曲柄摇杆机构
曲柄摇杆机构的应用原理
曲柄摇杆机构的应用原理1. 什么是曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构是一种常见的机械传动机构，它由曲柄、连杆和摇杆组成。
曲柄是一个带有旋转轴的杆状部件，连接着摇杆和连杆。
曲柄的旋转运动通过连杆传递给摇杆，从而实现运动转换。
2. 曲柄摇杆机构的基本原理曲柄摇杆机构的基本原理是利用曲柄的旋转运动来驱动摇杆的运动。
具体来说，当曲柄以一定速度旋转时，曲柄上的一点对应着摇杆的一个固定点，这个固定点称为曲柄的运动中心。
同时，曲柄上的其他点会围绕着运动中心作圆周运动。
摇杆上的一个固定点称为摇杆的固定点，它与曲柄的运动中心相对应。
当曲柄旋转时，连杆不断地推动摇杆的运动，使得摇杆的角度产生变化。
通过合理设计曲柄和摇杆的长度和形状，可以控制曲柄和摇杆的运动规律，从而实现不同类型的运动转换。
3. 曲柄摇杆机构的应用领域曲柄摇杆机构广泛应用于各个领域，下面列举了一些常见的应用领域：•汽车引擎：曲柄摇杆机构用于将汽车引擎的往复运动转换为旋转运动，驱动车轮转动，实现汽车的行驶。
•机械臂：曲柄摇杆机构用于机械臂的关节传动，实现机械臂的运动控制。
•压力机：曲柄摇杆机构用于压力机的传动系统，将电机的旋转运动转换为压力机的上下运动。
•玩具：曲柄摇杆机构常用于玩具的传动机构，如摇摆人偶、飞机模型等。
•手动操作工具：曲柄摇杆机构常用于手动操作工具，如手动搅拌器、钳工万用工具等。
4. 曲柄摇杆机构的优缺点曲柄摇杆机构具有以下优点：•结构简单：曲柄摇杆机构只由几个简单的部件组成，制造和维修比较容易。
•运动转换可控：通过调整曲柄和摇杆的长度和形状，可以控制曲柄和摇杆的运动规律，实现不同类型的运动转换。
•功用广泛：曲柄摇杆机构适用于多种应用领域，可以实现不同种类的运动转换。
曲柄摇杆机构也有一些缺点：•摩擦损失：摩擦会导致能量损失和磨损，需要适当的润滑和维护。
•转动不平稳：曲柄摇杆机构在高速运动时可能产生振动和不平稳的转动。
•精度要求较高：曲柄摇杆机构的运动转换精度要求较高，需要精确的设计和制造。
曲柄摇杆机构的解析法设计
曲柄摇杆机构的解析法设计
曲柄摇杆机构是机械传动中非常重要的一种机构，广泛应用于各种机械设备中。
本文将介绍曲柄摇杆机构的解析法设计。
首先，曲柄摇杆机构的结构可以简单地概括为由曲柄、摇杆和连杆组成的三连杆机构。
其工作原理是曲柄通过旋转带动连杆，从而使摇杆做往复运动。
曲柄的旋转角度和连杆的长度是决定摇杆运动轨迹的关键因素。
其次，曲柄摇杆机构的设计需要考虑以下因素：工作负载、运动速度、尺寸限制、运动轨迹等。
在设计时，需要根据实际需求选择合适的材料、尺寸和运动参数。
解析法设计是一种基于运动学和静力学原理的设计方法。
它通过解析曲柄摇杆机构的运动学和静力学方程，确定摇杆的运动轨迹及其相应的力学参数。
具体步骤如下：
1. 确定曲柄的旋转角度及其速度。
2. 根据曲柄长度和连杆长度确定摇杆的最大和最小位置。
3. 计算摇杆的运动轨迹，包括摇杆的角度、速度和加速度。
4. 根据摇杆的运动轨迹计算其承受的力学参数，如最大力、最大扭矩等。
5. 根据摇杆的力学参数确定材料、尺寸和结构参数。
解析法设计具有精度高、可靠性强的优点，但需要较为深入的机械原理和数学知识，并需要使用专业的计算工具。
在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的设计方法。
总之，曲柄摇杆机构是一种重要的机械传动机构，其设计需要考虑多种因素。
解析法设计是一种有效的设计方法，可以确定摇杆的运动轨迹及其力学参数，从而保证机构的稳定性和可靠性。
曲柄摇杆机构
辽宁石化职业技术学院
1
目录
1 工作任务
进入
2 工作任务分析
进入
3 相关知识
进入
4 任务实施
