16平面四杆机构特点及应用
16-平面四杆机构特点及应用
课题：平面连杆机构应用及特点教材分析：本课题选自李世维主编、高等教育出版社出版的中等职业教育国家规划教材《机械基础》（机械类）第6章“常用机构”中“§6-1 平面连杆机构”的内容。
本节课内容主要介绍的铰链四杆机构的实际应用及特点。
学情分析：中职生文化基础差、学习能力较弱、学习的主动性不强，这是一个不争的事实，也是一个普遍的现实问题，但他们对新事物有较强的好奇心，善于联想，从这一现状出发，教学中应以调动学生学习积极性为出发点，以生活中的实例为教学模型，扩散思维，归纳总结来组织教学，让学生在发现问题，解释问题的思索中提高对本课程的学习兴趣，不断积累专业知识，并能活学活用，理论联系实践。
教学目标：1. 知识目标（1）掌握铰链四杆机构的特点和应用实例；（2）了解铰链四杆机构的急回特性及应用实例；（3）掌握铰链四杆机构的死点位置及应用实例。
2. 能力目标培养学生理论联系实际的能力，从生活中，从身边去挖掘教学模型，学以致用。
3. 情感目标培养学生口头表达能力，如何去欣赏别人的优点，如何去肯定别人，从而培养团队意识，合作意识。
教学重点：1．铰链四杆机构的急回特性2．铰链四杆机构的死点位置。
教学难点：极位夹角和摆角的画法。
课时安排：2课时教学手段：利用多媒体辅助教学教学方法：情景教学、启发引导、讲练结合学法指导：教法与学法室相辅相成的，教法直接影响学生对知识点掌握和能力的提高，而学法指导是学生智力发展目标得以实现的重要途径。
教学过程：（一）新课导入教学模型实物展示，多媒体展示汽车雨刮器动画，雷达天线俯仰机构动画，引出新课（二）新课讲授：一、铰链四杆机构的应用1、曲柄摇杆机构两连架杆中一为曲柄、一为摇杆的铰链四杆机构称为曲柄摇杆机构，如图所示，曲柄AB为主动件，并作等速运动。
从动摇杆CD将在弧C1C2范围内作变速往复摆动，C1、C2两个位置是摇杆摇摆的两个极限位置。
（1）曲柄摇杆机构能将曲柄的整周回转运动转换成摇杆的往复摆动。
平面四杆机构的应用实例
平面四杆机构的应用实例1.引言平面四杆机构是一种常见的机械机构，由四个连杆构成，可以实现复杂的运动转换。
本文将介绍平面四杆机构的基本原理和应用实例。
2.平面四杆机构的原理平面四杆机构由长杆、短杆和两个滑块组成。
其中两个杆通过一个转动副连接，将运动转换为固定副或滑动副。
通过调整杆的长度和滑块位置，可以实现不同的运动传输和控制。
3.平面四杆机构的应用实例3.1提升机构平面四杆机构可以应用于提升机构中，将旋转运动转换为直线提升运动。
例如，用平面四杆机构设计的折叠桌，通过旋转转动将桌面从水平位置折叠到垂直位置，实现收纳和节省空间的效果。
3.2机械手臂平面四杆机构在机械手臂中有广泛的应用。
机械手臂通过调节杆的长度和滑块位置，可以实现多自由度的运动。
例如，用平面四杆机构设计的包装机器人，可以根据不同包装需求，实现抓取、装箱和封口等多种动作。
3.3门闩锁平面四杆机构还可以应用于门闩锁设计中。
通过设置合适的滑块位置和杆的长度，可以确保门闩的顺畅开启和牢固关闭。
例如，用平面四杆机构设计的汽车车门锁，可以实现方便快捷的上锁和解锁操作。
3.4纸币验钞机平面四杆机构也广泛应用于纸币验钞机。
通过合理设计杆的长度和滑块位置，可以实现纸币的输送、旋转和翻转等运动，以进行有效的钞票鉴别。
例如，用平面四杆机构设计的自动柜员机，可以快速准确地辨别真伪纸币并进行存储和取款等操作。
4.结论平面四杆机构作为一种常见的机械机构，具有运动转换和控制的优势，广泛应用于不同领域。
通过合理设计和调整杆的长度和滑块位置，可以实现多样化的运动需求。
无论是折叠桌、机械手臂、门闩锁还是纸币验钞机，平面四杆机构都可以发挥重要的作用，并为人们带来更便捷、高效的生活和工作体验。
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
4.5 平面四杆机构的基本特性
4.5.2 死点
死点的位置
在从动曲柄与连杆共线的连个位置之一时，出 现机构的传动角g=0，压力角a=90的情况，这 时连杆对从动曲柄的作用里恰好通过其回转中 心，不能推动曲柄转动，机构的这种位置称为 死点位置。
死点位置的利弊
利：工程上利用死点进行工作。
弊：机构有死点，从动件将出现卡死或运动方向不确定现象，对传动机 构不利
度过死点的方法
增大从动件的质量、利用惯性度过死点位置。
采用机构错位排列的方法源自平面四杆机构4.1 概述
平面连杆机构是由若干个构件通过低副联接而成的机构，又称为平面低 副机构。
