电子课件-《机械基础(第六版)》-A02-3658 7第七章 平面连杆机构
合集下载
机械设计基础教材课件
各构件的相对长度不同时,从动件可满足多种 运动规律的要求。
• （4）连杆上各点轨迹形状各异，可利用这 些曲线来满足不同的轨迹要求。
• 平面连杆机构的缺点： • （1）误差较大，降低机械效率。 • （2）不容易实现精确复杂的运动规律。 • （3）不宜用于高速传动。
2.2 铰链四杆机构
• 2.2.1 铰链四杆机构的组成 • （1）机架——固定件，如图2-1所示构件4； • （2）连架杆——与机架用转动副相连接的构件，
B A2 1
图1-17 局部自由度计算
n=3 Pl=3 Ph=1
n=2 Pl=2 Ph=1
F=3×3-2 ×3-1 ×1=2
F=2×3-2 ×2-1 ×1=1
3).虚约束
(1)虚约束：在机构中与其他运动副作用重复， 而对构件间的相对运动不起独立限制作用 的约束。
(2)处理办法：将具有虚约束运动副的构件连 同它所带入的与机构运动无关的运动副一 并不计。
PH 0
F 3n 2PL PH 33 240
1
图1-13 曲柄滑块机构
• 【例1-3】如图1-14所示，计算图示凸轮机 构的自由度。
• 解：活动构件数n=2 • 低副数 PL 2 • 高副数 PH 1
F 3n 2 PL PH 32 221
1
图1-14 凸轮机构
1.3.2 计算机构的自由度时应注意的问题
根据用途不同，机器可分为：
动力机器：实现能量转换，如内燃机、电动机、蒸汽机、发电机、压气机等。
加工机器：完成有用的机械功或搬运物品，如机床、织布机、汽车、飞机、起重
机、输送机等。
信息机器：完成信息的传递和变换，如复印机、打印机、绘图机、传真机、照相
机等。
绪论
• （4）连杆上各点轨迹形状各异，可利用这 些曲线来满足不同的轨迹要求。
• 平面连杆机构的缺点： • （1）误差较大，降低机械效率。 • （2）不容易实现精确复杂的运动规律。 • （3）不宜用于高速传动。
2.2 铰链四杆机构
• 2.2.1 铰链四杆机构的组成 • （1）机架——固定件，如图2-1所示构件4； • （2）连架杆——与机架用转动副相连接的构件，
B A2 1
图1-17 局部自由度计算
n=3 Pl=3 Ph=1
n=2 Pl=2 Ph=1
F=3×3-2 ×3-1 ×1=2
F=2×3-2 ×2-1 ×1=1
3).虚约束
(1)虚约束：在机构中与其他运动副作用重复， 而对构件间的相对运动不起独立限制作用 的约束。
(2)处理办法：将具有虚约束运动副的构件连 同它所带入的与机构运动无关的运动副一 并不计。
PH 0
F 3n 2PL PH 33 240
1
图1-13 曲柄滑块机构
• 【例1-3】如图1-14所示，计算图示凸轮机 构的自由度。
• 解：活动构件数n=2 • 低副数 PL 2 • 高副数 PH 1
F 3n 2 PL PH 32 221
1
图1-14 凸轮机构
1.3.2 计算机构的自由度时应注意的问题
根据用途不同，机器可分为：
动力机器：实现能量转换，如内燃机、电动机、蒸汽机、发电机、压气机等。
加工机器：完成有用的机械功或搬运物品，如机床、织布机、汽车、飞机、起重
机、输送机等。
信息机器：完成信息的传递和变换，如复印机、打印机、绘图机、传真机、照相
机等。
绪论
2024年度-机械基础第六版PPT课件
22
06 液压与气压传动 技术 23
液压传动原理及系统组成
液压传动原理
利用帕斯卡原理，通过密闭液体传递力和运动的一种传动方式。
液压系统组成
动力元件（液压泵）、执行元件（液压缸、液压马达）、控制元件（方向控制阀、压力控制阀、流量控制 阀）和辅助元件（油箱、滤油器、管路等）。
24
气压传动原理及系统组成
机械基础第六版PPT课件
1
目 录
• 引言 • 机械概述 • 机械设计基础 • 传动系统原理及类型 • 联接件和轴系零部件 • 液压与气压传动技术 • 机械制造工艺基础 • 课程总结与展望
2 contents
01 引言
3
课程背景与意义
机械基础课程是机械类专业的重要基础课程之一，对于培养学生的机械设计、制造、 创新能力具有重要意义。
的重要发展方向，推动节能减排、资源循环利用等方面的发展。
03
服务型制造
随着制造业与服务业的不断融合，服务型制造将成为机械制造行业的新
模式，提供个性化定制、全生命周期管理等服务，提升客户体验和满意
度。
34
THANKS
感谢观看
35
26
07 机械制造工艺基 础 27
铸造、锻造和焊接工艺简介
铸造工艺
将熔融金属浇入铸型，凝固后获得一定形状和性能的铸件。铸造工艺广泛应用于制造各种复 杂形状的零件和毛坯。
锻造工艺
在加压设备及工（模）具的作用下，使坯料或铸锭产生局部或全部的塑性变形，以获得一定 几何尺寸、形状和质量的锻件。锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化 微观组织结构。