进入
பைடு நூலகம்
5 自主训练
进入
辽宁石化职业技术学院
2
学习情境3.1 认知牛头刨床刨削运动
返回目录页
工作任务
图3-1为牛头刨床外形图，观看牛头刨床的运动，分析刨削运动的形成和运动特点，绘制牛头刨床 横向进给运动机构的机构运动简图。
辽宁石化职业技术学院
11
【相关知识】三、铰链四杆机构三种类型的判别方法 返回目录页
1．若铰链四杆机构中最短杆件与最长杆件长度之和小于或等于其余两杆件 长度之和时，则：
（1）取最短杆为连架杆，则构成曲柄连杆机构，如图3-10(a)所示。
(a) 图3-10 铰链四杆机构
辽宁石化职业技术学院
12
【相关知识】三、铰链四杆机构三种类型的判别方法 返回目录页
图3-1 牛头刨床实物图
辽宁石化职业技术学院
3
学习情境3.1 认知牛头刨床刨削运动
任务分析
返回目录页
图3-2 滑枕的往复运动机构
图3-3横向进给运动机构
牛头刨床工作时，有两个运动，一是滑枕作往复直线切削运动，另一个是工作台作横向进给运动， 如图3-2和图3-3所示。 进一步观察，滑枕往复直线运动由机构中销盘、连杆、摇杆和床身四个构件通过铰链连接成的往复 运动机构（导杆机构）完成；工作台作横向进给运动由圆盘、销子、连杆、棘爪与机架组成的横向 进给运动机构（曲柄连杆机构）完成。
1.曲柄摇杆机构
手摇唧筒
一、平面连杆机构
平面四杆机构有曲柄的条件
B
b
C
aA d
c
D
（若1能绕A整周相对转动，则存在两个特殊位置）
a+d≤b+c
(1)
b<c+d-a即a+b≤c+d
(2)
c<b+d-a即a+c≤b+d
(3)
一、平面连杆机构
(1)+(2)得2a+b+d≤2c+b+d即a≤c (1)+(3)得 a≤b (2)+(3)得 a≤d
插床六杆机构
机车车轮平行四边形机构
一、平面连杆机构
一、平面连杆机构
平行四边形机构有以下三个运动特点:
（1）两曲柄转速相等
机车车轮联动机构。
（2）连杆始终与机架平行
天平机构、所示的摄影车升降机构。
机车车轮联动机构
天平机构
摄影车升降机构
一、平面连杆机构
（3）运动的不确定性 为了克服运动的不确定性， 可以对从动曲柄施加外力，或 利用飞轮及构件本身的惯性作 用。也可以采用辅助曲柄等措施解决。
B2
CC1 DD
当曲柄以ω逆时针转过180°+θ时，摇杆从C1D位置 摆到C2D。所花时间为t1 , 平均速度为V1,那么有：
t1(18 0)/V1C1C2 t1 C 1C2/1 ( 80)
一、平面连杆机构
当曲柄以ω继续转过180°-θ时，摇杆从C2D,置摆到C1D，所 花时间为t2 ,平均速度为V2 ,那么有：
取最短构件为机架 ——双曲柄机构
取最短构件任一相邻构件为机架 ——曲柄摇杆机构
曲柄摇杆机构运动学仿真
曲柄摇杆机构运动学仿真
曲柄摇杆机构是一种常见的平面四杆机构，其运动学模型具有一定的特殊性质，是机构学中的一个重要研究对象。
本文基于ADAMS软件，建立了曲柄摇杆机构的运动学模型，进行了仿真分析。
首先，建立了曲柄摇杆机构的三维模型，并将其导入ADAMS软件，完成了初始条件的设定。
曲柄摇杆机构由固定件、曲柄、连杆、摇杆和负载组成。
其中，曲柄通过球铰连接于固定件上，连杆则通过等长约束与曲柄和摇杆相连，摇杆则通过球铰和负载相连。
初始状态下，机构处于曲柄与连杆呈45°夹角，摇杆与连杆呈135°夹角的位置。
其次，进行了曲柄摇杆机构的运动学分析。
根据四杆机构的运动学基本原理，可以建立该机构的位置、速度、加速度等关系式。
在ADAMS中，可以通过运动学仿真模块，自动生成各连杆的位置、速度、加速度等参数，并进行可视化展示。
最后，对曲柄摇杆机构的运动学特性进行了分析。
由于曲柄的运动特性较为特殊，因此曲柄摇杆机构的运动学模型也具有一定的特殊性质。
通过对仿真结果的分析，可以看出在曲柄一周内，摇杆存在两个倒挂点。
