第四章机构演化变异与
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第四章变异函数的结构分析
当 C0 0 时，C1 ，称为标准球状模型.
1、有基台值模型
• （3）指数模型
C 0 为块金常数。C0 C 为基台值。 C 为拱高。
指数模型的变程为3a。 当 C0 0 时，C1 ，称为标准指数模型。
1、有基台值模型
• （4）高斯模型
(h)C0C(10eh2a2)
h0 h0
C 0 为块金常数。C0 C 为基台值。 C 为拱高。
• 当变异函数 (h在) h大于一定的距离后，并非单调递增，而
在具有一定周期波动时就显示出一种“孔穴效应”。
二、变异函数理论模型的最优拟合
• 根据实验变异函数值，选择合适的理论模型来拟合一条最优的理论变异 函数曲线，最优拟合的过程实质是拟合最优模型的过程。
• 在变异函数理论模型中，除线性模型外，其余都是曲线模型，因此，可 以说地统计学中变异函数最优拟合主要是曲线拟合。
高斯模型的变程为 3 a 。 当 C0 0 时，C1 ，称为标准高斯函数模型。
1、有基台值模型
• （5）线性有基台值模型
C 0 为块金常数。C0 C 为基台值。 C 为拱高。 a为变程。 A 为常数，表示直线的斜率。
2、无基台值模型
• （1）线性无基台值模型
(h)Ac0h
h0 h0
➢基台值不存在，没有变程。
0(h) 表示微观上的变化
1(h) 表示变程为a1=10m时的球状模型
0
h0
1(h)
C1[23
h a1
1(h)3] 2 a1
0ha1
C1
ha1
2(h) 表示变程为a2=100m时的球状模型。
0
h0
2(h)C2[23ah2
1( h)3] 2 a2
1、有基台值模型
• （3）指数模型
C 0 为块金常数。C0 C 为基台值。 C 为拱高。
指数模型的变程为3a。 当 C0 0 时，C1 ，称为标准指数模型。
1、有基台值模型
• （4）高斯模型
(h)C0C(10eh2a2)
h0 h0
C 0 为块金常数。C0 C 为基台值。 C 为拱高。
• 当变异函数 (h在) h大于一定的距离后，并非单调递增，而
在具有一定周期波动时就显示出一种“孔穴效应”。
二、变异函数理论模型的最优拟合
• 根据实验变异函数值，选择合适的理论模型来拟合一条最优的理论变异 函数曲线，最优拟合的过程实质是拟合最优模型的过程。
• 在变异函数理论模型中，除线性模型外，其余都是曲线模型，因此，可 以说地统计学中变异函数最优拟合主要是曲线拟合。
高斯模型的变程为 3 a 。 当 C0 0 时，C1 ，称为标准高斯函数模型。
1、有基台值模型
• （5）线性有基台值模型
C 0 为块金常数。C0 C 为基台值。 C 为拱高。 a为变程。 A 为常数，表示直线的斜率。
2、无基台值模型
• （1）线性无基台值模型
(h)Ac0h
h0 h0
➢基台值不存在，没有变程。
0(h) 表示微观上的变化
1(h) 表示变程为a1=10m时的球状模型
0
h0
1(h)
C1[23
h a1
1(h)3] 2 a1
0ha1
C1
ha1
2(h) 表示变程为a2=100m时的球状模型。
0
h0
2(h)C2[23ah2
1( h)3] 2 a2
济南版八年级上册生物第四章遗传和变异复习doc
夯实基础：
遗传 物质 的基 础
遗传：生物的子代与亲代之间以及子代与子代之间相似的现象 细胞核 是遗传 。 的控制中心 伞藻嫁接实验证明 细胞核是遗传的控制中心 DNA 染色体：主要由蛋白质和ＤＮＡ组成，ＤＮＡ是规则的
双螺旋
结构。
是主要的遗 基因：具有 遗传效应 的ＤＮＡ分子片段，控制着 生物的性状 。 生 传物质 形态结构 性状：生物体的 、 生理特征 和 行为方式 统称为性状。 物 生物的性状 相对性状： 同一 生物体的同一 性状 的不同表现类型。 性状 的 显性基因 控制 显性性状 相对性状 遗 的遗 基因与性状遗传 基因 隐性 隐性性状 基因 传 传 基因与性状的关系：基因控制性状 成对存在 和 人类染色体的数目 体细胞23对 人类染色 生殖细胞：23条 体的传递 变 人类 人类染色体传递过程：通过生殖细胞传递。 的染 异 色体 人类性别的决定 人类染色体的组成：男性：22对+XY 女性; 22对+XX 。 