学习要求：认真听讲、积 极思考、勤于实践、勇于 创新。
6
02 机械概述
06 液压与气压传动 技术 23
液压传动原理及系统组成
液压传动原理
利用帕斯卡原理，通过密闭液体传递力和运动的一种传动方式。
液压系统组成
动力元件（液压泵）、执行元件（液压缸、液压马达）、控制元件（方向控制阀、压力控制阀、流量控制 阀）和辅助元件（油箱、滤油器、管路等）。
24
气压传动原理及系统组成
机械基础第六版PPT课件
1
目 录
• 引言 • 机械概述 • 机械设计基础 • 传动系统原理及类型 • 联接件和轴系零部件 • 液压与气压传动技术 • 机械制造工艺基础 • 课程总结与展望
2 contents
01 引言
3
课程背景与意义
机械基础课程是机械类专业的重要基础课程之一，对于培养学生的机械设计、制造、 创新能力具有重要意义。
的重要发展方向，推动节能减排、资源循环利用等方面的发展。
03
服务型制造
随着制造业与服务业的不断融合，服务型制造将成为机械制造行业的新
模式，提供个性化定制、全生命周期管理等服务，提升客户体验和满意
度。
34
THANKS
感谢观看
35
26
07 机械制造工艺基 础 27
铸造、锻造和焊接工艺简介
铸造工艺
将熔融金属浇入铸型，凝固后获得一定形状和性能的铸件。铸造工艺广泛应用于制造各种复 杂形状的零件和毛坯。
锻造工艺
在加压设备及工（模）具的作用下，使坯料或铸锭产生局部或全部的塑性变形，以获得一定 几何尺寸、形状和质量的锻件。锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化 微观组织结构。
学习要求：认真听讲、积 极思考、勤于实践、勇于 创新。
6
02 机械概述
机械设计基础平面连杆机构概述PPT课件
显然：t1 >t2 V2 > V1
摇杆的这种特性称为急回运动
7
曲柄摇杆机构摇杆主动
3
3
2
4
2
1
1 4
缝纫机踏板机构
8
压力角
压力角和传动角
从动件驱动力F与力作用点绝对速度之间所夹锐角
切向分力: F’= Fcosα =Fsinγ
法向分力: F”= Fcosγ
B
γ↑ F’↑→对传动有利
可用γ的大小来表示机 构传动力性能的好坏,
曲柄存在的条件：
1、最长杆与最短杆的长度之和应≤其他两杆长度之和
称为杆长条件。
2、连架杆或机架之一为最短杆。
B
l2
A l1
C
l3
D
l4
15
第二节 铰链四杆机构有整转副的条件
铰链四杆机构的三种基本型式区别在于连 架杆是否为曲柄。而且，由于在生产实际中， 驱动机械的原动机（电动机、内燃机等）一般 都是做整周转动的，因此要求机构的主动件也 能做整周转动，即原动件为曲柄。而在四杆机 构中是否存在曲柄，取决于机构中各构件间的 相对尺寸关系。 所以，平面四杆机构在什么条件下具有曲柄的 研究是平面连杆机构的一个主要问题。下面我 们就以铰链四杆机构来分析曲柄存在的条件。
B AA
C γ
F”
FF”’ C γFα
F
F’
DD
称γ为传动角
9
机构的死点位置
F γ＝0
摇 柄此杆两时为次机主共构动线不件时能，，运且有动连:，γ杆称＝与0曲Fγ＝0
此位置为：“死点” 避免措施： 两组机构错开排列，如火车轮机构;靠飞轮的惯性
B’
F’
C’
A’
E’
摇杆的这种特性称为急回运动
7
曲柄摇杆机构摇杆主动
3
3
2
4
2
1
1 4
缝纫机踏板机构
8
压力角
压力角和传动角
从动件驱动力F与力作用点绝对速度之间所夹锐角
切向分力: F’= Fcosα =Fsinγ
法向分力: F”= Fcosγ
B
γ↑ F’↑→对传动有利
可用γ的大小来表示机 构传动力性能的好坏,
曲柄存在的条件：
1、最长杆与最短杆的长度之和应≤其他两杆长度之和
称为杆长条件。
2、连架杆或机架之一为最短杆。
B
l2
A l1
C
l3
D
l4
15
第二节 铰链四杆机构有整转副的条件
铰链四杆机构的三种基本型式区别在于连 架杆是否为曲柄。而且，由于在生产实际中， 驱动机械的原动机（电动机、内燃机等）一般 都是做整周转动的，因此要求机构的主动件也 能做整周转动，即原动件为曲柄。而在四杆机 构中是否存在曲柄，取决于机构中各构件间的 相对尺寸关系。 所以，平面四杆机构在什么条件下具有曲柄的 研究是平面连杆机构的一个主要问题。下面我 们就以铰链四杆机构来分析曲柄存在的条件。
B AA
C γ
F”
FF”’ C γFα
F
F’
DD
称γ为传动角
9
机构的死点位置
F γ＝0
摇 柄此杆两时为次机主共构动线不件时能，，运且有动连:，γ杆称＝与0曲Fγ＝0
此位置为：“死点” 避免措施： 两组机构错开排列，如火车轮机构;靠飞轮的惯性
B’
F’
C’
A’
E’
(NEW)杨可桢《机械设计基础》(第6版)笔记和课后习题(含考研真题)详解(修订版)
