实验五 平面连杆机构创新设计实验
《平面连杆传动机构作业设计方案-2023-2024学年高中通用技术地质版2019》
《平面连杆传动机构》作业设计方案一、设计要求1. 设计一个平面连杆传动机构，实现输入轴的旋转运动转换为输出轴的直线往来运动。
2. 输出轴的往来运动幅度为20mm，速度为20mm/s。
3. 设计要思量传动效率、结构稳定性和工作可靠性。
4. 设计要求符合机械设计原理和相关标准规范。
二、设计方案1. 选择机构类型：平面连杆传动机构2. 确定输入轴和输出轴位置：输入轴为旋转轴，输出轴为直线往来轴。
3. 确定连杆长度：根据输出轴的往来运动幅度确定连杆长度。
4. 确定连杆位置：根据输入轴和输出轴位置确定连杆位置，保证连杆在运动过程中不会发生干涉。
5. 确定连杆角度：根据输入轴和输出轴位置确定连杆角度，保证连杆在运动过程中不会发生过大的角度变化。
6. 确定传动比：根据输出轴的速度要求确定传动比，选择合适的齿轮传动或皮带传动。
7. 确定传动方式：根据传动效率要求选择合适的传动方式，保证传动效率高。
8. 确定传动元件：选择合适的齿轮、链条或皮带等传动元件，保证工作可靠性和结构稳定性。
9. 进行动力学分析：进行连杆传动机构的动力学分析，验证设计方案的合理性和可行性。
10. 进行结构优化：根据动力学分析结果进行结构优化，提高传动效率和工作可靠性。
三、设计计算1. 连杆长度计算：根据输出轴的往来运动幅度确定连杆长度。
2. 传动比计算：根据输出轴的速度要求确定传动比。
3. 传动效率计算：根据传动方式确定传动效率。
4. 动力学分析：进行连杆传动机构的动力学分析，验证设计方案的合理性和可行性。
5. 结构优化：根据动力学分析结果进行结构优化，提高传动效率和工作可靠性。
四、设计方案优势1. 结构简单：采用平面连杆传动机构，结构简单，易于制造和维护。
2. 传动效率高：通过传动方式和结构优化，传动效率高。
3. 工作可靠性高：通过结构优化，保证机构工作可靠性。
4. 运动稳定性好：通过连杆角度和位置的确定，保证机构运动稳定性。
五、结论本设计方案基于平面连杆传动机构，实现了输入轴的旋转运动转换为输出轴的直线往来运动，满足了设计要求。
平面机构运动方案设计与拼装实验报告
平面机构运动方案设计与拼装实验报告实验报告：平面机构运动方案设计与拼装一、实验目的：掌握平面机构运动方案的设计和拼装方法，加深对平面机构运动学的理解。
二、实验原理：平面机构是由连杆、轴、铰链等构成的一种机械装置。
为了实现特定的运动，需要合理设计机构的结构和连接方式。
平面机构的设计和拼装涉及到如下几个方面：1.运动类型的确定：根据具体要求，需要确定机构的运动类型，包括偏转、转动、摆动等。
2.运动副的选择：根据运动类型，选择合适的运动副，如直线副、旋转副、曲线副等。
3.副序的设计：根据运动副的选择，设计副序，包括副序的顺序、副序的布置位置等。
4.运动参数的确定：根据设计要求，确定运动参数，如运动角度、轨迹等。
5.装配设计：根据副序和运动参数，确定机构的结构和装配方式。
三、实验仪器和材料：1.平面机构组件：连杆、轴、铰链等。
2.设计工具：如CAD软件等。
3.实验平台：如支架、夹具等。
四、实验步骤：1.确定运动类型：根据实验要求，确定平面机构的运动类型。
例如，假设要设计一个能够实现偏转运动的机构。
2.选择运动副：根据运动类型，选择合适的运动副。
例如，选择旋转副作为运动副。
3.设计副序：根据运动副的选择，设计副序。
例如，将连杆放置在平面上，并设计一个垂直于连杆的铰链连接连杆和轴。
4.确定运动参数：根据要求，确定运动参数，如偏转角度。
5.进行装配设计：根据副序和运动参数，进行装配设计，确定机构的结构和装配方式。
例如，将连杆和轴固定在支架上，并通过铰链连接连杆和轴。
6.进行拼装：根据装配设计，将机构的各个组件进行拼装。
7.进行运动测试：测试机构是否能够实现设计要求的运动。
五、实验结果和分析：通过以上步骤，我们设计并拼装了一个能够实现偏转运动的平面机构。
在运动测试中，机构能够按照设计要求实现偏转运动。
这表明我们的设计和拼装是成功的。
六、实验总结：通过本次实验，我们掌握了平面机构运动方案的设计和拼装方法，并加深了对平面机构运动学的理解。
平面连杆机构的创新设计
实验16 平面连杆机构的创新设计16.1 实验目的1.加深对机构组成原理和机构运动方案设计的认识；2.了解平面连杆机构的应用；3.培养创新意识和机构创新设计能力；4.了解专利检索方法。