性别决定的规律：X精子和Y精子与卵细胞结合的机会均等。 与性 子代 个体之间存在的差异叫做变异。 变异的类型 概念：把子代与亲代之间以及 别决 可遗传变异和不遗传变异 和意义 类型 1 根据引起变异的原因分为： 定 生物的 根据是否有利于生物生存分为：有利变异和不利变异 变异 意 义：有利于物种的发展和进化 遗传变异在实践中的应用：选择育种、 杂交 育种、 诱变 育种、转基因育种等 人类遗传病 遗传病的概念： 由于基因或染色体 等遗传物质的改变而引起的疾病。分为染色体遗传病和基因遗传病。 人类的基因组： 人类的 全部基因 构成了人类基因组。
.方法归纳：
请根据此题修改《行知天 2.直接运用孟德尔豌豆杂交实验解决实际问题的步骤： 下》P55专题四的第6题。
人教济南版生物八年级第4单元物种的延续第4章生物的遗传与变异知识点总结与复习课件
孟德尔 遗传学的鼻祖,发现了遗传的两个规律, 被称为“现代遗传学之父”。
八年耕耘源于对科学的痴迷，一畦（qi)畦 豌豆蕴藏遗传的秘密。实验设计开辟了研 究的新路，数学统计揭示出遗传的规律。
课堂小结
总结：性状的遗传
生物的性状和相对性状 基因与性状的遗传
遗传图解
课堂练习
１．生物体的性状指的是生物体的（ D ）
男性：22对+XY 女性：22对+XX
卵细胞的类型
22条+X
22对+XX
22条+X
精子的类型
22条+X
22对+XY
22条+Y
小结：
1.人的体细胞中有多少染色体，分哪几大类？
染色体 常染色体 与性别决定无关的染色体 （23对） 性染色体 与性别决定有关的染色体
2.男性和女性染色体有什么相同点和不同点？
第四单元· 物种的延续
遗传物质的基础
阅读课本
1、__遗__传___和_变__异___是生物界普遍存在的自 然现象。 2、各种生物通过__遗__传__变___异__既能使物种的 性状基本上保持稳定，又能向前发展进化。 3、什么叫遗传？
生物学上把子代与亲代以及子代与子代之间 相似的现象，叫做遗传。 4、生物的后代与亲代相似是因为： 生物体内具有决定这些现象的遗传物质。
隐性性状的是（ D ）
Ａ. ＤＤ
Ｂ. ＥＥ
Ｃ. Ｄd
Ｄ. b b
1932年洛杉矶奥运会，波兰选
手斯坦尼斯洛娃•瓦洛斯维奇创 造了女子百米世界纪录，夺取 了金牌。并且，她先后多次创 造女子短跑的世界纪录。她男 人般强壮的身体和低沉的声音 就曾引起许多人的猜疑。后来， 在一次事故中她意外死亡了， 验尸官却宣告：她竟然是男性， 世人一片哗然，直到今天她仍 是田坛上有“争议”的人物， 她到底男还是女？
八年耕耘源于对科学的痴迷，一畦（qi)畦 豌豆蕴藏遗传的秘密。实验设计开辟了研 究的新路，数学统计揭示出遗传的规律。
课堂小结
总结：性状的遗传
生物的性状和相对性状 基因与性状的遗传
遗传图解
课堂练习
１．生物体的性状指的是生物体的（ D ）
男性：22对+XY 女性：22对+XX
卵细胞的类型
22条+X
22对+XX
22条+X
精子的类型
22条+X
22对+XY
22条+Y
小结：
1.人的体细胞中有多少染色体，分哪几大类？
染色体 常染色体 与性别决定无关的染色体 （23对） 性染色体 与性别决定有关的染色体
2.男性和女性染色体有什么相同点和不同点？
第四单元· 物种的延续
遗传物质的基础
阅读课本
1、__遗__传___和_变__异___是生物界普遍存在的自 然现象。 2、各种生物通过__遗__传__变___异__既能使物种的 性状基本上保持稳定，又能向前发展进化。 3、什么叫遗传？
生物学上把子代与亲代以及子代与子代之间 相似的现象，叫做遗传。 4、生物的后代与亲代相似是因为： 生物体内具有决定这些现象的遗传物质。
隐性性状的是（ D ）
Ａ. ＤＤ
Ｂ. ＥＥ
Ｃ. Ｄd
Ｄ. b b
1932年洛杉矶奥运会，波兰选
手斯坦尼斯洛娃•瓦洛斯维奇创 造了女子百米世界纪录，夺取 了金牌。并且，她先后多次创 造女子短跑的世界纪录。她男 人般强壮的身体和低沉的声音 就曾引起许多人的猜疑。后来， 在一次事故中她意外死亡了， 验尸官却宣告：她竟然是男性， 世人一片哗然，直到今天她仍 是田坛上有“争议”的人物， 她到底男还是女？