由四个构件通过低副联接而成的平面连杆机构，称为四杆机构。 如果所有低副均为转动副，这种四杆机构就称为铰链四杆机构。 平面连杆机构的优点 由于是低副，为面接触，所以承受压强小、便于润滑、磨损较轻，可 承受较大载荷 结构简单，加工方便，构件之间的接触是有构件本身的几何约束来保 持的，所以构件工作可靠 可使从动件实现多种形式的运动，满足多种运动规律的要求 利用平面连杆机构中的连杆可满足多种运动轨迹的要求 平面连杆机构的缺点 根据从动件所需要的运动规律或轨迹来设计连杆机构比较复杂，精度不高。
运动时产生的惯性难以平衡，不适用于高速场合。
4.4 四杆机构的基本形式及其演化
4.4.1 四杆机构的基本形式
根据连架杆运动形式的不同，可分为三种基本形式 1、曲柄摇杆机构 在两连架杆中，一个为曲柄，另一个为摇杆。
运动特点：
一般曲柄主动， 将连续转动转换为摇 杆的摆动，也可摇杆 主动，曲柄从动。
应用举例：牛头刨床横向进给机构、搅面机、卫星天线、飞剪
双摇杆机构应用实例
风扇摇头
4.4 四杆机构的基本形式及其演化
平面四杆机构的类型特点及应用概念
平面四杆机构的类型特点及应用概念平行四杆机构的特点是固定杆和活动杆平行且相等长度，其中两个固定连接点和两个活动连接点分别位于固定杆的两端和活动杆的两端。
它的运动可以实现平行移动，适用于汽车悬挂系统、工艺机械等领域。
正交四杆机构的特点是固定杆和活动杆相交且相等长度，其中两个固定连接点和两个活动连接点分别位于固定杆的两端和活动杆的两端。
它的运动可以实现直线运动，适用于推动机械、绞车等领域。
菱形四杆机构的特点是固定杆和活动杆两两相交且相等长度，其中两个固定连接点和两个活动连接点分别位于固定杆的两端和活动杆的两端。
它的运动可以实现平行移动和旋转运动，适用于啮合机构、制造机械等领域。
推动机构的特点是固定杆和活动杆两两平行且相等长度，其中两个固定连接点和两个活动连接点分别位于固定杆的两端和活动杆的两端。
它的运动可以实现直线运动，适用于传动机构、物料输送机械等领域。
平面四杆机构的应用非常广泛。
它可以用于制造机械、工艺机械、汽车悬挂系统、绞车、传动机构、物料输送机械等领域。
在制造机械中，平面四杆机构常用于构建精密机床，如铣床、钻床等。
在工艺机械中，平面四杆机构常用于构建织机、纺机等。
在汽车悬挂系统中，平面四杆机构可以实现汽车悬挂系统的运动，提高汽车悬挂性能。
在绞车中，平面四杆机构可以用于提升和绞丝等工作。
在传动机构中，平面四杆机构可以用于实现直线传动和转动传动。
在物料输送机械中，平面四杆机构可以用于实现物料的输送和分拨。
总之，平面四杆机构具有多种类型和特点，适用于多个领域的应用。
它可以实现复杂的运动轨迹，广泛应用于制造机械、工艺机械、汽车悬挂系统、绞车、传动机构、物料输送机械等领域。
简述平面四杆机构的类型特点和应用
简述平面四杆机构的类型特点和应用一、平面四杆机构的类型：1. 平衡四杆机构：该机构有能力保持平衡，即使受到外部干扰也能够回到原来的位置。
这种机构被广泛用于稳定系统和开放环境。
2. 驱动四杆机构：该机构可以转化旋转运动为线性运动或反之。
这种机构广泛应用于机械工程、模具制造和自动化工程中。
3. 可逆四杆机构：该机构可以逆向工作，在不同的任务中灵活应用。
这种机构被广泛用于机器人工程和自动化工程中。
4. 变位四杆机构：该机构可以在不同位置自动调整，以适应不同的应用需求。
这种机构被广泛用于自动化机械和精密制造领域。
二、平面四杆机构的特点：1. 平面四杆机构可以转换不同类型的运动，包括旋转、线性、摆动等。
2. 平面四杆机构结构简单，易于制造和维护，具有良好的可靠性和稳定性。
3. 平面四杆机构可以通过组装多个单元来实现更高级别的机械结构，例如机器人、自动化系统等。
4. 平面四杆机构广泛应用于机械、汽车、制造、物流、自动化等领域，并逐渐成为机器人、智能装备的重要组成部分。
三、平面四杆机构的应用：1. 发动机连杆机构：由于发动机需要将旋转运动转化为线性运动来驱动汽车轮胎，平面四杆机构被广泛应用于汽车发动机的连杆机构中。
2. 物流设备：平面四杆机构可以逆向工作，可以将线性运动转化为旋转运动，这使得物流设备可以保持高速和精度，如自动包装线、调料机等。
3. 机械手：平面四杆机构的结构简单，稳定性好，这使得它成为机器人手臂的优选部件之一，广泛应用于各个制造领域。
4. 印刷机械：平衡四杆机构可以使印刷平台始终稳定，特别是在高速印刷时，它可以保持印刷品的精度和质量。