【答案】转动副的中心；移动副导路方向的垂线的无穷远；接触点的公 法线
【解析】①两构件组成转动副时，在转动副的中心位置的相对速度为 0，即转动副的中心是其瞬心；
②当两构件组成移动副时，所有重合点的相对速度方向都平行于移动方 向，其瞬心位于导路垂线的无穷远处；
③当两构件组成滑动兼滚动的高副时，接触点的速度沿切线方向，其瞬 心应位于过接触点的公法线上。Leabharlann 1-2-25由图中可测量出
，
，
滑块的速度：
由
得，连杆的角速度：
1-18．图1-2-26所示平底摆动从动件凸轮机构，已知凸轮l为半径 r=20mm的圆盘，圆盘中心C与凸轮回转中心的距离lAC=15mm，
lAB=90mm， =10rad／s，求θ=0°和θ=180°时，从动件角速度 的数值 和方向。
10.3 名校考研真题详解 第11章 齿轮传动
11.1 复习笔记 11.2 课后习题详解 11.3 名校考研真题详解 第12章 蜗杆传动 12.1 复习笔记 12.2 课后习题详解 12.3 名校考研真题详解 第13章 带传动和链传动
13.1 复习笔记 13.2 课后习题详解 13.3 名校考研真题详解 第14章 轴 14.1 复习笔记 14.2 课后习题详解 14.3 名校考研真题详解 第15章 滑动轴承 15.1 复习笔记 15.2 课后习题详解
目 录
第1章 平面机构的自由度和速度分析 1.1 复习笔记 1.2 课后习题详解 1.3 名校考研真题详解
第2章 平面连杆机构 2.1 复习笔记 2.2 课后习题详解 2.3 名校考研真题详解
第3章 凸轮机构
3.1 复习笔记 3.2 课后习题详解 3.3 名校考研真题详解 第4章 齿轮机构 4.1 复习笔记 4.2 课后习题详解 4.3 名校考研真题详解 第5章 轮 系 5.1 复习笔记 5.2 课后习题详解
【解析】①两构件组成转动副时，在转动副的中心位置的相对速度为 0，即转动副的中心是其瞬心；
②当两构件组成移动副时，所有重合点的相对速度方向都平行于移动方 向，其瞬心位于导路垂线的无穷远处；
③当两构件组成滑动兼滚动的高副时，接触点的速度沿切线方向，其瞬 心应位于过接触点的公法线上。Leabharlann 1-2-25由图中可测量出
，
，
滑块的速度：
由
得，连杆的角速度：
1-18．图1-2-26所示平底摆动从动件凸轮机构，已知凸轮l为半径 r=20mm的圆盘，圆盘中心C与凸轮回转中心的距离lAC=15mm，
lAB=90mm， =10rad／s，求θ=0°和θ=180°时，从动件角速度 的数值 和方向。
10.3 名校考研真题详解 第11章 齿轮传动
11.1 复习笔记 11.2 课后习题详解 11.3 名校考研真题详解 第12章 蜗杆传动 12.1 复习笔记 12.2 课后习题详解 12.3 名校考研真题详解 第13章 带传动和链传动
13.1 复习笔记 13.2 课后习题详解 13.3 名校考研真题详解 第14章 轴 14.1 复习笔记 14.2 课后习题详解 14.3 名校考研真题详解 第15章 滑动轴承 15.1 复习笔记 15.2 课后习题详解
目 录
第1章 平面机构的自由度和速度分析 1.1 复习笔记 1.2 课后习题详解 1.3 名校考研真题详解
第2章 平面连杆机构 2.1 复习笔记 2.2 课后习题详解 2.3 名校考研真题详解
第3章 凸轮机构
3.1 复习笔记 3.2 课后习题详解 3.3 名校考研真题详解 第4章 齿轮机构 4.1 复习笔记 4.2 课后习题详解 4.3 名校考研真题详解 第5章 轮 系 5.1 复习笔记 5.2 课后习题详解
平面连杆机构ppt课件
15
3.1 平面连杆机构的类型
（2）应用案例：雷达天线、脚踏式脱粒机、搅拌 机、水稻插秧机的秧爪运动机构。
脚踏式脱粒机
缝纫机的脚踏粒机
雷达天线
16
3.1 平面连杆机构的类型
水稻插秧机的秧爪运动机构
搅拌机机构
（3）功能：将连续转动转换为摆动，或者将摆动转换为 连续转动。
17
3.1 平面连杆机构的类型
2、双曲柄机构 （1）概念：具有两个曲柄的铰链四杆机构，称 为双曲柄机构。
18
3.1 平面连杆机构的类型
（2）应用案例：惯性筛机构
惯性筛机构
（3）功能：将等速转动转换为不等速同向转动19。
3.1 平面连杆机构的类型
（4）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。
3.2.1 曲柄滑块机构 （ 1）由曲柄摇杆机构，将CD→无穷大，C点轨迹变成直
线； （ 2）演化方法：将转动副→移动副； （ 3）类型： a.偏心曲柄滑块机构 ，e≠0 偏距：曲柄转动
中心距导路的距离。 b.对心曲柄滑块机构，e=0
35
3.2 铰链四杆机构的演化
（4）应用案例：内燃机、空气压缩机、冲床和送料 机构等。
请画出下列机构运动示意图，并判断由几种机构 组合而成?