济南版生物八年级上册 第四单元第四章 生物的遗传和变异 单元测试3
第四单元物种的延续第四章生物的遗传和变异检测题本检测题总分值：100分，时间：60分钟一、选择题〔本大题共25小题，每题2分，共50分。
每题只有一个选项符合题意。
〕1．亲代的许多性状能在子代身上表达的原因是〔〕A．精子和卵细胞中携带着亲代的性状B．精子和卵细胞中携带着控制性状的基因C．总在一起生活，长相就会相像D．父母所有的性状都遗传给了子代2．以下关于染色体的表达中，正确的选项是〔〕A．染色体是生物的主要遗传物质B．每种生物的细胞内染色体的形态和数目都是一定的C．生物体内的染色体数目只要变化不大，就不会导致严重的遗传病D．每条染色体上都有许多个DNA分子3．下面能正确反映所列概念间关系的是〔〕4．以下图是关于遗传知识的概念图，图中代码1、2、3、4依次为〔〕A．染色体、双螺旋构造、遗传信息、基因B．染色体、双螺旋构造、基因、遗传信息C．细胞核、染色体、基因、遗传信息D．细胞核、基因、染色体、遗传信息5．20世纪90年代，我国科学家通过转基因技术将细菌的抗虫基因成功地转移到棉花的受精卵中，培育出抗虫效果明显的棉花新品种。
以上事实说明〔〕A．细胞中的基因具有显性与隐性之分B．生物的性状是由基因控制的C．基因存在于染色体上D．细胞中的基因是成对存在的6．以下关于显性性状和隐性性状的描述，正确的选项是〔〕A．生物体所表现出来的性状都是显性性状B．出现频率高的性状是显性性状，出现频率低的性状是隐性性状C．相对性状有显性和隐性之分D．隐性性状只有在子二代中才能表现出来7．以下生物所获得的变异性状，不可遗传的是〔〕A．经太空育种形成的太空椒体积大、品质优良B ．经杂交育种形成的奶牛产奶量高C ．经转基因形成的超级鼠个体大、生长迅速D ．经充足光照形成的小麦穗大、颗粒饱满、产量高8．以下不属于性状的是〔 〕A ．鱼生活在水中B ．狗体表长长毛C ．青蛙的体表光滑D ．仙人掌的叶特化为刺9．右图为人体体细胞中的一对基因〔B 、b 〕位于一对染色体上的示意图。
八年级生物上册第四单元物种的延续第四章生物的遗传与变异第四节生物的变异课件(新版)济南版
普通甜菜 （2n）
化学药剂
高糖甜菜 （4n）
通过化学药剂诱导染色体数目加倍，而培育出的新品种
观察一种变异现象 ——瓜子大小的变异
• 质量性状： • 同一性状的差异不存在连续性变化，
界限分明，容易区分。可以用文字描述。
豌豆的圆粒和皱粒 兔的白毛和黑毛 人的能卷舌和不能卷舌 水稻的粳、糯 血型
数量性状： 同一性状的差异呈连续状态，界限不清楚，
不易分类。要用数字表示。
人的身高； 棉花的纤维长度； 奶牛的泌乳量
长度 5-7 8-
（毫 米）
10
个数
11- 14- 17- 20- 23- 26- 29- 3213 16 19 22 25 28 31 33
• 4.绘制曲线 • （1）互相参考对方的数据。 • （2）将两种瓜子在一个图中表示出来。 • （3）以果实的长度为x轴，样品的个数为y
轴
（4）可以画成折线图、直方图等。
二、变异的特点
1、变异是普遍存在的
达尔文记载的安 康羊
不同品种的玉米果穗
红眼果蝇和白眼果蝇
2、变异是不定向的 绝大多数变异对生物来说是不利的；少数是
有利的，还有一些既无害也无利。 3、变异可分为两类
可遗传变异： 遗传物质
不可遗传变异： 环境条件
三、人类应用遗传变异原理培育新品种
实例1：良种选育
姐妹俩
一、变异是普遍存在的
各种相对性状都是通过变异产生的
番茄的红果和黄果
豌豆的圆粒和皱粒
观察一种变异现象
观察实验材料，两个品种的瓜子有哪些差异？
瓜子底色有黑白之分，瓜子有大小之分 同一个品种瓜子的大小有没有差异？
瓜子颜色的区分和瓜子大小的区分哪个容易？为什么？
化学药剂
高糖甜菜 （4n）
通过化学药剂诱导染色体数目加倍，而培育出的新品种
观察一种变异现象 ——瓜子大小的变异
• 质量性状： • 同一性状的差异不存在连续性变化，
界限分明，容易区分。可以用文字描述。
豌豆的圆粒和皱粒 兔的白毛和黑毛 人的能卷舌和不能卷舌 水稻的粳、糯 血型
数量性状： 同一性状的差异呈连续状态，界限不清楚，
不易分类。要用数字表示。
人的身高； 棉花的纤维长度； 奶牛的泌乳量
长度 5-7 8-
（毫 米）
10
个数
