114平面杆系结构的分类
平面四杆机构类型介绍课件
03
应用：汽车转向机构、自行车脚踏板机构等
04
优点：结构简单，运动可靠，易于实现各种运动规律
双摇杆机构
组成：两个摇杆和 一个连杆 1
特点：结构简单，运 动灵活，但运动轨迹 4 复杂，设计难度较大
运动：两个摇杆 2 可以同时摆动，
连杆随之运动
应用：汽车转向 3 系统、飞机起落
架等
3
平面四杆机构的 应用
构
05
平行四杆机构：由四个平行杆组成的机构
06
空间四杆机构：由四个空间杆组成的机构
平面四杆机构的特点
由四个构件组成，其中至少有一个构件是活 动构件 构件之间通过转动副或移动副连接
机构的运动是通过构件之间的相对运动实现 的
机构的运动具有确定的运动规律，可以通过 分析机构的几何关系和运动学原理来研究
2
平面四杆机构的 类型
曲柄摇杆机构
02
03
04
优点：结构简单、运动 平稳、易于控制和实现 自动化
应用：广泛应用于各种 机械设备中，如汽车、 飞机、船舶等
特点：曲柄和摇杆的 运动轨迹为圆弧
01
组成：曲柄、摇杆、 连杆和机架
双曲柄机构
01
组成：两个曲柄和一个连杆
02
特点：两个曲柄可以同时转动，连杆只能做摆动运动
能满足强度要求
设计合理的传动比，
2
避免过大的传动比导
致机构过载
优化结构设计，减少
3
应力集中和疲劳破坏
满足加工工艺要求
01
04
设计机构时，要考虑到成 本控制的要求，如采用何 种材料、加工方法等。
03
设计机构时，要考虑到维 修工艺的要求，如采用何 种维修方法、维修工具等。
平面杆系结构的分类
平面杆系结构的分类平面杆系结构是指由平面杆件组成的结构体系。
根据杆件连接方式和受力情况的不同，平面杆系结构可以分为以下几类：平面刚架、平面刚架加强杆、平面桁架、平面刚架加强桁架和平面刚架加强框架。
1. 平面刚架：平面刚架是由多个杆件和节点组成的平面结构，在平面内保持刚性。
杆件与节点的连接方式可以是铰接连接或者刚性连接。
平面刚架的杆件在平面内只受拉压力，不受弯矩和剪力作用。
平面刚架常用于建筑物的墙体结构、屋架结构等。
2. 平面刚架加强杆：平面刚架加强杆是在平面刚架的基础上增加了斜杆，用来增加结构的稳定性和承载能力。
斜杆可以减小杆件的长度，降低压力，使结构更加牢固。
平面刚架加强杆常用于大跨度的桥梁、大型建筑物的屋架结构等。
3. 平面桁架：平面桁架是由多个杆件和节点组成的平面结构，杆件呈三角形排列。
平面桁架的杆件在平面内既受拉压力，也受弯矩和剪力作用。
平面桁架具有较好的刚度和承载能力，常用于桥梁、建筑物的屋架结构等。
4. 平面刚架加强桁架：平面刚架加强桁架是在平面刚架的基础上增加了桁架，用来进一步增加结构的稳定性和承载能力。
桁架一般位于平面刚架的上部或下部，起到加强结构的作用。
平面刚架加强桁架常用于高层建筑、大跨度的空间结构等。
5. 平面刚架加强框架：平面刚架加强框架是在平面刚架的基础上增加了框架结构，用来进一步增加结构的稳定性和承载能力。
框架结构一般位于平面刚架的外部，起到加强结构的作用。
平面刚架加强框架常用于高层建筑、大型工业厂房等。
平面杆系结构根据杆件连接方式和受力情况的不同可以分为平面刚架、平面刚架加强杆、平面桁架、平面刚架加强桁架和平面刚架加强框架。
不同类型的平面杆系结构在工程实践中有着广泛的应用，能够满足不同工程项目的结构要求。
对于工程师和建筑设计者来说，了解和熟悉这些结构类型的特点和适用范围，对于设计和施工工作具有重要意义。
平面杆系结构的分类
等待就是浪费青春
制：张启才
1.7 平面杆系结构的分类
（1）梁 ：杆件轴线为直线。单跨梁、多跨梁 受力点：受弯构件。 （2）拱：由曲杆构成。 受力特点：竖向荷载作用下，支座产生水平反力。 （3）刚架：梁、柱组成。具有刚结点。 （4）桁架：直杆用铰链连接组成的结构。 （5）组合结构：桁架和梁或刚架组合在一起形成的结构。 含有组合结点。
1、不要漏画力 除重力、电磁力外，物体之间只有通过接触才有相互机械 作用力，要分清研究对象（受力体）都与周围哪些物体 （施力体）相接触，接触处必有力，力的方向由约束类型 而定。
要注意力是物体之间的相互机械作用。因此对于受力体所受的 2、不要多画力
每一个力，都应能明确地指出它是哪一个施力体施加的。
