平面机构的设计
平面机构的教学设计方案
一、教学目标1. 知识目标：使学生掌握平面机构的定义、分类、组成及基本特性；了解常见的平面机构及其应用；能够识别和分析简单的平面机构。
2. 能力目标：培养学生运用所学知识分析、设计和解决实际问题的能力；提高学生的动手实践能力。
3. 素质目标：培养学生严谨的科学态度、创新意识和团队合作精神。
二、教学内容1. 平面机构的定义及分类2. 平面机构的组成及基本特性3. 常见平面机构及其应用4. 平面机构的分析与设计三、教学方法1. 讲授法：讲解平面机构的定义、分类、组成及基本特性，使学生掌握基本概念。
2. 案例分析法：通过分析典型平面机构案例，使学生了解平面机构在实际应用中的特点。
3. 实验教学法：引导学生进行平面机构的拆装实验，培养学生的动手实践能力。
4. 小组讨论法：组织学生进行小组讨论，共同分析问题，提高团队合作能力。
5. 作业与习题法：布置课后作业，巩固所学知识，提高学生的应用能力。
四、教学过程1. 导入新课：通过生活中的实例引入平面机构的概念，激发学生的学习兴趣。
2. 讲解平面机构的定义、分类、组成及基本特性，使学生掌握基本概念。
3. 分析典型平面机构案例，使学生了解平面机构在实际应用中的特点。
4. 进行平面机构的拆装实验，培养学生的动手实践能力。
5. 组织学生进行小组讨论，共同分析问题，提高团队合作能力。
6. 布置课后作业，巩固所学知识，提高学生的应用能力。
7. 课后辅导：针对学生在学习中遇到的问题，进行个别辅导。
五、教学评价1. 课堂表现：观察学生在课堂上的学习态度、参与程度和团队合作精神。
2. 课后作业：检查学生对知识的掌握程度和应用能力。
3. 实验报告：评估学生的动手实践能力。
4. 平面机构设计：评价学生的创新能力和解决实际问题的能力。
六、教学资源1. 教材：《机械设计基础》2. 多媒体课件3. 实验设备4. 网络资源5. 教学参考资料通过以上教学设计方案，旨在使学生掌握平面机构的基本知识，提高学生的动手实践能力和创新意识，为后续学习打下坚实基础。
平面机构运动方案设计与拼装实验报告
平面机构运动方案设计与拼装实验报告实验报告：平面机构运动方案设计与拼装一、实验目的：掌握平面机构运动方案的设计和拼装方法，加深对平面机构运动学的理解。
二、实验原理：平面机构是由连杆、轴、铰链等构成的一种机械装置。
为了实现特定的运动，需要合理设计机构的结构和连接方式。
平面机构的设计和拼装涉及到如下几个方面：1.运动类型的确定：根据具体要求，需要确定机构的运动类型，包括偏转、转动、摆动等。
2.运动副的选择：根据运动类型，选择合适的运动副，如直线副、旋转副、曲线副等。
3.副序的设计：根据运动副的选择，设计副序，包括副序的顺序、副序的布置位置等。
4.运动参数的确定：根据设计要求，确定运动参数，如运动角度、轨迹等。
5.装配设计：根据副序和运动参数，确定机构的结构和装配方式。
三、实验仪器和材料：1.平面机构组件：连杆、轴、铰链等。
2.设计工具：如CAD软件等。
3.实验平台：如支架、夹具等。
四、实验步骤：1.确定运动类型：根据实验要求，确定平面机构的运动类型。
例如，假设要设计一个能够实现偏转运动的机构。
2.选择运动副：根据运动类型，选择合适的运动副。
例如，选择旋转副作为运动副。
3.设计副序：根据运动副的选择，设计副序。
例如，将连杆放置在平面上，并设计一个垂直于连杆的铰链连接连杆和轴。
4.确定运动参数：根据要求，确定运动参数，如偏转角度。
5.进行装配设计：根据副序和运动参数，进行装配设计，确定机构的结构和装配方式。
例如，将连杆和轴固定在支架上，并通过铰链连接连杆和轴。
6.进行拼装：根据装配设计，将机构的各个组件进行拼装。
7.进行运动测试：测试机构是否能够实现设计要求的运动。
五、实验结果和分析：通过以上步骤，我们设计并拼装了一个能够实现偏转运动的平面机构。
在运动测试中，机构能够按照设计要求实现偏转运动。
这表明我们的设计和拼装是成功的。
六、实验总结：通过本次实验，我们掌握了平面机构运动方案的设计和拼装方法，并加深了对平面机构运动学的理解。
平面四杆机构设计
1．曲柄摇杆机构 2．曲柄滑块机构 3．导杆机构
1．曲柄摇杆机构
已知条件： 已知条件：行程速比系数K、摇杆的长度 l CD和摇杆的摆角Ψ
K −1 （1）计算极位夹角 K +1 (m/mm)， （2）取适当的比例尺μl = l CD/CD(m/mm)，并由 l CD 和Ψ 作出两极限位置C1D、C2D; 点作∠ 90° （3）过C2点作∠C1C2N＝90°－θ的射线C2N，然后再过C1点作C2C1的垂线C1N 交C2N于P; 为直径作圆， 点必在此圆上; （4）以C2P为直径作圆，圆心为O，则A点必在此圆上; （5）由其他已知条件在圆周上取点A，连AC1、AC2;
例
例
2．给定连杆三个位置设计四杆机构
为连杆所要到达的三个位置，要求设计该四杆机构。 已知B1C1、B2C2、B3C3为连杆所要到达的三个位置，要求设计该四杆机构。 根据已知条件， 根据已知条件，活动铰链B、C 两点的相对位置已定，所以， 两点的相对位置已定，所以，设计 此四杆机构的实质仍然是要求出两 的位置。 固定铰链点A、D的位置。由于连杆 上的铰链中心B和C的轨迹分别为一 圆弧而同时通过三点要求B1、B2、B3 的圆分别只有一个。 和C1、C2、C3的圆分别只有一个。所 以，连架杆的固定铰链中心A和D只 有一个确定的解。 有一个确定的解 。 即 B1B2 和 B2B3 的垂直平分线 b12 和 b23 的交点为 A 以及 C1C2 和