5. 飞控系统：平衡四杆机构被广泛应用于飞控系统的调节器中，以帮助控制飞行器的稳定性。
总的来说，平面四杆机构具有结构简单、稳定性好、运动特性多样等特点，可以在各个行业发挥重要的作用。
平面四杆机构的基本类型及其应用
一、特点
全低副（面接触），利于润滑，故磨损小、压强小，传载 大、寿命长；几何形状较简单，易加工，制造成本低等。
不能精确实现复杂的运动规律，设计计算较复杂，惯性 力不易平衡等。
二、应用 实现已知运动规律； 实现给定点的运动轨迹。
§8–2 平面四杆机构的类型和应用
平面连杆机构－平面机构+低副连接 (转动、移动副) 最常用→平面四杆机构（ 四个构件→四根杆)
三、双移动副机构
正弦机构
正切机构
双转块机构 (十字滑块机构)
动画
双滑块机构 椭圆仪
四、偏心轮机构
• 对心式曲柄滑块机构
• 偏心轮机构
B
1
2
A
3
C
B副扩大
4
B
1 A
2
3
C 4
五、四杆机构的扩展
手动冲床
双摇杆机构 摇杆滑块机构
筛料机构 双曲柄机构
曲柄滑块机构
连杆
2
C 连架杆
3
4
D
机架
（按连架杆类型）
铰链四杆机构
曲柄摇杆机构
双曲柄机构
双摇杆机构
一曲一摇
二曲
二摇
1.曲柄摇杆机构： 连架杆┌曲柄→(一般)原动件→匀速转动
└摇杆→(一般)从动件→变速往复摆动
雷达调整机构
(天线→摇杆)→调整天线 俯仰角的大小
搅拌器机构 缝纫机踏板 刮雨器
B 1 A
C 2
3
4
基本类型
→铰链四杆机构（全由转动副相联）
→最简单，应用广泛，组成多杆机构的基础。
一、铰链四杆机构基本类型
－全由转动副相联的平面四杆机构
平面四杆机构的基本类型及应用-精品文档
图3－16b
图3－19
图3－20
• 若选用曲柄滑块机构中滑块3作机架（图316c），即演化成移动导杆机构（或称定块 机构）。 • 它应用于手摇卿筒（图3—21）和双作用式 水泵等机械中。
图3—21
图3-16c
（3）变化双移动副机构的机架
• 在图3-15和图3-22a所示的具有两个移动副的四杆机 构中，是选择滑块4作为机架的，称之为正弦机构， 这种机构在印刷机械、纺织机械、机床中均得到广 泛地应用，例如机床变速箱操纵机构、缝纫机中针 杆机构（图3—22d）；
铰链四杆机构可分为以下三种类型
1、曲柄摇杆机构
• 铰链四杆机构的两连架杆中一个能作整 周转动，另一个只能作往复摆动的机构。
2、双曲柄机构
铰链四杆机构的两连架杆均能作整周转 动的机构。
• 在双曲柄机构中，若相对两杆平行相 等，称为平行双曲柄机构（图3－9）。 这种机构的特点是其两曲柄能以相同 的角速度同时转动，而连杆作平行移 动。图3－10a所示机车车轮联动机构 和图3－10b所示的摄影平台升降机构 均为其应用实例。
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 3－11
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。
平面四杆机构ppt课件
contents
目录
• 平面四杆机构简介 • 平面四杆机构类型 • 平面四杆机构的设计与优化 • 平面四杆机构的特性分析 • 平面四杆机构的实例分析 • 平面四杆机构的未来发展与挑战
01 平面四杆机构简介
定义与特点
定义
平面四杆机构是一种由四个刚性 杆通过铰链连接形成的平面机构 。
3D打印技术
利用3D打印技术，实现复杂结构的设计和快速原型制造。
智能化与自动化
传感器和执行器的集成
01
在机构中集成传感器和执行器，实现实时监测和控制。
智能化控制算法
02
采用先进的控制算法，如模糊控制和神经网络控制，以提高机
构的动态性能和稳定性。
自动化系统集成
03
将机构与自动化系统集成，实现远程监控、故障诊断和预测性
详细描述
摄影升降装置中的平面四杆机构由支架、滑轨、连杆和摄像设备组成。通过电机驱动，滑轨带动连杆运动，使摄 像设备实现升降。平面四杆机构在摄影升降装置中保证了摄像设备的稳定性和精确性，为拍摄高质量的画面提供 了保障。
06 平面四杆机构的未来发展 与挑战
新材料的应用
高强度轻质材料
采用高强度轻质材料，如碳纤维复合材料和铝合 金，以提高机构的强度和减轻重量。
运动特性分析
运动特性
分析平面四杆机构的运动特性， 包括运动范围、运动速度和加速 度等，以及各杆件之间的相对运
动关系。
运动轨迹
研究平面四杆机构中各点的运动轨 迹，包括曲线的形状、变化规律和 影响因素。
运动学分析
通过建立平面四杆机构的运动学方 程，分析其运动规律，为机构的优 化设计提供理论依据。