3、不要画错力的方向 约束反力的方向必须严格地按照约束的类型来画，不能单凭直观或根据 主动力的方向来简单推想。在分析两物体之间的作用力与反作用力时， 要注意，作用力的方向一旦确定，反作用力的方向一定要与之相反，不 要把箭头方向画错。未知力不能判定实际方向的先假设方向，经计算结 果为正时假设方向就是实际方向，为负时假设方向与实际方向相反。
1 3
梁 受弯构件 其轴线通常为直线
可以是单跨线 力学特点是在竖向荷载作用下有水平支座反力
3
刚架 由直杆组成 其结点通常为刚结点
4 3
桁架 由直杆组成 所有结点都为铰结点
5 3
组合结构 是桁架和梁或刚架组合一起形成的结构
三、画受力图应注意的问题
线方向，即指向圆心c。注意这里不是沿杆 轴方向。
NF
• • • •
习题2－1（d）， 指出受力图中的错误和不妥之处。 受力图见教材15页。 受力图中的错误和不妥之处： （1）如整体受力图所示，Xc、Yc应视为作用于c点的集中 力（主动力）。 但如本图分析，Xc、Yc表示的是内力，所以原图中不应 画 （2）本图中Yc、Yc’为作用力与反作用力，应设为相反方 向； Xc、Xc’所设方向正确，但Xc画在杆右侧更准确。
分析平面四杆机构的类型
分析平面四杆机构的类型O O C中国大学M O O C 中国大学M O O C 中国大学M O O C中国大学M O O C中国大学M O O C 中国大学M O O C 中国大学M O O C中国大学MO O C中国大学M O O C中国大学M OO C中国大学M OO C中国大学MO O C中国大学MOOC中国大学MO O C中国大学M OO C中国大学MOO C 中国大学M O O C 中国大学M OO C 中国大学M OO C中国大学MOOC中国大学M OOC中国大学M OO C中国大学M OO C中国大学MOO C中国大学M OO C中国大学M OO C中国大学M OO C中国大学MOO C 中国大学M OO C 中国大学M OO C中国大学M OO C中国大学M内容1 平面连杆机构概述2 铰链四杆机构的组成3铰链四杆机构的基本形式4铰链四杆机构的演化O O C中国大学M O O C 中国大学M O O C 中国大学M O O C 中国大学M O O C中国大学M O O C中国大学M O O C中国大学M O O C中国大学MO O C中国大学M O O C中国大学M OO C中国大学M OO C中国大学MO O C中国大学MOOC中国大学M O O C中国大学M O O C中国大学MOOC中国大学M O OC 中国大学M O O C 中国大学M OO C中国大学MOOC中国大学M OOC中国大学M OO C中国大学M OO C中国大学MOO C中国大学M OO C中国大学M OO C中国大学M OO C中国大学MOO C 中国大学M OO C 中国大学M OO C 中国大学M OO C中国大学M6-1分析平面四杆机构的类型平面连杆机构是由若干个构件通过低副联接而成的机构， 又称为平面低副机构。
由四个构件通过低副联接而成的平面连杆机构，称为四杆机构。
如果所有低副均为转动副，这种四杆机构就称为铰链四杆机构。
平面四杆机构的类型特点及应用概念
平面四杆机构的类型特点及应用概念平行四杆机构的特点是固定杆和活动杆平行且相等长度，其中两个固定连接点和两个活动连接点分别位于固定杆的两端和活动杆的两端。
它的运动可以实现平行移动，适用于汽车悬挂系统、工艺机械等领域。
正交四杆机构的特点是固定杆和活动杆相交且相等长度，其中两个固定连接点和两个活动连接点分别位于固定杆的两端和活动杆的两端。
它的运动可以实现直线运动，适用于推动机械、绞车等领域。
菱形四杆机构的特点是固定杆和活动杆两两相交且相等长度，其中两个固定连接点和两个活动连接点分别位于固定杆的两端和活动杆的两端。
它的运动可以实现平行移动和旋转运动，适用于啮合机构、制造机械等领域。
推动机构的特点是固定杆和活动杆两两平行且相等长度，其中两个固定连接点和两个活动连接点分别位于固定杆的两端和活动杆的两端。
它的运动可以实现直线运动，适用于传动机构、物料输送机械等领域。
平面四杆机构的应用非常广泛。
它可以用于制造机械、工艺机械、汽车悬挂系统、绞车、传动机构、物料输送机械等领域。
在制造机械中，平面四杆机构常用于构建精密机床，如铣床、钻床等。
在工艺机械中，平面四杆机构常用于构建织机、纺机等。
在汽车悬挂系统中，平面四杆机构可以实现汽车悬挂系统的运动，提高汽车悬挂性能。
在绞车中，平面四杆机构可以用于提升和绞丝等工作。