1 EC2 lAB = µ l ( AC2 − AC1 ) = µ l 2 2 l = 1 µ ( AC + AC ) = µ ( AC − EC2 ) 2 1 l 2 BC 2 l 2 （7） 讨论：由于A点可在△C1PC2的外接圆周的弧C1PC2上任意选取，所以，若仅按行 讨论： 点可在△ 上任意选取， 所以， 来设计，可以得到无穷多组解。因此，在未给出其它附加条件的情况下， 程速比系数K来设计，可以得到无穷多组解。因此，在未给出其它附加条件的情况下， 点的位置。 如欲获得良好的传动质量， 如欲获得良好的传动质量，可按照传动角最优或其它辅助条件来确定A点的位置。
平面连杆机构及其分析与设计
平面连杆机构及其分析与设计平面连杆机构是由连杆和连接点组成的机械结构，广泛应用于各种机械设备中。
它的功能是将输入的旋转运动转化为输出的直线运动或者将输入的直线运动转化为输出的旋转运动。
本文将对平面连杆机构的分析与设计进行介绍。
首先，对平面连杆机构进行分析。
平面连杆机构的主要组成部分是连杆和连接点。
连杆是连接点之间的刚性杆件，可以是直杆、曲杆或者具有其他特殊形状的杆件。
连接点是连杆的两个端点或者连杆与其他机构的连接点，可以是支点、铰链等。
平面连杆机构的运动可以分为三种基本类型：平动、转动和复动。
平动是指连杆的一端保持固定，另一端进行直线运动；转动是指连杆的一端保持固定，另一端进行旋转运动；复动是指连杆的一端进行直线运动，另一端同时进行旋转运动。
进行平面连杆机构的设计时，需要考虑以下几个要点。
首先，确定机构的类型和功能。
根据机构的动作要求和功能要求，选择适合的连杆类型和连接点类型。
其次，进行机构的运动分析。
根据机构的运动要求，确定连杆的长度和连接点的位置，使连杆能够实现所需的运动。
然后，进行机构的力学分析。
根据机构的受力情况，确定连杆的截面尺寸和材料，保证机构的刚度和强度。
最后，进行机构的优化设计。
考虑机构的性能要求和制造要求，对机构进行优化设计，提高机构的工作效率和使用寿命。
在平面连杆机构的设计中，还需要考虑机构的动力学问题。
机构的动力学分析包括静力学分析和动力学分析两个方面。
静力学分析是指在机构静止或静力平衡状态下，对机构受力和力矩进行分析。
动力学分析是指在机构进行运动时，对机构的加速度、速度和位移进行分析。
通过对机构的动力学分析，可以确定机构的惯性力和惯性矩，从而确定机构的动态特性和振动特性。
总之，平面连杆机构的分析与设计是一项复杂而重要的工作。
在进行分析与设计时，需要考虑机构的类型和功能，进行运动分析和力学分析，优化设计和动力学分析。
通过合理的分析与设计，可以使机构具有较好的工作性能和使用寿命，满足各种工程应用的要求。
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。
机械原理平面连杆机构及设计
机械原理平面连杆机构及设计平面连杆机构是一种最为基本的机械结构，由于其结构简单、运动可靠等特点，被广泛应用于各种机械设备中。
本文将对平面连杆机构进行介绍，并探讨其设计原理。
平面连杆机构是由至少一个定点和至少三个连杆组成的机构。
定点为固定参考点，连杆是由铰链连接的刚性杆件。
连杆可以分为连杆和曲柄，连杆连接在定点上，曲柄则旋转。
平面连杆机构的运动由这些连杆的位置和相互连接方式决定。
平面连杆机构的设计原理基于以下几个方面：1.运动分析：在设计平面连杆机构之前，首先需要进行运动分析，确定所需的运动类型。
运动类型可以是旋转、平移、摆动、滑动等。
通过运动分析，可以确定连杆的长度和相互连接的方式。
2.运动性能：平面连杆机构的优点是运动可靠，但运动性能也是需要考虑的重要因素。
例如，设计中需要考虑速度、加速度、力和力矩等参数，以满足机构的运动要求。
3.静力学分析：平面连杆机构在工作过程中可能会受到外力的作用，因此需要进行静力学分析。
静力学分析可以确定机构的力矩和应力，从而确定设计的合理性。
4.运动合成：在进行平面连杆机构的设计过程中，需要进行连杆的运动合成。
运动合成是指通过选择适当的连杆长度和连接方式，实现所需的运动类型。
5.运动分解：运动分解是指将合成的运动分解为各个连杆的运动。
通过运动分解，可以确定每个连杆的运动规律，从而进行设计。
当以上原理得到了充分的了解和运用后，可以进行平面连杆机构的具体设计。
具体的设计包括以下几个步骤：1.确定所需的运动类型：根据机械设备的需求，确定所需的运动类型，例如旋转、平移、摆动等。
2.运动分析：对机构进行运动分析，确定连杆的位置和连接方式。
根据机构的运动要求和外力作用，确定连杆的长度。
3.动力学分析：进行动力学分析，确定机构运动时的力学参数，如速度、加速度、力和力矩等。
4.运动合成与分解：根据所需的运动类型，进行运动合成和分解，确定连杆的运动规律。
5.结构设计：根据上述分析和计算结果，进行结构设计。
《平面机构的》课件
设计原则与步骤
详细描述
平面机构的设计应遵循功能性、稳定性、效率性和经济性等原则。设计步骤通常包括需求分析、概念 设计、详细设计、优化改进和成品评估等环节，以确保设计出的平面机构能够满足使用要求。设计方法
详细描述
平面机构的优化设计方法主要包括尺寸优化、形状优化、拓扑优化和多目标优化等。这些方法通过改进机构的结 构和参数，以提高机构的性能、降低能耗和减少制造成本。
02
平面机构的类型
平面连杆机构
总结词