插齿机
冲床机构
48
3.3 铰链四杆机构的基本特性
3.3.1 急回特性和行程数比系数 1、基本概念：（以曲柄摇杆机构为例，曲柄为原动
件） （1）四杆机构的极限位置：当曲柄与连杆二次共线时，
摇杆位于机构的最左或最右的位置。 （2）极位夹角（θ）：从动件处于二个极限位置时，
1-偏心轮 2-连杆 3-滑块 4-机架
3.1 平面连杆机构的类型
（2）应用案例：雷达天线、脚踏式脱粒机、搅拌 机、水稻插秧机的秧爪运动机构。
脚踏式脱粒机
缝纫机的脚踏粒机
雷达天线
16
3.1 平面连杆机构的类型
水稻插秧机的秧爪运动机构
搅拌机机构
（3）功能：将连续转动转换为摆动，或者将摆动转换为 连续转动。
17
3.1 平面连杆机构的类型
2、双曲柄机构 （1）概念：具有两个曲柄的铰链四杆机构，称 为双曲柄机构。
18
3.1 平面连杆机构的类型
（2）应用案例：惯性筛机构
惯性筛机构
（3）功能：将等速转动转换为不等速同向转动19。
3.1 平面连杆机构的类型
（4）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。
3.2.1 曲柄滑块机构 （ 1）由曲柄摇杆机构，将CD→无穷大，C点轨迹变成直
线； （ 2）演化方法：将转动副→移动副； （ 3）类型： a.偏心曲柄滑块机构 ，e≠0 偏距：曲柄转动
中心距导路的距离。 b.对心曲柄滑块机构，e=0
35
3.2 铰链四杆机构的演化
（4）应用案例：内燃机、空气压缩机、冲床和送料 机构等。
请画出下列机构运动示意图，并判断由几种机构 组合而成?
插齿机
冲床机构
48
3.3 铰链四杆机构的基本特性
3.3.1 急回特性和行程数比系数 1、基本概念：（以曲柄摇杆机构为例，曲柄为原动
件） （1）四杆机构的极限位置：当曲柄与连杆二次共线时，
摇杆位于机构的最左或最右的位置。 （2）极位夹角（θ）：从动件处于二个极限位置时，
1-偏心轮 2-连杆 3-滑块 4-机架
机械基础第七章平面连杆机构课件
15 mm＜a＜45mm 55 mm＜a＜115mm
机械基础
2. 曲柄滑块机构具有整转副的条件
图7-19(a)所示为一偏置曲柄滑块机构（e≠0）。如果构件1为曲柄，则 B点应能通过曲柄与连杆两次共线的位置：即当曲柄位于AB1时，它与连杆 重叠共线。此时在直角三角形AC1E中， 得AC1＞AE，即
b-a＞e b＞a+e
机械基础
【例7-1】在图3-18所示四铰链机构中，已知：b＝50mm，c＝35 mm，d＝ 30mm，AD为固定件。
(1) 如果能成为曲柄摇杆机构，且AB是曲柄，求a的极限值。 (2) 如果能成为双曲柄机构，求a的取值范围。 (3) 如果能成为双摇杆机构，求a的取值范围。 解： (1) 若能成为曲柄摇杆机构，则机构必须满足“杆长之和的条件”，且AB应为 最短杆。
机械基础
图7-12 刨床中的摆动导杆机构
机械基础
7.2.4 如果把曲柄滑块机构中的滑块作为机架，如图7-13(a)所
示， 则得到移动导杆4在固定滑块3中往复移动的定块机构。在 图7-13(b)中，固定滑块3成为唧筒外壳，移动导杆4的下端固结 着汲水活塞，在唧筒3的内部上下移动，实现汲水的目的。
机械基础
机械基础
机械基础
1 曲柄摇杆机构
图3-2 曲柄摇杆机构的应用
机械基础
2 曲柄摇杆机构
图7-3 双曲柄机构及其应用
机械基础
图7-4 天平中的平行四边形机构
机械基础
图7-5 反平行四边形机构及其应用
机械基础
3 双摇杆机构
图7-6 双摇杆机构及其在鹤式起重机中的应用
机械基础
7.2 铰链四杆机构的演化
机械基础
② a＞50mm时，AB为最长杆，
机械基础
2. 曲柄滑块机构具有整转副的条件
图7-19(a)所示为一偏置曲柄滑块机构（e≠0）。如果构件1为曲柄，则 B点应能通过曲柄与连杆两次共线的位置：即当曲柄位于AB1时，它与连杆 重叠共线。此时在直角三角形AC1E中， 得AC1＞AE，即
b-a＞e b＞a+e
机械基础
【例7-1】在图3-18所示四铰链机构中，已知：b＝50mm，c＝35 mm，d＝ 30mm，AD为固定件。