在传动机构中，平面四杆机构可以用于实现直线传动和转动传动。
在物料输送机械中，平面四杆机构可以用于实现物料的输送和分拨。
总之，平面四杆机构具有多种类型和特点，适用于多个领域的应用。
它可以实现复杂的运动轨迹，广泛应用于制造机械、工艺机械、汽车悬挂系统、绞车、传动机构、物料输送机械等领域。
平面四杆机构的基本类型
平面四杆机构是一种常见的机械结构，由四个连杆组成，可以实现转动和传递力量。
根据其连杆排列方式和运动特点，平面四杆机构可以分为以下几种基本类型：
四杆平行机构：四个连杆平行排列的机构，常见的形式是平行四边形。
四杆平行机构具有简单结构和稳定性好的特点，在工程和机械设计中广泛应用。
四杆平行滑块机构：四个连杆中有一个是滑块，可以在平面内作直线运动。
这种机构常见的应用是在平面上实现直线运动，如印刷机的工作台。
四杆旋转机构：四个连杆可以围绕一个固定点旋转，形成一个封闭的轨迹。
这种机构常见的形式是摇杆机构或曲柄摇杆机构，常用于发动机的活塞运动转化为旋转运动。
四杆转动滑块机构：四个连杆中有一个是滑块，可以在平面内作转动运动。
这种机构常见的应用是实现旋转运动和直线运动的转换，如某些机床的进给机构。
这些基本类型的平面四杆机构都具有不同的运动特点和应用场景。
根据具体的工程需求和设计要求，可以选择合适的平面四杆机构类型，并进行优化和改进，以满足特定的运动和力学要求。
建筑力学：杆系结构的分类
（五）组合结构 ——由桁架和梁或桁架与刚架组合而成的一种结构。
桁架杆产生轴向拉压变形 梁式或刚架杆主要承受弯曲变形
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杆系结构的分类
目录
杆件变形的基本形式 杆系结构的分类
杆件变形的 基本形式
（一）轴向拉伸和压缩
受力特点：一对大小相等、方向相反、沿杆轴线作用的外力 变形特点：主要是沿杆轴线方向的伸长或缩短。
轴向拉伸
轴向压缩
（二）剪切
受力特点：一对大小相等、方向相反、作用线平行且相距很近 沿垂直于杆轴线方向作用的外力 变形特点：杆件的横截面沿外力的方向发生相对错动 （三）扭转 受力特点：一对大小相等、转向相反、作用面垂直于轴线的外力偶 变形特点：横截面绕轴线相对转动。
单跨梁
多跨梁
（二）刚架 ——由多根直杆组成的具有刚结点的结构。各以有部分铰结点。
（三）桁架 ——由直杆组成，所有结点均为铰结点， 所有荷载均是作用在结点上的集中荷载。 桁架中所有的杆件都是二力杆。
（四）拱 ——轴线为曲线，且在竖向荷载作用下会产生水平反力（推力）。
（四）弯曲 受力特点：一对大小相等、转向相反、作用面垂直于横截面的外力偶 或垂直于杆轴线的横向外力。 变形特点：杆件的轴线由直线变为曲线
工程实际中的杆件可能只发生某一种基本变形 也可能同时发生两种或两种以上基本变形形式的组合——组合变形
杆系结构的分类
（一）梁 ——受弯构件，其轴线通常为直线。 有单跨梁和多跨梁
平面四杆机构知识整理
《平面四杆机构》知识整理1.平面连杆机构：由一些刚性构件用转动副和移动副相互连接而组成的在同一平面或相互平行平面内运动的机构。
平面连杆机构：实现较为复杂的平面运动，用于动力的传递或改变运动形式。
最常用的平面连杆机构是具有四个构件(包括机架)的低副机构，称为四杆机构。
2.铰链四杆机构：构件间用四个转动副相连的平面四杆机构。
铰链四杆机构是四杆机构的基本形式。
3.铰链四杆机构的基本类型有曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。
4. 曲柄摇杆机构能将主动件(曲柄)整周的回转运动转换为从动件(摇杆)的往复摆动，也可以将主动件(摇杆)的往复摆动转换为从动件 (曲柄)整周的回转运动。
其的应用有牛头刨床横向进给机构、剪板机、颚式破碎机、搅拌机和雷达俯仰角度的摆动装置等。
5.双曲柄机构的运动特点：主动曲柄匀速回转一周，从动曲柄随之变速回转一周。
双曲柄机构有不等长双曲柄机构、平行四边形机构和反向双曲柄机构，平行四边形机构的运动特点是：两曲柄的回转方向相同，角速度相等。
反向平行双曲柄机构的运动特点是：两曲柄的回转方向相反，角速度不等。
平行四边形机构中，主动曲柄每回转一周，曲柄与连杆两次共线，从动曲柄会产生运动的不确定现象。
6.双摇杆机构的应用有自卸翻斗装置、港口用起重机和飞机起落架收放机构等。