由一系列刚性杆件通过铰链连接而成的机构，可以实现多种复杂的运动轨迹。
详细描述
连杆机构广泛应用于各种机械系统中，如缝纫机、搅拌机、飞机起落架等，通 过不同形状的连杆组合，可以实现各种复杂的运动轨迹，满足不同的工作需求 。
平面凸轮机构
总结词
由一个凸轮和一个或多个从动件组成 的机构，通过凸轮的轮廓控制从动件 的往复运动。
静力学分析意义
静力学分析是研究机构在静止或平衡 状态下，各构件所受的力和力矩，以 及机构的平衡条件。
为机构设计和优化提供基础数据，有 助于避免机构在工作过程中出现失稳 或损坏。
静力学分析方法
通过受力分析和平衡方程，求解各构 件所受的力和力矩，以及机构的平衡 条件。
平面机构的运动平衡分析
运动平衡分析定义
平面间歇运动机构的实例分析
总结词
通过实际应用案例，深入了解平面间歇运动 机构的特点和设计原理。
详细描述
介绍平面间歇运动机构在各种机械系统中的 应用，如棘轮机构、槽轮机构和不完全齿轮 机构等，分析其工作原理、运动特性和设计
方法。
THANKS
感谢观看
交通工具
电子产品
其他领域
如机床、夹具、自动化 生产线等。
《平面连杆机构设计》课件
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特点
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结构简单，易于设计和制造。
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具有较大的传递力矩的能力。
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运动形式和运动轨迹相对固定，易于实现精确控制。
平面连杆机构的运动分析
运动分析的基本概念
平面连杆机构定义
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，构件之间的相对运动都在同一平 面或相互平行平面内。
运动分析目的
通过分析平面连杆机构的运动特性， 确定各构件之间的相对位置、相对速 度和相对加速度，为机构设计、优化 和性能评估提供依据。
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适用于多种类型的运动转换和传递，如转动、摆动、移动 等。
平面连杆机构的应用
农业机械
如收割机、拖拉机等，利用平面连杆机构实 现谷物、饲料的收割和运输。
轻工机械
如包装机、印刷机等，利用平面连杆机构实 现纸张、塑料薄膜等的传送和加工。
矿山机械
如挖掘机、装载机等，利用平面连杆机构实 现土石的挖掘、装载和运输。
发展趋势：随着科技的进步和应用需求 的多样化，平面连杆机构的设计和制造 技术也在不断发展和创新。
数字化设计和仿真技术的运用，提高了 设计效率和准确性。
PART 02
平面连杆机构的基本类型
曲柄摇杆机构
曲柄摇杆机构是一种常见的平面 连杆机构，由曲柄、摇杆和连杆
组成。
曲柄作为主动件，匀速转动，带 动连杆摆动，摇杆作为从动件，
运动分析的实例
四杆机构
以曲柄摇杆机构为例，通过解析 法分析曲柄的转速、摇杆的摆角 以及各构件之间的相对速度和加
平面机构运动方案设计与拼装 实验报告
平面机构运动方案设计与拼装实验报告一、实验目的1、 加深学生对机构组成原理的认识，进一步理解平面机构的组成及其运动特性。
2、 通过平面机构拼装，训练学生的工程实践动手能力，了解机构在实际安装中可能出现的运动干涉现象及解决的办法。
3、 通过机构运动方案的设计，培养学生的创新意识和综合设计能力。
二、内燃机机构设计及实验组装说明书1、实验所用器材介绍搭接机构是在机架前侧平面上完成的。
本实验配有各种工具、连接用的螺钉、螺帽、垫圈等。
其它主要零部件及其功能请仔细阅读表1。
表1 主要零件及其功能表 标号 名称 图形功能1固定支座销轴 与机架相连，带键槽的为主动销轴。
不带键槽的为从动销轴。
2销轴用于构成转动副或移动副的连接轴3 端螺栓装于轴端头，有台肩的可压紧轴端头，无台肩的可压紧套在轴上的连杆。
4连杆将1、2的圆柱或扁头装于其上图1 机架1机架 xy2立柱3滑块4电动机5皮带传动机架后侧2、实验原理机构组成：曲柄滑块与摇杆滑块组合而成的机构，如图所示。
图：内燃机机构工作特点：当曲柄1座连续转动时，滑块6作往复直线移动，同时摇杆3作往复摆动带动滑块5作往复直线移动。
该机构用于内燃机中，滑块6在压力气体作用下作往复直线运动（故滑块6实际的主动件），带动曲柄1回转并使滑块5往复运动是压力气体通过不同的路径进入滑块6的左、右端并实现排气。
3、实验正确拼装运动副方案根据拟定或由实验中获得的机构运动学尺寸，利用机构运动方案创新设计实验台提供的零件按机构运动的传递顺序进行拼接。
拼接时，首先要分清机构中各构件所占据的运动平面，其目的是避免各运动构件发生运动干涉。
然后，以实验台机架铅垂面为拼接的起始参考面，按预定拼接计划进行拼接。
拼接中应注意各构件的运动平面是平行的，所拼接机构的外伸运动层面数愈少，机构运动愈平稳，为此，建议机构中各构件的运动层面以交错层的排列方式进行拼接。
机构运动方案创新设计实验台提供的运动副的拼接方法请参见以下介绍。
图解法设计平面四杆机构[学习]
![图解法设计平面四杆机构[学习]](https://img.taocdn.com/s3/m/407298493a3567ec102de2bd960590c69ec3d81f.png)