受力特性分析
实例二：搅拌机
平面四杆机构
这些机构生活有哪些作用
机械手臂：在机械手臂中，通 常会使用双摇杆机构来驱动手 臂的伸缩和旋转，以实现机械
手臂的各种动作
汽车门窗：在汽车中，门窗的 开合机构通常会使用曲柄摇杆 机构或双曲柄机构来实现，以 提供稳定且平滑的开合体验
儿童玩具：许多儿童玩具中也 会使用到平面四杆机构，例如 玩具车、玩具飞机等，以实现
平面四杆机构在各种生活和工业应用中有着广泛的作用。由于其结构简单，易于制造 和调节，因此被广泛应用于实现各种运动规律和运动轨迹。以下是几种常见的应用
摄影机或摄像机：在摄影机或摄像机的镜头伸缩装置中，通常会使用双曲柄机构或双 摇杆机构来驱动镜头的伸缩，以实现精确控制和稳定的拍摄效果
打印机和复印机：在打印机和复印机的打印头或扫描头部分，可能会使用到曲柄摇杆 机构或双曲柄机构来驱动打印头或扫描头的移动，以实现高精度的打印和复印效果
有哪些地方用到的原理
总的来说，平面四杆 机构是一种非常有用 的机械元件，它的原 理被广泛应用于各种 不同的机械系统和设 备中
-
THANKS
20xx
平面四杆机构
汇报人：xxx
-
1
平面四杆机构分类那些机构
2
这些机构生活有哪些作用
3
有哪些地方用到的原理
1 平面四杆机构分类那 些机构
平面四杆机构分类那些机构
平面四杆机构是一种常 见的机械机构，它由四 个刚性杆组成，且所有
杆件在同一直线上
根据杆件的不同组合和 运动特征，平面四杆机 构可以分为以下几类
01
曲柄摇杆机构： 曲柄为主动件， 摇杆为从动件， 曲柄的转动转化 为摇杆的摆动
平面四杆机构分类那些机构
02
双曲柄机构：两 个曲柄协同转动， 其中一个是主动 件，另一个是从 动件
第四节 平面连杆机构的特点和应用
正平行双曲柄机构：对边平行且相等 特点：主、从动曲柄匀速且相等
运动不确定现象：
反平行双曲柄机构：对边平行但不相等 公共汽车车门启闭机构
(三)、双摇杆机构 特点：两连架杆都是摇杆（摆动）
一、概念 平面连杆机构：构件全部用低副联接而成的平面机构（低副机构） 3铰链四杆机构：全部由回转副组成的平面四杆机构
二、平面连杆机构的特点和应用
1、特点 优点： (1)面接触低副，压强小，便于润滑，磨损轻，寿命长，传递动力大 (2)低副易于加工，可获得较高精度，成本低 (3)杆可较长，可用作实现远距离的操纵控制 (4)可利用连杆实现较复杂的运动规律和运动轨迹 缺点： (1)低副中存在间隙，精度低 (2)不容易实现精确复杂的运动规律
1面接触低副压强小便于润滑磨损轻寿命长传递动力大2低副易于加工可获得较高精度成本低3杆可较长可用作实现远距离的操纵控制4可利用连杆实现较复杂的运动规律和运动轨迹缺点
第三章 平面连杆机构
连杆传动是利用常用的低副传动机构进行的传动，连杆传动能方 便的实现转动、摆动、移动等运动形式的转换。其中以由四个构件 组成的四杆机构应用最广泛，而且是组成多杆机构的基础。因此本 章着重讨论四杆机构的基本类型、性质及常用设计方法。
2、应用：
机械式转向系
机车车轮的联动机构
§3-2 铰链四杆机构的类型与应用基本型式及其演化 据有无移动副存在：铰链四杆机构，滑块四杆机构
一、铰链四杆机构的基本型式
(一)、曲柄摇杆机构 特点：两连架杆一个是曲柄（整周转）；一个是摇杆（摆动）
应用：
雷达
缝纫机
(二)、双曲柄机构
特点：两连架杆都是曲柄（整周转） 主动曲柄匀转，从动曲柄变速转
平面四杆机构的基本类型及应用
平面四杆机构的基本类型及应用
平面四杆机构是机械设计中常用的连杆机构之一，由于其简单可靠和使用方便，广泛应用于各种机械设备中。
平面四杆机构是由四个链杆组成的，其中至少有一个链杆是固定的。
四个链杆的联接点构成了四个运动副，包括一对转动副和一对平动副，它们通过固定的连杆来互相联系。
平面四杆机构可以实现转动或直线运动，同时可实现正、反、重复运动。
本文将主要介绍平面四杆机构的基本类型及应用。
1. 凸轮机构型平面四杆机构
凸轮机构型平面四杆机构是一种基于凸轮的平面四杆机构，由于其能够产生不同形状的凸轮运动来实现转动或直线运动，因此在机械设备中广泛应用。
例如，凸轮式压力机、凸轮式磨床、凸轮式切削机和凸轮式卷板机等机器均采用了凸轮机构型平面四杆机构。
双曲线机构型平面四杆机构是一种基于双曲线运动的平面四杆机构，由于其具有双曲线重复运动的性质，因此在多运动副平面机构中应用较为广泛。
例如，位移量较小的曲柄滑块机构，就采用了这种结构。
此外，双曲线机构型平面四杆机构还被广泛应用于推动旋转工件的机械系统中。
