5.4 按行程速比系数设计平面四杆机构
《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
按行程速比系数K设计平面四杆机构的几个问题
一
图２ Ｉ 取值范 围
首先 根据行程速度变化系数Ｋ 求出极 位夹 角 ０口 ＝ １ ８ ０ ｏ ｝
圆 ８ 的 交 于 Ｅ、 Ｆ两 点 ， 如图 １ 所示。 １ ． ５在 Ｃ 。 Ｃ 所对优弧 Ｃ 。 Ｍ Ｃ ： 上 任 取 一 点 作 为 固定 铰 链 点 Ａ。
解） 。
：
－
２ ・ １ ． ２ 出 现 的 问 题
．
可 … 二 Ｂ Ｃ ｃ 一 ： ． Ｖ １ ｌ ： ＝ Ｂ 一
位 于 Ｉ ： 南 点 乏 接 １ ２ ｘ Ｑ ｔ ： ｃ ｉ 芝 高 爵 杆
兰
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１ ６ ６ ・
科技 论坛
按行程速 比系数 Ｋ设 计平 面四杆机构 的几个 问题
董 志 刚 ’ 韩 忠义 ｚ 苏 俊 玲
（ １ 、 唐 山城 市排水有限公 司， 河北 唐 山 ０ ６ ３ ０ ０ ０ ２ 、 唐 山学院 ， 河北 唐 山 ０ ６ ３ ０ ０ ０ ） 摘 要： 通过对 四杆机构各构件几何 关系的分析、 论证 ， 介绍了在 已知行程速比 系数 ， 并给定其它辅助 几何条件 时＇ 用图解法设计四杆
・
１ ６ ８ ・
科 技 论 坛
的发生提供 了措施依据 。 该事故树的最小径集用布尔代数法求解如下 ：
Ｔ＝ ＝ （ ｘｅ ＋Ｘ９ ） ＝ ｘ１ （ ｘ５ ＋ Ｘ６ ＋ Ｘ－ ） （ ｘ。 ＋ ｘ， ）
Ｉ ①ｆ １ 、 ＝１ ／ ２ １ ‘ ４ ＝１ ： ｌ ｆ ２ Ｆ１ ／ ２ ３ － ’ １ ＝ ０ ． ２ ５ ；
２ ． ２ 已知行程速 比系数 Ｋ， 摇杆摆角 ， 摇杆长度 ｌ 及连杆长度 ｌ ： ， 设计铰链 四杆 机构 ， 求ｌ 。 ， ｌ ４ 。 １ ． ６求 ｌ 。，ｌ ２，ｌ ４ 。 ２ ． ２ ． １解 题 方 法 图中量取 Ａ Ｃ ，、 Ａ Ｃ ；则 Ａ Ｂ＝ １ ／ ２（ Ａ Ｃ 一 Ａ Ｃ ） ； Ｂ Ｃ＝ Ｉ ／ ２ （ Ａ Ｃ ａ ． 按图 １ 做法 ， 先做 出圆 ８。 ＋ ＡＣ】 ） 。 ｂ ． 以 Ｍ为 圆心 ， 以ｃ Ｍ为半径画 圆 Ｂ； ， 以ｃ 为 圆心 ， 以 ２ ｌ ２ 为 图中量取 Ａ Ｄ尺寸 ，则 ： １ １ ＝Ａ Ｂ ＊ ｌ １ ２ ＝ Ｂ Ｃ ＊ ｌ １ ４ ＝Ａ Ｄ ＊ ｌ 。 半径 画弧与圆 Ｐ交于 Ｙ 、 Ｙ ： 点。 作直线 ｃ ：Ｙ 。 （ 或 ｃ ２ Ｙ ） 与圆 ８交点 ２ 几 种 需 注 意情 况 即为 Ａ点 。两个懈 ， 如图 ２所示。 ２ ． １已知行程速 比系数 Ｋ， 摇杆摆 角 ， 摇杆长度 ｌ 及机架 长 ｃ． 可得 ： Ａ Ｂ＝ １ ／ ２ （ Ａ Ｃ ，一 Ａ Ｃ ） 度ｌ ４ ， 设计铰链 四杆 机构 ， 确定 ｌ 。 ，ｌ 。 ｌ ｌ ： ＡＢ ｌ ； １ ４ － ＡＤ １ ２ ． １ ． １解 题 方 法 ２ ． ２ ． ２出 现 的 问题 ａ ． 按图 １ 做法 ， 先 做 出圆 ８。 ａ ． １ ： ＜ ｌ ｃ 。 ｃ 时，以 ２ ｌ ２ 为半径所 画弧与 圆 ８ 交于 Ｃ ｌ ｃ ２ 所 对 ｂ ． 以 Ｄ为 圆心 ， 以ｌ ４ 为半 径 画弧 与 圆 ８ 交 于 Ａ、 Ａ’ 点（ 两 个 劣弧上 ， 不满足设计要求［ １ １ 。
2020智慧树,知到《机械设计基础》章节测试完整答案
2020 智慧树，知到《机械设计基础》章节测试完整答案第一章单元测试1 、单选题：若两构件组成低副，则其接触形式为( )选项：A:面接触点或线接触B:点或面接触C:D:线或面接触答案: 【面接触】2 、单选题：机构具有确定相对运动的条件是( ) 选项：A: 机构的自由度数目等于主动件数目B: 机构的自由度数目大于主动件数目C: 机构的自由度数目小于主动件数目D: 机构的自由度数目大于等于主动件数目答案: 【机构的自由度数目等于主动件数目】3 、单选题：平面机构中，高副引入( ) 约束选项：A:1个个B:2个C:3D:4个答案: 【1 个】4 、单选题：平面机构中，低副引入( ) 约束选项：A:1个个B:2个C:3D:4个答案: 【2 个】5 、单选题：对于铰链四杆机构，当满足杆长之和的条件时，若取( ) 为机架，将得到双曲柄机构。