3.4 图解法设计平面四杆机构3.4.1 按连杆位置设计四杆机构1.给定连杆的三个位置给定连杆的三个位置设计四杆机构时，往往是已知连杆B C的长度L B C和连杆的三个位置B1C12.给定连杆的两个位置给定连杆的两个位置B1C1和B2C2时与给定连杆的三个位置相似，设计四杆机构图解过程如下。
①选定长度比例尺绘出连杆的两个位置B1C1、B2C2。
②连接B1B2、C1C2，分别作线段B1B2和C1C2的垂直平分线B12和C12，分别在B12和C12上任意取A，D两点，A，D两点即是两个连架杆的固定铰链中心。
连接A B1、C1D、B1C1、A D，A B1C1D 即为所求的四杆机构。
③测量A B1、C1D、A D 计算l AB、L CD L AD的长度,由于A点可任意选取，所以有无穷解。
在实际设计中可根据其他辅助条件，例如限制最小传动角或者A、D的安装位置来确定铰链A、D的安装位置。
例设计一振实造型机的反转机构，要求反转台8位于位置Ⅰ（实线位置）时，在砂箱7内填砂造型振实，反转台8反转至位置Ⅱ（虚线线位置）时起模，已知连杆B C长0.5m和两个位置B1C1、B2C2.。
要求固定铰链中心A、D在同一水平线上并且A D=B C。
自己可以试着在纸上按比例作出图形，再求出各杆长度。
若想对答案请点击例题祥解3.4.2 按行程速度变化系数设计四杆机构1.设计曲柄摇杆机构按行程速度变化系数K设计曲柄摇杆机构往往是已知曲柄机构摇杆L3的长度及摇杆摆角ψ和速度变化系数K。
怎样用作图法设计曲柄摇杆机构？2.设计曲柄摆动导杆机构已知机架长度l4和速度变化系数K，设计曲柄导杆机构。
①求出极位夹角②根据导杆摆角ψ等于曲柄极位夹角θ，任选一点C后可找出导杆两极限Cm、C n。
③作∠MC N的角评分线，取C A＝，得到A点，过A点作C m和Cn 的垂线B1和B2两点，AB1（或AB2）即为曲柄。
测量A B1。
求出曲柄长度。
例设计一偏置曲柄滑块机构，已知滑块行程H=88mm，偏心距e=44m m，速度变化系数K=1.4。
平面四杆机构的设计
一.按给定的行程速比系数设计四杆机构
设计具有 急回特性 的四杆机 构，关键 是要抓住 机构处于 极限位置 时的几何 关系，必 要时还应 考虑其他 辅助条件。
例：已知摇杆长度L=100，摆角 =50 和行程速比 系数k=1.4，试设计曲柄摇杆机构。
K 1 解： 由给定的行程速比系 180 = 30 数求出极位夹角 : K 1
2-4平面四杆机构的设计
设计类型 ：
1.实现给定的运动规律：给定行程速 比系数以实现预期的急回特性、实现 连杆的几组给定位置等。 2.实现给定的运动轨迹：要求连杆上 某点沿着给定轨迹运动等。
设计目标 ：
根据给定的运动条件，选定机构的类 型，确定机构中各构件的尺寸参数。
设计方法 ：图解法、实验法和解析法等。
有无穷多个解。实际上，还应考虑几何、动力等辅助条 件，例如各杆所允许的尺寸范围、最小传动角或其他结 构上的要求，就可以合理选定A、D两点的位置而得到确 定的解。 如果给定连杆三个、四个或五个位置呢？
例：设计一铰链四杆 机构作为加热炉炉门 的启闭机构。已知炉 门上两活动铰链B、C 的中心距为50。要求 炉门打开后成水平位 置，且热面朝下（如 虚线所示）。如果规 定铰链A、D安装在炉 体的y-y坚直线上， 其相关尺寸如图所示。 用图解法求此铰链四 杆机构其余三杆的尺 寸。
C1 90- E l4
C2
A B1
B2 D
以A为圆心，AC1为 半径作圆弧交A与 E，平分EC2得曲柄 长度 AB 。再以A 为圆心， AB 为 半径作圆，交C1A 的延长线和C2A于 B1和B2，连杆长度
BC B 1 C 1 B 2 C 2
.
平面机构运动方案设计与拼装_实验报告
平面机构运动方案设计与拼装_实验报告一、实验目的1.了解平面机构的基本结构与运动方式；3.理解平面机构在工程设计中的应用。
二、实验原理平面机构是一种由零件组成的机械装置，常用于工程设计中的运动传递与变换。
平面机构的运动方式是根据其构造和运动组成的，常见的运动方式有旋转、平动、摇动等。
平面机构的设计通常要考虑以下因素：1.机械运动传递的要求：根据设计规定的输出运动，来设计机械传动的方式和零件的构造，以达到要求的运动传递效果。
2.空间体积限制：由于平面机构的构件通常是定向、定位的，所以需要根据设计要求的空间大小，设计合适的构件尺寸，以满足要求的空间限制。
3.耐用性与可维修性：在平面机构的设计过程中，要考虑设计零件的强度、刚度、耐久性等要求，以及维修和部件更换的方便程度，以确保机械装置的可靠性和持久性。
三、实验内容1.基本平面机构的组装设计；2.升级平面机构的改进设计；3.平面机构的运动方案设计。
四、实验步骤在进行本实验前，需准备相关实验设备，如平面机构零件、螺丝等。
1.基本平面机构的组装设计1.1将所需的平面机构零件分类整理，以便于组合设计，并检查是否完整。
1.2根据所需的运动方案，选择合适的平面机构零件进行组装。
可按照机构类型、运动方式、机械特征等进行分类。
1.3根据设计要求，选择合适的零件进行设置，并确定合适的尺寸和细节要求。
1.4将所选的零件进行拼装，并进行调整和校正，以达到符合要求的运动效果。
1.5在拼装过程中需注意安全和操作要领，并做好记录和备份，以方便日后使用。
2.1根据已有的平面机构运动方案，扩展设计更多的运动方式，并考虑运动的变更和灵活性。
2.3进行升级设计，根据设计要求，调整和优化原有机构的零件选配、布局、大小等要素。