16.2 实验设备和工具创新组合模型一套（或Fischer创意模型若干）。
16.3 实验要求和内容玻璃窗启闭机构创新设计。
设计要求：1)窗扇外形长宽尺寸为mm800 （根据模型中构件模块尺寸情况，可按比例缩小或放大），mm400采用平面连杆机构实现其启闭；90；2)窗扇可自窗槛开启3)操纵窗扇启闭的平面连杆机构有一个引动件（即原动件），并能支持窗扇的重量；4)连杆机构必须具有良好的传动性能（即较大的传动角）；5)窗扇在关闭位置时，连杆机构的所有部分必须隐蔽在窗扇与窗槛之间，且不能延伸至窗槛外侧，延伸至室内的部分亦应尽可能小。
设计内容：1)确定机构运动方案，绘制机构简图；2)机构运动设计，确定各构件运动尺寸；3)利用模型提供的构件和运动副模块搭接出实物机构，并进行运动效果的评价。
要求检索相关专利，以供参考。
16.4 参考方案图16.1 铰链四杆机构运动方案图16.2 曲柄滑块机构运动方案四杆机构运动方案：如图16.1和16.2所示。
前者采用铰链四杆机构，引导构件为连杆3（即窗框），当窗框由全开位置回到关闭位置时需对其施加转矩，且整个窗框的重量仅由连杆3承受；后者采用曲柄滑块机构，引导构件为连杆3（即窗框），滑块可沿窗槛移动，因而可支持窗框的重量，但关闭窗框仍需作用一转矩。
六杆机构运动方案：如图16.3至16.5（均已有实际应用）。
(a) 装置示意图(b) 机构示意图图16.3 司蒂芬Ⅲ型六杆机构运动方案(a) 装置示意图(b) 机构示意图图16.4 司蒂芬Ⅲ型六杆机构（贝莱机构）运动方案（1969年美国专利）(a) 装置示意图(b) 机构示意图图16.5 司蒂芬Ⅰ型六杆机构运动方案（1957年美国专利，船舱窗用）16.5 实验报告(1) 填写完成下表内容简要说明：(2) 实验心得和建议。
平面连杆机构创新设计实验的开发与实施
二 、 面连 杆 机 构 创 新 设计 平 实验 的 内涵
平 面连 杆机 构创新设 计 实验
真研究 国家 经济 发展形 势及人 才
市场需求状况 ， 对现行实验教学大
纲作了进一步修订 ， 确定 了新 的人 依据《 江苏技术师范学 院机械工程 才培 养 目标 。新 目标 以全 面推进 与汽车工程学 院教学 大纲 （０ ７ ２ ０ 年
课体 系 中开 发 了一 个 凸显 综合 性 和设计 性 的创新 实验 项 目， 平 即“
面连杆机构创新设计实验” 。
来越大 。特 别是机 械类各 专业 ， 要 实现教学 目标 ， 新实验项 目的设 创
范成原 理 ” 已经 不能满 足 当前 素 ， 质教育 理念 下人 才培养 目标 的要
问题启发 、 难处点拨 、 成绩考 “ 、 台” “ ” ， 架” “ 、链 上 使其有合理 的 齿轮 、 凸轮 、 轮 、 槽 连杆 、 滑块 、 主动 演示 、 并将构件 的尺寸 轴、 从动 轴 、 铰链 座 、 皮带轮等共计 核等 作 用 。而实验 的真 正活 动主 秩序和空 间位置 ， 从认识设 备 、 自主选题 、 调整 到适 当位置 。在 “ 自动手” ２０ ０ 多个组 件及 相应 工具 ， 每个 平 体是学生 ， 亲
段为途 径 ， 努力 培养素质 高 、 能力 用工 程专业 的学 生 。实 验安 排在
有特 色 、 有创 新精 神 的应 用型 完成《 机械原理》 课程 中与 “ 面连 平 随着 经济社会 快速发展 ， 机械 强 、
机械原理课 杆机构及其设计 ” 相关 内容 的学 习 领域 内新技 术 、 工艺 不断更 新 。 人才 。基于 以上理念 ， 新
素质 教育 和改革 人才培 养模 式为 重点 ， 以构建新 的教学 内容和课程
平面连杆机构设计与特性分析实验记录心得体会
平面连杆机构设计与特性分析实验记录心得体会
在进行平面连杆机构设计与特性分析实验时，我对该实验的内容和过程有了更深刻的理解和体会。
首先，在设计平面连杆机构时，我学会了根据要求选择适当的材料和构件，确保机构的稳定性和可靠性。
我注意到，合理的设计可以提高机构的工作效率和精度，同时减少能量损失。
其次，在特性分析过程中，我掌握了使用相关测试仪器和软件的方法。
通过对机构的运动学和动力学特性进行测量和分析，我能够准确地评估机构的性能和工作状态。
这对于优化机构设计和提升工作效率至关重要。
实验中，我还学会了合理规划实验过程，确保实验结果的准确性和可靠性。
我注意到，实验中的数据采集和记录对于后续的分析和比较是不可或缺的。