在这两个点上，摇杆的角速度为零，摇杆的加速度达到最大值，因此机构的动态响应较为剧烈。
此外，摇杆在倒挂点附近的运动状态也呈现出较大的非线性特性。
乐高曲柄摇杆机构知识点
乐高曲柄摇杆机构知识点
乐高曲柄摇杆机构是一种常见的机械设计，主要用于转换旋转运动为线性运动。
它由曲柄和摇杆组成，通过旋转曲柄来驱动摇杆产生线性运动。
以下是关于乐高曲柄摇杆机构的一些知识点。
1. 曲柄：曲柄是乐高曲柄摇杆机构的关键组成部分之一。
它通常由一个长焊条
或者齿轮构成，可以通过手动转动来产生旋转运动。
曲柄的长度和旋转角度决定了生成的线性运动的振幅和速度。
2. 摇杆：摇杆是乐高曲柄摇杆机构的另一个重要组成部分。
它通常由两个联动
的零件构成，分别与曲柄和要驱动的物体连接。
当曲柄旋转时，摇杆产生相应的线性运动，驱动物体执行特定的动作。
3. 滑块：滑块是乐高曲柄摇杆机构中常见的附加零件，用于与摇杆连接并转换
线性运动。
滑块通常位于摇杆的一端，通过与曲柄相连接，实现曲柄旋转转换为线性运动的功能。
4. 构造稳定性：在设计乐高曲柄摇杆机构时，需要注意构造的稳定性。
确保曲
柄和摇杆之间的连接牢固可靠，防止在运动过程中产生松动或者失效。
适当的支撑和固定可以提高机构的稳定性和工作效果。
5. 应用领域：乐高曲柄摇杆机构广泛应用于机械设计和工程领域。
例如，在机
器人设计中，可以使用曲柄摇杆机构实现各种动作，如抓取、运动和旋转等。
此外，它还可以应用于模型制作、玩具设计和教育教学等领域。
综上所述，乐高曲柄摇杆机构是一种常见的机械设计，用于将旋转运动转换为
线性运动。
了解曲柄、摇杆、滑块以及构造稳定性等知识点，可以帮助我们设计和应用乐高曲柄摇杆机构，实现各种有趣和实用的功能。
曲柄摇杆机构的实例
曲柄摇杆机构的实例
曲柄摇杆机构是机械工程领域常用的机构之一，也是曲轴的核心部件。
它是由曲柄、摇杆和连杆组成，常用于引擎、压缩机、泵和挖掘机等设备中，起着转换往复运动和旋转运动的重要作用。
在曲柄摇杆机构中，曲柄是旋转部件，摇杆是往复运动部件，而连杆连接着曲柄与摇杆，起着相互转换运动的作用。
曲柄摇杆机构的应用广泛，主要有以下几个方面。
首先，曲柄摇杆机构在汽车引擎中发挥着至关重要的作用。
它可以将汽缸内的往复运动转化为扭矩输出，推动车辆运动，是车辆发动机的核心部件。
其次，在气动设备中，曲柄摇杆机构也发挥着不可替代的作用。
例如空气压缩机中的曲柄摇杆机构，可以将连续稳定的旋转运动转换为带有一定振幅的往复运动，在气缸中实现气体的压缩和排放。
此外，曲柄摇杆机构还可以被应用在液压泵、挖掘机等机械设备中。
它可以将小幅度的手动摇动转换为更大的往复运动，从而达到一定的工作效果。
最后，对于机械工程师来说，熟练掌握曲柄摇杆机构的原理和设计方法是非常重要的。
它不仅涉及到机械系统的设计和优化，还与机械动力学、材料力学等相关知识密切相关。
总之，曲柄摇杆机构是机械工程领域中不可或缺的机构之一，它的应用范围广泛、性能稳定，为实现机械运动的转换和控制奠定了重要的基础。
对于从事机械设计和制造相关工作的人士来说，了解曲柄摇杆机构的原理和应用是十分必要的。
曲柄摇杆机构设计方法
曲柄摇杆机构设计方法曲柄摇杆机构设计方法1·引言曲柄摇杆机构是一种常用的机械传动机构，其将旋转运动转化为直线运动或者其他形式的运动，广泛应用于各种机械设备中。
本文介绍了曲柄摇杆机构的设计方法，包括设计原则、构造选择、受力分析等。
2·设计原则曲柄摇杆机构的设计需要遵循以下原则：2·1 功能需求：明确机构的功能需求，如转速、载荷、行程等。
2·2 空间限制：考虑机构的整体尺寸、布局，以满足设备的安装和使用要求。
2·3 运动平稳性：通过合理的几何参数设计，使得曲柄摇杆机构运动平稳，减小振动和冲击。
2·4 功率损失：通过合理的材料选择和润滑方式设计，减小机械传动过程中的能量损失。