2.4在设计过程中需考虑到结构强度、稳定性等问题，并进行合理地优化和改进。
3.1根据所需的运动方向和类型，设计合适的运动方案。
3.2选择合适的零件进行设置，并在设计中考虑到机械的特征、力学原理等要素。
平面连杆机构设计(图文)精选全文
可编辑修改精选全文完整版平面连杆机构
1 平面四杆机构的类型
平面四杆机构可分为两类：
1.全转动副的平面四杆机构，称为铰链四杆机构；
2.含有移动副的平面四杆机构，如曲柄滑块机构。
1.1 铰链四杆机构的基本类型
铰链四杆机构的基本类型
类型判断
铰链四杆机构存在曲柄的条件：
（1）最短杆与最长杆的长度之和，小于或等于其余两杆长度之和；
（2）连架杆和机架中必有一个是最短杆。
根据上述曲柄存在条件可得以下推论：
①铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆长度之和，则
取最短杆的相邻杆为机架时，得曲柄摇杆机构；
取最短杆为机架时，得双曲柄机构；
取与最短杆相对的杆为机架时，得双摇杆机构。
②铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆的长度之和大于其余两杆长度之和，则不论取何杆为机架时均无曲柄存在，而只能得双摇杆机构。
1. 曲柄摇杆机构
雷达
汽车前窗刮雨器
搅拌机
飞剪
2. 双曲柄机构
两连架杆均为曲柄的四杆机构称为双曲柄机构。
特殊：平行双曲柄机构（平行四边形机构）
机车车轮联动机构反平行四边形机构。
如公共汽车车门启闭机构。
公共汽车车门启闭机构3. 双摇杆机构
两连架杆均为摇杆的四杆机构称为双摇杆机构。
起重机。
平面连杆机构的设计
连杆机构的设计方法有：图解法、解析法和实验法。
3. 用作图法设计四杆机构
3.1 图解设计的基本原理
Ø图解设计问题——作图求解各铰链中心的位置问题。
Fi
Ei
Ci
Bi
A
Di =Βιβλιοθήκη 、2、···、NØ各铰链间的运动关系：
固定铰链 A、D ： 圆心 活动铰链 B、C ： 圆或圆弧
3.2图解设计的具体方法 （1）按给定的行程速比系数设计四杆机构
例2-12 曲柄摇杆机构 例2-13 曲柄滑块机构 例2-14 摆动导杆机构 （2）按连杆预定的位置设计 已知活动铰链中心的位置
求解条件讨论：
当N＝3时， 有唯一解； 当N＝2时， 有无穷多解；
本章小结： 1. 掌握四杆机构的基本类型，理解四杆机构的作 用和演化方法 ； 2.掌握铰链四杆机构有整转副/曲柄的条件； 3.理解并掌握急回特性、传动角、压力角及死点； 4.掌握按给定行程速比系数/连杆位置设计平面四 杆机构的方法（图解法）。
习题:
P36-P37: 2-1, 2-6
§2-3 平面四杆机构的设计
1. 连杆机构设计的基本问题 连杆机构设计的基本问题是根据给定的要求选定机构的型式， 确定各构件的尺寸，同时还要满足结构条件、动力条件和运动连 续条件等。 （1）按照从动件的运动规律（位置、速度和加速度）设计
四杆机构
即满足两连架杆预定的对应位置要求（又称实现函数的问题)； 满足给定行程速比系数K的要求等。
第章平面连杆机构及其设计
第章平面连杆机构及其设计1. 介绍平面连杆机构是机械运动学中一类常见的重要机构，由连杆（也称杆件）组成，分为接触连杆机构和非接触连杆机构两类。
平面连杆机构能够将旋转运动转化为直线运动，或将直线运动转化为旋转运动，并广泛应用于各种机械装置中。
2. 平面连杆机构的分类平面连杆机构一般分为以下几类：2.1 四杆机构四杆机构是由四根杆件组成的平面连杆机构，其中两根杆件为引导杆，在机构运动过程中仅仅进行直线运动，另外两根杆件则为连杆，在机构运动过程中发生旋转和直线运动。
2.2 三杆机构三杆机构又称三杆架，是由三根杆件组成的平面连杆机构，其中两根杆件为引导杆，在机构运动过程中仅仅进行直线运动，另外一根杆件则为连杆，在机构运动过程中发生旋转和直线运动。
2.3 双曲杆机构双曲杆机构是由两个连杆组成的平面连杆机构，其中两个连杆的运动轨迹呈现为双曲线形状，能够实现近似于直线的直线运动。
2.4 齿条机构齿条机构是由齿轮和齿条组成的平面连杆机构，齿轮进行旋转运动，齿条进行直线运动，能够实现运动传递和位置定位。
3. 平面连杆机构的设计设计平面连杆机构时需要考虑以下几方面：3.1 运动要求平面连杆机构的设计需要优先考虑机构所要完成的工作，确定所需运动方式、速度、角度等指标，为机构的设计提供技术参考和方向。
3.2 相关构件尺寸在完成运动要求的基础上，需考虑各组件之间的相互匹配，包括连杆长度、引导杆长度、连杆夹角、引导杆倾斜角等。
3.3 材质选取平面连杆机构在耐用性、强度、重量、成本等方面也需要考虑，选用合适的材质，满足机构设计要求。
3.4 连接方式选择平面连杆机构的连接方式通常为销轴连接和螺栓连接，选择合适的连接方式也是机构设计的关键。
4.平面连杆机构是机械装置中常见的一种机构结构，应用广泛，设计时需考虑机构所要完成的工作、构件尺寸、材质选取和连接方式选择等方面，结合实际情况进行设计，才能满足机构的运动要求和性能要求。
(完整版)图解法设计平面四杆机构
3.4 图解法设计平面四杆机构3.4.1按连杆位置设计四杆机构1.给定连杆的三个位置给定连杆的三个位置设计四杆机构时，往往是已知连杆B C的长度L B C和连杆的三个位置B1C1和B2C2和B3C3时，怎样设计四杆机构呐？图解过程。
：：1：：：：2：：2.给定连杆的两个位置给定连杆的两个位置B1C1和B2C2时与给定连杆的三个位置相似，设计四杆机构图解过程如下。
