《平面四杆机构》
《平面四杆机构》PPT课件
精选ppt
5
(二). 平面连杆机构的特点
1）低副连接，接触表面为平面或圆柱面，压强小，便于润滑， 磨损较小，寿命较长，适合传递较大动力；
2）结构简单，加工方便，易于制造，易于获得较高的运动精 度；
3）连杆易于做成较长的构件，可实现较远距离的操控； 4）能够实现的运动规律和运动轨迹多样；
5）传动 链长， 累计误 差大， 难于实 现精确 运动。
双摇杆机构
精选ppt
17
应用案例：港口鹤式起重机 、汽车转向机构、电风 扇摇头机构、飞机起落架等机构。
电风扇摇头机构
功能：将一种摆动转换为另一种摆
动。
精选ppt
汽车前轮转向机构 18
任务二 铰链四杆机构类型的判定
曲柄存在条件
1、铰链四杆机构存在曲柄的条件
机构中是否存在曲柄（相邻构件能否相对 转整周），由各构件长度间的关系决定。
第六章 常用机构
第二节：平面四杆机构
学习目标：
1.掌握铰链四杆机构的形式 2.掌握铰链四杆机构类型的判定 3.了解铰链四杆机构的演化 4.平面四杆机构的基本 铰链四杆机构的形式
任务导入
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2
连杆机构应用举例
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（主动件）往复摆动→连杆→曲柄（ 从动件）→带动带轮使机头主轴连续转动。
惯性筛机构
功能：将等速转动转换为不精选等pp速t 同向转动。
13
双曲柄机构的其他类型 （1）平行四边形机构：两相对构件互相平行，呈 平行四边形的双曲柄机构。 应用案例1：单盘秤机构等
功能：将等速转动转换为等精速选p同pt 向转动。 单盘秤机构
《平面四杆机构》课件
目 录
• 平面四杆机构简介 • 平面四杆机构的基本形式 • 平面四杆机构的运动特性 • 平面四杆机构的优化设计 • 平面四杆机构的实例分析 • 平面四杆机构的创新与发展
01
平面四杆机构简介
定义与特点
定义
平面四杆机构是指在平面内由四 个刚性构件通过低副（铰链或滑 块）连接而成的相对固定和相对 运动的机构。
总结词
随着科技的不断发展，平面四杆机构的设计 也在不断创新，新型的平面四杆机构在结构 、性能和应用方面都得到了显著提升。
详细描述
新型平面四杆机构采用了先进的材料和设计 理念，使得其具有更高的稳定性和耐用性。 同时，新型平面四杆机构在运动学和动力学 方面也进行了优化，能够实现更加精准和高
效的运动控制。
平面四杆机构的分类
根据连架杆的形状
曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构。
根据机架的长度
长机架四杆机构、短机架四杆机构。
02
平面四杆机构的基本形式ຫໍສະໝຸດ 曲柄摇杆机构总结词
曲柄摇杆机构是平面四杆机构中最常 见的形式之一，其中一根杆固定作为 曲柄，另一根杆作为摇杆，通过曲柄 的转动来驱动摇杆的摆动。
详细描述
特点
具有结构简单、工作可靠、传动 效率高、制造容易等优点，因此 在各种机械和机构中得到广泛应 用。
平面四杆机构的应用
01
02
03
曲柄摇杆机构
用于将曲柄的转动转化为 摇杆的往复摆动，如搅拌 机、榨汁机等。
双曲柄机构
用于实现两个曲柄的等速 转动，如机械式钟表的秒 针机构等。
双摇杆机构
用于将两个摇杆的往复摆 动转化为另一个摇杆的往 复摆动，如雷达天线驱动 机构等。
详细描述
平面四杆机构的基础知识