心轮机构型平面四杆机构是一种基于心轮的平面四杆机构，其构造相比其他机构稍微复杂，但具有较高的可靠性和灵敏度，因此被广泛应用于重要的机械装置中。
例如，用于驱动自动调焦装置、扫描仪输送装置、医院电梯系统等机器的传动装置均采用了心轮机构型平面四杆机构。
总之，平面四杆机构广泛应用于机械设计中的各个领域，包括制造业、食品加工、印刷、医疗和各种运动设备等。
不同类型的平面四杆机构各具特点，可根据使用情况和需要选择。
平面四杆机构的类型,特点及应用概念
平面四杆机构的类型,特点及应用概念平面四杆机构是一种重要的机械构件，具有固定点簇、连杆及活动点簇等关键组成部分。
根据不同的连接方式和功能需求，平面四杆机构可以分为平行四杆机构、菱形四杆机构、双曲线四杆机构、半圆四杆机构等多种类型。
下面本文将对这些机构类型的特点及应用进行相关介绍。
一、平行四杆机构平面四杆机构中的平行四杆机构，最为常见。
平行四杆机构由两对等长连杆组成，各自平行滑动，所以叫做平行四杆机构。
平行四杆机构的特点是连接点严格固定，适合转动相同方向的连续运动，如车床上的顶轴和平面磨床的进给机构就采用了平行四杆机构。
二、菱形四杆机构菱形四杆机构是由一对等长的对边固定的菱形和一对等长杆件组成的机构。
其中，两个杆件与菱形的对角线相连，另外两个杆件则与菱形两条平行线相连。
通过这样的联结方式，菱形四杆机构可以实现不同方向的运动，如旋钮开关，废乳机械的减速机构等都采用了菱形四杆机构。
三、双曲线四杆机构双曲线四杆机构是由双曲面、两个相交的固定点、两个关节和两个等长杆组成的平面四杆机构，主要是用来实现一定的负载传递和动力，例如工件阻力和重力等。
双曲线四杆机构的优点在于具有一定的自适应能力，可以自动调整杆长度，达到更稳定的运动效果。
应用领域包括夹持，钻床等。
四、半圆四杆机构半圆四杆机构是由两条半圆弧及两对连杆构成的平面四杆机构。
通过调整连接点的位置及杆长度，可以实现转轴轨迹的变化。
半圆四杆机构在工业生产中被广泛应用，如水平挖掘机，转子泵等。
在应用平面四杆机构的过程中，大多数机构的运动往往还需要与其它机构进行配合才能实现更复杂多变的功能。
此外在机器人领域中，四杆机构也得到了广泛应用，如各类机器人的手臂，就是利用四杆机构的特性来完成精细灵活的动作。
总的来说，平面四杆机构是机械领域中一类非常基础且重要的构件。
通过不同的连接方式和调整，可以实现多样化的运动功能，并被广泛应用在工业生产及机器人领域中。
最新平面四杆机构的类型和应用PPT课件
④改变杆的相对长度，从动件运动规律不同。
2.平面四杆机构的演化型式 (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
s
φ
s=l sin φ
双滑块机构
正弦机构
(2)改变运动副的尺寸
(3)选不同的构件为机架
偏心轮机构
A
3.2按两连架杆预定的对应位置设计四杆机构 已知固定铰链A、D和连架杆位置，确定活动铰链B、C的位置。
机构的转化原理
C
B
A
D
3.2按两连架杆三组对应位置设计四杆机构
已知:机架长度d和两连架杆三组对应位置。
1.任意选定构件AB的长度 2.连接B2 E2、DB2的得△B2 E2D ， 3. 绕D 将△B2 E2D旋转φ1 -φ2得B’2点；
设预选参数α0、φ0＝0，
带入方程得：
θ12
B1
θ13
θ11
A
θ32 θ33
θ31
D
cos45°= P0cos50°+P1cos(50°-45°)+P2 cos90°= P0cos80°+P1cos(80°-90°)+ P2 cos135°= P0cos110°+P1cos(110°-135°)+ P2
同时要满足其他辅助条件：
a)结构条件（如要求有曲柄、杆长比恰当、运动副结构合理等）;
γ
b)动力条件（如γmin）;
c)运动连续性条件等。
三类设计要求：
1)满足预定的运动规律，两连架杆转角对应，如起落架、牛头刨。
2)满足预定的连杆位置要求，如铸造翻箱机构。
16平面四杆机构特点及应用
16平面四杆机构特点及应用首先，16平面四杆机构具有高刚度和高精度的特点。
机构中的4个杆件通过铰接连接，能够提供较高的刚度和精度，使得机构在运动过程中具有较小的变形和误差。
其次，16平面四杆机构具有多自由度的特点。
机构中的4个杆件和2个固定件的长度和连接方式可以灵活调整，从而可以实现多种运动方式和自由度控制。
这使得机构在不同工况下能够适应各种需求，并具有一定的适应性和灵活性。