①选定长度比例尺绘出连杆的两个位置B1C1、B2C2。
②连接B1B2、C1C2，分别作线段B1B2和C1C2的垂直平分线B12和C12，分别在B12和C12上任意取A，D两点，A，D两点即是两个连架杆的固定铰链中心。
连接A B1、C1D、B1C1、A D，A B1C1D即为所求的四杆机构。
③测量A B1、C1D、A D计算l A B、L C D L A D的长度,由于A点可任意选取，所以有无穷解。
在实际设计中可根据其他辅助条件，例如限制最小传动角或者A、D的安装位置来确定铰链A、D的安装位置。
例设计一振实造型机的反转机构，要求反转台8位于位置Ⅰ（实线位置）时，在砂箱7内填砂造型振实，反转台8反转至位置Ⅱ（虚线线位置）时起模，已知连杆B C长0.5m和两个位置B1C1、B2C2.。
要求固定铰链中心A、D在同一水平线上并且A D=B C。
自己可以试着在纸上按比例作出图形，再求出各杆长度。
若想对答案请点击例题祥解3.4.2 按行程速度变化系数设计四杆机构1.设计曲柄摇杆机构按行程速度变化系数K设计曲柄摇杆机构往往是已知曲柄机构摇杆L3的长度及摇杆摆角ψ和速度变化系数K。
怎样用作图法设计曲柄摇杆机构？2.设计曲柄摆动导杆机构已知机架长度l4和速度变化系数K，设计曲柄导杆机构。
①求出极位夹角②根据导杆摆角ψ等于曲柄极位夹角θ，任选一点C后可找出导杆两极限C m、C n。
③作∠M C N的角评分线，取C A＝，得到A点，过A点作C m和C n的垂线B1和B2两点，A B1（或A B2）即为曲柄。
平面机构创意设计实验
平面机构创意设计实验一、概述平面连杆机构在机械工程中具有广泛的应用。
平面连杆机构的综合与分析既是机械原理课程中的重点内容，也是课程的难点内容。
因此连杆机构在机械设计中，特别是在机械创新设计中占有重要地位。
利用机构的组成原理，创新新型连杆机构是机构创新设计的重要方法之一。
平面连杆机构是很多种机械（例如装载机、压力机、自卸汽车、医疗床等）的主体机构，连杆机构的设计选型一般选通过作图和计算来进行，多次改进后才能得到最佳的方案和参数。
本实验通过对实验仪多功能零件的排列、组合，亲手将自己构思创新、试凑选型的机械方案按比例组装成实物模型，模拟真实情况，对布局、连接方式、尺寸等原设计进行直观验证或调整来完善、确定最终设计方案和参数。
以此培养学生创新动手、独立思考的设计能力，提高机械原理课程的设计水平。
二、实验目的（1）事先在图纸上按工作要求设计出平面连杆机构运动简图，然后在试验台上搭接，实现预先目的。
（2）在试验台上按机构组合原理对其进行性能分析，以达到设计目的。
三、实验原理通过对机械原理课程的学习可知，在原动件上，依次连接自由度为零的杆组，可组成一系列新机构。
原动件一般为绕主轴转动的构件或往复移动的构件。
由于平面机构具有确定运动的条件是机构的原动件数目与机构的自由度数目相等，因此机构均由机架、原动件和自由度为零的从动件系统通过运动副连接而成。
将从动件系统拆成若干个不可现分的自由度为零的运动链，称为基本杆组，简称杆组。
根据杆组的定义，组成平面机构杆组的条件是：F=3n－2P L－P H=0。
其中构件数n，高副P H和低副P L都必须是整数。
由此可以获得各种类型的杆组。
四、实验设备及使用方法机构创意设计实验台主要由机架和与之配合的多功能零件组成。
除此之外，我们还配备有一些标准零件和组装工具。
1、机架如图2-26所示，机架主体为一正方形框架，它由U型支架支撑于桌面，并有一长度可调的链条来调整正方形框架相对桌面的倾斜度。
平面机构运动方案创新设计实验
平面机构运动方案创新设计实验平面机构是一种常见的机械结构，由多个连杆组成，用于实现一定的运动规律。
在机械设计中，平面机构的运动方案创新设计是非常重要的一环。
下面是一个关于平面机构运动方案创新设计的实验。
实验目的：通过对平面机构的运动方案进行创新设计，探索不同的运动规律和机构结构，提高设计的创新性和性能。
实验原理：平面机构的运动方案创新设计是通过改变机构的结构和运动规律来实现的。
可以通过增加、减少或改变机构的连杆数量，调整连杆的长度比例和连接方式，以及改变运动链接的位置等方式进行。
实验过程：1.确定设计的目标和要求：根据需要解决的问题和要实现的功能，确定平面机构的设计目标和要求。
例如，设计一个能够实现复杂往复运动的机构。
2.绘制设计方案的示意图：根据设计目标和要求，绘制出设计方案的示意图。
可以根据需要，使用CAD软件进行绘制。
3.进行机构参数的选择和优化：根据设计方案，选择合适的连杆长度比例和运动链接位置，优化机构的性能。
可以通过运动分析和仿真软件进行模拟分析，找出机构运动存在的问题和改进的空间。
4.制作实物模型：根据设计方案，使用金属材料或3D打印技术制作出实际的机构模型。
可以根据需要，对模型进行调整和改进。
5.进行实验测试：将实物模型安装在实验平台上，进行实验测试。
观察机构的运动规律和性能表现，与设计目标和要求进行对比。
6.分析实验结果：根据实验测试的结果，分析机构的运动规律和性能表现。
对实验结果进行总结和评价，提出改进的建议和意见。
实验注意事项：1.实验过程中要注意安全，避免发生意外事故。
2.在实验过程中，要进行充分的实验探索和尝试，尽量多尝试不同的设计方案和参数选择，提高设计的灵活性和多样性。
3.在实验过程中，可以与同学或老师进行讨论和交流，获取更多的意见和建议，提高设计的质量和可行性。