平面四杆机构的基础知识曲柄杆长条件：最短杆与最长杆这和小于其他两杆长度之和最短杆为机架时----双曲柄最短杆为连架杆-----曲柄摇杆机构最短杆为连杆-------双摇杆机构行程速比系数=180+A/180-A A位极位夹角K值越大，机构的急回特性越显著。
曲柄与机架共线时曲柄摇杆机构中传动角最小压力角和传动角存在曲柄的必要条件：满足感长条件最短杆为机架或连架杆死点压力角=90度存在死点的条件是尖顶实际轮廓=理论轮廓滚子互为法向等距曲线基圆：中心到理论轮廓的最小距离压力角：从动件受力方向与速度方向的夹角压力角越小越好基圆半径越小，压力角越大凸轮机构中等速运动规律（刚性冲击）等加速运动等减速运动（柔性冲击）余弦加速运动（柔性冲击）凸轮轮廓曲线设计：1、基圆2、偏心圆3、做偏心圆的切线4、在切线自基圆量取从动件的位移量看压力角的标注从动件受力方向与速度方向的夹角斜齿轮正确啮合的条件、模数压力角螺旋角匹配标准参数取在法面上几何尺寸计算在端面渐开线齿轮切制分为仿形法和展成法齿形系数YFa只与齿数有关与修正系数P89小齿轮的弯曲应力大于大齿轮的弯曲应力大齿轮的弯曲强度大于小齿轮的弯曲强度一对齿轮的接触应力是相等的(作用力与反作用力），小齿轮的分度圆直径和中心距决定齿面接触疲劳强度不发生跟切得最少齿数p81渐开线曲率半径（渐开线离基圆越近，曲率半径越小，渐开线月弯曲渐开线离基圆越近，压力角越小轮齿折断一般发生在齿根疲劳点蚀首先出现在节线附近的齿根面上（闭式软齿面齿轮传动中）齿面磨损是开式齿轮传动的主要失效形式齿面胶合出现在高速重仔的闭式齿轮传动中齿面塑性变形出现在低速重载或濒繁起动的软齿面齿轮传动中斜齿轮弯曲强度计算应按当量齿数查修正系数和齿形系数分度圆和节圆半径在标准圆柱齿轮中相等啮合角就是齿轮在节圆处的压力角避免因装配误差使齿轮产生轴向错位导致实际齿宽减小。
平面四杆机构及其应用说课
《平面四杆机构及其应用》说课
教学程序
20′
讲授新知
1.课件演示，教师讲解：
2.抓住生产实际，突出重点，化解难点
3.创设情境，感悟新知（应用）
（1）即时设问，展开思索 在我们现实生活中有哪些机构的运动是用铰链四杆机构 来完成的呢？ （2）课题切入，逐一破题
《平面四杆机构及其应用》说课
教学程序
20′
《平面四杆机构及其应用》说课
教学分析
3.教材处理
处理一：将本小节中的第一个问题—运动副做为预习内容留给学 生自学。 依据：（1）知识简单，学生容易理解； （2）第一章的讲解，为学生做好知识铺垫，适于学生自学。
处理二：将“铰链四杆机构类型的判定”削弱不讲，留给学生课后 选学。 依据：（1）此处大纲未做要求； （2）处理之后的知识内容，符合职业中专学生的认知规律。 处理三：在双摇杆机构中，增添了“等腰梯形机构”的讲解。 依据： 切合生产实际，拓展学生的知识面。
（1）实 例 分 析： 寻求规律，总结特点。
（1, 2, 5, 6, 10）
（2）机构特性分析： 特性分析，探究其需要。
（7, 8, 9, 11）
同时设疑：
（3, 4 ）
设疑思考，巩固新知。
从生产实际出发：
1.剪刀机 2.搅拌机 3.碎石机 4.雷达 5.缝纫机 6.惯性筛 7.机车联动装置 8.摄影平台升降装置 9.车门的启闭装置 10.起重机 11.车轮转向机构
3等腰梯形机构7机车主动轮联动装置平行双曲柄机构运动的同向性7机车主动轮联动装置平行双曲柄机构运动的同向性8摄影平台升降机构平行双曲柄机构运动的同向性反向双曲柄机构运动的反向性9公共汽车车门启闭机构等腰梯形机构特殊的结构特点在双摇杆机构如果两摇杆长度相等则称为等腰梯形机构