11- 14- 17- 20- 23- 26- 29- 3213 16 19 22 25 28 31 33
• 4.绘制曲线 • （1）互相参考对方的数据。 • （2）将两种瓜子在一个图中表示出来。 • （3）以果实的长度为x轴，样品的个数为y
轴
（4）可以画成折线图、直方图等。
二、变异的特点
1、变异是普遍存在的
达尔文记载的安 康羊
不同品种的玉米果穗
红眼果蝇和白眼果蝇
2、变异是不定向的 绝大多数变异对生物来说是不利的；少数是
有利的，还有一些既无害也无利。 3、变异可分为两类
可遗传变异： 遗传物质
不可遗传变异： 环境条件
三、人类应用遗传变异原理培育新品种
实例1：良种选育
姐妹俩
一、变异是普遍存在的
各种相对性状都是通过变异产生的
番茄的红果和黄果
豌豆的圆粒和皱粒
观察一种变异现象
观察实验材料，两个品种的瓜子有哪些差异？
瓜子底色有黑白之分，瓜子有大小之分 同一个品种瓜子的大小有没有差异？
瓜子颜色的区分和瓜子大小的区分哪个容易？为什么？
浅谈机械设计基础与学生创新思维的培养
一
类 设计 ，都需要遵循一些共 同的设计 原则 ：创新原则、可 实质上是产 品性能和质量的竞争，企业只有不断推 出适销对 靠性原则 、效益原则和审核原则 。 路的高功能产品，并在生产中不断提高产 品质量，降低产品 创新是个大概念 ，机械创新在动力学意义上等同于机构 成本 ，才能在激烈 的市场竞争中求 得生存和发展。作为今后 创新 。第 四章第四节 中关于机构的演化 实际上就属于创新 ， 企业 一员 的学生， 必须做好 方方面面 的事情， 想企业之所想 ， 它包括机构运动副的演化与变异、机构构件 的变异及机 构的 急企业之所急，才 能打牢基础 ；更好地充实 自己，成为一名 机架变换等。 这部分内容要重点介绍，同时要 自制几套机构， 真 正的设计师。 ． 用实物和理论相 结合 的形式 向学生灌输创新理念，鼓励大家
２ ．改进 教 学方 法 ，抓 住 主要 内容 推 导 过 程 ： 由 图可 知 ：
作 图 说 明 ：Ａ 点 为 齿 条 齿 项线 与 公 法 线 的 交 点 ，Ｐ点 为 分度
２１ 改 变 部就班的教学方式，合 理安排教ห้องสมุดไป่ตู้学内容 ． ． 按 教师可在开课之初用实物说话，把本应在课程 结束后进
该课程 的主要 内容。但在教学过程 中发现 ，情况并不乐观 。
件等较抽象 的内容具体化，使学生易于接受 。 教师可采用多媒体手段，制作高质量的课件 ，将 晦涩难
学 生在学习过程中普遍感 觉有难度 ，太抽象 ，不 易掌握 ，缺 懂的抽象 的内容具体化。例如在讲解齿轮根切现象时 ，将齿 乏兴趣 。有 鉴于此 ，教师应积极总结教学经验和 体会 ，不断 轮与齿条做成动画形式，使学生对该现象 出现的条件一 目了 改进教学方法，变抽 象为具体，变难掌握为 易掌握 。 然，这时介绍公式推导就能起 到事半功倍的效果。
类 设计 ，都需要遵循一些共 同的设计 原则 ：创新原则、可 实质上是产 品性能和质量的竞争，企业只有不断推 出适销对 靠性原则 、效益原则和审核原则 。 路的高功能产品，并在生产中不断提高产 品质量，降低产品 创新是个大概念 ，机械创新在动力学意义上等同于机构 成本 ，才能在激烈 的市场竞争中求 得生存和发展。作为今后 创新 。第 四章第四节 中关于机构的演化 实际上就属于创新 ， 企业 一员 的学生， 必须做好 方方面面 的事情， 想企业之所想 ， 它包括机构运动副的演化与变异、机构构件 的变异及机 构的 急企业之所急，才 能打牢基础 ；更好地充实 自己，成为一名 机架变换等。 这部分内容要重点介绍，同时要 自制几套机构， 真 正的设计师。 ． 用实物和理论相 结合 的形式 向学生灌输创新理念，鼓励大家
２ ．改进 教 学方 法 ，抓 住 主要 内容 推 导 过 程 ： 由 图可 知 ：
作 图 说 明 ：Ａ 点 为 齿 条 齿 项线 与 公 法 线 的 交 点 ，Ｐ点 为 分度
２１ 改 变 部就班的教学方式，合 理安排教ห้องสมุดไป่ตู้学内容 ． ． 按 教师可在开课之初用实物说话，把本应在课程 结束后进
该课程 的主要 内容。但在教学过程 中发现 ，情况并不乐观 。