4.在实验结果的分析阶段，要客观、全面地分析实验结果，找出存在的问题和不足之处，提出改进的方案和措施。
总结：通过平面机构运动方案的创新设计实验，可以提高学生的创新能力和实践能力。
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143.设计一偏置曲柄滑块机构，已知偏距e =20 mm ，曲柄AB 的长度l AB =50mm ，曲 柄为原动件，机构的最小传动角γmin =60o，试求连杆BC 的长度。
144.试选择一个车厢内可逆座席机构的方案，使座椅靠背可从图示BC 位置翻转到C 'B '位置，只需画出机构示意图，写明机构名称（按题图比例作）。
145.造型机工作台翻转的铰链四杆机构ABCD 中，已知连杆长度BC 及其两个位置如图所示，且已知机架AD 的长度，试设计出此机构（要求扼要说明设计步骤，标出主动件及其 转向）。
146.已知一对心式曲柄滑块机构的曲柄长度r =100 mm ，角速度ω110= rad/s 。
现要求滑块的最大移动速度v C smax .=11547 m/s ，试确定此机构的连杆长。
147.要求设计一摇杆滑块机构，以实现图示摇杆和滑块上铰链中心C 点的三组对应位置，并确定摇杆长度l AB 和连杆长度l BC 。
图示比例尺μl=0001. m/mm 。
148.如图所示，已给出平面四杆机构的连杆和主动连架杆AB的两组对应位置，以及固定铰链D的位置，已知l AB=25mm，l AD=50mm。
试设计此平面四杆机构。
149.已知铰链四杆机构的机架长l AD=500mm，曲柄长l AB=150mm，及曲柄和摇杆的两组对应位置如图所示。
试设计此曲柄摇杆机构，确定其行程速比系数并在图上标出其最小传动角。
150.已知连杆BC的两个位置Ⅰ和Ⅱ，及在位置Ⅱ时连杆上的一个铰链B2的位置，又知连架杆AB的固定铰链A的位置。
试设计一个铰链四杆机构，并说明所设计的机构属铰链四杆机构中的何种机构。
151.已知曲柄摇杆机构摇杆CD的长度l CD=75mm，机架AD的长度l AD=100 mm，行程速比系数K=1.25，摇杆的右极限位置与机架间的夹角ϕ£=45 。
试求曲柄.m/mm）和连杆的长度l AB、l BC。
（μl=00025152.如图所示，现已给定摇杆滑块机构ABC中固定铰链A及滑块导路的位置，要求,当滑块由C1到C2时连杆由p1到p2，试设计此机构，确定摇杆和连杆的长度l lAB BC （保留作图线，建议B点取在p线上）。
p2p1153.如图所示，当滑块在水平滑道上处于C1、C2位置时，连杆的位置角如图所示均为α=30o，C1C2=30 mm。
设连架杆AB的固定铰链A位于过C1点滑道垂线的下方，其mm，设计此机构，确定连架杆AB及连杆BC的长度(铰链B1在图示距离为AC152标线C1P1上)。
该机构是否有曲柄存在？为什么？154.已知四杆机构连杆上一标线MN的三个对应位置和固定铰链A、D的位置。
用作图法确定连杆上铰链B、C的位置。
画出机构的第一个位置，说明原动件应采用的转动方向。
155.用图解法设计一摇杆滑块机构。
已知摇杆AB上某标线的两个位置AE1和AE2，以及滑块C的两个对应位置C1和C2（见图）。
试确定摇杆上铰链B的位置，并要求摇杆的长度l AB为最短（直接在题图上作图）。
156.设计一曲柄滑块机构,已知曲柄长度l AB=15 mm ，偏距e =10 mm ，要求最小传动角γm i n =60o。
（1）确定连杆的长度l BC ; （2）画出滑块的极限位置； （3）标出极位夹角θ及行程H ;（4）确定行程速比系数K 。
157.为使机械手的两指张开，合拢以夹持物件，拟用一铰链四杆机构使其中一指绕O 4摆动，并使两连架杆对应占据图示的三个位置。
已知机架长度L OO 24和连架杆长度L OA2，并按比例尺μl =0001. m/mm 画在图中。
试用图解法设计此机构，确定其余两杆的长度。
158.用图解法设计铰链四杆机构。
已知机架l AD=465. mm ，连架杆l AB =15mm ，两连架杆的对应角位置如图所示：ϕψϕψϕψ11223345509082135113======o o o o o o,;,;,试求：（1）连杆l BC 和另一连架杆l CD 的长度；（2）根据求得的杆长判断该机构是否存在曲柄？是属于铰链四杆机构中哪一种类型的机构？（标清作图线和字母符号，可不写设计步骤）。
159.试设计一用于雷达天线俯仰传动的曲柄摇杆机构。
已知天线俯仰的范围为30 ，l CD=525 mm ，l AD =800 mm 。
求曲柄和连杆的长度l AB 和l BC ，并校验传动角是否满足γm i n ≥40o。
提示：雷达天线俯仰转动不应有急回现象。
160.设 计 一 铰 链 四 杆 机 构 ， 已 知 l AD=60 mm ，l AB =40 mm ， 要 求 两 连 架 杆能 实 现 图 示 的 三 对 应 位 置 ，试 用 作 图 法 求 l l BCCD,，并 画 出 机 构 在 第 二 位 置 时 的C 2 点。
161.试用图解法设计一四杆铰链机构ABCD，要求连杆在运动过程中必须通过图示所给定的两个位置B E11、B E22。
其中B 点为连杆上可动铰链之一，另一可动铰链在BE 上选取，D 点为机架上固定铰链之一，另一固定铰链在D 点之水平线上取。
保留作图线并用粗直线在第二个位置上描出所设计之机构AB C D。
22.m/mm）。