(1) 如果能成为曲柄摇杆机构，且AB是曲柄，求a的极限值。 (2) 如果能成为双曲柄机构，求a的取值范围。 (3) 如果能成为双摇杆机构，求a的取值范围。 解： (1) 若能成为曲柄摇杆机构，则机构必须满足“杆长之和的条件”，且AB应为 最短杆。
机械基础
图7-12 刨床中的摆动导杆机构
机械基础
7.2.4 如果把曲柄滑块机构中的滑块作为机架，如图7-13(a)所
示， 则得到移动导杆4在固定滑块3中往复移动的定块机构。在 图7-13(b)中，固定滑块3成为唧筒外壳，移动导杆4的下端固结 着汲水活塞，在唧筒3的内部上下移动，实现汲水的目的。
机械基础
机械基础
机械基础
1 曲柄摇杆机构
图3-2 曲柄摇杆机构的应用
机械基础
2 曲柄摇杆机构
图7-3 双曲柄机构及其应用
机械基础
图7-4 天平中的平行四边形机构
机械基础
图7-5 反平行四边形机构及其应用
机械基础
3 双摇杆机构
图7-6 双摇杆机构及其在鹤式起重机中的应用
机械基础
7.2 铰链四杆机构的演化
机械基础
② a＞50mm时，AB为最长杆，
机械设计原理连杆机构培训课件.pptx
4.2.2 传力特性
1、压力角α
在不计重力、 摩擦力、惯性力的 条件下，机构中输 出件所受主动力的 方向线与该受力点 的绝对速度方向线 所夹的锐角。
B
2
1 1 A
4
F2
C F
F1
3
V
D
2、传动角γ
压力角的余角，
γ=900-α。
min
α越小， γ越大，则机构传力性能越好。
常用传动角的大小和变化来衡量机构传力 性能的好坏。设计时通常要求γmin≥40°， 对于高速和大功率的传动机械， γmin≥50°。
最大值。
2C
B
1 1
vc F
3
maCx 2
A
4
D B2
A
D
视频1
机构的死点位置
1．死点
图示曲柄摇杆机构，摇杆 CD为主动件，当机构处于连杆 与从动曲柄共线的两个位置时， 出现了传动角γ＝o。的情况。 这时主动件CD通过连杆作用于 从动件AB上的力恰好通过其回 转中心，所以不能使构件AB转 动而出现“顶死”现象。机构的 此种位置称为死点。
铰链四杆机构的三种基本型式 曲柄摇杆机构：指两连架杆一为曲柄，一为摇杆的铰链四杆机构。
双曲柄机构：指两个连架杆都是曲柄的铰链四杆机构。若机构中相对两杆平行 且相等，则成为平面四边形机构。
惯性筛
双摇杆机构：指两个连架杆都是摇杆的铰链四杆机构。
4.1.2 平面四杆机构的演化
由四杆机构的基本型式通过演化可以得到其它多种 结构型式。 常用的演化方法有 1、转动副变移动副 曲柄摇杆机构→曲柄滑块机构→双滑块机构
第四章 连杆机构
连杆机构：由若干个构件通过低副连接而组 成，又称为低副机构。
平面连杆机构PPTPPT课件
F"
(1)压力角α ：
F与Vc所夹的锐角α称为压力角。
C
由图知， F’=Fcosα, F’’= Fsinα
B ω
分析：F一定时，压力角α越小，有效力 F’
A
D
越大，传动性能好。α=0°最好。
(2) 传动角γ ： 压力角的余角γ（连杆与从动摇杆之间所夹锐角）为传动角。
γ=90°－α
分析：γ越大，传力性能越好，γ=90°最好。
第8页/共27页
3 死点位置
目的：解决工程应用中机构出现 动不了的情况。
(1)死点： ①摇杆3为原动件； ②曲柄1为从动件； ③不计各构件的质量、惯性。
当 摇 杆 摆 到 C1D 和 C2D 位 置 时 ， 连 杆 2 与 曲 柄 1 共 线 ， 传 动 角 γ=0°，则此时连杆加给曲柄的力将通过铰链中心A，对A点不产生 力矩。因此，不能使曲柄转动这种位置称为死点。 ※死点的存在取决于从动件是否与连杆共线。 ※死点表现形式：从动件卡死或运动不确定现象。
曲柄摇杆机构，双曲柄机构，双摇杆机构
第2页/共27页
1 曲柄摇杆机构的急回运动特性
铰链四杆机构中，若AB为曲柄，CD为摇杆，形成曲柄摇杆机构。 如果曲柄为原动件，并以角速度ω作匀速转动，摇杆为从动件。
当曲柄AB匀速转动时，摇杆往复摆动的速度是否一致？ (1) 从动件极限位置
第3页/共27页
(2)急回运动特性分析
曲柄
行程1： AB1→AB2 工作行程
行程2：
空回行程