选项：A:最长杆与最短杆相邻的构件B:最短杆C:D:与最短杆相对的构件答案: 【最短杆】6 、判断题：虚约束在安装精度不高的情况下就会转化为实际约束选项：A: 对B: 错答案: 【对】7 、判断题：铰链四杆机构中最短的构件一定是曲柄。
选项：A: 对B: 错答案: 【错】8 、判断题：两个构件之间为面接触形成的运动副，称为低副。
选项：A: 对B: 错答案: 【对】9 、判断题：局部自由度是与机构运动无关的自由度。
选项：A: 对B: 错答案: 【对】10 、判断题：虚约束是在机构中存在的多余约束, 计算机构自由度时应除去。
选项：A: 对B: 错答案: 【对】第二章单元测试1 、判断题：四杆机构中，曲柄的极位夹角θ 越大，机构的急回特性也越显著。
选项：A: 对B: 错答案: 【对】2 、判断题：在实际生产中，机构的“死点”位置对工作都是不利的，处处都要考虑克服。
选项：A: 对B: 错答案: 【错】3 、判断题：铰链四杆机构中，传动角&gamma越; 大，机构传力性能越好。
2024最新国开电大《机械设计基础》形考任务2答案(西安)
形考任务二1.铰链四杆机构都有摇杆这个构件。
（×）2.在平面四杆机构中，连杆与曲柄是同时存在的，即有连杆就必有曲柄。
（×）3.在曲柄摇杆机构中，摇杆的回程速度一定比工作行程的速度要慢。
（×）4.曲柄的极位夹角Ɵ越大，机构的急回特性也越显著。
（√）5.铰链四杆机构中，传动角越大，机构传力性能越高。
（√）6.在实际生产中，机构的“死点”位置对工作都是不利的，处处都要考虑克服。
（×）7.曲柄滑块机构是由曲柄摇杆机构演化而来的。
（√）8.曲柄滑块机构曲柄为主动件时，有死点位置。
（×）9.对于曲柄滑块机构来说，取不同的构件做机架，可以得到定块机构、摇块机构和导杆机构等。
（√）10.构件的强度要求，就是构件有足够的抵抗变形的能力。
（×）11.构件的刚度要求，就是构件有足够的抵抗破坏的能力。
（×）12.下图所示的平面四杆机构中，各杆长度分别为a=25mm、b=90mm、c=75mm、d=100mm。
若杆AB是机构的主动件，AD为机架，机构是_______。
（B ）A.双曲柄机构B.曲柄摇杆机构C.双摇杆机构D.曲柄滑块机构13.根据下图所示机构的尺寸和机架判断铰链四杆机构是_______。
（C ）A.双曲柄机构B.曲柄摇杆机构C.双摇杆机构D.曲柄滑块机构14.在铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，则为了获得双曲柄机构，其机架应取_______。
（A ）A.最短杆B.最短杆的相邻杆C.最短杆的相对杆D.任何一杆15.平面四杆机构无急回特性时，行程速比系数_______。
（C ）A.大于1B.小于1C.等于1D.等于016.为保证四杆机构良好的传力性能，_______不应小于最小许用值。
（B ）A.压力角B.传动角C.极位夹角D.啮合角17.曲柄滑块机构中，曲柄为主动件时，_______为死点位置。
（C ）A.曲柄与连杆共线时的位置B.摇杆与连杆共线时的位置C.不存在D.曲柄与连杆成90°18.凸轮机构从动杆的运动规律，是由凸轮的_______所决定的。
四杆机构存在曲柄的条件和几个基本概念
山东理工职业学院教案首页
2015-2016学年第二学期
四杆机构存在曲柄的条件和几个基本概念
一、铰链四杆机构存在曲柄的条件
1．整转副存在的条件→杆长和条件：l max + l min = l 2 + l 3 2．曲柄存在的条件：1）机构满足杆长和条件 2）连架杆和机架中必有一杆为最短杆 3．铰链四杆机构基本类型的判别方法
二、平面四杆机构的运动特性
1．平面连杆机构的极限位置与极位夹角 极限位置（极位）：连杆与曲柄的两