平面四杆机构
第二章平面连杆机构2.1 平面四杆机构的基本形式铰链四杆机构所有运动副均为转动副的四杆机构称为铰链四杆机构，它是平面四杆机构的基本形式，其他四杆机构都可以看成是在它的基础上演化而来的。
选定其中一个构件作为机架之后，直接与机架链接的构件称为连架杆，不直接与机架连接的构件称为连杆，能够做整周回转的构件被称作曲柄，只能在某一角度范围内往复摆动的构件称为摇杆。
在铰链四杆机构中，有的连架杆能做整周转动，有的则不能，两构件的相对回转角为360 º的转动副称为整转副。
整转副的存在是曲柄存在的必要条件，按照连架杆是否可以做整周转动，可以将其分为三种基本形式，即曲柄摇杆机构，双曲柄机构和双摇杆机构。
曲柄摇杆机构铰链四杆机构的两个连架杆中若一个为曲柄，另一杆为摇杆，则此机构称为曲柄摇杆机构。
曲柄摇杆机构的功能是：将转动转换为摆动，或将摆动转换为转动。
图2-1 铰链四杆机构(2)双曲柄机构铰链四杆机构的两个连架杆若都是曲柄，则为双曲柄机构。
在双曲柄机构中，常见的还有正平行四边形机构（又称正平行双曲柄机构）和反平行四边形机构（又称反平行双曲柄机构）。
双曲柄机构的功能是：将等速转动转换为等速同向、不等速同向、不等速反向等多种转动。
图2-2 平行四边形机构图2-3 双摇杆机构双摇杆机构铰链四杆机构的两个连架杆都是摇杆，则称为双摇杆机构。
双摇杆机构的功能是：将一种摆动转换为另一种摆动。
图2-4 双摇杆机构图2-5 鹤式起重机2.2 铰链四杆机构中曲柄存在的条件在铰链四杆机构中，有的连架杆能做整周转动，有的则不能。
两构件的相对回转角为360º的转动副为整转副。
整转副的存在条件是曲柄存在的必要条件，而铰链四杆机构三种基本形式的区别在于机构中是否存在曲柄和有几个曲柄，为此，需要明确整转副和曲柄存在的条件。
（1）整转副存在的条件——长度条件铰链四杆机构中有四个转动副，其能否做整周转动，取决于四构件的相对长度。
在铰链四杆机构中，若最长构件长度lmax与最短构件长度lmin之和小于或等于其余两构件长度之和（其余两构件长度分别为l1、l2）,则该机构中必存在整转副，且最短构件两端的转动副为整转副。
平面四杆机构课件
机械基础
平面连杆机构
1 B
4-1平面连杆机构
定义：若干个刚性构件用平面低副联接而成的机构,也可 称为平面低副机构。
优点：1.能够实现多种运动形式的转换，也可以实现各 种预定的运动规律和复杂的运动轨迹，容易满足生产中 各种动作要求；2.构件间接触面上的比压小、易润滑、 磨损轻、适用于传递较大载荷的场合；3.机构中运动副 的元素形状简单、易于加工制造和保证精度。
3、准备工作：硬纸板、美工刀、钉子、尺子；
4、制作步骤：（1）用尺子和美工刀裁出相应尺寸的纸 条，长度和宽度自定，并在纸条上注明尺寸；（2）按相 应顺序用钉子连接做成铰链四杆机构；（3）用手按住一 个杆件作机架，能够自由转动。
17 B
4-1平面连杆机构
评价：制作完毕后，组内先自评，让最好的上台演示， 教师再进行评价。
A
B1
2
4
1180
3
摆角 D
2 180
对应的时间
摇杆点C的 平均速度
t1 1/1
v1 C¼1C2 / t1
t2 2/1
v2 C¼2C1 /t2 7 B
4-1平面连杆机构
输出件的行程速度变化系数K：
从动件快行程平均速度v2与慢行程平均速度v1之比。
Kv2 v1
t1 t2
1 2
1188 00
180 K1
不满足杆长 之和条件
任意杆为机架