AB2→AB1
摇杆 C1D→C2D
C2D→C1D
Φ1 > Φ2 ，V2 > V1
总结：
①摇杆往复摆动的摆角相同，但曲柄转角不同(φ1>φ2)； ②曲柄匀速转动, 摇杆往复摆动的速度是不同(V2 > V1)。
《平面连杆机构 》课件
工程应用前景
分析优化后机构在工程应用中的前景，为实 际应用提供指导。
05
平面连杆机构的未来发展
新材料的应用
轻质材料
01
采用轻质材料如碳纤维、玻璃纤维等，降低机构重量，提高运
动性能。
高强度材料
02
选用高强度材料如钛合金、超高强度钢等，提高机构承载能力
。
复合材料
03
利用复合材料的各向异性特点，优化机构性能，实现多功能化
遗传算法
利用遗传算法对平面连杆机构进行优化，通 过不断迭代和选择，寻找最优解。
约束处理
在优化过程中，需要特别注意处理各种约束 条件，如几何约束、运动约束等。
优化实例
曲柄摇杆机构优化
以曲柄摇杆机构为例，通过优化算法找到最优 的设计参数，使得机构的运动性能达到最佳。
双曲柄机构优化
对双曲柄机构进行优化，改善机构的运动平稳 性和精度。
平面连杆机构系列优化
对一系列平面连杆机构进行优化，比较不同机构的性能特点，为实际应用提供 参考。
优化效果评估
性能指标
通过性能指标来评估优化效果，如运动精度 、运动范围、刚度等。
经济性评估
评估优化后机构的经济效益，包括制造成本 、运行成本等。
实验验证
通过实验验证优化的有效性，对比优化前后 的性能差异。
。
新工艺的探索
精密铸造
通过精密铸造技术，提高 零件的精度和表面质量， 减少加工余量。
激光切割
利用激光切割技术，实现 零件的高精度、高效率加 工。
3D打印
利用3D打印技术，快速制 造复杂结构零件，缩短产 品研发周期。
新技术的应用
智能控制
有限元分析
引入智能控制技术，实现机构的高精 度、高效率运动控制。
分析优化后机构在工程应用中的前景，为实 际应用提供指导。
05
平面连杆机构的未来发展
新材料的应用
轻质材料
01
采用轻质材料如碳纤维、玻璃纤维等，降低机构重量，提高运
动性能。
高强度材料
02
选用高强度材料如钛合金、超高强度钢等，提高机构承载能力
。
复合材料
03
利用复合材料的各向异性特点，优化机构性能，实现多功能化
遗传算法
利用遗传算法对平面连杆机构进行优化，通 过不断迭代和选择，寻找最优解。
约束处理
在优化过程中，需要特别注意处理各种约束 条件，如几何约束、运动约束等。
优化实例
曲柄摇杆机构优化
以曲柄摇杆机构为例，通过优化算法找到最优 的设计参数，使得机构的运动性能达到最佳。
双曲柄机构优化
对双曲柄机构进行优化，改善机构的运动平稳 性和精度。
平面连杆机构系列优化
对一系列平面连杆机构进行优化，比较不同机构的性能特点，为实际应用提供 参考。
优化效果评估
性能指标
通过性能指标来评估优化效果，如运动精度 、运动范围、刚度等。
经济性评估
评估优化后机构的经济效益，包括制造成本 、运行成本等。
实验验证
通过实验验证优化的有效性，对比优化前后 的性能差异。
。
新工艺的探索
精密铸造
通过精密铸造技术，提高 零件的精度和表面质量， 减少加工余量。
激光切割
利用激光切割技术，实现 零件的高精度、高效率加 工。
3D打印
利用3D打印技术，快速制 造复杂结构零件，缩短产 品研发周期。
新技术的应用
智能控制
有限元分析
引入智能控制技术，实现机构的高精 度、高效率运动控制。
机械基础(第六版)PPT课件
变速装置的分类
根据变速原理可分为有级变速和无级变速两大类。
变速装置的选用原则
根据工作需求选择合适的变速装置类型，同时考虑其性能参数、 使用环境、维护保养等因素。
04
轴系零部件与轴承
轴系零部件概述及分类
轴系零部件的定义和 作用
轴系零部件的材料和 制造工艺
轴系零部件的分类和 特点
滑动轴承结构、特点和选用
机械分类
根据用途和功能，机械可分为动力机械、 工作机械、信息机械和控制机械等。
古代机械技术成就
古代简单机械
古代机械制造技术
杠杆、滑轮、轮轴等简单机械在古代 得到广泛应用，如古埃及人利用杠杆 原理建造金字塔。
古代机械制造技术包括铸造、锻造、 焊接和切削加工等，为古代机械的制 造提供了重要手段。