件等较抽象 的内容具体化，使学生易于接受 。 教师可采用多媒体手段，制作高质量的课件 ，将 晦涩难
学 生在学习过程中普遍感 觉有难度 ，太抽象 ，不 易掌握 ，缺 懂的抽象 的内容具体化。例如在讲解齿轮根切现象时 ，将齿 乏兴趣 。有 鉴于此 ，教师应积极总结教学经验和 体会 ，不断 轮与齿条做成动画形式，使学生对该现象 出现的条件一 目了 改进教学方法，变抽 象为具体，变难掌握为 易掌握 。 然，这时介绍公式推导就能起 到事半功倍的效果。
机械创新设计智慧树知到答案章节测试2023年上海理工大学
第一章测试1.国产大飞机的设计为机械创新设计的（）。
A:反求设计B:经验设计C:开发设计D:变异设计答案:C2.开发设计具有开创性和探索性，其设计风险较大。
A:错B:对答案:B3.机械的创造发明大多属于机械机构方案的创新设计。
A:错B:对答案:A4.机械创新设计有高低层次之分，这可用创新度来衡量。
A:对B:错答案:A5.机械创新设计的类型主要有，开发设计，变异设计，反求设计。
A:对B:错答案:A6.机械创新设计的特征是，独创性，实用性，多方案优选。
A:错B:对答案:B第二章测试1.从工作机理上来说潜水艇设计采用的思维方式为（）。
A:灵感思维B:抽象思维C:逆向思维D:类比思维答案:D2.分割原理包含以下几个部分：（）。
A:增加物体相互独立部分的程度B:把物体分成容易组装和拆卸的部分C:都是D:把一个物体分成相互独立的部分答案:C3.被誉为TRIZ之父的阿奇舒勒是（）科学家。
A:日本B:英国C:美国D:俄国答案:D4.“网球拍减轻总体重量，增加头部重量，以保持击球力量”体现了（）。
A:各性能参数的协调B:结构上的协调C:提高柔性法则D:工作节奏/频率上的协调答案:A5.发明原理1“分割”的效能是（）。
A:消除有害作用B:提高系统效率C:提高系统协调性D:改善操作和控制答案:C6.“炮管直径必须足够大以使一个个的炮弹容易射出，但同时又必须是足够小以免火药爆炸推力的泄露”属于（）。
A:基于条件的分离B:整体与部分的分离C:时间分离D:空间分离答案:D7.系统分析法包含以下哪几类方法（）A:设问探求法B:特性列举法C:形态分析法D:缺点列举法答案:ABCD8. TRIZ理论核心思想，主要有（）。
A:冲突B:40条创新原理C:专业理论基础D:技术系统进化法则答案:ABD9.冲突矩阵是由39个（）与39个( )构成的矩阵。
A:恶化参数B:负向参数C:正向参数D:改善参数答案:AD10.抽象思维的思维材料侧重于语言、思维推力、数字、符号。
机构的创新设计
3） 利用瞬心线构造等效代换
3） 利用瞬心线构造等效代换
第3讲 机构变异设计与创新
1. 运动副的变异与演化 2. 构件的变异与演化 3. 机构的倒置与扩展 4. 机构的等效代换 5. 运动原理的移植
1） 差动原理的移植
1） 差动原理的移植
2）谐波传动的移植
i =-Z1/(Z2-Z1)
作业
2. 运动副元素形状的变异
第3讲 机构变异设计与创新
1. 运动副的变异与演化 2. 构件的变异与演化 3. 机构的倒置与扩展 4. 机构的等效代换 5. 运动原理的移植
1 构件的拆分与合并
·
1 构件的拆分与合并
1 构件的拆分与合并
2 改变构件的形状与尺寸
联轴器 其他： ✓ 凸轮的形状：盘状、圆柱状、圆锥状、平板状等 ✓ 齿轮的形状：圆柱形、圆锥形、扇形、非圆形等
2. 运动副元素形状的变异
2. 运动副元素形状的变异
运动副的替代
2. 运动副元素形状的变异
① 为了减小蜗杆传动工作时齿面间的磨损，图1采用圆柱滚子 活齿代替蜗轮上的固定齿；
② 图2是采用圆锥滚子活齿代替固定齿。使机构传动效率得到 提高。该机构在汽车转向器中得到广泛应用。
③ 图3机构仿照滚动螺旋传动的原理，在蜗杆上嵌入钢球，变 滑动摩擦为滚动摩擦。以提高传动效率。
第3讲 机构的创新设计1 —机构变异设计与创新
机构的变异与演化是以一个现有机构为原 始机构，在此基础上对其进行某些结构的 改变或变换，而演化成一种功能不同或性 能改进的新机构。
第3讲 机构变异设计与创新
1. 运动副的变异与演化 2. 构件的变异与演化 3. 机构的倒置与扩展 4. 机构的等效代换 5. 运动原理的移植