次共线位置
极位夹角θ：曲柄对应两极限位置
所夹的锐角
2．平面连杆机构的急回特性
工作行程：从动件由C 1 →C 2 ，曲柄转过φ1，从动件C 点运动的速度为v 1
空回行程：从动件由C 2 →C 1 ，曲柄转过φ2，从动件C 点运动的速度为v 2
因曲柄匀速转动，故有v 2>v 1→即空回行程快于工作行程→急回特性 3．行程速比系数K ：度量急回特性程度的物理量
θ
θ-+=
==οο180180//12121212t C C t C C v v K 或转换成 11180+-=K K οθ 各类机构的急回特性分析
三、平面四杆机构的传力性能
1、压力角与传动角 有效分力：αcos F F t = 有害分力：αsin F F n =。
4平面四杆机构的设计
运动的连续性：是指连杆机构在运动的过程中
能否连续实现给定的各个位置的问题。
B D
A
2. 按连架杆预定的对应位置设计四杆机构 反转法 （p.174)
设计时，先假设一个连架杆，将此连架杆各位置
的铰链与另一个固定铰链点相连，将所求的连架
174设计时先假设一个连架杆将此连架杆各位置的铰链与另一个固定铰链点相连将所求的连架杆反转相应的角位移求得相当连杆的各个点b2b3
二用图解法设计四杆机构 1.按连杆预定的位置设计四杆机构
注意：按给定连杆两个位置时，要满足一些
附加条件。如：机架的尺寸，传动角
检查：1)若采用电机等旋转原动机来驱动机构
要求其主动件为曲柄。应检验机构是
• 图3-26就是已出版的《四连杆机构分析图谱》 中的一张。 • 运用图谱设计实现已知轨迹的四杆机构的步骤： 1.从图谱中查出形状与要求实现的轨迹相似的连 杆曲线； 2.按照图上的文字说明得出所求四杆机构各杆长 度的比值； 3.用缩放仪求出图谱中的连杆曲线和所要求的轨 迹之间相差的倍数，并由此确定所求四杆机构 各杆的真实尺寸； 4.根据连杆曲线上的小圆圈与铰链B、C的相对位 置，即可确定描绘轨迹之点在连杆上的位置。
杆反转相应的角位移求得相当连杆的各个点（B2′ 、B3′…)；再按已知连杆位置的方法求解即可。
3.按给定的行程速比系数设计四杆机构
注意：检查许用的传动角min≥〔〕
三。实验法
按照给定的运动轨迹设计四杆机构 1 .运输机构连杆曲线 2.运用连杆曲线图谱设计四杆机构
运用图谱设计实现已知轨迹的四杆机构
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
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THANKS
20xx
平面四杆机构
汇报人：xxx
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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
大连交通大学802机械设计基础2020年考研专业课初试大纲
2020年硕士研究生招生考试初试考试大纲
科目代码： 802
科目名称：机械设计基础
适用专业：机械工程、车辆工程、力学、道路与铁道工程、交通运输工程、载运工具运用工程
考试时间：3小时
考试方式：笔试
总 分： 150分
考试范围：
一、平面机构运动简图及自由度:
平面机构的组成，平面机构的运动简图，平面机构的自由度及其相关的内容。
二、平面连杆机构：
平面四杆机构的特点、类型及应用，平面四杆机构的基本特性，铰链四杆机构存在曲柄的条件，平面四杆机构的演化，按给定的行程速比系数设计平面四杆机构、按给定的连杆位置设计平面四杆机构。
三、凸轮机构：
凸轮机构的组成、特点、应用及分类，从动件的运动规律，图解法设计凸轮轮廓，凸轮机构压力角的概念。
四、齿轮机构：
齿轮机构的特点和分类，齿廓啮合基本定律，渐开线齿廓的啮合性质，渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称和基本尺寸，渐开线齿轮的啮合传动。
渐开线齿轮的加工方法及变位齿轮，平行轴斜齿圆柱齿轮机构，圆锥齿轮机构。
五、轮系：