2·5 制造和装配：考虑机构的可制造性和可装配性，选择适合的加工工艺和装配工艺。
3·构造选择曲柄摇杆机构的构造选择包括曲柄类型、摇杆类型和连接方式。
3·1 曲柄类型：根据实际需求选择合适的曲柄类型，如直线型曲柄、圆弧型曲柄等。
3·2 摇杆类型：根据运动要求和空间限制选择合适的摇杆类型，如单摇杆、双摇杆等。
3·3 连接方式：根据构造要求选择合适的连接方式，如销轴连接、铆接连接等。
4·受力分析曲柄摇杆机构的受力分析是设计的重要环节，包括静态受力分析和动态受力分析。
4·1 静态受力分析：通过受力平衡条件，分析曲柄摇杆机构各部件的受力情况，确保各部件强度不超过材料的承载能力。
4·2 动态受力分析：根据机构运动过程中的惯性力、离心力等，分析曲柄摇杆机构的动态受力情况，确保机构运动平稳和安全。
5·参数设计曲柄摇杆机构的参数设计包括曲柄长度、摇杆长度、曲柄角度等。
5·1 曲柄长度：根据机构要求和受力分析结果，确定合适的曲柄长度，以满足运动要求和载荷要求。
5·2 摇杆长度：根据机构要求和受力分析结果，确定合适的摇杆长度，以满足运动要求和载荷要求。
- 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)。
一平面或互相平行的平面内的机构
A 2、特点
结构简单,易于制造,工作可靠,应用广泛
I
教学目标
本节新授
课堂练习
课堂小结
课后作业
二、铰链四杆机构
J
1、铰链四杆机构的组成
连杆
Z
C
连架杆
A
连架杆
I
机架
教学目标
本节新授
课堂练习
课堂小结
课后作业
2、铰链四杆机构简图
J
Z C
A
I
教学目标
本节新授
课堂练习
课堂小结
课堂练习
课堂小结
课后作业
应用:
J
Z C
A
I
教学目标
本节新授
课堂练习
课堂小结
课后作业
2、平行双曲柄机构：对边平行且相等
J
特点：主、从动曲柄匀速且相等
Z
C
A
I
教学目标
本节新授
课堂练习
课堂小结
课后作业
J Z C A I
教学目标
本节新授
课堂练习
课堂小结
课后作业
3、反平行双曲柄机构：对边平行但不相等
J
课后作业
3、运动方式
J
Z C
A
I
教学目标
本节新授
课堂练习
课堂小结
课后作业
J
Z
B
C
曲柄
1
A
A
I
教学目标
本节新授
2 4
C 3
摇杆
D
课堂练习
课堂小结
课后作业
J
4、分组分析、解决问题：
（1）曲柄存在的条件是什么？
Z
（2）铰链四杆机构运动时出现曲柄的数目有
C
几种（按摇杆和曲柄存在情况有哪些形式）？
信息提示:
（摆动）
Z
C
A
I
教学目标
本节新授
课堂练习
课堂小结
课后作业
应用:
J
Z C
A
I
教学目标
本节新授
课堂练习
课堂小结
课后作业
J Z C A I
教学目标
本节新授
课堂练习
课堂小结
课后作业
(二)、双曲柄机构
1、两曲柄不等
J
特点：两连架杆都是曲柄（整周转） 主动曲柄匀速转，从动曲柄变速转
Z
C
A
I
教学目标
本节新授
课后作业
第二组：Lmax+Lmin﹤L 2+L3
J
以最短杆为机架： 有两个曲柄
Z
以最短杆（为连架杆 ）临边为机架
有一个曲柄
以最短杆为连杆
无曲柄
C
第三组：Lmax+Lmin=L 2+L3
A
以最短杆为机架： 以最短杆（为连架
有两个曲柄
杆）临边为机架
有一个曲柄
I
以最短杆为连杆
无曲柄
教学目标
本节新授
课堂练习
----曲柄摇杆机构
C 以最短杆为机架—有两个曲柄
A
-----双曲柄机构
以最短杆相对杆为机架—无曲柄
I
----双摇杆机构
教学目标
本节新授
课堂练习
课堂小结
课后作业
J Z C A I
教学目标
本节新授
课堂练习
课堂小结
课后作业
铰链四杆机构的基本类型： 有三种形式
J
(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