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第四章机构演化变异与
第4章机构的演化、变异与创新设计
3、机构演化与变异的示例说明
以曲柄滑块机构为基本机构
B C
A
转动副B扩大
机架变换
B
演
化
变异
曲柄滑块机构
曲柄滑块机构
C
A
演化
曲柄滑块机构 第四章机构演化转变异动与 导杆机构
第4章机构的演化、变异与创新设计
二、机构演化、变异与机构创新设计
1、机构演化方法：
第4章机构的演化、变异与创新设计
6、创新实例分析
Z1、Z2、Z3为定轴轮系，固定齿轮Z1，得到一个行星轮系 固定齿轮Z3，又可得到一个行星轮系，这时可得到三种不 同的传动比。这是行星传动变速的基本原理。
第四章机构演化变异与
第4章机构的演化、变异与创新设计
第二节 构件形状变异与创新设计
一、杆状构件的尺寸演化与变异 二、块状构件的演化与变异 三、避免构件之间的运动干涉 四、满足特定的工作要求
第四章机构演化变异与
第4章机构的演化、变异与创新设计
第三节 运动副的演化、变异与创新设计
一、转动副的变异设计 二、移动副的变异设计
第四章机构演化变异与
第4章机构的演化、变异与创新设计
一、转动副的变异设计
偏心盘机构
第四章机构演化变异与
转动副的尺寸变化
第4章机构的演化、变异与创新设计
铰链四杆机构ABCD的转动副尺寸扩大
第四章机构演化变异与
第4章机构的演化、变异与创新设计
一、杆状构件的尺寸演化与变异
转动导杆机构机架AB尺寸加大,得到摆动导杆机构
第四章机构演化变异与
第4章机构的演化、变异与创新设计
二、块状构件的演化与变异
双转块机构
十字滑块连轴器
第四章机构演化变异与
第4章机构的演化、变异与创新设计
三、避免构件之间的运动干涉
B
A
C
启闭公交车门的曲柄滑块机构中，为避免曲柄 与启闭机构箱体发生碰撞，把曲柄做成弯臂状
第四章机构演化变异与
第4章机构的演化、变异与创新设计
四、满足特定的工作要求
杆块形状变异 摆块机构ABC，块3作成杆状，杆状构件2作成
块状，得到图示摆动导杆机构。
插齿机
牛头刨床
第四章机构演化变异与
第4章机构的演化、变异与创新设计 曲柄滑块机构中构件形状变异
第四章机构演化变异与
第4章机构的演化、变异与创新设计
（5）凸轮机构的机架变换
转
动
直
动
从
动
件
盘
形
凸
轮
直动从动件盘形凸轮机构
第四章机构演化变异与
机 构
第4章机构的演化、变异与创新设计
（6
A
B
A:拨盘自转,槽轮间歇自转
B:槽轮随系杆公转,又做间歇性自转
第四章机构演化变异与
一、低副机构的机架变化 1、四杆机构的机架变换 2、一个移动副四杆机构的机架变换（曲柄滑
块） 3、两个移动副四杆机构的机架变换 二、高副机构的机架变化
第四章机构演化变异与
第4章机构的演化、变异与创新设计
一、低副机构的机架变换
(1)铰链四杆机构
C
C
C
B
B
B
A
DA
D
曲柄摇杆机构
双曲柄机构
第四章机构演化变异与
（1）改变机构中的机架（以不同的构件作为机架）
（2）改变机构中运动副的性质（高副与低副的演化）
（3）改变机构中构件的尺寸
C
2
B
3
1
A
4
D
曲柄摇杆机构
C
2
B
3
1
A
4
D
双曲柄机构
第四章机构演化变异与
第4章机构的演化、变异与创新设计
2、机构变异方法：
（1）改变机构中运动副的尺寸 （2）改变机构中运动副的形状
第4章机构的演化、变异与创新设计
第四章 机构的演化、变异与创新设计
前言 机构演化与变异的概念 第一节 机架变换与创新设计 第二节 构件形状变异与创新设计 第三节 运动副形状变异与创新设计 第四节 运动副等效代换与创新设计
第四章机构演化变异与
第4章机构的演化、变异与创新设计
前言 机构的演化与变异的概念
第4章机构的演化、变异与创新设计
四杆 机构种类繁多，但是都可看作由铰链四杆 通过机架变换、运动副变换和尺寸变换演化而 出的。 上述转换方法也可应用到其他机构的演化中。
第四章机构演化变异与
第4章机构的演化、变异与创新设计
（4）齿轮机构的机架变换
z1
o2
H
z2
o1
z1
o2
H
z2
o1
定轴齿轮机构
行星齿轮机构
旋 转 式 水 泵
图4-12 c第四章机构演化变异与
第4章机构的演化、变异与创新设计 机构演化实例
曲 柄 滑 块 泵