轮系的分类，定轴轮系的传动比计算，周转轮系及其传动比计算，混合轮系及其传动比计算。
了解轮系的应用。
六、机械设计概述：
机械零件的主要失效形式，机械零件的工作能力及工作能力准则，机械零件的强度，机械零件的常用材料。
七、联接：
1。
机械设计基础自学指导
第1部分课程概述本部分内容包括课程简介及与其他课程之间的关联，课程的知识体系，课程教学的内容结构及教材与多媒体课件的关联，并对自学方法提出一些参考意见。
1.1课程简介《机械设计基础》主要研究机械中的常用机构和通用零件的工作原理、机构特点、基本的设计理论和计算方法，是工科院校机械类、机电类专业的一门必修主干课程，是对学生的设计能力、创新能力、工程意识进行培养训练的一门重要的技术基础课。
将为有关专业的学生学习专业课程提供必要的基础。
通过本课程的学习和课程设计实践，可以培养学生初步具备运用相关知识、手册设计简单传动装置的能力。
《机械设计基础》是机械工程类专业的一门必修主干技术基础课，综合了应用工程图学、工程力学、材料与热处理、金属工艺学、机械制造基础、公差与技术测量等学科和课程。
具有鲜明的工程实践性。
是先修基础课的综合应用，又是后继专业课的基础，在基础课和专业课间起着承上启下的桥梁过渡作用。
1.2课程的知识体系《机械设计基础》综合浓缩了《机械原理》和《机械设计》两门课程的内容，而这两门课程是机械类专业本科必修的专业基础课。
《机械设计基础》课程的内容包括《机械原理》课程中的平面机构自由度及运动分析；常用机构运动原理和设计方法（平面连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、轮系）；间歇运动机构；机器动平衡问题，以及《机械设计》课程中常用联接、常用传动装置和轴系零部件的设计等部分内容。
因此，本课程的知识体系包括：（1）、机器与机构，机械零件设计准则—基本概念；（2）、常用机构的运动原理及运动系统设计—确定机械功能和运动原理；（3）、常用联接与传动及轴系零部件的设计—确定机械零件的具体形状尺寸及材料。
1.3课程的内容结构第一章平面机构的自由度和速度分析第二章平面连杆机构第三章凸轮机构第四章齿轮机构第五章轮系*第六章间歇运动机构*第七章机械运转速度波动的调节*第八章回转件的平衡第九章机械零件设计概述第十章联接第十一齿轮传动第十二章蜗杆传动第十三章带传动和链传动第十四章轴第十五章滑动轴承第十六章滚动轴承*第十七章联轴器、离合器与制动器*第十八章弹簧（带星号的章节为自学内容）1.4自学方法1.4.1 理解课程的性质和任务为了学好本课程，首先要具有正确的学习目的和态度，在学习中要刻苦钻研、踏踏实实、虚心求教、持之以恒。
《机械设计基础》 四杆机构设计.
┏
二、按给定的行程速比系数K设计 1、曲柄摇杆机构 已知：摇杆CD长，摆角及K 分析：K→， 关键是求满足角的A点 步骤： ①计算 A ②任取一点D，作摇杆CD的两极 限位置，夹角为 ；
C2G
C1
D
13
§3－3 平面四杆机构的设计
C2 C1 E D
90
A
B1
B2 或作图： ⑥以A为圆心，AC2为半径作弧交AC1于E，得： l1=EC1/ 2 l2 = AC1－EC1/ 2 P
1
B 2
2
C1
C C2
3
1 2 且 1 C t1 t 2
v 2 v1
A A
B2
4
D
B1
1
曲柄 工作行程
摇杆
B1 B1
1
t1
2
B2 B2
C1C 2
v1
C1C 2 t1 C1C 2 t2
回程
t2
C1C 2 v2
§3－2 平面四杆机构的特性
曲柄摇杆机构 1=C，当曲柄转动一周，曲柄与连杆共 线两次，摇杆处于两极限位置。 1
应在同一可行域内）。 B1 B2
D
A
分隔16
§3－3 平面四杆机构的设计
四、按预定两连架杆的对应位置设计四杆机构——解析法 已知： 求：各杆长度l1、l2、l3、l4 解： 四杆机构两转角的对应关， 取决于各杆的相对尺寸。 令
l4
l3
消去i，则有：
令
则有：
cos i P0 cos i P1 cos( i i ) P2
-----切向分力，有效分力，推动CD杆转动。 Fn