7.曲柄存在的条件：1）连架杆与机架中必有一个是最短杆；2）最短杆与最长杆之和必小于或等于其余两杆长度之和。
8.铰链四杆机构三种基本类型的判别方法：（1）若铰链四杆机构中最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和，则：①、取最短杆为连架杆时，构成曲柄摇杆机构；②、取最短杆为机架时，构成双曲柄机构；③、取最短杆为连杆时，构成双摇杆机构。
（2）若铰链四杆机构中最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和，则无曲柄存在，只能构成双摇杆机构。
9.急回特性：曲柄AB作等速转动时，摇杆在摆角为ψ的极限位置间往复摆动，摇杆的空回行程的平均速度大于工作行程平均速度。
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等待就是浪费青春
制：张启才
1.7 平面杆系结构的分类
（1）梁 ：杆件轴线为直线。单跨梁、多跨梁 受力点：受弯构件。 （2）拱：由曲杆构成。 受力特点：竖向荷载作用下，支座产生水平反力。 （3）刚架：梁、柱组成。具有刚结点。 （4）桁架：直杆用铰链连接组成的结构。 （5）组合结构：桁架和梁或刚架组合在一起形成的结构。 含有组合结点。
• 习题2－2(a) • 作ab杆的受力图。图中接触面均为光滑面。 • 习题2－2解答如图。 • a点受拉力t，沿柔索方向； • b点受支撑反力n，指向圆心c。
• 受力分析应注意柔索、光滑面约束性质。 • 注意约束力的方向： • 柔索约束力为沿索线方向的拉力； • 光滑面约束力为压力，方向为光滑面的法
力图上要与之保持一致。
7 、正确判断二力构件。
• 习题2-11 按图示系统作（1）杆CD、轮O、绳索
及重物所组成系统的受力图。（2）折杆AB的受 力图。（3）折杆GE的受力图。（4）系统整体 的受力图。 E B
G
O
A
XG
YG
F
NF
D
C
NA
W
T XD YD XC YC
W NE NB
T’
XD’ YD’ XD’ YD’ YC’ XC’触才有相互机械 作用力，要分清研究对象（受力体）都与周围哪些物体 （施力体）相接触，接触处必有力，力的方向由约束类型 而定。
要注意力是物体之间的相互机械作用。因此对于受力体所受的 2、不要多画力
每一个力，都应能明确地指出它是哪一个施力体施加的。
3、不要画错力的方向 约束反力的方向必须严格地按照约束的类型来画，不能单凭直观或根据 主动力的方向来简单推想。在分析两物体之间的作用力与反作用力时， 要注意，作用力的方向一旦确定，反作用力的方向一定要与之相反，不 要把箭头方向画错。未知力不能判定实际方向的先假设方向，经计算结 果为正时假设方向就是实际方向，为负时假设方向与实际方向相反。
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梁 受弯构件 其轴线通常为直线
可以是单跨的或多跨的
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拱
轴线为曲线 力学特点是在竖向荷载作用下有水平支座反力
3
刚架 由直杆组成 其结点通常为刚结点
4 3
桁架 由直杆组成 所有结点都为铰结点
5 3
组合结构 是桁架和梁或刚架组合一起形成的结构
三、画受力图应注意的问题
线方向，即指向圆心c。注意这里不是沿杆 轴方向。
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习题2－1（d）， 指出受力图中的错误和不妥之处。 受力图见教材15页。 受力图中的错误和不妥之处： （1）如整体受力图所示，Xc、Yc应视为作用于c点的集中 力（主动力）。 但如本图分析，Xc、Yc表示的是内力，所以原图中不应 画 （2）本图中Yc、Yc’为作用力与反作用力，应设为相反 方向； Xc、Xc’所设方向正确，但Xc画在杆右侧更准确。
4、受力图上不能再带约束。 即受力图一定要画在分离体上。
5、受力图上只画外力，不画内力。
一个力，属于外力还是内力，因研究对象的不同，有可能不同。当物体 系统拆开来分析时，原系统的部分内力，就成为新研究对象的外力。
6 、同一系统各研究对象的受力图必须整体与局部一致，相 互协调，不能相互矛盾。 对于某一处的约束反力的方向一旦设定，在整体、局部或单个物体的受