图4-12 d
第四章机构演化变异与
第4章机构的演化、变异与创新设计
二、移动副的变异设计
曲柄滑块机构ABC的变异
移 动 滑 块 的 扩 大
B处转动副尺寸扩大,C处转动副尺寸扩大。 滑块尺寸第与四章形机构状演化变变异化与 （中空）
该变异增强了 强度和刚度
转动副B的尺寸扩大包括A ,转动副C的尺寸扩大包括B 转动副D的尺寸扩大包括C
第四章机构演化变异与
第4章机构的演化、变异与创新设计
机构演化实例 旋转式水泵由相位依次相差90°的四个双曲柄机构组成。当原 动曲柄1作等角速度转动时，连杆2带动从动曲柄3作周期性变 速转动，因此相邻两从动曲柄（隔板）间的夹角也周期性变化。 转到右边时，相邻二隔板间的夹角及容积增大，形成真空，于 是从进水口吸水；转到左边时，相邻二隔板的夹角及容积变小， 压力升高，从出水口排水，从而起到泵水的作用
B C
A
还是曲柄滑块机构
第四章机构演化变异与
第4章机构的演化、变异与创新设计
3、机构演化与变异的差别 相同点：都是首先选定以某一基本机构为原始机
构。 区别： 机构演化变换后可得到具有不同性质的
新机构；机构变异后得到的机构类型不 改变。
第四章机构演化变异与
第4章机构的演化、变异与创新设计
第一节 机架变换与创新设计
A
D
双摇杆机构
第B 4章机构的演化、变异与创新设计
C A
曲柄滑块机构
B C
A B C
A B
(2) 曲 转动导杆机构 柄 滑 块 曲柄摇块机构 机 构
C
移动导杆机构
A
第四章机构演化变异与
第4章机构的演化、变异与创新设计
(3)含有两个移动副的四杆机构
双滑块机构
双转块机构
正弦机构
B
B
B
B
A
A
A
A
第四章机构演化变异与
一、机构演化与变异的概念 1、机构的演化
以某一基本机构为原始机构，对其机架、运 动副和构件尺寸等进行变换，从而设计出具有不 同功用的新机构的过程，称为机构的演化。
第四章机构演化变异与
第4章机构的演化、变异与创新设计
2、机构的变异 以某一基本机构为原始机构，对其运
动副性质、形状或尺寸进行变换，在不 改变机构类型的前提下达到改善或提高 机构传力性能的机构设计过程，称为机 构的变异。
第4章机构的演化、变异与创新设计
3、机构演化与变异的示例说明
以曲柄滑块机构为基本机构
B C
A
转动副B扩大
机架变换
B
演
化
变异
曲柄滑块机构
曲柄滑块机构
C
A
演化
曲柄滑块机构 第四章机构演化转变异动与 导杆机构
第4章机构的演化、变异与创新设计
二、机构演化、变异与机构创新设计
1、机构演化方法：
第4章机构的演化、变异与创新设计
6、创新实例分析
Z1、Z2、Z3为定轴轮系，固定齿轮Z1，得到一个行星轮系 固定齿轮Z3，又可得到一个行星轮系，这时可得到三种不 同的传动比。这是行星传动变速的基本原理。
第四章机构演化变异与
第4章机构的演化、变异与创新设计
第二节 构件形状变异与创新设计
一、杆状构件的尺寸演化与变异 二、块状构件的演化与变异 三、避免构件之间的运动干涉 四、满足特定的工作要求
第四章机构演化变异与
第4章机构的演化、变异与创新设计
第三节 运动副的演化、变异与创新设计
一、转动副的变异设计 二、移动副的变异设计
第四章机构演化变异与
第4章机构的演化、变异与创新设计
一、转动副的变异设计
偏心盘机构
第四章机构演化变异与
转动副的尺寸变化
第4章机构的演化、变异与创新设计
铰链四杆机构ABCD的转动副尺寸扩大
第四章机构演化变异与
第4章机构的演化、变异与创新设计
一、杆状构件的尺寸演化与变异
转动导杆机构机架AB尺寸加大,得到摆动导杆机构
第四章机构演化变异与
第4章机构的演化、变异与创新设计
二、块状构件的演化与变异
双转块机构
十字滑块连轴器
第四章机构演化变异与
第4章机构的演化、变异与创新设计
三、避免构件之间的运动干涉
B
A
C
启闭公交车门的曲柄滑块机构中，为避免曲柄 与启闭机构箱体发生碰撞，把曲柄做成弯臂状
第四章机构演化变异与
第4章机构的演化、变异与创新设计
四、满足特定的工作要求
杆块形状变异 摆块机构ABC，块3作成杆状，杆状构件2作成
块状，得到图示摆动导杆机构。
插齿机
牛头刨床
第四章机构演化变异与
第4章机构的演化、变异与创新设计 曲柄滑块机构中构件形状变异