另外，16平面四杆机构还具有较高的传输效率和负载能力。
机构中的杆件通过铰接连接，能够提供较高的传输效率，并且可以通过调整杆件的长度和连接方式来调整机构的负载能力。
这使得机构在工业生产和机械传动等领域具有广泛的应用。
在应用方面，16平面四杆机构具有以下几个重要的应用：1.机器人领域：16平面四杆机构具有较好的刚度和精度，能够实现高速度和高精度的运动。
因此，在机器人领域中，可以将16平面四杆机构用于机械手臂的关节传动，实现工件的抓取、搬运和装配等操作。
2.运动模拟器：16平面四杆机构能够实现多自由度的运动，能够模拟人体的运动轨迹和姿态。
因此，在航天、飞行器和汽车等领域中，可以将16平面四杆机构用于运动模拟器中，用于飞行器的模拟驾驶、汽车的悬挂系统模拟和航天器的姿态控制等应用。
3.数控机床：16平面四杆机构具有高刚度和高精度的特点，能够实现高速度和高精度的运动。
因此，在数控机床中，可以将16平面四杆机构用于控制工件的运动轨迹和位置，从而实现工件的加工和成形。
4.医疗设备：16平面四杆机构具有刚度和精度高的特点，能够实现对患者的精确控制。
因此，在医疗设备中，可以将16平面四杆机构用于手术机器人和影像设备等领域，实现对患者的准确定位和操作。
综上所述，16平面四杆机构具有高刚度、高精度、多自由度、高传输效率和负载能力等特点，并且在机器人、运动模拟器、数控机床、医疗设备等领域具有广泛的应用。
《平面四杆机构的基本特性》教案
《平面四杆机构的基本特性》教案教案：平面四杆机构的基本特性一、教学目标：通过本节课的学习，学生应能够：1.了解平面四杆机构的定义和基本特性；2.掌握平面四杆机构的运动特点和构造形式；3.能够运用所学知识解决平面四杆机构的相关问题。
二、教学内容：1.平面四杆机构的定义和基本特性：平面四杆机构是由四根连杆和若干铰链连接而成的机械系统，在平面内可以实现规定的运动。
平面四杆机构的基本特性包括：构成条件、运动链条件、运动副个数、自由度、杆件数量等。
2.平面四杆机构的运动特点：平面四杆机构的运动特点主要有：连杆运动、连杆约束、动平衡性和动稳定性等。
3.平面四杆机构的构造形式：平面四杆机构的构造形式包括：双曲杆机构、平行杆机构和菱形杆机构等。
每种构造形式都具有不同的特点和应用领域。
三、教学过程：1.导入：与学生互动讨论，引出平面四杆机构的概念，并了解其在日常生活中的应用。
2.知识讲解：(1)讲解平面四杆机构的定义和基本特性。
(2)介绍平面四杆机构的运动特点和构造形式，并通过实例分析加深学生的理解。
3.实例分析：(1)给出一个具体的平面四杆机构，并要求学生分析其构造形式和运动特点。
(2)将学生分成小组，自行选择一个平面四杆机构进行分析，并展示给全班。
4.练习与巩固：(1)在课堂上，教师设计一些与平面四杆机构相关的练习题，供学生巩固所学知识。
(2)布置作业：要求学生通过阅读相关文献或查阅互联网，找到一个实际应用了平面四杆机构的例子，并分析其构造形式和运动特点。
四、教学评价：1.通过课堂互动和小组展示，评价学生对平面四杆机构的理解程度。
2.批改学生完成的练习题，评价其对所学知识的掌握情况。
3.评价学生在作业中的查找和分析能力。
五、教学反思：通过本节课的教学，学生能够初步了解平面四杆机构的定义和基本特性，并掌握运动特点和构造形式。
但在实例分析环节，部分学生的理解还有待提高，今后可以通过更多的实例来加深学生对平面四杆机构的认识。
机械设计-平面四杆机构的特性
4 - 4
01
平面四杆机构的运动特性
平面四杆机
构 的 特 性
02
平面四杆机构的传力特性
平面连杆机构能实现转动、摆动、移
动等，在应用机构时我们需要知道它的运动
特点和传力性能，平面连杆机构的运动特点
有急回特性，传力特点有压力角、传动角、
死点位置。
在图4-4.1所示的曲柄摇杆机构中，
（2）死点位置：当从动件与连杆共线时，=0，该位置叫做死点位置，工程中有的地方可以利
用死点位置，如夹具机构；有的需要克服死点位置，如缝纫机的踏板机构。
感谢您的观看
从动摇杆3所受的力F与力作用点C 的速
度vC 间所夹 的锐角称为压力角，用α表示。
习惯用压力角α的余角γ来判断传力性
能，γ称为传动角。越大，机构传力性能越
好，为了保证机构传力性能良好，一般要求
机构的最小传动角min≥40°，传递大功率
时所用机械 如颚式破碎机、冲床等，
min≥50°。
图4-4.2 压力角和传动角
=2/1=(180°+)/(180°−)，
=180°(−1)/(+1)。
平面四杆机构有无急回特性取决于极位夹角θ。