因此，我始终保持仔细和谨慎，避免任何可能引起误差的因素。
通过这次实验，我意识到平面连杆机构设计与特性分析是一项复杂而重要的工作。
只有通过深入的理论学习和实践探索，我们才能更好地理解和应用这些知识。
我深感自己在这方面还有很多需要学习和提升的空间，将继续努力进一步提高自己的专业能力。
平面机构创意组合及分析实验
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平面机构创意组合及分析实验
四、实验方法和步骤
1、掌握实验原理。
2、熟悉实验设备的硬件组成及零件功用。使用方法请参 阅随机使用说明书。 3、自拟机构运动方案或选择实验指导书中提供的机构运 动方案作为机构组合（拼接）实验内容。
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平面机构创意组合及分析实验
四、实验方法和步骤
4、将所选定的机构运动方案根据机构组成原理按杆组进 行正确拆分，并用机构简图表示出来。 5、找出有关零部件，将杆组按运动的传递顺序依次接到 原动件和机架上，正确拼装杆组机构运动方案。 6、机构安装完成之后，用手拨动机构，检查机构运动是 否正常。
12、完成实验报告。
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平面机构创意组合及分析实验
五、杆组的概念、正确拆分杆组及拼 装杆组
1、杆组的概念： 由于平面机构具有确定运动的条件是机构原动 件数目与机构的自由度相等，因此机构均由机 架、原动件和自由度为零的从动件系统通过运 动副联结而成。 将从动件系统拆成若干个不可再分的自由度为 零的运动链，称为基本杆组，简称杆组。
2、机构的组成原理 根据如上所述，可将机构的组成原理概括为： 任何平面机构均可以用零自由度的杆组依次连 接到原动件和机架上去的方法来组成。这是本 实验的基本原理。
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平面机构创意组合及分析实验
3、正确拆分杆组 正确拆分杆组的三个步骤：
1) 先去掉机构中的局部自由度和虚约束，有时还要将高 副加以低代。 2）计算机构的自由度，确定原动件。 3）从远离原动件的一端（即执行构件）先试拆分Ⅱ级杆 组，若拆分不出Ⅱ级杆组时，再试拆Ⅲ级组，即由最低 级别杆组向高一级杆组依次拆分，最后剩下原动件和机 架。
当n=1，PL =1，PH =1时，即可获得单构件高副 杆组，常见的有如下几种：
《平面连杆传动机构作业设计方案》
《平面连杆传动机构》作业设计方案第一课时一、设计背景平面连杆传动机构是机械学中一个重要的探究领域，其在各种机械装置中都有广泛应用。
在本次作业中，我们将设计一个由连杆组成的机构，通过传动来实现特定的运动功能。
这将有助于加深对平面连杆传动机构的理解，培育同砚的设计和分析能力。
二、设计目标1. 设计一个平面连杆传动机构，使其能够实现简易的往来运动。
2. 通过计算和仿真，验证设计的合理性，并分析其运动规律。
3. 培育同砚的设计思维和团队合作能力。
三、设计方案1. 机构结构设计：选择适当的毗连方式和材料，设计出符合要求的平面连杆传动机构结构。
2. 运动规律分析：利用计算机帮助软件，对机构进行运动学分析，验证设计的准确性，并猜测机构的运动规律。
3. 试验验证：通过搭建实物模型，进行试验验证，观察机构的运动状况，并收集数据进行分析。
4. 结果展示：将设计方案和试验结果进行总结，撰写报告并进行展示，分享设计阅历和心得。
四、工作流程1. 确定设计方案：依据要求和目标确定设计方案，并分工合作。
2. 结构设计：详尽设计机构结构，包括连杆的尺寸和毗连方式等。
3. 运动学分析：利用计算机软件进行运动学分析，验证设计的正确性。
4. 试验搭建：搭建实物模型，进行试验验证，观察机构的运动状况。
5. 数据分析：收集试验数据，进行分析，总结结果。
6. 报告撰写：撰写设计报告，展示设计过程和结果。
五、预期效果1. 深度理解平面连杆传动机构的原理和设计方法。
2. 培育同砚的设计能力和分析能力。
3. 提高团队合作认识和沟通能力。
六、总结通过本次作业设计，同砚将能够深度了解平面连杆传动机构的原理和设计方法，培育实际操作能力和团队合作能力，为将来的机械设计和探究奠定基础。
期望同砚能够在作业过程中不息进修和成长，为将来的机械领域贡献自己的力气。