第四章机构演化变异与
第4章机构的演化、变异与创新设计
（5）凸轮机构的机架变换
转
动
直
动
从
动
件
盘
形
凸
轮
直动从动件盘形凸轮机构
第四章机构演化变异与
机 构
第4章机构的演化、变异与创新设计
（6
A
B
A:拨盘自转,槽轮间歇自转
B:槽轮随系杆公转,又做间歇性自转
第四章机构演化变异与
一、低副机构的机架变化 1、四杆机构的机架变换 2、一个移动副四杆机构的机架变换（曲柄滑
块） 3、两个移动副四杆机构的机架变换 二、高副机构的机架变化
第四章机构演化变异与
第4章机构的演化、变异与创新设计
一、低副机构的机架变换
(1)铰链四杆机构
C
C
C
B
B
B
A
DA
D
曲柄摇杆机构
双曲柄机构
第四章机构演化变异与
（1）改变机构中的机架（以不同的构件作为机架）
（2）改变机构中运动副的性质（高副与低副的演化）
（3）改变机构中构件的尺寸
C
2
B
3
1
A
4
D
曲柄摇杆机构
C
2
B
3
1
A
4
D
双曲柄机构
第四章机构演化变异与
第4章机构的演化、变异与创新设计
2、机构变异方法：
（1）改变机构中运动副的尺寸 （2）改变机构中运动副的形状
第4章机构的演化、变异与创新设计
第四章 机构的演化、变异与创新设计
前言 机构演化与变异的概念 第一节 机架变换与创新设计 第二节 构件形状变异与创新设计 第三节 运动副形状变异与创新设计 第四节 运动副等效代换与创新设计
第四章机构演化变异与
第4章机构的演化、变异与创新设计
前言 机构的演化与变异的概念
第4章机构的演化、变异与创新设计
四杆 机构种类繁多，但是都可看作由铰链四杆 通过机架变换、运动副变换和尺寸变换演化而 出的。 上述转换方法也可应用到其他机构的演化中。
第四章机构演化变异与
第4章机构的演化、变异与创新设计
（4）齿轮机构的机架变换
z1
o2
H
z2
o1
z1
o2
H
z2
o1
定轴齿轮机构
行星齿轮机构
旋 转 式 水 泵
图4-12 c第四章机构演化变异与
第4章机构的演化、变异与创新设计 机构演化实例
曲 柄 滑 块 泵
图4-12 d
第四章机构演化变异与
第4章机构的演化、变异与创新设计
二、移动副的变异设计
曲柄滑块机构ABC的变异
移 动 滑 块 的 扩 大
B处转动副尺寸扩大,C处转动副尺寸扩大。 滑块尺寸第与四章形机构状演化变变异化与 （中空）
该变异增强了 强度和刚度
转动副B的尺寸扩大包括A ,转动副C的尺寸扩大包括B 转动副D的尺寸扩大包括C
第四章机构演化变异与
第4章机构的演化、变异与创新设计
机构演化实例 旋转式水泵由相位依次相差90°的四个双曲柄机构组成。当原 动曲柄1作等角速度转动时，连杆2带动从动曲柄3作周期性变 速转动，因此相邻两从动曲柄（隔板）间的夹角也周期性变化。 转到右边时，相邻二隔板间的夹角及容积增大，形成真空，于 是从进水口吸水；转到左边时，相邻二隔板的夹角及容积变小， 压力升高，从出水口排水，从而起到泵水的作用
B C
A
还是曲柄滑块机构
第四章机构演化变异与
第4章机构的演化、变异与创新设计
3、机构演化与变异的差别 相同点：都是首先选定以某一基本机构为原始机
构。 区别： 机构演化变换后可得到具有不同性质的
新机构；机构变异后得到的机构类型不 改变。
第四章机构演化变异与
第4章机构的演化、变异与创新设计
第一节 机架变换与创新设计
A
D
双摇杆机构
第B 4章机构的演化、变异与创新设计
C A
曲柄滑块机构
B C
A B C
A B
(2) 曲 转动导杆机构 柄 滑 块 曲柄摇块机构 机 构
C
移动导杆机构
A
第四章机构演化变异与
第4章机构的演化、变异与创新设计
(3)含有两个移动副的四杆机构
双滑块机构
双转块机构
正弦机构
B
B
B
B
A
A
A
A
第四章机构演化变异与
一、机构演化与变异的概念 1、机构的演化
以某一基本机构为原始机构，对其机架、运 动副和构件尺寸等进行变换，从而设计出具有不 同功用的新机构的过程，称为机构的演化。
第四章机构演化变异与
第4章机构的演化、变异与创新设计
2、机构的变异 以某一基本机构为原始机构，对其运
动副性质、形状或尺寸进行变换，在不 改变机构类型的前提下达到改善或提高 机构传力性能的机构设计过程，称为机 构的变异。