古代复杂机械
便于装拆和调整，方便维修和更换零部件；
螺纹连接性能要求 保证连接的密封性，防止泄漏； 具有足够的耐腐蚀性，能够适应不同的工作环境。
键连接、销连接和过盈配合连接简介
01
键连接
键连接是通过键与键槽的配合实现轴与轴上零件的连接。根据键的形状
和配合方式的不同，键连接可分为平键连接、半圆键连接、楔键连接等。
01
02
03
04
液压泵
将原动机的机械能转换为液体 的压力能，为系统提供动力。
液压马达
将液体的压力能转换为机械能， 输出转矩和转速。
液压缸
将液体的压力能转换为机械能， 实现直线往复运动或摆动。
其他元件
管道、油箱、滤油器、冷却器 等辅助元件，保证系统的正常
工作。
控制阀在液压系统中作用与选择
控制阀的作用
气压传动技术发展趋势 随着工业自动化的不断发展，气压传动技术将朝着高速化、高精度化、高可靠性、低噪音、节能环保等 方向发展。同时，随着新材料、新工艺和新技术的应用，气压传动系统的性能将得到进一步提升。
根据变速原理可分为有级变速和无级变速两大类。
变速装置的选用原则
根据工作需求选择合适的变速装置类型，同时考虑其性能参数、 使用环境、维护保养等因素。
04
轴系零部件与轴承
轴系零部件概述及分类
轴系零部件的定义和 作用
轴系零部件的材料和 制造工艺
轴系零部件的分类和 特点
滑动轴承结构、特点和选用
机械分类
根据用途和功能，机械可分为动力机械、 工作机械、信息机械和控制机械等。
古代机械技术成就
古代简单机械
古代机械制造技术
杠杆、滑轮、轮轴等简单机械在古代 得到广泛应用，如古埃及人利用杠杆 原理建造金字塔。
古代机械制造技术包括铸造、锻造、 焊接和切削加工等，为古代机械的制 造提供了重要手段。
古代复杂机械
便于装拆和调整，方便维修和更换零部件；
螺纹连接性能要求 保证连接的密封性，防止泄漏； 具有足够的耐腐蚀性，能够适应不同的工作环境。
键连接、销连接和过盈配合连接简介
01
键连接
键连接是通过键与键槽的配合实现轴与轴上零件的连接。根据键的形状
和配合方式的不同，键连接可分为平键连接、半圆键连接、楔键连接等。
01
02
03
04
液压泵
将原动机的机械能转换为液体 的压力能，为系统提供动力。
液压马达
将液体的压力能转换为机械能， 输出转矩和转速。
液压缸
将液体的压力能转换为机械能， 实现直线往复运动或摆动。
其他元件
管道、油箱、滤油器、冷却器 等辅助元件，保证系统的正常
工作。
控制阀在液压系统中作用与选择
控制阀的作用
气压传动技术发展趋势 随着工业自动化的不断发展，气压传动技术将朝着高速化、高精度化、高可靠性、低噪音、节能环保等 方向发展。同时，随着新材料、新工艺和新技术的应用，气压传动系统的性能将得到进一步提升。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第七章 平面连杆机构
一、铰链四杆机构的组成
1．机架：固定不动的构件4 2．连杆：不与机架直接相连的构件2
3．连架杆：与机架相连的构件1、3 4．曲柄：能绕固定轴做整周旋转运动的连架杆
5．摇杆：能绕固定轴在一定角度（小于180°） 范围内摆动的连架杆
二、铰链四杆机构的类型
1．曲柄摇杆机构
曲柄摇杆机构：铰链 四杆机构的两个连架 杆中，其中一个是曲 柄，另一个是摇杆
内燃机上的飞轮
在曲柄上安装了一个飞轮，以增加 曲柄的惯性，从而克服死点位置
利用了死点的自锁性
折叠桌腿的收放机构
飞机起落架机构
第七章 平面连杆机构
制作：王希波
一、曲柄存在的条件
（1）最短杆与最长杆的长度之和小于或 等于其他两杆长度之和 （2）连架杆和机架中必有一杆是最短杆
1．曲柄摇杆机构
LAD+LAB≤LBC+LCD
连架杆之一为最短杆
2．双曲柄机构
LAD+LAB≤LBC+LCD
机架为最短杆
3．双摇杆机构
LAD+LAB≤LBC+LCD
连杆为最短杆
LAD+LAB＞LBC+LCD
的曲柄，通过连杆5带动刨刀滑块6移动
§7—2 铰链四杆机构的演化
牛头刨床主运动机构
主动件BC（曲柄）作等速回转，从动件导杆 AC作往复摆动，带动滑枕做往复直线运动