第二课时一、设计背景及目标平面连杆传动机构是一种常见的机械结构，具有简易、高效、运动平稳等特点，广泛应用于各种机械设备中。
实验五 平面连杆机构创新设计实验
要求：具有急回特性,运动传递由电机→齿轮减速 →导杆→……→滑块 （四）插床机构 要求：1.具有急回特性。 2.插刀实现大行程往复运动。 3. 运动传递由电机→齿轮减速→原动件 曲柄→……→输出件插刀 （五）筛料机构 要求：1.具有急回特性。 2.加速度变化较大。 （六）行程放大机构： 要求：实现行程放大
五、报告要选题机构运动要求及特点；
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（三）利用功能分析法及设计目录对设计方案进行 简单分析； （四）设计的机构简图； （五）实验中机构运动状况分析； （六）改进后的机构简图 。 自命题报告要求： （一）命题机构名称； （二）命题机构运动要求及特点； （三）对设计方案进行简单分析； （四）所设计的结构简图； （五）实验中机构运动状况分析； （六）改进后的结构简图。
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（4）实验报告请自行打印，将设计方案在课前准备好， 填写到报告上。 （5）每班分成7-8组，每组3-4人。 （6）实验时自备三角板、圆规和草稿纸等文具。 四、选题部分设计题目：（每组任选一个） 蒸汽机机构、精压机机构、牛头刨床机构、插床机构、 筛料机构、 行程放大机构。 机构具体要求： （一）蒸汽机机构： 要求：1.实现活塞的往复运动； 2.运动传递由电机→曲柄→……→滑块。 （二）精压机机构 要求：构件平稳下压，物料受载均衡 （三）牛头刨床主切削运动机构
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二实验仪器二实验仪器88个创新组合实验台个创新组合实验台三实验要求三实验要求1每组设计两种不同的机构其中一种机构从选题部分设计题目中进行选择另一种机构自行命题可以来源于参考书网络或者现实生活中的机构要求至少有两种基本连杆机构
机械设计课程实验
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实验五 平面连杆机构创新设计实验
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实验五平面连杆机构创新设计实验
一、实验目的
设计平面机构，并对所设计的机构进行拼接，完成机构特有的运动特性。
二、实验仪器
8个创新组合实验台
三、实验要求
（1）每组设计两种不同的机构，其中一种机构从选题部分设计题目中进行选择，另一种机构自行命题，可以来源于参考书、网络或者现实生活中的机构，要求至少有两种基本连杆机构。
要求在设计过程中利用一种创新设计方法对方案进行分析。
（2）每种机构都能实现其特定的运动特性。
例如，牛头刨床要实现急回运动。
通过查阅资料确定机构的运动特性。
（3）在报告上绘制初始方案的机构运动简图。
（4）实验报告请自行打印，将设计方案在课前准备好，填写到报告上。
（5）每班分成7-8组，每组3-4人。
（6）实验时自备三角板、圆规和草稿纸等文具。
四、选题部分设计题目：（每组任选一个）
蒸汽机机构、精压机机构、牛头刨床机构、插床机构、筛料机构、行程放大机构。
机构具体要求：
（一）蒸汽机机构：
要求：1.实现活塞的往复运动；
2.运动传递由电机→曲柄→……→滑块。
（二）精压机机构
要求：构件平稳下压，物料受载均衡
（三）牛头刨床主切削运动机构
要求：具有急回特性,运动传递由电机→齿轮减速→导杆→……→滑块
（四）插床机构
要求：1.具有急回特性。
2.插刀实现大行程往复运动。
3. 运动传递由电机→齿轮减速→原动件曲柄→……→输出件插刀
（五）筛料机构
要求：1.具有急回特性。
2.加速度变化较大。
（六）行程放大机构：
要求：实现行程放大
五、报告要求
选题报告要求：
（一）选题机构名称；
（二）选题机构运动要求及特点；
（三）利用功能分析法及设计目录对设计方案进行简单分析；
（四）设计的机构简图；
（五）实验中机构运动状况分析；
（六）改进后的机构简图。
自命题报告要求：
（一）命题机构名称；
（二）命题机构运动要求及特点；
（三）对设计方案进行简单分析；
（四）所设计的结构简图；
（五）实验中机构运动状况分析；
（六）改进后的结构简图。