A
（1） 注意各杆长度的关系
I
（2）注意固定杆（机架）的位置
教学目标
本节新授
课堂练习
课堂小结
课后作业
J
操作步骤： 1、第一组连接最外侧点，第二组连中间
Z
点，第三组连最内侧点，其他各组自由 连接，计算Lmax+Lmin 与L 2+L3关系
C
2、分别以最短杆为机架、连杆和连架
杆观察两连架杆的运动形式。
课堂小结
课后作业
５、结果总结
J
（1）当最短杆长度lｍｉ ｎ与最长杆长度lｍａｘ之 和 大于另外两杆之和时
。
Z
无论以哪一杆为机架，都
没有曲柄存在
C
---双摇杆机构
A
I
教学目标
本节新授
课堂练习
课堂小结
课后作业
（2）当最短杆长度lｍｉｎ与最长杆长度l
J
ｍａｘ之和 小于等于另外两杆之和时。
Z
以最短杆临杆为机架（曲柄作连架杆）—有一曲柄 （最短杆）
特点:旋转方向相反，角速度不等
Z
C
I
教学目标
本节新授
课堂练习
课堂小结
课后作业
(三)、双摇杆机构 特点：两连架杆都是摇杆（摆动）
J Z C A I
教学目标
本节新授
课堂练习
课堂小结
课后作业
应用：
J
Z C
A
I
教学目标
本节新授
课堂练习
课堂小结
课后作业
J 例一：
课堂练习
45
Z
33 20
C
55
解：∵20+55=75<33+45=78
课堂小结
课后作业
判断下列铰链四杆机构分别为什么机构？
J
80
120
Z
110 70 40
45
70
100
C
（1） 双曲柄机构 （2） 曲柄摇杆机构
25
A
50
80
60
65
80 40 30
I
（3） 双摇杆机构
（4） 双摇杆机构
教学目标
本节新授
课堂练习
课堂小结
课后作业
课堂小结
J
1、曲柄存在的条件及推导过程；
A
即最短杆与最长杆长度之和 小于其余两杆长度之和
又∵最短杆为连架杆
I
∴此机构为曲柄摇杆机构。
教学目标
本节新授
课堂练习
课堂小结
课后作业
J 判别步骤：
Z
⑴算：最短杆与最长杆长度之和与其 余两杆长度之和的大小关系；
C
⑵看：最短杆在机构中为何杆；
A
⑶判断：根据⑴⑵得出该机构为何
种机构。
I
教学目标
本节新授
课堂练习
教学目标
本节新授
课堂练习
课堂小结
课后作业
J 复习提问
机构的定义：
Z
由构件组合而成，各构件之间具有确定的相对
C
运动
A
I
教学目标
本节新授
课堂练习
课堂小结
课后作业
J Z C A I
教学目标
本节新授
课堂练习
课堂小结
课后作业
J 新授内容：§6-1平面连杆机构
一、定义与特点：
Z 1、定义
C
各构件全部用低副联接而成的,相对运动均在同
A
3、总结结果：分别以最短杆为机架、
连杆和连架杆有无曲柄和曲柄个数
I
教学目标
本节新授
课堂练习
课堂小结
课后作业
结果：
J
第一组Lmax+Lmin﹥L 2+L3
Z
以最短杆为机架： 无曲柄，两摇杆
C
以最短杆（为连 无曲柄，两摇杆 架杆）临边为机
架
A
以最短杆为连 杆
无曲柄，两摇杆
I
教学目标
本节新授
课堂练习
课堂小结
教学目标
J ⒈认识铰链四杆机构的组成；
⒉理解曲柄存在的条件的推导过程和曲柄
Z 存在的条件； ⒊掌握铰链四杆机构三种基本类型的判别
方法；【难点】
C ⒋灵活运用铰链四杆机构三种基本类型的
判别方法判别铰链四杆机构的基本类型。
A
【重点】 5.理解铰链四杆机构的三种基本类型的
特点与应用
I 6.帮助学生逐步形成为社会发展而学习的自 主意识。
Z
２、铰链四杆机构三种基本类型的
C
判别方法
３、铰链四杆机构的三种基本类型
A
的特点与应用
I
教学目标
本节新授
课堂练习
课堂小结
课后作业
J
课后作业
Z
85
75
C
40
45
18
25
35
40
A
I
教学目标
本节新授
课堂练习
课堂小结
课后作业
J Z C A I
教学目标
谢谢大家
本节新授
课堂练习
课堂小结
课后作业