构
一、急回特性和行程速比系数 基本概念
1、摆角ψ——摇杆处于两极限位置（C1D和C2D） 时的夹角，用ψ 表示。 2、极限位置
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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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。
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 pa a a3a4V A3=ω2l o2A=64/60×6.28×0.11=0.6908m/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1-5。
图1-5则由图1-5知，υA4=pa4·μv=52.8516×0.01=0.528516m/sυA4A3=a3a4·μv=78.4778×0.01m/s=0.784778m/sυB5=υB4=υA4·O4B/ O4A=0.2007m/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pc pb5b5c其速度多边形如图1-5所示，有υC5=pc·μv=100.3953×0.01=1.003953 m/sυC5B5=b5c.μv=57.2909×0.01=0.572909 m/s取曲柄位置“10”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 ? √ 2ω4υA4 A3 ?方向 ? A →O 4 ⊥O 4B A →O 2 ⊥O 4B （向左） ∥O 4B代表 p ’A 4’ p ’A t ’ A t ’A 4’ p ’A 3’ A 3’k ’ k ’A 4’取加速度极点为P ＇,加速度比例尺μa =0.02（m/s 2）/mm 作加速度多边形图1-6则由图1─6知:a A4n=p ’A t ’ =)264.0/56.0(2×0.264m/s 2=1.187m/s 2a A4t =96×0.02＝1.82m/sa A4 = p ’A 4’·μa = 94×0.02m/s 2 =1.88 m/s 2a A4A3k =2ω4υA4 A3 =0.848 m/s 2用加速度影象法求得a B5 = a B4 = a A4 ×l O4B /l O4A =4.13 m/s 2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 ’C 5’ p ’B 5’ B 5’B 5t ’ B 5t ’C 5’ 速度比例尺µa =0.1(m/s2)/mm 其加速度多边形如图1─6所示，有a C5 = p´C5·μa=175×0.02m/s 2 =3.5m/s 2图1-62、机构运态静力分析导杆机构的动态静力分析已知各构件的重量G（曲柄2、滑块3和连杆5的重量都可忽略不计），导杆4绕重心的转动惯量Js4及切削力F P的变化规律。
要求求各运动副中反作用力及曲柄上所需要的平衡力矩。
取“7”点为研究对象，分离5、6构件进行运动静力分析，作阻力体如图1─7所示。
图1—7已知P=-9000N，G6=800N，又a c=a c5=3.58m/s2,那么我们可以计算F S6=- G6/g×a c =-800/10×-3.58=286.4N又ΣF=P+G6+F S6+F p45+F R16=0,作为多边行如图1-8所示，µN=50N/mm。
图1-8由图1-7力多边形可得：F R45=-aF R45·µN=-173.7×50N=-8685NF R16= F S6 F R16·µN=24×50N=1200N对c点取距，有ΣM C=-P·y P-G6X S6+ F R16·x-F S6·y S6=0代入数据得x=62.6mm分离3,4构件进行运动静力分析，杆组力体图如图1-8所示，已知：F R54=-F R45=8685N G4=220Na S4=a A4·l O4S4/l O4A=2.6×290/380m/s2=1.98m/s2αS4=α4´=6.57rad/s2由此可得：F S4=-G4/g×a S4 =-220/10×1.98N=-43.56NM S4=-J S4·αS4=-1.2×6.57N·m= -7.88N·m在图1-9中，对A点取矩得：ΣM O4=8685×0.146-7.87-220×0.016=0.97×F R32ΣM O4=8685×0.146-7.87-220×0.016=0.97×F R32代入数据，F R23=F O4τF R32·µN=12500得F O4τ=-4050N由h1=M S/F S4代入数据得h1=182mmF S4'=F S4·l o4s4' /l o4s4=-43.56×472/290N=70.2N图1-9又ΣF=F R54+F R32+F S4'+G4+F O4n+F O4τ=0,作力的多边形如图1-10所示，µN=50N/mm。
图1-10由图1-10可得：F O4τ=a F O4τ·µN=81×50=4050NF O4n=aF O4n·µN=16×50N·= 800N对曲柄2进行运动静力分析，作组力体图如图1-11所示，图1-11µL=1mm/mm.由图1-11可知，h2=11mm,则，对曲柄列平行方程有，ΣM O2=M2-F R23·h2=0即M-12500×0.101=0，即M=138N·M3、求刨头的位移，速度和加速度曲线位移与时间，速度与时间，加速度与时间曲线。
图1-12由以上三条曲线，位移与时间，速度与施加，加速度与时间曲线，可以看出牛头刨床的运行过程，c点的运动情况。