若θ≠0，则K>1，机构有急回特性，且θ越大，机构
的急回特性就越明显；若θ=0，机构无急回特性。
利用机构的急回特性，可以缩短空回行程的时
间，提高机器的生产率。
图4-4.1 曲柄摇杆机构的运动特性
（a）
（b）
图4-4.5 克服死点位置
本节课学习了以下几个内容：
1. 平面连杆机构的运动特性——急回特性：空回行程的平均速度大于工作行程的平均速度，极
位夹角θ越大，机构的急回特性越明显，若θ=0，机构无急回特性。
平面四杆机构ppt课件
摄影三脚架中的平面四杆机 构通常由三根支撑杆和若干 个连接杆组成。
三根支撑杆通常具有较好的 弹性和韧性，可以适应不同 地形和环境，提供稳定的支 撑效果。连接杆则将三根支 撑杆连接在一起，形成稳定 的三角形结构。
挖掘机机构
挖掘机是一种广泛应用于建筑、道路 、矿山等领域的工程机械设备。它的 主要功能是通过挖掘斗的升降、旋转 和移动来实现挖掘作业。
作用
03
连杆在机构中起到传递运动和动力的作用，还可以改变运动的
方向。
转动副
定义
转动副是平面四杆机构的基本组成之一，是一种 连接两个构件的相对转动的运动副。
特点
转动副由两个构件组成，一个构件作为固定轴， 另一个构件围绕固定轴旋转。
作用
转动副在机构中起到传递运动和动力的作用，同 时也可以改变运动的方向。
双摇杆机构
由两个摇杆和两个连架杆组成的平面四杆机构。双摇杆机构中，两个摇 杆长度相等且平行，连架杆相对摇杆做往复摆动，可以实现将摇杆的往 复摆动转换为连架杆的往复摆动。
平面四杆机构的应用
实例1
缝纫机踏板机构。当脚踏板低速转动时，通过一个曲柄摇杆 机构将脚踏板的往复摆动转换为缝针的上下摆动；当脚踏板 快速转动时，通过一个双曲柄机构将脚踏板的往复摆动转换 为缝针的上下摆动。
利用计算机辅助设计软件进行 数值仿真，通过对机构参数的
调整，实现最优设计。
基于实验设计的优化
通过实验测试机构的性能，利 用实验设计方法对机构进行优 化。
基于人工智能的优化
利用人工智能算法，如神经网 络、遗传算法等，对机构的参 数进行优化。
多学科优化方法
综合考虑机构的多学科因素， 如结构、运动、动力学等，实
转向机构是汽车底盘的一个重要组成部分，它的 主要功能是控制汽车的行驶方向，使车辆能够按 照驾驶员的意愿进行转弯或者改变行驶方向。
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课题：平面连杆机构应用及特点
教材分析：
本课题选自世维主编、高等教育出版的中等职业教育国家规划教材《机械基础》（机械类）第6章“常用机构”中“§6-1 平面连杆机构”的容。
本节课容主要介绍的铰链四杆机构的实际应用及特点。
学情分析：
中职生文化基础差、学习能力较弱、学习的主动性不强，这是一个不争的事实，也是一个普遍的现实问题，但他们对新事物有较强的好奇心，善于联想，从这一现状出发，教学中应以调动学生学习积极性为出发点，以生活中的实例为教学模型，扩散思维，归纳总结来组织教学，让学生在发现问题，解释问题的思索中提高对本课程的学习兴趣，不断积累专业知识，并能活学活用，理论联系实践。
教学目标：
1. 知识目标
（1）掌握铰链四杆机构的特点和应用实例；
（2）了解铰链四杆机构的急回特性及应用实例；
（3）掌握铰链四杆机构的死点位置及应用实例。
2. 能力目标
培养学生理论联系实际的能力，从生活中，从身边去挖掘教学模型，学以致用。
3. 情感目标
培养学生口头表达能力，如何去欣赏别人的优点，如何去肯定别人，从而培养团队意识，合作意识。
教学重点：1．铰链四杆机构的急回特性
2．铰链四杆机构的死点位置。
教学难点：极位夹角和摆角的画法。
课时安排：2课时
教学手段：利用多媒体辅助教学
教学方法：情景教学、启发引导、讲练结合
学法指导：教法与学法室相辅相成的，教法直接影响学生对知识点掌握和能力的提高，而学法指导是学生智力发展目标得以实现的重要途径。
教学过程：
（一）新课导入教学模型实物展示，多媒体展示汽车雨刮器动画，雷达天线俯仰机构动画，引出新课
（二）新课讲授：
一、铰链四杆机构的应用
1、曲柄摇杆机构
两连架杆中一为曲柄、一为摇杆的铰链四杆机构称为曲柄摇杆机构，如图所示，曲柄AB为主动件，并作等速运动。
从动摇杆CD将在弧C1C2围作变速往复摆动，C1、C2两个位置是摇杆摇摆的两个极限位置。
（1）曲柄摇杆机构能将曲柄的整周回转运动转换成摇杆的往复摆动。
曲柄主动，摇杆从动。
如剪刀机、筛砂机、搅拌机以及碎石机等，都可以连续的工作。