双摇杆机构（II）
15 B
4-1平面连杆机构 练习：判断下面四杆机构是什么机构
16 B
4-1平面连杆机构
三、制作铰链四杆机构
1、分组：4人为一组，共五组；
2、要求：每人做铰链四杆机构2个，一个为满足杆长和 条件，一个为不满足杆长和条件；每组派一位学生上台 演示，用自己所做的机构演示出曲柄摇杆机构、双摇杆 机构、双曲柄机构（组内学生要自评）；
平面四杆机构
平行双曲柄机构
其相对两杆平行且相等。
1、主动曲柄作等角速转动； 从动件曲柄也以相同角速度转动。
2、当四个铰链中心处于同 一直线上时，将出现运动 不确定状态。
摄影平台升降机构
B1
1
2 3
C1
B
2 3
C
A
B2
B3
D
C" 3 A C2 ˊ C 3 B ˊ 1
1
ˊ B B1
D C ˊ 1
ˊ C
C1
为了消除这种运动不确定状态,可增设辅助机构 或在主、从动曲柄上错开一定角度再安装一组平行 四边形机构。
只能往复摆动，称为摆动导杆 机构。 运动特性：
三、摇块机构和定块机构： 选用不同的构件为机架
摆动滑块机构
自卸卡车车箱的举升机构 运动特性：
固定滑块机构或定块机构
3 C 2 2 C 3
4 B
1 B 1
4
A
A
手摇唧筒
四、双滑块机构： 改变构件的形状和运动副
双滑块机构是具有两个移动副的四杆机构。
2 1
第7章 常用机构连杆机构
第一节
一、概述 1、平面连杆机构概念： 平面连杆机构是各构件用销轴、滑道等方式连接起来的， 各构件间的相对运动在同一平面或互相平行的平面内。 2、平面四杆机构 由4个构件组成的平面连杆机构称为平面四杆机构
平面连杆机构
3、运动副 概念： 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 分类： 运 动 副 低副 转动副 移动副 螺旋副 凸轮副 齿轮副 低副是指两构件作面接触 高副是指两构件作点或线接触
B F
A
B C F A C D D
1、机构停在死点位置，不能起动。运转时，靠
平面四杆机构的基本类型及应用
图3-15
图3—22
• 若选取构件1为机架（图3－22b）， 则演化成双转块机构，它常应用 作两距离很小的平行轴的联轴器， 图3-22e所示的十字滑块联轴节为 其应用实例；
图3－22b
图3-22e
• 当选取构件3为机架（图3－22c）时， 演化成双滑块机构，常应用它作椭圆 仪（图3—22f）。
图3－22
图3－9
图3－10
• 在图3－11a所示双曲柄机构中，虽然其对应边长度 也相等，但BC杆与AD杆并不平行，两曲柄AB和 CD转动方向也相反，故称其为反平行四边形机构。 • 图 3－11b所示的车门开闭机构即为其应用实例， 它是利用反平行四边形机构运动时，两曲柄转向相 反的特性，达到两扇车门同时敞开或关闭的目的。
• 一、平面四杆机构的基本类型及应用
• 全部运动副为转动副的四杆机构称为铰链四杆机构， • 它是平面四杆机构的最基本型式（如图3-4a所示）
图3-4a
a—曲柄： 与机架相联并且作整周转动的构件； b—连杆：不与机架相联作平面运动的构件； c—摇杆：与机架相联并且作往复摆动的构件； d—机架： a、c—连架杆。
图 3－11
3、双摇杆机构
双摇杆机构:铰链四杆机构中的两连架杆均不能作 整周转动的机构。
如 图 3 － 12 所 示 鹤 式 起 重 机 的 双 摇 杆 机 构 ABCD，它可使悬挂重物作近似水平直线移动， 避免不必要的升降而消耗能量。在双摇杆机构 中，若两摇杆的长度相等称等腰梯形机构，如 图3—13中的汽车前轮转向机构。