（长度比例尺μl=0002162.已知一铰链四杆机构ABCD 中机架A、D 的位置，AB 杆的长度l AB，以及AB与D I、AB2 与DⅡ两组对应位置（如图所示），试设计该四杆机构，建议铰1链C1取在D I线上，并判断该机构属于哪种基本型式。
163.如图所示，M N 11、M N 22为连杆平面上一线段的两个位置，A 、D 为二联架铰链。
（1）求转动极和半角； （2）已知曲柄AB =15 mm ，连杆BC =70 mm ，设计铰链四杆机构ABCD ，并求摇杆CD 的长度。
164.已知曲柄和机架长度为：l AB=50 mm ，l AD =120 mm ，连架杆两对应位置如图。
试设计一四杆机构实现此两对应位置，并要求摇杆l CD 的第二个位置是极限位置，图中长度比例尺μl =00027. m/mm 。
165.已知连架杆AE 和滑块上铰链C 的对应位置是ϕ1、s 12,ϕ、s 2和偏距e =20mm 。
试（1）设计四杆机构（即确定l AB 、l BC ）；（2）判别机构有无曲柄存在，并指出该机构名称；建议B 1取在AE 1线上；（3）标出当构件AB 为原动件时机构的最小传动角γmin （μl =133. mm/mm ）。
166.如图示，线段MP 为连杆平面上的一条标线，现给定了MP 的两个位置M P 11、M P 22，选定了机架长l AD 及A 、D 的位置，要求连杆由M P 11运动到M P 22位置时，连架杆AB 对应转过ϕ12120=，连架杆CD 转过ϕ1260=，试直接在图上用图解法设计此铰链四杆机构。
167.设计一铰链四杆机构。
已知曲柄的长度l AB=35 mm ，l AD =85 mm ，曲柄的角速度ω=10rad/s ，且当曲柄位于ϕ=60 时，摇杆CD 位于ψ=110o的位置，而C 点的速度v C =025. (m/s )。
求连杆l BC 和 摇杆l CD 的长度。
168.试用作图法设计一铰链四杆机构，使其连杆BC 能通过图中给定的三个位置（B C 11，B C 22，B C 33），比例尺为μl ，要求：（1）求出两连架杆，机架的长度；（2）判断所设计机构的类型(即指明是双曲柄机构，双摇杆机构还是曲柄摇杆机构?)169.设计一铰链四杆机构，已知曲柄长度AB =100 mm ，机架长度AD =250mm ，曲柄角速度ω110= rad/s ，ϕψ116090== ,，从动连架杆铰链点C 的速度v C =06. m/s ， 求摇杆长度l CD （C 点 取在DE 上）。
170.设计一曲柄摇杆机构，使曲柄等速转动时，摇杆的摆角ψ在70100 ~之间变化，如图示。
设摇杆长为30 mm ，机架长为40 mm 。
求曲柄AB 和连杆BC 的长度。
171.图示为一六杆机构，已知输出杆DE 的长度l DE 及三个位置D E 1，D E 2，D E3与曲柄AB 上的一标线AF 相应的三个位置F A 1，F A 2，F A 3（图示尺寸已按比例绘出），试用图解 法确定连杆l B C 22和曲柄l AB 2的长度(杆长l l CD AE ,已知，按μl =00013. m/mm 比例尺绘出)。
172.设计一对心曲柄滑块机构如图所示，已知连架杆与滑块的三组对应位置为：ϕ160= ，ϕ285= ，ϕ3120= ，s 136= mm ，s 228= mm ，s 3=19 mm 。
试确定各杆（l l ABBC ,） 长度。
173.图示为一偏置曲柄滑块机构。
已知曲柄长度a =100 mm ，其角速度ω110=rad/s ，偏距e =20 mm ；又当连杆与曲柄垂直时滑块C 的速度v C =12. m/s 。
求连杆BC 的长度。
174.图示夹紧装置，知:AB AD BC CD ====30381518 mm, mm, mm mm ,，问:（1）该机构中是否存在可作相对整周转动的构件？为什么？（2）图a 所示为该机构松开位置，为使夹紧后去掉P 力作用也不会松开，问该装置在夹紧时应处于什么位置（不考虑摩擦）？为什么？（3）若AB、BC长度及AB2位置已知，如图b所示。
在松开位置时，该两构件处于AB C11位置，现要求在此位置时机构的传动角γ=90 ，夹紧时满足在2中提出的要求。
试用作图法确定铰链D的位置（直接作在图上，并简要说明作图过程）。
a)b)175.图中ABCD为已知的四杆机构,l AB=40 mm,l BC=100 mm,l CD=60 mm,l AD =90 mm。
又知lFD=140 mm,且FD⊥AD,摇杆EF通过连杆CE传递运动。
当曲柄AB由水平位置转过90 时，摇杆EF由铅垂位置转过45 。
试用图解法求连杆lCE及摇杆l EF的长度（E点取在DF线上，作图过程中的线条应保留，并注明位置符号）。
176.如图所示，已知曲柄AB的长度为a，机架AD的长度为d，曲柄的两个位置AB1、AB2和摇杆CD上某一直线DE的两个位置DE1、DE2对应，试设计一连杆BC与机架AD 相等的四杆机构。
177.设计一曲柄摇杆机构，当曲柄为主动件，从动摇杆处于两极限位置时，连杆的两铰链点的连线正好处于图示之C 11和C 22位置，且连杆处于极限位置C 11时机构的传动角为40 。
若连杆与摇杆的铰接点取在C 点（即图中之C 1点或C 2点），试用图解法求曲柄AB 和摇杆CD 之长 。
（作图直接作在题图中，μl =0001.m /mm）。
143.总分5分μl =0001.m/mm140=BCl mm（1）γmin（3分）（2）图（2分〕144.总分5分双摇杆机构（5分）145.总分5分连B1、B2作其中垂线b12，同理作出c12。