§7—2 铰链四杆机构的演化 三、固定滑块机构
若将曲柄滑块机构中的滑块固 定不动，就得到固定滑块机构
滑块3作为机架固定不动，BC作为 曲柄绕C点转动，导杆AC做往复移动
（1）转动导杆机构： l3＞l2，杆3和导杆1均 能做整周旋转运动
（2）摆动导杆机构： l3＜l2，杆3做整周转动， 导杆1做往复摆动
§7—2 铰链四杆机构的演化
简易刨床结构原理图
1—机架 2—主动杆 3—滑块 4—导杆 5—连杆 6—刨刀滑块
杆2整周旋转，滑块3带动导杆4旋转。
导杆4的延长壁AD作为下部曲柄滑块机构
§7—2 铰链四杆机构的演化
手压抽水机
扳动手柄1，使活塞 杆4（导杆）在唧筒3 （活塞）内上下移动
1—手柄（连杆） 2—曲柄 3—唧筒（滑块） 4—导杆
§7—2 铰链四杆机构的演化
四、曲柄摇块机构
将曲柄滑块机构的连杆BC作为机架，滑块 只能绕C点摆动，就得到了曲柄摇块机构
§7—2 铰链四杆机构的演化
吊车升降机构
液压缸的缸体相当于摇块，活塞杆相当于 摇杆。当液压油推动活塞杆向上移动时，使
起重臂AB绕B点旋转，吊钩上升，吊起重物
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
§7—2 铰链四杆机构的演化
知识链接
偏心轮机构
在曲柄摇杆机构和曲柄滑块机构中，当曲柄较短时，往
往用一个旋转中心与几何中心不重合的偏心轮代替曲柄
曲柄摇杆机构
曲柄滑块机构
第七章 平面连杆机构
不论哪个杆为机架， 都无曲柄存在
二、急回特性
三、死点位置
1．曲柄摇杆机构的死点位置
死点位置：摇杆CD为主动
件，当摇杆摆动到极限位
置C1D 或C2D 时，连杆BC 与从动曲柄AB 共线
2．曲柄滑块机构的死点位置
死点位置：当以滑 块为主动件时，如 果连杆与从动曲柄 共线，则机构同样 处于死点位置
死点位置将使 机构的从动件 出现卡死或运 动不确定现象
（2）平行双曲柄机构
平行双曲柄机构：连杆 与机架的长度相等且两 曲柄长度相等、曲柄转 向相同的双曲柄机构
托盘天平
托盘天平由两组对边等长的杆组成，A、D
为固定点，CB与C′B′始终保持铅垂位置
3．双摇杆机构
双摇杆机构：两连架杆均为摇杆的铰链四杆机构
双摇杆机构 飞机起落架机构
1—主动摇杆 2—连杆 3—机轮 4—从动摇杆 5—机翼
第七章 平面连杆机构
§7—2 铰链四杆机构的演化
一、曲柄滑块机构
曲柄滑块机构：具有一个曲柄和一个滑块的平面四杆机构
§7—2 铰链四杆机构的演化
曲柄滑块机构的演变过程
a）曲柄摇杆机构
b）具有曲线导轨的曲柄滑块机构
c）偏置曲柄滑块机构
d）曲柄滑块机构
§7—2 铰链四杆机构的演化
内燃机
活塞承受燃气压力在 气缸内作直线运动， 通过连杆转换成曲轴 的旋转运动，并由曲 轴对外输出动力
机械基础
第七章 平面连杆机构
第七章 平面连杆机构
§7—1 铰链四杆机构的组成及分类 §7—2 铰链四杆机构的演化 §7—3 铰链四杆机构的基本性质
第七章 平面连杆机构
平面连杆机构： 由一些刚性构件用转 动副或移动副相互连 接而成，在同一平面 或相互平行的平面内 运动的机构
第七章 平面连杆机构
四杆机构：具有四个构件（包括机架）的机构 平面铰链四杆机构（铰链四杆机构）： 构件间以四个转动副相连的平面四杆机构
§7—2 铰链四杆机构的演化
冲压机
机械装置带动曲轴（即曲柄）旋转，通过曲柄滑块 机构转换成冲压头（即滑块）的上下往复直线运动
§7—2 铰链四杆机构的演化
二、导杆机构
导杆机构是通过取曲 柄滑块机构的不同构 件作为机架而获得的
构件1对滑块4起导 向作用，称为导杆
曲柄滑块机构 转动导杆机构
§7—2 铰链四杆机构的演化
汽车刮水器
电动机带动主动曲柄AB回转时，从动摇杆CD做
往复摆动，利用摇杆的延长部分实现刮水动作
2．双曲柄机构
双曲柄机构：铰链四杆机构中两连架杆均为曲柄
（1）不等长双曲柄机构
不等长双曲柄机构： 两曲柄长度不等的 双曲柄机构 通常主动曲柄做等速转动， 从动曲柄做变速转动
惯性筛
主动曲柄AB做匀速转动，从动曲柄CD作变速 转动，通过构件CE使筛子产生变速直线运动