转动导杆机构
摆动导杆机构
• 它可用于回转式油泵、牛头刨床及插床 等机器中。图3－17所示小型刨床和图3— 18 中的牛头刨床，分别是转动导杆机构 和摆动导杆机构的应用实例。
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2019年湖南省职业院校课堂教学赛《平面四杆机构》
教案
2019年6月
目录
一、平面四杆机构的基本类型、特点和应用 (1)
教学分析 (1)
教学环节 (2)
教学反思 (5)
二、铰链四杆机构类型的判别 (8)
教学分析 (8)
教学环节 (9)
教学反思 (11)
三、含有一个移动副的四杆机构 (13)
教学分析 (13)
教学环节 (14)
教学反思 (16)
四、平面四杆机构的基本性质 (18)
教学分析 (18)
教学环节 (19)
教学反思 (23)
动画演示引入课题，使抽象的知识变得直观简单。
加深对三种类型的理解，解决第一个重点，教师采取演示法，讲解法相结合，
设计意图：用生活小知识丰富课堂内容，拓宽学生的知识面，也体现了知识来源于生活这一理念。
丰富课堂的同时，也提升同学们的审美能力、思维能力和创新能力。
一、平面四杆机构
固定构件：固定不动的构件称为机架
可动构件：分为连架杆和连杆
（1）连架杆：以转动副与机架相连的杆
教学反思：
学生在自学练习的同时，教师进行巡回指导，及时发现学生中存在的误解或疑惑，纠正认识差距，缩短教师与学生间的距离，使师生关系融洽和谐。
及时反馈教与学，真正做到教师起主导作用学生起主体作用。
实现教法、学法、能力训练三者统一。
收到了较好的学习效果。
但不足之处是学生在各科知识上综合能力较差，准确性不高，从而导致部分学生对于问题难以接受，导致课堂时间控制不精确。
学前任务单
一、学习指南
1.课题名称：
课题：平面四杆机构的基本类型、特点和应用
教材：中国社会劳动保障出版社出版的《机械基础》彩色版
适用年级：数控技术应用专业二年级
2.达成目标：
通过阅读教材、观看平台上微课视频，观察生活中的运动特点，并完成课前自测题及观察报告。
3.学习方法建议：
1、寻找生活中的实例，学以致用。
2、观看视频、动画，进一步理解本节课内容
二、学习任务
通过观看微课视频、观察生活实例，完成下列学习任务：
1、对平面四杆机构有一个直观认识。
2、完成观察报告。
三、资源平台
蓝墨云班课
四、困惑与建议
（提示：由学习者在自主学习之后填写。
）
观察报告
机械名称运动特点
汽车窗雨刷雨刷片：A.摆动 B.整周转动
汽车门启闭机构车门： A.同时开、关 B.不同时开、关港口起重机工作部分：A.摆动 B.整周转动电风扇摇头机构摇头： A.摆动 B.整周转动
缝纫机踏板：A.摆动 B.整周转动
设计意图：以小组竞赛的形式让学生带着压力进行学习，并严格考核制度，通过学生填写表格，引导学生回忆运动特点及实例，加强学生记忆，同时提高学生的团队合作精神和职业素养。
判断铰链四杆机构基本类型的方法：
设计意图：检查学生学以致用的能力，在教学过程中学生不仅巩固了
理论知识，还提高了动手能力和思考能力，最重要的是激发了学生的学
习兴趣和团队合作意识。
平面四杆机构的类型及判定
一、平面四杆机构的基本形式
1、曲柄摇杆机构
教学反思:
1.本节课是在同学们已掌握运动副、构件、铰链四杆机构的组成等知识，具备初步分析机构运动特点能力的基础上进行的。
按照“做-评-教-做”思路组织教学，课前同学们自己动手做模型，提高了学习兴趣，掌握了知识点。