（2）曲柄摇杆机构，除可将曲柄的整周回转运动转换成摇杆的往复摆动外，也可以使摇杆的摆动转换成曲柄的整周回转运动。
摇杆主动，曲柄从动。
如缝纫机踏板机构。
当踏板（主动件）作上下往复摆动时，通过连杆使曲柄（从动件）作整周转动，再经过带传动驱使机头主轴转动。
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，如图2-7所示。
双曲柄机构的运动特点是：当主动曲柄作等速转动时，从动曲柄随之作变速转动（即从动曲柄在每转一周中的角速度，有时大于主动曲柄的角速度，有时小于主动曲柄的角速度）。
（1）不等长双曲柄。
如惯性筛分机。
当曲柄AB作等速转动时，另一个曲柄CD作周期性的变速转动，EF杆连接物料和CD杆，利用CD的变速转动和物料的惯性达到筛分目的。
（2）等长双曲柄
1）平行双曲柄双曲柄机构中，当两曲柄长度相等而且平行时（即其他两杆的长度也相等），称为平行双曲柄机构。
如图所示，这时四根杆组成了平行四边形，平行双曲柄机构的两曲柄旋转方向相同，角速度相等。
2）反向双曲柄双曲柄机构如果对边长度相等，但互不平行，则称为反向双曲柄机构。
如图所示，反向双曲柄机构的两曲柄旋转方向相反，角速度不相等。
平行双曲柄机构在运动过程中，主动曲柄AB转动一周，从动曲柄CD将会
出现两次与连杆BC共线位置，这样会造成从动曲柄CD运动的不确定现象为避免这一现象的发生，除可利用从动曲柄本身的质量或附加一转动惯量较大的飞轮，利用其惯性作用来导向外，还可用增设辅助机构或将若干组相同机构错列等方法来解决。
图示为机车主动轮联动装置。
它是增设了一个曲柄EF的辅助构件，保证被联动的各轮与主动轮作相同的运动。
图示为两组车轮的错列装置，利用左右两组车轮相错90°的方法，而使车轮能正常运行。
公共汽车车门启闭机构。
这是应用反向双曲柄机构的一个实例，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的各自位置。
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，摇杆都只能摆动一定角度，即摇摆围不超过这两个极限点。
上图a是港口用起重吊车，吊钩的移动轨迹近似水平线。
上图b是自卸载货汽车的翻斗机构，AD杆是固定杆，当液压缸中输入压力油时，活塞杆向右伸出，使AB和CD向右摇动，从而使车斗货物卸下。
二、铰链四杆机构的基本特性
1、急回特性：当主动件作等速运动时，从动件空回行程的平均速度大于工作行程的平均速度的性质，称为机构的急回特性。
图示为一曲柄摇杆机构，设曲柄AB为原动件，在其转动一周的过程中，有两次与连杆共线，这时，摇杆CD分别位于两极限位置C1D和C2D。
曲柄摇杆机构所处的这两个位置，称为极位。
极位夹角：曲柄与连杆两次共线位置之间所夹的锐角θ，称为极位夹角。
摆角：摇杆两个极限位置之间所夹锐角
2、死点：当主动件通过连杆作用于从动件上的力恰好通过其回转中心，不能使从动件转动而出现“顶死”现象的位置，称为死点位置。
当摇杆为主动件，且从动曲柄与连杆成一直线时机构处于死点位置，在平面
四杆机构中是否存在死点位置，决定于从动件是否与连杆共线。
（1）顺利通过死点的办法：
①增设辅助机构，如机车主动轮联动机构。
②采用机构错位排列，使各组机构的死点相互错开，如机车车轮错位排列机构。
③安装飞轮，加大惯性，借惯性作用使机构闯过死点。
“死点”位置是有害的，但在某些场合却利用“死点”来实现工作要求。
（2）利用死点的场合：
①飞机起落架，在机轮放下时，杆BC与杆CD成一直线，机构处于死点，此时虽然机轮上可能受到很大的力，但起落架不会反转（折回），使降落更加可靠。
②钻床工件夹紧机构，当工件夹紧后，机构处于死点位置，将工件紧紧压住，保证在钻削加工时，工件不会松脱。
作业：
1．杆长分别为AB = 25 mm，BC = 35 mm，CD = 45 mm，AD = 55 mm 的机构，如何成为双曲
柄机构？
2．曲柄摇杆机构中，当以曲柄为主动件时，摇杆为什么会产生急回运动？3. 平面连杆机构中，哪些机构在什么情况下会出现“死点”位置？
（三）课堂小结
本节课我们讲了四杆机构的应用实例、四杆机构的特性，极位夹角的画法重点介绍四杆机构的应用，希望同学们睁大双眼，去发现身边的四杆机构，分析其结构组成和运动特点，并能灵活应用。
教学反思：
这节课过和学生的互动反映，我们的学生愿意和老师互动，但分析问题时不知如何着手，说不到重点或关键。
机构的实际应用还要带同学们多分析，多说。