2.通过分组协作的方式可以培养学生团队合作意识，利用集体的力量攻克难关。
3.在做作业过程中发现部分学生对判断曲柄是否存在运用不够熟练，需要多加练习。
学习任务单
一、学习指南
1.课题名称：
课题：平面四杆机构的基本类型、特点和应用
教材：中国社会劳动保障出版社出版的《机械基础》彩色版
适用年级：数控技术应用专业二年级
2.达成目标：
通过阅读教材、观看平台上微课视频，完成课前自测题及制作模型。
3.学习方法建议：
3、观看视频、动画，理解本节课内容
4、自做模型，寻找杆长尺寸与曲柄的关系。
二、学习任务
通过观看微课视频、观察生活实例，
完成下列学习任务：
自学教材，制作模型，完成班课上的课前测验。
三、资源平台
蓝墨云班课
四、困惑与建议
（提示：由学习者在自主学习之后填写。
）
演化过程如下：在机架上制作一和摇杆同样轨迹的圆弧槽，并将再将圆弧槽的半径增加至无穷大，其圆心D移至无穷远处，则圆
教学反思：
利用教学资源把静态、抽象的图片，变成动态、形象的动画，起到了事半功倍的效果，以后的教学中要注意多积累各种教学资源。
不足之处:理论联系实际的经验还是有欠缺，以后要深入生活去发现、探究，创新设计活动。
学习任务单
一、学习指南
1.课题名称：
课题：含有一个移动副的四杆机构
教材：中国社会劳动保障出版社出版
的《机械基础》彩色版
适用年级：数控技术应用专业二年级
2.达成目标：
通过阅读教材、观看平台上微课视频，完成课前自测题及制作模型。
3.学习方法建议：
5、观看视频、动画，理解本节课内容
6、自做模型，寻找杆长尺寸与曲柄的关系。
二、学习任务
通过观看微课视频、观察生活实例，
完成下列学习任务：
自学教材，制作模型，完成班课上的课前测验。
三、资源平台
蓝墨云班课
四、困惑与建议
（提示：由学习者在自主学习之后填写。
）
教学反思：
回顾整节课的设计，以学生的自主探究为中心，以问题驱动为主线，在各个环节中不断地创设情景，设置悬念，并及时的进行点拨引导。
通过生活中实际例子的运动过程，调动了学生对机构运动特性的积极性，激发了他们的学习兴趣，活跃了课堂气氛，收到了较好的学习效果。
但不足之处是学生在各科知识上综合能力较差，准确性不高，从而导致部分学生对于问题难以接受，导致课堂时间控制不精确。
教学特色:
1.信息化手段应用特色
本次教学的特色是，以腾飞机械有限公司维修部的工作任务为载体，将“工学结合，校企合作”融入了课堂教学，提升了学生学习兴趣，主动参与教学。
运用各类公众号，蓝墨云班课等信息化手段，突破教学重难点达成教学目标。
2.教学预期效果
以实际工作任务来确定学习任务，按照维修员的工作过程安排学生进行平面四杆机构的急回特性的学习过程，实现“工学结合，校企合作”。
学前任务单
一、学习指南
1.课题名称：
课题：平面四杆机构的基本性质——急回特性
教材：中国社会劳动保障出版社出版的《机械基础》彩色版
适用年级：数控技术应用专业二年级
2.达成目标：
通过阅读教材、观看平台上微课视频、参观腾飞机械有限公司，自制平面四杆机构模型，理解急回特性的概念、作用。
3.学习方法建议：
7、通过参观获得急回特性的感性认识。
8、自制模型提高动手能力，进一步理解消化急回特性产生的原因。
二、学习任务
通过观看微课视频、参观及制作作品，完成下列学习任务：
3、对急回特性有一个直观认识。
4、知道急回特性应用在哪些地方。
三、资源平台
蓝墨云班课
四、困惑与建议
（提示：由学习者在自主学习之后填写。
）。